JPH04140468A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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JPH04140468A
JPH04140468A JP26262190A JP26262190A JPH04140468A JP H04140468 A JPH04140468 A JP H04140468A JP 26262190 A JP26262190 A JP 26262190A JP 26262190 A JP26262190 A JP 26262190A JP H04140468 A JPH04140468 A JP H04140468A
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JP
Japan
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fuel injection
injection hole
valve
fuel
opened
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Application number
JP26262190A
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English (en)
Inventor
Masakimi Kono
河野　誠公
Toshiyuki Terashita
寺下　敏幸
Hidetoshi Kudo
秀俊 工藤
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH04140468A publication Critical patent/JPH04140468A/ja
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices

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） 本発明は燃料噴射ノズルに関するものである。
（従来技術） 燃料噴射ノズル、特にディーゼルエンジン用の燃料噴射
ノズルでは、エンジンの広い運転領域に渡って、適切に
燃料噴射を行なうことが要求される。すなわち、着火性
を要求される運転領域では、極力点火プラグあるいはグ
ロープラグ回りへの燃料噴射が得られうようにし、また
出力が要求される運転領域では燃料が空気と良好に混合
されて空気利用率を高めることが要求される。
一方、燃料噴射ノズルの型式としては、ニードル弁式（
ホール型）のもの、およびピントル弁式のものが良く知
られている。このニードル弁式のものでは、噴射角度が
極めて狭くて指向性が強いという特性を有し、またピン
トル弁式のものではは噴射角度を極めて広くすることか
できるという特性を有する。
また最近では、燃料噴射孔を２つ設けて、この２つの燃
料噴射孔をそれぞれニードル弁により開閉するものが提
案されている（実開昭６４−３６５６６号公報参照）。
（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、−ヒ記ニードル弁を２つ設けたものにあ
っても、エンジンの広い運転領域に渡って最適な燃料噴
射を行なうことがむずかしいものとなる。特に、エンジ
ン出力向上のために高負荷時の空気利用率を高めるとい
う２点では、ニードル弁を用いるのみでは不十分となる
。
したがって、本発明の目的は、エンジンの広い運転領域
に渡ってより好ましい態様で燃料噴射を行なえるように
した燃料噴射ノズルを提供することにある。
（発明の構成、作用、効果） 前記目的を達成するため、本発明はその第１の構成とし
て次のようにしである。
バルブケーシングの先端部中央位置において第１燃料噴
射孔が形成されると共に、該第１燃料噴射孔とは異なる
位置に第２燃料噴射孔が形成され、 前記第１燃料噴射孔を開閉する弁がピントル弁とされ。
前記第２燃料噴射孔を開閉する弁かニードル弁とされ、 軽負荷時に前記ニードル弁のみか開弁されると共に、高
負荷時には前記ニードル弁とピントル弁との両方が開弁
されるようにその開弁圧が設定されている、 ような構成としである。
このような構成とすることにより、軽負荷時には、ニー
ドル弁により開かれる第２燃料噴射孔から、指向性の強
い燃料噴射が行なわれるので、点火プラグあるいはグロ
ープラグ回りに燃料を集中噴射させて、良好な着火性を
得ることができる。
また、高負荷時には１両方の燃料噴射孔から燃料噴射さ
れるが、このとき、ピントル弁により開かれる第１燃料
噴射孔からの噴射燃料は大きな広がいつを有し、しかも
大量の燃料噴射を行なえるので、空気利用・藁の向上と
含まってエンジン出力を上のに確保することができる。
また、本発明はその第２の構成として次のようりこしで
ある。
バルブケーシングの先端部中央１ヴ置において第１燃料
噴射孔が形成されると共に、該第１燃料噴射孔とは異な
る位置に第２燃事４噴射孔が形成され、 前記第１燃料噴射孔を開閉する弁がニードル弁とされ、 前記第２燃料噴射孔を開閉する升がピントル弁とされ、 軽負荷時に前記ニードル弁のみが開弁されると共に、高
負荷時には前記ニードル弁とピントル弁との両方が開弁
されるようにその開弁圧が設定されている、 ような構成としである。
このような構成とすることにより、前記第１の構成とし
た場合と同様な効−東を得ることができる。
第１の構成のものを採択するか第２の構成のものを採択
するかは１例えば点火プラグあるいはグロープラグの位
置に応じて２択すればよい。特に、第１の構成を採択し
た場合は、第１の燃料噴射孔からの噴射燃料は、その大
半が点火プラグあるいはグローブラから外れるので、当
該プラグの濡れによるくずぶり発生という事態を防止す
る上で好ましいものとある。また、第２の構成とした場
合は、第１燃料噴射孔から噴射される指向性の強い噴射
燃料を、第２燃料噴射孔からの噴射燃料によって全周囲
から包込むようにされるので、着火された後の空気利用
率を極めて高いものとすることができる。
さらに、本発明はその第３の構成とじて次のようにしで
ある。
バルブケーシングの先端部中央位置において第１燃料噴
射孔が形成されると共に、該第１燃料噴射孔とは胃なる
位置に第２燃料噴射孔が形成され。
前記第１燃料噴射孔を開閉する弁が第１ピントル弁とさ
れ、 前記第２燃料噴射孔を開閉する弁が第２ピントル弁とさ
れ、 軽負荷時に前記第１ピントル弁のみが開弁されると共に
、高負荷時には第１ピントル弁と第２ピントル弁との両
方か開弁されるようにその開弁圧が設定されている、 ような構成としである。
このような構成とした場合は、ピントル弁による噴射燃
料の広かり角度は広狭かなり大きな範囲で任意に設定で
きるので、この場合も基本的に、前記第１および第２の
構成と同じような効果を得ることができる。特に第３の
構成とした場合は、短時間の間に極めて多量の燃料を噴
射することが可能になるので、噴射期間を短縮すること
ができる。
（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。
第１図は特許請求の範囲第１項に記載の燃料噴射ノズル
に対応するものである。この第１図において、Ｃ１はバ
ルブケーシングで、その′ｉｌｉ：端部中夫には第１燃
料噴射孔ｌが形成され、また第１燃料ｆｆ１ｌＩ肘孔１
の直近側方において第２燃料噴射孔２が形成されている
。このような第１燃料噴射孔１はピントル弁３により開
閉され、第２燃料噴射孔２はニードル弁４により開閉さ
れる。実施例では、第１燃料噴射孔１の開口面積が、第
２燃料噴射孔２の開口面積よりも大きく設定されている
。、　ピントル弁３０基端部Ｉ１１は、バルブケーシン
グＣＩ　、１部に形成された圧力室５内に伸び、この圧
力室５内においてばね受け６が同定されている。そして
、ばね受け６に作用する第１スプリング７によって、ピ
ントル弁３は、図中上方すなわち第１燃料噴射孔を閉じ
る方向に付勢されている。
ニードル弁４は、第２スプリング８によって図中下方す
なわち第２燃料噴射孔２を閉じる方向に付勢されている
。
燃料は、バルブケーシングＣ１とニードル弁４の側面と
の間に形成される燃料路９に供給されるようになってお
り、二の燃料路９からの燃料は。
ニードル弁４が開いたときに第２燃料噴射孔２から噴射
され、このニードル弁４が開いていることを前提として
ピントル弁３が開いたときに第１燃料噴射孔１から＃射
される。すなわち、燃料路９の燃圧が高まるにつれて、
ニードル弁４は第２スプリング８に抗して開かれる。ま
た、前記圧力室６には燃圧が作用するようになっており
、前記ばね受け６に作用する燃圧が高くなるにつれて、
第１スプリング７に抗してピントル弁３が開かれる。勿
論、ニードル弁４が開いた後に、ピントル弁３が開くよ
うに、その開弁圧を決定するスプリング７．８の付勢力
が設定されている。
以上のような構成において、第２＃！料噴射孔２が点火
プラグあるいはグロープラグに向けて指向され、第１燃
料噴射孔１が燃焼室略全体に渡って燃料噴射し得るよう
な方向に、燃料噴射ノズルの位置設定が行なわれる。こ
の状態において、燃圧が低い低負荷時には、ニードル弁
４のみが開いて、第２燃料噴射孔２から燃料が１ｌＩＩ
射され（矢印Ｘ参照）、この噴射された指向性の強い噴
射燃料は、点火プラグあるいはグロープラグ付近に供給
されて、良好な着火性が得られる。
燃圧が高くなる高負荷時には、ニードル弁４およびピン
トル弁３が共に間かれ、両燃料ｆｆ１ｌ射孔１．２から
燃料ｆｆ１１射される。このときは、第１燃料噴射孔ｌ
からの噴射燃料が広く燃焼室内に分散されてＣ矢印Ｙ参
明）、空気利用率か高まり、エンジン出力が十分に確保
される。なお、第２燃料ｌＩｔ射孔２の開口面積は、前
述のように第１燃料噴射孔ｌの開口面積より小さく形成
しであるので、点火プラグあるいはグロープラグ回りに
噴射される燃料が過剰とされることはなく、濡れによる
くすぶるか防止される。
第２、特許請求の範囲第２項に記載の燃料噴射ノズルに
対応したものである。この第２図において、バルブケー
シングＣ２の先端部中央位置において第１燃料噴射孔２
１が形成され、画策１燃料噴射孔１を取囲むように第２
燃料噴射孔２２が形成されている。第１燃料噴射孔１は
ニードル弁２３により開閉され、第２（１！料噴射孔２
２はピントル弁２４により開閉される。
第１燃料噴射孔２１は、バルブケーシングＣ２に同定さ
れてその一部を実質的に構成するチューブ２５の下端に
形成され、この内部に、ニードル弁２３の大径部２３ａ
が摺動自在に嵌挿される一方、第１スプリング２６によ
り図中下方すなわち閉弁方向に付勢されている。そして
、燃料は、上記受圧部２３ａの下方において、ニードル
弁２３とチューブ２５との間に形成される燃料路２７に
供給される。これにより、燃圧が高くなると、第１スプ
リング２６に抗して、ニードル弁２３４が開弁される。
ピントル弁２４は、第２スプリング２８によって図中上
方すなわち閉弁方向に付勢されている。
燃料は、ピントル弁２４の側面とバルブケーシングＣ２
との間に形成された燃料路２９に対して供給され、燃圧
が高くなると、第２スプリング２８に抗してピントル弁
２４が開弁される。そして、ニードル弁２３が先に開弁
され、ピントル弁２４が後に開弁されるように、第１と
第２のスプリング２６．２８の付勢力が設定されている
。ただし、実施例では、先に開弁されるニードル弁２３
に対応した第１燃料噴射孔２１に対しては特に着火性の
良好な第１の燃料（燃料１）が供給され、後に開弁され
るピントル弁２４に対応した第２燃料噴射孔２２に対し
ては通常の燃料（燃料２）が供給される。
以上のような構成において、第１燃料噴射孔２１の指向
方向に点火プラグあるいはグロープラグが位置するよう
に、かつ第２燃料噴射孔２２からの噴射燃料が極力燃焼
室全体に噴射されるように、燃料噴射ノズルの位置設定
が行なわれる。
この状態において、軽負荷時にはニードル弁２３のみが
開かれて第１燃料噴射孔２１からのみ着火性の良好な燃
料が供給されて、確実な着火が行なわれる。高負荷時に
は、ピントル弁２４も開かれて、両燃料噴射孔２１．２
２から共に燃料が供給されて空気利用率が向上される。
ここで、中負荷時のように、燃圧がある〜定値Ｌス上高
くなった場合、ニードル弁２３への燃料通路の燃圧を制
御することによりピントル弁２４からのみ燃料供給を行
なうようにして、燃料と空気とのミキシングと空気利用
率との向上を図るよにしてもよい（第３図ｔ１〜し２参
昭）。また、ニードル弁２３のみが開いている軽負荷時
の状態から加速要求によって５急激に高負荷時となった
ときは、燃料不足とならないように、ニードル弁２３に
対する燃圧を制御して、ピントル弁２４のリフト量が十
分に立ち上がるまで燃料不足ニードル弁２３側で補償す
るようにして、不完全燃焼防止とＣＯ排出低減とを図る
ようにしてもよい（第３図ｔ３以降参明）。
第４図は、特許請求の範囲第３項に記載の燃料噴射ノズ
ルに対応した例を示す。この第４図において、バルブケ
ーシングＣ３の先端部中央に位置するように第１燃料噴
射孔３１力釧ａ成され、該該■燃料噴射孔３Ｆを取囲む
ように第２燃料噴射孔３２が形成されている。第１燃料
噴射孔３１は第１ピントル弁２２により開閉され、第２
燃料噴射孔３２は第２ピントル弁３４により開閉される
、そして、第１燃料噴射孔３１は、第２ピントル弁３４
に形成されている。両ピントル弁３３．３４は共に、そ
の上端面が燃圧を受ける受圧面とされて、第１ピントル
弁３３は第１スプリング３５により、また第２ピントル
弁３４は第２スプリング３６により、それぞれ図中上方
すなわち閉弁方向に付勢されている。
第１燃料噴射孔３１へは第１と第２の各ピントル弁３３
と３４との間に形成された燃料路３７を通して供給され
、また第２燃料噴射孔３２へは、第２ピントル弁３４と
バルブケーシングＣ３との間に形成された燃料路３８を
通して供給される。
これにより、燃料路３７あるいは３に供給される燃料圧
力が上昇すると、ピントル弁３３．３４は上方に変位さ
れて開弁されるが、第１ピントル弁３３が先に開弁じ、
第２ピントル弁３４が後に開弁するように、開弁圧設定
用のスプリング３５．３６の付勢力が設定されている。
以上のような構成において、軽負荷時には、第１ピント
ル弁３１のみが開かれ、高負荷時には両ピントル弁３３
．３４が共に開かれる。この場合、両燃料噴射孔３１２
．３２からの燃料噴射角度の広がりに差をもたせること
により、空気とのミキシングや空気利用率向上や点火プ
ラグあるいはグロープラグへ極力大の燃料を集中させる
等のことがなし得る。第４図では、第１燃料噴射孔の広
がり角度を第２燃料噴射孔の広がり角度よりも大きくし
た場合を示し、この場合は１両燃料噴射孔３１．３２か
ら噴射された燃料を衝突させることによる効果を期待し
得る。また、第１燃料噴射孔３１の広がり角度を第２燃
料噴射孔の広がり角度よりも小さくすることもでき、こ
の場合は、第１燃料噴射孔３１を点火プラグあるいはグ
ロープラグに指向させるとよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は内側ピントル弁、外側ニードル弁とした場合の
例を示す断面図。 第２図は内側ニードル弁、外側ピントル弁とした場合の
例を示す断面図。 第３図は第２図における燃料噴射ノズルの好ましい使用
例を答弁のリフト看ト時間との関係で示す図。 第４図は内側と外側との答弁をそれぞれピントル弁とし
た場合の例を示す断面図。 Ｃ１、 ■　、 ２． ３、２４、 Ｃ２，３Ｃ：バルブケーシング ２１．３１：第１燃料噴射孔 ２２．３２：第２燃料噴射孔 ３３．３４：ピントル弁 ４．２３、：ニードル弁 ７．８ニスプリング ２６．２８ニスプリング ３５．３６：スプリング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）バルブケーシングの先端部中央位置において第１
    燃料噴射孔が形成されると共に、該第１燃料噴射孔とは
    異なる位置に第２燃料噴射孔が形成され、 前記第１燃料噴射孔を開閉する弁がピントル弁とされ、 前記第２燃料噴射孔を開閉する弁がニードル弁とされ、 軽負荷時に前記ニードル弁のみが開弁されると共に、高
    負荷時には前記ニードル弁とピントル弁との両方が開弁
    されるようにその開弁圧が設定されている、 ことを特徴とする燃料噴射ノズル。
  2. （２）バルブケーシングの先端部中央位置において第１
    燃料噴射孔が形成されると共に、該第１燃料噴射孔とは
    異なる位置に第２燃料噴射孔が形成され、 前記第１燃料噴射孔を開閉する弁がニードル弁とされ、 前記第２燃料噴射孔を開閉する弁がピントル弁とされ、 軽負荷時に前記ニードル弁のみが開弁されると共に、高
    負荷時には前記ニードル弁とピントル弁との両方が開弁
    されるようにその開弁圧が設定されている、 ことを特徴とする燃料噴射ノズル。
  3. （３）バルブケーシングの先端部中央位置において第１
    燃料噴射孔が形成されると共に、該第１燃料噴射孔とは
    異なる位置に第２燃料噴射孔が形成され、 前記第１燃料噴射孔を開閉する弁が第１ピントル弁とさ
    れ、 前記第２燃料噴射孔を開閉する弁が第２ピントル弁とさ
    れ、 軽負荷時に前記第１ピントル弁のみが開弁されると共に
    、高負荷時には第１ピントル弁と第２ピントル弁との両
    方が開弁されるようにその開弁圧が設定されている、 ことを特徴とする燃料噴射ノズル。
JP26262190A 1990-09-29 1990-09-29 燃料噴射ノズル Pending JPH04140468A (ja)

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