JP2782896B2 - 直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁 - Google Patents
直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁Info
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- JP2782896B2 JP2782896B2 JP2033548A JP3354890A JP2782896B2 JP 2782896 B2 JP2782896 B2 JP 2782896B2 JP 2033548 A JP2033548 A JP 2033548A JP 3354890 A JP3354890 A JP 3354890A JP 2782896 B2 JP2782896 B2 JP 2782896B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の
改良に関する。
改良に関する。
（従来の技術） 一般に、燃料を燃料室に直接噴射する直噴式ディーゼ
ルエンジンは、噴射弁の先端に複数の噴孔を備えて、燃
焼室に燃料を放射状に噴射して燃料噴霧の拡散を促進す
るようになっている。
ルエンジンは、噴射弁の先端に複数の噴孔を備えて、燃
焼室に燃料を放射状に噴射して燃料噴霧の拡散を促進す
るようになっている。
燃料噴射弁をシリンダヘッドに取付けるにあたって、
シリンダヘッド側に設けられる吸気ポートの形状やバル
ブ等の取付けに伴う制約により、燃料噴射弁をピストン
中心線に対して傾斜させて取付けるものがある（実開昭
59−152176号公報参照）。
シリンダヘッド側に設けられる吸気ポートの形状やバル
ブ等の取付けに伴う制約により、燃料噴射弁をピストン
中心線に対して傾斜させて取付けるものがある（実開昭
59−152176号公報参照）。
そしてこのように傾斜して取り付けられる燃料噴射弁
においては、燃焼室における各噴孔からの燃料噴霧を均
一化するため、ノズル軸方向に対して各噴孔角度を異な
って設定している。
においては、燃焼室における各噴孔からの燃料噴霧を均
一化するため、ノズル軸方向に対して各噴孔角度を異な
って設定している。
（本発明が解決しようとする問題点） ところで、従来から排気ガス中のNOX等を低減するた
め、噴射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴射
を行うことにより、着火おくれを短縮して緩やかな燃焼
をさせるものがある（例えば実開昭61−65269号公報、
実開昭63−82066号公報等参照）。
め、噴射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴射
を行うことにより、着火おくれを短縮して緩やかな燃焼
をさせるものがある（例えば実開昭61−65269号公報、
実開昭63−82066号公報等参照）。
この場合、燃料噴射弁の弁体を段階的にリフトさせ
て、燃料噴射を行うのであるが、とくに噴孔の角度を相
異させるものは、初期リフト時に噴孔間の燃料噴射のバ
ラツキが大きく、NOXや騒音の低減効果が妨げられてい
た。弁体のリフト量の小さい初期リフト時は燃料噴射は
噴孔面積に依存せず、弁体と噴孔のあけられたノズルボ
ディ内面の噴孔開口縁部に沿う環状の流路面積によって
決まる。
て、燃料噴射を行うのであるが、とくに噴孔の角度を相
異させるものは、初期リフト時に噴孔間の燃料噴射のバ
ラツキが大きく、NOXや騒音の低減効果が妨げられてい
た。弁体のリフト量の小さい初期リフト時は燃料噴射は
噴孔面積に依存せず、弁体と噴孔のあけられたノズルボ
ディ内面の噴孔開口縁部に沿う環状の流路面積によって
決まる。
ところが、ノズルボディ内面への噴孔の開口形状は、
ノズルボディに対する噴孔の角度によって相異し、同一
の噴孔径に設定しても、開口周縁部の有効長さが異なっ
てくる。このため、初期リフト時の有効流路面積が変化
し、上記した問題が発生した。
ノズルボディに対する噴孔の角度によって相異し、同一
の噴孔径に設定しても、開口周縁部の有効長さが異なっ
てくる。このため、初期リフト時の有効流路面積が変化
し、上記した問題が発生した。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目
的とする。
的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、ノズルボディと
針弁に互いに接合する円錐状シート面が形成され、ノズ
ルボディのシート面に開口して燃焼室に連通する複数の
噴孔を備え、初期燃料噴射時に針弁のリフト量が規制さ
れる直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁において、
各噴孔の開口径の比率を、各噴孔のノズルボディ側シー
ト面に対する開口縁部と、初期リフト位置においてこれ
に対向する針弁のシート面の間に画成される環状流路断
面積を互いに等しくするように設定した。
針弁に互いに接合する円錐状シート面が形成され、ノズ
ルボディのシート面に開口して燃焼室に連通する複数の
噴孔を備え、初期燃料噴射時に針弁のリフト量が規制さ
れる直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁において、
各噴孔の開口径の比率を、各噴孔のノズルボディ側シー
ト面に対する開口縁部と、初期リフト位置においてこれ
に対向する針弁のシート面の間に画成される環状流路断
面積を互いに等しくするように設定した。
（作用） 燃料噴射開始に伴い針弁が比較的に小さな初期リフト
量で変位した初期噴射時は、各噴孔の開口縁部と、これ
に対向する針弁のシート面の間に画成される環状流路断
面積が噴孔面積より小さいため、各噴孔を通って噴射さ
れる燃料に対しては、各噴孔の各開口縁部に付与される
抵抗が、各噴孔の筒状内壁面に付与される抵抗より大き
くなる。
量で変位した初期噴射時は、各噴孔の開口縁部と、これ
に対向する針弁のシート面の間に画成される環状流路断
面積が噴孔面積より小さいため、各噴孔を通って噴射さ
れる燃料に対しては、各噴孔の各開口縁部に付与される
抵抗が、各噴孔の筒状内壁面に付与される抵抗より大き
くなる。
このため、初期噴射時に各噴孔から噴射される燃料流
量は、各噴孔の開口縁部と、これに対向する針弁のシー
ト面の間に画成される環状流路断面積によって決まる。
量は、各噴孔の開口縁部と、これに対向する針弁のシー
ト面の間に画成される環状流路断面積によって決まる。
したがって、各噴孔の開口縁部と、これに対向する針
弁のシート面の間に画成される環状流路断面積を等しく
設定することにより、各噴孔からの初期燃料流噴射量を
等しくし、燃焼室における燃料噴霧の拡散が均一化され
て、燃料の微粒化が促進され、着火不良を起こしたり、
排気ガス中のHCが増加することを防止する。
弁のシート面の間に画成される環状流路断面積を等しく
設定することにより、各噴孔からの初期燃料流噴射量を
等しくし、燃焼室における燃料噴霧の拡散が均一化され
て、燃料の微粒化が促進され、着火不良を起こしたり、
排気ガス中のHCが増加することを防止する。
これに対して、針弁のリフト量が最大となる主噴射時
は、ノズルボディのシート面と針弁のシート面の間に画
成される流路断面積が大きくなるため、各噴孔から噴射
される燃料流量は、各噴孔の開口径の大きさによって決
まる。したがって、各噴孔からの主燃料流噴射量はそれ
ぞれの開口径に応じて異なり、燃焼室における燃料噴霧
の拡散が不均一になってしまう。しかしながら、この主
噴射時は、燃料噴射圧の増大に伴って噴霧の拡散角度が
狭く、上記初期噴射で拡散した燃料噴霧の中を貫く形態
となり、初期燃料噴霧からの火災伝播により着火遅れが
少なく、燃焼室における噴霧形態のバラツキが燃焼性に
与える影響は小さい。
は、ノズルボディのシート面と針弁のシート面の間に画
成される流路断面積が大きくなるため、各噴孔から噴射
される燃料流量は、各噴孔の開口径の大きさによって決
まる。したがって、各噴孔からの主燃料流噴射量はそれ
ぞれの開口径に応じて異なり、燃焼室における燃料噴霧
の拡散が不均一になってしまう。しかしながら、この主
噴射時は、燃料噴射圧の増大に伴って噴霧の拡散角度が
狭く、上記初期噴射で拡散した燃料噴霧の中を貫く形態
となり、初期燃料噴霧からの火災伝播により着火遅れが
少なく、燃焼室における噴霧形態のバラツキが燃焼性に
与える影響は小さい。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室に臨んで設けられ
る燃料噴射弁１は、配置上の関係からその中心線O1がピ
ストン中心線O2に対して所定角度θ１だけ傾斜して取付
けられる。
る燃料噴射弁１は、配置上の関係からその中心線O1がピ
ストン中心線O2に対して所定角度θ１だけ傾斜して取付
けられる。
ノズルボディ２には２つの噴孔3,4がその中心線O1を
挟んで両側に開口し、各噴孔3,4の中心線O3,O4は、ピス
トン中心線O2に対する傾斜角度θ3,θ４は等しく設定さ
れ、各噴孔3,4から噴射される燃料が燃焼室に対して対
称的な角度で拡がるようになっている。
挟んで両側に開口し、各噴孔3,4の中心線O3,O4は、ピス
トン中心線O2に対する傾斜角度θ3,θ４は等しく設定さ
れ、各噴孔3,4から噴射される燃料が燃焼室に対して対
称的な角度で拡がるようになっている。
ノズルボディ２の内側には円錐状シート面５が形成さ
れるとともに、このシート面５に着座する針弁６に同じ
く円錐状シート面７が形成される。ノズルボディ２のシ
ート面５に各噴孔3,4が開口し、各噴孔3,4は針弁６のシ
ート面７によって直接的に閉塞される。
れるとともに、このシート面５に着座する針弁６に同じ
く円錐状シート面７が形成される。ノズルボディ２のシ
ート面５に各噴孔3,4が開口し、各噴孔3,4は針弁６のシ
ート面７によって直接的に閉塞される。
ノズルボディ２内の燃料圧力は、図示しない燃料圧送
用プランジャを介してエンジンに同期した所定のタイミ
ングで上昇する一方、針弁６の開弁圧を２段階に調節す
る２段ノズルスプリングを備えて、針弁６は燃料噴射開
始初期に図示するように所定の初期リフト量Ｌで軸方向
に変位して噴射圧の比較的に低い初期噴射を行った後
に、最大リフト量で変位して噴射圧の高い主噴射を行う
構成とする。
用プランジャを介してエンジンに同期した所定のタイミ
ングで上昇する一方、針弁６の開弁圧を２段階に調節す
る２段ノズルスプリングを備えて、針弁６は燃料噴射開
始初期に図示するように所定の初期リフト量Ｌで軸方向
に変位して噴射圧の比較的に低い初期噴射を行った後
に、最大リフト量で変位して噴射圧の高い主噴射を行う
構成とする。
なお、上記２段ノズルスプリングを設ける代わりに、
針弁６の初期リフトを規制するセントラルプランジャ
と、セントラルプランジャを燃料圧に応じて変位させる
油圧機構を設けることも考えられる。
針弁６の初期リフトを規制するセントラルプランジャ
と、セントラルプランジャを燃料圧に応じて変位させる
油圧機構を設けることも考えられる。
本発明の要旨とするところであるが、燃料噴射弁１の
中心線O1について傾斜角度が相異する噴孔３と４では、
ノズルボディ２の内面に対する開口形状が異なり、同一
径の場合は開口周囲長が、傾斜角度大きい方が大きくな
り、初期リフト時の噴射量にバラツキがでる。そこで傾
斜角度が比較的に小さい一方の噴孔３の開口径d3は、他
方の噴孔４の開口径d4に対して所定の比率d4/d3で大き
く設定され、この比率d4/d3は、各噴孔3,4のシート面５
に対する開口縁部3a,4aと、これに対向する針弁６のシ
ート面７の間に画成される環状流路断面積S3,S4（図中
斜線部分）を等しくするように設定される。
中心線O1について傾斜角度が相異する噴孔３と４では、
ノズルボディ２の内面に対する開口形状が異なり、同一
径の場合は開口周囲長が、傾斜角度大きい方が大きくな
り、初期リフト時の噴射量にバラツキがでる。そこで傾
斜角度が比較的に小さい一方の噴孔３の開口径d3は、他
方の噴孔４の開口径d4に対して所定の比率d4/d3で大き
く設定され、この比率d4/d3は、各噴孔3,4のシート面５
に対する開口縁部3a,4aと、これに対向する針弁６のシ
ート面７の間に画成される環状流路断面積S3,S4（図中
斜線部分）を等しくするように設定される。
次に作用について説明する。
針弁６のリフト量を２段階として、噴射開始初期にお
ける燃料噴射率を低下させて着火遅れ量を少なくして、
燃費およびスモーク等を改善するとともに、続く主燃料
噴射による燃焼時間を短縮させて、NOX排出量の低減や
エンジンの高効率および高出力化がはかれる。
ける燃料噴射率を低下させて着火遅れ量を少なくして、
燃費およびスモーク等を改善するとともに、続く主燃料
噴射による燃焼時間を短縮させて、NOX排出量の低減や
エンジンの高効率および高出力化がはかれる。
各噴孔3,4は針弁６を着座させるシート面５に開口す
ることにより、針弁６のリフトに伴なって各噴孔3,4に
導かれる燃料圧の立ち上がりが早く、上記リフト量が段
階的に高められる際にも、燃焼室における燃料の拡散が
十分に行われる。
ることにより、針弁６のリフトに伴なって各噴孔3,4に
導かれる燃料圧の立ち上がりが早く、上記リフト量が段
階的に高められる際にも、燃焼室における燃料の拡散が
十分に行われる。
燃料噴射開始に伴い所定の針弁６が初期リフト量Ｌで
変位した初期噴射時に、各噴孔3,4のシート面５に対す
る開口縁部3a,4aと、これに対向する針弁６のシート面
７の間に画成される環状流路断面積S3,S4が噴孔3,4の面
積よりも小さいため、各噴孔3,4を通って噴射される燃
料に対して、各噴孔3,4の開口縁部3a,4aに付与される抵
抗が、各噴孔3,4の円筒状内壁面に付与される抵抗より
大きくなる。
変位した初期噴射時に、各噴孔3,4のシート面５に対す
る開口縁部3a,4aと、これに対向する針弁６のシート面
７の間に画成される環状流路断面積S3,S4が噴孔3,4の面
積よりも小さいため、各噴孔3,4を通って噴射される燃
料に対して、各噴孔3,4の開口縁部3a,4aに付与される抵
抗が、各噴孔3,4の円筒状内壁面に付与される抵抗より
大きくなる。
このため、初期噴射時に各噴孔3,4から噴射される燃
料流量は、各噴孔3,4のシート面５に対する開口縁部3a,
4aと、これに対向する針弁６のシート面７の間に画成さ
れる環状流路断面積S3,S4によって決まる。
料流量は、各噴孔3,4のシート面５に対する開口縁部3a,
4aと、これに対向する針弁６のシート面７の間に画成さ
れる環状流路断面積S3,S4によって決まる。
したがって、各噴孔3,4の開口縁部3a,4aと針弁６のシ
ート面７の間に画成される環状流路断面積S3,S4を等し
く設定することにより、各噴孔3,4からの初期燃料流噴
射量を等しくし、燃焼室における燃料噴霧の拡散が均一
化されて、燃料の微粒化が促進され、着火不良を起こし
たり、排気ガス中のHCが増加することを防止する。
ート面７の間に画成される環状流路断面積S3,S4を等し
く設定することにより、各噴孔3,4からの初期燃料流噴
射量を等しくし、燃焼室における燃料噴霧の拡散が均一
化されて、燃料の微粒化が促進され、着火不良を起こし
たり、排気ガス中のHCが増加することを防止する。
これに対して、針弁６のリフト量が最大となる主噴射
時は、ノズルボディ２のシート面５と針弁６のシート面
７の間に画成される流路断面積が大きくなるため、各噴
孔3,4から噴射される燃料流量は、各噴孔3,4の開口径
d3,d4の大きさによって決まる。したがって、各開口径d
3,d4の相異に基づいて、各噴孔3,4からの主燃料流噴射
量は異なり、燃焼室における燃料噴霧の拡散が不均一に
なってしまう。しかしながら、この主噴射時は、燃料噴
射圧の増大に伴って噴霧の拡散角度が狭く、高ペネトレ
ーションをもって上記初期噴射で拡散した燃料噴霧の中
を貫く形態となり、この初期燃料噴霧からの火炎伝播に
より着火遅れが少なく、燃焼室における噴霧形態のバラ
ツキが燃焼性に与える影響は小さい。
時は、ノズルボディ２のシート面５と針弁６のシート面
７の間に画成される流路断面積が大きくなるため、各噴
孔3,4から噴射される燃料流量は、各噴孔3,4の開口径
d3,d4の大きさによって決まる。したがって、各開口径d
3,d4の相異に基づいて、各噴孔3,4からの主燃料流噴射
量は異なり、燃焼室における燃料噴霧の拡散が不均一に
なってしまう。しかしながら、この主噴射時は、燃料噴
射圧の増大に伴って噴霧の拡散角度が狭く、高ペネトレ
ーションをもって上記初期噴射で拡散した燃料噴霧の中
を貫く形態となり、この初期燃料噴霧からの火炎伝播に
より着火遅れが少なく、燃焼室における噴霧形態のバラ
ツキが燃焼性に与える影響は小さい。
なお、この実施例ではノズルボディに開口する２個の
噴孔について説明したが、本発明は３個以上の複数の噴
孔を備える燃料噴射弁にも適用できる。
噴孔について説明したが、本発明は３個以上の複数の噴
孔を備える燃料噴射弁にも適用できる。
（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、ノズルボディと針弁に互
いに接合する円錐状シート面が形成され、ノズルボディ
のシート面に開口して燃焼室に連通する複数の噴孔を備
え、初期燃料噴射時に針弁のリフト量が規制される直噴
式ディーゼルエンジンにおいて、各噴孔のノズルボディ
側シート面に対する開口縁部と、初期リフト位置におい
てこれに対向する針弁のシート面の間に画成される環状
流路断面積を等しくするように、各噴孔の開口径の比率
を任意に設定したため、燃料噴射弁が燃焼室に対して傾
斜して取付けられる場合も、初期噴射時の燃料拡散を促
進して、HC、、スモークおよびNOXの排出を低減すると
ともに、空気利用率を改善してエンジンの燃費および出
力を改善できる。
いに接合する円錐状シート面が形成され、ノズルボディ
のシート面に開口して燃焼室に連通する複数の噴孔を備
え、初期燃料噴射時に針弁のリフト量が規制される直噴
式ディーゼルエンジンにおいて、各噴孔のノズルボディ
側シート面に対する開口縁部と、初期リフト位置におい
てこれに対向する針弁のシート面の間に画成される環状
流路断面積を等しくするように、各噴孔の開口径の比率
を任意に設定したため、燃料噴射弁が燃焼室に対して傾
斜して取付けられる場合も、初期噴射時の燃料拡散を促
進して、HC、、スモークおよびNOXの排出を低減すると
ともに、空気利用率を改善してエンジンの燃費および出
力を改善できる。
図面は本発明の実施例を示す燃料噴射弁の断面図であ
る。 １……燃料噴射弁、２……ノズルボディ、3,4……噴
孔、５……シート面、６……針弁、７……シート面。
る。 １……燃料噴射弁、２……ノズルボディ、3,4……噴
孔、５……シート面、６……針弁、７……シート面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 61/10 F02M 61/18
Claims (1)
- 【請求項１】ノズルボディと針弁に互いに接合する円錐
状シート面が形成され、ノズルボディのシート面に開口
して燃焼室に連通する複数の噴孔を備え、初期燃料噴射
時に針弁のリフト量が規制される直噴式ディーゼルエン
ジンの燃料噴射弁において、各噴孔の開口径の比率を、
各噴孔のノズルボディ側シート面に対する開口縁部と、
初期リフト位置においてこれに対向する針弁のシート面
の間に画成される環状流路断面積を互いに等しくするよ
うに設定したことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033548A JP2782896B2 (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033548A JP2782896B2 (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237262A JPH03237262A (ja) | 1991-10-23 |
| JP2782896B2 true JP2782896B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=12389614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2033548A Expired - Lifetime JP2782896B2 (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782896B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06159197A (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-07 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料噴射ノズル |
| WO2017145527A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射装置 |
| JP6655724B2 (ja) * | 2016-08-31 | 2020-02-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料噴射装置 |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP2033548A patent/JP2782896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03237262A (ja) | 1991-10-23 |
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