JP2014194202A - Fuel injection nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射ノズル(以下、略してノズルと呼ぶことがある。)に関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle for injecting fuel (hereinafter sometimes abbreviated as a nozzle).
従来から、例えば、内燃機関に燃料を噴射して供給する燃料噴射弁では、燃料を噴射するノズルと、このノズルを開弁駆動または閉弁駆動するアクチュエータとを備えるものが周知である。また、燃料噴射弁に用いられるノズル(燃料噴射ノズル)では、円筒状のノズルボディと、ノズルボディの内周に軸方向に移動可能となるように収容されるニードルとを備えるものが公知である。そして、このノズルは、ニードルがノズルボディの内周で軸方向に移動することで燃料の噴射を開始または停止する。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a fuel injection valve that injects and supplies fuel to an internal combustion engine includes a nozzle that injects fuel and an actuator that drives to open or close the nozzle. Further, a nozzle (fuel injection nozzle) used for a fuel injection valve is known that includes a cylindrical nozzle body and a needle that is accommodated in the inner periphery of the nozzle body so as to be movable in the axial direction. . The nozzle starts or stops fuel injection as the needle moves in the axial direction on the inner periphery of the nozzle body.
つまり、ノズルボディの内壁には、ニードルの軸方向の先端近傍に設けられたシート部が離着するシート位置が設けられ、さらに、シート位置よりも軸方向の先端側の内壁には、燃料の噴孔が複数開口している。そして、シート部がシート位置から離座することで、噴孔を通じてノズルボディの内周から外部に燃料が導かれて噴射される(例えば、特許文献1参照。)。 That is, the inner wall of the nozzle body is provided with a seat position where the seat portion provided near the tip of the needle in the axial direction is separated, and further, the inner wall on the tip end side in the axial direction from the seat position is provided with fuel. A plurality of nozzle holes are opened. Then, when the seat portion is separated from the seat position, the fuel is guided from the inner periphery of the nozzle body to the outside through the injection hole (for example, see Patent Document 1).
ところで、燃料噴射ノズルでは、エネルギー的に有利な構造を採用するため、流量係数を高める様々な検討がなされている。
しかし、燃料噴射ノズルの流量係数は噴射圧が高くなるほど低下するので、噴射圧が高いほどエネルギー的に不利になる。このため、例えば、ディーゼルエンジンの気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁のように、噴射圧の高圧化要求が高い用途では、噴射圧を高めても流量係数を低下させない構造が求められている。
By the way, in the fuel injection nozzle, in order to adopt an energy advantageous structure, various studies for increasing the flow coefficient have been made.
However, since the flow coefficient of the fuel injection nozzle decreases as the injection pressure increases, the higher the injection pressure, the more disadvantageous in terms of energy. For this reason, for example, a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder of a diesel engine, such as a fuel injection valve that requires high injection pressure, a structure that does not decrease the flow coefficient even when the injection pressure is increased is required. Yes.
なお、特許文献1には、噴孔の内壁における開口縁を曲面とすることで噴霧の性状を好適に改善することができる点が記載されている。また、特許文献2には、噴孔の半径rや、内壁における開口からの距離(L)に関し、特定の数式を満たすように噴孔を設けることで摩擦損失を低減することができる点が記載されている。しかし、特許文献1、2の構造を採用することにより、近年の噴射圧の高圧化要求に対し、どの程度の効果が得られるのか全く未知数である。。
Note that
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、その目的は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおいて、噴射圧を高めても流量係数を低下させないことにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent a flow coefficient from being lowered even if the injection pressure is increased in a fuel injection nozzle that injects fuel into an internal combustion engine.
本願の第1発明によれば、燃料噴射ノズルは、円筒状のノズルボディと、ノズルボディの内周に軸方向に移動可能となるように収容されるニードルとを備え、ニードルがノズルボディの内周で軸方向に移動することで燃料の噴射を開始または停止する。そして、燃料噴射ノズルは、次のシート位置、噴孔および第1構造を備える。 According to the first invention of the present application, the fuel injection nozzle includes a cylindrical nozzle body and a needle that is accommodated in the inner periphery of the nozzle body so as to be movable in the axial direction. The fuel injection is started or stopped by moving in the axial direction around the circumference. The fuel injection nozzle includes a next seat position, an injection hole, and a first structure.
まず、シート位置は、ノズルボディの内壁の一部であり、ニードルの軸方向の先端近傍に設けられたシート部が離着する。また、噴孔は、シート位置よりも軸方向の先端側でノズルボディの内壁に開口し、シート部がシート位置から離座することでノズルボディの内周から外部に燃料を導くものである。 First, the seat position is a part of the inner wall of the nozzle body, and the seat portion provided near the tip in the axial direction of the needle is detached. The nozzle hole opens in the inner wall of the nozzle body on the tip end side in the axial direction from the seat position, and guides the fuel from the inner periphery of the nozzle body to the outside by the seat portion being separated from the seat position.
さらに、第1構造とは、内壁の内、シート位置および噴孔の内壁における開口(11a)が存在する壁部分の形状を規定する構造である。そして、第1構造によれば、壁部分の内、シート位置を含む部分であるシート面は、軸(β)と同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径であって先端が円である。また、開口(11a)を含む部分である噴孔開口面は、軸(β)と同軸であってシート面の先端の径以下の径を有する円筒面、または、円筒面の軸方向の先端側に連続するとともに、円筒面の径と同じ径を有して軸方向の先端側に凸を形成する半球面である。 Further, the first structure is a structure that defines the shape of the wall portion in the inner wall where the seat position and the opening (11a) in the inner wall of the nozzle hole are present. According to the first structure, the sheet surface including the sheet position in the wall portion is provided as a conical surface coaxial with the axis (β) and has a smaller diameter toward the tip end in the axial direction, and the tip is a circle. is there. The nozzle hole opening surface, which is a portion including the opening (11a), is a cylindrical surface that is coaxial with the axis (β) and has a diameter equal to or smaller than the diameter of the front end of the sheet surface, or the front end side in the axial direction of the cylindrical surface And a hemispherical surface having the same diameter as that of the cylindrical surface and forming a convex on the tip side in the axial direction.
そして、本願の第1発明によれば、燃料噴射ノズルは、単一の噴孔を通過する燃料の流量の上限の限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦339cc/分を満たす。 And according to 1st invention of this application, a fuel injection nozzle satisfy | fills an inequality 20cc / min <= Q <= 339cc / min regarding the upper limit (Q) of the flow volume of the fuel which passes a single nozzle hole.
これにより、第1構造を備えるノズルにおいて噴射圧を220MPaまで高めても、流量係数Cdを0.82以上にすることができる。なお、流量係数Cdは、下記の数式1で定義されるものである。
〔数式1〕q=Cd・A・(2・Pdif/ρ)1/2
ここで、qは、単一の噴孔から噴射される燃料の噴射量であり、Aは、噴孔の出口の断面積であり、Pdifは、噴射圧と燃料が噴射される空間(内燃機関の気筒内)の圧力との差圧であり、ρは、燃料の密度である(q、A、Pdifおよびρの単位はMKS単位系である。)。
Thereby, even if it raises an injection pressure to 220 Mpa in the nozzle provided with a 1st structure, the flow coefficient Cd can be 0.82 or more. The flow coefficient Cd is defined by the following
[Formula 1] q = Cd · A · (2 · Pdif / ρ) 1/2
Here, q is the amount of fuel injected from a single injection hole, A is the cross-sectional area of the outlet of the injection hole, and Pdif is the space in which the injection pressure and fuel are injected (internal combustion engine) And ρ is the density of the fuel (the units of q, A, Pdif and ρ are MKS unit systems).
すなわち、本発明者らの鋭意検討によれば、第1構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を339cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を339cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が220MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。 That is, according to the earnest study by the present inventors, the upper limit value (Q) is set to 339 cc / min in the nozzle having the first structure (that is, the limit value (Q) is set to 339 cc / min or less). Thus, it was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more in the range where the injection pressure was 220 MPa or less.
また、限界値(Q)の下限である20cc/分は、限界値(Q)が20cc/分未満となるような単一の噴孔を設けることができるか否かの点に基づき定まるものである。
つまり、限界値(Q)が小さいほど噴孔の孔径が小さくなり、放電加工やレーザー加工によって設けることが困難になる。そして、限界値(Q)が20cc/分未満となるような単一の噴孔を設けることは、極めて困難である。
Further, the lower limit of the limit value (Q), 20 cc / min, is determined based on whether or not a single injection hole with a limit value (Q) of less than 20 cc / min can be provided. is there.
That is, the smaller the limit value (Q), the smaller the hole diameter of the nozzle hole, making it difficult to provide by electric discharge machining or laser machining. It is extremely difficult to provide a single nozzle hole with a limit value (Q) of less than 20 cc / min.
以上により、第1構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦339cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
As described above, in the nozzle having the first structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第1発明に従属する第2発明よれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦302cc/分を満たす。
本発明者らの鋭意検討によれば、第1構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を302cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を302cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が240MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
According to the second invention subordinate to the first invention of the present application, the fuel injection nozzle satisfies the
According to the earnest study by the present inventors, the upper limit value (Q) is set to 302 cc / min in the nozzle having the first structure (that is, the limit value (Q) is set to 302 cc / min or less). It was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more when the injection pressure was 240 MPa or less.
このため、第1構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦302cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を240MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
For this reason, in the nozzle having the first structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第2発明に従属する第3発明よれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦240cc/分を満たす。
本発明者らの鋭意検討によれば、第1構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を240cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を240cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が260MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
According to the third invention subordinate to the second invention of the present application, the fuel injection nozzle satisfies the
According to the diligent study of the present inventors, by setting the upper limit value (Q) to 240 cc / min in the nozzle having the first structure (that is, by setting the limit value (Q) to 240 cc / min or less). It was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more when the injection pressure was 260 MPa or less.
このため、第1構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦240cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を260MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
For this reason, in the nozzle having the first structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第4発明によれば、燃料噴射ノズルは、次の第2構造を備える。
ここで、第2構造によれば、壁部分の内、シート位置を含む部分であるシート面は、軸(β)と同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径であり、開口(11a)もシート面に存在する。
そして、本願の第4発明によれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦320cc/分を満たす。
According to the fourth invention of the present application, the fuel injection nozzle includes the following second structure.
Here, according to the second structure, the sheet surface including the sheet position in the wall portion is provided as a conical surface coaxial with the axis (β) and has a smaller diameter toward the front end in the axial direction, and the opening (11a ) Is also present on the sheet surface.
According to the fourth aspect of the present invention, the fuel injection nozzle satisfies the
すなわち、本発明者らの鋭意検討によれば、第2構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を320cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を320cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が220MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
これにより、第2構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦320cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
That is, according to the earnest study by the present inventors, the upper limit value (Q) is set to 320 cc / min in the nozzle having the second structure (that is, the limit value (Q) is set to 320 cc / min or less). Thus, it was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more in the range where the injection pressure was 220 MPa or less.
Thereby, in the nozzle having the second structure, the flow rate coefficient Cd is set to 0. 0 even if the injection pressure is increased to 220 MPa by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第4発明に従属する第5発明よれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦288cc/分を満たす。
本発明者らの鋭意検討によれば、第2構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を288cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を288cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が240MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
According to a fifth invention subordinate to the fourth invention of the present application, the fuel injection nozzle satisfies the
According to the diligent study by the present inventors, by setting the upper limit value (Q) to 288 cc / min in a nozzle having the second structure (that is, by setting the limit value (Q) to 288 cc / min or less). It was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more when the injection pressure was 240 MPa or less.
このため、第2構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦288cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を240MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
For this reason, in the nozzle having the second structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第5発明に従属する第6発明よれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦230cc/分を満たす。
本発明者らの鋭意検討によれば、第2構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を230cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を230cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が260MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
According to a sixth invention subordinate to the fifth invention of the present application, the fuel injection nozzle satisfies the
According to the earnest study by the present inventors, by setting the upper limit value (Q) to 230 cc / min in the nozzle having the second structure (that is, by setting the limit value (Q) to 230 cc / min or less). It was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more when the injection pressure was 260 MPa or less.
このため、第2構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦230cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を260MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
For this reason, in the nozzle having the second structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第7発明によれば、燃料噴射ノズルは、次の第3構造を備える。
ここで、第3構造によれば、壁部分の内、シート位置を含む部分であるシート面は、軸(β)と同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径であって先端が円である。また、開口(11a)を含む部分である噴孔開口面は、軸(β)と母線との間に形成される角度がシート面よりも小さく、かつ、軸(β)と同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径である。
そして、本願の第7発明によれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦332cc/分を満たす。
According to the seventh invention of the present application, the fuel injection nozzle has the following third structure.
Here, according to the third structure, the sheet surface including the sheet position in the wall portion is provided as a conical surface coaxial with the axis (β) and has a smaller diameter toward the tip end in the axial direction, and the tip is circular. It is. In addition, the nozzle hole opening surface, which is a portion including the opening (11a), is formed as a conical surface having an angle formed between the axis (β) and the generatrix smaller than that of the seat surface and coaxial with the axis (β). The smaller the diameter, the closer to the tip end in the axial direction.
And according to 7th invention of this application, a fuel-injection nozzle satisfy | fills inequality 20cc / min <= Q <= 332cc / min regarding a limit value (Q).
すなわち、本発明者らの鋭意検討によれば、第3構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を332cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を332cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が220MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
これにより、第3構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦332cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
That is, according to the earnest study by the present inventors, the upper limit value (Q) is set to 332 cc / min in the nozzle having the third structure (that is, the limit value (Q) is set to 332 cc / min or less). Thus, it was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more in the range where the injection pressure was 220 MPa or less.
Thus, in the nozzle having the third structure, the flow coefficient Cd is set to 0. 0 even if the injection pressure is increased to 220 MPa by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第7発明に従属する第8発明よれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦299cc/分を満たす。
本発明者らの鋭意検討によれば、第3構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を299cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を299cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が240MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
According to an eighth invention that is dependent on the seventh invention of the present application, the fuel injection nozzle satisfies the
According to the earnest study by the present inventors, by setting the upper limit value (Q) to 299 cc / min in the nozzle having the third structure (that is, by setting the limit value (Q) to 299 cc / min or less). It was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more when the injection pressure was 240 MPa or less.
このため、第3構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦299cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を240MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
For this reason, in the nozzle having the third structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
本願の第8発明に従属する第9発明よれば、燃料噴射ノズルは、限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦239cc/分を満たす。
本発明者らの鋭意検討によれば、第3構造を備えるノズルにおいて限界値(Q)の上限を239cc/分とすることにより(つまり、限界値(Q)を239cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が260MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
According to the ninth invention subordinate to the eighth invention of the present application, the fuel injection nozzle satisfies the
According to the earnest study by the present inventors, by setting the upper limit value (Q) to 239 cc / min in the nozzle having the third structure (that is, by setting the limit value (Q) to 239 cc / min or less). It was confirmed that the flow coefficient Cd was 0.82 or more when the injection pressure was 260 MPa or less.
このため、第3構造を備えるノズルにおいて、不等式20cc/分≦Q≦239cc/分を満たすように限界値(Q)を設定することで、噴射圧を260MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
For this reason, in the nozzle having the third structure, by setting the limit value (Q) so as to satisfy the
以下、発明を実施するための形態を以下の実施例1〜45および比較例1〜18に基づいて説明する。
なお、実施例1〜15および比較例1〜6の燃料噴射ノズル(以下、ノズルと呼ぶことがある。)は、ノズルボディの先端近傍の内壁に関して、後記する第1構造を備えるものであり、実施例1〜15および比較例1〜6をまとめて第1グループと呼ぶことがある。
Hereinafter, the form for inventing is demonstrated based on the following Examples 1-45 and Comparative Examples 1-18.
In addition, the fuel injection nozzles of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6 (hereinafter sometimes referred to as nozzles) have a first structure to be described later with respect to the inner wall near the tip of the nozzle body. Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6 may be collectively referred to as a first group.
また、実施例16〜30および比較例7〜12のノズルは、ノズルボディの先端近傍の内壁に関して、後記する第2構造を備えるものであり、実施例16〜30および比較例7〜12をまとめて第2グループと呼ぶことがある。
さらに、実施例31〜45および比較例13〜18のノズルは、ノズルボディの先端近傍の内壁に関して、後記する第3構造を備えるものであり、実施例31〜45および比較例13〜18をまとめて第3グループと呼ぶことがある。
In addition, the nozzles of Examples 16 to 30 and Comparative Examples 7 to 12 have the second structure described later with respect to the inner wall near the tip of the nozzle body, and Examples 16 to 30 and Comparative Examples 7 to 12 are summarized. Sometimes called the second group.
Furthermore, the nozzles of Examples 31 to 45 and Comparative Examples 13 to 18 have a third structure described later with respect to the inner wall near the tip of the nozzle body, and Examples 31 to 45 and Comparative Examples 13 to 18 are summarized. Sometimes called the third group.
〔第1グループの構成〕
第1グループのノズル1の構成を、図面を用いて説明する。
なお、第1グループにおいて実施例1〜15および比較例1〜6のノズル1は、後記する限界値Qおよび噴射圧の点で互いに相違する。
ノズル1は、開弁して燃料を噴射するものであり、ノズル1を開弁駆動または閉弁駆動するアクチュエータ(図示せず。)とともに燃料噴射弁を構成する。そして、燃料噴射弁は、例えば、内燃機関(図示せず。)に搭載され、100MPaを超える高圧の燃料を気筒内に直接噴射するために用いられる。
[Configuration of the first group]
The configuration of the first group of
In the first group, the
The
なお、アクチュエータは、例えば、ノズル1の弁体(後記するニードル2)に作用する背圧を増減して弁体を駆動するものであり、コイル(図示せず。)への通電により発生する磁気力を利用して背圧室(図示せず。)を開閉することで背圧を増減する。
そして、燃料噴射弁は、例えば、燃料を高圧化して吐出する燃料供給ポンプ(図示せず。)、および、燃料供給ポンプから吐出された燃料を高圧状態で蓄圧する蓄圧容器(図示せず。)とともに蓄圧式の燃料供給装置を構成し、蓄圧容器から高圧の燃料を分配されて気筒内に噴射する。
The actuator drives the valve body by increasing / decreasing the back pressure acting on the valve body (
The fuel injection valve is, for example, a fuel supply pump (not shown) that discharges the fuel at a high pressure, and a pressure accumulation container (not shown) that accumulates the fuel discharged from the fuel supply pump in a high pressure state. At the same time, an accumulator fuel supply device is constructed, and high-pressure fuel is distributed from the accumulator vessel and injected into the cylinder.
ノズル1は、図1に示すように、円筒状のノズルボディ3と、ノズルボディ3の内周に軸方向に移動可能となるように収容される弁体としてのニードル2とを備える。そして、ノズル1は、ニードル2がノズルボディ3の内周で軸方向に移動することで燃料の噴射を開始または停止する。
As shown in FIG. 1, the
ここで、ニードル2は、ノズルボディ3により軸方向に摺動自在に支持される摺動軸部2a、および、実質的に弁部として機能する円錐状の先端部2bを有し、摺動軸部2aと先端部2bとの間は軸方向に長い円柱部2cをなす。
ノズルボディ3の内周は、軸方向に長い円筒状をなし先端が閉じられている。また、ノズルボディ3の内周の一部は、局部的に径方向に拡大され、噴射すべき燃料が一時的に溜まる燃料溜まり4をなす。
Here, the
The inner periphery of the
そして、ノズルボディ3の内周の内、燃料溜まり4の軸方向後端側の領域は、摺動軸部2aを摺動自在に支持するための摺動孔5をなし、燃料溜まり4の軸方向先端側の領域は、先端部2bおよび円柱部2cを収容して円環筒状の燃料通路6を形成する。なお、ノズルボディ3には、蓄圧容器から受け入れた燃料を燃料溜まり4に導くための燃料通路7が、別途、燃料溜まり4に接続している。
A region on the axially rear end side of the
以下、ノズル1の特徴的な構成を、図2を用いて説明する。
ノズル1は、特徴的な構成として、シート位置10および噴孔11を備え、さらに、ノズルボディ3の先端近傍の内壁の形状を規定する第1構造を備える。また、ノズル1は、後記する限界値Qに関して種々の数値が設定されている。
Hereinafter, a characteristic configuration of the
As a characteristic configuration, the
まず、シート位置10は、ノズルボディ3の先端近傍の内壁の一部であり、先端部2bに設けられたシート部13が離着する。
ここで、先端部2bの外周面は、例えば、3つの異なる円錐面14a、14b、14cが先端から軸方向後端側に同軸に連続するものであり、円錐面14a〜14cは、それぞれの母線とニードル2の軸αとの間に形成される角度が先端側ほど大きくなっている。そして、円錐面14a、14b同士の交線15a、および円錐面14b、14c同士の交線15bは軸αに垂直な円であり、交線15bがシート部13として機能し、シート位置10は円形である。
First, the
Here, the outer peripheral surface of the
また、噴孔11は、シート位置10よりも軸方向の先端側でノズルボディ3の内壁に開口し、シート部13がシート位置10から離座することでノズルボディ3の内周から外部に燃料を導く。つまり、シート部13がシート位置10から離座することで、シート部13とシート位置10との間に隙間が形成され、この隙間を通って燃料通路6から噴孔11に燃料が導入されてノズルボディ3の外部に噴射される。
Further, the
また、第1構造とは、ノズルボディ3の先端近傍の内壁の内、シート位置10を含む部分であるシート面と、ノズルボディ3の内壁における噴孔11の開口11aを含む部分である噴孔開口面との関係を規定するものである。より詳しくは、第1構造によれば、シート面および噴孔開口面は、次のように規定される。まず、シート面は、軸βと同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径であって先端が円である、というものである。また、噴孔開口面は、軸βと同軸であってシート面の先端の径以下の径を有する円筒面、または、この円筒面の軸方向の先端側に連続するとともに、円筒面の径と同じ径を有して軸方向の先端側に凸を形成する半球面である、というものである。
In addition, the first structure is a nozzle surface that is a portion including an
より具体的に説明すると、ノズルボディ3の先端近傍の内壁は、以下の円錐面17、円筒面18および半球面19を有し、ノズルボディ3の内周先端を袋状に閉じている。
円錐面17は、軸βと同軸に設けられ、軸方向先端側ほど小径であって先端が円20である。そして、円錐面17は、シート位置10を含んでシート面となっている。
More specifically, the inner wall in the vicinity of the tip of the
The
また、円筒面18は、軸βと同軸に設けられ、円20と同径であって円20から軸方向先端側に連続する。さらに、半球面19は、円筒面18と同径であり、軸方向先端側に凸を形成するように円筒面18に連続する。そして、開口11aは、円筒面18と半球面19とに跨るように設けられ、円筒面18、半球面19は、噴孔開口面となっている。
Moreover, the
次に、限界値Qについて説明する。
限界値Qは、単一の噴孔11を通過する燃料の流量の上限として定義されるものである。そして、限界値Q、噴射圧をパラメータとして変化させて実施例1〜15および比較例1〜6とし、実施例1〜15および比較例1〜6のそれぞれのノズル1において、数式1により規定される流量係数Cdがいかなる数値となるかを調査した。なお、噴射圧とは、噴孔11から噴射される燃料の圧力であり、燃料溜まり4や燃料通路5、6、または蓄圧容器内において燃料が示す圧力に略一致するものである。
Next, the limit value Q will be described.
The limit value Q is defined as the upper limit of the flow rate of the fuel passing through the
調査結果を下記の表1に示す。なお、噴射圧には220MPa、240MPa、260MPaの3つの数値を用いている。具体的には、実施例1〜5および比較例1、2が噴射圧を220MPaとしたものであり、実施例6〜10および比較例3、4が噴射圧を240MPaとしたものであり、実施例11〜15および比較例5、6が噴射圧を260MPaとしたものである。
〔表1〕
The survey results are shown in Table 1 below. Note that three numerical values of 220 MPa, 240 MPa, and 260 MPa are used for the injection pressure. Specifically, Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 have an injection pressure of 220 MPa, Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 and 4 have an injection pressure of 240 MPa. In Examples 11 to 15 and Comparative Examples 5 and 6, the injection pressure was 260 MPa.
[Table 1]
さらに、横軸、縦軸にそれぞれ限界値Q、流量係数Cdをとるとともに、噴射圧の3つの数値ごとにマークの形状を変えて表1の結果を図3のグラフに図示した。
この結果、限界値Qと流量係数Cdとの相関は、噴射圧の数値ごとに異なる曲線を描き、噴射圧が高い曲線ほど図示左側(限界値Qの小側)に現れることが判明した。また、それぞれの曲線は、上に凸を示す2次関数(2次の項が負の係数を有する2次関数)により近似できることが判明した。
Further, the limit value Q and the flow coefficient Cd are taken on the horizontal axis and the vertical axis, respectively, and the shape of the mark is changed for each of the three numerical values of the injection pressure, and the result of Table 1 is shown in the graph of FIG.
As a result, it has been found that the correlation between the limit value Q and the flow coefficient Cd draws a different curve for each numerical value of the injection pressure, and that the curve with the higher injection pressure appears on the left side of the figure (the smaller side of the limit value Q). It has also been found that each curve can be approximated by a quadratic function having a convexity upward (a quadratic function in which the quadratic term has a negative coefficient).
そこで、3つの噴射圧ごとに限界値Qと流量係数Cdとの相関を2次関数として求めた。さらに、これら3つの2次関数それぞれに、流量係数Cdの下限として許容することができる数値0.82を当てはめ、流量係数Cdが0.82になるときの限界値Qの数値を噴射圧ごとに求めた。この計算により得られた限界値Qの数値は、噴射圧220、240、260MPaそれぞれの相関において339cc/分、302cc/分、240cc/分であった。 Therefore, the correlation between the limit value Q and the flow coefficient Cd was obtained as a quadratic function for each of the three injection pressures. Furthermore, a numerical value 0.82 that can be allowed as the lower limit of the flow coefficient Cd is applied to each of these three quadratic functions, and the numerical value of the limit value Q when the flow coefficient Cd becomes 0.82 is set for each injection pressure. Asked. The numerical value of the limit value Q obtained by this calculation was 339 cc / min, 302 cc / min, and 240 cc / min in the respective correlations of the injection pressures 220, 240, and 260 MPa.
この結果、第1構造を備えるノズル1において限界値Qの上限を339cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを339cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が220MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。また、限界値Qの上限を302cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを302cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が240MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。さらに、限界値Qの上限を240cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを240cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が260MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
As a result, in the
〔実施例1〜15の効果〕
実施例1〜5のノズル1によれば、限界値Qは不等式Q≦339cc/分を満たすとともに噴射圧は220MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例1、2のノズル1によれば、限界値Qは339cc/分よりも大きく、噴射圧は220MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第1構造を備えるノズル1において、不等式Q≦339cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても、流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
[Effects of Examples 1 to 15]
According to the
Thereby, in the
なお、限界値Qの下限は、限界値Qが下限の数値未満となるような単一の噴孔11を設けることができるか否かの点に基づき定まるものである。つまり、限界値Qが小さいほど噴孔11の孔径が小さくなり、放電加工やレーザー加工によって設けることが困難となる。そして、この観点から、限界値Qの下限は、例えば、20cc/分に設定することができる。
In addition, the lower limit of the limit value Q is determined based on whether or not the
以上により、第1構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦339cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
As described above, in the
実施例6〜10のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦302cc/分を満たすとともに噴射圧は240MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例3、4のノズル1によれば、限界値Qは302cc/分よりも大きく、噴射圧は240MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第1構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦302cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を240MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
According to the
Thus, in the
実施例11〜15のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦240cc/分を満たすとともに噴射圧は260MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例5、6のノズル1によれば、限界値Qは240cc/分よりも大きく、噴射圧は260MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第1構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦240cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を260MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
According to the
Thereby, in the
〔第2グループの構成〕
第2グループのノズル1の構成を、図4を用いて説明する。
なお、第2グループにおいて実施例16〜30および比較例7〜12のノズル1は、限界値Qおよび噴射圧の点で互いに相違する。
第2グループのノズル1は、ノズルボディ3の先端近傍の内壁の形状を規定する構造として、次の第2構造を備える。
[Configuration of the second group]
The configuration of the second group of
In the second group, the
The second group of
ここで、第2構造とは、第1構造と同様にシート面と噴孔開口面との関係を規定するものであるが、第2構造によれば、図4に示すようにシート面および噴孔開口面は共通の円錐面17であって、共通の円錐面17にシート位置10および開口11aが両方とも存在する。
Here, as in the first structure, the second structure defines the relationship between the sheet surface and the nozzle hole opening surface. However, according to the second structure, the sheet surface and the jet are shown in FIG. The hole opening surface is a common
すなわち、第2構造は、シート面が軸βと同軸の円錐面17として設けられ軸方向先端側ほど小径であり、シート面に開口11aが存在する、というものである。
なお、実施例2のノズル1によれば、ノズルボディ3の先端近傍の内壁には、第1グループ1のノズル1に存在した円筒面18、半球面19に相当する部分が存在せず、内周先端には、研削による逃し22が形成されている。
That is, the second structure is such that the seat surface is provided as a
According to the
次に、第2グループの限界値Qについて説明する。
第2グループでは、限界値Q、噴射圧をパラメータとして変化させて実施例16〜30および比較例7〜12とし、実施例16〜30および比較例7〜12のそれぞれのノズル1において流量係数Cdがいかなる数値となるかを調査した。
Next, the limit value Q of the second group will be described.
In the second group, the limit value Q and the injection pressure are changed as parameters to obtain Examples 16 to 30 and Comparative Examples 7 to 12, and the flow coefficient Cd in each
調査結果を下記の表2に示す。なお、噴射圧には220MPa、240MPa、260MPaの3つの数値を用いている。具体的には、実施例16〜20および比較例7、8が噴射圧を220MPaとしたものであり、実施例21〜25および比較例9、10が噴射圧を240MPaとしたものであり、実施例26〜30および比較例11、12が噴射圧を260MPaとしたものである。
〔表2〕
The survey results are shown in Table 2 below. Note that three numerical values of 220 MPa, 240 MPa, and 260 MPa are used for the injection pressure. Specifically, Examples 16 to 20 and Comparative Examples 7 and 8 have an injection pressure of 220 MPa, and Examples 21 to 25 and Comparative Examples 9 and 10 have an injection pressure of 240 MPa. Examples 26 to 30 and Comparative Examples 11 and 12 have an injection pressure of 260 MPa.
[Table 2]
さらに、横軸、縦軸にそれぞれ限界値Q、流量係数Cdをとるとともに、噴射圧の3つの数値ごとにマークの形状を変えて表2の結果を図5のグラフに図示した。
この結果、限界値Qと流量係数Cdとの相関は、噴射圧の数値ごとに異なる曲線を描き、噴射圧が高い曲線ほど図示左側(限界値Qの小側)に現れることが判明した。また、それぞれの曲線は、上に凸を示す2次関数により近似できることが判明した。
Further, the limit value Q and the flow coefficient Cd are taken on the horizontal axis and the vertical axis, respectively, and the shape of the mark is changed for each of the three numerical values of the injection pressure, and the results of Table 2 are shown in the graph of FIG.
As a result, it has been found that the correlation between the limit value Q and the flow coefficient Cd draws a different curve for each numerical value of the injection pressure, and that the curve with the higher injection pressure appears on the left side of the figure (the smaller side of the limit value Q). Further, it has been found that each curve can be approximated by a quadratic function having an upward convexity.
そして、第1グループと同様に、3つの噴射圧ごとに限界値Qと流量係数Cdとの相関を2次関数として求め、これら3つの2次関数それぞれから、流量係数Cdが0.82になるときの限界値Qの数値を噴射圧ごとに求めた。この計算により得られた限界値Qの数値は、噴射圧220、240、260MPaそれぞれの相関において320cc/分、288cc/分、230cc/分であった。 Then, as in the first group, the correlation between the limit value Q and the flow coefficient Cd is obtained as a quadratic function for each of the three injection pressures, and the flow coefficient Cd becomes 0.82 from each of these three quadratic functions. The numerical value of the limit value Q was determined for each injection pressure. The numerical value of the limit value Q obtained by this calculation was 320 cc / min, 288 cc / min, and 230 cc / min in the correlation of the injection pressures 220, 240, and 260 MPa, respectively.
この結果、第2構造を備えるノズル1において限界値Qの上限を320cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを320cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が220MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。また、限界値Qの上限を288cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを288cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が240MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。さらに、限界値Qの上限を230cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを230cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が260MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
As a result, in the
〔実施例16〜30の効果〕
実施例16〜20のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦320cc/分を満たすとともに噴射圧は220MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例7、8のノズル1によれば、限界値Qは320cc/分よりも大きく、噴射圧は220MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第2構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦320cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても、流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
[Effects of Examples 16 to 30]
According to the
Thereby, in the
実施例21〜25のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦288cc/分を満たすとともに噴射圧は240MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例9、10のノズル1によれば、限界値Qは288cc/分よりも大きく、噴射圧は240MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第2構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦288cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を240MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
According to the
Thereby, in the
実施例26〜30のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦230cc/分を満たすとともに噴射圧は260MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例11、12のノズル1によれば、限界値Qは230cc/分よりも大きく、噴射圧は260MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第2構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦230cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を260MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
According to the
Accordingly, in the
〔第3グループの構成〕
第3グループのノズル1の構成を、図6を用いて説明する。
なお、第3グループにおいて実施例31〜45および比較例13〜18のノズル1は、限界値Qおよび噴射圧の点で互いに相違する。
第3グループのノズル1は、ノズルボディ3の先端近傍の内壁の形状を規定する構造として、次の第3構造を備える。
[Configuration of the third group]
The configuration of the third group of
In the third group, the
The third group of
ここで、第3構造とは、第1、第2構造と同様にシート面と噴孔開口面との関係を規定するものであるが、第3構造によれば、シート面および噴孔開口面は異なる2つの円錐面である。より詳しくは、第3構造によれば、シート面および噴孔開口面は、次のように規定される。すなわち、第3構造によれば、シート面は、軸βと同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径であって先端が円である。また、噴孔開口面は、軸βと母線との間に形成される角度がシート面よりも小さく、かつ、軸βと同軸の円錐面として設けられ軸方向先端側ほど小径である。 Here, the third structure defines the relationship between the sheet surface and the nozzle hole opening surface as in the first and second structures, but according to the third structure, the sheet surface and the nozzle hole opening surface. Are two different conical surfaces. More specifically, according to the third structure, the sheet surface and the nozzle hole opening surface are defined as follows. That is, according to the third structure, the seat surface is provided as a conical surface coaxial with the axis β, and has a smaller diameter toward the tip end side in the axial direction, and the tip end is a circle. Further, the nozzle hole opening surface has an angle formed between the axis β and the generatrix smaller than that of the seat surface, and is provided as a conical surface coaxial with the axis β and has a smaller diameter toward the tip end in the axial direction.
より具体的に説明すると、図6に示すように、ノズルボディ3の先端近傍の内壁は、以下の第1、第2円錐面17a、17bを有している。
第1、第2円錐面17a、17bは軸βと同軸であり、第1円錐面17aは、軸方向先端側ほど小径であって先端が円20である。また、第2円錐面17bは、円20の軸方向先端側に連続しており、軸βと母線との間に形成される角度が第1円錐面17aよりも小さい。
More specifically, as shown in FIG. 6, the inner wall in the vicinity of the tip of the
The first and second
そして、シート位置10は第1円錐面17aに設けられ、第1円錐面17aがシート面となっている。また、開口11aは第2円錐面17bに設けられ、第2円錐面17bが噴孔開口面となっている。
なお、第3グループのノズル1によれば、ノズルボディ3の先端近傍の内壁には、第1グループのノズル1に存在した円筒面18、半球面19に相当する部分が存在せず、内周先端は、第3円錐面17cにより閉じられている。
The
According to the
次に、第3グループの限界値Qについて説明する。
第3グループでは、限界値Q、噴射圧をパラメータとして変化させて実施例31〜45および比較例13〜18とし、実施例31〜45および比較例13〜18のそれぞれのノズル1において流量係数Cdがいかなる数値となるかを調査した。
Next, the limit value Q of the third group will be described.
In the third group, Examples 31 to 45 and Comparative Examples 13 to 18 are made by changing the limit value Q and the injection pressure as parameters, and the flow coefficient Cd is obtained in each
調査結果を下記の表3に示す。なお、噴射圧には220MPa、240MPa、260MPaの3つの数値を用いている。具体的には、実施例31〜35および比較例13、14が噴射圧を220MPaとしたものであり、実施例36〜40および比較例15、16が噴射圧を240MPaとしたものであり、実施例41〜45および比較例17、18が噴射圧を260MPaとしたものである。
〔表3〕
The survey results are shown in Table 3 below. Note that three numerical values of 220 MPa, 240 MPa, and 260 MPa are used for the injection pressure. Specifically, Examples 31 to 35 and Comparative Examples 13 and 14 have an injection pressure of 220 MPa, Examples 36 to 40 and Comparative Examples 15 and 16 have an injection pressure of 240 MPa, and Examples 41 to 45 and Comparative Examples 17 and 18 have an injection pressure of 260 MPa.
[Table 3]
さらに、横軸、縦軸にそれぞれ限界値Q、流量係数Cdをとるとともに、噴射圧の3つの数値ごとにマークの形状を変えて表3の結果を図7のグラフに図示した。
この結果、限界値Qと流量係数Cdとの相関は、噴射圧の数値ごとに異なる曲線を描き、噴射圧が高い曲線ほど図示左側(限界値Qの小側)に現れることが判明した。また、それぞれの曲線は、上に凸を示す2次関数により近似できることが判明した。
Further, the limit value Q and the flow coefficient Cd are taken on the horizontal axis and the vertical axis, respectively, and the shape of the mark is changed for each of the three numerical values of the injection pressure, and the result of Table 3 is shown in the graph of FIG.
As a result, it has been found that the correlation between the limit value Q and the flow coefficient Cd draws a different curve for each numerical value of the injection pressure, and that the curve with the higher injection pressure appears on the left side of the figure (the smaller side of the limit value Q). Further, it has been found that each curve can be approximated by a quadratic function having an upward convexity.
そして、第1、第2グループと同様に、3つの噴射圧ごとに限界値Qと流量係数Cdとの相関を2次関数として求め、これら3つの2次関数それぞれから、流量係数Cdが0.82になるときの限界値Qの数値を噴射圧ごとに求めた。この計算により得られた限界値Qの数値は、噴射圧220、240、260MPaそれぞれの相関において332cc/分、299cc/分、239cc/分であった。 Then, as in the first and second groups, the correlation between the limit value Q and the flow coefficient Cd is obtained as a quadratic function for each of the three injection pressures, and the flow coefficient Cd is 0. 0 from each of these three quadratic functions. The numerical value of the limit value Q when it becomes 82 was obtained for each injection pressure. The numerical value of the limit value Q obtained by this calculation was 332 cc / min, 299 cc / min, and 239 cc / min in the correlation of the injection pressures 220, 240, and 260 MPa, respectively.
この結果、第3構造を備えるノズル1において限界値Qの上限を332cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを332cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が220MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。また、限界値Qの上限を299cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを299cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が240MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。さらに、限界値Qの上限を239cc/分とすることにより(つまり、限界値Qを239cc/分以下とすることにより、)、噴射圧が260MPa以下の範囲では、流量係数Cdが0.82以上になることを確認することができた。
As a result, in the
〔実施例31〜45の効果〕
実施例31〜35のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦332cc/分を満たすとともに噴射圧は220MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例13、14のノズル1によれば、限界値Qは332cc/分よりも大きく、噴射圧は220MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第3構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦332cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を220MPaまで高めても、流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
[Effects of Examples 31 to 45]
According to the
Thus, in the
実施例36〜40のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦299cc/分を満たすとともに噴射圧は240MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例15、16のノズル1によれば、限界値Qは299cc/分よりも大きく、噴射圧は240MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第3構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦299cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を240MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
According to the
Thus, in the
実施例41〜45のノズル1によれば、限界値Qは不等式20cc/分≦Q≦239cc/分を満たすとともに噴射圧は260MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82以上であった。また、比較例17、18のノズル1によれば、限界値Qは239cc/分よりも大きく、噴射圧は260MPaであり、流量係数Cdはいずれも0.82未満であった。
これにより、第3構造を備えるノズル1において、不等式20cc/分≦Q≦239cc/分を満たすように限界値Qを設定することで、噴射圧を260MPaまで高めても流量係数Cdを0.82以上にすることができる。
According to the
Thereby, in the
〔変形例〕
ノズル1の態様は実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。例えば、第2構造を備えるノズル1において、サック室の先端を、軸βに垂直な平面に設けてもよい。
[Modification]
The aspect of the
1 ノズル(燃料噴射ノズル) 2 ニードル 3 ノズルボディ 10 シート位置
11 噴孔 11a 開口 13 シート部 17 円錐面 18 円筒面 19 半球面 20 円 Q 限界値 β 軸
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ノズルボディ(3)の内壁の一部であり、前記ニードル(2)の軸方向の先端近傍に設けられたシート部(13)が離着するシート位置(10)と、
前記シート位置(10)よりも軸方向の先端側で前記ノズルボディ(3)の内壁に開口し、前記シート部(13)が前記シート位置(10)から離座することで前記ノズルボディ(3)の内周から外部に燃料を導く噴孔(11)と、
前記内壁の内、前記シート位置(10)および前記噴孔(11)の前記内壁における開口(11a)が存在する壁部分の形状を規定する構造であり、前記壁部分の内、前記シート位置(10)を含む部分であるシート面は、前記ノズルボディ(3)の軸(β)と同軸の円錐面(17)として設けられ軸方向先端側ほど小径であって先端が円(20)であり、前記開口(11a)を含む部分である噴孔開口面は、前記軸(β)と同軸であって前記シート面の先端の径以下の径を有する円筒面(18)、または、この円筒面(18)の軸方向の先端側に連続するとともに、前記円筒面(18)の径と同じ径を有して軸方向の先端側に凸を形成する半球面(19)である第1構造とを備え、
単一の前記噴孔(11)を通過する燃料の流量の上限の限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦339cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 A cylindrical nozzle body (3) and a needle (2) accommodated in the inner periphery of the nozzle body (3) so as to be movable in the axial direction, the needle (2) being the nozzle body ( In the fuel injection nozzle (1) that starts or stops fuel injection by moving in the axial direction on the inner circumference of 3),
A seat position (10) at which a seat portion (13) that is a part of the inner wall of the nozzle body (3) and is provided near the tip of the needle (2) in the axial direction;
The nozzle body (3) is opened to the inner wall of the nozzle body (3) on the front end side in the axial direction from the sheet position (10), and the seat portion (13) is separated from the sheet position (10). Nozzle hole (11) for guiding fuel from the inner periphery to the outside;
Of the inner wall, the sheet position (10) and the structure of the wall portion where the opening (11a) in the inner wall of the injection hole (11) is defined, the seat position ( 10) is provided as a conical surface (17) coaxial with the axis (β) of the nozzle body (3), and the seat surface is smaller in diameter toward the tip end in the axial direction and the tip is a circle (20). The nozzle hole opening surface, which is a portion including the opening (11a), is a cylindrical surface (18) that is coaxial with the axis (β) and has a diameter equal to or smaller than the diameter of the front end of the sheet surface, or the cylindrical surface A first structure which is a hemispherical surface (19) which is continuous to the axial tip side of (18) and has a diameter the same as the diameter of the cylindrical surface (18) and forms a convex on the tip side in the axial direction With
A fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 339cc / min with respect to the upper limit value (Q) of the flow rate of fuel passing through the single nozzle hole (11).
前記限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦302cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 The fuel injection nozzle (1) according to claim 1,
The fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 302cc / min with respect to the limit value (Q).
前記限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦240cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 The fuel injection nozzle (1) according to claim 2,
The fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 240cc / min with respect to the limit value (Q).
前記ノズルボディ(3)の内壁の一部であり、前記ニードル(2)の軸方向の先端近傍に設けられたシート部(13)が離着するシート位置(10)と、
前記シート位置(10)よりも軸方向の先端側で前記ノズルボディ(3)の内壁に開口し、前記シート部(13)が前記シート位置(10)から離座することで前記ノズルボディ(3)の内周から外部に燃料を導く噴孔(11)と、
前記内壁の内、前記シート位置(10)および前記噴孔(11)の前記内壁における開口(11a)が存在する壁部分の形状を規定する構造であり、前記壁部分の内、前記シート位置(10)を含む部分であるシート面は、前記ノズルボディ(3)の軸(β)と同軸の円錐面(17)として設けられ軸方向先端側ほど小径であり、前記開口(11a)も前記シート面に存在する第2構造とを備え、
単一の前記噴孔(11)を通過する燃料の流量の上限の限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦320cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 A cylindrical nozzle body (3) and a needle (2) accommodated in the inner periphery of the nozzle body (3) so as to be movable in the axial direction, the needle (2) being the nozzle body ( In the fuel injection nozzle (1) that starts or stops fuel injection by moving in the axial direction on the inner circumference of 3),
A seat position (10) at which a seat portion (13) that is a part of the inner wall of the nozzle body (3) and is provided near the tip of the needle (2) in the axial direction;
The nozzle body (3) is opened to the inner wall of the nozzle body (3) on the front end side in the axial direction from the sheet position (10), and the seat portion (13) is separated from the sheet position (10). Nozzle hole (11) for guiding fuel from the inner periphery to the outside;
Of the inner wall, the sheet position (10) and the structure of the wall portion where the opening (11a) in the inner wall of the injection hole (11) is defined, the seat position ( 10) is provided as a conical surface (17) coaxial with the axis (β) of the nozzle body (3) and has a smaller diameter toward the tip end in the axial direction, and the opening (11a) is also the sheet A second structure present on the surface,
A fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 320cc / min with respect to the upper limit value (Q) of the flow rate of fuel passing through the single nozzle hole (11).
前記限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦288cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 The fuel injection nozzle (1) according to claim 4,
The fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 288cc / min with respect to the limit value (Q).
前記限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦230cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 The fuel injection nozzle (1) according to claim 5,
The fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 230cc / min with respect to the limit value (Q).
前記ノズルボディ(3)の内壁の一部であり、前記ニードル(2)の軸方向の先端近傍に設けられたシート部(13)が離着するシート位置(10)と、
前記シート位置(10)よりも軸方向の先端側で前記ノズルボディ(3)の内壁に開口し、前記シート部(13)が前記シート位置(10)から離座することで前記ノズルボディ(3)の内周から外部に燃料を導く噴孔(11)と、
前記内壁の内、前記シート位置(10)および前記噴孔(11)の前記内壁における開口(11a)が存在する壁部分の形状を規定する構造であり、前記壁部分の内、前記シート位置(10)を含む部分であるシート面は、前記ノズルボディ(3)の軸(β)と同軸の円錐面(17a)として設けられ軸方向先端側ほど小径であって先端が円(20)であり、前記開口(11a)を含む部分である噴孔開口面は、前記軸(β)と母線との間に形成される角度が前記シート面よりも小さく、かつ、前記軸(β)と同軸の円錐面(17b)として設けられ軸方向先端側ほど小径である第3構造とを備え、
単一の前記噴孔(11)を通過する燃料の流量の上限の限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦332cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 A cylindrical nozzle body (3) and a needle (2) accommodated in the inner periphery of the nozzle body (3) so as to be movable in the axial direction, the needle (2) being the nozzle body ( In the fuel injection nozzle (1) that starts or stops fuel injection by moving in the axial direction on the inner circumference of 3),
A seat position (10) at which a seat portion (13) that is a part of the inner wall of the nozzle body (3) and is provided near the tip of the needle (2) in the axial direction;
The nozzle body (3) is opened to the inner wall of the nozzle body (3) on the front end side in the axial direction from the sheet position (10), and the seat portion (13) is separated from the sheet position (10). Nozzle hole (11) for guiding fuel from the inner periphery to the outside;
Of the inner wall, the sheet position (10) and the structure of the wall portion where the opening (11a) in the inner wall of the injection hole (11) is defined, the seat position ( 10) is provided as a conical surface (17a) that is coaxial with the axis (β) of the nozzle body (3), and the seat surface is smaller in diameter toward the tip end in the axial direction and the tip is a circle (20). The nozzle hole opening surface, which is a portion including the opening (11a), has an angle formed between the axis (β) and the generatrix smaller than the seat surface and is coaxial with the axis (β). A third structure provided as a conical surface (17b) and having a smaller diameter toward the tip end in the axial direction;
A fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min≤Q≤332cc / min with respect to the upper limit value (Q) of the flow rate of fuel passing through the single nozzle hole (11).
前記限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦299cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 The fuel injection nozzle (1) according to claim 7,
The fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 299cc / min with respect to the limit value (Q).
前記限界値(Q)に関し、不等式20cc/分≦Q≦239cc/分を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル(1)。 The fuel injection nozzle (1) according to claim 8,
The fuel injection nozzle (1) characterized by satisfying the inequality 20cc / min ≦ Q ≦ 239cc / min with respect to the limit value (Q).
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