JP4710785B2 - Fuel injection nozzle for internal combustion engine - Google Patents

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JP4710785B2 JP2006271570A JP2006271570A JP4710785B2 JP 4710785 B2 JP4710785 B2 JP 4710785B2 JP 2006271570 A JP2006271570 A JP 2006271570A JP 2006271570 A JP2006271570 A JP 2006271570A JP 4710785 B2 JP4710785 B2 JP 4710785B2
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Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射ノズルの構造に関する。   The present invention relates to a structure of a fuel injection nozzle for an internal combustion engine.

近時、内燃機関の燃焼室内への燃料の均等噴射を図るために、燃料噴射ノズルの先端に噴孔を多数形成する技術が知られている。これに関連する技術の例としては、ノズルボディのサック室の内周面に第1と第2の微小噴孔を有する群噴孔を開口させた燃料噴射ノズルにおいて、ノズルボディのシート面とニードルの第1の円錐面との角度差を大きく設定し、キャビテーションの発生を抑制する技術を挙げることができる(例えば、特許文献1参照。)。   Recently, a technique for forming a large number of injection holes at the tip of a fuel injection nozzle is known in order to uniformly inject fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. As an example of a technology related to this, in a fuel injection nozzle in which a group injection hole having first and second minute injection holes is opened on the inner peripheral surface of a sack chamber of a nozzle body, a seat surface of the nozzle body and a needle A technique for suppressing the occurrence of cavitation by setting a large angle difference from the first conical surface (see, for example, Patent Document 1).

また、ノズルボディの複数の円錐台面に各々開口した複数の噴孔を有し、バルブニードルには前記円錐台面の弁座に当接する当接部が設けられた複数のテーパ面を有し、前記複数の円錐台面及びテーパ面の角度を変えて、バルブニードルのリフト量に応じて噴孔からの噴射量を制御可能とした技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   In addition, the nozzle body has a plurality of nozzle holes each opened to a plurality of frustoconical surfaces, the valve needle has a plurality of tapered surfaces provided with abutting portions that abut against the valve seat of the frustoconical surface, A technique has been proposed in which the angle of the plurality of frustoconical surfaces and the tapered surface is changed to control the injection amount from the injection hole in accordance with the lift amount of the valve needle (see, for example, Patent Document 2).

さらに、ノズルボディに設けられた複数の噴孔の間の距離及び角度を規定して噴霧の形状を制御する技術も提案されている(例えば、特許文献3参照。)。   Furthermore, a technique for controlling the shape of the spray by defining distances and angles between a plurality of nozzle holes provided in the nozzle body has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).

上記のいずれの技術においても、ノズルボディ内部におけるニードルのためのガイド孔の先端に、複数の噴孔が、径方向または軸方向に分布して開口するように設けられている。この場合、ニードルを後退させて燃料噴射ノズルを開弁した際に、燃料が前記ノズルボディ内部のガイド孔の先端中央に向かって導入されるため、ガイド孔の先端中央の近くに設けられた噴孔の開口部と、先端中央部から離れた部分に設けられた噴孔の開口部とでは、燃料圧力に差が生じる場合があった。   In any of the above techniques, a plurality of injection holes are provided at the tip of the guide hole for the needle inside the nozzle body so as to be distributed and opened in the radial direction or the axial direction. In this case, when the needle is retracted and the fuel injection nozzle is opened, the fuel is introduced toward the center of the tip of the guide hole inside the nozzle body. There may be a difference in the fuel pressure between the opening of the hole and the opening of the injection hole provided in a portion away from the center of the tip.

そうすると、前記の複数の噴孔から噴射される燃料の到達距離や粒径が異なってしまい、燃焼室内に燃料を均一に噴霧させることが困難となる場合があった。
特開2004−27955号公報 特開2000−320429号公報 特開2001−165017号公報
Then, the reach distance and particle size of the fuel injected from the plurality of nozzle holes are different, and it may be difficult to spray the fuel uniformly in the combustion chamber.
JP 2004-27955 A JP 2000-320429 A JP 2001-165017 A

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ノズルボディに複数形成された噴孔より燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルにおいて、前記複数の噴孔から、より均等に燃料の噴射を行える技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above prior art, and an object thereof is to provide a plurality of nozzle holes in a fuel injection nozzle that injects fuel into a combustion chamber from a plurality of nozzle holes formed in a nozzle body. Therefore, it is to provide a technology that can inject fuel more evenly.

上記目的を達成するための本発明は、ノズルボディのガイド孔の内部をニードルが進退運動して開閉弁する燃料噴射ノズルに関する。なかでも、ノズルボディのガイド孔の先端に円錐状の着座部が設けられ、着座部の頂部付近に複数の噴孔が径方向または軸方向に分布して開口している燃料噴射ノズルについてのものである。そして、前記ニードルを後退させて開弁した際に前記着座部の頂部付近に導入された燃料の一部を前記頂部付近から除去することで、前記複数の噴孔の開口部における燃料圧力を均等化することを最大の特徴とする。   To achieve the above object, the present invention relates to a fuel injection nozzle that opens and closes as a needle moves forward and backward in a guide hole of a nozzle body. Among them, a fuel injection nozzle in which a conical seat portion is provided at the tip of the guide hole of the nozzle body, and a plurality of nozzle holes are distributed in the radial direction or the axial direction near the top of the seat portion. It is. Then, by removing a part of the fuel introduced near the top of the seating portion from the vicinity of the top when the needle is retracted and opened, the fuel pressure at the openings of the plurality of nozzle holes is equalized. The biggest feature is to make it.

より詳しくは、軸方向に設けられたガイド孔の先端に、略円錐状に孔径が細くなる着座部を有し、該着座部の頂部付近に凹状のサック室が設けられるとともに該サック室と外部とを貫通して複数の噴孔が少なくとも前記ガイド孔の先端中央部から離れる方向に分布して開口するノズルボディと、
前記ガイド孔に往復動可能に挿入され、前記ガイド孔内を前進することによって略円錐状の先端部を前記着座部に当接させて前記噴孔に通じる燃料経路を遮断するとともに前記ガイド孔内を後退することによって前記先端部の前記着座部への当接を解除して前記噴孔に通じる燃料経路を開放するニードルと、を備え、前記ニードルを前進または後退させることによって開閉弁する燃料噴射ノズルであって、
前記ニードルを後退させて開弁した際に前記着座部の頂部付近に導入された燃料の一部を前記頂部付近から除去することで、前記複数の噴孔の開口部における燃料圧力を均等化する燃圧均等化手段をさらに備えることを特徴とする。
More specifically, a seat portion having a substantially conical shape with a small hole diameter is provided at the tip of the guide hole provided in the axial direction, and a concave sac chamber is provided near the top of the seat portion and the sac chamber and the outside a nozzle body having a plurality of injection holes are open distributed away from the central tip portion of at least the guide hole through the door,
The guide hole is inserted into the guide hole so as to be reciprocally movable, and by moving forward in the guide hole, a substantially conical tip is brought into contact with the seating portion to block the fuel path leading to the injection hole and in the guide hole. A needle that releases the fuel path leading to the nozzle hole by releasing the contact of the tip with the seat by retreating the fuel, and opens and closes the fuel by moving the needle forward or backward A nozzle,
The fuel pressure at the openings of the plurality of nozzle holes is equalized by removing a part of the fuel introduced near the top of the seating portion from the vicinity of the top when the needle is retracted and opened. A fuel pressure equalizing means is further provided.

ここで、上記の構成においてニードルが後退して燃料噴射ノズルが開弁した際の作用について説明する。この時、燃料はニードルの先端部と着座部との間を着座部に沿って流れ、着座部の頂部付近に流入する。その後、着座部の頂部付近に開口した複数の噴孔に流入して噴射される。   Here, the operation when the needle is retreated and the fuel injection nozzle is opened in the above configuration will be described. At this time, the fuel flows between the tip portion of the needle and the seat portion along the seat portion, and flows into the vicinity of the top portion of the seat portion. Then, it flows into a plurality of nozzle holes opened near the top of the seating portion and is injected.

この際、着座部の頂部付近に導入される燃料は、頂部の先端中央に向かって高圧で流入するので、頂部の先端中央の圧力が一時的に特に高圧となる。その際には、頂部の先端中央から径方向または軸方向に離れるに従って圧力が低下する状態となる。   At this time, the fuel introduced to the vicinity of the top of the seating portion flows at a high pressure toward the center of the tip of the top, so that the pressure at the center of the tip of the top temporarily becomes particularly high. In that case, it will be in the state in which a pressure falls as it leaves | separates from the front-end | tip center of a top part to radial direction or an axial direction.

従って、その状態において前記複数の噴孔を通じて燃料が噴射された場合には、前記頂部の先端中央に近い噴孔から噴射された燃料は到達距離が長く粒径も小さくなり、それから離れた部分に開口する噴孔から噴射された燃料は到達距離が短く粒径も大きくなる。その結果、燃焼室に均一に燃料を噴霧することが困難となる場合があった。   Therefore, when fuel is injected through the plurality of nozzle holes in this state, the fuel injected from the nozzle hole near the center of the tip of the top portion has a long reach distance and a small particle size, and is in a portion away from it. The fuel injected from the opening nozzle hole has a short reach distance and a large particle size. As a result, it may be difficult to spray the fuel uniformly on the combustion chamber.

そこで、本発明における内燃機関の燃料噴射ノズルでは、ニードルを後退させて開弁した際に、着座部の頂部付近に導入された燃料の一部を頂部付近から除去することで、複数の噴孔の開口部における燃料圧力を均等化する燃圧均等化手段を備えるようにした。そうすれば、着座部の頂部の先端中央に向かって流入した燃料の一部が頂部から除去されるので、着座部の頂部の先端中央の燃料圧力を低下させることができ、着座部の頂部付近における燃料圧力の分布を均等化することができる。   Therefore, in the fuel injection nozzle of the internal combustion engine according to the present invention, when the needle is retracted and opened, a part of the fuel introduced near the top of the seating portion is removed from the vicinity of the top, so that the plurality of injection holes The fuel pressure equalizing means for equalizing the fuel pressure at the opening of the fuel cell is provided. Then, a part of the fuel flowing toward the center of the top of the seating part is removed from the top, so that the fuel pressure at the center of the top of the seating part can be reduced, and the vicinity of the top of the seating part The fuel pressure distribution in can be equalized.

その結果、前記複数の噴孔の開口部における燃料圧力を均等化することができ、各噴孔からの噴射を均等にすることができる。   As a result, the fuel pressure in the openings of the plurality of nozzle holes can be equalized, and the injection from each nozzle hole can be equalized.

ここで、前記燃圧均等化手段は、前記ノズルボディにおける前記着座部の頂部の先端中央に開口し、燃料を前記頂部付近から前記ノズルボディの外部へ漏洩させるノズルボディ燃料通路であってもよい。   Here, the fuel pressure equalizing means may be a nozzle body fuel passage that opens at the center of the top of the seating portion of the nozzle body and leaks fuel from the vicinity of the top to the outside of the nozzle body.

すなわち、最も燃料圧力が高くなる着座部の頂部の先端中央からノズルボディの外部に燃料を漏洩させる。それにより、より効果的に着座部の頂部付近の燃圧を均等化することができ、前記複数の噴孔からの燃料噴射を均等化することができる。   That is, fuel is leaked from the center of the tip of the top of the seat where the fuel pressure is highest to the outside of the nozzle body. Thereby, the fuel pressure near the top part of the seating part can be equalized more effectively, and the fuel injection from the plurality of nozzle holes can be equalized.

ここで、ノズルボディ燃料通路は、着座部の頂部の先端中央から燃料を外部に漏洩できればよく、燃料を噴射する機能は必要ないので、燃料噴射用の複数の噴孔と比較して孔径は小さくてよい。このノズルボディ燃料通路の孔径は、低下させるべき燃料圧力の値との関係において予め定められる。   Here, the nozzle body fuel passage only needs to be able to leak the fuel from the center of the top end of the seating portion and does not need a function of injecting the fuel, so the hole diameter is small compared to the plurality of injection holes for fuel injection. It's okay. The diameter of the nozzle body fuel passage is predetermined in relation to the value of the fuel pressure to be reduced.

また、前記燃圧均等化手段は、前記ニードルの前記先端部の略中心に開口し、燃料を前
記頂部付近からニードル内を通過させて回収または待避させるニードル内燃料通路としてもよい。
Further, the fuel pressure equalization means may be an in-needle fuel passage that opens to substantially the center of the tip portion of the needle and collects or evacuates fuel by allowing the fuel to pass through the needle from the vicinity of the top.

これによっても、着座部の頂部の先端中央の燃料圧力を低下させることで、着座部の頂部付近の燃料圧力を均等化することができ、前記複数の噴孔からの燃料噴射を均等化することができる。   Also by this, the fuel pressure in the vicinity of the top of the seating portion can be equalized by reducing the fuel pressure at the center of the tip of the top of the seating portion, and the fuel injection from the plurality of nozzle holes can be equalized. Can do.

ここで、ニードル内燃料通路は、着座部の頂部の先端中央から燃料を回収または待避させることができればよく、燃料を噴射する機能は必要ないので、燃料噴射用の複数の噴孔と比較して孔径は小さくてよい。このニードル内燃料通路の孔径は、低下させるべき燃料圧力の値との関係において予め定められる。   Here, the in-needle fuel passage only needs to be able to collect or retract fuel from the center of the tip of the seating portion, and does not need a function of injecting fuel. Compared to a plurality of injection holes for fuel injection, The pore diameter may be small. The hole diameter of the fuel passage in the needle is determined in advance in relation to the value of the fuel pressure to be reduced.

なお、上記した本発明の課題を解決する手段については、可能な限り組み合わせて用いることができる。   In addition, about the means to solve the subject of the above-mentioned this invention, it can use combining as much as possible.

本発明にあっては、ノズルボディに複数形成された噴孔より燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルにおいて、前記複数の噴孔から、より均等に燃料の噴射を行うことができる。   In the present invention, in the fuel injection nozzle that injects fuel into the combustion chamber from the plurality of nozzle holes formed in the nozzle body, the fuel can be injected more uniformly from the plurality of nozzle holes.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.

図1は本発明が適用されるべき燃料噴射ノズル1の全体を説明するための図である。図1(a)は燃料噴射ノズル1の全体の横断面図である。図1(b)は、燃料噴射ノズル1を先端側から見た場合の拡大図である。図1(a)に示すように、本実施例の燃料噴射ノズル1(以下、ノズル1ともいう。)は、ノズルボディ2と、このノズルボディ2に内蔵されるニードル3とで構成され、内燃機関の各気筒毎に取り付けられるインジェクタ(図示せず)に組み込まれている。   FIG. 1 is a view for explaining the entire fuel injection nozzle 1 to which the present invention is applied. FIG. 1A is a cross-sectional view of the entire fuel injection nozzle 1. FIG.1 (b) is an enlarged view at the time of seeing the fuel injection nozzle 1 from the front end side. As shown in FIG. 1 (a), a fuel injection nozzle 1 (hereinafter also referred to as nozzle 1) of this embodiment is composed of a nozzle body 2 and a needle 3 incorporated in the nozzle body 2, and is an internal combustion engine. It is incorporated in an injector (not shown) attached to each cylinder of the engine.

ノズルボディ2には、ニードル3を嵌挿するガイド孔4、燃料通路5、及び噴孔6が設けられている。ガイド孔4の下端部には、円錐状にガイド孔4の径が小さくなるように着座部7が形成され、更に着座部7の頂部に相当する部分にサック室8が形成されている。燃料通路5は、ガイド孔4の途中に内径を拡大して形成される燃料溜室9に連通して設けられ、その燃料溜室9に高圧燃料を導入する。ニードル3は、ノズルボディ2のガイド孔4に挿入されて、軸方向に進退運動可能に設けられている。ニードル3の先端部には、ニードル3の閉弁時に着座部7に着座する先端部としての当接部10が設けられている。   The nozzle body 2 is provided with a guide hole 4 into which the needle 3 is inserted, a fuel passage 5 and an injection hole 6. A seat portion 7 is formed at the lower end portion of the guide hole 4 so that the diameter of the guide hole 4 becomes conical, and a sac chamber 8 is formed at a portion corresponding to the top portion of the seat portion 7. The fuel passage 5 is provided in communication with a fuel reservoir chamber 9 having an enlarged inner diameter in the middle of the guide hole 4, and introduces high-pressure fuel into the fuel reservoir chamber 9. The needle 3 is inserted into the guide hole 4 of the nozzle body 2 and is provided so as to be capable of moving forward and backward in the axial direction. At the tip of the needle 3, a contact portion 10 is provided as a tip that is seated on the seat 7 when the needle 3 is closed.

図1(a)及び図1(b)から分かるように、燃料噴射ノズル1においては、サック室8の内壁と外壁とを貫通するように噴孔6が形成されている。そして、図1(b)に示すように、噴孔6は、ノズルボディ2の中心の周りに同心円状に3列の噴孔列6a、6b、6cを構成するように配置されている。燃料噴射ノズル1においては、このような多数の噴孔6を有することにより、燃料噴射の際に燃焼室に燃料を均等に供給するようにしている。   As can be seen from FIGS. 1 (a) and 1 (b), in the fuel injection nozzle 1, an injection hole 6 is formed so as to penetrate the inner wall and the outer wall of the sack chamber 8. As shown in FIG. 1B, the nozzle holes 6 are arranged so as to form three nozzle hole arrays 6 a, 6 b, 6 c concentrically around the center of the nozzle body 2. The fuel injection nozzle 1 has such a large number of injection holes 6 so that fuel is evenly supplied to the combustion chamber during fuel injection.

次に、従来の燃料噴射ノズルの先端部分の詳細について説明する。図2は従来の燃料噴射ノズル1の先端部分の拡大断面図である。図2(a)はニードル3が降下して閉弁している状態、図2(b)はニードル3がリフトして開弁した状態を示している。   Next, the detail of the front-end | tip part of the conventional fuel injection nozzle is demonstrated. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the tip portion of the conventional fuel injection nozzle 1. 2A shows a state where the needle 3 is lowered and closed, and FIG. 2B shows a state where the needle 3 is lifted and opened.

図2(a)の状態においては、ニードル3が降下しており、ニードル3の当接部10がノズルボディ2の着座部7に当接している。従って、ノズル1に供給された燃料は、ノズルボディ2の燃料通路5から燃料溜室9を経てガイド孔4(ニードル3の周囲に形成される環状の空間)を通り、着座部7に当接している当接部10の部分まで充填されている。この状態から、ニードル3を開弁方向(図2(b)の上方向)に付勢する力がニードル3の開弁圧まで上昇すると、ニードル3がガイド孔4をリフトして図2(b)に示すように噴孔6に通じる燃料経路を開く。このことにより、着座部7と当接部10との間を通ってサック室8に燃料が流入し、噴孔6を介して燃料が燃焼室に噴射される。   In the state of FIG. 2A, the needle 3 is lowered, and the contact portion 10 of the needle 3 is in contact with the seating portion 7 of the nozzle body 2. Accordingly, the fuel supplied to the nozzle 1 passes from the fuel passage 5 of the nozzle body 2 through the fuel reservoir chamber 9, passes through the guide hole 4 (annular space formed around the needle 3), and comes into contact with the seat portion 7. The contact portion 10 is filled. From this state, when the force for urging the needle 3 in the valve opening direction (upward in FIG. 2B) rises to the valve opening pressure of the needle 3, the needle 3 lifts the guide hole 4 and moves to FIG. ), The fuel path leading to the injection hole 6 is opened. As a result, the fuel flows into the sac chamber 8 through the space between the seating portion 7 and the contact portion 10, and the fuel is injected into the combustion chamber through the nozzle hole 6.

ところで、上記のようにニードル3がリフトした瞬間は、燃料が着座部7と当接部10との間を通ってサック室8の先端中央部8aに向けて流入する。そうすると、サック室8の先端中央部8aの燃料圧力が最大となり、サック室8の先端中央部8aから離れるに従って燃料圧力が低下するという状態が一時的に発生する。   By the way, at the moment when the needle 3 is lifted as described above, the fuel flows between the seating portion 7 and the abutting portion 10 toward the tip center portion 8a of the sack chamber 8. As a result, the fuel pressure at the front end center portion 8a of the sac chamber 8 becomes maximum, and a state in which the fuel pressure decreases as the distance from the front end center portion 8a of the sac chamber 8 decreases temporarily occurs.

そうすると、サック室8の中央寄りの第1列6aの噴孔6からの噴射燃料は遠くまで噴射されて粒径も細かく、第2列6b、第3列6cの噴孔6からの噴射燃料はあまり遠くまで噴射されずに粒径も大きいという事態が生じ易い。その結果、内燃機関の燃焼室に燃料を均等に噴霧することが困難になる場合があった。   Then, the fuel injected from the nozzle holes 6 in the first row 6a near the center of the sack chamber 8 is injected far and the particle size is fine, and the fuel injected from the nozzle holes 6 in the second row 6b and the third row 6c is There is a tendency that the particle size is large without being sprayed so far. As a result, it may be difficult to spray fuel evenly in the combustion chamber of the internal combustion engine.

そこで、本実施例においては、ニードル3をリフトすることによって高圧の燃料がサック室8の先端中央部8aに向けて流入した際に、サック室8内の燃料の一部をノズルボディ2の外部にリークするリーク通路を、噴孔6とは別に設けることとした。   Therefore, in the present embodiment, when high pressure fuel flows into the tip center portion 8 a of the sac chamber 8 by lifting the needle 3, a part of the fuel in the sac chamber 8 is transferred to the outside of the nozzle body 2. A leak passage that leaks into the nozzle hole 6 is provided separately from the nozzle hole 6.

図3には、本実施例におけるノズル先端部分の詳細図を示す。図3において、本実施例におけるリーク通路15は、サック室8の先端中央部8aとノズルボディ2の外部とをノズルボディ2の軸方向に連通するように設けられている。これにより、ニードル3をリフトすることによって高圧の燃料がサック室8の先端中央部8aに向けて流入した際にも、最も燃料圧力が高い先端中央部8aの燃料を、ノズルボディ2の外部に逃がすことができる。   FIG. 3 shows a detailed view of the nozzle tip portion in the present embodiment. In FIG. 3, the leak passage 15 in the present embodiment is provided so as to communicate the tip center portion 8 a of the sack chamber 8 and the outside of the nozzle body 2 in the axial direction of the nozzle body 2. As a result, even when high pressure fuel flows into the tip center portion 8 a of the sack chamber 8 by lifting the needle 3, the fuel at the tip center portion 8 a having the highest fuel pressure is transferred to the outside of the nozzle body 2. I can escape.

そうすれば、サック室8内の燃料圧力の分布をより均等にすることができ、各噴孔列6aから6cにおける噴孔6から噴射される燃料の到達距離や粒径をより均等にすることができる。その結果、燃焼室内により均等に燃料を噴霧することができる。   By doing so, the distribution of the fuel pressure in the sac chamber 8 can be made more uniform, and the reach distance and particle size of the fuel injected from the nozzle holes 6 in the nozzle hole arrays 6a to 6c can be made more uniform. Can do. As a result, fuel can be sprayed more evenly in the combustion chamber.

なお、リーク通路15は、サック室8の先端中央部8aの燃料圧力を降下させるために設けられているので、リーク通路11から外部への燃料のリーク量は噴孔6からの燃料噴射量と比較して少なくてもよい。従って、燃焼室における燃焼の状態への影響は殆どないと言える。   Since the leak passage 15 is provided to lower the fuel pressure at the front end center portion 8a of the sac chamber 8, the amount of fuel leaked from the leak passage 11 to the outside is equal to the fuel injection amount from the nozzle hole 6. There may be few compared. Therefore, it can be said that there is almost no influence on the state of combustion in the combustion chamber.

なお、サック室8の形状や容量によっては、リーク通路11の孔径をある程度大きくして、より多くの燃料をリークする必要が生じる場合がある。そのような場合は、リーク通路15からのリーク燃料量が増加し、ピストンの頂面と干渉してしまうおそれがある。そうすると、ピストンの頂面に付着した燃料が燃え残り、その後排出されることによってエミッションを悪化させてしまうおそれがある。そのような場合には、ピストンの頂面にリーク通路からリークされた燃料との干渉回避のための凹部を設けるようにしてもよい。   Depending on the shape and capacity of the sac chamber 8, it may be necessary to increase the hole diameter of the leak passage 11 to some extent to leak more fuel. In such a case, the amount of fuel leaked from the leak passage 15 increases, which may interfere with the top surface of the piston. If it does so, the fuel adhering to the top face of a piston may remain unburned, and there is a possibility of deteriorating emission by being discharged after that. In such a case, a recess for avoiding interference with the fuel leaked from the leak passage may be provided on the top surface of the piston.

図4には、リーク通路15からのリーク燃料量が多い場合の燃焼室30の概略図を示す。この場合には、ピストン31の頂面31aには、噴孔6から噴射された燃料を受けるキャビティ32が形成されている。そして、キャビティ32の中央部には、リーク通路11
から噴射された燃料が干渉することを回避するための凹部33が形成されている。
FIG. 4 shows a schematic view of the combustion chamber 30 when the amount of fuel leaked from the leak passage 15 is large. In this case, a cavity 32 for receiving fuel injected from the injection hole 6 is formed on the top surface 31 a of the piston 31. The leak passage 11 is formed at the center of the cavity 32.
A recess 33 is formed to avoid the fuel injected from the fuel from interfering.

このような凹部33を形成することにより、リーク通路11から噴射された燃料がピストン頂面31aのキャビティ32に直接付着することを抑制できる。そして、キャビティ32に付着した燃料が燃え残り、後から排出されてエミッションが悪化することを抑制できる。   By forming such a recess 33, it is possible to suppress the fuel injected from the leak passage 11 from directly adhering to the cavity 32 of the piston top surface 31a. And it can suppress that the fuel adhering to the cavity 32 remains unburned and is discharged | emitted later and an emission deteriorates.

なお、上記の説明では、リーク通路15は、サック室8の先端中央部8aから軸方向に形成された例について説明したが、リーク通路15の配置や数はこれに限られない。図5には、リーク通路のその他の形成例について示す。   In the above description, the example in which the leak passage 15 is formed in the axial direction from the front end central portion 8a of the sack chamber 8 has been described, but the arrangement and number of the leak passages 15 are not limited to this. FIG. 5 shows another example of forming the leak passage.

図5(a)に示すのは、サック室8の先端中央部8a近傍に複数のリーク通路16を設けた例である。また、図5(b)に示すのは、噴孔列6aのさらに先端側に噴孔6より径の小さいリーク通路17を複数個形成し、同心円状にリーク通路列17aを構成させた例である。   FIG. 5A shows an example in which a plurality of leak passages 16 are provided in the vicinity of the front end central portion 8 a of the sack chamber 8. FIG. 5B shows an example in which a plurality of leak passages 17 having a diameter smaller than that of the nozzle holes 6 are formed on the distal end side of the nozzle hole row 6a, and the leak passage rows 17a are configured concentrically. is there.

なお、本実施例において、リーク通路は燃圧均等化手段及びノズルボディ燃料通路に相当する。   In this embodiment, the leak passage corresponds to the fuel pressure equalizing means and the nozzle body fuel passage.

次に、本発明における実施例2について説明する。本実施例においては、ニードル3がリフトしてサック室8の先端中央部8aに燃料が流入した際に、燃料を、ノズルボディ2から外部にリークするのではなく、ニードル3側に逃がす例について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, when the needle 3 is lifted and the fuel flows into the front end central portion 8a of the sack chamber 8, the fuel is not leaked from the nozzle body 2 to the outside, but is released to the needle 3 side. explain.

図6には、本実施例における燃料噴射ノズル1の断面図を示す。図6(a)に示すように、本実施例においては、ニードル3の中心軸上に燃料回収通路18を形成している。この燃料回収通路18の先は、例えば燃料溜室9に開口されるようにしてもよいし、図示しない燃料タンクに接続されるようにしてもよい。   In FIG. 6, sectional drawing of the fuel-injection nozzle 1 in a present Example is shown. As shown in FIG. 6A, in this embodiment, a fuel recovery passage 18 is formed on the central axis of the needle 3. The tip of the fuel recovery passage 18 may be opened, for example, in the fuel reservoir 9 or may be connected to a fuel tank (not shown).

この構成によれば、ニードル3のリフト時に高圧の燃料がサック室8の先端中央部8aに向かって流入した場合にも、サック室8の先端中央部8aの燃料をニードル3内へ回収することができ、先端中央部8a付近の燃料圧力を低減できる。その結果、複数の噴孔6からの噴射をより均等に行わせることができる。   According to this configuration, even when high-pressure fuel flows toward the tip center portion 8a of the sac chamber 8 when the needle 3 is lifted, the fuel in the tip center portion 8a of the sack chamber 8 is recovered into the needle 3. Thus, the fuel pressure in the vicinity of the tip center portion 8a can be reduced. As a result, the injection from the plurality of nozzle holes 6 can be performed more evenly.

図6(b)には、同じくニードル3の中心線上に燃料待避通路19を形成した例を示す。この例では、ニードル3の内部に空気室19aが設けられており、燃料待避通路19は、ニードル3の先端部分と空気室19aとを連通することとした。   FIG. 6B shows an example in which the fuel withdrawal passage 19 is formed on the center line of the needle 3. In this example, an air chamber 19a is provided inside the needle 3, and the fuel withdrawal passage 19 communicates the tip portion of the needle 3 and the air chamber 19a.

そうすれば、ニードル3のリフト時にサック室8の先端中央部8a付近の燃料圧力が上昇した場合に、高圧の燃料を燃料待避通路19に待避させ、サック室8の先端中央部8aにおける燃料圧力を低減することが可能となる。ここで、燃料待避通路19に導入された燃料は燃料待避通路19に留まり、空気室19aの空気を圧縮させた状態で保持される。そして、サック室8の先端中央部8aにおける燃料圧力が定常状態となり低下した際には、サック室8側の開口部から戻ることとなる。   Then, when the fuel pressure in the vicinity of the front end center portion 8a of the sac chamber 8 rises when the needle 3 is lifted, the high pressure fuel is evacuated to the fuel retracting passage 19, and the fuel pressure in the front end center portion 8a of the sack chamber 8 Can be reduced. Here, the fuel introduced into the fuel withdrawal passage 19 remains in the fuel withdrawal passage 19 and is held in a compressed state of the air in the air chamber 19a. And when the fuel pressure in the front-end | tip center part 8a of the sac chamber 8 becomes a steady state and falls, it will return from the opening part by the side of the sac chamber 8. FIG.

以上、説明したとおり、本実施例においては、サック室8の先端中央部8aの燃料圧力が上昇した状態においては、燃料をニードル3の中心軸上に設けられた燃料回収通路18または燃料待避通路19に導入することにより、サック室8の先端中央部8aの燃料圧力を減少させる。これにより、サック室8における燃料圧力の分布を均等化することができ、複数の噴孔6からの燃料噴射をより均等に行わせることができる。   As described above, in the present embodiment, in the state where the fuel pressure at the front end center portion 8a of the sac chamber 8 is increased, the fuel is recovered from the fuel recovery passage 18 or the fuel withdrawal passage provided on the central axis of the needle 3. The fuel pressure at the tip center portion 8a of the sac chamber 8 is reduced by introducing the fuel into the sack chamber 8. Thereby, the distribution of the fuel pressure in the sac chamber 8 can be equalized, and the fuel injection from the plurality of nozzle holes 6 can be performed more evenly.

なお、本実施例において燃料回収通路及び燃料待避通路は、燃圧均等化手段及びニードル内燃料通路に相当する。   In this embodiment, the fuel recovery passage and the fuel withdrawal passage correspond to the fuel pressure equalization means and the fuel passage in the needle.

また、本実施例においては、燃料回収通路の先は燃料を再循環させることができる箇所に接続されていればよく、燃料溜室に限定されるものではない。例えば回収された燃料タンクを備えており、内燃機関の使用者が該燃料タンクに貯留された燃料を回収することとしてもよい。   In the present embodiment, the tip of the fuel recovery passage only needs to be connected to a location where the fuel can be recirculated, and is not limited to the fuel reservoir. For example, a recovered fuel tank may be provided, and a user of the internal combustion engine may recover the fuel stored in the fuel tank.

さらに、上記においてニードル内燃料通路を通過した燃料は、燃焼室内にリークされるようにしてもよい。   Furthermore, the fuel that has passed through the in-needle fuel passage in the above may be leaked into the combustion chamber.

本発明の実施例における内燃機関の燃料噴射ノズルの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the fuel-injection nozzle of the internal combustion engine in the Example of this invention. 従来の内燃機関の燃料噴射ノズル先端部分の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel injection nozzle front-end | tip part of the conventional internal combustion engine. 本発明の実施例1における燃料噴射ノズル先端部分の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel injection nozzle front-end | tip part in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における燃料噴射ノズル及び燃焼室付近の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel-injection nozzle and combustion chamber vicinity in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における燃料噴射ノズル先端部分の概略構成の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of schematic structure of the fuel injection nozzle front-end | tip part in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における燃料噴射ノズル先端部分の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the fuel injection nozzle front-end | tip part in Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・燃料噴射ノズル
2・・・ノズルボディ
3・・・ニードル
4・・・ガイド孔
5・・・燃料通路
6・・・噴孔
6a、6b、6c・・・噴孔列
7・・・着座部
8・・・サック室
8a・・・先端中央部
9・・・燃料溜室
10・・・当接部
15、16、17・・・リーク通路
18・・・燃料回収通路
19・・・燃料待避通路
30・・・燃焼室
31・・・ピストン
31a・・・ピストン頂面
32・・・キャビティ
33・・・凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection nozzle 2 ... Nozzle body 3 ... Needle 4 ... Guide hole 5 ... Fuel passage 6 ... Injection hole 6a, 6b, 6c ... Injection hole row 7 ... · Seating portion 8 · · · Sack chamber 8a · · · Center portion 9 · · · Fuel reservoir 10 · · · Contact portion 15, 16, 17 · · · Leak passage 18 · · · Fuel recovery passage 19 · · · Fuel saving passage 30 ... Combustion chamber 31 ... Piston 31a ... Piston top surface 32 ... Cavity 33 ... Recess

Claims (4)

軸方向に設けられたガイド孔の先端に、略円錐状に孔径が細くなる着座部を有し、該着座部の頂部付近に凹状のサック室が設けられるとともに該サック室と外部とを貫通して複数の噴孔が少なくとも前記ガイド孔の先端中央部から離れる方向に分布して開口するノズルボディと、
前記ガイド孔に往復動可能に挿入され、前記ガイド孔内を前進することによって略円錐状の先端部を前記着座部に当接させて前記噴孔に通じる燃料経路を遮断するとともに前記ガイド孔内を後退することによって前記先端部の前記着座部への当接を解除して前記噴孔に通じる燃料経路を開放するニードルと、を備え、前記ニードルを前進または後退させることによって開閉弁する燃料噴射ノズルであって、
前記ニードルを後退させて開弁した際に前記着座部の頂部付近に導入された燃料の一部を前記頂部付近から除去することで、前記複数の噴孔の開口部における燃料圧力を均等化する燃圧均等化手段をさらに備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射ノズル。
At the tip of the guide hole provided in the axial direction, there is a seating portion whose hole diameter is narrowed in a substantially conical shape. A concave sack chamber is provided near the top of the seating portion and penetrates the sack chamber and the outside. A plurality of nozzle holes that are distributed and opened in a direction away from at least the center of the tip of the guide hole ;
The guide hole is inserted into the guide hole so as to be reciprocally movable, and by moving forward in the guide hole, a substantially conical tip is brought into contact with the seating portion to block the fuel path leading to the injection hole and in the guide hole. A needle that releases the fuel path leading to the nozzle hole by releasing the contact of the tip with the seat by retreating the fuel, and opens and closes the fuel by moving the needle forward or backward A nozzle,
By removing a part of the fuel introduced in the vicinity of the top of the seating portion from the vicinity of the top when the needle is retracted and opened, the fuel pressure in the openings of the plurality of nozzle holes is equalized. A fuel injection nozzle for an internal combustion engine, further comprising fuel pressure equalizing means.
前記燃圧均等化手段は、前記ノズルボディにおける前記着座部の頂部の先端中央に開口し、燃料を前記頂部付近から前記ノズルボディの外部へ漏洩させるノズルボディ燃料通路であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射ノズル。   The fuel pressure equalizing means is a nozzle body fuel passage that opens at the center of the tip of the top of the seating portion in the nozzle body and leaks fuel from the vicinity of the top to the outside of the nozzle body. A fuel injection nozzle for an internal combustion engine according to claim 1. 前記燃圧均等化手段は、前記ニードルの前記先端部の略中心に開口し、燃料を前記頂部付近からニードル内を通過させて回収または待避させるニードル内燃料通路であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射ノズル。   2. The fuel pressure equalizing means is an in-needle fuel passage that opens to substantially the center of the tip end portion of the needle and allows fuel to pass through the needle from the vicinity of the top portion to be collected or evacuated. 2. A fuel injection nozzle for an internal combustion engine according to 1. 請求項2に記載の燃料噴射ノズルを燃焼室内に有する内燃機関であって、An internal combustion engine having the fuel injection nozzle according to claim 2 in a combustion chamber,
前記燃焼室を形成するピストンの頂面には、前記ノズルボディ燃料通路から漏洩した燃料の干渉を回避する凹部が設けられたことを特徴とする内燃機関。  An internal combustion engine characterized in that a recess for avoiding interference of fuel leaked from the nozzle body fuel passage is provided on a top surface of a piston forming the combustion chamber.
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