JPS63302173A - 内燃機関の燃料弁ノズル - 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〕 本発明はディーゼル機関等の内燃機関において使用され
ている燃料噴射装置の燃料弁ノズルに係り、特に燃料を
噴射する噴孔の形状に関するものである。

（従来の技術） ディーゼル機関等の内燃機関においては、例え述するニ
ードルバルブ２の摺動部３を案内する慴動孔４が形成さ
れている。慴動孔４には油溜め５と油通路６が連続して
形成されており、テーバ状に形成された該油通路６の端
部は、サックホール７に連通している。略を球状の外形
を有する弁本体１の先端部Ｃは、該サックホール７と外
部を連通ずる噴孔穴８が複数本形成されている。また弁
本体ｌには、図示しない燃料噴射ポンプから油溜め５に
燃料を供給するための縦孔９が形成されている。次に、
前記弁本体ｌにはニードルバルブ２が設けられている。

即ちニードルバルブ２の摺動部３は前記摺動孔４に案内
されており、該摺動部３の先方に一体に形成された針弁
先端部１０は、ており、該先端部を油通路６の端部に密
着させることによって、サックホール７を油通路６に対
して遮断できるように構成されている。以上のような構
成において、図示しない燃料噴射ポンプから圧送されて
きた燃料は縦孔９を通って油溜め５に至り、その圧力に
よってニードルバルブ２は慴動部３を摺動孔４に案内さ
れてリフトする。この時、針ブｒ先端部！０の周囲の油
通路６を介して燃料がサックホール７に流れ込み、註燃
料は各噴孔穴８より外部へ向けて噴射されることになる
。

ところで、このような多孔式燃料弁ノズルの製作におい
ては、サックホール７内に開口している噴孔穴８の角部
は−・般にパリ取りのためになめらかな形状に加工され
ている。角部が尖ったままであれば、噴孔穴８に流入す
る燃料は該角部で急激に絞られるため、円滑に流れなく
なるが、噴孔穴８の入口にこのようなＲ加工を施すと、
燃料の流れが滑らかになるため機関性能が向トするもの
と−・般に考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記噴孔穴８の人口角部をＲ加工することが
、機関における燃料の流れにどのような影舌を学えるか
は必ずしも明確ではなく、従ってＲ加工が機関の性能を
常に向上させるものとは言えないのが実状であった。例
えば本発明者の知見によれば、噴孔穴８の角部をＲ加工
すると、燃料噴射量が急激に増加して過剰な燃料が流れ
燃料噴射圧力が極端に低下するために、噴射された燃料
の噴霧微粒化がそこなわれるとともに滴径が大きくなっ
て着火しにくくなるため、機関性能が低ｆしまう。

〔発明の目的〕

そこで本件発明者は、前記Ｒ加−［が機関性能にいかな
る影響を与えるかを実験的に解明し、噴孔穴８内におけ
る燃料の流量を安定させて適正な燃料噴射を行なわせ、
また適正な燃料噴射圧力を保持するために、噴孔穴径を
適正な穴径に絞ることによって機関の性能を向−トさせ
ることができるＲ加工の条件を明らかにすることを目的
とした。

ｃ問題点を解決するための手段〕 前記の１的を達成する本発明に係る内燃機関の燃料弁ノ
ズルは、燃料を噴射する内径りの噴孔穴の内側角部にｔ
≧０．３を満たす゛ト径ｒの曲面加工を施したことを特
徴としている。

（作用） 噴孔穴の内径をＤとし、噴孔穴の内側角部、即ち噴孔穴
の人口側に設けるＲ加工の半径寸法をｒとする。ここで
計≧０．３であれば、燃料弁ノズルの噴孔穴内を流れる
燃料の流量係数がほぼ一定となり、圧力変動が少なくな
り、安定した流量域が得られる。

（実施例） 本実施例に係る内燃機関の燃料弁ノズルは、第１図に示
すように、第８図の従来例と略同様の基本的構造を有し
ている。但し、第２図に示すように、噴孔穴８の内径を
Ｄとすると、噴孔穴８の内側角部、即ち噴孔穴８の人口
側にはｆ≧０−３を満たす半径ｒの曲面加工（以下、Ｒ
加りと呼ぶ。）が施されている。このような条件を満た
すＲ加工は、従来と同様に、電解研摩によって行なうこ
とができる。

次に、このよりなＲ加工の条件を見出すに至った本発明
者による実験の結果を示し、本実施例の燃料弁ノズルの
作用・効果を説明する。

第３図は、小形から大形の各種内燃機関にそれぞれ用い
られる多孔式燃料弁ノズルを、前記ｒ／Ｄの値が０か６
０．６以にまで様々の値となるように設定して製作し、
丼々のノズルについて、噴孔穴８内における流量係数μ
とｒ　／　Ｄとの関・係をフ０ 調べて≠ロットしたグラフである。なお流量係数μは、
次式でダえられる。

μ＝　Ｑ　ａ　／　Ｑ　ｔ　ｈ 但し、Ｑａ＝実測流量、 Ｑｔｈ＝Ａ　　２ＡＰ／Ｐ。

？ Ａ：噴孔式総面積、 ΔＰ；供給圧力差 Ｐ：密度 第３図に示されるように、ｒ　／　Ｄの値を０．３以ト
にすれば、流！１係数μの値はほぼ一定となり、安定し
た流量域を得ることができる。

次に、第４図は、噴孔の載面４１　Ａに対する定常流に
よる実測流！ｎＱａの関係を表わしたもので、前記条件
のＲ加［によって安定した流量域をｌｌ’ｌた前記各種
ノズルと、Ｒ加工をしていないノズルとを比較するもの
である。この図かられかるように、噴孔の総面積が同一
であれば、Ｒ加工をした実施例のノズルは、Ｒ加工をし
ていないノズルに比べて３５±３％も流量が増大してい
る。もちろん、この時の燃料の流れが安定したものであ
ることは言うまでもない。

次に第５図は、噴孔の総面積Ａに関する実機運転時にお
ける噴射管内最高圧力Ｐｉｍａｘと定常流による実測流
量との関係を表わしたもので、特に前記条件のＲ加［を
施した実施例のノズルのうち、噴孔の総画４ａＡが比較
的大きい大形機関用のノズルを、Ｒ加工をしていないノ
ズルと比べたものである。この図かられかるように、同
一・実測流量において、あるいは同−噴射管内最高圧力
においては、Ｒ加工をした実施例のノズルの方がＲ加工
していないノズルよりも噴孔の総面積が小さくてすむ。

即ち前記条件のＲ加工を施すことによって、従来の噴射
圧力や流量を維持したままで噴孔の内径をどこまで小さ
くできるか同図から判定することができる。一般に噴孔
径を小さくすると、噴射された燃料を微粒子化すること
ができるので、機関性能、特に燃費及び排気スモークの
改善に太きな効果がある。第５図によれば、前記Ｒ加工
を施した場合に、噴射圧力をＲ加工しない場合と同じ値
に維持できる噴孔径の最小限度を知ることができる。

次に第６図は、前記Ｒ加■を施した実施例のノズルとＲ
加りをしていないノズルとを大形機関にそれぞれ装備さ
せ、実際に運転した場合の性能を比較したグラフである
。同図かられかるように、前記Ｒ加工を施した実施例の
ノズルを具備する機関によれば、高負荷時において燃費
が約１〜１．５％程度改屏され、無負荷時において排気
色が改みされた。

次に第７図は、前記Ｒ加工を施した実施例のノズルとＲ
加工をしていないノズルとを大形機関にそれぞれ装備さ
せ、実機運転を行なわせた場合の噴孔穴形状の経時変化
結果を示したものである。

されるが、実施例のノズルによれば使用時間約６０００
時間におよんでも何ら寸法・形状の変化は認められない
。このように実施例のようなＲ加−［済のノズルは耐久
性にも優れている。

以Ｆ図によって説明した実験結果は一例にすぎないが、
これらの結果から、噴孔穴にｆｒ≧０−３の条件を満た
すＲ加工を施すことによって、必要な噴射圧力及び流量
の安定した燃料噴射をできうる限り細い噴孔径で実現す
ることができる。

（発明の効果） 本発明に係る内燃機関の燃料弁ノズルは、燃料を噴射す
る内径りの噴孔穴の内側角部に実験から得た計≧０．３
の条件を満たす゛ト径ｒのＲ加玉を施しである。従って
本発明によれば、燃料弁ノズルの人口側に適正なＲ加［
を施し、従来よりも効率の良い安定した燃料の流動を実
現することができ、機関の性能を向トさせることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同実
施例の要部拡大断面図、第３図は実施例を含む種々の燃
料弁ノズルにおけるｒ　／　Ｄ値と流量係数μとの関係
を示す定常流試験結果のグラフ、第４図は同じく定常流
試験結果における噴孔式総面積と実測流量の関係白線、
第５図は実施例と比較例のノズルをそれぞれ具備する大
形機関の実機試験結果、第６図は同大形機関の実機試験
における性能比較結果、第７図は実施例と比較例のノズ
ルにおける経時変化を示す図、第８図は従来の一般的な
多孔式燃料弁ノズルを示す断面図である。 ！−燃料弁ノズル本体、２−二一ドルバルブ。 ７・−サックホール、８−噴孔穴。 特許出願人　　株式会社新潟鉄ｒ所 代理人・弁理士　　西　　村　　教　　光ｉ１１図 ａ（ｒ：Ｊ織６ｎ軸−〆。 第６図 −０，６０ｘｌＯｘ１４０（Ｒ＊　） −−＝０．６５ｘｌＯｘ１４０（Ｒ凭、）＆−４０．６
５ｘＩＱｘ１４０（Ｒ員）［相］ １４６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料を噴射する内径Ｄの噴孔穴の内側角部にｒ／Ｄ≧０
   ．３を満たす半径ｒの曲面加工を施したことを特徴とす
   る内燃機関の燃料弁ノズル。