JPH04103872A

JPH04103872A - ディーゼル機関の燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JPH04103872A
Application number: JP21937890A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Matsumoto; 松本　泰郎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1992-04-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明はディーゼル機関の燃料噴射ノズル、特に直接
噴射式ディーゼル機関に用いられる燃料噴射ノズルの改
良に関する。

従来の技術直接噴射式ディーゼル機関には、一般に多噴孔のホール
ノズル形式の燃料噴射ノズル（例えば実開昭５４−１１
２９１８号公報等参照）が多く用いられているが、この
ように噴射方向が固定されたものでは、燃焼室内にかな
り強い吸気スワールを与えないと空気利用率を十分に高
めることができず、スモークの発生を防止できない。し
かし、強度の吸気スワールを生成するためには、吸気ポ
ート形状等が制約を受け、一般に出力の低下を招き易い
。

そこで、実開昭６２−１３２２７３号公報や実開昭６３
−１９０７０号公報等において、噴孔が開口したノズル
チップ先端部分を回転させ、噴霧を広く渦巻状に拡散さ
せることで、空気利用率を向上させるようにした燃料噴
射ノズルが既に提案されている。

第１６図は、実開昭６２−ｉ３２２７３号公報に記載の
燃料噴射ノズルの要部を示すものであって、ニードル弁
３１が着座する噴孔部材３２がノズルチップ本体３３と
は別体に構成され、かつ回転可能となっている。そして
、上記ニードル弁３ｌによって開閉される燃料通路３４
が上記噴孔部材３２中心に形成され、ここから外周側へ
貫通した複数個の噴孔３５か、上記燃料通路３４の接線
方向へ傾いている。従って、燃料噴射時の反力によって
噴孔部材３２が回転し、噴霧が広く拡散する。

また第１７図は実開昭６３−１９０７０号公報に記載の
燃料噴射ノズルの要部を示し、ノズルチップ４１の先端
部４２が球面座４３によって回転自在に支持されている
とともに、この先端部４２に噴孔４４が設けられている
。そして、上記先端部４２の接合面に、多数の凹凸が連
続した周溝４５が設けられ、作動油供給路４６を介して
斜めに吹き付けられる作動油によって上記先端部４２が
回転する構成となっている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、前者の構成においては、中心の燃料通路
３４から外側へ向かう噴孔３５自体を接線方向にオフセ
ットさせて回転力を得るようにしているので、回転中心
から噴孔３５の中心軸線に至る距離を十分に確保するこ
とが側底困難であり、噴射時の反力による回転力がそれ
程大きく得られない。そのため、燃料噴霧を十分に広く
拡散させることができない。またニードル弁３１が着座
する噴孔部材３２を回転させるようにしているので、そ
の加工精度の確保が困難となり易く、所期の性能を安定
的に得ることが難しい。

また後者の構成では、噴孔４４を有する先端部４２を回
転させるために別の油圧系統が必要となり、燃料噴射装
置全体の構成が複雑化し易（、かつ噴射ノズル自体も大
型化してしまう。

課題を解決するための手段そこで、この発明に係るディーゼル機関の燃料噴射ノズ
ルは、ニードル弁が着座するノズルチップの先端部に連
通孔を貫通形成するとともに、上記連通孔の先端開口を
覆うようにノズルチップ外周にリング部材を回転自在に
装着し、かっこのリング部材に、接線方向に傾いた複数
個の噴孔を貫通形成し、この噴孔と上記連通孔とを常時
連通するようにノズルチップ外周もしくはリング部材内
周に燃料供給溝を凹設したことを特徴としている。

作用上記構成では、ニードル弁がリフトすると連通孔および
燃料供給溝を介してノズルチップ外周のリング部材側へ
高圧燃料が流れ、かつリング部材の噴孔から噴射される
。このとき、各噴孔はリング部材の接線方向に傾いてい
るので、噴射時の反力によってリング部材が回転し、燃
料噴霧が渦巻状に広く拡散される。

実施例以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図および第２図は、この発明に係乞燃料噴射ノズル
の第１実施例を示し、特にその要部のみを示している。

これらの図において、１は図示せぬノズルホルダにノズ
ルナツトを介して保持される円筒状のノズルチップ、２
はその中心部に摺動可能に収容されたニードル弁である
。上記ノズルチップ１は、先端部内側にテーパ状の着座
面３を有し、ここに上記ニードル弁２の先端テーパ面が
着座するようになっている。尚、上記ニードル弁２は、
周知のように、図示せぬ部分でノズルスプリングにより
閉方向へ押圧されているとともに、燃料圧力を受ける受
圧面を備え、この燃料圧力によってリフトする。

また上記ノズルチップｌの先端には、基部側よりも小径
となった円柱部４が延長形成されており、かつこの円柱
部４外周面に、全周に亙って連続した断面半円形の燃料
供給溝５が凹設されている。

そして、上記着座面３、詳しくは実際のシート線より先
端側の部分から上記燃料供給溝５へ向けて一対の連通孔
６が貫通形成されている。

また上記円柱部４外周に、上記燃料供給溝５を覆うよう
な形で短円筒状のリング部材７が嵌合している。このリ
ング部材７は、耐熱合金もしくは′セラミックス等から
なるもので、上記円柱部４外周面に対し極僅かな隙間を
有し、回転自在に嵌合しているとともに、スナップリン
グ８によって抜は止めされている。そして、リング部材
７内周円の接線に略沿って、一対の噴孔９が貫通形成さ
れている。この噴孔９は、その内周側の一端が上記燃料
供給溝５に臨んで開口しており、また外周側の開口周囲
には、噴霧との干渉を避けるように座ぐり部ｌＯが設け
られている。また、この実施例では、上記噴孔９は、ニ
ードル弁２の軸線と直交する面に沿って形成されている
。

尚、上記連通孔６や噴孔９の数は必要に応じて適宜に増
やすことができる。

第３図は、上記実施例の燃料噴射ノズルをディーゼル機
関のシリンダヘッド１１に装着した状態を示している。

同図において、１２はシリンダブロック、１３は頂面に
例えば皿形の燃焼室１４が凹設されたピストンであり、
燃料噴射ノズルは上記燃焼室１４の中心において略垂直
に取り付けられている。

上記実施例の構成において、図外の燃料噴射ポンプから
高圧の燃料が圧送されてくると、ニードル弁２がリフト
し、連通孔６および燃料供給溝５を介して燃料が流れ、
噴孔９から噴射される。そして、この噴射時の反力によ
ってリング部材７か第２図の矢印Ｍのように回転し、回
転しつつ燃料噴射が行われる。従って、第３．４図に符
号Ｆとして示すように、渦巻状に広く拡散した燃料噴霧
を得ることができ、燃焼室１４内の空気を有効に利用し
てスモークの発生が抑制される。尚、リング部材７は通
過する燃料によって冷却され、過度に高温となることは
ない。

ここで上記構成では、円柱部４に嵌合する環状のリング
部材７に噴孔９が形成されているので、リング部材７の
回転中心から噴孔９を十分に離して形成できる。つまり
、上記回転中心から噴孔９の中心軸線までの距離を十分
に大きく確保でき、噴射圧力による回転力を大きなもの
とすることができる。

またニードル弁２は通常の燃料噴射ノズルと同様にノズ
ルチップｌの着座面３に着座するので、その加工が困難
となったり計量精度が悪化したりするような虞れはない
。

尚、第４図には、噴孔９を３個備えた場合の噴霧形成状
態を図示しである。

次に、第５図および第６図に示す第２実施例は、リング
部材７に接線方向に傾いて形成される噴孔９を、更に噴
射ノズル先端側へ傾斜させたものである。この傾斜の程
度は、例えば燃焼室１４の形状に応じて適宜に設定する
ことができる。

尚、この第５図、第６図の例では、連通孔６および噴孔
９が３個づつ設けられている。

次に第７図および第８図に示す第３実施例は、４個の噴
孔９を備えたもので、その中の２個９Ａが、第１実施例
と同様にニードル弁２の軸線と直交する面に沿って形成
され、また他の２個９Ｂが、第２実施例と同様に噴射ノ
ズル先端側へ傾斜している。

従って、第９図、第１０図に示すように、燃焼室１４の
上方に螺旋状に広がる噴霧Ｆ、と、下方に螺旋状に広が
る噴霧Ｆ２とを上下二段に形成でき、燃焼室１４の上下
方向についても広く燃料の拡散が図れる。そのため、空
気利用率が一層向上する。

また第１１図および第１２図に示す第４実施例は、シリ
ンダボアの軸線Ｑに対し傾いた状態で装着される燃料噴
射ノズルの例である。

この実施例においては、ノズルチップｌ先端の円柱部４
が上記軸線ｅと平行に形成され、ここに前述した各実施
例と同様にリング部材７が装着される。従って、ノズル
チップｌ自体の取付姿勢に拘わらず、ピストン１３頂面
を基準として均等に燃料噴霧を形成できる。

次に第１３図〜第１５図に示す第５実施例は、燃料供給
溝５を、円柱部４外周の４箇所に直線状に加工し、それ
ぞれに対し連通孔６を設けたものである。つまり、燃料
供給溝５に沿った円柱部４の断面は、第１４図に示すよ
うに略正方形をなしている。尚、各燃料供給溝５は、そ
の端部で互いに不連続となっているが、噴孔９の内周側
開口が比較的大きいので、燃料供給溝５と噴孔９との連
通状態は常に確保されている。

この実施例のように燃料供給溝５を形成すれば、該燃料
供給溝５内の容積が小さくなるので、燃料の後だれ等に
よるＨＣの増加が抑制される。

また、この実施例では、リング部材７の上端面７ａおよ
び下端面７ｂに、第１５図に詳示するような螺旋状の溝
２１が多数形成されている。この溝２１は、リング部材
７の矢印Ｍ方向の回転に伴い、内周へ向かうポンプ作用
が働くように、その傾斜方向が定められている。

従って、燃料噴射の反力によってリング部材７が回転す
ると、リング部材７上端面７ａおよび下端面７ｂに漏出
してきた燃料が上記ポンプ作用によって内周側へ押し戻
されるようになり、噴孔９以外の部分からの燃料の滴下
が可及的に抑制される。

また、この実施例では、リング部材７を保持するために
、固定用リング２２を軸部２３に圧入するようにしてあ
り、リング部材７の上下端面７ａ７ｂの隙間管理が容易
かつ確実となっている。

尚、上記各実施例では、燃料供給溝５をノズルチップ１
側に形成しであるが、リング部材７側に設けることもで
きる。

発明の効果以上の説明で明らかなように、この発明に係るディーゼ
ル機関の燃料噴射ノズルによれば、燃料噴射圧力を利用
してリング部材を回転させ、燃料噴霧を渦巻状に広く拡
散させることができる。これにより空気利用率が向上し
、スモークの低減が図れる。特に、ノズルチップ外周に
配置したリング部材に噴孔を設けたことにより、強い回
転力を得ることができ、またニードル弁の着座に何ら影
響を及ぼすことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る燃料噴射ノズルの第１実施例を
示す要部の断面図、第２図は第１図の■■線に沿った断
面図、第３図は同噴射ノズルの噴霧の状態を示す機関要
部の断面図、第４図は同じく噴霧の状態を示すピストン
頂面の平面図、第５図はこの発明の第２実施例を示す要
部の断面図、第６図はそのＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図
、第７図はこの発明の第３実施例を示す第８図の■−■
線に沿った断面図、第８図はその■−■線に沿った断面
図、第９図は同噴射ノズルの噴霧の状態を示す機関要部
の断面図、第１０図は同じく噴霧の状態を示すピストン
頂面の平面図、第１１図はこの発明の第４実施例を示す
要部の断面図、第１２図はその■−刈線に沿った断面図
、第１３図はこの発明の第５実施例を示す要部の断面図
、第１４図はそのＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図、第
１５図はリング部材端面の平面図、第１６図および第１
７図はそれぞれ従来における燃料噴射ノズルの一例を示
す断面図である。１・・・ノズルチップ、２・・・ニードル弁、５・・燃
料供給溝、６・・・連通孔、７・・・リング部材、９・
・・噴孔。第３図第４図ぐ− 第９図第１０図ｈ−＠ｌ第１１図第１２図第１３図第１４図Ｍ−一一〜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ニードル弁が着座するノズルチップの先端部に連
通孔を貫通形成するとともに、上記連通孔の先端開口を
覆うようにノズルチップ外周にリング部材を回転自在に
装着し、かつこのリング部材に、接線方向に傾いた複数
個の噴孔を貫通形成し、この噴孔と上記連通孔とを常時
連通するようにノズルチップ外周もしくはリング部材内
周に燃料供給溝を凹設したことを特徴とするディーゼル
機関の燃料噴射ノズル。