JP2017141681A - 燃料噴射ノズル - Google Patents
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Abstract
【課題】少噴射量時において、隣接する噴孔同士の燃料噴霧の干渉によるスモーク生成量の増加を招くことなく、更に燃焼室内の空気利用率を高めることのできる燃料噴射ノズルを提供することにある。【解決手段】燃料噴射ノズルは、内側開口14における横方向Xiの寸法をDiA1、縦方向Yiの寸法をDiA2、外側開口15における横方向Xoの寸法をDoA1、縦方向Yoの寸法をDoA2としたとき、DiA1>DoA1、DiA2<DoA2の2式を満たすようにこれらの値が設定されている。これにより、少噴射量時に、外側開口15における縦方向に燃料噴霧が広角化する。また、少噴射量時に、燃料噴霧の横方向の幅を狭くしても、噴霧体積を同一にすることができる。このため、隣接する噴孔6間の外側開口15のピッチを拡大することができ、拡大したピッチに、噴霧同士の干渉が発生しないように、新たに噴孔6を追加することができる。【選択図】図2
Description
本発明は、燃料噴射ノズルに関するものである。
従来より、内燃機関の低負荷運転時のような燃料の噴射量が少ない少噴射量時には、燃焼室内の空気の量に対する燃焼に利用される空気の量の比である空気利用率を高めるため、燃料噴霧の噴射角の広角化が要望されている。
そこで、特許文献1には、次のような形状の噴孔を有する燃料噴射ノズルが提案されている。
この特許文献1の噴孔は、ノズルボディの内壁および外壁のそれぞれに内側開口、外側開口を有し、その両開口の中間から内側開口までは噴孔径が等径で、中間から外側開口までは噴孔径が次第に拡径する構造となっている。
そこで、特許文献1には、次のような形状の噴孔を有する燃料噴射ノズルが提案されている。
この特許文献1の噴孔は、ノズルボディの内壁および外壁のそれぞれに内側開口、外側開口を有し、その両開口の中間から内側開口までは噴孔径が等径で、中間から外側開口までは噴孔径が次第に拡径する構造となっている。
これにより、少噴射量時には、中間から噴射した燃料噴霧と、噴孔径が拡径する噴孔拡径部の壁面とが接触することで、燃料噴霧に対して壁面方向へのコアンダ力が働き、燃料は噴孔拡径部の壁面に沿って流れる。このため、噴孔拡径部の壁面から燃料流れは剥離することなく、外側開口から広角に噴射される。これにより、燃焼室内の空間を燃料噴霧が占有する体積である噴霧体積が増加する。この結果、燃焼室内の空気利用率が高まる。
ところが、近年の排気規制強化を鑑みると、更に噴霧体積を増加させることで、更なる空気利用率の向上が求められる。
特許文献1では、更なる噴霧体積の増加を狙って燃料噴射角を広角化した場合、隣接する外側開口から噴射される噴霧同士の干渉が生じ易くなり、噴霧同士が干渉する領域が燃料リッチになる。これにより、スモーク生成量の増加を招く恐れがある。
特許文献1では、更なる噴霧体積の増加を狙って燃料噴射角を広角化した場合、隣接する外側開口から噴射される噴霧同士の干渉が生じ易くなり、噴霧同士が干渉する領域が燃料リッチになる。これにより、スモーク生成量の増加を招く恐れがある。
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、少噴射量時において、隣接する噴孔同士の燃料噴霧の干渉によるスモーク生成量の増加を招くことなく、更に燃焼室内の空気利用率を高めることにある。
請求項1に記載の発明によれば、噴孔の2つの開口の内、ノズルボディの内壁における開口である内側開口における周方向の寸法をDiA1、内側開口における周方向に垂直な方向の寸法をDiA2、ノズルボディの外壁における開口である外側開口における周方向の寸法をDoA1、外側開口における周方向に垂直な方向の寸法をDoA2としたとき、下記の2式を満たす。
DiA1>DoA1
DiA2<DoA2
ここで、内側開口、外側開口それぞれの面方向に平行な方向、且つ周方向に垂直な方向を、内側開口、外側開口における縦方向と呼ぶ場合がある。また、内側開口、外側開口それぞれの面方向に平行な方向、且つ周方向を、内側開口、外側開口における横方向と呼ぶ場合がある。
また、DiA1>DoA1を式1と呼び、DiA2<DoA2を式2と呼ぶ。
DiA1>DoA1
DiA2<DoA2
ここで、内側開口、外側開口それぞれの面方向に平行な方向、且つ周方向に垂直な方向を、内側開口、外側開口における縦方向と呼ぶ場合がある。また、内側開口、外側開口それぞれの面方向に平行な方向、且つ周方向を、内側開口、外側開口における横方向と呼ぶ場合がある。
また、DiA1>DoA1を式1と呼び、DiA2<DoA2を式2と呼ぶ。
式2であることから、燃料噴霧が外側開口における縦方向に伸び易くなる。
また、式1であることから、噴孔の軸に対して垂直な噴孔断面積が、内側開口から外側開口までの間で大きく変化しないようにすることができる。すなわち、式1が成り立つように噴孔を設けると、内側開口における縦方向の端から外側開口における縦方向の端に至る端側の孔壁面で剥離が発生し易くなる。これに対し、式2が成り立つようにして噴孔断面積の変化を抑えることで、端側の孔壁面における剥離が抑えられるため、外側開口における縦方向に確実に燃料噴霧が伸びる。
これにより、少噴射量時に、外側開口における縦方向に燃料噴霧が広角化する。
また、少噴射量時に、燃料噴霧の横方向の幅を狭くしても、噴霧体積を同一にすることができる。このため、隣接する噴孔間の外側開口のピッチを拡大することができ、拡大したピッチに、噴霧同士の干渉が発生しないように、新たに噴孔を追加することができる。 したがって、少噴射量時において、隣接する噴孔同士の燃料噴霧の干渉によるスモーク生成量の増加を招くことなく、更に燃焼室内の空気利用率を高めることができる。
また、式1であることから、噴孔の軸に対して垂直な噴孔断面積が、内側開口から外側開口までの間で大きく変化しないようにすることができる。すなわち、式1が成り立つように噴孔を設けると、内側開口における縦方向の端から外側開口における縦方向の端に至る端側の孔壁面で剥離が発生し易くなる。これに対し、式2が成り立つようにして噴孔断面積の変化を抑えることで、端側の孔壁面における剥離が抑えられるため、外側開口における縦方向に確実に燃料噴霧が伸びる。
これにより、少噴射量時に、外側開口における縦方向に燃料噴霧が広角化する。
また、少噴射量時に、燃料噴霧の横方向の幅を狭くしても、噴霧体積を同一にすることができる。このため、隣接する噴孔間の外側開口のピッチを拡大することができ、拡大したピッチに、噴霧同士の干渉が発生しないように、新たに噴孔を追加することができる。 したがって、少噴射量時において、隣接する噴孔同士の燃料噴霧の干渉によるスモーク生成量の増加を招くことなく、更に燃焼室内の空気利用率を高めることができる。
請求項2に記載の発明によれば、噴孔の2つの開口の内、ノズルボディの外壁における開口である外側開口は、互いに直交する短軸と長軸を持つ長孔形状の開口断面を有している。
また、外側開口の短軸の方向は、周方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。
そして、ノズルボディの内壁における開口である内側開口における周方向に対して所定の角度だけ傾いた方向の寸法をDiB1、内側開口における周方向に垂直な方向に対して所定の角度だけ傾いた方向の寸法をDiB2、外側開口の短軸の方向の寸法をDoB1、外側開口の長軸の方向の寸法をDoB2としたとき、下記の2式を満たす。
DiB1>DoB1
DiB2<DoB2
ここで、DiB1>DoB1を式3と呼び、DiB2<DoB2を式4と呼ぶ。
式3、式4が成り立つことにより、外側開口の長軸の方向に燃料噴霧を伸ばすことができるので、請求項1に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、外側開口の短軸の方向は、周方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。
そして、ノズルボディの内壁における開口である内側開口における周方向に対して所定の角度だけ傾いた方向の寸法をDiB1、内側開口における周方向に垂直な方向に対して所定の角度だけ傾いた方向の寸法をDiB2、外側開口の短軸の方向の寸法をDoB1、外側開口の長軸の方向の寸法をDoB2としたとき、下記の2式を満たす。
DiB1>DoB1
DiB2<DoB2
ここで、DiB1>DoB1を式3と呼び、DiB2<DoB2を式4と呼ぶ。
式3、式4が成り立つことにより、外側開口の長軸の方向に燃料噴霧を伸ばすことができるので、請求項1に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
[実施例1の構成]
図1ないし図5は、本発明を適用した実施例1を示したものである。
図1ないし図5は、本発明を適用した実施例1を示したものである。
本実施例の燃料噴射弁は、車両走行用の内燃機関の各気筒に搭載されている。
ここで、内燃機関は、直噴ディーゼルエンジンが採用されている。
燃料噴射弁は、内燃機関の燃焼室4内に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズル1を備えている。
燃料噴射ノズル1は、以下のノズルボディ2とニードル3とを備え、ニードル3がノズルボディ2の内壁に対して離着座することで、燃焼室4内への燃料噴射を開始したり停止したりする。
ここで、内燃機関は、直噴ディーゼルエンジンが採用されている。
燃料噴射弁は、内燃機関の燃焼室4内に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズル1を備えている。
燃料噴射ノズル1は、以下のノズルボディ2とニードル3とを備え、ニードル3がノズルボディ2の内壁に対して離着座することで、燃焼室4内への燃料噴射を開始したり停止したりする。
先ず、ノズルボディ2は、ニードル3を往復移動可能に収容する有底円筒形状であり、次のサック室5、複数の噴孔6、シート面7および燃料流路8を有する。
サック室5は、先端側が半球面で、入口側が円筒面である。このサック室5は、燃料流路8の下流側に位置している。
サック室5の入口は、シート面7の下流端、かつ、サック室5の上流端に形成されている。このサック室5の入口には、円環状の稜線9が形成されている。
サック室5内の空間容積は、ニードル3のリフト量に応じて変化する。すなわち、ニードル3がリフトする程、サック室5内の空間容積が大きくなる。
サック室5は、先端側が半球面で、入口側が円筒面である。このサック室5は、燃料流路8の下流側に位置している。
サック室5の入口は、シート面7の下流端、かつ、サック室5の上流端に形成されている。このサック室5の入口には、円環状の稜線9が形成されている。
サック室5内の空間容積は、ニードル3のリフト量に応じて変化する。すなわち、ニードル3がリフトする程、サック室5内の空間容積が大きくなる。
複数の噴孔6は、サック室5の内周面に開口する。また、それぞれの噴孔6は、ノズルボディ2の内壁および外壁のそれぞれに開口する。
複数の噴孔6は、サック室5から取り込んだ燃料を内燃機関の燃焼室4内に噴射する。 複数の噴孔6は、同一円周上に所定のピッチで等間隔に設けられている。
噴孔6は、例えば6〜12個設けられている。本例では、12個の噴孔6が設けられている。
なお、複数の噴孔6の詳細は、後述する。
複数の噴孔6は、サック室5から取り込んだ燃料を内燃機関の燃焼室4内に噴射する。 複数の噴孔6は、同一円周上に所定のピッチで等間隔に設けられている。
噴孔6は、例えば6〜12個設けられている。本例では、12個の噴孔6が設けられている。
なお、複数の噴孔6の詳細は、後述する。
シート面7は、ノズルボディ2の内壁に設けられており、ニードル3が離着座する。また、シート面7は、先端側に向かう程、内径が次第に縮径する円錐形状を呈する。
燃料流路8は、ニードル3の外周とノズルボディ2の内壁との間に設けられ、燃料溜まり室と噴孔6とを連通している。
燃料溜まり室には、サプライポンプまたはコモンレールから高圧燃料が導入される。なお、燃料溜まり室、サプライポンプおよびコモンレールの図示は省略されている。
また、ノズルボディ2には、シート面7から離座させる側にニードル3を駆動(以下、開弁駆動と呼ぶ場合がある)するアクチュエータが接続されている。アクチュエータとしては、ソレノイドアクチュエータやピエゾアクチュエータが採用されている。なお、アクチュエータの図示は省略されている。
燃料流路8は、ニードル3の外周とノズルボディ2の内壁との間に設けられ、燃料溜まり室と噴孔6とを連通している。
燃料溜まり室には、サプライポンプまたはコモンレールから高圧燃料が導入される。なお、燃料溜まり室、サプライポンプおよびコモンレールの図示は省略されている。
また、ノズルボディ2には、シート面7から離座させる側にニードル3を駆動(以下、開弁駆動と呼ぶ場合がある)するアクチュエータが接続されている。アクチュエータとしては、ソレノイドアクチュエータやピエゾアクチュエータが採用されている。なお、アクチュエータの図示は省略されている。
次に、ニードル3は、ノズルボディ2の内周に収容され、ノズルボディ2の軸方向に往復移動することで、噴孔6を通じた燃料の噴射を開始させたり停止させたりするものであり、以下のシート部11、縮径部12および本体部13を有する。なお、ニードル3には、図示しないリターンスプリングの付勢力が作用している。
シート部11は、円環状に設けられ、シート面7に着座可能である。
縮径部12は、シート部11よりも軸方向先端側の部分であり、外径が次第に縮径している。
本体部13は、シート部11よりも軸方向後端側の部分であり、ノズルボディ2の摺動孔に往復摺動可能に支持される摺動部を有する。なお、ニードル3の摺動部およびノズルボディ2の摺動孔の図示は省略されている。
シート部11は、円環状に設けられ、シート面7に着座可能である。
縮径部12は、シート部11よりも軸方向先端側の部分であり、外径が次第に縮径している。
本体部13は、シート部11よりも軸方向後端側の部分であり、ノズルボディ2の摺動孔に往復摺動可能に支持される摺動部を有する。なお、ニードル3の摺動部およびノズルボディ2の摺動孔の図示は省略されている。
ここで、ニードル3がシート面7から離座する側に移動する量をニードル3のリフト量と呼ぶ。
ニードル3のリフト量が小さい低リフト時には、噴孔6から少噴射量の燃料が噴射される。また、ニードル3のリフト量が大きい高リフト時には、噴孔6から多噴射量の燃料が噴射される。
ニードル3のリフト量が小さい低リフト時には、噴孔6から少噴射量の燃料が噴射される。また、ニードル3のリフト量が大きい高リフト時には、噴孔6から多噴射量の燃料が噴射される。
以上のような構成により、燃料噴射ノズル1は、リターンスプリングの付勢力によってニードル3が軸方向の先端側(図1において図示下側)に移動すると、シート部11がシート面7に着座する。そして、シート部11がシート面7に着座した場合、燃料流路8が遮断される。これにより、複数の噴孔6から燃焼室4内への燃料噴射は成されない。
また、燃料噴射ノズル1は、アクチュエータによる開弁駆動によってニードル3が軸方向の後端側(図1において図示上側)に移動すると、シート部11がシート面7から離座する。そして、シート部11がシート面7から離座した場合、燃料流路8が開放される。これにより、燃料流路8からサック室5へ燃料が導入され、複数の噴孔6から燃焼室4内へ燃料が噴射される。
また、燃料噴射ノズル1は、アクチュエータによる開弁駆動によってニードル3が軸方向の後端側(図1において図示上側)に移動すると、シート部11がシート面7から離座する。そして、シート部11がシート面7から離座した場合、燃料流路8が開放される。これにより、燃料流路8からサック室5へ燃料が導入され、複数の噴孔6から燃焼室4内へ燃料が噴射される。
[実施例1の特徴]
ここで、ノズルボディ2の軸をノズル軸NLと呼ぶ場合がある。また、各噴孔6の軸を噴孔軸HLと呼ぶ場合がある。
複数の噴孔6は、ノズル軸NLに垂直な径方向に対して図示下向きに所定の角度だけ傾斜している。また、各噴孔6の噴孔軸HLは、サック軸Yに対してそれぞれ所定の傾斜角度βだけ傾いている。
ここで、ノズルボディ2の軸をノズル軸NLと呼ぶ場合がある。また、各噴孔6の軸を噴孔軸HLと呼ぶ場合がある。
複数の噴孔6は、ノズル軸NLに垂直な径方向に対して図示下向きに所定の角度だけ傾斜している。また、各噴孔6の噴孔軸HLは、サック軸Yに対してそれぞれ所定の傾斜角度βだけ傾いている。
ここで、各噴孔6の2つの開口の内、ノズルボディ2の内壁における開口を内側開口14と呼ぶ。また、ノズルボディ2の外壁における開口を外側開口15と呼ぶ。
内側開口14は、サック室5の内周面で開口している。この内側開口14は、円形状の開口断面を有している。
内側開口14の中心は、サック室5の円筒面と半球面との境界に形成されている。なお、内側開口14が、サック室5の円筒面のみに開口しても、サック室5の半球面のみに開口しても構わない。
外側開口15は、互いに直交する短軸と長軸とを持つ長孔形状の開口断面を有している。具体的には、外側開口15の断面形状は楕円形状である。短軸は、周方向に伸びている。長軸は、外側開口15の面方向に平行、かつ、周方向に垂直な方向に伸びている。
内側開口14は、サック室5の内周面で開口している。この内側開口14は、円形状の開口断面を有している。
内側開口14の中心は、サック室5の円筒面と半球面との境界に形成されている。なお、内側開口14が、サック室5の円筒面のみに開口しても、サック室5の半球面のみに開口しても構わない。
外側開口15は、互いに直交する短軸と長軸とを持つ長孔形状の開口断面を有している。具体的には、外側開口15の断面形状は楕円形状である。短軸は、周方向に伸びている。長軸は、外側開口15の面方向に平行、かつ、周方向に垂直な方向に伸びている。
また、内側開口14における周方向の寸法をDiA1、内側開口14における周方向に垂直な方向の寸法をDiA2、外側開口15における周方向の寸法をDoA1、外側開口15における周方向に垂直な方向の寸法をDoA2と呼ぶ。
また、内側開口14の面方向に平行な方向、且つ周方向を、内側開口14における横方向Xiと呼ぶ場合がある。また、外側開口15の面方向に平行な方向、且つ周方向を、外側開口15における横方向Xoと呼ぶ場合がある。
また、内側開口14の面方向に平行な方向、且つ周方向に垂直な方向を、内側開口14における縦方向Yiと呼ぶ場合がある。
また、外側開口15の面方向に平行な方向、且つ周方向に垂直な方向を、外側開口15における縦方向Yoと呼ぶ場合がある。
また、内側開口14の噴孔断面積をAi、外側開口15の噴孔断面積をAoと呼ぶ場合がある。
また、内側開口14の面方向に平行な方向、且つ周方向を、内側開口14における横方向Xiと呼ぶ場合がある。また、外側開口15の面方向に平行な方向、且つ周方向を、外側開口15における横方向Xoと呼ぶ場合がある。
また、内側開口14の面方向に平行な方向、且つ周方向に垂直な方向を、内側開口14における縦方向Yiと呼ぶ場合がある。
また、外側開口15の面方向に平行な方向、且つ周方向に垂直な方向を、外側開口15における縦方向Yoと呼ぶ場合がある。
また、内側開口14の噴孔断面積をAi、外側開口15の噴孔断面積をAoと呼ぶ場合がある。
そして、DiA1、DiA2、DoA1およびDoA2の各値を、下記の2式を満たすように設定する。
式1・・・DiA1>DoA1
式2・・・DiA2<DoA2
また、噴孔6は、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔軸HLのどの位置でも同一である。すなわち、AiとAoとの関係を、下記の式を満たすように設定する。
Ai=Ao
また、DiA2とDiA1との関係を、下記の式を満たすように設定する。
DiA2≧DiA1
式1・・・DiA1>DoA1
式2・・・DiA2<DoA2
また、噴孔6は、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔軸HLのどの位置でも同一である。すなわち、AiとAoとの関係を、下記の式を満たすように設定する。
Ai=Ao
また、DiA2とDiA1との関係を、下記の式を満たすように設定する。
DiA2≧DiA1
[実施例1の効果]
本実施例の燃料噴射ノズル1によれば、式2であることから、燃料噴霧Fが外側開口15における縦方向Yoに伸び易くなる。
また、式1であることから、噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、内側開口14から外側開口15までの間で大きく変化しないようになっている。すなわち、噴孔断面積の変化を抑えることで、外側開口15における縦方向Yoの端側の孔壁面における剥離が抑えられるため、外側開口15における縦方向Yoに確実に燃料噴霧Fが広がる。
これにより、少噴射量時に、外側開口15における縦方向Yoに燃料噴霧Fが広角化し、外側開口15における横方向Xoに燃料噴霧Fが狭角化する。
本実施例の燃料噴射ノズル1によれば、式2であることから、燃料噴霧Fが外側開口15における縦方向Yoに伸び易くなる。
また、式1であることから、噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、内側開口14から外側開口15までの間で大きく変化しないようになっている。すなわち、噴孔断面積の変化を抑えることで、外側開口15における縦方向Yoの端側の孔壁面における剥離が抑えられるため、外側開口15における縦方向Yoに確実に燃料噴霧Fが広がる。
これにより、少噴射量時に、外側開口15における縦方向Yoに燃料噴霧Fが広角化し、外側開口15における横方向Xoに燃料噴霧Fが狭角化する。
ここで、比較例1の燃料噴射ノズルの噴孔形状について、図6ないし図8に基づいて簡単に説明する。
比較例1の噴孔100は、ニードル101を内蔵するノズルボディ102の内壁および外壁のそれぞれに内側開口103、外側開口104を有する。そして、噴孔100は、内側開口103から中間105までは噴孔径が等径で、中間105から外側開口104までは噴孔径が次第に拡径する構造となっている。
以上のように、本実施例の燃料噴射ノズル1においては、少噴射量時における縦方向Yoの噴霧角度θyaが、比較例1の噴霧角度θybと比べて広角化し、横方向Xoの噴霧角度θxaが、比較例1の噴霧角度θxbと比べて狭角化する(図3ないし図8参照)という効果を得ることができる。
比較例1の噴孔100は、ニードル101を内蔵するノズルボディ102の内壁および外壁のそれぞれに内側開口103、外側開口104を有する。そして、噴孔100は、内側開口103から中間105までは噴孔径が等径で、中間105から外側開口104までは噴孔径が次第に拡径する構造となっている。
以上のように、本実施例の燃料噴射ノズル1においては、少噴射量時における縦方向Yoの噴霧角度θyaが、比較例1の噴霧角度θybと比べて広角化し、横方向Xoの噴霧角度θxaが、比較例1の噴霧角度θxbと比べて狭角化する(図3ないし図8参照)という効果を得ることができる。
また、少噴射量時に、燃料噴霧Fの横方向の幅を狭くしても、噴霧体積を同一にすることができる。このため、隣接する噴孔6間の外側開口15のピッチを拡大することができ、拡大したピッチに、噴霧同士の干渉が発生しないように、新たに噴孔6を追加することができる。
したがって、少噴射量時において、隣接する噴孔6同士の燃料噴霧Fの干渉によるスモーク生成量の増加を招くことなく、更に燃焼室4内の空気利用率を高めることができる。
したがって、少噴射量時において、隣接する噴孔6同士の燃料噴霧Fの干渉によるスモーク生成量の増加を招くことなく、更に燃焼室4内の空気利用率を高めることができる。
また、本実施例の燃料噴射ノズル1においては、内側開口14の断面形状に対して、外側開口15の断面形状を隣接する噴孔方向と垂直な縦方向に扁平した形状とすることにより、燃焼室4内における縦方向の空間の利用率を更に高めるとともに、比較例1の噴霧間の距離Lbと同等の噴霧間の距離Laを保持しつつ、噴孔数を例えば8個から12個に増加することができるので、更なる噴霧体積の増加が可能となる。
また、噴孔6は、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔軸HLのどの位置でも同一である。
これにより、内側開口14から外側開口15にかけて、噴孔断面積を一定とすることができるので、更に剥離を抑制することができる。このため、少噴射量時における燃焼室4内の空気利用率を更に高めることができる。
また、DiA2とDiA1との関係は、
DiA2≧DiA1
の式を満たすように設定する。この式が成り立つことにより、外側開口15の長軸の方向に燃料噴霧Fを伸ばすことができる。
また、噴孔6は、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔軸HLのどの位置でも同一である。
これにより、内側開口14から外側開口15にかけて、噴孔断面積を一定とすることができるので、更に剥離を抑制することができる。このため、少噴射量時における燃焼室4内の空気利用率を更に高めることができる。
また、DiA2とDiA1との関係は、
DiA2≧DiA1
の式を満たすように設定する。この式が成り立つことにより、外側開口15の長軸の方向に燃料噴霧Fを伸ばすことができる。
[実施例2の構成]
図9は、本発明を適用した実施例2を示したものである。
ここで、実施例1と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
図9は、本発明を適用した実施例2を示したものである。
ここで、実施例1と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
本実施例の内側開口14は、円形状の開口断面を有する。
また、外側開口15は、楕円形状の開口断面を有する。この外側開口15の短軸の方向は、周方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。
ここで、内側開口14における横方向Xiに対して所定の角度(α)だけ傾いた方向を横斜め方向Siと呼ぶ場合がある。また、内側開口14における縦方向Yiに対して所定の角度(α)だけ傾いた方向を縦斜め方向Tiと呼ぶ場合がある。また、外側開口15の短軸の方向を短軸方向Soと呼ぶ場合がある。また、外側開口15の長軸の方向を長軸方向Toと呼ぶ場合がある。
また、外側開口15は、楕円形状の開口断面を有する。この外側開口15の短軸の方向は、周方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。
ここで、内側開口14における横方向Xiに対して所定の角度(α)だけ傾いた方向を横斜め方向Siと呼ぶ場合がある。また、内側開口14における縦方向Yiに対して所定の角度(α)だけ傾いた方向を縦斜め方向Tiと呼ぶ場合がある。また、外側開口15の短軸の方向を短軸方向Soと呼ぶ場合がある。また、外側開口15の長軸の方向を長軸方向Toと呼ぶ場合がある。
また、内側開口14における横斜め方向Siの寸法をDiB1、内側開口14における縦斜め方向Tiの寸法をDiB2、外側開口15の短軸方向Soの寸法をDoB1、外側開口15の長軸方向Toの寸法をDoB2と呼ぶ。
そして、DiB1、DiB2、DoB1およびDoB2の各値を、下記の2式を満たすように設定する。
式3・・・DiB1>DoB1
式4・・・DiB2<DoB2
そして、DiB1、DiB2、DoB1およびDoB2の各値を、下記の2式を満たすように設定する。
式3・・・DiB1>DoB1
式4・・・DiB2<DoB2
以上のように、本実施例の燃料噴射ノズル1においては、式3、式4が成り立つことにより、外側開口15の長軸の方向に燃料噴霧を伸ばすことができるので、実施例1と同様な効果を得ることができる。
また、噴孔6は、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔軸HLのどの位置でも同一である。
これにより、実施例1と同様な効果を得ることができる。
また、DiB2とDiB1との関係は、
DiB2≧DiB1
の式を満たすように設定する。この式が成り立つことにより、外側開口15の長軸の方向に燃料噴霧を伸ばすことができる。
また、噴孔6は、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔軸HLのどの位置でも同一である。
これにより、実施例1と同様な効果を得ることができる。
また、DiB2とDiB1との関係は、
DiB2≧DiB1
の式を満たすように設定する。この式が成り立つことにより、外側開口15の長軸の方向に燃料噴霧を伸ばすことができる。
[変形例]
本実施例では、内側開口14の断面形状を円形状としているが、内側開口14の断面形状を互いに直交する短軸と長軸を持つ長孔形状としても良い。
具体的には、図10(a)に示したように、内側開口14の断面形状を楕円形状としても良い。また、図10(b)に示したように、内側開口14の断面形状を長円形状としても良い。これらの場合も、DiA2とDiA1との関係は、DiA2≧DiA1の式を満たす。
本実施例では、内側開口14の断面形状を円形状としているが、内側開口14の断面形状を互いに直交する短軸と長軸を持つ長孔形状としても良い。
具体的には、図10(a)に示したように、内側開口14の断面形状を楕円形状としても良い。また、図10(b)に示したように、内側開口14の断面形状を長円形状としても良い。これらの場合も、DiA2とDiA1との関係は、DiA2≧DiA1の式を満たす。
本実施例では、外側開口15の断面形状を楕円形状としているが、図11(a)に示したように、外側開口15の断面形状を長円形状としても良い。また、図11(b)に示したように、外側開口15の断面形状を、外側開口15の角15aを凹曲面とした長孔形状としても良い。
本実施例では、円形状の内側開口14から楕円形状の外側開口15に向かって断面形状が変化しているが、内側開口14と外側開口15との中間16の断面形状を以下のようにしても良い。
先ず、図12(a)に示した噴孔6は、内側開口14から中間16までは等径、かつ、断面形状を円形状としている。そして、中間16から楕円形状の外側開口15までは断面形状を変化させている。
ここで、中間16における周方向の寸法をDmA1、中間16における周方向に垂直な方向の寸法をDmA2としたとき、
この噴孔6は、DiA1=DmA1>DoA1、DiA2=DmA2<DoA2の関係を満たしている。
また、図12(a)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、中間16から外側開口15に向かって線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、中間16から外側開口15に向かって線形に縮小している。
先ず、図12(a)に示した噴孔6は、内側開口14から中間16までは等径、かつ、断面形状を円形状としている。そして、中間16から楕円形状の外側開口15までは断面形状を変化させている。
ここで、中間16における周方向の寸法をDmA1、中間16における周方向に垂直な方向の寸法をDmA2としたとき、
この噴孔6は、DiA1=DmA1>DoA1、DiA2=DmA2<DoA2の関係を満たしている。
また、図12(a)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、中間16から外側開口15に向かって線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、中間16から外側開口15に向かって線形に縮小している。
次に、図12(b)に示した噴孔6は、円形状の内側開口14から楕円形状の中間16までは断面形状を変化させている。そして、中間16から外側開口15までは断面形状が同じ楕円形状となっている。
この噴孔6の場合、DiA1、DmA1、DoA1、DiA2、DmA2、DoA2の関係は、DiA1>DmA1=DoA1、DiA2<DmA2=DoA2となる。
そして、図12(a)、(b)に示した噴孔6は、いずれの場合も、図12(c)に示したように、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積は、一定となっている。
また、図12(b)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって線形に縮小している。なお、噴孔6の縦方向の寸法が、内側開口14から中間16を経て外側開口15に向かって次第に拡大するようにしても良い。
この噴孔6の場合、DiA1、DmA1、DoA1、DiA2、DmA2、DoA2の関係は、DiA1>DmA1=DoA1、DiA2<DmA2=DoA2となる。
そして、図12(a)、(b)に示した噴孔6は、いずれの場合も、図12(c)に示したように、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積は、一定となっている。
また、図12(b)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって線形に縮小している。なお、噴孔6の縦方向の寸法が、内側開口14から中間16を経て外側開口15に向かって次第に拡大するようにしても良い。
次に、図13(a)に示した噴孔6は、円形状の内側開口14から楕円形状の中間16までは断面形状を変化させている。また、中間16から楕円形状の外側開口15までは断面形状を変化させている。
この噴孔6は、DiA1>DmA1>DoA1、DiA2<DmA2<DoA2の関係を満たしている。
また、図13(a)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に縮小している。さらに、噴孔6の縦方向の寸法は、中間16から外側開口15に向かって非線形に拡大し、かつ、横方向の寸法は、中間16から外側開口15に向かって非線形に縮小している。
この噴孔6は、DiA1>DmA1>DoA1、DiA2<DmA2<DoA2の関係を満たしている。
また、図13(a)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に縮小している。さらに、噴孔6の縦方向の寸法は、中間16から外側開口15に向かって非線形に拡大し、かつ、横方向の寸法は、中間16から外側開口15に向かって非線形に縮小している。
次に、図13(b)に示した噴孔6は、円形状の内側開口14から楕円形状の中間16までは断面形状を変化させている。そして、中間16から外側開口15までは断面形状が同じ楕円形状となっている。
この噴孔6は、DiA1>DmA1=DoA1、DiA2<DmA2=DoA2の関係を満たしている。
また、図13(b)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に縮小している。なお、噴孔6の縦方向の寸法が、内側開口14から中間16を経て外側開口15に向かって次第に拡大するようにしても良い。
そして、図13(a)、(b)に示した噴孔6は、いずれの場合も、図13(c)に示したように、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積は、一定となっている。
この噴孔6は、DiA1>DmA1=DoA1、DiA2<DmA2=DoA2の関係を満たしている。
また、図13(b)に示した噴孔6は、縦方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に拡大し、かつ、横方向の寸法が、内側開口14から中間16に向かって非線形に縮小している。なお、噴孔6の縦方向の寸法が、内側開口14から中間16を経て外側開口15に向かって次第に拡大するようにしても良い。
そして、図13(a)、(b)に示した噴孔6は、いずれの場合も、図13(c)に示したように、内側開口14から外側開口15までの噴孔軸HLに対して垂直な噴孔断面積は、一定となっている。
本実施例では、内側開口14の断面形状を円形状としているが、内側開口14の断面形状を互いに直交する短軸と長軸を持つ長孔形状としても良い。
また、内側開口14の横斜め方向Siは、周方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。また、内側開口14の縦斜め方向Tiは、周方向に垂直な方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。
また、内側開口14の横斜め方向Siの寸法をDiB1と呼ぶ。また、内側開口14の長軸方向Siの寸法をDiB2と呼ぶ。
具体的には、図14(a)に示したように、内側開口14の断面形状を楕円形状としても良い。また、図14(b)に示したように、内側開口14の断面形状を長円形状としても良い。これらの場合も、DiB2とDiB1との関係は、DiB2≧DiB1の式を満たす。
なお、内側開口14の短軸の方向を短軸方向と呼んでも良い。また、内側開口14の長軸の方向を長軸方向と呼んでも良い。
また、内側開口14の横斜め方向Siは、周方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。また、内側開口14の縦斜め方向Tiは、周方向に垂直な方向に対して所定の角度(α:例えば0〜45°)だけ傾いている。
また、内側開口14の横斜め方向Siの寸法をDiB1と呼ぶ。また、内側開口14の長軸方向Siの寸法をDiB2と呼ぶ。
具体的には、図14(a)に示したように、内側開口14の断面形状を楕円形状としても良い。また、図14(b)に示したように、内側開口14の断面形状を長円形状としても良い。これらの場合も、DiB2とDiB1との関係は、DiB2≧DiB1の式を満たす。
なお、内側開口14の短軸の方向を短軸方向と呼んでも良い。また、内側開口14の長軸の方向を長軸方向と呼んでも良い。
本実施例では、外側開口15の断面形状を楕円形状としているが、図15(a)に示したように、外側開口15の断面形状を長円形状としても良い。また、図15(b)に示したように、外側開口15の断面形状を、外側開口15の角15aを凹曲面とした長孔形状としても良い。
本発明は、上述の実施例に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
本発明は、上述の実施例に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
1 燃料噴射ノズル
2 ノズルボディ
3 ニードル
6 噴孔
14 内側開口
15 外側開口
2 ノズルボディ
3 ニードル
6 噴孔
14 内側開口
15 外側開口
Claims (5)
- 噴孔(6)を有するノズルボディ(2)と、
このノズルボディの内周に収容され、前記ノズルボディの軸方向に往復移動することで、前記噴孔に通じた燃料の噴射を開始させたり停止させたりするニードル(3)と
を備え、
前記噴孔は、前記ノズルボディの内壁および外壁のそれぞれに開口する燃料噴射ノズル(1)において、
前記噴孔の2つの開口の内、前記ノズルボディの内壁における開口である内側開口(14)における周方向の寸法をDiA1、
前記内側開口における周方向に垂直な方向の寸法をDiA2、
前記ノズルボディの外壁における開口である外側開口(15)における周方向の寸法をDoA1、
前記外側開口における周方向に垂直な方向の寸法をDoA2としたとき、
DiA1>DoA1
DiA2<DoA2
の2式を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 噴孔(6)を有するノズルボディ(2)と、
このノズルボディの内周に収容され、前記ノズルボディの軸方向に往復移動することで、前記噴孔に通じた燃料の噴射を開始させたり停止させたりするニードル(3)と
を備え、
前記噴孔は、前記ノズルボディの内壁および外壁のそれぞれに開口する燃料噴射ノズル(1)において、
前記噴孔の2つの開口の内、前記ノズルボディの外壁における開口である外側開口(15)は、互いに直交する短軸と長軸を持つ長孔形状の開口断面を有し、
前記外側開口の短軸の方向は、周方向に対して所定の角度(α)だけ傾いており、
前記ノズルボディの内壁における開口である内側開口(14)における周方向に対して前記角度だけ傾いた方向の寸法をDiB1、
前記内側開口における周方向に垂直な方向に対して前記角度だけ傾いた方向の寸法をDiB2、
前記外側開口の短軸の方向の寸法をDoB1、
前記外側開口の長軸の方向の寸法をDoB2としたとき、
DiB1>DoB1
DiB2<DoB2
の2式を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1または請求項2に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記噴孔は、前記内側開口から前記外側開口までの噴孔の軸(HL)に対して垂直な噴孔断面積が、前記噴孔の軸のどの位置でも同一であ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、
DiA2≧DiA1
の式を満たす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、
DiB2≧DiB1
の式を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。
Priority Applications (2)
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JP2016021717A JP2017141681A (ja) | 2016-02-08 | 2016-02-08 | 燃料噴射ノズル |
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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DE (1) | DE102017101816A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019200016A (ja) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | 株式会社日立産機システム | エアシャワー装置 |
JP2022017944A (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-26 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
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2016
- 2016-02-08 JP JP2016021717A patent/JP2017141681A/ja active Pending
-
2017
- 2017-01-31 DE DE102017101816.6A patent/DE102017101816A1/de not_active Ceased
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019200016A (ja) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | 株式会社日立産機システム | エアシャワー装置 |
JP2022017944A (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-26 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
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