JPS62111160A - 内燃機関用燃料噴射ノズル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、噴出口を持つノズル頭部で終わるノズル本体
と、このノズル本体の中で案内されかつノズル頭部内の
弁座へ弾性的に押し付けられるノズルニードルとを有し
、このノズルニードルが、供給される燃料の圧力を受け
て第１の行程段階でばねの力に抗して弁座から離れかつ
ストッパに接触し、このストッパが第２の行程段階で別
のばねの力に抗して制限されて移動可能である内燃機関
用燃料噴射ノズルに関する。

〔従来の技術〕

公知のこの種の燃料噴射ノズル（ドイツ連邦共和国特許
出願公開第２７１１３５０号明細書）においてノズル頭
部の噴出口は、ノズル頭部軸線に対して垂直な少なくと
も２つの面に配置されている。したがって第１の行程段
階においてはノズル頭部の頭頂に一番近い噴出口だけが
開かれ、他方ノズル頭部の頭頂から遠い方の噴出口の開
放は第２の行程段階においてはじめて行なわれる。順次
に作用する両方のばねは、ノズルニードルに制御機構の
機能を与える役割を持っており、そしてこの場合内燃機
関の有害物質放出または内燃機関の騒音発生に関係する
ことは考えられていない。いずれにしても不利なことは
、ノズル頭部軸線に対する第２の垂直面に設けられた噴
出口の開放の際に吐出量の特性曲線における不利な不安
定個所が生ずることである。

ノズルニードルに荷重をかけるばねを全部で１つしか持
たない公知の燃料噴射ノズル（ドイツ連邦共和国特許出
願公開第３２３９４６２号明細書）においてノズルニー
ドルは円錐状の先端を備えており、この先端は、ノズル
が閉じられている際に、ノズル本体にあるやはり円錐状
の弁座に接触し、噴出口は円錐状弁座の範囲に設けられ
ている。円錐状ニードル先端に円筒状部分がつながり、
この円筒状部分は再び円錐状に広がり円筒状ニードルの
全ニードル直径になる。円錐状弁座には円筒状ニードル
部分に応じて中空円筒状区域が続き、この中空円筒状区
域は円錐状区域へ移行し、この円錐状区域の比較的大き
い肩部が円筒状空所へ開いている。もちろんノズルニー
ドルの円筒状部分とノズル本体の中空円筒状区域との間
およびノズルニードルの後続の円錐状部分とノズル本体
との間に環状間隙が存在し、それによって円筒状のノズ
ル本体空所から噴出口への燃料流入を可能にする。円筒
状ニードル部分とノズル本体の中空円筒状区域との間の
環状間隙は、面積が噴出口の全断面積より小さい横断面
を持っている。このノズル構成によって、噴出された燃
料の量が短時間の増大後弁座からのノズルニードルの最
初の開離の際にノズルニードルの所定の移動行程にわた
って一定であることが実現される。なぜならばこの燃料
量にとってノズルニードルの円筒状部分とノズル本体の
中空円筒状区域との間の環状間隙が噴出口からかなり離
れており、一方墳出口への流入条件が良くなりかつそれ
によって燃料霧化を助長する乱流が減少されるため円錐
状ニードル先端と円錐状ニードル座との間の間隙が大き
くなる場合は、製造上かなり困難をもたらすということ
は別とする。したがって燃料は十分層流を形成し、この
層流は内燃機関のピストンに対する燃焼空間の壁に突き
当たる。したがって燃焼空間の壁に燃料の一部が沈降し
、そのことは特に低回転速度および負荷において完全な
燃料燃焼を損いかつ排気ガス中の炭化水素の放出を増大
させる。高い負荷の場合にも一定の噴射量による段階が
実施されなければならないから、噴射時間がそれだけ長
くなり、そのことはばい煙放出の増大および燃料消費量
の増加をもたらす。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、冒頭に述べた燃料噴射ノズルを、排気
ガス中の炭化水素の放出が減少されかつ点火騒音も静め
られるように構成することにある。

部の内側縁と第１の行程段階で弁座からｍされるノズル
ニードルの表面との間に生ずる仮想シリングの局面が噴
出口の横断面より小さく設定されていることによって解
決する。

したがって第１の行程段階において噴出口の縁とノズル
ニードルの表面との間に生ずる仮想シリンダの局面は噴
出口の横断面より小さいから、この噴出口のすぐ前にお
いて燃料流が絞られかつ噴出口への流入の際にこの燃料
流が急激に転向せしめられ、そのことは激しい乱流を引
き起こしかつそれによって良好な燃料霧化を生ぜしめま
たは燃焼室壁までの燃＠噴流の押し寄せを防止する。な
ぜならば吐出割合も減少されているからである。吐出割
合のこの減少によって、から動きまたは低回転速度の際
に下側部分負荷範囲において点火遅れの時間中に全燃料
量が噴出されるのではなくて、点火後したがって燃焼開
始後はじめて部分量の噴出が行なわれるので、点火騒音
の所望の減少が実現されるという別の利点も得られる。

別の結果として本発明による構成においては吐出量の特
性曲線にひどい不安定が生じない。最後に、ノズル二一
ドルまたはノズル本体の製造は特別な困燕をもたらさな
い。

袋ナツトの範囲における燃料噴射ノズルの外径を小さく
保ち、それによって燃料噴射ノズルの組み込み困難が回
避されかつとりわけ内燃機関のシリンダ軸線に対するノ
ズル軸線の角度をできだけ鋭角にして噴射ノズルの所望
の位置が保証されるようにするために、両方の圧縮コイ
ルばねが互いに偏心的に配置されかつこれらの圧縮コイ
ルばねの間になるべく同じく偏心的なスリーブが設けら
れ、このスリーブを通ってその最大肉厚の範囲に流入燃
料用の孔が延びている。

両方の圧縮コイルはねがもはや同軸的にではなくて偏心
的に配置されていることによって、これらの圧縮フィル
ばねの間に偏心的スリーブ用の空間が得られ、このスリ
ーブは、両方のばね相互の最大間隔の範囲に十分大きい
肉厚を得ることができ、それによって燃料用孔を設ける
ことができまたは孔範囲に十分な強度を持つことができ
、他方スリーブを直径上に対向する側において非常に薄
く構成することができかつスリーブはそこにおいて両ば
ねの間に僅かしか空間を必要としない。しかし偏心スリ
ーブの代わりに、はぼ同じ肉厚を持つスリーブも設ける
ことができ、このスリーブはそれにより最大ばね間隔の
範囲において孔を設けるために補強されている。スリー
ブは強い方の圧縮コイルばねをもはや包囲しないから、
このばねを袋ナツトなどのすぐ内側に設けることができ
るので、はね範囲に全体として燃料噴射ノズルの外径の
著しい縮小が実現できる。

簡単な構成を実現しかつ両方のばねの間に設けられたス
リーブに拘らず強い方の外側圧縮コイルはねか弱い方の
内側圧縮コイルはねにより荷重を受けるノズルニードル
用のストッパに作用することができるようにするために
、ノズルニードル用のストッパとして星形のまたは直径
上にスリーブを通って延びかつこのスリーブの壁を縦ス
リットにおいて貫通する突片が設けられており、この突
片に強い方の外側圧縮コイルばねが支持されかつこの突
片が直径を小さくされたノズルニードル延長部の貫通用
中心孔を持ち、このノズルニードル延長部にはね受けを
介して弱い方の内側圧縮コイルばねが作用し、その際ス
リーブの縦スリットの端面が突片の押し行程を制限する
。

〔実施例〕

図面に本発明の実施例が示されている。

袋ナツト２によってその他の装置部分と結合されている
ノズル本体ｌはノズル頭部３で終わっており、このノズ
ル頭部は噴出口４を持っている。ノズル本体の中でノズ
ルニードル５が案内されており、このノズルニードルは
円錐状弁座へ弾性的に押し付けられている。ノズルニー
ドル５の直径を小さくされた延長部６′にまずばね受け
７を介して弱い方のはね８が作用し、このばねははるか
に強いはね９によって包囲されており、このばね９は座
金ｌｏおよび直径上の突片１１を介してノズル本体ｌの
端面１２に支持されている。燃料は、図示してない燃料
ポンプからスリーブ１４の通路１３およびノズル本体ｌ
の通路１５を介して集合空間！６に達し、そこから燃料
はノズルニードル５に沿って弁座６まで押し寄せる。

両方の圧縮コイルはね８，９は互いに偏心的に配置され
かつこれらの圧縮コイルばねの間にスリーブ１４が設け
られており、このスリーブを通ってその最大肉厚の範囲
に燃料供給用通路１３が延びている。突片１１は縦スリ
ット１７においてスリーブ１４を貫通しかつノズルニー
ドル５の直径を小さくされた延長部６′の貫通用中心孔
１８を持っている。

ポンプ圧力が上昇すると、ノズルニードル５はば′ね８
の力に玩して弁座６からまず、このノズルニードルが突
片１１の下側にあるストッパ１９として作用する面に接
触するまで雛される。

この第１の行程段階において、第４図に示されている、
噴出口４の延長部でこの延長部の内側縁Ｒとノズルニー
ドル５の表面との間に生ずる仮想シリンダの局面Ｍは噴
出口４の横断面より小さくなければならない。燃料圧力
がさらに上昇すると、突片！ｌもばね９の力に抗してス
リーブ１４の内側肩部２０に接触するまで上昇せしめら
れるので、全体としてノズルニードル５に対して２つの
行程段階が生ずる。ノズルニードル５がストッパ１９に
当たるまでそして突片１１が内側肩部２０に当たるまで
進む進路は図面において著しく誇張して示されており、
そのことは噴出口４の直径の大きさについても言える。

ノズルニードル５はノズル本体１の２つの案内部２１．
２２において縦移動可能に案内されており、これらの案
内部はノズルニードル５の上側半分の範囲において互い
に間隔を置いて配置されている。上側案内部２１は従来
のノズルニードルの唯１つの案内部よりはるかに短く構
成されている。なぜならば案内部２１は下側案内部２２
によってノズルニードルの支持部に支持されまたは補足
されるからである。ニードルの上方にある空間に対する
ノズルニードルの圧力空間の高圧密封を保証するために
、案内部２１の直径は数ミクロンもたがわず正確に加工
されなければならない。下側案内部２２はノズルニード
ルの圧力空間に存在するから、下側案内部の表面の正確
さに上側案内部２１の場合のような要求は出されない。

したがって、ノズル本体１の小さい長さだけが特に正確
に加工されなければならない場合は有利である。ノズル
ニードル５の高い心出し性能を保証しかつニードルの曲
りを防止するために、案内部２２は弁座６のできるだけ
近くに配置されている。集合空間１６から通路２３への
燃料の流通を可能にするために、互いに直径上に対向し
ている２つの扁平部２４および２５がノズルニードル５
の外周面に設けられている。ノズルニードル５にある扁
平部２４および２５のこの対向する構成は、燃料の液圧
によるニードルの正確な心出しを保証する。

燃料が流れ通るすべての通路の断面積は同じ大きさに選
ばれており、それによって全ノズル範囲において圧力ビ
ークを回避しかつ燃料の一定圧力およびほぼ同じ流速を
保証することができる。それによって個々の部分の一層
少ない材料応力およびノズルの一層長い寿命が実現され
る。

ノズルニードルの改善された支持および有利な圧力分布
がすべての噴出口４の同時の開展を可能にするので、燃
焼空間における燃料の均一な　４分布したがってまた良
好な放出値が得られる。

突片１１はその下側において環状肩部２６がノズル本体
ｌ上へ心出しされて取り付けられている。それによって
、突片１１におけるノズルニードル５の行程運動の際の
このノズルニードルの拘束が回避されるようにすること
ができる。

突片１１の肩部２６における心出し而２７はノズルニー
ドル５の軸線方向において突片１１の行程より大きくな
ければならない。ノズル本体ｌに対する突片１１の心出
しによって、突片ＩＩにおけるノズルニードル５の最大
の接触部１９が保証されかつ個々の部分の間の公差が最
小にされる。

スリーブ１４または突片１１の盲穴２８またはの合わせ
ピンがポンプ蓋３４またはノズル本体ｌの孔３２または
３３に差し込まれており、それによって各部分を互いに
所定の位置に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射ノズルの本発明の主要部分の軸線に沿
う断面図、第２図は第１図の■−ｎ線に沿う断面図、第
３図は第２図のｍ−ｍ線に沿う断面図、第４図は第１図
による噴射ノズルの噴出口の範囲の部分断面図である。 ４・・・噴出口、５・・・ノズルニードル、Ｍ・・・周
面、Ｒ・・・内側縁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 噴出口を持つノズル頭部で終わるノズル本体と、このノ
   ズル本体の中で案内されかつノズル頭部内の弁座へ弾性
   的に押し付けられるノズルニードルとを有し、このノズ
   ルニードルが、供給される燃料の圧力を受けて第１の行
   程段階でばねの力に抗して弁座から離れかつストツパに
   接触し、このストツパが第２の行程段階で別のばねの力
   に抗して制限されて移動可能である内燃機関用燃料噴射
   ノズルにおいて、噴出口（４）の延長部でこの延長部の
   内側縁（Ｒ）と第１の行程段階で弁座から離されるノズ
   ルニードル（５）の表面との間に生ずる仮想シリンダの
   周面（Ｍ）が噴出口（４）の横断面より小さく設定され
   ていることを特徴とする、内燃機関用燃料噴射ノズル。