JP4036037B2 - Fuel injection nozzle for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直接噴射式ディーゼル機関や直接噴射式ガソリン機関などに好適な内燃機関の燃料噴射ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の噴孔をニードル弁の先端部によって開閉するようにした多噴孔の燃料噴射ノズルにおいては、ニードル弁リフト時に該ニードル弁がノズルボディの中心から偏心すると、各噴孔で形成される噴霧が不均一なものとなり、例えば排気組成の悪化を招来する。
【0003】
特開2000−257532号公報には、このようなリフト時のニードル弁の偏心を抑制する技術として、ニードル弁の先端部に、燃料導入口となる複数の燃料通路を放射状に形成し、上流側からニードル弁内部を通して導いた燃料を、この先端部の複数の燃料導入口から吐出させるようにした構成が開示されている。上記の燃料導入口は、ニードル弁の周方向に均等に配置されており、それぞれから吐出する燃料の反力でもって、ニードル弁の偏心の抑制を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の技術は、周方向に等間隔の位置にある複数の燃料導入口から吐出する燃料の圧力バランスを利用して、ニードル弁を同心位置に戻そうとする力、つまり調心力を得るようにしているが、この燃料導入口と噴孔との位置関係については全く考慮されていない。
【0005】
実際には、ニードル弁とノズルボディとの環状間隙から各噴孔へ向かって燃料が流れるので、ニードル弁が一方に偏心すると、この噴孔へ向かう燃料の圧力によって、やはりニードル弁を反対側へ戻そうとする力つまり調心力が得られる。そして、この噴孔による調心力は、周方向の噴孔位置と偏心方向とが一致しているときに最も大きくなる。そのため、何らかの原因でリフト中にニードル弁がいずれかの噴孔の方に偏心したときに、反対側へ押し戻そうとする調心力が大きく作用し、同心位置を越えて反対側へさらに大きく偏心させてしまうことがある。つまり、偏心量が初期の大きさよりも増幅される可能性がある。このような現象に対し、上記の従来技術は、必ずしも十分な効果を奏し得ない。
【0006】
しかも、仮に、上記の燃料導入口が上記の噴孔と同じ周方向位置に配置されているとすると、初期の偏心に対する調心力が同じ方向により大きく生じることになり、偏心量の増幅がより悪化してしまう。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の燃料噴射ノズルは、ノズルボディとこのノズルボディ内にリフト可能に配置されたニードル弁とを備えている。ノズルボディは、先端部に、複数の噴孔が開口形成されており、かつ各噴孔の入口開口がそれぞれ周方向に離れて位置している。ニードル弁は、先端のテーパ部が上記噴孔よりも上流側の位置で上記ノズルボディの着座面に着座するようになっており、このニードル弁の少なくとも先端側部分においては、上記ノズルボディ内周面との間に燃料流路となる環状間隙が構成されている。
【0008】
そして、ニードル弁の偏心を抑制するために、上記環状間隙に上流側から燃料を導入するように、上記ニードル弁もしくはノズルボディから上記環状間隙に向かって開口する燃料導入口が、周方向に複数設けられている。噴射される燃料の少なくとも一部は、この燃料導入口を通して環状間隙へ供給される。上記燃料導入口と上記噴孔とは、ニードル弁の中心線を挟んで、互いに反対側となる周方向位置に設けられている。ここで「ニードル弁の中心線」とはニードル弁が偏心していない状態での中心線を意味し、従って、ノズルボディの中心線と特に差異はない。
【0009】
あるいは、各燃料導入口の周方向位置が、各噴孔の周方向位置と合致しない位置となっている。つまり、複数の燃料導入口のそれぞれが、噴孔に対し周方向にずれた位置に配置されている。
【0010】
図1は、上記燃料導入口による調心力の発生原理を説明するものであり、ノズルボディ101内においてニードル弁102が一方へ偏心した状態が示されている。この例では、ニードル弁102側に3個の燃料導入口103が放射状に設けられており、それぞれから加圧された燃料が環状間隙104へ吐出されるが、図示するようにニードル弁102が一方へ偏心すると、それぞれの燃料導入口103の出口側における燃料圧力が不均一となり、ノズルボディ101に接近した方の燃料導入口103における反力f11が他の燃料導入口103における反力f12,f13よりも大きくなる。そのため、三者の合力f1が調心力としてニードル弁102を同心位置へ戻す方向に作用する。この調心力は、ニードル弁102がいずれの方向へ偏心した場合でも同様に発生するが、図示するように、いずれかの燃料導入口103が位置する方向に向かってニードル弁102が偏心した場合に、最も大きな調心力が発生し、燃料導入口103が存在しない周方向位置に沿って偏心した場合には、発生する調心力は相対的に小さい。
【0011】
一方、図2は、噴孔による調心力を説明するものであり、(b)のようにニードル弁102が所定量αだけ偏心したときの調心力f2の大きさは、その偏心方向、より詳しくは噴孔(特に噴孔の入口開口)との位置関係によって、(a)のように変化する。すなわち、図示例では、5つの噴孔105を備えているが、この噴孔105の周方向位置と一致する方向に偏心した場合に、大きな調心力f2が発生し、2つの噴孔105の間に向かって偏心した場合には、発生する調心力f2は小さい。またこの噴孔による調心力f2は、ニードル弁102のリフト量によっても異なり、(a)のように、リフト量が小さいとき(実線)の方が、リフト量が大きいとき(破線)よりも大きな調心力f2が発生する。
【0012】
前述したように、ニードル弁が初期にいずれかの噴孔の方向に偏心した場合には、噴孔による大きな調心力f2が発生するため、逆に、反対方向により大きく偏心してしまうことがあるが、本発明では、初期の偏心方向となるいずれかの噴孔の反対側に燃料導入口が位置するので、ニードル弁が同心位置を越えて反対側へ移動しようとする動きが効果的に規制される。
【0013】
また、各燃料導入口の周方向位置が、各噴孔の周方向位置と合致しない構成であれば、調心力f2が大となる偏心方向と調心力f1が大となる偏心方向とが一致しないので、やはり初期の偏心が大きく増幅されることがなく、燃料導入口による調心力f1によって偏心が効果的に抑制される。
【0014】
【発明の効果】
この発明によれば、ニードル弁もしくはノズルボディに設けられる燃料導入口の周方向位置を噴孔位置に対し適切なものとすることによって、初期にいずれかの噴孔の方向に偏心したニードル弁が調心力によって次に反対側に大きく偏心するという現象を回避でき、複数の燃料導入口の圧力バランスによってニードル弁の偏心を効果的に抑制できる。従って、ニードル弁の偏心に起因する各噴孔の噴霧のばらつきを小さくすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図3は、この発明に係る燃料噴射ノズル1を、例えば直接噴射式ディーゼル機関に適用した場合の断面図であって、複数のシリンダ2が形成されたシリンダブロック3の上面に、吸気ポート5および排気ポート6を備えたシリンダヘッド4が固定されており、シリンダ2内にピストン7が摺動可能に嵌合している。このピストン7の頂面中央部には、例えば深皿型のキャビティ8が凹設されている。シリンダヘッド4側には、各ポート5,6を開閉する吸気弁9および排気弁10が、各気筒にそれぞれ一対づつ設けられており、かつ、これらの計4個の吸気弁9,排気弁10に囲まれた気筒中心部に、燃料噴射ノズル1が装着されている。この燃料噴射ノズル1は、キャビティ8の略中心に対向し、かつ気筒中心線に沿った垂直姿勢で取り付けられている。
【0017】
図4は、燃料噴射ノズル1の要部を示す断面図であって、筒状をなすノズルホルダ11の先端に、ノズルナット12によってノズルボディ13が固定され、その中心部にニードル弁14が摺動可能に保持されている。より詳しくは、ニードル弁14の基部側の大径部14aがノズルボディ13内周の円筒面13aに摺動可能に嵌合しており、またニードル弁14の先端側の小径部14bと上記円筒面13aとの間には、燃料流路となる環状間隙18が円筒状に構成されている。上記ニードル弁14は、プッシュロッド15を介してノズルスプリング16の付勢力を受け、常に閉方向に付勢されて噴孔19を閉塞している。そして、図示せぬ燃料入口から燃料通路17を通して環状間隙18に導入された燃料の圧力によってニードル弁14が上方へリフトするようになっている。
【0018】
図5〜図7は、上記燃料噴射ノズル1の先端部分の詳細を示しており、ノズルボディ13の先端部に、円錐面からなる着座面21が形成され、この着座面21に噴孔19が開口している。この実施例では、5個の噴孔19を備えており、図6に示すように、軸方向から見て放射状をなすように各噴孔19がノズルボディ13の中心を通る半径線に沿って形成されている。特に、図示例では、5個の噴孔19は、周方向に等間隔に形成されており、これにより、着座面21における入口開口19aも、周方向に等間隔つまり72°毎に配置されている。また、各噴孔19は、いずれも等しい高さ位置において斜め下方へ向かうように形成されている。
【0019】
一方、ニードル弁14の先端のテーパ部14cは、僅かに角度が異なる2つの円錐面23,24からなり、両者の境界がシール線22として上記着座面21に接するようになっている。つまり、このシール線22を挟んで上下に位置する2つの円錐面23,24は、微視的には、着座面21に密接しておらず、着座面21との間にごく僅かな楔形の隙間が生じている。そして、上記シール線22は、上記噴孔19よりも上流側の位置で着座面21に着座し、噴孔19の入口開口19aが、シール線22よりも先端側の円錐面24によって覆われるようになっている。
【0020】
また、シール線22よりも基端側の円錐面23には、燃料導入口31が開口している。この燃料導入口31は、噴孔19の数と同数つまり5個設けられており、図7に示すように、軸方向から見て放射状をなすようにニードル弁14の中心を通る半径線に沿った細い通路状にそれぞれ形成されている。そして、ニードル弁14の中心に沿って軸方向に形成された中心部燃料通路32に、それぞれ接続されている。また、図5に示すように、各燃料導入口31は、対向する着座面21に対し略直交するように、斜め下方へ傾斜している。着座面21に直交する方向から燃料を吐出するようにすれば、燃料吐出に伴う動圧が最も有効に作用する。
【0021】
ここで、5個の燃料導入口31は、周方向に等間隔で、つまり72°毎に形成されており、特に、ニードル弁14の中心線mを挟んで、各噴孔19(厳密にはその入口開口19a)の反対側となる周方向位置に、各燃料導入口31が位置している。換言すれば、任意の噴孔19に対し180°離れた周方向位置に1つの燃料導入口31が位置している。上記中心部燃料通路32は、ニードル弁14の大径部14aに直径方向に沿って形成された径方向燃料通路33に接続されており、ノズルボディ13に設けられた燃料通路34を介して前述したノズルホルダ11の燃料通路17に常時連通している。上記の燃料導入口31、中心部燃料通路32、径方向燃料通路33は、例えばニードル弁14に二次的に機械加工されるものであり、必要に応じて、孔加工後に端部をプラグで閉塞するような構成とすることができる。
【0022】
また、この実施例では、ニードル弁14がノズルボディ13に対し回転しないようにする必要があるので、回転規制部として、図9に示すように、ニードル弁14基端の軸部14dが断面矩形に形成され、かつストッパプレート36のガイド孔37がこれに対応した矩形の孔に形成されている。従って、ニードル弁14は周方向に回転せずにリフトし、噴孔19と燃料導入口31との上述した位置関係が常に保持される。なお、回転規制部は、この軸部14dおよびガイド孔37に限られず、ニードル弁14の適宜位置に設けることが可能である。
【0023】
上記実施例の構成においては、図示せぬ燃料噴射ポンプから送られた燃料は、ノズルホルダ11の燃料通路17からノズルボディ13の燃料通路34、ニードル弁14内部の径方向燃料通路33および中心部燃料通路32を経て、ニードル弁14先端部の燃料導入口31から環状間隙18へ導入される。上述したように、この燃料圧力によってニードル弁14がリフトし、各噴孔19が開かれて燃料噴射が開始される。ここで、5個の燃料導入口31がニードル弁14の周方向に等間隔に位置し、それぞれから高圧燃料が吐出されるので、その圧力バランスによって、ニードル弁14の偏心が規制される。
【0024】
一方、何らかの原因でニードル弁14が一方へ偏心した場合、特にリフト量が小さい段階でいずれかの噴孔19に近付くように偏心した場合には、前述したように、噴孔19による調心力が強く発生し、ニードル弁14を反対側へ過度に押し戻そうとするが、このとき、180°離れた反対側に燃料導入口31が位置するので、この燃料導入口31から吐出する燃料の動圧によってニードル弁14の過度の動きが制限される。従って、上記の調心力によって偏心が増幅されることがなく、速やかに同心状態に収束する。
【0025】
次に、図10〜図13は、ノズルボディ13側に燃料導入口41を設けた実施例を示している。なお、他の基本的な構成は、前述した実施例と同様であり、噴孔19の構成も、図11,図12に示すように、前述した実施例と特に変わりがない。この実施例においては、ノズルボディ13の着座面21に、噴孔19の数と同数つまり5個の燃料導入口41が設けられている。これらの燃料導入口41は、図13に示すように、軸方向から見て放射状をなすようにノズルボディ13の中心を通る半径線に沿った細い通路状にそれぞれ形成されており、ノズルボディ13内部に軸方向に沿ってそれぞれ形成された5本の軸方向燃料通路42の先端に、それぞれ接続されている。また、図11に示すように、各燃料導入口41は、シール線22よりも基端側の円錐面23に向かって設けられており、この対向する円錐面23に対し略直交するように、つまり図示の角度φが略90°となる方向に設けられている。このように直交させることで、動圧が最も有効に作用する。なお、図14は、角度φと燃料導入口41による調心力f1との関係を示している。
【0026】
5個の燃料導入口41は、前述した実施例と同様に、周方向に等間隔で、つまり72°毎に形成されており、特に、ニードル弁14の中心線を挟んで、噴孔19の反対側の周方向位置に、燃料導入口41が位置している。換言すれば、5個の噴孔19と5個の燃料導入口41とが、36°の間隔で交互に配置されている。上記軸方向燃料通路42は、ノズルボディ13に設けられた燃料通路34を介して前述したノズルホルダ11の燃料通路17に常時連通している。上記の燃料導入口41および軸方向燃料通路42は、例えばノズルボディ13に二次的に機械加工されるものであり、外部から孔加工した後に端部をプラグで閉塞することで容易に形成することができる。
【0027】
この実施例においても、前述した実施例と同様に、燃料導入口41によってニードル弁14の偏心が規制される。そして、特に、この実施例では、燃料導入口41をノズルボディ13側に設けたことから、噴孔19と燃料導入口41との周方向の位置関係が固定的に定まり、前述した実施例のようなニードル弁14の回転を規制する機構が不要となる。
【0028】
上記実施例では、燃料導入口41が一定断面の直線的な通路状をなしているが、図15に示すように、ノズルボディ13の内周側へ向かうに従って周方向に拡大する形状に燃料導入口41を構成してもよい。図示例では、軸方向から見て、各燃料導入口41が放物線状に拡がっていく形状に形成されている。このような燃料導入口41の形状では、軸方向燃料通路42が位置する中央部が最も動圧が高く、ここから周方向に離れるに従って動圧が徐々に弱くなっていく。つまり、正弦波形に近い形状の圧力分布となる。これは、図2(a)に示した噴孔19による調心力の分布と対応したものとなるので、過度の調心力を反対側から相殺するのに適した特性となる。
【0029】
ところで、前述したように、噴孔19による調心力は、図2(a)に示したように、低リフト時には大きいものの、高リフト時には小さくなり、従って、燃料導入口41による動圧の付与は不要となる。しかも、噴孔19による調心力が小さい高リフト時には、燃料導入口41による動圧を小さくした方が、逆に偏心を生じにくい。そのため、燃料導入口41から供給する燃料の流量は、図16に示すように、ニードル弁14のリフト量に応じて、高リフト時に流量が少なくなるように制御することが好ましい。
【0030】
図17は、外部からの制御を要さずに図16に示したような流量特性を実現するようにした燃料噴射ノズル1の実施例を示している。これは、ニードル弁14自体を弁体とする流量調整機構を備えたものであり、燃料通路34の先端がノズルボディ13内周の円筒面13aに第1ポート51として開口し、かつ「第1の燃料通路」に相当する軸方向燃料通路42の基端が同じく円筒面13aに第2ポート52として開口している。上記第2ポート52は、上記第1ポート51よりも下方つまりノズルボディ13の先端側に位置し、かつ実際には、各燃料導入口41に対応して計5個の第2ポート52を備えている。また、環状間隙18に先端が常時連通する「第2の燃料通路」に相当するバイパス通路53がノズルボディ13内部に形成されており、その基端が第3ポート54として円筒面13aに開口している。この第3ポート54は、上記第1ポート51と上記第2ポート52との中間の高さ位置に開口している。
【0031】
一方、ニードル弁14の大径部14aには、第1連通口61とこれよりも先端側に位置する第2連通口62とが設けられている。これらの第1,第2連通口61,62は、ニードル弁14内部で互いに連通している。
【0032】
図17の(a)は、ニードル弁14がごく僅かリフトした状態を示しており、このような低リフト時およびニードル弁14着座時には、第1連通口61が第1ポート51と連通し、かつ第2連通口62が第2ポート52に連通する。そして、第3ポート54は、第1連通口61と第2連通口62との間で閉塞された状態となる。そのため、燃料通路34から送られた燃料の全量が燃料導入口41を通して環状間隙18へ流れる。これに対し、ニードル弁14が所定量リフトすると、(b)に示すように、第2ポート52が閉塞され、かつ第3ポート54と第2連通口62とが連通するようになる。この状態では、燃料導入口41からは燃料が流入せず、バイパス通路53を経由して環状間隙18へ燃料が供給される。なお、(b)の状態に移行する途中では、第2ポート52が徐々に閉じられると同時に、第3ポート54が徐々に開いていくので、両者の流量割合が連続的に変化する。
【0033】
以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、燃料圧力によってニードル弁がリフトする例を説明したが、ソレノイド等によってニードル弁をリフトさせる形式の燃料噴射ノズルにも本発明は同様に適用できる。また、ディーゼル機関のみならず、直接噴射式ガソリン機関用の燃料噴射ノズルとして本発明を適用することも可能である。
【0034】
また上記実施例では、5個の噴孔が等間隔にかつ全く同一の形状に形成されているが、噴孔が等間隔に配置されていない場合にも本発明は適用可能であり、各噴孔の傾きや高さ位置が異なる構成も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料導入口による調心力の説明図。
【図2】噴孔による調心力の説明図
【図3】この発明に係る燃料噴射ノズルが用いられる直接噴射式ディーゼル機関の断面図。
【図4】この発明に係る燃料噴射ノズルの要部を示す断面図。
【図5】その先端部のみの拡大図。
【図6】図5のA−A線に沿った断面図。
【図7】図6のB−B線に沿った断面図。
【図8】ニードル弁内部の通路構造を示す断面図。
【図9】図8のC−C線に沿った断面図。
【図10】異なる実施例を示す燃料噴射ノズル要部の断面図。
【図11】その先端部のみの拡大図。
【図12】図11のD−D線に沿った断面図。
【図13】図11のE−E線に沿った断面図。
【図14】円錐面に対する燃料導入口の角度φと調心力f1との関係を示す特性図。
【図15】燃料導入口の形状を変更した他の実施例を示す図13と同様の断面図。
【図16】リフト量と燃料導入口の流量との関係を示す特性図。
【図17】流量調整機構を備えた実施例を示す断面図であり、(a)は低リフト時、(b)は高リフト時の状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
1…燃料噴射ノズル
13…ノズルボディ
14…ニードル弁
18…環状間隙
19…噴孔
31…燃料導入口
41…燃料導入口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection nozzle for an internal combustion engine suitable for a direct injection diesel engine, a direct injection gasoline engine, or the like.
[0002]
[Prior art]
In a fuel injection nozzle with multiple injection holes in which a plurality of injection holes are opened and closed by the tip of the needle valve, when the needle valve is eccentric from the center of the nozzle body during needle valve lift, the spray formed in each injection hole Becomes non-uniform, for example, leading to deterioration of the exhaust composition.
[0003]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-257532, as a technique for suppressing the eccentricity of the needle valve during the lift, a plurality of fuel passages serving as fuel inlets are formed radially at the tip of the needle valve, and the upstream side A configuration is disclosed in which fuel guided through the needle valve is discharged from a plurality of fuel inlets at the tip. The fuel inlets are arranged uniformly in the circumferential direction of the needle valve, and the eccentricity of the needle valve is suppressed by the reaction force of the fuel discharged from each.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The technique described in the above publication uses a pressure balance of fuel discharged from a plurality of fuel introduction ports located at equally spaced positions in the circumferential direction to generate a force for returning the needle valve to a concentric position, that is, a centering force. However, no consideration is given to the positional relationship between the fuel inlet and the nozzle hole.
[0005]
Actually, fuel flows from the annular gap between the needle valve and the nozzle body toward each nozzle hole. If the needle valve is eccentric to one side, the pressure of the fuel toward the nozzle hole also causes the needle valve to move to the opposite side. The ability to return, that is, the ability to align is obtained. And the aligning force by this nozzle hole becomes the largest when the nozzle hole position in the circumferential direction and the eccentric direction coincide. Therefore, when the needle valve is decentered toward one of the nozzle holes during the lift for some reason, the aligning force to push it back to the opposite side acts greatly, exceeding the concentric position and even more eccentric to the opposite side. I might let you. That is, there is a possibility that the amount of eccentricity is amplified more than the initial size. With respect to such a phenomenon, the above-described prior art cannot always provide a sufficient effect.
[0006]
Moreover, if the fuel introduction port is arranged at the same circumferential position as the nozzle hole, the alignment force for the initial eccentricity is generated in the same direction, and the amplification of the eccentricity is further deteriorated. Resulting in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A fuel injection nozzle for an internal combustion engine according to the present invention includes a nozzle body and a needle valve disposed in the nozzle body so as to be liftable. The nozzle body has a plurality of nozzle holes formed at the tip thereof, and the inlet openings of the nozzle holes are located apart from each other in the circumferential direction. The needle valve is configured such that the tapered portion at the tip is seated on the seating surface of the nozzle body at a position upstream of the nozzle hole, and at least at the tip side portion of the needle valve, the inner circumference of the nozzle body An annular gap serving as a fuel flow path is formed between the two surfaces.
[0008]
In order to suppress the eccentricity of the needle valve, a plurality of fuel introduction ports that open from the needle valve or the nozzle body toward the annular gap are provided in the circumferential direction so as to introduce fuel into the annular gap from the upstream side. Is provided. At least a part of the injected fuel is supplied to the annular gap through this fuel inlet. The fuel inlet and the injection hole are provided at circumferential positions on opposite sides of the center line of the needle valve. Here, the “center line of the needle valve” means a center line in a state where the needle valve is not eccentric, and therefore there is no particular difference from the center line of the nozzle body.
[0009]
Alternatively , the circumferential position of each fuel inlet is not aligned with the circumferential position of each nozzle hole. That is, each of the plurality of fuel introduction ports is disposed at a position shifted in the circumferential direction with respect to the injection hole.
[0010]
FIG. 1 explains the principle of the alignment force generated by the fuel inlet, and shows a state in which the
[0011]
On the other hand, FIG. 2 illustrates the alignment force due to the nozzle hole, and the magnitude of the alignment force f2 when the
[0012]
As described above, when the needle valve is initially decentered in the direction of one of the nozzle holes, a large alignment force f2 is generated by the nozzle hole, and conversely, the needle valve may be largely decentered in the opposite direction. In the present invention, since the fuel introduction port is located on the opposite side of any one of the injection holes that are in the initial eccentric direction, the movement of the needle valve to move to the opposite side beyond the concentric position is effectively regulated. The
[0013]
Further , if the circumferential position of each fuel inlet does not match the circumferential position of each nozzle hole, the eccentric direction in which the aligning force f2 is large and the eccentric direction in which the aligning force f1 is large do not match. Therefore, the initial eccentricity is not greatly amplified, and the eccentricity is effectively suppressed by the alignment force f1 by the fuel introduction port.
[0014]
【The invention's effect】
According to this invention, by making the circumferential position of the fuel inlet provided in the needle valve or nozzle body appropriate to the nozzle hole position, the needle valve that is initially eccentric in the direction of any nozzle hole can be obtained. It is possible to avoid the phenomenon of the next large eccentricity due to the aligning force, and it is possible to effectively suppress the eccentricity of the needle valve by the pressure balance of the plurality of fuel introduction ports. Therefore, it is possible to reduce the dispersion of the spray of each nozzle hole due to the eccentricity of the needle valve.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 3 is a cross-sectional view when the
[0017]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main part of the
[0018]
5 to 7 show details of the tip portion of the
[0019]
On the other hand, the tapered portion 14 c at the tip of the
[0020]
In addition, a
[0021]
Here, the five
[0022]
Further, in this embodiment, since it is necessary to prevent the
[0023]
In the configuration of the above-described embodiment, fuel sent from a fuel injection pump (not shown) flows from the
[0024]
On the other hand, when the
[0025]
Next, FIGS. 10 to 13 show an embodiment in which a
[0026]
The five
[0027]
Also in this embodiment, the eccentricity of the
[0028]
In the above embodiment, the
[0029]
As described above, as shown in FIG. 2A, the aligning force by the
[0030]
FIG. 17 shows an embodiment of the
[0031]
On the other hand, the large-
[0032]
FIG. 17A shows a state in which the
[0033]
As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned Example. For example, in the above embodiment, the example in which the needle valve is lifted by the fuel pressure has been described. However, the present invention can be similarly applied to a fuel injection nozzle that lifts the needle valve by a solenoid or the like. Further, the present invention can be applied not only to a diesel engine but also to a fuel injection nozzle for a direct injection gasoline engine.
[0034]
In the above embodiment, the five nozzle holes are formed at equal intervals and in exactly the same shape. However, the present invention can also be applied to the case where the nozzle holes are not arranged at equal intervals. A configuration in which the inclination and height position of the hole are different is also possible.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of alignment force by a fuel inlet.
FIG. 2 is an explanatory diagram of alignment force by an injection hole. FIG. 3 is a cross-sectional view of a direct injection diesel engine in which a fuel injection nozzle according to the present invention is used.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a fuel injection nozzle according to the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of only the tip portion.
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a passage structure inside a needle valve.
9 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of a fuel injection nozzle showing a different embodiment.
FIG. 11 is an enlarged view of only the tip portion.
12 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
13 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the angle φ of the fuel inlet with respect to the conical surface and the alignment force f1.
15 is a cross-sectional view similar to FIG. 13, showing another embodiment in which the shape of the fuel inlet is changed.
FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the lift amount and the flow rate of the fuel inlet.
FIGS. 17A and 17B are cross-sectional views showing an embodiment provided with a flow rate adjusting mechanism, in which FIG. 17A shows a state during low lift and FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
このノズルボディ内にリフト可能に配置され、少なくとも先端側部分で上記ノズルボディ内周面との間に燃料流路となる環状間隙を構成するとともに、先端のテーパ部が上記噴孔よりも上流側の位置で上記ノズルボディの着座面に着座するニードル弁と、
を備えてなる内燃機関の燃料噴射ノズルにおいて、
上記環状間隙に上流側から少なくとも一部の燃料を導入するように、上記ニードル弁もしくはノズルボディから上記環状間隙に向かって開口する燃料導入口を、周方向に複数配置し、
上記燃料導入口と上記噴孔とを、ニードル弁の中心線を挟んで、互いに反対側となる周方向位置に設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射ノズル。A nozzle body in which a plurality of nozzle holes are formed at the tip, and the inlet openings of the nozzle holes are spaced apart from each other in the circumferential direction;
The nozzle body is arranged so as to be liftable, and forms an annular gap serving as a fuel flow path with the nozzle body inner peripheral surface at least at the tip side portion, and the tapered portion at the tip is upstream of the nozzle hole. A needle valve seated on the seating surface of the nozzle body at the position of
In a fuel injection nozzle of an internal combustion engine comprising:
A plurality of fuel inlets that open from the needle valve or nozzle body toward the annular gap are arranged in the circumferential direction so as to introduce at least part of the fuel into the annular gap from the upstream side,
A fuel injection nozzle for an internal combustion engine, wherein the fuel introduction port and the injection hole are provided at circumferential positions on opposite sides of the center line of the needle valve.
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