JPH03194164A

JPH03194164A - 燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JPH03194164A
Application number: JP33010589A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1991-08-23

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】（産業上の利用分野）本発明は、アルコール燃料にて稼動する圧縮点火式エン
ジンに好適な燃料噴射ノズルに関する。

（従来の技術）従来の圧縮点火式エンジンは主に軽油等の化石燃料を使
用して稼動するように設計されている。

しかしながら、該化石燃料は埋蔵量が有限であり、近い
将来において枯渇する可能性を有することが指摘されて
いる。また、軽油等を燃料とすると、エンジンからの排
気ガスに含有される各種有害物質により大気が汚染され
るという問題がある。

そこで、将来的に安定して供給され、かつ燃料として使
用した場合、各種有害物質の排出量が少なく低公害であ
るアルコールを燃料として使用するエンジンが多数提案
されている。

（発明が解決しようとする課題）アルコールは強い腐食性を有しており、更に、アルコー
ルは大気中の水分を吸収するため、従来のエンジンに使
用すると、燃料タンクを始め金属材料から形成されてい
る部品を腐食するという問題がある。

燃料タンクのように、アルコール燃料と常温常圧下にて
接触する部分は、形成材料をいわゆるステンレスに変更
することにより、上記腐食の問題を解決できる場合もあ
るが、燃料噴射ノズルはアルコール燃料と高温高圧下に
て接触するため、耐腐食性を有する金属材料にて形成し
ても、腐食の問題を完全に解決することはできない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、耐腐食性
に優れアルコール燃料を使用する圧縮点火式エンジンに
使用することのできる燃料噴射ノズルを提供しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、圧縮点火式エンジンの燃焼室内に燃料
を噴射する燃料噴射ノズルにおいて、セラミックからな
るバルブ本体と、該パルプ本体内部に配設されたセラミ
ックからなるニードル弁と、該ニードル弁の先端の針状
部表面を被覆する耐摩耗層と、上記バルブ本体に設けら
れ上記二ドル弁の針状部が当接するシート部表面を被覆
する耐摩耗層とを有することを特徴とする燃料噴射ノズ
ルを提供できる。

（作用）本発明の燃料噴射ノズルでは、燃料噴射ノズルの本体及
び内部のニードル弁を耐腐食性に優れたサイアロン（Ｓ
　ｉ　Ａ４２ＯＮ）にて形成し、更に、特に摩耗の激し
いニードル弁の針状部表面及び本体内部に設けられたシ
ート部表面を窒化チタン（Ｔ　ｉ　Ｎ）からなる耐摩耗
層にて被覆することによりアルコール燃料による腐食を
防止する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

１は、本発明による燃料噴射ノズルの本体であり、サイ
アロン（Ｓ　ｉ　Ａｕ０Ｎ）にて形成されている。１１
は燃料供給路であり、後述する燃料ポンプ３から高圧力
に昇圧されたアルコール燃料の通路となる。該燃料供給
路１１を通過した燃料はシート部１２及びノズルホール
１３を経て、エンジンの燃焼室内部へと噴射される。

該本体１の内部には、本体１と同じくサイアロン（Ｓ　
ｊ　ＡβＯＮ）からなるニードル弁２が摺動自在に配設
されている。該ニードル弁は図示しないスプリングによ
って常時本図における下方向に付勢されており、該ニー
ドル弁２の先端部に設けられた針状部２１が、上記シー
ト部１２と当接し、アルコール燃料が上記ノズルホール
１３へ移動することを防止している。そして、燃料ポン
プ３から燃料供給路１１にアルコール燃料が供給される
と、該アルコール燃料の圧力によってニードル弁２が本
図における上方向に押し上げられ、すなわち本図に示す
状態となる。よって、上記針状部２１とシート部１２と
が離れ、アルコール燃料はノズルホール１３へと移動す
る。

上記燃料ポンプ３はコントローラ４からの信号を受ける
と、アルコール燃料を昇圧し、上記燃料供給路１１へと
該高圧アルコール燃料を供給する。

コントローラ４にはエンジンの回転速度を検知する回転
センサ４１、エンジンの回転位相であるクランク角を検
知するタイミングセンサ４２及びアクセルペダルの踏込
み量を検知する負荷センサ４３からの検知信号が入力さ
れる。

該コントローラ４はプログラムや各種データを予め記憶
するＲＯＭ、該ＲＯＭに記憶されているプログラムに基
づき演算を行なうＣＰＵ、演算結果やデータを一時記憶
するＲＡＭ、該コントローラ４と外部との信号の出入口
である入出力インターフェイス及び該コントローラ４内
部の信号の流れを司るコントロールメモリ等から構成さ
れている。

そして、上記回転センサ４１及び負荷センサ４３からの
信号に基づき、燃料噴射量及び噴射タイミングを演算し
、該演算結果を上記燃料ボンブ３に出力する。すると、
燃料ポンプ３は上記のように、演算された量のアルコー
ル燃料を演算されたタイミングで上記燃料供給路１１へ
と供給する。

ところで、上記本体１及びニードル弁２を構成するセラ
ミックを窒化珪素（Ｓ　ｉｉｓ　Ｎ４　）とした場合、
該窒化珪素（Ｓ　ｉｉｓ　Ｎ４　）は高温時の安定性に
は優れているものの、含有される珪素（Ｓｉ）が酸化さ
れ、更に分解されて水溶性の珪酸塩となるため腐食され
る。

また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、加工面がチッピング等の
脱落現象により凹凸状になり、精密加工ができないので
、適用することができない。

また、部分安定化ジルコニアは常温時の靭性には優れて
いるものの、約２５０℃以上では結晶が変態し、該変態
の際に体積変化を伴うため形状が変形するおそれがある
。

よって、本体１及びニードル弁２は上記のごとく、分子
間結合力が大であるため耐腐食性に優れたサイアロン（
Ｓ　ｉ　ＡＡＯＮ）にて形成される。

該サイア０ン（Ｓ　ｉ　ＡＪ２ＯＮ）とは５ｉ５Ｎ４−
Ａｊ２Ｎ−ＡＪＺ２０３系のセラミックであり、数種類
のものが知られており、例えばＳ　ｉ　ａ−ｚＡ　Ｉｌ
、ｚ　Ｏｚ　Ｎａ−ｚ　　（０＜Ｚ≦４，２）で示され
るβ−サイアロンがある。

また、上記針状部２１及びシート部１２の表面は燃料噴
射タイミング毎に当接を繰返すため特に摩耗が激しい。

よって、窒素雰囲気にて加速したチタンイオンを表面に
照射し、該表面を改質して窒化チタン（Ｔ　ｉ　Ｎ）か
らなる耐摩耗層を形成することに、耐腐食性が強化され
ている。

以上本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明
の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実施例は容
易に構成できるから、本発明は前記特許請求の範囲にお
いて記載した限定以外、特定の実施例に制約されるもの
ではない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、燃料噴射ノズル
の本体及び内部のニードル弁を耐腐食性に優れたサイア
ロン（Ｓ　ｉ　ＡＡＯＮ）にて形成し、更に、特に摩耗
の激しいニードル弁の針状部表面及び本体内部に設けら
れたシート部表面を窒化チタン（ＴｉＮ）からなる耐摩
耗層にて被覆することによりアルコール燃料による腐食
を防止するので、アルコール燃料を使用する圧縮点火式
エンジンに使用することので診る燃料噴射ノズルを提供
できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。１・・・本体、２・・・ニードル弁、３・・・燃料ポン
プ、４・・・コントローラ、４１・・・回転センサ、４
２・・・タイミングセンサ、４３・・・負荷センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮点火式エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する
燃料噴射ノズルにおいて、セラミックからなるバルブ本
体と、該バルブ本体内部に配設されたセラミックからな
るニードル弁と、該ニードル弁の先端の針状部表面を被
覆する耐摩耗層と、上記バルブ本体に設けられ上記ニー
ドル弁の針状部が当接するシート部表面を被覆する耐摩
耗層とを有することを特徴とする燃料噴射ノズル。
（２）上記燃料はアルコール燃料であることを特徴とす
る請求項（１）記載の燃料噴射ノズル。
（３）上記バルブ本体及びニードル弁を構成するセラミ
ックは、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）であることを特徴
とする請求項（２）記載の燃料噴射ノズル。
（４）上記針状部表面及びシート部表面を被覆する耐摩
耗層は、窒化チタン（ＴｉＮ）からなることを特徴とす
る請求項（２）記載の燃料噴射ノズル。