JP2007071093A - 燃料噴射ノズル - Google Patents
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Abstract
【課題】可変噴孔式の燃料噴射ノズルにおいて、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく、第1ニードル5と第2ニードル6との間に形成される空間32の燃料の圧力が燃料の噴射により大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに第1、第2ニードル5、6の作動状態が変動するのを防止することにある。
【解決手段】ニードル間クリアランスを、先端および後端で中間よりも縮小させ、第1ニードル5を中間で貫通するように連通路34を設ける。これにより、第1、第2噴孔2、3の開放に伴い空間32の燃料が減圧されても、直ちに連通路34を介して燃料流路12の燃料が空間32に流入することができる。この結果、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく、空間32の燃料の圧力が大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに第1、第2ニードル5、6の作動状態が変動するのを防止することができる。
【選択図】図2
【解決手段】ニードル間クリアランスを、先端および後端で中間よりも縮小させ、第1ニードル5を中間で貫通するように連通路34を設ける。これにより、第1、第2噴孔2、3の開放に伴い空間32の燃料が減圧されても、直ちに連通路34を介して燃料流路12の燃料が空間32に流入することができる。この結果、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく、空間32の燃料の圧力が大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに第1、第2ニードル5、6の作動状態が変動するのを防止することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
〔従来の技術〕
従来より、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、開放する噴孔数を噴射量に応じて変更することができる可変噴孔式の燃料噴射ノズルが考えられている。
従来より、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、開放する噴孔数を噴射量に応じて変更することができる可変噴孔式の燃料噴射ノズルが考えられている。
従来の可変噴孔式の燃料噴射ノズル100(以下、単にノズル100と呼ぶ)は、例えば図5に示すように、前後2段階に分けて開放される第1、第2噴孔101、102を有するボディ103、第1、第2噴孔101、102の内で先に開放される第1噴孔101を開閉する筒状の第1ニードル104、第1ニードル104の内周側に収容され、第1噴孔101よりも後に開放される第2噴孔102を開閉する第2ニードル105、制御室106の燃料の圧力を受けて第1、第2ニードル104、105に当接し、第1、第2ニードル104、105を閉弁方向に付勢する筒状の第1ピストン107、第1ピストン107の内周側に収容されるとともに、制御室106の燃料の圧力を受けて第2ニードル105に当接し、第2ニードル105を閉弁方向に付勢する第2ピストン108、第1ピストン107とボディ103とにより軸方向に保持され、第1ピストン107を閉弁方向に付勢するスプリング109などから構成されている(例えば、特許文献1参照)。
また、ノズル100では、高圧流路115、燃料溜まり116およびガイド孔117を通じて第1ニードル104の先端まで高圧の燃料が供給され、制御室106には、高圧流路118および入側オリフィス119を通じて高圧の燃料が供給されている。これにより、第1ニードル104の後端には、制御室106の燃料およびスプリング109が閉弁方向に付勢力を及ぼし、先端には燃料溜まり116およびガイド孔117を通じて供給された燃料が開弁方向に付勢力を及ぼしている。また、第2ニードル105の後端側には、制御室106の燃料およびスプリング109が閉弁方向に付勢力を及ぼしている。このため、第1、第2ニードル104、105ともに、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも強いので、第1、第2ニードル104、105はシート面120に当接して、各々、第1、第2噴孔101、102を閉鎖している。
そして、低圧流路125を開閉するアクチュエータ(図示せず)が作動して低圧流路125を開放すると、制御室106の燃料は、出側オリフィス127および低圧流路125を通じて排出される。ここで、出側オリフィス127は、入側オリフィス119よりも燃料の流量が大きくなるように設けられているため、制御室106の燃料の圧力は低下する。このため、第1ニードル104では、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも弱くなるので、第1ニードル104はシート面120から離れて上昇し、第1噴孔101を開放する。この結果、第1噴孔101から燃料が噴射されるとともに、第2ニードル105の先端にも高圧の燃料が供給され開弁方向に付勢力を及ぼすようになる。また、第1ニードル104が上昇すると第1ピストン107も上昇するので、第1ピストン107は、第2ニードル105から離脱する。このため、第2ニードル105にはスプリング109による付勢力が作用しなくなる。
さらに、制御室106から燃料の排出が続き制御室106の燃料の圧力が低下すると、第2ニードル105でも、閉弁方向に作用する付勢力の方が開弁方向に作用する付勢力よりも弱くなるので、第2ニードル105はシート面120から離れて上昇し、第2噴孔102を開放する。この結果、第2噴孔102からも燃料が噴射される。
やがて、アクチュエータが作動を停止し低圧流路125を閉鎖すると、制御室106の燃料の圧力が上昇し、第1、第2ニードル104、105は、第2ニードル105、第1ニードル104の順にシート面120に当接し、第1、第2噴孔101、102は、第2噴孔102、第1噴孔101の順に閉鎖される。
そして、このような構成を有するノズル100において、アクチュエータを作動する期間を変更することで、第1噴孔101のみを開放したり、第1、第2噴孔101、102を両方とも開放したりすることができるので、結果的に開放する噴孔数を変更することができる。
〔従来技術の不具合〕
ところで、第1ニードル104の内周面と第2ニードル105の外周面とは、図6に示すように、互いに対向することで径方向にクリアランスを形成する(以下、このクリアランスをニードル間クリアランスと呼ぶ)。そして、第1ニードル104と第2ニードル105との同軸度を保つため、ニードル間クリアランスは、先端と後端とで小さくなるように設定されている。つまり、第1、第2ニードル104、105は、先端および後端で互いに摺接することで同軸度が保たれている。
ところで、第1ニードル104の内周面と第2ニードル105の外周面とは、図6に示すように、互いに対向することで径方向にクリアランスを形成する(以下、このクリアランスをニードル間クリアランスと呼ぶ)。そして、第1ニードル104と第2ニードル105との同軸度を保つため、ニードル間クリアランスは、先端と後端とで小さくなるように設定されている。つまり、第1、第2ニードル104、105は、先端および後端で互いに摺接することで同軸度が保たれている。
しかし、先端および後端の両方でニードル間クリアランスが縮小されると、中間において空間129が形成される。これにより、燃料が、先端および後端の摺接部から空間129にリークするため、空間129は燃料室をなす。そして、第1、第2噴孔101、102が開放され燃料が噴射されると、空間129の燃料は噴射に伴う燃料流により吸引されてしまい、空間129の燃料の圧力は大幅に減圧されてしまう。このため、空間129の燃料の圧力が減圧された状態で噴射が終了し、次回の噴射は、今回の噴射と異なる状態で実行されてしまう。この結果、第1、第2ニードル104、105の作動状態が、個々の噴射でばらついてしまう。
なお、筒状の外側ニードル(図5、6の第1ニードル104に相当)および外側ニードルの内周部に収容された内側ニードル(図5、6の第2ニードル105に相当)の組み合わせは、他にも種々の形態が考えられている。
例えば、後端で外側、内側ニードルを摺接させ、外側ニードルの先端部でボディに設けられた噴孔を開閉するとともに内側ニードルの先端部で外側ニードルに設けられた噴孔を開閉するものが考えられている(例えば、特許文献2参照)。しかし、この形態では、後端のみが摺接部をなすためノズル100に比べて外側、内側ニードルの同軸度が劣るものと考えられる。
また、先端で外側ニードルと内側ニードルとの間に中間部材(「分割スリーブ」として記載されている)を介在させ、後端で外側、内側ニードルを摺接させる形態も考えられている(例えば、特許文献3参照)。この形態によれば、分割スリーブの内周側に突出させたリブが内側ニードルに当接しており、先端、後端両方で内側ニードルを支持することができるため、片方のみで支持する場合よりも同軸度を改善することができる。しかし、新たに中間部材が必要となり、部品点数増加、コストアップ等につながる。
また、後端で外側、内側ニードルを摺接させ、外側、内側ニードルの先端部でボディ等に設けられた噴孔を開閉するものが考えられている(例えば、特許文献4参照)。しかし、この形態でも、後端のみが摺接部をなすためノズル100に比べて外側、内側ニードルの同軸度が劣るものと考えられる。
また、後端で外側、内側ニードルを摺接させ、外側、内側ニードルの先端部でボディに設けられた噴孔を開閉するとともに、後端と先端との中間でも外側、内側ニードルを摺接させるものが考えられている(例えば、特許文献5参照)。しかし、この形態によれば、外側ニードルの内周部を中間で縮小するため、下穴加工を先端、後端の両方向から行う必要があり、加工が煩雑になってしまう。さらに、後端と中間とで内側ニードルを支持するため、ノズル100のように先端と後端とで内側ニードルを支持する場合に比べて同軸度が劣るものと考えられる。
国際公開第03/069151号パンフレット
特開昭59−147862号公報
特開平4−232375号公報
特開2004−183647号公報
特開平8−35467号公報
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、可変噴孔式の燃料噴射ノズルにおいて、外側、内側ニードルの同軸度を下げることなく、外側ニードルと内側ニードルとの間に形成される空間の燃料の圧力が大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに外側、内側ニードルの作動状態が変動するのを防止することにある。
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後2段階に分けて開放される複数の噴孔を先端に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、第1ニードルの内周側に収容されるとともに、第1ニードルと同軸方向に移動し、第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備える。また、第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端および後端で中間よりも縮小し、第1ニードルおよび第2ニードルの少なくとも一方に、第1ニードルの中間の内周側と第1ニードルの外周側とを連通させる連通路が設けられている。
請求項1に記載の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後2段階に分けて開放される複数の噴孔を先端に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、第1ニードルの内周側に収容されるとともに、第1ニードルと同軸方向に移動し、第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備える。また、第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端および後端で中間よりも縮小し、第1ニードルおよび第2ニードルの少なくとも一方に、第1ニードルの中間の内周側と第1ニードルの外周側とを連通させる連通路が設けられている。
これにより、連通路を介して、第1ニードルの中間の内周側と第1ニードルの外周側との間で、燃料が自在に流動することができる。ここで、第1ニードルの外周側には、高圧の燃料が供給されているため、第1ニードルの中間の内周側で燃料が減圧されても、直ちに高圧の燃料が流入することができる。つまり、第1、第2噴孔の開放に伴い、第1ニードルと第2ニードルとの間に形成される空間の燃料が減圧されても、連通路を介して高圧の燃料が直ちにこの空間に供給される。
このため、第1、第2ニードルの先端および後端を摺接部としたまま(つまり、第1、第2ニードルの同軸度を下げることなく)、第1ニードルと第2ニードルとの間に形成される空間の燃料の圧力が大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに第1、第2ニードルの作動状態が変動するのを防止することができる。
なお、第1ニードルが外側ニードルに相当し、第2ニードルが内側ニードルに相当することは言うまでもない。
なお、第1ニードルが外側ニードルに相当し、第2ニードルが内側ニードルに相当することは言うまでもない。
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径および第2ニードルの外径は、先端に向かい一方向に変化するように設けられている。
第1ニードルの内径を先端に向かい一方向に変化するように(つまり、先端に向かい漸増または漸減するように)設けることにすれば、第1ニードルの下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、先端、後端の片方向のみから施すことができる。このため、先端の摺接部と後端の摺接部との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。また、ニードル間クリアランスを先端および後端で縮小するように設ければ、中間で第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面との間で空間を形成しつつ、先端および後端で摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端および後端で摺接部を形成することができる。
請求項2に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径および第2ニードルの外径は、先端に向かい一方向に変化するように設けられている。
第1ニードルの内径を先端に向かい一方向に変化するように(つまり、先端に向かい漸増または漸減するように)設けることにすれば、第1ニードルの下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、先端、後端の片方向のみから施すことができる。このため、先端の摺接部と後端の摺接部との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。また、ニードル間クリアランスを先端および後端で縮小するように設ければ、中間で第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面との間で空間を形成しつつ、先端および後端で摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端および後端で摺接部を形成することができる。
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径および第2ニードルの外径は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第1ニードルの内径および第2ニードルの外径が先端に向かい漸減するように設けると、先端で第1ニードルの径方向の厚みを確保しやすくなる。このため、先端に向かい漸増させる場合よりも、強度的な問題が生じにくい。
請求項3に記載の燃料噴射ノズルによれば、第1ニードルの内径および第2ニードルの外径は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第1ニードルの内径および第2ニードルの外径が先端に向かい漸減するように設けると、先端で第1ニードルの径方向の厚みを確保しやすくなる。このため、先端に向かい漸増させる場合よりも、強度的な問題が生じにくい。
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の燃料噴射ノズルによれば、2つ以上の連通路が、軸方向を中心軸として軸対称性を有する位置に設けられている。
これにより、連通路の存在による燃料の偏流を低減することができる。
請求項4に記載の燃料噴射ノズルによれば、2つ以上の連通路が、軸方向を中心軸として軸対称性を有する位置に設けられている。
これにより、連通路の存在による燃料の偏流を低減することができる。
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の燃料噴射ノズルによれば、連通路は、第1ニードルの内周側と外周側とを貫通するように設けられている。
この手段は、連通路の一形態を示すものである。
請求項5に記載の燃料噴射ノズルによれば、連通路は、第1ニードルの内周側と外周側とを貫通するように設けられている。
この手段は、連通路の一形態を示すものである。
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の燃料噴射ノズルによれば、連通路は、第1ニードルおよび第2ニードルの先端、または第1ニードルおよび第2ニードルの後端で、ニードル間クリアランスを一部の周方向で拡大することにより設けられている。
この手段は、連通路の一形態を示すものである。
請求項6に記載の燃料噴射ノズルによれば、連通路は、第1ニードルおよび第2ニードルの先端、または第1ニードルおよび第2ニードルの後端で、ニードル間クリアランスを一部の周方向で拡大することにより設けられている。
この手段は、連通路の一形態を示すものである。
最良の形態1の燃料噴射ノズルは、少なくとも前後2段階に分けて開放される複数の噴孔を先端に有するボディと、ボディの内部に収容されるとともに、複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、第1ニードルの内周側に収容されるとともに、第1ニードルと同軸方向に移動し、第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備える。
また、第1ニードルの内周面と第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端および後端で中間よりも縮小し、第1ニードルおよび第2ニードルの少なくとも一方に、第1ニードルの中間の内周側と第1ニードルの外周側とを連通させる連通路が設けられている。
また、第1ニードルの内径および第2ニードルの外径は、先端に向かい漸減するように設けられている。また、2つ以上の連通路が、軸方向を中心軸として軸対称性を有する位置に設けられている。また、連通路は、第1ニードルの内周側と外周側とを貫通するように設けられている。
〔実施例1の構成〕
実施例1の燃料噴射ノズル1(以下、ノズル1と呼ぶ)の構成を図1および図2を用いて説明する。ノズル1は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタの先端部分をなし、例えば、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレールから燃料の分配を受ける。また、ノズル1は、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる可変噴孔式である。
実施例1の燃料噴射ノズル1(以下、ノズル1と呼ぶ)の構成を図1および図2を用いて説明する。ノズル1は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタの先端部分をなし、例えば、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレールから燃料の分配を受ける。また、ノズル1は、低回転域での噴霧微粒化や、高回転域での高噴射率化を促進するため、噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる可変噴孔式である。
ノズル1は、図1(a)に示すように、前後2段階に分けて開放される複数の噴孔2、3を先端に有するボディ4と、ボディ4の内部に収容されるとともに、複数の噴孔2、3の内で先に開放される第1噴孔2を開閉する筒状の第1ニードル5と、第1ニードル5の内周側に収容されるとともに、第1ニードル5と同軸方向に移動し、第1噴孔2よりも後に開放される第2噴孔3を開閉する第2ニードル6と、第1ニードル5を閉弁方向に付勢する第1スプリング7と、第2ニードル6を閉弁方向に付勢する第2スプリング8とを備える。
ボディ4は、第1、第2ニードル5、6や第1スプリング7等を収容するとともに、高圧流路11から供給された高圧の燃料を第1、第2噴孔2、3まで導く燃料流路12を形成する。そして、燃料流路12の先端側はテーパ状に形成されて、第1、第2ニードル5、6が着座するシート面13をなし、このシート面13に、第1、第2噴孔2、3が開口する。
また、ボディ4は、後端部において、後記するシリンダ部材14とともに制御室15を形成し、制御室15内に第2スプリング8を収容する。そして、この制御室15の燃料は、第1、第2ニードル5、6に対し閉弁方向に圧力を及ぼす。つまり、制御室15の燃料は、第1、第2スプリング7、8とともに第1、第2ニードル5、6を閉弁方向に付勢する。また、制御室15は、高圧の燃料が給排される給排室16と連通しており、制御室15の燃料の圧力は、給排室16での燃料の給排に伴い増減する。なお、給排室16における燃料の給排は、図示しない電磁弁等のアクチュエータにより行われる。
第1ニードル5は、図2に示すように、シート面13との間で離着を繰り返すシート部19、20を先端に有する。そして、シート部19、20がシート面13に着座することで第1噴孔2が閉鎖され、シート部19、20がシート面13から離座することで第1噴孔2が開放される。
また、第1ニードル5は、後端および中間において、ボディ4に摺動自在に支持されている。すなわち、第1ニードル5の後端部は、円筒状に形成されシリンダ部材14の内周に摺接し、中間部は、図1(b)に示すように、ボディ4との間に3箇所の燃料流路12を形成しながらボディ4に摺接する。また、第1ニードル5は、シリンダ部材14に摺接することで制御室15を先端側から封鎖している。
第2ニードル6は、シート面13との間で離着を繰り返すシート部21を先端に有する。そして、シート部21がシート面13に着座することで第2噴孔3が閉鎖され、シート部21がシート面13から離座することで第2噴孔3が開放される。また、第2ニードル6は、制御室15の内部で移動する鍔部23を後端に有する。この鍔部23は、シリンダ部材14の内周よりも小径に設けられているので、制御室15の燃料は、鍔部23の外周とシリンダ部材14の内周との間を自在に流動する。このため、第1、第2ニードル5、6の後端には、制御室15の燃料により略同一の圧力が及ぼされる。
第1スプリング7は、シリンダ部材14および、中間部後方に配設された支持部材25により軸方向に保持され、シリンダ部材14を後端側に付勢してボディ4に圧接させるとともに、第1ニードル5を先端側(つまり、閉弁方向)に付勢する。
第2スプリング8は、鍔部23およびボディ4により軸方向に保持されて制御室15に収容され、第2ニードル6を閉弁方向に付勢する。
第2スプリング8は、鍔部23およびボディ4により軸方向に保持されて制御室15に収容され、第2ニードル6を閉弁方向に付勢する。
次に、ノズル1の作動を説明する。
まず、第1ニードル5には制御室15の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第1スプリング7が閉弁方向に第1ニードル5を付勢している。また、第1ニードル5には、高圧流路11および燃料流路12を通じて第1ニードル5の先端に供給された燃料が、開弁方向に圧力を及ぼしている。また、第2ニードル6には制御室15の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第2スプリング8が閉弁方向に第2ニードル6を付勢している。
まず、第1ニードル5には制御室15の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第1スプリング7が閉弁方向に第1ニードル5を付勢している。また、第1ニードル5には、高圧流路11および燃料流路12を通じて第1ニードル5の先端に供給された燃料が、開弁方向に圧力を及ぼしている。また、第2ニードル6には制御室15の燃料が閉弁方向に圧力を及ぼすとともに、第2スプリング8が閉弁方向に第2ニードル6を付勢している。
そして、給排室16で燃料の排出が始まると、制御室15の燃料の圧力が低下するため、第1ニードル5において、閉弁方向に作用する付勢力(制御室15の燃料による付勢力+第1スプリング7による付勢力)が開弁方向に作用する付勢力(第1ニードル5の先端の燃料による付勢力)よりも弱くなる。これにより、シート部19、20がシート面13から離座し第1噴孔2が開放されるとともに、第2ニードル6の先端にも燃料が供給される。このため、第1噴孔2から燃料が噴射されるとともに、第2ニードル6の先端に供給された燃料が、第2ニードル6に対し開弁方向に圧力を及ぼすようになる。
そして、制御室15の燃料の圧力がさらに低下すると、第2ニードル6においても、閉弁方向に作用する付勢力(制御室15の燃料による付勢力+第2スプリング8による付勢力)が開弁方向に作用する付勢力(第2ニードル6の先端の燃料による付勢力)よりも弱くなる。これにより、シート部21がシート面13から離座し第2噴孔3が開放される。このため、第2噴孔3からも燃料が噴射される。
やがて、給排室16で燃料の排出が終わると、制御室15の燃料の圧力が上昇するため、まず、第2ニードル6において、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも強くなる。これにより、シート部21がシート面13に着座し第2噴孔3が閉鎖され、第2噴孔3からの燃料の噴射が終了する。さらに制御室15の燃料の圧力が上昇すると、第1ニードル5においても、閉弁方向に作用する付勢力が開弁方向に作用する付勢力よりも強くなる。これにより、シート部19、20がシート面13に着座し第1噴孔2が閉鎖され、第1噴孔2からの燃料の噴射も終了する。
そして、給排室16で燃料を排出する期間、つまりアクチュエータを作動させる期間を変更することで、第1噴孔2のみを開放したり、第1、第2噴孔2、3を両方とも開放したりすることができるので、結果的に噴射量に応じて開放する噴孔数を変更することができる。
〔実施例1の特徴〕
実施例1のノズル1の特徴を、図2を用いて説明する。
ノズル1では、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の鍔部23よりも先端側の部分の外径は、先端に向かい漸減するように設けられ、第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端および後端で縮小している。具体的には、第1ニードル5と第2ニードル6とが径方向に対向している部分において、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径は、先端に向かい3段階に縮径するように設けられている。
実施例1のノズル1の特徴を、図2を用いて説明する。
ノズル1では、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の鍔部23よりも先端側の部分の外径は、先端に向かい漸減するように設けられ、第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランス(ニードル間クリアランス)は、先端および後端で縮小している。具体的には、第1ニードル5と第2ニードル6とが径方向に対向している部分において、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径は、先端に向かい3段階に縮径するように設けられている。
ここで、内径が最小となる第1ニードル5の先端部、および内径が最大となる第1ニードル5の後端部は、各々、内周面に研磨加工が施され、第2ニードル6に摺接する第1先端ガイド部27、第1後端ガイド部28をなす。同様に、外径が最小となる第2ニードル6の先端部、および外径が最大となる第2ニードル6の後端部は、各々、外周面に研磨加工が施され、第1先端ガイド部27、第1後端ガイド部28に摺接する第2先端ガイド部29、第2後端ガイド部30をなす。
すなわち、第1ニードル5と第2ニードル6とは、先端で第1先端ガイド部27と第2先端ガイド部29とが摺接し、後端で第1後端ガイド部28と第2後端ガイド部30とが摺接する。そして、第1ニードル5と第2ニードル6とが先端および後端で摺接することで、ニードル間クリアランスは先端および後端で縮小している。
これにより、第1、第2ニードル5、6の先端および後端で摺接部が形成されるとともに、中間で第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面との間で空間32が形成される。そして、後端の摺接部により、制御室15と空間32との間が遮断されるとともに、先端と後端とで第2ニードル6が摺動自在に支持されることで、第1、第2ニードル5、6の同軸度が保たれる。
また、第1ニードル5には、第1ニードル5の中間の内周側(つまり、空間32)と第1ニードル5の外周側(つまり、燃料流路12)とを連通させる2つ以上の連通路34が設けられている。これらの連通路34は、軸方向を中心軸として軸対称性を有する位置に設けられている。例えば、3本の連通路34が、軸方向を中心軸として120°間隔ごとに設けられている。なお、本実施例の連通路34は、第1ニードル5の内周側と外周側とを貫通するように設けられた貫通孔である。
〔実施例1の効果〕
実施例1のノズル1によれば、ニードル間クリアランスは、先端および後端で中間よりも縮小し、第1ニードル5の中間の内周側と第1ニードル5の外周側とを貫通するように連通路34が設けられている。
これにより、連通路34を介して、空間32と燃料流路12との間で、燃料が自在に流動することができる。ここで、燃料流路12には高圧の燃料が供給されているため、第1、第2噴孔2、3の開放に伴い空間32の燃料が減圧されても、直ちに連通路34を介して高圧の燃料が空間32に流入することができる。
このため、第1、第2ニードル5、6の先端および後端を摺接部としたまま(つまり、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく)、空間32の燃料の圧力が大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに第1、第2ニードル5、6の作動状態が変動するのを防止することができる。
実施例1のノズル1によれば、ニードル間クリアランスは、先端および後端で中間よりも縮小し、第1ニードル5の中間の内周側と第1ニードル5の外周側とを貫通するように連通路34が設けられている。
これにより、連通路34を介して、空間32と燃料流路12との間で、燃料が自在に流動することができる。ここで、燃料流路12には高圧の燃料が供給されているため、第1、第2噴孔2、3の開放に伴い空間32の燃料が減圧されても、直ちに連通路34を介して高圧の燃料が空間32に流入することができる。
このため、第1、第2ニードル5、6の先端および後端を摺接部としたまま(つまり、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく)、空間32の燃料の圧力が大幅に変動するのを抑制し、個々の噴射ごとに第1、第2ニードル5、6の作動状態が変動するのを防止することができる。
また、ノズル1によれば、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径は、先端に向かい漸減するように設けられている。
第1ニードル5の内径を先端に向かい漸減するように設けることにすれば、第1ニードル5の下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、後端のみから施すことができる。このため、第1先端ガイド部27と第1後端ガイド部28との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。また、ニードル間クリアランスを先端および後端で縮小するように設ければ、中間で第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面との間で空間32を形成しつつ、先端および後端で摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端および後端で摺接部を形成することができる。
以上により、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく、第1ニードル5の加工の煩雑さを低減することができる。
第1ニードル5の内径を先端に向かい漸減するように設けることにすれば、第1ニードル5の下穴加工、研磨加工のいずれの加工も、後端のみから施すことができる。このため、第1先端ガイド部27と第1後端ガイド部28との軸ずれの発生を防止することができるとともに、加工の煩雑さを低減することができる。また、ニードル間クリアランスを先端および後端で縮小するように設ければ、中間で第1ニードル5の内周面と第2ニードル6の外周面との間で空間32を形成しつつ、先端および後端で摺接部を形成することができる。このため、放電加工やホーニング加工等の特殊な加工を施すことなく、先端および後端で摺接部を形成することができる。
以上により、第1、第2ニードル5、6の同軸度を下げることなく、第1ニードル5の加工の煩雑さを低減することができる。
また、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径が先端に向かい漸減するように設けると、先端で第1ニードル5の径方向の厚みを確保しやすくなる。このため、先端に向かい漸増させる場合よりも、強度的な問題が生じにくい。
また、ノズル1によれば、2つ以上の連通路34が、軸方向を中心軸として軸対称性を有する位置に設けられている。
これにより、連通路34の存在による燃料の偏流を低減することができる。
これにより、連通路34の存在による燃料の偏流を低減することができる。
〔変形例〕
本実施例のノズル1では、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径が、先端に向かい漸減するように設けられ、連通路34は、第1ニードル5を径方向に貫通する貫通孔として設けられていたが,このような形態に限定されない。
例えば、図3に示すように、中間で第1ニードル5の内径が拡径され第2ニードル6の外径が縮径しているノズル1において、連通路34を設けてもよい。また、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径が、先端に向かい漸増するように設けたノズル1において、連通路34を設けてもよい。
本実施例のノズル1では、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径が、先端に向かい漸減するように設けられ、連通路34は、第1ニードル5を径方向に貫通する貫通孔として設けられていたが,このような形態に限定されない。
例えば、図3に示すように、中間で第1ニードル5の内径が拡径され第2ニードル6の外径が縮径しているノズル1において、連通路34を設けてもよい。また、第1ニードル5の内径および第2ニードル6の外径が、先端に向かい漸増するように設けたノズル1において、連通路34を設けてもよい。
また、先端または後端の摺接部でニードル間クリアランスを一部の周方向で拡大することにより、連通路34を設けてもよい。例えば、図4に示すように、第2先端ガイド部29の外周を、軸方向を中心軸として軸対称となるように4箇所で面取りすることで連通路34を設けてもよい。
1 ノズル(燃料噴射ノズル)
2 噴孔、第1噴孔
3 噴孔、第2噴孔
4 ボディ
5 第1ニードル
6 第2ニードル
34 連通路
2 噴孔、第1噴孔
3 噴孔、第2噴孔
4 ボディ
5 第1ニードル
6 第2ニードル
34 連通路
Claims (6)
- 少なくとも前後2段階に分けて開放される複数の噴孔を先端に有するボディと、
このボディの内部に収容されるとともに、前記複数の噴孔の内で先に開放される第1噴孔を開閉する筒状の第1ニードルと、
この第1ニードルの内周側に収容されるとともに、前記第1ニードルと同軸方向に移動し、前記第1噴孔よりも後に開放される第2噴孔を開閉する第2ニードルとを備えた燃料噴射ノズルにおいて、
前記第1ニードルの内周面と前記第2ニードルの外周面とが径方向に対向することで形成されるクリアランスは、先端および後端で中間よりも縮小し、
前記第1ニードルおよび前記第2ニードルの少なくとも一方に、前記第1ニードルの中間の内周側と前記第1ニードルの外周側とを連通させる連通路が設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第1ニードルの内径および前記第2ニードルの外径は、先端に向かい一方向に変化するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項2に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第1ニードルの内径および前記第2ニードルの外径は、先端に向かい漸減するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1ないし請求項3に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
2つ以上の前記連通路が、軸方向を中心軸として軸対称性を有する位置に設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記連通路は、前記第1ニードルの内周側と外周側とを貫通するように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記連通路は、前記第1ニードルおよび前記第2ニードルの先端、または前記第1ニードルおよび前記第2ニードルの後端で、前記クリアランスを一部の周方向で拡大することにより設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005258661A JP2007071093A (ja) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | 燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005258661A JP2007071093A (ja) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | 燃料噴射ノズル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007071093A true JP2007071093A (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=37932773
Family Applications (1)
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JP2005258661A Pending JP2007071093A (ja) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | 燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007071093A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009087453A1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection valve |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS60228766A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴式デイ−ゼル機関の燃料噴射ノズル |
JPS61135979A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | デイ−ゼル機関の燃料噴射弁 |
JPH04232375A (ja) * | 1990-07-21 | 1992-08-20 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関用の燃料噴射ノズル |
JP2005233186A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Delphi Technologies Inc | 噴射ノズル |
-
2005
- 2005-09-07 JP JP2005258661A patent/JP2007071093A/ja active Pending
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