JPH04143455A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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JPH04143455A
JPH04143455A JP26723890A JP26723890A JPH04143455A JP H04143455 A JPH04143455 A JP H04143455A JP 26723890 A JP26723890 A JP 26723890A JP 26723890 A JP26723890 A JP 26723890A JP H04143455 A JPH04143455 A JP H04143455A
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pressure
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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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) 本発明は、ディーゼルエンジンに使用される燃料噴射ノ
ズルの改良に関する。
(従来の技術) ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射
ノズルは例えば第5図に示すように構成されている(米
国特許第4715541号)。
すなわち、先端を密閉した中空の筒状のノズルボディ2
の先端に放射方向に複数の噴孔1oを設け、ノズルボデ
ィ2の内側に収装した針弁4oが輪方向位置に応じてこ
の噴孔1oを開閉するようになっている。
針弁40はノズルボディ2の21所に形成したガイド3
と5により摺動自由に支持され、高圧燃料はノズルボデ
ィ2に形成した通路8からガイド3と5の間の油溜り1
2と、ガイド5の上下を連通する針弁40に形成した溝
41と、針弁4oとノズルボディ2の間に形成される環
状層間42を介して噴孔10に供給される。
針弁40には燃料圧力で針弁4oを基端方向に付勢する
受圧部43が形成される。また、針弁40を先端方向に
付勢する第1のスプリング22がノズルボディ2を保持
するホルダ44と針弁4゜の基端との間に介装される。
さらに、後退した針弁40を第2のスプリング24がス
トッパ45を介して先端方向に支持するようになってい
る。
燃料の噴射初期には針弁40がまず受圧部43に作用す
る燃料圧力により第1のスプリング22を収縮させて図
の上方へとわずかに変位し、ノズルボディ2の先端部2
Aと針弁40の先端部9の間に形成される狭い隙間を介
して燃料が噴孔10から燃焼室内に噴出する。
そして、受圧部43に作用する燃料圧力が上昇すると針
弁40は@2のスプリング24をも押し縮めつつさらに
後退し、先端部2Aと9の隙間を広げて噴孔10からの
燃料の噴射量を増加させる。
なお、このように噴孔10の開度を燃料圧力に応じて2
段階に変化させることで初期のり7ト量が小さくなり、
燃焼がス中の窒素酸化物(NOx)を低減することがで
きる。
(発明の課題) しかしながら、この燃料噴射ノズルの場合には燃料圧力
を受は止める受圧部43と第1のスプリング22の反発
力を受は止める針弁40の基端部との距離りが大きいた
めに、針弁40がノズルボディ2に対して偏心しやすく
、偏心によりガイド3及び5と針弁40との摺動摩擦抵
抗が増加して針弁40の閉弁時の応答性が低下したり、
噴孔10からの燃料噴射が不拘−になり、結果としてス
モークや炭化水素の発生を増加させる恐れがあった。
本発明は、以上のNR1[を解決するためになされたも
ので、針弁の偏心を抑制して有害物質の発生を低減する
ことを目的とする。
(課題を達成するための手段) 本発明は、先端を密閉した筒状のノズルボディの先端部
に燃料を噴射する噴孔を放射状に形成し、これらの噴孔
を軸方向位置に応じて開閉する針弁をノズルボディの内
側に形成したガイドで摺動自由に支持し、ノズルボディ
と針弁の間を通って噴孔に導かれる高圧燃料に接して針
弁を基端方向へ付勢する受圧部を針弁に形成する一方、
針弁を先端方向へ付勢するスプリングを備えた燃料噴射
ノズルにおいて、前記ガイドに摺接する針弁の摺接部に
ガイドに臨んで等しい角度間隔で複数の四部を形成し、
各四部に高圧燃料を導く通路を針弁の内部に形成してい
る。
(作用) 摺接部に形成した四部を介してガイドと摺接部の間に燃
料の圧力を作用させることにより静圧軸受が構成され、
針弁が偏心しにくくなり、針弁とガイドとの摺動がスム
ーズになる。
(実施例) MS1図及び第2図に本発明の第1の実施例を示す。
第1図において、1は針弁、2は針弁1を収装したノズ
ルボディである。ノズルボディ2は中空の筒形に形成さ
れ、針弁1に形成された大径の摺接部6と7と8をそれ
ぞれがイド3と4と5において摺動自由に支持する。
ノズルボディ2の先端部2Aは円錐状に閉じ、この先端
部2A!、:II!数の噴孔10が放射状に形成される
。また、針弁1の先端部9も円錐形に形成され、噴孔1
0はこの先端部9がノズルボディ2の先端部2Aの内側
に接することでwg鎖される。
針弁1の摺接部6と7の間の小径部11とノズルボディ
2との間には油溜り12が形成され、この油溜り12に
図示されない燃料ポンプから導かれた高圧燃料の通路1
3が接続する。
針弁1の摺接部7と8の間及び摺接部8と先端部9の間
の各小径部14と15は小径部11と同径に形成され、
小径部14と/グルボディ2の間の環状隙間16にノズ
ルボディ2に形成した通路17が接続する。
また、小径部15とノズルボディ2の間に先端部油溜り
18が形成され、この先端部油溜り18と油溜り12が
針弁1の内情に斜め方向に形成した4本の通孔19を介
して連通する。
さらに、摺接部8の外周にはガイド5に臨む四部20が
等しい角度間隔で4箇所に形成され、第2図に示すよう
に各凹部20と各通孔19とがオリフィス21を介して
連通する。
針弁1の基層は第1のスプリング22にロッド状に形成
されたばね受け23と押圧部材25とを介して支持され
る。また、押圧部材25から距離lをおいて第2のスプ
リング24がばね受け23の外側に配置され、第1のス
プリングが卸離lだけ収縮すると、第2のスプリング2
4がばね受け26を介して押圧部材25に当接し、第1
のスプリング22とともに針弁1を弾性支持する。なお
、第2のスプリング24を収装するばね室27は低圧に
保持され、前記環状隙間16に連通する通路17がこの
ばね室27に接続される。
次に作用を説明する。
燃料圧力が作用しない状態では針弁1は第1図に示すよ
うに第1のスプリング22に付勢されて噴孔10を閉ざ
している。
図示されない燃料ポンプから通路13に高圧燃料が供給
されると、この燃料は通路13から油溜り12と通孔1
9を経て先端部油溜り18に流入する。
この燃料の圧力は摺接部8と小径部15の間の段差に上
向らに作用し、針弁1を第1のスプリング22に抗して
上方へ変位させる。これにより、噴孔10が先端部油溜
り18に連通し、噴孔10から燃料が外側の燃焼室へと
噴射される。なお、摺接部6及び7と小径部11との各
段差に働く圧力は等しく、また摺接部7及び8と小径部
14との各段差に働く圧力も等しい、したがって、これ
らの圧力が針弁1を駆動することはな仁針弁1は摺接部
8と小径部15の段差に働く燃料圧力に応じて変位する
ところで、針弁1に作用する燃料圧力と第1のスプリン
グ22の反発力の各作用位置が離れているため、これら
の力が正確に同軸上で逆向きに作用しないと、針弁1に
偏心力が作用する。
しかし、摺接部8の凹部20には通孔19及びオリフィ
ス21を介して高圧の燃料圧力が作用しており、針弁1
が偏心して摺接部8の一部とガイド5の隙間が大きくな
ると、この隙間に連通する四部20の燃料が隙間から上
方の低圧の環状隙間16へと大量に流出し、凹部20の
圧力が低下して反対側の四部20との間に圧力差を生じ
る。この圧力差は針弁1に対して偏心方向と逆向きに作
用し、針弁1を中心位置へ戻す力として働くので、針弁
1の偏心は直ちに修正される。
したがって、針弁1は燃料圧力の変化に対応して常にス
ムーズに摺動し、燃料圧力が低下すると応答良く噴孔1
0を閉鎖するので、噴射末期に燃料がうまく微粒化しな
かったり、燃料が噴孔10周囲に付着することがない、
また、針弁1が偏心しにくいことから、各噴孔10から
噴射される燃料の噴霧も均一化される。このようにして
燃焼室には必要に応じて燃料が過不足なく好ましい状態
で供給されるので、燃焼室はスモークやHCの発生しに
くい燃焼環境となる。
第3図及び第4図は本発明の第2の実施例を示す。ここ
では、ガイド4と摺接部7を設けず、ガイド3と5及び
摺接部6と8のみを設けている。
また、摺接部8の外周に形成した4箇所の凹部20に針
弁1の内側に交錯的に配置した4本の通孔19を各々接
続し、これらの通孔19を針弁1の中心線をはさんで四
部20と反対側に位置する先端部2Aの外周に開口する
この場合には高圧燃料は通路13から油溜り12及び溝
30を介して先端部油溜り18に導かれ、針弁1の先端
部9とノズルボディ2の先端部2Aの隙間を介して噴孔
10からノズルボディ2の外側の燃焼室へ噴出する。
その場合に、針弁1が偏心すると、先端s2Aと9の一
部の隙間が広がり、その隙間に先端部油溜り18の高圧
燃料が大量に供給される。このため、この隙間に通孔1
9を介して連通する凹部12は高圧となるが、この隙間
の反対側では先端部2Aと9の間に隙間がなく、この部
分に通孔19を介して連通する四部12は相対的に低圧
となる。
通孔19が針弁1の中心線を越えて交錯的に配置されて
いるため、この圧力差は針弁1に対して偏心方向と逆向
きに作用し、針弁1を中心方向に戻す作用をもたらす。
したがって、この実施例によれば第1の実施例に比べて
簡易な構成で針弁1の偏心を防止し、好ましい燃焼環境
を維持することがで外る。
(発明の効果) 以上のように、本発明は針弁のガイドとの摺接部に等し
い角度間隔で複数の四部を形成し、各凹部に高圧燃料を
導く通路を備えたので、凹部に導かれた燃料が静圧軸受
を構成し、針弁の偏心を抑制して燃料の噴射を均一にで
き、燃焼室内への燃料分散に過不足がなくなる作用をも
たらす。
このため、特に窒素酸化物の低減をa的とした2段噴射
ノズルのような、針弁り7F量が小さく、針弁の偏心に
よる燃料の不均一分散期間が長くなるノズルにおいても
燃料の過不足によるスモークや単価水素のキ≠≠発生を
大幅に低減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す燃料噴射ノズルの
縦断面図、第2図は同じく針弁摺接部の横断面図、II
Pi3図は第2の実施例を示す燃料噴射/にルの縦断面
図、第4図は同じく針弁摺接部の横断面図である。 また、第5図は従来例を示す燃料噴射ノズルの縦断面図
である。 1・・・針弁、2・・・/ズルボデイ、3 = 4 t
 5・・・がイド、6,7,8・・・摺接部、10・・
・噴孔、12・・・油溜り、13・・・通路、18・・
・先端部油溜り、19・・・通孔、20・・・凹部、2
1・・・オリフィス、22・・・第1のスプリング、2
−t−・・・第2のスプリング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  先端を密閉した筒状のノズルボディの先端部に燃料を
    噴射する噴孔を放射状に形成し、これらの噴孔を軸方向
    位置に応じて開閉する針弁をノズルボディの内側に形成
    したガイドで摺動自由に支持し、ノズルボディと針弁の
    間を通っで噴孔に導かれる高圧燃料に接して針弁を基端
    方向へ付勢する受圧部を針弁に形成する一方、針弁を先
    端方向へ付勢するスプリングを備えた燃料噴射ノズルに
    おいて、前記ガイドに摺接する針弁の摺接部にガイドに
    臨んで等しい角度間隔で複数の凹部を形成し、各凹部に
    高圧燃料を導く通路を針弁の内部に形成したことを特徴
    とする燃料噴射ノズル。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335000A (en) * 1998-03-05 1999-09-08 Lucas Ind Plc Fuel injector having a restricted fuel flow path provided by a needle valve
EP2110541A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-21 MAGNETI MARELLI POWERTRAIN S.p.A. Fuel injector with direct shutter actuation for internal combustion engines
CN108533432A (zh) * 2018-01-23 2018-09-14 中国第汽车股份有限公司 一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴

Cited By (4)

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CN108533432A (zh) * 2018-01-23 2018-09-14 中国第汽车股份有限公司 一种提高各孔喷油均匀性的喷油嘴

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