JPH03237262A - 直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁 - 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、直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の改
良に関する。

（従来の技Ｎ） 一般に、燃料を燃焼室に直接噴射する直噴式ディーゼル
エンノンは、噴射弁の先端に複数の噴孔を備えて、燃焼
室に燃料を放射状に噴射して燃料噴霧の拡散を促進する
ようになっている。

燃料噴射弁をシリングヘッドに取付けるにあたって、シ
リングヘッド側に設けられる吸気ボートの形状やバルブ
等の取付けに伴う制約により、燃料噴射弁をピストン中
心線に対して傾斜させて取付けるものがある（実開昭５
９−１５２１７６号公報参照）。

そしてこのように傾斜して取り付けられる燃料噴射弁に
おいては、燃焼室における各噴孔からの燃料噴霧を均一
化するため、ノズル軸方向に対して各噴孔角度を異なっ
て設定している。

（本発明が解決しようとする問題点） ところで、従来から排気がス中のＮＯ＋ｒ等を低減する
ため、噴射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴
射を行うことにより、着火おくれを短縮して緩やかな燃
焼をさせるものがある（例えば実開昭６１−６５２６９
号公報、実開昭６３−８２０６６号公報等参照）。

この場合、燃料噴射弁の弁体を段階的にリフトさせて、
燃料噴射を行うのであるが、とくに噴孔の角度を相異さ
せるものは、初期リフト時に噴孔闇の燃料噴射のバラツ
キが大きく、ＮＯｘや騒音の低減効果が妨げられていた
。弁体のり７１量の小さい初期９７ト時は燃料噴射は噴
孔面積に依存せずに、弁体と噴孔のあけられた／：Ｘル
ボデイ内面の噴孔開口縁部に沿う環状の流路面積によっ
て決まる。

ところが、ノズルボディ内面への噴孔の開口形状は、ノ
ズルボディに対する噴孔の角度によって相異し、同一の
噴孔径に設定しても、開口周縁部の有効長さが異なって
くる。このため、初期リフト時の有効流路面積が変化し
、上記した問題が発生した。

本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。

（間層点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、ノズルボディと針
弁に互いに接合する円錐状シート面が形成され、ノズル
ボディのシート面に開口して燃焼室に連通ずる複数の噴
孔を備え、初期燃料噴射時に針弁のリフト量が規制され
る直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射弁において、各
噴孔の開口枠の比率を、各噴孔の７ズルボデイ側シ一ト
面に対する開口縁部と、初期９７ト位置においてこれに
対向する針弁のシート面の間に画成される環状流路断面
積を互いに等しくするように設定した。

（作用） 燃料噴射開始に伴い針弁が比較的に小さな初期９７ト量
で変位した初期噴射時は、各噴孔の開口縁部と、これに
対向する針弁のシート面の開に画成される環状流路断面
積が噴孔面積より小さいため、各噴孔を通って噴射され
る燃料に対しては、各噴孔の各開口縁部に付与される抵
抗が、各噴孔の筒状内壁面に付与される抵抗より大きく
なる。

このため、初期噴射時に各噴孔から噴射される燃料流量
は、各噴孔の開口縁部と、これに対向する針弁のシート
面の間に画成される環状流路断面積によって決まる。

したがって、各噴孔の開口縁部と、これに対向する針弁
のシート面の間に画成される環状流路断面積を等しく設
定することにより、各噴孔からの初期燃料流噴射量を等
しくし、燃焼室における燃料噴霧の拡散が均一化されて
、燃料の微粒化が促進され、着火不良を起こしたり、排
気がス中のＨＣが増加することを防止する。

これに対して、針弁のり７１量が最大となる主噴射時は
、ノズルボディのシート面と針弁のシート面の間に画成
される流路断面積が大きくなるため、各噴孔から噴射さ
れる燃料流量は、各噴孔の開口枠の大き、さによって決
まる。したがって、各噴孔からの主燃料流噴射量はそれ
ぞれの開口枠に応じて異なり、燃焼室における燃料噴霧
の拡散が不・均一になってしまう。しかしながら、この
主噴射時は、燃料噴射圧の増大に伴って噴霧の拡散角度
が狭く、上記初期噴射で拡散した燃料噴霧の中を貫く形
態となり、初期燃料噴霧からの火炎伝播により着火遅れ
が少なく、燃焼室における噴霧形態のバラツキが燃焼性
に与える影響は小さい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

直噴式ディーゼルエンノンの燃焼室に臨んで設けられる
燃料噴射弁１は、配置上の関係からその中心線ＯＩがピ
ストン中心線０２に対して所定角度θ１だけ傾斜して取
付けられる。

ノズルボディ２には２つの噴孔３，４がその中心線０１
を挾んで両側に開口し、各噴孔３，４の中心線０．．０
４は、ピストン中心線０２に対する傾斜角度θ３．θ４
は等しく設定され、各噴孔３，４から噴射される燃料が
燃焼室に対して対称的な角度で拡がるようになっている
。

ノズルボディ２の内側には円錐状シート面５が形成され
るとともに、このシート面５に着座する針弁６には同じ
く円錐状シート面７が形成される。

ノズルボディ２のシート面５に各噴孔３，４が開口し、
各噴孔３，４は針弁６のシート面７によって直接的にＷ
ｉ蟇される。

ノズルボディ２内の燃料圧力は、図示しない燃料圧送用
ブランツヤを介してエンジンに同期した所定のタイミン
グで上昇する一方、針弁６の開弁圧を２段階に調節する
２段／Ｘルスプリングを備えて、針弁６は燃料噴射開始
初期に図示するように所定の初期リフト量りで輪方向に
変位して噴射圧の比較的に低い初期噴射を行った後に、
最大り７１１で変位して噴射圧の高い主噴射を行う構成
とする。

なお、上記２段／ズルスプリングを設ける代わりに、針
弁６の初期リフトを規制するセントラルプランノヤと、
セントラルプランノヤを燃料圧に応じて変位させる油圧
Ｗｉ構を設けることも考えられる。

本発明の要旨とするところであるが、燃料噴射弁１の中
心線０１について傾斜角度が相異する噴孔３と４では、
ノズルボディ２の内面に討する開口形状が異なり、同一
径の場合は開口周囲艮が、傾斜角度が大きい方が大きく
なり、初期リフト時の噴射量にバラツキがでる。そこで
傾斜角度が比較的に小さい一方の噴孔３の開口径ｄ、は
、他方の噴孔４の開口径ｄ、に対して所定の比率（Ｌ／
ｄ３で大きく設定され、この比率ｄ、／ｄ、は、各噴孔
３，４のシート面５に対する開口縁部３　ａｔ　４　ａ
と、これに対向する針弁６のシート面７の間にｊｌ威さ
れる環状流路断面ｆ１１８３−８４（図中斜１１ＩＳｌ
を等シくスるように設定される。

次に作用について説明する。

針弁６の９７１量を２段階とし、噴射開始初期における
燃料噴射率を低下させて着火遅れ量を少なくして、燃費
およびスモーク等を改善するとともに、続く主燃料噴射
による燃焼時間を短縮させて、ＮＯｘ排出量の低減やエ
ンノンの高効率および高出力化がはかれる。

各噴孔３，４は針弁６を着座させるシート面５に開口す
ることにより、針弁６のリフトに伴って各噴孔３，４に
導かれる燃料圧の立ち上がりが早く、上記リフト量が段
階的に高められる際にも、燃焼室における燃料の拡散が
十分に行われる。

燃料噴射開始に伴い所定の針弁６が初期す７ト量Ｌｒ変
位した初期噴射時に、各噴孔３，４のシート面５に対す
る開口縁部３　ａｔ　４　ａと、これに対向する針弁６
のシート面７の間に画成される環状流路断面積Ｓ３．Ｓ
４が噴孔３，４の面積よりも小さいため、各噴孔３，４
を通って噴射される燃料に対して、各噴孔３，４の開口
縁部３　ａｔ　４　ａに付与される抵抗が、各噴孔３，
４の円筒状内壁面に付与される抵抗より大きくなる。

このため、初期噴射時に各噴孔３，４から噴射される燃
料流量は、各噴孔３，４のシート面５に対する開口縁部
３　ａｔ　４　ａと、これに対向する針弁６のシート面
７の闇に画成される環状流路断面積Ｓ、、Ｓ４によって
決まる。

したがって、各噴孔３，４の開口縁部３ａｙ４ａと針弁
６のシート面７の間に画成される環状流路断面積Ｓ　３
．Ｓ　４を等しく設定することにより、各噴孔３，４か
らの初期燃料流噴射量を等しくし、燃焼室における燃料
噴霧の拡散が均一化されて、燃料の微粒化が促進され、
着火不良を起こしたり、排気〃ス中のＨＣが増加するこ
とを防止する。

これに対して、針弁６の９７Ｆ量が最大となる主噴射時
は、ノズルボディ２のシート面５と針弁６のシート面７
の間に画成される流路断面積が大きくなるため、各噴孔
３，４から噴射される燃料流量は、各噴孔３，４の開口
径ｄ、、ｄ、の大きさに上って決まる。したがって、各
開口径ｄ、、ｄ、の相異に基づいて、各噴孔３，４から
の主燃料流噴射量は異なり、燃焼室における燃料噴霧の
拡散が不均一になってしまう。しかしながら、この主噴
射時は、燃料噴射圧の増大に伴って噴霧の拡散角度が狭
く、高ベネトレーシ１ンをもって上記初期噴射で拡散し
た燃料噴霧の中を貫く形態となり、この初期燃料噴霧か
らの火炎伝播により着火遅れが少なく、燃焼室における
噴霧形態のバラツキが燃焼性に与える影響は小さい。

なお、この実施例ではノズルボディに開口する２個の噴
孔について説明したが、本発明は３個以上の複数の噴孔
を備える燃料噴射弁にも適用できる。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、／ズルボディと針弁に互い
に接合する円錐状シート面が形成され、／ズルボディの
シート面に開口して燃焼室に連通する複数の噴孔を備え
、初期燃料噴射時に針弁のリフト量が規制される直噴式
ディーゼルエンノンにおいて、各噴孔のノズルボディ側
シート面に対する開口１部と、初期リフト位置において
これに対向する針弁のシート面の開に画成される環状流
路断面積を等しくするように、各噴孔の開口径の比率を
任意に設定したため、燃料噴射弁が燃焼室に対して傾斜
して取付けられる場合も、初期噴射時の燃料拡散を促進
して、ＨＣ、スモークおよびＮＯｘの排出を低減すると
ともに、空ス利用率を改善してエンジンの燃費および出
力を改善できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す燃料噴射弁の断面図である
。 １・−・燃料噴射弁、２・・・／ズルボディ、３，４・
・・噴孔、５・−・シート面、６・・・針弁、７・・・
シート面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズルボディと針弁に互いに接合する円錐状シート面が
   形成され、ノズルボディのシート面に開口して燃焼室に
   連通する複数の噴孔を備え、初期燃料噴射時に針弁のリ
   フト量が規制される直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴
   射弁において、各噴孔の開口径の比率を、各噴孔のノズ
   ルボディ側シート面に対する閉口縁部と、初期リフト位
   置においてこれに対向する針弁のシート面の間に画成さ
   れる環状流路断面積を互いに等しくするように設定した
   ことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジンの燃料噴射
   弁。