JPH0828408A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定タイミング以外の異常燃焼噴射量を低減
するとともに、燃料噴射の高圧化可能であり噴霧燃料の
高微粒化可能な燃料噴射ノズルを提供する。 【構成】 ノズルニードル１２の先端部１２ａと対向す
るノズルボディ１１の内周壁底部に、円錐状の突部１３
が複数の噴孔１４に囲まれる位置に形成され、テーパ面
１３ｂの延長上に複数の噴孔１４が設けられている。サ
ック室２０の容積は、サック室２０に突部１３が突出し
ているので小さい。ノズルニードル１２がリフトする
と、高圧燃料が突部１３に向け径方向内側に流れ込む。
この径方向内側に向かう高圧燃料は、テーパ面１３ｂに
より径方向外側かつ燃料下流側に案内され噴孔１４に流
れ込むので、燃料上流側にはね返る反転流になることを
抑制される。また、サック室２０の容積が小さいので、
所定タイミング以外にサック室２０から燃焼室に異常噴
射する燃料噴射量は減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の燃料噴射
ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料を噴霧化し燃焼室に供給する従来の
内燃機関用の燃料噴射ノズルを図７に示す。燃料噴射ノ
ズル５０のノズルボディ５１は軸方向に燃料通路５１ａ
を有し、ノズルニードル５２を往復動可能に支持してい
る。図７に示すノズルニードル５２のリフト時、先端部
において弁座５１ｂとノズルニードル５２間に所定のク
リアランスが形成され、燃料通路５１ａ、前記クリアラ
ンスを介し噴孔５３から燃料が噴射される。

【０００３】しかしながら、このような図７に示す従来
の燃料噴射ノズル５０では、ノズルボディ５１とノズル
ニードル５２により、閉弁時、ノズルボディ５１の弁座
５１ｂから噴孔５３にかけて燃焼室と連通する空間（以
下、この空間をサック室という）５４が形成され、燃焼
室内の高温または圧力変動により所定タイミング以外に
サック室５４内の燃料が燃焼室に噴射する異常噴射の起
こることがある。このような異常噴射した燃料は燃焼室
内で未燃焼燃料となり、排ガス中のＨＣ等の増加要因と
なる。また、内周壁底部５１ｃが凹面状に形成されてい
るため、開弁時、噴孔５３に向けて流れ込む燃料の一部
が内周壁底部５１ｃではね返り、燃料上流側に向かう反
転流となってしまう。このため、噴孔５３に向かう燃料
流れにエネルギ損失が発生し噴孔５３内の噴流エネルギ
が下がるので、噴霧燃料の微粒化を妨げる要因になる。

【０００４】このような問題を解決するため、特開昭６
１−２５５２６４号公報、特開平３−２７９６６８号公
報、特開平３−２９４６５５号公報に開示されている燃
料噴射ノズルが知られている。特開昭６１−２５５２６
４号公報に開示されているものは、基礎円周縁に設けら
れ半径方向内側および燃料下流側に延びる複数のオリフ
ィス通路を形成したオリフィスディレクタプレートをノ
ズルニードルの燃料下流側に配置することにより、幅の
狭い円錐状に燃料を噴霧し燃料の燃焼効率を向上させて
いる。

【０００５】また、特開平３−２７９６６８号公報、特
開平３−２９４６５５号公報に開示されているものは、
それぞれノズルニードルの先端部を球面状およびピン状
に形成してサック室に突出することにより、サック室の
容積を低減し所定タイミング以外の燃料噴射量を低減し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来の特開昭６１−２５５２６４号公報、特開平３
−２７９６６８号公報、特開平３−２９４６５５号公報
に開示されている燃料噴射ノズルは、開弁時、燃料上流
側から噴孔に流れ込む燃料の一部がノズルボディの内周
壁底部ではね返り燃料上流側に向かう反転流になること
を防止する手段は開示も示唆もされていない。このた
め、噴孔に向かう噴流エネルギが低下し噴霧燃料の微粒
化を妨げるとともに燃料噴射の高圧化が困難である。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、所定タイミング以外の異常燃料噴射量
を低減するとともに、燃料噴射の高圧化可能であり噴霧
燃料の高微粒化可能な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】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の燃料噴射ノズルは、ノズルニ
ードルと、前記ノズルニードルを往復動可能に支持し複
数の噴孔から燃料を噴射可能なノズルボディとを備える
燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズルニードルの先端部
と対向する前記ノズルボディの内周壁に前記複数の噴孔
に囲まれ前記ノズルニードルの前記先端部に向けて突出
する突部を有し、燃料噴射時、燃料上流側から前記突部
に向けて流れる燃料の一部は、前記突部を形成する面に
沿って径方向外側かつ燃料下流側に案内され前記複数の
噴孔に導かれることを特徴とする。

【０００９】また本発明の燃料噴射ノズルの前記突部
は、請求項２に記載したように円錐状に形成され、頂部
とこの頂部から前記複数の噴孔に向けて燃料を案内可能
なテーパ面とを有することが望ましい。さらに本発明の
請求項３記載の燃料噴射ノズルは、燃料上流側から前記
複数の噴孔に向かう溝を前記突部に設けることが望まし
い。

【００１０】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１記載の燃料
噴射ノズルによると、ノズルニードルの先端部と対向す
るノズルボディの内周壁にノズルニードルの先端部に向
けて突出する突部を設けることにより、サック室の容量
が減少するので燃料の異常噴射量が減少し排気ガスに混
入するＨＣ量を減らすことができる。また、燃料上流側
に向かう反転流を抑制することにより、複数の噴孔から
噴出する燃料の噴流エネルギを低下させることなく噴霧
燃料の微粒化が可能である。このため、燃料の燃焼効率
が高いので排ガス浄化効率が高い。

【００１１】また本発明の請求項２記載の燃料噴射ノズ
ルによると、頂部とテーパ面とを有する円錐状に突部を
形成することにより、複数の噴孔に向けて燃料を均一に
導入できるので、均一に微粒化した燃料噴霧が可能であ
る。さらに本発明の請求項３記載の燃料噴射ノズルによ
ると、燃料上流側から複数の噴孔に向かう溝を突部に設
けることにより、さらに良好に複数の噴孔に燃料を導入
することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による燃料噴射ノズ
ルを図１に示す。燃料噴射ノズル１０のノズルボディ１
１は軸方向に燃料通路１１ａを有し、ノズルニードル１
２を往復動可能に支持している。ノズルニードル１２の
リフト時、図１に示すように、先端部において弁座１１
ｂとノズルニードル１２間に所定のクリアランスが形成
され、燃料通路１１ａ、前記クリアランスを介し複数の
噴孔１４から燃料が噴射される。ノズルニードル１２が
弁座１１ｂに着座すると燃料噴射ノズル１０は閉弁す
る。

【００１３】ノズルニードル１２の先端部１２ａと対向
するノズルボディ１１の内周壁底部に、円錐状の突部１
３が噴孔１４に囲まれる位置に形成されている。ノズル
ニードル１２の軸中心は突部１３の頂点１３ａを通って
いる。先端部１２ａと突部１３の頂点１３ａとは、ノズ
ルニードル１２が弁座１１ｂに着座しても接触しない。
突部１３の頂点１３ａから突部１３のテーパ面１３ｂの
延長上に複数の噴孔１４が設けられている。ノズルニー
ドル１２が弁座１１ｂに着座したとき、弁座１１ｂから
噴孔１４、頂点１３ａにかけノズルボディ１１の内周壁
とノズルニードル１２の外壁とで形成されるサック室２
０の容積は、サック室２０に突部１３が突出しているの
で小さい。

【００１４】ノズルニードル１２がリフトすると、燃料
通路１１ａ、弁座１１ｂとノズルニードル１２間のクリ
アランスを介し高圧燃料が突部１３に向け径方向内側に
流れ込む。この径方向内側に向かう高圧燃料は、テーパ
面１３ｂにより径方向外側かつ燃料下流側に案内され複
数の噴孔１４に流れ込むので、頂点１３ａを越えて反対
側のテーパ面１３ｂに流れ込むことを防止されるととも
に燃料上流側にはね返る反転流になることを抑制され
る。

【００１５】また、燃料噴射ノズル１０の閉弁時、サッ
ク室２０の容積が小さいので、図示しない燃焼室内の高
温または圧力変動により所定タイミング以外にサック室
２０から燃焼室に異常噴射する燃料噴射量は減少する。
第１実施例では、ノズルニードル１２の先端部と対向す
るノズルボディ１１の内周壁に円錐状の突部１３を形成
したことにより、サック室２０の容積が小さくなる。こ
のため、所定タイミング以外の燃料噴射量を低減できる
ので、排ガス中に含まれるＨＣ量が低減する。また、テ
ーパ面１３ｂにより燃料が良好に噴孔１４に案内される
ことにより燃料上流側にはね返る反転流を抑制できるた
め、噴孔１４に噴出する噴流エネルギの減少を防止する
ので燃料の噴射圧を高圧に保持可能である。このため、
噴霧燃料を良好に均一に微粒化できるので、燃焼効率が
上昇し排気ガス中に含まれる有害成分を低減できる。

【００１６】（第２実施例）本発明の燃料噴射ノズルに
よる第２実施例を図４および図５に示す。燃料噴射ノズ
ル３０のノズルボディ３１には、ノズルニードル１２と
対向する内周壁に円錐状の突部３２が形成されている。
突部３２の頂部３２ａは平面状に形成されている。頂部
３２ａから噴孔３３に向けテーパ面３２ｂが形成され、
頂部３２ａから各噴孔３３に向かう溝３４がこのテーパ
面３２ｂに形成されている。

【００１７】燃料噴射ノズルの製造方法を図６に示す。
サック加工用ドリル４１でノズルボディ３１に穴を形成
する。加工後、ノズルボディ３１に突部３２が形成され
るように、ドリル４１の先端に円錐状の凹部である逃が
し４１ａが設けられている。ドリル４１で穴を形成した
後、ノズルボディ３１と電極４２間に高電圧を印加して
ノズルボディ３１に放電加工を施し噴孔３３を形成す
る。このとき、溝３４も噴孔３３と同時に形成される。

【００１８】ノズルニードル１２がリフトすると、燃料
通路３１ａ、弁座３１ｂとノズルニードル１２間のクリ
アランスを介し高圧燃料が突部３２に向け径方向内側に
流れ込む。この径方向内側に向かう高圧燃料は、テーパ
面３２ｂに形成された溝３４により径方向外側かつ燃料
下流側に案内され噴孔３３に流れ込むので、燃料上流側
にはね返る反転流になることを抑制できる。

【００１９】また、燃料噴射ノズル３０の閉弁時、サッ
ク室４０の容量が小さいので、図示しない燃焼室内の高
温または圧力変動により所定タイミング以外にサック室
４０から燃焼室に異常噴射する燃料噴射量は減少する。
第２実施例では、突部３２のテーパ面３２ｂに頂部３２
ａから噴孔３３に向け溝３４を形成したことにより、噴
孔３４とテーパ面３２ｂとの間に多少の位置ずれが生じ
ても、溝３４を加工することにより位置ずれを補うこと
ができる。このため、テーパ面３２ｂと噴孔３３との間
に段差が生じることによる不整流の発生を低減すること
ができる。さらに、加工精度をそれほど高くする必要が
ないので、製造コストを低減することができる。

【００２０】また、高圧燃料が溝３４により強制的に噴
孔３３に案内されるため、噴孔３３に流れ込む高圧燃料
が反転流となり噴孔３３に噴出する噴流エネルギを減少
することを防止する。また、噴孔３３に流れ込む燃料量
が増加するのでさらに良好な噴霧燃料の微粒化が可能で
ある。これにより、燃料の燃焼効率が上昇するので排気
ガスに含まれる有害成分をさらに低減することができ
る。

【００２１】以上説明した本発明の実施例では、ノズル
ボディと一体に突部を形成したが、本発明では、圧入ま
たは接着によりノズルボディと別体に突部を形成するこ
とは可能である。また本実施例では、円錐状に突部を形
成したが、本発明では、例えば半球状に突部を形成する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射ノズルを示
す断面図である。

【図２】第１実施例の燃料流れを示す断面図である。

【図３】第１実施例の燃料噴射ノズルの先端部を示す斜
視図である。

【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射ノズルを示
す断面図である。

【図５】第２実施例の燃料噴射ノズルの先端部を示す斜
視図である。

【図６】第２実施例の製造工程を示す模式図である。

【図７】従来の燃料噴射ノズルを示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射ノズル １１ ノズルボディ １２ ノズルニードル １２ａ 先端部 １３ 突部 １３ａ 頂点（頂部） １３ｂ テーパ面 １４ 噴孔 ２０ サック室 ３０ 燃料噴射ノズル ３１ ノズルボディ ３２ 突部 ３２ａ 頂部 ３２ｂ テーパ面 ３４ 溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルニードルと、前記ノズルニードル
   を往復動可能に支持し複数の噴孔から燃料を噴射可能な
   ノズルボディとを備える燃料噴射ノズルにおいて、 前記ノズルニードルの先端部と対向する前記ノズルボデ
   ィの内周壁に前記複数の噴孔に囲まれ前記ノズルニード
   ルの前記先端部に向けて突出する突部を有し、燃料噴射
   時、燃料上流側から前記突部に向けて流れる燃料の一部
   は、前記突部を形成する面に沿って径方向外側かつ燃料
   下流側に案内され前記複数の噴孔に導かれることを特徴
   とする燃料噴射ノズル。
2. 【請求項２】 前記突部は、円錐状に形成され、頂部と
   この頂部から前記複数の噴孔に向けて燃料を案内可能な
   テーパ面とを有することを特徴とする請求項１記載の燃
   料噴射ノズル。
3. 【請求項３】 燃料上流側から前記複数の噴孔に向かう
   溝を前記突部に設けることを特徴とする請求項１または
   ２記載の燃料噴射ノズル。