JPH0650241A - 燃料噴射ノズル - Google Patents
燃料噴射ノズルInfo
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- JPH0650241A JPH0650241A JP7307592A JP7307592A JPH0650241A JP H0650241 A JPH0650241 A JP H0650241A JP 7307592 A JP7307592 A JP 7307592A JP 7307592 A JP7307592 A JP 7307592A JP H0650241 A JPH0650241 A JP H0650241A
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- Japan
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- needle valve
- nozzle
- fuel injection
- injection nozzle
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- 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
- F02M61/166—Selection of particular materials
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、軽量化すると共に、シール性能を
確保した燃料噴射ノズルを提供する。 【構成】 この燃料噴射ノズルは、針弁２を酸化アルミ
ニウムとジルコニアとの複合セラミックスで製作し、ノ
ズル本体１とノズルチップ３とをジルコニアで製作す
る。針弁２を構成する複合セラミックスは、ＺｒＯ2 に
対するＡｌ2 Ｏ3 の含有率が０〜２０ｗｔ％である。ノ
ズル本体１と針弁１との間の熱膨張係数をほぼ同程度に
構成してシール性能を向上させ、摺動特性、遮熱性、ト
ータルコスト等を改善することができる。特に、針弁２
の軽量化を達成し、燃料噴射時の針弁２のレスポンスを
大幅に向上させることができる。
確保した燃料噴射ノズルを提供する。 【構成】 この燃料噴射ノズルは、針弁２を酸化アルミ
ニウムとジルコニアとの複合セラミックスで製作し、ノ
ズル本体１とノズルチップ３とをジルコニアで製作す
る。針弁２を構成する複合セラミックスは、ＺｒＯ2 に
対するＡｌ2 Ｏ3 の含有率が０〜２０ｗｔ％である。ノ
ズル本体１と針弁１との間の熱膨張係数をほぼ同程度に
構成してシール性能を向上させ、摺動特性、遮熱性、ト
ータルコスト等を改善することができる。特に、針弁２
の軽量化を達成し、燃料噴射時の針弁２のレスポンスを
大幅に向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼室等に噴孔から
燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
燃料を噴射する燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射
ノズルは、例えば、図５に示す構造を有している。この
燃料噴射ノズルは、ノズル本体３０、該ノズル本体３０
の筒体先端部３７に形成された複数個の噴孔３２及び該
噴孔３２を開閉するための針弁３１から成る。ノズル本
体３０は、金属材料或いはセラミックスで製作された筒
体上部３４と筒体下部３５から成り、筒体上部３４には
燃料通路３３が形成され、該燃料通路３３の端部には燃
料溜まり４２が形成されている。また、筒体下部３５の
穴部の内周面３９と針弁３１の外周面４１との間には、
燃料溜まり４２と連通する環状燃料通路３６が形成され
ている。噴孔３２は、針弁３１の往復運動によって針弁
３１の先端のテーパ面が筒体先端部３７の弁座部４０に
接離することで開閉される。
ノズルは、例えば、図５に示す構造を有している。この
燃料噴射ノズルは、ノズル本体３０、該ノズル本体３０
の筒体先端部３７に形成された複数個の噴孔３２及び該
噴孔３２を開閉するための針弁３１から成る。ノズル本
体３０は、金属材料或いはセラミックスで製作された筒
体上部３４と筒体下部３５から成り、筒体上部３４には
燃料通路３３が形成され、該燃料通路３３の端部には燃
料溜まり４２が形成されている。また、筒体下部３５の
穴部の内周面３９と針弁３１の外周面４１との間には、
燃料溜まり４２と連通する環状燃料通路３６が形成され
ている。噴孔３２は、針弁３１の往復運動によって針弁
３１の先端のテーパ面が筒体先端部３７の弁座部４０に
接離することで開閉される。
【０００３】また、ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズ
ルとして、特開昭６１−８７９６５号公報に開示された
ものがある。該燃料噴射ノズルは、母材をセラミック材
料で構成し、前記母材の表面の少なくとも一部分に金属
若しくは金属間化合物を拡散させてなることを特徴とす
るものである。母材としては、窒化ケイ素、ジルコニ
ア、炭化ケイ素、アルミナ等が使用されている。また、
金属は母材のセラミックスと同等か、若しくはそれより
高い弾性率を持つものであり、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｍ
ｏ，Ｗ等である。
ルとして、特開昭６１−８７９６５号公報に開示された
ものがある。該燃料噴射ノズルは、母材をセラミック材
料で構成し、前記母材の表面の少なくとも一部分に金属
若しくは金属間化合物を拡散させてなることを特徴とす
るものである。母材としては、窒化ケイ素、ジルコニ
ア、炭化ケイ素、アルミナ等が使用されている。また、
金属は母材のセラミックスと同等か、若しくはそれより
高い弾性率を持つものであり、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｍ
ｏ，Ｗ等である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常のディ
ーゼルエンジン等に用いられている燃料噴射ノズルは、
ノズル本体及びニードルバルブ即ち針弁は、Ｃｏ−Ｍｏ
鋼等の合金鋼を材料として作成されているが、近年では
セラミックスを材料として耐摩耗性、シール性を向上さ
せる燃料噴射ノズルが開発されている。
ーゼルエンジン等に用いられている燃料噴射ノズルは、
ノズル本体及びニードルバルブ即ち針弁は、Ｃｏ−Ｍｏ
鋼等の合金鋼を材料として作成されているが、近年では
セラミックスを材料として耐摩耗性、シール性を向上さ
せる燃料噴射ノズルが開発されている。
【０００５】しかしながら、ノズルホルダ即ちノズル本
体を合金鋼で製作した場合に、軽量化の点で問題があ
る。そこで、ノズル本体と針弁との間の熱膨張差及び摺
動特性、遮熱性、ノズル本体とノズルチップとの接合強
度、トータルコスト等を考慮して、ノズル本体及び針弁
をジルコニアＺｒＯ2 で製作した場合には、針弁は合金
鋼に比べて２３％の軽量化が可能になる。更に、針弁の
軽量化を図れば、それ以上に噴射時のレスポンスを向上
させることができる。
体を合金鋼で製作した場合に、軽量化の点で問題があ
る。そこで、ノズル本体と針弁との間の熱膨張差及び摺
動特性、遮熱性、ノズル本体とノズルチップとの接合強
度、トータルコスト等を考慮して、ノズル本体及び針弁
をジルコニアＺｒＯ2 で製作した場合には、針弁は合金
鋼に比べて２３％の軽量化が可能になる。更に、針弁の
軽量化を図れば、それ以上に噴射時のレスポンスを向上
させることができる。
【０００６】また、前掲特開昭６１−８７９６５号公報
に開示されたディーゼル機関の燃料噴射ノズルは、セラ
ミックスの表面近傍のマイクロクラック、未焼結部分の
欠陥により曲げ応力、破壊脆性強度等の材料強度が大き
く影響されるので、セラミックスの母材の表面に金属材
料をコーティングし、該金属材料に残る圧縮応力によっ
て噴射ノズル全体としての強度を高めたものであり、噴
射ノズルの軽量化を図ってレスポンスを向上させるとい
うものではない。
に開示されたディーゼル機関の燃料噴射ノズルは、セラ
ミックスの表面近傍のマイクロクラック、未焼結部分の
欠陥により曲げ応力、破壊脆性強度等の材料強度が大き
く影響されるので、セラミックスの母材の表面に金属材
料をコーティングし、該金属材料に残る圧縮応力によっ
て噴射ノズル全体としての強度を高めたものであり、噴
射ノズルの軽量化を図ってレスポンスを向上させるとい
うものではない。
【０００７】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、燃料圧でリフトして開弁可能な針
弁、該針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成した
ノズル本体、及び該ノズル本体と一体構造に構成した噴
孔を備えたノズルチップを有する燃料噴射ノズルにおい
て、針弁とノズル本体との材料を選定することで軽量化
を達成し、針弁のレスポンスを向上させると共に、ノズ
ル本体と針弁との熱膨張係数をほぼ同程度に構成してシ
ール性能の低下を防止することができる燃料噴射ノズル
を提供することである。
解決することであり、燃料圧でリフトして開弁可能な針
弁、該針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成した
ノズル本体、及び該ノズル本体と一体構造に構成した噴
孔を備えたノズルチップを有する燃料噴射ノズルにおい
て、針弁とノズル本体との材料を選定することで軽量化
を達成し、針弁のレスポンスを向上させると共に、ノズ
ル本体と針弁との熱膨張係数をほぼ同程度に構成してシ
ール性能の低下を防止することができる燃料噴射ノズル
を提供することである。
【０００８】
【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、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、燃料圧でリフトして開弁可能な針弁、及び該
針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成し且つ先端
部に噴孔を形成したノズル本体を有する燃料噴射ノズル
において、前記針弁を酸化アルミニウムとジルコニアと
の複合セラミックスで製作し、前記ノズル本体をジルコ
ニアで製作したことを特徴とする燃料噴射ノズルに関す
る。
を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、燃料圧でリフトして開弁可能な針弁、及び該
針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成し且つ先端
部に噴孔を形成したノズル本体を有する燃料噴射ノズル
において、前記針弁を酸化アルミニウムとジルコニアと
の複合セラミックスで製作し、前記ノズル本体をジルコ
ニアで製作したことを特徴とする燃料噴射ノズルに関す
る。
【０００９】また、この燃料噴射ノズルにおいて、前記
針弁を構成する複合セラミックスにはＡｌ2 Ｏ3 が０〜
２０ｗｔ％含まれているものである。
針弁を構成する複合セラミックスにはＡｌ2 Ｏ3 が０〜
２０ｗｔ％含まれているものである。
【００１０】
【作用】この発明による燃料噴射ノズルは、上記のよう
に構成されており、次のように作用する。即ち、この燃
料噴射ノズルは、針弁を酸化アルミニウムとジルコニア
との複合セラミックスで製作し、また、ノズル本体をジ
ルコニアで製作したので、前記ノズル本体と前記針弁と
の間の熱膨張差及び摺動特性、遮熱性、強度、トータル
コスト等を改善することができ、特に前記針弁の軽量化
を達成し、前記針弁のレスポンスを大幅に向上させるこ
とができる。しかも、噴射ノズルが液体圧、熱負荷等を
受けてもクラック、亀裂等の損傷を受けることがない。
に構成されており、次のように作用する。即ち、この燃
料噴射ノズルは、針弁を酸化アルミニウムとジルコニア
との複合セラミックスで製作し、また、ノズル本体をジ
ルコニアで製作したので、前記ノズル本体と前記針弁と
の間の熱膨張差及び摺動特性、遮熱性、強度、トータル
コスト等を改善することができ、特に前記針弁の軽量化
を達成し、前記針弁のレスポンスを大幅に向上させるこ
とができる。しかも、噴射ノズルが液体圧、熱負荷等を
受けてもクラック、亀裂等の損傷を受けることがない。
【００１１】また、この燃料噴射ノズルにおいて、前記
針弁を構成する複合セラミックスはＺｒＯ2 に対するＡ
ｌ2 Ｏ3 の含有率を０〜２０ｗｔ％に設定すると、エン
ジンに組み込んだ場合の要求される熱膨張係数、曲げ強
度及び焼成体中の気孔率を満足させる燃料噴射ノズルを
製作できる。
針弁を構成する複合セラミックスはＺｒＯ2 に対するＡ
ｌ2 Ｏ3 の含有率を０〜２０ｗｔ％に設定すると、エン
ジンに組み込んだ場合の要求される熱膨張係数、曲げ強
度及び焼成体中の気孔率を満足させる燃料噴射ノズルを
製作できる。
【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を示す概略断面図である。
噴射ノズル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を示す概略断面図である。
【００１３】この発明による燃料噴射ノズルは、燃料圧
でリフトして開弁可能な針弁２、及び該針弁２の往復動
可能な中空穴即ち穴部５を形成し且つ先端部即ちノズル
チップ３に噴孔６を形成したノズル本体１を有してい
る。針弁２がノズル本体１の穴部５に挿入されること
で、穴部５の内壁面と針弁２の外周面１０との間に環状
燃料流路９が形成される。また、ノズル本体１には、燃
料噴射装置等からの燃料を導入するための燃料流路４が
形成され、該燃料流路４は環状燃料流路９に連通するよ
うに形成されている。針弁２の先端部にはテーパ面７が
形成され、該テーパ面７はノズル本体１に形成されたテ
ーパ面８に着座するように構成されている。ノズル本体
１の先端部即ちノズルチップ３には、針弁２が挿入され
ることで燃料溜まりが形成され、先端部のノズルチップ
３には噴孔６が開口している。従って、ノズル本体１内
を針弁２が往復運動することで、テーパ面７とテーパ面
８とが接離して噴孔６が開閉作動される。
でリフトして開弁可能な針弁２、及び該針弁２の往復動
可能な中空穴即ち穴部５を形成し且つ先端部即ちノズル
チップ３に噴孔６を形成したノズル本体１を有してい
る。針弁２がノズル本体１の穴部５に挿入されること
で、穴部５の内壁面と針弁２の外周面１０との間に環状
燃料流路９が形成される。また、ノズル本体１には、燃
料噴射装置等からの燃料を導入するための燃料流路４が
形成され、該燃料流路４は環状燃料流路９に連通するよ
うに形成されている。針弁２の先端部にはテーパ面７が
形成され、該テーパ面７はノズル本体１に形成されたテ
ーパ面８に着座するように構成されている。ノズル本体
１の先端部即ちノズルチップ３には、針弁２が挿入され
ることで燃料溜まりが形成され、先端部のノズルチップ
３には噴孔６が開口している。従って、ノズル本体１内
を針弁２が往復運動することで、テーパ面７とテーパ面
８とが接離して噴孔６が開閉作動される。
【００１４】この燃料噴射ノズルは、特に、針弁１を酸
化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）とジルコニアＺ
ｒＯ2 （詳しくは、イットリアで部分安定化したジルコ
ニアＹ−ＰＳＺ）との複合セラミックスで製作してい
る。また、ノズル本体１とノズルチップ３とは、直接的
に一体構造に構成するか、或いはノズル本体１とノズル
チップ３とをそれぞれ製作し、ノズル本体１とノズルチ
ップ３とを接合して一体構造に構成している。ノズル本
体１とノズルチップ３とは、ジルコニアＺｒＯ2（詳し
くは、イットリアで部分安定化したジルコニアＹ−ＰＳ
Ｚ）で製作したものである。
化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）とジルコニアＺ
ｒＯ2 （詳しくは、イットリアで部分安定化したジルコ
ニアＹ−ＰＳＺ）との複合セラミックスで製作してい
る。また、ノズル本体１とノズルチップ３とは、直接的
に一体構造に構成するか、或いはノズル本体１とノズル
チップ３とをそれぞれ製作し、ノズル本体１とノズルチ
ップ３とを接合して一体構造に構成している。ノズル本
体１とノズルチップ３とは、ジルコニアＺｒＯ2（詳し
くは、イットリアで部分安定化したジルコニアＹ−ＰＳ
Ｚ）で製作したものである。
【００１５】この燃料噴射ノズルにおける針弁２を製作
するには、酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3 （アルミナ）と
ジルコニアＺｒＯ2 との複合材粉末を原料として、射出
成形法等により針弁成形体を作り、針弁成形体を脱脂乾
燥後、場合によっては機械加工して針弁成形体を焼成す
ることによって作製できる。
するには、酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3 （アルミナ）と
ジルコニアＺｒＯ2 との複合材粉末を原料として、射出
成形法等により針弁成形体を作り、針弁成形体を脱脂乾
燥後、場合によっては機械加工して針弁成形体を焼成す
ることによって作製できる。
【００１６】この燃料噴射ノズルの針弁２を構成する酸
化アルミニウムとジルコニアとの複合セラミックスは、
Ａｌ2 Ｏ3 の含有率と各種特性を評価すると、図２、図
３及び図４に示す通りとなる。図２は、Ａｌ2 Ｏ3 の含
有率に相当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2
Ｏ3 ）に対する密度Ｄと気孔率Ｐを示すグラフである。
図２では、横軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸
化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率で重量％（ｗｔ
％）を示し、縦軸にＹ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 の密度Ｄ
（ｇ／ｃｍ3 ）と気孔率Ｐ（％）を示す。
化アルミニウムとジルコニアとの複合セラミックスは、
Ａｌ2 Ｏ3 の含有率と各種特性を評価すると、図２、図
３及び図４に示す通りとなる。図２は、Ａｌ2 Ｏ3 の含
有率に相当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2
Ｏ3 ）に対する密度Ｄと気孔率Ｐを示すグラフである。
図２では、横軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸
化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率で重量％（ｗｔ
％）を示し、縦軸にＹ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 の密度Ｄ
（ｇ／ｃｍ3 ）と気孔率Ｐ（％）を示す。
【００１７】図３は、Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複
合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強
度Ｆとヤング率Ｅを示すグラフである。図３では、横軸
にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率の重量％（ｗｔ％）を示し、縦
軸に３点曲げ強度Ｆ（ＭＰａ）とヤング率Ｅ（ＧＰａ）
を示している。更に、図４は、Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相
当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に
対する熱膨張係数βを示すグラフである。図４では、横
軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3）の含有率で重量％（ｗｔ％）を示し、
縦軸に熱膨張係数β（×１０- 6 ／℃，２０〜１２００
℃）を示す。
合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強
度Ｆとヤング率Ｅを示すグラフである。図３では、横軸
にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の含有率の重量％（ｗｔ％）を示し、縦
軸に３点曲げ強度Ｆ（ＭＰａ）とヤング率Ｅ（ＧＰａ）
を示している。更に、図４は、Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相
当する複合セラミックス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に
対する熱膨張係数βを示すグラフである。図４では、横
軸にジルコニア（Ｙ−ＰＳＺ）に対する酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3）の含有率で重量％（ｗｔ％）を示し、
縦軸に熱膨張係数β（×１０- 6 ／℃，２０〜１２００
℃）を示す。
【００１８】この燃料噴射ノズルについては、ディーゼ
ルエンジンに組み込んだ時に要求される特性として、熱
膨張係数βは９〜１１×１０- 6 ／℃であり、曲げ強度
Ｆは１００ＭＰａ以上である。更に、酸化アルミニウム
とジルコニアとの複合材粉末を焼成して焼成体中の気孔
率Ｐを考慮すると、ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有
率は０〜２０ｗｔ％である複合セラミックスが針弁２と
して好ましいことが分かる。この場合、複合セラミック
スの密度Ｄは、６．０３〜５．５０ｇ／ｃｍ3となり、
合金鋼に比較して、針弁２を２３〜３０％ほど軽量化で
きる。
ルエンジンに組み込んだ時に要求される特性として、熱
膨張係数βは９〜１１×１０- 6 ／℃であり、曲げ強度
Ｆは１００ＭＰａ以上である。更に、酸化アルミニウム
とジルコニアとの複合材粉末を焼成して焼成体中の気孔
率Ｐを考慮すると、ＺｒＯ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有
率は０〜２０ｗｔ％である複合セラミックスが針弁２と
して好ましいことが分かる。この場合、複合セラミック
スの密度Ｄは、６．０３〜５．５０ｇ／ｃｍ3となり、
合金鋼に比較して、針弁２を２３〜３０％ほど軽量化で
きる。
【００１９】更に、この燃料噴射ノズルについて、ノズ
ル本体１をジルコニアで製作した場合に、針弁２をＡｌ
2 Ｏ3 とＺｒＯ2 との複合セラミックスで製作すれば、
針弁２をＺｒＯ2 で製作するよりも軽量になり、燃料噴
射ノズルの噴射時のレスポンスの向上が図れる。また、
針弁２を製作するに当たって、窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4、
炭化ケイ素ＳｉＣ、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 等のＺ
ｒＯ2 に比較して密度の低いセラミックスを使用した場
合には、ノズル本体１を構成するＺｒＯ2 との間で熱膨
張差が大きくなり、温度上昇時にシール性能が低下す
る。これに対して、この発明による燃料噴射ノズルは、
ノズル本体１を構成するＺｒＯ2 と、針弁２を構成する
ＺｒＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との複合セラミックスとは、熱膨
張係数がほぼ同程度であり、温度上昇時にシール性能が
低下することはない。
ル本体１をジルコニアで製作した場合に、針弁２をＡｌ
2 Ｏ3 とＺｒＯ2 との複合セラミックスで製作すれば、
針弁２をＺｒＯ2 で製作するよりも軽量になり、燃料噴
射ノズルの噴射時のレスポンスの向上が図れる。また、
針弁２を製作するに当たって、窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4、
炭化ケイ素ＳｉＣ、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 等のＺ
ｒＯ2 に比較して密度の低いセラミックスを使用した場
合には、ノズル本体１を構成するＺｒＯ2 との間で熱膨
張差が大きくなり、温度上昇時にシール性能が低下す
る。これに対して、この発明による燃料噴射ノズルは、
ノズル本体１を構成するＺｒＯ2 と、針弁２を構成する
ＺｒＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 との複合セラミックスとは、熱膨
張係数がほぼ同程度であり、温度上昇時にシール性能が
低下することはない。
【００２０】
【発明の効果】この発明による燃料噴射ノズルは、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、この燃料噴射ノズルは、針弁を酸化アルミニウムと
ジルコニアとの複合セラミックスで製作し、前記ノズル
本体をジルコニアで製作したので、前記針弁を軽量に構
成することができ、エンジン駆動での前記針弁の開閉作
動時即ち燃料噴射時のレスポンスを向上させると共に、
摺動特性、耐摩耗性等を向上させることができる。しか
も、前記ノズル本体を構成するジルコニアと、前記針弁
を構成するジルコニアと酸化アルミニウムとの複合セラ
ミックスとは、熱膨張係数がほぼ同程度であり、燃焼室
の温度上昇時に前記ノズル本体と前記針弁との間のシー
ル性能の低下は発生しない。
のように構成されており、次のような効果を有する。即
ち、この燃料噴射ノズルは、針弁を酸化アルミニウムと
ジルコニアとの複合セラミックスで製作し、前記ノズル
本体をジルコニアで製作したので、前記針弁を軽量に構
成することができ、エンジン駆動での前記針弁の開閉作
動時即ち燃料噴射時のレスポンスを向上させると共に、
摺動特性、耐摩耗性等を向上させることができる。しか
も、前記ノズル本体を構成するジルコニアと、前記針弁
を構成するジルコニアと酸化アルミニウムとの複合セラ
ミックスとは、熱膨張係数がほぼ同程度であり、燃焼室
の温度上昇時に前記ノズル本体と前記針弁との間のシー
ル性能の低下は発生しない。
【００２１】また、この燃料噴射ノズルにおいて、前記
針弁を構成する複合セラミックスはＺｒＯ2 に対するＡ
ｌ2 Ｏ3 の含有率が０〜２０ｗｔ％であるので、エンジ
ンに組み込んだ場合の要求される熱膨張係数、曲げ強度
及び焼成体中の気孔率を満足することができる。従っ
て、熱負荷、燃料圧等の負荷を受けたとしても強度上安
定した燃料噴射ノズルを提供できる。
針弁を構成する複合セラミックスはＺｒＯ2 に対するＡ
ｌ2 Ｏ3 の含有率が０〜２０ｗｔ％であるので、エンジ
ンに組み込んだ場合の要求される熱膨張係数、曲げ強度
及び焼成体中の気孔率を満足することができる。従っ
て、熱負荷、燃料圧等の負荷を受けたとしても強度上安
定した燃料噴射ノズルを提供できる。
【図１】この発明による燃料噴射ノズルの一実施例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミック
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する密度と気孔率を
示すグラフである。
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する密度と気孔率を
示すグラフである。
【図３】Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミック
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強度とヤング率
を示すグラフである。
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する強度とヤング率
を示すグラフである。
【図４】Ａｌ2 Ｏ3 の含有率に相当する複合セラミック
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する熱膨張係数を示
すグラフである。
ス（Ｙ−ＰＳＺ／Ａｌ2 Ｏ3 ）に対する熱膨張係数を示
すグラフである。
【図５】従来のセラミック製噴射ノズルの一例を示す断
面図である。
面図である。
１ ノズル本体 ２ 針弁 ３ ノズルチップ（先端部） ４ 燃料流路 ５ 穴部 ６ 噴孔 ７ テーパ面 ８ テーパ面 ９ 環状燃料流路 １０ 針弁の外周面
【手続補正書】
【提出日】平成４年５月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】しかしながら、ノズル本体を合金鋼で製作
した場合に、軽量化の点で問題がある。そこで、ノズル
本体と針弁との間の熱膨張差及び摺動特性、遮熱性、ノ
ズル本体とノズルチップとの接合強度、トータルコスト
等を考慮して、ノズル本体及び針弁をジルコニアＺｒＯ
２で製作した場合には、針弁は合金鋼に比べて２３％の
軽量化が可能になる。更に、針弁の軽量化を図れば、そ
れ以上に噴射時のレスポンスを向上させることができ
る。
した場合に、軽量化の点で問題がある。そこで、ノズル
本体と針弁との間の熱膨張差及び摺動特性、遮熱性、ノ
ズル本体とノズルチップとの接合強度、トータルコスト
等を考慮して、ノズル本体及び針弁をジルコニアＺｒＯ
２で製作した場合には、針弁は合金鋼に比べて２３％の
軽量化が可能になる。更に、針弁の軽量化を図れば、そ
れ以上に噴射時のレスポンスを向上させることができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料圧でリフトして開弁可能な針弁、及
び該針弁の往復動可能な穴部と燃料流路とを形成し且つ
先端部に噴孔を形成したノズル本体を有する燃料噴射ノ
ズルにおいて、前記針弁を酸化アルミニウムとジルコニ
アとの複合セラミックスで製作し、前記ノズル本体をジ
ルコニアで製作したことを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 【請求項２】 前記針弁を構成する複合セラミックスに
は、Ａｌ2 Ｏ3 が０〜２０ｗｔ％含まれているものであ
ることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07307592A JP3158620B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07307592A JP3158620B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 燃料噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650241A true JPH0650241A (ja) | 1994-02-22 |
| JP3158620B2 JP3158620B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=13507852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07307592A Expired - Fee Related JP3158620B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3158620B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5607106A (en) * | 1994-08-10 | 1997-03-04 | Cummins Engine Company | Low inertia, wear-resistant valve for engine fuel injection systems |
| EP0838329A1 (en) * | 1996-10-28 | 1998-04-29 | Eastman Kodak Company | A materials transporting element |
| WO2000000737A1 (de) * | 1998-06-27 | 2000-01-06 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil mit integrierter zündkerze |
| WO2001014736A1 (en) * | 1999-08-25 | 2001-03-01 | Caterpillar Inc. | Ceramic check for a fuel injector |
| KR100634985B1 (ko) * | 1998-08-27 | 2006-10-16 | 베르트질레 슈바이츠 악티엔게젤샤프트 | 연료분사노즐 및 그 제조 방법 |
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| CN104295424A (zh) * | 2013-07-17 | 2015-01-21 | 福特全球技术公司 | 用于内燃发动机的喷射阀及制造喷射阀的方法 |
| JP2015025454A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 燃料噴射ノズル |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP07307592A patent/JP3158620B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6340015B1 (en) | 1998-06-27 | 2002-01-22 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection valve with integrated spark plug |
| KR100634985B1 (ko) * | 1998-08-27 | 2006-10-16 | 베르트질레 슈바이츠 악티엔게젤샤프트 | 연료분사노즐 및 그 제조 방법 |
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| GB2364550A (en) * | 1999-08-25 | 2002-01-30 | Caterpillar Inc | Ceramic check for a fuel injector |
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| EP2826985A3 (de) * | 2013-07-17 | 2015-04-01 | Ford Global Technologies, LLC | Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines Einspritzventils |
| CN104295424B (zh) * | 2013-07-17 | 2019-05-14 | 福特全球技术公司 | 用于内燃发动机的喷射阀及制造喷射阀的方法 |
| JP2015025454A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 燃料噴射ノズル |
| CN104343608A (zh) * | 2013-07-26 | 2015-02-11 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | 燃料喷射嘴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3158620B2 (ja) | 2001-04-23 |
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