JPH05231267A - Fuel injection nozzle and manufacture thereof - Google Patents

Fuel injection nozzle and manufacture thereof

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JPH05231267A
JPH05231267A JP4069891A JP6989192A JPH05231267A JP H05231267 A JPH05231267 A JP H05231267A JP 4069891 A JP4069891 A JP 4069891A JP 6989192 A JP6989192 A JP 6989192A JP H05231267 A JPH05231267 A JP H05231267A
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JP
Japan
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nozzle
shape
injection hole
fuel
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP4069891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Shogo Suzuki
省伍 鈴木
Hidenori Kita
英紀 北
Yoshio Sekiyama
惠夫 関山
Masahiro Yukioka
雅洋 行岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a fuel injection nozzle which reduces the generation of smoke and manufacture thereof by setting a ratio between the length of the linear part and the sectional size of a sectional shape to a proper value and increasing penetration. CONSTITUTION:In the injection nozzle 23 of a nozzle tip 22, a ratio L/D between the length L of the linear part in a longitudinal direction of the injection nozzle 23 and the diameter D of a sectional shape is set to a value within a range of 2-4. Further, since a peripheral edge part 17 on the injection nozzle inlet side is formed in a curve shape, penetration of fuel is increased, mixture of fuel and air is promoted, and the generation of smoke is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、燃焼室に燃料を噴孔
より噴射する燃料噴射ノズル及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection nozzle for injecting fuel into a combustion chamber through injection holes and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、セラミック粒子等を含むセラミッ
ク材料で噴射ノズルの先端チップ等を製作する成形方法
として、射出成形法、又はワックス中子を使用してスリ
ップキャスティングで成形した後、ワックス中子を加熱
溶出する方法は知られている。また、噴孔の内面側に燃
料の流れの抵抗を低減するためアール(R:曲率半径;
radius of curvature)或いはテー
パを付けることは一般に知られている(例えば、実開昭
63−156463号公報)。また、サックレスタイプ
ノズルについて、燃料の噴孔近傍での先端からの回り込
みが噴霧の乱れを誘発することが報告されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a molding method for manufacturing a tip of an injection nozzle or the like using a ceramic material containing ceramic particles, an injection molding method or a wax core is used, and then a wax core is used. A method of elution by heating is known. Further, in order to reduce the resistance of the fuel flow to the inner surface side of the injection hole, R (R: radius of curvature;
Radius of curvature or tapering is generally known (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-156463). Further, it has been reported that, in the suckless type nozzle, the wraparound of the fuel near the nozzle hole induces the turbulence of the spray.

【0003】また、実開昭60−49262号公報に
は、ディーゼル機関用燃料噴射弁が開示されている。該
ディーゼル機関用燃料噴射弁は、弁本体に形成されたシ
ート面に着座し且つ燃料油圧によってリフトする針弁
と、弁本体のシート面の位置に形成された噴孔とを有
し、噴孔のシート面に開口する入口側開口部の縁部を切
除して拡開部を形成したものである。
Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-49262 discloses a fuel injection valve for a diesel engine. The fuel injection valve for a diesel engine has a needle valve seated on a seat surface formed in the valve body and lifted by fuel oil pressure, and an injection hole formed at a position of the seat surface of the valve body. The edge portion of the opening on the inlet side that opens to the seat surface is cut to form a widened portion.

【0004】また、実開昭60−75683号公報に
は、燃料噴射ノズルが開示されている。該燃料噴射ノズ
ルは、複数の噴孔を円周方向に分離すると共に、多段に
配置したものである。
Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-75683 discloses a fuel injection nozzle. The fuel injection nozzle has a plurality of injection holes separated in the circumferential direction and arranged in multiple stages.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報に開示されている燃料噴射ノズルの噴孔の内面をテ
ーパに形成したものについては、スモーク発生を抑制す
るために、正確且つ精密な形状を規定したものではな
い。しかも、燃料噴射ノズルの噴孔について、噴孔内面
にテーパを付けた形状に形成する場合に、ドリル加工、
レーザ加工或いは放電加工等の加工方法では、正確なテ
ーパを加工することは極めて困難なことであり、製造コ
ストが高価になり、実用上好ましくないものであった。
However, in the fuel injection nozzles disclosed in the above-mentioned publications, in which the inner surface of the injection hole is tapered, an accurate and precise shape is required in order to suppress smoke generation. Not specified. Moreover, when the injection hole of the fuel injection nozzle is formed in a tapered shape on the inner surface of the injection hole, drilling,
With a machining method such as laser machining or electric discharge machining, it is extremely difficult to machine an accurate taper, and the manufacturing cost becomes high, which is not preferable in practice.

【0006】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、噴孔の断面形状として長方形又は
円形に形成すると共に、噴孔入口側周縁部にテーパを形
成し、噴孔の短径又は径Dと噴孔の長手方向直線部の長
さLとを適正化した噴孔形状に形成することによって、
燃料のペネトレーションを大きくし、燃料と空気との混
合を促進してスモークの発生を低減する燃料噴射ノズル
及びその製造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the injection hole is formed to have a rectangular or circular cross-sectional shape and a taper is formed on the peripheral edge portion on the injection hole inlet side. By forming the minor diameter or diameter D and the length L of the straight portion in the longitudinal direction of the injection hole into an optimized injection hole shape,
It is an object of the present invention to provide a fuel injection nozzle that increases fuel penetration, promotes mixing of fuel and air, and reduces smoke generation, and a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、燃料流路及び針弁が挿入される穴部を有す
るノズル本体と該ノズル本体と一体構造に接合し且つ噴
孔を形成したノズルチップとから成る燃料噴射ノズルに
おいて、前記噴孔の断面形状を長方形又は円形に形成
し、且つ噴孔入口側周縁部をアール又はテーパに形成
し、前記噴孔の直線部の長さLと前記長方形の短径又は
前記円形の直径Dとの関係をL/D>2〜4に設定した
ことを特徴とする燃料噴射ノズルに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention relates to a fuel injection nozzle comprising a nozzle body having a hole through which a fuel flow path and a needle valve are inserted, and a nozzle tip which is integrally formed with the nozzle body and has a nozzle hole formed therein. Relationship between the length L of the straight portion of the injection hole and the minor diameter of the rectangle or the diameter D of the circle, the cross-sectional shape of which is rectangular or circular, and the peripheral edge of the injection hole inlet side is rounded or tapered. Is set to L / D> 2-4.

【0008】また、この燃料噴射ノズルにおいて、前記
噴孔の少なくとも周囲部分はセラミックスで構成されて
いるものである。
In this fuel injection nozzle, at least the peripheral portion of the injection hole is made of ceramics.

【0009】或いは、この発明は、セラミック粉末に水
及びバインダーを加えて混合し、スラリーを作る工程、
焼成後の形状が噴孔入口側周縁部にアール又はテーパを
形成すると共に、噴孔の直線部の長さLと前記長方形の
短径又は前記円形の直径Dとの関係をL/D>2〜4に
設定した噴孔形状に対応する形状を有する噴孔形成用ピ
ン及び前記アールの外面を有するケイ素ゴム部材を、多
孔質型と金型とを組み合わせた鋳込型のキャビティに配
置する工程、前記スラリーを前記キャビティに注入して
吸水固化させ、成形体を製作する工程、前記鋳込型から
前記噴孔形成用ピンを抜き取り、前記成形体を脱型乾燥
する工程、及び前記成形体を加熱して前記ケイ素ゴムを
除去し、前記前記ケイ素ゴムの形状を転写した焼成体を
製作する工程を有する燃料噴射ノズルの製造方法に関す
る。
Alternatively, the present invention comprises a step of adding water and a binder to a ceramic powder and mixing them to prepare a slurry,
The shape after firing forms a radius or taper on the peripheral portion on the inlet side of the injection hole, and the relationship between the length L of the straight portion of the injection hole and the minor diameter of the rectangle or the diameter D of the circle is L / D> 2. A step of arranging the injection hole forming pin having a shape corresponding to the injection hole shape set to 4 to 4 and the silicon rubber member having the outer surface of the radius in the cavity of the casting mold in which the porous mold and the mold are combined. A step of manufacturing the molded body by injecting the slurry into the cavity to solidify by water absorption, a step of extracting the injection hole forming pin from the casting mold, and removing the molded body from the mold, and drying the molded body. The present invention relates to a method for manufacturing a fuel injection nozzle, which includes a step of heating to remove the silicon rubber and manufacturing a fired body in which the shape of the silicon rubber is transferred.

【0010】[0010]

【作用】この発明による燃料噴射ノズル及びその製造方
法は、上記のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この発明は、噴孔の断面形状を長方形又は円
形に形成し、且つ噴孔入口側周縁部をアール又はテーパ
に形成し、前記噴孔の長さLと前記長方形の短径又は前
記円形の直径Dとの関係をL/D>2〜4に設定したの
で、燃料のペネトレーションを大きくすることができ、
燃料と空気との混合を促進してスモークの発生を低減で
きる。
The fuel injection nozzle and the method for manufacturing the same according to the present invention are configured as described above and operate as follows. That is, according to the present invention, the cross-sectional shape of the injection hole is formed into a rectangular shape or a circular shape, and the peripheral portion of the injection hole inlet side is formed into a rounded shape or a taper shape, and the length L of the injection hole and the short diameter of the rectangular shape or the circular shape. Since the relationship with the diameter D of L / D> 2-4 was set, the fuel penetration can be increased,
Smoke generation can be reduced by promoting the mixing of fuel and air.

【0011】また、この発明は、上記の製造工程によっ
て、鋳込型のキャビティに噴孔形成用ピン及びケイ素ゴ
ム部材を配置するだけで、噴孔入口側周縁部にアールR
又はテーパを形成することができ、且つ前記噴孔の長さ
Lと前記長方形の短径又は前記円形の直径Dとの関係を
L/D>2〜4の形状に容易に且つ正確に形成すること
ができ、製造コストを低減すると共に、実用価値を大幅
に向上させることができる。
Further, according to the present invention, by simply arranging the injection hole forming pin and the silicon rubber member in the casting mold cavity by the above manufacturing process, the radius R is formed on the peripheral portion of the injection hole inlet side.
Alternatively, a taper can be formed, and the relationship between the length L of the injection hole and the short diameter of the rectangle or the diameter D of the circle can be easily and accurately formed into a shape of L / D> 2-4. Therefore, the manufacturing cost can be reduced, and the practical value can be significantly improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による燃料
噴射ノズル及びその製造方法の実施例を説明する。図1
はこの発明による燃料噴射ノズルの一実施例の要部を示
す断面図である。
Embodiments of the fuel injection nozzle and the method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a sectional view showing a main part of an embodiment of a fuel injection nozzle according to the present invention.

【0013】この発明による燃料噴射ノズルは、燃焼室
に燃料を噴射するものであり、燃料流路及び針弁が挿入
される穴部を有するノズル本体31と、該ノズル本体3
1と一体構造に接合し且つ噴孔23を形成した先端部即
ちノズルチップ22とから構成されている。この燃料噴
射ノズルにおいて、ノズル本体31はSCM材等の金属
材料で製作されており、該ノズル本体31とノズルチッ
プ22とは接合部29で接合されている。このノズルチ
ップ22には、複数個の噴孔23から成る多噴孔に形成
することができるが、この実施例では説明を分かり易く
するため、2個の噴孔23のみを図示している。
The fuel injection nozzle according to the present invention is for injecting fuel into a combustion chamber, and has a nozzle body 31 having a hole for inserting a fuel flow path and a needle valve, and the nozzle body 3.
1 and the nozzle tip 22, which is integrally formed and has a nozzle hole 23 formed therein. In this fuel injection nozzle, the nozzle body 31 is made of a metal material such as an SCM material, and the nozzle body 31 and the nozzle tip 22 are joined at a joining portion 29. The nozzle tip 22 can be formed as a multi-injection hole consisting of a plurality of injection holes 23, but in this embodiment, only two injection holes 23 are shown for the sake of easy understanding of the description.

【0014】ノズルチップ22は、耐熱性に富んだ高温
高強度のジルコニアZrO2 等のセラミックスで作製さ
れている。ノズルチップ22は、外面26側が燃焼室に
晒される面となる。図2に示すように、燃料噴射ノズル
のノズルチップ22に形成した噴孔23は、断面形状が
長方形又は円形の直線部即ちストレート状部分21で構
成されている。また、噴孔23の内面25の噴孔入口側
周縁部17にはアールR又はテーパTが形成されてい
る。この燃料噴射ノズルでは、噴孔23の長さをLとし
且つ断面長方形の短径又は円形の直径の長さをDとする
と、L/D>2〜4に設定されていることである。
The nozzle tip 22 is made of ceramics such as zirconia ZrO 2 having high heat resistance and high temperature. The outer surface 26 side of the nozzle tip 22 is a surface exposed to the combustion chamber. As shown in FIG. 2, the injection hole 23 formed in the nozzle tip 22 of the fuel injection nozzle is composed of a straight or straight portion 21 having a rectangular or circular cross section. Further, a radius R or a taper T is formed on the peripheral edge portion 17 of the inner surface 25 of the injection hole 23 on the injection hole inlet side. In this fuel injection nozzle, when the length of the injection hole 23 is L and the length of the short diameter of the rectangular section or the diameter of the circular shape is D, L / D> 2 to 4 is set.

【0015】この燃料噴射ノズルについては、針弁の開
放で燃料噴射ポンプから供給された燃料を噴孔23を通
じて噴射させる時、この噴孔入口側周縁部17のアール
R又はテーパTと噴孔23の径に対する長手方向直線部
の長さの上記関係によって、燃料のペネトレーションが
大きくなり、噴孔23から噴射された燃料と空気との混
合が促進される。従って、燃料と空気との混合が良好に
なり、良好な燃焼状態を確保でき、スモークの発生を低
減できる。
In this fuel injection nozzle, when the fuel supplied from the fuel injection pump is injected through the injection hole 23 by opening the needle valve, the radius R or taper T of the injection hole inlet side peripheral edge portion 17 and the injection hole 23. Due to the above relationship of the length of the straight portion in the longitudinal direction with respect to the diameter of the fuel, the penetration of the fuel is increased, and the mixing of the fuel injected from the injection hole 23 and the air is promoted. Therefore, the mixture of fuel and air becomes good, a good combustion state can be secured, and the generation of smoke can be reduced.

【0016】この燃料噴射ノズルについて、噴孔23の
噴孔入口側周縁部17のアールR又はテーパTを付ける
と共に、ノズルチップ22の肉厚を1mm、噴孔23の
断面形状として長方形の寸法0.15×0.35mmを
用いて長手方向直線部の長さLを種々に変更、即ちテー
パTのサイズを変更して試験した結果、図2のグラフに
示すような試験結果を得た。図2において、横軸に長方
形の短径D(0.15mm)と噴孔23の直線部の長さ
Lとの関係L/Dを示し、縦軸にペネトレーション(m
m)を示している。また、燃料の噴射開始後、1mse
cのペネトレーションを液中噴霧法によって測定した結
果は、図2に示すような値を得ることができた。グラフ
から分かるように、L/D≧2〜4.5では、ペネトレ
ーションが60mm以上に大きくすることができる。燃
料のペネトレーションが大きくなれば、燃料と空気との
混合を促進でき、スモークの発生を低減できる。
With this fuel injection nozzle, the radius R or taper T of the injection hole inlet side peripheral portion 17 of the injection hole 23 is provided, the thickness of the nozzle tip 22 is 1 mm, and the rectangular dimension 0 as the cross-sectional shape of the injection hole 23. .15 × 0.35 mm, the length L of the linear portion in the longitudinal direction was variously changed, that is, the size of the taper T was changed, and the test results were obtained. In FIG. 2, the horizontal axis represents the relationship L / D between the rectangular minor axis D (0.15 mm) and the length L of the straight portion of the injection hole 23, and the vertical axis represents the penetration (m
m) is shown. In addition, 1 mse after the start of fuel injection
As a result of measuring the penetration of c by the submerged spray method, the values shown in FIG. 2 could be obtained. As can be seen from the graph, when L / D ≧ 2 to 4.5, the penetration can be increased to 60 mm or more. If the fuel penetration is increased, the mixing of the fuel and air can be promoted, and the generation of smoke can be reduced.

【0017】また、この燃料噴射ノズルについて、ドリ
ルを用いてノズルチップを機械加工することによって、
噴孔の断面形状が円形で直径Dがφ0.24mmのもの
を製作し、上記と同様の試験を行ったところ、長手方向
直線部の長さをLとすると、L/Dは2〜4の範囲が適
正であることが確認された。即ち、この燃料噴射ノズル
についてのペネトレーションの値は、噴孔が長方形の場
合のペネトレーションの値とほぼ同等であった。
Further, with respect to this fuel injection nozzle, the nozzle tip is machined using a drill,
When a nozzle having a circular cross-sectional shape and a diameter D of φ0.24 mm was manufactured and the same test as above was performed, and assuming that the length of the straight portion in the longitudinal direction is L, L / D was 2 to 4. It was confirmed that the range was proper. That is, the penetration value of this fuel injection nozzle was almost the same as the penetration value of the rectangular injection hole.

【0018】次に、この発明による燃料噴射ノズルの製
造方法の一実施例を、図3〜図7を参照して説明する。
図3は噴孔形成用ピンとケイ素ゴムをセラミック成形装
置のキャビティに配置した工程を示す説明図、図4はキ
ャビティ内へスラリーを注入する工程を示す説明図、図
5はキャビティから噴孔形成用ピンと形成用ピンを抜き
取る工程を示す説明図、図6は着肉部を乾燥固化させる
工程を示す説明図、及び図7はこの発明による燃料噴射
ノズルの製造方法を達成するためのセラミックス成形装
置の一例を示す断面図である。
Next, an embodiment of the method of manufacturing the fuel injection nozzle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is an explanatory view showing a process of arranging the injection hole forming pin and silicon rubber in the cavity of the ceramic molding apparatus, FIG. 4 is an explanatory view showing a process of injecting the slurry into the cavity, and FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing a step of pulling out the pin and the forming pin, FIG. 6 is an explanatory view showing a step of drying and solidifying the inking portion, and FIG. 7 is a ceramic molding apparatus for achieving the method for manufacturing a fuel injection nozzle according to the present invention. It is sectional drawing which shows an example.

【0019】図7に示すように、セラミックス成形装置
は、例えば、ディーゼルエンジンに使用する燃料噴射ノ
ズルのノズルチップを製作するのに適用して好ましいも
のである。このセラミック成形装置において、金型1に
は、スラリー注入口即ちスラリー注入通路2と該スラリ
ー注入通路2に通じるキャビティ3とが形成されると共
に、先端に長方形の形状を有する金属製の孔形成用ピン
である噴孔形成用ピン5を備えたピン抜き差し回転治具
6を着脱可能に取付けるための貫通孔4及びピン挿入孔
18が形成されている。キャビティ3は金型1の下面に
形成され、スラリー注入通路2は金型1の上部からキャ
ビティ3へと通じている。キャビティ3の形状は、燃料
噴射ノズルの先端チップ即ちノズルチップ22の外形の
形状を有している。噴孔形成用ピン5の形状について
は、ノズルチップ22に形成する噴孔23の形状に対応
させて形成したものであり、ここでは長方形に形成され
ている。
As shown in FIG. 7, the ceramics forming apparatus is preferably applied to manufacture a nozzle tip of a fuel injection nozzle used in a diesel engine, for example. In this ceramic forming apparatus, a mold 1 is provided with a slurry injection port, that is, a slurry injection passage 2 and a cavity 3 communicating with the slurry injection passage 2, and a metal-made hole for forming a rectangular shape at the tip. A through hole 4 and a pin insertion hole 18 for detachably attaching the pin insertion / removal rotary jig 6 having the injection hole forming pin 5 which is a pin are formed. The cavity 3 is formed on the lower surface of the mold 1, and the slurry injection passage 2 leads from the upper part of the mold 1 to the cavity 3. The shape of the cavity 3 is the outer shape of the tip of the fuel injection nozzle, that is, the nozzle tip 22. The shape of the injection hole forming pin 5 is formed so as to correspond to the shape of the injection hole 23 formed in the nozzle tip 22, and is formed in a rectangular shape here.

【0020】金型1は、位置決め台8上に設定される。
位置決め台8の上面11は、金型1の下面12に当接し
て配置されている。位置決め台8には、穴部13が形成
されると共に、成形用ピンとなる内面形成用ピン14及
び該内面形成用ピン14を取付けたピン昇降治具10を
昇降させるための貫通孔15が形成されている。ピン昇
降治具10は、ねじ等の適宜な固着手段で位置決め台8
に着脱自在に固定され、キャビティ3内へ内面形成用ピ
ン14を突出可能な状態に設置できる。
The mold 1 is set on the positioning table 8.
The upper surface 11 of the positioning table 8 is arranged in contact with the lower surface 12 of the mold 1. A hole 13 is formed in the positioning base 8, and a through hole 15 for moving up and down an inner surface forming pin 14 serving as a molding pin and a pin elevating jig 10 to which the inner surface forming pin 14 is attached is formed. ing. The pin raising / lowering jig 10 is provided with an appropriate fixing means such as a screw and the like.
It is detachably fixed to the inner surface forming pin 14 so that the inner surface forming pin 14 can be projected into the cavity 3.

【0021】位置決め台8に形成した穴部13には、石
膏等から成る多孔質型9が配置される。この多孔質型9
は、金型1と内面形成用ピン14と共働してキャビティ
3を形成する。言い換えれば、キャビティ3の壁面の一
部を多孔質部30で形成した成形型を構成している。こ
の多孔質型9で形成される多孔質部30は、スラリー注
入通路2からキャビティ3に注入されたスラリーSから
水分を吸水してキャビティ壁面に着肉させ、該着肉部7
を固化させる作用を有している。多孔質型9には、キャ
ビティ3に対向する位置に貫通孔16が形成され、該貫
通孔16を内面形成用ピン14が昇降自在に移動できる
ように構成されている。内面形成用ピン14は、貫通孔
16を上昇してキャビティ3内へ突出できる状態に設定
でき、成形体の内面25を形成する面となる。
A porous mold 9 made of gypsum or the like is placed in the hole 13 formed in the positioning table 8. This porous type 9
Form the cavity 3 in cooperation with the mold 1 and the inner surface forming pin 14. In other words, a molding die in which a part of the wall surface of the cavity 3 is formed by the porous portion 30 is configured. The porous portion 30 formed of the porous mold 9 absorbs water from the slurry S injected into the cavity 3 from the slurry injecting passage 2 and causes the wall surface of the cavity to be infiltrated.
Has the effect of solidifying. A through hole 16 is formed in the porous mold 9 at a position facing the cavity 3, and the inner surface forming pin 14 can be moved up and down through the through hole 16. The inner surface forming pin 14 can be set in a state in which it can rise in the through hole 16 and project into the cavity 3, and serves as a surface forming the inner surface 25 of the molded body.

【0022】このセラミック成形装置は、上記のように
構成されており、該成形装置を使用してこの発明による
燃料噴射ノズルにおけるノズルチップ22を成形するこ
とができる。即ち、セラミック成形法の1つであるスリ
ップキャスティングによりノズルチップ22を製作する
ものである。一部が多孔質部を有するキャビティ3を形
成し、該キャビティ3に通じるスラリー注入通路2と孔
形成用ピンである噴孔形成用ピン5を挿入可能なピン挿
入孔18とを有する金属製の金型1を用いてセラミック
材料を所定形状に成形するセラミック部品成形方法の1
つである。
The ceramic molding apparatus is constructed as described above, and the molding apparatus can be used to mold the nozzle tip 22 in the fuel injection nozzle according to the present invention. That is, the nozzle tip 22 is manufactured by slip casting, which is one of the ceramic molding methods. A metal part having a cavity 3 partially having a porous portion and having a slurry injection passage 2 communicating with the cavity 3 and a pin insertion hole 18 into which the injection hole forming pin 5 which is a hole forming pin can be inserted. 1 of a ceramic component molding method for molding a ceramic material into a predetermined shape using a mold 1.
Is one.

【0023】まず、ジルコニアのセラミック粉末に水及
びバインダーを加えてボールミルで十分に混合してスラ
リーSを作る。更に、噴孔形成用ピン5は、噴孔23の
サイズが焼成後にその断面形状が長方形で且つサイズが
0.15×0.35mmになるように形成した。また、
噴孔入口側周縁部17のアールの曲率半径Rについて
は、焼成後に噴孔入口側周縁部17のアールR又はテー
パTが形成されるように、外周面24にアールR又はテ
ーパTを有するケイ素ゴム部材20を使用した。次い
で、図4に示すように、ケイ素ゴム部材20を内面形成
用ピン14の壁面27上でキャビティ3内に配置すると
共に、噴孔形成用ピン5をピン挿入孔18に挿入して噴
孔形成用ピン5の先端19にケイ素ゴム部材20を装着
した状態に設定する。この時、噴孔23の形状が燃料流
れの上流側28からノズル先端21に向かって長辺が形
成されるように、噴孔形成用ピン5をキャビティ3内に
設定した。
First, water and a binder are added to zirconia ceramic powder, and the mixture is thoroughly mixed by a ball mill to prepare a slurry S. Furthermore, the injection hole forming pin 5 was formed so that the injection hole 23 had a rectangular cross-sectional shape after firing and a size of 0.15 × 0.35 mm. Also,
Regarding the radius of curvature R of the radius of the injection hole inlet side peripheral portion 17, the silicon having the radius R or the taper T on the outer peripheral surface 24 is formed so that the radius R of the injection hole inlet side peripheral portion 17 or the taper T is formed after firing. The rubber member 20 was used. Next, as shown in FIG. 4, the silicon rubber member 20 is placed in the cavity 3 on the wall surface 27 of the inner surface forming pin 14, and the injection hole forming pin 5 is inserted into the pin insertion hole 18 to form the injection hole. The silicon rubber member 20 is attached to the tip 19 of the working pin 5. At this time, the injection hole forming pin 5 was set in the cavity 3 so that the injection hole 23 had a long side formed from the upstream side 28 of the fuel flow toward the nozzle tip 21.

【0024】次いで、図4に示すように、キャビティ3
内に噴孔形成用ピン5とテーパ形状のケイ素ゴム部材2
0とを配置した状態で、スラリーSをスラリー注入通路
2を通じてキャビティ3内に注入する。キャビティ3内
にスラリーSを注入すると、ケイ素ゴム部材20の形状
を維持した状態で、該ケイ素ゴム部材20と噴孔形成用
ピン5とを除いたキャビティ3内にスラリーSは浸入
し、そこで、スラリーSの水分は多孔質型9の多孔質部
30に吸水され、スラリーSはキャビティ3の壁面27
に着肉し固化して着肉部7を形成する。この着肉部7は
ケイ素ゴム部材20と噴孔形成用ピン5とが存在する部
分には無く、この着肉部7には、ケイ素ゴム部材20の
テーパ面及び噴孔形成用ピン5の断面形状が長方形のス
トレート状周面即ちストレート状部分21の形状が転写
されることになる。
Then, as shown in FIG.
The injection hole forming pin 5 and the tapered silicon rubber member 2 are provided therein.
Slurry S is injected into the cavity 3 through the slurry injection passage 2 in a state where 0 and 0 are arranged. When the slurry S is injected into the cavity 3, the slurry S infiltrates into the cavity 3 excluding the silicon rubber member 20 and the injection hole forming pin 5 while maintaining the shape of the silicon rubber member 20, and there, The water content of the slurry S is absorbed by the porous portion 30 of the porous mold 9, and the slurry S contains the wall surface 27 of the cavity 3.
And is solidified to form the incarnation portion 7. The inlaid portion 7 is not present in the portion where the silicon rubber member 20 and the injection hole forming pin 5 are present. The inlaid portion 7 has a tapered surface of the silicon rubber member 20 and a cross section of the injection hole forming pin 5. The shape of the straight peripheral surface having a rectangular shape, that is, the shape of the straight portion 21 is transferred.

【0025】そこで、着肉部7に保形性が発現した状態
で、図5に示すように、噴孔成形用ピン5を着肉部7か
ら抜き取って着肉部7にストレート状の噴孔23を形成
する。更に、着肉部7から形成用ピン14を抜き取る
が、この時、ケイ素ゴム部材20は着肉部7に付着した
状態である。着肉部7の固化状態が更に進んだ状態で、
図6に示すように、着肉部7を金型1及び多孔質型9か
ら取り出し、該着肉部7を十分に乾燥させると共に脱脂
する。乾燥した着肉部7を、焼成炉に入れて加熱してケ
イ素ゴム部材20を加熱除去即ち燃焼させて焼失させる
と共に、着肉部7を焼成して焼成体を得た。この焼成体
は、図1に示すノズルチップ22を構成するものであ
る。
Therefore, in the state where the shape retaining property is developed in the inlaid portion 7, as shown in FIG. 5, the injection hole forming pin 5 is extracted from the inlaid portion 7 and the injected portion 7 has a straight injection hole. 23 is formed. Further, the forming pin 14 is pulled out from the inlaid portion 7, but at this time, the silicon rubber member 20 is in a state of being attached to the inlaid portion 7. With the solidified state of the inking part 7 further advanced,
As shown in FIG. 6, the inlaid portion 7 is taken out from the mold 1 and the porous die 9, and the inlaid portion 7 is sufficiently dried and degreased. The dried inlaid portion 7 was put into a firing furnace and heated to heat and remove, or burn, the silicon rubber member 20, and the inlaid portion 7 was fired to obtain a fired body. This fired body constitutes the nozzle tip 22 shown in FIG.

【0026】ノズルチップ22として、噴孔23の長手
方向直線部の長さLと断面長方形の短径の長さDとの比
即ちL/Dを変更したものを数種作製した。そして、ノ
ズルチップ22の端面の接合部29をソルダー材を使用
してSCM材で製作されているノズル本体31に接合
し、燃料噴射ノズルを完成した。
Several types of nozzle tips 22 were produced in which the ratio of the length L of the straight portion in the longitudinal direction of the injection hole 23 to the length D of the minor axis of the rectangular section, that is, L / D was changed. Then, the joint portion 29 on the end face of the nozzle tip 22 was joined to the nozzle body 31 made of SCM material by using a solder material to complete the fuel injection nozzle.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明による燃料噴射ノズル及びその
製造方法は、上記のように構成されており、次のような
効果を有する。即ち、この発明は、噴孔の直線部の断面
形状を長方形又は円形に形成し、且つ噴孔入口側周縁部
をアール又はテーパに形成し、前記噴孔の直線部の長さ
Lと前記長方形の短径又は前記円形の直径Dとの関係を
L/D>2〜4に設定して、適正化することによってペ
ネトレーションを大きくすることができ、噴孔から噴射
された燃料と空気との混合が促進され、燃焼が良好に行
われ、スモークの発生を低減できる。
The fuel injection nozzle and the method for manufacturing the same according to the present invention are configured as described above and have the following effects. That is, according to the present invention, the cross-sectional shape of the straight portion of the injection hole is formed in a rectangular shape or a circular shape, and the peripheral portion of the injection hole inlet side is formed in a rounded shape or a tapered shape, and the length L of the straight portion of the injection hole and the rectangular shape. Can be increased by setting L / D> 2 to 4 to the relationship with the minor diameter of the circle or the diameter D of the circle, and the mixture of fuel injected from the injection hole and air can be increased. Is promoted, combustion is performed well, and smoke generation can be reduced.

【0028】更に、噴孔の少なくとも周囲部分はセラミ
ックスで構成されているので、成形によって噴孔の形状
に自由度があり、噴孔を所望の形状に形成できる。ま
た、セラミックスは耐熱性に富み、燃焼室内の高温に晒
されても十分に耐久性・強度を維持できる。
Furthermore, since at least the peripheral portion of the injection hole is made of ceramics, the injection hole can be formed into a desired shape with a degree of freedom by molding. Further, ceramics have high heat resistance, and can sufficiently maintain durability and strength even when exposed to high temperatures in the combustion chamber.

【0029】更に、この燃料噴射ノズルの製造方法は、
石膏型と金型との組み合わせた鋳込型のキャビティに、
噴孔形成用ピン及び該噴孔形成用ピンの先端に装着した
噴孔入口側周縁部の形状に対応する形状を有するケイ素
ゴム部材を配置し、スラリーをキャビティに注入して吸
水固化させて成形体を製作し、鋳込型から前記噴孔形成
用ピンを抜き取って前記成形体を脱型乾燥し、成形体を
焼成し、前記ケイ素ゴムを加熱除去したので、前記ケイ
素ゴムの形状を焼成体に容易に且つ正確に転写すること
ができる。即ち、セラミックスの成形で複雑な極小形状
を高精度に形成することができ、しかも、噴孔の断面形
状のコーナは鋭利な長方形に形成でき、製造コストを低
減でき、実用上の効果が大きい。
Further, the manufacturing method of this fuel injection nozzle is as follows.
In the cavity of the casting mold that combines the plaster mold and the mold,
The injection hole forming pin and the silicon rubber member having a shape corresponding to the shape of the injection hole inlet side peripheral portion attached to the tip of the injection hole forming pin are arranged, and the slurry is injected into the cavity to be solidified by absorbing water and molded. A body was manufactured, the injection hole forming pin was pulled out from the casting mold, the molded body was demolded and dried, the molded body was baked, and the silicon rubber was removed by heating. Therefore, the shape of the silicon rubber was baked. Can be easily and accurately transferred. That is, it is possible to form a complicated extremely small shape with high precision by molding ceramics, and moreover, the corner of the cross-sectional shape of the injection hole can be formed into a sharp rectangle, which can reduce the manufacturing cost and have a large practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1はこの発明による燃料噴射ノズルの一実施
例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a fuel injection nozzle according to the present invention.

【図2】噴孔の長手方向直線部の長さと長方形の短径又
は円形の直径との比に対するペネトレーションを示すグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph showing penetration with respect to a ratio of a length of a straight portion in a longitudinal direction of a nozzle hole and a minor axis of a rectangle or a diameter of a circle.

【図3】この燃料噴射ノズルの製造方法において、噴孔
形成用ピンとケイ素ゴムをセラミック成形装置に配置し
た工程を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a step of disposing the injection hole forming pin and the silicon rubber in the ceramic molding device in the method for manufacturing the fuel injection nozzle.

【図4】この燃料噴射ノズルの製造方法において、キャ
ビティ内へスラリーを注入する工程を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory view showing a step of injecting a slurry into a cavity in the method for manufacturing a fuel injection nozzle.

【図5】この燃料噴射ノズルの製造方法において、キャ
ビティから噴孔形成用ピンと形成用ピンを抜き取る工程
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a step of extracting the injection hole forming pin and the forming pin from the cavity in the method for manufacturing the fuel injection nozzle.

【図6】この燃料噴射ノズルの製造方法において、着肉
部を乾燥固化させる工程を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a step of drying and solidifying the inlaid portion in the method for manufacturing a fuel injection nozzle.

【図7】この発明による燃料噴射ノズルの製造方法を達
成するためのセラミック成形装置の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a ceramic molding apparatus for achieving the method for manufacturing a fuel injection nozzle according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金型 2 スラリー注入通路 3 キャビティ 5 噴孔成形用ピン 7 着肉部 9 多孔質型(石膏型) 14 内面形成用ピン 17 噴孔入口側周縁部 20 ケイ素ゴム部材 21 ストレート状部分 22 ノズルチップ 23 噴孔 29 接合部 31 ノズル本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 2 Slurry injection passageway 3 Cavity 5 Injection hole forming pin 7 Inking part 9 Porous type (gypsum type) 14 Inner surface forming pin 17 Injection hole inlet side peripheral edge 20 Silicon rubber member 21 Straight part 22 Nozzle tip 23 injection hole 29 joint 31 nozzle body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関山 惠夫 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内 (72)発明者 行岡 雅洋 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Keio Sekiyama 8 Tsutana, Fujisawa City Kanagawa Prefecture Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Kyuoka 8th Tsutanaka Fujisawa City Kanagawa Prefecture Isuzu Co., Ltd. Ceramics laboratory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料流路及び針弁が挿入される穴部を有
するノズル本体と該ノズル本体と一体構造に接合し且つ
噴孔を形成したノズルチップとから成る燃料噴射ノズル
において、前記噴孔の直線部の断面形状を長方形又は円
形に形成し、且つ噴孔入口側周縁部をアール又はテーパ
に形成し、前記噴孔の直線部の長さLと前記長方形の短
径又は前記円形の直径Dとの関係をL/D>2〜4に設
定したことを特徴とする燃料噴射ノズル。
1. A fuel injection nozzle comprising a nozzle body having a hole into which a fuel flow path and a needle valve are inserted, and a nozzle tip which is integrally formed with the nozzle body and has a nozzle hole formed therein. Of the straight line portion is formed in a rectangular shape or a circular shape, and the injection hole inlet side peripheral portion is formed in a rounded shape or a tapered shape, and the length L of the straight line portion of the injection hole and the short diameter of the rectangle or the diameter of the circular shape. A fuel injection nozzle having a relationship with D set to L / D> 2-4.
【請求項2】 前記噴孔の少なくとも周囲部分はセラミ
ックスで構成されていることを特徴とする請求項1に記
載の燃料噴射ノズル。
2. The fuel injection nozzle according to claim 1, wherein at least a peripheral portion of the injection hole is made of ceramics.
【請求項3】 セラミック粉末に水及びバインダーを加
えて混合し、スラリーを作る工程、焼成後の形状が噴孔
入口側周縁部にアール又はテーパを形成すると共に、噴
孔の直線部の長さLと前記長方形の短径又は前記円形の
直径Dとの関係をL/D>2〜4に設定した噴孔形状に
対応する形状を有する噴孔形成用ピン及び前記アールの
外面を有するケイ素ゴム部材を、多孔質型と金型とを組
み合わせた鋳込型のキャビティに配置する工程、前記ス
ラリーを前記キャビティに注入して吸水固化させ、成形
体を製作する工程、前記鋳込型から前記噴孔形成用ピン
を抜き取り、前記成形体を脱型乾燥する工程、及び前記
成形体を加熱して前記ケイ素ゴムを除去し、前記前記ケ
イ素ゴムの形状を転写した焼成体を製作する工程を有す
る燃料噴射ノズルの製造方法。
3. A step of making a slurry by adding water and a binder to the ceramic powder and mixing them, and the shape after firing forms a rounded or tapered shape on the peripheral portion of the injection hole inlet side, and the length of the straight portion of the injection hole. A silicone rubber having a nozzle hole forming pin having a shape corresponding to the nozzle hole shape in which L and the rectangular minor diameter or the circular diameter D are set to L / D> 2 to 4 and the outer surface of the radius. A step of arranging the member in a cavity of a casting mold which is a combination of a porous mold and a mold; a step of injecting the slurry into the cavity to solidify by water absorption to produce a molded body; Fuel having a step of removing the hole forming pin and demolding and drying the molded body, and a step of heating the molded body to remove the silicon rubber and producing a fired body in which the shape of the silicon rubber is transferred. Of injection nozzle Production method.
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