JPH06159197A - Fuel injection nozzle - Google Patents
Fuel injection nozzleInfo
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- JPH06159197A JPH06159197A JP4308848A JP30884892A JPH06159197A JP H06159197 A JPH06159197 A JP H06159197A JP 4308848 A JP4308848 A JP 4308848A JP 30884892 A JP30884892 A JP 30884892A JP H06159197 A JPH06159197 A JP H06159197A
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- Japan
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- fuel
- seat surface
- seat
- injection hole
- needle valve
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料噴射を段階的に行う燃料噴射ノズルにお
いて、燃料噴射特性を改善する。
【構成】 パイロット噴孔3とメイン噴孔9をそれぞれ
の出口付近で交差させ、各パイロット噴孔3の孔径D3
を各メイン噴孔9の孔径D9より小さく設定し、針弁2
の初期リフト時にシート線部22と座面11の間に画成
される入口有効開口面積Asを各パイロット噴孔3の開
口面積A3の総和より小さく設定する。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve fuel injection characteristics in a fuel injection nozzle that performs fuel injection in stages. [Structure] The pilot injection holes 3 and the main injection holes 9 are made to intersect each other near their respective outlets, and the diameter D 3 of each pilot injection hole 3 is crossed.
Is set to be smaller than the diameter D 9 of each main injection hole 9, and the needle valve 2
At the time of the initial lift, the effective inlet opening area As defined between the seat line portion 22 and the seat surface 11 is set smaller than the sum of the opening areas A 3 of the pilot injection holes 3.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直噴式ディーゼルエン
ジン等に用いられる燃料噴射ノズルの改良に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a fuel injection nozzle used in a direct injection diesel engine or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンの着火遅れを少なく
して円滑な燃焼を実現するために、燃料噴射を段階的に
行う燃料噴射ノズルがある。2. Description of the Related Art In order to reduce ignition delay of a diesel engine and realize smooth combustion, there is a fuel injection nozzle that performs fuel injection in stages.
【0003】この種の燃料噴射ノズルとして従来例えば
図8に示すものがあった(特開昭59−147862号
公報、参照)。As a fuel injection nozzle of this type, there is a conventional one shown in FIG. 8, for example (see Japanese Patent Laid-Open No. 59-147862).
【0004】これについて説明すると、ノズルボディ4
1に複数のパイロット噴孔43とメイン噴孔49がそれ
ぞれ放射状に開口し、針弁42の初期リフト時に小孔径
のパイロット噴孔43のみが開いて、図9に矢印Bで示
すように少量の燃料をピストン45のキャビティ40に
噴射し、さらに針弁42がリフトするのに伴って大孔径
のメイン噴孔49も開いて矢印Cで示すように大量の燃
料を噴射するようになっている。Explaining this, the nozzle body 4
1, a plurality of pilot injection holes 43 and main injection holes 49 are respectively radially opened, and only the pilot injection holes 43 having a small diameter are opened when the needle valve 42 is initially lifted. Fuel is injected into the cavity 40 of the piston 45, and as the needle valve 42 lifts, the main injection hole 49 with a large hole is opened and a large amount of fuel is injected as indicated by arrow C.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、大量の燃料が噴射される主噴
射時にパイロット噴孔43からの燃料噴霧とメイン噴孔
49からの燃料噴霧とが重なり合い、燃焼室に燃料が過
濃となる領域をつくってスモークの悪化を来すという問
題点があった。However, in such a conventional device, the fuel spray from the pilot injection hole 43 and the fuel spray from the main injection hole 49 are generated during the main injection in which a large amount of fuel is injected. There was a problem that the smoke was deteriorated by overlapping with each other and creating a region where the fuel was excessively concentrated in the combustion chamber.
【0006】本発明は上記の問題点に着目し、燃料噴射
を段階的に行う燃料噴射ノズルにおいて、燃料噴射特性
を改善することを目的とする。In view of the above problems, the present invention has an object to improve fuel injection characteristics in a fuel injection nozzle which carries out fuel injection in stages.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射ポン
プからエンジン回転に同期して圧送される燃料圧力に応
じて針弁が多段階にリフトして燃料を噴射する燃料噴射
ノズルにおいて、針弁を収装するノズルボディに円錐形
に窪む座面を形成する一方、針弁に円錐形に突出するシ
ート面部を形成するとともに、シート面部の基端縁部に
座面に対して線状に接触するシート線部を形成し、座面
にシート線部の直下流側で開口する複数のパイロット噴
孔とシート線部に比較的遠い位置で開口する複数のメイ
ン噴孔とを放射状に形成し、それぞれ対応するパイロッ
ト噴孔とメイン噴孔をそれぞれの出口付近で交差させ、
各パイロット噴孔の開口面積の総和を各メイン噴孔の開
口面積の総和より小さく設定し、かつ針弁の初期リフト
時にシート線部と座面の間に画成される入口有効開口面
積を各パイロット噴孔の開口面積の総和より小さく設定
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a fuel injection nozzle in which a needle valve lifts in multiple stages in response to fuel pressure fed from a fuel injection pump in synchronization with engine rotation to inject fuel. A conical recessed seating surface is formed on the nozzle body that houses the valve, while a conically projecting seat surface is formed on the needle valve, and a linear shape with respect to the seating surface is formed at the base end edge of the seat surface. A seat line portion that is in contact with the seat line portion, and a plurality of pilot injection holes that open on the seat surface immediately downstream of the seat line portion and a plurality of main injection holes that open at a position relatively distant from the seat line portion are radially formed. Then, cross the corresponding pilot injection holes and main injection holes near their respective outlets,
Set the sum of the opening areas of the pilot nozzle holes to be smaller than the sum of the opening areas of the main nozzle holes, and set the effective inlet opening area defined between the seat line and seat surface during the initial lift of the needle valve. Set smaller than the total opening area of pilot injection holes.
【0008】[0008]
【作用】シート面部と座面の間に画成される円錐筒状流
路を通って導かれる燃料流がシート線部と座面の間で強
く絞られる針弁の初期リフト時において、シート線部と
座面の間に画成される入口有効開口面積を各パイロット
噴孔の開口面積の総和より小さく小さく設定したため、
燃料の大部分がシート線部の直下流側に開口する各パイ
ロット噴孔に流入する一方、シート線部から離れて開口
する各メイン噴孔に流入することが抑制される。これに
より初期リフト時に噴射される少量の燃料は各パイロッ
ト噴孔を通って燃焼室の中央部に向けて噴出する。When the needle valve is initially lifted, the fuel flow guided through the conical tubular flow passage defined between the seat surface portion and the seat surface is strongly throttled between the seat wire portion and the seat surface. Since the effective inlet opening area defined between the seat and the seat surface is set smaller than the total opening area of each pilot injection hole,
Most of the fuel is prevented from flowing into each pilot injection hole opened immediately downstream of the seat line portion, while being prevented from flowing into each main injection hole opened away from the seat line portion. As a result, a small amount of fuel injected during the initial lift is ejected toward the center of the combustion chamber through each pilot injection hole.
【0009】各パイロット噴孔の開口面積の総和を各メ
イン噴孔の開口面積の総和より小さく設定し所定の初期
噴射量に対応させたため、初期リフト時の噴射率を低く
抑えられる。さらに、パイロット噴孔の孔径を小さく形
成することにより、パイロット噴孔を通って燃焼室に噴
射される燃料噴霧の微粒化が促進される。この結果、着
火遅れの少ない、従って振動や騒音の少ない、安定かつ
円滑な燃焼を実現する。Since the sum of the opening areas of the pilot injection holes is set smaller than the sum of the opening areas of the main injection holes to correspond to a predetermined initial injection amount, the injection rate at the initial lift can be suppressed to a low level. Further, by forming the pilot injection hole to have a small diameter, atomization of the fuel spray injected into the combustion chamber through the pilot injection hole is promoted. As a result, stable and smooth combustion with less ignition delay and hence less vibration and noise is realized.
【0010】針弁が初期リフト量を越えてリフトする
と、シート線部と座面の間に画成される入口による絞り
効果が相対的に小さくなり、シート面部と座面の間に画
成される円錐筒状流路を通って導かれる燃料圧力が均一
化し、多くの燃料が開口面積が大きく噴射角度の浅い各
メイン噴孔を通って噴出し、残りの燃料が各パイロット
噴孔を通って噴出する。When the needle valve is lifted beyond the initial lift amount, the throttling effect by the inlet defined between the seat line portion and the seat surface becomes relatively small, and is defined between the seat surface portion and the seat surface. The fuel pressure guided through the conical cylindrical flow path becomes uniform, and a large amount of fuel is ejected through each main injection hole with a large opening area and a shallow injection angle, and the remaining fuel is passed through each pilot injection hole. Gush out.
【0011】パイロット噴孔とメイン噴孔はそれぞれの
出口部付近で互いに交差しているため、各噴孔を通った
燃料流は燃焼室に噴出する直前で互いに衝突し、噴霧の
微粒化が促進されるともに、1回の噴射中に噴射方向が
燃焼室の下方から側方へと変化し、かつ燃料噴射量の増
大に伴って貫徹力の強い燃料噴霧が供給される。この結
果、拡散燃焼を活発化させてスモークを抑えるととも
に、燃料噴射時期をある程度遅らせてNOxの低減をは
かることが可能となる。Since the pilot injection hole and the main injection hole intersect each other in the vicinity of their respective outlets, the fuel flows passing through the injection holes collide with each other immediately before they are injected into the combustion chamber, and atomization of the spray is promoted. At the same time, the injection direction changes from the lower side to the lateral side of the combustion chamber during one injection, and the fuel spray having a strong penetration force is supplied as the fuel injection amount increases. As a result, it is possible to activate diffusion combustion and suppress smoke, and delay fuel injection timing to some extent to reduce NOx.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0013】図2に示すように、直噴式ディーゼルエン
ジンに備えられる燃料噴射ノズル10は、燃料ポンプか
ら通路を介して圧送される燃料圧力に応じて針弁2が2
段階にリフトして燃料噴射を段階的に行うようになって
いる。図示しないピストン頂面には皿状に窪むキャビテ
ィが形成され、燃料噴射ノズル10はシリンダヘッドか
ら燃焼室の中央に臨んで垂直に設けられる。As shown in FIG. 2, in the fuel injection nozzle 10 provided in the direct injection type diesel engine, the needle valve 2 is 2 depending on the fuel pressure pumped from the fuel pump through the passage.
The fuel is injected in stages by lifting in stages. A dish-shaped cavity is formed on the top surface of the piston (not shown), and the fuel injection nozzle 10 is provided vertically facing the center of the combustion chamber from the cylinder head.
【0014】中空の筒状ノズルボディ1内に針弁2が摺
動可能に収装され、針弁2を閉弁付勢する第一バネ6と
第二バネ7が並列に介装され、針弁2がリテーナ8に当
接する初期リフトまでの段階では第一バネ6が働き、初
期リフトを過ぎるとこれに加えて第二バネ7の付勢力が
プッシュロッド5を介して働くことにより、燃料噴射圧
力に対して針弁2が段階的にリフトし、初期噴射燃料が
着火した後に大量の主噴射が行われる。ここでは初期リ
フト量L1が例えば0.06mm、全リフト量L2が例え
ば0.25mmに設定される。A needle valve 2 is slidably accommodated in a hollow cylindrical nozzle body 1, and a first spring 6 and a second spring 7 for biasing the needle valve 2 to close are interposed in parallel to each other. The first spring 6 operates in the stage up to the initial lift where the valve 2 comes into contact with the retainer 8. When the initial lift is exceeded, the urging force of the second spring 7 also works via the push rod 5 to allow fuel injection. The needle valve 2 is lifted stepwise with respect to the pressure, and a large amount of main injection is performed after the initial injection fuel is ignited. Here, the initial lift amount L 1 is set to 0.06 mm, and the total lift amount L 2 is set to 0.25 mm, for example.
【0015】図1に示すように、ノズルボディ1には円
錐形に窪む座面11が形成され、座面11には複数対の
メイン噴孔9とパイロット噴孔3がノズル中心線O1か
ら放射状に形成される。パイロット噴孔3は下方のキャ
ビティ内に向けて大きく傾斜するのに対して、メイン噴
孔9は水平よりいくらか下方に向けて傾斜している。対
になるパイロット噴孔3とメイン噴孔9はそれぞれの出
口で互いに交差する。パイロット噴孔3の中心線O3と
メイン噴孔9の中心線O9はそれぞれノズル中心線O1を
含む平面上に位置し、パイロット噴孔3の中心線O3と
メイン噴孔9の中心線O9の交点Eはノズルボディ1の
外表面上に位置している。なお、この先端合流タイプの
噴孔を有する燃料噴射ノズルについては、既に本出願人
により特願平2−404075号として出願されてい
る。As shown in FIG. 1, the nozzle body 1 is formed with a conical recessed seat surface 11, and a plurality of pairs of main injection holes 9 and pilot injection holes 3 are formed in the seat surface 11 at the nozzle center line O 1. Are formed radially from. The pilot injection hole 3 is largely inclined toward the lower cavity, whereas the main injection hole 9 is inclined slightly downward from the horizontal. The paired pilot injection hole 3 and main injection hole 9 intersect each other at their respective outlets. Centerline O 9 centerline O 3 and the main injection hole 9 of the pilot injection hole 3 is located on a plane including the nozzle center line O 1, respectively, the center line O 3 of the pilot injection hole 3 and the center of the main injection hole 9 The intersection E of the line O 9 is located on the outer surface of the nozzle body 1. A fuel injection nozzle having a tip-merging type injection hole has already been filed by the applicant as Japanese Patent Application No. 2-404075.
【0016】針弁2の先端には円錐形のシート面部21
が形成され、シート面部21より基端側に円錐面23が
形成され、シート面部21より先端側には円錐面24が
形成され、それぞれの円錐角度は円錐面23、シート面
部21、円錐面24の順に段階的に大きく設定される。
シート面部21の円錐角度は座面11の円錐角度より所
定の比率で大きく形成され、針弁2の着座時(閉弁時)
にシート面部21の基端縁部(円錐面23とシート面部
21の境界線)に当たるシート線部22を座面11に線
接触させて各噴孔3,9に至る円錐筒状の燃料流路を閉
塞するようになっている。A conical seat surface portion 21 is provided at the tip of the needle valve 2.
Is formed, a conical surface 23 is formed on the base end side of the seat surface portion 21, and a conical surface 24 is formed on the tip end side of the seat surface portion 21. The conical angles of the conical surface 23, the seat surface portion 21, and the conical surface 24 are respectively formed. It is set gradually in the order of.
The conical angle of the seat surface portion 21 is formed larger than the conical angle of the seat surface 11 at a predetermined ratio, and when the needle valve 2 is seated (when the valve is closed).
A fuel flow passage having a conical tubular shape in which a seat line portion 22 that abuts a base end edge portion (a boundary line between the conical surface 23 and the seat surface portion 21) of the seat surface portion 21 is brought into line contact with the seat surface 11 and reaches the respective injection holes 3 and 9. Is designed to be blocked.
【0017】パイロット噴孔3はその入口3aがシート
線部22の直下流側に位置して座面11に開口する一
方、メイン噴孔9はその入口9aがシート面部21の先
端部に対峙して座面11に開口している。すなわちメイ
ン噴孔9の入口9aはシート線部22に対して比較的遠
い位置で開口している。The inlet 3a of the pilot injection hole 3 is located immediately downstream of the seat line portion 22 and opens to the seat surface 11, while the main injection hole 9 has its inlet 9a facing the tip of the seat surface portion 21. Open to the seat surface 11. That is, the inlet 9a of the main injection hole 9 opens at a position relatively far from the seat line portion 22.
【0018】各パイロット噴孔3の入口3aはノズル中
心線O1と直交する円周面上に所定の間隔で並び、メイ
ン噴孔9の入口9aは同じくノズル中心線O1と直交す
る別の円周上に所定の間隔で並んでいる。The inlets 3a of the pilot injection holes 3 are arranged at a predetermined interval on the circumferential surface orthogonal to the nozzle center line O 1, and the inlets 9a of the main injection holes 9 are different from each other and are also orthogonal to the nozzle center line O 1. They are lined up at a predetermined interval on the circumference.
【0019】本発明の要旨とするところであるが、各パ
イロット噴孔3の開口面積A3(=D3 2×π/4)の総
和ΣA3は、各メイン噴孔9の開口面積A9(=D9 2×π
/4)の総和ΣA9より小さく形成される。すなわち、
パイロット噴孔3の孔径D3はメイン噴孔9の孔径D9よ
り所定の比率で小さく設定される。パイロット噴孔3の
孔径D3は後述するように初期リフト時に要求される噴
射率が得られるように任意に設定される一方、メイン噴
孔9の孔径D9は主噴射時に要求される噴射率が得られ
るように任意に設定される。As the gist of the present invention, the sum ΣA 3 of the opening areas A 3 (= D 3 2 × π / 4) of each pilot injection hole 3 is the opening area A 9 (of each main injection hole 9 ). = D 9 2 × π
It is formed smaller than the sum ΣA 9 of / 4). That is,
The diameter D 3 of the pilot injection hole 3 is set smaller than the diameter D 9 of the main injection hole 9 at a predetermined ratio. The diameter D 3 of the pilot injection hole 3 is arbitrarily set so that the injection rate required at the initial lift can be obtained as described later, while the diameter D 9 of the main injection hole 9 is the injection rate required at the main injection. Is set arbitrarily so that
【0020】そして、図1の左半分は針弁2が初期リフ
ト量L1だけリフトしている状態を示すが、初期リフト
時の入口有効開口面積Asをこの初期リフト状態にある
針弁2のシート線部22とノズルボディ1の座面11の
間で画成される環状流路の開口面積としたとき、パイロ
ット噴孔3の開口面積A3の総和ΣA3は初期リフト時の
入口有効開口面積Asより所定の比率で大きく設定さ
れ、燃料の大部分が各パイロット噴孔3から初期噴射さ
れるように構成される。The left half of FIG. 1 shows the state in which the needle valve 2 is lifted by the initial lift amount L 1. The effective inlet opening area As during the initial lift is shown by the needle valve 2 in this initial lift state. Assuming that the opening area of the annular flow path defined between the seat line portion 22 and the seat surface 11 of the nozzle body 1 is the sum ΣA 3 of the opening areas A 3 of the pilot injection holes 3, the effective inlet opening at the initial lift The area is set to be larger than the area As at a predetermined ratio, and most of the fuel is initially injected from each pilot injection hole 3.
【0021】さらに、上記初期リフト時の入口有効開口
面積Asはパイロット噴孔3の入口カーテン面積Acの
総和ΣAcより小さく設定される。ただし、入口カーテ
ン面積Acはパイロット噴孔3の開口縁部(入口円周)
と針弁2のシート面部21の間で画成される環状流路の
開口面積とする。Further, the effective entrance opening area As during the initial lift is set to be smaller than the total sum ΣAc of the entrance curtain areas Ac of the pilot injection holes 3. However, the entrance curtain area Ac is the opening edge of the pilot injection hole 3 (entrance circumference)
And the opening area of the annular flow path defined between the seat surface portion 21 of the needle valve 2.
【0022】座面11の先端部には下穴12が形成され
る。この下穴12は座面11の加工逃げとなるととも
に、主噴射時に各メイン噴孔9に導かれる燃料圧力を均
一にするように所定容積を持っている。A pilot hole 12 is formed at the tip of the seat surface 11. The prepared hole 12 serves as a relief for processing the seat surface 11 and has a predetermined volume so as to make the fuel pressure introduced into each main injection hole 9 during main injection uniform.
【0023】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.
【0024】燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズル10に
エンジン回転に同期して送られる燃料は、その圧力上昇
に伴って第一バネ6のみを圧縮して針弁2を初期リフト
させて少量の燃料を初期噴射した後、圧力が所定値を越
えて上昇すると、こんどは第二バネ7も圧縮しながらフ
ルリフトして大量の燃料を主噴射する。The fuel sent from the fuel injection pump to the fuel injection nozzle 10 in synchronism with the rotation of the engine compresses only the first spring 6 as the pressure rises, and the needle valve 2 is initially lifted to generate a small amount of fuel. After the initial injection, when the pressure rises above a predetermined value, the second spring 7 is now fully compressed while the second spring 7 is being compressed, and a large amount of fuel is mainly injected.
【0025】針弁2の初期リフト時、シート線部22と
座面11の間に画成される入口有効開口面積Asがパイ
ロット噴孔3の開口面積A3の総和ΣA3より小さく、か
つパイロット噴孔3の入口カーテン面積Acの総和ΣA
cより小さく設定されたため、シート面部21と座面1
1の間に画成される円錐筒状流路を通って導かれる燃料
の圧力は、シート線部22と座面11の間で強く絞ら
れ、シート線部22の付近に比べてその下流側で著しく
低下し、そのため燃料の大部分がシート線部22の直下
流側に開口する各パイロット噴孔3から噴射され、シー
ト線部22から離れた下流に開口する各メイン噴孔9へ
の流入が抑制される。これにより初期噴射燃料は主とし
て各パイロット噴孔3を通って燃焼室の中央部に向けて
噴出する。When the needle valve 2 is initially lifted, the effective inlet opening area As defined between the seat line portion 22 and the seat surface 11 is smaller than the sum ΣA 3 of the opening areas A 3 of the pilot injection holes 3, and the pilot Sum of entrance curtain area Ac of injection hole 3 ΣA
Since it is set smaller than c, the seat surface portion 21 and the seat surface 1
The pressure of the fuel guided through the conical tubular flow path defined between the two is strongly narrowed between the seat line portion 22 and the seat surface 11, and is more downstream than near the seat line portion 22. Therefore, most of the fuel is injected from each pilot injection hole 3 that is opened immediately downstream of the seat line portion 22 and flows into each main injection hole 9 that is opened downstream from the seat line portion 22. Is suppressed. As a result, the initial injected fuel is mainly ejected through the pilot injection holes 3 toward the center of the combustion chamber.
【0026】パイロット噴孔3の孔径D3は所定の初期
噴射量となるように適切に設定することにより、初期リ
フト時の噴射率を低く抑えられると同時に、小径のパイ
ロット噴孔3を通って噴射されるため、燃料噴霧の微粒
化が促進される。この結果、着火遅れの少ない、従って
振動や騒音の少ない、安定かつ円滑な燃焼を実現する。By appropriately setting the hole diameter D 3 of the pilot injection hole 3 so as to obtain a predetermined initial injection amount, the injection rate at the initial lift can be suppressed low, and at the same time, the pilot injection hole 3 of small diameter is passed. Since the fuel is injected, atomization of the fuel spray is promoted. As a result, stable and smooth combustion with less ignition delay and hence less vibration and noise is realized.
【0027】燃料圧力の上昇に伴って針弁2が初期リフ
ト量を越えてリフトすると、シート線部22と座面11
の間に画成される入口有効開口面積Asがパイロット噴
孔3の開口面積A3の総和ΣA3より大きく、かつパイロ
ット噴孔3の入口カーテン面積Acの総和ΣAcより大
きくなるため、シート面部21と座面11の間に画成さ
れる円錐筒状流路の燃料圧力が上流と下流でほとんど同
圧となり、開口面積の大きい各メイン噴孔9を通って多
くの燃料が噴出し、残りの燃料が各パイロット噴孔3を
通って噴出する。When the needle valve 2 lifts beyond the initial lift amount as the fuel pressure increases, the seat wire portion 22 and the seat surface 11
Since the effective inlet opening area As defined between the two is larger than the total sum ΣA 3 of the opening areas A 3 of the pilot injection holes 3 and larger than the total sum ΣAc of the entrance curtain areas Ac of the pilot injection holes 3, the seat surface portion 21 The fuel pressure in the conical tubular flow path defined between the seat and the seat surface 11 becomes almost the same in the upstream and the downstream, and a large amount of fuel is ejected through each main injection hole 9 having a large opening area, and the remaining Fuel is ejected through each pilot injection hole 3.
【0028】したがって、燃料の主流はメイン噴孔9か
ら燃焼室に強い貫徹力で噴射され、またパイロット噴孔
3とメイン噴孔9はそれぞれの出口部で互いに交差して
いるため、各噴孔3,9を通った燃料流は燃焼室に噴出
する直前で互いに衝突し、燃料噴霧の微粒化がはかれ
る。この結果、初期噴射による着火後、主噴射燃料の拡
散燃焼を活発化させてスモークを抑えることができ、ま
た燃料噴射時期をある程度遅らせても安定して着火する
のでNOxの低減をはかることが可能となる。Therefore, the main flow of fuel is injected from the main injection holes 9 into the combustion chamber with a strong penetrating force, and the pilot injection holes 3 and the main injection holes 9 intersect each other at their outlets, so that the injection holes The fuel flows passing through 3 and 9 collide with each other immediately before jetting into the combustion chamber, and atomization of the fuel spray is achieved. As a result, after the ignition by the initial injection, the diffusion combustion of the main injection fuel can be activated to suppress the smoke, and the ignition is stable even if the fuel injection timing is delayed to some extent, so that NOx can be reduced. Becomes
【0029】燃料噴射停止時は、燃料圧力の低下に伴っ
て針弁2のシート線部22がノズルボディ1の座面11
に線状に接合して、円錐筒状流路への燃料の流入が止め
られる。When the fuel injection is stopped, the seat wire portion 22 of the needle valve 2 is attached to the seat surface 11 of the nozzle body 1 as the fuel pressure decreases.
The fuel is prevented from flowing into the conical tubular flow path by linearly joining to the conical tubular flow path.
【0030】次に、図3に示した他の実施例は、座面1
1に対するパイロット噴孔3の開口部分3aを円弧形断
面に湾曲させるものである。開口部分3aの面取りは例
えば電解加工で行われる。Next, another embodiment shown in FIG.
1, the opening portion 3a of the pilot injection hole 3 for 1 is curved in an arcuate cross section. The chamfering of the opening 3a is performed by electrolytic processing, for example.
【0031】これにより、パイロット噴孔3の開口縁部
の周長さL3が拡大し、初期リフト時に針弁2との間に
画成される入口カーテン面積Acが拡大することによ
り、シート線部22と座面11の間に画成される入口有
効開口面積Asに対してパイロット噴孔3の入口カーテ
ン面積Acの総和ΣAcがさらに大きくなるため、初期
リフト時にパイロット噴孔3へ流入する燃料の流れを円
滑にし、燃料噴霧の微粒化を促進できる。As a result, the circumferential length L 3 of the opening edge portion of the pilot injection hole 3 is increased, and the inlet curtain area Ac defined between the pilot injection hole 3 and the needle valve 2 at the time of the initial lift is increased. Since the sum ΣAc of the entrance curtain areas Ac of the pilot injection holes 3 becomes larger than the entrance effective opening area As defined between the portion 22 and the seat surface 11, the fuel flowing into the pilot injection holes 3 during the initial lift is increased. Can be made smoother and the atomization of fuel spray can be promoted.
【0032】次に、図4に示した他の実施例は、座面1
1の内周に環状溝31を形成し、この環状溝31に各パ
イロット噴孔3が開口させるものである。なお、環状溝
31の溝断面は円弧形に湾曲させる。Next, another embodiment shown in FIG.
An annular groove 31 is formed on the inner circumference of the pilot groove 1, and each pilot injection hole 3 is opened in this annular groove 31. The groove cross section of the annular groove 31 is curved in an arc shape.
【0033】この場合、パイロット噴孔3の入口部の流
路面積が拡大するため、初期リフト時に燃料がパイロッ
ト噴孔3へ円滑に流入し、燃料噴霧の微粒化を促進でき
る。In this case, since the flow passage area of the inlet portion of the pilot injection hole 3 is enlarged, the fuel smoothly flows into the pilot injection hole 3 during the initial lift, and atomization of the fuel spray can be promoted.
【0034】次に、図5に示した他の実施例は、針弁2
のシート面部21の外周にパイロット噴孔3に対峙する
環状溝32を形成するものである。環状溝32の断面は
円弧形に湾曲している。Next, another embodiment shown in FIG. 5 is the needle valve 2
An annular groove 32 facing the pilot injection hole 3 is formed on the outer periphery of the seat surface portion 21 of FIG. The cross section of the annular groove 32 is curved in an arc shape.
【0035】この場合も、パイロット噴孔3の入口部の
流路面積を拡大するため、初期リフト時にパイロット噴
孔3へ流入する燃料の流れを円滑にし、燃料噴霧の微粒
化を促進できる。また、環状溝32は針弁2の外表面に
形成されるため、加工が比較的容易である。Also in this case, since the flow passage area at the inlet of the pilot injection hole 3 is enlarged, the flow of the fuel flowing into the pilot injection hole 3 at the time of the initial lift can be made smooth, and atomization of the fuel spray can be promoted. Further, since the annular groove 32 is formed on the outer surface of the needle valve 2, the processing is relatively easy.
【0036】次に、図6、図7に示した他の実施例は、
座面11に4つのパイロット噴孔3と8つのメイン噴孔
35が放射状に形成され、隣り合う2つのメイン噴孔3
5を互いにその途中で連通し、これら合流させた1組の
メイン噴孔35の出口付近に1つのパイロット噴孔3を
連通させる。Next, another embodiment shown in FIG. 6 and FIG.
Four pilot injection holes 3 and eight main injection holes 35 are radially formed on the seat surface 11, and two adjacent main injection holes 3 are formed.
5 are communicated with each other in the middle thereof, and one pilot nozzle hole 3 is communicated with the vicinity of the outlet of the combined main nozzle hole 35.
【0037】各パイロット噴孔3の開口面積A3(=D3
2×π/4)の総和ΣA3は、各メイン噴孔35の開口面
積A35の総和ΣA35より小さく形成される。メイン噴孔
35の孔径D35はパイロット噴孔3の孔径D3と同等も
しくはそれより大きく設定される。The opening area A 3 (= D 3 of each pilot injection hole 3
The total sum ΣA 3 of 2 × π / 4) is smaller than the total sum ΣA 35 of the opening areas A 35 of the main injection holes 35. The diameter D 35 of the main injection hole 35 is set to be equal to or larger than the diameter D 3 of the pilot injection hole 3.
【0038】この場合、各メイン噴孔35の開口面積A
35の総和ΣA35を比較的大きくすることにより、主噴射
時に噴孔出口付近の圧力を高められ、噴射期間を短縮す
るとともに拡散燃焼を活発化させてスモークを抑えると
ともに、燃料噴射時期をある程度遅らせてNOxの低減
をはかることが可能となる。In this case, the opening area A of each main injection hole 35
By making the sum ΣA 35 of 35 relatively large, the pressure near the outlet of the injection hole can be increased during main injection, shortening the injection period, activating diffusion combustion to suppress smoke, and delaying the fuel injection timing to some extent. As a result, NOx can be reduced.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、燃料噴射
を段階的に行う燃料噴射ノズルにおいて、パイロット噴
孔とメイン噴孔をそれぞれの出口付近で交差させ、各パ
イロット噴孔の開口面積の総和を各メイン噴孔の開口面
積の総和より小さく設定し、針弁の初期リフト時にシー
ト線部と座面の間に画成される入口有効開口面積を各パ
イロット噴孔の開口面積の総和より小さく設定したた
め、初期噴射率を低減しつつ燃料の微粒化が促進される
とともに、主噴射に移行するのに伴って燃料の噴霧方向
を変えて拡散燃焼が促進されることにより、燃焼を円滑
にしてディーゼルエンジンの騒音を低減するとともに、
スモークとNOxを両立して低減することができる。As described above, according to the present invention, in the fuel injection nozzle which performs the fuel injection stepwise, the pilot injection hole and the main injection hole are intersected in the vicinity of their respective outlets, and the opening area of each pilot injection hole is reduced. Set the total sum smaller than the total opening area of each main injection hole, and set the effective inlet opening area defined between the seat line and seat surface during the initial lift of the needle valve from the total opening area of each pilot injection hole. Since it is set small, atomization of the fuel is promoted while reducing the initial injection rate, and the spray direction of the fuel is changed with the transition to the main injection to promote diffusion combustion, thereby smoothing the combustion. Reduce the noise of diesel engine,
Both smoke and NOx can be reduced.
【図1】本発明の実施例を示す燃料噴射ノズルの先端部
の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a tip portion of a fuel injection nozzle showing an embodiment of the present invention.
【図2】同じく燃料噴射ノズルの全体断面図である。FIG. 2 is likewise an overall cross-sectional view of a fuel injection nozzle.
【図3】他の実施例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment.
【図4】さらに他の実施例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment.
【図5】さらに他の実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment.
【図6】さらに他の実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing still another embodiment.
【図7】同じくノズルボディの平面図である。FIG. 7 is a plan view of the nozzle body.
【図8】従来例を示す燃料噴射ノズルの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a fuel injection nozzle showing a conventional example.
【図9】同じく燃料噴射ノズルおよびピストンの断面図
である。FIG. 9 is a sectional view of a fuel injection nozzle and a piston.
1 ノズルボディ 2 針弁 3 パイロット噴孔 9 メイン噴孔 11 座面 21 シート面部 22 シート線部 A3 パイロット噴孔の開口面積 Ac 初期リフト時の入口カーテン面積 As 初期リフト時の入口有効開口面積 D3 パイロット噴孔径 D9 メイン噴孔径1 Nozzle body 2 Needle valve 3 Pilot injection hole 9 Main injection hole 11 Seating surface 21 Seat surface part 22 Seat line part A 3 Pilot injection hole opening area Ac Initial curtain area at initial lift As Effective entrance area at initial lift D 3 Pilot nozzle diameter D 9 Main nozzle diameter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 卓史 埼玉県東松山市箭弓町3丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 吉津 文嗣 埼玉県東松山市箭弓町3丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takushi Oishi 3-1326, Yasumi-cho, Higashimatsuyama, Saitama Prefecture XXEL Higashi-Matsuyama Factory (72) Inventor Fumitsugu 3-13, Yasumi-cho, Higashimatsuyama, Saitama No.26 Stock company Zexel Higashi Matsuyama Factory
Claims (1)
して圧送される燃料圧力に応じて針弁が多段階にリフト
して燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおいて、針弁を収
装するノズルボディに円錐形に窪む座面を形成する一
方、針弁に円錐形に突出するシート面部を形成するとと
もに、シート面部の基端縁部に座面に対して線状に接触
するシート線部を形成し、座面にシート線部の直下流側
で開口する複数のパイロット噴孔とシート線部に比較的
遠い位置で開口する複数のメイン噴孔とを放射状に形成
し、それぞれ対応するパイロット噴孔とメイン噴孔をそ
れぞれの出口付近で交差させ、各パイロット噴孔の開口
面積の総和を各メイン噴孔の開口面積の総和より小さく
設定し、かつ針弁の初期リフト時にシート線部と座面の
間に画成される入口有効開口面積を各パイロット噴孔の
開口面積の総和より小さく設定したことを特徴とする燃
料噴射ノズル。1. A fuel injection nozzle in which a needle valve lifts in multiple stages according to fuel pressure fed from a fuel injection pump in synchronism with engine rotation to inject fuel into a nozzle body housing the needle valve. While forming a conical recessed seating surface, a conical protruding seat surface part is formed on the needle valve, and a seat line part that linearly contacts the seat surface is formed at the base end edge of the seat surface part. On the seat surface, a plurality of pilot injection holes that are opened immediately downstream of the seat line portion and a plurality of main injection holes that are opened relatively far from the seat line portion are radially formed, and the corresponding pilot injection holes are respectively formed. And the main injection hole intersect near the respective outlets, the total opening area of each pilot injection hole is set smaller than the total opening area of each main injection hole, and the seat line and seat surface are set when the needle valve is initially lifted. There is an entrance defined between A fuel injection nozzle characterized in that the effective opening area is set smaller than the sum of the opening areas of the pilot injection holes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308848A JPH06159197A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Fuel injection nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308848A JPH06159197A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Fuel injection nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159197A true JPH06159197A (en) | 1994-06-07 |
Family
ID=17986006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4308848A Pending JPH06159197A (en) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Fuel injection nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06159197A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215356A (en) * | 2002-03-22 | 2008-09-18 | Daimler Ag | Injection nozzle for self-igniting internal combustion engine |
| JP2008267387A (en) * | 2002-03-22 | 2008-11-06 | Daimler Ag | Combustion chamber of self-ignition internal combustion engine and method for controlling the engine |
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| JP2020097928A (en) * | 2018-11-08 | 2020-06-25 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | Injector having improved spray shape for injecting fluid |
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| JPH0519560U (en) * | 1991-08-27 | 1993-03-12 | 株式会社ゼクセル | Fuel injection nozzle |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP4308848A patent/JPH06159197A/en active Pending
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