JPH04295176A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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Publication number
JPH04295176A
JPH04295176A JP8481191A JP8481191A JPH04295176A JP H04295176 A JPH04295176 A JP H04295176A JP 8481191 A JP8481191 A JP 8481191A JP 8481191 A JP8481191 A JP 8481191A JP H04295176 A JPH04295176 A JP H04295176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
needle valve
nozzle
flow path
seat portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP8481191A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Iiyama
明裕 飯山
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP8481191A priority Critical patent/JPH04295176A/ja
Publication of JPH04295176A publication Critical patent/JPH04295176A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/042The valves being provided with fuel passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直噴式ディーゼルエン
ジン等に設けられる燃料噴射ノズルの改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術およびその課題】この種の燃料噴射ノズル
として、従来例えば図4に示すようなものがあった(実
開昭63−10265号公報、参照)。
【0003】これについて説明すると、針弁2の先端に
円錐形に突出するシート部21を形成する一方、ノズル
ボディ1に針弁2のシート部21を着座させる座面11
を円錐形に形成し、この座面11に複数の噴孔9を放射
状に開口させる一方、針弁2に噴孔9に対してシート部
21の基端側と先端側を結ぶ連通路3を形成して、針弁
2のリフト時に連通路3を介して針弁2の先端側からも
燃料を導いて、噴孔9に導かれる燃料の流れを円滑にす
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来装置に
あっては、連通路3に流入する燃料の流れによって、連
通路3より下流側の円錐状流路における燃料の流速分布
が不均一になり、噴孔9毎の燃料噴射量のバラツキが生
じて、燃焼室における空気利用率を低下させる可能性が
あった。
【0005】また、針弁2に導かれる燃料圧力に応じて
針弁2を段階的にリフトさせて燃料を多段噴射する燃料
噴射ノズルにおいて、図5に示すように、針弁2がプレ
リフト位置にあるときは、シート部21と座面11の間
に画成される円錐状流路7a,7bは微小隙間となるた
め、噴孔9より基端側に画成される円錐状流路7aと噴
孔9より先端側に画成される円錐状流路7bの断面積あ
るいは流路長が相異すると、座面11に対する噴孔9の
開口部における燃料流速分布が大きく偏り、噴孔9の圧
力損失を増大して燃料の微粒化を妨げたり、噴孔9内に
キャビテーションが発生する可能性があった。
【0006】本発明はこうした従来の点に着目して、各
噴孔への燃料の流れを円滑にして燃料噴射特性を改善す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、針弁の先端に
円錐形に突出するシート部を形成する一方、ノズルボデ
ィにこのシート部を着座させる座面を円錐形に形成し、
この座面に複数の噴孔を放射状に開口させる燃料噴射ノ
ズルにおいて、針弁のシート部に噴孔に対じする部位よ
り基端側に位置して環状溝を形成し、この環状溝に一端
が開口するとともに、シート部の先端に他端が開口する
連通路を形成する。
【0008】また、針弁に導かれる燃料圧力に応じて針
弁を段階的にリフトさせて燃料を多段噴射する燃料噴射
ノズルにおいて、シート部の円錐角度を座面の円錐角度
より所定の比率で大きく形成して、針弁がプレリフト位
置にあるときに、噴孔より基端側に画成される円錐状流
路と噴孔より先端側に画成される円錐状流路の断面積を
略等しく設定し、環状溝から噴孔までの流路長と、シー
ト部の先端から噴孔までの流路長とを略等しく設定する
【0009】
【作用】ポンプから送られる燃料圧力の上昇に伴って針
弁がリフトすると、燃料の一部は噴孔より基端側の円錐
状流路から各噴孔に流入し、燃料の残りの一部は環状溝
と連通路を通って噴孔より先端側の円錐状流路から各噴
孔に流入する。
【0010】この針弁のリフト時、シート部と座面の間
に画成される円錐状流路は微小隙間となり、このときシ
ート部のわずかな位置変化があったとしても、連通路の
開口部には環状溝によって環状の流路が画成されること
により、燃料の流れが均一化されて噴孔毎の燃料噴射量
のバラツキが抑えられる。また、環状溝を設けることに
よって連通路へ流入するの燃料の流れが局所的に集まる
ことが防止され、言い換えれば、環状溝より下流の基端
側円錐状流路における燃料の流れに対して、連通路に流
入する燃料流の影響を小さくして燃料の流速分布を均一
化し、噴孔毎の燃料噴射量のバラツキを抑えて燃焼室に
おける空気利用率を高められる。
【0011】また、針弁がプレリフト位置にあるときに
、噴孔より基端側に画成される円錐状流路と噴孔より先
端側に画成される円錐状流路の断面積および流路長をそ
れぞれ略等しく設定したため、各円錐状流路間の圧力差
を小さくするとともに、流路抵抗を均等にし、座面に対
する噴孔の開口部における燃料流速分布が噴孔より基端
側と先端側とで均一化される。この結果、噴孔の開口部
で付与される圧力損失を低減して燃料噴射圧を高められ
、燃料の微粒化を促し、着火遅れ期間を短縮することが
できる。さらに、座面に対する噴孔の開口部における燃
料流速分布が大きく偏ることがないため、噴孔内にキャ
ビテーションが発生することを抑制し、噴孔の内壁面が
エロージョンにより腐食することを防止できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を直噴式ディーゼルエンジンの
燃料噴射ノズルに適用した実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0013】図1において、1は中空のノズルボディ、
2はこのノズルボディ1内に収装された針弁である。針
弁2の先端には円錐形に突出するシート部21が形成さ
れる一方、ノズルボディ1には円錐形に窪む座面11が
形成される。ノズルボディ1はエンジンの燃焼室の中央
に臨んで設けられ、座面11には燃焼室に連通する複数
の噴孔9が放射状に開口する。
【0014】針弁2を座面11に押付けるリターンスプ
リング(図示せず)が設けられ、ポンプから燃料室10
に供給される燃料圧力がエンジン回転に同期して上昇す
ると、針弁2がリターンスプリングに抗して押上げられ
てシート部21が座面11から離れ、この高圧燃料が両
者の間に画成される円錐状流路7を通って各噴孔9から
燃焼室に噴出する。
【0015】針弁2はバネ荷重の異なる2つのリターン
スプリングで段階的に付勢される。すなわち、燃料室1
0に供給される燃料圧力の上昇に伴って針弁2が全閉位
置から10〜60μmの範囲で設定された所定のプレリ
フト位置に到達するまでの段階で一方のリターンスプリ
ングの付勢力が働き、プレリフト位置を過ぎてリフトす
ると他方のリターンスプリングの付勢力も働き、これに
より針弁2を段階的にリフトさせて燃料を2段噴射する
ようになっている。図1において、中心線より左側部分
は針弁2が上記プレリフト位置にある状態を示し、中心
線より右側部分は針弁2が全閉位置にある状態を示して
いる。
【0016】シート部21に噴孔9に対じする部位21
aより基端側に位置して環状溝6を形成し、この環状溝
6に一端が開口するとともに、シート部21の先端21
bに他端が開口する連通路3を形成する。
【0017】連通路3は、針弁2の中心線に直交してシ
ート部21を貫通する通孔4と、中心線と同心的に形成
される通孔5とにより構成される。通孔5は、その上端
が通孔4の途中に接続し、その下端がシート部21の先
端21bに開口し、全噴孔断面積の1/2以上の断面積
が得られる大きさの開口径で形成される。
【0018】環状溝6は通孔4の両端開口部を結んで環
状に形成される。環状溝6はシート部21に対して断面
円弧形に窪み、座面11との間に所定容積の環状流路を
画成する。
【0019】シート部21の円錐角度を座面11の円錐
角度より所定の比率で大きく形成して、針弁2がプレリ
フト位置にあるときに、噴孔9より基端側に画成される
円錐状流路7aと噴孔9より先端側に画成される円錐状
流路7bの断面積を等しくなるようにそれぞれの円錐角
度の比率を任意に設定する。
【0020】同じく、針弁2がプレリフト位置にあると
きに、噴孔9から環状溝までの流路長と、噴孔9からシ
ート部21の先端21bまでの流路長とを略等しく設定
する。すなわち、環状溝6から噴孔9までの流路長x4
−x3と、シート部21の先端21bから噴孔9までの
流路長x2−x1とが等しくなるように環状溝6の位置
を任意に設定する。なお、図1における座面11の傾斜
方向に沿った座標上でx1はシート部21の先端21b
、x2は噴孔9の開口縁部の最下部、x3は同じく噴孔
9の開口縁部の最上部、x4は環状溝6の下縁部の点で
ある。
【0021】シート部21の円錐角度を座面11の円錐
角度より大きく設定したことにより、図2に示すように
、針弁2がプレリフト位置を越えてフルリフト位置にか
けてリフトするのに伴って円錐状流路7の断面積は下方
より上方で大きくなる。
【0022】なお、針弁2の途中には図示しないガイド
部が一体形成されており、針弁2のリフト時にこのガイ
ド部がノズルボディ1に摺接することにより、シート部
21が座面11に対して同心的に案内され、両者の間に
円錐状流路7が周方向に均一な幅で画成されるようにな
っている。
【0023】次に、作用について説明する。
【0024】ポンプから燃料室10に送られる燃料は、
その圧力上昇に伴って一つのリターンスプリングを圧縮
して針弁2をプレリフトさせて少量の燃料を初期噴射し
た後、2つのリターンスプリングを圧縮しながらフルリ
フトして大量の燃料を主噴射して、着火遅れ期間中の燃
料噴射量の少ない、したがって振動や騒音の少ない安定
かつ円滑な燃焼が得られる。
【0025】ポンプから送られる燃料圧力の上昇に伴っ
て針弁2がプレリフトすると、燃料の一部は基端側の円
錐状流路7aから各噴孔9に流入し、燃料の残りの一部
は環状溝6と連通路3を通って先端側の円錐状流路7b
から各噴孔9に流入する。
【0026】針弁2のプレリフト量は10〜60μmの
範囲で設定され、このプレリフト時にシート部21と座
面11の間に画成される円錐状流路7は微小隙間となる
ため、シート部21のわずかな位置変化により燃料の流
れが乱れて噴孔9毎の燃料噴射量のバラツキにつながる
が、シート部21に連通路3が開口する環状溝6を形成
したことにより、環状溝6を介して連通路3に流入する
燃料流の影響を小さくし、この環状溝6より下流側の円
錐状流路7aにおける燃料流速分布が周方向に均一化さ
れる。この結果、噴射圧の低い初期噴射時に、噴孔9毎
の燃料噴射量のバラツキを抑えて、燃焼室における燃料
の拡散が均一化され、空気利用率を高めてスモーク等の
発生量を低減できる。
【0027】また、針弁2がプレリフト位置にあるとき
に、基端側の円錐状流路7aと先端側の円錐状流路7b
の断面積および流路長x4−x3、x2−x1をそれぞ
れ等しく設定したため、各流路7a,7b間の圧力差を
小さくするとともに、流路抵抗を均等にし、図3に示す
ように、座面11に対する噴孔9の開口部における燃料
流速分布が噴孔9より基端側と先端側とで均一化される
。この結果、噴孔9の開口部における圧力損失が低減し
て燃料噴射圧を高められ、燃料の微粒化を促して、着火
遅れ期間を短縮することができる。また、噴孔9の開口
部における燃料流速分布が大きく偏ることがないため、
噴孔9内にキャビテーションが発生することを抑制し、
噴孔9の内壁面がエロージョンにより腐食することを防
止できる。
【0028】燃料圧力の低下に伴って針弁2のシート部
21がノズルボディ1の座面11に着座した状態では、
シート部21の上縁部21cが座面11に接合して、円
錐状流路7への燃料の流入が止められる。同時に、環状
溝6と連通路3内に溜まる燃料は、シート部21により
噴孔9への連通がほぼ絶たれる。これにより、燃料の後
だれが防止され、未燃焼HCの排出量を低減するととも
に、噴孔9のまわりにカーボンが付着することを防止で
きる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、針弁の先
端に円錐形に突出するシート部を形成する一方、ノズル
ボディに針弁のシート部を着座させる座面を円錐形に形
成し、この座面に複数の噴孔を放射状に形成する燃料噴
射ノズルにおいて、針弁のシート部に噴孔に対じする部
位より基端側に位置して環状溝を形成し、この環状溝に
一端が開口するとともに、シート部の先端に他端が開口
する連通路を形成したため、噴孔毎の燃料噴射量のバラ
ツキを抑え、燃焼室における空気利用率を高めて、スモ
ーク等の発生量を低減でき、ディーゼルエンジンの低公
害化がはかれるとともに、燃費の改善がはかれる。
【0030】また、針弁に導かれる燃料圧力に応じて針
弁を段階的にリフトさせて燃料を多段噴射する燃料噴射
ノズルにおいて、針弁がプレリフト位置にあるときに、
噴孔より基端側に画成される円錐状流路と噴孔より先端
側に画成される円錐状流路の断面積および流路長をそれ
ぞれ略等しく設定したため、噴孔の圧力損失を低減して
、燃料の微粒化を促し、着火遅れ期間を短縮することが
できる。さらに、噴孔の内壁面がエロージョンにより腐
食することが防止され、燃料噴射ノズルの耐久性を高め
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す燃料噴射ノズルの縦断面
図である。
【図2】同じく流路面積の分布図である。
【図3】同じく燃料の流れ状態を示す断面図である。
【図4】従来の燃料噴射ノズルの縦断面図である。
【図5】同じく燃料の流れ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1  ノズルボディ 2  針弁 3  連通路 6  環状溝 7  円錐状流路 7a  基端側円錐状流路 7b  先端側円錐状流路 9  噴孔 11  座面 21  シート部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  針弁の先端に円錐形に突出するシート
    部を形成する一方、ノズルボディにこのシート部を着座
    させる座面を円錐形に形成し、この座面に複数の噴孔を
    放射状に開口させる燃料噴射ノズルにおいて、針弁のシ
    ート部に噴孔に対じする部位より基端側に位置して環状
    溝を形成し、この環状溝に一端が開口するとともに、シ
    ート部の先端に他端が開口する連通路を形成したことを
    特徴とする燃料噴射ノズル。
  2. 【請求項2】  針弁に導かれる燃料圧力に応じて針弁
    を段階的にリフトさせて燃料を多段噴射する燃料噴射ノ
    ズルにおいて、シート部の円錐角度を座面の円錐角度よ
    り所定の比率で大きく形成して、針弁がプレリフト位置
    にあるときに、噴孔より基端側に画成される円錐状流路
    と噴孔より先端側に画成される円錐状流路の断面積を略
    等しく設定し、環状溝から噴孔までの流路長と、シート
    部の先端から噴孔までの流路長とを略等しく設定したこ
    とを特徴とする第1項に記載の燃料噴射ノズル。
JP8481191A 1991-03-25 1991-03-25 燃料噴射ノズル Pending JPH04295176A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004027254A1 (de) * 2002-09-13 2004-04-01 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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