TOP > 国内特許検索 > 燃料噴射ノズル

燃料噴射ノズル

国内特許コード P03A000581
整理番号 U2000P155
掲載日 2003年8月28日
出願番号 特願2001-028158
公開番号 特開2002-227749
登録番号 特許第3455780号
出願日 平成13年2月5日(2001.2.5)
公開日 平成14年8月14日(2002.8.14)
登録日 平成15年8月1日(2003.8.1)
発明者
  • 西田 恵哉
出願人
  • 広島大学
発明の名称 燃料噴射ノズル
発明の概要 本発明は、エンジンの運転状態に最も好適な噴霧特性が作り出せる燃料噴射ノズルを提供する。本発明の燃料噴射ノズルは、噴孔にテーパ噴孔18aとストレート噴孔18bを用い、針弁6先端部とサック部5の内面側との間に、針弁6にスライド自在に収まる回動自在なロータリバルブ21を設け、このロータリバルブ21の外周面に針弁6先端側と噴孔入口とをむすぶ軸心方向の通路23を形成してテーパ噴孔18aとストレート噴孔18bとを切換えるようにし、この通路23の出口に、噴孔入口に流入する燃料に噴孔の周方向沿いに旋回させる渦巻室24を形成して、渦巻室24とテーパ噴孔18a、渦巻室24とストレート噴孔18bとの組み合わせで、噴霧特性に優れる燃料の噴霧が行われるようにした。
従来技術、競合技術の概要 車両に搭載される直噴式のディーゼルエンジンでは、燃料噴射ノズルを用いて、直接、燃料を燃焼室内に噴射することが行われている。燃料噴射ノズルは、通常、先端部に噴孔を有し、内部に噴孔を開閉させる針弁(ニードルバルブ)を摺動自在に収めたノズルボディが採用され、開弁にしたがい燃料を噴孔から燃焼室内へ噴射する構造となっている。しかし、同ノズルは、画一的なので、エンジンの運転状態に応じて、噴霧特性が変えられない。そこで、近時、燃料噴射ノズルの噴孔の数や、燃焼室に対する燃料噴射方向が検討され、燃料の噴射状態や噴射機関を調整することにより、自発的な燃焼の促進、エンジンの出力・燃費の向上、燃焼騒音の低減やNOxなどの排出を低減可能とすることが検討されている。例えば燃料噴霧量を無段階に変化する技術の一例として、「長谷川敏行、他5名、自動車技術会学術講演会前刷集No.68-99(1999)p.1」がある。これは、ロータリバルブ方式の可変噴孔ノズル、具体的にはロータリバルブの先端部に穿設された燃料流路断面とノズルボディに穿設された噴孔断面の重なり度合いを変えるノズル構造を用いて、噴孔開度を可変可能とし、種々のノズル噴射特性(燃料流量—燃料圧力特性)が得られるようにした技術である。このノズルにおいては、噴孔開度を小さくすると、噴霧角度が大きくなることが観測されている。これは、ロータリバルブの先端部に穿設された燃料流路断面とノズルボディに穿設された噴孔断面の重なりに非対称が生じ、噴孔内で燃料が旋回流を発生しているためであろうと推論されている。すなわち、噴霧形態がフルコーン状態から、ホロコーン状態に変化していると推論されている。通常、このような噴霧形態が得られた場合は、噴霧粒径も小さくなり、燃料と空気との混合も促進されるので、未燃分(T-HC)や煤(スモーク)の減少が期待される。しかるに、噴霧粒径の測定結果では、噴孔断面を固定したモデルでの測定結果とさほど変化は無く、測定された燃焼特性においても未燃分(T-TC)や煤(スモーク)の発生に改善の効果は認められなかったとしている。本報告においては、この原因を噴霧粒径とは関係なく、噴霧形状や噴霧流の分布の変化であろうと推論し、むしろ、噴孔内の旋回流の発生を噴霧特性に及ぼす弊害要因とみなしている。しかし、やはり未燃分(T-TC)や煤(スモーク)の減少に最も大きく影響するのは噴霧粒径であり、この噴霧角度が大きくなった状態で噴霧粒径をもっと小さくできれば、未燃分(T-TC)や煤(スモーク)を共にもっと発生しにくくすることが期待できる。また、特開平10-141179号においては、針弁の先端にロータリバルブを設け、燃料圧力の高低による針弁の開閉(自動弁方式)を行えることを前提として、ロータリバルブの先端部に大小2種の燃料通路を設け、該燃料通路をノズルボディに穿設された噴孔位置に一致させる2種の組み合わせを利用し、同じ燃料圧力に対して異なる2種の噴霧特性が得られる技術が提案されている。この技術は、2種の噴霧特性をパイロット噴霧と本噴霧として使い分けることにより、エンジンの負荷と回転数に即した噴射圧力、噴射機関、噴射量となる設定が可能となる。
産業上の利用分野 ディーゼルエンジンや筒内噴射式ガソリンエンジンなどに用いられ、噴霧特性を使用条件に応じて可変可能とした燃料噴射ノズル
特許請求の範囲 【請求項1】 先端部に出口が先細になるテーパ形状の第1噴孔と全体がストレート形状の第2噴孔がそれぞれ形成され、内部に前記噴孔を開閉する針弁を有し、該針弁の開弁にしたがい燃料を前記噴孔へ導くノズルボディと、前記針弁に設けられ、ホローコーン型の噴霧形の噴霧にすべく、前記噴孔へ流入する燃料を当該噴孔の周方向に旋回させる旋回流発生手段と、前記旋回した燃料を前記第1噴孔あるいは前記第2噴孔から噴射させる噴孔切換手段とを具備してなることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項2】 前記噴孔切換手段は、一端側が前記針弁の先端部に回転およびスライド可能に収められ他端部が噴孔入口側に回動可能に支持されて前記針弁の周方向に回動可能に設けられ、外周面には燃料を噴孔入口に導く通路が形成され、回動変位により該通路を前記第1噴孔あるいは前記第2噴孔に連通させることによって噴孔切換えを行うロータリバルブを有して構成され、前記旋回流発生手段は、前記ロータリバルブの通路の出口部に形成され、該通路の流れを噴孔周方向の流れにする渦巻室を有して構成されることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射ノズル。
産業区分
  • 内燃機関
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close