JPH04101060A - 直噴式ディーゼルエンジン - Google Patents

直噴式ディーゼルエンジン

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JPH04101060A
JPH04101060A JP2216165A JP21616590A JPH04101060A JP H04101060 A JPH04101060 A JP H04101060A JP 2216165 A JP2216165 A JP 2216165A JP 21616590 A JP21616590 A JP 21616590A JP H04101060 A JPH04101060 A JP H04101060A
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needle valve
valve
nozzle
injection nozzle
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Shunichi Aoyama
俊一 青山
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Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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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、排気還流装置を備える直噴式ディーゼルエン
ジンに関する。
（従来の技術およびその課題） 大気汚染防止のために自動車用エンシンに備えられる排
気還流装置は、運転状態に応じて不活性である排気ガス
の一部を吸気系に還流させることにより、燃焼時の最高
温度を下げてＮＯｘの生成を少なくする反面、ディーゼ
ルエンジンの場合、大量の排気ガスか還流される運転領
域では、部分負荷時でも酸素濃度が低下してスモークの
発生量が増大するという問題、αがあった。
ところで、従来の直噴式ディーゼルエンジンに用いられ
る燃料噴射弁として、例えは実開昭６１−１６０２７１
号公報、実開昭６１−１６２５７２号公報に開示されて
いるように、噴射ノズルを開閉する針弁をバネ荷重の異
なる２つのリターンスプリングで段階的に付勢して、噴
射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴射が行わ
れる２ステーツタイブのものがあり、これにより発火遅
れを短縮して、燃焼騒音を低減するとともに、Ｎ。
×排出量を低減することができる。
しかしながら、この２ステージタイプの燃料噴射弁は、
噴射圧の低い初期噴射時に、針弁がそのり７Ｆ時に僅か
でも偏心して燃焼室に噴射される燃料噴霧のバラツキが
生じると、燃料の微粒化および空気との混合が大きく悪
化するため、排気還流時の空気利用率が低下してスモー
クの発生量がますます増えるという問題点があった。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、エンジン運転状態
に応じて排気ガスの一部を吸気系に還流する排気還流装
置を備える直噴式デイ−セルエンジンにおいて、燃料噴
射弁の噴射ノズルを燃焼室の中央に臨んで取付け、この
噴射ノズルのまわりに２本以上の吸気弁と同じく２本以
上の排気弁を設ける一方、燃料噴射弁は噴射ノズルのシ
ート面に接合する針弁を段階的に付勢してバネ荷重の異
なる複数のリターンスプリングを備えるとともに、噴射
ノズルに対して針弁を同心的に摺接させるガイド部を形
成して、針弁のリフトに伴いシート面との間に環状流路
を均等に画成する構成とした。
（作用） 上記構成に基づき、燃料噴射弁は針弁のリフト量が複数
のリターンスプリングにより段階的に規制されることに
より、噴射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴
射が行われ、発火遅れを短縮して、燃焼騒音を低減する
とともに、ＮＯｘ排出量を低減することができる。
噴射ノズルに針弁を同心的に摺接させるガイ１部を形成
して、針弁のリフトに伴いシート面との間に環状流路を
均等に画成する構成としたことにより、針弁のリフト量
が小さい初期噴射時にも噴射ノズルの各噴孔から燃焼室
に噴射される燃料噴霧は均等に拡散し、燃料の微粒化お
よび空気との混合が促進されて、排気還流時においても
空気利用率を高めてスモーク排出量を低減することがで
きる。
噴射ノズルに針弁を同心的に摺接させるガイド部を形成
することにより、噴射ノズルの外径が大きくなるが、燃
焼室の中央に臨んで取付けられる噴射ノズルのまわりに
２本以上の吸気弁と同じく２本以上の排気弁を設ける構
成としたことにより、限られたシリンダヘッドの燃焼室
壁において各吸気弁および排気弁の間に噴射ノズルの取
付はスペースを確保することと、吸気弁または排気弁の
開口面積を確保することを両立して、十分な吸排気流量
が得られる。
これに対して、１つの燃焼室に対して１本の吸気弁と１
本の排気弁が備えられ、燃料噴射ノズルはこの吸気弁お
よび排気弁に並んでシリンダ中心線に対してオフセット
した位置に取付けらた従来装置では、燃料噴射弁に針弁
を案内するガイド部を形成することにより噴射ノズル゛
が大径化するのに伴って噴射ノズルの取付はスペースが
増大すると、吸気弁または排気弁の開口面積を確保する
ことが難しくなる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図に示すように、このディーゼルエンジン１には吸
気を導入する吸気管５２と、排気ガスを排出する排気管
５３が取付けられている。吸気管５２と排気管５３は、
ＥＧＲ通路５５，５Ｇにより連通しており、その途中に
設けられたＥＧＲバルブ５７により開閉制御される。吸
気管５２内には絞弁５９が介装され、これはダイヤフラ
ム装置６０により駆動される。エンジン１により駆動さ
れるバキュームポンプ５８の負圧は負圧通路６１を介し
て圧力調整弁６２．６３に送られ、圧力調整弁６２．６
３は電子制御ユニット６８からの信号に応じて負圧を調
整し、負圧通路６４．６５を介してダイヤフラム装置６
０およびＥＧＲバルブ５７をそれぞれ作動させるように
なっている。
電子制御ユニット６８では、燃料噴射ポンプ５４に設け
られたアクセルレバ−開度センサー６６と回転センサー
６７からの信号が入力され、圧力調整弁６２，６３の圧
力ｌ！ｌ整値をそれぞれ演算し、圧力する。これにより
、第２図に示すあらかじめ設定されたＥＧＲ制御マツプ
に応じて排気ガスの還流量が制御される。
第３図、第４図において、１０はシリンへ・ノド、２は
シリング、３はピストンで、ピストン３の頂部にはキャ
ビティ４が形成され、これらにより燃焼室５が画成され
る。
シリングへノド１０には燃料噴射弁６が取付けられ、こ
の燃料噴射弁６の噴射ノズル７は燃焼室５の中央部に臨
んで設けられ、シリング２の中心線上に配置される。
シリングへノド１０には２つの吸気ボート２１゜２２と
２つの排気ポー）２３．２４とが互いに対向して形成さ
れ、各吸気弁８および排気弁９は、シリング２の中心線
と平行に配置され、シリングへノド１０上に設けられる
各カム１４．１２の回転により各ロッカアーム１３．１
４を介し各バルブスプリング１５．１６に抗してそれぞ
れ所定のタイミングでエンジン回転に同期して開閉駆動
される。
第５図に示すように、燃料噴射弁６の噴射７ズル７内に
針弁３４が介装され、針弁３４が着座するシート面４１
に複数の噴孔４７が開口して燃焼室５と連通ずる。
ノズルホルダ３８にはバネ荷重の異なる第一リターンス
プリング４２と第二リターンスプリング４０がそれぞれ
介装され、図示しない噴射ポンプより吐出する高圧燃料
が入口３１から７ズル７内に導入されると、この燃料圧
力の上昇に上り針弁３４が第一リターンスプリング４２
に抗して初期り７トＬ１だけ押し上げられて針弁３４が
シム３７を介してリターンスプリングシート４８に当接
する間に噴孔４７から噴射圧の低し１初期噴射が行われ
、さらに燃料圧力が上昇すると、針弁３４が第二リター
ンスプリング４０に抗して全り７）Ｌ２だけ押し上げら
れて針弁３４の段部がスペーサ３６に当接する間に噴孔
４７から噴射圧の高い主噴射が行われる。なお、図中３
９はブツシュロッド、４４はセットスクリュである。
噴射ノズル７の各噴孔４７はシリング中心線について放
射状に所定の間隔で形成される。
噴射ノズル７に対して針弁３４の外周を摺接させるガイ
ド部４３を筒状に形成して、このガイド部４３により針
弁３４を噴射ノズル７に対して同心的に案内し、針弁３
４のり７Ｆに伴いシート面３１との間に環状流路を均等
に画成する。
次に作用について説明する。
燃料噴射弁６は針弁３４が第一第二リターンスプリング
４２．４０に抗して２段階にリフトすることにより、噴
射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴射が行わ
れ、発火遅れを短縮して燃焼性を高められ、燃焼騒音を
低減するとともに、ＮＯｘ排出量の低減がはかれる。
噴射ノズル７の途中には針弁３４の外周に摺接する筒状
ガイド部４３が形成されることにより、針弁３４がその
り７トに伴って偏心することが防止され、針弁３４が初
期り７トＬ１だけ押し上げられた状態で、針弁３４の先
端とこれに対向するシー（面４１との間に環状流路が均
等に画成される。これにより、噴射圧の低い初期噴射時
にも燃焼室５における各噴孔４７からの燃料噴霧の拡散
が均一化され、燃料の微粒化および空気との混合が促進
される。
第６図に示すように、排気還流時は燃焼室５における０
２濃度が低下してスモークの排出ｆｉが増加する傾向に
あるが、本発明は２ステーツタイブの燃料噴射弁６に針
弁３４を案内するガイド部４３を設けて初期噴射時にお
ける空気利用率を高められることにより、第７図に示す
ように排気還流時のスモークレベルは、針弁を案内する
ガイド部を持たない従来装置に比べて大幅に低下し、Ｅ
ＧＲ＠界を拡大することができる。この結果、第２図に
示すように、エンジンの排気還流が行われる運転領域を
拡大しつつ排気還流量を増大させた制御マツプを用いる
ことが可能となり、第８図に示すように、パーティキエ
レートとＮＯｘを共に低減することができる。
ところで、噴射ノズル７に針弁３４の外周に摺接する筒
状ガイド部４３が形成されることにより、７ズル７の外
径が比較的に大きくなる。これに対応して、シリングへ
７ド１０の燃焼室壁に噴射ノズル７のまわりに２本の吸
気弁８と２本の排気弁９を設けることにより、比較的に
大径の噴射ノズル７を取付けるスペースを確保すること
と、吸気弁８または排気弁９の総開口面積を確保するこ
とを両立して、十分な吸気流量が得られる。
また、燃料噴射弁６はその初期噴射時に針弁３４の先端
とこれに対向する７ズル７の各噴孔４７が開口するシー
ト面４１との間に画成される環状流路の間隙は１〜２μ
と微小であるためにスティックを発生しやすいが、シリ
ングヘッド１０には各吸気弁８および各排気弁９の内側
に位置して噴射７ズル７のまわりに冷却通路を設けるス
ペースを確保することが可能となり、噴射ノズル７の冷
却性能を高めて良好な作動性を維持できる。
（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、排気ブスの一部を吸気系に
還流する排気還流装置を備える直噴式ディーゼルエンジ
ンにおいて、２ステージタイプの燃料噴射弁に針弁を案
内するガイド部を設けて初期噴射時から燃料噴霧の拡散
を均一化して空気利用率を高めてスモーク低減がはかれ
、その結果として、直噴式ディーゼルエンジンの排気還
流が行われる運転領域を拡大しつつ排気還流量を増大さ
せることが可能となり、ＮＯｘの排出量を低減できる。
また、噴射ノズルのまわりに吸気弁および排気弁をそれ
ぞれ複数本化して配設することにより、十分な噴射ノズ
ルの取付はスペースが確保され、針弁を案内するガイド
部を設けることで比較的に大型化した燃料噴射７′Ｘニ
ルを実用化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す排気還流装置の構成図、
第２図は排気還流量の制御マツプ、第３図はエンジンの
横断面図、第４図はシリンダへノドの平面図、第５図は
燃料噴射弁の断面図、第６図、第７図、第８図はそれぞ
れ作用を示す線図である。 １・・・エンジン、２・・・シリング、３・・・ピスト
ン、５・・・燃焼室、６・・・燃料噴射弁、７・・・噴
射ノズル、８・・・吸気弁、９・・・排気弁、１０・・
・シリングへ・ノド、３４・・・針弁、４３・・・ガイ
ド部、４７・・・噴孔、５７・・・ＥＧＲパルプ、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジン運転状態に応じて排気ガスの一部を吸気系に還
    流する排気還流装置を備える直噴式ディーゼルエンジン
    において、燃料噴射弁の噴射ノズルを燃焼室の中央に臨
    んで取付け、この噴射ノズルのまわりに２本以上の吸気
    弁と同じく２本以上の排気弁をそれぞれ設ける一方、燃
    料噴射弁は噴射ノズルのシート面に接合する針弁を段階
    的に付勢してバネ荷重の異なる複数のリターンスプリン
    グを備えるとともに、噴射ノズルに対して針弁を同心的
    に摺接させるガイド部を形成して、針弁のリフトに伴い
    シート面との間に環状流路を均等に画成する構成とした
    ことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジン。
JP2216165A 1990-08-16 1990-08-16 直噴式ディーゼルエンジン Pending JPH04101060A (ja)

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