JPS59134371A - 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】 本発明は、主としてディーゼルエンジンｆこ使用される
スロットル型まｔこはビントル型の燃料噴射ノズルに関
するものである。

一般＋こディーゼルエンジン１こおいては、ノック音対
策として、燃料の噴射率を制御することが極めて重要で
あり、理想的な噴射率としては、第１図に示すよう１こ
初期Ｅζ低く次第良高くするのが望ましい。

従来、かかる噴射特性を得るため１こ、いわゆるスロッ
トル型あるいはビントル型の燃料噴射ノズルが多く使用
されているが、これらのものはカーボンの堆積１こより
特性が変化し易いと０う問題がある。すなわち、この種
の噴射ノズルは、弁座部ｌこ形成した噴口１こ針弁の先
端Ｉこ形成した小径円柱部を環状隙間を介して遊嵌させ
ておき、前記針弁が前記弁座部から離間し始める初期段
階Ｅこおいて微小な燃料を前記環状隙間を通して予備的
に噴射し得るようｌこ構成したものである。きころが、
前記環状隙間は前記噴口の内周面と前記針弁の小径円柱
部の外周面との間１ζ形成される平行でしかもきわめて
狭い隙間であるため、ｎ■記円内局面るいは前記外周面
１こカーボンが堆積するとその流路抵抗が急増して、予
備的な燃料噴射が円滑１こ行なオ）れなくなり、ついて
は、前記環状隙間が完全に詰って予備的噴射が不可能ｌ
こなるという問題がめる。ところで、このようなノズル
は、躬記環状隙間の幅を特定の値以上の寸法に設定して
おくと、カーボ、ンｌこよる完全目詰りが生じないとい
う特性を有している。しかしながら、通常の円形な環状
隙間の開口幅をそのまま均等広大きくすると、予備的な
燃料噴射量が増大するため、例えは、少噴射率を要求す
る気筒容積の小さいエンジンＩこ適用した場合にはディ
ーゼルノックを十分「こ防止することができなくなると
いう不都合を、招く。すなわち、環状隙間の、開口面積
を大きくする１こは一定の限界があるため、前記環状隙
間の開口幅をカーボンによる完全目詰りが生じない程度
ｌこまで大きくすることができない場合が少なくないわ
けである。

本発明は、かかる不都合を解消することを第１の目的と
するものであるが、その先行技術とし−て実開昭５７−
６１１６６号に示されるよう１ζ、針弁の先端ξこ形成
した小径円柱部の外周に複数の同一方向に傾斜する斜溝
を周方向１こ所定の間隔をあけて穿設したものがある。

すなオ〕ち、このものは、高圧の燃料を前記斜溝ｌζよ
り案内しつつ噴射させることによって前記針弁を回転さ
せるようにし、この針弁の回転力ｌζより前記小径円柱
部の外周面と噴口の内周面との間にたまるカーボンを順
次除去し得るようｌこしたものである。しかしながら、
かかる燃料噴射ノズルの小径円柱部は外径が１ｒｒｙｎ
程度のきわめて小径なものであるため、その外周面１こ
複数本の斜溝を穿設する１こは非常な手間がかかり製作
が難しくなるという問題がある。まｔこ、このようなノ
ズルは、前記小径円柱部の外周面と前記噴口の内周面と
の間に比較的大きな隙間が形成されているため、これら
内外局面１こ付着するカーボンの堆積量が定常化して前
記環状隙間の実質的な開口面積が安定し１こ値を示すよ
うになるまで曵数十時間以上という長い期間を要するこ
とＥこなりこの閤騒音が不当に大きくなって商品価値が
減殺されるという不都合がある。

本発明は、このような事情に着目してなされたもので、
前述し１こ小径円柱部の外周面に表面加工部を設けて前
記環状隙間を幅広部と幅狭部とからなるものにし、幅広
部の開口幅を一定の値に設定するとともに、前記幅狭部
の開口幅を加工誤差によって針弁が作動不良を起こすこ
とのない範囲におけろ最小の値１こ設定することによっ
て、前述した不都合をことごとく解消することができる
よう１こした燃料噴射ノズルを提供するものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

実施例１（第２図〜第４図） 図示しない燃料噴射ポンプから吐出される高圧燃料Ａを
燃料通路１を介してノズル本体２の内部に形成した燃料
室８内ｌこ導くよう１こし、この燃料室８内の高圧燃料
Ａを弁座部４の中心部ｌこ形成した噴口５を通してノズ
ル本体２外へ噴射させ得るよう１こ構成している。そし
て、針弁６を前記弁座部４１こ接離可能１こ設け、この
針弁６で前記噴口５と前記燃料室３との連通状態を断続
させるようにしている。なお、この針弁６は、図示しな
いはね１こよって面記弁座部４ｆこ押し付けられており
、前記燃料室３内ｆこ高圧燃料Ａが導入されｔコ際にだ
け、その圧力（こより上昇して０■記弁座部４から離間
８を介して遊嵌させ、前記針弁６がＯＵ記弁座部４から
離れようとする初期段階１こおいて微少な燃料を前記環
状隙間８を通して予備的ｌこノズル本体２外へ噴射させ
得るようｆこ構成している。

このような燃料噴射ノズルにおいて、前記剣弁６の小径
円柱部７の外周面７ａＩこ、４個の表面加工部９・・・
を円周方向ｆこ所定の間隔をあけて設けて、前記環状隙
間８ｆ／幅広部８ａ・・・と、幅狭部８ｂ・・・とから
なるものｆこしている。各表面加工部９は前記小径円柱
部７Ｉこおける外周面７ａの円弧状の膨みを部分的１こ
切除してなる平担面状のもので、具体的Ｉｎは、前記外
周面７ａの所装個所を研磨機等を用いて前記針弁６の軸
心と平行に平面研削することによって形成したものであ
る。そして、これら各表面加工部９１こ対応するｎＵ記
環状隙間８の幅広部８ａの開口幅Ｗを、カーボンの堆積
量が定常値に達した後の燃焼音が開発の目的となってい
る規定値を越えない範囲ｆこおける最大値と、カーボン
による完全目詰りが発生しない範囲における最小値（例
えば、１５汐程度）との間の値（例えば、２５ψ程度）
に設定している。ま１こ、前記幅狭部８ｂの開口幅ｔは
、加工誤差ｆこよって前記針弁６がいわゆる着座不良や
ニードルロック等の作動不良を起こすことのない範囲ｌ
こおける最小の値（例えは、８沼程度）に設定しである
。なお、前記幅広部８ａの個数および開口長さＬは、以
上の条件のもとで、カーボンの堆積量が定常状態に達し
ｔこ後の燃料噴射量が対応するエンジンｆこ適したもの
Ｉｃなる値ｉこ設定しである。

このような構成のものであれば、従来のスロットル型あ
るいはビントル型の燃料噴射ノズルと同様な作動ｆこよ
り燃料室３ｆζ導入された高圧燃料Ａが噴口５を通して
ノズル本体２外、つまり、図示しないディーゼルエンジ
ンの燃焼室内Ｉこ噴射されることＩこなり、このときの
噴射率は、例えは、第１図ξこ示すような特性を示すこ
とｌこなるわけであるが、本発明では燃料噴射の初期段
階において燃料の通路となる環状隙間８の内壁、つまり
、針弁６の小径円柱部７の外周面に表面加工部９・・・
を部分的ｆこ設けて、前記環状隙間８を幅広部８ａ・・
・と幅狭部８ｂ・・・とからなるもの１こしでいる。そ
して、削記幅広部８ａの開口幅Ｗを燃焼音か規定値を越
えない範囲での最大値とカーボン（こよる完全目詰りが
発生しない範囲での最小値との間の値ｆこ設定している
。そのため、前記幅広部８ａでの開口幅が太きすぎて該
幅広部８ａを通過する燃料Ａの霧化性が悪くなり着火遅
れが犬になって燃焼騒晋が大きくなっｆこり、前記開口
幅が小さすぎて前記環状隙間８の全体が完全ｌこ目詰り
り・起こすという不都合がなく、Ｌ、ｆニーかって、長
ＩＩＪＩＪＩこ亘って理怨的な噴射特性を維持してエン
ジン騒音を低いレベルｌこ保つことができるもので汗）
る。なお、以上のような条件を満足させることができる
のは、環状隙間８の開口幅を幅広部８ａ・・・ｆこおい
てのみ大きく設定しているためであり、かかる構成によ
れはカーホンによる完全目詰りを防止したｊこめｆこ環
状隙間８の総開口面積が不当（Ｃ大きくなって予備的な
噴射率が不当に高くなってしまうという不都合は生じな
い。ま１こ、本ノズルでは、前記幅狭部８ｂの開口幅ｔ
を、加工誤差によって針弁６が作動不尺を起こすことの
ない範囲ｉこおける最小の値に設定している。そのため
、幅狭部８ｂ・・・がカーボンの堆積１こより目詰りす
る時間が短く、前記環状隙間８の実質的な総開口面積の
値が短期間のうち普こ定常化する。したがって、エンジ
ン騒音が所望の低レベルに安定する時間が従来のもの１
こ比べて短く、簡単なならし運転１こよって田荷時のエ
ンジン騒音を定常的な値にまで低下させることができる
ものである。

実施例２（第５図） 前述した実施例１と同様な基本構成（相当する部分１こ
同一の記号を付して説明を省略する）の燃料噴射ノズル
１こおいて、針弁６の小径円柱部７の外周面７　ａ　Ｉ
ｃ、例えば、６個の表面加工部９′・・・を円周方向を
乙所定の間隔をあけて設けて、環状隙間８１を幅広部８
ａ〆・・・と幅狭部８ｂＩ・・・　とからなるものにし
ている。これらの表面加工部９／・・・は前記実施例１
の表面加工部９・・・と同様な形状のものである。

そして、こノ１ら各表面加工部９’＋こ対応する幅広部
８ａｌの開口幅Ｗ／を、カーボンによる完全目詰りが発
生しない範囲での最小値（例えは、１５．ｌＡ程度）ｆ
こ近い値に設定するとともｌこ、前記幅狭部８ｂ／の開
口幅ｔ′を加工誤差１こよって針弁６がいわゆる着座不
良やニードルロック等の作動不良を起こすことのない範
囲１こおける最小の値（例えは、８ｚｉ！度）＋Ｃ設定
している。そして、前述しｔこ６個という幅広部ｇ　ａ
ｌ・・・の数は、カーホンの付着が定常状態ｆこ達した
後の前記環状隙間８／の総開口面積がエンジンの特性１
こ合致した適正な値１こ保たれる範囲内１こおいて前記
幅広部３　Ｂ　／・・・を可及的に数多く設けるという
観点から決定され１こものである。

このような構成のものであれは、前記実施例１と基本的
な構成が同じであること、および、幅広部８ａ／・・・
　と幅狭部８ｂ／・・・とが備えている寸法条件が前記
実施例１の幅広部８ａ・・・と幅狭部８ｂ・・・とが備
えるべき寸法条件に含まれていることから＠記実施例１
と同様な効果が得られるものである。

さら１こ、本実施例２のものは、幅広部ｇ　Ｂ／・・・
の開口幅Ｗ／・・・を、許容すべき範囲内の下限値側に
設定して、該幅広部８８′・・・の数を多くしているの
で、環状隙間８／の総開口面積を適正な値ｆこ維持しな
がら燃料の微粒化を促進することが可能であり、燃焼性
を向上させて燃焼音を特１こ効果的１こ低減させること
ができるものである。

なお、本発明は、前記実施例１．２のもの１こ限定され
ないのは勿論であり、例えは、表面加工部の形状や個数
を他のものにしたり、小径円柱部をテーパのついたもの
艮する等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が
可能である。

以上、説明しＴこようｔこ、特許請求の範囲第１項記載
の発明は、小径円柱部の外周面ｆこ表面加工部を設けて
環状隙間を幅広部と幅狭部とからなるもの１こし、前記
幅広部の開口幅を燃焼音が規定値を越えない範囲での最
大値とカーボンｌ乙よる完全目詰りが発生しない範囲で
の最小値との間の値に設定するとともｔこ、前記幅狭部
の開口幅を加工誤差によって針弁が作動不良を起こすこ
とのない範囲１こおける最小の値に設定しているので、
カーボンが付着しても理想的な噴射率を維持することが
でき、しかも、カーボンの堆積量が定常状態ｌこ達して
燃焼音が所望の低レベルに安定するまでの期間を短かく
することができる燃料噴射ノズルを提供できるものであ
る。

また、特許請求の範囲第２項記載の発明は、前記幅広部
の開口幅をカーホン１こよる完全目詰りが発生しない範
囲でＱ最小値に近い値ｌこ特定し該幅広部を可及的に数
多く設けるようｌこしているので、特許請求の範囲第１
項記載の発明と同様な効果が得られるだけでなく、さら
１こ、燃料の微粒化を促して燃焼性を向上させ燃焼音を
特１こ効果的ｆこ低減さぜることができる燃料噴射ノズ
ルヲ提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は噴射特性を説明するための図、第２図は本発明
の一実施例を示す断面図、第８図は同実施例の要部を示
す拡大断面図、第４図は第８図１こおけるＩＶ−ＩＶ線
断面図、第５図は本発明の他の実施例を示す第４図相当
の断面図である。 ２・・・ノズル本体　　４・・・弁座部５・・・噴口　
　６・・・針弁 ７・・・小径円柱部　　７ａ・・・外周面８．８′・・
・環状隙間　　３ａ、　８Ｂ’・・・幅広部８ｂ、８ｂ
’　・・・幅狭部　　９．９′・・・表面加工部代理人
　弁理士　赤澤　−博

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　弁座部に形成した噴ロＩコ針弁の先端ｔこ形
   成しｔコ小径円柱部を微小な環状隙間を介して遊嵌させ
   ておき、初期段階で微少な燃料を前記環状隙間を通して
   予備的に噴射し得るように構成した燃料噴射ノズル１こ
   おいて、ｍ記小径円柱部の外局面に、該外周面の円弧状
   の膨みを部分的１こ切除してなる表面加工部を設けて前
   記環状隙間を幅広部と情狭部とからなるものｌこし、前
   記幅広部の開口幅を燃焼音が規定値を越えない範囲での
   最大値とカーボンによる完全目詰りが発生しない範囲で
   の最小値との間の値に設定するとともｆこ、前記幅狭部
   の開口幅を加工誤差によって針弁が作動不良を起こすこ
   とのない範囲における最小の値１こ設定したことを特徴
   とする燃料噴射ノズル。
2. （２）弁座部１ζ形成した噴口１こ針弁の先端１ｃ形成
   した小径円柱部を微小な環状隙間を介して遊嵌させてお
   き、初期段階で微少な燃料を前記環状隙間を通して予備
   的Ｉこ噴射し得るように構成した燃料噴射ノズルｌこお
   いて、前記小径円柱部の外周面に、該外局面の円弧状の
   膨みを部分的に切除してなる表面加工部を設けて前記環
   状隙間を幅広部と幅狭部とからなるもの−こし、前記幅
   広部の開口幅をカーボン１こよる完全目詰りが発生しな
   い範囲での最小値ｆこ近い値１こ設定するとともＩこ、
   前記幅狭部の開口幅を加工誤差によって針弁が作動不良
   を起こすことのない範囲ｌζおける最小の値ｆこ設定し
   、カーボンの付着が定常状態に達した後の前記環状隙間
   の総開口面積が適正な値ｌこ保たれる範囲内ｌこおいて
   …（記幅広部を可及的ｆこ数多く設けたことを特徴とす
   る燃料噴射ノズル。