JPS58183859A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は燃料噴射ノズル、詳しくはテイーゼルエンジ
ンに使用されるピントルノズル、スロットルノズル等の
ピン型燃料噴射ノズルの改良に関する。

一般に、ビントルノズル、スロットルノズル等は弁揚程
によって開口面積が異なり、この開口面積の小さい期間
をスロットル肋間と呼んでいる。スロットル期間を設け
る理由は、噴射さオ］７た燃料の看火遅れ期間での燃料
址を少なく抑え燃焼室内（シリンダ内）の急激な圧カド
舛を防止し、静粛な燃焼を得るためのものである。すな
わち、ディーゼルエンジ／はピストン）４−縮により吸
入墾気の温度を高めてシリンダ内に噴射された燃料を看
火燃・暁させるものである。このとき、燃料はα体の状
態で噴射されるため、噴射された燃料が気化するまでに
所ボの時間を必要とし、したがって、燃料は盾火遅れ期
間を経て有人することになる。

待に、アイドルＪ！！転時、低迷低負荷運転時にあって
はこの冶火遅れ期間か比較的長くなり、大部分の燃料が
この盾火遅れ期間中に噴射される。このため・該期ｌＩ
４１に蓄積された燃料か有人と同時に一時に燃焼し／リ
ンター内の圧力力・、る激に商より（いわゆるディーゼ
ルノック現象）激しい撤動を牛しろと共に、該燃・暁に
伴ない中、高調（反、奴狽域の、騒音レベル力・」盲犬
するという問題点かある。このティ　ゼルノノク？低減
する一方法と＋−，−ｃ、’ｒイドル運転時の燃料噴射
期間を長くとり、中位時間あたりの燃料噴射量を少くし
着火遅れ期間中に噴射される燃料量を低減することによ
り、上記爆発的な燃焼を抑制して、上記騒音発生を抑制
、防止するものがある。このため、前記スロットル期間
を設けている。

従来の燃料噴射ノズルとしては、例えば第１図に示すよ
うなもの（実開昭５５−１０００６０号公報参照）がｉ
られている。第１図において、ｆｉ＋はノズル本体、（
２）はディスタンスピース、（３）はノズルヘッド、（
４）はこれら三者を一体化するノズルナツト、（５）は
１−ｄ己ノズルヘッド＋３１１５に摺動１丁ｍｌに配設
されたニー　ドル弁、（６）はＦｎビニ−ドル斤ＩＦ５
１　’１閉弁方向に付勢するためのコイルスプリング、
（７）は上記コイルスプリング（６）とニードル弁（５
）との間ニ介装されたブツンユロツドであって、・鴛科
ボート（８）から流入した燃料は燃料通路（ツ］）、（
９０）、（９Ｃ）を経由し一〇燃料溜め（則に導入され
、これが所足の開弁圧以ｌ二に高まるとニードル弁（５
）が押１−け−らＪ−＋て噴オ・１０（１１）から燃料
の噴射が行なわれる。尚、一部の燃料はスピルＯ２より
図外の燃料タンクへと戻る。また、ニードル弁（５）の
先端にはニードルピン０３が突設され、このニードルピ
ン（１３）は着座時に噴射目的）円に遊挿されている。

したがって、この燃料噴射ノズルにおいて、アイドル運
転時燃料噴射期間が長くなるような特性を得るには、ス
ロットル期間１／Ｃ、Ｊ６ける開１１１ｆＩ偵を収る（
すなわち、ニードルピノ（ＩＪ）と噴射口（印との間の
間Ｍ（ｄ２−ｄｌ）を小さくする）ことにより容易に達
成できる。

しかしながら、このような従来の燃料噴射ノズルにあっ
ては、ニードルピノは円柱状に、がっ、噴射口は円筒状
の内壁部でそれぞれ形成されており、ニードルピンと噴
射口内壁面との間に形成される間隙は、ニードルピンの
全周ニわたり、かつ、噴射口の軸方向の全長にわたり一
律に肋ボ幅の（ｄ２−ｄｌ　）環状の断■を呈する溝ｊ
戊となっていたため、この間隙を小さくするとニードル
ピンおよヒｌ質射１」内壁部にコークス（カ　ポン）の
１・１層が著しくなり、これらの収り部分の゛ｗｒｍ形
状か変化したり、あるいは、間隙が完全に一基がってし
まう。その結果、ニードルパルプが所定量リフトすると
（スロットル期間の後に）燃料が一時に噴射してしまい
前述したディーゼルノック現象を惹起して、燃焼騒音が
増大するという問題点を有していた。

この発明はこのような従来の問題点に着目し−（なさ′
１′またもので、スロットル期間中ニートルピンと噴孔
とのクリアランスにより燃料噴射量を規定する燃料噴射
ノズルにおいて、ｐＴｌ　８ｆニートルピンまたは噴孔
内壁面の少な（とも一方に、ニードルバルブのリフトに
従って開口面積を途々に請訓させるテーパ状ｕＪ欠部を
形成する。ことにより、上記問題点を解消することを目
的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する１、第２図、
第３図はこの発明の第１実施１／１」を示す図である。

ます、構成を説明する。第２図におい−Ｃ，１２１１ｖ
！ノズルボテイであり、このノズルボディ（２１）には
図外の燃料ポンプから加圧・燃ｔ↓かＩＪ（箱されろ燃
料溜室（２２）が形成されている。燃料ｍｉ　’％　＋
４！１と外部（燃焼室）とはノズルボディｔ２１）に形
成された円形断面の噴孔（２３１によって（第３図参照
）連通されており、前記加圧燃料は噴孔（２３）より燃
焼室内に噴射される。また、この噴孔ｔ２３１と燃料溜
室（〃との間のノズルボディＱυにはすりばち状の７一
ト面ｔ２４）が形成されている。一方、（２５）はノズ
ルボディ（２１）に摺動自在に支持されたニードルバル
ブであり、このニードルバルブ（２５）はノズルボディ
１２１１のガイド部（２６）に摺動自在に支持される本
体部（肋と、本体部（２７１の先端に先細り円錐状に形
成されたプレッシャステージ部（譲と、プレッシャステ
ージ部困の先端に先細り円錐状に形成されたパルプフェ
イス部Ｃ，’９１と、バルブフェイス部（２）の先端に
形成された円柱状のニードルピン（３０）と、を有して
いる。ニードルバルブ（ハ）は図示していないニードル
パルプスプリングにより常時付勢されており、前記バル
ブフェイス部り湧がシート而ｔ＆４１に着座したとき月
１ｒｉｉ己ブレツンヤステージ部（ハ）は燃料溜室Ｉ２
２）内に、また、ニードルピン■は前記噴孔い復円にそ
れぞれ位置している。このとき、ニードルピンｔ３０１
の外周部と噴孔し３）の内壁面（２３ａ）との間には第
３図に示すように環状の間隙が形成されており、この間
隙によってニードルパルプ（２５）のリフト（図中−ヒ
方への移動）初期に噴孔Ｑ：３）より噴射される燃料量
が規定される。

第３図中（Ｉ３）　（ｄａ）は噴孔ｃ！３ｉおよびニー
ドルビン（７）の直径を示しており、よって、この間隙
は（Ｉ５−Ｉ４）の幅を有する。なお、ニードルパルプ
Ｑ５１のリフトは、燃料溜室＠内の燃圧が所定値以上に
なるとこの燃圧がプレッシャステージ部（２＆に作用し
、前記ニードルパルプスプリングの付勢力に打ち勝つこ
とにより行われる。

ここで、ニードルビンＧ３０）にはニードルパルプ（ハ
）がリフトするに従って噴孔Ｚ３１の開口面積（噴孔１
：、１３１とニードルビン（列との間の断面積）を徐々
に増加させる切欠部（３１）が形成されている。すなわ
ち、円柱状のニードルビン（３０）の一部はその軸線方
向（第２図中上下方向）に沿って延在する傾斜Ｕｋｉ（
３りによってテーパ状に切り洛され１．この傾斜面（３
２１と噴孔（２３）の内壁面（２３ａ）との間に形成さ
れる間隙は第２図中ド端側（ニードルビン（３０１の先
端側）が太きくなるように形成されている。また、この
傾斜面（：Ｉ２１は、第２図中（ｅｉで示すように、ニ
ードルパルプシ５）のリフト初期に（スロットル期間中
）ニードルビンＧＯ＋が噴孔Ｉ２３内に位置する部分に
わたって形成されている。なお、この部分の長さくｌｌ
は辿常アイドリングリフト量で０．３　Ｗ程度である。

次に、作用について説明する。

このような燃料噴射ノズルにあっては、燃料溜室（２２
１に加圧燃料が供給されると、プレツ／ヤステージ部Ｃ
印に燃圧”が作用し、よってニードルパルプｌＪ、５）
がリフトし、噴孔１２３＋より燃料が燃焼室内に噴射さ
れる。このとき、燃料の噴射量は、ニードルパルプＩ２
■のリフト初期においては、ニードルビン（３０）が噴
孔Ｑ１０内に遊挿されているため、ニードルビン（７）
と噴孔（２，５１内壁面（２３ａ）との間の間隙（Ｉ３
−Ｉ４）の断面積によって規定され（スロットル期間）
、その後、さらにリフトしてニードルビン（３０）が噴
孔シ四より抜は出ると噴孔ｔ２：（＋の皓面績によって
規定される（噴射量は増加する）。このスロットル期間
においては、ニードルパルプ（２５＋かリフトするに従
つてニードルビン夏と噴孔のの内壁面（２３ａ）とによ
り形成される開口面積は切欠部Ｇυによって徐々に増加
するため、燃料の噴射量も徐々に増加する。

このとき、前記ニードルビン艶と噴孔Ｃ２３）の内壁面
（２３ａ　）との間の間隙（ｄｓ−Ｉ４）を可能な限り
（カーボン等によりニードルピン圓にスティック現象が
発生しない程度に）小さくし、かつ、前記切欠部Ｇυに
よる断面積と該間隙（ｄ、−Ｉ４　）による断面積との
和（すなわち、スロットル期間中のニードルパルプ（２
５）の開口面積）を、従来のニード／ｌ／　ハ／ｌ／プ
におけるスロットル期間中の開口面積よりも小さくする
ことにより、アイドル運転時の燃料噴射期間を従来のそ
れに比較して長（することができる。すなわち、前記間
隙（Ｉ３−Ｉ４）は従来のニードルビンと噴孔内壁面と
の間隙（第１図中（Ｉ２−ｄｌ））に比して小さい（Ｉ
３−Ｉ４〈Ｉ２−ｄ＋　）か、切欠部（３１）における
間隙（１は従来のそれよりも大きい（ｍ　）　Ｉ２−ｄ
＋　）ため、燃焼室内のカーボン成分によるこの間隙（
（ロ）の目づまりを防止できる。この目づまりは、燃焼
室内のカーボン成分や噴孔Ｃ，！’３）　部分での残留
燃料が燃焼、生成するカーボンがニードルビン■、噴孔
（２３１内壁面（２３ａ）に付層するためである。

なお、燃料溜室（２２１内の燃圧が低下するとニー　ド
ルバルブスプリングに付勢されてニー　ドルバルブ（２
５）を図中下降し、そのバルブフェイス部シ９）が７一
ト面（至）に着座して噴孔（２３１を閉じ燃料噴射は停
止される。

また、第４図及び第５図はこの発明の第２実施例を示す
ものである。この実施例では、切欠部ｔ３１１は、ニー
ドルピン湾の外周面においてその円周方向に等間隔で配
設された３箇所の傾斜横＋３３１　ｔ３４＋田により構
成されている。これによれば、ニードルビン（廊と噴孔
Ｃ２３）の内壁面（２３ａ）との間の目づまりはさらに
効果的に防止できる。その他の構成および作用は第１実
施例のそれと回帰であり、省略する。

第６図および第７図はこの発明の第３実施例を示す図で
ある。この実施例は、噴チい２３）内壁面（２３ａ）に
ンート面（２４）に向ってその深さか増加する３個の傾
斜ＵｋＪＩ３６）イη關を形成している。よって、この
実施例ではこれらの傾斜面（３６１１３徂弱が全体とし
て切欠部Ｇυを構成している。この場合も、スロットル
期間における開口面積はニードルバルブ（２５１のリフ
トに従って増加し、また、この開口面積の最大値は従来
の開口面積（スロットル期間中一定である。）よりも小
さくしているため前記各実施例と同様の効果が得られる
。その他の構成および作用は前記各実施例と同様である
。

さらに、第８図、第９図および第１０図はこの発明の第
４実殉例を示す図である。この実施例では、ニードルビ
ン圓にテーパ状の傾斜溝ｉｎ　Ｃ（４１（１句を形成し
、かつ、噴孔（２濠内壁面（２３ａ）にもテーパ状の傾
斜面（３６）を形成している。したがって、これら傾斜
溝（３３＋　（３４］　（ｌ（５）および傾斜面（、佑
）は全体として切欠部１：４＋１を構成している。また
、この実施例では層座時のニードルピン（３０）と噴孔
ｔ２３）内壁面（２３ａ）との間の間隙を充分に小さく
とり、よってリフト開始初期の噴孔（２３）の開口面積
を充分に収り、また、この開口面積はアイドルリフトｉ
ｔが０３■となった後はぼ通常の開口面積と等しくなる
ようにする。その結果、アイドル運転時の噴射期間をさ
らに長くすることができ、ディーゼルノックの低減によ
り効果的である。また、第１０図に示すように、長期間
走行後この噴孔１２３＋　、ニードルピン（刃にディポ
ジツ）　（ａｌ　（前記カーボン等）が付着したとして
も、アイドルリフト時の開口面積を目づまりがおきない
程度に確保できる結果アイドルノック音の増大を防止で
きる。なお、その他の構成および作用効果は前記各実施
例と同様である。

以上説明してきたように、この発明によれば、ニードル
バルブのシート時ニードルピンが噴孔内に遊挿され、こ
のニードルピンと噴孔内壁面間の間隙によりニードルバ
ルブのリフト初期の燃料噴射量を規定する燃料噴射ノズ
ルにおいて、前記ニードルピン又は噴孔内壁面の少なく
とも一方に、ニードルバルブのリフトに従って噴孔の開
口面積を徐々に増加させる切欠部を形成したため、ニー
ドルピンと噴孔内壁面との間の間隙にティポジットが付
着することを低減でき、がっ、ディポジットによるこの
間隙の目づまりを完全に防Ｉトすることかできる。その
結果、スロットル期間直後に燃料が一時に噴射すること
を防止でき、よって、ディーゼルノックによる騒音の発
生を防止できる。

また、前記間隙を小さくできる結果、アイドリンク時の
噴射期間を長くすることができ、この面からも燃焼騒音
を低減することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料噴射ノズルを示すその断面図、第２
図はこの発明に係る燃料噴射ノズルの第１実施例を示す
その断面図、第３図は第２図の１１１−　ＩＩＩ矢視断
面図、第４図はこの発明の第２実施例を示すその断面図
、第５図は第４図の■−■矢視断面図、第６図はこの発
明の第３実施例を示す断面図、第７図は第６図の■−■
矢視断面図、第８図はこの発明の第４実施例を示す断面
図、第９図は第８図の■−ＩＸ矢視断面図、第１Ｏ図は
第８図の作用説明図である。 （２３）・・・噴孔、　　　　　　　（２３ａ）・・・
噴孔内壁面（淘・・・ニートルバルフ、ｔ、ｌ・・・ニ
ードルピンいり・切矢部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ニードルパルプのシート時ニートルビ／が噴孔内に遊挿
   され、このニードルピンと噴孔内壁面間の間隙によりニ
   ードルパルプのリフト初期の燃料の噴射量が規定される
   燃料噴射ノズルにおいて、前記ニードルピンまたは噴孔
   内壁面の少なくとも一方に、ニードルパルプがリフトす
   るに従って噴孔の開１コ囲積を徐々に増加させる切欠部
   を形成したことを特徴とする燃料噴射ノズル。