JP2789869B2 - ディーゼル機関の燃料噴射装置 - Google Patents

ディーゼル機関の燃料噴射装置

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JP2789869B2 JP3201947A JP20194791A JP2789869B2 JP 2789869 B2 JP2789869 B2 JP 2789869B2 JP 3201947 A JP3201947 A JP 3201947A JP 20194791 A JP20194791 A JP 20194791A JP 2789869 B2 JP2789869 B2 JP 2789869B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディ−ゼル機関の燃料
噴射装置に関し、特に噴霧形状のバラツキを改善する技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】ディ−ゼル機関の燃料噴射装置の従来例
として、図11及び図12に示すようなものがある(特
開昭63−45459号公報参照)。すなわち、燃料供
給孔1に燃料噴射ポンプ(図示せず)から圧送供給され
た燃料は、加圧室2と電磁弁3とに供給される。
【0003】そして、電磁弁3を駆動することによりピ
ストン4を図中下動させて加圧室2に燃料を送り込む。
また、電磁弁3を前記とは逆に駆動させて加圧室2の燃
料圧力を低下させることにより、ニードル5をニードル
ガイド6にて案内しつつ加圧された燃料圧力により上動
させて噴孔8から燃料を燃焼室(図示せず)に噴射す
る。7はスプリングである。
【0004】ここで、ノズルチップ9の先端部には、図
12に示すように、燃料噴射時の燃料あとだれを防止す
るためのサックボリュームが形成されないサックレスノ
ズル部が形成されており、ノズルチップ9先端部の円錐
部9A上に噴孔8が形成されている。そして、前記円錐
部9Aと、ニードル5に形成され円錐部9Aに当接する
ニードルシート線5Aと、により弁が構成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ニードルシ
ート線5Aの軸芯と円錐面9Aの軸芯とが、ニードルガ
イド6の内外径の同軸度に対する加工精度,ノズルチッ
プ9の円錐面9Aとニードルガイド6のガイド孔との同
軸度に対する加工精度,或いはニードルガイド6のガイ
ド孔とニードルシート線5Aとの同軸度に対する加工精
度により、決定される。このため、ニードルシート線5
Aの軸芯と円錐面9Aの軸芯とが複数の要因による製作
精度により決定されるので、それらの芯ズレが極めて発
生しやすくなるため、製品毎に燃料の噴霧形状にばらつ
きが発生するという不具合がある。
【0006】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、加工精度を高めることなくニードルとノズル
チップとの同軸度を高めて噴霧形状を略同様に設定でき
る燃料噴射装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、請
求項1においては、筒状のニードルチップ先端部内に円
錐部を形成すると共に該円錐部に連通させて噴孔をニー
ドルチップに形成する一方、ニードル先端部を円錐状に
形成し、前記ニードルチップ円錐部の円錐面に前記ニー
ドルの円錐部基端のニードルシート線を当接させ、かつ
往復運動するニードルを前記円錐部の円錐軸方向にスト
ローク自由に支持するニードルガイドを前記ニードルチ
ップに取付けるようにしたディーゼル機関の燃料噴射装
置において、前記ニードルガイドを、外周壁が前記ニー
ドルの軸芯に対して偏心する第1ニードルガイドと、該
第1ニードルガイドに回動自由に取付けられ外周壁の軸
芯が内周壁の軸芯に対して偏心する第2ニードルガイド
と、により、構成するようにした。
【0008】また、請求項2においては、ニードルガイ
ドに第1ニードルガイドを一体的に形成するようにし
た。
【0009】そして、往復運動するニードルと、燃料の
潤滑特性と、を利用し、ニードルの往復運動中に第1ニ
ードルガイド若しくは第2ニードルガイドを回動させる
ことによりニードルの軸芯をニードルチップの軸芯と
動的に一致させることができるようにし、以って加工精
度を高めることなくニードルリフト時のニードル軸芯の
偏心を防止して燃料噴霧形状のばらつきをなくせるよう
にした。
【0010】また、請求項2においては、第1ニードル
ガイドをニードルに一体形成することにより、部品点数
を低減化するようにした。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。尚、各実施例においては燃料噴射装置の要部の
みを説明し、他の部位は従来例と同様であるので説明を
省略する。図1〜図5は本発明の第1実施例を示す。
【0012】図1において、筒状のノズルチップ11に
は丸棒状のニードル12が嵌挿されている。前記ノズル
チップ11の先端部には円錐部が形成され、前記円錐部
の円錐面11Aには噴孔13が複数貫通形成されてい
る。前記ニードル12の先端部は円錐状に形成され、そ
の円錐部基端には前記円錐面11Aに当接するニードル
シール線12Aが形成されている。
【0013】また、前記ノズルチップ11の中間部には
ガイド孔14が形成され、このガイド孔11にはニード
ル12を軸方向にストローク自由に支持するニードルガ
イド15が取付けられている。このニードルガイド15
は、前記ニードル12の外周に取付けられる第1ニード
ルガイド16と、該第1ニードルガイド16外周に取付
けられる第2ニードルガイド17と、から構成されてい
る。
【0014】前記第1ニードルガイド16は図2に示す
ように前記ニードル12にニードル12の軸回りに回動
自由に取付けられ、第1ニードルガイド16の外周壁は
内周壁に対して所定量偏心して形成されている。また、
第2ニードルガイド17は図2に示すように第1ニード
ルガイド16にその軸回りに回動自由に取付けられ、第
2ニードルガイド17の外周壁は内周壁に対して所定量
偏心して形成されている。
【0015】次に、作用を図3〜図5に基づいて説明す
る。例えば図3に示すように、第2ニードルガイド17
の軸芯OAと、ニードル12の軸芯O1と、が一致して
いない場合において、それらの軸芯が略一致するように
配設する作動を説明する。まず、第2ニードルガイド1
7を図3中反時計方向に所定量回動させて、それらの軸
芯OA,O1を図4に示すように配設する。さらに、第
1ニードルガイド16を図4中反時計方向に所定量回動
させると、図5に示すように、第2ニードルガイド17
の軸芯OAとニードル12の軸芯O1とが略一致し、第
2ニードルガイド17とニードル12とが略同軸状に配
設されるしたがって、ノズルチップ11,ニードル12
等の加工精度のばらつきによりノズルチップ11の円錐
面11Aの軸芯とニードル12のニードルシール線12
Aの軸芯とが偏心していても、例えば第1ニードルガイ
ド16を回動させることにより前記円錐面11Aの軸芯
とニードルシール線12Aの軸芯とを略一致させること
ができる。このため、前記加工精度にばらつきがあって
も、噴孔13から噴射される燃料の噴霧形状を略同様に
調整できる。
【0016】ここで、第1ニードルガイド16若しくは
第2ニードルガイド17を回動させることにより、ニー
ドル12の軸芯は、図6の斜線示の範囲で、任意の位置
を確保できる。次に、偏心したニードル12の曲げ応力
によりニードル12の軸芯O1と第2ニードルガイド1
6の軸芯OAとが一致するように、自動的に求心する機
構を図7及び図8に基づいて説明する。
【0017】ニードル12がリフトした状態で、図7に
示すように、中心から例えば50μm偏心しているニー
ドル12を閉弁させると、ニードル12の先端部には例
えば1.5kgの曲げ力が半径方向に作用し、その反力
として第1ニードルガイド16に1.5kgの力が半径
方向に作用する。この作用力により、第1ニードルガイ
ド16に作用するトルクは、ニードル12の軸芯がニー
ドル16が回転する事により動ける円(図7中鎖線示)
の接線と力の作用方向とがなす角度が30°であるとき
には、図7に示すように0.06kg・mmとなる。ま
た、第1ニードルガイド16の回転を防止できるトルク
は、第1ニードルガイド16外周壁と第2ニードルガイ
ド17内周壁との摩擦係数をμに設定すると共に、第1
ニードルガイド16外周の半径を3mmに設定したとき
には、2.3μkg・mmとなる。
【0018】一方、第2ニードルガイド17に作用する
トルクは、図8に示すように、ニード12の軸芯が動け
る最大許容範囲の円(図8中ストラット3鎖線示)の接
線と前記作用力の作用方向とがなす角度が10°である
ときには、0.08kg・mmとなる。また、第2ニー
ドルガイド17の回転を防止できるトルクは、第2ニー
ドルガイド17外周の半径を4mmに設定したときに
は、1.5μkg・mmとなる。
【0019】このとき、ニードル12は例えば20ヘル
ツという周期で往復運動しており、ニードル12と第1
ニードルガイド16との間隙、第1ニードルガイド16
と第2ニードルガイド17との間隙は、燃料により満た
されており、それらは燃料により潤滑状態にある(具体
的には40kgの外力が作用しても燃料がそれらの間隙
から完全に流出することがなく金属接触することがな
い)。
【0020】ここで、前記摩擦係数μは極めて小さくな
り、例えばμ=0.001に設定すると、第1ニードル
ガイド16の回転を防止できるトルクは2.3μ=0.
0023kg・mmとなり、前記トルクは第1ニードル
ガイド16に作用するトルク=0.06kg・mmに較
べて小さくなるので、第1ニードルガイド16は回動す
る。また、第2ニードルガイド17の回転を防止できる
トルクは1.5μ=0.0015kg・mmとなり、前
記トルクは第2ニードルガイド17に作用するトルク=
0.08kg・mmに較べて小さくなるので、第2ニー
ドルガイド17は回動する。
【0021】したがって、第1及び第2ニードルガイド
16、17は、ニードル12の偏心による前記曲げ力に
より、容易に回転できるため、ノズルチップ11の円錐
面11Aの軸芯とニードル12のニードルシール線12
Aの軸芯とを自動的に一致させることができる。これに
より、ニードル12は燃料噴射時に偏ることなく略真直
にリフトするため、噴霧形状のばらつきをなくすことが
できる。このとき、第1及び第2ニードルガイド16、
17の位置関係は、それらの軸芯が一度決定されると、
回転方向への力が作用しなくなるため、たやすく変化し
なくなる。さらに、ニードルシール線12Aと円錐面1
1Aとの同軸度を決定するための部位の加工精度を低下
させても、それらの同軸度を向上できる。
【0022】図9及び図10は本発明の第2実施例を示
す。尚、第1実施例と同一要素には図1と同一符号を付
して説明を省略する。本実施例は、ニードル12の外周
部に、前記第1実施例における第1ニードルガイドに相
当する円筒状のガイド部21を、一体形成すると共に、
ガイド部21をニードル12に対して偏心させるように
したものである。そして、ガイド部21の外周方にニー
ドルガイド22を取付けるようにしたものである。
【0023】かかる構成によれば、第1実施例と同様な
効果を奏しつつ、第1実施例に較べて部品点数を低減で
きるコストを低減できる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、請求項
1においては、ニードルを支持するニードルガイドを、
外周壁の軸芯と内周壁の軸芯とが偏心する第1及び第2
ニードルガイドにより構成し、往復運動するニードル
と、燃料の潤滑特性と、を利用して、ニードルの往復運
動中に第1ニードルガイド若しくは第2ニードルガイド
を回動させることによりニードルとニードルチップとの
軸芯を自動的に一致させることができるようにしたの
、それらの加工精度を高めることなく燃料噴霧形状の
ばらつきをなくすことができる。
【0025】また、請求項2においては、第1ニードル
ガイドをニードルに一体形成するようにしたもので、部
品点数を低減でき、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示す断面図。
【図2】 同上の要部断面図。
【図3】 同上の作用を説明するための図。
【図4】 同上の作用を説明するための他の図。
【図5】 同上の作用を説明するためのさらに他の図。
【図6】 同上における軸芯の移動範囲を示す図。
【図7】 同上の自動求心の作用を説明するための図。
【図8】 同上の作用を説明するための他の図。
【図9】 本発明の第2実施例を示す断面図。
【図10】 同上の要部断面図。
【図11】 燃料噴射装置の従来例を示す断面図。
【図12】 同上の要部拡大図。
【符号の説明】
11 ノズルチップ 11A 円錐面 12 ニードル 12A ニードルシート線 13 噴孔 16 第1ニードルガイド 17 第2ニードルガイド

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】筒状のニードルチップ先端部内に円錐部を
    形成すると共に該円錐部に連通させて噴孔をニードルチ
    ップに形成する一方、ニードル先端部を円錐状に形成
    し、前記ニードルチップ円錐部の円錐面に前記ニードル
    の円錐部基端のニードルシート線を当接させ、かつ往復
    運動するニードルを前記円錐部の円錐軸方向にストロー
    ク自由に支持するニードルガイドを前記ニードルチップ
    に取付けるようにしたディーゼル機関の燃料噴射装置に
    おいて、 前記ニードルガイドを、外周壁が前記ニードルの軸芯に
    対して偏心する第1ニードルガイドと、 該第1ニードルガイドに回動自由に取付けられ外周壁の
    軸芯が内周壁の軸芯に対して偏心する第2ニードルガイ
    ドと、 により、構成するようにしたことを特徴とするディーゼ
    ル機関の燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 第1ニードルガイドをニードルに一体的
    に形成したことを特徴とする請求項1記載のディ−ゼル
    機関の燃料噴射装置。
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JPS59110913A (ja) * 1982-12-16 1984-06-27 ヤンマーディーゼル株式会社 シヤフト支持装置
JPS6345459A (ja) * 1986-08-09 1988-02-26 Nippon Denso Co Ltd 燃料噴射弁
JPH0640923Y2 (ja) * 1988-02-26 1994-10-26 日産自動車株式会社 内燃機関の蓄圧式燃料噴射ノズル

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