JPH09195893A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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JPH09195893A
JPH09195893A JP932296A JP932296A JPH09195893A JP H09195893 A JPH09195893 A JP H09195893A JP 932296 A JP932296 A JP 932296A JP 932296 A JP932296 A JP 932296A JP H09195893 A JPH09195893 A JP H09195893A
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武志 庄司
Hiroshi Ino
浩史 猪野
Taizo Shimada
泰三 嶋田
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Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料供給量の多い高負荷域でも燃料の噴射期
間が必要以上に長くなることがなく、且つ窒素酸化物の
生成を抑制することができると共に燃焼騒音の低減を図
ることのできる燃料噴射ノズルを提供する。 【解決手段】 ノズル本体1の先端部に複数の主噴出孔
8をノズル本体1の周方向にほぼ等間隔で設けるととも
に、これら主噴出孔8の近傍に孔径が主噴出孔8の孔径
よりも小さい副噴出孔9をそれぞれ設け、主噴出孔8の
中心軸線と副噴出孔9の中心軸線とをノズル本体1の内
方で交差させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ディーゼル
エンジンに用いられる燃料噴射ノズルに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】車両用ディーゼルエンジンに用いられる
燃料噴射ノズルは、ノズル本体の先端部に複数の燃料噴
出孔を有しており、これらの燃料噴出孔からディーゼル
エンジンの燃焼室に燃料を噴霧するように構成されてい
る。
【0003】従って、このような燃料噴射ノズルは燃料
噴出孔の孔径によりディーゼルエンジンの性能が大きく
左右され、燃料噴出孔の孔径を小さくすると、ディーゼ
ルエンジンの燃焼室に粒子径の細かい燃料が噴霧される
ことになるので、空気と燃料が良く混合し、これにより
排煙の生成を抑制することができる。しかし、その反
面、噴出孔の数を増せば窒素酸化物が増大し、また噴出
孔の数を減らせば燃料の噴射期間が必要以上に長くな
り、燃料供給量の多い高負荷域で燃費が増大(悪化)す
る。
【0004】そこで、このような問題を解決するため
に、ノズル本体の先端部に小径の燃料噴出孔と大径の燃
料噴出孔とを交互に配設した燃料噴射ノズルが考案され
ている(特開平6−307311号公報参照)。
【0005】このような燃料噴射ノズルによると、上述
した従来の燃料噴射ノズルのように燃料の噴射期間が必
要以上に長くなることがないので、燃費の増大は避けら
れるが、次のような問題を有していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した燃
料噴射ノズルでは、孔径の小さい燃料噴出孔から噴霧さ
れた燃料粒子は微細化するが、孔径の大きい燃料噴出孔
から噴霧された燃料粒子は微細化しないため、着火まで
の時間が長くなり、それぞれ独立して燃焼し、初期燃焼
量が大きくなって窒素酸化物が生成され易くなるととも
に、燃焼騒音が増大するという問題が生じていた。
【0007】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は燃料供給量の多い高負荷域でも
燃料の噴射期間が必要以上に長くなることがなく、且つ
窒素酸化物の生成を抑制することができると共に燃焼騒
音の低減を図ることのできる燃料噴射ノズルを提供せん
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、ノズル本体の先端部に複数の燃
料噴出孔を有し、これらの燃料噴出孔からディーゼルエ
ンジンの燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルにおい
て、前記燃料噴出孔が、大径の主噴出孔と大径の副噴出
孔とからなり、前記副噴出孔は前記主噴出孔に近接した
位置に一対状態で位置し、前記主噴出孔の中心軸線と前
記副噴出孔の中心軸線とが前記ノズル本体の内方で交差
することを特徴とするものである。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記主噴出孔の中心軸線と前記副噴出孔の中心軸線
とが交差する角度を10°〜30°に設定したことを特
徴とするものである。請求項3の発明は、請求項1の発
明において、前記主噴出孔の孔径と前記副噴出孔の孔径
との比を0.3〜0.6に設定したことを特徴とするも
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明の一実施形態
に係る燃料噴射ノズルの縦断面図であって、同図に示す
ように、燃料噴射ノズルのノズル本体1内にはニードル
弁2が収容されている。このニードル弁2はノズル本体
1の軸方向に所定距離だけ移動可能となっており、その
上端にはプレッシャロッド3の下端が当接している。
【0011】前記プレッシャロッド3はニードル弁2の
先端部(弁部)2aをノズル本体1に形成された弁座4
に押圧するためのものであり、ノズル本体1内に収容さ
れたプレッシャスプリング5,6より下方に付勢されて
いる。
【0012】前記ノズル本体1は燃料噴射ポンプからの
高圧燃料をノズル本体1内に供給するための燃料供給口
7を有しており、この燃料供給口7からノズル本体1内
に高圧燃料が供給されると、高圧燃料の液圧によりニー
ドル弁2が上方に押し上げられ、ニードル弁2の先端部
2aが弁座4から離間するようになっている。そして、
ニードル弁2の先端部2aが弁座4から離間すると、ノ
ズル本体1の先端部1a内に高圧燃料が流入し、ノズル
本体1の先端部1aに設けられた複数の燃料噴出孔8…
(図2参照)からディーゼルエンジンの燃焼室に燃料が
噴霧されるようになっている。
【0013】前記燃料噴出孔8(以下、主噴出孔と称す
る。)は図3に示すようにノズル本体1の周方向に等間
隔で穿設されており、これら各主噴出孔8…の近傍に
は、燃料副噴出孔9(以下、副噴出孔と称する。)がそ
れぞれ穿設されている。これらの副噴出孔9…は主噴出
孔8の孔径をd(=0.2mm〜0.4mm)とする
と、0.3×d〜0.6×dの孔径を有しており、その
中心軸線9aが主噴出孔8の中心軸線8aとθ=10°
〜30°の角度で交差している。
【0014】なお、主噴出孔8はその中心軸線8aがノ
ズル本体1の中心Oを通る位置に穿設され、主噴出孔8
の中心軸線8aと副噴出孔9の中心軸線9aはノズル本
体1の中心Oから外れた位置で交差している場合を示し
た。両中心軸線8aと9aが中心Oで交差しても良い。
【0015】このような構成において、燃料供給口7か
らノズル本体1内に高圧燃料が供給されると、高圧燃料
の液圧によりニードル弁2が上方に押し上げられ、これ
によりニードル弁2の先端部2aが弁座4から離間す
る。そして、ニードル弁2の先端部2aが弁座4から離
間すると、ノズル本体1の先端部1a内に高圧燃料が流
入し、ノズル本体1の先端部1aに設けられた複数の主
噴出孔8…からディーゼルエンジンの燃焼室に燃料が噴
霧されるとともに、各主噴出孔8…の近傍に設けられた
副噴出孔9…からディーゼルエンジンの燃焼室に燃料が
噴霧される。
【0016】このとき、副噴出孔9…からディーゼルエ
ンジンの燃焼室に噴霧された燃料粒子は、その粒子径が
主噴出孔8…からディーゼルエンジンの燃焼室に噴霧さ
れた燃料粒子の粒子径に比べて微細となっているので、
主噴出孔8…からディーゼルエンジンの燃焼室に噴霧さ
れた燃料粒子よりも先に着火する。これにより副噴出孔
9…から噴霧された燃料粒子は主噴出孔8…から噴霧さ
れた燃料粒子の近傍に燃焼炎を形成し、これが火種とな
って主噴出孔8…から噴霧された燃料粒子が着火するこ
とになる。
【0017】従って、本発明の一実施形態では着火まで
の時間を早めることができ、これにより初期燃焼量が大
きくなるようなことがないので、窒素酸化物の生成や燃
焼騒音の増大を抑制することができる。また、本発明の
一実施形態では主噴出孔8および副噴出孔9の両方から
燃料が噴霧されるので、燃料供給量の多い高負荷域であ
っても燃料の噴射期間が必要以上に長くなることもな
い。
【0018】図4は主噴出孔8の中心軸線8aと副噴出
孔9の中心軸線9aとが交差する角度θを10°、20
°および30°に設定した時の窒素酸化物(NOx)の
発生量と燃費(be)との関係を示す線図であり、同図
に示すように、主噴出孔8の中心軸線8aと副噴出孔9
の中心軸線9aとが交差する角度θをθ=10°に設定
すると、窒素酸化物の発生量が最も少なくなるが、燃費
の点で不利となる。また、角度θをθ=30°に設定す
ると、θ=10°の時に比べて燃費が向上するが、窒素
酸化物の発生量が多くなる。従って、燃費を考慮する
と、主噴出孔8の中心軸線8aと副噴出孔9の中心軸線
9aとが交差する角度θをθ=10°〜30°に設定す
るのが好ましい。
【0019】図5および図6は主噴出孔8と副噴出孔9
との孔径比を0.27、0.4および0.67に設定し
た時の窒素酸化物の発生量と燃費および排出ガス(R)
の関係を示す線図であり、図中の白丸で示すものは主噴
出孔8からのみ燃料を噴霧した時の実験結果を示し、図
中の黒四角で示すものは主噴出孔8と副噴出孔9との孔
径比を0.27に設定した時の実験結果を示している。
また、図中の黒丸で示すものは主噴出孔8と副噴出孔9
との孔径比を0.4に設定した時の実験結果を示し、図
中の黒三角で示すものは主噴出孔8と副噴出孔9との孔
径比を0.67に設定した時の実験結果を示している。
図5および図6から明らかなように、主噴出孔8と副噴
出孔9との孔径比を0.67に設定すると、主噴出孔8
と副噴出孔9との孔径比を0.27および0.4に設定
した時に比べて燃費(be)が悪化すると共に排出ガス
(排煙)が増大する。従って、燃費および排出ガスを考
慮すると、主噴出孔8と副噴出孔9との孔径比を0.3
〜0.6に設定するのが好ましい。
【0020】図7は燃料噴出孔8の中心軸線8aと燃料
副噴出孔9の中心軸線9aとが交差する角度θを10
°、15°、20°、30°にそれぞれ設定した時の燃
焼騒音を示す線図であり、同図からも明らかなように、
燃料噴出孔8の中心軸線8aと燃料副噴出孔9の中心軸
線9aとが交差する角度θを10°〜30°に設定する
ことにより、燃料噴出孔8からのみ燃料を噴霧した時に
比べて燃焼騒音が低減する。
【0021】従って、本発明の一実施形態では燃料の噴
射期間が必要以上に長くなることがなく、且つ窒素酸化
物の生成を抑制できると共に燃焼騒音の低減を図ること
ができる。
【0022】また、本発明の一実施形態では燃料噴出孔
8の中心軸線8aと燃料副噴出孔9の中心軸線9aとを
ノズル本体1の中心Oから外れた位置で交差させること
により、燃料副噴出孔9をレーザ加工で穿設する時に発
生する溶融母材による悪影響を防止することもできる。
【0023】なお、上述した本発明の一実施形態では燃
料副噴出孔9を燃料噴出孔8と同一の水平面上に設けた
が、燃料副噴出孔9を燃料噴出孔8の上部近傍若しくは
下部近傍に設けても同様の効果を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、径の小さい副噴出孔から噴射された微細粒子が
先に燃焼して火種となるとともに、主噴出孔と副噴出孔
を近接させたので、火種の火炎によって主噴出孔から噴
射された燃料の着火性が良好となり、結果的に窒素酸化
物の生成が抑制されるとともに燃焼騒音の低減が図れ
る。また、主噴出孔の中心軸線と副噴出孔の中心軸線と
をノズル本体の内方で交差させたので、副噴出孔からの
燃料噴射が主噴出孔からの燃料噴射を妨げることがな
く、燃焼室内の空気が有効に利用されることにより排煙
の低減が図れる。
【0025】請求項2の発明によれば、上述した効果を
顕著に得ることができ、窒素酸化物の生成をより抑制で
きると共に燃焼騒音の低減を図ることができる。請求項
3の発明によれば、主噴出孔の孔径と副噴出孔の孔径と
の比を0.3〜0.6に設定したことにより、窒素酸化
物の生成をより確実に抑制できると共に燃焼騒音の低減
をより確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る燃料噴射ノズルの縦
断面図。
【図2】図1に示すA部の詳細図。
【図3】図2のB−B線に沿った断面図。
【図4】主噴出孔の中心軸線と副噴出孔の中心軸線とが
交差する角度を10°、20°および30°に設定した
時の実験結果を示す線図。
【図5】主噴出孔と副噴出孔との孔径比を0.27に設
定した時の実験結果を示す線図。
【図6】主噴出孔と副噴出孔との孔径比を0.4および
0.67に設定した時の実験結果を示す線図。
【図7】主噴出孔の中心軸線と副噴出孔の中心軸線とが
交差する角度を10°、20°および30°に設定した
時の燃焼騒音を示す線図。
【符号の説明】
1…ノズル本体 2…ニードル弁 3…プレッシャロッド 4…弁座 5,6…プレッシャスプリング 7…燃料注入口 8…主噴出孔 9…副噴出孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 泰三 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル本体の先端部に複数の燃料噴出孔
    を有し、これらの燃料噴出孔からディーゼルエンジンの
    燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルにおいて、 前記燃料噴出孔が、大径の主噴出孔と大径の副噴出孔と
    からなり、前記副噴出孔は前記主噴出孔に近接した位置
    に一対状態で位置し、前記主噴出孔の中心軸線と前記副
    噴出孔の中心軸線とが前記ノズル本体の内方で交差する
    ことを特徴とする燃料噴射ノズル。
  2. 【請求項2】 前記主噴出孔の中心軸線と前記副噴出孔
    の中心軸線とが交差する角度を10°〜30°に設定し
    たことを特徴とする請求項1記載の燃料噴射ノズル。
  3. 【請求項3】 前記主噴出孔の孔径と前記副噴出孔の孔
    径との比を0.3〜0.6に設定したことを特徴とする
    請求項1記載の燃料噴射ノズル。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2862719A1 (fr) * 2003-11-21 2005-05-27 Bosch Gmbh Robert Injecteur de carburant
DE19958126B4 (de) * 1998-12-14 2008-01-24 Denso Corp., Kariya Kraftstoffeinspritzdüse
JP2016079924A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射ノズル
JP2019065776A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射ノズル及び内燃機関

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FR2862719A1 (fr) * 2003-11-21 2005-05-27 Bosch Gmbh Robert Injecteur de carburant
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JP2019065776A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射ノズル及び内燃機関

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