JPH041463A - 内燃機関用燃料噴射弁 - 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〕 本発明は内燃機関用燃料噴射弁に関する。

〔従来の技術〕

燃料噴射弁本体内にニードル挿入孔を形成すると共にニ
ードル挿入孔内に挿入されたニードルとニードル挿入孔
間に燃料通路を形成し、ニードル挿入孔の開放端に外方
に向けて拡開する円錐状の弁座を形成すると共にニード
ルの先端部に弁座上に着座可能な弁体を形成し、弁体か
ら間隔を隔ててニードルとニードル挿入孔間に燃料計量
用絞り通路を形成して弁体と燃料計量絞り通路間に燃料
溜まりを形成し、弁体の外端面を燃焼室内に露呈させた
燃料噴射弁が公知である（特開昭５８−１１１３５７号
公報参照）。この燃料噴射弁では弁体が弁座から離れる
と燃料計量用絞り通路において計量された燃料が燃料溜
まりを通って弁体と弁座間から燃焼室内に噴射される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでこのような燃料噴射弁はもとより一般的な燃料
噴射弁であっても燃料噴射量が少ないとき、即ちアイド
リング運転時には開弁期間が短かくなるために開弁して
いる間に噴射燃料の噴射速度が十分に速くならず、斯く
して燃料の良好な微粒化が得られないという問題がある
。

ところがこのような燃料噴射弁について研究を重ねてい
る間に燃料溜まり内の燃料が適度に加熱されると燃料が
噴射されて燃料に加わる圧力が低下したときに噴射され
た燃料が沸騰し、即ち噴射された燃料が減圧沸騰し、そ
の結果アイドリング運転時においても燃料の良好な微粒
化が得られることが判明したのである。この場合、燃料
溜まり内の燃料が過度に加熱されると燃料が燃料溜まり
内で沸騰してしまい、このように燃料溜まり内で燃料が
沸騰すると燃料噴射量が大巾に低下してしまうので燃料
溜まり内で燃料を沸騰させるのは好ましいことではない
。一方、燃料溜まり内の燃料が十分に加熱されないとき
には良好な減圧沸騰は期待できず、従ってアイドリング
運転時に良好な微粒化を得るようにするためには燃料溜
まり内の燃料の温度を沸騰を生ずるぎりぎりの温度まで
上げることが好ましいことになる。この場合、燃料たま
りの容積をアイドリング運転時の、即ち燃料噴射量が最
小のときの燃料の占める容積よりも大きくしておくとア
イドリング運転時には一回の噴射時に燃料溜まり内の一
部の燃料のみが噴射されることになり、残りの燃料は燃
料溜まり内に残存することになる。このときこの残存燃
料は沸騰を生ずるぎりぎりの温度となっており、この残
存燃料は次の噴射までに更に加熱されるためにこの残存
燃料が燃料溜まり内において沸騰してしまい、斯くして
燃料噴射量が低下してしまうという問題を生ずることに
なる。従って燃料溜まりの容積は燃料噴射量が最小のと
きに燃料が占める容積とほぼ等しいか或いはこの容積よ
りも小さくしなければならないことになる。一方、燃料
溜まりの容積を燃料噴射量が最小のときに燃料が占める
容積よりも過度に小さくするとアイドリング運転時に噴
射される一部の燃料は燃料溜まりよりも上流に位置して
いる燃料となる。この燃料は燃料溜まりを通って噴射さ
れるがこの燃料は燃料溜まり内における滞留時間が短か
いために燃料溜まり内において沸騰するぎりぎりの温度
まで加熱されず、斯くしてこの燃料に関しては良好な減
圧沸騰を期待することができないという問題がある。結
局、アイドリング運転時において十分な量の燃料を噴射
させつつ全噴射燃料を良好に減圧沸騰させるには燃料溜
まりの容積を燃料噴射量が最小のときに燃料が占める容
積とほぼ等しくすることが必要となる。

上述の特開昭５８−１１１３５７号公報に記載されてい
る燃料噴射弁は特に噴射燃料を減圧沸騰させることを意
図しておらず、しかも燃料溜まりの容積が不明であるの
でこの燃料噴射弁を用いても必ずしも良好な減圧沸騰を
生じさせることはできない。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば燃料噴射弁
本体内にニードル挿入孔を形成すると共にニードル挿入
孔内に挿入されたニードルとニードル挿入孔間に燃料通
路を形成し、ニードル挿入孔の開放端に外方に向けて拡
開する円錐状の弁座を形成すると共にニードルの先端部
に弁座上に着座可能な弁体を形成し、弁体から間隔を隔
ててニードルとニードル挿入孔間に燃料計量用絞り通路
を形成して弁体と燃料計量絞り通路間に燃料溜まりを形
成し、弁体の外端面を燃焼室内に露呈させた燃料噴射弁
において、燃料溜まりの容積を燃料噴射量が最小のとき
に燃料が占める容積とほぼ等しくしている。

〔作　用〕

アイドリング運転時に必要な量の燃料が噴射され、噴射
された全燃料が良好に減圧沸騰せしめられる。

〔実施例〕

第３図および第４図を参照すると、１は２サイクル内燃
機関本体、２はシリンダブロック、３はピストン、４は
シリンダヘッド、５は燃焼室、６は一対の給気弁、７は
給気ボート、８は一対の排気弁、９は排気ポート、１０
は点火栓を夫々示し、シリンダヘッド４の内壁面上には
給気弁６の全聞弁期間に亘って排気弁８側の給気弁６開
口を覆うマスク壁１１が形成されている。第３図および
第４図に示す実施例では排気弁８が給気弁６よりも先に
開弁し、先に閉弁する。給気弁６が開弁すると新気はマ
スク壁１１と反対側の給気弁６の開口から燃焼室５内に
流入し、次いでこの新気は給気弁６下方のシリンダボア
内壁面に沿って下降した後、矢印Ｗで示されるようにピ
ストン３の頂面に沿って進む。このようにマスク壁１１
を設けることによって新気が燃焼室５内をループ状に流
れ、斯くして良好な掃気が行われることになる。給気弁
６側のシリンダへラド４の内壁面周辺部には燃料噴射弁
２０が配置され、例えば排気弁８が閉弁した後に燃料が
燃料噴射弁２０から燃料室５内に向けて噴射される。

第１図を参照すると、燃料噴射弁２０は／Ｓウジング本
体２１と、ハウジング本体２１の一方の突出端部２１ａ
に固着されたノズル部材２２と、ノ１ウジング本体２１
の他方の突出端部２１ｂにソレノイドホルダ２３を介し
て固定されたハウジング２４とを具備する。

一方、シリンダヘッド４には大径孔２５と、この大径孔
２５と整列しかつ燃焼室５内に開口する小径孔２６が形
成される。大径孔２５内にはノ＼ウジング本体２１の突
出端部２１ａが嵌着されており、小径孔２６内にはノズ
ル部材２２が＠看されている。／’ｔウジング本体２１
は横方向に延びるフランジ２ＩＣを具備しており、この
フランジ２１Ｃをボルト２７によりシリンダへラド４に
固締することによって燃料噴射弁２０がシリンダヘッド
４に固定される。ノズル部材２２の外周面上には環状の
フランジ２２ａが形成されており、この環状フランジ２
２ａの外周面は大径孔２５の内周面に密着せしめられる
。この環状フランジ２２ａはノズル部材２２を正規の位
置に保持する役目と、ノズル部材２２とシリンダヘッド
３間の熱の授受を行う役目の双方の役目を果している。

大径部２５と小径部２６間に形成された段部と環状フラ
ンジ２２ａ間にはシールリング２８が挿入されており、
また環状フランジ２２２周りのシリンダへラド４内には
機関冷却水通路２９が形成されている。

ノズル部材２２内にはニードル挿入孔３０が形成され、
このニードル挿入孔３０内にニードル３１が挿入される
。ニードル挿入孔３０の開放端には外方に向けて拡開す
る円錐状の弁座３２が形成され、ニードル３１の先端部
には弁座３２上に着座可能な弁体３３が一体形成される
。この弁体３３の外端面は燃焼室５内に露呈している。

弁体３３と反対側のニードル３１部分はノズル部材２２
から突出しており、このニードル３１の突圧部分にスプ
リングリテーナ３４が取付けられる。スプリングリテー
ナ３４とノズル部材２２間には圧縮はね３５が挿入され
、この圧縮ばね３５のばね力によって通常弁体３３が弁
座３２上に着座せしめられる。一方、ハウジング２４内
には可動コア３６が摺動可能に挿入され、この可動コア
３６は圧縮ばね３７のばね力によってニードル３１の端
面に圧接せしめられる。

第１図および第２図（Ａ）に示されるように弁体３３か
ら間隔を隔てたニードル３１上には膨大部３８が形成さ
れる。この膨大部３８は円筒状の外周面を有し、この円
筒状外周面はニードル挿入孔３０よりもわずかばかり小
さな径を有する。従って膨大部３８とニードル挿入孔３
０間には環状の燃料通路３９が形成され、この環状燃料
通路３９の流路面積は弁体３３が開弁したときの弁体３
３と弁座３２間の流路面積よりも小さく形成されている
。従ってこの環状燃料通路３９は燃料計量用絞り通路を
形成する。この燃料計量用絞り通路３９と弁体３３間の
ニードル３１周りには環状の燃料溜まり４０が形成され
、この燃料溜まり４０の容積は燃料噴射量が最小のとき
に燃料が占める容積とほぼ等しくなっている。第２図（
Ｂ）に示される実施例では膨大部３８ａの径がニードル
挿入孔３０の径とほぼ等しく形成されており、膨大部３
８ａの外周面上には複数個の螺線溝４１が形成されてい
る。この実施例ではこれら螺線溝４１が燃料計量用絞り
通路を形成しており、この燃料計量用絞り通路４１と弁
体３３間に形成された燃料溜まり４０の容積は同様に燃
料噴射量が最小のときに燃料が占める容積とほぼ等しく
なっている。

第１図において燃料流入口４２には４ｋｇ／ｃｉから２
０　ｋｇ　／　ｃｕｔ程度の低圧の燃料が供給される。

この低圧燃料はフィルタ４３内を通り、可動コア３６の
周りを違ってハウジング本体２１内の燃料室４４内に送
り込まれる。次いでこの燃料はスプリングリテーナ３４
内に形成された通路４５を通り、ニードル３１とニード
ル挿入孔３０間の燃料通路を通り、次いで燃料計量用絞
り通路３９．４１（第２図）を通って燃料溜まり４０内
に送り込まれる。ソレノイドホルダ２３内に配置された
ソレノイド２３ａが付勢されると可動コア３６がニード
ル３１に向けて移動するために弁体３３が弁座３２から
離れる。このとき燃料計量用絞り通路３９．４１により
計量された燃料が弁体３３と弁座３２間から燃焼室５内
に噴出せしめられる。燃料噴射が行われているときに燃
料計量用絞り通路３９゜４１内を単位時間内に流れる燃
料量は一定であり、従ってニードル弁体３３の開弁時間
を制御することによって燃料噴射量を制御することがで
きる。

第１図および第２図に示されるようにニードル弁体３３
の外端面は燃焼室５内に露呈しており、従ってニードル
弁体３３の外端面は燃焼熱によって強力に加熱される。

特に２サイクル内燃機関は４サイクル内燃機関に比べて
爆発周期が短かいためにニードル弁体３３の温度はかな
り高くなる。このとき弁体３３の受けた熱のかなり部分
はニードル３１内を伝わり、この熱によって燃料溜まり
４０内の燃料の温度が沸騰するぎりぎりの温度まで上昇
せしめられる。このように弁体３３の受けた熱は燃料溜
まり４０内の燃料を加熱するために使用されるので膨大
部３８．３８ａよりも上流側に位置する燃料はさほど加
熱されない。また、ノズル部材２２の熱はフランジＮ２
２　ａを介してほぼ一定温度に保持されている冷却水通
路２９内の冷却水内に逃げるので膨大部３８・３８ａよ
りも上流側に位置する燃料周りのノズル部材２２の温度
は比較的低温の一定温度に維持される。従って、膨大部
３８．３８ａよりも上流の燃料温は燃料溜まり４０内の
燃料温よりも低くなっており、斯くして膨大部３８．３
８　ａよりも上流の燃料が沸騰することがない。

前述したよう燃料溜まり４０の容積は燃料噴射量が最小
のときの、即ちアイドリング運転時の燃料の占める容積
とほぼ等しく、従ってアイドリング運転時には燃料溜ま
り４０内の沸騰温度ぎりぎりまで加熱されたほぼ全ての
燃料が噴射される。従ってこのとき噴射燃料全体が良好
に減圧沸騰せしめられ、斯くして燃料が良好に微粒化せ
しめられることになる。機関負荷が高くなると、即ち燃
料噴射量が多くなると燃料噴射時にはまず初めに燃料溜
まり４０内の燃料が噴射される。この燃料は前述したよ
うに良好に減圧沸騰せめしられる。次いで燃料溜まり４
０内に送り込まれた膨大部３８・３８ａよりも上流の燃
料が噴射される。この燃料も燃料溜まり４０内を通過す
る際に熱を受け、斯くして減圧沸騰せしめられる。

〔発明の効果〕

燃料溜まり内の燃料が沸騰することなく、特にアイドリ
ング運転時には噴射すべき燃料全体が燃料溜まり内で適
度に加熱された後に噴射されるのでアイドリング運転時
であっても良好な燃料の微粒化を確保することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射弁の側面断面図、第２図はニードル先
端部周りの拡大側面断面図、第３図は２サイクル内燃機
関の側面断面図、第４図は第３図のシリングヘッドの底
面図である。 ３０・・・ニードル挿入孔、　　３］・・・ニードル、
３２・・・弁座、　　　　　　　３３．＝弁体、３８・
３８ａ・・・膨大部、 ３９．４１・・・燃料計量用絞り通路、４０・・・燃料
溜まり。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料噴射弁本体内にニードル挿入孔を形成すると共に
   該ニードル挿入孔内に挿入されたニードルとニードル挿
   入孔間に燃料通路を形成し、ニードル挿入孔の開放端に
   外方に向けて拡開する円錐状の弁座を形成すると共にニ
   ードルの先端部に該弁座上に着座可能な弁体を形成し、
   該弁体から間隔を隔ててニードルとニードル挿入孔間に
   燃料計量用絞り通路を形成して弁体と燃料計量絞り通路
   間に燃料溜まりを形成し、弁体の外端面を燃焼室内に露
   呈させた燃料噴射弁において、上記燃料溜まりの容積を
   燃料噴射量が最小のときに燃料が占める容積とほぼ等し
   くした内燃機関用燃料噴射弁。