JPH08277765A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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JPH08277765A
JPH08277765A JP10480395A JP10480395A JPH08277765A JP H08277765 A JPH08277765 A JP H08277765A JP 10480395 A JP10480395 A JP 10480395A JP 10480395 A JP10480395 A JP 10480395A JP H08277765 A JPH08277765 A JP H08277765A
Authority
JP
Japan
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valve
fuel
hole
injection
nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP10480395A
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English (en)
Inventor
Fumitsugu Yoshizu
文嗣 吉津
Mitsuaki Kobayashi
光明 小林
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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Publication of JPH08277765A publication Critical patent/JPH08277765A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料の噴射方向を弁体のリフト量に応じて三
段階に変化させる。 【構成】 軸線Lに対する弁座22および噴射孔37の
傾斜角をα1,α2としたとき、α1<α2にする。また、
軸線L方向における弁座22および噴射孔37の長さを
1,l2としたとき、l1>l2にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ポペットタイプの燃
料噴射ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の燃料噴射ノズルは、図
7に示すように、ノズル本体1と弁体2とを備えてい
る。ノズル本体1には、下端面(先端面)から上方へ向
かって延びる弁摺動孔1aが形成されるとともに、弁摺
動孔1aの下端開口部にテーパ孔状をなす弁座1bが形
成されている。一方、弁体2は、弁摺動孔1aに摺動自
在に設けられており、弁摺動孔1aから突出した下端部
には弁座1bに着座する弁部2aが形成されている。ま
た、弁体2の内部には、燃料孔2bが形成されるととも
に、燃料孔2bから外周面まで延びる噴射孔2cが形成
されている(実公昭60ー14932号公報参照)。
【0003】上記構成の燃料噴射ノズルにおいて、燃料
孔2bに燃料が圧送されると、弁体2が弁座1bからリ
フト(下方へ移動)して燃料が噴射される。この場合、
リフト当初においては、図8に示すように、弁摺動孔1
aの内周面と弁体2の外周面との間の微小隙間を通過し
た燃料が弁座1bと弁部2aとの間を通って僅かに噴射
される。その後、図9に示すように、弁体2のリフト量
が大きくなって噴射孔2cが弁摺動孔1aから露出する
ようになると、それに伴って噴射量も徐々に増大する。
そして、図10に示すように、噴射孔2c全体が弁摺動
孔1aから露出すると、燃料が最大に噴射される。
【0004】ところで、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射
させる場合、仮に燃料の噴射方向を弁体2のリフト量に
応じて変化させることができるならば、燃焼室の空気を
効率的に利用することができ、燃料をより完全燃焼に近
い状態で燃焼させることができる。したがって、燃料の
噴射方向を変化させることができるものであることが望
ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料噴射ノズルにおいては、図7〜図10に示すよう
に、弁摺動孔1aの軸線(弁体2の軸線)Lに対する弁
座1bの傾斜角θ1と噴射孔2cの傾斜角θ2とがほぼ同
一角度になっている。したがって、燃料の噴射方向は、
リフト当初から最大リフト時までほとんど変化すること
がない。このため、燃焼室内の広範囲の空気を利用する
ことができず、燃焼効率が悪いという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題を
解決するためになされたもので、請求項1に係る発明
は、先端面から内部に向かって延びる弁摺動孔が形成さ
れるととともに、この弁摺動孔の先端開口部に後端側か
ら先端側へ向かうにしたがって拡径するテーパ孔状の弁
座が形成されたノズル本体と、このノズル本体の弁摺動
孔に摺動自在に設けられ、弁摺動孔から突出した先端部
に上記弁座に着座する弁部が形成された弁体とを備え、
上記弁体には、上記弁部近傍の外周面に開口する噴射孔
が形成され、この噴射孔の開口が、弁体の弁座への着座
時には上記弁摺動孔によって遮蔽され、リフト中期には
弁摺動孔から露出し、最大リフト時には噴射孔から噴射
された燃料が上記弁座の前方を通過するように配置され
た燃料噴射ノズルにおいて、上記弁体の軸線に対する上
記噴射孔の傾斜角を同軸線に対する上記弁座の傾斜角よ
り大きくし、上記弁体のリフト中期には上記噴射孔から
噴射された燃料のほぼ全部が上記弁座に突き当たるよ
う、上記弁座を上記噴射孔の開口部より大きくしたこと
を特徴としている。この場合、後述する理由により、上
記弁体を、先端側の先端側半体と、この先端側半体と別
体に形成され、先端側半体に軸線方向へ移動不能に連結
された後端側半体とから構成し、上記先端側半体には、
その軸線上を後端面から先端側へ向かって延び、上記噴
射孔に連通した燃料孔を形成するのが望ましい。
【0007】
【作用】請求項1に係る発明において、噴射孔が弁摺動
孔から露出していない弁体のリフト当初は、微少量の燃
料が弁座に沿って噴射される。弁体のリフト中期には噴
射孔から噴射された燃料が弁座に突き当たる。この結
果、噴射方向がリフト当初における噴射方向より軸線に
接近した方向、つまり軸線とのなす角が小さい方向に変
えられる。その後、弁体が最大リフトすると、燃料が弁
座に突き当たることなくその前方を通過する。したがっ
て、燃料は噴射孔が延びる方向に噴射される。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例について図1〜図6
を参照して説明する。まず、図1〜図5に基づいてこの
発明の一実施例を説明すると、図5に示すように、この
実施例の燃料噴射ノズルAは、ノズルホルダ10、ノズ
ル本体20および弁体30を主な構成要素としている。
【0009】ノズルホルダ10には、その下端面から上
方へ向かって延びるばね収納孔11が形成されている。
このばね収納孔11にはノズルばね40が配置されてい
る。また、ノズルホルダ10の下端面には、上記ノズル
本体20がノズルナット50によって固定されている。
【0010】ノズル本体20の内部には、その軸線L上
を下端面(先端面)から上端面(後端面)まで延びる弁
摺動孔21が形成されている。この弁摺動孔21は、互
いに同芯である下端側の大径孔部21aと後端側の小径
孔部21bとを有しており、大径孔21aの下端開口部
には、下方へ向かうにしたがって拡径するテーパ孔状の
弁座22が弁摺動孔21と同芯に形成されている。ま
た、大径孔部21aと小径孔部21bとの間には燃料溜
まり23が形成されている。この燃料溜まり23には、
ノズルホルダ10およびノズル本体20にわたって形成
された燃料通路60を介して燃料が圧送されるようにな
っている。
【0011】上記弁摺動孔21には、弁体30が摺動自
在に設けられている。この弁体30は、大径孔部21a
に摺動自在に設けられた下端側の下部半体(先端側半
体)30Aと、小径孔部21bに摺動自在に設けられた
上端側の上部半体(後端側半体)30Bとからなるもの
であり、下部半体30aには、軸線L上を上端面から下
方へ向かって延びる取付孔31が形成されている。そし
て、この取付孔31に上部半体30Bの下端部が嵌合さ
れ、さらに両者を貫通する止め軸32によって下部半体
30Aと上部半体30Bとが一体的に固定されている。
【0012】弁体30の下部半体30Aの下端部は弁摺
動孔21から下方に突出しており、その突出した下端部
には弁座22に着座する弁部33が形成されている。一
方、上部半体30Bの上端部は、上記ばね収納室11内
に突出しており、上記ノズルばね40によって上方へ付
勢されている。そして、弁体30は、ノズルばね40に
よって弁座22に着座される一方、燃料溜まり23に圧
送される燃料の圧力が所定の開弁圧に達するとノズルば
ね40の付勢力に抗して弁座22からリフトするように
なっている。
【0013】上記下部半体30Aには、軸線L上を取付
孔31の下端面から下方へ向かって延びる燃料孔34が
形成されている。この燃料孔34は、上部半体30Bに
形成された縦孔35および横孔36を介して上記燃料溜
まり23に連通されている。また、下部半体30Aの下
部には、複数の噴射孔37が形成されている。各噴射孔
37は、弁体30の周方向には互いに離れされている
が、軸線L方向には同一位置に配置されている。また、
各噴射孔37の一端は燃料孔34の内面に開口し、他端
は下部半体30Aの外周面に開口している。この他端開
口部は、弁体30が弁座22に着座しているときには弁
摺動孔21の内周面によって遮蔽され、弁体30がリフ
トすると弁摺動孔21から露出し、最大リフトすると弁
座22の下端縁より下方に位置するように配置されてい
る。なお、弁体30の最大リフト量は、ばね収納孔11
内に配置されたストッパ(図示せず)によって規制され
ている。
【0014】上記弁座22と噴射孔37とは次のような
関係を有している。すなわち、図1に示すように、軸線
Lに対する弁座22の傾斜角をα1とし、軸線Lに対す
る噴射孔37の傾斜角をα2とすると、 α1<α2 に設定されている。なお、この実施例においては、傾斜
角α2が90°に設定されているが、上式を満足する範
囲であれば、傾斜角α2を鋭角にしてもよい。
【0015】また、噴射孔37が延びる方向と直交する
方向(この実施例においては、噴射孔37の傾斜角α2
が90°になっているので、軸線Lが延びる方向)にお
ける弁座22の長さをl1とし、同方向における噴射孔
37の開口部の長さをl2としたとき、 l1>l2 に設定されている。
【0016】上記構成の燃料噴射ノズルAにおいて、燃
料溜まり23に圧送される燃料の圧力が開弁圧に達する
と、弁体30がリフトする。弁体30のリフト当初にお
いては、図2に示すように、噴射孔37から噴出した燃
料が弁摺動孔21の内周面と弁体30の外周面との間の
微小の隙間を通って外部(燃焼室)に噴出される。この
ときの噴出方向は、弁座22にほぼ沿った方向である。
【0017】弁体30がさらにリフトすると、噴射孔3
7が弁摺動孔21から露出する。したがって、燃料は噴
射孔37の延長方向に向かって噴射される。しかし、リ
フト中期においては、噴射孔37の延長方向前方に弁座
22が位置している。したがって、図3に示すように、
噴射孔37から噴射された燃料は、噴射直後、弁座22
に突き当たる。これにより、燃料の噴射方向が下向き変
えられる。このときの噴射方向は、弁座22に沿う方向
より下向きである。
【0018】なお、弁座22による噴射方向の変化を確
実かつ有効なものにするには、弁座22の長さl1をで
きる限り長くするのが望ましいが、あまり長くすると、
弁体30の最大リフト量が過度に大きくなってしまい、
設計制約上実用的でなくなる。この点から長さl1は長
さl2の2倍程度にするのが望ましい。
【0019】弁体30が最大リフト量だけリフトする
と、噴射孔37が弁座22より下方に位置するようにな
るので、図4に示すように、燃料は弁座22に突き当た
ることなく、噴射孔37の延長方向前方へそのまま噴射
される。
【0020】上記のように、この燃料噴射ノズルにおい
ては、燃料の噴射方向が弁体30のリフトに応じて三段
階に大きく変化する。したがって、燃焼室内の空気を広
範囲に利用することができる。よって、燃焼効率を向上
させることができる。
【0021】また、この実施例の燃料噴射ノズルAによ
れば、各噴射孔37から燃料を均一に噴射させることが
できる。すなわち、この燃料噴射ノズルAのように、燃
料溜まり22に燃料を導入し、そこから燃料孔34に燃
料を導入するようにした場合において、図7に示す従来
の燃料噴射ノズルでは、燃料孔2bを燃料溜まりに臨む
弁体2の外周面開口させるために、燃料孔2bを軸線L
に対して傾斜させていた。ところが、燃料孔2bを傾斜
させると、各噴射孔2cの長さを同一にすることが非常
に困難になり、各噴射孔2cの長さが互いに異なるもの
になってしまう。この結果、各噴射孔2cからの噴射量
にバラツキが発生するという問題がある。
【0022】この点、この実施例の燃料噴射ノズルAに
おいては、弁体30を二つの半体30A,30Bから構
成しているので、燃料孔34を下部半体30Aの上端面
から孔明け加工して軸線L上に形成することができる。
したがって、各噴射孔37の長さを容易に同一にするこ
とができる。よって、各噴射孔37の噴射量にバラツキ
が発生するのを防止することができる。
【0023】次に、図6に示す実施例について説明する
と、この実施例は、下部半体30Aの長さを前述した実
施例のものより長くしてその上端部を燃料溜まり23内
に突出させるとともに、燃料溜まり23に臨む上端部に
横孔36を形成したものである。その他の構成は、上記
実施例と同様である。
【0024】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れるものでなく、適宜設計変更可能である。例えば、上
記の実施例においては、下部半体30Aと上部半体30
Bとに止め軸32を挿通するための孔として止め軸32
と同一直径を有する孔を形成しているが、半体30A,
30Bに形成される孔の一方を周方向に長い長孔として
もよく、そのようにすれば、両半体30A,30Bを周
方向に適宜回動させることにより、両者の孔に止め軸3
2を容易に挿通することができる。また、上記の実施例
においては、下部および上部半体30A,30Bを止め
軸32によって固定してるが、両者を溶接等によって固
定してもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、燃料の噴射方向を弁体のリフト量に応じて
変化させることができ、これによって燃料室内の広範囲
の空気を有効に利用して燃焼効率を向上させることがで
きるという効果が得られる。また、請求項2に係る発明
によれば、各噴射孔からの噴射量にバラツキが発生する
のを防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の要部を拡大して示す断面
図である。
【図2】弁体のリフト当初における噴射状況を示す図1
と同様の断面図である。
【図3】弁体のリフト中期における噴射状況を示す図1
と同様の断面図である。
【図4】弁体の最大リフト時における噴射状況を示す図
1と同様の断面図である。
【図5】この発明の一実施例の縦断面図である。
【図6】この発明の他の実施例の要部を示す縦断面図で
ある。
【図7】従来の燃料噴射ノズルの一例の要部を示す断面
図である。
【図8】図7に示す燃料噴射ノズルのリフト当初におけ
る噴射状況を示す図である。
【図9】図7に示す燃料噴射ノズルのリフト中期におけ
る噴射状況を示す図である。
【図10】図7に示す燃料噴射ノズルの最大リフト時に
おける噴射状況を示す図である。
【符号の説明】
A 燃料噴射ノズル 20 ノズル本体 21 弁摺動孔 22 弁座 30 弁体 30A 下部半体(先端側半体) 30B 上部半体(後端側半体) 33 弁部 34 燃料孔 37 噴射孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端面から内部に向かって延びる弁摺動
    孔が形成されるととともに、この弁摺動孔の先端開口部
    に後端側から先端側へ向かうにしたがって拡径するテー
    パ孔状の弁座が形成されたノズル本体と、このノズル本
    体の弁摺動孔に摺動自在に設けられ、弁摺動孔から突出
    した先端部に上記弁座に着座する弁部が形成された弁体
    とを備え、上記弁体には、上記弁部近傍の外周面に開口
    する噴射孔が形成され、この噴射孔の開口が、弁体の弁
    座への着座時には上記弁摺動孔によって遮蔽され、リフ
    ト中期には弁摺動孔から露出し、最大リフト時には噴射
    孔から噴射された燃料が上記弁座の前方を通過するよう
    に配置された燃料噴射ノズルにおいて、上記弁体の軸線
    に対する上記噴射孔の傾斜角を同軸線に対する上記弁座
    の傾斜角より大きくし、上記弁体のリフト中期には上記
    噴射孔から噴射された燃料のほぼ全部が上記弁座に突き
    当たるよう、上記弁座を上記噴射孔の開口部より大きく
    したことを特徴とする燃料噴射ノズル。
  2. 【請求項2】 上記弁体が、先端側の先端側半体と、こ
    の先端側半体と別体に形成され、先端側半体に軸線方向
    へ移動不能に連結された後端側半体とから構成され、上
    記先端側半体には、その軸線上を後端面から先端側へ向
    かって延び、上記噴射孔に連通した燃料孔が形成されて
    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。
JP10480395A 1995-04-05 1995-04-05 燃料噴射ノズル Pending JPH08277765A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1035322A3 (en) * 1999-03-09 2001-10-17 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector
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