JPH03222864A - 噴射ノズル特性測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の燃料噴射弁等の噴射ノズル特性を
測定する装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関の燃料噴射弁等の噴射ノズルの特性は、噴射量
制御、あるいは噴射ノズルを駆動させるアクチュエータ
やばね等の設計にも影響する。従って所定の燃料噴射を
実現する上で、その特性を知ることは重要である。この
内でも特に、ニードルノズルのリフト量と噴射量との関
係が重要である。

例えば、燃料噴射ノズルの圧力損失を表すものとして、
実噴口流量係数αが存在する。このαは各パラメータと
は次式の関係にある。

Ｑ＝α・ｒ　（ΔＸ）　　（２ｇ−Ｐ／γ）１″ここで
、Ｑ：噴射量、ΔＸ：Ｘ：ビードルリフト量　（ΔＸ）
：ΔＸをパラメータとする開口面積を表す関数、ｇ：重
力加速度、Ｐ：燃料圧力と外気圧との圧力差、γ：燃料
の比重量である。

この内、ｇ、ｐ、　　γは、設定条件や設定寸法である
ので、通常一定であり比較的容易に決定できる。しかし
、噴射１１Ｑとニードルリフト量ΔＸとは、実際に近い
条件で、現実に燃料を噴射させてニードルリフト量と噴
射量Ｑとの関係を測定しないと決定できない。

従って、この関係を求めることができる測定装置が望ま
れる。

従来、燃料噴射ノズルから燃料を噴射させつつ、その燃
料噴射量が所定の噴射量となるように、ニードルノズル
の付勢ばね位置を調整ねじの螺入により調節する装置が
知られている（特開昭６１−２７７８６９号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ この装置は、確かに噴射量調整時に燃料の噴射量を測定
しているが、その調整は、ばね位置を調整して行ってい
るのであり、またその調整時に燃料は噴射したままであ
る。しかし実際の燃料噴射では、ばね位置は変動するこ
とはなく、噴射したままということもない。従って実際
の燃料噴射とは、かけ離れた方法で測定しているのであ
る。さらにニードルリフト量に応じた噴射量を測定して
いるわけでもない。

さらにニードルノズルのリフト量は測定されていないの
で、リフト量が判明しない。しかも、ばわ（１χ置の調
整手段は、付勢ばねを介してニードルノズルと結合して
いる。このため、ばね位置の調整手段の調整量からリフ
ト位置を判断しようとしても、付勢ばねの伸縮によりニ
ードルノズルの位置は不定となるので、調整量からはニ
ードルノズルのリフト量を決定することはできない。従
って、この装置からは、ニードルリフｈｉと噴射量との
関係は全く判らない。

この他、燃料圧力計を設けて開弁圧の測定や噴射状態の
観察を行うもの（特開昭５８−２１７７６１号公報）、
燃料噴射量を測定するためにサーボプランジャの移動員
を測定するもの（実開昭６０−２３２４８号公報）等が
存在するが、いずれもニードルノズルのリフト量と噴射
量との関係は測定できない。

本発明は前述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は実際に近い噴射条件下でニードルノズル
リフト量と噴射量との関係が測定可能な噴射ノズル特性
測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明は、ニードルノズルの
リフトにより液体を外部に噴射する噴射ノズルの特性を
測定する装置であって、上記液体を所定圧力に設定する
圧力設定手段と、上記ニードルノズルを所望のリフト量
に移動可能なニードル移動手段と、上記ニードルノズル
のリフト量を測定するニードルリフト量測定手段と、上
記噴射ノズルから外部に流出する液体量を測定する噴射
液体量測定手段とを備えた噴射ノズル特性測定装置をそ
の要旨とするものである。

［作用１ 圧力設定手段により液体の圧力を所定圧力に設定した後
に、ニードル移動手段にてニードルノズルを移動させリ
フトさせてゆくと、噴射ノズルから外部へ液体が流出す
る。

このときのニードルリフト量は、ニードルリフト量測定
手段により判明し、噴射ノズルからの液体流出型は噴射
液体量測定手段により判明する。

従って、ニードルリフト量と液体噴射量とは同時に判明
し、その関係データが得られる。しかもニードルノズル
は、ニードル移動手段により所望のリフト量に移動して
ゆくことができるため、単に特定のリフト量に停止して
いる状態での噴射量との関係ばかりでなく、ニードルノ
ズルの移動過程における現実に即したニードルリフト量
と噴射量との関係も判明する。

［第一実施例］ 以下、本発明を具体化した第一実施例を説明する。本発
明はこれらに限られるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲の種々の態様のものか含まれる。

第１〜３図に本実施例の燃料噴射ノズル特性測定装置を
示す。なお、第１図は全体概略構成図、第２図はその測
定部の正面方向縦断面図、第３図はその右側面方向縦断
面図を表している。

本特性測定装置は、圧力設定部１、測定部３及び演算部
５を備えている。圧ノＪ設定部ｌにては、油圧ポンプモ
ータ７にて駆動される油圧ポンプ９が、油タンクＩＩの
作動油１３を汲み上げ、ＩＪ　＋、１−フ弁１５にて所
定の圧力に設定し、サーボバルブ１７を介してサーボシ
リンダＩ９のピストン１９ａで隔てられた左室１９ｂま
たは右室１９ｃに圧送している。サーボシリンダ１９の
ロッド１９ｄは圧力発生シリンダ２１のロッド２１ａと
連結し、両者１９ｄ、２１ａは一体となっている。

なお、油圧ポンプ９の出口には圧力計２２が設けられ、
設定油圧が観察可能となっている。

圧力発生シリンダ２Ｉのピストン２１ｂの図面右側に設
けられた燃料室２１ｃには、燃料ポンプモータ２３にて
駆動される燃料ポンプ２５により燃料タンク２７から汲
み上けられた燃料２９が、チエツク弁３１を介して供給
されている。またその燃料２９はリザーバタンク３３、
及び測定部３側にも供給されている。

リザーバタンク３３には圧力計３５と圧力変換”Ａ’ｉ
ｉ　３７とか設けられており、圧力計３５によりリザー
バタンク３３内の燃料２９の圧力が観察可能とされてい
る。また、圧力変換器３７により検出された圧力データ
は動歪計３９により電圧信号としてサーボアンプ４１に
出力される。サーボアンプ４Ｉは、動歪計３９からの電
圧と制御電源４３に設定されている電圧とを比較し、そ
の結果に基ついて、サーボバルブ１７を切り換え制御し
ている。

サーボバルブ１７は、４ポ一ト３位置弁であり、上記電
圧の比較により同一電圧である場合には、サーボアンプ
４１により中央位置１７ａとされる。

この中央位置１７ａの場合には、油圧ポンプ９とサーボ
シリンダ１９との間が遮断されて、サーボシリンダ１９
内の油圧が維持される。

動歪計３９側の電圧の方が低い場合、即ちリザーバタン
ク３３内の燃料圧力が設定圧力よりも低い場合には、サ
ーボバルブ１７は図の左側のオフセット位置１７ｂとさ
れる。左側のオフセット位置１７ｂでは、油圧ポンプ９
からの作動油１３がサーボシリンダ１９の左室１９ｂに
供給され、右室１９ｃは油タンクＩＩに開放されて、そ
の差圧がピストン１９ａを図の右側方向に付勢させる。

この圧力が圧力発生シリンダ２１のピストン２１ｂにか
かり、燃料室２１ｃ内の燃料を増圧させる。

（菫って燃１＝ｌ室２１ｃに連通しているリザーバタン
ク３３の燃料も、測定部３側に供給されている燃料も増
圧する。

燃料圧力が設定圧力になるまでこの状態が続き、燃料圧
力が設、定圧力になると、動歪計３９と制御Ｔ３．７原
４１３との電圧が同一となり、サーボバルブ１７は中央
位置１７ａに戻され、サーボシリンダ１９の圧力状態が
維持される。

逆にリザーバタンク３３内の燃料圧力が設定圧力以上に
なると、動歪計３９の出力する電圧が大きくなる。この
ため、サーボアンプ４１は動歪計３９と制御’を源４３
との電圧が同一となるよう、即ちリザーバタンク３３内
の燃料圧力が低下するように、サーボバルブ１７を図の
右側のオフセラ）・位置１７ｃに切り換える。右側のオ
フセット位置１７ｃでは、油圧ポンプ９からの作動油１
３がサーボシリンダＩ９の右室１９ｃに供給され、左室
１９ｂは曲タンク１１に開放されて、その差圧かピスト
ン１９ａを図の左側方向に付勢させる。

従って、千カ発生シリンダ２１の燃料室２１ｃ内を減圧
させることになる。燃料圧力が設定圧力になるまで、こ
の状態が続き、動歪計３９と制御、電源４３との電圧が
同一となると、サーボバルブｌ、７は中央位置に戻され
、サーボシリンダ１９の圧力状態が維持される。

このようにして圧力設定部１は、制御電源４３にて設定
された圧力へ燃料圧力を制御して測定部３側に供給して
いる。

測定部３は、第２，３図に示すごとく、噴射ノズル取付
部１ａ、ニードルリフト量測定部１ｂ、ニードル推力測
定部１ｃ、ニードル移動部１ｄ、及び燃料流量測定部１
ｅを備えている。これらは基台４５の垂直プレート４５
ａに固定されている。

噴射ノズル取付部１ａは、ノズル取付基台４７とその円
筒状噴射弁収納部４７ａの外周螺刻面に螺合するナツト
ノズルリテーニング４９とを備え、測定対象である噴射
ノズル５１を水平面に対して垂直上方に噴射する姿勢で
固定している。この固定は、噴射弁収納部４７ａの内底
部へスペーサ部材５３をはめ込んだ後、噴射ノズル５１
の基部側を挿入しナツトノズルリテーニング４９の貫通
孔に噴射ノズル５１の先端を挿通させて、ナツトノズル
リテーニング４９を噴射弁収納部４７ａの外周螺刻面に
螺合させることにより行う。なお、噴射ノズル５１は、
ボディノズル５１ａとその内部のニードルノズル５１ｂ
とから構成されており、ボディノズル５１ａとニードル
ノズル５１ｂとの間には油だまり部５１ｃが設けられて
いる。この油だまり部５１ｃは、ノズル取付基台４７に
設けられたポート４７ｂ、及び３つの燃料通路４７Ｃ１
５３ａ、５１ｄにより、リザーバタンク３３と連通して
いる。従って、リザーバタンク３３と同圧の燃料で満た
されている。

ノズル取付基台４７は、噴射弁収納部４７ａの内底部に
開口し反対側に貫通する摺動孔５５を備えている。この
摺動孔５５内にはプレッシャピン５７が摺動可能に挿入
されている。プレッシャピン５７の上部突出端５７ａの
先端面は球面状をなし、ニードルノズル５１ｂの下端平
面と点接触している。またプレッシャピン５７の下部突
出端５７ｂには強磁性体からなる円板状のセンサプレー
ト５９が嵌合して固定されている。従ってセンサプレー
ト５９はプレッンヤピン５７の移動に伴って移動する。

ニードルリフト量測定部１ｂは、このセンサプレート５
９と、隣接のストロークセンサ６１とで構成されている
。ストロークセンサ６１は基台４５側に固定されている
ので、プレッシャピン５７の移動により、センサプレー
ト５９との間隙が変化する。ストロークセンサＧ１はこ
の間隙の距離を自身の備える電気コイルの磁界の変化か
ら検出し、距離に応じた電気信号を出力する。

ニードル推力測定部１ｃは、ロードセル６３、リーク燃
料費は部６５、スライドシャフト６７．２つのスライド
ベアリング６９及びそのハウジング７１を備えている。

ロードセル６３の受圧部６３ａの先端は球面状をなし、
前記プレッシャピン５７の下部突出端５７ｂの平面状端
面に点接触している。このロードセル６３は基台６３ｂ
を介してスライドシャフト６７の上端部６７ａにボルト
等で固定されている。リーク燃料費は部６５は基台６３
ｂにボルト等で固定され、その周壁６５ａはロードセル
６３を包囲している。スライドシャフト６７はスライド
ベアリング６９にて支持されているので、その軸位置を
維持したまま所望の上下位置に移動することが可能であ
る。

なお、噴射ノズル取付部１ａのノズル取付基台４７と、
ニードルリフト量測定部１ｂのストロークセンサ６１と
は、ニードル推力測定部１ｃのノ＼ウジング７１に固定
されている。

ニードル移動部１ｄは、プレッシャシャフト７３、送り
ねじ７５、ウオームホイール７７、ウオーム７９及びハ
ンドル８０を備えている。これらの構成はギヤボックス
８１中に収納されている。プレッシャシャフト７３は、
摺動孔部材８１ａの中心部に設けられた摺動孔８１ｂに
、上下方向に摺動自在に挿入されている。この摺動孔部
材８１ａはボルト８２でギヤボックス８１と一体化され
ている。プレッシャシャフト７３の上端は球面状をなし
、前記スライドシャフト６７の下端平面に点接触してい
る。

一方、上端側よりも小径の下端側の外周面には、ねじ状
に螺刻部７３ａが形成され、送りねじ７５の中心のねじ
孔７５ａと螺合している。なお、プレッシャシャフト７
３の上端側には軸方向に摺動溝７３ｂが設けられ、摺動
孔部材８１ａから突出するピン８１ｃが挿入されている
。従ってプレッシャシャフト７３は、上下方向の摺動は
可能であるが、回転は規制されている。

送りねじ７５はスペーサ７５ｂを介して、ボルト７５ｃ
にてウオームホイール７７に固定されている。ウオーム
ホイール７７はベアリング７７ａを介して摺動孔部材８
１ａにて回転自在に支持されている。このウオームホイ
ール７７に歯合しているつオーム７９はハンドル８０と
直結し、ハンドル８０により、左右回転自在に操作可能
である。

従って、操作者がハンドル８０を右方向（矢印入方向）
に回転操作すると、ウオーム７９が右回転し、このこと
によりウオームホイール７７は、上方から見て左回転す
る。同時に送りねじ７５も左回転するが、送りねじ７５
に螺合しているプレッンヤシャフト７３はピン８１ｃの
ため回転できないので、送りねじ７５のねじ孔７５ａと
プレッシャシャフト７３の螺刻部７３ａとの螺合面で摺
動が起こり、プレッシャシャフト７３が下方に移動する
ことになる。

プレッシャシャフト７３は、スライドシャフト６７、ロ
ードセル６３及びプレッシャピン５７を介してニードル
ノズル５１ｂを支えているので、ニードルノズル５１ｂ
が下方向の力を受けていれば、ニードルノズル５１ｂは
プレッシャシャフト７３の移動風と同一量移動するこき
になる。プレッシャシャフト７３の移動量はハンドル８
０の回転量で調整できるので、リフト量はハンドル８０
にて任意に調整できることになる。

燃料流量測定部１ｅは、流量計８３、圧力計８５及び可
変絞り弁８７を備えている。この内、流量計８３は噴射
ノズル５１から噴射されて来る燃料の流量を電気信号と
して出力している。なお、可変絞り弁８７は燃料噴射の
際の背圧を１　ｋｇ　／　ｃｎｆ以上に設定し燃料内の
気泡を減少させて流量計８３の検出値への影響を無くす
ためのものである。

演算部５は、演算回路８９、表示装置９１及びプロッタ
９３を備える。演算回路８９は、ストロークセンサ６１
、ロードセル６３及び流量計８３からの電気信号を受け
て所定の演算をし、その結果を表示装置９１あるいはプ
ロッタ９３に文字やグラフとして出力するものである。

本実施例では上記電気信号から得られる距離データ、推
力データ及び流量データのタイミングチャートをプロッ
タ９３に出力する。

本特性測定装置は、この他に適宜の位置にターラ９５．
９７及びフィルタ９９，１０１を備えている。

次に本実施例の特性測定装置を用いた測定の一例につい
て説明する。なお、測定中の各検出値のタイミングチャ
ートを第４図に示す。

まず、制御電源４３を調節して、燃料圧力を２００ｋｇ
／ｃｎｆに設定する。燃料圧力が安定すれば、次にハン
ドル８０の回転を開始する。最初は、ニードルノズル５
１ｂがボディノズル５１ａのシート部にｔｉしていると
ともに、ハンドル８０側からの圧力がかかっているため
、噴射ノズル５１が開く前には、ハンドル８０を回転さ
せるにつれて、ロードセル６３にて検出されるニードル
推力Ｆは一旦低下する（ｔＯ〜ｔｌ）。そして次にプレ
ッシャシャフト７３の下方移動に伴い、スライドシャフ
ト６７、ロードセル６３及びプレッシャピン５７もニー
ドル推力（圧力）Ｆにより相互に接触状態を維持しなが
ら下方へ移動する。

このときボディノズル５１ａとニードルノズル５１ｂと
の間の油だまり部５１ｃの燃料圧力による下方への推力
により、ニードルノズル５１ｂの下端面は、下方に移動
して行くプレッシャピン５７の上部突出端５７ａへの接
触状態を維持しようとする。従ってニードルノズル５１
ｂはプレッシャピン５７とともに下方に移動することに
なる。このためニードルノズル５１ｂの先端面部がボデ
ィノズル５１ａから離れ始める（ｔｌ）。離れ始めると
、いままで流量計８３側の低圧を受けていたニードルノ
ズル５１ｂの先端にも高圧の燃料圧力か作用する。この
ため第４図に示すごとく、二ドル推力Ｆは上昇して行く
。

以後、ニードルノズル５１ｂはプレッシャピン５７とと
もに下方に移動するので、ハンドル８０の回転に比例し
てニードルリフト量は増加して行く。その増加の途中（
ｔ２）で、リフト量が十分に大きくなれば、ニードルノ
ズル５１ｂ先端への燃料圧力は最大となり、その結果、
ニードル推力Ｆは最大値に達する。また前後して開口面
積も最大となるので噴射流１１Ｑも最大値に達する。従
ってハンドル８０の回転を停止するまで、ニードルリフ
ト量は直線的に増加して行くが、ニードル推力Ｆと噴射
流量Ｑとは変化しなくなる。そしてハンドル８０の回転
を停止すると、ニードルリフト量も増加を停止する（ｔ
３）。

次にハンドル８０の左への回転を開始する（Ｌ４）と、
プレッシャピン５７は押し上げられ、ニードル推力Ｆ、
噴射流量Ｑ及びニードルリフト量はいままでとは逆のパ
ターンで元へ戻って行く。そしてニードルノズル５１ｂ
がボディノズル５１ａのノート部に着座ずれは（ｔ５）
、ハンドル８０の回転を停止する。たたし、着座後、摩
擦等によりハンドル８０側から少し圧力か加わったまま
となるので、ロー１〜セル６３の出力値としては少し上
昇する。

本実施例によれば、上述のごとく、ニードルノズル５１
ｂ゛の静的な状態ばかりでなく、動的な状態でのニード
ルリフト 判明する。さらにロードセル６３がプレッノヤピン５７
とスライドシャフト６７との間でニードル推力Ｆを測定
しているため、ニードル推力Ｆとの関係も同時に判明す
る。従って、実噴口流量係数α等も正確な値を求めるこ
とか可能となり、燃料噴射弁のアクチュエータ等の設計
に有用なデータを提供できる。

またニードル推力Ｆは、ボディノズル５１ａとニードル
ノズル５１ｂとの間、及びノズル取付基台４７とプレッ
シャピン５７との間での摺動時の摩擦力により異なる場
合がある。すなわち、第１１図中Ｌｌにて往路を、Ｌ２
にて復路を示すと、これらの往路Ｌ１と復路Ｌ２との間
で段差ｄが生ずる。ノズル取付基台４７とプレッシャピ
ン５７との間の摩擦力が無視できるように設定しておけ
ば、前記段差ｄの１／２は、ボディノズル５１ａとニー
ドルノズル５１ｂとの間の摩擦力を表しているので、摩
擦力の測定が可能となる。またこの摩擦力が現れている
際の、実際のニードル推力Ｆａは、往路Ｌｌで測定され
たニードル推力Ｆｂにｄ／′２を加えた値（Ｆｂ＋ｄ／
２）となる。

また油だまり部５１ｃの燃料は一部がその圧力により、
ボディノズル５１ａとニードルノズル５１ｂとの間隙か
ら漏出するが、この燃料は、スペーサ部材５３及びノズ
ル取付基台４７とプレッシャピン５７との間隙を通過し
さらにセンサプレート５９の上面を流れ、センサプレー
ト５９の縁から垂下してリーク燃料受は部６５に溜まる
。この漏出燃料は排出口６５ｂから排出されるのでこの
流量を測定すれば、噴射ノズル５１のリーク量も測定す
ることができる。

また上記実施例は手動にてハンドルを回転操作して測定
したか、勿論、各種の回転駆動装置を用い、制御装置の
コントロール下にて、設定パターンにしたかってニード
ルノズル５１ｂを移動させることにより、すべて全自動
で測定を実行させるようにしてもよい。

［第二実施例］ 次に、本発明の第二実施例を第５〜９図に従って説明す
る１，第５図は噴射ノズル特性測定装置における圧力設
定部ｌ及び測定部３の部分概略構成図、第６図は噴射ノ
ズル取付部１ａの部分拡大断面図である。

本実施例では燃料の流量を測定するための流量計８３の
取付位置、及び噴射弁収納部４７ａの内底部に１茨め込
まれたスペーサ部材５３の形状か前記第一実施例と異な
っており、他の構成は第一実施例と同じである。以下に
、これらの相違点について第一実施例と対比しながら説
明する。

■第一実施例では第１図に示すように流量計８３１噴射
ノズル５１の下流側に取付け、この噴射ノズル５１から
の噴射燃料の流量を測定するようにした。このようにす
ると、噴射ノズル５１から燃料が噴射されるときに、同
燃料の圧力が約２００ｋｇ／ｃ＋＋ｆから急激に低下し
、その結果、同燃料内に含有している気泡が膨張して流
量計８３の測定精度に影響を及ぼすおそれがある。この
ため、第一実施例では、可変絞り弁８７によって燃料噴
射の際の背圧を１　ｋｇ　／　ｃｒ１以上（約５　ｋｇ
　／　ｃｎｆ　）に設定し、燃料内の気泡の量を減少さ
せて前記問題点に対処している。

ところが、このように可変絞り弁８７で背圧を生じさせ
ても、気泡の膨張による測定精度への影響を完全に無く
すことは難しい。これは次のような理由による。

第７図はニードルリフト量と背圧Ｐとの関係、及びニー
ドルリフト量と噴射流量Ｑとの関係を示す図であり、こ
の図から、噴射流量最大時（二トルリフト量が大きい時
、図中−点鎖線より右側部分）の背圧は約５ｋｇ／ｃｎ
ｒであるが、ニードルノズル５１ｂが開き始めた時に一
ドルリフト量が小さい時、図中−点鎖線より左側部分）
には背圧がほとんどかからないことがわかる。そのため
、燃料の噴射開始時には背圧による効果がほとんど見ら
れず流量計８３における測定精度が低い。

さらに、ニードルノズル５１ｂがある程度上動した後に
おいても、約５　ｋｇ　／　ｃｔの背圧では気泡の膨張
を無くすには不十分であり、この膨張が計測精度に影響
するおそれがある。なお、可変絞り弁８７を強く絞って
背圧を上げることが考えられるが、このようにすると背
圧が流量に影響するので好ましくない。

そこで、第二実施例では、第５図に示すように前記流量
計８３を高圧（２００ｋｇ／ｃｎ？）ライン内であるリ
サーバタンク３３と噴射ノズル５１との間に介在させた
。このようにすると流量計８３前後の燃料圧力の差かほ
ぼ０となり、急激な圧力変化による燃料内の気泡の膨張
をなくすことができる。従って、この実施例によれば流
量計８３の測定精度を第一実施例よりも向上させること
かできる。

■また、前記第一実施例では第１図に示すように、スペ
ーサ部材５３にニードルノズル５１１〕の下動を規制す
る機能かなく、従って、同ニードルノズル５１ｂはプレ
ノンヤピン５７と常に一体となって下方へ移動する。こ
のため、各部での燃料のリーク量、例えばボディノズル
５１ａに対するニードルノズル５１ｂの摺動部分てのリ
ーク量を流量計８３で測定できない。

これに対し第二実施例では、第６図に示すように、プレ
ッシャピン５７の上部突出端５７ａをニードルノズル５
１ｂの下端部よりも小径とするとともに、同上部突出端
５７ａが挿通ずるスペーサ部材５３の透孔５３ｂの内径
を、同ニードルノズル５１ｂの下端部よりも小径にした
。）このため、プレッシャピン５７を下動させた場合、
ニードルノズル５１ｂの下端面かスペーサ部材５３上面
に当接するまでは、同ニードルノズル５１ｂがプレッシ
ャピン５７と一体的に下動するが、両者が当接するとニ
ードルノズル５　］、　ｂのそれ以上の下動か規制され
る。

このようにすると、ニードルノズル５１ｂの下端外周面
と、ボディノズル５１ａの下端内周面との間隙Ａに基つ
く燃料のリーク量を測定することかできる。また、同ニ
ードルノズル５１ｂの下端面が、スペーサ部材５３の上
面に当接したときの両者間の間隙Ｂに基づく・燃料のリ
ーク量も測定できる。これらのことを、第８図に示すタ
イミングチャートに従って説明する。なお、第８図の縦
軸はニードル推力Ｆ、噴射流量Ｑ及びニードルリフト里
をそれぞれ示す。

ハンドル８０の右回転を開始してプレッシャピン５７及
びニードルノズル５１ｂを下動させようとする時（ｔｏ
）には、ニードルノズル５１ｂがプレッシャピン５７に
よって押し上げ゛られ、同ニードルノズル５１ｂの下端
面がスペーサ部材５３から上方へ大きく離間し、両者の
間に空間Ｓが形成されている（第６図実線参照）。この
ため、燃料通路４７ｃ、５３ａ、５１ｄを順に経て油だ
まり部５１ｃに供給された燃料は、間隙Ａを通過した後
前記空間Ｓ内へ入り込む。さらに、前記燃料はスペーサ
部材５３及びノズル取付基台４７とプレッシャピン５７
との間隙Ｃに流入する。

このため、前記間隙Ａに基つく燃料のリーク量をｅｌと
すると、ニードルノズル５１ｂ先端がボディノズル５１
ａから離れ始め（ｔｌ）、噴射流量Ｑか最大となり（ｔ
２）、ニードルノズル５１ｂの下端面がスペーサ部材５
３の上面に接触する（ｔ３）までの間は、噴射流ｆｆ１
Ｑは第一実施例に比ベリーク量ｅｌの分たけ多くなる。

プレッシャピン５７の下動にともない、ニードルノズル
５１ｂの下端面がスペーサ部材５３の上面に接触すると
、同プレッンヤピン５７の下動が引き続き行われるもの
の、同ニードルノズル５１ｂの下動がスペーサ部材５３
によって規制されるので、ニードル推力Ｆは急激に低下
する。

この際、ニードルノズル５１ｂの下端面と、スペーサ部
材５３の上面との間隙Ｂが無いと、間隙Ａに基づくリー
ク量ｅ１がＯとなるので、噴射流量Ｑは第８図に破線で
示すように、このリーク量ｅ１の分だけ低下する。とこ
ろが間隙Ｂかいくらかでも生じていると、前記間隙Ａを
通過した燃料は同間隙Ｂを経て間隙Ｃへ入り込む。

ここで、前記間隙Ｂに基つくリーク量をｅ２で表し、実
際のリーク量をｅ３で表すと、後者のリークｅ３は間隙
Ａに基つくリークｆｆｉ　ｅ　ｌ　と同一ではなく間隙
Ｂに基つくリークｆｆ１ｅ２の分だけ多いことになる。

このことを考慮すれば、本実施例の測定装置によって得
られる噴射流ｆｆ１Ｑのタイミンチヤードに基づき、ｅ
２　＝ｅｌ−ｅ３の関係式から間隙Ｂに基つく燃料のリ
ークｆＪｋ　ｅ　２を求めることができる。

ニードルノズル５１ｂの下端面がスペーサ部材５３の上
面に接触した後、ハンドル８０の回転を停止するとニー
ドルリフト量の増加が停止する（ｔ４）。

次に、ハンドル８　［］の左回転を開始する（ｔ５）と
、プレッシャビン５７かニードルノズル５１ｂに当接し
て押し上げ（ｔ６）、ニードル推力Ｆ、噴射流ｉＱ及び
ニードルリフト量はいままでとは逆のパターンで元へ戻
って行く。そして、ニードルノズル５１ｂ先端がボディ
ノズル５１ａのシート部に着座したところで（ｔ７）、
ハンドル８０の回転を停止する。

なお、第８図のニードル推力Ｆのタイミングチャートで
は実、１．ｔＲＬｌが往路を、破線Ｌ２が復路を示す。

これらの往路Ｌｌと復路Ｌ２との間では前記第一実施例
と同様な段差ｄが生ずる場合がある。

このため、前記段差ｄに基づき、ボディノズル５１ａと
ニードルノズル５１ｂとの間の摩擦力（ｄ／２）を／１
１１定するこきができる。

ところで、第９図は本実施例の測定装置によって得られ
たニードルノズル５１ｂの特性を示す図である。図中、
横軸はニードルリフト量であり、縦軸はニードル推力Ｆ
及び噴射ｆｉｆｌｉＱである。この図より、ニードルノ
ズル５１ｂを移動させたときのニードルリフト量と噴射
流量Ｑとの関係が判明することはもちろんのこと、ニー
ドルリフト量とニードル推力Ｆとの関係も判明する。ま
た、間隙Ａに基づくリーク量ｅ１及び間隙Ｂに基つくリ
ーク量ｅ２も判１明する。

さらに本実施例によれは、前述した■、■の作用及び効
果のほかにも、流量計８３を高圧ライン内であるリサー
バタンク３３と噴射ノズル５１との間に取付けたので、
流量計８３による噴射流量測定時に背圧を設定する必要
がなく、従って可変絞り弁８７を省略できる。このため
、第一実施例における可変絞り弁８７を用いた背圧調整
作業が不要となるはかりか、同可変絞り弁８７の分だけ
部品点数を減少させることか可能となった。

［定明の効果］ 本発明の噴射ノズル特性測定装置は、所定の燃ギ１圧力
のもとてニードルノズルを移動させ、その間、リフトａ
と噴射量とか同時に測定できる。このため、実際に噴射
ノズルを使用している状態に近い状態でのリフト量と噴
射量との関係を求めることができる。従って、噴射ノズ
ル特性解析に有用なデータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明を具体化した第一実施例を示し、第
１図は燃料噴射ノズル特性測定装置の全体概略構成図、
第２図はその測定部の正面方向縦断面図、第３図はその
右側面方向縦断面図、第４図は測定値のタイミングチャ
ートであり、第５〜９図は本発明の第二実施例を示し、
第５図は噴射ノズル特性測定装置における圧力設定部及
び測定部の概略構成図、第６図は噴射ノズル取付部の部
分拡大断面図、第７図は第一実施例における二ドルリフ
トｍと、背圧及び噴射流量との関係を示す図、第８図は
ニードル推力、噴射流量及び二ドルリフト量のタイミン
グチャート、第９図は測定装置により得られる噴射ノズ
ルの特性を示す図である。 ■・・・圧力設定部、ｌａ・・・噴射ノズル取付部、ｌ
ｂ・・・ニードルリフト量測定部、ｌｃ・・・ニードル
推力測定部、１ｄ・・・ニードル移動部、１ｅ・・・燃
料ｉｉ測定部、３・・・測定部、５・・・演算部、１７
・・・サーボバルブ、２９・・・燃料、３７・・・圧力
変換器、３９・・・動歪計、４１・・・サーボアンプ、
４３・・・制御電源、５１・・・噴射ノズル、５１ａ・
・・ボディノズル、５１ｂ・・・ニードルノズル、６１
・・・ストロークセンサ、８３・・・流量計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ニードルノズルのリフトにより液体を外部に噴射する噴
   射ノズルの特性を測定する装置であって、上記液体を所
   定圧力に設定する圧力設定手段と、上記ニードルノズル
   を所望のリフト量に移動可能なニードル移動手段と、 上記ニードルノズルのリフト量を測定するニードルリフ
   ト量測定手段と、 上記噴射ノズルから外部に流出する液体量を測定する噴
   射液体量測定手段と を備えたことを特徴とする噴射ノズル特性測定装置。