JPH0415396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、燃料圧によつて燃料流れ方向で閉鎖
ばねのばね力に抗して摺動可能な中空ニードルを
有しており、該中空ニードルには、燃料のための
内側の噴射孔の前に内側の弁座が形成されていて
かつ該弁座と協働する弁ニードルが摺動可能に支
承されており、さらに前記弁ニードルを燃料の流
れ方向で負荷しかつ中空ニードルの閉鎖位置で内
側の弁座に圧着させる弁ばねを有しており、さら
に開放方向で運動される前記中空ニードルに対し
て弁ニードルを引き留めるため、及び内側の弁を
開放するためのケーシング固定されたシヨルダが
形成されており、さらに中空ニードルを支承して
いるノズル体に配置された対向シヨルダを有して
いて、該対向シヨルダに中空ニードルが、閉鎖ば
ねのばね力によつて閉鎖位置に支持されるように
なつており、さらに中空ニードルの外周に弁座面
を有していて、該弁座面がノズル体における弁座
面と協働して外側の弁を形成している形式の内燃
機関用の燃料噴射ノズルに関する。

従来の技術 前述の形式の噴射ノズルは、弁座の下流側に接
続されていて燃料調製及び噴射ジエツト形成のた
めに役立つ燃料通路の区分が、閉鎖部材によつて
妨げられずに比較的移動自在に形成されかつ設計
され、さらに燃料が閉鎖ばねのための取付けスペ
ースを通つて案内されており、従つて漏れオイル
の阻止もしくは取除きのための特別の構成が省略
されることによつて優れている。それ故にこのよ
うな噴射ノズルは、内方へ開放する弁ニードルを
有するノズルの利点が、外方へ開放する弁ニード
ルを有するノズルの利点と合わされており、しか
もそれらのノズルの欠点は有していない。

アメリカ合衆国特許第1333541号明細書第２図
により公知である噴射ノズルにおいては、ノズル
本体における弁座面と外側の中空ニードルとの間
に形成された外側の弁を介して圧縮空気が燃料噴
射ジエツト内に吹込まれ、この圧縮空気が燃料の
噴霧を助成かつ改善するようにする。圧縮空気は
中空ニードルの外周における縦みぞを介して外側
の弁に供給されるようになつており、しかも前記
縦みぞは、ノズル体における、中空ニードルを取
囲む圧縮空気室から出発しており、該圧縮空気室
は、中空ニードルをシールして貫通させるダイヤ
フラムによつて燃料室から分離されている。しか
し、噴射ノズルのこのような構成は、圧縮空気の
代わりに燃料を外側の弁によつて噴射しようとす
る場合には適していない。

さらに、公知の噴射ノズルのばあいには（ドイ
ツ連邦共和国特許第828327号明細書）、中空ニー
ドルが閉鎖位置で弁座を介して弁ニードルに支持
されており、弁ニードル自体が、ケーシング固定
されたシヨルダに当接している。弁ニードルを、
開放方向で運動される中空ニードルに対して相対
的に引き留めるために、弁ニードルがばねによつ
て、ケーシング固定されたシヨルダに圧着され
る。このような公知の構成のばあいには、弁座が
比較的強いことを要求され、かつさらに弁の開放
位置で、ケーシング固定されたストツパとしての
シヨルダに弁ニードルが摩擦接続的にしか保持さ
れていないために、中空ニードルに対する弁ニー
ドルの正確な位置が保証されない。さらに、中空
ニードルとノズル体との間の支承遊びが弁の閉鎖
位置で機関燃焼室に対して遮へいされていないと
いう欠点があり、従つて時間が経過すると中空ニ
ードルの滑り特性が低下される。

さらに、ヨーロツパ特許公開第0028288号明細
書により公知である互いに異なる平面内に位置す
る２つの噴射孔を有する噴射ノズルにおいては、
弁ニードルが中空ニードル内に摺動可能に支承さ
れており、該中空ニードルの内側に、一方の平面
内の噴射孔を制御する、弁ニードルのための弁座
が形成されておりかつ中空ニードル自体が弁閉鎖
部材として形成されており、該弁閉鎖部材がノズ
ル体に形成された弁座と一緒に他方の平面内の噴
射孔を制御する。中空ニードル及び弁ニードル
は、制御スライダによつて燃料供給導管と接続さ
れるそれぞれ１つの圧力室にそれぞれ１つの圧力
シヨルダを有している。このような公知の構成
は、圧力室への供給導管のためにノズルケーシン
グの最大外径が制限されており、さらに内方へ開
放するノズルにおいて特有の、漏れオイルが閉鎖
ばね室内に達するという欠点も有しており、従つ
てこの漏れオイルは排出されなければならない。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、公知の噴射ノズルの欠点を排
除して、漏れオイルのない運転が可能であるよう
な噴射ノズルを提供することである。

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた手段は、燃
料が、弁ばねの取付けスペース、閉鎖ばねの取付
けスペース及び中空ニードルの中央の縦孔を通つ
て供給されるようになつており、さらに中空ニー
ドルにおける少なくとも１つの横孔が外側の弁の
近くに配置されており、さらに外側の噴射孔が形
成されており、この外側の噴射孔を介して前記の
外側の弁が燃料の噴射を制御するようになつてい
ることにある。

発明の効果 本発明によつて得られる利点は、燃料が１つの
共通の供給部を介して内側及び外側の両方の噴射
孔に供給されることであり、このことによつてノ
ズルケーシングにおける第２の室及び妨害となる
ダイヤフラムを省略することができる。両方の噴
射孔は正確に連続して制御され、この場合、両方
の噴射孔における噴射孔の方向、大きさ及び数は
極めて自由に選択可能であり、かつそれぞれの使
用例の要求に適合できる。

特許請求の範囲の従属項に記載した手段によつ
て、本発明による装置の有利な実施態様及び改良
が可能である。

弁ニードルを引き留める部材が、前噴射段階に
相応する中空ニードルの第１の部分行程の後に初
めて作用すると有利である。このことによつてま
ず第１の外側に噴射孔が中空ニードルによつて開
制御され、次いで主噴射段階の開始時に初めて第
２の内側の噴射孔が弁ニードルによつて開放され
ることができる。さらに、弁ニードルが第１の部
分工程を噴射しつつ進んだ後に、閉鎖圧ひいては
弁の上流に存在する燃料圧も急激に上昇され、従
つて内燃機関の部分負荷及び全負荷範囲で燃料の
申し分ない調製が保証されている。

特許請求の範囲第３項に記載したように中空ニ
ードルを形成するばあいに、内側の噴射孔に関連
して、内方へ開放する弁ニードルを有する従来の
ホール型ノズルの機能を、漏れオイルを除去する
ための構成を必要とせずに維持する。多くの使用
例では、中空ニードルが弁座の下流に盲孔を有し
ており、この盲孔から噴射孔が外方へ案内されて
いると有利である。

さらに、中空ニードルは有利には特許請求の範
囲第４項で示すように構成されることができる。
また、特許請求の範囲第５項に記載するように、
中空ニードルにおける噴射孔が、外側の噴射孔を
形成して、中空ニードルの部分行程の後にノズル
体の案内孔から離れるようになつていると、ノズ
ル体における噴射孔なしの構成が得られる。

実施例 第１図による噴射ノズルは、ねじ山付部材１２
によつてノズル保持体１４にねじ固定されている
ノズル体１０を有している。ノズル体１０に、中
空ニードル１８のための案内孔１６と直径の大き
い孔２０とが形成されており、該孔２０はシヨル
ダ２２において案内孔１６に移行している。孔２
０内にはノズル保持体１４の突出部２４が適合さ
れて突入しており、該突出部は、孔２６を備えて
いて、かつ端面に小さな開口２８を備えており、
該開口の横断面が２つの平面を有している。この
ことによつてノズルの噴射側端部とは逆の側でケ
ーシング固定された環状の当接面を有するシヨル
ダ３０が形成されている。

中空ニードル１８が上方端面３２から出発する
縦孔３６を有しており、該縦孔が円すい形の弁座
３８まで案内されており、該弁座３８の下流側
に、円頂部４３として形成された中空ニードル１
８の端部内に外方へ案内された噴射孔４１，４２
を有する盲孔４０が接続されている。

中空ニードル１８が外径をわずかに狭くされた
狭幅区分４８を備えており、該狭幅区分がノズル
本体１０内で案内された外径を狭くされない区分
５０への移行部近くに横孔５２を有している。狭
幅区分４８の上方には２つの面を有するヘツド５
４が接続されており、該ヘツドが必要な運動遊び
を有して開口２８内に適合して突入していてかつ
中空ニードル１８の回動を阻止している。

さらに中空ニードル１８の外周には、弁座３８
の近くに円すい状の環状シヨルダ５６が形成され
ており、該環状シヨルダが、ノズル体１０の端面
において相応して形成された対向シヨルダ５８と
協働する。このことによつて、環状シヨルダ５６
と対向シヨルダ５８とによつて外側の弁を形成し
ている。孔２０内に閉鎖ばね６０が配置されてお
り、該閉鎖ばね６０の下方がシヨルダ２２に当接
している、ブツシユ６４のフランジ６２に支持さ
れており、前記ブツシユ６４は中空ニードル１８
の狭幅区分４８を遊びを有して取囲んでいる。閉
鎖ばね６０が上方端部では押圧リング６６に係合
しており、該押圧リングは狭幅区分４８とヘツド
５４との間に形成された中空ニードル１８の環状
シヨルダ６８に押付けられている。閉鎖ばね６０
によつて惹起される中空ニードル１８の閉鎖行程
は、中空ニードル１８の環状シヨルダ５６及びノ
ズル体１０の対向シヨルダ５８によつて制限され
ており、両シヨルダは弁座面として形成されてい
てかつ中空ニードル１８の閉鎖位置で中空ニード
ルとノズル体１０との間の支承遊びを燃焼室に対
してシールしている。

中空ニードル１８の縦孔３６内の弁ニードル７
０が摺動可能に案内されていて、該弁ニードルが
噴射側端部に弁座３８と協働するシール円すい体
７２を有している。シール円すい体７２は、弁ニ
ードル７０の直径においてわずかに狭くされた狭
幅区分７４に形成されており、該狭幅区分７４は
シヨルダ７６において弁ニードル７０の狭くされ
ない区分に移行する。シヨルダ７６は中空ニード
ル１８の横孔５２のわずか上方に位置しており、
従つて弁ニードル７０の狭幅区分７４と中空ニー
ドル１８内の縦孔３６の壁との間に形成された環
状室７８が、横孔５２、中空ニードル１８とブツ
シユ６４との間の環状遊びを介して、並びにブツ
シユ６４における単数あるいは複数の横孔８０を
介してノズル体１０における孔２０に接続され
る。

弁ニードル７０の上方の一区分がさらに中空ニ
ードルから突出していて、かつそこにリングフラ
ンジ８２を有しており、該リングフランジの上方
端面に弁ばね８４が係合しており、該弁ばねは孔
２６内にねじ込められたねじ山付ブツシ８６に支
持されている。弁ばね８４は、弁ニードル７０が
中空ニードル１８の弁座３８に対して圧着される
ようにしている。図示された中空ニードル１８の
閉鎖位置では、弁ニードル７０のリングフランジ
８２が部分行程h₁だけノズル保持体１４における
シヨルダ３０から離れている。中空ニードル１８
が開放方向で部分行程h₁を進むと、リングフラン
ジ８２がシヨルダ３０に当接し、このことによつ
て弁ニードル７０は中空ニードル１８と一緒にそ
れ以上は連行運動することができない。中空ニー
ドル１８の全行程h₂は、ブツシユ６４の上方端面
に押圧リング６６が当接することによつて制限さ
れる。

ねじ山付ブツシユ８６が燃料供給のための孔８
８を有している。燃料通路は、続いて孔２６を介
し、次いでシヨルダ３０を迂回するノズル保持体
１４の突出部２４における縁切欠き部９０を介し
て、孔２０に通じ、ここで燃料は中空ニードル１
８の端面３２に作用しかつ端面３２において閉鎖
ばね６０に抵抗する力を燃焼室に向かう方向で及
ぼす。孔２０から燃料が中空ニードル１８におけ
る横孔５２を介して中空ニードル１８と弁ニード
ル７０との間の環状室７８中に達し、かつここで
弁座３８の上方の狭い環状面９２を介して別の力
を中空ニードル１８に及ぼす。燃料はさらに、下
方へ作用する合成力を弁ニードル７０にも及ぼ
し、該合成力は、弁ばね８４に加えて弁ニードル
７０を弁座３８に圧着させる。中空ニードル１８
には、環状シヨルダ５６の近くに傾斜して延びる
噴射孔９３が形成されている。噴射孔９３は、中
空ニードルの閉鎖位置で環状シヨルダ５６と対向
シヨルダ５８との間で形成される弁によつて燃焼
室に対してシールされている。

噴射行程を開始するために燃料圧が上昇するさ
いに、閉鎖ばね６０を圧縮しつつ中空ニードルが
下方へノズル体１０から離される。このような運
動に、弁ニードル７０は弁ばね８４及び燃料圧の
影響下でわずかな部分行程h₁だけ追従することが
でき、その後にリングフランジ８２がシヨルダ３
０に衝突しかつさらに運動される中空ニードル１
８に対する弁ニードル７０の相対運動を強いられ
る。この際、内側の噴射孔が開放される。

このような相対運動は噴射範囲における燃料制
御に関して、定置の弁座において内方へ運動され
る弁ニードルとほぼ同じ作用を有する。しかしこ
のような作用形式（内方へ開放する弁ニードル）
を有する噴射ノズルに較べて前述の本発明の装置
は、弁ニードル７０あるいは中空ニードル１８の
案内部内の漏れオイル流が妨げられず、もしくは
発生されず、それ故に漏れオイル流の排出のため
の部材を特別に設ける必要がないという利点を有
している。

噴射行程の終了時に燃料圧が低下するさいに閉
鎖ばね６０が中空ニードル１８を出発位置に戻し
案内し、この出発位置で中空ニードル１８の環状
シヨルダ５６がノズル体１０の対向シヨルダ５８
に当て付けられる。従つて環状シヨルダ５６と対
向シヨルダ５８とが弁の形状の閉鎖部を形成して
おり、該閉鎖部によつて燃焼ガスが中空ニードル
１８とノズル体１０との間の支承遊びに侵入する
ことが阻止される。環状シヨルダ５６が対向シヨ
ルダ５８に当て付けられる直前に弁ニードル７０
が弁座３８にぶつかり、従つて噴射孔４１，４２
からの燃料流出が遮断される。次いで弁ニードル
７０が部分行程h₁だけなおシヨルダ３０から離さ
れる。部分行程h₁は、製造時の許容誤差を考慮し
て、弁ニードル７０が中空ニードル１８の閉鎖位
置で確実に弁座３８に当接することができる大き
さに設計されている。

第２図による実施例は、中空ニードル１８自体
が、ノズル体１０内に延びている噴射孔９４，９
６の第２のグループを制御する弁装置のための閉
鎖部材を形成している点を除いて、第１図におい
てすでに詳しく述べた点で一致している。中空ニ
ードル１８はこの目的のために横孔９８とリング
みぞ１００とを外壁に備えており、該リングみぞ
に横孔９８の両端部が開口している。この実施例
では弁ニードル７０のリングフランジ８２が、ケ
ーシング固定されたシヨルダ３０から部分行程h₁
だけ離されており、該部分行程h₁は今や製造誤差
を排除するためだけではなく、噴射孔の両グルー
プ４１，４２及び９４，９６を行程に関連して制
御するためにも役立つ。

中空ニードル１８の開放行程時に、まずリング
みぞ１００を介して、全体で外側の噴射孔を生
ぜしめる噴射孔９４，９６が開制御され、このば
あい弁ばね８４が弁ニードル７０を中空ニードル
１８の弁座３８に当付けている。中空ニードル１
８の開放行程がさらに経過するさいに、弁ニード
ル７０が中空ニードルに対して引き留められ、こ
のことによつて全体で内側の噴射孔を生ぜしめ
る噴射孔４１，４２も開制御される。噴射過程終
了時に、前述の過程が逆の順序で行なわれる。こ
のような装置は、横孔９８と弁ニードル７０にお
けるシール円すい体７２との間隔を適当に選択す
ることによつて、まずシール円すい体７２が弁座
３８から離れ、次いで初めて噴射孔の第２グルー
プ９４，９６が開制御されるようにすることもで
きる。

第２図による噴射ノズルの利点は、内側の噴射
孔の開制御時に、及びこれに伴う噴射孔全面積
の急激的な増大時に、弁ばね８４の力を受け止め
ることによつて閉鎖力が急激に上昇することであ
り、かつ有利にはそれに応じて燃料が第１の部分
行程h₁時と同様に良好に調製かつ噴霧されること
を配慮している。

第３図による実施例は前述の実施例と次の点で
のみ異なつている。つまり中空ニードル１８の環
状シヨルダ５６が、外側の噴射孔の上流側に配
置されていてかつノズル体１０の内側の対向シヨ
ルダ５８と協働する点である。このような構成の
ばあいには、実際に中空ニードル１８の閉鎖位置
で中空ニードル１８とノズル体１０との間の支承
遊びのみが燃焼室に対して遮へいされる。しかも
有利には、閉鎖位置で弁の形式により協働する環
状シヨルダ５６と対向シヨルダ５８とが環状室７
８を付加的に外側の噴射孔に対してシールす
る。

中空ニードル１８の前述の第１の部分行程によ
る圧力飛躍の付加的な効果をあきらめれば、外側
及び内側の噴射孔，に関する噴射順序を逆に
することもできる。

第４図による実施例は、第２図による実施例の
変化実施例である。この場合外側の噴射孔は中
空ニードル１８における噴射孔１１０，１１２に
よつて形成されており、該噴射孔は中空ニードル
１８の閉鎖位置で、オーバラツプ１１４によつて
及び中空ニードル１８における環状シヨルダ５６
とノズル体１０における対向シヨルダ５８との間
に形成される弁座によつて燃焼室に対してシール
されている。中空ニードル１８が開放方向で運動
するさいに、噴射孔１１０，１１２がノズル体１
０における案内孔から離れ、従つて第２図による
噴射ノズルのばあいに設けられているノズル体１
０における通路も必要でない。

第４図による噴射ノズルの利点は、外側の噴射
孔が中空ニードル１８の閉鎖位置で、環状シヨ
ルダ５６と対向シヨルダ５８との間に形成される
弁座によつて付加的にシールされることである。
外側及び内側の噴射孔，の開制御の順番は、
部分行程h₁及びオーバーラツプ１１４の調整によ
つて任意に選ばれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による噴射ノズルの第１実施例
を示す縦断面図、第２図は第２実施例を示す縦断
面図、第３図は第３実施例を示す部分縦断面図、
第４図は第２実施例の変化実施例を示す部分縦断
面図である。 １０…ノズル体、１２…ねじ山付部材、１４…
ノズル保持体、１６…案内孔、１８…中空ニード
ル、２０…孔、２２…シヨルダ、２４…突出部、
２６…孔、２８…開口、３０…シヨルダ、３２…
上方端面、３６…縦孔、３８…弁座、４０…盲
孔、４１，４２…噴射孔、４８…狭幅区分、５０
…区分、５２…横孔、５４…ヘツド、５６…環状
シヨルダ、５８…対向シヨルダ、６０…閉鎖ば
ね、６２…フランジ、６４…ブツシユ、６６…押
圧リング、６８…環状シヨルダ、７０…弁ニード
ル、７２…シール円すい体、７４…区分、７６…
シヨルダ、７８…環状室、８０…横孔、８２…リ
ングフランジ、８４…弁ばね、８６…ねじ山付ブ
ツシユ、８８…孔、９０…縁切欠き部、９２…環
状面、９３…噴射孔、９４，９６…噴射孔、９８
…横孔、１００…リングみぞ、１１０，１１２…
噴射孔、１１４…オーバラツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関用の燃料噴射ノズルであつて、燃料
   圧によつて燃料流れ方向で閉鎖ばね６０のばね力
   に抗して摺動可能な中空ニードル１８を有してお
   り、該中空ニードル１８には、燃料のための内側
   の噴射孔の前に内側の弁座３８が形成されてい
   てかつ該弁座３８と協働する弁ニードル７０が摺
   動可能に支承されており、さらに前記弁ニードル
   ７０を燃料の流れ方向で負荷しかつ中空ニードル
   １８の閉鎖位置で内側の弁座３８に圧着させる弁
   ばね８４を有しており、さらに開放方向で運動さ
   れる前記中空ニードル１８に対して弁ニードル７
   ０を引き留めるため、及び内側の弁を開放するた
   めのケーシング固定されたシヨルダ３０が形成さ
   れており、さらに中空ニードル１８を支承してい
   るノズル体１０に配置された対向シヨルダ５８を
   有していて、該対向シヨルダに中空ニードル１８
   が閉鎖ばね６０のばね力によつて閉鎖位置に支持
   されるようになつており、さらに中空ニードル１
   ８の外周に弁座面を有していて、該弁座面がノズ
   ル体１０における弁座面と協働して外側の弁を形
   成している形式のものにおいて、燃料が、弁ばね
   ８４の取付けスペース、閉鎖ばね６０の取付けス
   ペース及び中空ニードル１８の中央の縦孔３６を
   通つて供給されるようになつており、さらに中空
   ニードル１８における少なくとも１つの横孔９
   ３，９８が、前記外側の弁の近くに配置されてお
   り、さらに外側の噴射孔が形成されており、こ
   の外側の噴射孔を介して前記の外側の弁が燃料の
   噴射を制御するようになつていることを特徴とす
   る内燃機関用の燃料噴射ノズル。 ２ 中空ニードル１８が前噴射段階に相応する第
   １の部分行程を開放方向に進んだ後に、開放方向
   に運動する中空ニードル１８に対して相対的に弁
   ニードル７０を引き留めるためにシヨルダ３０が
   作用するようになつている特許請求の範囲第１項
   記載の燃料噴射ノズル。 ３ 弁ニードル１８が円すい形の弁座３８を有し
   ていてかつ弁ニードル７０がシール円すい体７２
   を有しており、さらに中空ニードル１８の噴射側
   端部がホール型ノズルの形式により円頂部４３と
   して形成されており、該円頂部に、内側の噴射孔
   を形成する噴射孔４１，４２が設けられている
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射
   ノズル。 ４ 中空ニードル１８によつて制御されるケーシ
   ング固定された弁座が、中空ニードルをシールし
   て案内するノズル体１０の壁区分によつて形成さ
   れており、該壁区分の範囲において、外側の噴射
   孔を形成する噴射孔９３，９４，９６が中空ニ
   ードルのための案内孔に開口している特許請求の
   範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の
   燃料噴射ノズル。 ５ 外側の噴射孔が中空ニードル１８における
   横孔１１０，１１２によつて形成されており、該
   横孔が、中空ニードル１８の部分行程の後にノズ
   ル体１０の案内孔１６から離れる特許請求の範囲
   第４項記載の燃料噴射ノズル。 ６ ノズル体１０における噴射孔９４，９６が外
   側の噴射孔を形成し、かつ中空ニードル１８の
   少なくとも１つの横孔９８が中空ニードル１８の
   周面におけるリングみぞ１００に開口しており、
   該リングみぞが、中空ニードル１８の部分行程後
   に、ノズル体１０における噴射孔９４，９６とオ
   ーバラツプするようになつている特許請求の範囲
   第４項記載の燃料噴射ノズル。