JPH04109475U - 内燃機関の燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル中心軸を燃焼室中心線に対して所定角
度に傾けて取り付けた状態で、各噴孔からの噴霧が燃焼
室の同じ高さ位置に当たるように、各噴孔のノズル中心
軸に対する噴射角度をそれぞれに設定した内燃機関の燃
料噴射ノズルにおいて、各噴孔間での噴射角度の違いに
よる噴射量のバラツキを小さくする。 【構成】 ノズル１先端のサックホール５内の中央部に
ノズル芯弁６先端またはサックホール５底部から突き出
す柱状の凸部７を設け、凸部７によって噴射角度の鋭角
な噴孔３ａへも燃料がスムーズに流れるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は内燃機関の燃料噴射ノズルの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する噴射ノズルとして、ホールノズルがよく使 用される（実開昭６３ー１４７５５９号公報、実開昭６３ー１５４７６８号公報 など）。

【０００３】 このような噴射ノズルとして図３で示すように、レイアウトの制約からノズル １の中心軸ｌを燃焼室２の中心線ｍに対して所定角度（１０〜２０度）に傾けて 取り付けた状態で、各噴孔３ａ〜３ｃ（ノズル１は全体として６コの噴孔をもつ が、図に表れない裏側の３コの噴孔について噴孔３ａ〜３ｃが代表する）からの 噴霧が燃焼室２の同じ位置（インピンジ高さ）に当たるように、各噴孔３ａ〜３ ｃのノズル中心軸ｌに対する噴射角度をα〜γとそれぞれに設定したものが知ら れている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような従来例では各噴孔３ａ〜３ｃの噴射量が図４で示すよう に噴射角度の鋭角な噴孔３ａでほかの鈍角は噴孔３ｂ、３ｃに較べて少なくなる 傾向がある。そのため、噴孔３ａの径を他のものよりも大きくする方法が試みら れているが、孔径が大きくなると噴霧の粒径も大きくなり、燃焼に差が出る等の 問題点があった。

【０００５】 そこで、この考案はこのような問題点を解決するため、以下に述べる研究結果 に基づいてなされたものである。

【０００６】 図５は燃料噴射時におけるノズル先端の燃料溜まり（サックホール）内での燃 料の流れを説明する解析図で、シート４からサックホール５に供給される燃料は 概ねサックホール５の内周に沿う流れａと、サックホール５の中央に集まってホ ール５の球面底壁を迂回する流れｃに二分される。

【０００７】 噴射角度の鈍角な噴孔３ｂ（または３ｃ）の場合、流れａは渦ｂの影響でホー ル５中央にいったん回り込むが、シート４と噴孔３ｂとの距離ｘが長いので、再 びホール５内周に近付いて噴孔３ｂに流入し、また流れｃはホール５中央から底 壁に沿って上昇するが、底壁と噴孔３ｂとの距離ｙ短いので、渦を作ることなく 噴孔３ｂに流入する。

【０００８】 これに対して噴射角度の鋭角な噴孔３ａの場合、流れａはシート４と噴孔３ａ との距離ｘが短く、渦ｂの影響で大きく回り込んだまま噴孔３ａに流入し、また 流れｃも底壁と噴孔３ａとの距離ｙが長いので、渦ｄを作りながら噴孔３ａに回 り込む。そして、両方の流れａとｃは噴孔３ａの入り口付近でぶつかり合い、流 れの乱れによって噴孔３ａへの流入が阻害される。

【０００９】 つまり、噴孔３ａの噴射量が相対的に低下するのは流れの乱れなどに大きく影 響されるからであり、したがってこれらを抑制して、流れａ、ｃが噴孔３ａへも スムーズに流入するようにしてあげれば、噴射量の均一化が可能であろうと考え られる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

そのため、この考案はノズル中心軸を燃焼室中心線に対して所定角度に傾けて 取り付けた状態で、各噴孔からの噴霧が燃焼室の同じ高さ位置に当たるように、 各噴孔のノズル中心軸に対する噴射角度をそれぞれに設定した内燃機関の燃料噴 射ノズルにおいて、ノズル先端の燃料溜まり内の中央部にノズル芯弁先端または 燃料溜まり底部から突き出す柱状の凸部を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】 燃料溜まり内での燃料は柱状の凸部によって燃料溜まり中央に大きく回り込も うとする流れが規制され、したがって渦の発生が減少するので、噴孔の入口付近 で上側からの流れと下側からの流れがぶつかあり合う割合も少なくなる。その結 果、噴射角度の鋭角な噴孔への流入量が従来よりも増加、つまり各噴孔間の噴射 量のバラツキを少なくできる。

【００１２】

【実施例】

図１はノズル１先端の燃料溜まり５（サックホール）の断面図であり、各噴孔 ３ａ、３ｂ（ノズル１は全体として４コの噴孔を備えるが、図示省略の噴孔につ いては噴孔３ｂが代表する）はノズル中心軸ｌを燃焼室中心線（図示せず）に対 して所定角度に傾けて取り付けた状態で、各噴霧が燃焼室の同じ高さ位置（イン ピンジ高さ）に当たるように、噴射角度（噴孔のノズル中心軸に対する交差角） をα、βとそれぞれに設定される。なお、各噴孔３ａ、３ｂは全て同径のストレ ートな通路として穴あけ加工することにより作られる。

【００１３】 そして、ノズル芯弁６（針弁）先端にはこれと同軸上でサックホール５中央部 に突き出す柱状の凸部７が一体的に形成される。なお、凸部７は図２で示すよう にサックホール５底部からノズル芯弁６先端に向けて突き出すようにしてもよい が、いずれにしてもノズル芯弁６のシート４への着座時に凸部７先端がサックホ ール５底部またはノズル芯弁６先端と干渉しない範囲でできるだけ長く設定する ものとする。

【００１４】 このように構成すると、燃料噴射時にシート４からサックホール５に供給され る燃料は従来と同じく流れａとｃに分かれながら噴孔３ａ、３ｂへと流入するが 、この場合サックホール中央部に突き出す柱状の凸部７がホール中央に大きく回 り込もうとする流れｃを規制するので、流れｃはホール５底部を浅く迂回しなが ら渦を作ることなく噴孔３ａ、３ｂに流入し、また流れａはその影響でホール５ 内周に寄せられ渦ｂを減衰しながら噴孔３ａ、３ｂに流入する。したがって、噴 孔３ａ、３ｂの入口付近で上側からの流れａと下側からの流れｃがぶつかり合う 割合も減少するので、噴射角度の鋭角な噴孔３ａへの流入量は従来よりも増加、 つまり各噴孔３ａ、３ｂ間の噴射量のバラツキを少なくできる。

【００１５】 なお、各噴孔３ａ、３ｂについてはあくまで孔径の同じストレートな通路とし たので、一部噴孔の噴射量を増やすために孔径を大きくする場合のように噴霧の 粒径が大きくなるという不具合も生じない。

【００１６】

【考案の効果】

以上要するにこの考案によれば、ノズル中心軸を燃焼室中心線に対して所定角 度に傾けて取り付けた状態で、各噴孔からの噴霧が燃焼室の同じ高さ位置に当た るように、各噴孔のノズル中心軸に対する噴射角度をそれぞれに設定した内燃機 関の燃料噴射ノズルにおいて、ノズル先端の燃料溜まり内の中央部にノズル芯弁 先端または燃料溜まり底部から突き出す柱状の凸部を設けたので、凸部の果たす 一種の整流作用により燃料溜まり内における燃料の各噴孔への流入がスムーズに なり、噴孔間の噴射量のバラツキを少なくできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示すノズル先端の断面図で
ある。

【図２】同じく他の実施例を示すノズル先端の断面図で
ある。

【図３】この考案の技術的背景を説明する燃料噴射ノズ
ルの取り付け状態図である。

【図４】同じく噴射角度と噴射量の関係を示す特性図で
ある。

【図５】同じく燃料溜まり内の燃料の流れを説明する解
析図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ノズル ３ａ、３ｂ 噴孔 ５ サックホール ７ 柱状凸部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル中心軸を燃焼室中心線に対して所
   定角度に傾けて取り付けた状態で、各噴孔からの噴霧が
   燃焼室の同じ高さ位置に当たるように、各噴孔のノズル
   中心軸に対する噴射角度をそれぞれに設定した内燃機関
   の燃料噴射ノズルにおいて、ノズル先端の燃料溜まり内
   の中央部にノズル芯弁先端または燃料溜まり底部から突
   き出す柱状の凸部を設けたことを特徴とする内燃機関の
   燃料噴射ノズル。