JP4592577B2 - 水冷式燃料噴射弁 - Google Patents
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図4において、011はノズルチップ01の本体で、該本体011の中心部には図示しない針弁が往復摺動可能に嵌合される針弁穴02が軸線方向に穿孔され、該針弁穴02の底部には該針弁とのシート面08が形成されている。04は該ノズルチップ01の先端部に複数個穿孔された噴孔である。
該ノズルチップ01を冷却するための冷却水は、前記冷却水入口穴06をC1矢印のように流れて水室05に入り、該水室05内を流動することによってノズルチップ01下部の高温部を冷却し、前記冷却水出口穴07をC2矢印のように流れて冷却水出口管に送出される。
前記ノズルチップ下半分側は、該ノズルチップ上半分側の大径部よりも小径の円筒状部とし、且つ該小径の円筒状部外周に該ノズルチップの上部側から先端側に延びる、互いに逆方向に旋回する2条の螺旋状からなる冷却溝を刻設し、一方前記ノズルチップ上半分側の大径部の内部には、冷却水入口通路が軸方向に2個穿孔されると共に前記冷却溝の外周を円筒状のノズルキャップで流体密に覆い、
更に、前記螺旋状の2条の冷却溝の上端部を前記ノズルチップの上部に設けられた前記冷却水入口通路にそれぞれ接続するとともに、前記ノズルチップの先端部側の終端の双方の出口側を逆止弁を備えた冷却水溜めに接続し、該冷却水溜めを介して、前記水をエンジンの燃焼室に噴射する水噴射孔に接続し、前記冷却水入口通路に導入された冷却水を前記螺旋状の冷却溝をノズルチップの先端部側へと流動させてから前記逆止弁を介して前記水噴射孔から燃焼室に噴射するように構成されたことを特徴とする。
さらには、ノズルチップに形成された螺旋状の冷却溝の出口側が通路面積の大きいシリンダカバー内の冷却室に開放されるので、冷却水通路の流動抵抗が小さくなり冷却水の流速が増加して冷却水とノズルチップ壁面間の熱伝達率が上昇することにより、冷却効果が向上する。
図1において、100は燃料噴射弁で、この図ではノズルチップ周りの主要部を示している。1はノズルチップ、2aは該ノズルチップ1の中心部に軸方向に穿孔された針弁穴、2bは該針弁穴2aの底部に形成された円錐状のシート面である。4は該ノズルチップ1の先端部に穿孔された複数の噴孔、11は前記シート面2bと噴孔4との間に形成されたサック部である。
即ち、図示しない燃料通路からの高圧燃料が前記針弁2のシート部1aに作用し、該針弁2が図示しない針弁ばねのばね力に打ち勝って開弁すると、前記高圧燃料がサック部11を通って、複数の噴孔4から燃焼室103内に噴射される。
前記ノズルチップ1の大径部1cの内部には、冷却水入口通路7及び冷却水出口通路8が、前記ノズルチップ1の上部側から軸方向に延びてそれぞれ穿孔されている。
前記ノズルキャップ3の上面と前記ノズルチップ1の大径部1c下面との接合部13は、ろう付けにて接合されている。
これにより、水噴射エンジンの場合の水噴射弁、吸気弁及び排気弁等のような多くの機器、部材が装着される燃料噴射弁100周りのスペースにゆとりができ、これらの機器、部材の配置が容易にできるとともに、配置に自由度を持たせることが可能となる。
この第2実施例においては、往き側冷却溝51,52を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成し、該往き側冷却溝51,52の上端入口を前記ノズルキャップ1の上面の円周方向2箇所に刻設された入口側冷却水溜め91,92にそれぞれ接続し、前記2条の往き側冷却溝51,52の出口側は、該往き側冷却溝51,52の出口端が開口する環状溝21を介して、シリンダカバー101内の冷却室102に連通される冷却水排出孔20に接続されている。
また、前記入口側冷却水溜め91,92は、前記ノズルキャップ1の軸方向に2個穿孔された冷却水入口通路7,71の下端開口部に連通されている。53は前記冷却水入口通路7,71の上端開口部が連通される入口環状溝である。
22,23は前記環状溝21の上下に設けられたシールリングで、耐熱ゴム製Oリング、金属Oリング等の耐熱性を有するOリングで構成されている。
さらには、ノズルチップ1に形成された螺旋状の往き側冷却溝51,52の出口側が通路面積の大きいシリンダカバー101内の冷却室102に開放されるので、冷却水通路の流動抵抗が小さくなり冷却水の流速が増加して冷却水とノズルチップ1の壁面間の熱伝達率が上昇することにより、冷却効果が向上する。
その他の構成は図1に示す第1実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
この第3実施例においては、往き側冷却溝51,52を互いに逆方向に旋回する2条の冷却溝にて構成し、該往き側冷却溝51,52の上端入口を前記ノズルキャップ1の上面の円周方向2箇所に刻設された入口側冷却水溜め91,92にそれぞれ接続し、前記2条の往き側冷却溝51,52の出口側は、該往き側冷却溝51,52の出口端が開口する2つの冷却水溜め40,40を介して、前記燃焼室103に開口する水噴射孔31に接続されている。32は前記冷却水溜め40,40に設けられた逆止弁で、前記燃焼室103側から冷却水溜め40,40及び往き側冷却溝51,52側へのガス流を遮断するものである。
また、前記入口側冷却水溜め91,92は、前記ノズルキャップ1の軸方向に2個穿孔された冷却水入口通路7,71の下端開口部に連通されている。53は前記冷却水入口通路7,71の上端開口部が連通される入口環状溝である。
35は前記電磁弁34を開閉制御する電磁弁コントローラ、36はエンジンのクランク角を検出するクランク角センサ、37はエンジンの負荷(エンジン出力)を検出する負荷センサ、38はエンジンのシリンダ(気筒)の着火順序を検出して発振する気筒識別信号発振器であり、前記クランク角センサ36からのエンジンのクランク角検出信号、負荷センサ37からのエンジン負荷の検出信号、及び気筒識別信号発振器38からのシリンダの着火順序の発振信号は前記電磁弁コントローラ35に入力される。
そして、この冷却水は前記冷却水入口通路7,71をA矢印のように流れて入口側冷却水溜め91,92に入り、該入口側冷却水溜め91,92を経て螺旋状に形成された2条の往き側冷却溝51,52に入り、該往き側冷却溝51,52を旋回しながら下方に流動して高温になっているノズルチップ1の円筒状部1b周辺を冷却してから冷却水溜め40,40に入り、逆止弁32を押し開き、前記水噴射孔31から燃焼室103内に噴射される。
その他の構成は図1に示す第1実施例あるいは図2に示す第2実施例と同様であり、これらと同一の部材は同一の符号で示す。
1b 円筒状部
2 針弁
3 ノズルキャップ
4 噴孔
5,51,52 往き側冷却溝
6 戻り側冷却溝
7 冷却水入口通路
8 冷却水出口通路
9,91,92 入口側冷却水溜め
10 出口側冷却水溜め
12 流体シール部
20 冷却水排出孔
21 環状溝
31 水噴射孔
34 電磁弁
35 電磁弁
40 冷却水溜め
100 燃料噴射弁
101 シリンダカバー
102 冷却室
103 燃焼室
Claims (2)
- 内側に針弁が往復動自在に嵌合されシリンダカバーに固定されるノズルチップに冷却室を形成し、該冷却室に冷却水を供給して該ノズルチップ及びその周辺部材を冷却するように構成された水冷式燃料噴射弁において、
前記ノズルチップ下半分側は、該ノズルチップ上半分側の大径部よりも小径の円筒状部とし、且つ該小径の円筒状部外周に該ノズルチップの上部側から先端側に延びる、互いに逆方向に旋回する2条の螺旋状からなる冷却溝を刻設し、一方前記ノズルチップ上半分側の大径部の内部には、冷却水入口通路が軸方向に2個穿孔されると共に前記冷却溝の外周を円筒状のノズルキャップで流体密に覆い、
更に、前記ノズルチップの先端部側の終端部には前記シリンダカバー内の冷却室に連通される冷却水排出孔を接続し、該冷却水排出孔は前記冷却溝の出口端が開口するシリンダカバー内に設けられた環状溝を介して前記冷却室と接続し、前記冷却水入口通路に導入された冷却水を前記螺旋状の冷却溝をノズルチップの先端部側へと流動させてから前記冷却水排出孔を通して前記シリンダカバー内の冷却室に排出するように構成され、更に、前記2条の冷却溝の双方の入口側を前記ノズルチップの上部に穿孔された2個の前記冷却水入口通路にそれぞれ接続するとともに該冷却溝の双方の出口側を、前記環状溝を介して前記冷却水排出孔に接続したことを特徴とする水冷式燃料噴射弁。 - 内側に針弁が往復動自在に嵌合されシリンダカバーに固定されるノズルチップに冷却室を形成し、該冷却室に冷却水を供給して該ノズルチップ及びその周辺部材を冷却するように構成された水冷式燃料噴射弁において、
前記ノズルチップ下半分側は、該ノズルチップ上半分側の大径部よりも小径の円筒状部とし、且つ該小径の円筒状部外周に該ノズルチップの上部側から先端側に延びる、互いに逆方向に旋回する2条の螺旋状からなる冷却溝を刻設し、一方前記ノズルチップ上半分側の大径部の内部には、冷却水入口通路が軸方向に2個穿孔されると共に前記冷却溝の外周を円筒状のノズルキャップで流体密に覆い、
更に、前記螺旋状の2条の冷却溝の上端部を前記ノズルチップの上部に設けられた前記冷却水入口通路にそれぞれ接続するとともに、前記ノズルチップの先端部側の終端の双方の出口側を逆止弁を備えた冷却水溜めに接続し、該冷却水溜めを介して、前記水をエンジンの燃焼室に噴射する水噴射孔に接続し、前記冷却水入口通路に導入された冷却水を前記螺旋状の冷却溝をノズルチップの先端部側へと流動させてから前記逆止弁を介して前記水噴射孔から燃焼室に噴射するように構成されたことを特徴とする水冷式燃料噴射弁。
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