JP2002242797A - 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

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JP2002242797A
JP2002242797A JP2001041203A JP2001041203A JP2002242797A JP 2002242797 A JP2002242797 A JP 2002242797A JP 2001041203 A JP2001041203 A JP 2001041203A JP 2001041203 A JP2001041203 A JP 2001041203A JP 2002242797 A JP2002242797 A JP 2002242797A
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combustion engine
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Keiji Inagawa
敬二 稲川
Shinji Torii
慎治 鳥居
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Denso Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/165Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルホルダー1の燃料供給路2の継手部6
側に設けられた横穴通路7の奥側端面10のキャビテー
ションエロージョンの発生を防止することのできる内燃
機関用燃料噴射ノズルを提供する。 【解決手段】 内燃機関用燃料噴射ノズルに組み込まれ
たノズルホルダー1の燃料供給路2内において、バーフ
ィルタの下流側端面部で発生したキャビティ(気泡)が
横穴通路7の奥側端面10に到達し、燃料圧送終了後の
反射波圧力によってキャビティが崩壊する時の衝撃波の
エネルギーにより横穴通路7の奥側端面10にエロージ
ョンが発生する可能性がある。そこで、横穴通路7の奥
側端面10近傍の取付穴13内に、横穴通路7の奥側端
面10の硬さよりも硬い、ビッカース硬さ(Hv)が6
00以上のブッシュ14を圧入することで、横穴通路7
の奥側端面10の耐キャビテーションエロージョン性が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧供給ポンプに
より加圧された高圧燃料をディーゼルエンジン等の内燃
機関の燃焼室内に噴射供給する内燃機関用燃料噴射ノズ
ルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として、高圧供給ポンプにて
生成された高圧燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射供給す
る内燃機関用燃料噴射ノズルがある。
【0003】この内燃機関用燃料噴射ノズルは、密着面
から油溜りへ延びる燃料送出路を有するノズルボデー
と、このノズルボデーの密着面に密着し、継手部から燃
料送出路へ延びる燃料供給路を有するノズルホルダー
と、ノズルボデーの密着面とノズルホルダーの密着面と
の間に配置されて、ノズルボデーの燃料送出路とノズル
ホルダーの燃料供給路とを連通する燃料中継路を有する
チップパッキンと、このチップパッキンを介してノズル
ボデーの密着面とノズルホルダーの密着面とを所定の締
結軸力によって締め付け固定するためのリテーニングナ
ットとから構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の内燃
機関用燃料噴射ノズルにおいては、図4および図5に示
したように、ノズルホルダー101の燃料供給路を構成
する横穴通路102から縦穴通路103、チップパッキ
ンの燃料中継路、ノズルボデーの燃料送出路を介して油
溜りへ高圧燃料が流入する。この際に、高圧燃料の流れ
方向が変わる横穴通路102の奥側端面104にキャビ
テーションエロージョンが発生するという問題が生じて
いる。ここで、図4の破線で囲んだ部位はキャビテーシ
ョンエロージョンの発生部位を示し、また、図5(b)
の破線で囲んだ部位はキャビテーションエロージョンの
発生部位を示す。
【0005】内燃機関用燃料噴射ノズルの燃料通路内に
生じるキャビテーションは、図5(a)、(b)に示し
たように、横穴通路102の入口側に収容したバーフィ
ルタ105と横穴通路102の通路壁面との隙間(フィ
ルタ部)106よりも燃料流れ方向の下流側で燃料圧送
終了と同時に急激に燃料噴射系内の圧力が降下した際、
バーフィルタ105の下流側の圧力が負圧となった場合
にキャビティ(気泡)が生じることであり、次の圧力波
によってキャビティを崩壊する時に衝撃波が生じ、この
衝撃波のエネルギーにより横穴通路102の奥側端面1
04(図4参照)や通路壁面、また、バーフィルタ10
5の下流側端面部107(図5参照)にエロージョン
(浸食現象)が発生する。
【0006】
【発明の目的】本発明の目的は、内部にノズルニードル
を摺動自在に収容するノズル本体の燃料通路の通路壁面
や横穴通路の奥側端面のキャビテーションエロージョン
の発生を防止することのできる内燃機関用燃料噴射ノズ
ルを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内部にノズルニードルを摺動自在に収容するノ
ズル本体の燃料通路に、ノズルニードルの長手方向に対
して略直交する横方向に形成される横穴通路を設け、こ
の横穴通路の奥端側に、横穴通路の奥側端面の硬さより
も硬い物体を設けることにより、横穴通路の奥側端面の
耐キャビテーションエロージョン性を向上させることが
できる。これにより、横穴通路の奥側端面のキャビテー
ションエロージョンの発生を防止することができる。
【0008】請求項2に記載の発明によれば、内部にノ
ズルニードルを摺動自在に収容するノズル本体の燃料通
路に、ノズルニードルの長手方向に対して略直交する横
方向に形成される横穴通路を設け、この横穴通路の奥端
側に、横穴通路の奥側端面の硬さよりも硬い、ビッカー
ス硬さ(Hv)が600以上のブッシュを設けることに
より、横穴通路の奥側端面の耐キャビテーションエロー
ジョン性を向上させることができる。これにより、横穴
通路の奥側端面のキャビテーションエロージョンの発生
を防止することができる。
【0009】請求項3に記載の発明によれば、内部にノ
ズルニードルを摺動自在に収容するノズル本体の燃料通
路内に配されたバーフィルタの下流側端面部が負圧にな
ることを抑制する負圧抑制手段を設けることにより、バ
ーフィルタの下流側端面部や燃料通路の通路壁面の耐キ
ャビテーションエロージョン性を向上させることができ
る。これにより、バーフィルタの下流側端面部や燃料通
路の通路壁面のキャビテーションエロージョンの発生を
防止することができる。
【0010】請求項4に記載の発明によれば、内部にノ
ズルニードルを摺動自在に収容するノズル本体の燃料通
路内に配されたバーフィルタのフィルタ部の下流側とバ
ーフィルタの下流側端面部とを連通する連通路を設ける
ことにより、バーフィルタの下流側端面部や燃料通路の
通路壁面の耐キャビテーションエロージョン性を向上さ
せることができる。これにより、バーフィルタの下流側
端面部や燃料通路の通路壁面のキャビテーションエロー
ジョンの発生を防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】[第1実施形態の構成]図1およ
び図2は本発明の第1実施形態を示したもので、図1は
内燃機関用燃料噴射ノズルに組み込まれたノズルホルダ
ーを示した図で、図2はそのノズルホルダーの横穴通路
の奥側端面近傍を示した図である。
【0012】本実施形態の内燃機関用燃料噴射ノズル
は、図示しないディーゼルエンジンの各気筒毎に取り付
けられて、図示しない高圧供給ポンプから圧送された高
圧燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射
タイプのもので、図示しないノズルニードルを収容する
ノズルボデー(図示せず)と、図示しないスプリング等
の第1、第2付勢手段を収容するノズルホルダー1と、
ノズルボデーの密着面とノズルホルダー1の密着面との
間に配置されたチップパッキン(図示せず)と、このチ
ップパッキンを介してノズルボデーとノズルホルダー1
とを締め付け固定するためのリテーニングナット(図示
せず)とから構成されている。
【0013】ノズルボデーは、先端部に燃料を噴射する
ための燃料噴射孔(図示せず)を1つまたは複数備えて
いる。このノズルボデーの内部には、ノズルニードルを
摺動自在に保持するための摺動孔(図示せず)が形成さ
れている。この摺動孔の中間部位には、孔径が拡げられ
た油溜り(図示せず)が設けられている。また、ノズル
ボデーには、チップパッキンとの当接面(密着面)から
油溜りへ延びる燃料送出路(図示せず)が設けられてい
る。なお、この燃料送出路は、ノズルホルダー1の燃料
供給路2(後述する)と、チップパッキンの燃料中継路
(図示せず)と連通して、本発明の燃料通路を構成す
る。
【0014】ノズルニードルは、ノズルボデーの摺動孔
内において摺動自在に保持される棒状のもので、先端部
がノズルボデーの弁座に着座、離脱して、燃料噴射孔を
閉塞、開放するものである。なお、本実施形態では、電
磁弁(図示せず)によってノズルニードル背後の制御室
3内の油圧力を制御することにより、ノズルニードルが
軸方向に移動する。チップパッキンは、ノズルボデーと
ノズルホルダー1との間に配置されるものであるため
に、ノズルボデーの燃料送出路とノズルホルダー1の燃
料供給路2とを連通する燃料中継路が設けられている。
このチップパッキンの端面には、ノズルニードルの最大
リフト量を規制する規制面が設けられている。
【0015】ノズルホルダー1は、図1および図2に示
したように、内部にスプリング等の第1、第2付勢手段
を収容する円筒状のバネ室4が設けられている。このバ
ネ室4は、中間の段差5より図示下側の内径寸法が、図
示上側の内径寸法よりも大きく設けられている。なお、
このノズルホルダー1は、ノズルボデーとチップパッキ
ンとを伴って、本発明のノズル本体を構成する。また、
ノズルホルダー1には、内部を高圧供給ポンプにて生成
された高圧燃料が流れる高圧パイプ(図示せず)が締結
接続される継手部6が設けられている。この継手部6の
内部、およびバネ室4の周囲には、供給された高圧燃料
を、チップパッキンの燃料中継路、ノズルボデーの燃料
送出路を介して油溜りへ送るための燃料供給路2が設け
られている。
【0016】継手部6の内部には、ノズルニードルの長
手方向に対して略直交する方向(図示左右方向)に燃料
供給路2の上流側部を形成する横穴通路7が設けられて
いる。この横穴通路7は、中間の段差8より図示右側の
内径寸法が、図示左側の内径寸法よりも大きく設けられ
ている。また、バネ室4の周囲には、ノズルニードルの
長手方向に沿う方向(図示左右方向)に燃料供給路2の
下流側部を形成する縦穴通路9が設けられている。この
縦穴通路9の入口側は、横穴通路7の奥側端面10付近
で略直交するように連通している。
【0017】なお、横穴通路7の燃料流れ方向の上流側
には、噴射配管系内に初期に含まれる異物、あるいは噴
射配管系の部品を脱着した際に混入した異物を濾過し、
内燃機関用燃料噴射ノズルの損傷を防ぐためのバーフィ
ルタ11が装着されている。バーフィルタ11は、所定
の形状を有し、バーフィルタ11の外周面と横穴通路7
の内周面との狭い隙間(フィルタ部)12に高圧燃料を
通すことによって、高圧燃料中に含まれる異物を捕捉し
除去する。
【0018】また、横穴通路7の奥側端面10近傍の取
付穴13内には、図2に示したように、横穴通路7の奥
側端面10の硬さよりも硬い、ビッカース硬さ(Hv)
が600以上のブッシュ14が圧入されている。なお、
ノズルホルダー1の硬さは、切削加工性を考慮して、ビ
ッカース硬さ(Hv)が300〜350程度の硬さとし
ている。
【0019】[第1実施形態の作用]次に、本実施形態
の内燃機関用燃料噴射ノズルの作用を図1および図2に
基づいて簡単に説明する。
【0020】高圧供給ポンプから高圧配管、ノズルホル
ダー1の燃料供給路2、チップパッキンの燃料中継路、
ノズルボデーの燃料送出路を介して油溜りに高圧燃料が
供給されている。そして、ノズルニードル背後の制御室
3より燃料が抜かれると、油溜り内の油圧力がスプリン
グ等の第1、第2付勢手段の付勢力よりも大きくなり、
ノズルニードルが燃料噴射孔を開く方向へ移動する。こ
れにより、油溜り内の高圧燃料が燃料噴射孔よりディー
ゼルエンジンの燃焼室内へ噴射される。
【0021】[第1実施形態の特徴]以上のように、内
燃機関用燃料噴射ノズルに組み込まれたノズルホルダー
1の燃料供給路2内において、バーフィルタ11の下流
側端面部で発生したキャビティ(気泡)が横穴通路7の
奥側端面10に到達し、燃料圧送終了後の反射波圧力に
よってキャビティが崩壊する時の衝撃波のエネルギーに
より横穴通路7の奥側端面10にエロージョンが発生す
る可能性がある。しかるに、本実施形態では、横穴通路
7の奥側端面10近傍の取付穴13内に、図2に示した
ように、横穴通路7の奥側端面10の硬さよりも硬い、
ビッカース硬さ(Hv)が600以上のブッシュ14を
圧入しているので、横穴通路7の奥側端面10の耐キャ
ビテーションエロージョン性を向上させることができ
る。これにより、横穴通路7の奥側端面10のキャビテ
ーションエロージョンの発生を防止することができる。
【0022】[第2実施形態]図3は本発明の第2実施
形態を示したもので、図3(a)はバーフィルタの下流
側端面部を示した図で、図3(b)はバーフィルタを示
した図である。
【0023】本実施形態のバーフィルタ11内部には、
バーフィルタ11の下流側端面15とバーフィルタ11
の外周面と横穴通路7の内周面との狭い隙間(フィルタ
部)12通過後の通路16とを連通する連通路17が設
けられている。そして、高圧燃料をノズルホルダー1の
継手部6からチップパッキンの燃料中継路、ノズルボデ
ーの燃料送出路を介して油溜りへ供給する際に、フィル
タ部12通過後の通路16から高圧燃料を連通路17を
介してバーフィルタ11の下流側端面15に導入するこ
とにより、バーフィルタ11の下流側端面15が負圧に
なることを防止している。これにより、キャビテーショ
ン(気泡)の発生を抑制できるので、バーフィルタ11
の下流側端部のエロージョンは発生しなくなる。
【0024】[他の実施形態]本実施形態では、本発明
を、高圧供給ポンプから圧送された高圧燃料を、直接内
燃機関の燃焼室内に噴射供給する燃料噴射装置に使用さ
れるインジェクタとしての燃料噴射ノズルのシール面圧
向上構造の例を示したが、本発明を、高圧供給ポンプか
ら圧送された高圧燃料をコモンレールの蓄圧室(高圧
源)内に蓄圧し、この蓄圧室内に蓄圧した高圧燃料を、
内燃機関の燃焼室内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置
(コモンレールシステム)に使用されるインジェクタと
しての燃料噴射ノズルのシール面圧向上構造に適用して
も良い。
【0025】また、本発明を、列型燃料噴射ポンプや分
配型燃料噴射ポンプからインジェクタへ直接高圧燃料が
噴射されて、油溜り内の燃料圧力がスプリング等の付勢
手段の付勢力よりも大きくなるとノズルニードルが開弁
するような燃料噴射装置に使用されるインジェクタとし
ての燃料噴射ノズルのシール面圧向上構造に適用しても
良い。また、本発明を、燃料噴射孔の噴孔面積を変更可
能な可変噴孔ノズルに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関用燃料噴射ノズルに組み込まれたノズ
ルホルダーを示した断面図である(第1実施形態)。
【図2】ノズルホルダーの横穴通路の奥側端面近傍を示
した断面図である(第1実施形態)。
【図3】(a)はバーフィルタの下流側端面部を示した
正面図で、(b)はバーフィルタを示した側面図である
(第2実施形態)。
【図4】ノズルホルダーの横穴通路の奥側端面近傍を示
した断面図である(従来の技術)。
【図5】(a)はバーフィルタの下流側端面部を示した
正面図で、(b)はバーフィルタを示した側面図である
(従来の技術)。
【符号の説明】
1 ノズルホルダー(ノズル本体) 2 燃料供給路(燃料通路) 3 ノズルニードル背後の制御室 6 継手部 7 横穴通路 9 縦穴通路 10 奥側端面 11 バーフィルタ 12 フィルタ部 14 ブッシュ(横穴通路の奥側端面の硬さよりも硬い
物体) 15 バーフィルタの下流側端面 16 フィルタ部通過後の通路 17 連通路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部にノズルニードルを摺動自在に収容す
    るノズル本体に、高圧源から油溜りへ高圧燃料を供給す
    るための燃料通路を形成した内燃機関用燃料噴射ノズル
    において、 前記燃料通路は、前記ノズルニードルの長手方向に対し
    て略直交する横方向に形成される横穴通路を有し、 前記横穴通路の奥端側には、前記横穴通路の奥側端面の
    硬さよりも硬い物体が設けられていることを特徴とする
    内燃機関用燃料噴射ノズル。
  2. 【請求項2】内部にノズルニードルを摺動自在に収容す
    るノズル本体に、高圧源から油溜りへ高圧燃料を供給す
    るための燃料通路を形成した内燃機関用燃料噴射ノズル
    において、 前記燃料通路は、前記ノズルニードルの長手方向に対し
    て略直交する横方向に形成される横穴通路を有し、 前記横穴通路の奥端側には、前記横穴通路の奥側端面の
    硬さよりも硬い、ビッカース硬さ(Hv)が600以上
    のブッシュが設けられていることを特徴とする内燃機関
    用燃料噴射ノズル。
  3. 【請求項3】(a)内部にノズルニードルを摺動自在に
    収容するノズル本体に形成されて、高圧源から油溜りへ
    高圧燃料を供給するための燃料通路と、 (b)この燃料通路内に配されて、前記燃料通路の通路
    壁面との隙間がフィルタ部として機能するバーフィルタ
    と、 (c)前記バーフィルタの下流側端面部が負圧になるこ
    とを抑制する負圧抑制手段とを備えた内燃機関用燃料噴
    射ノズル。
  4. 【請求項4】(a)内部にノズルニードルを摺動自在に
    収容するノズル本体に形成されて、高圧源から油溜りへ
    高圧燃料を供給するための燃料通路と、 (b)この燃料通路内に配されて、前記燃料通路の通路
    壁面との隙間がフィルタ部として機能するバーフィルタ
    と、 (c)前記バーフィルタのフィルタ部の下流側と前記バ
    ーフィルタの下流側端面部とを連通する連通路とを備え
    た内燃機関用燃料噴射ノズル。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014136966A (ja) * 2013-01-15 2014-07-28 Hitachi Automotive Systems Ltd 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ
CN107725237A (zh) * 2017-09-05 2018-02-23 重庆万可阳车辆配件制造有限公司 一种用于喷油嘴的燃油过滤机构

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