JPH0526303Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、デイーゼル機関等に用いられるス
ロツトル型燃料噴射ノズルの改良に関する。

（従来の技術） スロツトル型燃料噴射ノズルは、噴射率を極め
て小さく抑えたいわゆるスロツトル機間を噴射初
期に設けて、着火遅れによる急激な燃焼圧力上昇
を防止するようにしたものであり、具体的には第
３図に示すようにノズルボデイ１の先端部に形成
した噴孔２の内周面に対して微少な間〓を空けて
嵌合する円柱状のスロツトル部３と、噴孔２から
突出する一段と小径なスプレーピン４とを、ニー
ドル弁５のテーパ状着座面６の先端側に形成して
ある。

ニードル弁５は図示しない燃料噴射ポンプから
油溜り部７内に圧送される燃料の圧力に基づいて
上方にリフトし、この開弁作動の過程でスロツト
ル部３が噴孔２から抜け出るまでのスロツトル期
間では両者の微少間〓を介して燃料が噴射される
ことになるため初期噴射率が極めて小さくなるの
である。

なお、スプレーピン４は上記スロツトル期間に
おける予備噴射及びその後の主噴射において噴霧
角や噴射方向を制御するという機能を有している
（スロツトル型燃料噴射ノズルの公知例としては、
例えば実開昭58−108267号公報を参照）。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、アイドル騒音や振動の原因となる初
期燃料圧力および圧力上昇率を低減するためには
スロツトル期間中に噴射される燃料量を極力少な
くすることが必要であるが、上記従来の噴射ノズ
ルにおいてスロツトル部３と噴孔２との間の間〓
を充分に小さくすると、カーボンなどの付着によ
りスロツトル期間中の通路を確保できなくなり、
この結果実質的に噴射遅れを生じるなど噴射特性
が悪化するおそれがある。このため、実際には前
記間〓はある程度大きく設定せざるを得ず、従つ
てアイドル騒音や振動の低減という点では未だ改
善すべき余地がある。

この考案はこうした観点からなされたもので、
噴孔へのカーボン等の付着を防止して常時適切な
初期噴射率を維持しうるスロツトル型燃料噴射ノ
ズルを提供することを目的としている。

併せて、この考案では燃焼室への燃料の拡散を
促すべく燃料噴霧性状を改善することをも目的と
している。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの考案では、燃料
圧力に基づいて開弁作動するニードル弁を先端部
に噴孔を設けたノズルボデイに収装し、このニー
ドル弁の先端部に着座時に噴孔に遊嵌する円柱状
のスロツトル部を形成した燃料噴射ノズルにおい
て、前記噴孔とスロツトル部とをその全長にわた
り燃料噴射方向に向かつて拡径するテーパ状に形
成するとともに、スロツトル部の先端部を同基端
部よりも大径に形成し、かつこの大径部の外径を
テーパ孔状噴孔の小径部の内径よりも小さく設定
する一方、閉弁時に前記スロツトル部と噴孔との
間にのみ〓間が生じるように噴孔の上流側開口端
の周縁部にニードル弁が密着する着座面を形成し
た。

（作用） 上記構成に基づき、着座状態から燃料圧に基づ
いてニードル弁がリフトを開始すると、スロツト
ル部先端の大径部がテーパ孔状噴孔の大径部から
小径部へと向かつて移動するため噴孔の開口面積
が次第に減少し、スロツトル部の大径部が噴孔小
径部に嵌合したときに開口面積は最小となる。こ
の状態からさらにニードル弁がリフトしてスロツ
トル部の大径部が噴孔小径部から脱すると噴孔開
口面積及び噴射率を急速に増大する。

リフト開始からスロツトル部先端の大径部が噴
孔小径部を脱するまでの上記スロツトル期間にお
いては噴射率は小さく、従つて少量の初期燃料噴
射に基づいて静粛な燃焼性状が得られる。

一方、ニードル弁が着座した状態では、そのス
ロツトル部と噴孔内周面との間に比較的大きな間
〓が形成され、しかも上述した通りスロツトル期
間にて噴孔の開口面積が変化するため、噴孔にカ
ーボン等の燃焼堆積物が付着することがなく、言
い替えれば噴孔の詰まりに原因する噴射特性の変
動を起こさない。従つて初期噴射率を充分に小さ
く設定して、上記燃焼性状を一層改善することが
可能である。さらに、閉弁状態ではニードル弁が
噴孔の上流側開口端の周縁部に密着しているた
め、スロツトル部周囲の〓間よりも内側に燃焼ガ
スが侵入して燃焼堆積物を形成するようなことも
なく、これにより所期の噴射特性が長期間にわた
り維持される。

また、上記構成によればスロツトル部の周囲に
その入口部から出口部に至るまでテーパ状に径が
拡大する噴孔が形成されることになるので噴射燃
料が燃焼室内で末広がり状に拡散するので、これ
による着火性並びに空気利用率の改善作用をも期
待できる。

（実施例） 次に、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図において、１１はノズルボデイ、１２は
噴孔、１３はスロツトル部、１４はスプレーピ
ン、１５はニードル弁を示している。

噴孔１２はその全長にわたり燃料の噴射方向に
沿つて次第に拡径するテーパ形状をしており、こ
の場合スロツトル部１３も噴孔１２の内周面に略
平行な円筒面を有するテーパ状に形成してある。
前記スロツトル部１３先端側の大径部１３Ａは、
その外径が噴孔１２の小径部１２Ａの内径よりも
僅かに小さく、またスロツトル部１３基端側の小
径部１３Ｂの外径は同大径部１３Ａよりも小さく
してある。これにより、噴孔１２の内周面とスロ
ツトル部１３の外周面とを略平行に対向させると
ともに、ニードル弁１５が着座した状態における
両者間の〓間を従来のスロツトル部よりも大きく
してある。また、ニードル弁１５が着座する着座
面を噴孔１２の上流側開口端の周縁部に形成して
着座状態で該開口端周縁部にニードル弁１５が密
着するように図り、これにより閉弁時にはスロツ
トル部１３と噴孔１２との間にのみ〓間が生じる
ようにしている。

第２図は上記噴射ノズルの噴射特性を従来例と
比較して示したもので、以下これに沿つて作用を
説明すると、図示したようにスロツトル期間に相
当するリフト量Lsの領域、すなわち噴射ポンプ
からの高圧燃料の供給をうけてニードル弁１５が
リフトを開始してからスロツトル部１３の大径部
１３Ａがテーパ孔状噴孔１２の小径部１２Ａに達
するまでのリフト領域では、前記大径部１３Ａの
上昇に従つて噴孔１２の有効開口面積が減少して
ゆく。このため、破線で示した従来例に比較して
初期燃料噴射量が低減する。従つて、燃焼初期の
騒音及び振動が大幅に軽減される。

また、スロツトル大径部１３Ａが噴孔小径部１
２Ａを通過してさらにリフトすると主噴射にはい
り、このときの噴孔１２の開口面積は従来と同様
にリフトとともに急速に増大して比較的多量の燃
料噴射に対応する。

このようにして噴孔１２から機関燃焼室へと噴
射される燃料は、噴孔１２が燃料の流れ方向へと
次第に拡径したテーパ孔状であるため、ノズル中
心線を中心として末広がり状に拡散し、燃焼室内
の空気と充分に混合する。即ち、ニードル弁１５
がリフトして燃料が噴孔１２へと流れ込むとき、
この燃料はまずスロツトル部１３のテーパ面に衝
突して噴孔１２の内面方向へと案内され、その後
噴孔１２の内周面とスロツトル部１３の外周面と
の間に形成されるテーパ状の開口部により外側へ
と案内される態様で噴射される。また、ニードル
弁１５がさらにリフトしてスロツトル部１３が噴
孔１２から抜け出た後においても、噴孔１２自体
が出口部に向かつて拡径したテーパ状であるの
で、引き続き燃料は外側へ拡散する方向に案内さ
れる。従つて末広がり状の燃料噴霧が形成されて
効率よく燃焼室内の空気と混合するのである。こ
うして微粒子となつて拡散した燃料は物理的着火
遅れ期間が短縮されるため速やかに燃焼を開始
し、かつ空気利用率が向上するため燃焼そのもの
も改善される。

一方、ニードル弁１５が着座した状態にあつて
は既述したとおりスロツトル部１３と噴孔１２と
の間にのみ〓間が形成され、噴孔１２の上流側開
口端はニードル弁１５により閉塞されているの
で、燃焼ガスが噴孔１２よりも内側に侵入して燃
焼堆積物を形成するようなことがなく、また噴孔
１２についてはニードル弁１５の開閉作動時にス
ロツトル部１３との間の面積変化に基づく清浄作
用により燃焼堆積物の付着が防止される。従つて
ニードル弁１５の閉弁不良や噴孔１２の詰まりを
起こすことがなく、上述した所期の噴射特性が長
期間にわたつて維持される。

（考案の効果） 以上を要するにこの考案によれば、ニードル弁
先端部に設けたスロツトル部と噴孔とをテーパ状
に形成してこれらの間の〓間を閉弁状態で比較的
大となるように図ると共に開閉作動に伴う清浄作
用をもたせ、かつニードル弁がリフトしてスロツ
トル部先端の大径部がテーパ状噴孔の開口面積な
いし噴射率を最小とするようにしたので、噴孔内
面へのカーボン等の堆積に原因する噴射特性の変
動を回避して確実に適切な初期噴射を行なうこと
ができ、従つて初期噴射率を必要なだけ低減して
低速低負荷運転時にありがちな燃焼騒音及び振動
の増大を確実に抑制することができる。加えて、
この考案では閉弁時にニードル弁が噴孔の上流側
開口端の周縁部に密着するようにしたので、噴孔
よりも内側のノズル内部にカーボン等が付着する
ようなことがなく、従つて前記の噴射特性を長期
間にわたり維持できる。

また、この考案ではテーパ孔状のスロツトル部
及び噴孔を介して噴射燃料を燃焼室内の広範囲に
わたつて拡散させられるので、着火性及び空気利
用率を向上させて燃焼性状を一層改善することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の要部縦断面図、
第２図はその噴射特性を従来例との関係において
示した特性線図である。第３図は従来例の要部縦
断面図である。 １１……ノズルボデイ、１２……噴孔、１３…
…スロツトル部、１４……スプレーピン、１５…
…ニードル弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料圧力に基づいて開弁作動するニードル弁を
   先端部に噴孔を設けたノズルボデイに収装し、こ
   のニードル弁の先端部に着座時に噴孔に遊嵌する
   円柱状のスロツトル部を形成した燃料噴射ノズル
   において、前記噴孔とスロツトル部とをその全長
   にわたり燃料噴射方向に向かつて拡径するテーパ
   状に形成するとともに、スロツトル部の先端部を
   同基端部よりも大径に形成し、かつこの大径部の
   外径をテーパ孔状噴孔の小径部の内径よりも小さ
   く設定する一方、閉弁時に前記スロツトル部と噴
   孔との間にのみ〓間が生じるように噴孔の上流側
   開口端の周縁部にニードル弁が密着する着座面を
   形成したことを特徴とするスロツトル型燃料噴射
   ノズル。