JPH03117674A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に産業上の利用分野】 本発明は燃料噴射装置に係り、とくに燃料噴射ポンプに
よって燃料を加圧するとともに、加圧された燃料を燃料
噴射ノズルに供給し、この燃料噴射ノズルの噴口から霧
状にして燃料を噴射するようにした装置であって、とく
に燃料噴射ノズルの先端部のサックボリュームの減少の
ための改善に関する。

Ｋ発明の概要】 円周方向に沿って複数の噴口が形成されているノズル本
体の先端部のノズルチップ部の内部の凹部とほぼ整合す
る形状のピン状突部をノズル二ドルの先端部に設けるよ
うにしたものであって、上記ピン状突部の先端部の形状
をノズルチップ部の内側とほぼ整合するように半球状と
し、あるいはまた円錐台状としたものであって、これに
よってサックボリュームを小さくして噴射の終了後にお
ける燃料の後だれを防止して燃焼を安定化させ、排ガス
の改善を図るようにしたものである。

Ｋ従来の技術】 般に直噴型ディーゼルエンジンはそのシリンダヘッドに
ホールノズルが取付けられている。燃料噴射ポンプによ
って加圧された燃料は噴射管を通して上記ホールノズル
に供給され、その燃料溜めの部分に加えられる燃料圧に
よってノズル二ドルを上昇させ、このノズルニードルの
先端側の円錐状部をノズル本体のシート面から離間させ
、先端側の噴口を通して燃料をピストンの頂面に形成さ
れている燃焼室に向けて噴射するようにしている。

このようなホールノズルの先端部は第７図のように構成
されており、ノズル本体１の先端側にはチップ部２が形
成されており、しかもこのチップ部２に噴口３が形成さ
れている。ノズルニードル４の先端側の部分はシート面
５に圧＠するようになっている。そしてこのシート面５
よりも先端側においてノズルチップ部２の内側の空間が
サックボリューム６を形成している。

Ｋ発明が解決しようとする問題点】 ディーゼルエンジンの排気ガスの改善の一手段として、
燃料の高圧噴射が進められている。一方で燃料噴射ノズ
ルの先端部の形状は燃焼に直接関係する燃料噴霧に影響
を与える重要な因子を構成している。そしてとくにノズ
ルチップ部の内側の空間、すなわちサックボリューム６
の古註が大きいと、燃料が後だれを生ずることになって
いた。

従って燃料噴射ノズルの先端部のノズルチップ部２のサ
ックボリューム６の低減を図るために、先端部、とくに
ノズルチップ部２の寸法を小さくするようにしていた。

ところが単にサックボリューム６を少なくするためにノ
ズルチップ部２の寸法を小さくするようにすると、ノズ
ルチップ部２の強度が低下する欠点があった。またサッ
クボリューム６の減少に伴って燃料圧が少なくなって毎
回の噴射が不安定になる欠点がある。さらには噴口３の
直径に対する長さの比が同じであっても、サックボリュ
ーム６を小さくすると噴霧の長さが短くなって燃焼が悪
化するという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、ノズルチップ部の寸法を小さくすることなくその内
部のサックボリュームを少なくするようにした燃料噴射
装置を提供することを目的とするものである。

Ｋ問題点を解決するための手段】 本発明は、燃料噴射ポンプによって燃料を加圧するとと
もに、加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給し、該燃
料噴射ノズルの噴口がら霧状にして燃料を噴射するよう
にした装置において、前記燃料噴射ノズルのノズル本体
の先端部に連設されているノズルチップ部に円周方向に
沿って複数の噴口を形成するとともに、前記ノズルチッ
プ部の内側の凹部とほぼ整合する形状のピン状突部をノ
ズルニードルの先端部に設けるようにするが、燃料噴射
ノズルのノズル本体の先端部に内部が円錐台状凹部にな
っているノズルチップ部を連設するとともに、該ノズル
チップ部に円周方向に沿って複数の噴口を形成し、しか
も前記ノズルチップ部の内側の凹部とほぼ整合する円錐
台状突部を前記ノズルニードルの先端部に設け、該円錐
台状突部の根元側に前記噴口に臨んで周溝を形成するよ
うにしたものである。

１作用】 従ってノズルニードルの先端部に形成されかつノズルチ
ップ部の内部の凹部とほぼ整合するピン状突部あるいは
円錐台状突部によってサックボリュームを大巾に低減す
ることが可能になり、ノズルチップ部の寸法を小さくす
ることなくしかもサックボリュームを少なくすることが
可能になる。

Ｋ実施例】 第６図は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置を備える
ディーゼルエンジン１０を示すものであって、このエン
ジン１０のシリンダブロックの側面側には燃料噴射ポン
プ１１が取付けられている。

燃料噴射ポンプ１１はカムシャフト１２を備えるととも
に、このカムシャフト１２にタイマ１３が取付けられて
おり、燃料の噴射のタイミングを調整するようにしてい
る。さらに燃料噴射ポンプ１１にはメカニカルガバナ１
４が取付けられておりこのガバナ１４によって１回に噴
射される燃料の量を調整するようにしている。また燃料
噴射ポンプ１１の各ポンプユニットは噴射管１５を介し
て燃料噴射ノズル１６に接続されている。

エンジン１０の各シリンダと対応するようにシリンダヘ
ッドに取付けられている燃料噴射ノズル１６は第４図お
よび第５図に示すように、先端側のノズル本体１９をリ
テーナ２０によってノズルボディ２１に取付けるように
した構造を有している。ノズルボディ２１内にはプレッ
シャピン２２が摺動可能に保持されており、しかもプレ
ッシャピン２２はプレッシャスプリング２３によって下
方に押圧されている。プレッシャスプリング２３の上端
部はアジヤスティングスクリュ２４によって受けられて
いる。そしてアジヤスティングスクリュ２４の上端部で
あってノズルボディ２１の上端から突出された部分には
キャップナツト２５が螺着されている。またキャップナ
ツト２５の先端側のねじ孔にはリークオフホロースクリ
ュ２６がねじ込まれるようになっている。

またノズルボディ２１の側面側には斜めに接続部２つが
設けられており、この接続部２９にジヨイント３０がね
じ込まれている。そしてジヨイント３０の中心部を異通
ずる貫通孔がノズルボディ２１の燃料通路３１およびノ
ズル本体１９の燃料通路３２（第４図参照）と連通され
ている。ノズル本体１９の燃料通路３２は燃料溜め３３
と連通されている。そしてノズル本体１９にはノズル二
〜ドル３４が摺動可能に保持されており、その先端側の
円錐状部がシー１〜面３５に圧着されるようになってい
る。

以上のような構成において、第６図に示すエンジン１０
の出力の一部によってカムシャフト１２が回転駆動され
ると、ポンプ１１の各プランジャが順次突上げられるこ
とになる。なお燃料噴射ポンプ１１の噴射のタイミング
がタイマ１３によって、また噴射量がメカニカルガバナ
１４によってそれぞれ調整されるようになっている。

燃料噴射ポンプ１１の各プランジャで加圧された燃料は
第５図に示すジヨイント３０および接続部２９を通して
ノズルボディ２１の燃料通路３１からノズル本体１９の
燃料通路３２に導かれる。

そして燃料溜め３３に加わる燃料圧によってノズル二〜
ドル３４が上方へ押されることになる。するとこのノズ
ルニードル３４がプレッシャピン２２を介してノズルボ
ディ２１内のプレッシャスプリング２３を圧縮しながら
上昇することになる。

これによってノズルニードル３４の先端側の円錐状部が
シート而３５から離間し、噴口３７が開かれるようにな
る。すると噴口３７を通してシリンダ内に燃料が霧状に
して噴射されることになる。

この燃料の噴霧は、ピストンによって加圧された空気の
圧縮熱によって自然着火され、燃焼されることになる。

しかも本実施例に係る燃料噴射装置においては、その燃
料噴射ノズル１６のノズル本体１９の先端側のノズルチ
ップ部３６の内部に侵入するように、ノズルニードル３
４の先端部に第１図に示すようにピン状突部３８を形成
するようにしている。すなわちノズルチップ部３６の形
状を変更することなく、しかも内部のサックボリューム
を減少させるために、ピン状突部３８をノズルニードル
３４の先端に形成するようにしている。ピン状突部３８
はノズルチップ部３６の内側の凹部の形状とほぼ整合す
るように先端側が半球状に構成されておリ、これによっ
てノズルニードル３４の上昇中は従来と同様の燃料の噴
射を行なうことができるとともに、ノズルニードル３４
の着座時はサックボリューム３９を大巾に少なくするよ
うにしている。

このようにサックボリューム３９を少なくするためのピ
ン状突部３８を設けるようにしているために、噴口３７
の直径に対する長さの比を従来通りに維持することが可
能になり、噴口３７の直径に対する長さの比によって決
まる燃料噴霧の長さ、粒径、空気導入率を同一の燃焼室
に対して保持できるようにしている。またノズルチップ
部３６の先端部の強度は高圧噴射に対して十分に耐え得
る値をもつようにしている。従って燃料噴射ノズル１６
のノズル本体１９の先端部のサックボリュームを減少さ
せ、噴射を安定させるとともに燃料の後だれをなくすこ
とによって、排ガスと燃焼の改善を図ることが可能にな
っている。

つぎに上記実施例の変形例を第２図によって説明する。

この変形例においてはノズル本体１９の先端側のノズル
チップ部３６の内部に円錐台状凹部３９を形成するよう
にするとともに、ノズルニードル３４の先端部には円錐
台状突部４１を形成するようにしている。この円錐台状
突部４１はノズルニードル３４がシート面３５に着座す
ると、サックボリューム３９がほとんどなくなるように
突部４１がノズルチップ部３６の内側の凹部とほぼ整合
する形状になっている。またこの円錐台状突部４１の根
元側が周溝４２に構成されている：従来から改善が行な
われているノズル本体１９の先端部のノズルチップ部３
６の改善との対比で、本変形例は燃料の流れに対して抵
抗を減らすような形状を有していることが特徴になって
いる。すなわちノズルニードル３４の先端部の形状を噴
射時の燃料の流線に沿って滑かな形状としている。

なお噴口３７の内側のエツジの部分は面取りされて曲面
に構成されている。このような構成によって、第３図に
おいて鎖線で示すように流暢係数が従来のノズルや第１
図に示す上記実施例のノズルに比べて大きな値になって
おり、燃料の流れが円滑に行なわれるようにしている。

このような構造によれば、第３図に示す如く、流暢係数
は第７図に示すような大きなサックボリューム６を有す
る従来の燃料噴射ノズルとほぼ同じ値にすることが可能
になる。

このように本変形例によれば、ノズルチップ部３６の内
側の空間、すなわちサックボリュームを減少させるとと
もに、流路抵抗を減少させるような形状のノズルニード
ル３４を用いるようにしているために、排気ガス中の窒
素酸化物、黒煙、白煙をそれぞれ低減するとともに、燃
費の改善を図ることが可能になる。また高圧噴射に適し
た燃料噴射ノズルを提供することが可能になる。またサ
ックボリュームを減少して燃料の後だれを防止すること
により、噴射の安定化を図ることが可能になる。

Ｋ発明の効果】 第１の発明は、燃料噴射ノズルのノズル本体の先端部に
連設されているノズルチップ部に円周方向に沿って複数
の噴口を形成するとともに、ノズルチップ部の内側の凹
部とほぼ整合する形状のピン状突部をノズルニードルの
先端部に設けるようにしたものである。従ってこのよう
な構成によれば、ノズルチップ部の寸法を小さくするこ
となくしかもノズル本体の内側のサックボリュームを減
少することが可能になる。

また第２の発明は、燃料噴射ノズルのノズル本体の先端
部に内部が円錐台状凹部になっているノズルチップ部を
連設するとともに、このノズルチップ部に円周方向に沿
って複数の噴口を形成し、しかもノズルチップ部の内側
の四部とほぼ整合する円錐台状突部をノズルニードルの
先端部に設け、この円錐台状突部の根元側に噴口に臨ん
で周溝を形成するようにしたものである。従ってこのよ
うな構造によれば、サックボリュームを減少させるとと
もに、燃料の流路抵抗を減少させて噴射の安定化を図る
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置のノズル
本体の先端部の拡大縦断面図、第２図は同変形例の拡大
縦断面図、第３図はノズルニードルのリフトに対する流
量係数の変化を示すグラフ、第４図は燃料噴射ノズルの
先端部の縦断面図、第５図は同全体の縦断面図、第６図
はこの燃料噴射装置を備えるディーゼルエンジンの側面
図、第７図は従来の燃料噴射ノズルのノズル本体の先端
部の拡大縦断面図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 １１・・ １６・・ １９・・ ３４・・ ３６・・ ３７・・ ３８・・ ３９・・ ４１・・ ４２・・ ・燃料噴射ポンプ ・燃料噴射ノズル ・ノズル本体 ・ノズルニードル ・ノズルチップ部 ・噴口 ・ピン状突部 ・サックボリューム ・円錐台状突部 ・周溝 第６図 票−″９把

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料噴射ポンプによって燃料を加圧するとともに、
   加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給し、該燃料噴射
   ノズルの噴口から霧状にして燃料を噴射するようにした
   装置において、前記燃料噴射ノズルのノズル本体の先端
   部に連設されているノズルチップ部に円周方向に沿つて
   複数の噴口を形成するとともに、前記ノズルチップ部の
   内側の凹部とほぼ整合する形状のピン状突部をノズルニ
   ードルの先端部に設けるようにしたことを特徴とする燃
   料噴射装置。 ２、燃料噴射ポンプによって燃料を加圧するとともに、
   加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給し、該燃料噴射
   ノズルの噴口から霧状にして燃料を噴射するようにした
   装置において、前記燃料噴射ノズルのノズル本体の先端
   部に内部が円錐台状凹部になっているノズルチップ部を
   連設するとともに、該ノズルチップ部に円周方向に沿つ
   て複数の噴口を形成し、しかも前記ノズルチップ部の内
   側の凹部とほぼ整合する円錐台状突部を前記ノズルニー
   ドルの先端部に設け、該円錐台状突部の根元側に前記噴
   口に臨んで周溝を形成するようにしたとを特徴とする燃
   料噴射装置。