JP3042017B2 - 燃料噴射ノズル - Google Patents
燃料噴射ノズルInfo
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- JP3042017B2 JP3042017B2 JP3125534A JP12553491A JP3042017B2 JP 3042017 B2 JP3042017 B2 JP 3042017B2 JP 3125534 A JP3125534 A JP 3125534A JP 12553491 A JP12553491 A JP 12553491A JP 3042017 B2 JP3042017 B2 JP 3042017B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，シリンダヘッド
に形成した副室等の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノ
ズルに関する。
に形成した副室等の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノ
ズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に，燃料噴射ノズルのノズル本体の
先端部に噴孔を形成する場合に，噴孔はノズル本体にド
リル加工，放電加工等によって直接加工されており，噴
孔の形状もこれらの加工方法で穿孔される形状に限られ
ている。ところで，燃料噴射ノズルにおいて，ノズル先
端部に形成される噴孔については，噴孔径及び噴孔数
は，燃焼状態に大きな影響を及ぼす条件であり，噴孔に
対するこれらの諸条件の決定は，エンジン性能とも関係
してエンジン性能の向上に重要な要素となる。また，噴
孔径及び噴孔数についてのみでなく，形状，噴孔角度等
の噴孔形状も燃焼に大きな影響を及ぼすことは，従来か
らも分かっている要素である。例えば，燃料噴射ノズル
の噴孔形状を従来の円形形状から四角形状等の異形形状
にすることによって，噴霧粒の速度分布を変え，空気の
取り込みを良くすることができるものである。
先端部に噴孔を形成する場合に，噴孔はノズル本体にド
リル加工，放電加工等によって直接加工されており，噴
孔の形状もこれらの加工方法で穿孔される形状に限られ
ている。ところで，燃料噴射ノズルにおいて，ノズル先
端部に形成される噴孔については，噴孔径及び噴孔数
は，燃焼状態に大きな影響を及ぼす条件であり，噴孔に
対するこれらの諸条件の決定は，エンジン性能とも関係
してエンジン性能の向上に重要な要素となる。また，噴
孔径及び噴孔数についてのみでなく，形状，噴孔角度等
の噴孔形状も燃焼に大きな影響を及ぼすことは，従来か
らも分かっている要素である。例えば，燃料噴射ノズル
の噴孔形状を従来の円形形状から四角形状等の異形形状
にすることによって，噴霧粒の速度分布を変え，空気の
取り込みを良くすることができるものである。
【０００３】上記のような噴孔については，本出願人に
係わる出願である特願平１−２５２２７７号（特開平３
−１１５７２２号公報参照）に開示されたものがある。
該燃料噴射ノズルは，図１０に示すように，先端部に燃
料噴射のため燃焼室に開口する噴口５３を備えたセラミ
ック製ノズル本体５１，及びノズル本体５１内を上下動
可能に配置したセラミック製針弁５２を有している。該
燃料噴射ノズルは，針弁５２に燃料圧が付勢すると，針
弁５２がノズル本体５１に対して移動し，針弁５２が噴
口５３を開放して燃料通路５５からの燃料を噴口５３か
ら噴射するように構成されている。噴口５３は，多数の
噴孔から成り，ノズル本体５１の先端部に軸方向に多段
に形成されているものである。
係わる出願である特願平１−２５２２７７号（特開平３
−１１５７２２号公報参照）に開示されたものがある。
該燃料噴射ノズルは，図１０に示すように，先端部に燃
料噴射のため燃焼室に開口する噴口５３を備えたセラミ
ック製ノズル本体５１，及びノズル本体５１内を上下動
可能に配置したセラミック製針弁５２を有している。該
燃料噴射ノズルは，針弁５２に燃料圧が付勢すると，針
弁５２がノズル本体５１に対して移動し，針弁５２が噴
口５３を開放して燃料通路５５からの燃料を噴口５３か
ら噴射するように構成されている。噴口５３は，多数の
噴孔から成り，ノズル本体５１の先端部に軸方向に多段
に形成されているものである。
【０００４】また，副室式断熱エンジンとして，図７に
示すようなものが開示されている。該副室式断熱エンジ
ンは，シリンダ４９を形成したシリンダブロック４０，
シリンダブロック４０に固定したシリンダヘッド４２，
シリンダヘッド４２に形成した断熱構造の副室４４，シ
リンダ４９内を往復運動するピストン４８，副室４４を
主室４３に連通する連絡孔４６，及び副室４４に噴口４
７を開口する燃料噴射ノズル４１を有している。副室４
４の形状は，種々の形状に形成することができ，例え
ば，図８に示すように，断面円形状の側壁面４５に形成
することができ，又は，図９に示すように，断面四角形
状の側壁面５０に形成することができる。噴口４７から
噴射された燃料は側壁面４５又は５０に衝突して着火燃
焼し，副室４４から連絡孔４６を通って主室４３に吹き
出される。
示すようなものが開示されている。該副室式断熱エンジ
ンは，シリンダ４９を形成したシリンダブロック４０，
シリンダブロック４０に固定したシリンダヘッド４２，
シリンダヘッド４２に形成した断熱構造の副室４４，シ
リンダ４９内を往復運動するピストン４８，副室４４を
主室４３に連通する連絡孔４６，及び副室４４に噴口４
７を開口する燃料噴射ノズル４１を有している。副室４
４の形状は，種々の形状に形成することができ，例え
ば，図８に示すように，断面円形状の側壁面４５に形成
することができ，又は，図９に示すように，断面四角形
状の側壁面５０に形成することができる。噴口４７から
噴射された燃料は側壁面４５又は５０に衝突して着火燃
焼し，副室４４から連絡孔４６を通って主室４３に吹き
出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，図７に
示すような燃料噴射ノズルは，噴口はホール型多噴孔４
７に形成され，多噴孔４７から噴射された燃料を副室壁
面４５（図８参照）又は５０（図９参照）に衝突させて
拡散させ，副室４４内での燃料と空気との混合を達成し
ているが，多噴孔４７から噴射された燃料は副室４４内
の全域にわたって良好には拡散せず，特に，副室４４の
上部には燃料噴霧が拡散することができず，燃料と空気
との混合が良好に行われず，副室４４内での着火燃焼が
良好に行われず，連絡孔４６からの吹き出しも弱く，エ
ンジン出力の低下，熱効率の低下，ＨＣ，ＮＯX 等の発
生等の原因となっている。
示すような燃料噴射ノズルは，噴口はホール型多噴孔４
７に形成され，多噴孔４７から噴射された燃料を副室壁
面４５（図８参照）又は５０（図９参照）に衝突させて
拡散させ，副室４４内での燃料と空気との混合を達成し
ているが，多噴孔４７から噴射された燃料は副室４４内
の全域にわたって良好には拡散せず，特に，副室４４の
上部には燃料噴霧が拡散することができず，燃料と空気
との混合が良好に行われず，副室４４内での着火燃焼が
良好に行われず，連絡孔４６からの吹き出しも弱く，エ
ンジン出力の低下，熱効率の低下，ＨＣ，ＮＯX 等の発
生等の原因となっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の課題を解決することであり，副室式エンジンの燃焼を
改善するものであり，副室の上部壁面に向かってほぼ水
平方向に噴射する多噴口を水平方向偏平噴口に形成し，
副室の下部壁面に斜め下方に向かって噴射する多噴口を
垂直偏平噴口即ち軸方向偏平噴口に形成し，前記水平方
向偏平噴口から噴射された燃料噴霧の燃料微粒化を促進
して先ず副室上部一面で着火させ，燃焼を急激にさせて
体積を一気に膨張させ，前記軸方向偏平噴口から副室下
部に向けて噴射された燃料噴霧の未燃混合気を連絡孔か
ら吹き出させ，エンジン出力，熱効率を向上させる燃料
噴射ノズルを提供することである。
の課題を解決することであり，副室式エンジンの燃焼を
改善するものであり，副室の上部壁面に向かってほぼ水
平方向に噴射する多噴口を水平方向偏平噴口に形成し，
副室の下部壁面に斜め下方に向かって噴射する多噴口を
垂直偏平噴口即ち軸方向偏平噴口に形成し，前記水平方
向偏平噴口から噴射された燃料噴霧の燃料微粒化を促進
して先ず副室上部一面で着火させ，燃焼を急激にさせて
体積を一気に膨張させ，前記軸方向偏平噴口から副室下
部に向けて噴射された燃料噴霧の未燃混合気を連絡孔か
ら吹き出させ，エンジン出力，熱効率を向上させる燃料
噴射ノズルを提供することである。
【０００７】この発明は，燃料通路を形成したノズル本
体及び該ノズル本体に形成した中空穴内に往復動可能に
配置された針弁を有し，該針弁に燃料圧が付勢すること
で前記針弁がリフトして前記ノズル本体に形成した多噴
口を開放し，該多噴口から燃料を噴射する燃料噴射ノズ
ルにおいて，前記多噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射す
るように前記ノズル本体の水平方向に偏平形状に伸びる
複数の水平方向偏平噴口と，該水平方向偏平噴口より下
方に燃料を噴射するように前記ノズル本体の軸方向下方
に傾斜して偏平形状に伸びる複数の軸方向偏平噴口とか
ら成り，シリンダヘッドに配置した側壁面を断面四角形
に形成した断熱構造の副室内に前記多噴口を開口し，前
記多噴口の前記水平方向偏平噴口からの噴射燃料を副室
上部壁面に向けて噴霧し，また前記多噴口の前記軸方向
偏平噴口からの噴射燃料を副室下部壁面に向けて噴霧す
ることを特徴とする燃料噴射ノズルに関する。
体及び該ノズル本体に形成した中空穴内に往復動可能に
配置された針弁を有し，該針弁に燃料圧が付勢すること
で前記針弁がリフトして前記ノズル本体に形成した多噴
口を開放し，該多噴口から燃料を噴射する燃料噴射ノズ
ルにおいて，前記多噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射す
るように前記ノズル本体の水平方向に偏平形状に伸びる
複数の水平方向偏平噴口と，該水平方向偏平噴口より下
方に燃料を噴射するように前記ノズル本体の軸方向下方
に傾斜して偏平形状に伸びる複数の軸方向偏平噴口とか
ら成り，シリンダヘッドに配置した側壁面を断面四角形
に形成した断熱構造の副室内に前記多噴口を開口し，前
記多噴口の前記水平方向偏平噴口からの噴射燃料を副室
上部壁面に向けて噴霧し，また前記多噴口の前記軸方向
偏平噴口からの噴射燃料を副室下部壁面に向けて噴霧す
ることを特徴とする燃料噴射ノズルに関する。
【０００８】又は，この発明は，軸心方向に伸びる穴部
を形成したノズル本体，該穴部内で往復動可能に嵌合さ
れた燃料通路を備えたバルブ，及び該バルブの前記燃料
通路から外周に貫通する前記バルブに形成した多噴口を
有し，前記バルブに燃料圧を付勢することで前記バルブ
を前記ノズル本体に対して移動させ且つ前記多噴口を開
放して燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおいて，前記多
噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射するように前記バルブ
の水平方向に偏平形状に伸びる複数の水平方向偏平噴口
と，該水平方向偏平噴口より下方に燃料を噴射するよう
に前記バルブの軸方向下方に傾斜して偏平形状に伸びる
複数の軸方向偏平噴口とから成り，シリンダヘッドに配
置した側壁面を断面四角形に形成した断熱構造の副室内
に前記多噴口を開口し，前記多噴口の前記水平方向偏平
噴口からの噴射燃料を副室上部壁面に向けて噴霧し，ま
た前記多噴口の前記軸方向偏平噴口からの噴射燃料を副
室下部壁面に向けて噴霧することを特徴とする燃料噴射
ノズルに関する。
を形成したノズル本体，該穴部内で往復動可能に嵌合さ
れた燃料通路を備えたバルブ，及び該バルブの前記燃料
通路から外周に貫通する前記バルブに形成した多噴口を
有し，前記バルブに燃料圧を付勢することで前記バルブ
を前記ノズル本体に対して移動させ且つ前記多噴口を開
放して燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおいて，前記多
噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射するように前記バルブ
の水平方向に偏平形状に伸びる複数の水平方向偏平噴口
と，該水平方向偏平噴口より下方に燃料を噴射するよう
に前記バルブの軸方向下方に傾斜して偏平形状に伸びる
複数の軸方向偏平噴口とから成り，シリンダヘッドに配
置した側壁面を断面四角形に形成した断熱構造の副室内
に前記多噴口を開口し，前記多噴口の前記水平方向偏平
噴口からの噴射燃料を副室上部壁面に向けて噴霧し，ま
た前記多噴口の前記軸方向偏平噴口からの噴射燃料を副
室下部壁面に向けて噴霧することを特徴とする燃料噴射
ノズルに関する。
【０００９】この燃料噴射ノズルは，上記のように構成
されているので，前記水平方向偏平噴口から噴射された
燃料噴霧は副室上部一面に拡散して燃料微粒化が促進さ
れ，燃料と空気との混合を促進し，副室上部で急速に着
火させ燃焼させて体積を膨張させる。これに対して，副
室下部では前記軸方向偏平噴口からの燃料噴射であり，
多量の噴射燃料には着火は発生せず，燃料と空気とはあ
る程度混合された未燃混合気の状態になっている。そこ
で，副室上部で燃焼が始まると，急激にその体積を膨張
させるため，副室下部の未燃混合気は勢いよく副室から
連絡孔を通じて主室に吹き出され，主室に存在する新気
と混合して燃焼し，ピストンを押す強力な力即ち出力が
発生する。また，前記軸方向偏平噴口は，内部から外部
に向かって半径方向下向きに傾斜すると共に，周方向下
向きに傾斜して形成されているので，噴霧パターンの拡
散は極めて良好に達成できる。
されているので，前記水平方向偏平噴口から噴射された
燃料噴霧は副室上部一面に拡散して燃料微粒化が促進さ
れ，燃料と空気との混合を促進し，副室上部で急速に着
火させ燃焼させて体積を膨張させる。これに対して，副
室下部では前記軸方向偏平噴口からの燃料噴射であり，
多量の噴射燃料には着火は発生せず，燃料と空気とはあ
る程度混合された未燃混合気の状態になっている。そこ
で，副室上部で燃焼が始まると，急激にその体積を膨張
させるため，副室下部の未燃混合気は勢いよく副室から
連絡孔を通じて主室に吹き出され，主室に存在する新気
と混合して燃焼し，ピストンを押す強力な力即ち出力が
発生する。また，前記軸方向偏平噴口は，内部から外部
に向かって半径方向下向きに傾斜すると共に，周方向下
向きに傾斜して形成されているので，噴霧パターンの拡
散は極めて良好に達成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による燃料噴射ノズルの実施例を説明する。図１はこの
発明による燃料噴射ノズルの一実施例を示す要部の概略
斜視図，図２は図１の燃料噴射ノズルを副室に配置した
場合の燃料噴射の噴霧パターンを示す概略説明図，及び
図３は図２の線Ａ−Ａから見た燃料噴射の噴霧パターン
を示す概略説明図である。
による燃料噴射ノズルの実施例を説明する。図１はこの
発明による燃料噴射ノズルの一実施例を示す要部の概略
斜視図，図２は図１の燃料噴射ノズルを副室に配置した
場合の燃料噴射の噴霧パターンを示す概略説明図，及び
図３は図２の線Ａ−Ａから見た燃料噴射の噴霧パターン
を示す概略説明図である。
【００１１】この発明による燃料噴射ノズルは，図示し
ていないが，燃料通路を形成したノズル本体６及び該ノ
ズル本体６に形成した中空穴内に往復動可能に配置した
針弁を有し，該針弁に燃料圧を付勢することで針弁がノ
ズル本体６に形成した多噴口を開放して燃料を噴射する
ものである。この燃料噴射ノズルは，図１に示すよう
に，多噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射する複数の水平
方向偏平噴口４と，水平方向偏平噴口４からの燃料噴射
より下方に噴射する複数の軸方向偏平噴口５を有してい
る。図１では，水平方向偏平噴口４はノズル本体６の先
端部に形成された燃料サック部１０の上部周囲に偏平状
態に水平方向即ち周方向に伸びて複数個隔置して形成さ
れ，また，軸方向偏平噴口５は燃料サック部１０の下部
に，水平方向偏平噴口４から下方に偏平状態に下向きに
傾斜して伸びて複数個隔置して形成されている。
ていないが，燃料通路を形成したノズル本体６及び該ノ
ズル本体６に形成した中空穴内に往復動可能に配置した
針弁を有し，該針弁に燃料圧を付勢することで針弁がノ
ズル本体６に形成した多噴口を開放して燃料を噴射する
ものである。この燃料噴射ノズルは，図１に示すよう
に，多噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射する複数の水平
方向偏平噴口４と，水平方向偏平噴口４からの燃料噴射
より下方に噴射する複数の軸方向偏平噴口５を有してい
る。図１では，水平方向偏平噴口４はノズル本体６の先
端部に形成された燃料サック部１０の上部周囲に偏平状
態に水平方向即ち周方向に伸びて複数個隔置して形成さ
れ，また，軸方向偏平噴口５は燃料サック部１０の下部
に，水平方向偏平噴口４から下方に偏平状態に下向きに
傾斜して伸びて複数個隔置して形成されている。
【００１２】この燃料噴射ノズルは，図２に示すよう
に，副室式エンジンにおける副室２に配置することが好
ましいものである。即ち，副室式エンジンは，シリンダ
ブロックに固定されたシリンダヘッド７，シリンダヘッ
ド７に形成した断熱構造の副室２，シリンダブロックに
形成したシリンダ内を往復運動するピストン，副室２内
に噴口を開口した燃料噴射ノズル６及びピストン側に形
成した主室１を有している。副室２を断熱構造に構成す
る場合には，例えば，シリンダヘッド７に形成された穴
部に配置された耐熱性及び断熱性に富んだセラミックス
等から成る副室壁体から構成することができる。副室２
は，連絡孔３を通じて主室１に連通している。また，主
室１については，ピストンヘッドのキャビティ或いはラ
イナ上部とヘッド下面で囲まれる空所に形成され，セラ
ミックス等で断熱構造に構成することもできる。
に，副室式エンジンにおける副室２に配置することが好
ましいものである。即ち，副室式エンジンは，シリンダ
ブロックに固定されたシリンダヘッド７，シリンダヘッ
ド７に形成した断熱構造の副室２，シリンダブロックに
形成したシリンダ内を往復運動するピストン，副室２内
に噴口を開口した燃料噴射ノズル６及びピストン側に形
成した主室１を有している。副室２を断熱構造に構成す
る場合には，例えば，シリンダヘッド７に形成された穴
部に配置された耐熱性及び断熱性に富んだセラミックス
等から成る副室壁体から構成することができる。副室２
は，連絡孔３を通じて主室１に連通している。また，主
室１については，ピストンヘッドのキャビティ或いはラ
イナ上部とヘッド下面で囲まれる空所に形成され，セラ
ミックス等で断熱構造に構成することもできる。
【００１３】この副室式エンジンにおいて，副室２の形
状は，図３に示すように，副室壁面８が断面四角形に形
成されている。副室２に配置された燃料噴射ノズル６
は，副室２内に燃料を放射状に噴霧し，噴射燃料が副室
壁面８に衝突できるようにノズル軸線の周方向に形成し
た多噴口を備えている。燃料噴射ノズル６は，副室２内
にほゞ中央部で軸線方向下方に伸びて配置され，多噴口
は副室２の壁面８に向かって開口している。多噴口は，
ほぼ水平方向に燃料を噴射するようにノズル本体６の水
平方向に偏平形状に伸びる複数の水平方向偏平噴口４
と，水平方向偏平噴口４より下方に燃料を噴射するよう
にノズル本体６の軸方向下方に傾斜して偏平形状に伸び
る複数の垂直偏平噴口即ち軸方向偏平噴口５とから構成
されている。また，軸方向偏平噴口５は，ノズル本体６
の内部から外部に向かって半径方向下向きに傾斜すると
共に，周方向下向きに傾斜して形成されているので，噴
霧パターンＣの拡散は極めて良好に達成できる。燃料噴
射ノズル６を副室２に配置すると，多噴口の水平方向偏
平噴口４からの噴射燃料は小さな噴霧パターンＢを副室
上部一面に拡散して形成し，副室上部の四角形辺部の壁
面８に衝突して反射し，副室２内に拡散する。多噴口の
軸方向偏平噴口５からの噴射燃料は，下方に傾斜した大
きな噴霧パターンＣを形成し，副室下部の四角形角部９
の壁面８に衝突して反射し，副室２の下部に傾斜状即ち
円錐状に拡散する。
状は，図３に示すように，副室壁面８が断面四角形に形
成されている。副室２に配置された燃料噴射ノズル６
は，副室２内に燃料を放射状に噴霧し，噴射燃料が副室
壁面８に衝突できるようにノズル軸線の周方向に形成し
た多噴口を備えている。燃料噴射ノズル６は，副室２内
にほゞ中央部で軸線方向下方に伸びて配置され，多噴口
は副室２の壁面８に向かって開口している。多噴口は，
ほぼ水平方向に燃料を噴射するようにノズル本体６の水
平方向に偏平形状に伸びる複数の水平方向偏平噴口４
と，水平方向偏平噴口４より下方に燃料を噴射するよう
にノズル本体６の軸方向下方に傾斜して偏平形状に伸び
る複数の垂直偏平噴口即ち軸方向偏平噴口５とから構成
されている。また，軸方向偏平噴口５は，ノズル本体６
の内部から外部に向かって半径方向下向きに傾斜すると
共に，周方向下向きに傾斜して形成されているので，噴
霧パターンＣの拡散は極めて良好に達成できる。燃料噴
射ノズル６を副室２に配置すると，多噴口の水平方向偏
平噴口４からの噴射燃料は小さな噴霧パターンＢを副室
上部一面に拡散して形成し，副室上部の四角形辺部の壁
面８に衝突して反射し，副室２内に拡散する。多噴口の
軸方向偏平噴口５からの噴射燃料は，下方に傾斜した大
きな噴霧パターンＣを形成し，副室下部の四角形角部９
の壁面８に衝突して反射し，副室２の下部に傾斜状即ち
円錐状に拡散する。
【００１４】更に，この燃料噴射ノズルでは，水平方向
偏平噴口４からの噴射燃料は，軸方向偏平噴口５からの
噴射燃料に比較して少量である。また，水平方向偏平噴
口４からの噴射燃料が壁面８に到達する距離は，軸方向
偏平噴口５からの噴射燃料が壁面８に到達する距離より
短くなっている。従って，先ず水平方向偏平噴口４から
の噴射燃料が円盤状になって壁面８に衝突して反射拡散
して空気と混合し，副室２内で着火燃焼が始まる。次い
で，軸方向偏平噴口５からの多量の噴射燃料が円錐状に
なって壁面８に衝突して反射拡散して空気との混合があ
る程度進行し，多量の噴射燃料には着火は発生せず，燃
料と空気とはある程度混合された未燃混合気の状態にな
る。従って，副室２内が非常に高温になって着火遅れが
短期間になった場合でも，着火は副室上部で確実に起こ
り，失火等は無い。そこで，水平方向偏平噴口４からの
噴射燃料が副室上部で燃焼し始めると，急激にその体積
を膨張させるため，副室下部の未燃混合気は燃焼ガスと
火炎となって勢いよく副室２から連絡孔３を通じて主室
１に高速で吹き出され，主室１に存在する新気と短時間
に混合し，燃焼期間を短縮して良好な状態で完全に燃焼
し，しかも，ＨＣの発生を低減し且つＮＯX の発生を抑
制した燃焼を行わせることができ，ピストンを押す強力
な力即ち出力が発生する。
偏平噴口４からの噴射燃料は，軸方向偏平噴口５からの
噴射燃料に比較して少量である。また，水平方向偏平噴
口４からの噴射燃料が壁面８に到達する距離は，軸方向
偏平噴口５からの噴射燃料が壁面８に到達する距離より
短くなっている。従って，先ず水平方向偏平噴口４から
の噴射燃料が円盤状になって壁面８に衝突して反射拡散
して空気と混合し，副室２内で着火燃焼が始まる。次い
で，軸方向偏平噴口５からの多量の噴射燃料が円錐状に
なって壁面８に衝突して反射拡散して空気との混合があ
る程度進行し，多量の噴射燃料には着火は発生せず，燃
料と空気とはある程度混合された未燃混合気の状態にな
る。従って，副室２内が非常に高温になって着火遅れが
短期間になった場合でも，着火は副室上部で確実に起こ
り，失火等は無い。そこで，水平方向偏平噴口４からの
噴射燃料が副室上部で燃焼し始めると，急激にその体積
を膨張させるため，副室下部の未燃混合気は燃焼ガスと
火炎となって勢いよく副室２から連絡孔３を通じて主室
１に高速で吹き出され，主室１に存在する新気と短時間
に混合し，燃焼期間を短縮して良好な状態で完全に燃焼
し，しかも，ＨＣの発生を低減し且つＮＯX の発生を抑
制した燃焼を行わせることができ，ピストンを押す強力
な力即ち出力が発生する。
【００１５】次に，この発明による燃料噴射ノズルの別
の実施例を，図４，図５及び図６を参照して説明する。
この燃料噴射ノズルは，本出願人の出願に係わる実願平
３−８４６５号（実開平４−１０００６６号公報参照）
に開示されているサックボリュームを零にしたポペット
カバードオリフィス型のものに適用できるものであり，
その内の一例を説明する。従って，以下に説明する以外
のポペットカバードオリフィス型の燃料噴射ノズルにも
適用できることは勿論である。この燃料噴射ノズルは，
燃料噴射ポンプから供給される燃料を導入する燃料通路
２３を軸心中央部の長手方向に備えたホルダ２４，ホル
ダ２４の下端部にねじ止め等で固定したノズル本体１
２，ノズル本体１２に形成した軸心中央部の長手方向に
形成した穴部１１に上下動可能即ち摺動移動可能に嵌入
したバルブ１３，バルブ１３の上端部に固定したリテー
ナ２５，及びリテーナ２５とノズル本体１２の上端面に
配置されたワッシャ２６，２７との間に配置されたリタ
ーンスプリング２８を有する。ホルダ２４とノズル本体
１２の間にはシール２９が介在されている。また，ノズ
ル本体１２に対するバルブ１３の上下動の移動範囲即ち
リフト量を制限するため，ノズル本体１２の上端面とリ
テーナ２５の下端面との間には，リフトストッパ３０が
配置されている。
の実施例を，図４，図５及び図６を参照して説明する。
この燃料噴射ノズルは，本出願人の出願に係わる実願平
３−８４６５号（実開平４−１０００６６号公報参照）
に開示されているサックボリュームを零にしたポペット
カバードオリフィス型のものに適用できるものであり，
その内の一例を説明する。従って，以下に説明する以外
のポペットカバードオリフィス型の燃料噴射ノズルにも
適用できることは勿論である。この燃料噴射ノズルは，
燃料噴射ポンプから供給される燃料を導入する燃料通路
２３を軸心中央部の長手方向に備えたホルダ２４，ホル
ダ２４の下端部にねじ止め等で固定したノズル本体１
２，ノズル本体１２に形成した軸心中央部の長手方向に
形成した穴部１１に上下動可能即ち摺動移動可能に嵌入
したバルブ１３，バルブ１３の上端部に固定したリテー
ナ２５，及びリテーナ２５とノズル本体１２の上端面に
配置されたワッシャ２６，２７との間に配置されたリタ
ーンスプリング２８を有する。ホルダ２４とノズル本体
１２の間にはシール２９が介在されている。また，ノズ
ル本体１２に対するバルブ１３の上下動の移動範囲即ち
リフト量を制限するため，ノズル本体１２の上端面とリ
テーナ２５の下端面との間には，リフトストッパ３０が
配置されている。
【００１６】ノズル本体１２の端面１５にはバルブシー
ト３２が形成されている。バルブ１３の先端に形成され
た突出部１８には，バルブリング１４が嵌合されてい
る。バルブリング１４の上面には弁フェース３１が形成
され，弁フェース３１はノズル本体１２のバルブシート
３２に当接可能になるように構成されている。バルブシ
ート３２と弁フェース３１とが当接状態になることによ
って，ノズル本体１２とバルブ１３との間には，液密的
なシール状態が提供されることになる。バルブ１３は，
ノズル本体１２に対して上下方向に摺動するが，回転方
向には回転できないようにキー３３が双方に跨がって挿
入されている。
ト３２が形成されている。バルブ１３の先端に形成され
た突出部１８には，バルブリング１４が嵌合されてい
る。バルブリング１４の上面には弁フェース３１が形成
され，弁フェース３１はノズル本体１２のバルブシート
３２に当接可能になるように構成されている。バルブシ
ート３２と弁フェース３１とが当接状態になることによ
って，ノズル本体１２とバルブ１３との間には，液密的
なシール状態が提供されることになる。バルブ１３は，
ノズル本体１２に対して上下方向に摺動するが，回転方
向には回転できないようにキー３３が双方に跨がって挿
入されている。
【００１７】この燃料噴射ノズルは，穴部１１を形成し
たノズル本体１２と，ノズル本体１２の穴部１１内で摺
動可能に嵌合し且つ中央に燃料通路１６と燃料通路１６
に連通する複数個の多噴口２０，２１を形成したバルブ
１３とから成るものである。バルブ１３は，ノズル本体
１２に対して所定のリフト量で上下方向に摺動移動す
る。この燃料噴射ノズルにおいて，バルブ１３の軸心中
央部の長手方向には，燃料通路１６が形成されている。
また，バルブ１３には，燃料通路１６に一端を開放し且
つ他端を外周面側に開放する複数の嵌合孔１９が形成さ
れている。嵌合孔１９には，噴口形成体１７が嵌合され
る。従って，各噴口形成体１７をバルブ１３の嵌合孔１
９に嵌合すれば，噴口形成体１７に形成された複数の多
噴口２０，２１がバルブ１３に形成されることになる。
たノズル本体１２と，ノズル本体１２の穴部１１内で摺
動可能に嵌合し且つ中央に燃料通路１６と燃料通路１６
に連通する複数個の多噴口２０，２１を形成したバルブ
１３とから成るものである。バルブ１３は，ノズル本体
１２に対して所定のリフト量で上下方向に摺動移動す
る。この燃料噴射ノズルにおいて，バルブ１３の軸心中
央部の長手方向には，燃料通路１６が形成されている。
また，バルブ１３には，燃料通路１６に一端を開放し且
つ他端を外周面側に開放する複数の嵌合孔１９が形成さ
れている。嵌合孔１９には，噴口形成体１７が嵌合され
る。従って，各噴口形成体１７をバルブ１３の嵌合孔１
９に嵌合すれば，噴口形成体１７に形成された複数の多
噴口２０，２１がバルブ１３に形成されることになる。
【００１８】この燃料噴射ノズルは，バルブ１３に燃料
圧が付勢されると，バルブ１３をノズル本体１２に対し
て移動させ，多噴口２０，２１を開放して燃料が噴射さ
れるように構成されている。即ち，図６に示すように，
バルブ１３をノズル本体１２に対して下方にリフト量Ｌ
だけ摺動移動させれば，ノズル本体１２のバルブシート
３２とバルブ１３に嵌合したバルブリング１４の弁フェ
ース３１との間に環状隙間２２が形成され，環状隙間２
２に噴口形成体１７に形成された複数の多噴口２０，２
１が開口するようになる。
圧が付勢されると，バルブ１３をノズル本体１２に対し
て移動させ，多噴口２０，２１を開放して燃料が噴射さ
れるように構成されている。即ち，図６に示すように，
バルブ１３をノズル本体１２に対して下方にリフト量Ｌ
だけ摺動移動させれば，ノズル本体１２のバルブシート
３２とバルブ１３に嵌合したバルブリング１４の弁フェ
ース３１との間に環状隙間２２が形成され，環状隙間２
２に噴口形成体１７に形成された複数の多噴口２０，２
１が開口するようになる。
【００１９】特に，この燃料噴射ノズルにおいて，噴口
形成体１７に形成した多噴口は，噴口形成体１７の下部
に形成した複数の水平方向偏平噴口２０と，上部に形成
した複数の垂直偏平噴口即ち軸方向偏平噴口２１から構
成されている。水平方向偏平噴口２０は，ほぼ水平方向
に燃料を噴射するように，コーン開き角度は大きく形成
されている。また，軸方向偏平噴口２１は，水平方向偏
平噴口２０からの燃料噴射より下方に噴射するように，
コーン開き角度は小さく形成されている。即ち，水平方
向偏平噴口２０は，ほぼ水平方向に燃料を噴射できるよ
うに，バルブ１３の水平方向に延びる偏平形状に形成さ
れ，周方向に隔置して複数個形成されている。また，軸
方向偏平噴口２１は，水平方向偏平噴口２０より下方に
燃料を噴射するように，バルブ１３の軸方向下方に傾斜
して延びる偏平形状に形成され，バルブ１３の軸方向に
対して傾斜して複数個隔置して形成されている。更に，
軸方向偏平噴口２１は，バルブ１３の内部即ち燃料通路
１６から外部即ち外周面に向かって半径方向下向きに傾
斜すると共に，周方向下向きに傾斜して形成されている
ので，噴霧パターンＣの拡散は極めて良好に達成でき
る。従って，この燃料噴射ノズルの水平方向偏平噴口２
０及び軸方向偏平噴口２１を断熱構造の副室２内に開口
するように配置すると，水平方向偏平噴口２０からの噴
射燃料は副室上部に円盤状に一面になった噴霧パターン
Ｂを形成して辺部側壁面に衝突反射することができる。
また，軸方向偏平噴口２１からの噴射燃料は円錐状に傾
斜して噴霧パターンＣを形成して副室下部の角部側壁面
に衝突反射することができる。
形成体１７に形成した多噴口は，噴口形成体１７の下部
に形成した複数の水平方向偏平噴口２０と，上部に形成
した複数の垂直偏平噴口即ち軸方向偏平噴口２１から構
成されている。水平方向偏平噴口２０は，ほぼ水平方向
に燃料を噴射するように，コーン開き角度は大きく形成
されている。また，軸方向偏平噴口２１は，水平方向偏
平噴口２０からの燃料噴射より下方に噴射するように，
コーン開き角度は小さく形成されている。即ち，水平方
向偏平噴口２０は，ほぼ水平方向に燃料を噴射できるよ
うに，バルブ１３の水平方向に延びる偏平形状に形成さ
れ，周方向に隔置して複数個形成されている。また，軸
方向偏平噴口２１は，水平方向偏平噴口２０より下方に
燃料を噴射するように，バルブ１３の軸方向下方に傾斜
して延びる偏平形状に形成され，バルブ１３の軸方向に
対して傾斜して複数個隔置して形成されている。更に，
軸方向偏平噴口２１は，バルブ１３の内部即ち燃料通路
１６から外部即ち外周面に向かって半径方向下向きに傾
斜すると共に，周方向下向きに傾斜して形成されている
ので，噴霧パターンＣの拡散は極めて良好に達成でき
る。従って，この燃料噴射ノズルの水平方向偏平噴口２
０及び軸方向偏平噴口２１を断熱構造の副室２内に開口
するように配置すると，水平方向偏平噴口２０からの噴
射燃料は副室上部に円盤状に一面になった噴霧パターン
Ｂを形成して辺部側壁面に衝突反射することができる。
また，軸方向偏平噴口２１からの噴射燃料は円錐状に傾
斜して噴霧パターンＣを形成して副室下部の角部側壁面
に衝突反射することができる。
【００２０】
【発明の効果】この発明による燃料噴射ノズルは，上記
のように構成されているので，前記水平方向偏平噴口か
ら噴射された燃料噴霧は水平方向一面円盤状に拡散して
燃料微粒化が促進され，燃料と空気との混合が促進す
る。これに対して，前記軸方向偏平噴口からの燃料噴射
は円錐状に傾斜して噴射され且つ多量の噴射量となって
着火は発生せず，燃料と空気とはある程度混合された未
燃混合気の状態になっている。特に，燃料噴射ノズルを
シリンダヘッドに配置した側壁面を断面四角形に形成し
た断熱構造の副室に配置し，該副室内に前記多噴口を開
口すると，前記水平方向偏平噴口からの噴射燃料は副室
上部の辺部側壁面に円盤状に衝突反射させ，また，前記
軸方向偏平噴口からの噴射燃料は副室下部の角部側壁面
に円錐状に傾斜して衝突反射させることができる。そし
て，前記水平方向偏平噴口から噴射された燃料噴霧は副
室上部の辺部側壁面に向かって水平であるので，壁面ま
での距離は短く，前記水平方向偏平噴口からの燃料噴霧
がまず壁面に衝突して燃料微粒化が促進され，副室上部
で着火燃焼が始まり，急激にその体積を膨張することに
なる。これに対して，前記軸方向偏平噴口からの噴射は
噴射燃料が多量であり，副室下部の角部側壁面に向かっ
て噴射されるので，副室下部に向かって円錐状に良好に
拡散しているが，壁面までの距離は遠く，燃料と空気と
はある程度混合された状態で着火は発生せず，未燃混合
気の状態であり，該未燃混合気は勢いよく副室から連絡
孔を通じて主室に吹き出されることになる。主室に吹き
出された燃焼ガス及び混合気は主室に存在する新気と短
期に混合し，燃焼期間を短縮して燃焼スピードを増速
し，ピストンを押す強力な力即ちエンジン出力が発生す
る。
のように構成されているので，前記水平方向偏平噴口か
ら噴射された燃料噴霧は水平方向一面円盤状に拡散して
燃料微粒化が促進され，燃料と空気との混合が促進す
る。これに対して，前記軸方向偏平噴口からの燃料噴射
は円錐状に傾斜して噴射され且つ多量の噴射量となって
着火は発生せず，燃料と空気とはある程度混合された未
燃混合気の状態になっている。特に，燃料噴射ノズルを
シリンダヘッドに配置した側壁面を断面四角形に形成し
た断熱構造の副室に配置し，該副室内に前記多噴口を開
口すると，前記水平方向偏平噴口からの噴射燃料は副室
上部の辺部側壁面に円盤状に衝突反射させ，また，前記
軸方向偏平噴口からの噴射燃料は副室下部の角部側壁面
に円錐状に傾斜して衝突反射させることができる。そし
て，前記水平方向偏平噴口から噴射された燃料噴霧は副
室上部の辺部側壁面に向かって水平であるので，壁面ま
での距離は短く，前記水平方向偏平噴口からの燃料噴霧
がまず壁面に衝突して燃料微粒化が促進され，副室上部
で着火燃焼が始まり，急激にその体積を膨張することに
なる。これに対して，前記軸方向偏平噴口からの噴射は
噴射燃料が多量であり，副室下部の角部側壁面に向かっ
て噴射されるので，副室下部に向かって円錐状に良好に
拡散しているが，壁面までの距離は遠く，燃料と空気と
はある程度混合された状態で着火は発生せず，未燃混合
気の状態であり，該未燃混合気は勢いよく副室から連絡
孔を通じて主室に吹き出されることになる。主室に吹き
出された燃焼ガス及び混合気は主室に存在する新気と短
期に混合し，燃焼期間を短縮して燃焼スピードを増速
し，ピストンを押す強力な力即ちエンジン出力が発生す
る。
【００２１】又は，この燃料噴射ノズルは，軸心方向に
伸びる穴部を形成したノズル本体，該穴部内で往復動可
能に嵌合された燃料通路を備えたバルブ，及び該バルブ
の前記燃料通路から前記外周に貫通する前記バルブに形
成した多噴口を有し，前記バルブに燃料圧を付勢するこ
とで前記バルブを前記ノズル本体に対して移動させ且つ
前記多噴口の水平方向偏平噴口と軸方向偏平噴口とを開
放して燃料を噴射するタイプの燃料噴射ノズルにも適用
でき，その効果も上記燃料噴射ノズルのタイプのものと
同様な効果を得ることができる。
伸びる穴部を形成したノズル本体，該穴部内で往復動可
能に嵌合された燃料通路を備えたバルブ，及び該バルブ
の前記燃料通路から前記外周に貫通する前記バルブに形
成した多噴口を有し，前記バルブに燃料圧を付勢するこ
とで前記バルブを前記ノズル本体に対して移動させ且つ
前記多噴口の水平方向偏平噴口と軸方向偏平噴口とを開
放して燃料を噴射するタイプの燃料噴射ノズルにも適用
でき，その効果も上記燃料噴射ノズルのタイプのものと
同様な効果を得ることができる。
【図１】この発明による燃料噴射ノズルの一実施例を示
す要部の概略斜視図である。
す要部の概略斜視図である。
【図２】図１の燃料噴射ノズルを副室に配置した場合の
燃料噴射の噴霧パターンを示す概略説明図である。
燃料噴射の噴霧パターンを示す概略説明図である。
【図３】図２の線Ａ−Ａから見た燃料噴射の噴霧パター
ンを示す概略説明図である。
ンを示す概略説明図である。
【図４】この発明による燃料噴射ノズルの別の実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】図４の燃料噴射ノズルの非噴霧時の状態を示す
要部の断面図である。
要部の断面図である。
【図６】図４の燃料噴射ノズルの噴霧時の噴霧パターン
を示す要部の断面図である。
を示す要部の断面図である。
【図７】従来の燃料噴射ノズルを副室式エンジンに配置
した場合の一例を示す概略説明図である。
した場合の一例を示す概略説明図である。
【図８】図７の燃料噴射ノズルを配置した副室の一例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図９】図７の燃料噴射ノズルを配置した副室の別の例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１０】従来の燃料噴射ノズルの一例を示す説明図で
ある。
ある。
１ 主室 ２ 副室 ３ 連絡孔 ４ 水平方向偏平噴口 ５ 軸方向偏平噴口 ６ ノズル本体 ７ シリンダヘッド ８ 壁面 ９ 角部 １１ 穴部 １２ ノズル本体 １３ バルブ １４ バルブリング １５ 下面 １６ 燃料通路 １７ 噴口形成体 ２０ 水平方向偏平噴口 ２１ 軸方向偏平噴口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−125559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−20671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−116153（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−106419（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−75683（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−118969（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−12066（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 19/08 F02B 19/14 F02B 19/16 F02B 23/02 F02M 61/08 F02M 61/18 320
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料通路を形成したノズル本体及び該ノ
ズル本体に形成した中空穴内に往復動可能に配置された
針弁を有し，該針弁に燃料圧が付勢することで前記針弁
がリフトして前記ノズル本体に形成した多噴口を開放
し，該多噴口から燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおい
て，前記多噴口はほぼ水平方向に燃料を噴射するように
前記ノズル本体の水平方向に偏平形状に伸びる複数の水
平方向偏平噴口と，該水平方向偏平噴口より下方に燃料
を噴射するように前記ノズル本体の軸方向下方に傾斜し
て偏平形状に伸びる複数の軸方向偏平噴口とから成り，
シリンダヘッドに配置した側壁面を断面四角形に形成し
た断熱構造の副室内に前記多噴口を開口し，前記多噴口
の前記水平方向偏平噴口からの噴射燃料を副室上部壁面
に向けて噴霧し，また前記多噴口の前記軸方向偏平噴口
からの噴射燃料を副室下部壁面に向けて噴霧することを
特徴とする燃料噴射ノズル。 - 【請求項２】 軸心方向に伸びる穴部を形成したノズル
本体，該穴部内で往復動可能に嵌合された燃料通路を備
えたバルブ，及び該バルブの前記燃料通路から外周に貫
通する前記バルブに形成した多噴口を有し，前記バルブ
に燃料圧を付勢することで前記バルブを前記ノズル本体
に対して移動させ且つ前記多噴口を開放して燃料を噴射
する燃料噴射ノズルにおいて，前記多噴口はほぼ水平方
向に燃料を噴射するように前記バルブの水平方向に偏平
形状に伸びる複数の水平方向偏平噴口と，該水平方向偏
平噴口より下方に燃料を噴射するように前記バルブの軸
方向下方に傾斜して偏平形状に伸びる複数の軸方向偏平
噴口とから成り，シリンダヘッドに配置した側壁面を断
面四角形に形成した断熱構造の副室内に前記多噴口を開
口し，前記多噴口の前記水平方向偏平噴口からの噴射燃
料を副室上部壁面に向けて噴霧し，また前記多噴口の前
記軸方向偏平噴口からの噴射燃料を副室下部壁面に向け
て噴霧することを特徴とする燃料噴射ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125534A JP3042017B2 (ja) | 1991-04-27 | 1991-04-27 | 燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125534A JP3042017B2 (ja) | 1991-04-27 | 1991-04-27 | 燃料噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04330325A JPH04330325A (ja) | 1992-11-18 |
| JP3042017B2 true JP3042017B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=14912573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3125534A Expired - Fee Related JP3042017B2 (ja) | 1991-04-27 | 1991-04-27 | 燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042017B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2646952B2 (ja) * | 1993-02-16 | 1997-08-27 | 株式会社新潟鉄工所 | 予燃焼室式ディーゼル機関 |
-
1991
- 1991-04-27 JP JP3125534A patent/JP3042017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04330325A (ja) | 1992-11-18 |
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Legal Events
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