JPH10299613A - 燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射弁Info
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- JPH10299613A JPH10299613A JP10870597A JP10870597A JPH10299613A JP H10299613 A JPH10299613 A JP H10299613A JP 10870597 A JP10870597 A JP 10870597A JP 10870597 A JP10870597 A JP 10870597A JP H10299613 A JPH10299613 A JP H10299613A
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- injection
- needle
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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
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/06—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves being furnished at seated ends with pintle or plug shaped extensions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２段階噴射が可能で、且つ噴霧を高範囲に拡
散できる燃料噴射弁を提供すること。 【解決手段】 ノズルボディ５には、サック室２８に通
じる複数のホール噴孔２９と、サック室２８の底面より
外部へ貫通する貫通孔３０とが形成されている。ニード
ル６の先端部には、サック室２８を通ってノズルボディ
５の貫通孔３０に摺動可能に挿入される円柱部３３が形
成されている。貫通孔３０に挿入される円柱部３３の挿
入深さ、即ちシール長さＬＳは、ニードル６の初期リフ
ト量より大きく、且つ最大リフト量より小さい値（例え
ば０．１〜０．５ｍｍ程度）に設定されている。円柱部
３３の下流には、円柱部３３より小径で貫通孔３０との
間に環状噴孔３４を形成する小径部３５が設けられ、小
径部３５より下流には、括れ部３７より傘状に急拡大し
て形成された傘部３８が設けられている。
散できる燃料噴射弁を提供すること。 【解決手段】 ノズルボディ５には、サック室２８に通
じる複数のホール噴孔２９と、サック室２８の底面より
外部へ貫通する貫通孔３０とが形成されている。ニード
ル６の先端部には、サック室２８を通ってノズルボディ
５の貫通孔３０に摺動可能に挿入される円柱部３３が形
成されている。貫通孔３０に挿入される円柱部３３の挿
入深さ、即ちシール長さＬＳは、ニードル６の初期リフ
ト量より大きく、且つ最大リフト量より小さい値（例え
ば０．１〜０．５ｍｍ程度）に設定されている。円柱部
３３の下流には、円柱部３３より小径で貫通孔３０との
間に環状噴孔３４を形成する小径部３５が設けられ、小
径部３５より下流には、括れ部３７より傘状に急拡大し
て形成された傘部３８が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンに高圧燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
ンに高圧燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジン等において
は、厳しくなる排気ガス規制及び燃費規制に対処する必
要が生じている。排気ガス中に含まれる有害成分の低
減、及び燃費向上を達成するためには、燃料噴射による
噴霧を時間的、空間的、及び質的に最適化することが望
まれる。時間的には高精度な噴射時期制御、空間的には
噴霧分散の向上、質的には噴霧の微粒化がそれぞれ必要
である。特開昭５３−７１７２１号、及び特開昭５７−
１８３５６２号の各公報では、上記のような燃料噴射の
最適化を目的とした燃料噴射ノズルが開示されている。
は、厳しくなる排気ガス規制及び燃費規制に対処する必
要が生じている。排気ガス中に含まれる有害成分の低
減、及び燃費向上を達成するためには、燃料噴射による
噴霧を時間的、空間的、及び質的に最適化することが望
まれる。時間的には高精度な噴射時期制御、空間的には
噴霧分散の向上、質的には噴霧の微粒化がそれぞれ必要
である。特開昭５３−７１７２１号、及び特開昭５７−
１８３５６２号の各公報では、上記のような燃料噴射の
最適化を目的とした燃料噴射ノズルが開示されている。
【０００３】前公報（特開昭５３−７１７２１号）の燃
料噴射ノズルでは、ニードルの先端に設けられたピンに
より開閉可能なサック室と、このサック室の上流側にニ
ードルのテーパ面により開閉可能な環状室とを設け、サ
ック室及び環状室にそれぞれ別個の噴孔を設けている。
そして、ニードルのリフト量により環状室の噴孔からの
み噴射される場合と、環状室とサック室の両方の噴孔か
ら噴射される場合との二段階の噴射を可能にしており、
内燃機関の運転状態によって噴射状態を変えることでＮ
Ｏｘ及び白煙形成を可能な限り低減している。後公報
（特開昭５７−１８３５６２号）の燃料噴射ノズルで
は、ニードルのテーパ面によって開閉されるオリフィス
の他に、サック室の先端に穴を空けて、この穴にニード
ル先端のピン部が挿入され、ピン部の外周に円環状の噴
孔を形成している。この円環状の噴孔からの噴霧は、燃
焼室の高温領域に向けて噴射されるため、着火遅れが短
縮されて、緩やかな燃焼を実現できるため燃焼振動を低
減できる。
料噴射ノズルでは、ニードルの先端に設けられたピンに
より開閉可能なサック室と、このサック室の上流側にニ
ードルのテーパ面により開閉可能な環状室とを設け、サ
ック室及び環状室にそれぞれ別個の噴孔を設けている。
そして、ニードルのリフト量により環状室の噴孔からの
み噴射される場合と、環状室とサック室の両方の噴孔か
ら噴射される場合との二段階の噴射を可能にしており、
内燃機関の運転状態によって噴射状態を変えることでＮ
Ｏｘ及び白煙形成を可能な限り低減している。後公報
（特開昭５７−１８３５６２号）の燃料噴射ノズルで
は、ニードルのテーパ面によって開閉されるオリフィス
の他に、サック室の先端に穴を空けて、この穴にニード
ル先端のピン部が挿入され、ピン部の外周に円環状の噴
孔を形成している。この円環状の噴孔からの噴霧は、燃
焼室の高温領域に向けて噴射されるため、着火遅れが短
縮されて、緩やかな燃焼を実現できるため燃焼振動を低
減できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前公報の燃
料噴射ノズルでは、二段階噴射によってＮＯｘ及び白煙
形成を低減できるが、現状では下記の理由によりまだ厳
しい排気ガス規制に対処するには不十分である。 １）近年の高噴射圧化に伴い、噴霧の貫徹力が向上して
シリンダあるいはピストン壁面に噴霧が衝突し、壁面上
に煤が付着して排気ガスとともに大気に排出されるため
大気汚染となる。 ２）現状のホール噴孔では、複数噴孔を形成しても噴孔
間で噴霧が存在しない領域が生じるため、燃焼用空気を
有効利用できない。一方、後公報の燃料噴射ノズルで
は、ニードルがリフトすると、オリフィスからの噴霧と
円環状の噴孔からの噴霧とが同時に行われる。このた
め、初期噴射率が高くなってＮＯｘが増大する。本発明
は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、
２段階噴射が可能で、且つ噴霧を高範囲に拡散できる燃
料噴射弁を提供することにある。
料噴射ノズルでは、二段階噴射によってＮＯｘ及び白煙
形成を低減できるが、現状では下記の理由によりまだ厳
しい排気ガス規制に対処するには不十分である。 １）近年の高噴射圧化に伴い、噴霧の貫徹力が向上して
シリンダあるいはピストン壁面に噴霧が衝突し、壁面上
に煤が付着して排気ガスとともに大気に排出されるため
大気汚染となる。 ２）現状のホール噴孔では、複数噴孔を形成しても噴孔
間で噴霧が存在しない領域が生じるため、燃焼用空気を
有効利用できない。一方、後公報の燃料噴射ノズルで
は、ニードルがリフトすると、オリフィスからの噴霧と
円環状の噴孔からの噴霧とが同時に行われる。このた
め、初期噴射率が高くなってＮＯｘが増大する。本発明
は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、
２段階噴射が可能で、且つ噴霧を高範囲に拡散できる燃
料噴射弁を提供することにある。
【０００５】
（請求項１の手段）ニードルの先端に設けられたピン部
は、ノズルボディに形成された貫通孔の内周面に摺接す
るシール部と、このシール部より外径が小さく、シール
部より先端へ突出して貫通孔との間に環状の噴孔を形成
する小径部とを有し、シール部のシール長さがニードル
の初期リフト量より大きく、且つ最大リフト量より小さ
く設定されている。これにより、ニードルが初期リフト
量だけリフトすると、サック室へ流入した高圧燃料がホ
ール噴孔より噴射される。この時、シール部が貫通孔の
内周面に摺接しているため、サック室と環状の噴孔（貫
通孔と小径部との間に形成される隙間）との間が遮断さ
れて、サック室から環状の噴孔へ燃料が流入することは
ない。その後、ニードルが最大リフト量までリフトする
と、シール部が貫通孔の内周面から離れることにより、
サック室と環状の噴孔とが連通する。その結果、ホール
噴孔からの噴霧とともに、サック室より流入した燃料が
環状の噴孔からも噴射される。
は、ノズルボディに形成された貫通孔の内周面に摺接す
るシール部と、このシール部より外径が小さく、シール
部より先端へ突出して貫通孔との間に環状の噴孔を形成
する小径部とを有し、シール部のシール長さがニードル
の初期リフト量より大きく、且つ最大リフト量より小さ
く設定されている。これにより、ニードルが初期リフト
量だけリフトすると、サック室へ流入した高圧燃料がホ
ール噴孔より噴射される。この時、シール部が貫通孔の
内周面に摺接しているため、サック室と環状の噴孔（貫
通孔と小径部との間に形成される隙間）との間が遮断さ
れて、サック室から環状の噴孔へ燃料が流入することは
ない。その後、ニードルが最大リフト量までリフトする
と、シール部が貫通孔の内周面から離れることにより、
サック室と環状の噴孔とが連通する。その結果、ホール
噴孔からの噴霧とともに、サック室より流入した燃料が
環状の噴孔からも噴射される。
【０００６】この場合、１段目の噴射では、ホール噴孔
から棒状の噴霧が噴射されるが、この時は比較的低圧で
の噴射であるため、貫徹力が弱く、ピストン壁面やシリ
ンダへの燃料付着を回避できる。２段目の噴射では、ホ
ール噴孔に加えて環状の噴孔からも燃料噴射されるが、
この時は高圧で噴射されるため、噴孔を環状にすること
で貫徹力を弱くできる。また、二段噴射とすることで初
期噴射率（１段目の噴射量）を低減できるため、排出Ｎ
Ｏｘを低減できる。
から棒状の噴霧が噴射されるが、この時は比較的低圧で
の噴射であるため、貫徹力が弱く、ピストン壁面やシリ
ンダへの燃料付着を回避できる。２段目の噴射では、ホ
ール噴孔に加えて環状の噴孔からも燃料噴射されるが、
この時は高圧で噴射されるため、噴孔を環状にすること
で貫徹力を弱くできる。また、二段噴射とすることで初
期噴射率（１段目の噴射量）を低減できるため、排出Ｎ
Ｏｘを低減できる。
【０００７】（請求項２の手段）ニードルは、貫通孔よ
り突出するピン部の先端に傘状に拡がる拡大部が設けら
れている。この場合、環状の噴孔から噴射される噴霧が
拡大部によって傘状に拡がるため、より広範囲に噴霧を
拡散できる。その結果、燃焼室全体に拡散できるため、
燃焼用空気を十分に利用でき、白煙の低減及び燃費向上
を実現できる。また、噴霧が広範囲に拡散することで貫
徹力も低下するため、ピストン壁面やシリンダへの燃料
付着を回避でき、煤の排出を抑制できる。
り突出するピン部の先端に傘状に拡がる拡大部が設けら
れている。この場合、環状の噴孔から噴射される噴霧が
拡大部によって傘状に拡がるため、より広範囲に噴霧を
拡散できる。その結果、燃焼室全体に拡散できるため、
燃焼用空気を十分に利用でき、白煙の低減及び燃費向上
を実現できる。また、噴霧が広範囲に拡散することで貫
徹力も低下するため、ピストン壁面やシリンダへの燃料
付着を回避でき、煤の排出を抑制できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の燃料噴射弁を図面
に基づいて説明する。図１はノズル先端部の拡大断面図
である。本実施例の燃料噴射弁１は、図２に示す様に、
直接噴射式エンジンに用いられるもので、燃料噴射ポン
プ２より噴射管３を通じて圧送された高圧燃料をエンジ
ンの燃焼室４へ噴射する。この燃料噴射弁１は、ノズル
ボディ５とニードル６から成るノズル、このノズルをリ
テーニングナット７の締め付け力で保持するノズルホル
ダ８、開弁圧を設定する第１スプリング９と第２スプリ
ング１０等より構成されている。
に基づいて説明する。図１はノズル先端部の拡大断面図
である。本実施例の燃料噴射弁１は、図２に示す様に、
直接噴射式エンジンに用いられるもので、燃料噴射ポン
プ２より噴射管３を通じて圧送された高圧燃料をエンジ
ンの燃焼室４へ噴射する。この燃料噴射弁１は、ノズル
ボディ５とニードル６から成るノズル、このノズルをリ
テーニングナット７の締め付け力で保持するノズルホル
ダ８、開弁圧を設定する第１スプリング９と第２スプリ
ング１０等より構成されている。
【０００９】ノズルホルダ８の内部には、上部側に第１
スプリング９を収容する第１スプリング収容室１１、下
部側に第２スプリング１０を収容する第２スプリング収
容室１２、及び両収容室１１、１２を連通する連通孔１
３が形成されている。また、ノズルホルダ８には、噴射
管３が接続されるインレット１４の内部を通ってノズル
ホルダ８の下端面まで延びる燃料通路１５が設けられて
いる。第１スプリング９は、ニードル６の第１開弁圧を
設定するもので、ロッド１６を通じてニードル６を付勢
している。第２スプリング１０は、第１スプリング９と
共に第２開弁圧を設定するもので、第２スプリング収容
室１２の下端部に収容されるスペーサ１７を下方（ノズ
ル側）へ付勢している。
スプリング９を収容する第１スプリング収容室１１、下
部側に第２スプリング１０を収容する第２スプリング収
容室１２、及び両収容室１１、１２を連通する連通孔１
３が形成されている。また、ノズルホルダ８には、噴射
管３が接続されるインレット１４の内部を通ってノズル
ホルダ８の下端面まで延びる燃料通路１５が設けられて
いる。第１スプリング９は、ニードル６の第１開弁圧を
設定するもので、ロッド１６を通じてニードル６を付勢
している。第２スプリング１０は、第１スプリング９と
共に第２開弁圧を設定するもので、第２スプリング収容
室１２の下端部に収容されるスペーサ１７を下方（ノズ
ル側）へ付勢している。
【００１０】ロッド１６は、連通孔１３を通って両収容
室１１、１２に跨がって収容され、下端部が小径に設け
られて、スペーサ１７の中央部を貫通する貫通孔１７ａ
に挿入されている（図３参照）。スペーサ１７は、図３
に示す様に、貫通孔１７ａを中心とする大径部１７ｂと
小径部１７ｃとから成る環状体に設けられている。この
スペーサ１７は、大径部１７ｂがノズルホルダ８とノズ
ルボディ５との間に介在されるチップパッキン１８の上
部側に位置し、小径部１７ｃがチップパッキン１８の中
央部に空けられた丸孔１８ａに摺動自在に挿入されてノ
ズルボディ５側へ突出している。これにより、スペーサ
１７は、第２スプリング１０に付勢された大径部１７ｂ
がチップパッキン１８に当接して図示下方への移動が規
制されている。チップパッキン１８は、ニードル６がリ
フトした時に、ニードル６（大径軸部２３）の上端面が
チップパッキン１８の下端面に当接することでニードル
６の最大リフト量ＨD2を規制する。このチップパッキン
１８には、ノズルホルダ８の燃料通路１５に通じる燃料
通路１８ｂ（図２参照）が板厚方向に貫通して形成され
ている。
室１１、１２に跨がって収容され、下端部が小径に設け
られて、スペーサ１７の中央部を貫通する貫通孔１７ａ
に挿入されている（図３参照）。スペーサ１７は、図３
に示す様に、貫通孔１７ａを中心とする大径部１７ｂと
小径部１７ｃとから成る環状体に設けられている。この
スペーサ１７は、大径部１７ｂがノズルホルダ８とノズ
ルボディ５との間に介在されるチップパッキン１８の上
部側に位置し、小径部１７ｃがチップパッキン１８の中
央部に空けられた丸孔１８ａに摺動自在に挿入されてノ
ズルボディ５側へ突出している。これにより、スペーサ
１７は、第２スプリング１０に付勢された大径部１７ｂ
がチップパッキン１８に当接して図示下方への移動が規
制されている。チップパッキン１８は、ニードル６がリ
フトした時に、ニードル６（大径軸部２３）の上端面が
チップパッキン１８の下端面に当接することでニードル
６の最大リフト量ＨD2を規制する。このチップパッキン
１８には、ノズルホルダ８の燃料通路１５に通じる燃料
通路１８ｂ（図２参照）が板厚方向に貫通して形成され
ている。
【００１１】ノズルボディ５は、中心軸上にニードル６
を収納する長孔１９、長孔１９の途中に設けられた環状
の燃料溜室２０、この燃料溜室２０に燃料を導く燃料通
路２１等が設けられている。この燃料通路２１は、チッ
プパッキン１８に設けられた燃料通路１８ｂに連通して
いる。ニードル６は、細長い段付き円柱形状に設けら
れ、上端側から下端側に向かって突起部２２、大径軸部
２３、小径軸部２４、及び先端部（後述する）が同軸上
に位置するように構成されている。突起部２２は、図３
に示す様に、スペーサ１７の下方側から貫通孔１７ａに
挿入され、その上端面が、同じく貫通孔１７ａに挿入さ
れているロッド１６の下端面に当接している。大径軸部
２３は、燃料溜室２０より上側の長孔１９に摺動自在に
挿入され、ニードル６の作動時に長孔１９の内周面をガ
イド面として上下移動する。なお、大径軸部２３の上端
面とスペーサ１７の小径部１７ｃの下端面との間には若
干の隙間が確保され、この隙間がニードル６の初期リフ
ト量ＨD1となる（図３参照）。小径軸部２４は、燃料溜
室２０より下側の長孔１９に収納され、その長孔１９と
の間に環状の隙間（以下、燃料通路２５と言う）が形成
されている。
を収納する長孔１９、長孔１９の途中に設けられた環状
の燃料溜室２０、この燃料溜室２０に燃料を導く燃料通
路２１等が設けられている。この燃料通路２１は、チッ
プパッキン１８に設けられた燃料通路１８ｂに連通して
いる。ニードル６は、細長い段付き円柱形状に設けら
れ、上端側から下端側に向かって突起部２２、大径軸部
２３、小径軸部２４、及び先端部（後述する）が同軸上
に位置するように構成されている。突起部２２は、図３
に示す様に、スペーサ１７の下方側から貫通孔１７ａに
挿入され、その上端面が、同じく貫通孔１７ａに挿入さ
れているロッド１６の下端面に当接している。大径軸部
２３は、燃料溜室２０より上側の長孔１９に摺動自在に
挿入され、ニードル６の作動時に長孔１９の内周面をガ
イド面として上下移動する。なお、大径軸部２３の上端
面とスペーサ１７の小径部１７ｃの下端面との間には若
干の隙間が確保され、この隙間がニードル６の初期リフ
ト量ＨD1となる（図３参照）。小径軸部２４は、燃料溜
室２０より下側の長孔１９に収納され、その長孔１９と
の間に環状の隙間（以下、燃料通路２５と言う）が形成
されている。
【００１２】このニードル６は、大径軸部２３と小径軸
部２４との間にテーパ部２６（図２参照）が設けられ、
このテーパ部２６に加わる燃料圧力が第１開弁圧（第１
スプリング９の付勢力）を上回ると、第１スプリング９
の付勢力に抗してロッド１６を押し上げながら初期リフ
ト量ＨD1だけリフトし、更に燃料圧力が上昇して第２開
弁圧（第１スプリング９と第２スプリング１０との合計
荷重）を上回ると、第１スプリング９と第２スプリング
１０の合成付勢力に抗してロッド１６とスペーサ１７と
を押し上げながら最大リフト量ＨD2までリフトすること
ができる。
部２４との間にテーパ部２６（図２参照）が設けられ、
このテーパ部２６に加わる燃料圧力が第１開弁圧（第１
スプリング９の付勢力）を上回ると、第１スプリング９
の付勢力に抗してロッド１６を押し上げながら初期リフ
ト量ＨD1だけリフトし、更に燃料圧力が上昇して第２開
弁圧（第１スプリング９と第２スプリング１０との合計
荷重）を上回ると、第１スプリング９と第２スプリング
１０の合成付勢力に抗してロッド１６とスペーサ１７と
を押し上げながら最大リフト量ＨD2までリフトすること
ができる。
【００１３】次に、本実施例の特徴であるノズル先端部
の構成を図１に基づいて説明する。ノズルボディ５に
は、長孔１９の下端面より円錐状に窪む円錐壁面２７、
この円錐壁面２７の下方に続くサック室２８、このサッ
ク室２８に通じる複数のホール噴孔２９、及びサック室
２８の底面より外部へ貫通する貫通孔３０が形成されて
いる。ニードル６の先端部には、ノズルボディ５の円錐
壁面２７に着座するシート部３１が設けられ、このシー
ト部３１より下流に円錐状に縮径する円錐形部３２が形
成され、更に円錐形部３２の下流にサック室２８を通っ
てノズルボディ５の貫通孔３０に挿入される円柱部３３
（本発明のシール部）が形成されている。この円柱部３
３は、ノズルボディ５の貫通孔３０に対し摺動可能な大
きさに設けられ、両者のクリアランスは数μｍに管理さ
れている。従って、貫通孔３０は、円柱部３３が挿入さ
れることでその円柱部３３によって塞がれている。但
し、シート部３１がノズルボディ５の円錐壁面２７に着
座している状態（図１に示す状態）で貫通孔３０に挿入
される円柱部３３の挿入深さ、即ちシール長さＬＳは、
ニードル６の初期リフト量ＨD1より大きく、且つ最大リ
フト量ＨD2より小さい値（例えば０．１〜０．５ｍｍ程
度）に設定されている。
の構成を図１に基づいて説明する。ノズルボディ５に
は、長孔１９の下端面より円錐状に窪む円錐壁面２７、
この円錐壁面２７の下方に続くサック室２８、このサッ
ク室２８に通じる複数のホール噴孔２９、及びサック室
２８の底面より外部へ貫通する貫通孔３０が形成されて
いる。ニードル６の先端部には、ノズルボディ５の円錐
壁面２７に着座するシート部３１が設けられ、このシー
ト部３１より下流に円錐状に縮径する円錐形部３２が形
成され、更に円錐形部３２の下流にサック室２８を通っ
てノズルボディ５の貫通孔３０に挿入される円柱部３３
（本発明のシール部）が形成されている。この円柱部３
３は、ノズルボディ５の貫通孔３０に対し摺動可能な大
きさに設けられ、両者のクリアランスは数μｍに管理さ
れている。従って、貫通孔３０は、円柱部３３が挿入さ
れることでその円柱部３３によって塞がれている。但
し、シート部３１がノズルボディ５の円錐壁面２７に着
座している状態（図１に示す状態）で貫通孔３０に挿入
される円柱部３３の挿入深さ、即ちシール長さＬＳは、
ニードル６の初期リフト量ＨD1より大きく、且つ最大リ
フト量ＨD2より小さい値（例えば０．１〜０．５ｍｍ程
度）に設定されている。
【００１４】円柱部３３の下流には、円柱部３３より小
径で貫通孔３０との間に環状の隙間（以下、環状噴孔３
４と言う）を形成する小径部３５が設けられている。更
に、小径部３５より下流には円錐形部３６、括れ部３
７、及び傘部３８が順に設けられている。この傘部３８
は、図１に示す様に、貫通孔３０から飛び出して、括れ
部３７より傘状に急拡大して形成され、その拡大するテ
ーパ面の開き角αが環状噴孔３４より噴射される噴霧の
分散方向を制御するパラメータとなる。なお、傘部３８
の最大外径は円柱部３３の外径より小さく設定されてい
る。
径で貫通孔３０との間に環状の隙間（以下、環状噴孔３
４と言う）を形成する小径部３５が設けられている。更
に、小径部３５より下流には円錐形部３６、括れ部３
７、及び傘部３８が順に設けられている。この傘部３８
は、図１に示す様に、貫通孔３０から飛び出して、括れ
部３７より傘状に急拡大して形成され、その拡大するテ
ーパ面の開き角αが環状噴孔３４より噴射される噴霧の
分散方向を制御するパラメータとなる。なお、傘部３８
の最大外径は円柱部３３の外径より小さく設定されてい
る。
【００１５】次に、本実施例の作動を説明する。燃料噴
射ポンプ２から所定量の燃料が所定の時期に圧送され、
その高圧燃料が噴射管３を通って燃料噴射弁１に供給さ
れる。燃料噴射弁１では、ノズルホルダ８のインレット
１４に接続された噴射管３より燃料通路１５に導入さ
れ、その燃料通路１５からチップパッキン１８の燃料通
路１８ｂ→ノズルボディ５の燃料通路２１→燃料溜室２
０→小径軸部２４の周囲に形成される燃料通路２５を経
由してシート部３１の上流まで流れ込む。ここで、燃料
溜室２０に蓄えられた燃料の圧力（ニードル６のテーパ
部２６に加わる燃料圧力）が上昇して第１開弁圧（第１
スプリング９の付勢力）より高くなると、ニードル６が
第１スプリング９の付勢力に抗してロッド１６を押し上
げながら初期リフト量ＨD1までリフトする。これによ
り、ニードル６のシート部３１がノズルボディ５の円錐
壁面２７から離間するため、サック室２８に高圧燃料が
流入してホール噴孔２９より燃焼室４に噴射される（１
段目噴射）。
射ポンプ２から所定量の燃料が所定の時期に圧送され、
その高圧燃料が噴射管３を通って燃料噴射弁１に供給さ
れる。燃料噴射弁１では、ノズルホルダ８のインレット
１４に接続された噴射管３より燃料通路１５に導入さ
れ、その燃料通路１５からチップパッキン１８の燃料通
路１８ｂ→ノズルボディ５の燃料通路２１→燃料溜室２
０→小径軸部２４の周囲に形成される燃料通路２５を経
由してシート部３１の上流まで流れ込む。ここで、燃料
溜室２０に蓄えられた燃料の圧力（ニードル６のテーパ
部２６に加わる燃料圧力）が上昇して第１開弁圧（第１
スプリング９の付勢力）より高くなると、ニードル６が
第１スプリング９の付勢力に抗してロッド１６を押し上
げながら初期リフト量ＨD1までリフトする。これによ
り、ニードル６のシート部３１がノズルボディ５の円錐
壁面２７から離間するため、サック室２８に高圧燃料が
流入してホール噴孔２９より燃焼室４に噴射される（１
段目噴射）。
【００１６】この初期リフト時には、ニードル６の円柱
部３３がまだ貫通孔３０内に挿入されてサック室２８と
環状噴孔３４との間をシールしているため、環状噴孔３
４から燃料噴射が行われることはなく、ホール噴孔２９
からのみ燃料噴射が行われる。なお、ホール噴孔２９よ
り噴射される噴霧は、図４に示す様に、棒状の噴霧とな
るが、比較的低圧での噴射であるため、貫徹力が弱く、
ピストンＰやシリンダＳの壁面への燃料付着を回避でき
る。
部３３がまだ貫通孔３０内に挿入されてサック室２８と
環状噴孔３４との間をシールしているため、環状噴孔３
４から燃料噴射が行われることはなく、ホール噴孔２９
からのみ燃料噴射が行われる。なお、ホール噴孔２９よ
り噴射される噴霧は、図４に示す様に、棒状の噴霧とな
るが、比較的低圧での噴射であるため、貫徹力が弱く、
ピストンＰやシリンダＳの壁面への燃料付着を回避でき
る。
【００１７】その後、更に燃料溜室２０内の燃料圧力が
上昇して第２開弁圧（第１スプリング９と第２スプリン
グ１０との付勢力の和）より高くなると、ニードル６が
ロッド１６と共にスペーサ１７をも押し上げながら最大
リフト量ＨD2までリフトする。これにより、ニードル６
の円柱部３３が貫通孔３０から抜け出てサック室２８と
環状噴孔３４とが連通するため、ホール噴孔２９からの
燃料噴射とともに、サック室２８から流入した燃料が環
状噴孔３４からも噴射される（２段目噴射）。この環状
噴孔３４より噴射された噴霧は、ニードル６の先端部に
設けた傘部３８によって拡散されて傘状噴霧となる（図
５参照）。２段目噴射が行われると、燃料溜室２０内の
燃料圧力が低下するため、第１スプリング９と第２スプ
リング１０との合成付勢力を受けてニードル６が押し下
げられ、ニードル６のシート部３１がノズルボディ５の
円錐壁面２７に着座することで燃料噴射が終了する。
上昇して第２開弁圧（第１スプリング９と第２スプリン
グ１０との付勢力の和）より高くなると、ニードル６が
ロッド１６と共にスペーサ１７をも押し上げながら最大
リフト量ＨD2までリフトする。これにより、ニードル６
の円柱部３３が貫通孔３０から抜け出てサック室２８と
環状噴孔３４とが連通するため、ホール噴孔２９からの
燃料噴射とともに、サック室２８から流入した燃料が環
状噴孔３４からも噴射される（２段目噴射）。この環状
噴孔３４より噴射された噴霧は、ニードル６の先端部に
設けた傘部３８によって拡散されて傘状噴霧となる（図
５参照）。２段目噴射が行われると、燃料溜室２０内の
燃料圧力が低下するため、第１スプリング９と第２スプ
リング１０との合成付勢力を受けてニードル６が押し下
げられ、ニードル６のシート部３１がノズルボディ５の
円錐壁面２７に着座することで燃料噴射が終了する。
【００１８】（本実施例の効果）本実施例によれば、１
段目噴射でホール噴孔２９から棒状の噴霧が噴射される
が、この時は比較的低圧での噴射であるため、貫徹力が
弱く、ピストンＰやシリンダＳへの燃料付着を回避でき
る。その結果、ピストンＰの壁面等に煤が付着すること
もなく、大気中への煤の排出による大気汚染を防止でき
る。２段目噴射では、ホール噴孔２９に加えて環状噴孔
３４からも燃料噴射されるが、環状噴孔３４からの噴射
がニードル６の先端部に設けた傘部３８により広範囲に
拡散されて傘状噴霧となるため（図５参照）、高圧での
噴射にも係わらず噴霧の貫徹力を弱くできる。また、環
状噴孔３４から傘状噴霧が噴射されることにより、燃焼
室４全体に拡散できるため、燃焼用空気を十分に利用で
き、白煙の低減及び燃費向上を実現できる。更に、２段
噴射とすることで初期噴射率（１段目の噴射量）を低減
できるため、排出ＮＯｘを低減できる。
段目噴射でホール噴孔２９から棒状の噴霧が噴射される
が、この時は比較的低圧での噴射であるため、貫徹力が
弱く、ピストンＰやシリンダＳへの燃料付着を回避でき
る。その結果、ピストンＰの壁面等に煤が付着すること
もなく、大気中への煤の排出による大気汚染を防止でき
る。２段目噴射では、ホール噴孔２９に加えて環状噴孔
３４からも燃料噴射されるが、環状噴孔３４からの噴射
がニードル６の先端部に設けた傘部３８により広範囲に
拡散されて傘状噴霧となるため（図５参照）、高圧での
噴射にも係わらず噴霧の貫徹力を弱くできる。また、環
状噴孔３４から傘状噴霧が噴射されることにより、燃焼
室４全体に拡散できるため、燃焼用空気を十分に利用で
き、白煙の低減及び燃費向上を実現できる。更に、２段
噴射とすることで初期噴射率（１段目の噴射量）を低減
できるため、排出ＮＯｘを低減できる。
【図１】ノズル先端部の拡大断面図である。
【図２】燃料噴射弁の全体断面図である。
【図３】ニードルのリフト量を規定する部位の拡大断面
図である。
図である。
【図４】１段目の噴霧状態を示す模式図である。
【図５】２段目の噴霧状態を示す模式図である。
１ 燃料噴射弁 ５ ノズルボディ ６ ニードル ２８ サック室 ２９ ホール噴孔 ３０ 貫通孔 ３３ 円柱部（シール部／ピン部） ３４ 環状噴孔 ３５ 小径部（ピン部） ３８ 傘部（拡大部） ＨD1 初期リフト量 ＨD2 最大リフト量 ＬＳ シール部のシール長さ
Claims (2)
- 【請求項１】先端内部にサック室を有し、このサック室
の底部から外部へ貫通する貫通孔、及びこの貫通孔より
上流側に複数のホール噴孔が形成されたノズルボディ
と、 このノズルボディに摺動自在に収納され、先端に前記サ
ック室を通って前記貫通孔内へ挿入されるピン部を有す
るニードルとを備え、 このニードルのリフト量が２段階に設定された燃料噴射
弁であって、 前記ピン部は、前記貫通孔の内周面に摺接するシール部
と、このシール部より外径が小さく、前記シール部より
先端へ突出して前記貫通孔との間に環状の噴孔を形成す
る小径部とを有し、前記シール部のシール長さが前記ニ
ードルの初期リフト量より大きく、且つ最大リフト量よ
り小さく設定されていることを特徴とする燃料噴射弁。 - 【請求項２】前記ニードルは、前記貫通孔より突出する
前記ピン部の先端に傘状に拡がる拡大部が設けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載した燃料噴射弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10870597A JPH10299613A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10870597A JPH10299613A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 燃料噴射弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10299613A true JPH10299613A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14491531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10870597A Pending JPH10299613A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10299613A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1904740A1 (en) * | 2005-01-18 | 2008-04-02 | Deyang Hou | Mixed-mode fuel injector with a variable orifice |
| EP2065590A1 (en) | 2007-11-29 | 2009-06-03 | Delphi Technologies, Inc. | Dual Mode Combustion Apparatus and Method |
| WO2010027575A2 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Woodward Governor Company | Piloted variable area fuel injector |
| US7978698B2 (en) | 2006-03-16 | 2011-07-12 | Panasonic Corporation | Terminal for performing multiple access transmission suitable to a transmission path having varied characteristics |
| JP2012229691A (ja) * | 2011-04-15 | 2012-11-22 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射制御システム |
| WO2015024139A1 (zh) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | Wang Kangmei | 离心式伞喷喷油嘴 |
| US9683739B2 (en) | 2009-11-09 | 2017-06-20 | Woodward, Inc. | Variable-area fuel injector with improved circumferential spray uniformity |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP10870597A patent/JPH10299613A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1904740A1 (en) * | 2005-01-18 | 2008-04-02 | Deyang Hou | Mixed-mode fuel injector with a variable orifice |
| CN100385109C (zh) * | 2005-01-18 | 2008-04-30 | 侯德洋 | 微位移变截面均匀细雾化复合式喷油器 |
| EP1904740A4 (en) * | 2005-01-18 | 2011-06-15 | Deyang Hou | FUEL INJECTOR IN MIXED MODE WITH VARIABLE ORIFICE |
| US7978698B2 (en) | 2006-03-16 | 2011-07-12 | Panasonic Corporation | Terminal for performing multiple access transmission suitable to a transmission path having varied characteristics |
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| US7685990B2 (en) | 2007-11-29 | 2010-03-30 | Delphi Technologies, Inc. | Dual mode combustion apparatus and method |
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| WO2010027575A3 (en) * | 2008-08-27 | 2010-04-29 | Woodward Governor Company | Piloted variable area fuel injector |
| US8800895B2 (en) | 2008-08-27 | 2014-08-12 | Woodward, Inc. | Piloted variable area fuel injector |
| US9683739B2 (en) | 2009-11-09 | 2017-06-20 | Woodward, Inc. | Variable-area fuel injector with improved circumferential spray uniformity |
| JP2012229691A (ja) * | 2011-04-15 | 2012-11-22 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射制御システム |
| WO2015024139A1 (zh) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | Wang Kangmei | 离心式伞喷喷油嘴 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060404 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |