JP2003519758A - 燃料噴射ノズル - Google Patents
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Abstract
Description
が、少なくとも1つの噴射孔と、円錐形の当接面とを有しており、さらにノズル
ニードルが設けられていて、該ノズルニードルが、前記ノズル体内で移動可能で
あって、かつ進入面と、下流側で該進入面に続いている減径された半径方向の段
部とを有していて、前記進入面への移行部に、前記当接面と協働することのでき
るシール座部が形成されている形式のものに関する。
47423号明細書に基づき公知である。0.01〜0.06mmのオーダの深
さで形成されている半径方向の段部は、シール座部の領域にできるだけ角のとが
った、すなわちシャープな稜角を有する横断面移行部を形成し、これにより、ノ
ズルニードルの開放時に得られる貫流横断面ができるだけ精密に規定されるよう
にするために役立つ。しかし、ノズルニードルの、下流側で半径方向の段部に続
いている領域は、パイロット噴射のために行われるような小さな開放行程の際に
は、絞りとして作用する比較的長い貫流通路を形成してしまう。また、このよう
な長い貫流通路では、不可避の製造誤差が、流れに大きな影響を与えてしまう。
さらに、使用されるギャップジオメトリでは、温度に依存した層流が形成され、
このことにより、貫流特性が付加的に損なわれる。
噴射のために必要であるような、最小の開放行程の際にも、噴射されるべき燃料
の信頼性の良い調量が可能となるような燃料噴射ノズルを提供することである。
がある。すなわち、周方向溝に基づき、シール座部の下流側には比較的大きな貫
流横断面が形成されているので、パイロット噴射に相当するようなノズルニード
ルの少しだけ開放された状態では、生じる流れがシール座部の領域における横断
面によってのみ決定されるようになる。さらに、半径方向の段部が、極めてシャ
ープな稜角を有するように形成されているので、この個所における製造誤差は、
ノズルニードルの開放された状態で得られる貫流横断面に対して、無視し得る程
度の影響しか与えない。
の燃焼室寄りの区分が示されている。この燃料噴射ノズルは、ノズル体10を有
しており、このノズル体10の前端部の領域には、複数の噴射孔12が設けられ
ている。ノズル体10は内側に、約60°の円錐頂角αを有する円錐形の当接面
14を備えている。
ニードル16は、閉鎖された位置、つまり燃料が燃料供給部(図示しない)から
噴射孔12にまで流入し得なくなる位置と、開放された位置、つまり燃料の噴射
が可能になる位置との間で移動調節可能である。この場合、ノズルニードル16
により、閉鎖された位置と開放された位置との間で行われる開放行程は、噴射さ
れる燃料量がその都度の要求に応じて調整されるように制御することができる。
特に、小さな開放行程と、本来の開放行程とが可能である。小さな開放行程では
、少量の燃料量しか噴射されず、これによりパイロット噴射が得られる。本来の
開放行程では、より大きな燃料量が噴射されるので、メイン燃焼が行われる。
実施例では、円錐面として形成されている。進入面18の外輪郭は、図1の断面
図で見て燃料噴射ノズルの中心軸線Mと共に約22.5°の角βを成している。
図示の実施例とは異なり、角度βのために0〜45°の間の別の値を選択するこ
ともできる。
方向の段部20が続いており、これにより、シャープな稜角を有するシール座部
22が形成されている。この場合、段部20は、進入面18への移行部の領域、
つまりシール座部22の領域でその輪郭に対して描かれた接線が、図示の実施例
では噴射ノズルの中心軸線Mに対して直角を成すように形成されている。
ール座部22の領域で半径方向の段部20に対して描かれた接線と進入面18と
の間に形成された角度が112.5°よりも小さい場合、又は進入面18の傾角
βが図示の角度22.5°よりも小さい場合には、シール座部22に隣接して半
径方向の段部18に対して描かれた接線が、中心軸線Mと共に90°よりも小さ
な角度を成していてもよい、つまり前記接線が中心軸線Mに向かって斜め下方へ
延びていてもよい。所望のシャープな稜角を有するシール座部22を保証するた
めには、シール座部22に隣接して段部20に対して描かれた接線と中心軸線M
との間に形成された角度が、45°よりも小さくないことが望ましい。
)に対して描かれた接線が中心軸線Mに対して平行になるように形成されている
。言い換えれば、半径方向の段部の、下流側の端部は、ノズルニードル16の中
心軸線Mと一致した中心軸線を有する円筒面を有している。
溝24は、噴射孔12に向かって貫流ギャップを形成している。図1に符号Aで
示した輪郭の場合、周方向溝24は、ちょうど噴射孔12への入口にまで延びて
いる。図1に符号Bで示した輪郭の場合、周方向溝24は、噴射孔12の中心に
まで延びており、図1の符号Cで示した輪郭の場合、周方向溝24は、噴射孔1
2を完全に越えて延びている。
Cに対応する延在長さは、できるだけ大きいことが望ましいとされる、周方向溝
24の領域における貫流横断面と、できるだけ小さいことが望ましいとされる、
燃料供給される内燃機関のHC値の点で有害となる、周方向溝24により形成さ
れる体積との間での妥協である。
ドル16が、0.02〜0.03mmのオーダの小さな開放行程を実施する場合
、シール座部22が当接面14から持ち上げられる。半径方向の段部20のシー
ル座部22には周方向溝が続いているので、最も狭い貫流横断面はシール座部2
2によって形成される。つまり下流側でシール座部22に続いている貫流横断面
はすべてシール座部22における貫流横断面よりも大きく形成される。この場合
、シール座部22のために使用されるシャープな稜角を有するジオメトリ(幾何
学形状)に基づき、不可避な製造誤差は、生ぜしめられる貫流横断面に対して比
較的僅かな影響しか与えない。
いる。符号22により、シール座部22に基づいて生ぜしめられる貫流横断面の
経過が示されている。符号14により、ノズルニードルの、シール座部22より
も下流側に位置する領域と、当接面14とに基づいて生ぜしめられる貫流横断面
が示されている。さらに、符号12によって、噴射孔12により決定される貫流
横断面が示されている。
放行程Vしか行わない場合、生ぜしめられる貫流横断面は専らシール座部22に
よってのみ決定される。より大きな開放行程が行われて初めて、もはやシール座
部22によって決定されるのではなく、当接面14と噴射孔12への流入部とに
よって決定される貫流横断面が生ぜしめられる。これに続いて、ノズルニードル
16がさらに大きな開放行程を行うと、貫流横断面が一定で、かつ専ら噴射孔1
2の横断面によってのみ決定される領域が生ぜしめられる。この領域は、0.2
〜0.3mmのオーダにあるノズルニードル16の最大開放行程Smaxにまで
続く。しかし、後者の2つの領域、つまり当接面14と噴射孔12への流入部と
によってのみ決定される領域と、噴射孔12の横断面によってのみ決定される領
域に対しては、ノズルニードル16の本発明によるジオメトリは、何ら影響を与
えない。なぜならば、ノズルニードル16の本発明によるジオメトリは、パイロ
ット噴射のために用いられるような開放行程においてしか作用しないからである
。
関係を示す線図である。
、 18 進入面、 20 半径方向の段部、 22 シール座部、 24 周
方向溝、 A, B, C 輪郭、 M 中心軸線、 α 円錐頂角、 β 角度、 A
貫流横断面、 V 最小開放行程、 s ニードル行程
Claims (4)
- 【請求項1】 燃料噴射ノズルであって、ノズル体(10)が設けられてい
て、該ノズル体(10)が、少なくとも1つの噴射孔(12)と、円錐形の当接
面(14)とを有しており、さらにノズルニードル(16)が設けられていて、
該ノズルニードル(16)が、前記ノズル体(10)内で移動可能であって、か
つ進入面(18)と、下流側で該進入面(18)に続いている減径された半径方
向の段部(20)とを有していて、前記進入面(18)への移行部に、前記当接
面(14)と協働することのできるシール座部(22)が形成されている形式の
ものにおいて、 シール座部(22)の領域で半径方向の段部(20)に対して描かれた接線と
、当該燃料噴射ノズルの中心軸線とにより形成されている角度が、45°よりも
大きく形成されており、下流側で半径方向の段部(20)に続いて周方向溝(2
4)が形成されており、該周方向溝(24)が、少なくとも噴射孔(12)にま
で延びていて、パイロット噴射を目的とするノズルニードルの開放行程の際に、
ノズルニードル(16)とノズル体(10)との間の最も狭い横断面が、前記シ
ール座部(22)の領域に形成されていることを特徴とする、燃料噴射ノズル。 - 【請求項2】 周方向溝(24)が、噴射孔(12)の中心にまで延びてい
る、請求項1記載の噴射ノズル。 - 【請求項3】 周方向溝(24)が、噴射孔(12)全体を越えて延びてい
る、請求項1記載の噴射ノズル。 - 【請求項4】 半径方向の段部(20)に対する接線と当該燃料噴射ノズル
の中心軸線Mとの間に形成された角度が、約90°である、請求項1から3まで
のいずれか1項記載の噴射ノズル。
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