JPH05272434A - 内燃機関の燃料噴射ノズル - Google Patents
内燃機関の燃料噴射ノズルInfo
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- JPH05272434A JPH05272434A JP321693A JP321693A JPH05272434A JP H05272434 A JPH05272434 A JP H05272434A JP 321693 A JP321693 A JP 321693A JP 321693 A JP321693 A JP 321693A JP H05272434 A JPH05272434 A JP H05272434A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- obstacles
- fuel injection
- fuel
- injection hole
- injection
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1806—Injection 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
- F02M61/1846—Dimensional characteristics of discharge orifices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 噴射孔を通って流動する燃料流中に、キャビ
テーションによって気孔を発生させ、それにより燃料の
良好な霧化をえる。 【構成】 噴射孔１０の入口又はその手前に複数の小さ
い障害物１５が不動に配置されており、該障害物の間に
変化する横断面を有する小孔が形成されるようにした。
テーションによって気孔を発生させ、それにより燃料の
良好な霧化をえる。 【構成】 噴射孔１０の入口又はその手前に複数の小さ
い障害物１５が不動に配置されており、該障害物の間に
変化する横断面を有する小孔が形成されるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念部
に記載の形式の内燃機関の燃料噴射ノズルに関する。
に記載の形式の内燃機関の燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】“ホールノズル”の名称で公知のこのよ
うな噴射ノズルの場合、高圧で燃焼室内に噴射された噴
流は噴射孔により形成されるが、該噴射孔は一般に滑ら
かな周壁面を有する円筒形に構成されておりかつ上記噴
射孔の直径に対する長さの比はほぼ４である。上記の噴
流をシャープに集束するために、中細ノズル（Ｌａｖａ
ｌ ｎｏｚｚｌｅ，ＤＥ−ＯＳ第２５５７７７２号明細
書）の形式で噴射孔を形成すること又は、少なくとも噴
射孔の入口を上記中細ノズルの場合のように丸くするこ
とが、すでに公知である（ＤＥ−ＰＳ第１２１２３５２
号、ＥＰ−Ａ第０３７０６５９号明細書）。燃焼のさい
酸化窒素の形成及び該粒子の放散を著しく低くおさえる
ためには、良好な霧化状態の燃料の調製が必要である。
それ故すでに、燃料直接噴射式機関において現在８００
から１０００バールまでの噴射圧を１６００バールにま
で高めることが提案された。しかしこのような圧力範囲
での使用に耐えるように噴射ポンプを構成するコストは
著しく高くなる。
うな噴射ノズルの場合、高圧で燃焼室内に噴射された噴
流は噴射孔により形成されるが、該噴射孔は一般に滑ら
かな周壁面を有する円筒形に構成されておりかつ上記噴
射孔の直径に対する長さの比はほぼ４である。上記の噴
流をシャープに集束するために、中細ノズル（Ｌａｖａ
ｌ ｎｏｚｚｌｅ，ＤＥ−ＯＳ第２５５７７７２号明細
書）の形式で噴射孔を形成すること又は、少なくとも噴
射孔の入口を上記中細ノズルの場合のように丸くするこ
とが、すでに公知である（ＤＥ−ＰＳ第１２１２３５２
号、ＥＰ−Ａ第０３７０６５９号明細書）。燃焼のさい
酸化窒素の形成及び該粒子の放散を著しく低くおさえる
ためには、良好な霧化状態の燃料の調製が必要である。
それ故すでに、燃料直接噴射式機関において現在８００
から１０００バールまでの噴射圧を１６００バールにま
で高めることが提案された。しかしこのような圧力範囲
での使用に耐えるように噴射ポンプを構成するコストは
著しく高くなる。
【０００３】
【発明の効果】請求項１の特徴を有する構成の本発明の
燃料噴射ノズルは、噴射孔を通る燃料流中に所期のキャ
ビテーションを発生させたさい、噴射孔を出た後に破裂
し、このさいに燃料を点状に高いエネルギーをもって霧
化させる気孔が燃料流中に形成されるという利点を有し
ている。これにより、通常は極めて高いポンプ圧力によ
ってしかえられない、燃料の良好な霧化がえられる。更
に障害物によって、ノズル内の有害容積が機関の燃料室
から切り離され、これによりＨＣ−エミッションが著し
く減少する。
燃料噴射ノズルは、噴射孔を通る燃料流中に所期のキャ
ビテーションを発生させたさい、噴射孔を出た後に破裂
し、このさいに燃料を点状に高いエネルギーをもって霧
化させる気孔が燃料流中に形成されるという利点を有し
ている。これにより、通常は極めて高いポンプ圧力によ
ってしかえられない、燃料の良好な霧化がえられる。更
に障害物によって、ノズル内の有害容積が機関の燃料室
から切り離され、これによりＨＣ−エミッションが著し
く減少する。
【０００４】本発明の別の有利な構成が従属形式の請求
項に記載されている。
項に記載されている。
【０００５】障害物が多孔性金属、焼結金属又は多気泡
質セラミックから成る場合、障害物の、噴射孔内への配
置及び固定は特に容易である。
質セラミックから成る場合、障害物の、噴射孔内への配
置及び固定は特に容易である。
【０００６】
【実施例】ノズル本体１は、その噴射側端部の範囲に円
錐形の弁座２を有しており、該弁座と、ノズル本体１内
で移動可能にガイドされかつばね負荷された弁ニードル
３の閉鎖円錐４が協働する。燃料流動方向でみて弁座２
の下方には、ノズル本体１の球形頭部５内へ袋孔６がつ
づいており、該袋孔から球形頭部５の壁を貫通する１つ
又は複数の噴射孔１０が始まっている。この噴射孔１０
の入口は弁座２の範囲に位置することもでき、かつ内燃
機関の燃焼室の構成に応じて１つ又は複数の噴射孔を噴
射ノズルの縦軸線に対して異なる噴射方向に配置するこ
とができる。
錐形の弁座２を有しており、該弁座と、ノズル本体１内
で移動可能にガイドされかつばね負荷された弁ニードル
３の閉鎖円錐４が協働する。燃料流動方向でみて弁座２
の下方には、ノズル本体１の球形頭部５内へ袋孔６がつ
づいており、該袋孔から球形頭部５の壁を貫通する１つ
又は複数の噴射孔１０が始まっている。この噴射孔１０
の入口は弁座２の範囲に位置することもでき、かつ内燃
機関の燃焼室の構成に応じて１つ又は複数の噴射孔を噴
射ノズルの縦軸線に対して異なる噴射方向に配置するこ
とができる。
【０００７】通過する燃料を噴流にする噴射孔１０は、
一定の直径を有するほぼ円筒形の形状を有している。こ
れらの噴射孔１０を通る燃料流中に気孔を生じさせるた
めに、図１及び図２の実施例では噴射孔１０内に、図３
の実施例では袋孔６内に、小さい球体１５が障害物とし
て不動に配置されている。ばら荷状に互いに密に接した
これらの球体１５は、接触箇所で互いに不動に結合して
いる。これらの球体の間には小孔１６が形成されてお
り、該小孔は、立体的に互いに網状に構成されており、
かつ結合点１７の範囲では比較的大きい横断面を、分岐
点１８の範囲では小さい横断面を有している。噴射孔の
縦方向で小孔１６の有効流過横断面の全体は公知の噴射
ノズルの比較される噴射孔の流過横断面と等しい大きさ
である。図３の実施例では、噴射孔１０の入口のすぐ手
前にスペースが球体により空けられている。
一定の直径を有するほぼ円筒形の形状を有している。こ
れらの噴射孔１０を通る燃料流中に気孔を生じさせるた
めに、図１及び図２の実施例では噴射孔１０内に、図３
の実施例では袋孔６内に、小さい球体１５が障害物とし
て不動に配置されている。ばら荷状に互いに密に接した
これらの球体１５は、接触箇所で互いに不動に結合して
いる。これらの球体の間には小孔１６が形成されてお
り、該小孔は、立体的に互いに網状に構成されており、
かつ結合点１７の範囲では比較的大きい横断面を、分岐
点１８の範囲では小さい横断面を有している。噴射孔の
縦方向で小孔１６の有効流過横断面の全体は公知の噴射
ノズルの比較される噴射孔の流過横断面と等しい大きさ
である。図３の実施例では、噴射孔１０の入口のすぐ手
前にスペースが球体により空けられている。
【０００８】球体１５のばら荷状態は不動である。これ
らは焼結金属又は「ヴィスカー（Ｗｈｉｓｋｅｒ）」の
ような多孔性金属又は多気泡質セラミックから成ってい
る。上記の球体の直径は、０．０３から０．０２ｍｍま
での範囲にある。
らは焼結金属又は「ヴィスカー（Ｗｈｉｓｋｅｒ）」の
ような多孔性金属又は多気泡質セラミックから成ってい
る。上記の球体の直径は、０．０３から０．０２ｍｍま
での範囲にある。
【０００９】燃料噴射ノズルは以下のように作動する：
図示されていない燃料噴射ポンプから送られた燃料は、
圧力下でノズル本体１の、弁ニードル３を受容している
室内に圧送され、ここで十分な圧力に達すると弁ニード
ル３をばね力に抗して弁座２からもち上げ、閉鎖円錐４
と弁座２との間から袋孔６内へさらにそこから噴射孔１
０を通って燃焼室内へ達する。噴射孔１０若しくは袋孔
６の横断面を複数の小孔１６又は連続的に変化する横断
面を有する通路に分割することによって、高速度で流通
するこの燃料−線条の縁部でそれも障害物の下流側にお
いて蒸気圧が下がり、これにより多量の気孔が燃料流中
に形成される。これらの気孔は噴射孔１０を出た後に破
裂し、これにより燃料調製のさい燃料噴流の良好な霧化
が生じる。噴射行程後、噴射孔若しくは袋孔内の球体は
機関燃焼室に対する遮へい体を形成し、その結果、ＨＣ
−エミッションが減少する。
図示されていない燃料噴射ポンプから送られた燃料は、
圧力下でノズル本体１の、弁ニードル３を受容している
室内に圧送され、ここで十分な圧力に達すると弁ニード
ル３をばね力に抗して弁座２からもち上げ、閉鎖円錐４
と弁座２との間から袋孔６内へさらにそこから噴射孔１
０を通って燃焼室内へ達する。噴射孔１０若しくは袋孔
６の横断面を複数の小孔１６又は連続的に変化する横断
面を有する通路に分割することによって、高速度で流通
するこの燃料−線条の縁部でそれも障害物の下流側にお
いて蒸気圧が下がり、これにより多量の気孔が燃料流中
に形成される。これらの気孔は噴射孔１０を出た後に破
裂し、これにより燃料調製のさい燃料噴流の良好な霧化
が生じる。噴射行程後、噴射孔若しくは袋孔内の球体は
機関燃焼室に対する遮へい体を形成し、その結果、ＨＣ
−エミッションが減少する。
【図１】燃料噴射ノズルの噴射側端部を著しく拡大した
縦断面図。
縦断面図。
【図２】図１とは別の構成の縦断面図。
【図３】図１とは別の構成の縦断面図。
１ ノズル本体 ２ 弁座 ３ 弁ニードル ４ 閉鎖円錐 ５ 球形頭部 ６ 袋孔 １０ 噴射孔 １５ 球体 １６ 小孔 １７ 結合点 １８ 分岐点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドガー ゲッツ ドイツ連邦共和国 ルーテスハイム シャ イプザー シュトラーセ 87 (72)発明者 ウーヴェ ゴルドン ドイツ連邦共和国 シュツットガルト １ シュヴァープシュトラーセ 90 (72)発明者 ヘルムート ノルベルク ドイツ連邦共和国 シュツットガルト 40 グータヴェーク 12 (72)発明者 カール ホーフマン ドイツ連邦共和国 ネッカーレムス アム ゼルヴェーク 22 (72)発明者 デトレフ ポッツ ドイツ連邦共和国 シュツットガルト−ノ ルト ヘルトヴェーク 100 (72)発明者 クラウス ダールマイアー ドイツ連邦共和国 レオンベルク−エルテ ィンゲン バリンガーシュトラーセ 14
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射ノズルであって、ノ
ズル本体を有しており、該ノズル本体内では移動可能に
ガイドされた弁ニードルが弁座と協働しており、該弁座
には下流側に少なくとも１つの、ノズル本体を貫通する
噴射孔がつづいている形式のものにおいて、噴射孔（１
０）の入口に又はその手前に複数の小さい障害物（１
５）が不動に配置されており、該障害物の間に変化する
横断面を有する小孔が形成されていることを特徴とす
る、内燃機関の燃料噴射ノズル。 - 【請求項２】 障害物（１５）が、互いに及び障害物を
取り囲んでいる壁にばら荷の形で接していることを特徴
とする、請求項１記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項３】 障害物（１５）が球体として形成されて
いることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴射ノズ
ル。 - 【請求項４】 障害物（１５）が互いに不動に結合して
いることを特徴とする、請求項３記載の燃料噴射ノズ
ル。 - 【請求項５】 障害物（１５）が多孔性金属、焼結金属
又は多気泡質セラミックから成ることを特徴とする、請
求項４記載の燃料噴射ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924200710 DE4200710C1 (en) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | Nozzle for injection of fuel into IC engine - utilises implosion of cavitation bubbles leaving passage contg. porous plug of sinter, whisker or ceramic foam |
| DE4200710.0 | 1992-01-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05272434A true JPH05272434A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=6449470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP321693A Pending JPH05272434A (ja) | 1992-01-14 | 1993-01-12 | 内燃機関の燃料噴射ノズル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05272434A (ja) |
| DE (1) | DE4200710C1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874703B2 (en) * | 2002-06-11 | 2005-04-05 | General Motors Corporation | Anti-bounce needle valve for a fuel injector |
| JP2009236048A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射弁 |
| US20220056874A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Cummins Inc. | Fuel injector having nozzle spray holes with grooves |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10038098A1 (de) * | 2000-08-04 | 2002-02-14 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
| DE10049517B4 (de) * | 2000-10-06 | 2005-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| DE20214393U1 (de) * | 2002-09-17 | 2003-06-18 | Buerkert Werke Gmbh & Co | Ventil mit Strömungskonditionierung |
| US7412972B2 (en) | 2004-03-04 | 2008-08-19 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Dispersion-type suppressor for acoustic noise reduction of a gaseous fuel injector |
| NL2002079C (nl) * | 2008-10-10 | 2010-04-13 | Univ Eindhoven Tech | Brandstofinjector voor een verbrandingsmotor. |
| FR3031769B1 (fr) * | 2015-01-19 | 2018-07-27 | Arianegroup Sas | Injecteur ameliore a calibrage reglable |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2557772A1 (de) * | 1975-12-20 | 1977-06-23 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Brennstoffeinspritzventil |
| JP2545520B2 (ja) * | 1985-08-10 | 1996-10-23 | ロ−ベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関用の燃料噴射ノズル |
-
1992
- 1992-01-14 DE DE19924200710 patent/DE4200710C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-12 JP JP321693A patent/JPH05272434A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874703B2 (en) * | 2002-06-11 | 2005-04-05 | General Motors Corporation | Anti-bounce needle valve for a fuel injector |
| JP2009236048A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射弁 |
| US20220056874A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Cummins Inc. | Fuel injector having nozzle spray holes with grooves |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4200710C1 (en) | 1993-06-09 |
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