JP3296212B2 - Fuel injection nozzle - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射ノズルに
関し、特にスワールによらずに噴射燃料を分散霧化させ
るようにした燃料噴射ノズルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection nozzle, and more particularly, to a fuel injection nozzle that disperses and atomizes injected fuel without using swirl.
【0002】[0002]
【従来の技術】直接噴射式ディーゼルエンジンは、ピス
トンの頂面に凹設した燃焼室(キャビティ)の開口部略
中心に臨んでシリンダヘッドに垂直に取り付けられた燃
料噴射ノズルから燃焼室の開口部近傍周壁に燃料を噴射
し、ピストンの圧縮行程で生じるスワール(旋回流)に
より噴射された燃料を燃焼室内に噴霧分布させて燃焼さ
せるようにしている。2. Description of the Related Art In a direct injection diesel engine, an opening of a combustion chamber is opened from a fuel injection nozzle vertically mounted on a cylinder head so as to face substantially the center of an opening of a combustion chamber (cavity) recessed on the top surface of a piston. Fuel is injected into the peripheral wall, and the fuel injected by swirl (swirl flow) generated in the compression stroke of the piston is sprayed into the combustion chamber and burned.
【0003】図8に従来の燃料噴射ノズルを示す。燃料
噴射ポンプから吐出された高圧燃料は、燃料噴射ノズル
10のノズルホルダ11の燃料通路11aに供給され、
プレッシャスプリング(図示せず)のばね力に抗してニ
ードルバルブ12を押し上げて開弁させながら先端のホ
ールノズル11bのサックホール11cに流入し、当該
ホールノズル11bの周壁に周方向に沿って穿設されて
いる複数の噴孔11dから噴射される。この噴射された
燃料は、シリンダ内に発生されるスワールにより図9に
示すようにピストン13の頂面に凹設された燃焼室13
a内に分散霧化されて混合気とされる。従って、燃料噴
射ノズル10から噴射される燃料と吸入空気とを良好に
混合させるためにシリンダ内にスワールを発生させるこ
とが不可欠である。FIG. 8 shows a conventional fuel injection nozzle. The high-pressure fuel discharged from the fuel injection pump is supplied to the fuel passage 11a of the nozzle holder 11 of the fuel injection nozzle 10,
While pushing up the needle valve 12 against the spring force of the pressure spring (not shown) to open the needle valve, the needle valve 12 flows into the sack hole 11c of the hole nozzle 11b at the tip and pierces the peripheral wall of the hole nozzle 11b along the circumferential direction. It is injected from a plurality of injection holes 11d provided. As shown in FIG. 9, the injected fuel is supplied to a combustion chamber 13 recessed on the top surface of the piston 13 by swirl generated in the cylinder.
The mixture is dispersed and atomized into the mixture a. Therefore, it is indispensable to generate a swirl in the cylinder in order to mix the fuel injected from the fuel injection nozzle 10 and the intake air satisfactorily.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼室
内にスーワルを発生させるためには吸気ポートの形状を
絞る必要があり、その結果、吸入空気量が減少してエン
ジンの出力が制限されるという問題がある。また、スワ
ールを発生させるために吸気ポートを絞った形状にする
と、その構造が複雑となり、シリンダヘッドの製造コス
トが高くなるという問題もある。However, in order to generate swirl in the combustion chamber, it is necessary to narrow the shape of the intake port, and as a result, the amount of intake air decreases and the output of the engine is limited. There is. Further, if the shape of the intake port is narrowed to generate swirl, the structure becomes complicated and there is a problem that the manufacturing cost of the cylinder head increases.
【0005】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、ニードルバルブのリフト時に燃料の噴射方向を連続
的に移動させて噴射燃料を分散霧化させる燃料噴射ノズ
ルを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a fuel injection nozzle that disperses and atomizes injected fuel by continuously moving a fuel injection direction when a needle valve is lifted. And
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明では、先端内部に形成されたサックホ
ールに連通する噴孔が周壁に設けられたホールノズルを
備えたノズルホルダと、前記ノズルホルダ内に軸方向に
摺動可能に嵌挿され、供給される高圧燃料により開弁さ
れるニードルバルブとを備えた燃料噴射ノズルであっ
て、前記ノズルホルダは、前記サックホールが略円筒状
に形成され、前記噴孔が前記ホールノズルの周方向に沿
ってスリット状に形成され、前記ニードルバルブは、先
端が軸状をなして前記サックホールに軸方向に摺動可能
に嵌挿され、前記サックホールに供給される燃料を前記
噴孔に導くガイド溝がその外周面に前記噴孔と交差し且
つ前記軸方向に延びるように形成され、噴射方向移動手
段により前記ニードルバルブのリフトに応じて前記ガイ
ド溝の前記噴孔との交差位置を当該噴孔に沿って連続的
に周方向へ移動させ燃料の噴射方向を変化させる構成と
したものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a nozzle holder having a hole nozzle provided on a peripheral wall thereof with an injection hole communicating with a sack hole formed inside the tip. A needle valve that is axially slidably fitted in the nozzle holder, and that is opened by a supplied high-pressure fuel. The injection hole is formed in a cylindrical shape, the injection hole is formed in a slit shape along the circumferential direction of the hole nozzle, and the needle valve has an axial end, and is slidably fitted in the suck hole in the axial direction. A guide groove for guiding fuel supplied to the suck hole to the injection hole is formed on an outer peripheral surface of the guide groove so as to intersect with the injection hole and extend in the axial direction. The intersection of the said injection hole of the guide groove according to the lift of the valve is obtained by a structure for changing the direction of injection of the fuel is moved continuously to the circumferential direction along the injection hole.
【0007】燃料噴射ノズルは、燃料噴射ポンプから高
圧燃料が供給されると、ニードルバルブがプレッシャス
プリングのばね力に抗して押し上げられてリフトし、こ
れに伴いサックホールに高圧燃料が流入する。サックホ
ールに流入した高圧燃料は、ニードルバルブ先端に形成
されているガイド溝を通して噴孔に導かれる。ニードル
バルブのガイド溝とノズルホルダの噴孔との交差位置即
ち、ガイド溝の噴孔への開口位置は、噴射方向移動手段
により噴孔に沿って移動する。噴孔は、ホールノズルの
周方向に沿ってスリット状に形成されており、従って、
ガイド溝から噴孔に導かれた燃料は、その噴射方向が噴
孔に沿って連続的に周方向へ移動(変化)しながら噴射
する。これにより噴射燃料がホールノズルの周方向に沿
って分散され霧化される。[0007] When high-pressure fuel is supplied from the fuel injection pump to the fuel injection nozzle, the needle valve is pushed up against the spring force of the pressure spring and lifted, and accordingly, the high-pressure fuel flows into the suck hole. The high-pressure fuel flowing into the suck hole is guided to the injection hole through a guide groove formed at the tip of the needle valve. The intersection position between the guide groove of the needle valve and the injection hole of the nozzle holder, that is, the opening position of the guide groove to the injection hole is moved along the injection hole by the injection direction moving means. The injection hole is formed in a slit shape along the circumferential direction of the hole nozzle, and accordingly,
The fuel guided from the guide groove to the injection hole is injected while its injection direction continuously moves (changes) in the circumferential direction along the injection hole. As a result, the injected fuel is dispersed and atomized along the circumferential direction of the hole nozzle.
【0008】請求項2の発明では、噴射方向移動手段
は、前記ニードルバルブのガイド溝を当該ニードルバル
ブのリフト方向に対して斜めに形成して成り、前記ニー
ドルバルブのリフトに応じて前記ガイド溝の前記噴孔と
の交差位置を前記噴孔に沿って周方向へ移動させる構成
としたものである。ニードルバルブのガイド溝は、リフ
ト方向に対して斜めに形成されているために、当該ニー
ドルバルブのリフトに伴い噴孔への開口部が当該噴孔の
長手方向に沿って移動する。これによりガイド溝から噴
孔に導かれた燃料は、その噴射方向が噴孔に沿って連続
的に周方向へ移動(変化)し、ホールノズルの周方向に
沿って分散される。According to the second aspect of the present invention, the injection direction moving means is formed by forming a guide groove of the needle valve obliquely with respect to a lift direction of the needle valve, and the guide groove is formed in accordance with the lift of the needle valve. Is moved in the circumferential direction along the injection hole. Since the guide groove of the needle valve is formed oblique to the lift direction, the opening to the injection hole moves along the longitudinal direction of the injection hole with the lift of the needle valve. Thereby, the fuel guided from the guide groove to the injection hole continuously moves (changes) in the circumferential direction along the injection hole in the injection direction, and is dispersed along the circumferential direction of the hole nozzle.
【0009】請求項3の発明では、噴射方向移動手段
は、前記ノズルホルダの前記ニードルバルブの軸部が嵌
挿される孔の内面に形成された螺旋状のガイド溝と、前
記ニードルバルブの軸部外周面に突設され前記ガイド溝
に摺動可能に嵌合する突起とから成り、前記ニードルバ
ルブがリフトに応じて回動する構成としたものである。
ニードルバルブの突起は、リフトに伴いノズルホルダの
ガイド溝に沿って移動し、これによりニードルバルブ
は、リフトに伴い自身で回動する。ニードルバルブのガ
イド溝は、当該ニードルバルブの回動に応じて噴孔に沿
って移動し、ガイド溝から噴孔に導かれた燃料は、その
噴射方向が噴孔に沿って連続的に移動し、ホールノズル
の周方向に沿って分散される。According to a third aspect of the present invention, the injection direction moving means includes a spiral guide groove formed on an inner surface of a hole of the nozzle holder in which the shaft portion of the needle valve is inserted, and a shaft portion of the needle valve. A projection protruding from an outer peripheral surface and slidably fitted in the guide groove, wherein the needle valve is rotated in accordance with a lift.
The protrusion of the needle valve moves along the guide groove of the nozzle holder with the lift, whereby the needle valve rotates by itself with the lift. The guide groove of the needle valve moves along the injection hole in accordance with the rotation of the needle valve, and the fuel guided from the guide groove to the injection hole has its injection direction continuously moved along the injection hole. Are distributed along the circumferential direction of the hole nozzle.
【0010】なお、請求項1の発明において、噴射方向
移動手段は、前記ニードルバルブの軸端部に固定された
ピニオンと、前記ニードルバルブのリフト時に前記ピニ
オンを回動させるラックとにより構成され、前記ニード
ルバルブをリフト時に回動させ前記ガイド溝の前記噴孔
との交差位置を前記噴孔に沿って移動させる構成とする
のが望ましい。In the invention of claim 1, the injection direction moving means is constituted by a pinion fixed to the shaft end of the needle valve and a rack for rotating the pinion when the needle valve is lifted, a configuration in which the intersections of the injection hole of the guide grooves by rotating the needle valve when the lift is moved along the injection hole
It is desirable .
【0011】この場合、ニードルバルブは、リフト時に
ラックにより回動される。ニードルバルブの回動に伴い
ガイド溝が噴孔に沿って移動する。この結果、ガイド溝
から噴孔に導かれた燃料は、その噴射方向が噴孔に沿っ
て連続的に変化し、ホールノズルの周方向に沿って分散
される。請求項3の発明において、前記ニードルバルブ
のガイド溝は、軸方向に沿って形成されて前記噴孔と直
交する構成とするのが望ましい。In this case, the needle valve is rotated by the rack during the lift. The guide groove moves along the injection hole with the rotation of the needle valve. As a result, the fuel introduced from the guide groove to the injection hole changes its injection direction continuously along the injection hole and is dispersed along the circumferential direction of the hole nozzle. In the invention of claim 3, the guide groove of the needle valve is desirably a configuration that is formed along the axial direction perpendicular to the injection hole.
【0012】この場合、ニードルバルブのガイド溝は、
軸方向に沿って形成されて噴孔と直交している場合で
も、ニードルバルブがリフト時に回動することにより、
噴孔への開口部が当該ニードルバルブの回動に伴い噴孔
に沿って移動する。請求項1の発明において、前記ニー
ドルバルブのガイド溝は、先端が閉塞端とされている構
成とするのが望ましい。In this case, the guide groove of the needle valve is
Even when it is formed along the axial direction that are perpendicular to the injection hole, by which the needle valve is rotated when the lift,
The opening to the injection hole moves along the injection hole with the rotation of the needle valve. In the invention of claim 1, the guide groove of the needle valve is desirably a configuration the tip is a closed end.
【0013】この場合、ガイド溝の先端が閉塞されてい
るためにニードルバルブのリフト時にニードルバルブ先
端面とサックホールの端面との間に燃料の流入が阻止さ
れ、ニードルバルブの閉弁作用が良好になる。また、閉
弁時の燃料の後垂れが防止される。In this case, since the distal end of the guide groove is closed, fuel is prevented from flowing between the distal end surface of the needle valve and the end surface of the suck hole when the needle valve is lifted, and the valve closing action of the needle valve is good. become. Further, the fuel is prevented from drooping when the valve is closed.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の実施の態様
を実施例1、実施例2により説明する。 (実施例1)図1は、本発明の燃料噴射ノズルの第1実
施例を示す。図1において、燃料噴射ノズル1は、ノズ
ルホルダ2の孔2a内にニードルバルブ3が軸方向に摺
動可能に収納されており、当該ニードルバルブ3は、図
示しないプレッシャスプリングにより付勢されて閉弁さ
れる。ノズルホルダ2は、先端のホールノズル2bが略
円筒形状をなし、内部に円筒形状のサックホール2cが
形成されている。ホールノズル2bの周壁には噴孔2d
が周方向に沿って複数例えば、4個等間隔で設けられて
いる。各噴孔2dは、周方向に長いスリット状をなし、
且つ孔2aの軸線に対して斜め下方に臨んで開口されて
いる。ノズルホルダ2の側壁には軸方向に孔2aに沿っ
て燃料通路2eが設けられており、当該燃料通路2eの
下端は、孔2aの下端に形成されている燃料溜まり2f
の側部に開口されている。尚、燃料通路2eの上端は、
燃料噴射ポンプ(図示せず)に接続される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to Embodiments 1 and 2. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of a fuel injection nozzle according to the present invention. In FIG. 1, a fuel injection nozzle 1 has a needle valve 3 housed in a hole 2a of a nozzle holder 2 so as to be slidable in the axial direction. The needle valve 3 is closed by being urged by a pressure spring (not shown). Is ventured. In the nozzle holder 2, the hole nozzle 2b at the tip has a substantially cylindrical shape, and a cylindrical suck hole 2c is formed inside. Injection holes 2d are formed on the peripheral wall of the hole nozzle 2b.
Are provided at equal intervals along the circumferential direction. Each injection hole 2d forms a slit shape that is long in the circumferential direction,
In addition, it is opened obliquely downward with respect to the axis of the hole 2a. A fuel passage 2e is provided in the side wall of the nozzle holder 2 along the hole 2a in the axial direction, and a lower end of the fuel passage 2e has a fuel reservoir 2f formed at a lower end of the hole 2a.
It is opened on the side of. The upper end of the fuel passage 2e is
Connected to a fuel injection pump (not shown).
【0015】図1及び図3に示すようにニードルバルブ
3は、先端3aが軸状(以下「軸部3a」という)をな
して形成されており、ノズルホルダ2のサックホール2
cに軸方向に摺動可能に嵌挿される。軸部3aの外周面
3bには、ガイド溝3cが基端側から先端方向に向かっ
て斜めに(螺旋の一部をなして)設けられている。ガイ
ド溝3cは、基端が軸部3aの基端面3a’に開口し、
先端3dが閉塞端とされている。軸部3aの長さは、ニ
ードルバルブ3が閉弁位置にある図1の状態のときにそ
の基端面3a’が噴孔2dのサックホール2cの内面に
開口する上部開口端2d’よりも僅かに上方に位置し、
図2に示すようにニードルバルブ3が最大位置までリフ
トされて開弁された位置にあるときにその先端が噴孔2
dの上部開口端2d’よりも僅かに下方に位置するよう
に設定されている。As shown in FIGS. 1 and 3, the needle valve 3 has a tip 3a formed in a shaft shape (hereinafter referred to as "shaft portion 3a").
c is slidably fitted in the axial direction. On the outer peripheral surface 3b of the shaft portion 3a, a guide groove 3c is provided obliquely (as a part of a spiral) from the base end toward the distal end. The guide groove 3c has a base end opening at the base end face 3a 'of the shaft portion 3a,
The tip 3d is a closed end. The length of the shaft portion 3a is slightly smaller than the upper opening end 2d 'of which the base end surface 3a' is open to the inner surface of the suck hole 2c of the injection hole 2d when the needle valve 3 is in the closed position shown in FIG. Located above,
When the needle valve 3 is lifted to the maximum position and is in the opened position as shown in FIG.
d is set to be slightly lower than the upper open end 2d '.
【0016】また、ニードルバルブ3の弁当たり面3e
がノズルホルダ2の燃料溜まり2fの弁座2gに当接し
ている閉弁状態において、軸部3aの先端面がサックホ
ール2cの対向する端面(底面)に当接する。尚、軸部
3aの先端面とサックホール2cの端面との間に僅かな
間隙を設けてもよい。これよにり弁座2gに弁当たり面
3eをより確実に当接させる即ち、閉弁させることがで
きる。Also, the valve contact surface 3e of the needle valve 3
In the valve-closed state in which the abutment is in contact with the valve seat 2g of the fuel reservoir 2f of the nozzle holder 2, the distal end surface of the shaft portion 3a contacts the opposite end surface (bottom surface) of the suck hole 2c. Note that a slight gap may be provided between the tip surface of the shaft portion 3a and the end surface of the suck hole 2c. Thus, the valve contact surface 3e can be more reliably brought into contact with the valve seat 2g, that is, the valve can be closed.
【0017】ガイド溝3cは、ニードルバルブ3が最大
位置までリフトされた図2の状態において、その先端3
dが噴孔2dの上部開口端2d’よりも僅かに下方に位
置するように設定されている。また、ガイド溝3cは、
図4に実線で示すように閉弁位置において噴孔2dの左
側近傍に開口し、開弁位置において点線で示すように噴
孔2dの右側近傍に開口する。即ち、ガイド溝3cは、
閉弁位置から開弁位置までの何れのリフト位置において
も噴孔2dと交差して当該噴孔2dに開口する。このガ
イド溝3cは、ノズルホルダ2のホールノズル2bに設
けられている各噴孔2dに対応して周方向に等間隔で4
箇所設けられている。When the needle valve 3 is lifted to the maximum position in the state shown in FIG.
d is set so as to be slightly lower than the upper open end 2d 'of the injection hole 2d. The guide groove 3c is
In the valve closing position, as shown by the solid line in FIG. 4, the nozzle hole 2d opens near the left side, and as shown by the dotted line, the valve hole opens near the nozzle hole 2d right side. That is, the guide groove 3c is
At any lift position from the valve-closed position to the valve-opened position, it intersects with the injection hole 2d and opens to the injection hole 2d. The guide grooves 3c are formed at regular intervals in the circumferential direction corresponding to the respective injection holes 2d provided in the hole nozzle 2b of the nozzle holder 2.
It is provided in places.
【0018】以下に作用を説明する。図5に示すように
燃料噴射ノズル1は、ピストン7の頂面に凹設された燃
焼室7aの開口部の略中心に臨んでシリンダヘッドに垂
直に取り付けられている。図1に示すようにニードルバ
ルブ3は、燃料通路2eに高圧燃料が供給されないとき
にはプレッシャスプリングにより押圧されて弁当たり面
3eが弁座2gに圧接されて閉弁されている。そして、
ニードルバルブ3の先端の軸部3aは、ノズルホルダ2
のサックホール2cに液密に嵌挿されており、その基端
面3a’が噴孔2dの上部開口端2d’よりも僅かに上
方に位置し、先端面がサックホール2cの端面(底面)
に当接している。The operation will be described below. As shown in FIG. 5, the fuel injection nozzle 1 is vertically mounted on the cylinder head so as to face substantially the center of the opening of the combustion chamber 7a recessed on the top surface of the piston 7. As shown in FIG. 1, when high-pressure fuel is not supplied to the fuel passage 2e, the needle valve 3 is pressed by a pressure spring, and the valve contact surface 3e is pressed against the valve seat 2g to be closed. And
The shaft 3a at the tip of the needle valve 3 is
The base end face 3a 'is located slightly above the upper open end 2d' of the injection hole 2d, and the tip end face is the end face (bottom face) of the suck hole 2c.
Is in contact with
【0019】燃料噴射ポンプから燃料通路2eに高圧燃
料が供給されると、当該燃料が燃料溜まり2fに流入し
て図2に示すようにプレッシャスプリングのばね力に抗
してニードルバルブ3を押し上げ、サックホール2c内
に流入する。このサックホール2c内に流入した高圧燃
料は、軸部3aに設けられている各ガイド溝3cから対
応する各噴孔2dを通して斜め下方に前記ピストン7の
燃焼室7aに臨んで噴射される。ガイド溝3cは、軸部
3aの基端面3a’から先端に向かって斜めに形成され
ているために、ニードルバルブ3が図1の閉弁位置から
リフトするに伴い噴孔2dへの開口位置が、当該噴孔2
dに沿って図2の左側から右側に向かって移動する。従
って、噴孔2dから噴射される燃料は、ニードルバルブ
3のリフトに伴い噴射方向がホールノズル2bの周方向
に沿って連続的に移動(変化)することになる。この結
果、噴孔2dから燃焼室7a内に噴射される燃料は、図
6に示すように分散され、霧化が促進されて吸入空気と
良好に混合される。このようにして吸入空気によりスワ
ールを発生させることなく噴射燃料を分散霧化させるこ
とができる。 (実施例2)図7は、本発明の第2実施例を示す。尚、
図1に示す実施例1と同一又は相当する部材には同又は
相当する符号を付してある。図7に示す燃料噴射弁1’
は、ニードルバルブ3のリフトに伴いカム機構により当
該ニードルバルブ3自身が回動して、噴射燃料を分散さ
せるようにしたものである。ノズルホルダ2は、ホール
ノズル2b内に円筒状のサックホール2cが形成され、
当該ホールノズル2bの周壁には噴孔2dが周方向に沿
って4個等間隔で設けられている。各噴孔2dは、周方
向に沿って長いスリット状をなし、且つ孔2aの軸線に
対して斜め下方に臨んで開口されている。また、ノズル
ホルダ2の孔2aの上部内面には螺旋状のガイド溝2h
が設けられている。When high-pressure fuel is supplied from the fuel injection pump to the fuel passage 2e, the fuel flows into the fuel reservoir 2f and pushes up the needle valve 3 against the spring force of the pressure spring as shown in FIG. It flows into the suck hole 2c. The high-pressure fuel flowing into the suck hole 2c is injected obliquely downward from each guide groove 3c provided in the shaft portion 3a through the corresponding injection hole 2d toward the combustion chamber 7a of the piston 7. Since the guide groove 3c is formed obliquely from the base end surface 3a 'of the shaft portion 3a toward the distal end, the opening position to the injection hole 2d is increased as the needle valve 3 is lifted from the valve closing position in FIG. , The injection hole 2
It moves from left to right in FIG. 2 along d. Therefore, the fuel injected from the injection hole 2d continuously moves (changes) in the injection direction along the circumferential direction of the hole nozzle 2b with the lift of the needle valve 3. As a result, the fuel injected from the injection hole 2d into the combustion chamber 7a is dispersed as shown in FIG. 6, and the atomization is promoted and mixed well with the intake air. In this way, the injected fuel can be dispersed and atomized without causing swirl by the intake air. (Embodiment 2) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. still,
The same or corresponding members as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same or corresponding reference numerals. Fuel injection valve 1 'shown in FIG.
The needle valve 3 itself is rotated by the cam mechanism with the lift of the needle valve 3, and the injected fuel is dispersed. The nozzle holder 2 has a cylindrical suck hole 2c formed in a hole nozzle 2b,
On the peripheral wall of the hole nozzle 2b, four injection holes 2d are provided at equal intervals along the circumferential direction. Each injection hole 2d has a long slit shape along the circumferential direction, and is opened obliquely downward with respect to the axis of the hole 2a. A spiral guide groove 2h is formed in the upper inner surface of the hole 2a of the nozzle holder 2.
Is provided.
【0020】ニードルバルブ3は、先端の軸部3aの外
周面3bに軸方向に沿って基端面から先端近傍までガイ
ド溝3c’が設けられており、噴孔2dと直交する。ガ
イド溝3c’は、噴孔2dと対応して周方向に沿って等
間隔で4箇所設けられている。ニードルバルブ3の軸部
外周面上部にはノズルホルダ2のガイド溝2hと対応し
て突起4が設けられている。この突起4は、ガイド溝2
hに摺動可能に嵌合されている。この突起4とガイド溝
2hとにより内面カム機構5が構成されている。そし
て、ニードルバルブ3は、リフトに応じて突起4がガイ
ド溝2hに沿って移動し、これに伴い回動する。即ち、
ニードルバルブ3は、リフトに伴い自身が回動する。ニ
ードルバルブ3のガイド溝3c’は、当該ニードルバル
ブ3が閉弁位置にあるときには噴孔2dの一側例えば、
左側近傍に開口し、開弁位置にあるときには噴孔2dの
右側近傍に開口する。そして、ガイド溝3c’は、ニー
ドルバルブ3の回動に伴い噴孔2dを左から右に移動す
る。The needle valve 3 is provided with a guide groove 3c 'from the base end face to the vicinity of the tip along the axial direction on the outer peripheral surface 3b of the tip shaft 3a, and is orthogonal to the injection hole 2d. The guide grooves 3c 'are provided at four locations at equal intervals along the circumferential direction corresponding to the injection holes 2d. A projection 4 is provided on an upper portion of the outer peripheral surface of the shaft portion of the needle valve 3 so as to correspond to the guide groove 2 h of the nozzle holder 2. The projection 4 is provided in the guide groove 2
h is slidably fitted. The protrusion 4 and the guide groove 2h constitute an inner cam mechanism 5. The needle valve 3, the projection 4 is moved along the guide groove 2h according to the lift, you kinematic Kai accordingly. That is,
The needle valve 3 itself rotates with the lift. The guide groove 3c 'of the needle valve 3 is provided on one side of the injection hole 2d when the needle valve 3 is in the closed position, for example,
It opens near the left side, and when near the valve opening position, opens near the right side of the injection hole 2d. The guide groove 3c 'moves the injection hole 2d from left to right with the rotation of the needle valve 3.
【0021】燃料噴射ポンプから供給された高圧燃料
は、燃料通路2eを通して燃料溜まり2fに流入し、プ
レッシャスプリング(図示せず)のばね力に抗してニー
ドルバルブ3を押し上げ、サックホール2c内に流入す
る。サックホール2c内に流入した高圧燃料は、軸部3
aに設けられている各ガイド溝3c’から対応する各噴
孔2dを通して斜め下方に噴射される。ニードルバルブ
3は、リフトされるに伴い突起4とガイド溝2hとによ
り回動され、ガイド溝3c’が噴孔2dに沿って図中左
から右方向に移動する。これに伴い噴孔2dから噴射さ
れる燃料は、噴射方向が周方向に沿って連続的に移動
(変化)する。この結果、各噴孔2dから燃焼室内に噴
射される燃料は、図6に示すように分散される。これに
より、霧化が促進されて吸入空気と良好に混合される。The high-pressure fuel supplied from the fuel injection pump flows into the fuel reservoir 2f through the fuel passage 2e, pushes up the needle valve 3 against the spring force of a pressure spring (not shown), and enters the suck hole 2c. Inflow. The high-pressure fuel flowing into the suck hole 2c is
The gas is jetted obliquely downward from each guide groove 3c 'provided through the corresponding injection hole 2d. The needle valve 3 is rotated by the projection 4 and the guide groove 2h as it is lifted, and the guide groove 3c 'moves from left to right in the figure along the injection hole 2d. Along with this, the fuel injected from the injection hole 2d continuously moves (changes) in the injection direction along the circumferential direction. As a result, the fuel injected from each injection hole 2d into the combustion chamber is dispersed as shown in FIG. As a result, atomization is promoted and mixed well with the intake air.
【0022】尚、上記実施例2においては、ノズルホル
ダ2とニードルバルブ3とをノズルホルダ2の内面に設
けたガイド溝2hとニードルバルブ3に設けた突起4と
により内面カム機構を構成し、ニードルバルブ3のリフ
トに伴い当該ニードルバルブ3自身を回動させるように
したが、このようなカム機構に限るものではなく、他の
機構例えば、ニードルバルブ3の軸端部にピニオンを設
ける一方、固定側にピニオンと噛合するラックを設け、
ニードルバルブ3のリフトに応じて前記ラックを駆動さ
せてニードルバルブ3を回動させるようにしても良い。In the second embodiment, the inner surface cam mechanism is constituted by the guide groove 2h provided on the inner surface of the nozzle holder 2 and the projection 4 provided on the needle valve 3, and the nozzle holder 2 and the needle valve 3 are provided. The needle valve 3 itself is rotated with the lift of the needle valve 3. However, the present invention is not limited to such a cam mechanism. For example, while a pinion is provided at the shaft end of the needle valve 3, Provide a rack that meshes with the pinion on the fixed side,
The rack may be driven according to the lift of the needle valve 3 to rotate the needle valve 3.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明で
は、ニードルバルブのリフトに伴いニードルバルブ先端
のガイド溝の噴孔への開口位置が、当該噴孔に沿って周
方向に移動することにより、燃料の噴射方向が噴孔に沿
って連続的に周方向へ移動(変化)し、噴射燃料がホー
ルノズルの周方向に沿って分散される。これにより吸入
空気によるスワールを発生させなくても噴射燃料を分散
霧化することができる。スワールの発生が不要となるた
めにシリンダヘッドの吸気ポートを広くして吸入効率を
高くすることができ、エンジン出力の向上が図られる。
また、吸気ポートを絞る必要が無くなるために形状が簡
単となり、シリンダヘッドのコストの低減が図られる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the opening position of the guide groove at the tip of the needle valve to the injection hole moves in the circumferential direction along the injection hole with the lift of the needle valve. As a result, the fuel injection direction moves (changes) continuously in the circumferential direction along the injection hole, and the injected fuel is dispersed along the circumferential direction of the hole nozzle. Thereby, the injected fuel can be dispersed and atomized without generating swirl due to the intake air. Since the generation of swirl becomes unnecessary, the intake port of the cylinder head can be widened to increase the intake efficiency, and the engine output can be improved.
Further, since it is not necessary to narrow the intake port, the shape is simplified, and the cost of the cylinder head is reduced.
【0024】請求項2の発明では、ニードルバルブのガ
イド溝をリフト方向に対して斜めに形成することによ
り、極めて簡単な構造でニードルバルブのリフトに応じ
て燃料の噴射方向を噴孔に沿って連続的に周方向へ移動
させることができる。請求項3の発明では、ニードルバ
ルブは、リフトに伴い自身で回動することで、燃料の噴
射方向を噴孔に沿って連続的に移動させることができ、
ニードルバルブの回動機構も簡単な構造とすることがで
きる。前記請求項1の発明において、噴射方向移動手段
を、ニードルバルブの軸端部に固定されたピニオンと、
前記ニードルバルブのリフト時に前記ピニオンを回動さ
せるラックとにより構成し、前記ニードルバルブをリフ
ト時に回動させるようにしても前記請求項3と同様の効
果を得ることができる。According to the second aspect of the present invention, the guide groove of the needle valve is formed obliquely to the lift direction, so that the fuel injection direction can be changed along the injection hole according to the lift of the needle valve with a very simple structure. It can be moved continuously in the circumferential direction . According to the third aspect of the present invention, the needle valve can rotate the fuel injection direction continuously along the injection hole by rotating itself with the lift,
The rotation mechanism of the needle valve can also have a simple structure. In the invention of claim 1, the injection direction moving means includes a pinion fixed to a shaft end of the needle valve,
The same effect as in claim 3 can be obtained even if the rack is configured by a rack that rotates the pinion when the needle valve is lifted, and the needle valve is rotated when the needle valve is lifted.
【0025】また、前記請求項3の発明において、ニー
ドルバルブのガイド溝が、軸方向に沿って形成されて噴
孔と直交するようにした場合には、ガイド溝の加工を簡
単にすることができる。更に、請求項1の発明におい
て、ニードルバルブのガイド溝の先端を閉塞端とした場
合には、ニードルバルブ先端面とサックホールの端面と
の間に燃料が流入することを防止でき、ニードルバルブ
の閉弁作用が良好になる。また、閉弁時の燃料の後垂れ
が防止される。According to the third aspect of the present invention, the knee
The guide groove of the dollar valve is formed along the axial direction and
If the holes are perpendicular to the holes, the processing of the guide grooves can be simplified. Further, according to the invention of claim 1,
Te, and the distal end of the guide groove of the needle valve and a closed end situ
In this case, it is possible to prevent fuel from flowing between the tip surface of the needle valve and the end surface of the suck hole, and the valve closing action of the needle valve is improved. Further, the fuel is prevented from drooping when the valve is closed.
【図1】本発明に係る燃料噴射ノズルの実施例1の要部
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment of a fuel injection nozzle according to the present invention.
【図2】図1の燃料噴射ノズルの開弁状態を示す説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a valve opening state of a fuel injection nozzle of FIG. 1;
【図3】図1の燃料噴射ノズルのニードルバルブの先端
の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a tip of a needle valve of the fuel injection nozzle of FIG. 1;
【図4】図1の矢線IV−IVに沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1;
【図5】図1の燃料噴射ノズルとエンジンのピストン頂
部の燃焼室との関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between the fuel injection nozzle of FIG. 1 and a combustion chamber at the top of a piston of the engine.
【図6】図1の燃料噴射ノズルから噴射される燃料が分
散霧化される状態を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which fuel injected from the fuel injection nozzle of FIG. 1 is dispersed and atomized.
【図7】本発明に係る燃料噴射ノズルの実施例2の要部
断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a second embodiment of a fuel injection nozzle according to the present invention.
【図8】従来の燃料噴射ノズルの要部断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part of a conventional fuel injection nozzle.
【図9】図8の燃料噴射ノズルから噴射される燃料がス
ワールにより分散霧化される状態を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which the fuel injected from the fuel injection nozzle of FIG. 8 is dispersed and atomized by swirl.
1、1’ 燃料噴射ノズル 2 ノズルホルダ 2b ホールノズル 2c サックホール 2d 噴孔 2e 燃料通路 2f 燃料溜まり 2g 弁座 2h ガイド溝 3 ニードルバルブ 3a 先端軸部 3c、3c’ ガイド溝 4 突起 5 内面カム機構 7 ピストン 7a 燃焼室 1, 1 'Fuel injection nozzle 2 Nozzle holder 2b Hole nozzle 2c Suck hole 2d Injection hole 2e Fuel passage 2f Fuel reservoir 2g Valve seat 2h Guide groove 3 Needle valve 3a Tip shaft 3c, 3c' Guide groove 4 Projection 5 Inner surface cam mechanism 7 piston 7a combustion chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 61/10 F02M 61/10 G N (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 61/18 350 F02M 61/18 310 F02M 61/10 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02M 61/10 F02M 61/10 GN (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 61/18 350 F02M 61/18 310 F02M 61/10
Claims (3)
通する噴孔が周壁に設けられたホールノズルを備えたノ
ズルホルダと、前記ノズルホルダ内に軸方向に摺動可能
に嵌挿され、供給される高圧燃料により開弁されるニー
ドルバルブとを備えた燃料噴射ノズルであって、 前記ノズルホルダは、前記サックホールが略円筒状に形
成され、前記噴孔が前記ホールノズルの周方向に沿って
スリット状に形成され、 前記ニードルバルブは、先端が軸状をなして前記サック
ホールに軸方向に摺動可能に嵌挿され、前記サックホー
ルに供給される燃料を前記噴孔に導くガイド溝がその外
周面に前記噴孔と交差し且つ前記軸方向に延びるように
形成され、 噴射方向移動手段により前記ニードルバルブのリフトに
応じて前記ガイド溝の前記噴孔との交差位置を当該噴孔
に沿って連続的に周方向へ移動させ燃料の噴射方向を変
化させることを特徴とする燃料噴射ノズル。1. A nozzle holder having a hole nozzle provided on a peripheral wall with an injection hole communicating with a sack hole formed inside a tip, and a nozzle holder slidably fitted in the nozzle holder in an axial direction to supply the nozzle. A needle valve that is opened by high-pressure fuel, wherein the nozzle holder has the sac hole formed in a substantially cylindrical shape, and the injection hole extends along a circumferential direction of the hole nozzle. A guide groove for guiding the fuel supplied to the suck hole to the injection hole, wherein the needle valve has a shaft-shaped tip and is slidably fitted in the suck hole in the axial direction. Is formed on the outer peripheral surface so as to intersect with the injection hole and extend in the axial direction. The position of the guide groove intersecting with the injection hole according to the lift of the needle valve by the injection direction moving means. A fuel injection nozzle, which continuously moves in a circumferential direction along the injection hole to change a fuel injection direction.
ブのガイド溝を当該ニードルバルブのリフト方向に対し
て斜めに形成して成り、前記ニードルバルブのリフトに
応じて前記ガイド溝の前記噴孔との交差位置を前記噴孔
に沿って周方向へ移動させることを特徴とする請求項1
記載の燃料噴射ノズル。2. The injection direction moving means is formed by forming a guide groove of the needle valve obliquely with respect to a lift direction of the needle valve, and the injection hole of the guide groove is formed in accordance with the lift of the needle valve. 2. A crossing position of the nozzle is moved in a circumferential direction along the injection hole.
A fuel injection nozzle as described.
の前記ニードルバルブの軸部が嵌挿される孔の内面に形
成された螺旋状のガイド溝と、前記ニードルバルブの軸
部外周面に突設され前記ガイド溝に摺動可能に嵌合する
突起とから成り、前記ニードルバルブがリフトに応じて
回動することを特徴とする請求項1記載の燃料噴射ノズ
ル。3. The injection direction moving means includes a spiral guide groove formed on an inner surface of a hole of the nozzle holder into which the shaft portion of the needle valve is inserted, and a projection protruding from an outer peripheral surface of the shaft portion of the needle valve. 2. A fuel injection nozzle according to claim 1, further comprising a projection slidably fitted in said guide groove, wherein said needle valve is rotated according to a lift.
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