JP2529774Y2

JP2529774Y2 - 燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JP2529774Y2
Application number: JP11196691U
Authority: JP
Inventors: 文嗣吉津
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2006-12-24
Also published as: JPH0552259U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、ディーゼルエンジン
等に用いられる燃料噴射ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射ノズルには、実開昭５７
ー８３６２号公報に開示されたタイプのものがある。こ
の燃料噴射ノズルは、図１２に示すように、ノズル本体
１と弁体２とを備えている。ノズル本体１の内部には、
上下方向に延びる弁摺動孔１１が形成されている。この
弁摺動孔１１の下端開口部には、下方に向かうにしたが
って拡径するテーパ孔状の弁座１２が形成されている。

【０００３】弁体２は、弁摺動孔１１に摺動自在に挿入
された軸部２１と、この軸部２１の弁摺動孔１１から突
出した下端部に連設された弁部２２とから構成されてい
る。軸部２１の内部には、その軸線上を延びる燃料通路
２１ａが形成されるとともに、この燃料通路２１ａに一
端が連通し、他端が外周面に開口する噴射孔２１ｂが形
成されている。一方、弁部２２は、弁座１２の下端部と
ほぼ同一の直径に形成されており、その上端面には、弁
座１２より若干大きいテーパ角を有するテーパ部２２ａ
が形成されている。このテーパ部２２ａの周縁部が、ノ
ズルばね（図示せず）によって弁座１２の周縁部に突き
当てられることにより、弁部２２が弁座１２に着座する
ようになっている。

【０００４】上記構成の燃料噴射ノズルにおいて、燃料
噴射ポンプ（図示せず）から燃料が圧送され、その圧力
が所定の開弁圧に達すると、弁体２がノズルばねの付勢
力に抗して弁座１２からリフトする（下方へ移動す
る）。すると、圧送された燃料は、燃料通路２１ａを通
り、噴射孔２１ｂから噴射される。噴射された燃料は、
弁座１２とテーパ部２２ａとの間を通ってエンジンの燃
焼室に噴射される。

【０００５】ところで、ディーゼルエンジンにおいて
は、エンジンの性能上の観点から、低負荷時（弁体２の
リフト量が小さい時）と高負荷時（弁体２のリフト量が
大きい時）とで燃料の噴射方向を変えることが要望され
ることがある。例えば、低負荷時には燃料を燃焼室の比
較的下側（ピストン側）に噴射し、高負荷時には燃焼室
の上側（シリンダヘッド側）に噴射されることが要望さ
れることがある。特に、高負荷時には、弁体２のリフト
量に応じて噴射方向を変えることができれば、燃焼室内
の空気の利用効率を向上させて、燃焼状態を良好にする
こことができるという点から、燃料の噴射方向をリフト
量にしたがって変えることができれば望ましい。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】上記従来の燃料噴射ノ
ズルにおいては、燃料の噴射量が弁体２のリフト量に応
じて変化するものの、燃料の噴射方向は一定であり、上
記要望に応えることができなかった。

【０００７】この考案は、上記要望に応えるためになさ
れたもので、弁体のリフト量に応じて燃料の噴射方向を
変えることができる燃料噴射ノズルを提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この考案は、上記の目的
を達成するために、内部に一端が外面に開口する弁摺動
孔が形成され、この弁摺動孔の開口部に弁座が形成され
たノズル本体と、前記弁摺動孔に摺動自在に設けられ、
内部に燃料通路が形成されるとともに、弁摺動孔から外
部に突出した端部に前記弁座の外周側の周縁部に着座す
る弁部が形成された弁体とを備え、前記弁体が前記弁座
からリフトときには弁座と弁部との間から燃料を噴射す
る燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル本体に、内側の
端部が前記弁摺動孔の内周面に開口するとともに、外側
の端部が前記弁座に開口し、かつ弁摺動孔の軸線とのな
す角度が互いに異なる複数の噴射孔を形成し、前記弁体
に、前記弁体の弁座からのリフト時に前記燃料通路と前
記複数の噴射孔とをそれぞれ連通させ、かつ各連通面積
どうしの大きさの割合を前記弁体のリフト量に応じて変
化させる連通路を形成したことを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】弁体が弁座からリフトすると、各噴射孔が連通
路を介して燃料通路と連通する。したがって、各噴射孔
から燃料が噴射される。噴射された燃料は、弁座と弁部
との間を通って燃焼室に噴射される。ここで、各噴射孔
と弁摺動孔とのなす角度が互いに異なっているので、各
噴射孔から噴射される燃料の噴射方向は、比較的下向き
のものもあれば、比較的上向きのものもある。しかも、
各噴射孔と燃料通路との連通面積がリフト量に応じて変
化するので、リフト量の変化に伴って噴射方向が比較的
下向きである燃料の噴射量が多くなったり、逆に少なく
なったりする。これによって、燃料の噴射方向が変化す
る。

【００１０】

【実施例】以下、この考案の実施例について図１〜図１
１を参照して説明する。図１〜図５はこの考案の一実施
例を示すものである。まず、図２に基づいてこの実施例
の燃料噴射ノズルＮの全体構成について説明すると、符
号３はノズル本体である。このノズル本体３は、ノズル
ホルダ３１と、このノズルホルダ３１の下端面にノズル
ナット３２によって固定されたノズルボディ３３とから
構成されている。なお、ノズルホルダ３１とノズルボデ
ィ３３とは、位置決めピン４によって位置決めされてい
る。

【００１１】上記ノズルホルダ３１の内部には、その上
端面から下方に延びる燃料用孔３１ａが形成されるとと
もに、その燃料用孔３１ａの下端部からノズルホルダ３
１の下端面まで延びるばね収納孔３１ｂが形成されてい
る。このばね収納孔３１ｂには、後述する弁体６を図２
の上方へ付勢するノズルばね５が収納されている。な
お、ばね収納孔３１ｂ内には、燃料噴射ポンプ（図示せ
ず）から燃料用孔３１ａを介して高圧燃料が圧送される
ようになっている。

【００１２】上記ノズルボディ３３には、その軸線Ｏ
（図１参照）上を上端面から下端面まで貫通する弁摺動
孔３３ａが形成されている。この弁摺動孔３３ａの下端
開口部には、下方へ向かうにしたがって漸次拡径するテ
ーパ孔状の弁座３３ｂ（図１参照）が形成されている。
また、ノズルボディ３３の下端部外周面には、下方へ向
かうしたがって漸次小径になるテーパ面３３ｃが形成さ
れている。

【００１３】ノズルボディ３３の弁摺動孔３３ａには、
弁体６が摺動自在に挿通されている。この弁体６は、弁
摺動孔３３ａに挿通された軸部６１と、この軸部６１の
弁摺動孔３３ａから突出した下端部に連設された弁部６
２とから構成されている。

【００１４】上記軸部６１は、その上端部が弁摺動孔３
３ａを貫通して上記ばね収納孔３１ｂ内に突出してお
り、そこにはばね受け７が固定されている。そして、軸
部６１は、上記ノズルばね５によりばね受け７を介して
上方へ付勢されている。これによって、弁部６２が弁座
３３ｂに着座するようになっている。その一方、軸部６
１は、ばね収納孔３１ｂ内に圧送される燃料によって下
方に押圧される。この押圧力がノズルばね５の付勢力よ
り大きくなると、弁体６が弁座３３ｂからリフト（下方
へ移動）することになる。なお、弁体６がリフトし始め
る時の燃料の圧力が開弁圧である。

【００１５】また、軸部６１の内部には、軸線Ｏ上を延
びる燃料通路６３が形成されている。この燃料通路６３
の上端部は、軸部６１の上端面に開口している。したが
って、燃料通路には、燃料噴射ポンプから燃料用孔３１
ａを介してばね収納孔３１ｂ内に圧送された燃料が導入
されることになる。燃料通路６３の下端部は、止まり孔
になっている。

【００１６】一方、弁部６２は、図１に示すように、そ
の外周面にテーパ面６２ａが形成されている。このテー
パ面６２ａは、弁部６２が弁座３３ｂに着座した状態に
おいては、上記ノズルボディ３３のテーパ面３３ｃに連
続するようになっている。また、弁部６２の上端面に
は、テーパ部６２ｂが形成されている。このテーパ部６
２ｂのテーパ角度は、弁座３３ｂのテーパ角度より大き
くなっている。したがって、弁部６２は、テーパ部６２
ｂの外周縁が弁座３３ｂの外周縁に突き当たった状態で
弁座３３ｂに着座することになる。

【００１７】上記構成は、従来の燃料噴射ノズルと同様
であるが、この燃料噴射ノズルにおいては、弁体６がリ
フトするにしたがって燃料の噴射方向が変化するよう、
次の構成を有している。

【００１８】すなわち、図１（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、ノズルボディ３３の下端部には、対をなす２つの噴
射孔３４，３５が複数対（この実施例では四対）形成さ
れている。噴射孔３４，３５は、軸線Ｌを含む同一平面
上に配置されているが、軸線Ｏ方向に関しては異なる箇
所に配置されている。また、噴射孔３４，３５と軸線Ｏ
とのなす角度は互いに異なっており、この実施例では、
噴射孔３４と軸線Ｏとのなす角度が噴射孔３５と軸線Ｏ
とのなす角度より小さくなされている。

【００１９】各噴射孔３４，３５の一端部は、弁摺動孔
３３ａの内周面に開口し、他端部は、弁座３３ｂの外周
縁近傍に開口している。この場合、弁座３３ｂにおける
各噴射孔３４，３５の開口部は、ほぼ同一箇所に位置せ
しめられている。したがって、弁摺動孔３３ａの内周面
における各噴射孔３４，３５の開口部は、軸線Ｏ方向に
互いに離間しており、噴射孔３４の開口部が噴射孔３５
の開口部より上側に位置している。

【００２０】なお、この実施例においては、噴射孔３４
の直径が噴射孔３５の直径より小さくなされており、図
１（Ｃ）に示すように、各噴射孔３４，３５は、それぞ
れの内周面の外側に位置する箇所どうしが弁座３３ｂに
おいて接するように配置されている。

【００２１】また、上記軸部６１の下端部外周面には、
環状溝６４ａが形成されている。この環状溝６４ａは、
連通孔６４ｂを介して燃料通路６３に連通せしめられて
いる。これら環状溝６４ａおよび連通孔６４ｂによって
連通路６４が構成されている。

【００２２】上記環状溝６４ａは、弁部６２が弁座３３
ｂに着座した状態においては、噴射孔３４より上側（弁
体６のリフト方向と逆方向側）に位置している。また、
環状溝６４ａの幅Ｗは、弁摺動孔３３ａの内周面におけ
る噴射孔３４，３５の軸線Ｏ方向の間隔Ｌと同等か、若
干狭くなされている。

【００２３】したがって、図４および図５に示すように
弁体６がリフトした場合、環状溝６４ａはまず噴射孔３
４と対向する。この結果、噴射孔３４が燃料通路６３と
連通する。その後、環状溝６４ａは、その幅Ｗが間隔Ｌ
より狭いので、噴射孔３４と噴射孔３５との間の弁摺動
孔３３ａの内周面によって遮蔽される。このときには、
噴射孔３４，３５の両者が燃料通路６３と非連通状態に
なる。そして、弁体６が最大リフトしたときには、環状
溝６４ａが噴射孔３５と対向し、噴射孔３５が燃料通路
６３と連通するようになっている。

【００２４】次に、上記構成の燃料噴射ノズルＮの作用
について説明する。燃料噴射ポンプから燃料用孔３１ａ
を介してばね収納孔３１ｂに燃料が圧送され、その燃料
の圧力が開弁圧に達すると、弁体６がノズルばね５の付
勢力に抗してリフトし始める。

【００２５】図３（Ａ）に示すように、環状溝６４ａが
噴射孔３４と対向する前の初期リフト時には、燃料通路
６３および連通孔６４ｂを介して環状溝６４ａに圧送さ
れた燃料が、軸部６１と弁摺動孔３３ａの内周面との間
を通って弁座３３ｂと弁部６２との間へ至り、そこから
外部（燃焼室）に噴射される。この場合の噴射は、噴射
量が少なく、しかも弁座３３ｂと弁部６２との間隔が狭
いので、図３（Ｂ）に示すように、薄い膜状になる。な
お、薄い膜状の噴射は、弁体６のリフト期間中常時行わ
れる。

【００２６】弁体６がさらにリフトすると、図４（Ａ）
に示すように、環状溝６４ａが噴射孔３４と対向する。
このとき、環状溝６４ａは噴射孔３５と対向していな
い。したがって、燃料は噴射孔３４からだけ噴射され
る。この場合、噴射孔３４の直径が小さいので、噴射量
は少なく、いわゆる初期噴射が行われる。また、噴射孔
３４と軸線Ｏとのなす角度が小さく、噴射孔３４が比較
的下向きであるので、噴射方向も下向きになる。

【００２７】弁体６がさらにリフトすると、環状溝６４
ａの幅Ｗが噴射孔３４，３５の間隔Ｌより小さいので、
環状溝６４が弁摺動孔３３ａの内周面によって遮蔽され
る。この結果、燃料噴射が瞬間的にではあるが中断す
る。

【００２８】弁体６が最大リフトすると、環状溝６４ａ
が噴射孔３５と対向する。したがって、噴射孔３５から
燃料が噴射される。このとき、噴射孔３５の直径が噴射
孔３４の直径より大きいので、多量の燃料が噴射され、
いわゆる主噴射が行われる。この主噴射においては、噴
射孔３５と軸線Ｏとのなす角度が大きく、噴射孔３５が
比較的上向きであるので、噴射方向も上向きになる。

【００２９】なお、燃料噴射ポンプからの燃料圧送が終
了すると、弁体６がノズルばね５の付勢力によって弁座
３３ｂに着座し、これによって燃料噴射が終了する。

【００３０】次に、この考案の他の実施例を説明する。
なお、以下の実施例においては、上記実施例と異なる構
成についてののみ説明することとし、上記実施例と同様
な部分については同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００３１】図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す実施例
は、弁部６２が弁座３３ｂに着座した状態のときに環状
溝６４ａが噴射孔３４と対向するようにしたものであ
り、環状溝６４ａの幅Ｗは弁摺動孔３３ａの内周面にお
ける噴射孔３４，３５の間隔Ｌより広く、かつ噴射孔３
４の上側縁から噴射孔３５の下側縁までの間隔Ｌ₁より
狭くなされている。

【００３２】この実施例の燃料噴射ノズルにおいては、
弁体６がリフトすると同時に噴射孔３４から燃料が比較
的下向きに噴射される。その後、弁体６がさらにリフト
すると、環状溝６４ａの幅Ｗが噴射孔３４，３５の間隔
Ｌより広いので、図６（Ｂ）に示すように、環状溝６４
ａが噴射孔３４，３５と同時に対向し、両噴射孔３４，
３５から同時に燃料が噴射される。この状態において
は、両噴射孔３４，３５から噴射される燃料全体の噴射
方向は、両噴射孔３４，３５の噴射方向を合成した方向
になる。

【００３３】その状態から弁体６がさらにリフトする
と、リフト量の増大に伴って環状溝６４ａと噴射孔３４
との対向面積が減少するのに対し、環状溝６４ａと噴射
孔３５との対向面積が増大する。この結果、噴射孔３４
からの燃料噴射量が減少する一方、噴射孔３５からの噴
射量が増大する。したがって、噴射孔３４，３５から噴
射される燃料全体は当初比較的下向きになり、その後リ
フト量が増大するにしたがって徐々に上向きに変化す
る。そして、最大リフト時には、図６（Ｃ）に示すよう
に、環状溝６４ａが噴射孔３５とだけ対向するので、噴
射方向は、噴射孔３５による噴射方向と一致する。

【００３４】図７に示す実施例は、環状溝６５ａおよび
連通孔６５ｂからなる連通路６５と、環状溝６６ａおよ
び連通孔６６ｂからなる連通路６６とをそれぞれ形成
し、各連通路６５，６６をそれぞれ噴射孔３４，３５の
専用にしたものである。環状溝６５ａは、弁体６の着座
時には噴射孔３４から離れており、弁体６がリフトする
と噴射孔３４と対向し、弁体６が最大リフトすると噴射
孔３４から離れるように配置されている。一方、環状溝
６６ａも、弁体６の着座時には噴射孔３５から離れ、弁
体６がリフトすると噴射孔３５と対向するように配置さ
れている点は環状溝６５ａと同様であるが、環状溝６５
ａと噴射孔３４との連通面積が減少し始まると、環状溝
６６ａが噴射孔３５と対向し始め、弁体６が最大リフト
時には噴射孔３５全体と対向するように配置されてい
る。

【００３５】この実施例の燃料噴射ノズルにおいても、
噴射孔３４と環状溝６５ａとの連通面積と、噴射孔３５
と環状溝６５ａとの連通面積とが、弁体６のリフト量に
応じて変化するとともに、連通面積の大きさの割合がリ
フト量に応じて変化するので、図６に示す実施例と同様
に、噴射孔３４，３５から噴射される燃料全体の噴射方
向が弁体６のリフトに応じて比較的下向きから上向きへ
と徐々に変化することになる。

【００３６】図８、図９および図１０は、２つの噴射孔
３４，３５の他の例を示すものである。すなわち、上記
の実施例においては、２つの噴射孔３４，３５の弁座３
３ｂにおける開口部を、各内周面の外側の側部において
接するように配置したのに対し、図８に示す実施例は、
噴射孔３４，３５の各軸線を弁座３３ｂにおいて交差さ
せたものであり、図９に示す実施例は、内側の側部にお
いて接するように配置したものであり、図１０に示す実
施例は、噴射孔３４，３５の各軸線を弁座３３ｂにおい
て交差させるとともに、噴射孔３４の内径を噴射孔３５
の内径より大径にしたものである。

【００３７】また、図１１に示す実施例は、噴射孔３
４，３５を弁摺動孔３３ａの周方向において異なる箇所
に配置したものであり、噴射孔３４と３５とは交互に配
置されている。この場合、各噴射孔３４，３５と軸線Ｏ
とのなす角度が互いに異なるとともに、弁摺動孔３３ａ
の内周面における各噴射孔３４，３４の開口部が軸線Ｏ
方向に互いに異なる箇所に位置しているのは勿論であ
る。

【００３８】なお、この考案は、上記の実施例に限定さ
れることなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜
変更可能である。例えば、図８〜図１１に示す実施例を
図１〜図５、図６、図７にそれぞれ示す実施例と組み合
わせてもよい。また、上記の実施例は、ノズルばね５を
１つだけ用いた燃料噴射ノズルにこの考案を適用したも
のであるが、この考案は、２つのノズルばねを用いたい
わゆる２段開弁圧タイプの燃料噴射ノズルにも適用する
ことができる。

【００３９】

【考案の効果】以上説明したように、この考案の燃料噴
射ノズルによれば、弁本体に、弁摺動孔に対す傾斜角度
が互いに異なる複数の噴射孔を形成する一方、弁体に、
各噴射孔と燃料通路との連通面積の比を弁体のリフトに
したがって変化させる連通路を形成したものであるか
ら、燃料の噴射方向を弁体のリフトに応じて変化させる
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の要部を拡大して示す図で
あり、図１（Ａ）その断面図、図１（Ｂ）は弁体を省略
して示す図１（Ａ）のＢ矢視図、図１（Ｃ）は図１
（Ｂ）のＣ円部の拡大図である。

【図２】この考案の一実施例の全体を示す断面図であ
る。

【図３】図３（Ａ）は弁体のリフト当初における図１
（Ａ）と同様の断面図であり、図３（Ｂ）はそのときの
燃料の噴射状態を示す図である。

【図４】図４（Ａ）は弁体の初期〜中期リフト時におけ
る図１（Ａ）と同様の断面図であり、図４（Ｂ）はその
ときの燃料の噴射状態を示す図である。

【図５】図５（Ａ）は弁体の最大リフト時における図１
と同様の断面図であり、図５（Ｂ）はそのときの燃料の
噴射状態を示す図である。

【図６】図６はこの考案の他の実施例の要部を拡大して
示す断面図であり、図６（Ａ）は弁体の着座時の状態を
示す図、図６（Ｂ）は弁体の初期〜中期リフト時の状態
を示す図、図６（Ｃ）は弁体の最大リフト時の状態を示
す図である。

【図７】図７はこの考案の他の実施例の要部を拡大して
示す断面図であり、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれ
ぞれ図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と同様の図である。

【図８】この考案の他の実施例の図１（Ｃ）と同様の図
である。

【図９】この考案の他の実施例の図１（Ｃ）と同様の図
である。

【図１０】この考案の他の実施例の図１（Ｃ）と同様の
図である。

【図１１】この考案の他の実施例の図１（Ｂ）と同様の
図である。

【図１２】従来の燃料噴射ノズルの一例の要部を示す断
面図である。

【符号の説明】

Ｎ燃料噴射ノズル０弁摺動孔の軸線３ノズル本体３３ａ弁摺動孔３３ｂ弁座３４噴射孔３５噴射孔６弁体６１軸部６２弁部６３燃料通路６４連通路６５連通路６６連通路

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】内部に一端が外面に開口する弁摺動孔が
形成され、この弁摺動孔の開口部に弁座が形成されたノ
ズル本体と、前記弁摺動孔に摺動自在に設けられ、内部
に燃料通路が形成されるとともに、弁摺動孔から外部に
突出した端部に前記弁座の外周側の周縁部に着座する弁
部が形成された弁体とを備え、前記弁体が前記弁座から
リフトしたときには弁座と弁部との間から燃料を噴射す
る燃料噴射ノズルにおいて、前記ノズル本体に、内側の
端部が前記弁摺動孔の内周面に開口するとともに、外側
の端部が前記弁座に開口し、かつ弁摺動孔の軸線とのな
す角度が互いに異なる複数の噴射孔を形成し、前記弁体
に、前記弁体の弁座からのリフト時に前記燃料通路と前
記複数の噴射孔とをそれぞれ連通させ、かつ各連通面積
どうしの大きさの割合を前記弁体のリフト量に応じて変
化させる連通路を形成したことを特徴とする燃料噴射ノ
ズル。