JP3158620B2 - 燃料噴射ノズル - Google Patents
燃料噴射ノズルInfo
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- JP3158620B2 JP3158620B2 JP07307592A JP7307592A JP3158620B2 JP 3158620 B2 JP3158620 B2 JP 3158620B2 JP 07307592 A JP07307592 A JP 07307592A JP 7307592 A JP7307592 A JP 7307592A JP 3158620 B2 JP3158620 B2 JP 3158620B2
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- needle valve
- nozzle
- fuel injection
- nozzle body
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，燃焼室等に噴孔
から燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
から燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射
ノズルは，例えば，図５に示す構造を有している。この
燃料噴射ノズルは，ノズル本体３０，ノズル本体３０の
筒体先端部３７に形成された複数個の噴孔３２及び噴孔
３２を開閉するための針弁３１から成る。ノズル本体３
０は，金属材料或いはセラミックスで製作された筒体上
部３４と筒体下部３５から成り，筒体上部３４には燃料
通路３３が形成され，燃料通路３３の端部には燃料溜ま
り４２が形成されている。また，筒体下部３５の穴部の
内周面３９と針弁３１の外周面４１との間には，燃料溜
まり４２と連通する環状燃料通路３６が形成されてい
る。噴孔３２は，針弁３１の往復運動によって針弁３１
の先端のテーパ面が筒体先端部３７の弁座部４０に接離
することで開閉される。
ノズルは，例えば，図５に示す構造を有している。この
燃料噴射ノズルは，ノズル本体３０，ノズル本体３０の
筒体先端部３７に形成された複数個の噴孔３２及び噴孔
３２を開閉するための針弁３１から成る。ノズル本体３
０は，金属材料或いはセラミックスで製作された筒体上
部３４と筒体下部３５から成り，筒体上部３４には燃料
通路３３が形成され，燃料通路３３の端部には燃料溜ま
り４２が形成されている。また，筒体下部３５の穴部の
内周面３９と針弁３１の外周面４１との間には，燃料溜
まり４２と連通する環状燃料通路３６が形成されてい
る。噴孔３２は，針弁３１の往復運動によって針弁３１
の先端のテーパ面が筒体先端部３７の弁座部４０に接離
することで開閉される。
【０００３】また，ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズ
ルとして，特開昭６１−８７９６５号公報に開示された
ものがある。該燃料噴射ノズルは，母材をセラミック材
料で構成し，前記母材の表面の少なくとも一部分に金属
若しくは金属間化合物を拡散させてなることを特徴とす
るものである。母材としては，窒化ケイ素，ジルコニ
ア，炭化ケイ素，アルミナ等が使用されている。また，
金属は母材のセラミックスと同等か，若しくはそれより
高い弾性率を持つものであり，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｍ
ｏ，Ｗ等である。
ルとして，特開昭６１−８７９６５号公報に開示された
ものがある。該燃料噴射ノズルは，母材をセラミック材
料で構成し，前記母材の表面の少なくとも一部分に金属
若しくは金属間化合物を拡散させてなることを特徴とす
るものである。母材としては，窒化ケイ素，ジルコニ
ア，炭化ケイ素，アルミナ等が使用されている。また，
金属は母材のセラミックスと同等か，若しくはそれより
高い弾性率を持つものであり，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｍ
ｏ，Ｗ等である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで，通常のディ
ーゼルエンジン等に用いられている燃料噴射ノズルは，
ノズル本体及びニードルバルブ即ち針弁は，Ｃｏ−Ｍｏ
鋼等の合金鋼を材料として作成されているが，近年では
セラミックスを材料として耐摩耗性，シール性を向上さ
せる燃料噴射ノズルが開発されている。
ーゼルエンジン等に用いられている燃料噴射ノズルは，
ノズル本体及びニードルバルブ即ち針弁は，Ｃｏ−Ｍｏ
鋼等の合金鋼を材料として作成されているが，近年では
セラミックスを材料として耐摩耗性，シール性を向上さ
せる燃料噴射ノズルが開発されている。
【０００５】しかしながら，ノズル本体を合金鋼で製作
した場合に，軽量化の点で問題がある。そこで，ノズル
本体と針弁との間の熱膨張差及び摺動特性，遮熱性，ノ
ズル本体とノズルチップとの接合強度，トータルコスト
等を考慮して，ノズル本体及び針弁をジルコニアＺｒＯ
2 で製作即ち形成した場合には，針弁は合金鋼に比べて
２３％の軽量化が可能になる。更に，針弁の軽量化を図
れば，それ以上に噴射時のレスポンスを向上させること
ができる。
した場合に，軽量化の点で問題がある。そこで，ノズル
本体と針弁との間の熱膨張差及び摺動特性，遮熱性，ノ
ズル本体とノズルチップとの接合強度，トータルコスト
等を考慮して，ノズル本体及び針弁をジルコニアＺｒＯ
2 で製作即ち形成した場合には，針弁は合金鋼に比べて
２３％の軽量化が可能になる。更に，針弁の軽量化を図
れば，それ以上に噴射時のレスポンスを向上させること
ができる。
【０００６】また，前掲特開昭６１−８７９６５号公報
に開示されたディーゼル機関の燃料噴射ノズルは，セラ
ミックスの表面近傍のマイクロクラック，未焼結部分の
欠陥により曲げ応力，破壊脆性強度等の材料強度が大き
く影響されるので，セラミックスの母材の表面に金属材
料をコーティングし，該金属材料に残る圧縮応力によっ
て噴射ノズル全体としての強度を高めたものであり，噴
射ノズルの軽量化を図ってレスポンスを向上させるとい
うものではない。
に開示されたディーゼル機関の燃料噴射ノズルは，セラ
ミックスの表面近傍のマイクロクラック，未焼結部分の
欠陥により曲げ応力，破壊脆性強度等の材料強度が大き
く影響されるので，セラミックスの母材の表面に金属材
料をコーティングし，該金属材料に残る圧縮応力によっ
て噴射ノズル全体としての強度を高めたものであり，噴
射ノズルの軽量化を図ってレスポンスを向上させるとい
うものではない。
【０００７】この発明の目的は，上記の課題を解決する
ことであり，燃料圧でリフトして開弁可能な針弁，該針
弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成したノズル本
体，及び該ノズル本体と一体構造に構成した噴孔を備え
たノズルチップを有する燃料噴射ノズルにおいて，針弁
とノズル本体との材料を特定材料に選定することによっ
て軽量化を達成して針弁のレスポンス即ち摺動特性と耐
摩耗性を向上させると共に，ノズル本体と針弁との熱膨
張係数をほぼ同程度に構成してシール性能の低下を防止
することができる燃料噴射ノズルを提供することであ
る。
ことであり，燃料圧でリフトして開弁可能な針弁，該針
弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成したノズル本
体，及び該ノズル本体と一体構造に構成した噴孔を備え
たノズルチップを有する燃料噴射ノズルにおいて，針弁
とノズル本体との材料を特定材料に選定することによっ
て軽量化を達成して針弁のレスポンス即ち摺動特性と耐
摩耗性を向上させると共に，ノズル本体と針弁との熱膨
張係数をほぼ同程度に構成してシール性能の低下を防止
することができる燃料噴射ノズルを提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は，上記の目的
を達成するため，次のように構成されている。即ち，こ
の発明は，燃料圧でリフトして開弁可能な針弁，及び該
針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成し且つ先端
部に噴孔を形成したノズル本体を有する燃料噴射ノズル
において，前記ノズル本体と前記ノズル本体に対して摺
動する前記針弁との材料の組み合わせを，前記針弁を酸
化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セラミック
スで構成し，前記ノズル本体をジルコニアで構成したこ
とを特徴とする燃料噴射ノズルに関する。
を達成するため，次のように構成されている。即ち，こ
の発明は，燃料圧でリフトして開弁可能な針弁，及び該
針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成し且つ先端
部に噴孔を形成したノズル本体を有する燃料噴射ノズル
において，前記ノズル本体と前記ノズル本体に対して摺
動する前記針弁との材料の組み合わせを，前記針弁を酸
化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セラミック
スで構成し，前記ノズル本体をジルコニアで構成したこ
とを特徴とする燃料噴射ノズルに関する。
【０００９】また，この燃料噴射ノズルにおいて，前記
針弁を構成する前記複合セラミックスには，前記酸化ア
ルミニウムが２０ｗｔ％以下含まれているものである。
針弁を構成する前記複合セラミックスには，前記酸化ア
ルミニウムが２０ｗｔ％以下含まれているものである。
【００１０】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，ノズル本体と針弁との間の
熱膨張差，前記針弁の前記ノズル本体に対する摺動時の
摺動特性や耐摩耗性，遮熱性，強度，トータルコスト等
を改善することができ，前記針弁の軽量化を達成し，前
記針弁のレスポンスを大幅に向上させることができる。
しかも，この燃料噴射ノズルは，液体圧，熱負荷等を受
けてもクラック，亀裂等の損傷が生じることがない。
ように構成されているので，ノズル本体と針弁との間の
熱膨張差，前記針弁の前記ノズル本体に対する摺動時の
摺動特性や耐摩耗性，遮熱性，強度，トータルコスト等
を改善することができ，前記針弁の軽量化を達成し，前
記針弁のレスポンスを大幅に向上させることができる。
しかも，この燃料噴射ノズルは，液体圧，熱負荷等を受
けてもクラック，亀裂等の損傷が生じることがない。
【００１１】また，前記針弁を構成する複合セラミック
スについて，ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有率を，
２０ｗｔ％以下に設定すると，エンジンに組み込んだ場
合に要求される熱膨張係数，曲げ強度及び焼成体中の気
孔率を満足させる燃料噴射ノズルを提供することができ
る。
スについて，ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有率を，
２０ｗｔ％以下に設定すると，エンジンに組み込んだ場
合に要求される熱膨張係数，曲げ強度及び焼成体中の気
孔率を満足させる燃料噴射ノズルを提供することができ
る。
【００１２】
【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概略断面図
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概略断面図
である。
【００１３】この発明による燃料噴射ノズルは，燃料圧
でリフトして開弁可能な針弁２，及び針弁２の往復動可
能な中空穴即ち穴部５を形成し且つ先端部即ちノズルチ
ップ３に噴孔６を形成したノズル本体１を有している。
針弁２がノズル本体１の穴部５に挿入されることで，穴
部５の内壁面と針弁２の外周面１０との間に環状燃料流
路９が形成される。また，ノズル本体１には，燃料噴射
装置等からの燃料を導入するための燃料流路４が形成さ
れ，燃料流路４は環状燃料流路９に連通するように形成
されている。針弁２の先端部にはテーパ面７が形成さ
れ，テーパ面７はノズル本体１に形成されたテーパ面８
に着座するように構成されている。ノズル本体１の先端
部即ちノズルチップ３には，針弁２が挿入されることで
燃料溜まりが形成され，先端部のノズルチップ３には噴
孔６が開口している。従って，ノズル本体１内を針弁２
が往復運動することで，テーパ面７とテーパ面８とが接
離して噴孔６が開閉作動される。
でリフトして開弁可能な針弁２，及び針弁２の往復動可
能な中空穴即ち穴部５を形成し且つ先端部即ちノズルチ
ップ３に噴孔６を形成したノズル本体１を有している。
針弁２がノズル本体１の穴部５に挿入されることで，穴
部５の内壁面と針弁２の外周面１０との間に環状燃料流
路９が形成される。また，ノズル本体１には，燃料噴射
装置等からの燃料を導入するための燃料流路４が形成さ
れ，燃料流路４は環状燃料流路９に連通するように形成
されている。針弁２の先端部にはテーパ面７が形成さ
れ，テーパ面７はノズル本体１に形成されたテーパ面８
に着座するように構成されている。ノズル本体１の先端
部即ちノズルチップ３には，針弁２が挿入されることで
燃料溜まりが形成され，先端部のノズルチップ３には噴
孔６が開口している。従って，ノズル本体１内を針弁２
が往復運動することで，テーパ面７とテーパ面８とが接
離して噴孔６が開閉作動される。
【００１４】この燃料噴射ノズルでは，針弁１は，酸化
アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ，アルミナ）とジルコニア
〔ＺｒＯ2 ，詳しくは，イットリアで部分安定化したジ
ルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）〕との複合セラミックスで構成
されている。また，ノズル本体１とノズルチップ３と
は，直接的に一体構造に構成するか，或いはノズル本体
１とノズルチップ３とをそれぞれ製作し，ノズル本体１
とノズルチップ３とを接合して一体構造に構成してい
る。ノズル本体１とノズルチップ３とは，ジルコニア
〔ＺｒＯ2 ，詳しくは，イットリアで部分安定化したジ
ルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）〕で製作したものである。
アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ，アルミナ）とジルコニア
〔ＺｒＯ2 ，詳しくは，イットリアで部分安定化したジ
ルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）〕との複合セラミックスで構成
されている。また，ノズル本体１とノズルチップ３と
は，直接的に一体構造に構成するか，或いはノズル本体
１とノズルチップ３とをそれぞれ製作し，ノズル本体１
とノズルチップ３とを接合して一体構造に構成してい
る。ノズル本体１とノズルチップ３とは，ジルコニア
〔ＺｒＯ2 ，詳しくは，イットリアで部分安定化したジ
ルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）〕で製作したものである。
【００１５】この燃料噴射ノズルにおける針弁２を製作
するには，酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ，アルミナ）
とジルコニア（ＺｒＯ2 ）との複合材粉末を原料とし
て，射出成形法等により針弁成形体を作り，針弁成形体
を脱脂乾燥後，場合によっては機械加工して針弁成形体
を焼成することによって作製できる。
するには，酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ，アルミナ）
とジルコニア（ＺｒＯ2 ）との複合材粉末を原料とし
て，射出成形法等により針弁成形体を作り，針弁成形体
を脱脂乾燥後，場合によっては機械加工して針弁成形体
を焼成することによって作製できる。
【００１６】この燃料噴射ノズルの針弁２を構成する酸
化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セラミック
スは，Ａｌ2 Ｏ3 の含有率と各種特性を評価すると，図
２，図３及び図４に示すとおりとなる。図２は，Ａｌ2
Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ
／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する密度Ｄと気孔率Ｐを示すグラフ
である。図２では，横軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に
対する酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率で重量
％（ｗｔ％）を示し，縦軸にＹ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 の
密度Ｄ（ｇ／ｃｍ3 ）と気孔率Ｐ（％）を示す。
化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セラミック
スは，Ａｌ2 Ｏ3 の含有率と各種特性を評価すると，図
２，図３及び図４に示すとおりとなる。図２は，Ａｌ2
Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ
／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する密度Ｄと気孔率Ｐを示すグラフ
である。図２では，横軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に
対する酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率で重量
％（ｗｔ％）を示し，縦軸にＹ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 の
密度Ｄ（ｇ／ｃｍ3 ）と気孔率Ｐ（％）を示す。
【００１７】図３は，Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複
合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強
度Ｆとヤング率Ｅを示すグラフである。図３では，横軸
にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率の重量％（ｗｔ％）を示し，縦
軸に３点曲げ強度Ｆ（ＭＰａ）とヤング率Ｅ（ＧＰａ）
を示している。更に，図４は，Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相
当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に
対する熱膨張係数βを示すグラフである。図４では，横
軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3）の含有率で重量％（ｗｔ％）を示し，
縦軸に熱膨張係数β（×１０- 6 ／℃，２０〜１２００
℃）を示す。
合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強
度Ｆとヤング率Ｅを示すグラフである。図３では，横軸
にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率の重量％（ｗｔ％）を示し，縦
軸に３点曲げ強度Ｆ（ＭＰａ）とヤング率Ｅ（ＧＰａ）
を示している。更に，図４は，Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相
当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に
対する熱膨張係数βを示すグラフである。図４では，横
軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3）の含有率で重量％（ｗｔ％）を示し，
縦軸に熱膨張係数β（×１０- 6 ／℃，２０〜１２００
℃）を示す。
【００１８】この燃料噴射ノズルについては，ディーゼ
ルエンジンに組み込んだ時に要求される特性として，熱
膨張係数βは９〜１１×１０- 6 ／℃であり，曲げ強度
Ｆは１００ＭＰａ以上である。更に，酸化アルミニウム
とジルコニアとの複合材粉末を焼成して焼成体中の気孔
率Ｐを考慮すると，ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有
率は２０ｗｔ％以下である複合セラミックスが針弁２と
して好ましいことが分かる。この場合，複合セラミック
スの密度Ｄは，６．０３〜５．５０ｇ／ｃｍ3となり，
合金鋼に比較して，針弁２を２３〜３０％ほど軽量化で
きる。
ルエンジンに組み込んだ時に要求される特性として，熱
膨張係数βは９〜１１×１０- 6 ／℃であり，曲げ強度
Ｆは１００ＭＰａ以上である。更に，酸化アルミニウム
とジルコニアとの複合材粉末を焼成して焼成体中の気孔
率Ｐを考慮すると，ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有
率は２０ｗｔ％以下である複合セラミックスが針弁２と
して好ましいことが分かる。この場合，複合セラミック
スの密度Ｄは，６．０３〜５．５０ｇ／ｃｍ3となり，
合金鋼に比較して，針弁２を２３〜３０％ほど軽量化で
きる。
【００１９】更に，この燃料噴射ノズルについて，ノズ
ル本体１をジルコニアで製作した場合に，針弁２をＡｌ
2 Ｏ3 とＺｒＯ2 とから成る複合セラミックスで製作す
れば，針弁２をＺｒＯ2 で製作するよりも軽量になり，
燃料噴射ノズルの噴射時のレスポンスの向上が図れる。
また，針弁２を製作するに当たって，ＺｒＯ2 に比較し
て，窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ），酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の密度の低い
セラミックスを使用した場合には，ノズル本体１を構成
するＺｒＯ2 との間で熱膨張差が大きくなり，温度上昇
時にシール性能が低下する。これに対して，この燃料噴
射ノズルは，ノズル本体１を構成するＺｒＯ2 と，針弁
２を構成するＺｒＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とから成る複合セラ
ミックスとは，熱膨張係数がほぼ同程度であり，温度上
昇時にシール性能が低下することはない。
ル本体１をジルコニアで製作した場合に，針弁２をＡｌ
2 Ｏ3 とＺｒＯ2 とから成る複合セラミックスで製作す
れば，針弁２をＺｒＯ2 で製作するよりも軽量になり，
燃料噴射ノズルの噴射時のレスポンスの向上が図れる。
また，針弁２を製作するに当たって，ＺｒＯ2 に比較し
て，窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ），酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の密度の低い
セラミックスを使用した場合には，ノズル本体１を構成
するＺｒＯ2 との間で熱膨張差が大きくなり，温度上昇
時にシール性能が低下する。これに対して，この燃料噴
射ノズルは，ノズル本体１を構成するＺｒＯ2 と，針弁
２を構成するＺｒＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 とから成る複合セラ
ミックスとは，熱膨張係数がほぼ同程度であり，温度上
昇時にシール性能が低下することはない。
【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おり，次のような効果を有する。即
ち，この燃料噴射ノズルは，ノズル本体とノズル本体に
対して摺動する前記針弁との材料の組み合わせを，前記
針弁を酸化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セ
ラミックスで構成し，前記ノズル本体をジルコニアで構
成したので，前記針弁を軽量に構成することができ，エ
ンジン駆動での前記針弁の開閉作動時即ち燃料噴射時の
レスポンスを向上させると共に，摺動特性，耐摩耗性等
を向上させることができる。しかも，前記ノズル本体を
構成するジルコニアと，前記針弁を構成するジルコニア
と酸化アルミニウムとから成る複合セラミックスとは，
熱膨張係数がほぼ同程度であり，燃焼室の温度上昇時に
前記ノズル本体と前記針弁との間のシール性能の低下は
発生しない。
のように構成されており，次のような効果を有する。即
ち，この燃料噴射ノズルは，ノズル本体とノズル本体に
対して摺動する前記針弁との材料の組み合わせを，前記
針弁を酸化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セ
ラミックスで構成し，前記ノズル本体をジルコニアで構
成したので，前記針弁を軽量に構成することができ，エ
ンジン駆動での前記針弁の開閉作動時即ち燃料噴射時の
レスポンスを向上させると共に，摺動特性，耐摩耗性等
を向上させることができる。しかも，前記ノズル本体を
構成するジルコニアと，前記針弁を構成するジルコニア
と酸化アルミニウムとから成る複合セラミックスとは，
熱膨張係数がほぼ同程度であり，燃焼室の温度上昇時に
前記ノズル本体と前記針弁との間のシール性能の低下は
発生しない。
【００２１】また，前記針弁を構成する複合セラミック
スは，ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3の含有率が２０ｗｔ
％以下であるので，エンジンに組み込んだ場合の要求さ
れる熱膨張係数，曲げ強度及び焼成体中の気孔率を満足
することができる。従って，熱負荷，燃料圧等の負荷を
受けたとしても強度上安定した燃料噴射ノズルを提供で
きる。
スは，ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3の含有率が２０ｗｔ
％以下であるので，エンジンに組み込んだ場合の要求さ
れる熱膨張係数，曲げ強度及び焼成体中の気孔率を満足
することができる。従って，熱負荷，燃料圧等の負荷を
受けたとしても強度上安定した燃料噴射ノズルを提供で
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
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミック
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する密度と気孔率を
示すグラフである。
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する密度と気孔率を
示すグラフである。
【図３】Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミック
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強度とヤング率
を示すグラフである。
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強度とヤング率
を示すグラフである。
【図４】Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミック
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する熱膨張係数を示
すグラフである。
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する熱膨張係数を示
すグラフである。
【図５】従来のセラミック製噴射ノズルの一例を示す断
面図である。
面図である。
１ ノズル本体 ２ 針弁 ３ ノズルチップ（先端部） ４ 燃料流路 ５ 穴部 ６ 噴孔 ７，８ テーパ面 ９ 環状燃料流路 １０ 針弁の外周面
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料圧でリフトして開弁可能な針弁，及
び該針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成し且つ
先端部に噴孔を形成したノズル本体を有する燃料噴射ノ
ズルにおいて，前記ノズル本体と前記ノズル本体に対し
て摺動する前記針弁との材料の組み合わせを，前記針弁
を酸化アルミニウムとジルコニアとから成る複合セラミ
ックスで構成し，前記ノズル本体をジルコニアで構成し
たことを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 【請求項２】 前記針弁を構成する前記複合セラミック
スには，前記酸化アルミニウムが２０ｗｔ％以下含まれ
ているものであることを特徴とする請求項１に記載の燃
料噴射ノズル。
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-
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