JP2000154768A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents
エンジンの燃料噴射装置Info
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- JP2000154768A JP2000154768A JP10329824A JP32982498A JP2000154768A JP 2000154768 A JP2000154768 A JP 2000154768A JP 10329824 A JP10329824 A JP 10329824A JP 32982498 A JP32982498 A JP 32982498A JP 2000154768 A JP2000154768 A JP 2000154768A
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- injection
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/162—Means to impart a whirling motion to fuel upstream or near discharging orifices
- F02M61/163—Means being injection-valves with helically or spirally shaped grooves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 きわめて簡単な手段で以って従来のものより
も燃料噴射弁内における圧力損失の低減量を大きくして
噴口入口における燃料圧力を高め、高圧噴射を実現し得
るエンジンの燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 燃料噴射弁のノズルボデー内に往復摺動
可能に嵌合された針弁により、同針弁とノズルボデーと
のシート部を開放して、ノズルボデー内の燃料溜りに導
入された燃料を噴口からエンジンの燃焼室に噴射するエ
ンジンの燃料噴射装置において、上記ノズルボデー内の
上記燃料溜りよりも上流の上流側燃料通路あるいは同燃
料溜りと上記噴口との間の下流側燃料通路の何れか一方
又は双方に、燃料を旋回して通流させる旋回手段を設
け、燃料噴射前の方向変換量を減少させ、あるいは合流
時の衝突を緩和して圧力損失を低減する。
も燃料噴射弁内における圧力損失の低減量を大きくして
噴口入口における燃料圧力を高め、高圧噴射を実現し得
るエンジンの燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 燃料噴射弁のノズルボデー内に往復摺動
可能に嵌合された針弁により、同針弁とノズルボデーと
のシート部を開放して、ノズルボデー内の燃料溜りに導
入された燃料を噴口からエンジンの燃焼室に噴射するエ
ンジンの燃料噴射装置において、上記ノズルボデー内の
上記燃料溜りよりも上流の上流側燃料通路あるいは同燃
料溜りと上記噴口との間の下流側燃料通路の何れか一方
又は双方に、燃料を旋回して通流させる旋回手段を設
け、燃料噴射前の方向変換量を減少させ、あるいは合流
時の衝突を緩和して圧力損失を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用燃料噴射
装置における燃料噴射弁の改良に関する。
装置における燃料噴射弁の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関において、良好な燃焼を
実現させるためには、燃料の噴霧を短時間に均一に燃焼
室内に分散させることが有効であり、そのためには、燃
料を燃料噴射弁から高い噴射圧力で以って、燃焼室内に
噴射することを要する。
実現させるためには、燃料の噴霧を短時間に均一に燃焼
室内に分散させることが有効であり、そのためには、燃
料を燃料噴射弁から高い噴射圧力で以って、燃焼室内に
噴射することを要する。
【０００３】図６には燃料噴射装置としてユニットイン
ジェクタを用いた高速ディーゼル機関の１例が示されて
いる。
ジェクタを用いた高速ディーゼル機関の１例が示されて
いる。
【０００４】図６において、３１はピストン、３３はシ
リンダライナ、３７はシリンダヘッド、３２は同ピスト
ン３１の上面とシリンダヘッド３７の下面との間に区画
形成された燃焼室である。
リンダライナ、３７はシリンダヘッド、３２は同ピスト
ン３１の上面とシリンダヘッド３７の下面との間に区画
形成された燃焼室である。
【０００５】１００はユニットインジェクタであり、上
記シリンダヘッド３７のシリンダ中心１０１にスリーブ
４２を介して固定され、上記燃焼室３２内に燃料を噴射
するようになっている。
記シリンダヘッド３７のシリンダ中心１０１にスリーブ
４２を介して固定され、上記燃焼室３２内に燃料を噴射
するようになっている。
【０００６】１は燃料カムであり、エンジンのクランク
軸（図示省略）に連動され、同クランク軸の１／２の回
転数（４サイクルエンジンの場合）で回転せしめられ
る。３５は同燃料カム１に転接されるタペットローラ、
４３は同タペットローラ３５を支持するカムタペット、
３８はカム側スプリング、３は上記カムタペット４３に
上記カム側スプリング３８を介して連結されるプッシュ
ロッドである。
軸（図示省略）に連動され、同クランク軸の１／２の回
転数（４サイクルエンジンの場合）で回転せしめられ
る。３５は同燃料カム１に転接されるタペットローラ、
４３は同タペットローラ３５を支持するカムタペット、
３８はカム側スプリング、３は上記カムタペット４３に
上記カム側スプリング３８を介して連結されるプッシュ
ロッドである。
【０００７】４はロッカアーム、４１はブラケット、４
０はロッカー軸であり、同ブラケット４１は前記シリン
ダヘッド３７の上面にボルトにより固定されて上記ロッ
カー軸４０の両端を固持している。そして、上記ロッカ
アーム４は同ロッカー軸４０に回動可能に支持されて、
その一端が上記プッシュロッド３の上端に相対回動可能
に連結され、他端が上記ユニットインジェクタ１００の
タペット部６０に連結されている。
０はロッカー軸であり、同ブラケット４１は前記シリン
ダヘッド３７の上面にボルトにより固定されて上記ロッ
カー軸４０の両端を固持している。そして、上記ロッカ
アーム４は同ロッカー軸４０に回動可能に支持されて、
その一端が上記プッシュロッド３の上端に相対回動可能
に連結され、他端が上記ユニットインジェクタ１００の
タペット部６０に連結されている。
【０００８】４４はロッカー室、３９は該ロッカー室４
４を覆うヘッドカバーである。上記高速ディーゼルエン
ジンの運転時において、燃料カム１により、タペットロ
ーラ３５が突き上げられる（リフトされる）と、プッシ
ュロッド３がカム側スプリング３８を介してリフトさ
れ、ロッカアーム４がロッカー軸４０廻りに回動してユ
ニットインジェクタ１００のタペット部６０を押し下げ
る。
４を覆うヘッドカバーである。上記高速ディーゼルエン
ジンの運転時において、燃料カム１により、タペットロ
ーラ３５が突き上げられる（リフトされる）と、プッシ
ュロッド３がカム側スプリング３８を介してリフトさ
れ、ロッカアーム４がロッカー軸４０廻りに回動してユ
ニットインジェクタ１００のタペット部６０を押し下げ
る。
【０００９】これにより、ユニットインジェクタ１００
は後述するように、これの噴射ノズルから所定のタイミ
ングで燃焼室３２内に燃料を噴射する。
は後述するように、これの噴射ノズルから所定のタイミ
ングで燃焼室３２内に燃料を噴射する。
【００１０】図７は上記ユニットインジェクタ１００及
びその駆動装置の１例を示す。図７において、上記ユニ
ットインジェクタ１００は次のように構成されている。
びその駆動装置の１例を示す。図７において、上記ユニ
ットインジェクタ１００は次のように構成されている。
【００１１】９は本体、１１はプランジャバレル、１６
は噴射ノズル、１５はスペーサ、１２はスプリングケー
ス、１０はナットであり、前記プランジャバレル１１は
前記噴射ノズル１６、スペーサ１５及びスプリングケー
ス１２とともに上記ナット１０を上記本体９にねじ込む
ことによって、上記本体９に流体密な状態で固定されて
いる。
は噴射ノズル、１５はスペーサ、１２はスプリングケー
ス、１０はナットであり、前記プランジャバレル１１は
前記噴射ノズル１６、スペーサ１５及びスプリングケー
ス１２とともに上記ナット１０を上記本体９にねじ込む
ことによって、上記本体９に流体密な状態で固定されて
いる。
【００１２】８はプランジャであり、上記プランジャバ
レル１１の内周に流体密な状態で往復摺動可能に嵌合さ
れている。
レル１１の内周に流体密な状態で往復摺動可能に嵌合さ
れている。
【００１３】５はタペット、７はタペットスプリングで
あり、同タペット５は上記本体９の摺動孔９ａ内に往復
摺動自在に嵌合されて、下端が上記プランジャ８の上端
と当接され、上端がロッカアーム４側のコンタクトピー
ス５６と当接され、上記タペットスプリング７の弾力に
よりロッカアーム４側に押し付けられている。
あり、同タペット５は上記本体９の摺動孔９ａ内に往復
摺動自在に嵌合されて、下端が上記プランジャ８の上端
と当接され、上端がロッカアーム４側のコンタクトピー
ス５６と当接され、上記タペットスプリング７の弾力に
よりロッカアーム４側に押し付けられている。
【００１４】５５は上記プランジャ８にこれと同時に回
転可能に嵌着されたピニオン、５２は同ピニオン５５と
噛み合う燃料調量用ラックである。
転可能に嵌着されたピニオン、５２は同ピニオン５５と
噛み合う燃料調量用ラックである。
【００１５】５４は前記プランジャバレル１１に穿設さ
れた給排油孔、５３は上記プランジャ８の下部に形成さ
れたプランジャ室である。
れた給排油孔、５３は上記プランジャ８の下部に形成さ
れたプランジャ室である。
【００１６】１７は針弁であり、上記噴射ノズル１６の
中心孔に流体密な状態で往復摺動自在に嵌合されてい
る。１３は同針弁１７を閉弁方向に押圧する針弁スプリ
ング、１４は同針弁スプリング１３用のばね受である。
中心孔に流体密な状態で往復摺動自在に嵌合されてい
る。１３は同針弁１７を閉弁方向に押圧する針弁スプリ
ング、１４は同針弁スプリング１３用のばね受である。
【００１７】５７は燃料通路であり、上記プランジャ室
５３と上記噴射ノズル１６の燃料溜り２０（図８参照）
とを燃料通路１９（図８参照）を介して接続している。
５３と上記噴射ノズル１６の燃料溜り２０（図８参照）
とを燃料通路１９（図８参照）を介して接続している。
【００１８】また、図７において、１は燃料カム、３５
はタペットローラであり、同タペットローラ３５はフォ
ロワ軸２ａに枢支されたカムフォロワ２に回転自在に支
持されている。４はロッカアーム、４０はロッカー軸、
３はプッシュロッド、６１は同ロッカアーム４の端部に
ねじ込まれた調整ねじである。同調整ねじ６１の端部に
は先端面が球状のコンタクトピース５１が設けられ、前
記プッシュロッド３の上端の球面座３ａに当接してい
る。
はタペットローラであり、同タペットローラ３５はフォ
ロワ軸２ａに枢支されたカムフォロワ２に回転自在に支
持されている。４はロッカアーム、４０はロッカー軸、
３はプッシュロッド、６１は同ロッカアーム４の端部に
ねじ込まれた調整ねじである。同調整ねじ６１の端部に
は先端面が球状のコンタクトピース５１が設けられ、前
記プッシュロッド３の上端の球面座３ａに当接してい
る。
【００１９】上記ユニットインジェクタ１００の作動時
において、燃料カム１の回転によりタペットローラ３５
がカムフォロワ２の揺動ともにリフトしてプッシュロッ
ド３を押し上げる。同プッシュロッド３の上方への移動
によりロッカアーム４がロッカー軸４０廻りに図７のＺ
矢印のように回動し、ロッカピース４ａ及びコンタクト
ピース５６を介してユニットインジェクタ１００のタペ
ット５が下方に押し下げられる。
において、燃料カム１の回転によりタペットローラ３５
がカムフォロワ２の揺動ともにリフトしてプッシュロッ
ド３を押し上げる。同プッシュロッド３の上方への移動
によりロッカアーム４がロッカー軸４０廻りに図７のＺ
矢印のように回動し、ロッカピース４ａ及びコンタクト
ピース５６を介してユニットインジェクタ１００のタペ
ット５が下方に押し下げられる。
【００２０】同タペット５の下降とともにプランジャ８
が下降して給排油孔５４を閉じ、プランジャ室５３内の
燃料を加圧して燃料通路５７から針弁１７下部の燃料溜
り２０（図８参照）に押し込む。
が下降して給排油孔５４を閉じ、プランジャ室５３内の
燃料を加圧して燃料通路５７から針弁１７下部の燃料溜
り２０（図８参照）に押し込む。
【００２１】そして、該燃料溜り２０内の圧力が針弁ス
プリング１３の押付力即ち開弁圧力を上廻ると針弁１７
が開き、燃料溜り２０内の高圧燃料が噴射ノズル１６の
噴口２３（図８参照）から燃焼室３２（図６参照）内に
噴射される。燃料噴射量の調整はラック５２及びピニオ
ン５５を介してプランジャ８を回転させその有効行程を
変えることにより行なう。
プリング１３の押付力即ち開弁圧力を上廻ると針弁１７
が開き、燃料溜り２０内の高圧燃料が噴射ノズル１６の
噴口２３（図８参照）から燃焼室３２（図６参照）内に
噴射される。燃料噴射量の調整はラック５２及びピニオ
ン５５を介してプランジャ８を回転させその有効行程を
変えることにより行なう。
【００２２】図８〜図９には、図７に示すユニットイン
ジェクタ１００に用いられる噴射ノズル（燃料噴射弁）
１６の従来の１例が示されている。図９は図８のＢ矢視
図である。図８〜図９において、１８はノズルボデー、
１７は同ノズルボデー１８に流体密な状態で摺動可能に
嵌合された針弁、２３は同ノズルボデー１８の先端部に
複数個穿設された噴口である。
ジェクタ１００に用いられる噴射ノズル（燃料噴射弁）
１６の従来の１例が示されている。図９は図８のＢ矢視
図である。図８〜図９において、１８はノズルボデー、
１７は同ノズルボデー１８に流体密な状態で摺動可能に
嵌合された針弁、２３は同ノズルボデー１８の先端部に
複数個穿設された噴口である。
【００２３】２０は上記ノズルボデー１８内に形成され
た燃料溜り、１９は燃料通路であり、同燃料通路１９
は、図７に示すプランジャ８の先端のプランジャ室５３
からの燃料通路５７に連通され、プランジャ８によって
圧送された燃料を同燃料通路１９を経て燃料溜り２０に
導くべく、図９に示すように、最短距離で穿けられてい
る。２１は上記針弁１７のシート部、２２は同シート部
２１と噴口２３との間に形成される空間であるサック部
である。
た燃料溜り、１９は燃料通路であり、同燃料通路１９
は、図７に示すプランジャ８の先端のプランジャ室５３
からの燃料通路５７に連通され、プランジャ８によって
圧送された燃料を同燃料通路１９を経て燃料溜り２０に
導くべく、図９に示すように、最短距離で穿けられてい
る。２１は上記針弁１７のシート部、２２は同シート部
２１と噴口２３との間に形成される空間であるサック部
である。
【００２４】上記従来の噴射ノズルにおいて、プランジ
ャ８（図７参照）によって圧送された燃料は燃料通路１
９を通じて供給され、燃料溜り２０に至る。通常、上記
燃料通路１９は、図７に示すスペーサ１５から燃料溜り
２０に向かって、図９に示す様に最短距離でかつ真直に
穿けられている。無噴射時には、針弁１７がシート部２
１にてノズルボディ１８と接していて、燃料通路１９が
閉じているため、サック部２２へ燃料は供給されない。
噴射時には燃料溜り２０内の圧力によって針弁１７は上
方へ移動し、シート部２１に間隙が形成され、燃料は燃
料溜り２０よりサック部２２を経由して噴口２３より燃
焼室に噴射される。
ャ８（図７参照）によって圧送された燃料は燃料通路１
９を通じて供給され、燃料溜り２０に至る。通常、上記
燃料通路１９は、図７に示すスペーサ１５から燃料溜り
２０に向かって、図９に示す様に最短距離でかつ真直に
穿けられている。無噴射時には、針弁１７がシート部２
１にてノズルボディ１８と接していて、燃料通路１９が
閉じているため、サック部２２へ燃料は供給されない。
噴射時には燃料溜り２０内の圧力によって針弁１７は上
方へ移動し、シート部２１に間隙が形成され、燃料は燃
料溜り２０よりサック部２２を経由して噴口２３より燃
焼室に噴射される。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】上記噴射ノズルにおい
ては、燃料噴射時には、燃料溜り２０よりシート部２
１、サック部２２、噴口入口部２４に至るまでに様々な
要因による圧力損失が存在するため、実際に燃料を噴射
する圧力となる噴口入口部２４の圧力は、プランジャ８
から燃料通路１９に供給された圧力よりも低くなる。
ては、燃料噴射時には、燃料溜り２０よりシート部２
１、サック部２２、噴口入口部２４に至るまでに様々な
要因による圧力損失が存在するため、実際に燃料を噴射
する圧力となる噴口入口部２４の圧力は、プランジャ８
から燃料通路１９に供給された圧力よりも低くなる。
【００２６】然るに上記ディーゼルエンジンにおいて、
更なる高圧噴射化による燃焼改善を実現するためには、
噴口入口部２４の圧力を上昇させる必要があり、その手
段としては燃料通路１９への供給圧力を増すこと、燃料
通路１９より噴口入口部２４に至る過程での圧力損失を
低減することの２つの手段がある。
更なる高圧噴射化による燃焼改善を実現するためには、
噴口入口部２４の圧力を上昇させる必要があり、その手
段としては燃料通路１９への供給圧力を増すこと、燃料
通路１９より噴口入口部２４に至る過程での圧力損失を
低減することの２つの手段がある。
【００２７】前者の手段による場合には、燃料の高圧発
生機構の負荷や駆動力の増大、および高圧化に伴い、燃
料噴射系の周辺部品の耐久性及び信頼性低下の原因とな
るという問題点がある。
生機構の負荷や駆動力の増大、および高圧化に伴い、燃
料噴射系の周辺部品の耐久性及び信頼性低下の原因とな
るという問題点がある。
【００２８】また後者の手段としては、針弁１７または
ノズルボディー１８のシート部２１周辺の形状を工夫し
て、シート部２１での流路面積減少を抑えること、噴口
入口部２４の角部を丸めて滑らかにすること等の手段が
提案されているが、何れの手段においても充分なる圧力
損失の低減は得られ難い。
ノズルボディー１８のシート部２１周辺の形状を工夫し
て、シート部２１での流路面積減少を抑えること、噴口
入口部２４の角部を丸めて滑らかにすること等の手段が
提案されているが、何れの手段においても充分なる圧力
損失の低減は得られ難い。
【００２９】本発明の目的は、きわめて簡単な手段で以
って従来のものよりも燃料噴射弁内における圧力損失の
低減量を大きくして噴口入口における燃料圧力を高め、
高圧噴射を実現し得るエンジンの燃料噴射装置を提供す
ることにある。
って従来のものよりも燃料噴射弁内における圧力損失の
低減量を大きくして噴口入口における燃料圧力を高め、
高圧噴射を実現し得るエンジンの燃料噴射装置を提供す
ることにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するもので、その要旨とする第１の手段は、
燃料噴射弁のノズルボデー内に往復摺動可能に嵌合され
た針弁により、同針弁とノズルボデーとのシート部を開
放して、ノズルボデー内の燃料溜りに導入された燃料を
噴口からエンジンの燃焼室に噴射するエンジンの燃料噴
射装置において、上記ノズルボデー内の上記燃料溜りよ
りも上流の上流側燃料通路あるいは同燃料溜りと上記噴
口との間の下流側燃料通路の何れか一方又は双方に、燃
料を旋回して通流させる旋回手段を設けてなることにあ
る。
題点を解決するもので、その要旨とする第１の手段は、
燃料噴射弁のノズルボデー内に往復摺動可能に嵌合され
た針弁により、同針弁とノズルボデーとのシート部を開
放して、ノズルボデー内の燃料溜りに導入された燃料を
噴口からエンジンの燃焼室に噴射するエンジンの燃料噴
射装置において、上記ノズルボデー内の上記燃料溜りよ
りも上流の上流側燃料通路あるいは同燃料溜りと上記噴
口との間の下流側燃料通路の何れか一方又は双方に、燃
料を旋回して通流させる旋回手段を設けてなることにあ
る。
【００３１】また第２の手段は、上記第１の手段におい
て、上記下流側燃料通路が、上記針弁の外周とノズルボ
デーの針弁穴との間に形成され、上記旋回手段が、上記
下流側燃料通路に臨む上記針弁穴の内周に刻設された螺
旋状溝より成る。
て、上記下流側燃料通路が、上記針弁の外周とノズルボ
デーの針弁穴との間に形成され、上記旋回手段が、上記
下流側燃料通路に臨む上記針弁穴の内周に刻設された螺
旋状溝より成る。
【００３２】第３の手段は、上記第１の手段において、
上記下流側燃料通路が、上記針弁の外周とノズルボデー
の針弁穴との間に形成され、上記旋回手段が、上記下流
側燃料通路に臨む上記針弁の外周に刻設された螺旋状溝
より成る。
上記下流側燃料通路が、上記針弁の外周とノズルボデー
の針弁穴との間に形成され、上記旋回手段が、上記下流
側燃料通路に臨む上記針弁の外周に刻設された螺旋状溝
より成る。
【００３３】上記第１〜第３の手段によれば、ノズルボ
デー内の燃料溜りから下流側燃料通路を流れる燃料は、
下流側燃料通路に形成された螺旋状溝に沿って旋回流を
形成して燃料の噴口入口に達する。従って、上記旋回流
の形成によって燃料噴射弁先端のサック部に流入する際
の流れの方向変化が少なくなって、かかる方向変化によ
る圧力損失が低減され、また、サック部における燃料合
流時の衝突が緩和されて、上記合流時における圧力損失
が低減される。さらに、上記旋回流の形成により、燃料
が針弁のシート部から噴口へ流れる際の方向変化が小さ
くなり、これによっても圧力損失が低減される。
デー内の燃料溜りから下流側燃料通路を流れる燃料は、
下流側燃料通路に形成された螺旋状溝に沿って旋回流を
形成して燃料の噴口入口に達する。従って、上記旋回流
の形成によって燃料噴射弁先端のサック部に流入する際
の流れの方向変化が少なくなって、かかる方向変化によ
る圧力損失が低減され、また、サック部における燃料合
流時の衝突が緩和されて、上記合流時における圧力損失
が低減される。さらに、上記旋回流の形成により、燃料
が針弁のシート部から噴口へ流れる際の方向変化が小さ
くなり、これによっても圧力損失が低減される。
【００３４】従って、上記手段によれば、燃料噴射弁の
燃料通路入口に供給される燃料圧力が従来のものと同一
であっても、上記のように旋回流の形成による圧力損失
の低減分だけ噴口入口の燃料圧力が高くなり、高圧噴射
が実現できる。
燃料通路入口に供給される燃料圧力が従来のものと同一
であっても、上記のように旋回流の形成による圧力損失
の低減分だけ噴口入口の燃料圧力が高くなり、高圧噴射
が実現できる。
【００３５】また、特に第３の手段によれば、針弁に螺
旋状溝を設けることによって、旋回流の反力が針弁の回
転力となって作用して針弁が回転せしめられ、シート部
の当たりが全周均一になされる。これにより針弁シート
部の劣化が防止され、燃料噴射後の燃料の切れが良好な
状態が継続され、良好な噴射性能を維持できる。
旋状溝を設けることによって、旋回流の反力が針弁の回
転力となって作用して針弁が回転せしめられ、シート部
の当たりが全周均一になされる。これにより針弁シート
部の劣化が防止され、燃料噴射後の燃料の切れが良好な
状態が継続され、良好な噴射性能を維持できる。
【００３６】第４の手段は、上記第１の手段において、
上記旋回手段が、上流側燃料通路を上記ノズルボデーの
入口から上記燃料溜りの中心に対して傾斜し、かつ燃料
溜りに、その中心からずれて開口するように形成してな
る。
上記旋回手段が、上流側燃料通路を上記ノズルボデーの
入口から上記燃料溜りの中心に対して傾斜し、かつ燃料
溜りに、その中心からずれて開口するように形成してな
る。
【００３７】上記手段によれば、燃料噴射弁の上流側燃
料通路に導入された燃料は、傾斜した上流側燃料通路を
流れることによって燃料溜りへの流出時に旋回流が形成
され、この旋回流が針弁のシート部及び噴口入口まで継
続されて、上記第１〜第３の手段と同様な圧力損失の低
減が実現できる。
料通路に導入された燃料は、傾斜した上流側燃料通路を
流れることによって燃料溜りへの流出時に旋回流が形成
され、この旋回流が針弁のシート部及び噴口入口まで継
続されて、上記第１〜第３の手段と同様な圧力損失の低
減が実現できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下図１〜図５及び図７を参照し
て本発明の実施形態につき詳細に説明する。図７は本発
明が適用される高速ディーゼル機関用燃料噴射装置の一
種であるユニットインジェクタ及びその駆動機構の構造
図（断面図）である。
て本発明の実施形態につき詳細に説明する。図７は本発
明が適用される高速ディーゼル機関用燃料噴射装置の一
種であるユニットインジェクタ及びその駆動機構の構造
図（断面図）である。
【００３９】図７において９はユニットインジェクタの
本体、１１はプランジャバレル、１６は針弁１７及びノ
ズルボデー１８からなる噴射ノズル（詳細は後述）、１
５はスペーサ、１２はスプリングケース、１０はナット
であり、前記プランジャバレル１１は前記噴射ノズル１
６、スペーサ１５及びスプリングケース１２とともに上
記ナット１０を上記本体９にねじ込むことによって、上
記本体９に流体密な状態で固定されている。
本体、１１はプランジャバレル、１６は針弁１７及びノ
ズルボデー１８からなる噴射ノズル（詳細は後述）、１
５はスペーサ、１２はスプリングケース、１０はナット
であり、前記プランジャバレル１１は前記噴射ノズル１
６、スペーサ１５及びスプリングケース１２とともに上
記ナット１０を上記本体９にねじ込むことによって、上
記本体９に流体密な状態で固定されている。
【００４０】８はプランジャであり、上記プランジャバ
レル１１の内周に流体密な状態で往復摺動可能に嵌合さ
れている。
レル１１の内周に流体密な状態で往復摺動可能に嵌合さ
れている。
【００４１】５はタペット、７はタペットスプリングで
あり、同タペット５は上記本体９の摺動孔９ａ内に往復
摺動自在に嵌合されて、下端が上記プランジャ８の上端
と当接され、上端がロッカアーム４側のコンタクトピー
ス５６と当接され、上記タペットスプリング７の弾力に
よりロッカアーム４側に押し付けられている。
あり、同タペット５は上記本体９の摺動孔９ａ内に往復
摺動自在に嵌合されて、下端が上記プランジャ８の上端
と当接され、上端がロッカアーム４側のコンタクトピー
ス５６と当接され、上記タペットスプリング７の弾力に
よりロッカアーム４側に押し付けられている。
【００４２】５５は上記プランジャ８にこれと同時に回
転可能に嵌着されたピニオン、５２は同ピニオン５５と
噛み合う燃料調量用のラックである。
転可能に嵌着されたピニオン、５２は同ピニオン５５と
噛み合う燃料調量用のラックである。
【００４３】５４は前記プランジャバレル１１に穿設さ
れた給排油孔、５３は上記プランジャ８の下部に形成さ
れたプランジャ室である。
れた給排油孔、５３は上記プランジャ８の下部に形成さ
れたプランジャ室である。
【００４４】１３は上記針弁１７を閉弁方向に押圧する
針弁スプリング、１４は同針弁スプリング１３用のばね
受である。５７は燃料通路で、上記プランジャ室５３と
上記噴射ノズル１６の燃料通路１９（図１参照）とを連
通している。
針弁スプリング、１４は同針弁スプリング１３用のばね
受である。５７は燃料通路で、上記プランジャ室５３と
上記噴射ノズル１６の燃料通路１９（図１参照）とを連
通している。
【００４５】また、１は燃料カム、３５はタペットロー
ラであり、同タペットローラ３５はフォロワ軸２ａに枢
支されたカムフォロワ２に回転自在に支持されている。
４はロッカアーム、４０はロッカー軸、３はプッシュロ
ッド、６１は同ロッカアーム４の端部にねじ込まれた調
整ねじである。同調整ねじ６１の端部には先端面が球状
のコンタクトピース５１が設けられ、前記プッシュロッ
ド３の上端の球面座３ａに当接している。
ラであり、同タペットローラ３５はフォロワ軸２ａに枢
支されたカムフォロワ２に回転自在に支持されている。
４はロッカアーム、４０はロッカー軸、３はプッシュロ
ッド、６１は同ロッカアーム４の端部にねじ込まれた調
整ねじである。同調整ねじ６１の端部には先端面が球状
のコンタクトピース５１が設けられ、前記プッシュロッ
ド３の上端の球面座３ａに当接している。
【００４６】本発明は上記燃料噴射装置（ユニットイン
ジェクタ１００）の構成要素である噴射ノズル１６即ち
燃料噴射弁の改良に関するものである。
ジェクタ１００）の構成要素である噴射ノズル１６即ち
燃料噴射弁の改良に関するものである。
【００４７】即ち、図１は本発明の実施の第１形態に係
る噴射ノズルの縦断面図、図２はノズルボデーの縦断面
図である。図１〜図２において、噴射ノズル１６はノズ
ルボデー１８と同ノズルボデー１８の嵌合穴１８ａに往
復摺動自在かつ流体密に嵌合された針弁１７より成る。
る噴射ノズルの縦断面図、図２はノズルボデーの縦断面
図である。図１〜図２において、噴射ノズル１６はノズ
ルボデー１８と同ノズルボデー１８の嵌合穴１８ａに往
復摺動自在かつ流体密に嵌合された針弁１７より成る。
【００４８】２３は上記ノズルボデー１８の先端部に複
数個穿設された噴口である。２０は上記ノズルボデー１
８内に形成された燃料溜り、１９は燃料通路であり、同
燃料通路１９は、プランジャ８によって圧送された燃料
を燃料溜り２０に導くようになっている。２１は上記針
弁１７のシート部、２２は同シート部２１と噴口２３と
の間に形成される空間であるサック部である。
数個穿設された噴口である。２０は上記ノズルボデー１
８内に形成された燃料溜り、１９は燃料通路であり、同
燃料通路１９は、プランジャ８によって圧送された燃料
を燃料溜り２０に導くようになっている。２１は上記針
弁１７のシート部、２２は同シート部２１と噴口２３と
の間に形成される空間であるサック部である。
【００４９】１７ａは上記燃料溜り２０とシート部２１
とを連通する針弁通路で、針弁１７の下部外周と針弁穴
１８ｂの内周との間に形成されている。そして上記針弁
通路１７ａに臨むノズルボデー１８の針弁穴１８ｂの内
周には螺旋溝２６が刻設されている。
とを連通する針弁通路で、針弁１７の下部外周と針弁穴
１８ｂの内周との間に形成されている。そして上記針弁
通路１７ａに臨むノズルボデー１８の針弁穴１８ｂの内
周には螺旋溝２６が刻設されている。
【００５０】上記のように構成された噴射ノズル（燃料
噴射弁）を備えた燃料噴射装置（ユニットインジェク
タ）の作動時において、プランジャ８によって圧送され
た燃料は燃料通路５７を通ってノズルボデー１８内の燃
料通路１９に入り、さらに同燃料通路１９内を経て燃料
溜り２０に至る。
噴射弁）を備えた燃料噴射装置（ユニットインジェク
タ）の作動時において、プランジャ８によって圧送され
た燃料は燃料通路５７を通ってノズルボデー１８内の燃
料通路１９に入り、さらに同燃料通路１９内を経て燃料
溜り２０に至る。
【００５１】無噴射時には、針弁１７がシート部２１に
てノズルボデー１８と接していて、燃料通路１９が閉じ
ているため、サック部２２へ燃料は供給されない。噴射
時には燃料溜り２０内の圧力によって針弁１７は上方へ
移動し、シート部２１に間隙が形成され、燃料は燃料溜
り２０よりサック部２２を経由して噴口２３より燃焼室
に噴射される。
てノズルボデー１８と接していて、燃料通路１９が閉じ
ているため、サック部２２へ燃料は供給されない。噴射
時には燃料溜り２０内の圧力によって針弁１７は上方へ
移動し、シート部２１に間隙が形成され、燃料は燃料溜
り２０よりサック部２２を経由して噴口２３より燃焼室
に噴射される。
【００５２】上記噴射時において、燃料溜り２０よりの
燃料は、針弁通路１７ａの上記螺旋溝２６に沿いながら
螺旋状の流れを形成して、サック部２２へ流入する。上
記螺旋状の流れを形成することにより、サック部２２へ
流れ込む際の流れの方向変化が少なくなり、かかる方向
変化による圧力損失が低減される。また、上記サック部
２２において燃料流が合流する際に上記螺旋流によって
燃料流の衝突が緩和され、これによって合流時の流れの
乱れによる圧力損失が低減される。また、上記螺旋溝２
６の形成により、シート部２１からサック部２２を経て
噴口２３へ流れる際の方向変化が少なくなり、これによ
っても圧力損失が低減される。
燃料は、針弁通路１７ａの上記螺旋溝２６に沿いながら
螺旋状の流れを形成して、サック部２２へ流入する。上
記螺旋状の流れを形成することにより、サック部２２へ
流れ込む際の流れの方向変化が少なくなり、かかる方向
変化による圧力損失が低減される。また、上記サック部
２２において燃料流が合流する際に上記螺旋流によって
燃料流の衝突が緩和され、これによって合流時の流れの
乱れによる圧力損失が低減される。また、上記螺旋溝２
６の形成により、シート部２１からサック部２２を経て
噴口２３へ流れる際の方向変化が少なくなり、これによ
っても圧力損失が低減される。
【００５３】従って、上記実施形態によれば、プランジ
ャ室５３から燃料通路１９の入口に導かれる燃料の圧力
が従来のものと同一であっても、上記螺旋溝２６の形成
によって、上記のように、燃料溜り２０から噴口２３に
至る燃料流路の圧力損失が低減されるため、この圧力損
失低減分に相当する分、噴口入口２４における燃料圧力
が高くなり高圧噴射が実現できる。
ャ室５３から燃料通路１９の入口に導かれる燃料の圧力
が従来のものと同一であっても、上記螺旋溝２６の形成
によって、上記のように、燃料溜り２０から噴口２３に
至る燃料流路の圧力損失が低減されるため、この圧力損
失低減分に相当する分、噴口入口２４における燃料圧力
が高くなり高圧噴射が実現できる。
【００５４】図３は本発明の第２形態を示す噴射ノズル
の縦断面図である。この実施形態においては、針弁１７
の下部外周とノズルボデー１８の針弁穴１８ｂとの間に
形成される針弁通路１７ａに臨む針弁の下部外周に螺旋
溝２５を刻設している。その他の構成は図１〜図２に示
す第１形態と同様であり、これと同一の部材、要素は同
一の符号にて示す。
の縦断面図である。この実施形態においては、針弁１７
の下部外周とノズルボデー１８の針弁穴１８ｂとの間に
形成される針弁通路１７ａに臨む針弁の下部外周に螺旋
溝２５を刻設している。その他の構成は図１〜図２に示
す第１形態と同様であり、これと同一の部材、要素は同
一の符号にて示す。
【００５５】この実施形態においては、上記第１形態に
おける作用効果に加えて次のような作用効果が得られ
る。
おける作用効果に加えて次のような作用効果が得られ
る。
【００５６】即ち、上記針弁１７に設けられた螺旋溝２
５は、燃料の螺旋流による力が与えられると同時にその
反力を受ける。この反力は針弁１７を回転させる力を生
じ、針弁１７の開閉動作に伴って同針弁１７が回転する
ようになる。かかる針弁１７の回転によって、ノズルボ
ディ１８と針弁１７とは、シート部２１において常に同
じ場所で接触しないこととなり、接触部が回転してシー
ト部２１の当たりが均一となる。このため、シート部２
１の劣化が少なくなって、燃料の噴射後の遮断が良好な
状態が、長時間に亘って保持される。
５は、燃料の螺旋流による力が与えられると同時にその
反力を受ける。この反力は針弁１７を回転させる力を生
じ、針弁１７の開閉動作に伴って同針弁１７が回転する
ようになる。かかる針弁１７の回転によって、ノズルボ
ディ１８と針弁１７とは、シート部２１において常に同
じ場所で接触しないこととなり、接触部が回転してシー
ト部２１の当たりが均一となる。このため、シート部２
１の劣化が少なくなって、燃料の噴射後の遮断が良好な
状態が、長時間に亘って保持される。
【００５７】図４〜図５は本発明の実施の第３形態を示
し、図４は噴射ノズルの縦断面図、図５は図４のＡ矢視
図である。この実施形態においては、ノズルボデー１８
内の燃料溜り２０に連通される燃料通路１９を図５に示
すように、その入口部の中心と燃料溜り２０の中心とを
結ぶ線３０に対して所定角度θだけ傾斜し、燃料溜り２
０における開口部が同燃料溜り２０の中心３０からずれ
るように穿設している。これにより、上記燃料通路１９
は上記燃料溜り２０にほぼ接線方向に開口することとな
る。
し、図４は噴射ノズルの縦断面図、図５は図４のＡ矢視
図である。この実施形態においては、ノズルボデー１８
内の燃料溜り２０に連通される燃料通路１９を図５に示
すように、その入口部の中心と燃料溜り２０の中心とを
結ぶ線３０に対して所定角度θだけ傾斜し、燃料溜り２
０における開口部が同燃料溜り２０の中心３０からずれ
るように穿設している。これにより、上記燃料通路１９
は上記燃料溜り２０にほぼ接線方向に開口することとな
る。
【００５８】上記第３形態において、燃料通路１９に導
入された燃料は、同燃料通路１９が上記のように傾斜
し、燃料溜り２０にほぼ接線方向に開口されているの
で、燃料通路１９から燃料溜り２０に流出する際に旋回
流を形成し、この旋回流が針弁通路１７ａ内と継続され
て噴口入口２４に達する。これによって、上記第１、第
２形態と同様な旋回流の形成による圧力損失の低減が実
現できる。
入された燃料は、同燃料通路１９が上記のように傾斜
し、燃料溜り２０にほぼ接線方向に開口されているの
で、燃料通路１９から燃料溜り２０に流出する際に旋回
流を形成し、この旋回流が針弁通路１７ａ内と継続され
て噴口入口２４に達する。これによって、上記第１、第
２形態と同様な旋回流の形成による圧力損失の低減が実
現できる。
【００５９】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、上流側燃料通路においては請求項４の
発明のように、同燃料通路を傾斜させて燃料溜りに開口
することによって燃料の旋回流を形成し、下流側燃料通
路においては、請求項２、３の発明のように螺旋状溝に
よって燃料の旋回流を形成することができる。
本発明によれば、上流側燃料通路においては請求項４の
発明のように、同燃料通路を傾斜させて燃料溜りに開口
することによって燃料の旋回流を形成し、下流側燃料通
路においては、請求項２、３の発明のように螺旋状溝に
よって燃料の旋回流を形成することができる。
【００６０】この旋回流の形成によって、燃料が噴射弁
先端のサック部に流入する際の方向変化が少なくなり、
また燃料合流時における衝突が緩和され、さらに燃料が
シート部から噴口に流れる際の方向変化が少なくなり、
これらによって従来のものよりも大きな圧力損失の低減
がなされる。従って、燃料通路内で旋回流を形成すると
いうきわめて簡単な手段で以って、従来と同一のプラン
ジャや吐出圧力に対して従来のものよりも上記圧力損失
の低減量が大きくなり、その分だけ噴口入口の燃料圧力
が高くなって高圧噴射が実現でき、エンジン性能を向上
することができる。
先端のサック部に流入する際の方向変化が少なくなり、
また燃料合流時における衝突が緩和され、さらに燃料が
シート部から噴口に流れる際の方向変化が少なくなり、
これらによって従来のものよりも大きな圧力損失の低減
がなされる。従って、燃料通路内で旋回流を形成すると
いうきわめて簡単な手段で以って、従来と同一のプラン
ジャや吐出圧力に対して従来のものよりも上記圧力損失
の低減量が大きくなり、その分だけ噴口入口の燃料圧力
が高くなって高圧噴射が実現でき、エンジン性能を向上
することができる。
【００６１】また、特に請求項３のように構成すれば、
針弁に設けた螺旋状溝に発生する燃料の旋回流の反力に
よって針弁が回転せしめられるので、針弁のシート部に
おける当たりが全周均一になされる。これにより、シー
ト部の劣化が抑制されて燃料噴射の良好な切れによる高
い噴射性能が長期間維持されるとともに、シート部の耐
久性が向上し、燃料噴射弁の寿命が延長される。
針弁に設けた螺旋状溝に発生する燃料の旋回流の反力に
よって針弁が回転せしめられるので、針弁のシート部に
おける当たりが全周均一になされる。これにより、シー
ト部の劣化が抑制されて燃料噴射の良好な切れによる高
い噴射性能が長期間維持されるとともに、シート部の耐
久性が向上し、燃料噴射弁の寿命が延長される。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る燃料噴射装置用
噴射ノズル（燃料噴射弁）の縦断面図。
噴射ノズル（燃料噴射弁）の縦断面図。
【図２】上記第１形態における噴射ノズルのノズルボデ
ーの縦断面図。
ーの縦断面図。
【図３】本発明の実施の第２形態を示す図１応当図。
【図４】本発明の実施の第３形態を示す図１応当図。
【図５】図４のＡ矢視図。
【図６】ユニットインジェクタを備えた高速ディーゼル
機関の要部断面図。
機関の要部断面図。
【図７】本発明が適用されるユニットインジェクタ及び
その駆動装置の要部断面図。
その駆動装置の要部断面図。
【図８】従来の噴射ノズルを示す図１応当図。
【図９】図８のＢ矢視図。
１ 燃料カム ３ プッシュロッド ４ ロッカアーム ５ タペット ８ プランジャ １１ プランジャバレル １６ 噴射ノズル １７ 針弁 １７ａ 針弁通路 １８ ノズルボデー １８ｂ 針弁穴 １９ 燃料通路 ２０ 燃料溜り ２１ シート部 ２２ サック部 ２３ 噴口 ２４ 噴口入口 ２５，２６ 螺旋溝 １００ ユニットインジェクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC07 AD12 BA05 BA46 CA01S CA08 CA09 CC06T CC14 CC20 CC26 CC41 CC42 CC61 CC66 CE02 CE13
Claims (4)
- 【請求項１】 燃料噴射弁のノズルボデー内に往復摺動
可能に嵌合された針弁により、同針弁とノズルボデーと
のシート部を開放して、ノズルボデー内の燃料溜りに導
入された燃料を噴口からエンジンの燃焼室に噴射するエ
ンジンの燃料噴射装置において、上記ノズルボデー内の
上記燃料溜りよりも上流の上流側燃料通路あるいは同燃
料溜りと上記噴口との間の下流側燃料通路の何れか一方
又は双方に、燃料を旋回して通流させる旋回手段を設け
てなることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項２】 上記下流側燃料通路が、上記針弁の外周
とノズルボデーの針弁穴との間に形成され、上記旋回手
段が、上記下流側燃料通路に臨む上記針弁穴の内周に刻
設された螺旋状溝より成ることを特徴とする請求項１又
は２の何れかに記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項３】 上記下流側燃料通路が、上記針弁の外周
とノズルボデーの針弁穴との間に形成され、上記旋回手
段が、上記下流側燃料通路に臨む上記針弁の外周に刻設
された螺旋状溝より成ることを特徴とする請求項１又は
２の何れかに記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項４】 上記旋回手段が、上記上流側燃料通路と
上記ノズルボデーの入口から上記燃料溜りの中心に対し
て傾斜し、かつ燃料溜りに、その中心からずれて開口す
るように形成してなることを特徴とする請求項１に記載
のエンジンの燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329824A JP2000154768A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | エンジンの燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329824A JP2000154768A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | エンジンの燃料噴射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000154768A true JP2000154768A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18225649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10329824A Withdrawn JP2000154768A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | エンジンの燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000154768A (ja) |
Cited By (13)
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-
1998
- 1998-11-19 JP JP10329824A patent/JP2000154768A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
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