JP6116083B2

JP6116083B2 - Fuel injection nozzle

Info

Publication number: JP6116083B2
Application number: JP2013016381A
Authority: JP
Inventors: 悦弘舩山; 有吾工藤; 清広下川
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: JP2014148897A

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射供給する燃料噴射ノズルに関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle that injects fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.

内燃機関においては、例えば、その先端が燃焼室内に臨んで設けられ直接的に燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備えた燃料供給装置が採用されている。
この種の燃料噴射弁ノズル１０においては、以下に説明するようにして、開閉弁動作がなされる。 In an internal combustion engine, for example, a fuel supply device provided with a fuel injection valve that is provided with its tip facing a combustion chamber and that directly injects and supplies fuel is employed.
In this type of fuel injection nozzle 10, an on-off valve operation is performed as described below.

（Ａ）非噴射時（閉弁時：非通電時）（図７の（Ａ）を参照）
電磁弁（ソレノイドコイル）１１への通電が行なわれない状態では、アウタバルブ１２はバルブスプリング１３により流出オリフィス１４に押し付けられて閉弁されている。
一方、コマンド室１５には、流入オリフィス１６からコモンレール圧を有する燃料が供給され、コマンド室１５にはコモンレール圧が印加されているため、コマンドピストン１７を介してノズルニードル１８は、シート部１９に閉弁付勢され、噴孔２０からの燃料噴射は行なわれない状態となっている。 (A) Non-injection (valve closed: non-energized) (see (A) of FIG. 7)
In a state where the solenoid valve (solenoid coil) 11 is not energized, the outer valve 12 is pressed against the outflow orifice 14 by the valve spring 13 and is closed.
On the other hand, since the fuel having the common rail pressure is supplied from the inflow orifice 16 to the command chamber 15 and the common rail pressure is applied to the command chamber 15, the nozzle needle 18 is connected to the seat portion 19 via the command piston 17. The valve is energized and the fuel injection from the nozzle hole 20 is not performed.

（Ｂ）噴射時（開弁時：通電時）（図７の（Ｂ）を参照）
所定タイミングで制御装置より開弁指令が出力され、電磁弁（ソレノイドコイル）１１への通電が開始されると、アウタバルブ１２は、バルブスプリング１３の付勢力に抗して電磁力により電磁弁１１側へ吸引されて開弁され、流出オリフィス１４が開路される。
一方、コマンド室１５では、アウタバルブ１２の開弁によりコマンド室１５の室圧が下がり、コマンドピストン１７が上昇し、同時にノズルニードル１８も上昇して開弁され、図８に示すような噴孔２０からの燃料噴射が開始される。 (B) At the time of injection (when the valve is opened: When energized) (see (B) of FIG. 7)
When a valve opening command is output from the control device at a predetermined timing and energization of the solenoid valve (solenoid coil) 11 is started, the outer valve 12 counteracts the biasing force of the valve spring 13 by the electromagnetic force. And the outlet orifice 14 is opened.
On the other hand, in the command chamber 15, the chamber pressure in the command chamber 15 decreases due to the opening of the outer valve 12, the command piston 17 rises, and at the same time, the nozzle needle 18 also rises to open the nozzle 20 as shown in FIG. 8. Fuel injection from is started.

（Ｃ）噴射終了時（通電停止時）
所定タイミングで制御装置より閉弁指令が出力され、電磁弁（ソレノイドコイル）１１への通電が停止されると、アウタバルブ１２は、バルブスプリング１３の付勢力により押し下げられて閉弁され、流出オリフィス１４が閉路される。
一方、コマンド室１５では、アウタバルブ１２の閉弁に伴い、流入オリフィス１６から流入する高圧燃料の流入により、コマンド室１５の室圧が上昇し、コマンドピストン１７が押し下げられ、同時にノズルニードル１８も押し下げられて閉弁され、噴孔２０からの燃料噴射が終了される（図７の（Ａ）を参照）。
(C) At the end of injection (when energization is stopped)
When a valve closing command is output from the control device at a predetermined timing and the energization to the solenoid valve (solenoid coil) 11 is stopped, the outer valve 12 is pushed down by the urging force of the valve spring 13 to close, and the outlet orifice 14 Is closed.
On the other hand, in the command chamber 15, with the closing of the outer valve 12, the pressure of the command chamber 15 rises due to the inflow of high-pressure fuel flowing from the inflow orifice 16, the command piston 17 is pushed down, and the nozzle needle 18 is pushed down at the same time. is being closed valve, fuel injection from the injection hole 20 is terminated (see (a) in FIG. 7).

ここで、上述したような燃料噴射ノズル１０において、噴孔２０から噴射した燃料に関して所望のペネトレーション（噴霧貫徹力）を得るための技術として、例えば、図９に示すように、噴孔２０の燃料入口側に燃料流れ上流側に向かって拡径するテーパ部２１を設けることで、燃料の圧力損失を抑え、噴孔２０への燃料の流入速度を高めることで、燃料噴霧を遠くへ飛ばすことを可能にした技術がある。 Here, in the fuel injection nozzle 10 as described above, as a technique for obtaining a desired penetration (spray penetration force) with respect to the fuel injected from the nozzle hole 20, for example, as shown in FIG. By providing the tapered portion 21 that expands toward the upstream side of the fuel flow at the inlet side, the pressure loss of the fuel is suppressed, and the inflow speed of the fuel into the nozzle hole 20 is increased, thereby allowing the fuel spray to fly far. There is a technology that made it possible.

特表平７−５０５４６０号公報JP 7-505460 A

図９に示したように、噴孔２０の入口部にテーパ部２１を形成することにより、燃料をスムースに噴孔２０に導くことができる一方で、噴孔２０内の燃料が整流化され、燃料の撹乱が抑えられる傾向となり、噴孔から燃焼室へ噴出した直後の燃料噴霧が周囲気体と混合され難くなってしまうといった背反があった。 As shown in FIG. 9, by forming the tapered portion 21 at the inlet portion of the injection hole 20, the fuel can be smoothly guided to the injection hole 20, while the fuel in the injection hole 20 is rectified, There is a tendency that fuel disturbance tends to be suppressed, and the fuel spray immediately after jetting from the nozzle hole to the combustion chamber becomes difficult to be mixed with the surrounding gas.

また、例えば、特許文献１などには、噴孔付近のオリフィスの形状に関する提案がなされてはいるが、直接燃料噴射式のディーゼル燃焼機関のように比較的高圧な燃料供給を行うコモンレール式の燃料供給装置に利用される燃料噴射弁としては改良の余地が残されているのが実情である。 Further, for example, Patent Document 1 and the like have proposed a shape of an orifice near an injection hole, but a common rail type fuel that supplies a relatively high pressure fuel like a direct fuel injection type diesel combustion engine. As a matter of fact, there is still room for improvement as a fuel injection valve used in the supply device.

本発明は、かかる実情に鑑みなされたものであり、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、燃焼室に臨んで設けられる燃料噴射ノズルから燃焼室内に直接燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高めながら、同時に燃料噴霧の周囲気体との運動量交換（混合）を促進することができ、以って黒煙の排出濃度を低減することができる燃料噴射ノズルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has a relatively simple and low-cost configuration, and is a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber from a fuel injection nozzle provided facing the combustion chamber. Fuel that can increase the penetration (penetration) of fuel spray in the engine, and at the same time promote the momentum exchange (mixing) with the surrounding gas of the fuel spray, thereby reducing the emission concentration of black smoke An object is to provide an injection nozzle.

このため、本発明に係る燃料噴射ノズルは、
その先端が内燃機関の燃焼室に臨んで設けられる燃料噴射ノズルであって、
ノズルニードルの先端燃焼室側に設けられノズルニードルがリフトしたときに燃料を噴孔へ導く容積であるノズルサック部に、該ノズルサック部のノズルニードル半径方向における最大内径より、該ノズルサック部の燃料流入部の燃料入口径を小さく絞るエッジ部が設けられると共に、該エッジ部の内側先端から前記ノズルサック部のノズルニードル半径方向内周壁に向かって拡径するエグリ部を形成し、
前記エッジ部のノズルニードル周方向に、該エッジ部の最小内径を部分的に拡径する複数の切欠部が形成されると共に、
前記噴孔が、ノズルニードルの長手方向中心軸に沿った方向から見たときに、前記エッジ部の最小内径より外側に開口されていることを特徴とする。
Therefore, the fuel injection nozzle according to the present invention is
A fuel injection nozzle whose tip is provided facing the combustion chamber of the internal combustion engine,
The nozzle sack portion, which is provided on the tip combustion chamber side of the nozzle needle and guides fuel to the nozzle hole when the nozzle needle is lifted, has a maximum inner diameter in the nozzle needle radial direction of the nozzle sack portion. An edge portion for reducing the fuel inlet diameter of the fuel inflow portion is provided, and an edge portion that expands from the inner tip of the edge portion toward the inner peripheral wall of the nozzle needle in the radial direction of the nozzle needle portion is formed .
In the nozzle needle circumferential direction of the edge portion, a plurality of cutout portions that partially expand the minimum inner diameter of the edge portion are formed,
The nozzle hole is opened outside a minimum inner diameter of the edge portion when viewed from a direction along a central axis in the longitudinal direction of the nozzle needle .

本発明において、前記噴孔が、前記切欠部以外のエッジ部とノズルニードル周方向位置が一致するように配置されることを特徴とすることができる。
In the present invention, the nozzle hole may be arranged so that an edge part other than the notch part coincides with a nozzle needle circumferential position .

本発明によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、燃焼室に臨んで設けられる燃料噴射ノズルから燃焼室内に直接燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高めながら、同時に燃料噴霧の周囲気体との運動量交換（混合）を促進することができ、以って黒煙の排出濃度を低減することができる燃料噴射ノズルを提供することができる。
According to the present invention, in a direct injection internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber from a fuel injection nozzle provided facing the combustion chamber with a relatively simple and low-cost configuration, fuel spray penetration ( while increasing the penetration force), Ki out to promote simultaneous momentum exchange with the surrounding gas of the fuel spray (mixed), to provide a fuel injection nozzle capable of reducing the emission density of the black smoke I than it can.

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の燃焼室のピストン上死点付近における断面図（クランク軸に略直交する平面で切断した断面図）である。1 is a cross-sectional view in the vicinity of a top dead center of a piston of a combustion chamber of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention (a cross-sectional view cut along a plane substantially orthogonal to a crankshaft). （Ａ）は同上実施の形態に係る燃料噴射ノズルの先端部分（ノズルニードル、ノズルサック部、噴孔）を拡大して示す断面図（ノズルニードルリフト時：開弁時）であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。(A) is a sectional view (nozzle needle lift time: valve opening time) showing an enlarged tip portion (nozzle needle, nozzle sack portion, nozzle hole) of the fuel injection nozzle according to the same embodiment, (B) These are AA arrow directional views of (A). 図２の燃料噴射ノズルの先端部分（ノズルニードル、ノズルサック部、噴孔）における燃料の流れる様子（矢印）を示す図である。It is a figure which shows a mode (arrow) in which the fuel flows in the front-end | tip part (a nozzle needle, a nozzle sack part, a nozzle hole) of the fuel injection nozzle of FIG. （Ａ）は同上実施の形態に係る燃料噴射ノズルの先端部分（ノズルニードル、ノズルサック部、切欠部、噴孔）の他の一例（浅い切欠部）を拡大して示す断面図（ノズルニードルリフト時：開弁時）であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。(A) is sectional drawing (nozzle needle lift) which expands and shows another example (shallow notch part) of the front-end | tip part (a nozzle needle, a nozzle sack part, a notch part, a nozzle hole) of the fuel injection nozzle which concerns on embodiment same as the above. (B :) is a view taken along the line BB in (A). （Ａ）は同上実施の形態に係る燃料噴射ノズルの先端部分（ノズルニードル、ノズルサック部、切欠部、噴孔）の他の一例（深い切欠部）を拡大して示す断面図（ノズルニードルリフト時：開弁時）であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。(A) is sectional drawing (nozzle needle lift) which expands and shows another example (deep notch part) of the front-end | tip part (nozzle needle, nozzle sack part, notch part, nozzle hole) of the fuel injection nozzle which concerns on embodiment same as the above. (B :) is a view taken along the line CC of (A). 同上実施の形態に係る燃料噴射ノズルの噴孔の周方向位置の配置例を示す図である（図５（Ａ）のＣ−Ｃ矢視相当）。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the circumferential direction position of the nozzle hole of the fuel injection nozzle which concerns on embodiment same as the above (corresponding to CC arrow of Drawing 5 (A)). （Ａ）は燃料噴射ノズルの開閉弁動作（閉弁時：非噴射時）を説明する図であり、（Ｂ）は燃料噴射ノズルの開閉弁動作（開弁時：噴射時）を説明する図である。(A) is a diagram for explaining the on-off valve operation (when the valve is closed: non-injection) of the fuel injection nozzle. It is. 従来の燃料噴射ノズルの先端部分（ノズルニードル、ノズルサック部、噴孔）の一例を拡大して示す断面図（ノズルニードルリフト時：開弁時）である。It is sectional drawing (at the time of nozzle needle lift: at the time of valve opening) which expands and shows an example of the front-end | tip part (a nozzle needle, a nozzle sack part, a nozzle hole) of the conventional fuel injection nozzle. 従来の燃料噴射ノズルの先端部分（ノズルニードル、ノズルサック部、テーパー付き噴孔）の他の一例を拡大して示す断面図（ノズルニードルリフト時：開弁時）である。It is sectional drawing (at the time of nozzle needle lift: at the time of valve opening) which expands and shows another example of the front-end | tip part (a nozzle needle, a nozzle sack part, a tapered nozzle hole) of the conventional fuel injection nozzle.

以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

本発明の一実施の形態に係る直接噴射式ディーゼル機関である内燃機関１００は、図１に示すように、シリンダヘッド１１０の下面１１１と、ピストン１２０の頂面（上面）及びピストン燃焼室１２１と、シリンダブロック（図示せず）に嵌挿されるシリンダライナ内周壁面（図示せず）と、により画成される燃焼室１５０に、燃料噴射ノズル２００の先端が臨むように、シリンダヘッド１１０に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 100 that is a direct injection diesel engine according to an embodiment of the present invention includes a lower surface 111 of a cylinder head 110, a top surface (upper surface) of a piston 120, a piston combustion chamber 121, The cylinder head 110 is attached to the cylinder head 110 such that the tip of the fuel injection nozzle 200 faces a combustion chamber 150 defined by an inner peripheral wall surface (not shown) of a cylinder liner that is inserted into a cylinder block (not shown). It has been.

この燃料噴射ノズル２００は、所謂コモンレール式（蓄圧式）燃料噴射装置（燃料供給装置）に接続されて燃料噴射量、燃料噴射開始時期、燃料噴射期間、燃料噴射率などを任意に制御可能に構成されている。 The fuel injection nozzle 200 is connected to a so-called common rail type (accumulation type) fuel injection device (fuel supply device) so that the fuel injection amount, fuel injection start timing, fuel injection period, fuel injection rate, and the like can be arbitrarily controlled. Has been.

また、当該燃料噴射ノズル２００は、気筒（シリンダ、燃焼室）毎にシリンダヘッド１１０に設けられ、その先端が、ピストン１２０の往復運動方向から見たときに燃焼室１５０の略中心となるように配設される。 Further, the fuel injection nozzle 200 is provided in the cylinder head 110 for each cylinder (cylinder, combustion chamber), and the tip thereof is substantially the center of the combustion chamber 150 when viewed from the reciprocating direction of the piston 120. Arranged.

燃焼室１５０に臨む燃料噴射ノズル２００の先端には、本実施の形態においては図示が省略されているが、例えば５〜１０個程度の複数の噴孔が周方向に所定間隔で設けられていて、該複数の噴孔からやや下向きに（円錐角（コーン角）として例えば１４０〜１６０度程度）ピストン１２０の頂面に凹状に設けられたピストン燃焼室（キャビティ）１２１へ向けて、内燃機関１００の運転状態（回転速度や負荷等）に応じて設定された燃料噴射量にて、所定タイミングで燃料が噴射供給されるようになっている。 Although not shown in the present embodiment at the tip of the fuel injection nozzle 200 facing the combustion chamber 150, for example, about 5 to 10 plural injection holes are provided at predetermined intervals in the circumferential direction. The internal combustion engine 100 is directed downwardly from the plurality of nozzle holes (for example, about 140 to 160 degrees as a cone angle (cone angle)) toward a piston combustion chamber (cavity) 121 provided in a concave shape on the top surface of the piston 120. The fuel is injected and supplied at a predetermined timing with a fuel injection amount set according to the operating state (rotational speed, load, etc.).

ここにおいて、本実施の形態に係る燃料噴射ノズル２００の先端部は、図２に示すように構成されている。 Here, the tip of the fuel injection nozzle 200 according to the present embodiment is configured as shown in FIG.

すなわち、図２に示したように、本実施の形態では、図７で示したような従来同様のコマンドピストン（図７の符号１７参照）に連接される従来同様のノズルニードル２１０の先端に存在するノズルサック部２２０（燃料を収容して噴孔２６０へ分配するための容積部分）の燃料流入部２３０にエッジ部２４０が形成され、エッジ部２４０から下側に向かって外側にノズルサック部２２０を抉るエグリ部２５０が形成されている。
That is, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the tip of a conventional similar nozzle needle 210 is connected to a conventional similar command piston as shown in FIG. 7 (reference numeral 1 7 in FIG. 7) An edge portion 240 is formed in the fuel inflow portion 230 of the existing nozzle sac portion 220 (volume portion for containing fuel and distributing it to the nozzle holes 260), and the nozzle sac portion is outwardly outward from the edge portion 240. An edge portion 250 is formed around 220.

つまり、ノズルサック部２２０のノズルニードル半径方向における最大内径より、燃料流入部２３０の入口径（内径）を、エッジ部２４０により小さく絞ると共に、燃料流入部２３０の最小内径部（エッジ部２４０の内側先端）からノズルサック部２２０のノズルニードル半径方向内周壁に向かって拡径するエグリ部２５０を形成する。 That is, the inlet diameter (inner diameter) of the fuel inflow portion 230 is narrowed by the edge portion 240 to be smaller than the maximum inner diameter in the nozzle needle radial direction of the nozzle sack portion 220, and the minimum inner diameter portion (inside the edge portion 240) of the fuel inflow portion 230. An edge portion 250 is formed which expands from the tip) toward the inner peripheral wall of the nozzle sack portion 220 in the radial direction of the nozzle needle.

このように、ノズルサック部２２０の燃料流入部２３０にエッジ部２４０を形成しその下に徐々に拡径していくエグリ部２５０を形成すると、図３に示すように、燃料流入部２３０からノズルサック部２２０への燃料流入時に剥離が生じて、キャビテーションが発生し、ノズルサック部２２０内において圧力変動が生じ、以って噴孔２６０への燃料流入速度が大きく変動することになる。 In this way, when the edge portion 240 is formed in the fuel inflow portion 230 of the nozzle sack portion 220 and the edge portion 250 that gradually increases in diameter is formed below the edge portion 240, as shown in FIG. Separation occurs when the fuel flows into the sac portion 220, cavitation occurs, and a pressure fluctuation occurs in the nozzle sac portion 220, so that the fuel inflow speed into the nozzle hole 260 greatly fluctuates.

従って、噴孔２６０から噴射される燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高いレベルとしながら、噴孔２６０から燃焼室１５０へ噴出された燃料噴霧と、その周囲の空気と、の混合が促進され、黒煙（スモーク）の排出（濃度）を低減することができる。 Therefore, while the penetration (penetration force) of the fuel spray injected from the nozzle hole 260 is set to a high level, the mixing of the fuel spray injected from the nozzle hole 260 into the combustion chamber 150 and the surrounding air is promoted. The emission (concentration) of black smoke (smoke) can be reduced.

なお、図２、図３では、噴孔２６０を１つのみ表示しているが、これに限定されるものではなく周方向に複数配設できるものである。 2 and 3, only one nozzle hole 260 is shown, but the present invention is not limited to this, and a plurality of nozzle holes 260 can be arranged in the circumferential direction.

また、図４に示すように、ノズルサック部２２０の燃料流入部２３０に設けたエッジ部２４０に周方向に複数の切欠部２７０を形成した構成とすることもできる。 Moreover, as shown in FIG. 4, it can also be set as the structure which formed the several notch part 270 in the circumferential direction in the edge part 240 provided in the fuel inflow part 230 of the nozzle sack part 220. FIG.

このように、切欠部２７０を設けることで、エッジ部２４０によるノズルサック部２２０への燃料流入時における剥離延いてはキャビテーションを発生させることができることに加え、より細かな乱れを発生させることができ、以って噴孔２６０への燃料流入速度をより大きく変動させることができ、延いては噴孔２６０から噴射される燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高いレベルとしながら、噴孔２６０から燃焼室１５０へ噴出された燃料噴霧と、その周囲の空気と、の混合が促進され、黒煙（スモーク）の排出（濃度）を低減することができる。 As described above, by providing the notch portion 270, it is possible to generate peeling and cavitation when the fuel flows into the nozzle sack portion 220 by the edge portion 240, and to generate more turbulence. Thus, the fuel inflow speed into the nozzle hole 260 can be changed more greatly, and as a result, the fuel spray injected from the nozzle hole 260 is burned from the nozzle hole 260 while maintaining a high level of penetration (penetration force). Mixing of the fuel spray injected into the chamber 150 and the surrounding air is promoted, and the discharge (concentration) of black smoke (smoke) can be reduced.

なお、図４においても、噴孔２６０を１つのみ表示しているが、これに限定されるものではなく周方向に複数配設できるものである。 In FIG. 4, only one nozzle hole 260 is shown, but the present invention is not limited to this, and a plurality of nozzle holes 260 can be arranged in the circumferential direction.

また、図５に示すように、複数の切欠部２７０の底部が、ノズルサック部２２０の最大内径と略一致する程度まで深く切り欠くように構成することができる。 Further, as shown in FIG. 5, the bottoms of the plurality of notches 270 can be configured to be deeply cut out to the extent that they substantially coincide with the maximum inner diameter of the nozzle sack portion 220.

図５に示すような深い切欠部２７０を設けることによっても、エッジ部２４０によるノズルサック部２２０への燃料流入時における剥離延いてはキャビテーションを発生させることができることに加え、より細かな乱れを発生させることができ、以って噴孔２６０への燃料流入速度をより大きく変動させることができ、延いては噴孔２６０から噴射される燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高いレベルとしながら、噴孔２６０から燃焼室１５０へ噴出された燃料噴霧と、その周囲の空気と、の混合が促進され、黒煙（スモーク）の排出（濃度）を低減することができる。 By providing a deep notch 270 as shown in FIG. 5, in addition to being able to generate cavitation as a result of separation and cavitation when the fuel flows into the nozzle sack portion 220 by the edge portion 240, finer turbulence is generated. As a result, the fuel inflow speed into the nozzle hole 260 can be changed more greatly, and the injection of the fuel spray injected from the nozzle hole 260 is kept at a high level. Mixing of the fuel spray ejected from the hole 260 into the combustion chamber 150 and the surrounding air is promoted, and emission (concentration) of black smoke (smoke) can be reduced.

なお、図５においても、噴孔２６０を１つのみ表示しているが、これに限定されるものではなく周方向に複数配設できるものである。 In FIG. 5, only one nozzle hole 260 is shown, but the present invention is not limited to this, and a plurality of nozzle holes 260 can be arranged in the circumferential direction.

また、図６に示すように、噴孔２６０の周方向位置は適宜に変更可能であり、図６（Ａ）のようにエッジ部２４０と周方向位置を略一致させるように噴孔２６０を配置したり、図６（Ｂ）のように切欠部２７０と周方向位置を略一致させるように噴孔２６０を配置することができる。 Also, as shown in FIG. 6, the circumferential position of the nozzle hole 260 can be changed as appropriate, and the nozzle hole 260 is arranged so that the edge part 240 and the circumferential position substantially coincide as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 6B, the nozzle hole 260 can be arranged so that the notch 270 and the circumferential position substantially coincide with each other.

更に、これらの異なる噴孔２６０の配置を、１つのノズルサック部２２０延いては燃料噴射ノズル２００において混在させることも可能である。 Furthermore, the arrangement of these different injection holes 260 can be mixed in one nozzle sack portion 220 and in the fuel injection nozzle 200.

以上で説明したように、本実施の形態に係る燃料噴射ノズルによれば、エッジ部２４０及びエグリ部２５０を形成したので、燃料流入部２３０からノズルサック部２２０への燃料流入時に剥離が生じてキャビテーションが発生し、以ってノズルサック部２２０内において圧力変動が生じ、噴孔２６０への燃料流入速度が大きく変動させることができるので、噴孔２６０から噴射される燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高いレベルとしながら、噴孔２６０から燃焼室１５０へ噴出された燃料噴霧と、その周囲の空気と、の混合が促進され、黒煙（スモーク）の排出（濃度）を低減することができる。 As described above, according to the fuel injection nozzle according to the present embodiment, since the edge portion 240 and the edge portion 250 are formed, separation occurs when fuel flows from the fuel inflow portion 230 to the nozzle sack portion 220. Since cavitation occurs, pressure fluctuations occur in the nozzle sac portion 220, and the fuel inflow speed to the nozzle hole 260 can be greatly changed. Therefore, penetration of fuel spray injected from the nozzle hole 260 (penetration force) ) At a high level, the mixing of the fuel spray ejected from the nozzle hole 260 into the combustion chamber 150 and the surrounding air is promoted, and the emission (concentration) of black smoke (smoke) can be reduced. .

また、本実施の形態においては、更に、切欠部２７０を設けることで、エッジ部２４０によるノズルサック部２２０への燃料流入時における剥離延いてはキャビテーションを発生させることができることに加え、より細かな乱れを発生させることができ、以って噴孔２６０への燃料流入速度をより大きく変動させることができ、延いては噴孔２６０から噴射される燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高いレベルとしながら、噴孔２６０から燃焼室１５０へ噴出された燃料噴霧と、その周囲の空気と、の混合が促進され、黒煙（スモーク）の排出（濃度）を低減することができる。 Further, in the present embodiment, by further providing the notch portion 270, it is possible to generate cavitation due to separation and extension when the fuel flows into the nozzle sac portion 220 by the edge portion 240. Turbulence can be generated, so that the fuel inflow speed into the nozzle hole 260 can be changed more greatly, and the penetration (penetration force) of the fuel spray injected from the nozzle hole 260 is increased to a high level. However, mixing of the fuel spray sprayed from the nozzle hole 260 into the combustion chamber 150 and the surrounding air is promoted, and the discharge (concentration) of black smoke (smoke) can be reduced.

すなわち、本実施の形態によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、燃焼室に臨んで設けられる燃料噴射ノズルから燃焼室内に直接燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、燃料噴霧のペネトレーション（貫徹力）を高めながら、同時に燃料噴霧の周囲気体との運動量交換（混合）を促進することができ、以って黒煙の排出濃度を低減することができる燃料噴射ノズルを提供することができる。 That is, according to the present embodiment, in a direct injection type internal combustion engine that supplies fuel directly into a combustion chamber from a fuel injection nozzle provided facing the combustion chamber with a relatively simple and low-cost configuration, while increasing the spray penetration (penetration force), Ki out to promote simultaneous momentum exchange with the surrounding gas of the fuel spray (mixed), a fuel injection nozzle capable of reducing the emission density of the black smoke I than Can be provided.

本実施の形態では、ディーゼルエンジンを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガソリン、アルコール、バイオ燃料など軽油以外の燃料であっても、直接的に燃焼室に燃料を噴射供給する内燃機関であれば、本発明は適用可能であり、本発明の技術的範囲に含まれるものである。 In the present embodiment, the diesel engine has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and fuel other than light oil such as gasoline, alcohol, biofuel, etc. can be directly fueled in the combustion chamber. The present invention is applicable to any internal combustion engine that injects fuel and is included in the technical scope of the present invention.

本発明は、上述した発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。 The present invention is not limited to the embodiments of the invention described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

１００内燃機関（エンジン）
１１０シリンダヘッド
１２０ピストン
１２１ピストン燃焼室（キャビティ）
１５０燃焼室
２００燃料噴射ノズル
２１０ノズルニードル
２２０ノズルサック部
２３０燃料流入部
２４０エッジ部
２５０エグリ部
２６０噴孔
２７０切欠部 100 Internal combustion engine
110 Cylinder head 120 Piston 121 Piston combustion chamber (cavity)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 150 Combustion chamber 200 Fuel injection nozzle 210 Nozzle needle 220 Nozzle sack part 230 Fuel inflow part 240 Edge part 250 Edge part 260 Injection hole 270 Notch part

Claims

A fuel injection nozzle whose tip is provided facing the combustion chamber of the internal combustion engine,
The nozzle sack portion, which is provided on the tip combustion chamber side of the nozzle needle and guides fuel to the nozzle hole when the nozzle needle is lifted, has a maximum inner diameter in the nozzle needle radial direction of the nozzle sack portion. An edge portion for reducing the fuel inlet diameter of the fuel inflow portion is provided, and an edge portion that expands from the inner tip of the edge portion toward the inner peripheral wall of the nozzle needle in the radial direction of the nozzle needle portion is formed .
In the nozzle needle circumferential direction of the edge portion, a plurality of cutout portions that partially expand the minimum inner diameter of the edge portion are formed,
The fuel injection nozzle , wherein the nozzle hole is opened outside a minimum inner diameter of the edge portion when viewed from a direction along a longitudinal central axis of the nozzle needle .

2. The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein the nozzle hole is arranged so that an edge portion other than the notch portion and a nozzle needle circumferential position coincide with each other .