JP2506998Y2 - ディ―ゼルエンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、低温始動時における燃焼特性を改善するよ
うにしたディーゼルエンジンの改良に関する。

（従来の技術） 従来のディーゼルエンジンにおける燃料噴射ノズル１
として、例えば第５図に示すように副噴孔を備えたもの
がある（実開昭60−57776号公報等参照）。

このものでは、図示しない燃料噴射ポンプから燃料通
路２を通って圧送された燃料は、ノズルチップ３内に設
置された単一の針弁４をリフトさせ、これに伴って、そ
の燃料が主噴孔５から燃焼室７内に噴射される。

又、主噴孔５とは異なる方向へ燃料を噴射するように
副噴孔６が設けられており、その噴射方向は、第４図に
示すように、グロープラグ８を指向している。すなわ
ち、噴射初期に、燃料の一部を副噴孔６からグロープラ
グに向けて噴射して着火を早め、ノック音を低減させ、
又始動時において着火を早め、始動時間の短縮を図って
いる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、このような燃料噴射ノズル１を用いた
従来のディーゼルエンジンにあっては、単一の針弁４に
依存しているので、主噴孔５および副噴孔６の両者から
同時に燃料が噴射される形となる。そのため、低温始動
時においては、副噴孔６からの少量の燃料をグロープラ
グ８へ向けて供給しても、グロープラグ８の熱による着
火が遅くなることから、主噴孔５から噴射された主たる
燃料の燃焼を速やかに開始することができない。

また運転中は副噴孔６から常に燃料が噴射される構成
となっており、始動後、例えば高速高負荷運転となって
も、そのまま副噴孔６からグロープラグ８へ向けて燃料
が噴射される。そのため、燃料がグロープラグ８付近の
燃焼室７壁面に付着してしまい、空気利用率が低下し
て、スモークの増大や出力の低下を招くという問題点が
あった。

本考案は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、低温始動性と始動
後の空気利用率の向上とを両立させることにある。

（課題を解決するための手段） このため本考案は、燃焼室壁面に沿って延設されたグ
ロープラグを具備するともに、燃焼室内に燃料を噴射す
る主噴孔と前記グロープラグへ向けて一部の燃料を噴射
する副噴孔とを有する燃料噴射ノズルを備えてなるディ
ーゼルエンジンにおいて、 前記燃料噴射ノズルは、圧送された燃料の圧力により
リフトし、前記主噴孔を開閉する針弁と、同じく圧送さ
れた燃料の圧力によりリフトし、前記副噴孔を開閉する
とともに、その開弁圧が前記針弁の開弁圧よりも低く設
定された副噴射弁と、この副噴射弁の前記燃料圧力の受
圧面と反対側の端面が臨設するように燃料噴射ノズル内
部に画成された背圧室と、圧送された燃料の圧力を上記
背圧室へ導入する燃料通路と、を備えて構成され、 さらに、低温始動時に前記燃料通路を遮断して副噴射
弁のリフトを許容するとともに、始動後に該燃料通路を
連通させて副噴射弁のリフトを停止する燃料通路開閉手
段が設けられていることを特徴としている。

（作用） 低温始動時には、前記燃料通路が遮断され、背圧室に
は燃料圧力が作用しない。そのため、燃料噴射ポンプか
ら圧送された燃料の圧力が上昇すると、まず始めに副噴
射弁がリフトし、副噴孔から少量の燃料がグロープラグ
へ向けて噴射される。この少量の燃料は、グロープラグ
の熱を受けて速やかに着火する。引き続いて、針弁がリ
フトし、主噴孔から主たる燃料が噴射されると、速やか
に燃焼に至る。

エンジンの始動後は、前記燃料通路が連通状態とな
り、背圧室に燃料圧力が作用する。つまり、副噴射弁
は、双方向に燃料圧力を受けるため、その受圧面積差も
しくはスプリングの付勢力により閉状態を保つ。そのた
め、主噴孔のみから燃料室内に燃料が噴射される。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案のディーゼルエンジンに用いられる
燃料噴射ノズル１の一実施例を示す断面図である。

まず構成を説明する。なお従来例と同一構成部分に
は、同一の符号を付して、その説明を省略する。

針弁４の外周には、副噴孔６を開閉する副噴射弁９が
設けられている。副噴射弁９の後部には、該副噴射弁９
の端面が臨設するように背圧室10が設けられ、ここに副
噴射弁９を付勢する第２スプリング11が設置されてい
る。そして、この第２スプリング11により定まる副噴射
弁９の開弁圧は、針弁４の開弁圧より低く設定されてい
る。

更に、コントロールバルブ12、プッシュリング13が針
弁４の外周に摺動可能に組み込まれており、電磁石14が
ON状態となるとプッシュリング13が下方に引かれ、それ
に伴ってコントロールバルブ12も下方に移動するように
なっている。これらのコントロールバルブ12、プッシュ
リング13、電磁石14でもって副噴射弁９の開閉を制御し
ている。

プッシュリング13は、円板部13aが電磁石14と対向し
ており、その内径側部分13bが軸方向に沿って噴射弁の
先端方向へ延びている。この内径側部分13bの外周に
は、ボディとの間に十分な間隙が設けられている。従っ
て、プッシュリング13は、電磁石14に吸引されると軸方
向に支障なく移動できる。また円板部13aには、コント
ロールバルブ12下降時にリターン通路15と連通する穴17
が設けられており、背圧室10からリターン通路15を経て
排出される油を、スプリング室16にリークできるように
なっている。

コントロールバルブ12には、前記のリターン通路15が
設けられている。第１図の状態は、電磁石14のONの状態
であり、プッシュリング13が電磁石14に引かれて下降
し、コントロールバルブ12を押し下げているので、背圧
室10は、リターン通路15および穴17を介して、スプリン
グ室16と連通している。

第４図は、本考案に係る燃料噴射ノズル１を燃焼室７
に装着した状態を図示したものである。すなわち、燃料
噴射ノズル１とグロープラグ８等との位置関係は、従来
のものと特に変わりがなく、副噴孔６の燃料噴射方向
に、グロープラグ８が設けられている。

次に作用を説明する。

低温始動時においては、電磁石14はONとなる。これに
より、第１図に示した状態のように、電磁石14に引かれ
てプッシュリング13は下降し、コントロールバルブ12も
下方に移動している。この時、燃料通路18と背圧室10と
の連通がコントロールバルブ12下端部によって遮断され
ているので、背圧室10は、前述したようにリターン通路
15を介してスプリング室16とのみ連通している。従って
背圧室10には、燃料通路２の圧力が作用せず、該背圧室
10内の圧力は小さく保たれる。

エンジンのクランキングが開始すると、図示しない燃
料噴射ポンプから高圧燃料が燃料通路2,19を通って圧送
される。これにより、まず始めに、開弁圧の小さい副噴
射弁９が、燃料通路2,19を介して導入された燃料圧力に
よって背圧室10の第２スプリング11のバネ力に抗して上
方へ移動する（第２図参照）。

この副噴射弁９のリフトにより、副噴孔６が開き、早
い時期に一部の燃料がグロープラグ８へ向けて噴射され
る。その後、さらに燃料の圧送が続くので、燃料圧力が
針弁４の開弁圧に達すると、主噴孔５が開き、主噴射が
開始する。

この際、針弁４には鍔が固定されており、副噴射弁９
が所定量リフトすると副噴射弁の上端が該鍔に当接し針
弁４を押し上げるので、副噴孔６が所定量開くと副噴射
弁９のリフトに伴って主噴孔５も開くようになってい
る。

主噴射に比べて早い時期に噴射された副噴射は、その
量が少ないので、グロープラグ８の熱により低温時の非
常に粘度の大きい燃料でも蒸発して着火可能な状態とな
る（第４図参照）。

したがって、燃焼室７内の空気が圧縮され高温になる
と、副噴射の燃料が速やかに着火し、次いで主噴射の開
始と共に主噴射の燃料も燃焼する。これにより、エンジ
ンは確実に始動する。副噴射は、主噴射よりも早期にな
され、かつ少量であるので、空気利用率はそれほど低下
せず、スモークの増加は生じない。

始動後は、グロープラグ８の通電終了と同時に電磁石
14への通電を終了する。これにより、第２スプリング11
の付勢力でコントロールバルブ12およびプッシュリング
13は、第３図に示すように、上方に移動する。

この時、背圧室10は、燃料通路18が燃料通路２と連通
し、燃料通路19側と同じ燃料圧力が導かれるので、高圧
燃料が燃料通路２及び19を通って副噴射弁９先端側へ圧
送されても、副噴射弁９はリフトしなくなる。即ち、こ
の実施例においては、副噴射弁９の背圧室10側の受圧面
積（第３図のＲによって決まる）が燃料通路19側の受圧
面積（第３図のｒによって決まる）より大きいため、第
２スプリング11の付勢力に加えて、燃料圧力による付勢
力が、第３図において下方に作用するので副噴射弁９は
リフトしなくなる。

従って、始動後は高速高負荷時を含め、主噴孔５から
の主噴射のみとなるので、総ての燃料が燃焼室７中心部
へ向けて噴射されることになり、空気利用率が向上す
る。つまり、燃焼室７内の空気を十分に利用することが
でき、スモークの低減、出力の向上が可能となる。

又、アイドル時に電磁石14を作動させることによっ
て、副噴孔６から燃料の一部をグロープラグ８に向けて
噴射し、着火を早めてノック音を低減するようにしても
よい。

（効果） 以上説明してきたように、本考案によれば、燃料の粘
度が高くなる低温始動時においては、主噴射に先立って
一部の燃料が副噴孔からグロープラグへ向けて噴射され
るので、従来のように、グロープラグに対する副噴射と
主噴射とを同時に行うものに比較して、一層確実に始動
を行うことができる。しかも、空気利用率の低下が少な
く、スモークの増加を防止できる。

更に、始動後は、グロープラグへ向けた副噴射が停止
されるので、総ての燃料が燃焼室の中心部へ向けて噴射
されることになり、空気利用率を高めて高速高負荷時等
におけるスモークを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す断面図、第２図およ
び第３図は、本考案に係る燃料噴射弁の作動状態を示す
説明図、第４図は本考案に係る燃料噴射弁を燃焼室に装
着した状態を示した図、第５図は従来例を示す断面図で
ある。 １……燃料噴射ノズル、２……燃料通路、５……主噴
孔、６……副噴孔、９……副噴射弁、10……背圧室、12
……コントロールバルブ、13……プッシュリング、14…
…電磁石。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室壁面に沿って延設されたグロープラ
   グを具備するともに、燃焼室内に燃料を噴射する主噴孔
   と前記グロープラグへ向けて一部の燃料を噴射する副噴
   孔とを有する燃料噴射ノズルを備えてなるディーゼルエ
   ンジンにおいて、 前記燃料噴射ノズルは、圧送された燃料の圧力によりリ
   フトし、前記主噴孔を開閉する針弁と、同じく圧送され
   た燃料の圧力によりリフトし、前記副噴孔を開閉すると
   ともに、その開弁圧が前記針弁の開弁圧よりも低く設定
   された副噴射弁と、この副噴射弁の前記燃料圧力の受圧
   面と反対側の端面が臨設するように燃料噴射ノズル内部
   に画成された背圧室と、圧送された燃料の圧力を上記背
   圧室へ導入する燃料通路と、を備えて構成され、 さらに、低温始動時に前記燃料通路を遮断して副噴射弁
   のリフトを許容するとともに、始動後に該燃料通路を連
   通させて副噴射弁のリフトを停止する燃料通路開閉手段
   が設けられていることを特徴とするディーゼルエンジ
   ン。