JP2006207517A - Fuel injection nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射ノズルに関し、例えば、内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)用燃料噴射弁の燃料噴射ノズルに関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle, for example, a fuel injection nozzle of a fuel injection valve for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).
従来、図7に示すように、中空円筒状に形成されている第1ニードル600、その第1ニードル600の中空部に収容されている第2ニードル700、および第1ニードル600の反噴孔側の端面に形成されている圧力制御室を備えている可変噴孔式の燃料噴射ノズル(従来の燃料噴射ノズルと呼ぶ)が知られている(特許文献1)。
Conventionally, as shown in FIG. 7, a
この燃料噴射ノズルでは、圧力制御室内の圧力を、制御弁を開閉弁させることにより調整し、第1、第2ニードル600、700の反噴孔側端面および噴孔側端面にかかる燃料の圧力により発生する力の釣り合いを調整し、第1、第2ニードル600、700をノズルボディ500に形成されている第1、第2ニードル弁座部300、310、320から離着座させ、第1、第2噴孔100、200からの燃料噴射をそれぞれ制御している。
In this fuel injection nozzle, the pressure in the pressure control chamber is adjusted by opening and closing the control valve, and is controlled by the pressure of the fuel applied to the end face on the side opposite to the injection hole and the end face on the injection hole of the first and
特に、第1ニードル600には、第1噴孔100を挟むようにノズルボディ500に形成されている第1ニードル弁座部300、310に着座する2つの当接部610、620が形成されている。この燃料噴射ノズルでは、第1ニードル600が第1ニードル弁座部300、310に着座しているとき、燃料上流側、および燃料下流側の両側から第1噴孔100に流入しようとする燃料を遮断するようにしている。
In particular, the
一方、ノズルボディに形成される2つ以上の微小径の噴孔を隣接させる、いわゆる群噴孔とすることにより、噴孔から噴射される燃料の微粒化と、燃料の微粒化に伴うペネトレーション(貫徹力)の低下を抑制させる燃料噴射ノズルが知られている(特許文献2)。
発明者は、例えば、上記特許文献1に記載の燃料噴射ノズルに、上記特許文献2に記載の群噴孔の技術を適用すれば、噴射される燃料の微粒化と、微粒化に伴うペネトレーションの低下を抑制することが可能な可変噴孔式の燃料噴射ノズルとなると考えた。
The inventor, for example, applies the technique of the group injection hole described in
しかしながら、上記特許文献1に記載の燃料噴射ノズルに、上記特許文献2に記載の群噴孔の技術をそのまま適用すると、以下に挙げる問題が起こると考えられる。
However, if the technique of the group injection hole described in
上記特許文献1に記載の燃料噴射ノズルの噴孔の開口面積を変えずに、群噴孔化するには、図8、または図9に示すように、ノズルボディ500に、上記噴孔の開口面積の約半分の面積を有し、開口形状がほぼ正円となっている2つの微小径噴孔110、120を、ノズルボディ500の軸方向に対して直交する方向に沿って直列に隣接して形成させるか(横方向に形成)、ノズルボディ500の軸方向に沿って直列に隣接して形成させる(縦方向に形成)ことが考えられる。
In order to form a group nozzle hole without changing the opening area of the nozzle hole of the fuel injection nozzle described in
図8に示すように、微小径噴孔110、120を横方向に形成させる場合では、噴孔110と噴孔130との距離Leが、破線で示す従来の燃料噴射ノズルの噴孔と噴孔との距離Lfに比べ、短くなるので、この部分でのノズルボディ500の強度が低下するという問題が起こる可能性がある。
As shown in FIG. 8, in the case where the small-
一方、図9に示すように、微小径噴孔110、120を縦方向に形成させる場合では、第1ニードル弁座部300、310間の距離が、従来の燃料噴射ノズルにおける第1ニードル弁座部間の距離よりも長くなるので、実線で示すように第1ニードル600の2つの第1ニードル当接部610、620間の距離を、破線で示す従来の燃料噴射ノズルにおける2つの当接部間の距離よりも長くしなければならなくなる。ニードルの体格(ニードルの外径)を大きくすること無く、当接部610、620間の距離を長くすると、図9に示すように、従来の燃料噴射ノズルにおけるニードルの噴孔側受圧面積よりもこの燃料噴射ノズルにおけるニードルの噴孔側受圧面積の方が小さくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the small
この受圧面積が小さくなると、第1ニードル600を反噴孔側に押し上げる力が弱くなるので、従来と同じタイミングで制御弁を開弁させて圧力制御室内の圧力を低下しても、第1ニードル600は、従来のタイミングでは、動作せず、遅れて動作する。したがって、従来のタイミングで第1ニードル600を動作させるには、従来よりも早いタイミングで制御弁を開弁させ圧力制御室内の圧力を低下する必要がある。
When this pressure receiving area is reduced, the force that pushes up the
しかしながら、この燃料噴射ノズルで、1回の燃焼行程中に複数回燃料噴射を行うような場合、隣り合う噴射の時間間隔によっては、先の噴射を終了させるために制御弁を閉弁する前に、次の噴射を行うために制御弁を開弁させなければならなくなる。これでは、制御弁の開弁期間が重なることとなり、複数回噴射を行うことができなくなるという問題が起こる可能性がある。 However, when the fuel injection nozzle performs fuel injection multiple times during one combustion stroke, depending on the time interval between adjacent injections, before closing the control valve to end the previous injection, In order to perform the next injection, the control valve must be opened. In this case, the valve opening periods of the control valves are overlapped, which may cause a problem that the injection cannot be performed a plurality of times.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、ニードルの体格を大きくすること無く、噴射される燃料を微粒化すると共に、微粒化に伴うペネトレーションの低下を抑制することが可能な燃料噴射ノズルを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to atomize the fuel to be injected without increasing the size of the needle and to suppress the decrease in penetration due to atomization. A fuel injection nozzle is provided.
上記目的を達成するために請求項1に記載の燃料噴射ノズルは、燃料供給ポンプから供給された燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルであって、(a)その内壁面に第1弁座部と、その第1弁座部の燃料下流側に位置する第2弁座部と、その内壁面から外壁面に向って貫通している複数の噴孔からなる噴孔群が複数形成されているノズルボディ、(b)および、ノズルボディに往復摺動可能に支持され、第1弁座部、第2弁座部のそれぞれに離着座する第1当接部、第2当接部を有し、第1当接部、第2当接部が第1弁座部、第2弁座部から離座ならびに着座することにより燃料の遮断および流通を行うニードルを備え、(c)噴孔群の複数の噴孔の入口部は、第1弁座部と第2弁座部との間に、ノズルボディの軸方向に沿ってほぼ直列に隣接して形成されており、(d)さらに、入口部の開口形状は、その開口形状の縦横比が1より大きい円形もしくは多角形であることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a fuel injection nozzle according to
ノズルボディに、縦横比が1より大きい円形もしくは多角形である複数の噴孔を、ノズルボディの軸方向に沿ってほぼ直列に隣接させて噴孔群が形成されているので(縦方向に形成されている)、第1ノズルに形成されている第1、第2当接部間の距離を長くすること無く、複数の噴孔をノズルボディに形成させることができる。これにより、ニードルの体格を大きくすること無く、噴射される燃料を微粒化すると共に、微粒化に伴うペネトレーションの低下を抑制することが可能となる。 The nozzle body is formed with a plurality of nozzle holes having a circular or polygonal aspect ratio larger than 1 adjacent to each other in series along the axial direction of the nozzle body (formed in the vertical direction). A plurality of nozzle holes can be formed in the nozzle body without increasing the distance between the first and second contact portions formed in the first nozzle. Thereby, it is possible to atomize the injected fuel without increasing the size of the needle and to suppress the deterioration of the penetration due to the atomization.
具体的には、請求項2の記載によると、噴孔の入口部の開口形状の縦横比は、第1弁座部と第2弁座部との距離、および、ノズルボディの材料強度に基づいて定められることを特徴としている。これにより、燃料噴射ノズルの大きさに合わせて、噴孔の入口部の開口形状の縦横比を定めることができる。 Specifically, according to the second aspect, the aspect ratio of the opening shape of the inlet portion of the nozzle hole is based on the distance between the first valve seat portion and the second valve seat portion and the material strength of the nozzle body. It is characterized by being determined. Thereby, the aspect ratio of the opening shape of the inlet portion of the injection hole can be determined in accordance with the size of the fuel injection nozzle.
請求項3の記載によると、隣接する噴孔の距離は、ノズルボディへの噴孔の加工性、または、内燃機関の諸元に基づいて定められることを特徴としている。通常、ノズルボディへ噴孔を形成する際、噴孔の周囲には、例えば、流体研磨などにより所定の半径を有する曲面が形成されている。しかしながら、形成できる半径には、限度がある。したがって、噴孔を隣接させる際の距離にも限度が生じる。それとは別に、噴孔を隣接させる距離を変更することによって、噴射特性が変化するので、内燃機関の諸元に応じて噴孔を隣接させる距離を変更する必要がある。 According to a third aspect of the present invention, the distance between adjacent nozzle holes is determined based on the workability of the nozzle holes in the nozzle body or the specifications of the internal combustion engine. Usually, when forming a nozzle hole in the nozzle body, a curved surface having a predetermined radius is formed around the nozzle hole by, for example, fluid polishing. However, there is a limit to the radius that can be formed. Therefore, there is a limit to the distance when adjoining the nozzle holes. Separately, since the injection characteristics change by changing the distance at which the nozzle holes are adjacent, it is necessary to change the distance at which the nozzle holes are adjacent according to the specifications of the internal combustion engine.
これに対して、請求項3では、隣接する噴孔の距離を、ノズルボディへの噴孔の加工性、または、内燃機関の諸元に基づいて定めているので、噴孔の加工性や、内燃機関の諸元に適した噴孔を形成することができる。
On the other hand, in
具体的な、噴孔の出口部の開口形状は、請求項4の記載によると、入口部の開口形状とほぼ同じであり、かつ、入口部の開口面積とほぼ等しいことを特徴としている。そして、請求項5の記載によると、噴孔の出口部の開口形状は、入口部の開口形状とほぼ同じであり、かつ、入口部の開口面積よりも大きいことを特徴としている。さらに、請求項6の記載によると、噴孔の出口部の開口形状は、ほぼ正円であることを特徴としている。 Specifically, according to the fourth aspect, the opening shape of the outlet portion of the nozzle hole is substantially the same as the opening shape of the inlet portion, and is substantially equal to the opening area of the inlet portion. According to the fifth aspect of the present invention, the opening shape of the outlet portion of the nozzle hole is substantially the same as the opening shape of the inlet portion, and is larger than the opening area of the inlet portion. Further, according to a sixth aspect of the present invention, the opening shape of the outlet portion of the nozzle hole is substantially a perfect circle.
また、請求項7に記載されているように、噴孔の中心軸は、その噴孔に隣接する噴孔の中止軸と、ほぼ平行であることを特徴としている。さらにまた、請求項8に記載されているように、噴孔の中心軸は、その噴孔に隣接する噴孔の中心軸と、所定の角度をなしていることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, the central axis of the injection hole is substantially parallel to the stop axis of the injection hole adjacent to the injection hole. Furthermore, as described in claim 8, the central axis of the nozzle hole is characterized by forming a predetermined angle with the central axis of the nozzle hole adjacent to the nozzle hole.
請求項4から請求項8の記載によると、噴孔の出口部の開口形状や開口面積、または、噴孔の中心軸同士のなす角を変更することにより噴射特性を変更することが可能となる。 According to the description of the fourth to eighth aspects, it is possible to change the injection characteristics by changing the opening shape and opening area of the outlet portion of the nozzle hole or the angle formed by the central axes of the nozzle holes. .
(第1実施形態)
本発明の一つの実施形態を図1から図3に基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態による燃料噴射弁のノズル部の部分断面図である。なお、図1は、燃料噴射停止時を示している。図2は、図1中の範囲Iの部分を拡大した部分断面図である。図3は、ノズルボディの噴孔部分の部分断面図である。
(First embodiment)
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partial sectional view of a nozzle portion of a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows when fuel injection is stopped. FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a range I in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the nozzle hole portion of the nozzle body.
最初に、燃料噴射弁1、特に燃料噴射ノズルを図1、および図2に基づいて説明する。図1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または複数回、燃料を噴射する燃料噴射弁であって、エンジンの回転数、負荷、あるいは燃料、吸入空気、冷却水の温度、圧力等の入力にしたがい制御装置により演算されコントロールされた高圧ポンプからの高圧燃料によって駆動される。
First, the
燃料噴射弁1は、ノズルホルダ部2、プレート部3、および、燃料噴射ノズル4から成っている。図1に示すようにノズルホルダ部2、プレート部3、および燃料噴射ノズル4は、図示しない有底円筒状のリテーニングナット等で、互いに固定されている。燃料噴射ノズル4は、ノズルボディ5、第1ニードル60、第2ニードル70、第1スプリング80、および第2スプリング81から成っている。なお、本実施形態では、第1ニードル60が請求項に記載のニードルに相当する。
The
ノズルボディ5は、有底円筒状に形成されており、その内部には、収容孔40が形成されている。ノズルボディ5の下端部6には、収容孔40とノズルボディ5の外壁面とを貫通する第1噴孔10、第2噴孔20が形成されている。そして、その収容孔40には、第1ニードル60、第2ニードル70が往復移動可能に収容されている。
The
第1ニードル60は、中空円筒状に形成されており、その外周に第1スプリング80が設けられており、常時、下端部6に向かって、言い換えると第1噴孔10のある方向に付勢されている。以下、噴孔のある方向のことを噴孔方向と呼び、その反対方向を、反噴孔方向と呼ぶ。そして、第1ニードル60の中空部には、円柱状に形成されている第2ニードル70が収容されている。第2ニードル70の反噴孔側には、第2スプリング81が設けられており、第2ニードル70は、常時、第2スプリング81により、噴孔方向に付勢されている。
The
ノズルボディ5には、第1ニードル60と収容孔40との間にノズル室42が形成されている。ノズル室42は、プレート部3に形成されている燃料通路50と連通しており、コモンレールからの高圧燃料が供給されるようになっている。第1、第2ニードル60、70が下端部6から離座すると、ノズル室42に供給される高圧燃料が第1、第2噴孔10、20から噴射され、下端部6に着座すると、第1、第2噴孔10、20からの噴射が停止する。
A
図2に示すように、第1噴孔10は、微小径を有した2つの第1微小径噴孔11、12から成っている。そして、第2噴孔20も、第1噴孔10と同様、2つの第2微小径噴孔21、22から成っている。第1、第2噴孔10、20は、これら微小径を有する複数の噴孔によって、請求項に記載の噴孔群を形成している。第1微小径噴孔11、12には、請求項に記載の入口部としての第1入口部13、14を有しており、その第1入口部13、14は、下端部6の内壁面に、ノズルボディ5の軸方向に沿ってほぼ直列に隣接して形成されている。第2微小径噴孔21、22の第2入口部23、24も、第1入口部13、14と同様、下端部6の内壁面に、ノズルボディ5の軸方向に沿ってほぼ直列に隣接して形成されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、図2に示すように、下端部6の内壁面の第1微小径噴孔11、12の燃料上流側と、下流側には、請求項に記載の第1弁座部、第2弁座部としての第1ニードル弁座部30、31が形成され、第2微小径噴孔21の燃料上流側には、第2ニードル弁座部32が形成されている。第1微小径噴孔11、12および第1ニードル弁座部30、31の詳細は、後述する。
As shown in FIG. 2, the first valve seat portion and the second valve according to the claims are provided on the fuel upstream side and the downstream side of the first minute diameter injection holes 11 and 12 on the inner wall surface of the
図2に示すように、第1ニードル60の噴孔側には、第1ニードル弁座部30、31にそれぞれ当接する第1ニードル当接部61、62、およびノズル室42内のコモンレールからの高圧燃料を受ける第1受圧面65が形成されている。そして、第1ニードル当接部61、62の間には、凹部63が形成され、第1ニードル当接部61、62が第1ニードル弁座部30、31に着座すると、下端部6の内壁面と凹部63との間にサック室64が形成される。第2ニードル70の噴孔側には、第1ニードル当接部61、62、および第2ニードル当接部71が、それぞれ第1ニードル弁座部30、31、および第2ニードル弁座部32から離座したとき、ノズル室42内のコモンレールからの高圧燃料を受ける第2受圧面72が形成されている。
As shown in FIG. 2, on the nozzle hole side of the
第1、第2ニードル60、70には、第1、第2受圧面65、72に燃料圧力が作用すると、第1、第2ニードル60、70を反噴孔方向に押し上げる力が発生する。
When the fuel pressure is applied to the first and second
図1に示すように、第1、第2ニードル60、70の反噴孔側には、プレート部3内の壁面で周囲が囲まれる圧力制御室41が形成されている。圧力制御室41にも、図示しない燃料通路を通ってコモンレールからの高圧燃料が供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
第1、第2ニードル60、70のそれぞれに発生する圧力制御室41内の燃料圧力と、第1、第2スプリング80、81の付勢力とによる噴孔方向の力と、ノズル室42内の燃料圧力による反噴孔方向の力との釣り合いによって、第1、第2ニードル60、70の下端部6との離着座が決定される。
The fuel pressure in the
噴孔方向の力が反噴孔方向の力よりも勝るときは、第1、第2ニードル60、70の第1、第2ニードル当接部61、62、71は、第1、第2ニードル弁座部30、31、32に着座し、第1、第2噴孔10、20から燃料は噴射されない。反対に、反噴孔方向の力が噴孔方向の力よりも勝るときは、第1、第2ニードル60、70の第1、第2ニードル当接部61、62、71は、第1、第2ニードル弁座部30、31、32から離座し、第1、第2噴孔10、20から燃料が噴射される。これらの力の釣り合いを調整することにより、燃料の噴射を制御することができる。
When the force in the nozzle hole direction is greater than the force in the counter nozzle hole direction, the first and second
これらの力の釣り合いを調整するには、圧力制御室41内の燃料圧力を調整することによって達成することができる。圧力制御室41内の燃料圧力の調整は、圧力制御室41と図示しない燃料タンクとを結ぶノズルホルダ部2に形成されている燃料通路途中に設けられる図示しない制御弁によって行われる。制御弁は、制御装置からの指令により、その作動が制御され、開弁することにより、圧力制御室41内の燃料を燃料タンクに戻し、圧力を低下させ、制御弁を閉弁することにより、圧力制御室41内にコモンレール内の高圧燃料を蓄圧する。
Adjustment of the balance of these forces can be achieved by adjusting the fuel pressure in the
第1、第2噴孔10、20から燃料を噴射する場合は、制御装置が制御弁を開弁し、圧力制御室41内の圧力を徐々に低下させる。圧力が低下すると、第1ニードル60に発生する反噴孔方向の力が勝り、第1ニードル弁座部30、31から第1ニードル当接部61、62が離座し、第1噴孔10から燃料が噴射される。それと同時に、ノズル室42内の高圧燃料は、第2受圧面72に供給される。
When fuel is injected from the first and second injection holes 10 and 20, the control device opens the control valve and gradually reduces the pressure in the
さらに、圧力制御室41内の圧力が低下すると、第2ニードル70に発生する反噴孔方向の力が勝り、第2ニードル弁座部32から第2ニードル当接部71が離座し、第2噴孔20からも燃料が噴射される。
Further, when the pressure in the
第1、第2噴孔10、20からの燃料噴射を停止する場合は、制御装置が制御弁を閉弁し、圧力制御室41内の圧力を徐々にコモンレール内の圧力まで上昇させる。圧力が上昇すると、第1、第2ニードル60、70に発生する噴孔方向の力が勝り、第1、第2ニードル当接部61、62、71は、第1、第2ニードル弁座部30、31、32に着座し、第1、第2噴孔10、20からの燃料噴射が停止される。
When the fuel injection from the first and second injection holes 10 and 20 is stopped, the control device closes the control valve and gradually increases the pressure in the
次に、第1、第2噴孔10、20の形状を図3に基づいて詳細に説明する。図3(a)は、ノズルボディ5の第1、第2噴孔部分の部分断面図である。図3(b)は、第1噴孔10の入口部を拡大した部分断面図である。
Next, the shapes of the first and second nozzle holes 10 and 20 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A is a partial cross-sectional view of the first and second nozzle hole portions of the
図3(a)に示すように、第1微小径噴孔11、12は、下端部6の内壁面に形成される第1入口部13、14、下端部6の外壁面に形成される第1出口部17、18、および第1入口部13、14と第1出口部17、18とを結ぶ第1噴孔通路15、16から成っている。第1入口部13、14は、開口形状が楕円形となっており、上記内壁面に向ってノズルボディ5の軸方向にほぼ直列に隣接して形成されている。第1出口部17、18も、第1入口部13、14と同様、上記外壁面に向ってノズルボディ5の軸方向にほぼ直列に隣接して形成され、その開口形状は、楕円形となっている。第1入口部13、14と第1出口部17、18の開口面積はほぼ同じとし、2つの第1噴孔通路15、16の中心軸は、互いに平行となっている。上記内壁面の、第1ニードル当接部61、62が当接する場所には、第1ニードル弁座部30、31が形成されている。
As shown in FIG. 3 (a), the first minute diameter nozzle holes 11, 12 are
図3(a)に示すように、第2微小径噴孔21、22も、第1微小径噴孔11、12と同様、下端部6の内壁面に形成される第2入口部23、24、下端部6の外壁面に形成される第2出口部27、28、および第2入口部23、24と第2出口部27、28とを結ぶ第2噴孔通路25、26から成っている。第2微小径噴孔21、22は、第1微小径噴孔11、12とほぼ同じ構造なので、ここでは詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 3A, the second minute diameter nozzle holes 21 and 22 are also formed on the inner wall surface of the
次に、第1微小径噴孔11、12の第1入口部13、14の開口形状、開口面積、および配置関係を図3(b)に基づいて詳細に説明する。
Next, the opening shape, opening area, and arrangement relationship of the
図3(b)に示すように、第1入口部13、14の開口形状は、1より大きい所定の縦横比(La:Lb)を有する、例えば、楕円形となっている。Laは、楕円の短軸側の直径であり、Lbは、楕円の長軸側の直径である。第1入口部13、14のそれぞれの開口面積Sは、エンジンの諸元(エンジンの種類、燃焼室内の形状、スワールなど)などによって要求される噴孔の入口部の面積の約半分となっている。第1入口部13、14は、距離Lcの間隔をあけて形成されている。そして、第1入口部13、14の周囲には、所定半径Rを有する曲面が形成されている。
As shown in FIG. 3B, the opening shape of the
なお、第1入口部13、14のそれぞれの開口面積Sは、2つの開口面積Sを合計した値が、エンジンの諸元などによって要求される噴孔の入口部の面積となればよい。
In addition, the opening area S of each of the
上記した各種寸法は、第1ニードル弁座部30、31間の距離Ld内に収まるように、かつ、エンジンの諸元、もしくは、ノズルボディ5の第1入口部13、14が形成される部分の材料強度に応じて定められる。
The above-mentioned various dimensions are within the distance Ld between the first needle valve seats 30 and 31, and the specifications of the engine or the portion where the
これにより、図3(b)に示すように、第1入口部13、14は、ほぼ正円形ではなく、縦横比が1より大きい所定の縦横比を有する楕円形とされ、ノズルボディ5の軸方向に沿ってほぼ直列に隣接して形成されているので、上記正円形の入口部を上記軸方向に沿ってほぼ直列に隣接して形成させる場合に比べ、上記軸方向の距離を短縮させることができる。第1ニードル当接部61、62間の距離を大きくすること無く、複数の微小径を有する第1微小径噴孔11、12をノズルボディ5に形成することが可能となる。
Thereby, as shown in FIG. 3B, the
その結果、第1ニードル当接部61、62間の距離を大きくすることによる第1受圧面65の面積の減少分を補うために、第1ニードル60の体格を大きくしなくとも、噴射燃料の微粒化と、微粒化に伴うペネトレーションの低下を抑制することが可能となる。
As a result, in order to compensate for the decrease in the area of the first
また、本実施形態では、第1入口部13、14の開口形状を、直径Laよりも直径Lbの方が長くなるように形成しているので、噴射燃料がノズルボディ5の軸方向に対してほぼ垂直の方向に拡散する。これにより、エンジンにとって、好ましい噴射特性となる。
In the present embodiment, since the opening shape of the
直径La、直径Lbを定める際、例えば、Lb/La(>1)を大きくして、第1入口部13、14を形成すると、直径Laは小さく、直径Lbは大きくなる傾向にあるので、距離Ld内に第1入口部13、14は形成可能である。しかし、直径Lbが大きくなるので、第1入口部13、14と、隣の噴孔群の第1入口部との距離が短くなってしまう、このため、ノズルボディ5の材料強度が低下してしまうことになる。
When determining the diameter La and the diameter Lb, for example, if Lb / La (> 1) is increased to form the
一方、Lb/La(>1)を小さくして、第1入口部13、14を形成すると、上記条件に比べ、直径Laは大きく、直径Lbは小さくなる傾向にあるので、第1入口部13、14の直径La、距離Lc、および曲面の半径Rを加えた寸法が距離Ldよりも大きくなる可能性があり、第1ニードル弁座部30、31間に第1入口部13、14が形成できなくなるおそれがある。
On the other hand, when Lb / La (> 1) is reduced and the
以上のように、直径Laと直径Lbは、第1微小径噴孔11、12を形成しようとする燃料噴射ノズル4の上記の相反する事項(ノズルボディ5の材料強度、および距離Ld)を満足するように定めることが好ましい。これにより、燃料噴射ノズル4の大きさに合わせて、第1微小径噴孔11、12の第1入口部13、14の開口形状の縦横比を定めることができる。
As described above, the diameter La and the diameter Lb satisfy the above-mentioned conflicting matters (the material strength of the
求められる燃料噴射ノズル4から噴射される燃料の噴射特性は、エンジンの諸元により定められることが知られており、燃料噴射ノズル4の噴射特性は、第1入口部13、14間の距離Lcによって変わることも知られている。そして、本実施形態では、第1入口部13、14の周囲に形成する曲面は、流体研磨にて形成されている。この曲面の半径Rは、流体研磨の加工性により形成できる半径Rに限度が生じ、第1入口部13、14を近接させる距離にも限度が生じる。
It is known that the required injection characteristic of the fuel injected from the fuel injection nozzle 4 is determined by the specifications of the engine, and the injection characteristic of the fuel injection nozzle 4 is the distance Lc between the
したがって、上記いずれかの条件により、距離Lcが定められることになるので、この条件も考慮に入れて、直径La、直径Lbを定めることがさらに好ましい。これにより、噴孔の加工性や、エンジンの諸元に適した第1微小径噴孔11、12を形成することができる。
Therefore, since the distance Lc is determined by any of the above conditions, it is more preferable to determine the diameter La and the diameter Lb in consideration of this condition. Thereby, the 1st minute
なお、本実施形態では、第1入口部13、14の開口形状を楕円形として説明したが、この開口形状は、縦横比が1よりも大きい形状であればよく、多角形でもよい。例えば、開口形状は、6角形、8角形、もしくは12角形の多角形を第1入口部13、14の開口形状として採用できる。
In the present embodiment, the opening shape of the
本実施形態では、ニードルを2つ有する、いわゆる可変噴孔ノズルに本発明を適用したが、ニードルが1つのみの燃料噴射ノズルに本発明を適用してもよい。また、本実施形態では、ディーゼルエンジン用の燃料噴射ノズルに本発明を適用したが、ガソリンエンジン用の本発明を適用してもよい。 In the present embodiment, the present invention is applied to a so-called variable injection nozzle having two needles. However, the present invention may be applied to a fuel injection nozzle having only one needle. Moreover, in this embodiment, although this invention was applied to the fuel-injection nozzle for diesel engines, you may apply this invention for gasoline engines.
次に、第1、第2微小径噴孔11、12、21、22の第1、第2出口部17、18、27、28の実施形態の変形例について図4から図6に基づいて説明する。なお、第1実施形態と同一機能物は、同一符号を付す。ここでは、第1実施形態と相違している特徴点のみを説明する。
Next, modified examples of the first and
(変形例1)
図4に示すように、第1、第2微小径噴孔11、12、21、22の第1、第2出口部17、18、27、28の開口形状は、第1、第2入口部13、14、23、24の開口形状とほぼ同じであるが、開口面積は、第1、第2入口部13、14、23、24よりも大きく形成されている。
(Modification 1)
As shown in FIG. 4, the opening shapes of the first and
(変形例2)
図5に示すように、第1、第2微小径噴孔11、12、21、22の第1、第2出口部17、18、27、28の開口形状は、第1、第2入口部13、14、23、24の形状と異なりほぼ正円となるように形成されている。
(Modification 2)
As shown in FIG. 5, the opening shapes of the first and
(変形例3)
図6に示すように、第1、第2噴孔通路15、16、25、26は、それらの噴孔通路15、16、25、26の中心軸同士のなす角が所定の角度θa、または角度θbとなるように形成されている。第1、第2噴孔通路15、16、25、26は、図6に示すように中心軸同士が下端部6の外壁面に行けば行くほど、離れるように形成されていてもよいし、反対に、近づくように形成されていてもよい。
(Modification 3)
As shown in FIG. 6, the first and second
以上、変形例1から変形例3に示すように、第1、第2出口部17、18、27、28の開口形状や開口面積、または、第1、第2噴孔通路15、16、25、26の中心軸同士のなす角を変えることによって、噴射特性を変えることが可能となる。
As described above, as shown in
また、第1実施形態、および変形例1から変形例3までに記載の第1、第2出口部17、18、27、28の開口形状や開口面積、または、第1、第2噴孔通路15、16、25、26の中心軸同士のなす角を適宜組み合わせて第1、第2出口部17、18、27、28、第1、第2噴孔通路15、16、25、26を形成してもよい。
In addition, the opening shape and the opening area of the first and
1 燃料噴射弁
4 燃料噴射ノズル
5 ノズルボディ
6 下端部
10 第1噴孔
11 第1微小径噴孔
12 第1微小径噴孔
13 第1入口部
14 第1入口部
15 第1噴孔通路
16 第1噴孔通路
17 第1出口部
18 第1出口部
20 第2噴孔
21 第2微小径噴孔
22 第2微小径噴孔
23 第2入口部
24 第2入口部
25 第2噴孔通路
26 第2噴孔通路
27 第2出口部
28 第2出口部
30 第1ニードル弁座部
31 第1ニードル弁座部
32 第2ニードル弁座部
60 第1ニードル
61 第1ニードル当接部
62 第1ニードル当接部
65 第1受圧面
70 第2ニードル
71 第2ニードル当接部
72 第2受圧面
DESCRIPTION OF
Claims (8)
(a)その内壁面に第1弁座部と、その第1弁座部の燃料下流側に位置する第2弁座部と、その内壁面から外壁面に向って貫通している複数の噴孔からなる噴孔群が複数形成されているノズルボディ、
(b)および、前記ノズルボディに往復摺動可能に支持され、前記第1弁座部、前記第2弁座部のそれぞれに離着座する第1当接部、第2当接部を有し、前記第1当接部、前記第2当接部が前記第1弁座部、前記第2弁座部から離座ならびに着座することにより燃料の遮断および流通を行うニードルを備え、
(c)前記噴孔群の前記複数の噴孔の入口部は、前記第1弁座部と前記第2弁座部との間に、前記ノズルボディの軸方向に沿ってほぼ直列に隣接して形成されており、
(d)さらに、前記入口部の開口形状は、その開口形状の縦横比が1より大きい円形もしくは多角形であることを特徴とする燃料噴射ノズル。 A fuel injection nozzle for injecting fuel supplied from a fuel supply pump into a combustion chamber of an internal combustion engine,
(A) A first valve seat portion on the inner wall surface, a second valve seat portion located on the fuel downstream side of the first valve seat portion, and a plurality of jets penetrating from the inner wall surface toward the outer wall surface A nozzle body in which a plurality of nozzle hole groups including holes are formed;
(B) and a first abutting portion and a second abutting portion that are supported by the nozzle body so as to be slidable in a reciprocating manner and are respectively attached to and detached from the first valve seat portion and the second valve seat portion. The first abutting portion and the second abutting portion are provided with a needle that shuts off and distributes fuel by separating and seating from the first valve seat portion and the second valve seat portion,
(C) The inlet portions of the plurality of nozzle holes of the nozzle hole group are adjacent to each other substantially in series along the axial direction of the nozzle body between the first valve seat portion and the second valve seat portion. Formed,
(D) Furthermore, the opening shape of the inlet portion is a circular or polygonal shape in which the aspect ratio of the opening shape is larger than 1, or a fuel injection nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005022499A JP2006207517A (en) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Fuel injection nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006207517A true JP2006207517A (en) | 2006-08-10 |
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ID=36964642
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JP2005022499A Withdrawn JP2006207517A (en) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Fuel injection nozzle |
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JP (1) | JP2006207517A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009062971A (en) * | 2007-08-14 | 2009-03-26 | Mazda Motor Corp | Fuel injection device of diesel engine |
-
2005
- 2005-01-31 JP JP2005022499A patent/JP2006207517A/en not_active Withdrawn
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