JP2000161185A - Fuel injection nozzle - Google Patents

Fuel injection nozzle

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JP2000161185A
JP2000161185A JP10335808A JP33580898A JP2000161185A JP 2000161185 A JP2000161185 A JP 2000161185A JP 10335808 A JP10335808 A JP 10335808A JP 33580898 A JP33580898 A JP 33580898A JP 2000161185 A JP2000161185 A JP 2000161185A
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JP
Japan
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fuel
hole
reduced diameter
valve
valve needle
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JP10335808A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Sato
孝明 佐藤
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce soot, NOX and the like in exhaust gas and to reduce fuel consumption and manufacturing costs by enhancing fuel atomization characteristic during the low lift of a valve needle. SOLUTION: A needle pin part 56 has first and second reduced diameter parts 561, 562 and a plurality of channeled parts 563. Under a low-speed, low- load condition wherein lift is small, fuel is injected from some of nozzle holes 17 communicated with the channeled parts 563, whereby the throttling of openings in a valve seat part 13 and an abutting part 47 is reduced and the fuel injected can be maintained at high pressure. Under a high-speed, high-load condition, the first reduced diameter part 561 is communicated with all the nozzle holes 17 and the fuel is injected from all the nozzle holes 17. Therefore, fuel atomization characteristic in all lift areas is enhanced by means of a simple structure and NOX, soot and the like in exhaust gas can be decreased whereby fuel consumption can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(以下、
内燃機関を「エンジン」という)用の燃料噴射ノズルに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine (hereinafter referred to as "internal combustion engine").
The present invention relates to a fuel injection nozzle for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、高圧ポンプにより加圧圧送さ
れた高圧燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射ノズルは、
ヨーロッパ特許庁第0753658号公報に開示される
ように公知である。ヨーロッパ特許庁第0753658
号公報に開示されるような燃料噴射ノズルにおいては、
ノズルボディ内に摺動可能な状態で収容したバルブニー
ドルの先端側にテーパ状の受圧面を形成し、受圧面に燃
料圧力を作用させることによりバルブニードルを開閉
し、ノズルボディの先端に配置した燃料噴射孔から燃料
を噴射していた。しかし、上記の構成の燃料噴射ノズル
は、特にバルブニードルの低リフト時、燃料が通過する
バルブニードルの当接部とノズルボディの弁座部との間
の開口部の面積が燃料噴射孔(噴孔)の開口総面積より
も小さいため、燃料が噴孔に達するまでに圧力が低下
し、さらに噴孔部分で開口面積が拡大するため燃料の噴
射圧力も低下する。そのため、バルブニードルの低リフ
ト時、燃料は噴射圧力が小さく十分に微粒化されないた
め、排出ガス中に含まれるすす、NOxなどが増加し、
燃料の消費量も増大するという問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection nozzle for injecting high-pressure fuel pressurized and fed by a high-pressure pump into an internal combustion engine has been known.
It is known as disclosed in EP 0 735 658. European Patent Office 0735658
In a fuel injection nozzle as disclosed in
A tapered pressure receiving surface is formed on the tip side of the valve needle slidably housed in the nozzle body, and the valve needle is opened and closed by applying fuel pressure to the pressure receiving surface, and is disposed at the tip of the nozzle body. The fuel was injected from the fuel injection holes. However, in the fuel injection nozzle having the above configuration, particularly when the valve needle is at a low lift, the area of the opening between the contact portion of the valve needle through which fuel passes and the valve seat of the nozzle body is increased by the fuel injection hole (injection hole). Since the area of the opening is smaller than the total opening area of the hole, the pressure is reduced before the fuel reaches the injection hole, and the opening area of the injection hole is increased, so that the injection pressure of the fuel is also reduced. Therefore, when the low-lift of the valve needle, the fuel for the injection pressure not smaller sufficiently atomized, soot contained in exhaust gases, such as NO x increases,
There is a problem that fuel consumption increases.

【0003】上記のような問題を解決するため、特開平
9−280134号公報に開示される燃料噴射ノズル
は、可変噴孔型の燃料噴射ノズルを採用することでバル
ブニードルの低リフト時における燃料の微粒化特性を向
上させている。このような可変噴孔型の燃料噴射ノズル
においては、燃料噴射ノズルの先端部にホールを設け、
ホールの周壁に複数個の噴孔を間隔を置いて形成し、ホ
ール内にロータリバルブを回転自在に取り付け、ロータ
リバルブの回転位置によって噴孔面積が可変となるよう
な構成としていた。このような構成とすることにより、
バルブニードルの低リフト時は噴孔の開口総面積を小さ
くすることができ、噴射する燃料を高い圧力に維持する
ことができるので、バルブニードルの低リフト時におけ
る燃料の微粒化特性が改善され、排出ガス中のすす、N
xなどを減少することができ、燃料の消費量を低減す
ることが可能であった。
In order to solve the above-mentioned problem, the fuel injection nozzle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-280134 employs a variable injection hole type fuel injection nozzle so that the fuel injection at the time of low lift of the valve needle is improved. Has improved atomization characteristics. In such a variable injection hole type fuel injection nozzle, a hole is provided at the tip of the fuel injection nozzle,
A plurality of injection holes are formed on the peripheral wall of the hole at intervals, and a rotary valve is rotatably mounted in the hole so that the injection hole area is variable depending on the rotation position of the rotary valve. With such a configuration,
When the valve needle is at a low lift, the total opening area of the injection hole can be reduced, and the injected fuel can be maintained at a high pressure, so that the atomization characteristics of the fuel at the time of the valve needle at a low lift are improved. Soot in exhaust gas, N
Ox and the like could be reduced, and the fuel consumption could be reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−280134号公報に開示されるような可変噴孔型
の燃料噴射ノズルは、ホールの内部に微小なロータリバ
ルブおよびそれを駆動するためのモータを精度よく取り
付ける必要があり、構造も複雑であるという問題があっ
た。また、ロータリバルブを駆動するために専用の電
源、および制御装置を必要とするため製造コストが増大
するという問題があった。
However, a variable injection hole type fuel injection nozzle as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-280134 discloses a small rotary valve inside a hole and a motor for driving the rotary valve. Has to be mounted with high accuracy, and the structure is complicated. In addition, there is a problem that a dedicated power supply and a control device are required to drive the rotary valve, so that the manufacturing cost is increased.

【0005】そこで本発明の目的は、簡単な構造でバル
ブニードルの低リフト時における燃料の微粒化特性を向
上し、排出ガス中のすす、NOxなどを減少することが
できるとともに、燃料の消費量を低減することができ、
かつ製造コストを低減可能な燃料噴射ノズルを提供する
ことにある。
[0005] It is an object of the present invention is to improve the atomization characteristics of the fuel at the time of low lift of the valve needle with a simple structure, soot in the exhaust gas, it is possible to reduce such NO x, fuel consumption The amount can be reduced,
Another object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle capable of reducing manufacturing costs.

【0006】本発明の別の目的は、バルブニードルの全
リフト域で燃料噴射特性を向上することができる燃料噴
射ノズルを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle capable of improving fuel injection characteristics in the entire lift range of a valve needle.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
燃料噴射ノズルによると、バルブニードルの先端の突出
部に第1縮径部と複数の溝部とを有している。バルブニ
ードルのリフト量が所定のリフト量よりも小さい、すな
わち低リフトのとき、溝部は複数の噴孔の一部と連通
し、燃料は溝部を経て一部の噴孔からのみ噴射される。
したがって、バルブニードルのリフト量が小さい低速低
負荷時における噴孔の開口総面積は、ノズルボディの弁
座部とバルブニードル当接部における開口面積と比較し
て小さい。そのため、弁座部と当接部における燃料の絞
り現象が緩和され、噴孔上流における燃料の圧力を高く
維持することができるので、低リフト時の燃料の微粒化
特性を向上し、排出ガス中のすす、NOxなどを減少す
ることができるとともに、燃料の消費量を低減すること
ができる。また、例えば従来の燃料噴射弁のように噴孔
の近傍にロータリバルブなどの駆動部材を必要としない
ため、燃料噴射ノズルの構造が簡単であり、加工および
製造も容易であるため、製造コストを低減することが可
能である。
According to the fuel injection nozzle of the first aspect of the present invention, the projection at the tip of the valve needle has a first reduced diameter portion and a plurality of grooves. When the lift amount of the valve needle is smaller than the predetermined lift amount, that is, when the lift amount is low, the groove communicates with a part of the plurality of injection holes, and fuel is injected only from some of the injection holes through the groove.
Therefore, the total opening area of the injection hole when the valve needle lift is small and at low speed and low load is smaller than the opening area at the valve seat portion and the valve needle contact portion of the nozzle body. As a result, the fuel throttle phenomenon at the valve seat portion and the contact portion is reduced, and the pressure of the fuel at the upstream of the injection hole can be maintained high. soot, it is possible to reduce such NO x, it is possible to reduce the consumption of fuel. Further, for example, since a driving member such as a rotary valve is not required in the vicinity of the injection hole unlike the conventional fuel injection valve, the structure of the fuel injection nozzle is simple, and the processing and manufacturing are easy. It is possible to reduce.

【0008】本発明の請求項2記載の燃料噴射ノズルに
よると、バルブニードルのリフト量が所定のリフト量よ
りも大きい、すなわち高リフトのとき、第1縮径部と噴
孔の全部とが連通し、燃料は全部の噴孔から噴射され
る。したがって、バルブニードルのリフト量が大きな高
速高負荷時における噴孔の開口総面積は十分に確保さ
れ、燃焼に必要な燃料を十分に噴射することができるの
で、バルブニードルの低リフト時から高リフト時まで全
リフト域で噴射特性を向上することができる。
According to the fuel injection nozzle of the present invention, when the lift amount of the valve needle is larger than the predetermined lift amount, that is, when the lift amount is high, the first reduced diameter portion and all of the injection holes communicate. Then, the fuel is injected from all the injection holes. Therefore, when the valve needle lift is large and the high speed and high load, the total opening area of the injection hole is sufficiently secured, and the fuel required for combustion can be sufficiently injected. Until time, the injection characteristics can be improved in the entire lift range.

【0009】本発明の請求項3記載の燃料噴射ノズルに
よると、突出部は当接部の近傍に第2縮径部を有してい
るので、当接部下流の燃料流通面積が増大し、弁座部と
当接部との間を通過した燃料の流通抵抗を低減すること
ができる。したがって、噴射する燃料の圧力の低下を防
止することができる。
According to the fuel injection nozzle of the third aspect of the present invention, since the projecting portion has the second reduced diameter portion near the contact portion, the fuel flow area downstream of the contact portion increases, The flow resistance of the fuel passing between the valve seat portion and the contact portion can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the pressure of the injected fuel from decreasing.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)本発明をディーゼルエンジン用燃料噴射
弁に適用した第1実施例を図1〜図5に示す。燃料噴射
弁1は、図示しないディーゼルエンジンの燃焼室内へ段
階的に燃料を噴射する燃料噴射弁であり、ノズルホルダ
20、リテーニングナット30、ディスタンスピース4
0、燃料噴射ノズル10からなる外郭形成部材を備えて
いる。燃料噴射弁1は、ノズルホルダ20、ディスタン
スピース40および燃料噴射ノズル10がリテーニング
ナット30により固定されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention; (First Embodiment) FIGS. 1 to 5 show a first embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection valve for a diesel engine. The fuel injection valve 1 is a fuel injection valve that injects fuel stepwise into a combustion chamber of a diesel engine (not shown), and includes a nozzle holder 20, a retaining nut 30, and a distance piece 4.
0, an outer shell forming member including the fuel injection nozzle 10 is provided. In the fuel injection valve 1, the nozzle holder 20, the distance piece 40, and the fuel injection nozzle 10 are fixed by a retaining nut 30.

【0011】ノズルホルダ20は、燃料インレット21
を有しており、軸方向に貫通する第1スプリング収容室
22および第2スプリング収容室23が形成されてい
る。燃料インレット21は、図示しない高圧ポンプから
図示しない燃料配管が接続されており、高圧ポンプから
燃料噴射ノズル10内に高圧燃料が供給される。燃料イ
ンレット21の内部には燃料通路24が形成されてい
る。
The nozzle holder 20 has a fuel inlet 21
And a first spring accommodating chamber 22 and a second spring accommodating chamber 23 penetrating in the axial direction are formed. The fuel inlet 21 is connected to a fuel pipe (not shown) from a high-pressure pump (not shown), and supplies high-pressure fuel into the fuel injection nozzle 10 from the high-pressure pump. A fuel passage 24 is formed inside the fuel inlet 21.

【0012】第1スプリング収容室22内には、第1ス
プリング221、スペーサ222および後述するプレッ
シャピン60のフランジ部61が収容されている。第1
スプリング221は、一方の端部がプレッシャピン60
のフランジ部61に当接し、他方の端部がスペーサ22
2に当接している。第1スプリング221はプレッシャ
ピン60を介してバルブニードル50を図2に示す下方
向、つまり閉弁方向に付勢している。
A first spring 221, a spacer 222, and a flange 61 of a pressure pin 60 which will be described later are accommodated in the first spring accommodating chamber 22. First
The spring 221 has a pressure pin 60 at one end.
Of the spacer 22 and the other end of the spacer
It is in contact with 2. The first spring 221 urges the valve needle 50 through the pressure pin 60 in a downward direction shown in FIG.

【0013】第2スプリング収容室23内には、第2ス
プリング231、スペーサ232、スプリングキャップ
233およびスプリング座234が収容されている。第
2スプリング231は、一方の端部がスプリング座23
4に当接し、他方の端部がスペーサ232に当接してい
る。スペーサ232はスプリングキャップ233に当接
し、スプリングキャップ233は第2スプリング収容室
23の内壁に形成された段差部235に当接しているの
で、第2スプリング231はスプリング座234をディ
スタンスピース40に押しつける方向に付勢している。
A second spring 231, a spacer 232, a spring cap 233, and a spring seat 234 are accommodated in the second spring accommodating chamber 23. One end of the second spring 231 has a spring seat 23.
4 and the other end thereof is in contact with the spacer 232. The spacer 232 is in contact with the spring cap 233, and the spring cap 233 is in contact with the step 235 formed on the inner wall of the second spring accommodating chamber 23, so that the second spring 231 presses the spring seat 234 against the distance piece 40. Biased in the direction.

【0014】ディスタンスピース40は、縮径部41を
有しており、ディスタンスピース40内にはスペーサ4
2が設けられている。このスペーサ42と縮径部41と
の距離でバルブニードル50の最大リフト量が規制され
る。また、スペーサ42とスプリング座234との距離
で初期リフト量が規制される。
The distance piece 40 has a reduced diameter portion 41, and a spacer 4 is provided in the distance piece 40.
2 are provided. The maximum lift of the valve needle 50 is regulated by the distance between the spacer 42 and the reduced diameter portion 41. Further, the initial lift amount is regulated by the distance between the spacer 42 and the spring seat 234.

【0015】燃料噴射弁1の噴孔17側に燃料噴射ノズ
ル10が設けられており、燃料噴射ノズル10は、ノズ
ルボディ11と、このノズルボディ11の内部に軸方向
に往復摺動可能に収容されるバルブニードル50とから
構成される。ノズルボディ11は、中空の略円筒形状で
あり、内部に案内孔12、弁座部13、燃料通路孔1
4、燃料溜り15、燃料供給孔16、貫通孔18が形成
されている。貫通孔18の先端部近傍には、複数の噴孔
17が周方向に形成されている。
A fuel injection nozzle 10 is provided on the injection hole 17 side of the fuel injection valve 1, and the fuel injection nozzle 10 is housed in the nozzle body 11 so as to be reciprocally slidable in the axial direction inside the nozzle body 11. And a valve needle 50. The nozzle body 11 has a hollow, substantially cylindrical shape, and has a guide hole 12, a valve seat 13, a fuel passage hole 1 therein.
4, a fuel reservoir 15, a fuel supply hole 16, and a through hole 18 are formed. A plurality of injection holes 17 are formed in the circumferential direction near the tip of the through hole 18.

【0016】案内孔12は、ノズルボディ11の内部に
軸方向に延びており、一方の端部がノズルボディ11の
開口端19に接続しており、他方の端部側が燃料溜り1
5に接続している。案内孔12の内壁は、ノズルボディ
11の開口端19から燃料溜り15の近傍まで概略同一
内径に形成されている。
The guide hole 12 extends axially inside the nozzle body 11, and has one end connected to the open end 19 of the nozzle body 11 and the other end connected to the fuel reservoir 1.
5 is connected. The inner wall of the guide hole 12 has substantially the same inner diameter from the opening end 19 of the nozzle body 11 to the vicinity of the fuel reservoir 15.

【0017】図1に示すように、弁座部13は、円錐台
面を有し、大径側の一端が燃料通路孔14に連続し、小
径側の他端側が貫通孔18に接続している。この弁座部
13に後述するバルブニードル50の当接部57が当接
可能である。貫通孔18は、ノズルボディ11の先端近
傍に軸方向に形成されており、一方の端部は弁座部13
に連結し、他の一方の端部は燃焼室側に貫通している。
貫通孔18の内壁は、弁座部13との接続部から燃焼室
側の端部まで概略同一径に形成されている。
As shown in FIG. 1, the valve seat 13 has a truncated conical surface, one end on the large diameter side is continuous with the fuel passage hole 14, and the other end on the small diameter side is connected to the through hole 18. . A contact portion 57 of the valve needle 50 described below can contact the valve seat portion 13. The through hole 18 is formed in the vicinity of the tip of the nozzle body 11 in the axial direction.
And the other end penetrates toward the combustion chamber.
The inner wall of the through hole 18 is formed to have substantially the same diameter from the connection with the valve seat 13 to the end on the combustion chamber side.

【0018】噴孔17は、ノズルボディ11先端の貫通
孔18の内外を連通するように貫通孔18の周方向に複
数形成されている。噴孔17は、貫通孔18の内壁面に
入口部が開口している。図2に示すように、燃料通路孔
14は、ノズルボディの内部に軸方向に延びており、一
方の端部に弁座部13が接続しており、他方の端部側が
燃料溜り15に接続している。燃料溜り15は、案内孔
12と燃料通路孔14とを接続する内壁に環状に形成さ
れている。燃料溜り15には、外部から燃料を供給する
燃料供給孔16が接続されている。燃料供給孔16は、
ノズルボディ11に軸方向に傾斜して形成されている。
A plurality of injection holes 17 are formed in the circumferential direction of the through hole 18 so as to communicate inside and outside of the through hole 18 at the tip of the nozzle body 11. The inlet of the injection hole 17 is opened on the inner wall surface of the through hole 18. As shown in FIG. 2, the fuel passage hole 14 extends in the axial direction inside the nozzle body, one end of which is connected to the valve seat 13, and the other end of which is connected to the fuel reservoir 15. are doing. The fuel reservoir 15 is formed in an annular shape on an inner wall connecting the guide hole 12 and the fuel passage hole 14. A fuel supply hole 16 for supplying fuel from the outside is connected to the fuel reservoir 15. The fuel supply hole 16 is
The nozzle body 11 is formed to be inclined in the axial direction.

【0019】バルブニードル50は、中実円柱形状であ
って、首部51、摺動部52、柱部53、円錐台部5
4、シート部55および突出部としてのニードルピン部
56からなる。バルブニードル50の首部51は、一端
がプレッシャピン60に接続し、他端が摺動部52に接
続しており、首部51の外径は、スペーサ42の内径よ
りも僅かに小さい。
The valve needle 50 has a solid cylindrical shape, and includes a neck portion 51, a sliding portion 52, a column portion 53, and a truncated cone portion 5.
4, a seat portion 55 and a needle pin portion 56 as a protruding portion. One end of the neck portion 51 of the valve needle 50 is connected to the pressure pin 60, and the other end is connected to the sliding portion 52. The outer diameter of the neck portion 51 is slightly smaller than the inner diameter of the spacer 42.

【0020】摺動部52は、外径が同一径で、クリアラ
ンスを介して案内孔12に遊嵌合し、軸方向に往復移動
することが可能である。摺動部52は、一端が首部51
に接続し、他端が円錐台部54に接続している。円錐台
部54は、大径側の一端が摺動部52に接続し、小径側
の他端が柱部53に接続している。柱部53は、外径が
同一径で軸方向に往復移動することが可能である。柱部
53は、一端が円錐台部54に接続し、他端がシート部
55に接続している。シート部55は、大径側の一端が
柱部53に接続し、小径側の他端がバルブニードル50
先端のニードルピン部56に接続している。シート部5
5と柱部53との接続部分は円形状であり、この円形状
の部分が閉弁時に弁座部13と当接する当接部57であ
る。閉弁時、当接部57が弁座部13に着座することに
より噴孔17からの燃料の噴射が遮断される。
The sliding portion 52 has the same outer diameter, is loosely fitted into the guide hole 12 via a clearance, and can reciprocate in the axial direction. One end of the sliding portion 52 has a neck portion 51.
, And the other end is connected to the truncated cone 54. In the truncated cone 54, one end on the large diameter side is connected to the sliding portion 52, and the other end on the small diameter side is connected to the column 53. The column portion 53 has the same outer diameter and can reciprocate in the axial direction. The pillar 53 has one end connected to the truncated cone 54 and the other end connected to the seat 55. The seat portion 55 has one end on the large diameter side connected to the column portion 53 and the other end on the small diameter side connected to the valve needle 50.
It is connected to the needle pin 56 at the tip. Seat part 5
The connection portion between the 5 and the column portion 53 is circular, and this circular portion is a contact portion 57 that contacts the valve seat portion 13 when the valve is closed. When the valve is closed, the fuel injection from the injection hole 17 is shut off by the contact portion 57 sitting on the valve seat portion 13.

【0021】ニードルピン部56は、摺動面564の外
径が貫通孔18の内径と略同径になるように形成され、
摺動面564は貫通孔18の内壁を摺動可能である。図
1および図3に示すように、ニードルピン部56の外壁
面には第1縮径部561、第2縮径部562および複数
の溝部563が形成されている。図3では、構成の理解
を容易にするため、噴孔17は貫通孔18の軸方向に対
し傾斜していない垂直な状態として示している。
The needle pin 56 is formed such that the outer diameter of the sliding surface 564 is substantially the same as the inner diameter of the through hole 18.
The sliding surface 564 can slide on the inner wall of the through hole 18. As shown in FIGS. 1 and 3, a first reduced diameter portion 561, a second reduced diameter portion 562, and a plurality of grooves 563 are formed on the outer wall surface of the needle pin portion 56. In FIG. 3, for easy understanding of the configuration, the injection hole 17 is shown as a vertical state that is not inclined with respect to the axial direction of the through hole 18.

【0022】第1縮径部561はニードルピン部56の
先端近傍に形成されており、第1縮径部561の外径は
摺動面564の外径よりも小さくなるように形成されて
いる。第2縮径部562はシート部55の燃料下流側に
形成されており、第2縮径部562の外径は第1縮径部
561の外径と同一になるように形成されている。溝部
563は、第1縮径部561と第2縮径部562を連通
するようにニードルピン部56の外壁面に形成されてい
る。
The first reduced diameter portion 561 is formed near the tip of the needle pin portion 56, and the outer diameter of the first reduced diameter portion 561 is formed to be smaller than the outer diameter of the sliding surface 564. . The second reduced diameter portion 562 is formed on the fuel downstream side of the seat portion 55, and the outer diameter of the second reduced diameter portion 562 is formed to be the same as the outer diameter of the first reduced diameter portion 561. The groove portion 563 is formed on the outer wall surface of the needle pin portion 56 so as to communicate the first reduced diameter portion 561 and the second reduced diameter portion 562.

【0023】第1縮径部561と第2縮径部562は、
図1に示すようにバルブニードル50がリフトしていな
い、つまりバルブニードル50のリフト量が0の状態の
とき、噴孔17を上下に挟むような位置に形成されてい
る。第1縮径部561および第2縮径部562の外径、
軸方向の長さ、ならびに2つの縮径部の間隔を変化させ
ることで、バルブニードル50の所定のリフト量におけ
る噴孔の開口面積を任意に設定可能である。
The first reduced diameter portion 561 and the second reduced diameter portion 562 are
As shown in FIG. 1, when the valve needle 50 is not lifted, that is, when the lift amount of the valve needle 50 is zero, the injection hole 17 is formed at a position to vertically sandwich the injection hole 17. Outer diameters of the first reduced diameter portion 561 and the second reduced diameter portion 562,
By changing the length in the axial direction and the interval between the two reduced diameter portions, the opening area of the injection hole at a predetermined lift amount of the valve needle 50 can be arbitrarily set.

【0024】図3に示すように、溝部563は貫通孔1
8の内壁に開口している複数の噴孔17の一部と常に連
通しており、図4に示すようにバルブニードル50の低
リフト時、弁座部13と当接部57との開口部を通過し
た燃料は、溝部563を経由して噴孔17から噴射され
る。
As shown in FIG. 3, the groove 563 is formed in the through hole 1.
8, which is always in communication with a part of the plurality of injection holes 17 opened on the inner wall of the valve needle 8, and as shown in FIG. Is passed through the groove 563 and is injected from the injection hole 17.

【0025】一方、図5に示すようにバルブニードル5
0の高リフト時は、第1縮径部561は貫通孔18の内
壁に開口している複数の噴孔17の全部と連通し、弁座
部13と当接部57との開口部を通過した燃料は溝部5
63を経由して第1縮径部561へ導かれ、噴孔17か
ら噴射される。
On the other hand, as shown in FIG.
At the time of a high lift of 0, the first reduced diameter portion 561 communicates with all of the plurality of injection holes 17 opened on the inner wall of the through hole 18 and passes through the opening between the valve seat portion 13 and the contact portion 57. The fuel that was removed
It is guided to the first reduced diameter portion 561 via 63 and is injected from the injection hole 17.

【0026】第2縮径部562は、当接部の燃料下流側
に設けられ、バルブニードル50のリフト時、弁座部1
3と当接部57との間の開口部を燃料が通過する際、な
らびに通過した後の燃料の流通抵抗を低減する。
The second reduced diameter portion 562 is provided on the fuel downstream side of the contact portion, and when the valve needle 50 is lifted, the valve seat 1
When the fuel passes through the opening between the third member 3 and the contact portion 57 and also after the passage, the flow resistance of the fuel is reduced.

【0027】次に、上記のような構成の燃料噴射弁1の
作動を説明する。 高圧ポンプから所定量の燃料が所定の時期に圧送さ
れ、高圧燃料が燃料配管を経由して燃料インレット21
に供給される。この高圧燃料は、燃料通路24、燃料供
給孔16、燃料溜り15を経由して燃料通路孔14に蓄
えられる。燃料通路孔14内の燃料圧力が増大し、この
燃料圧力によりバルブニードル50に作用する力が第1
スプリング221の付勢力よりも大きくなると、バルブ
ニードル50は図2の上方にリフトし、弁座部13から
当接部57が離間して開弁する。
Next, the operation of the fuel injection valve 1 configured as described above will be described. A predetermined amount of fuel is pumped at a predetermined time from a high-pressure pump, and the high-pressure fuel is supplied to a fuel inlet 21 through a fuel pipe.
Supplied to The high-pressure fuel is stored in the fuel passage hole 14 via the fuel passage 24, the fuel supply hole 16, and the fuel reservoir 15. The fuel pressure in the fuel passage hole 14 increases, and the force acting on the valve needle 50 due to the fuel pressure increases to the first level.
When the force becomes larger than the urging force of the spring 221, the valve needle 50 is lifted upward in FIG. 2, and the contact portion 57 is separated from the valve seat 13 to open.

【0028】 低速低負荷時においては、バルブニー
ドル50のリフト量が比較的小さいので、弁座部13と
当接部57との開口部を通った燃料は、図4の矢印に示
すように一部は第2縮径部562から溝部563という
経路で噴孔17から噴射され、残りの一部は第2縮径部
562、溝部563、第1縮径部561、溝部563と
いう経路で噴孔17から噴射される。このとき、図3に
示すように、溝部563は噴孔17の一部とのみ連通
し、他の噴孔17は摺動面564でシールされているた
め、燃料は溝部563と連通している一部の噴孔17か
らのみ噴射される。そのため、噴孔17の開口総面積が
小さくなり、噴孔17から噴射される燃料の圧力は燃料
の微粒化するために必要な圧力が十分に維持されてい
る。
At low speed and low load, the lift amount of the valve needle 50 is relatively small, so that the fuel that has passed through the opening between the valve seat 13 and the abutment portion 57 is one as shown by an arrow in FIG. The portion is injected from the injection hole 17 through a path of the second reduced diameter portion 562 to the groove portion 563, and the remaining part is injected by a path of the second reduced diameter portion 562, the groove portion 563, the first reduced diameter portion 561, and the groove portion 563. Injected from 17. At this time, as shown in FIG. 3, the fuel is in communication with the groove 563 because the groove 563 communicates only with a part of the injection hole 17 and the other injection holes 17 are sealed with the sliding surface 564. It is injected only from some injection holes 17. Therefore, the total opening area of the injection hole 17 is reduced, and the pressure of the fuel injected from the injection hole 17 is sufficiently maintained at the pressure required for atomizing the fuel.

【0029】 燃料通路孔14内の燃料圧力が増大す
ると、バルブニードル50のリフト量が増大し、スペー
サ42がスプリング座234に当接する。この状態がバ
ルブニードル50の初期リフト状態である。そして、燃
料通路孔14内の燃料圧力によりバルブニードル50に
作用する力が第1スプリング221の付勢力と第2スプ
リング231の付勢力との和よりも大きくなると、スペ
ーサ42がディスタンスピース40の縮径部41に当接
し、バルブニードル50はフルリフト状態に達する。
When the fuel pressure in the fuel passage hole 14 increases, the lift amount of the valve needle 50 increases, and the spacer 42 comes into contact with the spring seat 234. This state is the initial lift state of the valve needle 50. When the force acting on the valve needle 50 due to the fuel pressure in the fuel passage hole 14 becomes larger than the sum of the urging force of the first spring 221 and the urging force of the second spring 231, the spacer 42 compresses the distance piece 40. The valve needle 50 comes into contact with the diameter portion 41 and reaches the full lift state.

【0030】 高速高負荷時においては、バルブニー
ドル50のリフト量が比較的大きいので、弁座部13と
当接部57との開口部を通った燃料は、図5の矢印に示
すように第2縮径部562、溝部563、第1縮径部5
61という経路で噴孔17から噴射される。このとき、
第1縮径部561は全部の噴孔17と連通しており、燃
料は全部の噴孔17から同時に噴射されるので、噴孔1
7の開口総面積が大きくなり、必要量の燃料は十分に噴
射される。
At the time of high speed and high load, the lift amount of the valve needle 50 is relatively large, so that the fuel that has passed through the opening between the valve seat 13 and the abutting portion 57 is discharged as shown by an arrow in FIG. 2 Reduced diameter portion 562, groove portion 563, first reduced diameter portion 5
It is injected from the injection hole 17 along the path 61. At this time,
The first reduced diameter portion 561 communicates with all the injection holes 17 and the fuel is injected from all the injection holes 17 at the same time.
7 has a larger total opening area, and the required amount of fuel is sufficiently injected.

【0031】 高圧ポンプの燃料圧送が終わりに近づ
くと、燃料通路孔14の燃料圧力が低下し、燃料通路孔
14内の燃料圧力によりバルブニードル50に作用する
力が第1スプリング221および第2スプリング231
の付勢力の和よりも小さくなると、バルブニードル50
が図2の下方に移動し、当接部57が弁座部13に着座
して燃料の噴射を終了する。
When the high-pressure pump nears the end of fuel pumping, the fuel pressure in the fuel passage hole 14 decreases, and the force acting on the valve needle 50 due to the fuel pressure in the fuel passage hole 14 is increased by the first spring 221 and the second spring. 231
Is smaller than the sum of the urging forces of
Moves downward in FIG. 2, and the abutment portion 57 is seated on the valve seat portion 13 to terminate the fuel injection.

【0032】第1実施例においては、バルブニードル5
0のリフト量に応じて、噴孔17の開口面積が変化し、
エンジンの負荷状態に応じて最適な燃料噴射量を確保す
ることができる。すなわち、バルブニードル50のリフ
ト量が小さい低速低負荷時には、燃料は溝部563と連
通している一部の噴孔17からのみ噴射され、弁座部1
3と当接部57との開口部の面積と比較して噴孔17の
開口面積を小さくすることができるので、弁座部13と
当接部57との開口部における絞り現象が緩和され、噴
射する燃料を高い圧力で維持することができる。また、
バルブニードル50のリフト量が大きい高速高負荷時
は、第1縮径部561と全部の噴孔17とが連通し、燃
料は全部の噴孔17から噴射されるので、十分な燃料噴
射量を確保することができる。したがって、簡単な構造
でバルブニードル50の全リフト域における燃料の微粒
化特性が向上し、排出ガス中のすす、NOxなどを減少
するとともに、燃料の消費量を低減することができる。
また、構造が簡単であるので、加工が容易であり製造コ
ストを低減することができる。
In the first embodiment, the valve needle 5
The opening area of the injection hole 17 changes according to the lift amount of 0,
An optimal fuel injection amount can be secured according to the load state of the engine. That is, when the lift amount of the valve needle 50 is small and the load is low and the load is low, the fuel is injected only from a part of the injection holes 17 communicating with the groove 563, and the valve seat 1
Since the opening area of the injection hole 17 can be reduced as compared with the area of the opening between the valve seat 3 and the contact portion 57, the throttle phenomenon at the opening between the valve seat portion 13 and the contact portion 57 is reduced. The injected fuel can be maintained at a high pressure. Also,
When the valve needle 50 is lifted at a high speed and at a high load, the first reduced diameter portion 561 communicates with all the injection holes 17 and the fuel is injected from all the injection holes 17. Can be secured. Thus, improved atomization characteristics of the fuel in the total lift range of the valve needle 50 with a simple structure, soot in the exhaust gas, thereby reducing such NO x, it is possible to reduce the consumption of fuel.
Further, since the structure is simple, the processing is easy and the manufacturing cost can be reduced.

【0033】また、第1実施例においては、バルブニー
ドル50の先端部分のニードルピン部56が貫通孔18
の内壁と摺動可能であるため、バルブニードル50の偏
心を低減することができる。したがって、バルブニード
ル50の偏心によって生じる損傷、あるいは異常磨耗な
どを防止することできる。
In the first embodiment, the needle pin 56 at the tip of the valve needle 50 is
Slidable with the inner wall of the valve needle 50, the eccentricity of the valve needle 50 can be reduced. Therefore, damage caused by eccentricity of the valve needle 50 or abnormal wear can be prevented.

【0034】さらに、第1実施例においては、ニードル
ピン部56の先端が貫通孔18を通じてエンジンの燃焼
室内に露出しているので、バルブニードル50の開弁
時、燃焼室内における燃料の燃焼圧力によってバルブニ
ードル50に作用する力はバルブニードル50を開弁す
る方向に付勢する。そのため、バルブニードル50の開
弁速度を速め、かつ燃料噴射弁1に供給される燃料の圧
力が高いときバルブニードル50に作用する油圧力のバ
ランスを容易に保持することができる。
Further, in the first embodiment, since the tip of the needle pin portion 56 is exposed through the through hole 18 into the combustion chamber of the engine, when the valve needle 50 is opened, the combustion pressure of the fuel in the combustion chamber changes. The force acting on the valve needle 50 urges the valve needle 50 in the opening direction. Therefore, the valve opening speed of the valve needle 50 can be increased, and the balance of the oil pressure acting on the valve needle 50 when the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 1 is high can be easily maintained.

【0035】(第2実施例)本発明をディーゼルエンジ
ン用燃料噴射弁に適用した第2実施例を図6に示す。第
1実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付
す。第2実施例においては、ノズルボディ11の貫通孔
18の燃焼室内側を非貫通とし、バルブニードル50先
端のニードルピン部56の摺動面564の形状を変更
し、第1縮径部561よりも先端側の摺動面564を省
略している。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection valve for a diesel engine. Components substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the second embodiment, the inside of the combustion chamber of the through hole 18 of the nozzle body 11 is not penetrated, and the shape of the sliding surface 564 of the needle pin 56 at the tip of the valve needle 50 is changed. Also, the sliding surface 564 on the tip side is omitted.

【0036】第2実施例においても第1実施例と同様に
バルブニードル50のリフト量に応じて噴孔17の開口
面積を変化することができる。例えば、図6に示すよう
にバルブニードル50のリフト量の小さい低速低負荷
時、弁座部13と当接部57との開口を通過した燃料
は、一部は第2縮径部562から溝部563という経路
で噴孔17から噴射され、残りの一部は第2縮径部56
2、溝部563、第1縮径部561、溝部563という
経路で噴孔17から噴射される。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the opening area of the injection hole 17 can be changed according to the lift amount of the valve needle 50. For example, as shown in FIG. 6, when the valve needle 50 has a small lift amount at a low speed and a low load, the fuel that has passed through the opening between the valve seat portion 13 and the abutment portion 57 partially passes from the second reduced diameter portion 562 to the groove portion. 563 from the injection hole 17 and the remaining part is the second reduced diameter portion 56.
2. Injection is performed from the injection hole 17 along a path of the groove 563, the first reduced diameter portion 561, and the groove 563.

【0037】また、バルブニードル50のリフト量の大
きい高速高負荷時、弁座部13と当接部57との開口部
を通った燃料は、第2縮径部562、溝部563、第1
縮径部561という経路で噴孔17から噴射される。
When the valve needle 50 is lifted at a high speed and under a high load, the fuel that has passed through the opening between the valve seat portion 13 and the contact portion 57 flows through the second reduced diameter portion 562, the groove portion 563, the first
It is injected from the injection hole 17 along the path of the reduced diameter portion 561.

【0038】第2実施例においても、バルブニードル5
0のリフト量に応じて、噴孔17の開口面積が変化し、
エンジンの負荷状態に応じて最適な燃料噴射量を確保す
ることができる。したがって、簡単な構造でバルブニー
ドル50の全リフト域における燃料の微粒化特性が向上
し、燃料の消費量を低減することができる。また、構造
が簡単であるので、加工が容易であり製造コストを低減
することができる。
Also in the second embodiment, the valve needle 5
The opening area of the injection hole 17 changes according to the lift amount of 0,
An optimal fuel injection amount can be secured according to the load state of the engine. Therefore, the atomization characteristics of the fuel in the entire lift region of the valve needle 50 can be improved with a simple structure, and the fuel consumption can be reduced. Further, since the structure is simple, the processing is easy and the manufacturing cost can be reduced.

【0039】以上、説明した複数の実施例では、ニード
ルピン部56に第1縮径部561、および第2縮径部5
62の2つの縮径部を形成したが、図7および図8に示
すように第2縮径部562を省略し第1縮径部561の
みを形成しても本実施例と同様の効果を得ることができ
る。
In the embodiments described above, the first reduced diameter portion 561 and the second reduced diameter portion 5
Although the two reduced diameter portions 62 are formed, the same effect as in the present embodiment can be obtained by omitting the second reduced diameter portion 562 and forming only the first reduced diameter portion 561 as shown in FIGS. Obtainable.

【0040】本発明の複数の実施例においては、ディー
ゼルエンジン用の燃料噴射弁に本発明の燃料噴射ノズル
を適用したが、ガソリンエンジン用の燃料噴射弁に本発
明を適用してもよい。
In a plurality of embodiments of the present invention, the fuel injection nozzle of the present invention is applied to a fuel injection valve for a diesel engine. However, the present invention may be applied to a fuel injection valve for a gasoline engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例による燃料噴射ノズルの主
要部を拡大した断面図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of a fuel injection nozzle according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例による燃料噴射ノズルを適
用した燃料噴射弁を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a fuel injection valve to which the fuel injection nozzle according to the first embodiment of the present invention is applied.

【図3】本発明の第1実施例による燃料噴射ノズルを図
1のA−A線で切断した状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state where the fuel injection nozzle according to the first embodiment of the present invention is cut along a line AA in FIG. 1;

【図4】本発明の第1実施例による燃料噴射ノズルの低
リフト時の燃料の流れを示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a fuel flow at the time of a low lift of the fuel injection nozzle according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例による燃料噴射ノズルの高
リフト時の燃料の流れを示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fuel flow at the time of a high lift of a fuel injection nozzle according to the first embodiment of the present invention.

【図6】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。
FIG. 6 is a sectional view showing a fuel injection nozzle according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施例による燃料噴射ノズルの第
2縮径部を省略した例を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an example in which a second reduced diameter portion of the fuel injection nozzle according to the first embodiment of the present invention is omitted.

【図8】本発明の第2実施例による燃料噴射ノズルの第
2縮径部を省略した例を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing an example in which a second reduced diameter portion of a fuel injection nozzle according to a second embodiment of the present invention is omitted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射弁 10 燃料噴射ノズル 11 ノズルボディ 13 弁座部 17 噴孔 18 貫通孔 50 バルブニードル 56 ニードルピン部(突出部) 57 当接部 561 第1縮径部 562 第2縮径部 563 溝部 564 摺動面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection valve 10 Fuel injection nozzle 11 Nozzle body 13 Valve seat 17 Injection hole 18 Through hole 50 Valve needle 56 Needle pin part (projection part) 57 Contact part 561 First reduced diameter part 562 Second reduced diameter part 563 Groove part 564 sliding surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内外を連通するように軸方向に貫通する
貫通孔、一端が前記貫通孔に連通し他端が外部へ連通す
る複数の噴孔、ならびに前記貫通孔の燃料上流側に弁座
部を有するノズルボディと、 前記ノズルボディに往復摺動可能に支持され、前記弁座
部に着座可能な当接部、ならびに前記貫通孔の内壁面を
摺動可能な突出部を有し、前記当接部が前記弁座部から
離座ならびに前記弁座部に着座することにより燃料の流
通および遮断を行うバルブニードルとを備え、 前記貫通孔の内壁面と摺動する前記突出部は、少なくと
も前記突出部の先端近傍に1ヶ所形成されている第1縮
径部、ならびに外壁面に前記当接部の燃料下流側と前記
縮径部とを軸方向に連通する複数の溝部を有し、前記バ
ルブニードルのリフト量が所定のリフト量よりも小さい
とき、前記溝部は前記噴孔の一部と連通することを特徴
とする燃料噴射ノズル。
1. A through-hole penetrating in the axial direction so as to communicate inside and outside, a plurality of injection holes having one end communicating with the through-hole and the other end communicating with the outside, and a valve seat at a fuel upstream side of the through-hole. A nozzle body having a portion, a contact portion which is supported by the nozzle body so as to be reciprocally slidable, and which can be seated on the valve seat portion, and a protruding portion which can slide on an inner wall surface of the through hole; A valve needle that abuts and separates from the valve seat and seats on the valve seat to flow and shut off fuel, and the protrusion that slides on the inner wall surface of the through hole is at least A first reduced diameter portion formed at one location near the tip of the protruding portion, and a plurality of grooves on an outer wall surface that axially communicate the fuel downstream side of the contact portion and the reduced diameter portion, The lift amount of the valve needle is smaller than a predetermined lift amount When the groove is a fuel injection nozzle, characterized in that communicating with a portion of the injection hole.
【請求項2】 前記バルブニードルのリフト量が所定の
リフト量よりも大きいとき、前記第1縮径部は前記噴孔
の全部と連通する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 when the lift amount of the valve needle is larger than a predetermined lift amount, the first reduced diameter portion communicates with all of the injection holes.
【請求項3】 前記突出部は、前記当接部近傍に形成さ
れている第2縮径部を有す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。
3. The projection according to claim 1, wherein the projection has a second reduced diameter portion formed near the contact portion.
Or the fuel injection nozzle according to 2.
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