JP2017141682A - Fuel injection nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射ノズルに関するものである。 The present invention relates to a fuel injection nozzle.
内燃機関の高負荷運転時のような燃料の噴射量が多い多噴射量時には、スモーク排出量の低減が求められている。
スモーク排出量を低減するには、燃料噴霧の貫徹力を強くすること、つまり、燃料の噴霧特性として高貫徹・狭角噴霧が有効であるとされている。これにより、燃料噴射ノズルの噴孔から噴射された燃料噴霧がより遠くまで燃焼室内の広範囲に行き渡るので、良好な燃焼状態が得られる。よって、スモーク排出量を低減できる。
When the amount of fuel injection is large, such as during high-load operation of an internal combustion engine, a reduction in smoke emission is required.
In order to reduce the amount of smoke discharged, it is said that increasing the penetration force of fuel spray, that is, high penetration and narrow-angle spray are effective as fuel spray characteristics. Thereby, since the fuel spray injected from the nozzle hole of the fuel injection nozzle spreads over a wide range in the combustion chamber, a good combustion state can be obtained. Therefore, the smoke discharge amount can be reduced.
ところが、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、高貫徹・狭角噴霧を採用すると、燃料噴霧が燃焼室内のより遠くまで到達する。このため、燃焼により生じる火炎が燃焼室壁面に接触することで、内燃機関における冷却損失が増大し、燃費が悪くなる。
冷却損失を低減するには、燃料噴霧の貫徹力を弱くすること、つまり、低貫徹・広角噴霧が有効であるとされている。これにより、燃焼により生じる火炎が燃焼室壁面に接触し難くなり、燃焼室壁面から冷却媒体への放熱量が少なくなる。よって、冷却損失を低減でき、燃費が向上する。
以上のような噴霧特性の実現が可能な燃料噴射ノズル(以下、公知例と呼ぶ場合がある)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
However, when high penetration and narrow angle spraying is employed at a small injection amount with a small amount of fuel injection, such as during low-load operation of the internal combustion engine, the fuel spray reaches farther into the combustion chamber. For this reason, the flame generated by combustion contacts the combustion chamber wall surface, thereby increasing the cooling loss in the internal combustion engine and deteriorating the fuel efficiency.
In order to reduce the cooling loss, it is said that it is effective to reduce the penetration force of the fuel spray, that is, the low penetration and wide angle spray. This makes it difficult for the flame generated by the combustion to come into contact with the combustion chamber wall surface and reduces the amount of heat released from the combustion chamber wall surface to the cooling medium. Therefore, a cooling loss can be reduced and fuel consumption improves.
A fuel injection nozzle (hereinafter sometimes referred to as a known example) capable of realizing the above spray characteristics has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
公知例の噴孔は、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である。
これにより、少噴射量時には、外側開口付近の流速が遅いため、噴孔径が拡径する噴孔拡径部の壁面に燃料が沿うことで、噴霧特性が低貫徹となり、かつ、広角化する。
また、多噴射量時には、外側開口付近の流速が速いため、噴孔拡径部の壁面から燃料が離れることで、噴霧特性が高貫徹となり、かつ、狭角化する。
The nozzle hole of the known example has an inner opening and an outer opening on each of the inner wall and the outer wall of the nozzle body, and the nozzle hole diameter is equal from the middle to the inner opening of both the openings, and the nozzle hole diameter from the middle to the outer opening. Is a structure in which the diameter gradually increases.
As a result, when the injection amount is small, the flow velocity in the vicinity of the outer opening is slow, so that the fuel runs along the wall surface of the nozzle hole diameter expanding portion where the nozzle hole diameter is increased, so that the spray characteristics are low penetrating and the angle is widened.
In addition, when the amount of injection is large, the flow velocity near the outer opening is fast, so that the fuel is separated from the wall surface of the nozzle hole enlarged portion, so that the spray characteristics are highly penetrating and the angle is narrowed.
ところが、公知例では、噴孔拡径部があるため、噴孔拡径部の壁面に滞留した燃料液滴が変質し、デポジットとして堆積する恐れがある。この結果、噴孔拡径部の壁面に付着堆積したデポジットが、噴孔内の燃料流れに影響を与え、要求通りの噴霧性能を得ることができなくなるという問題がある。
よって、少噴射量時において、デポジット付着の問題を発生させることなく、低貫徹・広角噴霧が可能な噴孔形状が望まれている。
However, in the known example, since there is a nozzle hole enlarged portion, the fuel droplets staying on the wall surface of the nozzle hole enlarged portion may be altered and deposited as deposits. As a result, there is a problem that deposits deposited and deposited on the wall surface of the nozzle hole enlarged diameter portion affect the fuel flow in the nozzle hole and cannot obtain the required spray performance.
Therefore, there is a demand for an injection hole shape capable of low penetration and wide-angle spraying without causing a problem of deposit adhesion at a small injection amount.
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、デポジット付着の問題を発生させることなく、少噴射量時における低貫徹・広角噴霧を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize low penetration and wide angle spraying at a small injection amount without causing the problem of deposit adhesion.
請求項1に記載の発明によれば、噴孔の2つの開口の内、サック室を構成する内壁における開口である内側開口の径をDi、ノズルボディの外壁における開口である外側開口の径をDo、噴孔の軸方向の長さをL、DiとDoとの差分とLとの比である噴孔テーパ度をXとしたとき、下記の式1を満たすようにこれらの値を設定する。
式1・・X={(Di−Do)/L}×100≧5
本発明者らは、鋭意検討の結果、噴孔テーパ度Xが5以上になると、少噴射量時に、サック室内で生じた渦が噴孔内に取り込まれて噴霧が低貫徹・広角になることを見出した。 すなわち、噴孔テーパ度Xが大きくなる程、高貫徹・狭角になると、考えられていた。ところが、少噴射量に伴ってサック室内に渦が発生する場合、噴孔テーパ度Xが5を越えると、渦が内側開口から噴孔内に流入し易くなり、さらに噴孔テーパ度Xが大きくなる程、一層渦が流入し易くなって、低貫徹化、かつ、広角化が進むことを見出した。
よって、噴孔テーパ度Xを5以上とすることで、デポジット付着の問題を発生させることなく、少噴射量時における低貫徹・広角噴霧を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, of the two openings of the nozzle hole, the diameter of the inner opening, which is the opening in the inner wall constituting the sac chamber, is set to Di, and the diameter of the outer opening, which is the opening in the outer wall of the nozzle body, is set. These values are set so that the following
As a result of intensive studies, the present inventors have found that when the nozzle hole taper degree X is 5 or more, the vortex generated in the sac chamber is taken into the nozzle hole at a small injection amount, and the spray becomes a low penetration and wide angle. I found. That is, it has been considered that the higher the nozzle hole taper X, the higher the penetration and the narrow angle. However, when a vortex occurs in the sac chamber with a small injection amount, if the nozzle hole taper degree X exceeds 5, the vortex easily flows into the nozzle hole from the inner opening, and the nozzle hole taper degree X increases further. It has been found that vortices are more likely to flow in, and the penetration is reduced and the angle is increased.
Therefore, by setting the nozzle hole taper degree X to 5 or more, low penetration and wide angle spraying at the time of a small injection amount can be realized without causing the problem of deposit adhesion.
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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
[実施例1の構成]
図1ないし図6は、本発明を適用した実施例1を示したものである。
[Configuration of Example 1]
1 to 6
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。
The fuel injection valve of the present embodiment is mounted on each cylinder of an internal combustion engine for vehicle travel.
Here, a direct injection diesel engine is adopted as the internal combustion engine.
The fuel injection valve includes a
The
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の入口9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。
サック室5内の空間容積は、ニードル3がシート面7から離座する側に移動する軸方向の移動量(以下、リフト量と呼ぶ)に応じて変化する。すなわち、ニードル3がシート面7から離座する側に移動する程、サック室5内の空間容積が大きくなる。
なお、サック室5の詳細は、後述する。
First, the
The
The space volume in the
Details of the
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、サック室5を構成する内壁およびノズルボディ2の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。また、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、10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。
The plurality of
The plurality of
For example, 6 to 12
Details of the plurality of
シート面7は、ノズルボディ2の内周の所定の位置に設けられており、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、サポ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、サポ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。
The
The
High-pressure fuel is introduced into the fuel reservoir chamber from a support pump or a common rail. In addition, illustration of a fuel reservoir chamber, a support pump, and a common rail is abbreviate | omitted.
The
次に、ニードル3は、ノズルボディ2の内周に収容され、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る。また、ニードル3は、ノズルボディ2の内周のシート面7に対して離座または着座することで、燃料の噴射を開始または停止させるものである。
ニードル3は、ノズルボディ2の軸方向に往復移動することで、複数の噴孔6を開閉するものであり、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。
Next, the
The
ここで、ニードル3のリフト量が所定値よりも小さい時には、図3に示したように、シート面7とシート部11との間のクリアランスが小さく、燃料流路8からサック室5内に流入する燃料の流速が速い。このため、少噴射量時には、サック室5内で渦FVが発生し、その渦FVの乱流成分が噴孔6内に取り込まれるため、燃料の噴霧特性として低貫徹・広角噴霧Faが得られる。
また、ニードル3のリフト量が所定値以上の時には、図4に示したように、シート面7とシート部11との間のクリアランスが大きく、燃料流路8からサック室5内に流入する燃料の流速が遅くなる。このため、多噴射量時には、サック室5内で渦を形成することなく、燃料FWが噴孔6内に取り込まれるため、燃料の噴霧特性として高貫徹・狭角噴霧Fbが得られる。
Here, when the lift amount of the
Further, when the lift amount of the
ニードル3の先端14は、シート部11がシート面7に着座している時にサック室5内に入っている。すなわち、ニードル3の先端14は、シート部11がシート面7に着座している時に入口9よりもサック室5の先端側に存在する。
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、シート部11から先端側に向かって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。
The
The
The reduced
The
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。
With the configuration as described above, in the
Further, in the
[実施例1の特徴]
ここで、サック室5の軸をサック軸Yと呼ぶ場合がある。また、各噴孔6の軸を噴孔軸Zと呼ぶ場合がある。また、噴孔軸Zとサック軸Yとが交わる点を第1交点(以下、交点と略す)Oと呼ぶ。なお、交点Oは、サック室5の中心点である。
ニードル3のシート面7からのリフト量がゼロから所定値の範囲にあるとき、ニードル3の先端14は、交点Oよりも先端側に存在する。
[Features of Example 1]
Here, the axis of the
When the lift amount of the
サック室5は、燃料流路8の下流側に位置している。このサック室5は、先端側が半球面15であり、入口側が円筒面16である。半球面15は、交点Oを中心とした所定の半径を有する。また、円筒面16は、サック軸Yを中心とした、半球面15と同じ半径を有する。
複数の噴孔6は、サック軸Y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、噴孔軸Zは、サック軸Yに対してそれぞれ所定の傾斜角度θだけ傾いている。
The
The plurality of
ここで、各噴孔6の2つの開口の内、サック室5を構成する内壁における開口を内側開口17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18と呼ぶ。
内側開口17は、サック室5の内周面で開口している。この内側開口17は、円形状の開口断面を有している。
内側開口17の中心21は、サック室5の半球面15と円筒面16との境界に形成されている。なお、内側開口17が、サック室5の半球面15のみに開口しても、サック室5の円筒面16のみに開口しても構わない。
外側開口18は、円形状の開口断面を有している。
Here, of the two openings of each
The
The
The
ここで、内側開口17の径をDi、外側開口18の径をDo、噴孔6の軸方向の長さをL、DiとDoとの差分とLとの比である噴孔テーパ度をXと呼ぶ。
また、サック軸Yに対する噴孔軸Zの傾斜角度をθ、内側開口17の中心21からサック室5の入口9までの軸方向の距離をh、サック室5の先端22からサック室5の入口9までの軸方向の距離をHと呼ぶ。
また、噴孔軸Zとニードル3の縮径部12の側面とが交わる点を第2交点(以下、交点と略す)P、内側開口17の中心21から交点Pまでの軸方向に垂直な方向の距離をSと呼ぶ。
なお、距離Sは、ニードル3のリフト量に応じて変化する。
Here, the diameter of the
In addition, the inclination angle of the nozzle hole axis Z with respect to the sack axis Y is θ, the axial distance from the
Further, the point where the nozzle hole axis Z and the side surface of the reduced
The distance S varies according to the lift amount of the
そして、X、Di、DoおよびLの各値を、下記の式1を満たすように設定する。 式1:X={(Di−Do)/L}×100≧5
つまり、噴孔テーパ度Xを5以上に設定する。
また、H、h、Di、θの各値を、下記の式2を満たすように設定する。
式2:{(H−Di×sinθ)/2}≦h≦{(H+Di×sinθ)/2}
また、H、Sの各値を、下記の式3を満たすように設定する。
式3:0.5≦(H/S)≦2
また、各噴孔6は、噴孔軸Zに対して垂直な噴孔断面積が、内側開口17から外側開口18に向かって線形に縮小するように設けられている。
And each value of X, Di, Do, and L is set so that the following
That is, the nozzle hole taper degree X is set to 5 or more.
Further, the values of H, h, Di, and θ are set so as to satisfy the following
Formula 2: {(H−Di × sin θ) / 2} ≦ h ≦ {(H + Di × sin θ) / 2}
Further, each value of H and S is set so as to satisfy the
Formula 3: 0.5 ≦ (H / S) ≦ 2
Further, each
[実施例1の実験結果]
次に、噴孔テーパ度Xを種々変化させて、燃料噴霧の貫徹力変化率がどのように変化するかについて調査した実験について図5および図6に基づいて説明する。
この実験は、噴孔テーパ度Xを変化させ、貫徹力変化率について調査したもので、その実験結果を図6のグラフに示した。なお、貫徹力変化率は、噴孔テーパ度X=0に対する貫徹力の変化率である。
[Experimental result of Example 1]
Next, an experiment for investigating how the rate of change in the penetration force of the fuel spray changes by changing the nozzle hole taper degree X will be described with reference to FIGS.
In this experiment, the nozzle hole taper degree X was changed and the penetration force change rate was investigated. The result of the experiment is shown in the graph of FIG. The penetration force change rate is the rate of change of the penetration force with respect to the nozzle hole taper degree X = 0.
ここで、比較例1、2の噴孔形状および実施例1の噴孔形状について図5に基づいて簡単に説明する。
比較例1の燃料噴射ノズル100は、図5(a)、(b)に示したように、ノズルボディ101およびニードル102を備える。そして、ノズルボディ101には、複数の噴孔103およびサック室104が設けられる。
先ず、図5(a)に示した比較例1の噴孔103は、サック室104を構成する内壁、およびノズルボディ101の外壁のそれぞれに円形状の内側開口105、外側開口106を有する。この噴孔103は、噴孔軸Zに対して垂直な噴孔断面積が、内側開口105から外側開口106に向かって変化しないストレート噴孔である。この場合、比較例1の噴孔テーパ度Xは0となり、外側開口106から噴射される燃料噴霧Fcは、高貫徹、かつ、狭角化される。
Here, the nozzle hole shape of Comparative Examples 1 and 2 and the nozzle hole shape of Example 1 will be briefly described with reference to FIG.
The
First, the
次に、図5(b)に示した比較例2の噴孔103は、比較例1と同様に、内側開口105、外側開口106を有する。この噴孔103は、噴孔軸Zに対して垂直な噴孔断面積が、内側開口105から外側開口106に向かって線形に縮小するテーパ噴孔である。つまり、比較例2の噴孔テーパ度Xは2.5であり、燃料噴霧Fdは、比較例1よりも更に高貫徹、かつ、狭角化される。
次に、図5(c)に示した実施例1の噴孔6は、噴孔軸Zに対して垂直な噴孔断面積が、内側開口17から外側開口18に向かって線形に縮小するテーパ噴孔である。つまり、実施例1の噴孔テーパ度Xは8であり、低貫徹・広角噴霧Faが得られる。
Next, the
Next, in the
ここで、実施例1の噴孔6および比較例2の噴孔103は、比較例1の外側開口106の径(Do)および噴孔長さ(L)と同じ値に設定されている。そして、比較例2の噴孔103は、外側開口106の径(Do)および噴孔長さ(L)を一定とし、内側開口105の径(Di)を、噴孔テーパ度Xに合わせて大きくすることで設けられている。また、実施例1の噴孔6は、外側開口18の径(Do)および噴孔長さ(L)を一定とし、内側開口17の径(Di)を、噴孔テーパ度Xに合わせて大きくすることで設けられている。
Here, the
図6のグラフからも確認できるように、噴孔テーパ度Xを0から徐々に大きくしていくと、噴孔テーパ度Xが3までは、噴孔テーパ度Xが増えるに従って燃料噴射ノズル1から噴射される燃料噴霧の貫徹力が大きくなる。
そして、噴孔テーパ度Xが3を越えると、噴孔テーパ度Xが増えるに従って貫徹力が小さくなっていく。
しかし、噴孔テーパ度Xが5未満の場合には、貫徹力の低下度合いは少ない。
噴孔テーパ度Xが5以上になると、貫徹力が大きく低下する。これは、噴孔テーパ度Xを5以上にすることで、内側開口17が大きくなり、渦に起因した旋回流れが内側開口17から噴孔6内に流入し易くなる。これにより、噴孔6内の燃料流れの中で、噴孔軸Zに沿って流れる成分の流速が遅くなり、噴孔軸Zの周りを螺旋状に旋回する成分の流速が速くなる。このため、外側開口18から噴射される燃料噴霧は、貫徹力が弱いが、噴射角が広角に拡がる。
なお、図6のグラフにおいて、噴孔テーパ度Xが0、2.5、4の時のそれぞれの貫徹力変化率は噴孔間でばらつくため、そのばらつき幅FBを考慮して噴孔テーパ度Xが5以上で有効であると判断している。
As can be confirmed from the graph of FIG. 6, when the nozzle hole taper degree X is gradually increased from 0, the nozzle hole taper degree X is increased to 3 from the
When the nozzle hole taper degree X exceeds 3, the penetration force decreases as the nozzle hole taper degree X increases.
However, when the nozzle hole taper degree X is less than 5, the penetrating force decreases little.
When the nozzle hole taper degree X is 5 or more, the penetration force is greatly reduced. This is because when the nozzle hole taper degree X is set to 5 or more, the
In the graph of FIG. 6, since the penetration force change rates when the nozzle hole taper degree X is 0, 2.5, and 4 vary among the nozzle holes, the nozzle hole taper degree considering the variation width FB. X is determined to be effective when it is 5 or more.
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の燃料噴射ノズル1においては、上記の式1を満たすように、各X、Di、Do、Lの値を設定している。すなわち、噴孔テーパ度Xを5以上の値に設定することで、内側開口18が大きくなり、渦に起因した旋回流れが内側開口18から噴孔6内に流入し易くなる。これにより、サック室5内に発生する乱流エネルギーを内側開口18から噴孔6内に多く取り込むことで、公知例の噴孔形状を採用することなく、つまり、デポジット付着の問題を発生させることなく、少噴射量時における低貫徹・広角噴霧を実現することができる。
[Effect of Example 1]
As described above, in the
また、上記の式2を満たすように、各H、h、Di、θの値を設定している。
これにより、サック室5内の乱流エネルギーの発生源である渦流れが形成され易く、形成された渦の中心と内側開口17の中心21との2点が噴孔軸Z上に並び易くなるので、一層渦が内側開口17から噴孔6内に流入し易くなり、さらに低貫徹、かつ、広角化が促進する。
Further, the values of H, h, Di, and θ are set so as to satisfy the
Thereby, a vortex flow that is a source of turbulent energy in the
ここで、ニードル3のシート面7からのリフト量がゼロから所定値の範囲にあるとき、ニードル3の先端14は、交点Oよりも軸方向の先端側(図示下端側)に存在している。 そして、上記の式3を満たすように、各H、Sの値を設定している。
これにより、ニードル3のリフト量がゼロから所定値の範囲にある時に、サック室5内でさらに渦が発生し易くなり、サック室5内で生じた渦が噴孔6内に取り込まれて燃料噴霧がさらに低貫徹・広角になる。
Here, when the lift amount of the
As a result, when the lift amount of the
また、各噴孔6は、噴孔軸Zに対して垂直な噴孔断面積が、噴孔6のサック室5を構成する内壁における開口から噴孔6のノズルボディ2の外壁における開口に向かって線形に縮小するように設けられている。
これにより、噴孔6内に噴孔断面積が大きく変化する箇所がないので、少噴射量時に噴孔6の壁面から燃料流れの剥離が発生することなく、噴孔6の壁面に沿って燃料が流れる。この結果、さらに燃料噴霧の低貫徹・広角化し易くなる。
したがって、少噴射量時における冷却損失を低減できるので、燃費を低減することができる。
Further, each
As a result, there is no portion where the nozzle hole cross-sectional area greatly changes in the
Therefore, since the cooling loss at the time of a small injection amount can be reduced, fuel consumption can be reduced.
[実施例2の構成]
図7および図8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。
[Configuration of Example 2]
7 and 8
Here, the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration or function, and the description thereof is omitted.
ニードル3のシート面7からのリフト量がゼロから所定値の範囲にあるとき、ニードル3の先端14は、交点Oよりも入口側に存在する。
ここで、噴孔軸Zとサック軸Yとが交わる点を交点O、サック室5の先端22からサック室5の入口9までの軸方向の距離をH、内側開口17の中心21から交点Oまでの軸方向に垂直な方向の距離をRと呼ぶ。
また、H、Rの各値を、下記の式4を満たすように設定する。
式4:0.5≦(H/R)≦2
これにより、少噴射量時に、実施例1と同様な効果を得ることができる。
When the lift amount of the
Here, the point where the nozzle hole axis Z and the sack axis Y intersect is the intersection point O, the axial distance from the
Further, the values of H and R are set so as to satisfy the
Formula 4: 0.5 ≦ (H / R) ≦ 2
Thereby, the effect similar to Example 1 can be acquired at the time of small injection amount.
[変形例]
本実施例では、ノズルボディ2の軸方向の先端側に、先端側が半球面15であり、入口側が円筒面16であるサック室5を設けているが、ノズルボディ2の軸方向の先端側に、半球面15のみを有するサック室5を設けても良い。
本実施例では、ニードル3の着座時に、ニードル3の先端14がサック室5内に入っているが、ニードル3の着座時に、ニードル3の先端14がサック室5内に入っていなくても良い。すなわち、ニードル3の先端14は、ニードル3の着座時にサック室5の入口9よりも軸方向の後端側(図1において図示上側)に存在するようにしても良い。
本実施例では、各噴孔6の噴孔軸Zを、サック軸Yに垂直な径方向に対して図示下向きに所定の角度(90°−θ)だけ図示下向きに傾けているが、各噴孔6の噴孔軸Zを、サック軸Yに垂直な径方向に向けても構わない。
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。
[Modification]
In the present embodiment, the
In this embodiment, the
In this embodiment, the nozzle hole axis Z of each
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications.
1 燃料噴射ノズル
2 ノズルボディ
3 ニードル
5 サック室
6 噴孔
15 半球面
16 円筒面
17 内側開口
18 外側開口
DESCRIPTION OF
Claims (5)
軸方向に往復移動することで前記噴孔を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、前記サック室を構成する内壁、および前記ノズルボディの外壁のそれぞれに円形の開口を有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、前記サック室を構成する内壁における開口である内側開口(17)の径をDi、
前記ノズルボディの外壁における開口である外側開口(18)の径をDo、
前記噴孔の軸方向の長さをL、
前記Diと前記Doとの差分と前記Lとの比である噴孔テーパ度をXとしたとき、
X={(Di−Do)/L}×100≧5
の関係を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。 A cylindrical sac chamber (5) whose tip side is a hemispherical surface (15), and a nozzle body (2) having a nozzle hole (6) opening in the sac chamber;
A needle (3) for starting and stopping fuel injection through the nozzle hole by reciprocating in the axial direction;
In the fuel injection nozzle (1), the injection hole has a circular opening on each of an inner wall constituting the sack chamber and an outer wall of the nozzle body.
Of the two openings of the nozzle hole, the diameter of the inner opening (17) which is an opening in the inner wall constituting the sac chamber is Di,
The diameter of the outer opening (18) which is an opening in the outer wall of the nozzle body is Do,
The axial length of the nozzle hole is L,
When the nozzle hole taper degree which is the ratio of the difference between the Di and the Do and the L is X,
X = {(Di-Do) / L} × 100 ≧ 5
A fuel injection nozzle characterized by satisfying the relationship
前記サック室の軸(Y)に対する前記噴孔の軸(Z)の傾斜角度をθ、
前記内側開口の中心(21)から前記サック室の入口(9)までの軸方向の距離をh、 前記サック室の先端(22)から前記サック室の入口までの軸方向の距離をHとしたとき、
{(H−Di×sinθ)/2}≦h≦{(H+Di×sinθ)/2}
の関係を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1,
An inclination angle of the axis (Z) of the nozzle hole with respect to the axis (Y) of the suck chamber is θ,
The axial distance from the center (21) of the inner opening to the inlet (9) of the sac chamber is h, and the axial distance from the tip (22) of the sack chamber to the inlet of the sac chamber is H. When
{(H−Di × sin θ) / 2} ≦ h ≦ {(H + Di × sin θ) / 2}
A fuel injection nozzle characterized by satisfying the relationship
前記ニードルは、前記ノズルボディの内周の所定の位置(7)に対して離座または着座することで、燃料の噴射を開始または停止させ、
前記サック室の軸(Y)と前記噴孔の軸(Z)とが交わる点を第1交点Oとした場合、 前記ニードルの前記所定の位置からの軸方向の移動量がゼロから所定値の範囲にあるとき、前記ニードルの先端(14)は、前記第1交点Oよりも先端側に存在し、
前記噴孔の軸(Z)と前記ニードルの側面とが交わる点を第2交点P、
前記サック室の先端から前記サック室の入口までの軸方向の距離をH、
前記内側開口の中心から前記第2交点Pまでの軸方向に垂直な方向の距離をSとしたとき、
0.5≦(H/S)≦2
の関係を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1 or 2,
The needle starts or stops fuel injection by being separated from or seated on a predetermined position (7) on the inner periphery of the nozzle body,
When the point where the axis (Y) of the sac chamber intersects the axis (Z) of the nozzle hole is defined as a first intersection point O, the axial movement amount of the needle from the predetermined position is from zero to a predetermined value. When in the range, the tip (14) of the needle is present on the tip side of the first intersection O,
A point where the axis (Z) of the nozzle hole and the side surface of the needle intersect is a second intersection point P,
The axial distance from the tip of the sac chamber to the inlet of the sac chamber is H,
When the distance in the direction perpendicular to the axial direction from the center of the inner opening to the second intersection P is S,
0.5 ≦ (H / S) ≦ 2
A fuel injection nozzle characterized by satisfying the relationship
前記サック室の軸(Y)と前記噴孔の軸(Z)とが交わる点を交点O、
前記サック室の先端から前記サック室の入口までの軸方向の距離をH、
前記内側開口の中心から前記交点Oまでの軸方向に垂直な方向の距離をRとしたとき、 0.5≦(H/R)≦2
の関係を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to claim 1 or 2,
The point where the axis (Y) of the sac chamber intersects the axis (Z) of the nozzle hole is an intersection point O,
The axial distance from the tip of the sac chamber to the inlet of the sac chamber is H,
When the distance in the direction perpendicular to the axial direction from the center of the inner opening to the intersection O is R, 0.5 ≦ (H / R) ≦ 2
A fuel injection nozzle characterized by satisfying the relationship
前記噴孔の軸に対して垂直な噴孔断面積は、前記内側開口から前記外側開口に向かって線形に縮小することを特徴とする燃料噴射ノズル。 The fuel injection nozzle according to any one of claims 1 to 4,
The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein an injection hole cross-sectional area perpendicular to the injection hole axis is linearly reduced from the inner opening toward the outer opening.
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