JP2000064927A - 燃料噴射ノズル - Google Patents
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 噴射工程終了後に燃料が燃料室内へ更に滴下
することを防止する。 【解決手段】第１の圧力室６とノズルホール３１との間
に第２の圧力室を配置する。第２の弁座１１と協働して
第２の圧力室９からノズルホール３１へ至る通路を開閉
する第２のノズルニードル１０を設ける。
することを防止する。 【解決手段】第１の圧力室６とノズルホール３１との間
に第２の圧力室を配置する。第２の弁座１１と協働して
第２の圧力室９からノズルホール３１へ至る通路を開閉
する第２のノズルニードル１０を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル本体及び該
ノズル本体と接合してなるノズルヘッドからなり、該ノ
ズルヘッドが少なくとも一のノズルホールを有してな
り、該ノズルホールを介して燃料が燃焼室内へ流入する
ものであり、更にノズル本体内部に第１の圧力室を設け
てなり、また該第１の圧力室に通ずる燃料供給路を設け
てなり、燃料を第１の圧力室からノズルホールへ流動せ
しめるために第１の圧力室とノズルホールとを連絡する
少なくとも一の連絡路を設けてなり、更にノズル本体内
部に配置されてなる第１のノズルニードルを構成要素と
し、該第１のノズルニードルは第１の弁座と協働して、
第１の圧力室から連絡路へ至る通路を開閉するものであ
るディーゼル機関用燃料噴射ノズルに関する。特に本発
明は、船の推進等に利用される２サイクル大型ディーゼ
ル機関用の燃料噴射ノズルに関する。
ノズル本体と接合してなるノズルヘッドからなり、該ノ
ズルヘッドが少なくとも一のノズルホールを有してな
り、該ノズルホールを介して燃料が燃焼室内へ流入する
ものであり、更にノズル本体内部に第１の圧力室を設け
てなり、また該第１の圧力室に通ずる燃料供給路を設け
てなり、燃料を第１の圧力室からノズルホールへ流動せ
しめるために第１の圧力室とノズルホールとを連絡する
少なくとも一の連絡路を設けてなり、更にノズル本体内
部に配置されてなる第１のノズルニードルを構成要素と
し、該第１のノズルニードルは第１の弁座と協働して、
第１の圧力室から連絡路へ至る通路を開閉するものであ
るディーゼル機関用燃料噴射ノズルに関する。特に本発
明は、船の推進等に利用される２サイクル大型ディーゼ
ル機関用の燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】２サイクル原理に従う船のエンジン等の
大型ディーゼル機関においては、一般に燃料噴射ノズル
の弁座は、燃料をシリンダ燃焼室内に流動せしめるノズ
ルホールから比較的離れた位置に設けられる。これは幾
つかの理由によるものである。一つには、弁座は、噴射
時の高圧に起因する加圧応力に耐えうるように、十分堅
固に支持される必要があるためである。そのため、比較
的大きな空間を要する機械的に堅牢な配置が要求され
る。しかしながら、一般に一つのシリンダにつき多数の
噴射ノズルが設けられるので、空間的な理由から、燃焼
室に隣接配置される噴射ノズル領域を機械的に十分堅牢
に設計することは少なくとも困難となる。また一つに
は、２サイクルディーゼル機関においてシリンダヘッド
は通常肉厚なものであるので、前記噴射ノズル領域は殆
ど冷却されず、その結果、前記領域は作動時において非
常な高温に晒される。前記の如く高温に晒されることに
より、しばしば弁座の機能に支障が出る。また同様の理
由により、弁座は通常、燃焼熱の影響を受けない程度に
ノズルホールから離れた位置に配される。
大型ディーゼル機関においては、一般に燃料噴射ノズル
の弁座は、燃料をシリンダ燃焼室内に流動せしめるノズ
ルホールから比較的離れた位置に設けられる。これは幾
つかの理由によるものである。一つには、弁座は、噴射
時の高圧に起因する加圧応力に耐えうるように、十分堅
固に支持される必要があるためである。そのため、比較
的大きな空間を要する機械的に堅牢な配置が要求され
る。しかしながら、一般に一つのシリンダにつき多数の
噴射ノズルが設けられるので、空間的な理由から、燃焼
室に隣接配置される噴射ノズル領域を機械的に十分堅牢
に設計することは少なくとも困難となる。また一つに
は、２サイクルディーゼル機関においてシリンダヘッド
は通常肉厚なものであるので、前記噴射ノズル領域は殆
ど冷却されず、その結果、前記領域は作動時において非
常な高温に晒される。前記の如く高温に晒されることに
より、しばしば弁座の機能に支障が出る。また同様の理
由により、弁座は通常、燃焼熱の影響を受けない程度に
ノズルホールから離れた位置に配される。
【０００３】しかしながら、弁座とノズルホールとの空
間的な隔たりは、例えば欧州特許出願公告０７４４００
７号にも記載される問題を包含するものである。燃料噴
射の終了時において、ノズルニードルは弁座に圧接さ
れ、その結果、弁座とノズルホールとの間の下方領域に
ある燃料が供給圧による負荷を受けない状態となる。従
って、燃料噴射終了後において、この領域の燃料は不完
全な噴霧状態で、ノズルホールを介して、燃焼室内へ進
入しうるが、燃焼室内で僅かに燃焼するか、全く燃焼し
ないものである。その結果、排気ガスの二次汚染、並び
に不完全燃焼した燃料の燃焼室全体及び排気ガス導出部
材全体への付着が誘発される。
間的な隔たりは、例えば欧州特許出願公告０７４４００
７号にも記載される問題を包含するものである。燃料噴
射の終了時において、ノズルニードルは弁座に圧接さ
れ、その結果、弁座とノズルホールとの間の下方領域に
ある燃料が供給圧による負荷を受けない状態となる。従
って、燃料噴射終了後において、この領域の燃料は不完
全な噴霧状態で、ノズルホールを介して、燃焼室内へ進
入しうるが、燃焼室内で僅かに燃焼するか、全く燃焼し
ないものである。その結果、排気ガスの二次汚染、並び
に不完全燃焼した燃料の燃焼室全体及び排気ガス導出部
材全体への付着が誘発される。
【０００４】上記問題を解決するために、欧州特許出願
公告０７４４００７号において、主弁座をシリンダヘッ
ドの冷却領域内に配してなる噴射弁が提唱されている。
滑り弁は、主弁座と協働する弁体を有する上部領域と、
弁の非冷却領域内に配される補助閉鎖要素を有する下部
領域とを有してなる。補助閉鎖要素は、滑り弁が閉鎖状
態にあるとき、ノズルホール真上に位置する燃料通路を
閉鎖しうるように設計される。ここで滑り弁の閉鎖状態
とは、滑り弁の弁体が主弁座と密着圧接した状態を意味
する。補助閉鎖要素を具有する滑り弁下部領域は、上部
領域の剛直延長部であるか、滑り弁上部領域にねじ止め
される独立要素である。滑り弁を持ち上げることによ
り、主弁座が解放されると、滑り弁における上部領域と
下部領域との機械的係合により補助閉鎖要素も同様に上
方へ移動し、その結果ノズルホールへ至る通路が開放さ
れる。
公告０７４４００７号において、主弁座をシリンダヘッ
ドの冷却領域内に配してなる噴射弁が提唱されている。
滑り弁は、主弁座と協働する弁体を有する上部領域と、
弁の非冷却領域内に配される補助閉鎖要素を有する下部
領域とを有してなる。補助閉鎖要素は、滑り弁が閉鎖状
態にあるとき、ノズルホール真上に位置する燃料通路を
閉鎖しうるように設計される。ここで滑り弁の閉鎖状態
とは、滑り弁の弁体が主弁座と密着圧接した状態を意味
する。補助閉鎖要素を具有する滑り弁下部領域は、上部
領域の剛直延長部であるか、滑り弁上部領域にねじ止め
される独立要素である。滑り弁を持ち上げることによ
り、主弁座が解放されると、滑り弁における上部領域と
下部領域との機械的係合により補助閉鎖要素も同様に上
方へ移動し、その結果ノズルホールへ至る通路が開放さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、高い信頼度で作動し、且つ、噴射工程終了後に、燃
料が燃料室内へ更に滴下することを効果的に防止しうる
新規な燃料噴射ノズルを提唱することにある。
は、高い信頼度で作動し、且つ、噴射工程終了後に、燃
料が燃料室内へ更に滴下することを効果的に防止しうる
新規な燃料噴射ノズルを提唱することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する燃料
噴射ノズルは、請求項１に記載の特徴を有するものであ
る。即ち、本発明において燃料噴射ノズルは、ディーゼ
ル機関、とりわけ２サイクル大型ディーゼル機関用に提
唱され、ノズル本体、及びノズル本体と接合してなるノ
ズルヘッドを有してなり、該ノズルヘッドは燃焼室内へ
燃料を誘導する少なくとも一つのノズルホールを有して
なる。更に本発明による燃料噴射ノズルは、ノズル本体
内部に第１の圧力室、第１の圧力室へ通じる燃料供給
路、燃料が第１の圧力室からノズルホールへ進行しうる
ように第１の圧力室とノズルホールとを連絡する少なく
とも一つの連絡路、並びに、ノズル本体内部に配され、
第１の弁座と協働して第１の圧力室から前記連絡路へ至
る通路を開閉する第１のノズルニードルを有してなる。
第２の圧力室が、第１の圧力室とノズルホールとの間に
配され、第２の弁座と協働して第２の圧力室からノズル
ホールへ至る通路を開閉する第２のノズルニードルが設
けられる。
噴射ノズルは、請求項１に記載の特徴を有するものであ
る。即ち、本発明において燃料噴射ノズルは、ディーゼ
ル機関、とりわけ２サイクル大型ディーゼル機関用に提
唱され、ノズル本体、及びノズル本体と接合してなるノ
ズルヘッドを有してなり、該ノズルヘッドは燃焼室内へ
燃料を誘導する少なくとも一つのノズルホールを有して
なる。更に本発明による燃料噴射ノズルは、ノズル本体
内部に第１の圧力室、第１の圧力室へ通じる燃料供給
路、燃料が第１の圧力室からノズルホールへ進行しうる
ように第１の圧力室とノズルホールとを連絡する少なく
とも一つの連絡路、並びに、ノズル本体内部に配され、
第１の弁座と協働して第１の圧力室から前記連絡路へ至
る通路を開閉する第１のノズルニードルを有してなる。
第２の圧力室が、第１の圧力室とノズルホールとの間に
配され、第２の弁座と協働して第２の圧力室からノズル
ホールへ至る通路を開閉する第２のノズルニードルが設
けられる。
【０００７】上記の如く、本発明による噴射ノズルは各
々弁座と協働する二つのノズルニードルを有してなり、
第２の弁座は第１の弁座の下方、即ち第１の弁座とノズ
ルホールとの間に配されてなる。この構成により、第１
の弁座において燃料通路を閉鎖することに加えて、噴射
工程終了時において第１の弁座の下方においても、第２
の弁座及び第２のノズルニードルにより燃料通路が閉鎖
されるものであり、その結果、第１の弁座と第２の弁座
との間に存在する燃料が燃焼室内へ滴下することが効果
的に防止される。
々弁座と協働する二つのノズルニードルを有してなり、
第２の弁座は第１の弁座の下方、即ち第１の弁座とノズ
ルホールとの間に配されてなる。この構成により、第１
の弁座において燃料通路を閉鎖することに加えて、噴射
工程終了時において第１の弁座の下方においても、第２
の弁座及び第２のノズルニードルにより燃料通路が閉鎖
されるものであり、その結果、第１の弁座と第２の弁座
との間に存在する燃料が燃焼室内へ滴下することが効果
的に防止される。
【０００８】好ましくは第２の弁座はノズルヘッド内、
とりわけノズル本体と接面するノズルヘッド端部よりも
ノズルホール寄りに配置されるものであり、即ち第２の
弁座はノズルホールの極近傍に配置されるものである。
この構成により、第２の弁座とノズルホールと間の容積
は著しく小さいものとなるので、第２の弁座において通
路が閉鎖されると、残存燃料が燃焼室内へ更に滴下する
ことなく、実質直ちに噴射工程が終了する。
とりわけノズル本体と接面するノズルヘッド端部よりも
ノズルホール寄りに配置されるものであり、即ち第２の
弁座はノズルホールの極近傍に配置されるものである。
この構成により、第２の弁座とノズルホールと間の容積
は著しく小さいものとなるので、第２の弁座において通
路が閉鎖されると、残存燃料が燃焼室内へ更に滴下する
ことなく、実質直ちに噴射工程が終了する。
【０００９】好ましくは第１の及び第２のノズルニード
ルは、相互に機械的に分離してなる。従って、第２のノ
ズルニードルに与える開放圧力及び閉鎖圧力各々を、第
１のノズルニードル又はその動きと実質独立に所望の値
に設定することが可能である。
ルは、相互に機械的に分離してなる。従って、第２のノ
ズルニードルに与える開放圧力及び閉鎖圧力各々を、第
１のノズルニードル又はその動きと実質独立に所望の値
に設定することが可能である。
【００１０】また、第２のノズルニードルを油圧作動可
能に設計し配置することも、構成が顕著に単純化され、
また単純な構成に起因して作動方式の信頼度も向上する
ので有利である。
能に設計し配置することも、構成が顕著に単純化され、
また単純な構成に起因して作動方式の信頼度も向上する
ので有利である。
【００１１】本発明による燃料噴射ノズルは、ディーゼ
ル機関、とりわけ造船分野等に使用される２サイクル大
型ディーゼル機関に好適である。本発明による燃料噴射
ノズルに係る他の有利な構成及び好適な態様は、従属請
求項に帰する。
ル機関、とりわけ造船分野等に使用される２サイクル大
型ディーゼル機関に好適である。本発明による燃料噴射
ノズルに係る他の有利な構成及び好適な態様は、従属請
求項に帰する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による燃料噴射ノ
ズルの第１実施形態において、符号１で示され、本発明
の理解に必須の要素を示す断面図である。請求項１の前
文に記載される種の燃料噴射ノズルを構成する他の要素
は、それ自体公知であり、ここでは図面の明瞭さを保つ
ために図示しない。燃料噴射ノズル１は、船のエンジン
等の２サイクル大型ディーゼル機関のシリンダヘッド内
へ設置されるものとして設計されてなる。設置された状
態において、図示の燃料噴射ノズル１の下端は、ディー
ゼル機関のシリンダ燃焼室内へ突出してなる。
ズルの第１実施形態において、符号１で示され、本発明
の理解に必須の要素を示す断面図である。請求項１の前
文に記載される種の燃料噴射ノズルを構成する他の要素
は、それ自体公知であり、ここでは図面の明瞭さを保つ
ために図示しない。燃料噴射ノズル１は、船のエンジン
等の２サイクル大型ディーゼル機関のシリンダヘッド内
へ設置されるものとして設計されてなる。設置された状
態において、図示の燃料噴射ノズル１の下端は、ディー
ゼル機関のシリンダ燃焼室内へ突出してなる。
【００１３】以下に使用される方向を表わす用語、例え
ば「上、下、上方、下方」等は、常に図１、図２又は図
３に関わるものであり、方向を限定するものではなく、
単に図面における例示的な性質のものとして理解される
べきである。
ば「上、下、上方、下方」等は、常に図１、図２又は図
３に関わるものであり、方向を限定するものではなく、
単に図面における例示的な性質のものとして理解される
べきである。
【００１４】燃料噴射ノズル１は、ノズル本体１、及び
ノズル本体と接合してなるノズルヘッドからなる。ここ
に記載の実施形態において、前記接合は、燃料噴射ノズ
ル１の縦軸Ａに向って下部が傾斜してなるテーパを有す
るホルダスリーブ４によりなされる。ホルダスリーブ４
は、ねじ式口金５及び止め輪等の弾性要素４５によりノ
ズル本体２に固定される。ノズルヘッド３は、ホルダス
リーブ４のテーパ部により保持される。その下端領域に
おいて、ノズルヘッド３は少なくとも一つ、典型例とし
ては五つのノズルホール３１を有してなり、このノズル
ホールを介して燃料が燃焼室内へ進入する。
ノズル本体と接合してなるノズルヘッドからなる。ここ
に記載の実施形態において、前記接合は、燃料噴射ノズ
ル１の縦軸Ａに向って下部が傾斜してなるテーパを有す
るホルダスリーブ４によりなされる。ホルダスリーブ４
は、ねじ式口金５及び止め輪等の弾性要素４５によりノ
ズル本体２に固定される。ノズルヘッド３は、ホルダス
リーブ４のテーパ部により保持される。その下端領域に
おいて、ノズルヘッド３は少なくとも一つ、典型例とし
ては五つのノズルホール３１を有してなり、このノズル
ホールを介して燃料が燃焼室内へ進入する。
【００１５】燃料供給路１２と通じる第１の圧力室６が
ノズル本体２内部に設けられてなる。第１の圧力室６
は、主弁座として機能する第１の弁座８によって軸方向
の境界が定められてなる。更に、縦軸Ａとほぼ平行に伸
展し、且つ、第１の弁座８と協働する第１のノズルニー
ドル７が、ノズル本体２内部に配されてなる。図１に示
される閉鎖状態において、第１のノズルニードル７の頂
部は第１の弁座８と圧接しており、従って第１の弁座８
において通路が閉鎖されている。第１のノズルニードル
７は、それ自体公知の方法で、例えばタペット１４及び
タペット板１５を介して圧縮ばね１６によりばね荷重を
受けて付勢され第１の弁座８に対して押圧される。
ノズル本体２内部に設けられてなる。第１の圧力室６
は、主弁座として機能する第１の弁座８によって軸方向
の境界が定められてなる。更に、縦軸Ａとほぼ平行に伸
展し、且つ、第１の弁座８と協働する第１のノズルニー
ドル７が、ノズル本体２内部に配されてなる。図１に示
される閉鎖状態において、第１のノズルニードル７の頂
部は第１の弁座８と圧接しており、従って第１の弁座８
において通路が閉鎖されている。第１のノズルニードル
７は、それ自体公知の方法で、例えばタペット１４及び
タペット板１５を介して圧縮ばね１６によりばね荷重を
受けて付勢され第１の弁座８に対して押圧される。
【００１６】補助弁座として機能する第２の弁座１１に
より軸方向の境界が定められる第２の圧力室９がノズル
ヘッド３内に設けられてなる。第２の弁座１１下方のめ
くら穴容積２０が小さいものとなるように、好ましくは
第２の弁座１１は、ノズルホール３１の真上に配置され
る。更にノズルヘッド３は、第２の弁座１１と協働する
第２のノズルニードル１０を設けてなり、この第２のノ
ズルニードル１０もまた縦軸Ａと平行に伸展してなる。
好ましくは第２のノズルニードル１０は、油圧作動可能
に設計されてなる。従って、第２のノズルニードル１０
は、一例として、第２の圧力室９の軸方向上方の境界を
定めるヘッド１０ａを有してなる。シャフト１０ｂは、
ヘッド１０ａの下方で該ヘッド１０ａと相接し、第２の
圧力室９からノズルホール３１へ至る通路を開放又は閉
鎖（図１に図示の状態）するように第２の弁座１１と協
働する。
より軸方向の境界が定められる第２の圧力室９がノズル
ヘッド３内に設けられてなる。第２の弁座１１下方のめ
くら穴容積２０が小さいものとなるように、好ましくは
第２の弁座１１は、ノズルホール３１の真上に配置され
る。更にノズルヘッド３は、第２の弁座１１と協働する
第２のノズルニードル１０を設けてなり、この第２のノ
ズルニードル１０もまた縦軸Ａと平行に伸展してなる。
好ましくは第２のノズルニードル１０は、油圧作動可能
に設計されてなる。従って、第２のノズルニードル１０
は、一例として、第２の圧力室９の軸方向上方の境界を
定めるヘッド１０ａを有してなる。シャフト１０ｂは、
ヘッド１０ａの下方で該ヘッド１０ａと相接し、第２の
圧力室９からノズルホール３１へ至る通路を開放又は閉
鎖（図１に図示の状態）するように第２の弁座１１と協
働する。
【００１７】第２のノズルニードル１０は、第２の弁座
１１へ向って付勢されて同便座１１に押圧される。この
実施形態において、付勢押圧手段は、その一端がノズル
本体２内部に支持されてなり、そのもう一方の端部にお
いて第２のノズルニードル１０、即ち、第２の圧力室９
と接面する側と反対側の第２のノズルニードル１０のヘ
ッド１０ａ端面に作用するばね２１からなる。ばね２１
は、ノズル本体２内部に切欠部として設けられたばね室
２２内に配置される。ばねの力を第２のノズルニードル
１０へ与えるために、座金２３がばね２１とばね室２２
上端との間に配置される。この構成により、第２の弁座
１１における、通路を開放又は閉鎖する圧力を、制御さ
れた方法で所望の値に調節することが可能となる。当然
に、ばね２１により生ずる付勢力を正確に調節するため
に、他の手段を設けることも可能である。
１１へ向って付勢されて同便座１１に押圧される。この
実施形態において、付勢押圧手段は、その一端がノズル
本体２内部に支持されてなり、そのもう一方の端部にお
いて第２のノズルニードル１０、即ち、第２の圧力室９
と接面する側と反対側の第２のノズルニードル１０のヘ
ッド１０ａ端面に作用するばね２１からなる。ばね２１
は、ノズル本体２内部に切欠部として設けられたばね室
２２内に配置される。ばねの力を第２のノズルニードル
１０へ与えるために、座金２３がばね２１とばね室２２
上端との間に配置される。この構成により、第２の弁座
１１における、通路を開放又は閉鎖する圧力を、制御さ
れた方法で所望の値に調節することが可能となる。当然
に、ばね２１により生ずる付勢力を正確に調節するため
に、他の手段を設けることも可能である。
【００１８】更に、ばね室２２と通じる排出路２４を設
けることも有利である。即ち、排出路を設けることによ
り、作動中ばね室２２内へ燃料が侵入した場合に、燃料
をばね室２２から排出することが可能となる。
けることも有利である。即ち、排出路を設けることによ
り、作動中ばね室２２内へ燃料が侵入した場合に、燃料
をばね室２２から排出することが可能となる。
【００１９】第１の圧力室６とノズルホール３１とを連
絡する少なくとも一つの連絡路１３を設けることによ
り、第１の圧力室６からノズルホール３１への燃料移動
が可能となる。ここで記載される実施形態において、該
通路は、第１の圧力室６から第１の弁座８を通って縦軸
Ａ沿いに伸展する穴１３ａとして設けられる。第１の弁
座８下方で穴１３ａは分岐して二つの連絡路１３とな
る。二つの連絡路１３各々は、まず外向きに傾斜、即ち
縦軸Ａから遠ざかる方向に伸展し、次いで縦軸Ａと平行
に伸展し、最後は内向きに傾斜、即ち縦軸Ａに向う方向
に伸展し、第２の圧力室９へ至るものである。
絡する少なくとも一つの連絡路１３を設けることによ
り、第１の圧力室６からノズルホール３１への燃料移動
が可能となる。ここで記載される実施形態において、該
通路は、第１の圧力室６から第１の弁座８を通って縦軸
Ａ沿いに伸展する穴１３ａとして設けられる。第１の弁
座８下方で穴１３ａは分岐して二つの連絡路１３とな
る。二つの連絡路１３各々は、まず外向きに傾斜、即ち
縦軸Ａから遠ざかる方向に伸展し、次いで縦軸Ａと平行
に伸展し、最後は内向きに傾斜、即ち縦軸Ａに向う方向
に伸展し、第２の圧力室９へ至るものである。
【００２０】作動状態について言及すると、燃料噴射ノ
ズル１は以下の如く作動する。例えば、燃料は、非図示
の噴射ポンプにより、供給路１２を通って第１の圧力室
６内に誘導され、第１の圧力室で第１のノズルニードル
７に油圧が負荷される。第１の圧力室６内の燃料圧が圧
縮ばね１６により生ずる付勢力よりも大きくなると、第
１のノズルニードル７が持ち上げられ、第１の弁座８に
おいて通路が開放される。燃料は、連絡路１３を通って
第２の圧力室９内へ流入し、第２の圧力室で第２のノズ
ルニードル１０に油圧が負荷される。第２の圧力室９内
の燃料圧がばね２１により生ずる付勢力よりも大きくな
ると直ちに、第２のノズルニードル１０が第２の弁座１
１から持ち上げられ、ノズルホール３１へ至る通路が開
放され、その結果、噴射工程が開始、即ちノズルホール
３１を介して燃料がシリンダ燃焼室内へ進入する。噴射
終了時、第１の圧力室６内の燃料圧は低下する。該燃料
圧が、圧縮ばね１６により生ずる付勢力よりも小さくな
ると直ちに、第１のノズルニードル７が第１の弁座８に
押入され、第１の圧力室６から連絡路１３へ至る通路は
閉鎖される。このとき、ばね２１が第２のノズルニード
ル１０を第２の弁座１１に圧接せしめる程度に第２の圧
力室９内の燃料圧が低下するまで、噴射は継続する。第
２の弁座１１における通路が閉鎖されることによって、
噴射工程が終了する。第２の弁座１１下方のめくら穴容
積２０は無視しうる程度に小さいものであるので、実際
上は噴射工程終了後に燃料が燃焼室内へ滴下することは
ない。
ズル１は以下の如く作動する。例えば、燃料は、非図示
の噴射ポンプにより、供給路１２を通って第１の圧力室
６内に誘導され、第１の圧力室で第１のノズルニードル
７に油圧が負荷される。第１の圧力室６内の燃料圧が圧
縮ばね１６により生ずる付勢力よりも大きくなると、第
１のノズルニードル７が持ち上げられ、第１の弁座８に
おいて通路が開放される。燃料は、連絡路１３を通って
第２の圧力室９内へ流入し、第２の圧力室で第２のノズ
ルニードル１０に油圧が負荷される。第２の圧力室９内
の燃料圧がばね２１により生ずる付勢力よりも大きくな
ると直ちに、第２のノズルニードル１０が第２の弁座１
１から持ち上げられ、ノズルホール３１へ至る通路が開
放され、その結果、噴射工程が開始、即ちノズルホール
３１を介して燃料がシリンダ燃焼室内へ進入する。噴射
終了時、第１の圧力室６内の燃料圧は低下する。該燃料
圧が、圧縮ばね１６により生ずる付勢力よりも小さくな
ると直ちに、第１のノズルニードル７が第１の弁座８に
押入され、第１の圧力室６から連絡路１３へ至る通路は
閉鎖される。このとき、ばね２１が第２のノズルニード
ル１０を第２の弁座１１に圧接せしめる程度に第２の圧
力室９内の燃料圧が低下するまで、噴射は継続する。第
２の弁座１１における通路が閉鎖されることによって、
噴射工程が終了する。第２の弁座１１下方のめくら穴容
積２０は無視しうる程度に小さいものであるので、実際
上は噴射工程終了後に燃料が燃焼室内へ滴下することは
ない。
【００２１】ここに記載の第１実施形態において、第２
のノズルニードル１０は、ばね２１を介してノズル本体
２内部に支持されるものであり、従って、第１のノズル
ニードル７とは機械的に分離してなるものである。二つ
のノズルニードル７、１０に係るこの機械的な分離は、
とりわけ、開放圧力又は閉鎖圧力、即ち第２のノズルニ
ードル１０の上昇又は下降により第２の弁座１１におい
て通路が開放又は閉鎖されるときの第２の圧力室９内の
燃料圧を、第１のノズルニードル７と実質独立に調節し
うるという利点を有する。このような調節は、例えば座
金２３の大きさを適宜調整することにより、ばね２１に
より生ずる付勢力を介してなされる。第２の弁座１１に
関して開放又は閉鎖圧力を調節しうることにより、燃料
が常に理想的な噴射圧で燃焼室内に導入されることが保
証され、その結果、ディーゼル機関を経済的、省資源
的、効率的に作動させることが可能となる。噴射開始直
後、第１の弁座８において通路は既に開放しているが、
第２の弁座１１において通路は未だ閉鎖しており、燃料
圧はまず第２の圧力室９内において、効率的な噴射に十
分な値となるまで上昇する。第２のノズルニードル１０
が第２の弁座１１において通路を開放して初めて、噴射
が開始される。噴射工程終了時において、第２の圧力室
９内の燃料圧が閉鎖圧力以下に低下すると直ちに、第２
の弁座１１において通路が実質直ちに閉鎖されるので、
実際上燃料が燃焼室内へ更に侵入することはない。
のノズルニードル１０は、ばね２１を介してノズル本体
２内部に支持されるものであり、従って、第１のノズル
ニードル７とは機械的に分離してなるものである。二つ
のノズルニードル７、１０に係るこの機械的な分離は、
とりわけ、開放圧力又は閉鎖圧力、即ち第２のノズルニ
ードル１０の上昇又は下降により第２の弁座１１におい
て通路が開放又は閉鎖されるときの第２の圧力室９内の
燃料圧を、第１のノズルニードル７と実質独立に調節し
うるという利点を有する。このような調節は、例えば座
金２３の大きさを適宜調整することにより、ばね２１に
より生ずる付勢力を介してなされる。第２の弁座１１に
関して開放又は閉鎖圧力を調節しうることにより、燃料
が常に理想的な噴射圧で燃焼室内に導入されることが保
証され、その結果、ディーゼル機関を経済的、省資源
的、効率的に作動させることが可能となる。噴射開始直
後、第１の弁座８において通路は既に開放しているが、
第２の弁座１１において通路は未だ閉鎖しており、燃料
圧はまず第２の圧力室９内において、効率的な噴射に十
分な値となるまで上昇する。第２のノズルニードル１０
が第２の弁座１１において通路を開放して初めて、噴射
が開始される。噴射工程終了時において、第２の圧力室
９内の燃料圧が閉鎖圧力以下に低下すると直ちに、第２
の弁座１１において通路が実質直ちに閉鎖されるので、
実際上燃料が燃焼室内へ更に侵入することはない。
【００２２】第２のノズルニードル１０を油圧作動式と
することは、とりわけ構造が単純化されることに加え
て、燃料噴射ノズルに関し信頼度の高い動作が可能とな
るので有利である。
することは、とりわけ構造が単純化されることに加え
て、燃料噴射ノズルに関し信頼度の高い動作が可能とな
るので有利である。
【００２３】ここで記載される実施形態において、第２
のノズルニードル１０はノズルヘッド３内に収容されて
なる。更にノズルヘッド３は交換可能な単体として設計
及び配置されるものである。ホルダスリーブ４及びねじ
式口金５を介するノズルヘッド３とノズル本体２との単
純な接合方式によれば、多大な労力を必要とせずにノズ
ルヘッド３をノズル本体２から分離し、新しいものと交
換することが可能である。このことは、作動中にノズル
ヘッド３が非常に大きな応力、とりわけ腐食を誘発する
ような熱応力を受け、その結果、寿命を短縮せしめる摩
耗が生ずるという事実に鑑みれば非常に有利である。
のノズルニードル１０はノズルヘッド３内に収容されて
なる。更にノズルヘッド３は交換可能な単体として設計
及び配置されるものである。ホルダスリーブ４及びねじ
式口金５を介するノズルヘッド３とノズル本体２との単
純な接合方式によれば、多大な労力を必要とせずにノズ
ルヘッド３をノズル本体２から分離し、新しいものと交
換することが可能である。このことは、作動中にノズル
ヘッド３が非常に大きな応力、とりわけ腐食を誘発する
ような熱応力を受け、その結果、寿命を短縮せしめる摩
耗が生ずるという事実に鑑みれば非常に有利である。
【００２４】第２のノズルニードル１０はノズルヘッド
３内に収容され、ノズルヘッドと共に交換可能なもので
あるので、新規なノズルヘッド３製造において認められ
る公差は、必要とされる性能を譲歩することなく、より
緩やかなものとなる。このことは、新規な第２のノズル
ニードル１０を具備する新規なノズルヘッド３の製造に
おける労力が大きく軽減されることを意味する。
３内に収容され、ノズルヘッドと共に交換可能なもので
あるので、新規なノズルヘッド３製造において認められ
る公差は、必要とされる性能を譲歩することなく、より
緩やかなものとなる。このことは、新規な第２のノズル
ニードル１０を具備する新規なノズルヘッド３の製造に
おける労力が大きく軽減されることを意味する。
【００２５】図２は、本発明による燃料噴射ノズル１の
第２実施形態において、ノズルヘッド３を含む下部領域
の断面を示している。以下、第１実施形態と異なる点に
ついてのみ詳細に説明するが、残りの点に付いては、第
１実施形態に係る説明が第２実施形態においても同様に
当てはまる。第１実施形態と同一の要素又は同等の機能
を有する要素は、同一符号で示した。
第２実施形態において、ノズルヘッド３を含む下部領域
の断面を示している。以下、第１実施形態と異なる点に
ついてのみ詳細に説明するが、残りの点に付いては、第
１実施形態に係る説明が第２実施形態においても同様に
当てはまる。第１実施形態と同一の要素又は同等の機能
を有する要素は、同一符号で示した。
【００２６】本発明による燃料噴射ノズルの第２実施形
態においては、ノズルヘッド３を冷却する補助手段が設
けられてなる。この手段は、ホルダスリーブ４とノズル
ヘッド３との間に配されてなる補助スリーブ４１からな
る。補助スリーブ４１は、ホルダスリーブ４のテーパ部
及びノズルヘッド３により、補助スリーブ４１上又はそ
の内側で支持される。
態においては、ノズルヘッド３を冷却する補助手段が設
けられてなる。この手段は、ホルダスリーブ４とノズル
ヘッド３との間に配されてなる補助スリーブ４１からな
る。補助スリーブ４１は、ホルダスリーブ４のテーパ部
及びノズルヘッド３により、補助スリーブ４１上又はそ
の内側で支持される。
【００２７】補助スリーブ４１はその内側に切欠部を有
してなり、該切欠部は組み立てられた状態において、周
縁方向に伸展してなり冷却室４２を形成するものであ
る。補助スリーブ４１は、内部の切欠部がノズルヘッド
３の外壁と係合して、ノズルヘッド３の周縁方向を包囲
する環状の冷却室４２を形成するように、ノズルヘッド
３を包囲するものである。
してなり、該切欠部は組み立てられた状態において、周
縁方向に伸展してなり冷却室４２を形成するものであ
る。補助スリーブ４１は、内部の切欠部がノズルヘッド
３の外壁と係合して、ノズルヘッド３の周縁方向を包囲
する環状の冷却室４２を形成するように、ノズルヘッド
３を包囲するものである。
【００２８】更に、二つの冷却路４３及び４４が設けら
れてなり、これらは好適に穿孔されてなる。各冷却路４
３、４４は、ノズル本体２、ノズルヘッド３上部、補助
スリーブ４１を貫通して冷却室４２へ到達するものであ
る。冷却媒体、例えば水又は冷却油が冷却路４３及び４
４各々を介して、冷却室４２内に導入され、あるいは冷
却室４２内から導出される。この構成により、作動状態
にあるノズルヘッド３を効率的に冷却することが可能と
なり、その結果ノズルヘッドの寿命が延長される。
れてなり、これらは好適に穿孔されてなる。各冷却路４
３、４４は、ノズル本体２、ノズルヘッド３上部、補助
スリーブ４１を貫通して冷却室４２へ到達するものであ
る。冷却媒体、例えば水又は冷却油が冷却路４３及び４
４各々を介して、冷却室４２内に導入され、あるいは冷
却室４２内から導出される。この構成により、作動状態
にあるノズルヘッド３を効率的に冷却することが可能と
なり、その結果ノズルヘッドの寿命が延長される。
【００２９】更に、第２実施形態において、第２の弁座
１１と協働する第２のノズルニードル１０のシャフト１
０ｂ端部を球状曲面、とりわけ半球状に構成することに
より、第２のノズルニードル１０と第２の弁座１１と
が、ボール・アンド・コーンシール（Ｋｕｇｅｌ−Ｋｅ
ｇｅｌ−Ａｂｄｉｃｈｔｕｎｇ）を形成する。この変型
は当然に第１実施形態（図１）においても採用しうるも
のであり、また、第２のノズルニードル１０の縦軸がノ
ズルヘッド３の縦軸と厳密に整合しない場合において
も、第２の弁座１１において信頼度の高いシールが保証
されるという利点を有する。
１１と協働する第２のノズルニードル１０のシャフト１
０ｂ端部を球状曲面、とりわけ半球状に構成することに
より、第２のノズルニードル１０と第２の弁座１１と
が、ボール・アンド・コーンシール（Ｋｕｇｅｌ−Ｋｅ
ｇｅｌ−Ａｂｄｉｃｈｔｕｎｇ）を形成する。この変型
は当然に第１実施形態（図１）においても採用しうるも
のであり、また、第２のノズルニードル１０の縦軸がノ
ズルヘッド３の縦軸と厳密に整合しない場合において
も、第２の弁座１１において信頼度の高いシールが保証
されるという利点を有する。
【００３０】図３は、ノズルヘッド３の態様に係る更な
る変型を示すものであり、この変型は第１実施形態にお
いても第２実施形態においても採用可能なものである。
この変型において、ノズルヘッド３はその外表面の少な
くとも一部に、とりわけ酸化物ジルコンのようなセラミ
ックからなる断熱層３２を有してなる。図３に示される
変型において、断熱層３２は、ノズルヘッド３外表面に
おいてホルダスリーブ４外に露出する部分を、軸方向に
関してほぼ全長にわたって覆ってなるものである。ノズ
ルヘッド３の周縁方向に関しては、断熱層３２は、ノズ
ルヘッド３の一部のみ、例えば半分のみを覆うものであ
り、断熱層に覆われる部分は、ノズルヘッド３において
ノズルホール３１が設けられていない側面である。当然
に、断熱層３２がノズルヘッド３の全周を覆って、且
つ、軸方向に関してはノズルホール３１の上方で終端す
るような構成も可能である。
る変型を示すものであり、この変型は第１実施形態にお
いても第２実施形態においても採用可能なものである。
この変型において、ノズルヘッド３はその外表面の少な
くとも一部に、とりわけ酸化物ジルコンのようなセラミ
ックからなる断熱層３２を有してなる。図３に示される
変型において、断熱層３２は、ノズルヘッド３外表面に
おいてホルダスリーブ４外に露出する部分を、軸方向に
関してほぼ全長にわたって覆ってなるものである。ノズ
ルヘッド３の周縁方向に関しては、断熱層３２は、ノズ
ルヘッド３の一部のみ、例えば半分のみを覆うものであ
り、断熱層に覆われる部分は、ノズルヘッド３において
ノズルホール３１が設けられていない側面である。当然
に、断熱層３２がノズルヘッド３の全周を覆って、且
つ、軸方向に関してはノズルホール３１の上方で終端す
るような構成も可能である。
【００３１】断熱層３２は、ノズルヘッド３における熱
応力を軽減するという利点を有する。
応力を軽減するという利点を有する。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明の燃料噴
射ノズルは高い信頼度で作動し、且つ、噴射工程終了後
に、燃料が燃料室内へ更に滴下することを効果的に防止
し得る。
射ノズルは高い信頼度で作動し、且つ、噴射工程終了後
に、燃料が燃料室内へ更に滴下することを効果的に防止
し得る。
【図１】 本発明による燃料噴射ノズルの第１実施形態
において、必須要素を示す断面図。
において、必須要素を示す断面図。
【図２】 本発明による燃料噴射ノズルの第２実施形態
における下部領域を示す断面図。
における下部領域を示す断面図。
【図３】 ノズルヘッド構成に係る別例を示す断面図。
２…ノズル本体、３…ノズルヘッド、６…第１の圧力
室、７…第１のノズルニードル、８…第１の弁座、９…
第２の圧力室、１０…第２のノズルニードル、１１…第
２の弁座、３１…ノズルホール。
室、７…第１のノズルニードル、８…第１の弁座、９…
第２の圧力室、１０…第２のノズルニードル、１１…第
２の弁座、３１…ノズルホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 53/04 Ｆ０２Ｍ 53/04 Ｐ 61/16 61/16 Ｄ Ｖ
Claims (12)
- 【請求項１】 ノズル本体（２）、及び該ノズル本体
（２）と接合してなるノズルヘッド（３）からなり、該
ノズルヘッド（３）が少なくとも一のノズルホール（３
１）を有してなり、該ノズルホールを介して燃料が燃焼
室内へ流入するものであり、更にノズル本体（２）内部
に第１の圧力室（６）を設けてなり、また該第１の圧力
室（６）に通ずる燃料供給路を設けてなり、燃料を第１
の圧力室（６）からノズルホール（３１）へ流動せしめ
るために第１の圧力室（６）とノズルホール（３１）と
を連絡する少なくとも一の連絡路（１３）を設けてな
り、更にノズル本体（２）内部に配置されてなる第１の
ノズルニードル（７）を構成要素とし、該第１のノズル
ニードル（７）は第１の弁座（８）と協働して、第１の
圧力室（６）から連絡路（１３）へ至る通路を開閉する
ものである、とりわけ２サイクル大型ディーゼル機関に
好適なディーゼル機関用燃料噴射ノズルにおいて、第１
の圧力室（６）とノズルホール（３１）との間に第２の
圧力室（９）を配してなり、更に第２のノズルニードル
（１０）を設けてなり、該第２のノズルニードルは第２
の弁座（１１）と協働して、第２の圧力室（９）からノ
ズルホール（３１）へ至る通路を開閉するものであるこ
とを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 【請求項２】 前記第２の弁座（１１）がノズルヘッド
（３）内に配置されるものであり、とりわけノズル本体
（２）と接面するノズルヘッド（３）端部よりもノズル
ホール（３１）寄りに配置されるものである請求項１に
記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項３】 前記第１のノズルニードル（７）及び前
記第２のノズルニードル（１０）が機械的に互いに分離
してなる請求項１又は２に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項４】 前記第２のノズルニードル（１０）が油
圧駆動可能である請求項１〜３のいずれか１項に記載の
燃料噴射ノズル。 - 【請求項５】 前記第２のノズルニードル（１０）を第
２の弁座（１１）へ付勢して押圧する手段を設けてなる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項６】 付勢押圧手段がばね（２１）からなり、
該ばね（２１）は一端においてノズル本体（２）内に支
持され、他端において第２のノズルニードル（１０）に
作用するものである請求項５に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項７】 前記ばね（２１）が、ノズル本体（２）
内部の切欠部として構成されたばね室（２２）内に配置
され、更に該ばね室（２２）へ通ずる排出路（２４）を
設けてなる請求項６に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項８】 前記第２のノズルニードル（１０）がノ
ズルヘッド（３）内に収容されてなる請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項９】 前記ノズルヘッド（３）は交換可能な単
体である請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料噴射
ノズル。 - 【請求項１０】 前記ノズルヘッド（３）を冷却する手
段（４１、４２）を設けてなる請求項１〜９のいずれか
１項に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項１１】 前記ノズルヘッド（３）がその外表面
の少なくとも一部に、とりわけセラミックからなる断熱
層（３２）を有してなる請求項１〜１０のいずれか１項
に記載の燃料噴射ノズル。 - 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載
の燃料噴射ノズルを構成要素とするとりわけ２サイクル
大型ディーゼル機関であるようなディーゼル機関。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98810499A EP0961024B1 (de) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Brennstoffeinspritzdüse |
| EP98810499-8 | 1998-05-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000064927A true JP2000064927A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=8236116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11075252A Pending JP2000064927A (ja) | 1998-05-29 | 1999-03-19 | 燃料噴射ノズル |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0961024B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000064927A (ja) |
| KR (1) | KR100609423B1 (ja) |
| DE (1) | DE59814428D1 (ja) |
| PL (1) | PL196143B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218251A (ja) * | 2006-02-18 | 2007-08-30 | Man Diesel Se | 重油燃料用インジェクタのコントロールバルブ |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0961024B1 (de) * | 1998-05-29 | 2010-01-13 | Wärtsilä Schweiz AG | Brennstoffeinspritzdüse |
| FI112527B (fi) | 1999-12-16 | 2003-12-15 | Waertsilae Finland Oy | Ruiskutusventtiilijärjestely |
| JP2002130087A (ja) | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Toyota Motor Corp | 筒内噴射式内燃機関用燃料噴射弁 |
| DE102009054441A1 (de) * | 2009-11-25 | 2011-06-30 | L'Orange GmbH, 70435 | Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen |
| WO2011157375A1 (en) | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg | Injection nozzle system and ceramic nozzle hood |
| EP2397682A1 (en) | 2010-06-18 | 2011-12-21 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Injection Nozzle System and Ceramic Nozzle Hood |
| EP2397683B1 (en) | 2010-06-18 | 2014-12-03 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Injection Nozzle System |
| EP2397684B1 (en) | 2010-06-18 | 2013-11-06 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Injection Nozzle System and Method for Operating an Injection Nozzle System |
| AT517054B1 (de) | 2015-04-14 | 2017-02-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Anordnung aus einem Zylinderkopf und einem Kraftstoffinjektor |
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