JP2700570B2 - 噴霧特性の検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、内燃機関用燃料噴射弁等のノズルから噴
射された燃料油等の噴射特性を調べるための検査方法に
関するものである。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関用燃料噴射弁等に対しては、そのノ
ズルが所期の噴霧特性（例えば、噴霧角や噴霧の到達距
離）を備えているか否か検査が行なわれる。

現在行なわれている噴霧特性の検査方法としては、ノ
ズルから噴射された噴霧を直接に高速度写真撮影して解
析するという古くから行なわれている方法に加えて、特
開昭59−25075号公報や特開昭59−26037号公報に開示さ
れたようにイメージセンサと画像表示装置を用いて画像
解析する方法や、レーザー光を利用して噴霧から噴霧を
持つ種々の情報を収集し解析する方法等がある。

［発明が解決しようとする課題］ これら従来の噴霧特性の検査方法には次のような問題
があった。

即ち、写真撮影による方法の場合には判定材料となる
写真の現像に時間がかかり、検査結果が出るのが遅いと
いう欠点があった。又、画像解析による方法やレーザー
光を利用した方法の場合には、判定材料は即座に得られ
るようになるが、その装置化には高度な精密さが要求さ
れるため、装置のセッティングやメンテナンスが非常に
面倒であるという欠点があった。

この発明は上述従来の技術の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、装置化が簡単に
でき、そのセッティング、メンテナンスに手間がかから
ず、判定材料も迅速に得られる噴霧特性の検査方法を提
供しようとするところにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するためになされたもの
で、その要旨は、ノズルから噴射される噴霧の諸特性を
調べる噴霧特性の検査方法において、ノズルから所定寸
法離れた前方にノズルの軸線延長線を中心として圧電変
換素子を複数配置しておき、ノズルから噴射された噴霧
が上記各圧電変換素子に衝突した時に各圧電変換素子に
生じた電気的変化を捕らえ、この電気的変化に対応する
電気信号をコンピュータに入力し所定に処理してデータ
を得るようにしたことを特徴とする噴霧特性の検査方法
にある。

［作用］ 各圧電変換素子に噴霧が衝突すると、各圧電変換素子
には衝突した噴霧の有するエネルギーに応じた圧力が加
わり、各圧電変換素子には加えられた圧力に応じて電気
抵抗等の電気的な変化が生ずる。各圧電変換素子が組み
込まれた電気回路によって上記電気的変化を電流等の電
気信号として捕らえ、これに必要に応じて増幅したりA/
D変換等の処理を施した後、コンピュータに入力して目
的に応じた所定の処理を行うと、噴霧角、噴霧速度、各
部位における運動エネルギーの分布等の種々のデータを
得ることができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を第１図から第４図までの図
面に基づいて説明する。尚、この実施例はディーゼルエ
ンジンの燃料噴射弁の噴霧特性を検査する態様である。

第１図において符号１はディーゼルエンジン用の燃料
噴射弁であり、この燃料噴射弁１のノズル２の前方には
距離Ｌだけ離れた所に、感圧装置３がノズル２の軸線延
長線（図中一点鎖線で示す）と直交するように配置され
ている。感圧装置３の円盤状の基板４においてノズル２
に対向する面4aには、ノズル２の軸線延長線に同心状に
10個の感圧素子10、11、…19が取り付けられている。感
圧素子は基板４の中央に配置された感圧素子10だけが円
形をなし、その他の感圧素子11〜19はリング幅を感圧素
子10の半径と同寸法としたリング状をなしている。周知
の如く、感圧素子10〜19は加えられる圧力の大きさに対
応して電気抵抗が変化する変換素子であり、各感圧素子
10〜19は、それぞれの電気抵抗の変化を電流又は電圧の
変化として捕らえることができるように、それぞれ別個
の電気回路に組み込まれている。そして、第３図に示す
ように、上記各回路を流れるアナログ信号としての電圧
はそれぞれアンプ機能を具備したA/D変換器20〜29によ
って増幅されるとともにデジタル信号に変換され、更
に、このデジタル信号を一時的に記憶させるプロセッサ
ー30〜39を介してマイクロコンピュータ40に入力され
る。マイクロコンピュータ40において目的に応じた処理
を行うと、燃料噴射弁１の噴霧特性を知る上に必要な種
々のデータを得ることができる。

即ち、ノズル２から燃料が噴霧されると、噴霧は前方
の各感圧素子10〜19に衝突する。そして、衝突の際に、
噴霧はそれが有する運動エネルギーに応じた圧力を感圧
素子10〜19に加えることとなる。その結果、各感圧素子
10〜19はそれぞれ加えられた圧力の大きさに対応して電
気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化を上述のように
コンピュータ処理することによって、基板４の中央（第
２図における中心）からの径方向の離間寸法に対する、
噴霧の運動エネルギーの分布を知ることができる。

そして、角度センサ50で得た燃料噴射弁１駆動用のカ
ム軸（図示せず。）の回転角度θに対応する電気信号を
マイクロコンピュータ40に入力して、これも併せて所定
に処理することにより、燃料噴射弁１のニードルバルブ
６がノズル本体５の弁座5aから離反した時をトリガー始
めとして、基板４の中央から離間する各部位毎に、上記
回転角度θをパラメータとした上記噴霧の運動エネルギ
ーの変動の様子を知ることができる。これは必要に応じ
て図形化することも可能である。

更に、マイクロコンピュータ40で必要な数値解析をす
ることにより、上記噴霧の運動エネルギーから噴霧速度
を得ることもできる。

又、感圧素子10〜19のうちのどの感圧素子に電気的変
化が生じているかによって、その時点における噴霧角を
も知ることができる。

更に、これらデータに基づいて、感圧装置３が無かっ
た場合の噴霧の予想軌跡も解析可能であり、これにより
燃料噴射弁１を実際のエンジンに装着して使用した場合
に噴霧が燃焼室内のどこに噴射されるか、所謂ペネトレ
ーションを知ることができる。

尚、上述実施例の場合には、感圧装置３においてリン
グ状の感圧素子11〜19を同心状に配置しているため、第
２図において中央からの離間寸法に対する上記各データ
しか得ることができない。そこで、第４図に示すよう
に、上記実施例において基板４の中央に配置したものと
同じ感圧素子10を中央から規則的に放射状に散点状に多
数配置すれば、中央からの離間寸法に対してだけでな
く、その方向性をも考慮したデータを得ることができる
ようになる。このようにすると、噴霧の中心がノズル２
の軸線延長上から偏心しているか否かとか、真円状に噴
射されているか否か等、噴霧の歪みを知ることができる
ようになる。

この発明は上述実施例に制約されず種々の態様が採用
可能である。

例えば、圧電変換素子は感圧素子に限るものではな
く、圧力を加えるとその大きさに応じて電荷が発生する
圧電変換素子（所謂、圧電素子）であってもよい。

又、上述実施例ではトリガー初めをニードルバルブの
リフトタイミングにしているが、コンピュータの内部ト
リガーによる時間基準にすることも可能であり、検査目
的に応じて選択すればよい。

尚、上述実施例では、ディーゼルエンジン用燃料噴射
弁の噴霧特性を検査する態様を示したが、この態様以外
の噴霧特性を検査する場合にも使用可能であることは勿
論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ノズルから
所定寸法離れた前方にノズルの軸線延長線を中心として
圧電変換素子を複数配置して、ノズルから噴射された噴
霧が上記各圧電変換素子に衝突した時に各圧電変換素子
に生ずる電気的変化を捕らえ、この電気的変化に対応す
る電気信号をコンピュータに入力して所定に処理するよ
うにしたことにより、噴霧特性を知る上に必要な諸デー
タを瞬時に得ることができようになるとともに、装置化
した場合にも簡単な構造にできるという優れた効果が奏
される。しかも、装置化した場合にはセッティングやメ
ンテナンスが従来の画像解析法やレーザー法の場合に比
較して、極めて容易になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明の一実施例を示すものであ
り、第１図はノズルと圧電変換素子との位置関係を示す
正面図、第２図は第１図II−II矢視図、第３図は圧電変
換素子の電気的変化を処理する際のブロック図である。
又、第４図は別の実施例における圧電変換素子の配置図
である。 ２……ノズル、 10〜19……感圧素子（圧電変換素子）、 40……コンピュータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルから噴射される噴霧の諸特性を調べ
   る噴霧特性の検査方法において、ノズルから所定寸法離
   れた前方にノズルの軸線延長線を中心として圧電変換素
   子を複数配置しておき、ノズルから噴射された噴霧が上
   記各圧電変換素子に衝突した時に各圧電変換素子に生じ
   た電気的変化を捕らえ、この電気的変化に対応する電気
   信号をコンピュータに入力し所定に処理してデータを得
   るようにしたことを特徴とする噴霧特性の検査方法。