JP2007162547A - Liquid-cooled fuel injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として大型ディーゼルエンジン用燃料噴射弁に適用され、内側に針弁が往復動自在に嵌合され、シリンダカバーに固定されるノズルチップに冷却室を形成し、該冷却室に冷却液を供給して該ノズルチップ及びその周辺部材を冷却するように構成された液冷式燃料噴射弁に関する。 The present invention is mainly applied to a fuel injection valve for a large diesel engine, a needle valve is fitted in a reciprocating manner inside, a cooling chamber is formed in a nozzle tip fixed to a cylinder cover, and a cooling liquid is formed in the cooling chamber. And a liquid-cooled fuel injection valve configured to cool the nozzle tip and its peripheral members.
重油を燃料とする大型ディーゼルエンジンにおいては、重油を燃料予熱器で130℃程度に予熱し粘度を下げて燃料噴射装置に供給するようになっている。かかる高温の燃料(重油)を噴射する燃料噴射弁は、たとえば特許文献1(特開平6−123255号公報)に開示されているように、高温になるノズルチップに冷却室を形成し、該冷却室内に冷却水を通流して該燃料噴射弁を冷却している。 In a large diesel engine using heavy oil as a fuel, the heavy oil is preheated to about 130 ° C. by a fuel preheater, the viscosity is lowered, and the fuel is supplied to the fuel injection device. Such a fuel injection valve that injects high-temperature fuel (heavy oil) forms a cooling chamber in a nozzle tip that becomes high temperature as disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-123255). The fuel injection valve is cooled by flowing cooling water through the room.
図4は、前記特許文献1に開示されている液冷式燃料噴射弁におけるノズルチップ01の縦断面図である。
図4において、011はノズルチップ01の本体で、該本体011の中心部には図示しない針弁が往復摺動可能に嵌合される針弁穴02が軸線方向に穿孔され、該針弁穴02の底部には該針弁とのシート面08が形成されている。04は該ノズルチップ01の先端部に複数個穿孔された噴孔である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the
In FIG. 4,
09は前記本体011の下部に溶接あるいはろう付け(010は溶接あるいはろう付け部)によって固着されたキャップで、該キャップ09の内面と前記本体011の下部側面とで環状の水室05が形成されている。該水室05には、前記本体011の軸方向に穿孔された冷却水入口穴06及び冷却水出口穴07が開口されている。
該ノズルチップ01を冷却するための冷却水は、前記冷却水入口穴06をC1矢印のように流れて水室05に入り、該水室05内を流動することによってノズルチップ01下部の高温部を冷却し、前記冷却水出口穴07をC2矢印のように流れて冷却水出口管に送出される。
09 is a cap fixed to the lower portion of the
Cooling water for cooling the
図4に示されるような、前記特許文献1等にて提供されている従来の液冷式燃料噴射弁にあっては、ノズルチップ01先端部近くの高温部の周辺に環状の水室05を形成して、ノズルチップ01の本体011の上端部から軸方向に貫通された冷却水入口穴06及び冷却水出口穴07の2つの冷却水通路穴を該水室05に連通させた構造であることから、かかる水室05及び2つの冷却水通路穴06,07を形成するためにノズルチップ01の外径が全長に亘って大きくなる。
In the conventional liquid-cooled fuel injection valve provided in Patent Document 1 and the like as shown in FIG. 4, an
しかるに、前記液冷式燃料噴射弁をシリンダの中央部に配置したディーゼルエンジンにおいては、該燃料噴射弁の周りには吸気弁、排気弁、水噴射エンジンの場合は水噴射弁等が配置されていることから、前記従来技術のようにノズルチップ01の外径が全長に亘って大きくなって燃料噴射弁の外径が大きくなると、燃料噴射弁の周りがスペース的に狭隘となって、前記吸気弁、排気弁、水噴射弁等の機器、部材の所要配置が困難になるという事態が発生し易くなる。
However, in a diesel engine in which the liquid-cooled fuel injection valve is arranged at the center of the cylinder, an intake valve, an exhaust valve, and a water injection valve in the case of a water injection engine are arranged around the fuel injection valve. Therefore, when the outer diameter of the
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、燃料噴射弁の外径の増加を伴うことなく且つ比較的簡単な構造で以って、ノズルチップの冷却効果を向上可能とした液冷式燃料噴射弁を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a liquid-cooled fuel injection valve capable of improving the nozzle tip cooling effect without increasing the outer diameter of the fuel injection valve and with a relatively simple structure. The purpose is to provide.
本発明はかかる目的を達成するもので、内側に針弁が往復動自在に嵌合されシリンダカバーに固定されるノズルチップに冷却室を形成し、該冷却室に冷却液を供給して該ノズルチップ及びその周辺部材を冷却するように構成された液冷式燃料噴射弁において、前記冷却室を、前記ノズルチップの円筒部外周に該ノズルチップの上部側から先端側に延びるような螺旋状に刻設された冷却溝で構成し、該冷却溝の外周を円筒状のノズルキャップで流体密に覆ったことを特徴とする(請求項1)。 The present invention achieves such an object, and forms a cooling chamber in a nozzle tip fitted inside the needle valve so as to be reciprocally movable and fixed to a cylinder cover, and supplying a cooling liquid to the cooling chamber to supply the nozzle. In the liquid-cooled fuel injection valve configured to cool the tip and its peripheral members, the cooling chamber is formed in a spiral shape so as to extend from the upper side of the nozzle tip to the tip side on the outer periphery of the cylindrical portion of the nozzle tip. The cooling groove is engraved, and the outer periphery of the cooling groove is fluid-tightly covered with a cylindrical nozzle cap (Claim 1).
かかる発明において、具体的にはつぎのように構成するのが好ましい。
(1)前記螺旋状の冷却溝を2条の螺旋状溝で形成し、前記ノズルチップの上部に冷却液入口及び冷却液出口を設けて、該冷却液入口を前記2条の螺旋状溝の一方に接続するとともに冷却液出口を前記螺旋状溝の他方に接続し、前記冷却溝は、前記冷却液入口から前記螺旋状溝の一方が前記ノズルチップの先端方向に延びて該ノズルチップの先端寄りの部位で前記螺旋状溝の他方に接続されるとともに該接続部から前記螺旋状溝の他方がノズルチップの反先端方向に延びて前記冷却液出口に接続されてなる(請求項2)。
In this invention, specifically, the following configuration is preferable.
(1) The spiral cooling groove is formed by two spiral grooves, a cooling liquid inlet and a cooling liquid outlet are provided on the upper part of the nozzle tip, and the cooling liquid inlet is formed by the two spiral grooves. The cooling liquid outlet is connected to the other one of the spiral grooves, and the cooling groove has one of the spiral grooves extending from the cooling liquid inlet toward the tip of the nozzle tip. The other side of the spiral groove is connected to the other end of the spiral groove at a position close to the other end, and the other end of the spiral groove extends in the opposite tip direction of the nozzle tip and is connected to the coolant outlet.
(2)前記螺旋状の冷却溝の上端部を前記ノズルチップの上部に設けられた冷却液入口に接続するとともに、前記ノズルチップの先端部側の終端部には前記シリンダカバー内の冷却室に連通される冷却液排出孔を接続し、前記冷却液入口に導入された冷却液を前記螺旋状の冷却溝をノズルチップの先端部側へと流動させてから前記冷却液排出孔を通して前記シリンダカバー内の冷却室に排出するように構成する(請求項3)。
また好ましくは、前記螺旋状の冷却溝を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成し、前記2条の冷却溝の双方の入口側を前記ノズルチップの上部に設けられた冷却液入口に接続するとともに該冷却溝の双方の出口側を前記冷却液排出孔に接続する(請求項4)。
(2) The upper end portion of the spiral cooling groove is connected to a coolant inlet provided at the upper portion of the nozzle tip, and a terminal portion on the tip end side of the nozzle tip is connected to a cooling chamber in the cylinder cover. A coolant discharge hole connected to the cylinder cover is connected, the coolant introduced into the coolant inlet is caused to flow through the spiral cooling groove toward the tip of the nozzle tip, and then the cylinder cover is passed through the coolant discharge hole. It discharges to the inside cooling chamber (claim 3).
Preferably, the spiral cooling groove is composed of two cooling grooves that rotate in opposite directions to each other, and both inlet sides of the two cooling grooves are provided in the upper part of the nozzle chip. In addition to being connected to the inlet, both the outlet sides of the cooling groove are connected to the coolant discharge hole.
(3)前記冷却液に水を用い、前記螺旋状の冷却溝の上端部を前記ノズルチップの上部に設けられた冷却液入口に接続するとともに、前記ノズルチップの先端部側の終端を前記水をエンジンの燃焼室に噴射する水噴射孔に接続し、前記冷却液入口に導入された冷却液を前記螺旋状の冷却溝をノズルチップの先端部側へと流動させてから前記水噴射孔を通して燃焼室に噴射するように構成する(請求項5)。
また好ましくは、前記螺旋状の冷却溝を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成し、前記2条の冷却溝の双方の入口側を前記ノズルチップの上部に設けられた冷却液入口に接続するとともに該冷却溝の双方の出口側を逆止弁を備えた冷却水溜めに接続し、前記冷却液を前記逆止弁を介して前記水噴射孔から燃焼室に噴射するように構成する(請求項6)。
(3) Water is used as the cooling liquid, and an upper end portion of the spiral cooling groove is connected to a cooling liquid inlet provided at an upper portion of the nozzle chip, and a terminal end of the nozzle chip is terminated at the water end. Is connected to a water injection hole for injecting into the combustion chamber of the engine, and the coolant introduced into the coolant inlet is caused to flow through the spiral cooling groove toward the tip of the nozzle tip and then through the water injection hole. It is configured to inject into the combustion chamber (claim 5).
Preferably, the spiral cooling groove is composed of two cooling grooves that rotate in opposite directions to each other, and both inlet sides of the two cooling grooves are provided in the upper part of the nozzle chip. Connected to the inlet and both outlet sides of the cooling groove are connected to a cooling water reservoir provided with a check valve so that the coolant is injected from the water injection hole into the combustion chamber via the check valve. (Claim 6).
本発明によれば、ノズルチップに形成された冷却室を、該ノズルチップの円筒部外周に上部側から先端側に延びるような螺旋状に刻設された冷却溝で構成し、該冷却溝の外周を円筒状のノズルキャップで流体密に覆うように構成したので(請求項1)、該冷却室が、半径方向の幅が小さくノズルチップの長手方向に延びる冷却溝であることから、該冷却溝を設けることによるノズルチップ外径の増加量は僅かで済み、従来技術のようなノズルチップの下部外周に環状の冷却室を該ノズルチップとは別部材で外周側を覆うように設けた燃料噴射弁に比べて燃料噴射弁の外径を小さくすることが可能となり、該燃料噴射弁を小型化することができる。
これにより、水噴射エンジンの場合の水噴射弁、吸気弁、排気弁等のような多くの機器、部材が装着される燃料噴射弁周りのスペースにゆとりができ、これらの機器、部材の配置が容易にできるとともに、配置に自由度を持たせることが可能となる。
According to the present invention, the cooling chamber formed in the nozzle tip is constituted by a cooling groove engraved in a spiral shape extending from the upper side to the tip side on the outer periphery of the cylindrical portion of the nozzle tip, Since the outer periphery is configured to be fluid-tightly covered with a cylindrical nozzle cap (Claim 1), the cooling chamber is a cooling groove having a small radial width and extending in the longitudinal direction of the nozzle tip. The amount of increase in the outer diameter of the nozzle tip by providing the groove is small, and a fuel in which an annular cooling chamber is provided on the outer periphery of the lower portion of the nozzle tip as in the prior art so as to cover the outer periphery with a member different from the nozzle tip The outer diameter of the fuel injection valve can be made smaller than that of the injection valve, and the fuel injection valve can be reduced in size.
As a result, the space around the fuel injection valve to which many devices and members such as water injection valves, intake valves, exhaust valves, etc. in the case of a water injection engine are mounted can be freed, and the arrangement of these devices and members can be reduced. In addition to being easy, it is possible to provide flexibility in arrangement.
また、前記冷却室を、ノズルチップの円筒部外周に沿って上部側から先端側に延びるような螺旋状に刻設された冷却溝で形成したので、ノズルチップを冷却する冷却液の通路長さが長くなって、該ノズルチップと冷却液との間の伝熱面積が大きくなり、冷却溝による燃料噴射弁の外径増加を最小限に抑えてノズルチップの冷却効果を向上できる。 Further, since the cooling chamber is formed by a cooling groove that is spirally engraved so as to extend from the upper side to the tip side along the outer periphery of the cylindrical portion of the nozzle tip, the passage length of the cooling liquid for cooling the nozzle tip As a result, the heat transfer area between the nozzle tip and the coolant increases, and the increase in the outer diameter of the fuel injection valve due to the cooling groove can be minimized to improve the nozzle tip cooling effect.
また、前記螺旋状の冷却溝を2条の螺旋状溝で形成し、前記ノズルチップの上部に設けた冷却液入口及び冷却液出口に前記2条の螺旋状溝のそれぞれを接続してノズルチップの先端方向に延ばし、先端寄りの部位で両者を接続するように構成すれば(請求項2)、往き側の冷却溝と戻り側の冷却溝とを長手方向においては異なる層、半径方向においては同一径の層で形成できて、ノズルチップ内の往き側の冷却溝に加えて戻り側の冷却溝を設けることによるノズルチップの外径増加を回避でき、従って前記2条の螺旋状溝の形成によってノズルチップ外径の増加を抑制しつつ伝熱面積をより増加することができる。 Further, the spiral cooling groove is formed by two spiral grooves, and each of the two spiral grooves is connected to a cooling liquid inlet and a cooling liquid outlet provided at an upper portion of the nozzle chip, thereby forming a nozzle chip. If the two are connected to each other at a portion closer to the tip (Claim 2), the cooling groove on the forward side and the cooling groove on the return side are different in the longitudinal direction, and in the radial direction, It is possible to avoid the increase in the outer diameter of the nozzle tip by providing the cooling groove on the return side in addition to the cooling groove on the forward side in the nozzle tip, thus forming the two spiral grooves. Thus, the heat transfer area can be further increased while suppressing an increase in the outer diameter of the nozzle tip.
また、ノズルチップ上部の冷却液入口から該ノズルチップの先端側に向けて延設された螺旋状の冷却溝の先端部側終端部をシリンダカバー内の冷却室に連通される冷却液排出孔を接続したので(請求項3)、冷却液出口側の冷却溝をノズルチップの外周に設ける必要がなくなって、ノズルチップの冷却通路の構造が簡単になるとともに該冷却通路の加工工数を低減できる。
さらには、ノズルチップに形成された螺旋状の冷却溝の出口側が通路面積の大きいシリンダカバー内の冷却室に開放されるので、冷却液通路の流動抵抗が小さくなり冷却液の流速が増加して冷却液とノズルチップ壁面間の熱伝達率が上昇することにより、冷却効果が向上する。
In addition, a coolant discharge hole that communicates the end portion of the spiral cooling groove extending from the coolant inlet at the top of the nozzle tip toward the tip side of the nozzle tip to the cooling chamber in the cylinder cover. Since it is connected (Claim 3), there is no need to provide a cooling groove on the coolant outlet side on the outer periphery of the nozzle tip, the structure of the cooling passage of the nozzle tip is simplified and the number of processing steps of the cooling passage can be reduced.
Furthermore, since the exit side of the spiral cooling groove formed in the nozzle tip is opened to the cooling chamber in the cylinder cover having a large passage area, the flow resistance of the coolant passage is reduced and the flow rate of the coolant is increased. The cooling effect is improved by increasing the heat transfer coefficient between the coolant and the nozzle tip wall surface.
また、前記螺旋状の冷却溝を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成して、冷却溝の双方の入口側を冷却液入口に接続するとともに該冷却溝の双方の出口側を冷却液排出孔に接続すれば(請求項4)、冷却溝を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝に構成することにより、2条の冷却溝をノズルチップの長手方向においては異なる層、半径方向においては同一径の層で形成できて、ノズルチップ外径の増加することなく伝熱面積を増加することができる。 Further, the spiral cooling groove is composed of two cooling grooves that rotate in opposite directions, and both the inlet sides of the cooling groove are connected to the coolant inlet, and both the outlet sides of the cooling groove are connected to each other. If connected to the coolant discharge hole (Claim 4), the cooling groove is formed into two cooling grooves that rotate in opposite directions, whereby the two cooling grooves are different in the longitudinal direction of the nozzle tip, In the radial direction, a layer having the same diameter can be formed, and the heat transfer area can be increased without increasing the outer diameter of the nozzle tip.
また、冷却液に水を用い、好ましくは逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成された螺旋状の冷却溝の上端部を冷却液入口に接続するとともに、ノズルチップ先端部側の終端を、好ましくは逆止弁を備えた冷却水溜めを介して水噴射孔に接続すれば(請求項5,6)、水噴射エンジンにおいて、冷却溝を通すことによりノズルチップを冷却した冷却水を、水噴射孔から燃焼室内に噴射してNOxの発生を抑制した燃焼をせしめることができ、1系統の水をノズルチップの冷却と水噴射孔からの燃焼室への噴射によるNOx発生の抑制運転の双方に活用できる。 In addition, the upper end of a spiral cooling groove composed of two cooling grooves that preferably use water as the cooling liquid and swirl in the opposite direction is connected to the cooling liquid inlet, and the end on the nozzle tip front end side Is preferably connected to the water injection hole via a cooling water reservoir having a check valve (Claims 5 and 6), in the water injection engine, the cooling water that has cooled the nozzle tip by passing through the cooling groove is supplied. The combustion can be caused by injecting into the combustion chamber from the water injection hole to suppress the generation of NOx, and the NOx generation can be suppressed by cooling the nozzle tip and injecting the water from the water injection hole into the combustion chamber. It can be used for both.
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図1は本発明の第1実施例に係るディーゼル機関用液冷式燃料噴射弁の主要部を示す縦断面図である。
図1において、100は燃料噴射弁で、この図ではノズルチップ周りの主要部を示している。1はノズルチップ、2aは該ノズルチップ1の中心部に軸方向に穿孔された針弁穴、2bは該針弁穴2aの底部に形成された円錐状のシート面である。4は該ノズルチップ1の先端部に穿孔された複数の噴孔、11は前記シート面2bと噴孔4との間に形成されたサック部である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a liquid-cooled fuel injection valve for a diesel engine according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a fuel injection valve, and this figure shows a main part around the nozzle tip. 1 is a nozzle tip, 2a is a needle valve hole drilled in the axial direction in the center of the
2は前記針弁穴2aに往復動可能に嵌合された針弁で、該針弁2の先端に形成されたシート部1aが前記ノズルチップ1のシート面2bに着脱するようになっている。
即ち、図示しない燃料通路からの高圧燃料が前記針弁2のシート部1aに作用し、該針弁2が図示しない針弁ばねのばね力に打ち勝って開弁すると、前記高圧燃料がサック部11を通って、複数の噴孔4から燃焼室103内に噴射される。
A needle valve 2 is fitted in the
That is, when high pressure fuel from a fuel passage (not shown) acts on the
前記ノズルチップ1のほぼ下半分は上半分の大径部1cよりも小径の円筒状部1bとなっており、該円筒状部1bの外周には該ノズルチップ1の上部側から先端側に延びるような螺旋状に刻設された往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6が互いに逆方向に旋回せしめて形成されている。
前記ノズルチップ1の大径部1cの内部には、冷却水入口通路7及び冷却水出口通路8が、前記ノズルチップ1の上部側から軸方向に延びてそれぞれ穿孔されている。
A substantially lower half of the nozzle tip 1 is a
Inside the large-diameter portion 1 c of the nozzle tip 1, a cooling
3は円筒状に形成されたノズルキャップで、該ノズルキャップ3の内周に前記ノズルチップ1の円筒状部1bが嵌合されて、該ノズルキャップ3により前記往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6の外周を流体密に覆って、前記往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6内からの冷却水の漏洩を阻止している。12は前記ノズルキャップ3とノズルチップ1の円筒状部1bとの間の流体シール部で、該流体シール部12において前記燃焼室103側からのガスのシールを行なっている。
前記ノズルキャップ3の上面と前記ノズルチップ1の大径部1c下面との接合部13は、ろう付けにて接合されている。
A
9は前記ノズルキャップ1の上面に刻設された入口側冷却水溜めで、該入口側冷却水溜め9には前記冷却水入口通路7の下端部が開口するとともに前記往き側冷却溝5の上端入口が開口されている。10は前記ノズルキャップ1の上面に刻設された出口側冷却水溜めで、該出口側冷却水溜め10には前記冷却水出口通路8の下端部が開口するとともに前記戻り側冷却溝6の上端出口が開口されている。そして、前記往き側冷却溝5と戻り側冷却溝6とは両者の下端部で連通されている。
Reference numeral 9 denotes an inlet side cooling water reservoir carved on the upper surface of the nozzle cap 1. The lower end portion of the cooling
以上のように構成された燃料噴射弁100において、冷却水は前記冷却水入口通路7からA矢印のように流れて入口側冷却水溜め9に入り、該入口側冷却水溜め9を経て螺旋状の往き側冷却溝5に入り、該往き側冷却溝5を旋回しながら下方に流動して、高温になっているノズルチップ1の円筒状部1b周辺を冷却し、前記往き側冷却溝5と戻り側冷却溝6との連通部から該戻り側冷却溝6に入り、前記往き側冷却溝5とは逆方向に旋回せしめられた戻り側冷却溝6を該往き側冷却溝5とは逆方向に旋回しながら上方に流動してノズルチップ1の円筒状部1b周辺を再度冷却し、前記出口側冷却水溜め10を経て冷却水出口通路8に入り、該冷却水出口通路8をA2矢印のように流れて、上端出口から外部に導出される。
In the fuel injection valve 100 configured as described above, the cooling water flows from the cooling
かかる第1実施例によれば、ノズルチップ1に形成された冷却室を、該ノズルチップ1の小径円筒部1b外周に上部側から先端側に延びるような、互いに逆方向に旋回する螺旋状の往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6で構成し、該往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6の外周を円筒状のノズルキャップ3で流体密に覆うように構成したので、該往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6が半径方向の幅が小さくノズルチップの長手方向に延びる冷却溝であることから、該往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6を設けることによるノズルチップ1の外径の増加量は僅かで済み、図4の従来技術のようなノズルチップ1の下部外周に環状の冷却室05を該ノズルチップ1とは別部材09で外周側を覆うように設けた燃料噴射弁100に比べて、燃料噴射弁100の外径を小さくして該燃料噴射弁100を小型化することができる。
これにより、水噴射エンジンの場合の水噴射弁、吸気弁及び排気弁等のような多くの機器、部材が装着される燃料噴射弁100周りのスペースにゆとりができ、これらの機器、部材の配置が容易にできるとともに、配置に自由度を持たせることが可能となる。
According to the first embodiment, the cooling chamber formed in the nozzle tip 1 is spirally rotated in opposite directions so as to extend from the upper side to the distal end side on the outer periphery of the small diameter
As a result, the space around the fuel injection valve 100 to which many devices and members such as a water injection valve, an intake valve, and an exhaust valve in the case of a water injection engine are mounted can be provided. Therefore, it is possible to provide a degree of freedom in arrangement.
また前記冷却室を、ノズルチップ1の小径円筒部1b外周に沿って上部側から先端側に延びるような螺旋状に刻設された往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6で形成したので、ノズルチップ1を冷却する冷却液の通路長さが長くなって、該ノズルチップ1と冷却水との間の伝熱面積が大きくなり、前記往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6による燃料噴射弁100の外径増加を最小限に抑えつつ、ノズルチップ1の冷却効果を向上できる。
Further, since the cooling chamber is formed by the forward cooling groove 5 and the return cooling groove 6 which are spirally engraved so as to extend from the upper side to the tip side along the outer periphery of the small diameter
また、前記螺旋状の往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6を互いに逆方向に旋回する2条の螺旋状溝で形成し、前記ノズルチップ1の上部に設けた冷却液入口7及び冷却液出口8に前記2条の往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6のそれぞれを接続してノズルチップ1の先端方向に延ばし、先端寄りの部位で往き側冷却溝5と戻り側冷却溝6とを接続するように構成したので、往き側冷却溝5と戻り側冷却溝6とを長手方向においては異なる層、半径方向においては同一径の層で形成できて、ノズルチップ1内の往き側冷却溝5に加えて戻り側冷却溝6を設けることによるノズルチップ1の外径増加を回避でき、従って前記2条の往き側冷却溝5及び戻り側冷却溝6の形成によって、ノズルチップ1外径の増加を抑制しつつ伝熱面積をより増加することができる。
Further, the spiral forward cooling groove 5 and the return cooling groove 6 are formed by two spiral grooves that rotate in opposite directions, and the
図2は、本発明の第2実施例に係る液冷式燃料噴射弁の主要部を示す縦断面図である。
この第2実施例においては、往き側冷却溝51,52を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成し、該往き側冷却溝51,52の上端入口を前記ノズルキャップ1の上面の円周方向2箇所に刻設された入口側冷却水溜め91,92にそれぞれ接続し、前記2条の往き側冷却溝51,52の出口側は、該往き側冷却溝51,52の出口端が開口する環状溝21を介して、シリンダカバー101内の冷却室102に連通される冷却水排出孔20に接続されている。
また、前記入口側冷却水溜め91,92は、前記ノズルキャップ1の軸方向に2個穿孔された冷却水入口通路7,71の下端開口部に連通されている。53は前記冷却水入口通路7,71の上端開口部が連通される入口環状溝である。
22,23は前記環状溝21の上下に設けられたシールリングで、耐熱ゴム製Oリング、金属Oリング等の耐熱性を有するOリングで構成されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the main part of the liquid-cooled fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention.
In this second embodiment, the
The inlet-side
22 and 23 are seal rings provided above and below the
かかる第2実施例において、冷却水は前記冷却水入口通路7,71をA矢印のように流れて入口側冷却水溜め91,92に入り、該入口側冷却水溜め91,92を経て螺旋状に形成された2条の往き側冷却溝51,52に入り、該往き側冷却溝51,52を旋回しながら下方に流動して高温になっているノズルチップ1の円筒状部1b周辺を冷却してから環状溝21に流出し、該環状溝21から前記冷却水排出孔20を通ってシリンダカバー101内の冷却室102に排出される。
In the second embodiment, the cooling water flows in the cooling
かかる第2実施例によれば、ノズルチップ1上部の冷却水入口通路7,71に接続される2条の往き側冷却溝51,52の先端部側終端部を、環状溝21を介してシリンダカバー101内の冷却室102に連通される冷却水排出孔20に接続したので、冷却水出口側の冷却溝をノズルチップ1の外周に設ける必要がなくなって、該ノズルチップ1の冷却通路の構造が簡単になるとともに、該冷却通路の加工工数を低減できる。
さらには、ノズルチップ1に形成された螺旋状の往き側冷却溝51,52のの出口側が通路面積の大きいシリンダカバー101内の冷却室102に開放されるので、冷却水通路の流動抵抗が小さくなり冷却水の流速が増加して冷却水とノズルチップ1の壁面間の熱伝達率が上昇することにより、冷却効果が向上する。
According to the second embodiment, the distal end side end portions of the two forward-
Furthermore, since the outlet side of the spiral forward cooling
また、前記螺旋状の往き側冷却溝51,52を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成して、往き側冷却溝51,52の双方の入口側を冷却水入口通路7,71に接続するとともに該往き側冷却溝51,52の双方の出口側を冷却水排出孔20に接続したので、往き側冷却溝51,52を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝に構成することにより、2条の冷却溝をノズルチップ1の長手方向においては異なる層、半径方向においては同一径の層で形成できて、ノズルチップ1外径を増加することなく伝熱面積を増加することができる。
その他の構成は図1に示す第1実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
Further, the spiral forward cooling
Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same members are denoted by the same reference numerals.
図3は、本発明の第3実施例に係る液冷式燃料噴射弁の主要部を示す縦断面図である。
この第3実施例においては、往き側冷却溝51,52を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成し、該往き側冷却溝51,52の上端入口を前記ノズルキャップ1の上面の円周方向2箇所に刻設された入口側冷却水溜め91,92にそれぞれ接続し、前記2条の往き側冷却溝51,52の出口側は、該往き側冷却溝51,52の出口端が開口する2つの冷却水溜め40,40を介して、前記燃焼室103に開口する水噴射孔31に接続されている。32は前記冷却水溜め40,40に設けられた逆止弁で、前記燃焼室103側から冷却水溜め40,40及び往き側冷却溝51,52側へのガス流を遮断するものである。
また、前記入口側冷却水溜め91,92は、前記ノズルキャップ1の軸方向に2個穿孔された冷却水入口通路7,71の下端開口部に連通されている。53は前記冷却水入口通路7,71の上端開口部が連通される入口環状溝である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the main part of the liquid-cooled fuel injection valve according to the third embodiment of the present invention.
In this third embodiment, the
The inlet-side
39は前記入口環状溝53に接続される冷却水管、34は該冷却水管39の管路を開閉する電磁弁で、図示しない水ポンプから圧送された冷却水が該冷却水管39及び電磁弁34を通って前記入口環状溝53に供給されるようになっている。
35は前記電磁弁34を開閉制御する電磁弁コントローラ、36はエンジンのクランク角を検出するクランク角センサ、37はエンジンの負荷(エンジン出力)を検出する負荷センサ、38はエンジンのシリンダ(気筒)の着火順序を検出して発振する気筒識別信号発振器であり、前記クランク角センサ36からのエンジンのクランク角検出信号、負荷センサ37からのエンジン負荷の検出信号、及び気筒識別信号発振器38からのシリンダの着火順序の発振信号は前記電磁弁コントローラ35に入力される。
35 is a solenoid valve controller for controlling the opening and closing of the
かかる第2実施例において、前記電磁弁コントローラ35が、前記クランク角センサ36からのエンジンのクランク角検出信号、負荷センサ37からのエンジン負荷の検出信号、及び気筒識別信号発振器38からのシリンダの着火順序の発振信号に基づき、燃焼室103内への水の噴射時期および噴射期間(即ち噴射量)を算出し、その結果により設定された水の噴射時期および噴射期間で前記電磁弁34を開くと、前記冷却水管39からの冷却水は入口環状溝53に供給される。
そして、この冷却水は前記冷却水入口通路7,71をA矢印のように流れて入口側冷却水溜め91,92に入り、該入口側冷却水溜め91,92を経て螺旋状に形成された2条の往き側冷却溝51,52に入り、該往き側冷却溝51,52を旋回しながら下方に流動して高温になっているノズルチップ1の円筒状部1b周辺を冷却してから冷却水溜め40,40に入り、逆止弁32を押し開き、前記水噴射孔31から燃焼室103内に噴射される。
In the second embodiment, the
The cooling water flows in the cooling
かかる第3実施例によれば、逆方向に旋回する2条の該往き側冷却溝51,52にて構成された螺旋状の冷却溝の上端部を冷却液入口通路7,71に接続するとともに、ノズルチップ1先端部側の終端を、逆止弁32を備えた冷却水溜め40を介して水噴射孔31に接続したので、水噴射エンジンにおいて、該往き側冷却溝51,52を通すことによりノズルチップ1を冷却した冷却水を、水噴射孔31から燃焼室103内に噴射してNOxの発生を抑制した燃焼をせしめることができ、1系統の水をノズルチップ1の冷却と水噴射孔31からの燃焼室への噴射によるNOx発生の抑制運転の双方に活用できる。
その他の構成は図1に示す第1実施例あるいは図2に示す第2実施例と同様であり、これらと同一の部材は同一の符号で示す。
また、前記冷却液としては、前記のような水以外にオイル等の液体も使用できる。
According to the third embodiment, the upper ends of the spiral cooling grooves formed by the two forward cooling
Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1 or the second embodiment shown in FIG. 2, and the same members are denoted by the same reference numerals.
In addition to the water as described above, a liquid such as oil can be used as the cooling liquid.
本発明によれば、燃料噴射弁の外径の増加を伴うことなく且つ比較的簡単な構造で以って、ノズルチップの冷却効果を向上可能とした液冷式燃料噴射弁を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid-cooled fuel injection valve that can improve the cooling effect of the nozzle tip without increasing the outer diameter of the fuel injection valve and with a relatively simple structure.
1 ノズルチップ
1b 円筒状部
2 針弁
3 ノズルキャップ
4 噴孔
5,51,52 往き側冷却溝
6 戻り側冷却溝
7 冷却水入口通路
8 冷却水出口通路
9,91,92 入口側冷却水溜め
10 出口側冷却水溜め
12 流体シール部
20 冷却水排出孔
21 環状溝
31 水噴射孔
34 電磁弁
35 電磁弁
40 冷却水溜め
100 燃料噴射弁
101 シリンダカバー
102 冷却室
103 燃焼室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
The spiral cooling groove is composed of two cooling grooves swirling in opposite directions, and both inlet sides of the two cooling grooves are connected to a cooling liquid inlet provided in the upper part of the nozzle chip. In addition, both outlet sides of the cooling groove are connected to a cooling water reservoir having a check valve, and the cooling liquid is injected from the water injection hole into the combustion chamber via the check valve. 6. A liquid-cooled fuel injection valve according to claim 5, wherein
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