JPS6059428B2 - 内燃機関の燃料噴射ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の燃料噴射ノズルにして、該ノズル
はノズル針を有し、該ノズル針は噴射燃料の圧力を受け
て燃料の流れの方向に動き、ノズル針の円錐形着座面が
該着座面に対応する円錐形弁座から持上げられるように
ノズル筐内に支承されており、また該ノズル針はその噴
射側端部に円維形のピンを有し、該ピンは、ノズル筐の
前記弁座に連なり前記ピンを取囲む空洞を貫通し、ノズ
ル針が閉鎖しているか、弁座から僅かに持上げられた状
態においては、前記空洞よりも小さい直径を有し、該空
洞に連なる袋穴の中に側面を密封状態に保つてはまり込
んでおり、前記袋穴は噴射孔により内燃機関の燃焼室と
連通されている燃料噴射ノズルに関する。

この種の噴射ノズルは、既に定期刊行物℃ＡｓａｎｄＯ
ｌｌＰＯｗｅｒ″１９６詳６月号１６０−１６１頁に記
載されている。

そこでは、噴射孔が、袋穴の下方部の側面に開口してい
る。噴射孔から噴射される燃料ビームの方向は、ノズル
を開く全行程において一定している。内燃機関の燃焼室
における空燃混合の良否にとつて重要な点は、燃料の噴
流の形態と噴流の特性てある。

以前からよく知られたことであるが、工．ンジンの始動
時または底負荷低回転時においては、噴射される燃料ビ
ームを大きく散乱させ、かつ燃焼空気に向わせることに
より、燃料と空気の直接混合を盛んにすることが非常に
有利であり、一方、高負荷高回転時においては、燃焼が
早すぎ！て過大な圧力上昇を生じさせることがないよう
に、むしろ緊密な燃料のビームを燃焼室壁に向つて噴出
させることが望ましいのである。このことは、燃料を燃
焼壁に吹付ける形態の内燃機関において特に重要であり
、燃料ビームの方向を変化さ４せることによる効果が顕
著である。このような要求を満たすため、すでに多くの
提案がなされたが、それらはすべてなんらかの点で欠点
があることが判明した。

たとえば、ドイツ特許第１０１４３８？においては、燃
料ビームの通る場所に、温度に応じて位置を変える案内
体を設けることにより燃料ビームの方向を変えている。
この案内体は、燃焼室壁または噴射ノズル筐体に固定さ
れたバイメタルなどにより構成されており、燃焼室が低
温のときは燃料を燃焼室の中心に向け、燃焼室が高温に
なると、燃料を燃焼室壁の方に向ける作用をする。この
装置は、温度だけに応じて作動し、噴流の特性や噴射圧
力に関しては考慮さノれていない。加えて、この機構は
故障を起こしやすい。また、ＤＥ−ＡＳｌ２５２９６８
におけるように、ノズル針の先端にノズル筐の孔の中を
該孔に密着して動くピンを設け、該孔の側面から斜めに
延びる噴・射孔を設け、機関の負荷に応じてノズル針を
回転させるように機構も提案されているが、構造複雑な
ため目的を達成していない。

従つて本発明の目的は、当初述べた種類の燃料噴射ノズ
ルについて、機関の全運転範囲または一部運転範囲にお
いて、良好な空燃混合が行われるように、燃料ビームの
特性と姿勢を自動的に変化させようとする、しかも簡単
な機構を用い故障を起すようなことなく変化させようと
することである。

上記の目的は、本発明によれば、ノズル針が閉鎖位置に
あるときには、ノズル針のピン４の前端面４″と袋穴底
面７″とが密着するようになつており、前記噴射孔８が
噴射ノズルの長手軸線とある鋭角αをなして、あるいは
該長手軸線の方向に前記底面７″から偏心して延びてお
り、該噴射孔８の袋穴側の入口断面が、前記空洞６の底
面１１の領域へと拡つており、従つて、噴射孔８が、偏
心した側に形成された隙間９を通して常に空洞６と連通
されており、噴射孔８の長さ、直径を選択することによ
り、ノズル針持上け初期において隙間９を通つて噴射さ
れる散乱放射ビームの散乱放射角１０が決められること
を特徴とする燃料噴射ノズルにより達成される。

このような構成により、ノズル針を持上げたときの燃料
噴射ビームの特性と姿勢は自動的に変化される。

すなわち、ノズル針が弁座かられずかに持ち上げられた
とき、燃料は隙間を通つてだけ噴射穴の中に流入し、一
定形状の散乱放射ビームを形成する。該ビームの一方の
側の境界線は、該隙間が存在する側の噴射孔側面により
限定され、他方の側の境界線は隙間に対向する側の噴射
孔側面の下縁により限定される。噴射孔が短かければ、
ビームの幅はより広くなる。ノズル針が完全に開くと、
ピンは、袋穴を完全に解放し、ピンの底は袋穴から十分
に離れ、緊密な燃料ビームを噴射孔の方向に噴射する。
かくて、上記の目的が完全に達成される。本発明の他の
実施例においては、噴射孔８と空洞６とを常に連通させ
ている隙間９が、ノズル軸線から見て噴射孔が延びてい
る方向に存在する噴射孔側面に設けられている。

このことにより、燃料ビームの方向変化量を最大にする
ことができる。さらに、袋穴の底面が平らな平面をなし
、ノズル軸Ｘに垂直な同じく平らなノズル針２のピン４
自由端前面４″に平行になつていて、製造容易な燃料噴
射ノズルが提示されている。

また、袋穴の底面と、ノズル針のピンの自由端前面とを
ともに円錐形に形成することも考えられ−る。

また、製造容易のために、袋穴につながる空洞の底面を
ノズル軸に垂直な平面に形成することが提示されている
。

また、燃料の流れの状態をよりよくするため、空洞の底
面を円錐形に形成することもできる。

さらに、袋穴７につながる空洞６の底面１１を平らな平
面とし、該平面を、噴射孔８と空洞６とを常に連通させ
ている隙間９の領域において、燃料の流れの方向に見て
最も深くなるようにノズル軸Ｘに対して斜行させること
により、特に有利な効果が得られる。すなわち、このこ
とにより、ノズル針を持上げる場合、リフトの変化に応
じて燃料ビームの方向と特性とを徐々に変化させること
が可能となる。本発明の詳細な説明付図面に示す３つの
実施例に関する以下の説明より理解できよう。

添付図面において、ノズル筐の下部が数字符号１で表示
されており、その中にノズル針２が軸方向に移動可能に
支承されている。

ノズル針２はその下端部に、円錐状の着座面３と、ノズ
ル針の軸線に対し垂直にしてフラットな端面４″びを有
する円筒状のピン４とを備えている。燃料を通すため、
ノズル筐１とノズル針２との間に自由空間５が設けられ
ており、該自由空間５は、ノズル筐１に設けられた弁座
３″の下方においてピン４を囲む円筒状の空洞６に連通
し、最後に、ノズル針軸線に垂直なフラットな底７″を
有する袋穴７で終つている。袋穴７には、噴射孔８が隙
間９を介してつねに空洞６と連通するよう偏心した状態
で開口している。空洞６と袋穴７との間にフラットな境
界面１１が設けられている。第１図においては、噴射孔
８は、噴射ノズル軸線に対し斜めに延びており、ノズル
針２は、弁閉止状態にあり、ピン４は、空洞６の中を貫
通し、その側面４″を封止状態に保つて袋穴７の中には
いり込んでいる。

空洞６と連通している噴射孔８の隙間９の形状は、第２
図より明らかである。

第３図においては、ノズル針２が弁座３″から少し持ち
上げられているが、ピン４はいぜんとして袋穴７を完全
には解放していない。

従つて燃料は空洞６に達し、そこから隙間９により絞ら
れ散乱放射ビームの形状で内燃機関のシリンダーの中に
噴射される。散乱放射ビームの形状は、主として、一方
においては隙間９につながる噴射孔８の側壁８″により
、他方においては側部８″と向かい合つた側壁８″の下
縁により決定される。散乱放射ビーム１０の中心部は噴
射ノズルの長手方向にほぼ平行していることが図より理
解できよう。ノズル針２が完全に開くと、ピン４が噴射
孔８の全断面積を開放し、ノズルの軸Ｘに対し角αをな
して延びる緊密な噴射ビームが生じる。第４図ては、ノ
ズル針２は第３図と同じ位置にあり、噴射孔８は、噴射
ノズルの軸Ｘに平行に、かつ偏心して延びている。

この場合、散乱放射ビーム１０の中心部は、軸Ｘに平行
ではなく、軸Ｘに向かつて傾いている。以上のことから
噴射孔の・構成、配置を選択することにより、比較的簡
単に希望するノズル形態を実現することができることが
理解できよう。最後に、第５図は第１図と同じ噴射ノズ
ルを示しており、ノズル針２は第１図と同様、閉止状態
）にある。

異なつている点は、空洞６の底面１１がノズル軸Ｘに対
して斜めに傾いており、底面１１は隙間９の存在する領
域て最も深くなつていることである。このような形状に
することにより、ノズル針２を持上げる場合、リフトの
変化に応じてビームの方向と特性とを徐々に変化させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る噴射ノズルの下部を長さ方向に
切断した縦断面図。 第２図は、第１図の■−■線て切断した噴射ノズルの横
断面図。第３図は、ノズル針が部分的に開弁した状態に
おける第１図と同じ噴射ノズルの縦断面図。第４図は、
第３図に示されている噴射ノズルの変更例を示す縦断面
図。第５図は、第１図に示されている噴射ノズルのさら
に別の変更例を示す縦断面図。１・・・ノズル筐下部、
２・・・ノズル針、３・・・着座面、３″・・・弁座、
４・・ゼン、５・・・自由空間、６・・・空洞、７・・
・袋穴、８・・・噴射孔、９・・・隙間、１０・・・散
乱放射ビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の燃料噴射ノズルにして、該ノズルはノズ
   ル針を有し、該ノズル針は噴射燃料の圧力を受けて燃料
   の流れと逆の方向に動き、ノズル針の円錐形着座面が該
   着座面に対応するノズル筐の円錐形弁座から持上げられ
   るようにノズル筐内に支承されており、また該ノズル針
   はその噴射側端部に円筒形のピンを有し、該ピンは、ノ
   ズル筐の前記弁座に連なり前記ピンを取囲む空洞を貫通
   し、ノズル針が閉鎖しているから、弁座から僅かに持上
   げられた状態においては、前記空洞よりも小さい直径を
   有し、該空洞に連なる袋穴の中に側面を密封状態に保つ
   てはまり込んでおり、前記袋穴は噴射孔により内燃機関
   の燃焼室と連通されている燃料噴射ノズルにおいて、ノ
   ズル針が閉鎖位置にあるときには、ノズル針のピン４の
   前端面４′と袋穴底面７′とが密着するようになつてお
   り、前記噴射孔８が噴射ノズルの長手軸線とある鋭角α
   をなして、あるいは該長手軸線の方向に前記底面７′か
   ら偏心して延びており、該噴射孔８の袋穴側の入口断面
   が、前記空洞６の底面１１の領域へと拡つており、従つ
   て、噴射孔８が、偏心した側に形成された隙間９を通し
   て常に空洞６と連通されており、噴射孔８の長さ、直径
   を選択することにより、ノズル針持上げの初期において
   隙間９を通つて噴射される散乱放射角１０が決められる
   ことを特徴とする燃料噴射ノズル。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の燃料噴射ノズルにお
   いて、前記袋穴７の底面７′が平らな平面をなし、ノズ
   ル軸Ｘに垂直な同じく平らなノズル針２のピン４自由端
   前面４′に平行になつていることを特徴とするノズル。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の燃料噴射ノズルにお
   いて、前記袋穴７の底面７′と、ノズル針２のピン４自
   由端前面４′とがともに円錐形をなしていることを特徴
   とするノズル。４ 特許請求の範囲第２項に記載の燃料
   噴射ポンプにおいて、前記袋穴７につながる空洞６の底
   面１１がノズル軸Ｘに垂直な平面であることを特徴とす
   るノズル。 ５ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一
   項に記載の燃料噴射ノズルにおいて、前記袋穴７につな
   がる空洞６の底面１１が、円錐形をなしていることを特
   徴とするノズル。 ６ 特許請求の範囲第２項に記載の燃料噴射ノズルにお
   いて、前記袋穴７につながる空洞６の底面１１が平らな
   平面であり、該平面が、噴射孔８と空洞６とを常に連通
   させている隙間９の領域において、燃料の流れの方向に
   見て最も深くなるようにノズル軸Ｘに対して斜行してい
   ることを特徴とするノズル。