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燃料噴射ノズル

シーズコード S090002731
掲載日 2010年3月26日
研究者
  • 西田 恵哉
技術名称 燃料噴射ノズル
技術概要 燃料噴射ノズルは、先端部に円錐形状の第1噴孔18aと円筒状の第2噴孔18bがそれぞれ形成され、内部に噴孔を開閉する針弁6を有し、針弁6の開弁にしたがい燃料を噴孔へ導くノズルボディ1と、針弁6に設けられ、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24と、旋回した燃料を第1噴孔18aおよび第2噴孔18bからのいずれかから噴射させる噴孔切換手段21とを有する。具体的には、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する。【0016】 【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に記載の燃料噴射ノズルは、先端部に円錐形状の第1噴孔と円筒状の第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、針弁に設けられ、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、旋回した燃料を前記第1噴孔および前記第2噴孔からのいずれかから噴射させる噴孔切換手段とを有して構成した。【0017】この燃料噴射ノズルによると、第2噴孔を選択してから針弁を開弁させる。【0018】すると、燃料は、通路から当該噴孔へ流入される際、噴孔の周方向回りに旋回する(旋回流)。そして、この旋回力を保ったまま、円筒状の第2噴孔内を流れ外部へ噴射される。【0019】これにより、燃料は、ホローコーン型の噴霧形状を描いて小さい噴霧粒径で噴霧される。【0020】また第1噴孔を選択してから針弁を開弁させる。【0021】すると、燃料は、通路から当該噴孔へ流入される際、噴孔の周方向回りに旋回する(旋回流)。そして、この旋回力を保ったまま、円錐状の第1噴孔内を流れ外部へ噴射される。【0022】このとき、第1噴孔は、出口に向かうにしたがい先細となる形状をなしているから、燃料の流れが噴孔出口にいくほど旋回速度が増す。【0023】これにより、燃料は、円筒状の第2噴孔のときより、強いホロコーン型の噴霧形状で、さらには噴霧粒径が小さくなった状態で噴霧される。【0024】いずれの燃料噴射も、ホロコーン型の噴霧により、噴霧粒径が小さく燃料と空気との混合が促進される。特に第1噴孔からの燃料噴霧は、燃料の旋回速度が増すので、安定した大きな噴霧角度で、かなり小さな噴霧粒径となる。【0025】それ故、第1噴孔、第2噴孔の切換えにより、エンジンの運転状態に応じて求められる最適な噴霧状態(噴霧特性)が作り出せ、エンジンの燃焼の促進、出力・燃費の向上、燃焼音の低減、NOxや燃料の未燃分(T-TC)や煤(スモーク)などの減少が図れる。【0026】特にエンジンの低負荷運転が良好に行われるよう、燃料噴射ノズルは、エンジンの低負荷運転時には第1噴孔に切り変わり、それ以外の運転時には第2噴孔に切り変わるようにしてあることが望ましい。【0027】請求項2に記載の燃料噴射ノズルは、上記目的に加え、さらにロータリバルブを用いた簡単な構造で、第1噴孔や第2噴孔からの燃料噴霧が実現されるよう、噴孔切換手段は、一端側が針弁の先端部に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第1噴孔あるいは第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た構成とし、旋回流発生手段は、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た構成とした。
画像

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S090002731_01SUM.gif
研究分野
  • 圧縮点火機関
展開可能なシーズ 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て、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。
燃料と空気との混合の促進が図れる燃料の微粒化が実現できる。さらに燃料の微粒化が促進、かつ安定した大きな噴霧角度の噴霧が実現できる。エンジンの運転状態に応じて求められる最適な噴霧状態(噴霧特性)が作り出せ、エンジンの燃焼の促進、出力・燃費の向上、燃焼音の低減、NOxや燃料の未燃分(T-TC)や煤(スモーク)などの減少を図ることができる。
用途利用分野 燃料噴射ノズル、ロータリバルブ、ディーゼルエンジン、筒内噴射式ガソリンエンジン
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 広島大学, . 西田 恵哉, . 燃料噴射ノズル. 特開2002-227749. 2002-08-14
  • F02M  61/18     
  • F02M  61/04     
  • F02M  61/10     

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