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JP2001227434A - Fuel injection nozzle - Google Patents

Fuel injection nozzle

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Publication number
JP2001227434A
JP2001227434A JP2000034726A JP2000034726A JP2001227434A JP 2001227434 A JP2001227434 A JP 2001227434A JP 2000034726 A JP2000034726 A JP 2000034726A JP 2000034726 A JP2000034726 A JP 2000034726A JP 2001227434 A JP2001227434 A JP 2001227434A
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JP
Japan
Prior art keywords
opening
nozzle
injection hole
lift
area
Prior art date
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Application number
JP2000034726A
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Japanese (ja)
Other versions
JP4042017B2 (en
Inventor
Kenji Date
健治 伊達
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate atomization of spray by introducing air within a cylinder into a suck chamber 22 at the low lift and enable fuel injection of a large flow rate at the high lift. SOLUTION: A first nozzle 19 and a second nozzle 20 are provided so as to pass through a circular top wall part 3a of a body lower end part forming a suck chamber 22. In the first nozzle 19, an opening part (entrance 19a) on the side of the suck chamber 22 is opened on an inner wall surface of the suck chamber 22 close to a sheet surface 21. In the second nozzle 20, an opening part on the side of the suck chamber 22 is opened in the downstream of the opening part of the first nozzle 19. A needle lift amount is set into two stages. The low lift amount is set in an area where suck inlet flow passage area becomes smaller than sheet part flow passage area and smaller than opening area of the second nozzle 20. The high lift amount is set in an area where suck inlet flow passage area becomes larger than opening area that the first nozzle 19 and the second nozzle 20 are summed up.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料通路の下流端
にサック室を有する燃料噴射ノズルに関する。
The present invention relates to a fuel injection nozzle having a suck chamber at a downstream end of a fuel passage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンでは、燃
料噴射ノズルから噴射される燃料噴霧の粒径が排出黒鉛
に大きく影響する。即ち、噴射燃料の微粒化が促進され
ると、燃料の着火性が向上して良好な燃焼が確保される
ため、排ガス中の有害成分を低減でき、且つ燃費の向上
にも有効である。この噴射燃料を微粒化する従来技術と
して、例えば特開平7−145767号に開示された燃
料噴射弁がある。この燃料噴射弁は、ノズルボディの先
端にサック室を有し、そのサック室と外部空間とを連通
する空気吸入通路を設けている。空気吸入通路は、ニー
ドルがリフトしてサック室に燃料が流入した時に、サッ
ク室に生じる低圧部分に開口している。これにより、外
部空間から空気吸入通路を通じてサック室に空気が導入
され、その空気がサック室で燃料と混合されて噴射孔よ
り噴射される。この結果、燃料噴霧が微粒化されて燃料
の着火性が向上し、良好な燃焼が可能になる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a diesel engine, the particle size of a fuel spray injected from a fuel injection nozzle has a great influence on discharged graphite. That is, if the atomization of the injected fuel is promoted, the ignitability of the fuel is improved and good combustion is ensured, so that harmful components in the exhaust gas can be reduced and the fuel efficiency is also improved. As a conventional technique for atomizing the injected fuel, for example, there is a fuel injection valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-145767. This fuel injection valve has a suck chamber at the tip of a nozzle body, and is provided with an air intake passage communicating the suck chamber with an external space. The air suction passage is open to a low-pressure portion generated in the suck chamber when the needle lifts and fuel flows into the suck chamber. As a result, air is introduced into the sack chamber from the external space through the air suction passage, and the air is mixed with the fuel in the sack chamber and injected from the injection holes. As a result, the fuel spray is atomized, the ignitability of the fuel is improved, and good combustion becomes possible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術に開示された燃料噴射弁の構造では、噴射率を段階
的に変えることができないため、エンジンに対して最適
な噴射率を得ることが困難である。つまり、上記の燃料
噴射弁では、空気吸入通路を噴孔として使用することが
できないため、仮にニードルリフト量を段階的に制御し
ても、噴孔面積が一定であり、噴射率を変えることがで
きない。本発明は、上記事情に基づいて成されたもの
で、その目的は、ニードルリフト量を段階的に制御し
て、低リフト時には気筒内の空気をサック室に導入して
噴霧の微粒化を促進でき、高リフト時には大流量の燃料
噴射を可能にできる燃料噴射ノズルを提供することにあ
る。
However, in the structure of the fuel injection valve disclosed in the above prior art, the injection rate cannot be changed stepwise, so that it is possible to obtain the optimum injection rate for the engine. Have difficulty. That is, in the above fuel injection valve, the air suction passage cannot be used as an injection hole. Therefore, even if the needle lift amount is controlled in a stepwise manner, the injection hole area is constant, and the injection rate cannot be changed. Can not. The present invention has been made based on the above circumstances, and its object is to control the amount of needle lift stepwise to introduce air in a cylinder into a suck chamber at a low lift to promote atomization of spray. It is another object of the present invention to provide a fuel injection nozzle capable of injecting a large amount of fuel during a high lift.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】(請求項1の手段)サッ
ク室の入口内周の流路面積をサック入口流路面積と呼
び、シート部外周の流路面積をシート部流路面積と呼ぶ
時に、サック入口流路面積が、シート部流路面積より小
さく且つ第2の噴孔の開口面積より小さくなる領域に低
リフト時のリフト量が設定され、サック入口流路面積
が、第1の噴孔の開口面積と第2の噴孔の開口面積とを
合計した面積より大きくなる領域に高リフト時のリフト
量が設定されている。
Means for Solving the Problems The flow area of the inner periphery of the inlet of the sac chamber is called the sac inlet flow area, and the flow area of the outer periphery of the seat is called the seat flow area. In some cases, the lift amount at the time of low lift is set in a region where the sac inlet passage area is smaller than the seat part passage area and smaller than the opening area of the second injection hole, and the sac inlet passage area is set to the first area. The lift amount at the time of high lift is set in a region larger than the sum of the opening area of the injection hole and the opening area of the second injection hole.

【0005】この構成によれば、ニードルの低リフト時
には、サック入口流路面積がシート部流路面積より小さ
く且つ第2の噴孔の開口面積より小さくなるので、シー
ト面に沿ってサック室へ流入する燃料の流速が速くな
る。この場合、シート面に近いサック室の内壁面近傍で
渦流が発生し、その渦流の影響によって第1の噴孔の開
口部が低圧(エンジン気筒内より低圧)となる。その結
果、ノズルボディの外部空間(エンジン気筒内)から第
1の噴孔を通じてサック室に空気が導入され、その空気
がサック室で燃料と混合されて、第2の噴孔より噴射さ
れる。また、ニードルの高リフト時には、サック入口流
路面積が第1の噴孔の開口面積と第2の噴孔の開口面積
とを合計した面積より大きくなるので、サック室へ流入
する燃料の流速が低リフト時より遅くなる。この場合、
シート面に近いサック室の内壁面にも燃料圧力が加わる
ため、第1の噴孔の開口部が高圧(エンジン気筒内より
高圧)となり、第1の噴孔と第2の噴孔の両方から燃料
が噴射される。
According to this configuration, when the needle is at a low lift, the sack inlet passage area is smaller than the seat passage area and smaller than the opening area of the second injection hole. The flow rate of the incoming fuel increases. In this case, a vortex is generated near the inner wall surface of the sack chamber close to the seat surface, and the opening of the first injection hole has a low pressure (lower than the inside of the engine cylinder) due to the influence of the vortex. As a result, air is introduced into the sack chamber from the outer space (inside the engine cylinder) of the nozzle body through the first injection hole, and the air is mixed with fuel in the sack chamber and injected from the second injection hole. Further, at the time of high lift of the needle, the sack inlet flow path area becomes larger than the sum of the opening area of the first injection hole and the opening area of the second injection hole, so that the flow velocity of the fuel flowing into the sac chamber is reduced. Slower than at low lift. in this case,
Since the fuel pressure is also applied to the inner wall surface of the sack chamber near the seat surface, the opening of the first injection hole becomes high pressure (higher than the inside of the engine cylinder), and the first injection hole and the second injection hole both receive the fuel pressure. Fuel is injected.

【0006】(請求項2の手段)第1の噴孔のサック室
側開口部を第1開口部と呼び、反サック室側開口部を第
2開口部と呼び、第1開口部に加わるサック室内の圧力
を内部圧力と呼び、第2開口部に加わる外部の圧力を外
部圧力と呼ぶ時に、ニードルが低リフトした時は、第2
開口部に加わる外部圧力より第1開口部に加わる内部圧
力の方が低くなり、ニードルが高リフトした時は、第2
開口部に加わる外部圧力より第1開口部に加わる内部圧
力の方が高くなるように、低リフト時のリフト量及び高
リフト時のリフト量が設定されている。
(Section 2) The sack chamber side opening of the first injection hole is called a first opening, and the sack chamber side opening is called a second opening. When the pressure inside the chamber is called the internal pressure, and the external pressure applied to the second opening is called the external pressure, when the needle lifts low,
When the internal pressure applied to the first opening becomes lower than the external pressure applied to the opening, and the needle lifts high,
The lift amount at the time of the low lift and the lift amount at the time of the high lift are set so that the internal pressure applied to the first opening is higher than the external pressure applied to the opening.

【0007】この構成によれば、ニードルの低リフト時
には、第1の噴孔の第2開口部に加わる外部圧力(エン
ジン気筒内の圧力)より第1開口部に加わる内部圧力の
方が低くなるので、ノズルボディの外部空間(エンジン
気筒内)から第1の噴孔を通じてサック室に空気が導入
され、その空気がサック室で燃料と混合されて、第2の
噴孔より噴射される。また、ニードルの高リフト時に
は、第1の噴孔の第2開口部に加わる外部圧力より第1
開口部に加わる内部圧力の方が高くなるので、第1の噴
孔と第2の噴孔の両方から燃料が噴射される。
With this configuration, when the needle is at a low lift, the internal pressure applied to the first opening is lower than the external pressure (pressure in the engine cylinder) applied to the second opening of the first injection hole. Therefore, air is introduced into the sack chamber from the external space (in the engine cylinder) of the nozzle body through the first injection hole, and the air is mixed with fuel in the sack chamber and injected from the second injection hole. When the needle is at a high lift, the first pressure is applied to the first injection hole from the external pressure applied to the second opening of the first injection hole.
Since the internal pressure applied to the opening is higher, fuel is injected from both the first injection hole and the second injection hole.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明の燃料噴射ノズルを
図面に基づいて説明する。 (第1実施例)図1は燃料噴射ノズルの先端部の断面図
である。本実施例の燃料噴射ノズル1(以下、ノズル1
と略す)は、図3に示すように、ディーゼルエンジンの
気筒内2に燃料を噴射するもので、後述するノズルボデ
ィ3とニードル4とで構成され、リテーニングナット5
によってノズルホルダ6に組付けられている。
Next, a fuel injection nozzle according to the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of the tip of a fuel injection nozzle. The fuel injection nozzle 1 of this embodiment (hereinafter referred to as nozzle 1
3), as shown in FIG. 3, is for injecting fuel into the cylinder 2 of the diesel engine, and is composed of a nozzle body 3 and a needle 4 which will be described later.
To the nozzle holder 6.

【0009】ノズルホルダ6には、燃料ポンプ7より供
給された燃料をノズル1まで導く燃料通路8が形成され
るとともに、ノズル1の開弁圧を設定する2個のスプリ
ング(第1スプリング9と第2スプリング10)が組み
込まれている。第1スプリング9は、上端が調節螺子1
1に支持され、下端がロッド12の頭部12aに当接し
て、調節螺子11によってセット荷重が調節され、その
セット荷重がロッド12を介してニードル4に付与され
ている。第2スプリング10は、上端がシム13に支持
され、下端がスペーサ14に支持されて、シム13の厚
さを変更することでセット荷重が調節される。
In the nozzle holder 6, a fuel passage 8 for guiding the fuel supplied from the fuel pump 7 to the nozzle 1 is formed, and two springs (a first spring 9 and a first spring 9) for setting the valve opening pressure of the nozzle 1 are provided. A second spring 10) is incorporated. The upper end of the first spring 9 is the adjusting screw 1.
1, the lower end abuts on the head 12 a of the rod 12, the set load is adjusted by the adjusting screw 11, and the set load is applied to the needle 4 via the rod 12. The second spring 10 has an upper end supported by the shim 13 and a lower end supported by the spacer 14, and the set load is adjusted by changing the thickness of the shim 13.

【0010】スペーサ14は、図4に示すように、第2
スプリング10の下端を受ける大径部14aと、この大
径部14aの下側に設けられた小径部14bとを有し、
大径部14aと小径部14bの中央部を上下方向に貫通
する貫通孔14cが形成されている。大径部14aは、
ノズルホルダ6の下端面とノズルボディ3の上端面との
間に挟持されるチップパッキン15に支持されている。
小径部14bは、チップパッキン15の中央部に形成さ
れた丸孔15aに摺動自在に挿通され、その下端面がチ
ップパッキン15の下端面より下方へ突出している。
[0010] As shown in FIG.
A large-diameter portion 14a for receiving the lower end of the spring 10, and a small-diameter portion 14b provided below the large-diameter portion 14a;
A through-hole 14c is formed through the center of the large diameter portion 14a and the small diameter portion 14b in the vertical direction. The large diameter portion 14a
It is supported by a tip packing 15 sandwiched between the lower end surface of the nozzle holder 6 and the upper end surface of the nozzle body 3.
The small-diameter portion 14b is slidably inserted into a round hole 15a formed at the center of the chip packing 15, and the lower end surface protrudes downward from the lower end surface of the chip packing 15.

【0011】次に、本発明に係わるノズル1の構成につ
いて説明する。ノズルボディ3には、図2に示すよう
に、ニードル4を摺動自在に嵌挿するガイド孔16、こ
のガイド孔16の下方へ延びる燃料通路17、この燃料
通路17に燃料を導く燃料導路18、及び燃料を噴射す
るための噴孔19、20等が形成されている。燃料通路
17は、その下端部に円錐状のシート面21が形成さ
れ、更にシート面21の下端に連続してサック室22が
設けられている。また、燃料通路17の上端には、環状
の燃料溜室23が形成され、この燃料溜室23に燃料導
路18が連通している。
Next, the configuration of the nozzle 1 according to the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the nozzle body 3 has a guide hole 16 into which the needle 4 is slidably inserted, a fuel passage 17 extending below the guide hole 16, and a fuel conduit for guiding fuel to the fuel passage 17. 18 and injection holes 19 and 20 for injecting fuel. A conical seat surface 21 is formed at the lower end of the fuel passage 17, and a suck chamber 22 is provided continuously to the lower end of the seat surface 21. An annular fuel reservoir 23 is formed at the upper end of the fuel passage 17, and the fuel conduit 18 communicates with the fuel reservoir 23.

【0012】噴孔19、20は、図1に示すように、軸
方向(図1の上下方向)に位置が異なる第1の噴孔19
と第2の噴孔20とで構成され、サック室22を形成し
ているボディ下端部の円頂壁部3aを貫通して設けられ
ている。但し、第1の噴孔19は、サック室22側の開
口部がシート面21に近いサック室22の内壁面に開口
している。また、第2の噴孔20は、サック室22側の
開口部が第1の噴孔19の開口部より下流に開口してい
る。以下、第1の噴孔19のサック室22側の開口部を
入口19aと呼び、気筒側の開口部を出口19bと呼
ぶ。この第1の噴孔19と第2の噴孔20は、周方向に
各々複数個ずつ設けられているが、第1の噴孔19と第
2の噴孔20の周方向位置は異なっていても良い。
As shown in FIG. 1, the injection holes 19 and 20 are located at different positions in the axial direction (vertical direction in FIG. 1).
And a second injection hole 20, which is provided through the circular top wall 3 a at the lower end of the body forming the sack chamber 22. However, the opening of the first injection hole 19 on the side of the suck chamber 22 is opened on the inner wall surface of the suck chamber 22 close to the seat surface 21. In the second injection hole 20, the opening on the side of the sac chamber 22 is opened downstream from the opening of the first injection hole 19. Hereinafter, the opening of the first injection hole 19 on the suck chamber 22 side is referred to as an inlet 19a, and the opening on the cylinder side is referred to as an outlet 19b. A plurality of the first injection holes 19 and the second injection holes 20 are respectively provided in the circumferential direction. However, the positions of the first injection holes 19 and the second injection holes 20 in the circumferential direction are different. Is also good.

【0013】ニードル4は、図2に示すように、ガイド
孔16に数μmのクリアランスで嵌挿される摺動部24
と、この摺動部24の上端面より上方へ突出する突起部
25と、摺動部24の下側に形成されて燃料溜室23の
燃料圧力を受ける受圧面26と、この受圧面26より下
方へ延びる軸部27とで構成されている。また、軸部2
7の下端部は、図1に示すように、円錐角が異なる二段
の円錐面28、29によって構成され、円錐角が小さい
上段側の円錐面28と円錐角が大きい下段側の円錐面2
9との境界線(稜線)がノズルボディ3のシート面21
に対向するシート部30として設けられている。
As shown in FIG. 2, the needle 4 has a sliding portion 24 inserted into the guide hole 16 with a clearance of several μm.
A projection 25 projecting upward from the upper end surface of the sliding portion 24; a pressure receiving surface 26 formed below the sliding portion 24 to receive the fuel pressure in the fuel storage chamber 23; And a shaft portion 27 extending downward. Shaft 2
As shown in FIG. 1, the lower end portion 7 is constituted by two conical surfaces 28 and 29 having different conical angles, the upper conical surface 28 having a small conical angle and the lower conical surface 2 having a large conical angle.
The boundary line (ridge line) with the nozzle surface 9 is the seat surface 21 of the nozzle body 3.
Is provided as a sheet portion 30 facing the front side.

【0014】このニードル4は、図4に示すように、突
起部25がスペーサ14の貫通孔14cに挿入されてロ
ッド12と対向し、そのロッド12を介して第1スプリ
ング9の付勢力を受けている。また、シート部30がシ
ート面21に着座(当接)している状態で、摺動部24
の上端面24aとスペーサ14の小径部14bの下端面
との間隔がニードル4の低リフト量HD1 として設定さ
れ、摺動部24の上端面24aとチップパッキン15の
下端面との間隔がニードル4の高リフト量HD2 として設
定されている。但し、低リフト量HD1 及び高リフト量HD
2 は、それぞれ図5に示す各部の流路面積との関係に基
づいて以下の様に設定されている。図中のグラフaはサ
ック入口流路面積、グラフbはシート部流路面積、グラ
フcは第2の噴孔20の開口面積、グラフdは第1の噴
孔19の開口面積と第2の噴孔20の開口面積とを合計
した開口面積である。
As shown in FIG. 4, the needle 25 has a projection 25 inserted into the through hole 14c of the spacer 14 to face the rod 12, and receives the urging force of the first spring 9 via the rod 12. ing. In the state where the seat portion 30 is seated (contacted) on the seat surface 21, the sliding portion 24
Is set as the low lift amount HD1 of the needle 4, and the distance between the upper end surface 24a of the sliding portion 24 and the lower end surface of the tip packing 15 is set as the distance between the needle 4 and the lower end of the small diameter portion 14b of the spacer 14. Is set as the high lift amount HD2. However, low lift HD1 and high lift HD
2 are set as follows based on the relationship with the flow path area of each part shown in FIG. Graph a in the figure is the sack inlet flow path area, graph b is the sheet part flow area, graph c is the opening area of the second injection hole 20, and graph d is the opening area of the first injection hole 19 and the second. The opening area is the sum of the opening area of the injection hole 20 and the opening area.

【0015】なお、上記のサック入口流路面積とは、サ
ック室22の入口(シート面21とサック室22との境
界線)内周でニードル4の外周面(下段側の円錐面2
9)との間に形成される環状空間の面積であり、シート
部流路面積とは、シート部30の外周でシート面21と
の間に形成される環状空間の面積である。低リフト量HD
1 は、サック入口流路面積が、シート部流路面積より小
さく且つ第2の噴孔20の開口面積より小さくなる領域
(図5のa−b間)に設定される。高リフト量HD2 は、
サック入口流路面積が、第1の噴孔19と第2の噴孔2
0とを合計した開口面積より大きくなる領域(図5のc
以降)に設定されている。
The sack inlet flow path area is defined as the inner circumference of the inlet of the sack chamber 22 (the boundary line between the seat surface 21 and the sack chamber 22) and the outer peripheral surface of the needle 4 (lower conical surface 2).
9), and the area of the sheet passage is the area of the annular space formed between the outer periphery of the seat portion 30 and the seat surface 21. Low lift HD
1 is set to a region (between a and b in FIG. 5) in which the sack inlet flow path area is smaller than the sheet part flow path area and smaller than the opening area of the second injection hole 20. The high lift HD2 is
The sack inlet flow passage area is different between the first injection hole 19 and the second injection hole 2.
0 (c of FIG. 5)
After).

【0016】次に、本実施例の作動を説明する。燃料ポ
ンプ7より圧送された燃料が燃料溜室23に蓄えられ、
燃料溜室23の燃料圧力(受圧面26に加わる圧力)が
第1スプリング9によって設定される第1開弁圧より大
きくなると、ニードル4が押し上げられて、低リフト量
HD1 だけリフトする。この低リフト時には、サック入口
流路面積がシート部流路面積より小さく且つ第2の噴孔
20の開口面積より小さくなるので、シート面21に沿
ってサック室22へ流入する燃料の流速が速くなる。こ
の場合、シート面21に近いサック室22の内壁面近傍
で渦流が発生し、その渦流の影響によって第1の噴孔1
9の入口19aが低圧(エンジン気筒内2より低圧)と
なる。その結果、ノズルボディ3の外部空間(エンジン
気筒内2)から第1の噴孔19を通じてサック室22に
空気が導入され、その空気がサック室22で燃料と混合
されて、第2の噴孔20より気筒内2に噴射される。
Next, the operation of this embodiment will be described. Fuel pumped from the fuel pump 7 is stored in the fuel storage chamber 23,
When the fuel pressure in the fuel storage chamber 23 (the pressure applied to the pressure receiving surface 26) becomes larger than the first valve opening pressure set by the first spring 9, the needle 4 is pushed up, and the low lift amount is increased.
Lift only HD1. At the time of this low lift, the sack inlet flow path area is smaller than the seat part flow path area and smaller than the opening area of the second injection hole 20, so that the flow velocity of the fuel flowing into the sack chamber 22 along the seat surface 21 is high. Become. In this case, a vortex is generated near the inner wall surface of the sack chamber 22 near the seat surface 21, and the first injection hole 1 is formed by the influence of the vortex.
9 has a low pressure (lower than the pressure in the engine cylinder 2) at the inlet 19a. As a result, air is introduced into the suck chamber 22 from the outer space (inside the engine cylinder 2) of the nozzle body 3 through the first injection holes 19, and the air is mixed with fuel in the suck chamber 22 to form the second injection holes. Injected into cylinder 2 from 20.

【0017】燃料溜室23の燃料圧力が更に上昇し、そ
の燃料圧力が第1スプリング9と第2スプリング10と
の合力によって設定される第2開弁圧より大きくなる
と、ニードル4が更に押し上げられて、高リフト量HD2
までリフトする。この時、サック入口流路面積が第1の
噴孔19の開口面積と第2の噴孔20の開口面積とを合
計した面積より大きくなるので、サック室22へ流入す
る燃料の流速が低リフト時より遅くなる。この場合、シ
ート面21に近いサック室22の内壁面にも燃料圧力が
加わるため、第1の噴孔19の入口19aが高圧(エン
ジン気筒内2より高圧)となり、第1の噴孔19と第2
の噴孔20の両方から気筒内2へ燃料が噴射される。
When the fuel pressure in the fuel storage chamber 23 further increases and the fuel pressure becomes higher than a second valve opening pressure set by the resultant force of the first spring 9 and the second spring 10, the needle 4 is further pushed up. High lift HD2
Lift up to. At this time, the sack inlet flow passage area is larger than the sum of the opening area of the first injection hole 19 and the opening area of the second injection hole 20, so that the flow velocity of the fuel flowing into the sac chamber 22 is low. Slower than time. In this case, since the fuel pressure is also applied to the inner wall surface of the sack chamber 22 near the seat surface 21, the inlet 19a of the first injection hole 19 has a high pressure (higher than the inside of the engine cylinder 2). Second
The fuel is injected into the cylinder 2 from both of the injection holes 20.

【0018】ここで、ニードル4の低リフト時と高リフ
ト時とで第1の噴孔19の入口圧力が変化する理由を図
6及び図7に基づいて説明する。図6(b)は図6
(a)に示す各部位(シート部30、サック室22の入
口、噴孔入口)の流路面積を示すもので、低リフト時の
流路面積を実線グラフ、高リフト時の流路面積を破線グ
ラフで表している。図7(b)は図7(a)に示す各部
位(1〜10)の圧力をノズル1の拡大模型を使用して
実測した結果を示すもので、低リフト時の圧力値を実線
グラフ、高リフト時の圧力値を破線グラフで表してい
る。
Here, the reason why the inlet pressure of the first injection hole 19 changes between when the needle 4 is at a low lift and when the needle 4 is at a high lift will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6B shows FIG.
It shows the flow area of each part (the seat part 30, the entrance of the sack chamber 22, the injection hole entrance) shown in FIG. This is represented by a broken line graph. FIG. 7B shows the result of actually measuring the pressure of each part (1 to 10) shown in FIG. 7A using an enlarged model of the nozzle 1, and the pressure value at the time of low lift is shown by a solid line graph. The pressure value at the time of high lift is represented by a broken line graph.

【0019】低リフト時には、図6(b)に示すよう
に、サック室22入口の流路面積が最小となり、ここで
流路は絞られるが、サック室22の入口を過ぎると、サ
ック室22において急激に流路面積が拡大する。このた
め、サック室22へ流入する燃料は、サック室22の入
口流路で最も流速が速くなり、シート面21に沿って勢
い良くサック室22へ流入する。この時、シート面21
とサック室22の入口側内壁面との間に角度差があるた
め、シート面21に近いサック室22の内壁面では低圧
となる。実測した結果では、図7(b)に示すように、
シート面21に近いサック室22内壁面の測定ポイント
(6及び7)で圧力がマイナス値を示していることが確
認できる。
At the time of low lift, as shown in FIG. 6B, the flow path area at the inlet of the suck chamber 22 is minimized, and the flow path is narrowed here. , The flow path area is rapidly increased. For this reason, the fuel flowing into the suck chamber 22 has the highest flow velocity in the inlet flow path of the suck chamber 22, and flows into the suck chamber 22 along the seat surface 21 vigorously. At this time, the sheet surface 21
There is an angle difference between the inner surface of the suck room 22 and the inner wall surface of the suck room 22 close to the seat surface 21 because there is an angle difference between the inner surface of the suck room 22 and the inlet side inner wall surface. As a result of the actual measurement, as shown in FIG.
It can be confirmed that the pressure shows a negative value at the measurement points (6 and 7) on the inner wall surface of the sack chamber 22 near the seat surface 21.

【0020】高リフト時には、図6(b)に示すよう
に、噴孔入口の流路面積(開口面積)が最小となり、こ
こで流路が絞られるため、低リフト時よりサック室22
入口の燃料流速は減速する。この場合、シート面21と
サック室22の入口側内壁面との間に角度差があって
も、サック室22内は略全域が高圧に維持される。実測
した結果では、図7(b)に示すように、全ての測定ポ
イントで高い圧力に維持されていることが確認できる。
At the time of high lift, as shown in FIG. 6B, the flow path area (opening area) at the injection hole inlet is minimized, and the flow path is narrowed here.
The fuel flow rate at the inlet decreases. In this case, even if there is an angle difference between the seat surface 21 and the inner wall surface on the entrance side of the suck room 22, substantially the entire area in the suck room 22 is maintained at a high pressure. As a result of the actual measurement, as shown in FIG. 7B, it can be confirmed that the high pressure is maintained at all the measurement points.

【0021】(本実施例の効果)図6及び図7に示す結
果からも明らかなように、シート面21に近いサック室
22内壁面に第1の噴孔19の入口19aを開口するこ
とにより、低リフト時には、第1の噴孔19の入口19
aが負圧となり、気筒内2の圧力が加わる出口19bよ
り低圧となるため、気筒内2の空気が第1の噴孔19よ
り自動的にサック室22内に吸入される。また、高リフ
ト時には、第1の噴孔19の入口19aが正圧となり、
且つ気筒内2の圧力が加わる出口19bより高圧となる
ため、サック室22に流入した燃料が第1の噴孔19か
らも噴射される。これにより、ニードル4のリフト量に
応じて噴射量を二段階に制御でき、且つ低リフト時に
は、第1の噴孔19より気筒内2の空気をサック室22
に導入することができるので、適切な噴射率で微粒化し
た燃料を気筒内2に噴射することができる。
(Effects of the present embodiment) As is clear from the results shown in FIGS. 6 and 7, by opening the inlet 19a of the first injection hole 19 on the inner wall surface of the sack chamber 22 close to the seat surface 21. When the lift is low, the inlet 19 of the first injection hole 19
Since a becomes a negative pressure and becomes lower than the outlet 19 b to which the pressure in the cylinder 2 is applied, the air in the cylinder 2 is automatically sucked into the suck chamber 22 from the first injection hole 19. In addition, at the time of high lift, the inlet 19a of the first injection hole 19 has a positive pressure,
Further, since the pressure becomes higher than the outlet 19 b to which the pressure in the cylinder 2 is applied, the fuel flowing into the suck chamber 22 is also injected from the first injection holes 19. Thereby, the injection amount can be controlled in two stages according to the lift amount of the needle 4, and at the time of a low lift, the air in the cylinder 2 is sucked from the first injection hole 19 into the suck chamber 22.
Therefore, atomized fuel can be injected into the cylinder 2 at an appropriate injection rate.

【0022】(第2実施例)図8はノズル1の先端部の
断面図である。本実施例のノズル1は、図8に示すよう
に、軸芯に対するシート面21の傾斜角度αを大きく
(例えば80度以上)した場合の一例である。この場
合、シート面21の傾斜角度が小さい場合(例えば60
度前後)と比較すると、低リフト時にサック室22へ流
入する燃料の流れ方向とサック室22の入口側内壁面と
の間の角度が大きくなるので、第1の噴孔19を通じて
より効果的に気筒内2の空気をサック室22に導入する
ことができる。
(Second Embodiment) FIG. 8 is a sectional view of the tip of the nozzle 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, the nozzle 1 of this embodiment is an example in which the inclination angle α of the sheet surface 21 with respect to the axis is large (for example, 80 degrees or more). In this case, when the inclination angle of the seat surface 21 is small (for example, 60
(Before and after), the angle between the flow direction of the fuel flowing into the sack chamber 22 at the time of low lift and the inner wall surface on the inlet side of the sack chamber 22 becomes larger, so that the first injection hole 19 can more effectively serve. The air in the cylinder 2 can be introduced into the suck chamber 22.

【0023】(第3実施例)図9はノズル1の先端部の
断面図である。本実施例のノズル1は、図9に示すよう
に、サック室22の入口部分にシート面21と逆方向に
傾斜する傾斜面31を設け、この傾斜面31に第1の噴
孔19の入口19aを設けた場合の一例である。この場
合、低リフト時にサック室22へ流入する燃料の流れ方
向と第1の噴孔19の入口19aが開口する傾斜面31
との間の角度が大きくなるので、第1の噴孔19を通じ
てより効果的に気筒内2の空気をサック室22に導入す
ることができる。
(Third Embodiment) FIG. 9 is a sectional view of the tip of the nozzle 1. As shown in FIG. 9, the nozzle 1 of this embodiment is provided with an inclined surface 31 that is inclined in a direction opposite to the seat surface 21 at the entrance of the suck chamber 22, and the entrance of the first injection hole 19 is formed on the inclined surface 31. This is an example when 19a is provided. In this case, the flow direction of the fuel flowing into the sack chamber 22 at the time of low lift and the inclined surface 31 on which the inlet 19a of the first injection hole 19 is opened.
Therefore, the air in the cylinder 2 can be more effectively introduced into the suck chamber 22 through the first injection hole 19.

【0024】本発明の燃料噴射ノズル1は、ノズルボデ
ィ3とニードル4に関するものであり、ノズルホルダ6
は上記の実施例で説明した構成に限定されるものではな
い。例えば、ピエゾ素子駆動によりニードルリフト量を
任意に可変できるインジェクタ、或いは電磁弁駆動によ
りニードルリフト量を段階的に可変できるインジェクタ
へも適用できる。
The fuel injection nozzle 1 of the present invention relates to the nozzle body 3 and the needle 4 and includes a nozzle holder 6.
Is not limited to the configuration described in the above embodiment. For example, the present invention can be applied to an injector capable of arbitrarily varying a needle lift amount by driving a piezo element, or an injector capable of gradually varying a needle lift amount by driving an electromagnetic valve.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】燃料噴射ノズルの先端部の断面図である(第1
実施例)。
FIG. 1 is a sectional view of a tip portion of a fuel injection nozzle (first example).
Example).

【図2】ノズルの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a nozzle.

【図3】燃料噴射システムの全体図である。FIG. 3 is an overall view of a fuel injection system.

【図4】ニードルリフト量を規定する部分の拡大断面図
である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion defining a needle lift amount.

【図5】ニードルリフト量と流路面積との相関図であ
る。
FIG. 5 is a correlation diagram between a needle lift amount and a flow path area.

【図6】ノズル先端部の断面図(a)と流路面積を表す
特性図(b)である。
6A is a cross-sectional view of a nozzle tip portion, and FIG. 6B is a characteristic diagram showing a flow path area.

【図7】圧力測定部位を示すノズル先端部の断面図
(a)と各測定部位における圧力の測定結果を示す図
(b)である。
FIGS. 7A and 7B are a cross-sectional view of a nozzle tip portion showing a pressure measurement site and a diagram showing a pressure measurement result at each measurement site; FIGS.

【図8】燃料噴射ノズルの先端部の断面図である(第2
実施例)。
FIG. 8 is a sectional view of a tip portion of a fuel injection nozzle (second example).
Example).

【図9】燃料噴射ノズルの先端部の断面図である(第3
実施例)。
FIG. 9 is a sectional view of a tip portion of a fuel injection nozzle (third section).
Example).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射ノズル 3 ノズルボディ 4 ニードル 17 燃料通路 19 第1の噴孔 19a 入口(第1開口部) 19b 出口(第2開口部) 20 第2の噴孔 21 シート面 22 サック室 30 シート部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection nozzle 3 Nozzle body 4 Needle 17 Fuel passage 19 First injection hole 19a Inlet (first opening) 19b Exit (second opening) 20 Second injection hole 21 Seat surface 22 Suck chamber 30 Seat portion

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料通路の下流に円錐状のシート面を有
し、このシート面の下流に連続してサック室を有し、前
記シート面に近い前記サック室の内壁面に開口する第1
の噴孔とこの第1の噴孔より下流側に開口する第2の噴
孔を有するノズルボディと、 このノズルボディに摺動自在に嵌挿され、自身の下端部
に前記シート面に対向するシート部が設けられたニード
ルとを備え、 このニードルがリフトする時に、そのリフト量が小さい
低リフトとリフト量が大きい高リフトが設定されている
燃料噴射ノズルであって、 前記サック室の入口内周の流路面積をサック入口流路面
積と呼び、前記シート部外周の流路面積をシート部流路
面積と呼ぶ時に、 前記サック入口流路面積が、前記シート部流路面積より
小さく且つ前記第2の噴孔の開口面積より小さくなる領
域に前記低リフト時のリフト量が設定され、 前記サック入口流路面積が、前記第1の噴孔の開口面積
と第2の噴孔の開口面積とを合計した面積より大きくな
る領域に前記高リフト時のリフト量が設定されているこ
とを特徴とする燃料噴射ノズル。
1. A first seat having a conical seat surface downstream of a fuel passage, a sack chamber continuous downstream of the seat surface, and opening to an inner wall surface of the sack chamber near the seat surface.
A nozzle body having a second injection hole opening downstream of the first injection hole and a second injection hole. The nozzle body is slidably fitted into the nozzle body and faces the seat surface at its lower end. A needle provided with a seat portion, wherein when the needle is lifted, a low lift having a small lift amount and a high lift having a large lift amount are set. When the peripheral flow path area is referred to as a sac inlet flow path area, and the flow path area of the outer periphery of the seat portion is referred to as a seat flow path area, the sac inlet flow path area is smaller than the seat flow path area and The lift amount at the time of the low lift is set in a region smaller than the opening area of the second injection hole, and the sack inlet passage area is determined by the opening area of the first injection hole and the opening area of the second injection hole. Greater than the sum of A fuel injection nozzle, characterized in that the Kunar region lift amount during the high lift is set.
【請求項2】燃料通路の下流に円錐状のシート面を有
し、このシート面の下流に連続してサック室を有し、前
記シート面に近い前記サック室の内壁面に開口する第1
の噴孔とこの第1の噴孔より下流側に開口する第2の噴
孔を有するノズルボディと、 このノズルボディに摺動自在に嵌挿され、自身の下端部
に前記シート面に対向するシート部が設けられたニード
ルとを備え、 このニードルがリフトする時に、そのリフト量が小さい
低リフトとリフト量が大きい高リフトが設定されている
燃料噴射ノズルであって、 前記第1の噴孔の前記サック室側開口部を第1開口部と
呼び、反サック室側開口部を第2開口部と呼び、前記第
1開口部に加わる前記サック室内の圧力を内部圧力と呼
び、前記第2開口部に加わる外部の圧力を外部圧力と呼
ぶ時に、 前記ニードルが低リフトした時は、前記第2開口部に加
わる外部圧力より前記第1開口部に加わる内部圧力の方
が低くなり、前記ニードルが高リフトした時は、前記第
2開口部に加わる外部圧力より前記第1開口部に加わる
内部圧力の方が高くなるように、前記低リフト時のリフ
ト量及び高リフト時のリフト量が設定されていることを
特徴とする燃料噴射ノズル。
2. A first seat having a conical seat surface downstream of a fuel passage, a sack chamber continuous downstream of the seat surface, and opening to an inner wall surface of the sack chamber close to the seat surface.
A nozzle body having a second injection hole opening downstream of the first injection hole and a second injection hole. The nozzle body is slidably fitted into the nozzle body and faces the seat surface at its lower end. A fuel injection nozzle comprising a needle provided with a seat portion, wherein when the needle lifts, a low lift having a small lift amount and a high lift having a large lift amount are set; The sack chamber side opening is referred to as a first opening, the anti-sack chamber side opening is referred to as a second opening, the pressure in the sac chamber applied to the first opening is referred to as an internal pressure, and the second When the external pressure applied to the opening is referred to as an external pressure, when the needle has a low lift, the internal pressure applied to the first opening is lower than the external pressure applied to the second opening, and the needle When he lifts high, The lift amount at the time of the low lift and the lift amount at the time of the high lift are set such that the internal pressure applied to the first opening is higher than the external pressure applied to the second opening. Fuel injection nozzle.
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