JPH0552259U - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料の噴射方向を弁体のリフトにしたがって
変化させる。 【構成】 ノズルボディ３３には、噴射孔３４，３５を
形成する。噴射孔３４，３５の各一端部は、弁座３３ｂ
のほぼ同一箇所に開口させる。噴射孔３４，３５の各他
端部は、弁摺動孔３３ａの内周面で、軸線Ｏ方向におい
て異なる箇所に開口させる。これによって、各噴射孔３
４，３５と軸線Ｏとのなす角度を互いに異なるものとす
る。また、弁体６には、環状溝６４ａと、この環状溝６
４ａを燃料通路６３に連通させる連通孔６４ｂとからな
る連通路６４を形成する。環状溝６４ａは、弁体６の初
期〜中期リフト時に噴射孔３４と対向し、弁体６の最大
リフト時には噴射孔３４から離間し、かつ噴射孔３５と
対向するように配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ディーゼルエンジン等に用いられる燃料噴射ノズルに関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

従来の燃料噴射ノズルには、実開昭５７ー８３６２号公報に開示されたタイプ のものがある。この燃料噴射ノズルは、図１２に示すように、ノズル本体１と弁 体２とを備えている。ノズル本体１の内部には、上下方向に延びる弁摺動孔１１ が形成されている。この弁摺動孔１１の下端開口部には、下方に向かうにしたが って拡径するテーパ孔状の弁座１２が形成されている。

【０００３】 弁体２は、弁摺動孔１１に摺動自在に挿入された軸部２１と、この軸部２１の 弁摺動孔１１から突出した下端部に連設された弁部２２とから構成されている。 軸部２１の内部には、その軸線上を延びる燃料通路２１ａが形成されるとともに 、この燃料通路２１ａに一端が連通し、他端が外周面に開口する噴射孔２１ｂが 形成されている。一方、弁部２２は、弁座１２の下端部とほぼ同一の直径に形成 されており、その上端面には、弁座１２より若干大きいテーパ角を有するテーパ 部２２ａが形成されている。このテーパ部２２ａの周縁部が、ノズルばね（図示 せず）によって弁座１２の周縁部に突き当てられることにより、弁部２２が弁座 １２に着座するようになっている。

【０００４】 上記構成の燃料噴射ノズルにおいて、燃料噴射ポンプ（図示せず）から燃料が 圧送され、その圧力が所定の開弁圧に達すると、弁体２がノズルばねの付勢力に 抗して弁座１２からリフトする（下方へ移動する）。すると、圧送された燃料は 、燃料通路２１ａを通り、噴射孔２１ｂから噴射される。噴射された燃料は、弁 座１２とテーパ部２２ａとの間を通ってエンジンの燃焼室に噴射される。

【０００５】 ところで、ディーゼルエンジンにおいては、エンジンの性能上の観点から、低 負荷時（弁体２のリフト量が小さい時）と高負荷時（弁体２のリフト量が大きい 時）とで燃料の噴射方向を変えることが要望されることがある。例えば、低負荷 時には燃料を燃焼室の比較的下側（ピストン側）に噴射し、高負荷時には燃焼室 の上側（シリンダヘッド側）に噴射されることが要望されることがある。特に、 高負荷時には、弁体２のリフト量に応じて噴射方向を変えることができれば、燃 焼室内の空気の利用効率を向上させて、燃焼状態を良好にするこことができると いう点から、燃料の噴射方向をリフト量にしたがって変えることができれば望ま しい。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の燃料噴射ノズルにおいては、燃料の噴射量が弁体２のリフト量に応 じて変化するものの、燃料の噴射方向は一定であり、上記要望に応えることがで きなかった。

【０００７】 この考案は、上記要望に応えるためになされたもので、弁体のリフト量に応じ て燃料の噴射方向を変えることができる燃料噴射ノズルを提供することを目的と する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記の目的を達成するために、内部に一端が外面に開口する弁摺 動孔が形成され、この弁摺動孔の開口部に弁座が形成されたノズル本体と、前記 弁摺動孔に摺動自在に設けられ、内部に燃料通路が形成されるとともに、弁摺動 孔から外部に突出した端部に前記弁座の外周側の周縁部に着座する弁部が形成さ れた弁体とを備え、前記弁体が前記弁座からリフトときには弁座と弁部との間か ら燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル本体に、内側の端部が前 記弁摺動孔の内周面に開口するとともに、外側の端部が前記弁座に開口し、かつ 弁摺動孔の軸線とのなす角度が互いに異なる複数の噴射孔を形成し、前記弁体に 、前記弁体の弁座からのリフト時に前記燃料通路と前記複数の噴射孔とをそれぞ れ連通させ、かつ各連通面積どうしの大きさの割合を前記弁体のリフト量に応じ て変化させる連通路を形成したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

弁体が弁座からリフトすると、各噴射孔が連通路を介して燃料通路と連通する 。したがって、各噴射孔から燃料が噴射される。噴射された燃料は、弁座と弁部 との間を通って燃焼室に噴射される。 ここで、各噴射孔と弁摺動孔とのなす角度が互いに異なっているので、各噴射 孔から噴射される燃料の噴射方向は、比較的下向きのものもあれば、比較的上向 きのものもある。しかも、各噴射孔と燃料通路との連通面積がリフト量に応じて 変化するので、リフト量の変化に伴って噴射方向が比較的下向きである燃料の噴 射量が多くなったり、逆に少なくなったりする。これによって、燃料の噴射方向 が変化する。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の実施例について図１〜図１１を参照して説明する。 図１〜図５はこの考案の一実施例を示すものである。まず、図２に基づいてこ の実施例の燃料噴射ノズルＮの全体構成について説明すると、符号３はノズル本 体である。このノズル本体３は、ノズルホルダ３１と、このノズルホルダ３１の 下端面にノズルナット３２によって固定されたノズルボディ３３とから構成され ている。なお、ノズルホルダ３１とノズルボディ３３とは、位置決めピン４によ って位置決めされている。

【００１１】 上記ノズルホルダ３１の内部には、その上端面から下方に延びる燃料用孔３１ ａが形成されるとともに、その燃料用孔３１ａの下端部からノズルホルダ３１の 下端面まで延びるばね収納孔３１ｂが形成されている。このばね収納孔３１ｂに は、後述する弁体６を図２の上方へ付勢するノズルばね５が収納されている。な お、ばね収納孔３１ｂ内には、燃料噴射ポンプ（図示せず）から燃料用孔３１ａ を介して高圧燃料が圧送されるようになっている。

【００１２】 上記ノズルボディ３３には、その軸線Ｏ（図１参照）上を上端面から下端面ま で貫通する弁摺動孔３３ａが形成されている。この弁摺動孔３３ａの下端開口部 には、下方へ向かうにしたがって漸次拡径するテーパ孔状の弁座３３ｂ（図１参 照）が形成されている。また、ノズルボディ３３の下端部外周面には、下方へ向 かうしたがって漸次小径になるテーパ面３３ｃが形成されている。

【００１３】 ノズルボディ３３の弁摺動孔３３ａには、弁体６が摺動自在に挿通されている 。この弁体６は、弁摺動孔３３ａに挿通された軸部６１と、この軸部６１の弁摺 動孔３３ａから突出した下端部に連設された弁部６２とから構成されている。

【００１４】 上記軸部６１は、その上端部が弁摺動孔３３ａを貫通して上記ばね収納孔３１ ｂ内に突出しており、そこにはばね受け７が固定されている。そして、軸部６１ は、上記ノズルばね５によりばね受け７を介して上方へ付勢されている。これに よって、弁部６２が弁座３３ｂに着座するようになっている。その一方、軸部６ １は、ばね収納孔３１ｂ内に圧送される燃料によって下方に押圧される。この押 圧力がノズルばね５の付勢力より大きくなると、弁体６が弁座３３ｂからリフト （下方へ移動）することになる。なお、弁体６がリフトし始める時の燃料の圧力 が開弁圧である。

【００１５】 また、軸部６１の内部には、軸線Ｏ上を延びる燃料通路６３が形成されている 。この燃料通路６３の上端部は、軸部６１の上端面に開口している。したがって 、燃料通路には、燃料噴射ポンプから燃料用孔３１ａを介してばね収納孔３１ｂ 内に圧送された燃料が導入されることになる。燃料通路６３の下端部は、止まり 孔になっている。

【００１６】 一方、弁部６２は、図１に示すように、その外周面にテーパ面６２ａが形成 されている。このテーパ面６２ａは、弁部６２が弁座３３ｂに着座した状態にお いては、上記ノズルボディ３３のテーパ面３３ｃに連続するようになっている。 また、弁部６２の上端面には、テーパ部６２ｂが形成されている。このテーパ部 ６２ｂのテーパ角度は、弁座３３ｂのテーパ角度より大きくなっている。したが って、弁部６２は、テーパ部６２ｂの外周縁が弁座３３ｂの外周縁に突き当たっ た状態で弁座３３ｂに着座することになる。

【００１７】 上記構成は、従来の燃料噴射ノズルと同様であるが、この燃料噴射ノズルにお いては、弁体６がリフトするにしたがって燃料の噴射方向が変化するよう、次の 構成を有している。

【００１８】 すなわち、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ノズルボディ３３の下端部には 、対をなす２つの噴射孔３４，３５が複数対（この実施例では四対）形成されて いる。噴射孔３４，３５は、軸線Ｌを含む同一平面上に配置されているが、軸線 Ｏ方向に関しては異なる箇所に配置されている。また、噴射孔３４，３５と軸線 Ｏとのなす角度は互いに異なっており、この実施例では、噴射孔３４と軸線Ｏと のなす角度が噴射孔３５と軸線Ｏとのなす角度より小さくなされている。

【００１９】 各噴射孔３４，３５の一端部は、弁摺動孔３３ａの内周面に開口し、他端部は 、弁座３３ｂの外周縁近傍に開口している。この場合、弁座３３ｂにおける各噴 射孔３４，３５の開口部は、ほぼ同一箇所に位置せしめられている。したがって 、弁摺動孔３３ａの内周面における各噴射孔３４，３５の開口部は、軸線Ｏ方向 に互いに離間しており、噴射孔３４の開口部が噴射孔３５の開口部より上側に位 置している。

【００２０】 なお、この実施例においては、噴射孔３４の直径が噴射孔３５の直径より小さ くなされており、図１（Ｃ）に示すように、各噴射孔３４，３５は、それぞれの 内周面の外側に位置する箇所どうしが弁座３３ｂにおいて接するように配置され ている。

【００２１】 また、上記軸部６１の下端部外周面には、環状溝６４ａが形成されている。こ の環状溝６４ａは、連通孔６４ｂを介して燃料通路６３に連通せしめられている 。これら環状溝６４ａおよび連通孔６４ｂによって連通路６４が構成されている 。

【００２２】 上記環状溝６４ａは、弁部６２が弁座３３ｂに着座した状態においては、噴射 孔３４より上側（弁体６のリフト方向と逆方向側）に位置している。また、環状 溝６４ａの幅Ｗは、弁摺動孔３３ａの内周面における噴射孔３４，３５の軸線Ｏ 方向の間隔Ｌと同等か、若干狭くなされている。

【００２３】 したがって、図４および図５に示すように弁体６がリフトした場合、環状溝６ ４ａはまず噴射孔３４と対向する。この結果、噴射孔３４が燃料通路６３と連通 する。その後、環状溝６４ａは、その幅Ｗが間隔Ｌより狭いので、噴射孔３４と 噴射孔３５との間の弁摺動孔３３ａの内周面によって遮蔽される。このときには 、噴射孔３４，３５の両者が燃料通路６３と非連通状態になる。そして、弁体６ が最大リフトしたときには、環状溝６４ａが噴射孔３５と対向し、噴射孔３５が 燃料通路６３と連通するようになっている。

【００２４】 次に、上記構成の燃料噴射ノズルＮの作用について説明する。 燃料噴射ポンプから燃料用孔３１ａを介してばね収納孔３１ｂに燃料が圧送さ れ、その燃料の圧力が開弁圧に達すると、弁体６がノズルばね５の付勢力に抗し てリフトし始める。

【００２５】 図３（Ａ）に示すように、環状溝６４ａが噴射孔３４と対向する前の初期リフ ト時には、燃料通路６３および連通孔６４ｂを介して環状溝６４ａに圧送された 燃料が、軸部６１と弁摺動孔３３ａの内周面との間を通って弁座３３ｂと弁部６ ２との間へ至り、そこから外部（燃焼室）に噴射される。この場合の噴射は、噴 射量が少なく、しかも弁座３３ｂと弁部６２との間隔が狭いので、図３（Ｂ）に 示すように、薄い膜状になる。 なお、薄い膜状の噴射は、弁体６のリフト期間中常時行われる。

【００２６】 弁体６がさらにリフトすると、図４（Ａ）に示すように、環状溝６４ａが噴射 孔３４と対向する。このとき、環状溝６４ａは噴射孔３５と対向していない。し たがって、燃料は噴射孔３４からだけ噴射される。この場合、噴射孔３４の直径 が小さいので、噴射量は少なく、いわゆる初期噴射が行われる。また、噴射孔３ ４と軸線Ｏとのなす角度が小さく、噴射孔３４が比較的下向きであるので、噴射 方向も下向きになる。

【００２７】 弁体６がさらにリフトすると、環状溝６４ａの幅Ｗが噴射孔３４，３５の間隔 Ｌより小さいので、環状溝６４が弁摺動孔３３ａの内周面によって遮蔽される。 この結果、燃料噴射が瞬間的にではあるが中断する。

【００２８】 弁体６が最大リフトすると、環状溝６４ａが噴射孔３５と対向する。したがっ て、噴射孔３５から燃料が噴射される。このとき、噴射孔３５の直径が噴射孔３ ４の直径より大きいので、多量の燃料が噴射され、いわゆる主噴射が行われる。 この主噴射においては、噴射孔３５と軸線Ｏとのなす角度が大きく、噴射孔３５ が比較的上向きであるので、噴射方向も上向きになる。

【００２９】 なお、燃料噴射ポンプからの燃料圧送が終了すると、弁体６がノズルばね５の 付勢力によって弁座３３ｂに着座し、これによって燃料噴射が終了する。

【００３０】 次に、この考案の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例においては、上 記実施例と異なる構成についてののみ説明することとし、上記実施例と同様な部 分については同一符号を付してその説明を省略する。

【００３１】 図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す実施例は、弁部６２が弁座３３ｂに着座し た状態のときに環状溝６４ａが噴射孔３４と対向するようにしたものであり、環 状溝６４ａの幅Ｗは弁摺動孔３３ａの内周面における噴射孔３４，３５の間隔Ｌ より広く、かつ噴射孔３４の上側縁から噴射孔３５の下側縁までの間隔Ｌ₁より 狭くなされている。

【００３２】 この実施例の燃料噴射ノズルにおいては、弁体６がリフトすると同時に噴射孔 ３４から燃料が比較的下向きに噴射される。その後、弁体６がさらにリフトする と、環状溝６４ａの幅Ｗが噴射孔３４，３５の間隔Ｌより広いので、図６（Ｂ） に示すように、環状溝６４ａが噴射孔３４，３５と同時に対向し、両噴射孔３４ ，３５から同時に燃料が噴射される。この状態においては、両噴射孔３４，３５ から噴射される燃料全体の噴射方向は、両噴射孔３４，３５の噴射方向を合成し た方向になる。

【００３３】 その状態から弁体６がさらにリフトすると、リフト量の増大に伴って環状溝６ ４ａと噴射孔３４との対向面積が減少するのに対し、環状溝６４ａと噴射孔３５ との対向面積が増大する。この結果、噴射孔３４からの燃料噴射量が減少する一 方、噴射孔３５からの噴射量が増大する。したがって、噴射孔３４，３５から噴 射される燃料全体は当初比較的下向きになり、その後リフト量が増大するにした がって徐々に上向きに変化する。そして、最大リフト時には、図６（Ｃ）に示す ように、環状溝６４ａが噴射孔３５とだけ対向するので、噴射方向は、噴射孔３ ５による噴射方向と一致する。

【００３４】 図７に示す実施例は、環状溝６５ａおよび連通孔６５ｂからなる連通路６５と 、環状溝６６ａおよび連通孔６６ｂからなる連通路６６とをそれぞれ形成し、各 連通路６５，６６をそれぞれ噴射孔３４，３５の専用にしたものである。環状溝 ６５ａは、弁体６の着座時には噴射孔３４から離れており、弁体６がリフトする と噴射孔３４と対向し、弁体６が最大リフトすると噴射孔３４から離れるように 配置されている。一方、環状溝６６ａも、弁体６の着座時には噴射孔３５から離 れ、弁体６がリフトすると噴射孔３５と対向するように配置されている点は環状 溝６５ａと同様であるが、環状溝６５ａと噴射孔３４との連通面積が減少し始ま ると、環状溝６６ａが噴射孔３５と対向し始め、弁体６が最大リフト時には噴射 孔３５全体と対向するように配置されている。

【００３５】 この実施例の燃料噴射ノズルにおいても、噴射孔３４と環状溝６５ａとの連通 面積と、噴射孔３５と環状溝６５ａとの連通面積とが、弁体６のリフト量に応じ て変化するとともに、連通面積の大きさの割合がリフト量に応じて変化するので 、図６に示す実施例と同様に、噴射孔３４，３５から噴射される燃料全体の噴射 方向が弁体６のリフトに応じて比較的下向きから上向きへと徐々に変化すること になる。

【００３６】 図８、図９および図１０は、２つの噴射孔３４，３５の他の例を示すものであ る。すなわち、上記の実施例においては、２つの噴射孔３４，３５の弁座３３ｂ における開口部を、各内周面の外側の側部において接するように配置したのに対 し、図８に示す実施例は、噴射孔３４，３５の各軸線を弁座３３ｂにおいて交差 させたものであり、図９に示す実施例は、内側の側部において接するように配置 したものであり、図１０に示す実施例は、噴射孔３４，３５の各軸線を弁座３３ ｂにおいて交差させるとともに、噴射孔３４の内径を噴射孔３５の内径より大径 にしたものである。

【００３７】 また、図１１に示す実施例は、噴射孔３４，３５を弁摺動孔３３ａの周方向に おいて異なる箇所に配置したものであり、噴射孔３４と３５とは交互に配置され ている。この場合、各噴射孔３４，３５と軸線Ｏとのなす角度が互いに異なると ともに、弁摺動孔３３ａの内周面における各噴射孔３４，３４の開口部が軸線Ｏ 方向に互いに異なる箇所に位置しているのは勿論である。

【００３８】 なお、この考案は、上記の実施例に限定されることなく、その要旨を逸脱しな い範囲において適宜変更可能である。 例えば、図８〜図１１に示す実施例を図１〜図５、図６、図７にそれぞれ示す 実施例と組み合わせてもよい。 また、上記の実施例は、ノズルばね５を１つだけ用いた燃料噴射ノズルにこの 考案を適用したものであるが、この考案は、２つのノズルばねを用いたいわゆる ２段開弁圧タイプの燃料噴射ノズルにも適用することができる。

【００３９】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の燃料噴射ノズルによれば、弁本体に、弁摺動 孔に対す傾斜角度が互いに異なる複数の噴射孔を形成する一方、弁体に、各噴射 孔と燃料通路との連通面積の比を弁体のリフトにしたがって変化させる連通路を 形成したものであるから、燃料の噴射方向を弁体のリフトに応じて変化させるこ とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の要部を拡大して示す図で
あり、図１（Ａ）その断面図、図１（Ｂ）は弁体を省略
して示す図１（Ａ）のＢ矢視図、図１（Ｃ）は図１
（Ｂ）のＣ円部の拡大図である。

【図２】この考案の一実施例の全体を示す断面図であ
る。

【図３】図３（Ａ）は弁体のリフト当初における図１
（Ａ）と同様の断面図であり、図３（Ｂ）はそのときの
燃料の噴射状態を示す図である。

【図４】図４（Ａ）は弁体の初期〜中期リフト時におけ
る図１（Ａ）と同様の断面図であり、図４（Ｂ）はその
ときの燃料の噴射状態を示す図である。

【図５】図５（Ａ）は弁体の最大リフト時における図１
と同様の断面図であり、図５（Ｂ）はそのときの燃料の
噴射状態を示す図である。

【図６】図６はこの考案の他の実施例の要部を拡大して
示す断面図であり、図６（Ａ）は弁体の着座時の状態を
示す図、図６（Ｂ）は弁体の初期〜中期リフト時の状態
を示す図、図６（Ｃ）は弁体の最大リフト時の状態を示
す図である。

【図７】図７はこの考案の他の実施例の要部を拡大して
示す断面図であり、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれ
ぞれ図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と同様の図である。

【図８】この考案の他の実施例の図１（Ｃ）と同様の図
である。

【図９】この考案の他の実施例の図１（Ｃ）と同様の図
である。

【図１０】この考案の他の実施例の図１（Ｃ）と同様の
図である。

【図１１】この考案の他の実施例の図１（Ｂ）と同様の
図である。

【図１２】従来の燃料噴射ノズルの一例の要部を示す断
面図である。

【符号の説明】

Ｎ 燃料噴射ノズル ０ 弁摺動孔の軸線 ３ ノズル本体 ３３ａ 弁摺動孔 ３３ｂ 弁座 ３４ 噴射孔 ３５ 噴射孔 ６ 弁体 ６１ 軸部 ６２ 弁部 ６３ 燃料通路 ６４ 連通路 ６５ 連通路 ６６ 連通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に一端が外面に開口する弁摺動孔が
   形成され、この弁摺動孔の開口部に弁座が形成されたノ
   ズル本体と、前記弁摺動孔に摺動自在に設けられ、内部
   に燃料通路が形成されるとともに、弁摺動孔から外部に
   突出した端部に前記弁座の外周側の周縁部に着座する弁
   部が形成された弁体とを備え、前記弁体が前記弁座から
   リフトしたときには弁座と弁部との間から燃料を噴射す
   る燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル本体に、内側の
   端部が前記弁摺動孔の内周面に開口するとともに、外側
   の端部が前記弁座に開口し、かつ弁摺動孔の軸線とのな
   す角度が互いに異なる複数の噴射孔を形成し、前記弁体
   に、前記弁体の弁座からのリフト時に前記燃料通路と前
   記複数の噴射孔とをそれぞれ連通させ、かつ各連通面積
   どうしの大きさの割合を前記弁体のリフト量に応じて変
   化させる連通路を形成したことを特徴とする燃料噴射ノ
   ズル。