JPH112168A - Fuel injection nozzle - Google Patents
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- JPH112168A JPH112168A JP9171203A JP17120397A JPH112168A JP H112168 A JPH112168 A JP H112168A JP 9171203 A JP9171203 A JP 9171203A JP 17120397 A JP17120397 A JP 17120397A JP H112168 A JPH112168 A JP H112168A
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射ノズルにか
かるもので、とくに噴射孔部分へのカーボンデポジット
の堆積を防止することができる燃料噴射ノズルに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection nozzle, and more particularly to a fuel injection nozzle capable of preventing carbon deposit from being deposited on an injection hole.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の燃料噴射ノズル、とくにエンジン
のシリンダー内に燃料を直接噴射する筒内ガソリン噴射
エンジン用燃料噴射ノズルにおいては、噴射孔部分に燃
料が炭化してカーボンデポジットとなる問題がある。図
２にもとづき概説する。図２は、従来の燃料噴射ノズ
ル、たとえば筒内ガソリン噴射エンジン用燃料噴射ノズ
ル１の先端要部断面図であって、筒内ガソリン噴射エン
ジン用燃料噴射ノズル１は、ノズルボディ２と、ニード
ル弁３と、セラミック製のオリフィスプレート４（セラ
ミックプレート）と、プレートホルダー５と、を有す
る。2. Description of the Related Art A conventional fuel injection nozzle, particularly a fuel injection nozzle for a direct gasoline injection engine for directly injecting fuel into a cylinder of an engine, has a problem that fuel is carbonized at an injection hole portion and becomes carbon deposit. . An outline will be given based on FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional fuel injection nozzle, for example, a fuel injection nozzle 1 for a cylinder gasoline injection engine. The fuel injection nozzle 1 for a cylinder gasoline injection engine includes a nozzle body 2 and a needle valve. 3, a ceramic orifice plate 4 (ceramic plate), and a plate holder 5.
【０００３】ノズルボディ２には、ステンレス製であっ
て、その中央部に燃料溜まり室６、およびその先端中央
部に燃料の噴射用開口部７をそれぞれ形成するととも
に、この噴射用開口部７に臨むように、オリフィスプレ
ート４に噴射孔８を形成し、プレートホルダー５には開
口部９を形成してある。[0003] The nozzle body 2 is made of stainless steel and has a fuel reservoir chamber 6 formed at the center thereof and a fuel injection opening 7 formed at the center of the tip thereof. An injection hole 8 is formed in the orifice plate 4 and an opening 9 is formed in the plate holder 5.
【０００４】ニードル弁３は、これをコイルスプリング
１０の付勢力によってノズルボディ２のシート部１１に
着座させ、電磁コイル１２により図中上方に上動させる
ことによってシート部１１からリフトさせ、燃料溜まり
室６内の燃料を噴射用開口部７および噴射孔８を通っ
て、エンジンのシリンダー１３（燃焼室）内に噴射させ
る。The needle valve 3 is seated on the seat portion 11 of the nozzle body 2 by the urging force of the coil spring 10 and is lifted up from the seat portion 11 by being moved upward by an electromagnetic coil 12 in the figure, so that the fuel pool is accumulated. The fuel in the chamber 6 is injected into the cylinder 13 (combustion chamber) of the engine through the injection opening 7 and the injection hole 8.
【０００５】オリフィスプレート４は、これをジルコニ
ア（ＺｒＯ2、酸化ジルコニウム）から構成し、ノズル
ボディ２の先端部に形成した係合凹部１４に、たとえば
焼きばめによりこれを固定してある。The orifice plate 4 is made of zirconia (ZrO 2 , zirconium oxide), and is fixed to an engaging recess 14 formed at the tip of the nozzle body 2 by shrink fitting, for example.
【０００６】プレートホルダー５としては、耐腐食性を
考慮してステンレス材料を採用し、レーザー溶接（ビー
ム溶接）などにより、ノズルボディ２の先端部にこれを
取り付けることによって、オリフィスプレート４の取付
けを確実にしている。[0006] The plate holder 5 is made of stainless steel in consideration of corrosion resistance, and is attached to the tip of the nozzle body 2 by laser welding (beam welding) or the like, so that the orifice plate 4 can be attached. I'm sure.
【０００７】こうした構成の筒内ガソリン噴射エンジン
用燃料噴射ノズル１において、熱伝導率の低いジルコニ
アによるオリフィスプレート４が噴射孔８および噴射用
開口部７周辺のノズルボディ２をエンジンのシリンダー
１３の熱から保護するとともに、シリンダー１３内のガ
ソリン燃焼によってオリフィスプレート４のシリンダー
１３側の部分が他の部分と比較して高温となるために、
オリフィスプレート４に付着する燃料が燃え尽き、噴射
孔８部分にカーボンが付着することなく、また万が一付
着してもこれを焼き落とすことが可能で、カーボンデポ
ジットの発生を防止することができる。In the fuel injection nozzle 1 for an in-cylinder gasoline injection engine having such a configuration, the orifice plate 4 made of zirconia having low thermal conductivity causes the nozzle body 2 around the injection hole 8 and the injection opening 7 to heat the cylinder 13 of the engine. And the portion of the orifice plate 4 on the cylinder 13 side becomes higher in temperature than other portions due to gasoline combustion in the cylinder 13,
The fuel adhering to the orifice plate 4 is burned out, and the carbon does not adhere to the injection hole 8 portion, and even if it adheres, it can be burned off and the generation of carbon deposit can be prevented.
【０００８】すなわち、ノズルボディ２などの金属部材
はその熱伝導性が良好であるため、その先端部にセラミ
ック製のオリフィスプレート４がない場合には、ノズル
ボディ２の先端部の温度が低下し、先端部に付着した燃
料がカーボンデポジットとして堆積しやすい。とくに筒
内ガソリン噴射エンジン用燃料噴射ノズル１のように先
端部が燃焼室（シリンダー１３）内に露出しているよう
な場合には、カーボンデポジットの堆積が顕著になり、
さらに極端な場合には、カーボンデポジットの堆積が噴
射用開口部７からシート部１１周辺部への流路に向けて
延び、シートリークが悪化する。That is, since the metal member such as the nozzle body 2 has good thermal conductivity, the temperature at the tip of the nozzle body 2 decreases when the orifice plate 4 made of ceramic is not provided at the tip. In addition, the fuel adhering to the tip is apt to deposit as carbon deposit. In particular, when the tip is exposed in the combustion chamber (cylinder 13) as in the case of the fuel injection nozzle 1 for an in-cylinder gasoline injection engine, the deposition of carbon deposits becomes remarkable,
In a more extreme case, the deposit of carbon deposits extends from the injection opening 7 toward the flow path to the periphery of the sheet portion 11, and the sheet leak worsens.
【０００９】また、噴射孔８ないし噴射用開口部７にカ
ーボンデポジットが堆積することにより、燃料噴射量特
性が変化してエンジン特性が変化してしまうという問題
があるが、噴射孔８とともに内側の（上流側の）噴射用
開口部７へのカーボンデポジットの堆積を防止すること
により、燃料噴射量特性の変化が防止され、エンジン特
性の変化が起きない。すなわち、シート部１１周辺部へ
の流路に向けてカーボンデポジットの堆積が延びること
もないため、エンジンの特性変化を生ずることなく、シ
ートリークの悪化が発生せず、燃料のガム化およびカー
ボンデポジットの堆積を防止する。[0009] In addition, there is a problem that the carbon injection deposits on the injection holes 8 or the injection openings 7 change the fuel injection amount characteristics and engine characteristics. By preventing the accumulation of carbon deposits on the (upstream) injection opening 7, a change in the fuel injection quantity characteristic is prevented, and a change in the engine characteristic does not occur. That is, since the accumulation of carbon deposit does not extend toward the flow path to the periphery of the seat portion 11, the characteristics of the engine do not change, the sheet leak does not deteriorate, the fuel gumming and the carbon deposit do not occur. Prevent the accumulation of
【００１０】なおカーボンデポジットは、ある温度範囲
で発生することが知られており、この温度範囲の高温あ
るいは低温でも発生しにくい。カーボンデポジット生成
の限界温度は３１０℃程度であることが知られており、
燃焼室壁面全体の温度をこの温度以上に保とうとする
と、ノッキングやプレイグニッションなどの問題が発生
してしまうという他の問題がある。[0010] It is known that carbon deposits are generated in a certain temperature range, and hardly occur at high or low temperatures in this temperature range. It is known that the limit temperature of carbon deposit generation is about 310 ° C.,
If the temperature of the entire wall of the combustion chamber is to be maintained at or above this temperature, there is another problem that problems such as knocking and pre-ignition occur.
【００１１】こうした燃料噴射ノズルのカーボニング対
策として、図２に示した上述のような、ジルコニアなど
熱伝導率の低いセラミック製のオリフィスプレート４を
使用することにより、筒内ガソリン噴射エンジン用燃料
噴射ノズル１の先端部を必要な高温状態に保持し、付着
した燃料を燃え尽きさせること、あるいは形成されたカ
ーボンデポジットを焼き落とすものである。As a countermeasure against such carboning of the fuel injection nozzle, the orifice plate 4 made of ceramic having a low thermal conductivity such as zirconia as shown in FIG. The purpose of this is to keep the tip portion at a required high temperature state to burn off the attached fuel or to burn off the formed carbon deposit.
【００１２】すなわち、当該セラミックプレート４は、
噴射孔部分（噴射孔８および開口部９など）周辺部を高
温に保ち、カーボンデポジットを焼き落とすことを目的
としているが、プレート取付け部材（プレートホルダー
５）の熱伝導率が低い場合には、周囲の燃焼室（シリン
ダー１３）からの熱がオリフィスプレート４に熱伝導さ
れることが妨げられるため、オリフィスプレート４にお
けるデポジット焼き落とし効果が低下するという問題が
ある。That is, the ceramic plate 4 is
The purpose is to keep the periphery of the injection hole portion (such as the injection hole 8 and the opening 9) at a high temperature and burn off the carbon deposit. However, when the thermal conductivity of the plate mounting member (the plate holder 5) is low, Since the heat from the surrounding combustion chamber (cylinder 13) is prevented from being conducted to the orifice plate 4, there is a problem that the deposit burn-out effect in the orifice plate 4 is reduced.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、噴射孔部分へのカー
ボンデポジットの付着を効果的に防止することができる
燃料噴射ノズルを提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a fuel injection nozzle which can effectively prevent carbon deposit from adhering to an injection hole portion. As an issue.
【００１４】また本発明は、カーボンデポジットの焼き
落とし効果を確保することができる燃料噴射ノズルを提
供することを課題とする。Another object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle capable of securing the effect of burning off carbon deposits.
【００１５】また本発明は、ノズルボディないし燃焼室
からのセラミックプレートへの熱伝導を促進することが
できる燃料噴射ノズルを提供することを課題とする。Another object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle capable of promoting heat conduction from a nozzle body or a combustion chamber to a ceramic plate.
【００１６】また本発明は、とくに噴射孔より内部にカ
ーボンデポジットを延ばすことを回避して、ニードル弁
のシート性を確保することができる燃料噴射ノズルを提
供することを課題とする。Another object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle capable of ensuring the seating properties of a needle valve while avoiding the carbon deposit from extending from the injection hole.
【００１７】また本発明は、とくに筒内ガソリン噴射エ
ンジン用燃料噴射ノズルにおいて噴射孔の正常性を維持
することができる燃料噴射ノズルを提供することを課題
とする。Another object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle which can maintain the normality of an injection hole particularly in a fuel injection nozzle for an in-cylinder gasoline injection engine.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、プレ
ート取付け部材を、熱伝導性の高い材質（たとえばアル
ミニウム材料など）から構成することに着目したもの
で、噴射用開口部を形成したノズルボディと、このノズ
ルボディに取り付けるとともに上記噴射用開口部に臨む
噴射孔を形成したセラミックプレートと、を有するとと
もに、上記噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射ノズルで
あって、上記ノズルボディの外周に嵌合するとともに、
上記セラミックプレートに面接触してこれを上記ノズル
ボディに取り付け可能なプレート取付け部材を設け、こ
のプレート取付け部材は、これを熱伝導性の高い材料か
ら構成したことを特徴とする燃料噴射ノズルである。That is, the present invention focuses on the fact that the plate mounting member is made of a material having high thermal conductivity (for example, an aluminum material), and a nozzle body having an injection opening formed therein. And a ceramic plate attached to the nozzle body and having an injection hole facing the injection opening, and a fuel injection nozzle for injecting fuel from the injection hole, the fuel injection nozzle being fitted on the outer periphery of the nozzle body. Together with
A fuel injection nozzle characterized in that a plate mounting member is provided, which is in surface contact with the ceramic plate and can be mounted on the nozzle body, and the plate mounting member is made of a material having high thermal conductivity. .
【００１９】上記セラミックプレートは、これをジルコ
ニア材料から構成することができる。The ceramic plate can be made of a zirconia material.
【００２０】上記プレート取付け部材をノズルボディに
固定する手段としては、カシメ、ネジ、あるいはレーザ
ー接合などを採用することができる。As means for fixing the plate mounting member to the nozzle body, caulking, screws, laser welding, or the like can be employed.
【００２１】本発明による燃料噴射ノズルにおいては、
セラミックプレートをノズルボディに取り付けるプレー
ト取付け部材を、たとえばアルミニウム材料など、熱伝
導性の高い材質から構成するようにしたので、燃焼室
（シリンダー）内からの熱をプレート取付け部材を介し
て迅速かつ有効にセラミックプレートに伝達し、このセ
ラミックプレートを高温状態（たとえば約３００℃）に
保持することができる。In the fuel injection nozzle according to the present invention,
The plate attachment member for attaching the ceramic plate to the nozzle body is made of a material having high thermal conductivity, such as an aluminum material, so that heat from the combustion chamber (cylinder) can be quickly and effectively passed through the plate attachment member. To the ceramic plate, and the ceramic plate can be kept in a high temperature state (for example, about 300 ° C.).
【００２２】したがって、セラミックプレートに付着し
た燃料を高温で完全に燃焼させることができるととも
に、カーボンデポジットがセラミックプレートに生成さ
れてもこれを焼き落とし、噴射孔部へのカーボンデポジ
ットの堆積を防止することができる。Therefore, the fuel adhered to the ceramic plate can be completely burned at a high temperature, and even if carbon deposits are formed on the ceramic plate, they are burned off to prevent the carbon deposits from being deposited on the injection holes. be able to.
【００２３】ちなみに、アルミニウムの熱伝導率は、約
１３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ステンレスたとえばマル
テンサイト系ステンレス鋼の熱伝導率、約２７Ｗ／（ｍ
・Ｋ）に比較してはるかに大きいものである。Incidentally, the thermal conductivity of aluminum is about 130 W / (m · K), and the thermal conductivity of stainless steel such as martensitic stainless steel is about 27 W / (m · K).
-It is much larger than K).
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
燃料噴射ノズル２０を図１にもとづき説明する。ただ
し、図２と同様の部分には同一符号を付し、その詳述は
これを省略する。図１は、燃料噴射ノズル２０の先端要
部断面図で、燃料噴射ノズル２０は、図２と同様のたと
えば筒内ガソリン噴射エンジン用燃料噴射ノズルであ
り、ノズルボディ２の先端部に形成した前記係合凹部１
４に前記セラミックプレート４を焼きばめにより固定す
るとともに、プレート取付け部材２１によってセラミッ
クプレート４の取付けを確実にしている。Next, a fuel injection nozzle 20 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a tip of a fuel injection nozzle 20. The fuel injection nozzle 20 is, for example, a fuel injection nozzle for an in-cylinder gasoline injection engine similar to FIG. Engaging recess 1
4, the ceramic plate 4 is fixed by shrink fitting, and the attachment of the ceramic plate 4 is ensured by the plate attaching member 21.
【００２５】プレート取付け部材２１は、熱伝導性の高
い材質、たとえばアルミニウム材料からこれを構成して
ある。プレート取付け部材２１は、円筒状部２２および
フランジ部２３を有し、ノズルボディ２の先端部におい
て円筒状部２２をカシメ部２４により固定するととも
に、フランジ部２３がセラミックプレート４に面接触し
てこれをノズルボディ２に確実に取り付けている。The plate mounting member 21 is made of a material having high thermal conductivity, for example, an aluminum material. The plate mounting member 21 has a cylindrical portion 22 and a flange portion 23, and fixes the cylindrical portion 22 at the tip end portion of the nozzle body 2 with a caulking portion 24, and the flange portion 23 comes into surface contact with the ceramic plate 4. This is securely attached to the nozzle body 2.
【００２６】また、噴射孔８の直径をＤ、セラミックプ
レート４の厚さをＴとしたときに、２Ｄ≦Ｔ程度の寸法
が望ましい。When the diameter of the injection hole 8 is D and the thickness of the ceramic plate 4 is T, it is desirable that the dimension is about 2D ≦ T.
【００２７】こうした構成の燃料噴射ノズル２０におい
て、プレート取付け部材２１が吸収した熱をプレート取
付け部材２１のフランジ部２３を介してセラミックプレ
ート４に速やかに伝導することができ、セラミックプレ
ート４部分を高温状態の保持することが容易となってカ
ーボンデポジットの焼き落としを効果的に行うことがで
きる。In the fuel injection nozzle 20 having such a configuration, the heat absorbed by the plate mounting member 21 can be rapidly transmitted to the ceramic plate 4 via the flange portion 23 of the plate mounting member 21, and the ceramic plate 4 is heated to a high temperature. The state can be easily maintained, and the carbon deposit can be effectively burned off.
【００２８】さらに、従来は、セラミックプレート４と
ステンレス製のノズルボディ２との接合が困難であった
ものを、アルミニウム製でカシメ部２４を形成しやすい
プレート取付け部材２１を設けることにより、容易にセ
ラミックプレート４の固定を行うことができる。Further, conventionally, it has been difficult to join the ceramic plate 4 and the nozzle body 2 made of stainless steel. However, by providing a plate mounting member 21 made of aluminum and easily forming the caulking portion 24, it is easily made. The ceramic plate 4 can be fixed.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、セラミッ
クプレートを固定するプレート取付け部材をアルミニウ
ム材料などにより構成したので、セラミックプレートの
部分を高温としカーボンデポジットの焼き落とし作用を
促進することができ、ノズルボディ先端部におけるカー
ボンデポジットの生成を防止することができる。As described above, according to the present invention, the plate mounting member for fixing the ceramic plate is made of an aluminum material or the like, so that the temperature of the ceramic plate can be increased to promote the burning action of the carbon deposit. As a result, it is possible to prevent the generation of carbon deposits at the tip of the nozzle body.
【図１】本発明の実施の形態による燃料噴射ノズル２０
の先端要部断面図である。FIG. 1 shows a fuel injection nozzle 20 according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a main part of the tip of FIG.
【図２】従来の燃料噴射ノズル、たとえば筒内ガソリン
噴射エンジン用燃料噴射ノズル１の先端要部断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the tip of a conventional fuel injection nozzle, for example, a fuel injection nozzle 1 for a cylinder gasoline injection engine.
１ 筒内ガソリン噴射エンジン用燃料噴射ノズル（図
２） ２ ノズルボディ ３ ニードル弁 ４ ジルコニア製のオリフィスプレート（セラミックプ
レート） ５ プレートホルダー ６ 燃料溜まり室 ７ 噴射用開口部 ８ 噴射孔 ９ 開口部 １０ コイルスプリング １１ シート部 １２ 電磁コイル １３ エンジンのシリンダー（燃焼室） １４ 係合凹部 ２０ 燃料噴射ノズル（筒内ガソリン噴射エンジン用燃
料噴射ノズル）（図１） ２１ アルミニウム製のプレート取付け部材 ２２ プレート取付け部材２１の円筒状部 ２３ プレート取付け部材２１のフランジ部 ２４ カシメ部 Ｄ 噴射孔８の直径 Ｔ セラミックプレート４の厚さReference Signs List 1 Fuel injection nozzle for in-cylinder gasoline injection engine (Fig. 2) 2 Nozzle body 3 Needle valve 4 Orifice plate (ceramic plate) made of zirconia 5 Plate holder 6 Fuel storage chamber 7 Injection opening 8 Injection hole 9 Opening 10 Coil Spring 11 Seat part 12 Electromagnetic coil 13 Engine cylinder (combustion chamber) 14 Engagement recess 20 Fuel injection nozzle (fuel injection nozzle for in-cylinder gasoline injection engine) (FIG. 1) 21 Plate mounting member made of aluminum 22 Plate mounting member 21 Cylindrical portion 23 flange portion of plate mounting member 21 caulking portion D diameter of injection hole 8 T thickness of ceramic plate 4
Claims (2)
と、 このノズルボディに取り付けるとともに前記噴射用開口
部に臨む噴射孔を形成したセラミックプレートと、を有
するとともに、 前記噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射ノズルであっ
て、 前記ノズルボディの外周に嵌合するとともに、前記セラ
ミックプレートに面接触してこれを前記ノズルボディに
取り付け可能なプレート取付け部材を設け、 このプレート取付け部材は、これを熱伝導性の高い材料
から構成したことを特徴とする燃料噴射ノズル。1. A nozzle body having an injection opening, a ceramic plate attached to the nozzle body and having an injection hole facing the injection opening, and fuel is injected from the injection hole. A fuel injection nozzle, comprising: a plate mounting member that fits on the outer periphery of the nozzle body, is in surface contact with the ceramic plate, and can be mounted on the nozzle body, and the plate mounting member heats the ceramic plate. A fuel injection nozzle comprising a highly conductive material.
ルコニア材料から構成したことを特徴とする請求項１記
載の燃料噴射ノズル。2. The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein said ceramic plate is made of a zirconia material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171203A JPH112168A (en) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | Fuel injection nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171203A JPH112168A (en) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | Fuel injection nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112168A true JPH112168A (en) | 1999-01-06 |
Family
ID=15918941
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9171203A Pending JPH112168A (en) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | Fuel injection nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH112168A (en) |
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1997
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