JP2000073917A - 内燃機関用燃料噴射ノズル - Google Patents
内燃機関用燃料噴射ノズルInfo
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- JP2000073917A JP2000073917A JP11235721A JP23572199A JP2000073917A JP 2000073917 A JP2000073917 A JP 2000073917A JP 11235721 A JP11235721 A JP 11235721A JP 23572199 A JP23572199 A JP 23572199A JP 2000073917 A JP2000073917 A JP 2000073917A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- 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
- F02M61/1846—Dimensional characteristics of discharge orifices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高圧力または低圧力ではあるが大きなノズル
断面積をもって大量の燃料（全負荷運転）を燃焼室内の
奥深くにまで微粒子化した乱流噴出流を発生できる内燃
機関用燃料噴射ノズルの提供。 【解決手段】 本発明の燃料噴射ノズルは、部分負荷運
転という条件下で良好な混合気を形成するために、噴出
孔（９）は段付ディフューザ（１２）を備える。これに
より、噴出孔基部（１１）の摩擦に関与する長さが短く
なり、燃料または燃料混合気の取り入れ及び微粒子化の
ために多くのエネルギーが利用可能になる。本発明は特
にディーゼル機関で用いられる。
断面積をもって大量の燃料（全負荷運転）を燃焼室内の
奥深くにまで微粒子化した乱流噴出流を発生できる内燃
機関用燃料噴射ノズルの提供。 【解決手段】 本発明の燃料噴射ノズルは、部分負荷運
転という条件下で良好な混合気を形成するために、噴出
孔（９）は段付ディフューザ（１２）を備える。これに
より、噴出孔基部（１１）の摩擦に関与する長さが短く
なり、燃料または燃料混合気の取り入れ及び微粒子化の
ために多くのエネルギーが利用可能になる。本発明は特
にディーゼル機関で用いられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用、特に
ディーゼル機関用燃料噴射ノズルに関する。
ディーゼル機関用燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、圧縮された燃焼空気を含む燃
焼室内へ、燃料または燃料混合気が燃料噴射ノズルによ
って噴出されるディーゼル機関から出発している。公知
の多孔ノズル（自動車技術ポケットブック（Kraftfahrt
echnisches Taschenbuch）、第２１版、ボッシュ（Bosc
h）社、第５０９ページ）により燃料は燃焼室内へ送り
込ま れ、微粒子化される。それによって混合気の形成
が可能になり、燃焼を達成することができる。同一回転
速度において機関から大きな機械出力を取り出すために
は、各燃料噴射ノズルにおいて多くの燃料を燃焼室内へ
送り込まなければならない。それに対して噴出ノズル圧
力および燃料噴射ノズル断面積の少なくとも一方を増大
することも一般的に公知である。しかし、強度上の理由
から燃料噴射ノズルの壁厚ｓも厚くしなければならなく
なる。それに伴って燃料噴射ノズル孔の延長化をきた
し、それが損失の増加となり、それは燃焼の品質にマイ
ナスに作用する。すなわち、燃料噴出流に存在する乱流
がノズル壁で大幅に減速させられ、その結果、部分負荷
の際に燃料が燃焼室内の奥深くまで送り込まれず、不十
分な微粒子しか生じないということである。それに関連
して、不十分なかつ減速された混合気の形成が大きな燃
料消費をきたし、さらにはまず第一に望ましくない大気
汚染源となり、そして特に部分負荷時に煤煙の形成をき
たす。
焼室内へ、燃料または燃料混合気が燃料噴射ノズルによ
って噴出されるディーゼル機関から出発している。公知
の多孔ノズル（自動車技術ポケットブック（Kraftfahrt
echnisches Taschenbuch）、第２１版、ボッシュ（Bosc
h）社、第５０９ページ）により燃料は燃焼室内へ送り
込ま れ、微粒子化される。それによって混合気の形成
が可能になり、燃焼を達成することができる。同一回転
速度において機関から大きな機械出力を取り出すために
は、各燃料噴射ノズルにおいて多くの燃料を燃焼室内へ
送り込まなければならない。それに対して噴出ノズル圧
力および燃料噴射ノズル断面積の少なくとも一方を増大
することも一般的に公知である。しかし、強度上の理由
から燃料噴射ノズルの壁厚ｓも厚くしなければならなく
なる。それに伴って燃料噴射ノズル孔の延長化をきた
し、それが損失の増加となり、それは燃焼の品質にマイ
ナスに作用する。すなわち、燃料噴出流に存在する乱流
がノズル壁で大幅に減速させられ、その結果、部分負荷
の際に燃料が燃焼室内の奥深くまで送り込まれず、不十
分な微粒子しか生じないということである。それに関連
して、不十分なかつ減速された混合気の形成が大きな燃
料消費をきたし、さらにはまず第一に望ましくない大気
汚染源となり、そして特に部分負荷時に煤煙の形成をき
たす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、燃料
噴射ノズルのノズル孔における圧力損失Δｐを減少させ
ることである。
噴射ノズルのノズル孔における圧力損失Δｐを減少させ
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、請求項１の後段に記載の特徴部の構成によって達
成される。
れば、請求項１の後段に記載の特徴部の構成によって達
成される。
【０００５】本発明により、ノズルの壁厚に対するノズ
ル孔の有効長を短縮することができる。本発明の燃料噴
射ノズルによって噴出される燃料流は濃密であって燃焼
室の奥深くにまで達し、急速に微粒子化される。このこ
とから結果として生じる燃料と燃焼空気との急速な混合
が全負荷および部分負荷において良好な燃焼を生じさせ
る。このようにして機関の部分負荷運転における煤煙の
形成を回避することができる。
ル孔の有効長を短縮することができる。本発明の燃料噴
射ノズルによって噴出される燃料流は濃密であって燃焼
室の奥深くにまで達し、急速に微粒子化される。このこ
とから結果として生じる燃料と燃焼空気との急速な混合
が全負荷および部分負荷において良好な燃焼を生じさせ
る。このようにして機関の部分負荷運転における煤煙の
形成を回避することができる。
【０００６】本発明によれば、噴出流の摩擦損失を増大
させることなく、高噴出圧に対する強度を向上させた燃
料噴射ノズルを製造することが可能になる。本発明の燃
料噴射ノズルにより、高圧で、または低圧ではあるがよ
り大きなノズル断面積で、大量の燃料（全負荷運転）
を、燃焼室の奥深くにまで、微粒子化された乱流噴出流
を発生させることができる。部分負荷運転の条件下で
も、本発明の燃料噴射ノズルは、良好な混合気を形成で
きる乱流噴出流を発生することができる。
させることなく、高噴出圧に対する強度を向上させた燃
料噴射ノズルを製造することが可能になる。本発明の燃
料噴射ノズルにより、高圧で、または低圧ではあるがよ
り大きなノズル断面積で、大量の燃料（全負荷運転）
を、燃焼室の奥深くにまで、微粒子化された乱流噴出流
を発生させることができる。部分負荷運転の条件下で
も、本発明の燃料噴射ノズルは、良好な混合気を形成で
きる乱流噴出流を発生することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をよ
り詳細に説明する。図１に示されている実施の形態は、
冷却型の多孔ノズル１を示している。ノズル本体３に
は、燃料導入路２および冷却媒体導入路６を形成する孔
が設けられている。ノズル本体３内において、軸方向に
可動にノズルニードル４が案内される。ノズル室７内が
噴出圧力に達すると、周知のごとくノズルニードル４が
その座から持ち上がり、燃料に対し噴出孔９への経路を
開放する。噴出孔９はノズルキャップ１０の周りに均等
に、扇形に配置されている。燃焼室内への開口は全て同
一平面内に配置するのがよい。その噴出角は周知のごと
く燃焼室内に向けられる。上述の多孔ノズル１は下方領
域に冷却チャネル８を備えており、冷却チャネル８はカ
バーリング５によって放射方向が閉鎖されている。
り詳細に説明する。図１に示されている実施の形態は、
冷却型の多孔ノズル１を示している。ノズル本体３に
は、燃料導入路２および冷却媒体導入路６を形成する孔
が設けられている。ノズル本体３内において、軸方向に
可動にノズルニードル４が案内される。ノズル室７内が
噴出圧力に達すると、周知のごとくノズルニードル４が
その座から持ち上がり、燃料に対し噴出孔９への経路を
開放する。噴出孔９はノズルキャップ１０の周りに均等
に、扇形に配置されている。燃焼室内への開口は全て同
一平面内に配置するのがよい。その噴出角は周知のごと
く燃焼室内に向けられる。上述の多孔ノズル１は下方領
域に冷却チャネル８を備えており、冷却チャネル８はカ
バーリング５によって放射方向が閉鎖されている。
【０００８】図２は個々の噴出孔９の構造をＸ部拡大図
として示すものである。ここには、直径ｄの下で長さｌ
を有する噴出孔基部１１が示されている。内燃機関設計
のために与えられた仕様（容量、回転速度、等）に基づ
いて、専門家は噴出孔９の数を決定し、それにより、そ
の直径ｄが与えられる。噴出ノズルの強度計算を参照し
て、専門家は燃料噴射ノズルキャップ１０の壁厚ｓを決
定する。好ましくは直径ｄに対する長さｌの比は、ｌ／
ｄ＝２〜２．５に定められる。この設計値から段付ディ
フューザ１２の長さ（＝ｓ−ｌ）が与えられる。図示の
実施形態では、段付ディフューザ１２はシリンダ状であ
る。段付ディフューザ１２の直径Ｄは両側に隣接する噴
出孔９によって制限される。隣接する段付ディフューザ
１２相互間の間隔部の最小厚さは、専門家の対応する強
度計算によって決定される。噴出孔基部１１から段付デ
ィフューザ１２への移行角部Ａおよび段付ディフューザ
１２から燃焼室への移行角部Ｂは、そこに残留物として
形成される燃料の付着およびコークス化（いわゆる、ら
っぱ管の形成）を防止するために、角張っているもので
なければならない。孔の移行角部ＡおよびＢの圧力過度
上昇を最大許容燃料圧力以下に維持するために、これら
の移行角部は最小丸みとする必要がある。丸み付けの度
合いは公知の切欠き係数を参照して専門家が決定する。
段付ディフューザ１２の丸みＲは大きめに決定される。
として示すものである。ここには、直径ｄの下で長さｌ
を有する噴出孔基部１１が示されている。内燃機関設計
のために与えられた仕様（容量、回転速度、等）に基づ
いて、専門家は噴出孔９の数を決定し、それにより、そ
の直径ｄが与えられる。噴出ノズルの強度計算を参照し
て、専門家は燃料噴射ノズルキャップ１０の壁厚ｓを決
定する。好ましくは直径ｄに対する長さｌの比は、ｌ／
ｄ＝２〜２．５に定められる。この設計値から段付ディ
フューザ１２の長さ（＝ｓ−ｌ）が与えられる。図示の
実施形態では、段付ディフューザ１２はシリンダ状であ
る。段付ディフューザ１２の直径Ｄは両側に隣接する噴
出孔９によって制限される。隣接する段付ディフューザ
１２相互間の間隔部の最小厚さは、専門家の対応する強
度計算によって決定される。噴出孔基部１１から段付デ
ィフューザ１２への移行角部Ａおよび段付ディフューザ
１２から燃焼室への移行角部Ｂは、そこに残留物として
形成される燃料の付着およびコークス化（いわゆる、ら
っぱ管の形成）を防止するために、角張っているもので
なければならない。孔の移行角部ＡおよびＢの圧力過度
上昇を最大許容燃料圧力以下に維持するために、これら
の移行角部は最小丸みとする必要がある。丸み付けの度
合いは公知の切欠き係数を参照して専門家が決定する。
段付ディフューザ１２の丸みＲは大きめに決定される。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、燃料噴射ノズルのノズ
ル孔における圧力損失Δｐを減少させ、部分負荷運転と
いう条件下でも良好な混合気を形成することができる。
ル孔における圧力損失Δｐを減少させ、部分負荷運転と
いう条件下でも良好な混合気を形成することができる。
【図１】本発明による燃料噴射ノズルの縦断面図。
【図２】図１の燃料噴射ノズルにおけるＸ部の拡大図。
１ 多孔ノズル ２ 燃料導入路 ３ ノズル本体 ４ ノズルニードル ５ カバーリング ６ 冷却媒体導入路 ７ ノズル室 ８ 冷却チャネル ９ 噴出孔 １０ ノズルキャップ １１ 噴出孔基部 １２ 段付ディフューザ ｌ 噴出孔長さ ｄ 噴出孔直径 ｓ 燃料噴射ノズルキャップの壁厚 Ｄ ディフューザ直径 Ａ 噴出孔１１から段付ディフューザ１２への移行角部 Ｂ 段付ディフューザ１２から燃焼室への移行角部 Ｒ 段付ディフューザ１２の丸み
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼室に対向するノズル端から噴出され
る燃料を前記燃焼室へ導く少なくとも一つの噴出孔
（９）を備えた内燃機関用、特にディーゼル機関用燃料
噴射ノズルにおいて、前記噴出孔（９）が段付ディフュ
ーザ（１２）を備えていることを特徴とする内燃機関用
燃料噴射ノズル。 - 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関用燃料噴射ノズ
ルにおいて、前記段付ディフューザ（１２）が噴出孔基
部（１１）の、前記燃焼室の方向に不定の放射方向の拡
大部として構成されていることを特徴とする内燃機関用
燃料噴射ノズル。 - 【請求項３】 請求項２記載の内燃機関用燃料噴射ノズ
ルにおいて、前記噴出孔基部（１１）の不定の放射方向
の拡大部がシリンダ状の孔として構成され、前記噴出孔
基部（１１）の長さｌは直径ｄの約２〜２．５倍である
ことを特徴とする内燃機関用燃料噴射ノズル。 - 【請求項４】 請求項２記載の内燃機関用燃料噴射ノズ
ルにおいて、噴出孔基部１１から放射方向の拡大部への
移行角部（Ａ）および前記拡大部先端の角部（Ｂ）が角
張っていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射ノズ
ル。 - 【請求項５】 請求項１記載の内燃機関用燃料噴射ノズ
ルにおいて、複数の噴出孔（９）が設けられ、これらの
噴出孔（９）がノズルキャップ（１０）の周りに均等に
扇形に配置され、燃焼室への各噴出孔の開口が同一平面
内に位置していることを特徴とする内燃機関用燃料噴射
ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998138771 DE19838771A1 (de) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Einspritzdüse für eine Verbrennungskraftmaschine |
| DE19838771.7 | 1998-08-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073917A true JP2000073917A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=7878769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11235721A Pending JP2000073917A (ja) | 1998-08-26 | 1999-08-23 | 内燃機関用燃料噴射ノズル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000073917A (ja) |
| DE (1) | DE19838771A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232117A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Toyota Central R&D Labs Inc | 燃料噴射弁 |
| JP2010151018A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Honda Motor Co Ltd | 燃料噴射装置 |
| JP2010248919A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 燃料噴射弁 |
| CN102720614A (zh) * | 2012-07-07 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 多角度喷孔喷油嘴 |
| CN102720613A (zh) * | 2012-07-07 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 多角度涡旋喷孔喷油嘴 |
| WO2015015797A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
| JP2017025926A (ja) * | 2016-09-23 | 2017-02-02 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10307931A1 (de) | 2003-02-25 | 2004-10-28 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| DE10354467A1 (de) * | 2003-11-21 | 2005-06-09 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| TR200402080A1 (tr) * | 2004-08-20 | 2006-03-21 | Robert Bosch Gmbh | Kurumlaşma kontrollü meme |
| DE102011118299A1 (de) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Daimler Ag | Einspritzdüse |
| EP2757247A1 (de) * | 2013-01-18 | 2014-07-23 | EFI Hightech AG | Einspritzdüse für eine Verbrennungskraftmaschine |
| US9915190B2 (en) | 2015-07-13 | 2018-03-13 | Caterpillar, Inc. | Ducted combustion systems utilizing Venturi ducts |
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| JPS57158973U (ja) * | 1981-03-31 | 1982-10-06 | ||
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| JP2819702B2 (ja) * | 1989-12-12 | 1998-11-05 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
| JPH08312500A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-26 | Mitsubishi Motors Corp | 燃料噴射弁 |
-
1998
- 1998-08-26 DE DE1998138771 patent/DE19838771A1/de not_active Ceased
-
1999
- 1999-08-23 JP JP11235721A patent/JP2000073917A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19838771A1 (de) | 2000-03-02 |
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