JPH0564465U - 直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 着火おくれが減少し、急激な燃焼の防止、燃
焼音及びＮＯｘの低減を図ることのできる燃料噴射ノズ
ルを提供する。 【構成】 キャップ６はノズル１のノズル本体５ｃの径
の半分に略等しい半径の半球状部６ｂを有し、かつ、該
半球状部６ｂの中心と前記ノズルのサック部５ｄの中心
とが同一位置にあるように取付けられると共に、該キャ
ップ６には軸線がノズル１の噴孔９の軸線と合致する複
数の小孔１２を設け、該各小孔１２の径を前記噴孔９の
噴霧広がり角と略同一に形成している。 【効果】 噴射ノズル１の噴孔９から噴射される噴霧が
キャップ６の半球状部６ｂに開口する小孔１２を通り抜
けるとき、その噴霧の一部が小孔１２の内周壁面に触れ
ることで、加熱状態にある前記キャップ６の熱を前記噴
霧が受熱し、従って該噴霧は微小な粒子に霧化されて着
火性がよくなり目的を達成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズルに関し、特に、燃焼室 に臨む先端部がキャップで被覆された直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズ ルに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室に臨む先端部がキャップで被覆され た燃料噴射ノズル、いわゆるシールドノズルは、例えば、実開平１−１７９１７ ４号公報（以下公知例１という）、実開昭５６−８５０６２号公報（同じく公知 例２）実開昭５５−４３５８号公報（同じく公知例３）に記載されている。

【０００３】 公知例１は燃料噴射ノズルの先端部を覆うシールドを前記燃料噴射ノズル自体 に取り付けると共に、前記シールドに噴射燃料を通過させる小孔と空気取入口を 設けている。

【０００４】 また、公知例２では、ノズル本体の先端部に装着された混合室本体に、混合用 空所と、該混合用空所に連通する空気通路および混合通路とを設けたものである 。

【０００５】 さらに、公知例３は、燃料噴射ノズルの先端の筒状取付部の下端に放射方向に 延びる保護筒部の軸線と前記ノズルの噴孔の軸線とを合致させた着火制御体を装 着したものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、いずれの公知例においても、噴射ノズルの噴孔の径に対向するシール ド側の孔の径が格段に大きく、そして、それらの径の相関が十分に配慮されてい ないため霧化された霧粒子の粒径が大きくなりがちで、着火遅れが大きく急激な 燃焼が起り、そのため、燃焼音が大きいと云う問題があった。

【０００７】 本考案は、これら従来技術の問題点を解決するためになされたもので、着火お くれが減少し、急激な燃焼が防止でき、燃焼音の低減、更にはＮＯｘ低減を図る ことのできる直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズルを提供することを目的 とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案は、燃焼室に臨む先端部がキャップで被覆され た直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズルにおいて、前記キャップは前記ノ ズルのノズル本体の径の半分に略等しい半径の半球状部を有し、かつ、該半球状 部の中心と前記ノズルのサック部の中心とが同一位置にあるように取付けられる と共に、該キャップには軸線がノズルの噴孔の軸線と合致する複数の小孔を設け 、該各小孔の径を前記噴孔の噴霧広がり角と略同一に形成したことを特徴とする ものである。

【０００９】

【作用】

上記構成において、燃料噴射ノズルの噴孔からの噴射燃料がキャップに設けら れた小孔を通り抜けるとき、その噴射燃料の一部が小孔の内周壁面に触れること により、加熱状態にある前記キャップの熱を前記噴射燃料が受熱し、従って、該 噴射燃料は微小な粒子に霧化されて着火性がよくなる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１１】 図１は本考案に係る直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズルの要部を示す 縦断面図であり、同図において、１は燃料噴射ノズル、２は機関のシリンダヘッ ド、３はピストン、４は凹陥部である。

【００１２】 燃料噴射ノズル１は、シリンダヘッド２に装着されて先端部が下面から突出し 、該下面とピストン３の凹陥部４とで画成されている燃焼室７に臨んでいる。

【００１３】 該燃料噴射ノズル１は、外周が、大径に形成されれた大径部５ａと、該大径部 ５ａに段差５ｂをもって接続された縮径するチップ部（ノズル本体）５ｃと、更 に該チップ部５ｃに縮径して接続されたニップル状にくびれた小半球状のサック 部５ｄとが連続してなる筒状体５内に、針弁１１が摺動自在に嵌挿されたもので 、前記チップ部５ｃとサック部５ｄとを被覆するキャップ６を介装して前記大径 部５ａの図示しない基端側がシリンダヘッド２に固定されている。サック部５ａ にはその中心０に対して放射状に開口された複数の噴孔９が形成されている。

【００１４】 キャップ６は、基端側にフランジ６ａが、先端側に半球状部６ｂが一体に形成 された筒部６ｃから成り、該筒部６ｃの内径は前記チップ部５ｃの外径より僅か に、大きく形成され、即ち前者の内径は後者の外径の半分＋両者間クリアランス に設定されている。前記半球状部６ｂの中心はサック部５ｄの中心位置にある（ 図２のＯ）。半球状部６ｂには前記噴孔９に対向して小孔１２が穿設されている 。各小孔１２はその軸線が対応する噴孔９の軸線と合致する位置に配されている 。

【００１５】 前記フランジ６ａは前記段差５ｂとシリンダヘッド２の段部２ａとの間に緩衝 材１４を介装してピン１５によって該シリンダヘッド２に固定設置されるように なっている。

【００１６】 前記小孔１２の径は、前記噴孔９から噴射される噴霧の広がり角に応じて決定 され、該噴孔９の穿設されているサック部５ｄの中心点０から当該小孔１２の穿 設されているキャップ６の半球状部６ｂの内面までの距離ｒにおける前記噴霧の 広がり巾の９５〜１０５％に設定される。

【００１７】 即ち、図に２示すように、噴孔９から噴射される噴霧の距離ｒにおける広がり 角を２θとすると、シトケイの式により、下式が成立つ。

【００１８】

【数式１】 但し、 ｌｓ：キャップ肉厚（ｍ）、 ｄ ：噴孔径（ｍ）、 ρβ：燃料密度（kgS²／ｍ²）、 ρα：空気密度（kgS²／ｍ²）、 Ｒｅ：レイノルズ数。

【００１９】 レイノルズ数Ｒｅは下式により表される。

【００２０】

【数式２】 但し、ＷＮ噴霧初速、ＶＢ＝燃料の動粘度係数。

【００２１】 噴霧初速ＷＮは下式により表される。

【００２２】

【数式３】 但し、Ｃｖ：速度係数 ｇ ：９.８（ｍ／ｓ²） ｐ ：噴射管内圧力（kg／ｍ²） Ｐｃ：筒内圧縮圧力（kg／ｍ²）。

【００２３】 燃料の動粘度係数ＶＢは下式により表される。

【００２４】

【数式４】 但し、 μ：油滴の粘度係数 以上により、算出された２θを基に、前記小孔１２の径Ｄは下式により決定さ れる。

【００２５】

【数式５】 Ｄ＝２×ｒｔａｎθ×Ｋ， 但し、Ｋ＝０.９５〜１.０５ Ｋは、前記噴孔９から半球状部６ｂの内面までの距離ｒにおける前記噴霧の広 がり巾に関する係数であり、その下限を０.９５とするのは、それ以下にする場 合の噴霧燃料の貫通力への抵抗増大を防止するためであり、他方、その上限を１ .０５とするのは、それ以上とする場合の噴霧燃料の受熱低下を防止するためで ある。

【００２６】 図３，図４は本考案に係る燃料噴射ノズルの噴孔９，小孔１２の配置例を示し 、図４において、ノズル軸８が半球状部６ｂの中心０を通る垂直軸１３に対し１ ８度傾斜しており、該垂直軸１３に対し７７.５度の縦断面角度を有する前記半 球状部６ｂの４個所に小孔１２が穿設され、各小孔１２は図３のIV矢視方向にお いて、図４に示すように、上部左右の各小孔１２は垂直軸１３に対し各４３度， ３６度の位相角度を、下部左右の各小孔１２は垂直軸１３に対し各５４度，４８ 度の位相角度をもって、夫々半球状部６ｂに穿設されている。

【００２７】 次に、上記実施例の作用を説明する。

【００２８】 噴射ノズル５の噴孔９から噴射される燃料はキャップ６の小孔１２を貫通して 燃焼室７内に進む。その際、前記噴孔９から噴射され形成された噴霧形態は前記 小孔１２によって乱されることなく、前記噴霧形態の外周の一部が前記小孔１２ の内周面に接触し加熱状態にあるキャップ６の熱を前記小孔１２の内周面から受 熱する。その結果、小孔１２を貫通して燃焼室７内に進んだ噴霧の霧化は促進さ れ、微細化が進み、着火性が向上する。

【００２９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案は、燃焼室に臨む先端部がキャップで被覆された直 接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズルにおいて、前記キャップは前記ノズル 本体の径の半分に略等しい半径の半球状部を有し、かつ、該半球状部の中心と前 記ノズルのサック部の中心とが同一位置にあるように取付けられると共に、該キ ャップには軸線がノズルの噴孔の軸線と合致する複数の小孔を設け、該各小孔の 径を前記噴孔の噴霧広がり角と略同一に形成したことを特徴とするので、噴霧燃 料の微小化により着火おくれが減少し、急激な燃焼が抑えられ、燃焼音の低減す ると共に、燃焼効率が向上して排気エミッション、特にＮＯｘの低減を図ること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る燃料噴射ノズルの縦断面図であ
る。

【図２】同上ノズル要部の拡大断面図である。

【図３】同上ノズル要部の小孔の配設位置を示す断面図
である。

【図４】図１のIV−IV線断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ノズル ２ シリンダヘッド ３ ピストン ５ チップ部（ノズル本体） ６ キャップ ７ 燃焼室 ６ｂ 半球状部 ９ 噴孔 １２ 小孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室に臨む先端部がキャップで被覆さ
   れた直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズルにおい
   て、前記キャップは前記ノズルのノズル本体の径の半分
   に略等しい半径の半球状部を有し、かつ、該半球状部の
   中心と前記ノズルのサック部の中心とが同一位置にある
   ように取付けられると共に、該キャップには軸線がノズ
   ルの噴孔の軸線と合致する複数の小孔を設け、該各小孔
   の径を前記噴孔の噴霧広がり角と略同一に形成したこと
   を特徴とする直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射ノズ
   ル。