JPH03279668A - 燃料噴射ノズル - Google Patents
燃料噴射ノズルInfo
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- JPH03279668A JPH03279668A JP7936290A JP7936290A JPH03279668A JP H03279668 A JPH03279668 A JP H03279668A JP 7936290 A JP7936290 A JP 7936290A JP 7936290 A JP7936290 A JP 7936290A JP H03279668 A JPH03279668 A JP H03279668A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 40
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 40
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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。
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］
本発明は燃料噴射ノズルに関し、特に直噴式ディーゼル
エンジンの燃料噴射弁に使用して好適な燃料噴射ノズル
に関する。
エンジンの燃料噴射弁に使用して好適な燃料噴射ノズル
に関する。
［従来の技術］
ノズルボデーに複数の燃料噴孔を形成した多孔式燃料噴
射ノズルが直噴式ディーゼルエンジンに多用されており
、従来市販の燃料噴射ノズルではニードル弁先端面とノ
ズルボデー内周のサック面との間にサック空間を設けて
各燃料噴射孔へ供給される燃料の均圧化を図っている。
射ノズルが直噴式ディーゼルエンジンに多用されており
、従来市販の燃料噴射ノズルではニードル弁先端面とノ
ズルボデー内周のサック面との間にサック空間を設けて
各燃料噴射孔へ供給される燃料の均圧化を図っている。
ところで、上記サッタ空間はニードル弁閉鎖時にも燃料
噴孔に通じているため、サック空間に滞留した燃料が、
燃料噴射終了後に上記噴孔より流出し、流出した燃料が
燃焼室へ落下して、特に機関高回転時に未燃焼成分とし
て排出されて排気エミッション悪化の原因となる。
噴孔に通じているため、サック空間に滞留した燃料が、
燃料噴射終了後に上記噴孔より流出し、流出した燃料が
燃焼室へ落下して、特に機関高回転時に未燃焼成分とし
て排出されて排気エミッション悪化の原因となる。
サック空間の容積を小さくできれば、かかる問題は解消
するが、燃料噴孔へのスムーズな燃料供給が困難となる
。
するが、燃料噴孔へのスムーズな燃料供給が困難となる
。
ちなみに、特公昭４１−１７４８５号公報には、ニード
ル弁閉鎖時にニードル弁のシート面で燃料噴孔を閉じて
実質的にサック空間の容積を零にする燃料噴射ノズルが
提案されている。これを第４図で説明すると、ニードル
弁１の先端面１ｂは直線的な円錐シート面となっており
、一方、上記二ドル弁１先端に対向するノズルボデ−２
内周面も上記シート面１ｂに倣った直線的なシート面２
ｂとしてあって、ここにノズルボデー２を貫通する燃料
噴孔２１Ａ、２１Ｂが開口している。
ル弁閉鎖時にニードル弁のシート面で燃料噴孔を閉じて
実質的にサック空間の容積を零にする燃料噴射ノズルが
提案されている。これを第４図で説明すると、ニードル
弁１の先端面１ｂは直線的な円錐シート面となっており
、一方、上記二ドル弁１先端に対向するノズルボデ−２
内周面も上記シート面１ｂに倣った直線的なシート面２
ｂとしてあって、ここにノズルボデー２を貫通する燃料
噴孔２１Ａ、２１Ｂが開口している。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上記公報記載の燃料噴射ノズルにおいては、
ニードル弁閉鎖時に燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂがニードル
弁シート面１ｂで完全に閉じられることにより実質的に
サック空間Ｓの容積は零になるが、ニードル弁１開放作
動時にシート面１ｂ、２ｂに沿って流入した燃料流が、
特にニードル弁開度の小さい領域では燃料噴孔２１Ａ、
２１Ｂへ大きく向きを変える必要があるため燃料圧損が
大きくなる。また、複数の各燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂは
通常それぞれノズル軸線に対する角度が異なっているた
め、各噴孔２１Ａ、２１Ｂからの噴射燃料の貫通力や拡
がりにバラツキを生じ、これが燃費悪化やスモーク発生
の原因となるおそれがある。
ニードル弁閉鎖時に燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂがニードル
弁シート面１ｂで完全に閉じられることにより実質的に
サック空間Ｓの容積は零になるが、ニードル弁１開放作
動時にシート面１ｂ、２ｂに沿って流入した燃料流が、
特にニードル弁開度の小さい領域では燃料噴孔２１Ａ、
２１Ｂへ大きく向きを変える必要があるため燃料圧損が
大きくなる。また、複数の各燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂは
通常それぞれノズル軸線に対する角度が異なっているた
め、各噴孔２１Ａ、２１Ｂからの噴射燃料の貫通力や拡
がりにバラツキを生じ、これが燃費悪化やスモーク発生
の原因となるおそれがある。
本発明はかかる課題を解決するもので、サック空間の容
積を大幅に低減できるとともに燃料噴孔へのスムーズな
燃料流入を確保できる燃料噴射ノズルを提供することを
目的とする。
積を大幅に低減できるとともに燃料噴孔へのスムーズな
燃料流入を確保できる燃料噴射ノズルを提供することを
目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の詳細な説明すると、ニードル弁１の先端面１ａ
とノズルボデ−２内周のサック面２ａとの間にサック空
間Ｓを形成し、該サック空間Ｓにノズルボデー２の燃料
噴孔２１Ａ、２１Ｂを連通せしめた燃料噴射ノズルは、
上記サック面２ａを球面となすとともに上記ニードル弁
先端面１ａを上記サック面２ａと略同径の球面となし、
ニードル弁閉鎖位置で上記サック面２ａおよびニードル
弁先端面１ａの一方の球面の中心Ｏが他方の球面の球体
Ｖ内に存在するように上記サック面２ａとニードル弁先
端面１ａの相対位置を設定したものである。
とノズルボデ−２内周のサック面２ａとの間にサック空
間Ｓを形成し、該サック空間Ｓにノズルボデー２の燃料
噴孔２１Ａ、２１Ｂを連通せしめた燃料噴射ノズルは、
上記サック面２ａを球面となすとともに上記ニードル弁
先端面１ａを上記サック面２ａと略同径の球面となし、
ニードル弁閉鎖位置で上記サック面２ａおよびニードル
弁先端面１ａの一方の球面の中心Ｏが他方の球面の球体
Ｖ内に存在するように上記サック面２ａとニードル弁先
端面１ａの相対位置を設定したものである。
［作用］
上記構成の燃料噴射ノズルにおいては、ニードル弁先端
面１ａとノズルボデーサック面２ａとの間に形成される
サック空間Ｓの容積が従来市販のものに比して大幅に低
減されるとともに、燃料流が剥離等を生じることなく球
面に沿って滑らかに流れて燃料噴孔２ＬＡ、２１Ｂに流
入するため、圧力損失は少なく、十分な貫通力と拡散力
を有する燃料噴流が得られる。
面１ａとノズルボデーサック面２ａとの間に形成される
サック空間Ｓの容積が従来市販のものに比して大幅に低
減されるとともに、燃料流が剥離等を生じることなく球
面に沿って滑らかに流れて燃料噴孔２ＬＡ、２１Ｂに流
入するため、圧力損失は少なく、十分な貫通力と拡散力
を有する燃料噴流が得られる。
また、ニードル弁１の上昇開放に伴いサック空間Ｓの容
積は急速に増大するから、燃料圧は十分に均一化され、
各燃料噴孔２ｌ−Ａ２２１Ｂからの噴射燃料貫通力等の
バラツキも解消される。
積は急速に増大するから、燃料圧は十分に均一化され、
各燃料噴孔２ｌ−Ａ２２１Ｂからの噴射燃料貫通力等の
バラツキも解消される。
［第１実施例］
第１図には燃料噴射弁先端の燃料噴射ノズルを示し、厚
肉のノズルボデー２は先端（下方）内方へ向けてテーパ
状に薄肉となり、さらに先端部で円弧状に先端方向へ膨
出している。ノズルボデ２の先端内周面は上半部が、直
線的に傾斜する夾角αのシート面２ｂとなっている。そ
して、その下端には上記角度αよりも小さい夾角βで直
線的に傾斜する側壁サック面２２ａが形成され、側壁サ
ック面２２ａの先端にはこれに滑らかに連続して球面状
の頂壁サック面２１ａが形成されて、これら各面２１ａ
、２２ａによりサック面２ａが構成されている。
肉のノズルボデー２は先端（下方）内方へ向けてテーパ
状に薄肉となり、さらに先端部で円弧状に先端方向へ膨
出している。ノズルボデ２の先端内周面は上半部が、直
線的に傾斜する夾角αのシート面２ｂとなっている。そ
して、その下端には上記角度αよりも小さい夾角βで直
線的に傾斜する側壁サック面２２ａが形成され、側壁サ
ック面２２ａの先端にはこれに滑らかに連続して球面状
の頂壁サック面２１ａが形成されて、これら各面２１ａ
、２２ａによりサック面２ａが構成されている。
上記側壁サック面２１ａと頂壁サック面２２ａの境界部
にはノズルボデー２を貫通して燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂ
が形成され、これら噴孔２ＬＡ、２１Ｂはノズル軸に対
して異なる角度で形成されている。
にはノズルボデー２を貫通して燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂ
が形成され、これら噴孔２ＬＡ、２１Ｂはノズル軸に対
して異なる角度で形成されている。
一方、ノズルボデー２内で上下動可能に配設されなニー
ドル弁１は、先端部周壁がノズルボデー２のシート面２
ｂに沿って直線的に傾斜するシト面１ｂとなり、その先
端面１ａは上記頂壁サック面２１ａとほぼ同径の球面と
なっている。
ドル弁１は、先端部周壁がノズルボデー２のシート面２
ｂに沿って直線的に傾斜するシト面１ｂとなり、その先
端面１ａは上記頂壁サック面２１ａとほぼ同径の球面と
なっている。
そして、ニードル弁１のシート面１ｂがノズルボデー２
のシート面２ｂに密接した図示のニードル弁閉鎖状態で
、上記ニードル弁先端面１ａの球面中心Ｏは頂壁サック
面２１ａの球面の球体■内に位置し、これらニードル弁
先端面１ａとサック面２ａとの間にサック空間Ｓが形成
されている。
のシート面２ｂに密接した図示のニードル弁閉鎖状態で
、上記ニードル弁先端面１ａの球面中心Ｏは頂壁サック
面２１ａの球面の球体■内に位置し、これらニードル弁
先端面１ａとサック面２ａとの間にサック空間Ｓが形成
されている。
上記構造の燃料噴射ノズルによれば、二一ドル弁閉鎖状
態におけるサック空間Ｓの容積は、角度α、βの関係に
おいて、α−６０°として第２図に示ず如く、βを０°
より６０°まで変化せしめるとβを大きくするにつれて
減少し、βを１０°以上にすると従来を１００％として
５０％以下にすることができる。この結果、噴射終了後
にサック空間Ｓより燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂを経て流出
する燃料量は大幅に減少し、特に機関高速回転時の排気
エミッションの悪化が防止される。
態におけるサック空間Ｓの容積は、角度α、βの関係に
おいて、α−６０°として第２図に示ず如く、βを０°
より６０°まで変化せしめるとβを大きくするにつれて
減少し、βを１０°以上にすると従来を１００％として
５０％以下にすることができる。この結果、噴射終了後
にサック空間Ｓより燃料噴孔２１Ａ、２１Ｂを経て流出
する燃料量は大幅に減少し、特に機関高速回転時の排気
エミッションの悪化が防止される。
またβを大きくするにつれ、第２図に併記したように、
噴孔出口部の平均燃料流速比は低下し、α−βとなる前
記第４図の前記公報記載ノズルでは１２％程度も低下す
る。この平均燃料流速比は噴射燃料の貫通力および拡散
力に関係する値であり、上記βを５０°以下にすると上
記流速比の低下は約８％以下に抑えることができる。し
かして、発明者等の他の実験例も考慮すると、結局α、
βの関係は１０°〈α−βく５０°の範囲とするのが良
い。
噴孔出口部の平均燃料流速比は低下し、α−βとなる前
記第４図の前記公報記載ノズルでは１２％程度も低下す
る。この平均燃料流速比は噴射燃料の貫通力および拡散
力に関係する値であり、上記βを５０°以下にすると上
記流速比の低下は約８％以下に抑えることができる。し
かして、発明者等の他の実験例も考慮すると、結局α、
βの関係は１０°〈α−βく５０°の範囲とするのが良
い。
［第２実施例］
第３図において、サック面２ａは、側壁サック面２２ａ
（第１図）が形成されず、球状の頂壁サック面２１ａの
みである。夾角βはサック面２ａがニードル先端面１ａ
に接する部分の接線間の角度である。
（第１図）が形成されず、球状の頂壁サック面２１ａの
みである。夾角βはサック面２ａがニードル先端面１ａ
に接する部分の接線間の角度である。
かかる構造によっても上記第１実施例と同様の効果があ
る。
る。
なお、上記実施例においては、サック面の球面球体内に
ニードル弁先端面の球面中心を位置せしめたが、サック
面の球面中心をニードル弁先端面の球面球体内に位置せ
しめても実質的に同構造となる。
ニードル弁先端面の球面中心を位置せしめたが、サック
面の球面中心をニードル弁先端面の球面球体内に位置せ
しめても実質的に同構造となる。
［発明の効果］
以上の如く、本発明の燃料噴射ノズルによれば、サック
空間の容積を大幅に低減できるから、噴射終了後の燃料
残分が燃焼室内に流入して未燃焼成分を生じ、排気エミ
ッションを悪化せしめるという問題は生じない。
空間の容積を大幅に低減できるから、噴射終了後の燃料
残分が燃焼室内に流入して未燃焼成分を生じ、排気エミ
ッションを悪化せしめるという問題は生じない。
また、サック空間を小さくしても燃料噴孔へ供給される
燃料圧損は小さく抑えられるから、十分な貫通力と拡散
力を有する燃料噴流が得られる。
燃料圧損は小さく抑えられるから、十分な貫通力と拡散
力を有する燃料噴流が得られる。
さらに、ニードル弁の開放に伴いサック空間は急速に増
大するから、このサック空間にて燃料圧は良好に均一化
され、複数の燃料噴孔に同圧の燃料が供給されて−様な
燃料噴流となる。
大するから、このサック空間にて燃料圧は良好に均一化
され、複数の燃料噴孔に同圧の燃料が供給されて−様な
燃料噴流となる。
第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は燃料噴射ノズルの縦断面図、第２図は平均燃料流速
比およびサック空間容積比の夾角依存特性を示す図、第
３図は本発明の第２実施例を示す燃料噴射ノズルの縦断
面図、第４図は従来例を示す燃料噴射ノズルの縦断面図
である。 １・・・ニードル弁 １ａ・・・先端面 １ｂ・・・シール面 ２・・・ノズルボデ ２ａ・・・サック面 ２１ａ・・・頂壁サック面 ２２ａ・・・側壁サック面 ２ｂ・・・シール面 ２１Ａ、２１Ｂ・ ０・・・球面中心 Ｓ・・・サック空間 ■・・・球体 燃料噴孔 ０ 第２図 第３図 第４図
図は燃料噴射ノズルの縦断面図、第２図は平均燃料流速
比およびサック空間容積比の夾角依存特性を示す図、第
３図は本発明の第２実施例を示す燃料噴射ノズルの縦断
面図、第４図は従来例を示す燃料噴射ノズルの縦断面図
である。 １・・・ニードル弁 １ａ・・・先端面 １ｂ・・・シール面 ２・・・ノズルボデ ２ａ・・・サック面 ２１ａ・・・頂壁サック面 ２２ａ・・・側壁サック面 ２ｂ・・・シール面 ２１Ａ、２１Ｂ・ ０・・・球面中心 Ｓ・・・サック空間 ■・・・球体 燃料噴孔 ０ 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- ニードル弁先端面とノズルボデー内周のサック面との間
にサック空間を形成し、該サック空間にノズルボデーの
燃料噴孔を連通せしめた燃料噴射ノズルにおいて、上記
サック面を球面となすとともに上記ニードル弁先端面を
上記サック面と略同径の球面となし、ニードル弁閉鎖位
置で上記サック面およびニードル弁先端面の一方の球面
の中心が他方の球面の球体内に存在するように上記サッ
ク面とニードル弁の相対位置を設定したことを特徴とす
る燃料噴射ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079362A JP2541338B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079362A JP2541338B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 燃料噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279668A true JPH03279668A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2541338B2 JP2541338B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=13687776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2079362A Expired - Lifetime JP2541338B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541338B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0725272U (ja) * | 1993-10-05 | 1995-05-12 | 日野自動車工業株式会社 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズル |
| KR100450916B1 (ko) * | 1995-07-25 | 2004-12-23 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료분사밸브 |
| JP2010255620A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Man Diesel Se | 燃焼機関のための燃料噴射ノズル |
| WO2017099714A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | Cummins Inc. | Spherical sac within fuel injector nozzle |
| EP2724015B1 (en) * | 2011-06-24 | 2021-05-12 | Ttwiin, Llc | Directly-actuated piezoelectric fuel injector with variable flow control |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014194198A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射ノズル |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4275844A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-30 | Caterpillar Tractor Co. | Fuel injection nozzle |
| JPS5982574A (ja) * | 1982-10-30 | 1984-05-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射弁 |
| JPS61126079U (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-07 | ||
| JPH03117674A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-20 | Hino Motors Ltd | 燃料噴射装置 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2079362A patent/JP2541338B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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| WO2017099714A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | Cummins Inc. | Spherical sac within fuel injector nozzle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2541338B2 (ja) | 1996-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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