JPH02267364A - 住復ピストン機関の燃焼室内に燃料を噴射する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、燃料噴射ポンプと、該ポンプの圧力管路ない
し吐出し管路に結合される噴射ノズルとを備え、該ノズ
ルが、シート面と協働して、シート面に隣接する円筒形
部分よりも大きい断面の円筒形ガイド部分をシート面か
ら遠く離れて有する弁ニードルを収容し、該円筒形部分
が、環状チャンバによって包囲され、燃料が、シートか
ら上背する弁ニードルの結果として該チャンバから燃焼
室内に導く少なくとも１つの噴射ポートへ周期的に流れ
る往復ピストン機関の燃焼室内に燃料を噴射する装置に
関する。

従来の技術 この種類の通常の噴射装置では、弁ニードルを包囲する
噴射ノズルの環状チャンバは、圧力管路ないし吐出し管
路を経て燃料ポンプに結合される。

弁ニードルは、圧縮ばねの力によって開鎖方向へシート
面に向って押圧される。弁ニードルの開放運動は、環状
チャンバ内の燃料の圧力によって該ばねの力に抗して生
じ、該圧力は、ガイド部分から弁ニードルの他の部分へ
の移行部における異なる断面によって生じる差異面ない
し肩に作用する。

従って、弁ニードル開放圧力は、差異面に対するばね力
の割合に依存し、閉鎖圧力は、ガイド部分の断面に対す
るばね力の割合に依存する。該開放圧力は、通常、該閉
鎖圧力よりも１．３倍から２倍まで大きい。該閉鎖圧力
は、弁ニードルの満足すべき閉鎖を保証するために燃焼
室の圧力よりも充分に高い値でなければならない。

開放圧力と閉鎖圧力との間で、即ら、噴射位相の際に、
噴射ポートの上流の燃料圧力は、最高まで上昇した後、
開鎖圧力に向って急激に低ドする。

約３５０バールの開放圧力と、約２００バールの閉鎖圧
力との場合に、最高圧力は、約１５００バールである。

弁ニードルの行程に対する圧力曲線は、はぼ三角形の形
状を有している。この圧力曲線では、噴射ポートから流
出する燃料の最に等しい燃料ポンプの吐出しの流量の意
味において連続性を達成することが不可性である。噴射
ポートから出る燃料の最大重は、燃料ポンプによって瞬
間的に吐出される量の約６０％である。燃料ポンプによ
って吐出される残りの壇は、ポンプの圧力チャンバと噴
射ポートとの間の装置に「詰め込む」のに全部使用され
る。この付加的な圧縮仕事に必要なエネルギは、各噴射
作用に対して新しく供給されねばならない。

発明が解決しようとする問題点 上述の従来の通常の型式の噴射装置は、次の欠点を有し
ている。

（１）　　弁ニードルの行程に対する三角形の圧力曲線
のための長い噴射時間。

（２１１１１１１射位相の終りに向って急激に低下する
圧力これは、燃焼室における燃料の霧化に悪影響を及ぼ
す。

（３）　　燃料ポンプは、不適当にのみ燃料噴射に役立
つ吐出しの高い流量を有している。

発明の要約 本発明の目的は、弁ニードルの行程に対する圧力曲線が
ほぼ矩形の形状を有し、従って噴射時間が噴射される同
一の量に対して短縮司能である様に、初めて述べた型式
の噴ｒ１４装置を改良することである。本発明の他の目
的は、＠高圧力と閉鎖圧力との間の差異を低減し、従っ
て燃料の霧化が噴射位相の終りに近づいても最適レベル
のままであることである。

この目的のため、本発明によると、燃料で充満される貯
蔵チャンバが設けられ、圧力管路ないし吐出し管路が逆
止め弁を経て該貯蔵チャンバ内に導き、ピストンが噴射
ノズル内に配置され、該ピストンが該貯蔵チャンバ内の
燃料の圧力を受覧プ、弁ニードルのガイド部分に向って
延びて弁ニードルに作用し、該ピストンの断面が弁ニー
ドルのガイド部分の断面よりも大きく、該ガイド部分に
而する該ピストンの端面が逆止め弁の上流の吐出し管路
ないし圧力管路の燃料圧力を受け、貯蔵チャンバから環
状チャンバに達するダクトが設けられる。

貯蔵チャンバおよび逆止め弁の結果として、比較的高い
貯蔵圧力は、該弁とシート面との間で噴射ノズルに常に
維持され、これは、噴射作用が比較的高い圧力で開始す
るのを可能にし、次に該圧力は、残りの噴射作用の際に
僅かにのみ上昇し、噴射作用の終りに僅かな程度にのみ
この値より降下する。従って、弁ニードルの行程に対す
る圧力曲線は、はぼ矩形であり、良好な燃料霧化は、噴
射作用の終りにおいても維持される。ピストンの配置は
、ガイド部分に面する該ピストンの端面が圧力を除去さ
れるとき、該ピストンに作用する力の強力な不平衡が生
じ、従って弁ニードルの確実な閉鎖を保証する様に定め
られる。同時に、噴射後に燃料の圧力の変動による弁ニ
ードルの望ましくない開放が回避される。噴射作用がほ
ぼ一定の圧力で行われるため、付加的な圧縮仕事は、「
詰め込み］のために実施される必要が全くない。

以下、添付図面を参照して本発明の一好適実施例を詳細
に説明する。

実施例 第１図の右に示ず燃料噴射ポンプ１は、通常の様にカム
（図示せず）によって上下に移動されるピストン２を有
している。ピストン２を包囲するシリンダ３は、それを
包囲する環状チャンバ５へ導く放射状ボア４を有し、噴
射用燃料は、図示しない態様において該環状チャンバに
比較的低い圧力で供給される。Ｅ部制御端縁６と、Ｆ部
制御端縁７とは、ボア４と協働し、該端縁は、ピストン
２に関して位置決めされ、ピストン２の上方運動の際に
ポンプ１の吐出しの開始と、終りとを定める。吐出し管
路ないし１モカ管路９は、ポンプの圧力チャンバ８から
噴射ノズル１０へ導く。

噴射ノズル１０は、基本的に、キャラ１ナツト１３によ
って保持される２つのハウジング部分１１．１２から成
る。弁ニードル１４は、ハウジングの下側部分１２内に
配置され、直径りの上側ガイド部分１４′と、小さい直
径ｄのＦ側部分１４″とを有している。部分１４″の下
端には、弁ニードル１４は、ハウジング部分１２の円錐
形シート面１５と協働し隣接する円錐形面を有している
。部分１４″は、環状チャンバ１６によって包囲される
。噴射ポート１８は、シート面１５の下のハウジング部
分１２のチャンバ１７から延びてディーゼル式往復機関
のシリンダ（詳細には図示せず）の燃焼室１９内に達す
る。

噴射ノズル１０の上側ハウジング部分１１は、噴射用燃
料の貯蔵チャンバ２０を有し、該チャンバは、ダクト２
１を経て吐出し管路９に連通する。

噴射ノズルの作用の際、貯蔵チャンバは、燃料で完全に
充満され、即ち、ガスクツシコンを全く含まない。逆止
め弁２２は、貯蔵チャンバ２０がら吐出し管路９への燃
料の逆流を防止するためにダクト２１に配置される。貯
蔵チャンバ２０は、ハウジング部分１１．１２を通って
延びるダクト２３を経て環状チャンバ１６に結合される
。弁皿ドル１４と同心状に配置されるピストン２４は、
貯蔵チャンバ２０内に突出し、ハウジング部分１１内に
案内され、弁ニードルのガイド部分１４′の直径りより
も大きい直径Ｆを有している。圧縮ばね２５は、貯蔵チ
ャンバ２０内に突出すピストン２４の端部と該チャンバ
２０を閉じるカバー２６との間に配置される。該圧縮ば
ねは、弁ニードル１４の方向へピストン２４を押圧して
弁ニードルの閉鎖運動を支持する。貯蔵チャンバ２０か
ら遠いピストン２４の端面は、ダクト２７を経て吐出し
管路９内の燃料の圧力の影響を受ける。該ダクト２７は
、燃料の流れの方向で見て逆止め弁２２の上流において
ダクト２１から分岐される。ピストン２４の該端面と弁
ニードルのガイド部分１４′との間には、押し棒２８が
運動を伝達するためにハウジング部分１１内に設けられ
る。

この装置は、次の通り作用し、即ち、貯蔵効果は、基本
的に、チャンバ２ｏ内に収容される燃料の弾性と、該チ
ャンバを包囲する壁の弾性とによる。前の噴射作用から
、貯蔵チャンバ２０は、機関の全負荷において１３００
バールから１４００バールまでの貯蔵圧力Ｐｓｐの燃料
で充満され、該圧力は、ピストン２４の上側端面に加え
られる（第２図の左部分の破線Ｐｓｐ参照）。また、貯
蔵圧力Ｐｓｐは、弁ニードル１４の部分１４′から部分
１４″への移行部の差異面Ｄ−ｄに同時に作用する。該
差異面がピストン２４の上側端面よりも甚しく小さいた
め、弁ニードル１４は、ピストン２４によって閉鎖位置
に保持される。ピストン２の上昇運動の際にピストン２
の上側制′ａ端縁６がシリンダ３のボア４を閉じるとき
（これは、第１図に示すピストン２の位置に相当する）
、ポンプ吐出しチャンバ８内の燃料圧力Ｐｐは、上昇を
開始する（第２図の時間に参照）。吐出し管路９および
ダクト２７により、この上昇する圧力は、ピストン２４
の下側端面に加えられる。ピストン２４と、押し棒２８
と、弁ニードル１４とを含む運動系統にツノの平衡があ
るとき、弁ニードルの開放運動が開始する（第２図の時
１１１Ｌ参照）。弁皿ドルの上昇の直後に、弁ニードル
の開放運動は、このとき全ニードル断面に下から作用す
る液圧力によって支持される。次に、燃料は、貯蔵チャ
ンバ２０からダクト２３と、チャンバ１６．１７と、噴
射孔１８とを経てジェットの形状で燃焼室１９内に流れ
る。貯蔵圧力ＰＳｐは、これ等の状態において幾分低下
し、一方、ポンプ圧力Ｐｐは、貯蔵チャンバ内の圧力を
越えて逆止め弁２２が開放されるまで更に一層上昇する
（第２図の時間Ｍ参照）。従って、ピストン２４は、そ
の両端面が同一の圧力を受けるため、不作用になる。噴
射ポート１８の断面が燃料ポンプ１の吐出しの割合に如
何に適合されるかに依存して、圧力は、逆止め弁２２の
開放機幾分変化する。ポンプのピストン２の下部制御端
縁７がボア４を露出するとき、ポンプの吐出し位相の終
りに到達し、圧力チャンバ８と、吐出し管路９と、ピス
トン２４の下側端面とにおいて急速な圧力除去が行われ
る（第２図の時間Ｎ）。逆止め弁２２は、これ等の状態
において遅延なしに閉じる。このとき可動系統２４，２
８゜１４に生じる不平衡は、ジェットニードル１４の閉
鎖運動を導く（第２図の時間Ｏ参照）。弁皿ドル１４の
閉鎖運動の際、燃料は、燃焼室１９内に継続して噴射さ
れ、貯蔵圧力Ｐｓｐは、ポンプの吐出しの開始される前
の値に再度到達するまで幾分低下する（第２図の時間Ｒ
参照）。これと同時に、弁ニードル１４の閉鎖運動は、
該時点で終わる。従って、噴射時間は、時間り、Ｒの間
にわたり、貯蔵圧力は、弁ニードルの開放圧力および閉
鎖圧力より概して高い。

好適実施例は、制御端縁を有する燃料ポンプに関して説
明された。これからの逸脱では、吐出しの開始および終
りが吸気弁の閉鎖またはリリーフ弁の開放によって制御
される燃料ポンプを使用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射ポンプの上部および噴射ノズルの図式
的な縦断面図、第２図は噴射作用の際のポンプ圧力と、
貯蔵圧力と、ニードルの行程とに対する曲線の線図を示
す。 １・・・燃料噴射ポンプ、９・・・吐出し管路（圧力管
路）、１０・・・噴射ノズル、１４・・・弁ニードル、
１４′・・・上側ガイド部分、１４″・・・下側部分、
１５・・・円錐形シート面、１６・・・環状チャンバ、
１８・・・噴射ポート、１９・・・燃焼室、２０・・・
貯蔵チャンバ、２２・・・逆止め弁、２３・・・ダクト
、２４・・・ピストン、２５・・・圧縮ばね、Ｐｓｐ・
・・貯蔵圧力、Ｐｐ・・・吐出しチャンバ圧力。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料噴射ポンプと，該ポンプの圧力管路ないし吐
   出し管路に結合される噴射ノズルとを備え，該ノズルが
   、シート面と協働して、該シート面に隣接する円筒形部
   分よりも大きい断面の円筒形ガイド部分を該シート面か
   ら遠くに有する弁ニードルを収容し，該円筒形部分が、
   環状チャンバによって包囲され，燃料が、シートからの
   該弁ニードルの上昇の結果として該環状チャンバから往
   復ピストン機関の燃焼室内に達する少なくとも１つの噴
   射ポートへ周期的に流れる該燃焼室内に燃料を噴射する
   噴射装置において，燃料で充満される貯蔵チャンバが、
   設けられ，前記圧力管路ないし吐出し管路が、逆止め弁
   を経て該貯蔵チャンバ内に達し，ピストンが、前記噴射
   ノズル内に配置され、該貯蔵チャンバ内の燃料の圧力を
   受け、前記弁ニードルのガイド部分に向って延び、該弁
   ニードルに作用し，該ピストンの断面が、該弁ニードル
   のガイド部分の断面よりも大きく，該ガイド部分に面す
   る該ピストンの端面が、前記逆止め弁の上流の前記吐出
   し管路ないし圧力管路の燃料圧力を受け，前記貯蔵チャ
   ンバから前記環状チャンバに達するダクトが、設けられ
   ることを特徴とする噴射装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の噴射装置において
   、前記ピストンに作用する圧縮ばねが、前記貯蔵チャン
   バ内に配置されることを特徴とする噴射装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の噴射
   装置において、前記貯蔵チャンバが、前記ガイド部分か
   ら遠い前記ピストンの端部において前記噴射ノズル内に
   配置されることを特徴とする噴射装置。