JPH1137016A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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JPH1137016A
JPH1137016A JP20973397A JP20973397A JPH1137016A JP H1137016 A JPH1137016 A JP H1137016A JP 20973397 A JP20973397 A JP 20973397A JP 20973397 A JP20973397 A JP 20973397A JP H1137016 A JPH1137016 A JP H1137016A
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fuel
injection
nozzle
cross
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Takao Iwasaki
隆夫 岩崎
Toshiyuki Hasegawa
敏行 長谷川
Koji Matsui
宏次 松井
Takashi Kobayashi
小林　　孝
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 とくにディーゼルエンジンや筒内噴射式
のガソリンエンジンなどにおいて、噴孔１３内で燃料に
旋回流を誘起させるようなスワールを与え、噴霧の広が
りを大きくして、短時間に燃料と空気との混合を促進し
て、エンジンの燃焼性能を向上可能であるとともに、噴
霧の分散方向を制御可能な燃料噴射ノズルを提供するこ
と。 【解決手段】 噴孔入口部２４、噴孔主部２３および噴
孔出口部２５を有する噴孔１３内部自体において旋回流
を誘起させること、および噴孔１３の噴孔入口部２４あ
るいは噴孔出口部２５の断面形状を噴孔１３の軸線から
偏ったものにすることに着目したもので、噴孔１３の噴
孔入口部２４の断面積を噴孔主部２３の断面積より小さ
くするとともに、噴孔入口部２４の開口断面は、これを
噴孔主部２３の開口断面に対して偏らせたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、とくにディーゼルエンジンや筒内直接噴射
式のガソリンエンジンにおいて噴霧形状を改善可能な燃
料噴射ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のディーゼルエンジンや筒内直接噴
射式のガソリンエンジンにおいて燃料噴射ノズルは、単
一の構成部品となっており、その噴射特性や噴霧特性が
エンジン性能や排気ガス性状を左右することがよく知ら
れている。現在、たとえばディーゼルエンジンでは、燃
料噴射ノズルとしてホールノズルを用いて、噴射圧力を
１００ＭＰａ以上の高圧に向上させるなどの改良が加え
られているが、それでも、中速および低速領域でのエン
ジン性能や排気ガス性能のさらなる改善が望まれてい
る。
【０００３】とくにディーゼルエンジンにおいては、高
圧高温下の燃焼室に燃料を噴射して発火・燃焼させるた
め、燃焼室内の所定部分にまで燃料が到達することが必
要であるとともに、噴射された燃料が短時間の間に速や
かに空気と混合して燃焼することが望まれる。すなわ
ち、噴射された燃料の噴霧形状によって、短時間にどれ
だけ多くの空気を取り込み、あるいは空気と混合可能で
あるかが、燃焼特性に大きく影響することになる。
【０００４】
【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、噴射した燃料がより
効率的に空気と混合可能であるようにした燃料噴射ノズ
ルを提供することを課題とする。
【０００５】また本発明は、噴孔内で燃料に旋回流を誘
起させるようなスワールを与え、噴霧の広がりを大きく
して、燃料と空気との混合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。
【０００６】また本発明は、とくにディーゼルエンジン
や筒内噴射式のガソリンエンジンなどにおいて、短時間
に燃料と空気との混合を促進して、エンジンの燃焼性能
を向上可能な燃料噴射ノズルを提供することを課題とす
る。
【０００７】また本発明は、エンジンの負荷や回転数に
応じて適正な形状の噴霧を可能とする燃料噴射ノズルを
提供することを課題とする。
【０００８】また本発明は、噴霧にスワールを加えるこ
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。
【０００９】また本発明は、噴霧の分散方向を制御可能
な燃料噴射ノズルを提供することを課題とする。
【００１０】また本発明は、エンジンの種類あるいは燃
焼室などに応じて、噴霧の分散方向を所定方向に偏らせ
ること、あるいは偏らせないこと、さらにはその偏り方
向などを制御することが可能な燃料噴射ノズルを提供す
ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、噴孔
内部自体において旋回流を誘起させること、すなわち噴
孔内において燃料にスワールを与えることができるよう
にすること、およびこのための構造として噴孔の噴孔入
口部あるいは噴孔出口部の断面形状を噴孔の軸線から偏
ったものにすることに着目したもので、第一の発明は、
噴孔入口部、噴孔主部および噴孔出口部を有する噴孔
と、シート面とを形成したノズルボディと、このノズル
ボディ内に摺動可能に設けるとともに、上記シート面か
らリフトすることにより上記噴孔から燃料を噴射可能と
するニードル弁と、を有する燃料噴射ノズルであって、
上記噴孔の上記噴孔入口部の断面積を上記噴孔主部の断
面積より小さくするとともに、上記噴孔入口部の開口断
面は、これを上記噴孔主部の開口断面に対して偏らせた
ことを特徴とする燃料噴射ノズルである。
【００１２】第二の発明は、噴孔入口部、噴孔主部およ
び噴孔出口部を有する噴孔と、シート面とを形成したノ
ズルボディと、このノズルボディ内に摺動可能に設ける
とともに、上記シート面からリフトすることにより上記
噴孔から燃料を噴射可能とするニードル弁と、を有する
燃料噴射ノズルであって、上記噴孔の上記噴孔入口部の
断面積を上記噴孔主部の断面積より小さくするととも
に、上記噴孔入口部に流入する燃料は、これを上記噴孔
主部の軸線に対して偏位した方向から流入させることが
できるようにしたことを特徴とする燃料噴射ノズルであ
る。
【００１３】上記噴孔の軸線方向から見て、上記噴孔入
口部の周縁部の一部と、上記噴孔主部の周縁部の一部と
を重複させることができる。
【００１４】上記噴孔の内側に、この噴孔と交差する導
入用燃料通路を設け、この導入用燃料通路と上記噴孔と
の交差部は、上記噴孔主部の断面積より小さな断面積の
噴孔入口部を形成することができる。
【００１５】上記噴孔、およびこの噴孔と交差する上記
導入用燃料通路は、これを互いにほぼ直角に交差させる
ことができる。
【００１６】上記噴孔入口部の断面積を可変とする噴孔
可変機構を設けることができる。
【００１７】上記噴孔出口部に、上記噴孔主部に対した
偏った座ぐりを設けることができる。
【００１８】上記座ぐりは、上記噴孔主部の中心軸線に
対して上記噴孔入口部の中心軸線側にこれを偏らせるこ
とができる。
【００１９】また第三の発明は、噴孔入口部、噴孔主部
および噴孔出口部を有する噴孔と、シート面とを形成し
たノズルボディと、このノズルボディ内に摺動可能に設
けるとともに、上記シート面からリフトすることにより
上記噴孔から燃料を噴射可能とするニードル弁と、を有
する燃料噴射ノズルであって、上記噴孔の上記噴孔入口
部から上記噴孔主部に流入する燃料が、この噴孔の軸線
に対してラセン状に旋回しながら流れるようにしたスワ
ール機構をこの噴孔に形成したことを特徴とする燃料噴
射ノズルである。
【００２０】本発明による燃料噴射ノズルにおいては、
噴孔入口部の断面積を噴孔主部の断面積より小さくし、
あるいは流線が曲がるような形状として、スワールを発
生させることができるような流路形状としたので、ニー
ドル弁のリフトにより、噴孔から燃焼室内に噴射しよう
とする燃料は、噴孔内をその軸線に沿ってラセン状に流
れてゆくことになるので、噴孔出口部から噴射されたと
きには、所定の範囲に拡大した噴霧として噴射されるこ
とになる。したがって、従来の燃料噴射ノズルに比較し
てより拡開した噴霧は、それだけ燃焼室内の空気をその
内部に取り込み易く、つまり空気との混合率が向上し、
良好な燃焼を期待することができる。
【００２１】さらに、エンジンの負荷や回転数に応じ
て、このスワールの程度を可変とすることにより、それ
ぞれの運転状態に応じた適正な噴霧形状ないしペネトレ
ーションを提供することができる。すなわち、スワール
の程度を制御するためのスワール機構の一例としては、
噴孔可変機構を採用することができ、噴孔の断面積を可
変とすることによる適正な噴射量を得ることができると
ともに、上述のような噴霧を得ることができるので、さ
らにエンジンの性能向上に寄与することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による燃料噴射ノズルを図１ないし図９にもとづき説明
する。図１は、燃料噴射装置１の概略図であって、燃料
噴射装置１は、燃料噴射ポンプ２と、本発明による燃料
噴射ノズル３と、噴射量センサー４と、制御手段５と、
を有する。
【００２３】燃料噴射ポンプ２は、燃料タンク（図示せ
ず）からの燃料を高圧化して燃料噴射ノズル３の燃料導
入部６に供給する。
【００２４】燃料噴射ノズル３は、燃料導入部６を形成
したノズルハウジング７と、ノズルハウジング７に取り
付けたノズルボディ８と、ノズルボディ８内に往復摺動
するニードル弁９と、噴孔可変機構１０と、スワール機
構１１と、を有する。燃料噴射ノズル３は、ホールノズ
ルタイプであって、そのノズルボディ８の先端部にホー
ル部１２を有し、このホール部１２に噴孔１３を形成し
てある。
【００２５】制御手段５は、噴射量センサー４からの燃
料圧力の検出信号に応じて噴孔可変機構１０のアクチュ
エーター１４を駆動し、燃料噴射ノズル３における噴孔
可変機構１０を制御する。
【００２６】図２は、燃料噴射ノズル３のノズルボディ
８、噴孔可変機構１０およびスワール機構１１部分の要
部拡大斜視図であって、噴孔可変機構１０は、上記アク
チュエーター１４と、アクチュエーター１４に取り付け
たロータリーシャフト１５と、ロータリーシャフト１５
に取り付けたオルダムカップリング１６と、オルダムカ
ップリング１６に取り付けたロータリーバルブ１７と、
を有する。ロータリーシャフト１５はノズルハウジング
７の頂部からニードル弁９の内部に挿入されてその下部
に至る。オルダムカップリング１６は、ロータリーシャ
フト１５とロータリーバルブ１７とをロータリーシャフ
ト１５の軸方向に可動可能に（遊びを持って）連結して
いる。ロータリーバルブ１７は、ニードル弁９の下部に
位置してホール部１２の内部に係合可能なほぼ円錐状を
呈し、噴孔１３を閉鎖可能なシート円弧部１８と、シー
ト円弧部１８の間であって噴孔１３に連通可能な可変用
溝部１９（導入用燃料通路）とを（図示の例ではそれぞ
れ５個づつ）有する。
【００２７】図３は、ロータリーバルブ１７回転可能時
の噴孔可変機構１０およびスワール機構１１部分の断面
図、図４は、同、ニードル弁９のリフト時の断面図であ
って、ニードル弁９のシート部２０がノズルボディ８の
噴孔１３より上流側のシート面２１にシートすることに
より、燃料導入部６からの燃料通路２２と噴孔１３とを
遮断している。また、ロータリーバルブ１７のシート円
弧部１８が噴孔１３に対向位置すれば噴孔１３を閉鎖
し、可変用溝部１９が噴孔１３に臨めばニードル弁９の
リフトにより燃料通路２２と噴孔１３とが可変用溝部１
９を介して連通可能となる。もちろん、可変用溝部１９
と噴孔１３との相対位置により、噴孔１３の開口度を可
変可能である。
【００２８】スワール機構１１は、この第１の実施の形
態による燃料噴射ノズル３においては、上述の噴孔可変
機構１０により実現可能である。図５は、図３のＶ−Ｖ
線断面図であって、ノズルボディ８（ホール部１２）に
おける噴孔１３に対するロータリーバルブ１７の可変用
溝部１９の相対位置を可変とすることにより、噴孔１３
の内部において燃料をラセン状に流して、噴孔１３から
の噴霧の形状を適正なものとすることができる。噴孔１
３は、噴孔主部２３と、噴孔主部２３の上流側の噴孔入
口部２４と、噴孔主部２３の下流側の噴孔出口部２５
と、を有し、この燃料噴射ノズル３においては噴孔入口
部２４側において噴孔入口部２４の開口断面部分の断面
積を可変としている。すなわち、噴孔１３と可変用溝部
１９（導入用燃料通路）との交差部２６において噴孔入
口部２４の断面積を可変とすることができる。
【００２９】図６は、ロータリーバルブ１７部分の横断
面および対応する噴孔１３の軸線方向からの矢視図を噴
孔１３のそれぞれの開口度順に並列させて図示した説明
図であって、可変用溝部１９および噴孔１３の噴孔入口
部２４が互いに完全に一致している場合には、噴孔入口
部２４（交差部２６）の開口度は１００％である。この
開口度１００％の状態から、ロータリーバルブ１７をア
クチュエーター１４によりロータリーシャフト１５およ
びオルダムカップリング１６を介してわずかに回転させ
れば、ロータリーバルブ１７のシート円弧部１８が噴孔
１３の噴孔入口部２４にわずかにかかり、すなわち、噴
孔入口部２４がわずかに閉鎖され、たとえば噴孔入口部
２４の開口度は７５％である。ロータリーバルブ１７を
さらに回転してシート円弧部１８が噴孔入口部２４の半
分を閉鎖すれば、噴孔入口部２４の開口度は５０％とな
る。さらにロータリーバルブ１７を回転してシート円弧
部１８が噴孔入口部２４の大部分を閉鎖するようにすれ
ば、噴孔入口部２４の開口度をたとえば２５％とするこ
とができる。
【００３０】なお、図６の各開口度の場合に示すよう
に、噴孔１３の軸線方向から見て、噴孔入口部２４の周
縁部の一部と、噴孔主部２３の周縁部の一部とを重複さ
せることによって、噴孔１３の最も円周部側から噴孔主
部２３への進入を可能とし、噴孔入口部２４から噴孔主
部２３に進入する燃料の旋回流をより効果的に発生させ
ることができる。
【００３１】また、アクチュエーター１４によるロータ
リーバルブ１７の回転駆動のタイミングとしては、エン
ジン（図示せず）の吸気工程あるいは排気工程に対応し
て、ニードル弁９に燃料噴射圧力がかからないタイミン
グとすることができる。
【００３２】図７は、図６に示した噴孔１３のそれぞれ
の開口度に応じた噴射初期の噴霧形状を可視化して示す
説明図であって、開口度１００％では、燃料通路２２か
らの燃料は可変用溝部１９からそのまま噴孔１３の噴孔
入口部２４部分に進入し、噴孔１３内部（噴孔主部２
３）においてラセンを描くことなく、ストレートに噴孔
出口部２５からエンジンの燃焼室２７に噴射される。し
たがって、噴霧形状としては図示のような直線的なもの
であるとともに、ペネトレーションは最大である。
【００３３】開口度７５％においては、スワール機構１
１の作用がわずかに働く。すなわち、ニードル弁９のリ
フトにともなって可変用溝部１９（導入用燃料通路）か
ら交差部２６を介して噴孔１３の噴孔入口部２４に至っ
た燃料は、ロータリーバルブ１７のシート円弧部１８部
分を回り込むようにして噴孔主部２３に進入することに
なるため、しかも、この回り込みの方向と一致はしてい
ない方向（噴孔１３とはほぼ直角な可変用溝部１９の方
向）から所定の圧力で進入することになるため、この回
り込みの力と、可変用溝部１９に沿った方向の力との合
力の方向に作用力を受けることになる。しかも、噴孔１
３の噴孔主部２３内は、たとえば断面円形に限定された
流路であり、上記合力の方向に作用力を受けた燃料は噴
孔主部２３内を旋回するように、つまりラセンを描くよ
うにして噴孔出口部２５に至り、燃焼室２７内に噴射さ
れる。したがって、図示のように、開口度１００％のと
きよりはペネトレーションは低下しているが、わずかに
スワールがかかった状態で拡開状態で噴射され、それぞ
れの噴射形状にわずかに膨らみ、ないし枝葉状のものが
でていることがわかる。
【００３４】こうした噴霧拡開の傾向は、開口度５０％
になると明確に見て取ることができる。すなわち、噴孔
入口部２４が半分開放された状態で噴孔主部２３内に進
入した燃料は、大きく噴孔主部２３の軸線からそれてス
ワールされ、旋回しつつ噴孔出口部２５から噴射される
ため、図示のような噴霧形状となる。
【００３５】さらに、開口度２５％では、こうした傾向
がさらに助長され、噴孔１３内において旋回流を誘起さ
せ、噴霧形状としてスワールがかかって大きく広がった
形状を得ることができ、噴射された燃料は燃焼室２７内
での空気との混合状態は良好である。したがって、良好
かつクリーンな燃焼を実現可能である。なお、各開口度
の状態において噴霧の形状は、図示のように噴孔１３を
中心とした点対称に維持されている。
【００３６】図８は、カム角度に対する噴射角の関係を
示すグラフであって、開口度５０％のときの方が開口度
１００％のときより噴射角が大きくなっていることがわ
かる。また図９は、カム角度に対する噴射先端部のペネ
トレーションの関係を示すグラフであって、開口度５０
％のときの方が開口度１００％のときよりペネトレーシ
ョンが小さくなっていることがわかる。
【００３７】つぎに図１０は、図４のＸ−Ｘ線断面図、
図１１は、図４のＸＩ方向矢視図であって、噴孔１３が
その軸線を中心にして片方にのみ偏らせて噴孔入口部２
４を所定の開口度（たとえば５０％）で開口するように
しているため、すなわち、噴孔１３をその片方のみを遮
蔽するため、遮蔽された方向にのみ燃料が剥離し、形成
された噴霧が噴射方向に対して図１０に示すように非軸
対称となったり、噴射中に噴射方向が変化したりする特
性がある。この特性はエンジンにとって好ましいもので
はないという問題がある。
【００３８】図１２は、こうした問題を解消するための
本発明の第２の実施の形態による燃料噴射ノズル３０の
要部拡大断面図、図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩ
Ｉ線断面図、図１４は、図１２のＸＩＶ方向矢視図であ
って、この燃料噴射ノズル３０のスワール機構３１にお
いては、噴孔１３の噴孔出口部２５に円形状の座ぐり部
３２を形成した。また、比較し易いように、図１０およ
び図１１の状態を図１５に、さらに図１２ないし図１４
の状態を図１６に示した。図１５は、図１０および図１
１の状態において噴孔１３部分の水平断面図と、噴孔１
３の側断面図と、噴孔１３の軸線方向の矢視図とを並列
させて示した説明図、図１６は、同様に、図１２ないし
図１４の状態において噴孔１３部分の水平断面図と、噴
孔１３の側断面図と、噴孔１３の軸線方向の矢視図とを
並列させて示した説明図である。
【００３９】図示のように（とくに図１６に示すよう
に）、燃料噴射ノズル３０においては、座ぐり部３２
は、噴孔主部２３の中心軸線２３Ｃに対して噴孔入口部
２４の中心軸線２４Ｃ側にこれを偏らせてある。すなわ
ち、噴孔１３の噴孔入口部２４が遮蔽される、たとえば
図１４中の左側に対向して図１４中右側に噴孔１３の噴
孔出口部２５を拡大するようにして、噴孔入口部２４か
ら噴孔出口部２５までにわたって、その軸線方向におい
て流路が非軸対称にならないように、つまり図１０に示
した形状の噴霧とならないように、平均化した噴霧形状
を形成可能としている。
【００４０】こうした構成の燃料噴射ノズル３０におい
て、ロータリーバルブ１７の可変用溝部１９による偏向
を受けて噴孔入口部２４から噴孔１３（噴孔主部２３）
内に進入し旋回流となった燃料は、噴孔出口部２５の座
ぐり部３２の部分において座ぐり部３２のみの方向に拡
開することになり、図１３に示すように噴射方向に対し
て対称な噴霧形状とすることができる。すなわち、燃料
の流れを一様に剥離させ、噴霧を均等に分散させること
ができるため、軸対称な噴霧を形成することができる。
【００４１】もちろんエンジンの種類ないし燃焼室２７
の形状などに応じて、逆に、噴霧をさらに不均一に分散
させたい場合にも同様にして行うことができる。たとえ
ば、図１６に示した状態とは逆に、座ぐり部３２を、噴
孔主部２３の中心軸線２３Ｃに対して噴孔入口部２４の
中心軸線２４Ｃ側とは反対側にこれを偏らせれば、さら
に非軸対称の程度を大きくすることができる。したがっ
て、座ぐり部３２の偏りの方向によって、噴霧の偏り
（非軸対称）をなくすこと、噴霧の偏りをさらに大きく
すること、あるいは、たとえば水平宝庫魚垂直方向など
異なる方向に噴霧を偏らせること、などが可能である。
【００４２】なお図１７ないし図２０は、噴孔１３の噴
孔出口部２５に形成する座ぐり部の各種の例を、図１５
および図１６と同様に並列して示す説明図である。図１
７に示した例では、座ぐり部３３を円形状ではなく、長
楕円形状とし、噴孔入口部２４による偏向方向に対抗し
た方向にのみ座ぐり部３３を形成し、座ぐり部３３によ
る偏向方向の修正作用をより有効にすることができる。
【００４３】図１８に示した例では、座ぐり部３４を噴
孔１３の噴孔出口部２５より大きな円形状に形成するこ
とにより、噴霧の拡散作用を助長し、さらに空気との混
合効率を向上可能としてある。
【００４４】図１９に示した例では、座ぐり部３５を三
角形状とし、噴霧形状を立体的な角錐形状とすることを
可能としてある。
【００４５】図２０に示した例では、噴孔出口部２５か
ら拡開する座ぐり部３６を円錐状とするとともに、図１
６の例の座ぐり部３２の場合と同様に、噴孔入口部２４
の形成方向に偏った形状とすることにより、噴霧を軸対
称とし、かつさらに大きく拡開可能としてある。
【００４６】以上のように、本発明の第１および第２の
実施の形態においては噴孔可変機構１０を用いてスワー
ル機構１１を構成することができるが、噴孔可変機構１
０なしの一般的なノズル構成であっても、スワール機構
１１を構成することができる。たとえば図２１は、従来
からの一般的なホールノズルタイプの燃料噴射ノズル４
０の先端部の断面図、図２２は、図２１のＸＸＩＩ−Ｘ
ＸＩＩ線断面図、図２３は、図２１のＸＸＩＩＩ方向矢
視図であって、ニードル弁９のリフトにともなって燃料
通路２２と噴孔１３とが連通されるだけであり、噴孔１
３から噴射される燃料は図２２に示すように、直線的な
噴霧形状となり、広がりをあまり有していない。
【００４７】図２４は、本発明の第３の実施の形態によ
る燃料噴射ノズル５０の噴孔１３部分の水平断面図、図
２５は、同、噴孔１３の軸線方向の矢視図であって、こ
の燃料噴射ノズル５０において、そのスワール機構５１
は、噴孔主部２３の断面積より小さい断面積を有する噴
孔入口部２４を有するとともに、噴孔入口部２４の開口
断面（中心軸線２４Ｃ）を噴孔主部２３の開口断面（中
心軸線２３Ｃ）に対して偏らせてある。
【００４８】さらに図６の各開口度の場合に示したと同
様に、噴孔１３の軸線方向から見て、噴孔入口部２４の
周縁部の一部を噴孔主部２３の周縁部の一部に重複（内
接）させることによって、噴孔１３の最も円周部側から
噴孔主部２３への進入を可能とし、噴孔入口部２４から
噴孔主部２３に進入する燃料の旋回流をより効果的に発
生させるようにしてある。
【００４９】もちろん、噴孔入口部２４の形成位置を任
意に選択することにより噴孔１３内における旋回流の発
生程度を調整することができる。たとえば図２６は、本
発明の第４の実施の形態による燃料噴射ノズル５２の噴
孔１３の軸線方向の矢視図であって、そのスワール機構
５３においては、噴孔入口部２４の周縁部は噴孔主部２
３の周縁部とは一致しておらず、旋回流の発生程度は図
２５の場合よりは小さいが、加工作業をより簡単に行う
ことができる。
【００５０】図２７は、本発明の第５の実施の形態によ
る燃料噴射ノズル６０の噴孔１３部分の水平断面図、図
２８は、同、噴孔１３の軸線方向の矢視図であって、こ
の燃料噴射ノズル６０において、そのスワール機構６１
は、噴孔主部２３の断面積より小さい断面積を有する噴
孔入口部２４を有するとともに、噴孔入口部２４の開口
断面（中心軸線２４Ｃ）を噴孔主部２３の開口断面（中
心軸線２３Ｃ）に対して偏らせてある。ただし、噴孔入
口部２４は下流側に所定の深さを有し、その一部が噴孔
主部２３に臨んでいることになる。
【００５１】こうした構成の燃料噴射ノズル６０および
そのスワール機構６１においても、単純な構成で噴孔１
３内に旋回流を発生させ、噴霧にスワールをかけること
により、噴射燃料を拡開させて、空気との混合率を上げ
ることができる。また、燃料の噴射方向下流側に向かっ
て左右いずれかの部位に噴孔入り口部２４を位置させる
かによって、旋回流の回転方向を選択可能であるため、
噴霧の左右対称あるいは非対称形状も調整可能である。
【００５２】本発明においては、スワール機構は、噴孔
入口部２４だけではなく、噴孔出口部２５にもこれを設
けることができる。たとえば、図２９は、本発明の第６
の実施の形態による燃料噴射ノズル７０の要部拡大断面
図、図３０は、図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線断面図、図３
１は、図２９のＸＸＸＩ方向矢視図であって、この燃料
噴射ノズル７０において、そのスワール機構７１は、噴
孔１３の噴孔出口部２５に偏心した円形状の座ぐり部７
２を形成することにより、噴孔１３内において旋回流を
発生可能としてある。
【００５３】こうした構成の燃料噴射ノズル７０および
そのスワール機構７１においても、単純な構成で噴孔１
３内に旋回流を発生させ、噴霧にスワールをかけること
により、噴射燃料を拡開させて、空気との混合率を上げ
ることができる。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、噴孔の内
部において噴孔入口部と噴孔主部とを偏らせてスワール
を発生させるようにしたので、噴射された燃料の噴霧形
状に所定の広がりを持たせることが可能となり、燃料の
空気の混合を促進し、良好な燃焼に寄与することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射ノズ
ル３を有する燃料噴射装置１の概略図である。
【図２】同、燃料噴射ノズル３のノズルボディ８、噴孔
可変機構１０およびスワール機構１１部分の要部拡大斜
視図である。
【図３】同、ロータリーバルブ１７回転可能時の噴孔可
変機構１０およびスワール機構１１部分の断面図であ
る。
【図４】同、ニードル弁９のリフト時の断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】同、ロータリーバルブ１７部分の横断面および
対応する噴孔１３の軸線方向からの矢視図を噴孔１３の
それぞれの開口度順に並列させて図示した説明図であ
る。
【図７】同、図６に示した噴孔１３のそれぞれの開口度
に応じた噴射初期の噴霧形状を可視化して示す説明図で
ある。
【図８】同、カム角度に対する噴射角の関係を示すグラ
フである。
【図９】同、カム角度に対する噴射先端部のペネトレー
ションの関係を示すグラフである。
【図１０】図４のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図４のＸＩ方向矢視図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態による燃料噴射ノ
ズル３０の要部拡大断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図であ
る。
【図１４】図１２のＸＩＶ方向矢視図である。
【図１５】図１０および図１１の状態において噴孔１３
部分の水平断面図と、噴孔１３の側断面図と、噴孔１３
の軸線方向の矢視図とを並列させて示した説明図であ
る。
【図１６】図１２ないし図１４の状態において噴孔１３
部分の水平断面図と、噴孔１３の側断面図と、噴孔１３
の軸線方向の矢視図とを並列させて示した説明図であ
る。
【図１７】同、長楕円形状の座ぐり部３３の例を示す、
図１５および図１６と同様の、水平断面図と、側断面図
と、矢視図とを並列させて示した説明図である。
【図１８】同、円形状の座ぐり部３４の例を示す、図１
５および図１６と同様の、水平断面図と、側断面図と、
矢視図とを並列させて示した説明図である。
【図１９】同、三角形状の座ぐり部３５の例を示す、図
１５および図１６と同様の、水平断面図と、側断面図
と、矢視図とを並列させて示した説明図である。
【図２０】同、円錐状の座ぐり部３６の例を示す、図１
５および図１６と同様の、水平断面図と、側断面図と、
矢視図とを並列させて示した説明図である。
【図２１】従来からの一般的なホールノズルタイプの燃
料噴射ノズル４０の先端部の断面図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図であ
る。
【図２３】図２１のＸＸＩＩＩ方向矢視図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態による燃料噴射ノ
ズル５０の噴孔１３部分の水平断面図である。
【図２５】同、噴孔１３の軸線方向の矢視図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態による燃料噴射ノ
ズル５２の噴孔１３の軸線方向の矢視図である。
【図２７】本発明の第５の実施の形態による燃料噴射ノ
ズル６０の噴孔１３部分の水平断面図である。
【図２８】同、噴孔１３の軸線方向の矢視図である。
【図２９】本発明の第６の実施の形態による燃料噴射ノ
ズル７０の要部拡大断面図である。
【図３０】図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線断面図である。
【図３１】図２９のＸＸＸＩ方向矢視図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置（図１） ２ 燃料噴射ポンプ ３ 燃料噴射ノズル（第１の実施の形態、図２） ４ 噴射量センサー ５ 制御手段 ６ 燃料導入部 ７ ノズルハウジング ８ ノズルボディ ９ ニードル弁 １０ 噴孔可変機構 １１ スワール機構 １２ ホール部 １３ 噴孔 １４ アクチュエーター １５ ロータリーシャフト １６ オルダムカップリング １７ ロータリーバルブ １８ ロータリーバルブ１７のシート円弧部 １９ ロータリーバルブ１７の可変用溝部（導入用燃料
通路） ２０ ニードル弁９のシート部 ２１ ノズルボディ８のシート面 ２２ 燃料通路 ２３ 噴孔１３の噴孔主部 ２３Ｃ 噴孔主部２３の中心軸線 ２４ 噴孔１３の噴孔入口部 ２４Ｃ 噴孔入口部２４の中心軸線 ２５ 噴孔１３の噴孔出口部 ２６ 噴孔１３と可変用溝部１９（導入用燃料通路）と
の交差部 ２７ 燃焼室 ３０ 燃料噴射ノズル（第２の実施の形態、図１２） ３１ 燃料噴射ノズル３０のスワール機構 ３２ 円形状の座ぐり部（図１２、図１６） ３３ 長楕円形状の座ぐり部（図１７） ３４ 円形状の座ぐり部（図１８） ３５ 三角形状の座ぐり部（図１９） ３６ 円錐状の座ぐり部（図２０） ４０ 燃料噴射ノズル（従来からの一般的なノズル、図
２１） ５０ 燃料噴射ノズル（第３の実施の形態、図２４） ５１ 燃料噴射ノズル５０のスワール機構 ５２ 燃料噴射ノズル（第４の実施の形態、図２６） ５３ 燃料噴射ノズル５２のスワール機構 ６０ 燃料噴射ノズル（第５の実施の形態、図２７） ６１ 燃料噴射ノズル６０のスワール機構 ７０ 燃料噴射ノズル（第６の実施の形態、図２９） ７１ 燃料噴射ノズル７０のスワール機構 ７２ 円形状の座ぐり部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 孝 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

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 噴孔入口部、噴孔主部および噴孔出口
    部を有する噴孔と、シート面とを形成したノズルボディ
    と、 このノズルボディ内に摺動可能に設けるとともに、前記
    シート面からリフトすることにより前記噴孔から燃料を
    噴射可能とするニードル弁と、を有する燃料噴射ノズル
    であって、 前記噴孔の前記噴孔入口部の断面積を前記噴孔主部の断
    面積より小さくするとともに、 前記噴孔入口部の開口断面は、これを前記噴孔主部の開
    口断面に対して偏らせたことを特徴とする燃料噴射ノズ
    ル。
  2. 【請求項２】 噴孔入口部、噴孔主部および噴孔出口
    部を有する噴孔と、シート面とを形成したノズルボディ
    と、 このノズルボディ内に摺動可能に設けるとともに、前記
    シート面からリフトすることにより前記噴孔から燃料を
    噴射可能とするニードル弁と、を有する燃料噴射ノズル
    であって、 前記噴孔の前記噴孔入口部の断面積を前記噴孔主部の断
    面積より小さくするとともに、 前記噴孔入口部に流入する燃料は、これを前記噴孔主部
    の軸線に対して偏位した方向から流入させることができ
    るようにしたことを特徴とする燃料噴射ノズル。
  3. 【請求項３】 前記噴孔の軸線方向から見て、前記噴
    孔入口部の周縁部の一部と、前記噴孔主部の周縁部の一
    部とを重複させたことを特徴とする請求項１あるいは２
    記載の燃料噴射ノズル。
  4. 【請求項４】 前記噴孔の内側に、この噴孔と交差す
    る導入用燃料通路を設け、 この導入用燃料通路と前記噴孔との交差部は、前記噴孔
    主部の断面積より小さな断面積の噴孔入口部を形成する
    ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
    燃料噴射ノズル。
  5. 【請求項５】 前記噴孔、およびこの噴孔と交差する
    前記導入用燃料通路は、これを互いにほぼ直角に交差さ
    せたことを特徴とする請求項４記載の燃料噴射ノズル。
  6. 【請求項６】 前記噴孔入口部の断面積を可変とする
    噴孔可変機構を設けたことを特徴とする請求項１ないし
    ５のいずれかに記載の燃料噴射ノズル。
  7. 【請求項７】 前記噴孔出口部に、前記噴孔主部に対
    した偏った座ぐりを設けたことを特徴とする請求項１な
    いし６のいずれかに記載の燃料噴射ノズル。
  8. 【請求項８】 前記座ぐりは、前記噴孔主部の中心軸
    線に対して前記噴孔入口部の中心軸線側にこれを偏らせ
    たことを特徴とする請求項７記載の燃料噴射ノズル。
  9. 【請求項９】 噴孔入口部、噴孔主部および噴孔出口
    部を有する噴孔と、シート面とを形成したノズルボディ
    と、 このノズルボディ内に摺動可能に設けるとともに、前記
    シート面からリフトすることにより前記噴孔から燃料を
    噴射可能とするニードル弁と、を有する燃料噴射ノズル
    であって、 前記噴孔の前記噴孔入口部から前記噴孔主部に流入する
    燃料が、この噴孔の軸線に対してラセン状に旋回しなが
    ら流れるようにしたスワール機構をこの噴孔に形成した
    ことを特徴とする燃料噴射ノズル。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DK181672B1 (en) * 2023-05-12 2024-09-17 Man Energy Solutions Filial Af Man Energy Solutions Se Tyskland A fuel valve for a large turbocharged two-stroke uniflow crosshead internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0544539Y2 (ja) * 1988-10-12 1993-11-11
JPH0417769A (ja) * 1990-05-09 1992-01-22 Hino Motors Ltd 燃料噴射ノズル
JPH04103872A (ja) * 1990-08-21 1992-04-06 Nissan Motor Co Ltd ディーゼル機関の燃料噴射ノズル
JPH08105369A (ja) * 1994-10-05 1996-04-23 Hino Motors Ltd ディーゼル機関の噴射ノズル
WO1996041948A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-27 Zexel Corporation Fuel injection nozzle having a variable nozzle hole area

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