JPH0341676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デイーゼルエンジン、特に蓄圧式の
ガス又はオイルを燃料とする中速又は低速のデイ
ーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料
噴射弁の燃料異常流出防止装置に関する。

〔従来の技術〕

デイーゼルエンジンの燃料噴射弁は、クランク
角が所定の角度にあるときだけ開弁してシリンダ
の燃装室内へ燃料を噴射している。ところで、燃
流噴射弁のスピンドルが焼付きなどのステツク現
象で開弁状態のまま固着するような作動不良を生
じたときは、燃料が多量に燃焼室内および排気系
統内へ漏洩し、ガス爆発等の異常を発生する恐れ
があつた。

このような欠点を除去するために、燃料圧力と
ばね力とにより燃料噴射通路を開放する方向に付
勢された遮断弁と、シールオイル圧力により燃料
噴射通路を遮断する方向に付勢され、かつ遮断弁
に当接している受圧弁とを内蔵したガス燃料噴射
弁が同一出願人より実願昭59−183414号に開示さ
れている。上記ガス燃料噴射弁において、スピン
ドルが焼付きなどのステツク現象で開弁状態のま
ま固着した場合は、ガス燃料噴射弁内の燃料圧力
が低下し、燃料圧力とばね力との和よりもシール
オイル圧力が大きくなつて受圧弁が遮断弁を燃料
噴射通路を遮断する方向に押圧し、これにより燃
料噴射通路の緊急遮断を行なつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記実願昭59−183414号に開示されて
いるガス燃料噴射弁においては、次の問題点があ
つた。燃料異常流出防止装置である遮断弁と受
圧弁は、ガス燃料噴射弁内に内蔵されているの
で、燃料異常流出防止装置の保守点検が容易でな
く、また故障した場合の交換が困難である。ま
た、構造上燃料圧力が低下して遮断弁が閉じる
までの間に燃料が流出してしまう。蓄圧式のオ
イルを燃料とする噴射弁には適用できなかつた。

本発明は、このような問題点を解決し、燃料噴
射弁より燃料が設定量以上（後に説明する中空気
３２ａのストロークボリユーム量とほぼ等しい）
流出すると燃料供給通路を遮断できるようにした
燃料噴射弁の燃料異常流出防止装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的達成するため、本発明の燃料噴射弁
の燃料異常流出防止装置は、燃料噴射弁に燃料を
供給する燃料供給通路に弁装置が配設され、該弁
装置には燃料噴射弁より燃料が設定量以上流出す
ると該燃料供給通路を遮断する弁部材が設けられ
ているものである。

〔作用〕

上述の構成によれば、燃料噴射弁より燃料が設
定量以上流出すると、弁部材が燃料噴射通路を遮
断する。これにより燃焼室内への燃料の異常流出
が防止される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

第１図は燃料異常流出防止装置を備えた閉弁状
態におけるガス燃料噴射弁の縦断面図であり、燃
料噴射弁１は、外筒２と、内筒３と、スピンドル
４と、リフト制限プラグ５と、付勢手段の一例た
る圧縮ばね６とを備えている。

外筒２は、ほぼ円筒状に形成され、燃焼室であ
るシリンダ８に装着されたシリンダカバー１０に
嵌挿固定されている。内筒３は、外筒２の内周面
にシール部材１１を介して固定されており、外筒
２の内周面の直径より若干小径の大径部３ａと、
該大径部３ａの下端側に形成された小径部３ｂ
と、該小径部３ｂの下端側に形成され更に小径の
先端部３ｃとからなり、内筒３の外周面と外筒２
の内周面との間の部分が燃料通路１２とされてい
る。該燃料通路１２には、外筒２の外周面に形成
された燃料導入口１３が連通している。

スピンドル４は、内筒３の軸中心線上に形成さ
れた中心穴３ｄに軸方向に摺動可能に嵌挿されて
おり、大径部４ａと、該大径部４ａの下端側に形
成された小径部４ｂと、該小径部４ｂの下端側に
形成された更に小径の先端部４ｃとからなり、該
先端部４ｃにはテーパ部４ｄが形成されている。
また大径部４ａと小径部４ｂとを連結する部分に
は、小径部４ｂの直径より更に小径のネツク部４
ｅが形成されている。

内筒３の中心穴３ｄは、スピンドル４の大径部
４ａ、小径部４ｂがそれぞれ摺動可能に嵌挿され
るように形成されている。該中心穴３ｄには、第
１図に示す燃料噴射弁１閉弁状態において、スピ
ンドル４の大径部４ａの下面およびネツク部４ｅ
の外周面を含む周回溝１５、小径部４ｂの中間部
外周面を含む周回溝１６、小径部４ｂ下面および
先端部４ｃの外周面を含む周回溝１８がそれぞれ
形成されている。周回溝１５には、内筒３に形成
されたコントロールオイル通路１９が連通されて
おり、外部からコントロールオイルが導入可能と
されている。周回溝１６には、内筒３に形成され
たシールオイル通路２０が連通されており、外部
からシールオイルが導入可能とされている。周回
溝１８には、内筒３の小径部３ｂ外周面に放射状
に形成された複数の穴２１が連通している。

内筒３の中央穴３ｄ下端部分は、小径となつて
燃料噴射通路２２とされており、該燃料噴射通路
２２の先端部には、シリンダ８内に連通する燃料
噴射口２３が放射状に複数形成されている。燃料
噴射通路２２と中心穴３ｄとの連結分は、スピン
ドル４のテーパ部４ｄに倣つたテーパ面に形成さ
れており、このテーパ面が燃料弁座２４となつて
いる。

リフト制限プラグ５は、内筒３の中心穴３ｄ上
端部分に若干大径で上方を開口して形成された凹
部３ｅに螺着されており、該リフト制限プラグ５
には、スピンドル４と同心で大径部４ａの直径よ
り小さい直径のリフトストツパ２５が一体的に突
出形成されている。該リフトストツパ２５の下面
は、第１図に示す燃料噴射弁１閉弁状態におい
て、スピンドル４の大径部４ａ上面と一定の間隙
をもつて配設されている。圧縮ばね６は、リフト
ストツパ２５に巻装されており、該圧縮ばね６に
よりスピンドル４は下方に付勢されている。

燃料異常流出防止装置は、弁装置３０を備えて
おり、該弁装置３０は、圧縮機（図示せず）と燃
料導入口１３にそれぞれ連通する燃料供給通路３
１に配設され、ハウジング３２と、弁部材３３
と、圧縮ばね３５とからなつている。

ハウジング３２には中空室３２ａが形成されて
おり、該ハウジング３２左右両側面には、中空室
３２ａに連通し、かつ圧縮機側および燃料導入口
１３側の燃料供給通路３１にそれぞれ連通する連
通穴３２ｂ，３２ｃが形成されている。弁部材３
３は、隙間Ａをもつて中空室３２ａ内に収容され
ており、中心部には微小直径の貫通穴３３ａが形
成されている。

圧縮ばね３５は、連通穴３２ｃ側の中空室３２
ａに収容されており、該圧縮ばね３５により弁部
材３３は連通穴３２ｂ側に付勢され、第２図に示
すように、弁部材３３開弁状態においては、弁部
材３３が中空室３２ａの左端面に当接している。
この場合、弁部材３３の右端面と、連通穴３２ｃ
を含む中空室３２ａの端面、即ちシート面３２ｄ
との間はＤなる間隙が形成されるようになつてい
る。この間隙Ｄ間の中空室３２ａのボリユーム、
即ちストロークボリユームは、燃料噴射量より大
きく設定されているが、異常流出量を押える為正
常時最大噴射量の１倍以上数倍程度までに設定し
ている。

つぎに、本発明の実施例の作用を説明する。第
１図及び第２図に示すように、閉弁状態にある燃
料噴射弁１においては、スピンドル４は圧縮ばね
６により下方に付勢され、テーパ部４ｄにより燃
料弁座２４が閉塞されている。この場合、弁装置
３０の弁部材３３の左右両端面に加わる燃料圧力
P₁とP₂は等しく、従つて弁部材３３は、圧縮バ
ネ力により左方に押圧され最左端位置の開弁状態
にあり、周回溝１８には、連通穴３２ｂ、中空室
３２ａの隙間Ａ、貫通穴３３ａ、連通穴３２ｃお
よび燃料供給通路３１を通つて燃料導入口１３か
ら常時高圧（200〜250Kg／cm²）の燃料が供給され
ている。また周回溝１６には、シールオイル通路
２０から燃料圧力より若干高目の圧力（280Kg／
cm²）のシールオイルが供給され、周回溝１５に
は、コントロールオイル通路１９から通常低圧の
コントロールオイルが充填されている。

このような閉弁状態にある燃料噴射弁１を開弁
状態にするには、まずスピンドルコントロールポ
ンプ（図示せず）により加圧されたコントロール
オイルをコントロールオイル通路１９を通して周
回溝１５に供給する。すると、スピンドル４の大
径部４ａがコントロールオイルの背圧を受け、ス
ピンドル４が圧縮ばね６のばね力に抗してリフト
ストツパ２５に当接するまで上昇し、燃料弁座２
４が開放され、所定量の燃料が燃料噴射通路２２
を通つて燃料噴射口２３からシリンダ８内に噴射
される。

この燃料の噴射が開始されると、中空室３２ａ
内の燃料圧力が低下し、圧力P₁＞P₂になる。こ
の圧力差による力がバネ力に打勝つと弁部材３３
は右方向に移動するが、弁装置３０のストローク
ボリユームが、燃料噴射量より大きく設定されて
いるので、弁部材３３がシート面３２ｄに当接す
る前、即ち閉弁前に燃料噴射が完了する。

燃料の噴射が完了すると、加圧されたコントロ
ールオイルの供給が停止され、スピンドル４は圧
縮ばね６の復原力により下降し、第１図に示すよ
うな閉弁状態となる。同時に、中空室３２ａ内に
は隙間Ａ及び貫通孔３３ａを通つて燃料が補給さ
れ圧力P₂が回復すると圧縮ばね３５のばね力に
より弁部材３３はシート面３２ｄの反対側に移動
し、弁部材３３が中空室３２ａの左端面に当接し
P₁とP₂が等しくなり開弁状態に復帰する。

なお、隙間Ａおよび貫通穴３３ａの通路面積
は、噴射が始つた時から次の噴射サイクルまでに
圧力差（P₁−P₂）によりこの通路面積から中空
室に燃料が補給されて復原できる大きさであれば
よい。

ところで、燃料噴射弁１が開弁状態から閉弁状
態に移るとき、スピンドル４が焼付き等によるス
テツク現象で開弁状態で固着し動かなくなつてし
まうと、燃料弁座２４は常時開いた状態となり、
燃料通路１２内の燃料は連続的に燃料噴射口２３
から噴射される。

すると、燃料通路１２内の燃料圧力は次第に低
下し、これに伴つて中空室３２ａの燃料圧力も低
下し、圧力P₁＞P₂となる。この圧力差による力
がバネに打勝つて弁部材３３はシート面３２ｄ側
に移動し、流出量がほぼ間隙Ｄ間のストロークボ
リユーム量以上となると遂には弁部材３３の右端
面がシート面３２ｄに当接して閉弁状態となる。
この状態で、弁部材３３の貫通穴３３ａから燃料
が燃料通路１２側に供給されるがその量は極めて
微量である。従つてシリンダ８内には燃料が殆ど
流出することがない。

燃料噴射弁１が正常の閉弁状態に復帰すると、
燃料通路１２側および中空室３２ａ側には貫通孔
３３ａを通つて燃料が補給され圧力P₂が回復す
ると圧縮ばね３５の復原力により弁部材３３はシ
ート面３２ｄと反対側に移動し弁部材３３が中空
室３２ａの左端面に当接し、P₁とP₂が等しくな
り弁装置３０は開弁状態に復帰する。

ここで、弁部材３３が閉弁状態から開弁状態に
移行する場合、弁部材３３に微小直径の貫通穴３
３ａが形成されており、該貫通穴３３ａからもわ
ずかな燃料が流出しているので、弁部材３３のシ
ート面３３ｄからの離脱が容易に行なわれる。こ
の離脱方法は、弁部材３３に貫通穴３３ａを形成
する方法に限定されることなく、他の方法によつ
て行なうこともできる。

なお、実施例では単一の燃料を使用した燃料噴
射弁１を一例として示したが、副燃料を併用した
燃料噴射弁１にも適用することができる。また弁
装置３０は、燃料噴射弁１外部に配設されている
が、弁装置３０を内蔵するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、燃料噴射弁よ
り燃料が設定量以上流出すると、弁部材により直
ちに燃料供給通路が遮断されるので、燃料のシリ
ンダ内への異常流出が防止され、安全性を向上さ
せることができる。また燃料異常流出防止装置を
燃料噴射弁外部に取り付けることができるので、
保守、点検が容易となり、故障した場合の交換が
簡単になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図は燃料異
常流出防止装置を備えた閉弁時における燃料噴射
弁の縦断面図、第２図は燃料異常流出防止装置の
縦断面図である。 １……燃料噴射弁、３０……弁装置、３１……
燃料供給通路、３３……弁部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路に
   弁装置が配設され、該弁装置には燃料が設定量以
   上流出したときに該燃料供給通路を遮断する弁部
   材が設けられていることを特徴とする燃料噴射弁
   の燃料異常流出防止装置。