JPS58143163A - エンジン用燃料噴射ノズル - Google Patents
エンジン用燃料噴射ノズルInfo
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- JPS58143163A JPS58143163A JP2398782A JP2398782A JPS58143163A JP S58143163 A JPS58143163 A JP S58143163A JP 2398782 A JP2398782 A JP 2398782A JP 2398782 A JP2398782 A JP 2398782A JP S58143163 A JPS58143163 A JP S58143163A
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- nozzle hole
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- fuel injection
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- 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
- F02M61/184—Discharge orifices having non circular sections
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジン特にディーゼルエンジンにに装着され
、燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関す
るものである。
、燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関す
るものである。
第１図は、従来のディーゼルエンジンに装着される燃料
噴射ノズル１の構造を示す一部破断による側面図であり
、前記燃料噴射ノズルはそのノズルナツト９をもって２
点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２に
先端部３（１） が燃焼室４に臨むように装着されていて、噴射燃料ｆを
前記燃焼室４に噴射するように構成されている。
噴射ノズル１の構造を示す一部破断による側面図であり
、前記燃料噴射ノズルはそのノズルナツト９をもって２
点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２に
先端部３（１） が燃焼室４に臨むように装着されていて、噴射燃料ｆを
前記燃焼室４に噴射するように構成されている。
ところが、この種の燃料噴射ノズル１では針弁５を摺動
自在に嵌装した弁本体６が、噴孔７が形成されている先
端部３まで一体に耐熱鋼により構成されている。
自在に嵌装した弁本体６が、噴孔７が形成されている先
端部３まで一体に耐熱鋼により構成されている。
従って、噴孔７の有する噴射ノズルの先端部３が燃焼室
４より直接的に放射熱を受け、その熱のために、針弁５
の焼付け、噴孔７の詰り、および弁座部８の過度の摩耗
等の不具合の発生が免かれざるを得なかった。
４より直接的に放射熱を受け、その熱のために、針弁５
の焼付け、噴孔７の詰り、および弁座部８の過度の摩耗
等の不具合の発生が免かれざるを得なかった。
また、噴孔７も耐熱鋼製の噴射ノズルの先端部３に形成
されるため第２図に示すように加工上その断面形状７ｓ
が円形とされることが殆どであった。
されるため第２図に示すように加工上その断面形状７ｓ
が円形とされることが殆どであった。
従って、噴孔７から燃焼室４に噴射された燃料噴［ｆは
その中心部が濃く、外周部が薄くなり、燃焼室４内の空
気流との均一化された混合が得られず、円滑な燃焼が得
られていないとい（２） う欠点があった。
その中心部が濃く、外周部が薄くなり、燃焼室４内の空
気流との均一化された混合が得られず、円滑な燃焼が得
られていないとい（２） う欠点があった。
本発明は前記従来の燃料噴射ノズルの有する欠点を解消
するために得られたものであり、且つラミックの有する
成型性と精度の良さを十分に利用したものであって、少
なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラミック
材により構成すると共に、噴孔の形状をＸ字状に形成し
、このＸ字状のスリットの内の２辺をシリンダヘッド側
に、また他の２辺をピストン燃焼室開口平面部上方に配
置したことを第１の特徴とするものである。
するために得られたものであり、且つラミックの有する
成型性と精度の良さを十分に利用したものであって、少
なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラミック
材により構成すると共に、噴孔の形状をＸ字状に形成し
、このＸ字状のスリットの内の２辺をシリンダヘッド側
に、また他の２辺をピストン燃焼室開口平面部上方に配
置したことを第１の特徴とするものである。
そして第２の特徴は、効率よく噴霧燃料を拡散するため
に噴孔の辺の幅と長さとの間に寸法的な関連を持たせた
ことにある。
に噴孔の辺の幅と長さとの間に寸法的な関連を持たせた
ことにある。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明による燃料噴射ノズルの実施例を示す一
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設け（３） た噴孔の拡大正面図である。
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設け（３） た噴孔の拡大正面図である。
本発明においては燃料噴射ノズル１０の弁本体６の先端
部の噴孔部６０をセラミック材により構成すると共に、
その外周部に形成したキー溝６１にキー６２を挿入して
弁本体６と噴孔部６０との間の位置決めを行なった後に
、噴孔部６０の下方よりノズルナツト９を嵌合し、その
ねじ部９１を弁本体６のねじ部６３に蝦合し、更に２点
鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２（第
３図）に前記噴孔部６０が燃焼室４に臨むように装着さ
れる。
部の噴孔部６０をセラミック材により構成すると共に、
その外周部に形成したキー溝６１にキー６２を挿入して
弁本体６と噴孔部６０との間の位置決めを行なった後に
、噴孔部６０の下方よりノズルナツト９を嵌合し、その
ねじ部９１を弁本体６のねじ部６３に蝦合し、更に２点
鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダヘッド２（第
３図）に前記噴孔部６０が燃焼室４に臨むように装着さ
れる。
本発明において重要な点は、少なくとも燃料噴射ノズル
１０の噴孔部６０をセラミック製とし、このセラミック
材の特性を活かして噴孔７０の形状をＸ字状に形成した
点にある。
１０の噴孔部６０をセラミック製とし、このセラミック
材の特性を活かして噴孔７０の形状をＸ字状に形成した
点にある。
尚、噴孔部３０を構成するセラミック材としては第１表
にて掲げた物性をもった窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ、）焼結体
や窒か珪素に酸化アルミニウム（Ａｔ□０．）成分を含
有しせめたサイアロン焼結体が最適のセラミック材であ
る。
にて掲げた物性をもった窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ、）焼結体
や窒か珪素に酸化アルミニウム（Ａｔ□０．）成分を含
有しせめたサイアロン焼結体が最適のセラミック材であ
る。
（４）
この第１表から明らかなように窒化珪素焼結体は高温強
度において、金属材料や従来のアルミナ系セラミックス
に較べて数段優れた特性を持ち、しかも熱ショックに対
する極めて大きな耐熱衝撃性を持つと共に、熱膨張係数
が小さいこと、熱伝動率が小さいなど燃料噴射ノズルの
噴孔部の構成には最適の材料である。
度において、金属材料や従来のアルミナ系セラミックス
に較べて数段優れた特性を持ち、しかも熱ショックに対
する極めて大きな耐熱衝撃性を持つと共に、熱膨張係数
が小さいこと、熱伝動率が小さいなど燃料噴射ノズルの
噴孔部の構成には最適の材料である。
第４図Ａに噴孔７０を拡大して示しているが、この噴孔
は辺ａ −、ｂ ｓ Ｃ％ ｄからなる扁平な溝をＸ字
状に形成し、この辺ａとｂとはシリンダヘッド２側に、
また辺Ｃとｄとはピストンの頂部に向かって形成されて
いる。
は辺ａ −、ｂ ｓ Ｃ％ ｄからなる扁平な溝をＸ字
状に形成し、この辺ａとｂとはシリンダヘッド２側に、
また辺Ｃとｄとはピストンの頂部に向かって形成されて
いる。
前記辺ａ、ｂ、ｃ、ｄの幅Ｓと直線状の２辺の長さしと
の比は次のように決定するのがよい。
の比は次のように決定するのがよい。
Ｓ＝Ｌ／６〜Ｌ／２
前記のように噴孔７０をＸ字状にすることによって第５
図に示すように上部の辺ａとｂによる噴ｓａ’ ％ ｂ
’ はピストン燃焼室出口より内側に衝突し、燃焼室壁
部に沿って噴孔下部の２辺ｃ、ｄの噴！１１ｃ’ 、ｄ
’が分布さレル。
図に示すように上部の辺ａとｂによる噴ｓａ’ ％ ｂ
’ はピストン燃焼室出口より内側に衝突し、燃焼室壁
部に沿って噴孔下部の２辺ｃ、ｄの噴！１１ｃ’ 、ｄ
’が分布さレル。
（５）
第６図Ａ、Ｂは燃料の噴霧の状態を本発明のＸ字状の噴
孔と通常の丸い噴孔との場合を比較したものであり、本
発明に係る燃料噴射ノズルの場合には燃料の噴霧（スプ
レー）Ｆの外周の表面積が増加し噴１１Ｆの進行方向に
直角な任意の断面における矢印で示す空気の導入率が第
６図Ｂの従来のノズルの丸形の噴孔の場合に比較して１
．６〜５倍と非常に増加していることが分る。
孔と通常の丸い噴孔との場合を比較したものであり、本
発明に係る燃料噴射ノズルの場合には燃料の噴霧（スプ
レー）Ｆの外周の表面積が増加し噴１１Ｆの進行方向に
直角な任意の断面における矢印で示す空気の導入率が第
６図Ｂの従来のノズルの丸形の噴孔の場合に比較して１
．６〜５倍と非常に増加していることが分る。
因に、同一の断面積の噴孔より噴射された噴ＮＦについ
てＸ字状の噴孔よりのものと丸形の噴孔のものとの任意
の断面における空気の接触面積は、Ｘ字状にものの方が
丸形のものに比較して１．５〜５倍となっている。
てＸ字状の噴孔よりのものと丸形の噴孔のものとの任意
の断面における空気の接触面積は、Ｘ字状にものの方が
丸形のものに比較して１．５〜５倍となっている。
第７図は燃料当量比、スモーク、出力の関係を示す図で
あるが、本発明のノズルのデータを曲Ｂｙに、また従来
のノズルのデータを曲線Ｒを示している。
あるが、本発明のノズルのデータを曲Ｂｙに、また従来
のノズルのデータを曲線Ｒを示している。
前記第７図によると本発明のノズルのデータの直線Ｘの
方が従来のノズルのデータを示す曲（６） 線Ｒに比較して平均有効圧力Ｐｍｅが増加し、スモーク
が低下していることが分る。
方が従来のノズルのデータを示す曲（６） 線Ｒに比較して平均有効圧力Ｐｍｅが増加し、スモーク
が低下していることが分る。
またこの改良の効果は、両画線の間の斜線で示した部分
Ｍで燃料当量の多い部分が著しい。
Ｍで燃料当量の多い部分が著しい。
一方ノズルの先端部、特に噴孔部６０は火炎に直接接触
しているため非常に高温となり易く、高温になると共に
スラツチ等が発生する。従って噴孔部６０と本体６との
接触部６４が熱伝動が良好るなるように面精度を良好に
するとか、この接触部６４に銅等の熱伝動が良好で材料
を挿入するのがよい。
しているため非常に高温となり易く、高温になると共に
スラツチ等が発生する。従って噴孔部６０と本体６との
接触部６４が熱伝動が良好るなるように面精度を良好に
するとか、この接触部６４に銅等の熱伝動が良好で材料
を挿入するのがよい。
本発明前記のように燃料噴射ノズルの噴孔部６０をセラ
ミック製とし、この噴孔部６０に設けた噴孔７０を断面
がＸ字状にし、しかもこの噴孔を二辺ａ、ｂをシリンダ
ヘッド側に向け、残りの２辺ｃ、ｄをピストン燃焼室側
に向けたことに特徴がある。
ミック製とし、この噴孔部６０に設けた噴孔７０を断面
がＸ字状にし、しかもこの噴孔を二辺ａ、ｂをシリンダ
ヘッド側に向け、残りの２辺ｃ、ｄをピストン燃焼室側
に向けたことに特徴がある。
従って、第５図に示すように噴孔７０の上部の二辺ａ、
ｂによる噴？１８’ 、ｂ＋ はピストン燃焼室４の出
口より内側に衝突し、燃焼室４の底（７） 部に向かって下部の２辺ｃ、ｄよりの噴ｉ１ｃ’、ｄ′
が分布するので、噴霧はＸ字状に四方に広がりながら分
布するので、第６図に示すようにこの四辺のつなぎの部
分より空気の導入を促進させることが可能となり、従っ
て空気と噴霧燃料との混合の状態を良好にすることがで
きるので燃焼効率を向上させることができる。
ｂによる噴？１８’ 、ｂ＋ はピストン燃焼室４の出
口より内側に衝突し、燃焼室４の底（７） 部に向かって下部の２辺ｃ、ｄよりの噴ｉ１ｃ’、ｄ′
が分布するので、噴霧はＸ字状に四方に広がりながら分
布するので、第６図に示すようにこの四辺のつなぎの部
分より空気の導入を促進させることが可能となり、従っ
て空気と噴霧燃料との混合の状態を良好にすることがで
きるので燃焼効率を向上させることができる。
前記の作用効果を更に増大するためには前記のように噴
孔の辺ａ、ｂ、ｃ、ｄの幅Ｓと２辺の長さしとの比を前
記したように特定の範囲にすることが好ましく、この範
囲を外れるとこの作用効果が低下する傾向があるので実
施に当っては注意を要する。
孔の辺ａ、ｂ、ｃ、ｄの幅Ｓと２辺の長さしとの比を前
記したように特定の範囲にすることが好ましく、この範
囲を外れるとこの作用効果が低下する傾向があるので実
施に当っては注意を要する。
また、本発明の噴孔部はセラミック製であるので噴孔を
正確にＸ字状に形成することができる上にセラミックの
特性として耐熱性であるので針弁の焼付け、噴孔の詰り
、弁座部の過度の摩耗等、従来の金属性の燃料噴射ノズ
ルの有する欠点を完全に解消することが可能となる。
正確にＸ字状に形成することができる上にセラミックの
特性として耐熱性であるので針弁の焼付け、噴孔の詰り
、弁座部の過度の摩耗等、従来の金属性の燃料噴射ノズ
ルの有する欠点を完全に解消することが可能となる。
また前記のようにＸ字状の辺の溝の幅を特定（８）
の範囲にすることによって、前記した空気と燃料との混
合効果がさらに増大されるのである。
合効果がさらに増大されるのである。
尚、前記実施例では、噴孔部３０のみをセラミック材に
より構成した燃料噴射ノズルの例を示したが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、例えば、弁体が
セラミック材で構成したものにも応用できることは当然
である。
より構成した燃料噴射ノズルの例を示したが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、例えば、弁体が
セラミック材で構成したものにも応用できることは当然
である。
本発明の燃料噴射ノズルによれば、ノズルの軽量化を図
ることが可能であると共Ｃセラミック材には焼結前に成
型品に噴孔部６０に噴孔７０としての細孔を予め明けた
後に焼成することができるので、噴孔の精度を高めるこ
とができる。
ることが可能であると共Ｃセラミック材には焼結前に成
型品に噴孔部６０に噴孔７０としての細孔を予め明けた
後に焼成することができるので、噴孔の精度を高めるこ
とができる。
更に、セラミック材による噴孔の壁面の表面あ粗さは０
．８ｓ以下とすることが可能であり、燃料が通過する際
の流体抵抗を減少することが可能である。
．８ｓ以下とすることが可能であり、燃料が通過する際
の流体抵抗を減少することが可能である。
第１図は従来の燃料噴射ノズルの一部破断による側断面
図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図である。 （９） 第３図は本発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部
破断による側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡
大断面図、第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴
孔部に形成されたＸ字状の噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルのＸ字状の噴孔と従来の丸形噴孔との燃料噴霧が
空気を巻き込む状態を説明する図、第７図・は本発明の
作用効果の示す図で、有効平均圧力とスモークとが燃料
当量比について変化する状況を示す図である。 １．１０・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５、・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・
・弁座部、９・・ノズルナツト、 １１・・キー溝、６ａ、９ａ・・ねじ部。 （ｌＯ） 第１図 第２図 第３図 第４図 第４図（Ａ） 手続補正書（方式） 特許庁長官殿 °°′“和゛１．６１１８“１、事件の
表示 ｕｌ＋ｊｕ ｓ７ず１特許願 第２３９８７ ＋：２
、発明の名称 エンジン用燃料噴射ノズル ４、代 理 人 １１ 所 〒１〔１５東３；（都港区西１１［橋
月１１３番３）ｊベリカッビル（２）明 細 書（全文
） ７、雄、正の内容 （１）委任状（２通）を別紙のとおり提出する。 （２）明細書全文を別紙のとおり提出する（内容に変更
なし）。 手続補正書 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第 ２３９８７ 号２、
発明の名称 エンジン用燃料噴射ノズル ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代 理 人 住 所 〒１０５東工；を都港区西新橋３丁１１３
番３シシーペリカンビル小川・野１１国際特許４！務所
内（電話４３１−５３６１）７、補正の内容 （１）明
細書（全文）を別紙の通り補正する。 （別紙） 明細書 １、発明の名称 エンジン用燃料噴射ノズル ２、特許請求の範囲 ることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノズル。 料噴射ノズル。 ３、発明の詳細な説明 本発明はエンジン特にディーゼルエンジンにに装着され
、燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関す
るものである。。 第１図は、従来のディーゼルエンジンに装着（１） される燃料噴射ノズル１の構造を示す一部破断による側
面図であり、前記燃料噴射ノズルはそのノズルナツト９
をもって２点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダ
ヘッド２に先端部３が燃焼室４に臨むように装着されて
いて、噴射燃料ｆを前記燃焼室４に噴射するように構成
されている。 ノズル１の先端部３に設けられた噴孔７は、通常第２図
に示すように断面形状が円形であって、これより噴射さ
れる、燃料は円錐状であるので、噴孔７より燃焼室４に
噴射された燃料噴１ｉｆは空気との接触面積が小さいた
めにその中心が濃く、外周部が薄くなり、燃焼室４内の
空気流との均一化された混合が得られず、日清な燃焼が
得られていないという欠点があった。 この欠点を解消するために直線状のスリットを構成し、
燃料噴霧を板状に噴射して空気との接触面積を大きくす
るように構成したノズルが提案されているが、このスリ
ットより噴射される燃料噴霧は腰が弱くてスワールによ
って中央（２） 部で分断され易く、この分断された個所は燃焼が遅れ、
燃焼効率が悪化する欠点があった。 また、噴孔を直線的なスリットに形成したノズルの場合
には、必要な燃料噴霧量を得るためにスリッートを長く
しなければならず、余りこのスリットが長くなるとノズ
ル先端部の強度が低下すると共に、噴孔の配置上スペー
ス的に制約を受けるという欠点があった。 本発明は、前記のように丸孔あるいは直線的なスリット
状である噴孔を有するノズルの欠点を解消して燃料と空
気との混合を良好にし、燃焼効率を向上させることので
きる燃料噴射ノズルを提供するものである。 前記目的を達成するための本発明の構成は、弁本体の先
端部に位置する噴孔を複数本のスリットによって構成す
ると共に、このスリットは一点において接続され、互い
に分岐していることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノ
ズル、及び、少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔
部をセラミック材により構成すると共に、この（３） 噴孔部に設けた噴孔を複数本のスリットによって構成す
ると共に、このスリットは一点において接続され、互い
に分岐していることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノ
ズルである。 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第３図は本発明による燃料噴射ノズルの実施例を示す一
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設けた噴孔の拡大正面図である。 本発明の好ましい実施例においては燃料噴射ノズル１０
の弁本体６の先端部の噴孔部６０をセラミック材により
構成すると共に、その外周部に形成したキー溝６１にキ
ー６２を挿入して弁本体６と噴孔部６０との間の位置決
めを行なった後に、噴孔部６０の下方よりノズルナツト
９を嵌合し、そのねじ部９１を弁本体６のねじ部６３に
蝦合し、更に２点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリ
ンダヘッド２（第３図）に前記噴孔部６０が燃焼（４） 室４に臨むように装着する。 本発明において重要な点は、噴射ノズル１０の噴孔部６
０に設けた噴孔７０の形状を複合スリ・ノド形、すなわ
ち複数のスリットを少なくとも一点で連結し、互いのス
リットは拡開して配置している点にある。 噴孔部６０に複雑な形状の噴孔７０を形成することは金
属では加工が困難であるが、加工性と耐熱性が良好なセ
ラミック材によって噴孔部６０を構成すればこの問題は
解決できる。 このセラミック材としては、第１表にて掲げた物性をも
った窒化珪素（Ｓｉ、 Ｎ４）焼結体や窒か珪素に酸化
アルミニウム（Ａ１２０３）成分を含有しせめたサイア
ロン焼結体が最適である。 この第１表から明らかなように窒化珪素焼結体は、高温
強度において金属材料や従来のアルミナ系セラミックス
に較べて数段優れた特性を持ち、しかも熱ショックに対
する極めて大きな耐熱衝撃性を持つと共に、熱膨張係数
が小さいこと、熱伝動率が小さいなど燃料噴射ノズルの
（５） 噴孔部の構成には最適の材料である。 第４図Ａに噴孔７０を拡大して示しているが、この噴孔
は辺ａ、ｂ、ｃ、ｄからなる扁平な溝をＸ字状に形成し
、この辺ａと辺すとはシリンダヘッド２側に、また辺Ｃ
と辺ｄとはピストンの頂部に向かって形成されている。 前記辺ａ、ｂ、ｃＳ、ｄの幅Ｓと直線状の２辺の長さし
との比は次のように決定するのがよい。 Ｓ＝Ｌ／６〜Ｌ／２ 前記のように噴孔７０をＸ字状にすることによって第５
図に示すように上部の辺ａと辺すによる噴１９ｉａ’
、ｂ’ はピストン燃焼室出口より内側に衝突し、燃焼
室壁部に沿って噴孔下部の２辺ｃ、ｄによる噴ＩＣ’
、ｄ’が分布される。 第６図Ａ、Ｂは燃料の噴霧の状態を本発明の複合スリッ
ト形特に、Ｘ字状の噴孔と通常の丸い噴孔との場合を比
較したものであり、本発明に係る燃料噴射ノズルの場合
には燃料の噴霧（スプレー）Ｆの外周の表面積が増加し
噴１１Ｆの進行方向に直角な任意の断面における矢印で
（６） 示す空気の導入率が第６図Ｂの従来のノズルの丸形の噴
孔の場合に比較して１．６〜５倍と非常に増加している
ことが分る。 因に、同一の断面積の噴孔より噴射された噴ＮＦについ
てＸ字状の噴孔よりのものと丸形の噴孔のものとの任意
の断面における空気の接触面積は、Ｘ字状にものの方が
丸形のものに比較して１．５〜５倍となっている。 本発明に係る複合スリット形の噴孔７０は直線状のスリ
ットを少なくとも一点において接合するように構成した
ので、燃料噴霧と空気との接触面積が増大するためにそ
の混合が良好になると共に、燃料噴霧の腰が強くなり、
直線的なスリットに比較して恰も断面係数が増加した状
態となるためにスワールによって分断され難くなり、着
火遅れがなく、燃焼効率の向上を図ることができる。 第７図は燃料当量比、スモーク、出力の関係を示す図で
あるが、本発明のノズルのデータを直線Ｘに、また従来
のノズルのデータを曲線Ｒ（７） に示している。 前記第７図によると本発明のノズルのデータの曲線Ｙの
方が従来のノズルのデータを示す曲線Ｒに比較して平均
有効圧力Ｐｓｅが増加し、スモークが低下していること
が分る。 またこの改良の効果は、両画線の間の斜線で示した部分
Ｍで燃料当量の多い部分が著しい。 一方ノズルの先端部、特に噴孔部６０は火炎に直接接触
しているため非常に高温となり易く、高温になると共に
スラッチ等が発生する。従って噴孔部６０と本体６との
接触部６４が熱伝動が良好になるように面精度を良好に
するとか、この接触部６４に銅等の熱伝動が良好で材料
を挿入するのがよい。 本発明の好ましい実施例においては、前記のように燃料
噴射ノズルの噴孔部６０をセラミック製とし、この噴孔
部６０に設けた噴孔７０を断面が複合スリット形、特に
Ｘ字状にし、しかもこの噴孔７０の二辺ａ、ｂをシリン
ダヘッド側に向け、残りの２辺ｃ、ｄをピストン燃焼室
側に向けた（８） ことに特徴がある。 従って、第５図に示すように噴孔７０の上部の二辺ａ、
ｂによる噴１１ａ’ ％ ｂ“はピストン燃焼室４の出
口より内側に衝突し、燃焼室４の底部に向かって下部の
２辺ｃ、ｄよりの噴１ｃ’ｄ ｌが分布するので、噴霧
はＸ字状に四方に広がりながら分布するので、第６図に
示すようにこの四辺のつなぎの部分より空気の導入を促
進させることが可能となり、従って空気と噴霧燃料との
混合の状態を良好にすることができるので燃焼効率を向
上させることができる。 また、本発明の好ましい実施例においては、噴孔部６０
をセラミック製としているので、噴孔７０を複合スリッ
ト形１例えばＸ字状に形成することが容易となる上に、
セラミックの特性として耐熱性があるので針弁の焼付き
、噴孔の詰り、弁座部の過度の摩耗等、従来の金属性の
燃料噴射ノズルの有する欠点を完全に解消することが可
能となる。 また前記のようにＸ字状の辺の溝の幅を特定（９） の範囲にすることによって、前記した空気と燃料との混
合効果がさらに増大されるのである。 尚、前記実施例では、噴孔部６０のみをセラミック材に
より構成した燃料噴射ノズルの例を示したが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、例えば、弁体が
セラミック材で構成したものにも応用できることは当然
である。 本発明の好ましい実施例に係る燃料噴射ノズルによれば
、ノズルの軽量化を図ることが可能であると共にセラミ
ック材には焼結前に成型品に噴孔部６０に噴孔７０とし
ての細孔を予め明けた後に焼成することができるので、
噴孔の精度を高めることができる。更に、セラミック材
による瞳孔の壁面の表面粗さは０．８ｓ以下とすること
が可能であり、燃料が通過する際の流体抵抗を減少する
ことが可能である。 以上詳述したように本発明に係る燃料噴射ノズルは、弁
本体の先端部に位置する噴孔を複数本のスリットによっ
て構成すると共に、このスリットは一点において接続さ
れ、互いに分岐しく１０） ていることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノズル、及
び、少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラ
ミック材により構成すると共にこの噴孔部に設けた噴孔
を複数本のスリットによって構成すると共に、このスリ
ットは一点において接続され、互いに分岐していること
を特徴とするエンジン用燃料噴射ノズルである。 即ち、少なくとも２本の直線状のスリットを組合せ、相
隣接するスリットを少なくとも一点において接合し、こ
れらのスリットは互いに拡開させて配置していることを
特徴としている。 従って、本発明に係る燃料噴射ノズルにおいては、複合
スリットで噴孔が構成されているので空気と燃料噴霧と
の接触面積が大きい。更に、２本以上のスリットを組合
せて噴孔を形成しているので、燃料噴霧の腰が強くなり
、この燃料噴霧が飛行中に分断されることがなく着火連
木を生ずることがない。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の燃料噴射ノズルの一部破断に（１１） よる側断面図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図で
ある。 第３図は本発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部
破断による側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡
大断面図、第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴
孔部に形成されたＸ字状の噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルのＸ字状の噴孔と従来の丸形噴孔との燃料噴霧が
空気を巻き込む状態を説明する図、第７図は本発明の作
用効果を示す図で、有効平均圧力とスモークとが燃料当
量比について変化する状況を示す図である。 １、ｌＯ・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・・
弁座部、９・・ノズルナツト、 （１２） １１・・キー溝、６ａ、 ９ａ・・ねじ部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 （１３） （１４）
図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図である。 （９） 第３図は本発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部
破断による側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡
大断面図、第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴
孔部に形成されたＸ字状の噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルのＸ字状の噴孔と従来の丸形噴孔との燃料噴霧が
空気を巻き込む状態を説明する図、第７図・は本発明の
作用効果の示す図で、有効平均圧力とスモークとが燃料
当量比について変化する状況を示す図である。 １．１０・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５、・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・
・弁座部、９・・ノズルナツト、 １１・・キー溝、６ａ、９ａ・・ねじ部。 （ｌＯ） 第１図 第２図 第３図 第４図 第４図（Ａ） 手続補正書（方式） 特許庁長官殿 °°′“和゛１．６１１８“１、事件の
表示 ｕｌ＋ｊｕ ｓ７ず１特許願 第２３９８７ ＋：２
、発明の名称 エンジン用燃料噴射ノズル ４、代 理 人 １１ 所 〒１〔１５東３；（都港区西１１［橋
月１１３番３）ｊベリカッビル（２）明 細 書（全文
） ７、雄、正の内容 （１）委任状（２通）を別紙のとおり提出する。 （２）明細書全文を別紙のとおり提出する（内容に変更
なし）。 手続補正書 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第 ２３９８７ 号２、
発明の名称 エンジン用燃料噴射ノズル ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代 理 人 住 所 〒１０５東工；を都港区西新橋３丁１１３
番３シシーペリカンビル小川・野１１国際特許４！務所
内（電話４３１−５３６１）７、補正の内容 （１）明
細書（全文）を別紙の通り補正する。 （別紙） 明細書 １、発明の名称 エンジン用燃料噴射ノズル ２、特許請求の範囲 ることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノズル。 料噴射ノズル。 ３、発明の詳細な説明 本発明はエンジン特にディーゼルエンジンにに装着され
、燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射ノズルの改良に関す
るものである。。 第１図は、従来のディーゼルエンジンに装着（１） される燃料噴射ノズル１の構造を示す一部破断による側
面図であり、前記燃料噴射ノズルはそのノズルナツト９
をもって２点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリンダ
ヘッド２に先端部３が燃焼室４に臨むように装着されて
いて、噴射燃料ｆを前記燃焼室４に噴射するように構成
されている。 ノズル１の先端部３に設けられた噴孔７は、通常第２図
に示すように断面形状が円形であって、これより噴射さ
れる、燃料は円錐状であるので、噴孔７より燃焼室４に
噴射された燃料噴１ｉｆは空気との接触面積が小さいた
めにその中心が濃く、外周部が薄くなり、燃焼室４内の
空気流との均一化された混合が得られず、日清な燃焼が
得られていないという欠点があった。 この欠点を解消するために直線状のスリットを構成し、
燃料噴霧を板状に噴射して空気との接触面積を大きくす
るように構成したノズルが提案されているが、このスリ
ットより噴射される燃料噴霧は腰が弱くてスワールによ
って中央（２） 部で分断され易く、この分断された個所は燃焼が遅れ、
燃焼効率が悪化する欠点があった。 また、噴孔を直線的なスリットに形成したノズルの場合
には、必要な燃料噴霧量を得るためにスリッートを長く
しなければならず、余りこのスリットが長くなるとノズ
ル先端部の強度が低下すると共に、噴孔の配置上スペー
ス的に制約を受けるという欠点があった。 本発明は、前記のように丸孔あるいは直線的なスリット
状である噴孔を有するノズルの欠点を解消して燃料と空
気との混合を良好にし、燃焼効率を向上させることので
きる燃料噴射ノズルを提供するものである。 前記目的を達成するための本発明の構成は、弁本体の先
端部に位置する噴孔を複数本のスリットによって構成す
ると共に、このスリットは一点において接続され、互い
に分岐していることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノ
ズル、及び、少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔
部をセラミック材により構成すると共に、この（３） 噴孔部に設けた噴孔を複数本のスリットによって構成す
ると共に、このスリットは一点において接続され、互い
に分岐していることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノ
ズルである。 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第３図は本発明による燃料噴射ノズルの実施例を示す一
部破断断面図、第４図は同実施例における燃料噴射ノズ
ルの先端部の拡大断面図、また第４図Ａは燃料噴射ノズ
ルの先端部に設けた噴孔の拡大正面図である。 本発明の好ましい実施例においては燃料噴射ノズル１０
の弁本体６の先端部の噴孔部６０をセラミック材により
構成すると共に、その外周部に形成したキー溝６１にキ
ー６２を挿入して弁本体６と噴孔部６０との間の位置決
めを行なった後に、噴孔部６０の下方よりノズルナツト
９を嵌合し、そのねじ部９１を弁本体６のねじ部６３に
蝦合し、更に２点鎖線で示すディーゼルエンジンのシリ
ンダヘッド２（第３図）に前記噴孔部６０が燃焼（４） 室４に臨むように装着する。 本発明において重要な点は、噴射ノズル１０の噴孔部６
０に設けた噴孔７０の形状を複合スリ・ノド形、すなわ
ち複数のスリットを少なくとも一点で連結し、互いのス
リットは拡開して配置している点にある。 噴孔部６０に複雑な形状の噴孔７０を形成することは金
属では加工が困難であるが、加工性と耐熱性が良好なセ
ラミック材によって噴孔部６０を構成すればこの問題は
解決できる。 このセラミック材としては、第１表にて掲げた物性をも
った窒化珪素（Ｓｉ、 Ｎ４）焼結体や窒か珪素に酸化
アルミニウム（Ａ１２０３）成分を含有しせめたサイア
ロン焼結体が最適である。 この第１表から明らかなように窒化珪素焼結体は、高温
強度において金属材料や従来のアルミナ系セラミックス
に較べて数段優れた特性を持ち、しかも熱ショックに対
する極めて大きな耐熱衝撃性を持つと共に、熱膨張係数
が小さいこと、熱伝動率が小さいなど燃料噴射ノズルの
（５） 噴孔部の構成には最適の材料である。 第４図Ａに噴孔７０を拡大して示しているが、この噴孔
は辺ａ、ｂ、ｃ、ｄからなる扁平な溝をＸ字状に形成し
、この辺ａと辺すとはシリンダヘッド２側に、また辺Ｃ
と辺ｄとはピストンの頂部に向かって形成されている。 前記辺ａ、ｂ、ｃＳ、ｄの幅Ｓと直線状の２辺の長さし
との比は次のように決定するのがよい。 Ｓ＝Ｌ／６〜Ｌ／２ 前記のように噴孔７０をＸ字状にすることによって第５
図に示すように上部の辺ａと辺すによる噴１９ｉａ’
、ｂ’ はピストン燃焼室出口より内側に衝突し、燃焼
室壁部に沿って噴孔下部の２辺ｃ、ｄによる噴ＩＣ’
、ｄ’が分布される。 第６図Ａ、Ｂは燃料の噴霧の状態を本発明の複合スリッ
ト形特に、Ｘ字状の噴孔と通常の丸い噴孔との場合を比
較したものであり、本発明に係る燃料噴射ノズルの場合
には燃料の噴霧（スプレー）Ｆの外周の表面積が増加し
噴１１Ｆの進行方向に直角な任意の断面における矢印で
（６） 示す空気の導入率が第６図Ｂの従来のノズルの丸形の噴
孔の場合に比較して１．６〜５倍と非常に増加している
ことが分る。 因に、同一の断面積の噴孔より噴射された噴ＮＦについ
てＸ字状の噴孔よりのものと丸形の噴孔のものとの任意
の断面における空気の接触面積は、Ｘ字状にものの方が
丸形のものに比較して１．５〜５倍となっている。 本発明に係る複合スリット形の噴孔７０は直線状のスリ
ットを少なくとも一点において接合するように構成した
ので、燃料噴霧と空気との接触面積が増大するためにそ
の混合が良好になると共に、燃料噴霧の腰が強くなり、
直線的なスリットに比較して恰も断面係数が増加した状
態となるためにスワールによって分断され難くなり、着
火遅れがなく、燃焼効率の向上を図ることができる。 第７図は燃料当量比、スモーク、出力の関係を示す図で
あるが、本発明のノズルのデータを直線Ｘに、また従来
のノズルのデータを曲線Ｒ（７） に示している。 前記第７図によると本発明のノズルのデータの曲線Ｙの
方が従来のノズルのデータを示す曲線Ｒに比較して平均
有効圧力Ｐｓｅが増加し、スモークが低下していること
が分る。 またこの改良の効果は、両画線の間の斜線で示した部分
Ｍで燃料当量の多い部分が著しい。 一方ノズルの先端部、特に噴孔部６０は火炎に直接接触
しているため非常に高温となり易く、高温になると共に
スラッチ等が発生する。従って噴孔部６０と本体６との
接触部６４が熱伝動が良好になるように面精度を良好に
するとか、この接触部６４に銅等の熱伝動が良好で材料
を挿入するのがよい。 本発明の好ましい実施例においては、前記のように燃料
噴射ノズルの噴孔部６０をセラミック製とし、この噴孔
部６０に設けた噴孔７０を断面が複合スリット形、特に
Ｘ字状にし、しかもこの噴孔７０の二辺ａ、ｂをシリン
ダヘッド側に向け、残りの２辺ｃ、ｄをピストン燃焼室
側に向けた（８） ことに特徴がある。 従って、第５図に示すように噴孔７０の上部の二辺ａ、
ｂによる噴１１ａ’ ％ ｂ“はピストン燃焼室４の出
口より内側に衝突し、燃焼室４の底部に向かって下部の
２辺ｃ、ｄよりの噴１ｃ’ｄ ｌが分布するので、噴霧
はＸ字状に四方に広がりながら分布するので、第６図に
示すようにこの四辺のつなぎの部分より空気の導入を促
進させることが可能となり、従って空気と噴霧燃料との
混合の状態を良好にすることができるので燃焼効率を向
上させることができる。 また、本発明の好ましい実施例においては、噴孔部６０
をセラミック製としているので、噴孔７０を複合スリッ
ト形１例えばＸ字状に形成することが容易となる上に、
セラミックの特性として耐熱性があるので針弁の焼付き
、噴孔の詰り、弁座部の過度の摩耗等、従来の金属性の
燃料噴射ノズルの有する欠点を完全に解消することが可
能となる。 また前記のようにＸ字状の辺の溝の幅を特定（９） の範囲にすることによって、前記した空気と燃料との混
合効果がさらに増大されるのである。 尚、前記実施例では、噴孔部６０のみをセラミック材に
より構成した燃料噴射ノズルの例を示したが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、例えば、弁体が
セラミック材で構成したものにも応用できることは当然
である。 本発明の好ましい実施例に係る燃料噴射ノズルによれば
、ノズルの軽量化を図ることが可能であると共にセラミ
ック材には焼結前に成型品に噴孔部６０に噴孔７０とし
ての細孔を予め明けた後に焼成することができるので、
噴孔の精度を高めることができる。更に、セラミック材
による瞳孔の壁面の表面粗さは０．８ｓ以下とすること
が可能であり、燃料が通過する際の流体抵抗を減少する
ことが可能である。 以上詳述したように本発明に係る燃料噴射ノズルは、弁
本体の先端部に位置する噴孔を複数本のスリットによっ
て構成すると共に、このスリットは一点において接続さ
れ、互いに分岐しく１０） ていることを特徴とするエンジン用燃料噴射ノズル、及
び、少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラ
ミック材により構成すると共にこの噴孔部に設けた噴孔
を複数本のスリットによって構成すると共に、このスリ
ットは一点において接続され、互いに分岐していること
を特徴とするエンジン用燃料噴射ノズルである。 即ち、少なくとも２本の直線状のスリットを組合せ、相
隣接するスリットを少なくとも一点において接合し、こ
れらのスリットは互いに拡開させて配置していることを
特徴としている。 従って、本発明に係る燃料噴射ノズルにおいては、複合
スリットで噴孔が構成されているので空気と燃料噴霧と
の接触面積が大きい。更に、２本以上のスリットを組合
せて噴孔を形成しているので、燃料噴霧の腰が強くなり
、この燃料噴霧が飛行中に分断されることがなく着火連
木を生ずることがない。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の燃料噴射ノズルの一部破断に（１１） よる側断面図、第２図は同噴射ノズルの噴孔の正面図で
ある。 第３図は本発明の実施例における燃料噴射ノズルの一部
破断による側面図、第４図は同噴射ノズルの先端部の拡
大断面図、第４図Ａは同噴射ノズルの先端に位置する噴
孔部に形成されたＸ字状の噴孔の拡大正面図である。 又、第５図は本発明に係るノズルより燃料が燃焼室内に
噴射される状態を示す図であり、第６図は本発明に係る
ノズルのＸ字状の噴孔と従来の丸形噴孔との燃料噴霧が
空気を巻き込む状態を説明する図、第７図は本発明の作
用効果を示す図で、有効平均圧力とスモークとが燃料当
量比について変化する状況を示す図である。 １、ｌＯ・・燃料噴射ノズル、 ２・・シリンダヘッド、３・・先端部、３０・・噴孔部
、４・・燃焼室、 ５・・針弁、６・・弁本体、７．７０・・噴孔、８・・
弁座部、９・・ノズルナツト、 （１２） １１・・キー溝、６ａ、 ９ａ・・ねじ部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士斎下和彦 （１３） （１４）
Claims (1)
- 少なくとも弁本体の先端部に位置する噴孔部をセラミッ
ク材により構成すると共に、この噴孔部に設けた噴孔を
断面がＸ字状に形成し、この噴孔を形成するスリットの
内の２辺をシリンダヘッド側に、また他の２辺をピスト
ン側に向けたことを特徴とするエンジン用燃料噴射ノズ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2398782A JPS58143163A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | エンジン用燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2398782A JPS58143163A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | エンジン用燃料噴射ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143163A true JPS58143163A (ja) | 1983-08-25 |
| JPH0565712B2 JPH0565712B2 (ja) | 1993-09-20 |
Family
ID=12125925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2398782A Granted JPS58143163A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | エンジン用燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58143163A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5193747A (en) * | 1989-08-19 | 1993-03-16 | Robert Bosch Gmbh | Protective cap for a fuel injection valve |
| US5368237A (en) * | 1992-11-23 | 1994-11-29 | Nordson Corporation | Power coating guns with improved spray nozzles and improved method of power coating |
| CN102720612A (zh) * | 2012-07-07 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 扰动喷口喷油器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54179320U (ja) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | ||
| JPS56106062A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-24 | Hino Motors Ltd | Hole nozzle |
-
1982
- 1982-02-17 JP JP2398782A patent/JPS58143163A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54179320U (ja) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | ||
| JPS56106062A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-24 | Hino Motors Ltd | Hole nozzle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5193747A (en) * | 1989-08-19 | 1993-03-16 | Robert Bosch Gmbh | Protective cap for a fuel injection valve |
| US5368237A (en) * | 1992-11-23 | 1994-11-29 | Nordson Corporation | Power coating guns with improved spray nozzles and improved method of power coating |
| CN102720612A (zh) * | 2012-07-07 | 2012-10-10 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 扰动喷口喷油器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0565712B2 (ja) | 1993-09-20 |
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