JP2016205370A - 大型2サイクル自己着火式内燃エンジン用の燃料弁 - Google Patents
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Abstract
Description
この目的は、第1の態様によれば、大型2サイクル自己着火式内燃エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料弁であって、前記燃料弁は、後端部と前端部とを備えた細長い弁ハウジングと、第1の軸方向ボアと、複数のノズル孔と、閉鎖された前部とを有する中空ノズルであって、前記弁ハウジングの前記前端部に配設される前記ノズルと、軸方向に変位可能な弁ニードルであって、前記弁ハウジング内の第2の軸方向ボア内に摺動可能に受け入れられて、前記ノズルへの燃料の流れを制御するように構成された前記弁ニードルとを備え、前記弁ニードルは、前記弁ハウジング内の弁座部と連動するとともに、弾性付勢により前記弁座部に向けて弾性的に付勢され、前記弁座部の上流側の圧力室が、前記弁ニードルの一部分を取り囲むとともに、前記弁ハウジング内の燃料入口ポートに接続され、前記弁ニードルは、前記弁座部から持ち上がったときに前記圧力室から前記ノズルへの燃料の流れを許容するとともに、前記弁座部に着座したときに前記圧力室から前記ノズルへの燃料の流れを防止し、前記弁ニードルは、前記弁座部に着座したときに前記弾性付勢に対抗する第1の力を前記弁ニードルに対して燃料圧力の影響下で生じさせる第1の有効圧力面を有し、その力は、前記圧力室内の圧力が予め設定された圧力閾値を超えたときに前記弁ニードルが前記弁座部から持ち上がるようにし、前記弁ニードルは、前記弁座部から持ち上がったときに前記弾性付勢に対抗する追加の第2の力を前記弁ニードルに対して燃料圧力の影響下で生じさせる追加の第2の有効圧力面を有し、前記弁ニードルは、前記弁座部から持ち上がったときに前記弾性付勢に加わる第3の力を前記弁ニードルに対して燃料圧力の影響下で生じさせる第3の有効圧力面を有する燃料弁を提供することにより達成される。
本明細書の以下の詳細部分では、図面に示される例示的実施形態を参照して燃料弁をより詳細に説明する。
第1の圧力室24は、弁座部22の直上流側に配設され、弁ニードル20の一部分を取り囲み、かつダクト17を介して燃料入口ポート16に接続される。弁ニードル20は、弁ニードル20が弁座部22から持ち上がったときに圧力室24からノズル54への燃料の流れを許容するとともに、弁ニードル20が弁座部22に着座したときに圧力室24からノズル54への燃料の流れを防止する。
弁座部22に着座したときの弁ニードル20は、弾性付勢に対抗する第1の力(すなわち、持ち上がり方向への力)を弁ニードル20に対して燃料圧力の影響下で生じさせる第1の有効圧力面26を有する。第1の有効圧力面26は、第1の圧力室24内の圧力にさらされ、第1の圧力室24内の燃料の圧力が予め設定された燃料圧力閾値を超えると、弁ニードル20が弾性付勢に抗して弁座部22から持ち上げられる。
したがって、作動時には、燃料弁1に供給される燃料の圧力が予め設定された燃料圧力閾値を超えると、弁ニードル20がその座部から持ち上げられる。このとき、第1の有効圧力面26に作用する第1の圧力室24内の圧力が、閉鎖ばね18の弾性付勢に打ち勝つのに十分に大きな持ち上がり方向への力を生成し、弁ニードル20が弁座部22から持ち上げられる。
Claims (15)
- 大型2サイクル自己着火式内燃エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料弁(1)であって、前記燃料弁(1)は、
後端部と前端部とを備えた細長い弁ハウジング(10)と、
第1の軸方向ボア(57)と、複数のノズル孔(55)と、閉鎖された前部とを有する中空ノズル(54)であって、前記弁ハウジング(10)の前記前端部に配設される前記ノズル(54)と、
軸方向に変位可能な弁ニードル(20)であって、前記弁ハウジング(10)内の第2の軸方向ボア(33)内に摺動可能に受け入れられて、前記ノズル(54)への燃料の流れを制御するように構成された前記弁ニードル(20)と、
を備え、
前記弁ニードル(20)は、前記弁ハウジング内の弁座部(22)と連動するとともに、弾性付勢により前記弁座部(22)に向けて弾性的に付勢され、
前記弁座部(22)の上流側の前記弁ハウジング内に配設された圧力室(24)が、前記弁ニードル(20)の一部分を取り囲むとともに、前記弁ハウジング(10)内の燃料入口ポート(16)に接続され、
前記弁ニードル(20)は、前記弁座部(22)から持ち上がったときに前記圧力室(24)から前記ノズル(54)への燃料の流れを許容するとともに、前記弁座部(22)に着座したときに前記圧力室(24)から前記ノズル(54)への燃料の流れを防止し、
前記弁ニードル(20)は、前記弁座部(22)に着座したときに前記弾性付勢に対抗する第1の力を前記弁ニードル(20)に対して燃料圧力の影響下で生じさせる第1の有効圧力面(26)を有し、
前記力は、前記圧力室(24)内の圧力が予め設定された圧力閾値を超えたときに前記弁ニードル(20)が前記弁座部(22)から持ち上がるようにし、
前記弁ニードル(20)は、前記弁座部(22)から持ち上がったときに前記弾性付勢に対抗する追加の第2の力を前記弁ニードル(20)に対して燃料圧力の影響下で生じさせる追加の第2の有効圧力面(27)を有し、
前記弁ニードル(20)は、前記弁座部(22)から持ち上がったときに前記弾性付勢に加わる第3の力を前記弁ニードル(20)に対して燃料圧力の影響下で生じさせる第3の有効圧力面(29)を有する、
ことを特徴とする、燃料弁(1)。 - 前記第3の有効圧力面(29)は、前記追加の第2の力を実質的に相殺するための前記第3の力を生じさせる大きさを有する、請求項1に記載の燃料弁(1)。
- 前記第3の有効圧力面(29)は、前記弁ニードル(20)と前記弁ハウジング(10)との間に画定される第2の圧力室(32)に対向する、請求項1または2に記載の燃料弁(1)。
- 前記第2の圧力室(32)は、好ましくは前記弁ニードル(20)が持ち上がったときにのみ、前記第1の圧力室(24)または前記第1の軸方向ボア(57)に接続される、請求項3に記載の燃料弁(1)。
- 前記第2の圧力室(32)は、前記弁ニードル(20)内の導管(34)により前記第1の圧力室または前記第1の軸方向ボア(57)に接続される、請求項4に記載の燃料弁(1)。
- 前記導管(34)の第1の端部(45)が前記第2の圧力室(32)に開口し、かつ前記導管(34)の第2の端部(46)が前記第1の軸方向ボア(57)に、または前記弁ニードル(20)が前記弁座部(22)に着座したときに前記弁座部(22)に接触する前記弁ニードル(20)の表面の部分(42)に開口している、請求項5に記載の燃料弁(1)。
- 前記第2の開口(46)は、前記弁ニードル(20)が前記弁座部(22)に着座したときに閉鎖される、請求項5に記載の燃料弁(1)。
- 前記部分(42)と、前記弁ニードル(20)が前記弁座部(22)に着座したときに前記部分(42)に接触する前記弁座部(22)の表面とが、前記第2の端部(46)の周囲でシール接触する、請求項7に記載の燃料弁(1)。
- 前記第2の圧力室(32)は、前記弁ニードル(20)内の第3の軸方向ボア(25)と、前記第3の軸方向ボア(25)内に受け入れられたプランジャ(58)とにより画定される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料弁。
- 前記第1のプランジャ(58)は静止した状態であり、かつ前記プランジャ(58)は前記第3の軸方向ボア(25)の内側にシール嵌合する、請求項9に記載の燃料弁(1)。
- 前記第2の圧力室(32)は、前記弁ハウジング(10)内の第4の軸方向ボア(23)と、前記第4の軸方向ボア(23)内に受け入れられた第2のプランジャ(59)とにより画定される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料弁。
- 前記第2のプランジャ(59)は静止した状態であり、かつ前記プランジャ(59)は前記第4のボア(23)の内側にシール嵌合する、請求項11に記載の燃料弁(1)。
- 前記ノズル(54)には、好ましくはノズル孔(55)の全部または少なくとも大部分が角度をなして近接離間した状態で、前記ノズル(54)の側部に分配配置される複数のノズル孔(55)が設けられる、請求項1〜12のいずれか1項に記載の燃料弁。
- 前記弁ニードル(20)と一緒に移動するとともに、前記ノズル孔(55)を開閉するために前記ノズル(54)内の前記軸方向ボア(57)内に軸方向に変位可能に受け入れられた中空遮断シャフト(40)をさらに備え、好ましくは、前記遮断シャフト(40)には、前記中空遮断シャフトのある位置では前記ノズル孔(55)を前記中空遮断シャフト(40)の内部に接続し、前記中空遮断シャフトの別の位置では前記ノズル孔(55)を前記中空遮断シャフト(40)の内部から遮断するように、複数のノズル孔(55)に対応する複数の開口が設けられる、請求項1〜13のいずれか1項に記載の燃料弁。
- 前記弁ハウジング(10)には、その最後端部に、大型2サイクル自己着火式内燃エンジンのシリンダのシリンダカバーに前記燃料弁(1)を固定するためのヘッド(14)が設けられる、請求項1〜14のいずれか1項に記載の燃料弁。
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