(57)【要約】【課題】  低圧であっても燃料を正常に噴射させ、燃料の噴射距離を延ばし、噴射燃料の渦流発生部位を大きく、幅広くし、噴射燃料粒子径（ＳＭＡ）を小さくして噴射効率を高め、燃料と空気の混合状態を改善し、燃料を完全燃焼させ、よって空気汚染を防止し、エンジン出力を高める。【解決手段】インジェクター用の噴射ノズル構造であって、電流がコイル１０に印加されると収容部の中央位置に設置されたアーマチャーによってニードル弁３が前進あるいは後退して噴射ノズル口７を開閉する構造であり、前記噴射ノズル口７は楕円形である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクター用の噴射ノズル構造であって、電流がコイルに印加されると収容部の中央位置に設置されたアーマチャーによってニードル弁が前進あるいは後退して噴射ノズル口を開閉する構造であり、前記噴射ノズル口は楕円形であることを特徴とする噴射ノズル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にインジェクターの噴射ノズル構造に関し、特にはインジェクターの楕円形ノズル口を有する噴射ノズル構造に関する。この楕円噴射ノズル口を有した噴射ノズルは低圧下であっても燃料を正常に噴射させ、低圧下で燃料が噴射されたときに渦流を発生させて効率的に燃料を霧化させて燃料の完全燃焼を達成させるものであり、粒子状物質や窒素酸化物等の空気汚染物質の排出を効果的に防止し、エンジン出力を増加させる。
【背景技術】
【０００２】
一般的にディーゼルエンジンは吸気工程、圧縮工程、燃焼行程および排気工程を通じて出力を得る。吸気工程で空気がシリンダ内に導かれる。燃焼室に空気が供給される前に圧縮工程で空気は圧縮され、自身の温度を上昇させる。燃焼行程で燃料が高温の空気内に噴入され、燃焼されてパワーを発生させる。排気工程で排気ガスがシリンダ外に排気される。
【０００３】
図１が示すように、一般的な燃料噴射バルブ１は均等給気圧縮式内燃機関またはスパーク点火式内燃機関の燃料噴射システム用燃料噴射バルブ１の形態ある。この燃料噴射バルブ１は内燃機関の燃焼室内（図示せず）に直接的に燃料を噴射するのに適している。
【０００４】
燃料噴射バルブ１はバルブニードル弁３が内蔵されているノズル本体２を含む。バルブニードル弁３はバルブ閉体４と協調して作動する。バルブ閉体４はバルブシート体５上に設置されたバルブシート面６と共に密閉シートを形成する。
【０００５】
この実施例によれば、燃料噴射バルブ１は内部で開状態である燃料噴射バルブ１であり、噴射ノズル７は燃料噴射バルブ１内に設置される。ノズル本体２はシール部材８を介して磁気コイル１０の外部磁極９に対して密閉されている。
【０００６】
磁気コイル１０はコイル収容部１１内に収容されており、コイルキャリヤ１２に巻き付けられている。コイルキャリヤ１２は磁気コイル１０の内部磁極１３によって支持されている。内部磁極１３と外部磁極９は狭部材２６を挟んで互いに離れており、非鉄磁石結合部材２９を介して互いに連関している。
【０００７】
磁気コイル１０は電気線１９と電気プラグコンタクト１７を流れる電流によって励起される。プラグコンタクト１７は射出成型により製造される内部磁極１３上に形成されるプラスチックカバー部１８で包囲されている。
【０００８】
バルブニードル弁３はディスク形状のバルブニードルガイド１４内に誘導される。そのストロークを調整するために２体の調整ディスク１５が利用される。調整ディスク１５の表面にはアーマチャ２０が設置される。
【０００９】
アーマチャは第１フランジ２１を介してバルブニードル弁３に非ポジティブに連関し、バルブニードル弁２１は溶接継目２２を介して第１フランジ２１に連関する。本発明により燃料噴射バルブ１内でスリーブ２４を経て予備反発力が付与されたリターンバネ２３は第１フランジ２１上で支持されている。
【００１０】
燃料通路３０ａから３０ｃはアーマチャ２０、バルブニードルガイド１４およびノズル本体２内で延びている。燃料は中央燃料供給部材１６を通過して供給され、フィルターエレメント２５で濾過される。
【００１１】
燃料噴射バルブ１は燃料供給通路に対して密閉部材２８を介して密閉されている（図示せず）。さらに、燃料噴射バルブはシリンダヘッドに対して密閉部材２８により密閉されている（図示せず）。
【００１２】
リング形状の緩衝部材３２は弾性材料で製造され、アーマチャ２０の噴射側に設置される。緩衝部材３２は溶接継目３３によってバルブニードル弁３に非ポジティブに連関された第２フランジ３１上に設置されている。
【００１３】
燃料噴射バルブ１が停止されると、リターンバネ２３の反発力はストローク方向と反対方向にてアーマチャ２０に作用する。よって、バルブ閉体４はバルブシート面６の密閉位置に保持される。
【００１４】
磁気コイル１０が励起されると、磁気コイルは磁界を形成する。この磁界はリターンバネ２３の弾性反発力に抗してアーマチャ２０をストローク方向に動かす。その停止位置にてストロークは内部磁極１３とアーマチャ２０との間で提供されるオペレーションギャップ２７でセットされる。
【００１５】
アーマチャ２０はストローク方向でバルブニードル弁３に溶接された第１フランジ２１を移動させる。バルブニードル弁３と連関されたバルブ閉体４はバルブシート面６から上方に移動し、渦流ユニット３６を通じて供給された燃料は噴射ノズル７から噴射される。
【００１６】
コイル電流が接続されると、アーマチャ２０は磁界が充分に減衰した後にリターンバネ２３の反発力によって内部磁極１３から下方に移動する。よって、バルブニードル弁３と連関する第１フランジ２１はストローク方向と反対方向に移動する。
【００１７】
バルブニードル弁３は同一方向に移動するので、バルブ閉体４はバルブシート面６上に設置され、燃料噴射バルブ１は閉鎖される。
【００１８】
背景技術によればシールユニット４０がさらに提供されている。シールユニット４０はガイド体３５、渦流ユニット３６、フランジ４１、および弾性シール体４２を含む。これら部材を図２と図３を利用して詳細に解説する。
【００１９】
図２は背景技術による図１の燃料噴射バルブ１の拡大断面図である。バルブ閉体４、ガイド体３５、渦流ユニット３６、およびシールユニット４０は燃料噴射バルブの噴射側に提供されている。
【００２０】
渦流ユニット３６はバルブシート面６の上流側に位置し、バルブシート面はバルブシート体５上に設置される。渦流ユニット３６は渦流ディスク３８とディスクの燃料通路（図示せず）とを含み、接線部材を有しており、渦流通路３７と連通する。燃料は渦流ディスク３８に導き入れられる前に燃料通路３０ｃを通り、フランジ４１、弾性シール体４２、およびガイド体３５を通過する。
【００２１】
燃料が渦流ディスク３８を通過した後に、燃料は渦流室３７に流入し、バルブニードル軸４３の接線方向で延びるコンポーネントに沿って渦流を形成する。最後に、燃料は噴射ノズル７のノズル口を通って燃焼室（図示せず）内に噴射される。
【００２２】
上述のように、インジェクターの従来噴射ノズルで燃料を噴射するには高圧が必要である。さらに、図２で示すような円形噴射ノズルで燃料が噴射されると燃料の噴射長は図４、図５および図６で示すように短い。加えて、燃料は一時的に塊体となってから噴射され、渦流発生部位は限定される。よって噴射粒子径（ＳＭＡ）は大きいままであり、噴射効率は悪く、不完全燃焼となり、空気汚染が発生し、エンジンの出力は低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従って、本発明は従来技術の前記弱点を改善するものであり、本発明の目的はインジェクター用噴射ノズル構造を改良し、低圧であっても燃料を正常に噴射させ、燃料の噴射距離を延ばし、噴射燃料の渦流発生部位を大きく、幅広くし、噴射燃料粒子径（ＳＭＡ）を小さくして噴射効率を高め、燃料と空気の混合状態を改善し、燃料を完全燃焼させ、よって空気汚染を防止し、エンジン出力を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の目的を達成するため、本発明はインジェクター用の特殊噴射ノズル構造を提供する。この噴射ノズル構造では収容部内に収容されたニードル弁が上下等で前進後退し、ニードル弁の下端（１端）が噴射ノズルのノズル口を開閉し、燃料ポンプから供給される燃料を燃焼室内に噴射する。この噴射ノズルの特徴はノズル口形状が楕円形となっていることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図７はインジェクター用である本発明の楕円形ノズル口を有した噴射ノズル形状を示す底面図である。図８は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す写真である。図９は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す拡大正面図である。図１０は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す拡大側面図である。図１１は従来型の噴射ノズルからの噴射燃料を測定したグラフである。図１２は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料を測定したグラフである。
【００２６】
以下において本発明の好適実施例を添付図面を利用して詳細に説明する。本発明によれば、噴射ノズル口７は図７で示すように楕円形である。よって、燃料が楕円形噴射ノズル口７を通じて噴射されると図８で示すように噴射幅は広くなる。
【００２７】
図９と図１０は本発明の噴射ノズルからの噴射された燃料の形状を正面図と側面図で図示している。従来型の円形噴射ノズル口７（図３）から燃料が噴射されると噴射燃料の噴射長は短く、図５と図６で示すように一部が高密度となり塊形状となる。一方、本発明の楕円噴射ノズル口７（図７）から燃料が噴射されると噴射燃料の噴射長は長くなり、前方範囲と側方範囲は大きくなる。すなわち本発明の楕円噴射ノズル口は燃料を前方直線方向のみならず、噴射燃料の幅方向にも広げる。よって空気に対する燃料の混合比が改善され、燃料の燃焼効率は増加する。従って燃料噴射条件を正確に制御できる。
【００２８】
このような効果は図８ａと図８ｂのグラフから理解できるであろう。これらは８０ＭＰａの圧力下における噴射物質の噴射角度と最大噴射幅の変動を示している。これらグラフによれば噴射幅の増加は当初は緩やかである。なぜなら燃料霧化が充分には進行していないからであり、液体燃料は直線状に放出される。しかし時間が経つにつれて噴射角は狭まり、噴射幅は１点で急増する。なぜならモーメントが噴射物質周囲に移動し、霧化が大規模に発生するからである。
【００２９】
噴射幅のそのような急増は噴射角を増加させる。噴射物質の中央部はモーメントの交換に影響を受け、細くなる。噴射幅の急増後、噴射物質周囲に存在する噴射滴は緩やかに広がる。この拡張は噴射物質の先端部の前進力や噴射角の変化とは無関係に起きる。これは噴射物質の先端部の前進力と拡張力との間のバランスにより決定される。噴射物質幅の急増直後に噴射物質の先端部はモーメントを失い、前進速度は遅くなる。
【００３０】
噴射物質角と噴射物質幅の変化は楕円噴射ノズル口形状の長径と短径とで異なる。楕円噴射ノズル口の短径に関連する変化は当初段階から発生する。この変化は噴射ノズル口の長径に関連する変化よりも緩やかである。
【００３１】
［産業利用性］
上述のように本発明はインジェクター用の楕円噴射ノズル口を有した噴射ノズル構造を提供する。この構造によって燃料は低圧下であっても正常に噴射され、噴射燃料長は長く、噴射燃料の渦流発生部は大きくて幅広く、噴射物質粒子径（ＳＭＡ）は小さく、噴射効率は高く、空気と燃料の混合比は改善され、燃料は完全燃焼し、よって空気汚染が効果的に防止され、エンジン出力が向上し、燃料噴射条件の正確な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は一般的なインジェクターの構造を示す断面図である。
【図２】図２は従来型インジェクターの噴射ノズルの構造を示す断面図である。
【図３】図３はインジェクター用である従来型の円形ノズル口を有した噴射ノズルを示す底面図である。
【図４】図４は従来型噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す写真である。
【図５】図５は従来型噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す拡大正面図である。
【図６】図６は従来型噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す拡大側面図である。
【図７】図７はインジェクター用である本発明の楕円形ノズル口を有した噴射ノズル形状を示す底面図である。
【図８】図８は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す写真である。
【図９】図９は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す拡大正面図である。
【図１０】図１０は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料形状を示す拡大側面図である。
【図１１】図１１は従来型の噴射ノズルからの噴射燃料を測定したグラフである。
【図１２】図１２は本発明の噴射ノズルからの噴射燃料を測定したグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
３  ニードル弁
７  噴射ノズル口
１０  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009511816.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009511816.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2009511816.tif 000013
【図１２】
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【国際調査報告】
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