JPS58143162A - デイ−ゼルエンジン用燃料噴射ノズル - Google Patents
デイ−ゼルエンジン用燃料噴射ノズルInfo
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- JPS58143162A JPS58143162A JP2398682A JP2398682A JPS58143162A JP S58143162 A JPS58143162 A JP S58143162A JP 2398682 A JP2398682 A JP 2398682A JP 2398682 A JP2398682 A JP 2398682A JP S58143162 A JPS58143162 A JP S58143162A
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- nozzle hole
- fuel injection
- fuel
- combustion chamber
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
- F02M61/184—Discharge orifices having non circular sections
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディーゼルエンジン等に装着され、燃料を燃焼
室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関するものである
。
室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関するものである
。
第１図は、従来のディーゼルエンジンに装着される燃料
噴射ノズル１の構造を示す一部破断による側面図であり
、前記燃料噴射ノズルはそのノズルナツト９をもって２
点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２に
先端部３（１） が燃焼室４に臨むように装着されていて、噴射燃料ｆを
前記燃焼室４に噴射するように構成されている。
噴射ノズル１の構造を示す一部破断による側面図であり
、前記燃料噴射ノズルはそのノズルナツト９をもって２
点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２に
先端部３（１） が燃焼室４に臨むように装着されていて、噴射燃料ｆを
前記燃焼室４に噴射するように構成されている。
ところが、この種の燃料噴射ノズル１では針弁５を摺動
自在に嵌装した弁本体６が、噴孔７が形成されている先
端部３まで一体に耐熱鋼により構成されている。
自在に嵌装した弁本体６が、噴孔７が形成されている先
端部３まで一体に耐熱鋼により構成されている。
従って、噴孔７の有する噴射ノズルの先端部３が燃焼室
４より直接的に放射熱を受け、その熱のために、針弁５
の焼付け、噴孔７の詰り、および弁座部８の過度の摩耗
等の不具合の発生が免かれざるを得なかった。
４より直接的に放射熱を受け、その熱のために、針弁５
の焼付け、噴孔７の詰り、および弁座部８の過度の摩耗
等の不具合の発生が免かれざるを得なかった。
また、噴孔７も耐熱鋼製の噴射ノズルの先端部３に形成
されるため、第２図に示すように加工上その断面形状７
ｓが円形とされることが殆どであった。
されるため、第２図に示すように加工上その断面形状７
ｓが円形とされることが殆どであった。
従って、噴孔７から燃焼室４に噴射された燃料噴霧ｆは
その中心部が濃く、外周部が薄くなり、燃焼室４内の空
気流との均一化された混合が得られず、円清な燃焼が得
られていないといく２） う欠点がもった。
その中心部が濃く、外周部が薄くなり、燃焼室４内の空
気流との均一化された混合が得られず、円清な燃焼が得
られていないといく２） う欠点がもった。
本発明は前記従来の燃料噴射ノズルの有する欠点を解消
するために得られたものであり、且つセラミックの有す
る成型性と精度の良さを十分に利用したものであって、
少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラミッ
ク材により構成すると共に、噴孔の形状を７字状に形成
し、この７字状のスリットの内の２辺をシリンダヘッド
側に、また他の１辺をピストン燃焼室開口平面部上方に
配置したことを第１の特徴とするものである。
するために得られたものであり、且つセラミックの有す
る成型性と精度の良さを十分に利用したものであって、
少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラミッ
ク材により構成すると共に、噴孔の形状を７字状に形成
し、この７字状のスリットの内の２辺をシリンダヘッド
側に、また他の１辺をピストン燃焼室開口平面部上方に
配置したことを第１の特徴とするものである。
そして第２の特徴は、効率よく噴ｍ燃料を拡散するため
に噴孔の辺の幅と長さとの間に寸法的な関連を持たせた
ことにある。
に噴孔の辺の幅と長さとの間に寸法的な関連を持たせた
ことにある。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明による燃料噴射ノズルの実施例を示す一
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設けた噴孔の拡大正面図である。
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設けた噴孔の拡大正面図である。
本発明においては燃料噴射ノズル１０の弁本体６の先端
部の噴孔部３０をセラミック材により構成すると共に、
その外周部に形成したキー溝６１にキー１１を挿入して
弁本体６と噴孔部３０との間の位置決めを行なった後に
、噴孔部３０の下方よりノズルナツト９を嵌合し、その
ねじ部９ａを弁本体６のねじ部６ａに蝮合し、更に２点
鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２（第
３図）に前記噴孔部３０が燃焼室４に臨むように装着さ
れる。
部の噴孔部３０をセラミック材により構成すると共に、
その外周部に形成したキー溝６１にキー１１を挿入して
弁本体６と噴孔部３０との間の位置決めを行なった後に
、噴孔部３０の下方よりノズルナツト９を嵌合し、その
ねじ部９ａを弁本体６のねじ部６ａに蝮合し、更に２点
鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２（第
３図）に前記噴孔部３０が燃焼室４に臨むように装着さ
れる。
尚、噴孔部３０を構成するセラミック材としては第１表
に掲げた物性をもった窒化珪素（ＳｉｓＮ４）焼結体や
窒化珪素に酸化アルミニウム（＾１，０．）成分を含有
せしめたサイアロン焼結体が最適なセラミック材である
。
に掲げた物性をもった窒化珪素（ＳｉｓＮ４）焼結体や
窒化珪素に酸化アルミニウム（＾１，０．）成分を含有
せしめたサイアロン焼結体が最適なセラミック材である
。
第１表から明らかなように窒化珪素焼結体は高温強度に
おいて、金属材料や従来のアルミナ系セラミックスに較
べ数段すぐれた特性を持ちしかも熱シジソクに対する極
めて大きな耐熱衝（３） 撃性をもつと共に、熱膨張係数穿設率さいこと熱伝動率
が小さいなど燃料噴射ノズルの噴孔部３０ノズル構成に
は最適なものである。
おいて、金属材料や従来のアルミナ系セラミックスに較
べ数段すぐれた特性を持ちしかも熱シジソクに対する極
めて大きな耐熱衝（３） 撃性をもつと共に、熱膨張係数穿設率さいこと熱伝動率
が小さいなど燃料噴射ノズルの噴孔部３０ノズル構成に
は最適なものである。
本発明において重要な点は、少なくとも燃料噴射ノズル
１０の噴孔部３０をセラミック製とし、このセラミック
材の特性を活かして噴孔７０の形状を７字状に形成した
点にある。
１０の噴孔部３０をセラミック製とし、このセラミック
材の特性を活かして噴孔７０の形状を７字状に形成した
点にある。
第４図Ａに噴孔７０を拡大して示しているが、この噴孔
は辺ａＳｂ、ｃからなる扁平な溝を７字状に形成し、こ
の辺ａとｂとはシリンダヘッド側に、また辺Ｃはピスト
ンの頂部に向かって形成されている。
は辺ａＳｂ、ｃからなる扁平な溝を７字状に形成し、こ
の辺ａとｂとはシリンダヘッド側に、また辺Ｃはピスト
ンの頂部に向かって形成されている。
前記辺ａ、ｂ、ｃの＠Ｓと長さしとの比は次のように決
定するのがよい。
定するのがよい。
Ｓ−Ｌ／２〜Ｌ１５
前記のように噴孔７０を７字状にすることによって第５
図に示すように上部の辺ａとｂによる噴＄１８’ ％
ｂ”はピストン燃焼室出口より内側に衡突し、燃焼室壁
部に沿って噴孔下部の一辺Ｃの噴１１ｃ’が分布される
。
図に示すように上部の辺ａとｂによる噴＄１８’ ％
ｂ”はピストン燃焼室出口より内側に衡突し、燃焼室壁
部に沿って噴孔下部の一辺Ｃの噴１１ｃ’が分布される
。
（５）
（４）
第６図Ａ、Ｂは燃料の噴霧の状態を本考案の７字状の穴
と通常の丸い穴との場合を比較したものであり、本考案
に係る燃料噴射ノズルの場合には燃料の噴霧（スプレー
）Ｓの外周の表面積が増加し噴１ｌｌＳの進行方向に直
角な任意の断面における矢印で示す空気の導入率が第６
図Ｂの従来のノズルの丸形に比較して非常に増加してい
ることが分る。因に、同一の断面積の噴孔より噴射され
た噴霧Ｓについて７字状の噴孔よりのものと丸形の噴孔
のものとの任意の断面における空気の接触面積は、７字
状にものの方が丸形のものに比較して１．５〜５倍とな
っている。
と通常の丸い穴との場合を比較したものであり、本考案
に係る燃料噴射ノズルの場合には燃料の噴霧（スプレー
）Ｓの外周の表面積が増加し噴１ｌｌＳの進行方向に直
角な任意の断面における矢印で示す空気の導入率が第６
図Ｂの従来のノズルの丸形に比較して非常に増加してい
ることが分る。因に、同一の断面積の噴孔より噴射され
た噴霧Ｓについて７字状の噴孔よりのものと丸形の噴孔
のものとの任意の断面における空気の接触面積は、７字
状にものの方が丸形のものに比較して１．５〜５倍とな
っている。
第７図は燃料当量比、スモーク、出力の関係を示す図で
あるが、本考案のノズルのデータを曲線Ｙに、また従来
のノズルのデータを曲線Ｒを示している。
あるが、本考案のノズルのデータを曲線Ｙに、また従来
のノズルのデータを曲線Ｒを示している。
前記第７図によると本考案のノズルのデータの直線Ｙの
方が従来のノズルのデータを示す曲線Ｒに比較して平均
有効圧力Ｐｍｅが増加し、スモークが低下していること
が分る。
方が従来のノズルのデータを示す曲線Ｒに比較して平均
有効圧力Ｐｍｅが増加し、スモークが低下していること
が分る。
（６）
またこの改良の効果は、両曲線の間の斜線で示した部分
で燃料当量の多い部分が著しい。
で燃料当量の多い部分が著しい。
一方ノズルの先端部、特に噴孔部３ｏは火炎に直接接触
しているため非常に高温となりおく、高温になると共に
スラッチ等が発生する。従って噴孔部３０と本体６との
接触部３２が熱伝動が良好ルするように面精度を良好に
するとか、この接触部３２に銅等の熱伝動が良好で材料
を挿入するのがよい。
しているため非常に高温となりおく、高温になると共に
スラッチ等が発生する。従って噴孔部３０と本体６との
接触部３２が熱伝動が良好ルするように面精度を良好に
するとか、この接触部３２に銅等の熱伝動が良好で材料
を挿入するのがよい。
本発明前記のように燃料噴射ノズルの噴孔部３０をセラ
ミック製とし、この噴孔部に設けた噴７０を断面が７字
状にし、しがもこの噴孔を二辺をシリンダヘッド側に向
け、残りの一辺をピストン燃焼室側に向けたことに特徴
がある。
ミック製とし、この噴孔部に設けた噴７０を断面が７字
状にし、しがもこの噴孔を二辺をシリンダヘッド側に向
け、残りの一辺をピストン燃焼室側に向けたことに特徴
がある。
従って、第５図に示すように噴孔７ｏの上部の二辺ａ、
ｂによる噴霧ａ’ 、ｂ”はピストン燃焼室４の出口よ
り内側に衝突し、燃焼室の底部に向かって下部の一辺Ｃ
よりの噴霧Ｃ°が分布するので、噴霧は７字状に三方に
広がりながら分布するので、第６図に示すようにこの三
辺の（７） つなぎの部分より空気の導入を促進させることが可能と
なり、従って空気と噴霧燃料との混合の状態を良好にす
ることができるので燃焼効率を向上させることができる
。
ｂによる噴霧ａ’ 、ｂ”はピストン燃焼室４の出口よ
り内側に衝突し、燃焼室の底部に向かって下部の一辺Ｃ
よりの噴霧Ｃ°が分布するので、噴霧は７字状に三方に
広がりながら分布するので、第６図に示すようにこの三
辺の（７） つなぎの部分より空気の導入を促進させることが可能と
なり、従って空気と噴霧燃料との混合の状態を良好にす
ることができるので燃焼効率を向上させることができる
。
前記の作用効果を更に増大するためには前記のように噴
孔の辺ａ、ｂ、ｃの幅Ｓと長さしとの比を前記したよう
に特定の範囲にすることが好ましく、この範囲を外れる
とこの作用効果が低下する傾向があるので実施に当って
は注意を要する。
孔の辺ａ、ｂ、ｃの幅Ｓと長さしとの比を前記したよう
に特定の範囲にすることが好ましく、この範囲を外れる
とこの作用効果が低下する傾向があるので実施に当って
は注意を要する。
また、本発明の噴孔部はセラミック製であるので噴孔を
正確に７字状に形成することができる上にセラミックの
特性として耐熱性であるので針弁の焼付け、噴孔の詰り
、弁座部の過度の摩耗等、榊来の金属性の燃料噴射ノズ
ルの有する欠点を完全に解消することが可能となる。
正確に７字状に形成することができる上にセラミックの
特性として耐熱性であるので針弁の焼付け、噴孔の詰り
、弁座部の過度の摩耗等、榊来の金属性の燃料噴射ノズ
ルの有する欠点を完全に解消することが可能となる。
また前記のように７字状の辺の溝の幅を特定の範囲にす
ることによって、前記した空気と燃料との混合効果がさ
らに増大されるのである。
ることによって、前記した空気と燃料との混合効果がさ
らに増大されるのである。
尚、前記実施例では、噴孔部３０のみをセラミ（８）
ンク材により構成した燃料噴射弁の例を示したが、本発
明ではこの実施例に限定されるものではなく、例えば弁
体がセラミック材で構成したものにも応用できることは
当然である。
明ではこの実施例に限定されるものではなく、例えば弁
体がセラミック材で構成したものにも応用できることは
当然である。
更に本発明に係る燃料噴射ノズルは軽量化を図ることが
でき、且つセラミック材には焼結前の成型品に噴孔７０
として細孔を予めあけた後に焼結することができるため
前記のように正確な７字状の噴孔を形成することが可能
である。
でき、且つセラミック材には焼結前の成型品に噴孔７０
として細孔を予めあけた後に焼結することができるため
前記のように正確な７字状の噴孔を形成することが可能
である。
第１図は従来の燃料噴射ノズルの一部破断による側断面
図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図、第３図は本
発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部破断による
側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡大断面図、
第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴孔部に形成
された噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルと従来の丸形ノズル（９） との燃料噴霧が空気を巻き込む状態を説明する図、第７
図は有効平均圧力とスモークとが燃料当量比について変
化する状況を示す図である。 １．１０・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・・
弁座部、９・・ノズルナツト、 １１−・キー溝、６ａ１９ａ・・ねじ部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 （ｌＯ） 第１図 第２図 第３図 手続補正書（方式） 特許庁長官殿 “″“゛“°″′“ °“°゛１、・扛
件の大小 １１Ｆ（和５フイ１特許願 第２３９８６ シ：２、
発明の名称 ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズル ４、代 理 人 １１ 所 〒１０５東京都港区西析橋３１’ｌｌ
：＋番３シ；ペリカッビル容に変更なし）。
９０５ 手続補正書 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第 ２３９８６ 号２、
発明の名称 ディーゼルエンジン用燃料噴Ｖノズル ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所（居所） 氏 名（名称）（０１７）いすｙ自動車株式会社京都セ
ラミック株式会社 ４、代 理 人 住 所 〒】０５東京都港区西新橋３丁目３番３号
ペリカンビル６・補正の対象 明細書（全文）、チび図
面（第５図、第６図（ｂ））明細書 １、発明の名称 ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズル ２、特許請求の範囲 思 少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部に設け
た噴孔を、断面が７字状に形成し、この噴孔を形成する
スリットの内の２辺をシリンダヘッド側に、また他の１
辺をピストン側に向けたことを特徴とするディーゼルエ
ンジン用燃料噴射ノズル。 ンジン用燃料噴射ノズル。 ３、発明の詳細な説明 本発明はディーゼルエンジン等に装着され、燃料を燃焼
室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関するものである
。 第１図は、従来のディーゼルエンジンに装着される燃料
噴射ノズルｌの構造を示す一部破断（１） による側面図であり、前記燃料噴射ノズルはそのノズル
ナツト９をもって２点鎖線で示すディアゼルエンジンの
シリンダヘッド２に先端部３が燃焼室４に臨むように装
着されていて、燃料噴１１ｆを前記燃焼室４に噴射する
ように構成されている。 この種の燃料噴射ノズル１では針弁５を摺動自在に嵌装
した弁本体６は、噴孔７が形成されている先端部３まで
一体に耐熱綱により構成され、そしてこの噴孔７は加工
の容易さから第２図に示すようにその断面７ｓを円形と
する場合に殆どであった。 従うて、噴孔７から燃焼室４内に噴射された燃料噴１１
ｆの表面積が少ないのでその中心部の燃料噴霧が濃く、
外周部が薄くなり、燃焼室４内の空気流との均一化され
た混合が得られず、円滑や燃焼が得られていないという
欠点があった。 また、前記欠点を解消するために噴孔を直線状のスリッ
トで構成し、燃料噴＄１ｆを板状に噴（２） 射して空気との接触面積を大きくするように構成したノ
ズルが提案されているが、この直線状のスリットより噴
射される燃料噴霧は腰が弱くてスワールによって中央部
て分断され易く、この分断された個所は燃料噴霧が不連
続となって燃焼が遅れ、その結果燃焼効率が低下する欠
点があった。 更に、噴孔を直線状に形成したノズルの場合には、必要
な燃料噴霧量を得るためにスリットを長くしなせればな
らず、余りこのスリットが長くなるとノズル先端部の強
度が低下すると共に、噴孔を配置する上でスペース的な
制約を受けるという欠点があった。 また、別の問題点として従来の燃料噴射ノズルにおいて
は、燃料噴霧の形状が燃焼室内の空気の分布に対応して
いないという問題があった。 即ち、シリンダヘッド側とピストン燃焼室側とでは、前
者の方が後者の方よりも遥かに多いのであるが、燃料噴
霧の公布はかならずしもこのようには成っていない、こ
のことは、空気と燃（３） 料噴霧との混合にむらを生ずると共に、燃焼速度を低下
と出力の低下をさせる原因となっている。 本発明は、前記従来の燃料噴射ノズルの有する欠点を解
消するために得られたものであり、弁本体の先端部に設
けた噴孔の断面を７字状に形成すると共に、この噴孔を
形成するスリット中の２辺をシリンダヘッド側にまた、
他の１辺（縁辺）をピストン側に向けたディーゼルエン
ジン用燃料噴射ノズルを提供するものである。 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第３図は本発明による燃料噴射ノズルの実施例を示す一
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設けた噴孔の拡大正面図である。 本発明においては燃料噴射ノズル１０の弁本体６の先端
部の噴孔部３０をセラミック材により構成すると共に、
その外周部に形成したキー溝６１（１１ にキー１１を挿入して弁本体６と噴孔部３ｏとの間の位
置決めを行なった後に、噴孔部３ｏの下方よりノズルナ
ツト９を嵌合し、そのねじ部９ａを弁本体６のねじ部６
ａに蝮合し、更に２点鎖線で示すディーゼルエンジンの
シリンダヘッド２（第３図）に前記噴孔部３０が燃焼室
４に臨むように装着される。 尚、噴孔部３０を構成するセラミック材としては第１表
に掲げた物性をもった窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ、 ”）焼結
体や窒化珪素に酸化アルミニウム（ＡＩ、Ｏ８）成分を
含有せしめたサイアロン焼結体が最適なセラミック材で
ある。 第１表から明らかなように窒化珪素焼結体は高温強度に
おいて、金属材料や従来のアルミナ系セラミックに較べ
数段すぐれた特性を持ち、しかも熱シラツクに対する極
めて大きな耐熱衝撃性をもつと共に、熱膨張係数が小さ
く、熱伝導率が小さいなど燃料噴射ノズルの噴孔部３ｏ
の構成には最適なものである。 本発明において重要な点は、燃料噴射ノズル（５） 一唱ノ １０の噴孔部３０に設けた噴孔７ｏの形状を７字状のス
リットで形成し、この噴孔７ｏを形成するスリットの中
の２辺をシリンダヘッド２側に、また他の１辺（縁辺）
をピストンの頂部側に向けた点にある。 第４図Ａに噴孔７ｏを拡大して示しているが、この噴孔
は辺ａｓｂｓＣからなる扁平なスリットを７字状に形成
し、この辺ａとｂとはシリンダヘッド２偏に、また辺Ｃ
はピストンの頂部に向かって形成されている。 前記辺ａ ｓ ｂ ｓ Ｃの幅Ｓと長さしとの比は多数
の実験結果を考慮して次のように決定するのがよい。 内＝Ｌ／２〜Ｌ１５ 前記のように噴孔７ｏを７字状にすることによって第５
図に示すように上部の辺ａとｂにょる噴１ｉａ’ 、ｂ
’ はピストン燃焼室出口より内側に衝突し、また燃焼
室壁部に沿って噴孔下部の１辺Ｃの噴１１ｃ”が分布さ
れる。 第６図Ａ、Ｂは燃料噴霧の状態を本発明のＹ（６） 字状の噴孔と、通常の丸い噴孔との場合を比較したもの
であり、本発明に係る燃料噴射ノズルの場合には燃料績
ＩＢ（スプレー）Ｓの外周の表面積が増加し噴１ｌＩＳ
Ｏ進行方向に直角な任意の断面における矢印で示す空気
の導入率が第６図Ｂの従来のノズルの丸形に比較して非
常に増加していることが分る。因に、同一の断面積の噴
孔より噴射された燃料績１９！Ｓについて７字状の噴孔
よりのものと丸形の噴孔のものとの任意の断面における
空気の接触面積は、７字状にものの方が丸形のものに比
較して１．５〜５倍となっている。 ＝ 第７図は燃料当量比、スモーク、出力の関係を示す
図であるが、本発明に係る燃料噴射ノズルのデータを曲
線Ｙに、また従来のノズルのデータを曲線Ｒを示してい
る。 前記第７図によると本発明のノズルのデータの直線Ｙの
方が従来のノズルのデータを示す曲線Ｒに比較して平均
有効圧力Ｐｍｅが増加し、スモークが低下していること
が分る。 （７） また、この改良の効果は、両凸線の間の斜線で示した部
分で燃料当量の多い部分が著しい。 一方、ノズルの先端部、特に噴孔部３０は火炎に直接接
触しているため非常に高温となり易く、高温になると共
にスラッジ等が発生する。従って噴孔部３０と本体６と
の接触部３２における熱伝導が良好となるように面精度
を良好にするとか、この接触部３２に銅等の熱伝導が良
好で材料を挿入するのがよい。 本発明は前記のように燃料噴射ノズルの噴孔部３０に設
けた噴孔７０を断面が７字状のスリットで構成し、しか
もこの噴孔７０の二辺ａ、ｂをシリンダヘッド側に向け
、残りの一辺Ｃをピストン燃焼室側に向けたことに特徴
がある。 従って、第５図に示すように噴孔７０の上部の２辺ａ、
ｂによる燃料噴霧ａ” 、ｂ’ はピストン燃焼室４の
出口より内側に衝突し、燃焼室の底部に向かって下部の
１辺Ｃよりの噴＠ｃ”が分布するので、燃料噴霧は７字
状に三方に広がりながら分布するので、第６図に示すよ
うにこ（８） の３辺のつなぎの部分より空気の導入を促進させること
が可能となり、従って空気と噴霧燃料との混合の状態を
良好にすることができるので燃焼効率を向上させること
ができる。 直線状ないしはスリット状に形成した従来の燃料噴射ノ
ズルより噴射された燃料噴霧の腰が弱く、スワールの作
用によって燃料噴霧が複数に分断されて着火の遅れを生
ずる欠点があったが、本発明に係る７字状の噴孔７０よ
り噴射される７字状の燃料噴霧は、恰も断面係数が増加
したような状態となるので、燃料噴霧の腰が強くなり、
スワールによってこの燃料噴霧が簡単に分断しなくなり
、従って着火の遅れを生ずることを防止でき、燃焼効率
を増加することができる。 更に本発明においては、特に噴孔７ｏの形状を７字状に
し、２辺をシリンダヘッド２側に、他の１辺をピストン
の頂部側に位置させたので、空気の量の多い方に２辺が
、また少ない方に１辺が位置することになり、空気量に
見合った燃（９） 料噴霧の分布を得ることができ、燃焼効率を増大し、デ
ィーゼルエンジンの出力を増加することができる。 また、噴孔部３０をセラミック製とすることによって噴
孔７０を正確に７字状に形成することができる上に、セ
ラミックの特性として耐熱性であるので針弁の焼付き、
噴孔の詰り、弁座部の過度の摩耗等、従来の金属性の燃
料噴射ノズルの有する欠点を完全に解消することが可能
となる。 尚、前記実施例では、噴孔部３ｏのみをセラミック材に
より構成した燃料噴射弁１ｏの例を示したが、本発明で
はこの実施例に限定されるものではなく、例えば弁体６
がセラミック材で構成したものにも応用できることは当
然である。 更に本発明に係る燃料噴射ノズル６は軽量化を図ること
ができ、且つセラミック材には焼結前の成型品に噴孔７
０として細孔を予めあけた後に焼結することができるた
め前記のように正確な７字状の噴孔７０を形成すること
が可能である。 （１０） ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の燃料噴射ノズルの一部破断による側断面
図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図、第３図は本
発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部破断による
側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡大断面図、
第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴孔部に形成
された噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルと従来の丸形ノズルとの燃料噴霧が空気を巻き込
む状態を説明する図、第７図は有効平均圧力とスモーク
とが燃料当量比について変化する状況を示す図である。 １．１０・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・・
弁座部、９・・ノズルナツト、 （１１） １１・・キー溝、６ａ、 ９ａ・・ねじ部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士野口賢照 弁理士斎下和彦 （１２） （１３）
図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図、第３図は本
発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部破断による
側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡大断面図、
第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴孔部に形成
された噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルと従来の丸形ノズル（９） との燃料噴霧が空気を巻き込む状態を説明する図、第７
図は有効平均圧力とスモークとが燃料当量比について変
化する状況を示す図である。 １．１０・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・・
弁座部、９・・ノズルナツト、 １１−・キー溝、６ａ１９ａ・・ねじ部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 （ｌＯ） 第１図 第２図 第３図 手続補正書（方式） 特許庁長官殿 “″“゛“°″′“ °“°゛１、・扛
件の大小 １１Ｆ（和５フイ１特許願 第２３９８６ シ：２、
発明の名称 ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズル ４、代 理 人 １１ 所 〒１０５東京都港区西析橋３１’ｌｌ
：＋番３シ；ペリカッビル容に変更なし）。
９０５ 手続補正書 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第 ２３９８６ 号２、
発明の名称 ディーゼルエンジン用燃料噴Ｖノズル ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所（居所） 氏 名（名称）（０１７）いすｙ自動車株式会社京都セ
ラミック株式会社 ４、代 理 人 住 所 〒】０５東京都港区西新橋３丁目３番３号
ペリカンビル６・補正の対象 明細書（全文）、チび図
面（第５図、第６図（ｂ））明細書 １、発明の名称 ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズル ２、特許請求の範囲 思 少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部に設け
た噴孔を、断面が７字状に形成し、この噴孔を形成する
スリットの内の２辺をシリンダヘッド側に、また他の１
辺をピストン側に向けたことを特徴とするディーゼルエ
ンジン用燃料噴射ノズル。 ンジン用燃料噴射ノズル。 ３、発明の詳細な説明 本発明はディーゼルエンジン等に装着され、燃料を燃焼
室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関するものである
。 第１図は、従来のディーゼルエンジンに装着される燃料
噴射ノズルｌの構造を示す一部破断（１） による側面図であり、前記燃料噴射ノズルはそのノズル
ナツト９をもって２点鎖線で示すディアゼルエンジンの
シリンダヘッド２に先端部３が燃焼室４に臨むように装
着されていて、燃料噴１１ｆを前記燃焼室４に噴射する
ように構成されている。 この種の燃料噴射ノズル１では針弁５を摺動自在に嵌装
した弁本体６は、噴孔７が形成されている先端部３まで
一体に耐熱綱により構成され、そしてこの噴孔７は加工
の容易さから第２図に示すようにその断面７ｓを円形と
する場合に殆どであった。 従うて、噴孔７から燃焼室４内に噴射された燃料噴１１
ｆの表面積が少ないのでその中心部の燃料噴霧が濃く、
外周部が薄くなり、燃焼室４内の空気流との均一化され
た混合が得られず、円滑や燃焼が得られていないという
欠点があった。 また、前記欠点を解消するために噴孔を直線状のスリッ
トで構成し、燃料噴＄１ｆを板状に噴（２） 射して空気との接触面積を大きくするように構成したノ
ズルが提案されているが、この直線状のスリットより噴
射される燃料噴霧は腰が弱くてスワールによって中央部
て分断され易く、この分断された個所は燃料噴霧が不連
続となって燃焼が遅れ、その結果燃焼効率が低下する欠
点があった。 更に、噴孔を直線状に形成したノズルの場合には、必要
な燃料噴霧量を得るためにスリットを長くしなせればな
らず、余りこのスリットが長くなるとノズル先端部の強
度が低下すると共に、噴孔を配置する上でスペース的な
制約を受けるという欠点があった。 また、別の問題点として従来の燃料噴射ノズルにおいて
は、燃料噴霧の形状が燃焼室内の空気の分布に対応して
いないという問題があった。 即ち、シリンダヘッド側とピストン燃焼室側とでは、前
者の方が後者の方よりも遥かに多いのであるが、燃料噴
霧の公布はかならずしもこのようには成っていない、こ
のことは、空気と燃（３） 料噴霧との混合にむらを生ずると共に、燃焼速度を低下
と出力の低下をさせる原因となっている。 本発明は、前記従来の燃料噴射ノズルの有する欠点を解
消するために得られたものであり、弁本体の先端部に設
けた噴孔の断面を７字状に形成すると共に、この噴孔を
形成するスリット中の２辺をシリンダヘッド側にまた、
他の１辺（縁辺）をピストン側に向けたディーゼルエン
ジン用燃料噴射ノズルを提供するものである。 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第３図は本発明による燃料噴射ノズルの実施例を示す一
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設けた噴孔の拡大正面図である。 本発明においては燃料噴射ノズル１０の弁本体６の先端
部の噴孔部３０をセラミック材により構成すると共に、
その外周部に形成したキー溝６１（１１ にキー１１を挿入して弁本体６と噴孔部３ｏとの間の位
置決めを行なった後に、噴孔部３ｏの下方よりノズルナ
ツト９を嵌合し、そのねじ部９ａを弁本体６のねじ部６
ａに蝮合し、更に２点鎖線で示すディーゼルエンジンの
シリンダヘッド２（第３図）に前記噴孔部３０が燃焼室
４に臨むように装着される。 尚、噴孔部３０を構成するセラミック材としては第１表
に掲げた物性をもった窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ、 ”）焼結
体や窒化珪素に酸化アルミニウム（ＡＩ、Ｏ８）成分を
含有せしめたサイアロン焼結体が最適なセラミック材で
ある。 第１表から明らかなように窒化珪素焼結体は高温強度に
おいて、金属材料や従来のアルミナ系セラミックに較べ
数段すぐれた特性を持ち、しかも熱シラツクに対する極
めて大きな耐熱衝撃性をもつと共に、熱膨張係数が小さ
く、熱伝導率が小さいなど燃料噴射ノズルの噴孔部３ｏ
の構成には最適なものである。 本発明において重要な点は、燃料噴射ノズル（５） 一唱ノ １０の噴孔部３０に設けた噴孔７ｏの形状を７字状のス
リットで形成し、この噴孔７ｏを形成するスリットの中
の２辺をシリンダヘッド２側に、また他の１辺（縁辺）
をピストンの頂部側に向けた点にある。 第４図Ａに噴孔７ｏを拡大して示しているが、この噴孔
は辺ａｓｂｓＣからなる扁平なスリットを７字状に形成
し、この辺ａとｂとはシリンダヘッド２偏に、また辺Ｃ
はピストンの頂部に向かって形成されている。 前記辺ａ ｓ ｂ ｓ Ｃの幅Ｓと長さしとの比は多数
の実験結果を考慮して次のように決定するのがよい。 内＝Ｌ／２〜Ｌ１５ 前記のように噴孔７ｏを７字状にすることによって第５
図に示すように上部の辺ａとｂにょる噴１ｉａ’ 、ｂ
’ はピストン燃焼室出口より内側に衝突し、また燃焼
室壁部に沿って噴孔下部の１辺Ｃの噴１１ｃ”が分布さ
れる。 第６図Ａ、Ｂは燃料噴霧の状態を本発明のＹ（６） 字状の噴孔と、通常の丸い噴孔との場合を比較したもの
であり、本発明に係る燃料噴射ノズルの場合には燃料績
ＩＢ（スプレー）Ｓの外周の表面積が増加し噴１ｌＩＳ
Ｏ進行方向に直角な任意の断面における矢印で示す空気
の導入率が第６図Ｂの従来のノズルの丸形に比較して非
常に増加していることが分る。因に、同一の断面積の噴
孔より噴射された燃料績１９！Ｓについて７字状の噴孔
よりのものと丸形の噴孔のものとの任意の断面における
空気の接触面積は、７字状にものの方が丸形のものに比
較して１．５〜５倍となっている。 ＝ 第７図は燃料当量比、スモーク、出力の関係を示す
図であるが、本発明に係る燃料噴射ノズルのデータを曲
線Ｙに、また従来のノズルのデータを曲線Ｒを示してい
る。 前記第７図によると本発明のノズルのデータの直線Ｙの
方が従来のノズルのデータを示す曲線Ｒに比較して平均
有効圧力Ｐｍｅが増加し、スモークが低下していること
が分る。 （７） また、この改良の効果は、両凸線の間の斜線で示した部
分で燃料当量の多い部分が著しい。 一方、ノズルの先端部、特に噴孔部３０は火炎に直接接
触しているため非常に高温となり易く、高温になると共
にスラッジ等が発生する。従って噴孔部３０と本体６と
の接触部３２における熱伝導が良好となるように面精度
を良好にするとか、この接触部３２に銅等の熱伝導が良
好で材料を挿入するのがよい。 本発明は前記のように燃料噴射ノズルの噴孔部３０に設
けた噴孔７０を断面が７字状のスリットで構成し、しか
もこの噴孔７０の二辺ａ、ｂをシリンダヘッド側に向け
、残りの一辺Ｃをピストン燃焼室側に向けたことに特徴
がある。 従って、第５図に示すように噴孔７０の上部の２辺ａ、
ｂによる燃料噴霧ａ” 、ｂ’ はピストン燃焼室４の
出口より内側に衝突し、燃焼室の底部に向かって下部の
１辺Ｃよりの噴＠ｃ”が分布するので、燃料噴霧は７字
状に三方に広がりながら分布するので、第６図に示すよ
うにこ（８） の３辺のつなぎの部分より空気の導入を促進させること
が可能となり、従って空気と噴霧燃料との混合の状態を
良好にすることができるので燃焼効率を向上させること
ができる。 直線状ないしはスリット状に形成した従来の燃料噴射ノ
ズルより噴射された燃料噴霧の腰が弱く、スワールの作
用によって燃料噴霧が複数に分断されて着火の遅れを生
ずる欠点があったが、本発明に係る７字状の噴孔７０よ
り噴射される７字状の燃料噴霧は、恰も断面係数が増加
したような状態となるので、燃料噴霧の腰が強くなり、
スワールによってこの燃料噴霧が簡単に分断しなくなり
、従って着火の遅れを生ずることを防止でき、燃焼効率
を増加することができる。 更に本発明においては、特に噴孔７ｏの形状を７字状に
し、２辺をシリンダヘッド２側に、他の１辺をピストン
の頂部側に位置させたので、空気の量の多い方に２辺が
、また少ない方に１辺が位置することになり、空気量に
見合った燃（９） 料噴霧の分布を得ることができ、燃焼効率を増大し、デ
ィーゼルエンジンの出力を増加することができる。 また、噴孔部３０をセラミック製とすることによって噴
孔７０を正確に７字状に形成することができる上に、セ
ラミックの特性として耐熱性であるので針弁の焼付き、
噴孔の詰り、弁座部の過度の摩耗等、従来の金属性の燃
料噴射ノズルの有する欠点を完全に解消することが可能
となる。 尚、前記実施例では、噴孔部３ｏのみをセラミック材に
より構成した燃料噴射弁１ｏの例を示したが、本発明で
はこの実施例に限定されるものではなく、例えば弁体６
がセラミック材で構成したものにも応用できることは当
然である。 更に本発明に係る燃料噴射ノズル６は軽量化を図ること
ができ、且つセラミック材には焼結前の成型品に噴孔７
０として細孔を予めあけた後に焼結することができるた
め前記のように正確な７字状の噴孔７０を形成すること
が可能である。 （１０） ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の燃料噴射ノズルの一部破断による側断面
図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図、第３図は本
発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部破断による
側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡大断面図、
第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴孔部に形成
された噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルと従来の丸形ノズルとの燃料噴霧が空気を巻き込
む状態を説明する図、第７図は有効平均圧力とスモーク
とが燃料当量比について変化する状況を示す図である。 １．１０・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・・
弁座部、９・・ノズルナツト、 （１１） １１・・キー溝、６ａ、 ９ａ・・ねじ部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士野口賢照 弁理士斎下和彦 （１２） （１３）
Claims (1)
- 少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラミッ
ク材により構成すると共に、この噴孔部に設けた噴孔を
断面が７字状に形成し、この噴孔を形成するスリットの
内の２辺をシリンダヘッド側に、また他の１辺をピスト
ン側に向けたことを特徴とするディーゼルエンジン用燃
料噴射ノズル、 −
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2398682A JPS58143162A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | デイ−ゼルエンジン用燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2398682A JPS58143162A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | デイ−ゼルエンジン用燃料噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143162A true JPS58143162A (ja) | 1983-08-25 |
| JPH0424547B2 JPH0424547B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=12125892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2398682A Granted JPS58143162A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | デイ−ゼルエンジン用燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58143162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860557A1 (fr) * | 2003-10-06 | 2005-04-08 | Renault Sa | Injecteur de carburant de moteur a combustion interne pour vehicule comprenant une buse presentant au moins un orifice |
| CN102720612A (zh) * | 2012-07-07 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 扰动喷口喷油器 |
| CN112628045A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 北京理工大学 | 一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54179320U (ja) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | ||
| JPS56106062A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-24 | Hino Motors Ltd | Hole nozzle |
-
1982
- 1982-02-17 JP JP2398682A patent/JPS58143162A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54179320U (ja) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | ||
| JPS56106062A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-24 | Hino Motors Ltd | Hole nozzle |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860557A1 (fr) * | 2003-10-06 | 2005-04-08 | Renault Sa | Injecteur de carburant de moteur a combustion interne pour vehicule comprenant une buse presentant au moins un orifice |
| CN102720612A (zh) * | 2012-07-07 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 扰动喷口喷油器 |
| CN112628045A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 北京理工大学 | 一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴 |
| CN112628045B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-04-15 | 北京理工大学 | 一种高强化柴油机强空气卷吸型喷油嘴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424547B2 (ja) | 1992-04-27 |
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