JPH0447415Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、本噴射に先行してパイロツト噴射を
行うことが可能なデイーゼルエンジンの燃料噴射
ノズルに関する。

〔従来の技術〕

一般に、デイーゼルエンジン用燃料噴射ノズル
は、たとえば第４図に示すような構造になつてい
る。噴射ポンプから圧送されて来た燃料は、ノズ
ルボデイ１のフユーエルフイードホール２を通り
油溜り部３に至り、ニードル４のプレツシヤステ
ージ部に燃料圧が加わりニードル４を押し上げよ
うとする力が働く。一方、ニードル４は、プレツ
シヤピン５を介してプレツシヤスプリング６によ
つてノズルボデイ１の弁座部に押しつけられてい
る。従つて燃料圧によつてニードル４を押し上げ
ようとする力Poが、プレツシヤスプリング６の
力Psより大きくなればニードル４が弁座部から
離れるので燃料の噴射が行なわれる。噴射ポンプ
からの燃料の圧送が終り、燃料圧が低下すればニ
ードル４はプレツシヤスプリング６の力で戻され
弁座部に接するので燃料の噴射も終る。

このような燃料噴射ノズルでは、機関の燃焼室
に一回の噴射で所定量の燃料が噴射されるが、一
度に多くの燃料を噴射すると、燃焼が急激に行わ
れ、燃焼音が大きくなる。また、高い燃焼圧力に
よりNOxの増加も招く。

これを軽減するために、従来から、燃焼噴射を
２段階に分けたり、本噴射に先行させて少量のパ
イロツト噴射を行うようにしている。これに関連
する先行技術として、たとえば、特開昭61−
55362号公報が知られている。

上記公報の燃料噴射ノズルでは、ニードルを駆
動する第１のピストンと、この第１のピストンに
対する燃料噴射圧力の伝達を遅延させる第２のピ
ストンとを設け、第１のピストンと第２のピスト
ンとを単一のスプリングで作動させるようにして
いる。これにより、燃料噴射圧力が制御され、パ
イロツト噴射とそれに続く本噴射が行なわれる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報の燃料噴射ノズルにお
いては、第２のピストンは燃焼の噴射サイクル
中、終始燃料圧の影響を受けるため、パイロツト
噴射時にはニードルのリフト量が安定せず、燃料
の噴射量にバラツキが生じるという問題がある。
したがつて、ニードルを付勢するスプリングのば
ね力の可変設定は、これらを考慮して行なう必要
がある。

本考案は、上記の問題に着目し、本噴射に先行
して行なわれるパイロツト噴射時の燃料噴射量
を、安定化させることが可能なデイーゼルエンジ
ンの燃料噴射ノズル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〕

この目的に沿う本考案に係るデイーゼルエンジ
ンの燃料噴射ノズルは、 燃料供給源からの燃料が圧送され、油溜りと接
続される燃料供給通路と、 前記油溜りに作用する燃料圧によつて移動し、
油溜りの下流に位置する燃料噴孔を開閉するニー
ドルと、 前記燃料噴孔を閉じる方向に前記ニードルを付
勢するプレツシヤスプリングと、 前記プレツシヤスプリングの伸縮方向に対して
進退可能に設けられ、プレツシヤスプリングを一
定量圧縮可能な制御ピストンと、 前記制御ピストンが摺動自在に嵌装され、前記
燃料供給通路からの燃料の導入によつて制御ピス
トンをプレツシヤスプリングのばね力を高める方
向に移動させる圧力室を有するシリンダと、 前記シリンダの圧力室と前記燃料供給通路とを
連通可能に接続する連通路と、 前記連通路に設けられ、燃料供給初期のパイロ
ツト噴射開始の際の燃料圧よりもさらに燃料供給
通路の燃料圧が上昇したときに開弁し、前記圧力
室に燃料供給通路の燃料を導入する制御弁と、 を備えたものから成る。

〔作用〕

このような燃料噴射ノズルにおいては、燃料が
燃料噴射通路を介して油溜りに圧送される。油溜
りの燃料の圧力が上昇すると、プレツシヤスプリ
ングによつて付勢されるニードルがリフトし、燃
料噴孔は開かれてパイロツト噴射が行なわれる。

さらに、燃料の供給により燃料供給通路の燃料
圧が上昇すると、連通路に設けられた制御弁が開
弁し、制御ピストンが嵌装される圧力室に燃料が
導かれる。これにより、制御ピストンがプレツシ
ヤスプリング側に移動し、プレツシヤスプリング
が圧縮される。したがつて、ニードルを付勢する
プレツシヤスプリングのばね力が高められる。

燃料供給通路を介して圧送される燃料の流量が
増加し、油溜りの燃料圧がさらに高くなると、ニ
ードルのリフト力がプレツシヤスプリングの力に
打ち勝ち、ニードルの開弁による本噴射が行われ
る。

このように、ニードルを付勢するプレツシヤス
プリングのばね力を変える制御ピストンは、パイ
ロツト噴射後に開弁する制御弁によつて動作する
ので、パイロツト噴射開始時にはプレツシヤスプ
リングのばね力を当初の状態に維持することがで
きる。したがつて、パイロツト噴射時の燃料噴射
量は安定したものとなる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係るデイーゼルエンジンの燃
料噴射ノズルの望ましい実施例を、図面を参照し
て説明する。

第１図ないし第３図は、本考案の一実施例を示
している。第１図および第２図において、１１
ａ，１１ｂはノズルボデイを示している。ノズル
ボデイ１１ａの先端部には、燃料噴孔１２が設け
られている。燃料噴孔１２は、ニードル１３の移
動によつて開閉され、燃料の噴射が制御されるよ
うになつている。燃料供給源としての噴射ポンプ
（図示略）から圧送されてきた燃料は、燃料供給
通路１４から油溜り１５に送られ、油溜り１５部
で燃料圧がニードル１３のプレツシヤステージ部
１６にかかることによりニードル１３がリフトさ
れる。噴射されなかつた燃料は、リターン通路１
７を通して、燃料タンク（図示略）へと戻され
る。ニードル１３は、プレツシヤスプリング１８
のばね力により燃料噴孔１２を閉じる方向に付勢
されている。

プレツシヤスプリング１８に対し、ニードル１
３付勢側と反対側には、制御ピストン１９が配置
されている。制御ピストン１９は、断面形状がＨ
字状になつている。制御ピストン１９は、二つの
拡径部１９ａ，１９ｂを有しており、一方の拡径
部１９ｂの端面にプレツシヤスプリング１８が着
座しており、他方の拡径部１９ａはシリンダ２０
内に摺動自在に内挿されている。制御ピストン１
９の拡径部１９ａ，１９ｂ間に位置する小径部１
９ｃがノズルボデイ１１ｂの間壁１１ｃに摺動可
能に支持されている。これにより、制御ピストン
１９は、プレツシヤスプリング１８の伸縮方向に
移動可能となつている。制御ピストン１９の動き
は、拡径部１９ａが間壁１１ｃに当接することに
より規制され、プレツシヤスプリング１８の圧縮
方向への一定量以上の移動が規制されている。

シリンダ２０内の拡径部１９ａの上部側の部分
は、燃料供給通路１４からの燃料を導入可能な圧
力室２１に形成されている。圧力室２１と燃料供
給通路１４とを連通する連通路２２には、制御弁
２３が設けられている。制御弁２３は、ピストン
２３ａとスプリング２３ｂとから構成されてい
る。ピストン２３ａは、スプリング２３ｂによつ
て連通路２２を閉弁する方向に付勢されている。
制御弁２３は、燃料供給通路１４の燃料圧力が一
定以上になつたときにのみ、ピストン２３ａがス
プリング２３ｂの力に抗して押され、連通路２２
を開いて圧力室２１に送油圧を導入できるように
なつている。

圧力室２１における制御ピストン１９の受圧面
積は、ニードル１３の油溜り１５における受圧面
積、つまりプレツシヤステージ部１６の面積より
も大にされている。

制御ピストン１９には、Ｌ字形に折れ曲がつた
通路２５が設けられている。通路２５は、制御ピ
ストン１９がプレツシヤスプリング１８によつて
戻されるときに圧力室２１とノズルボデイ１１ｂ
に設けられた通路２６とを連通させ、圧力室２１
内の燃料を燃料供給通路１４側に逃がすことがで
きるようになつている。また、間壁１１ｃ部に設
けられた通路２７は、制御ピストン１９が移動で
きるよう、シリンダ２０内とリターン側とを連通
するものである。

つぎに、本実施例における作用について説明す
る。

噴射ポンプから圧送されてきた燃料は、燃料供
給通路１４から油溜り１５に至り、ここでの燃料
圧がニードル１３を押し上げる力Ｐとなる。この
力Ｐがプレツシヤスプリング１８の力SP₁よりも
大きくなると、ニードル１３がリフトされ、噴孔
１２から燃料の噴射を始める。第３図に、時間と
噴射流量との関係を示すが、上記燃料噴射は、第
３図におけるＡからＢ点に至る状態で示される。

さらに燃料の圧送が続けられると、燃料圧が高
くなり、燃料供給通路１４から分岐される連通路
２２の圧力が高くなつて、やがて制御弁２３のピ
ストン２３ａを押す力P₂がスプリング２３ｂの
力よりも大きくなる。これにより、スプリング２
３ｂが圧縮されピストン２３ａの移動により連通
路２２が開かれ、燃料が圧力室２１に導かれる。
この圧力室２１における燃料圧が制御ピストン１
９をプレツシヤスプリング１８側に押す力P₃と
なる。

このとき、ピストン１９の受圧面積は、ニード
ル１３のプレツシヤステージ部１６の受圧面積よ
りも大きいので、P₃（＝送油圧×制御ピストン１
９の受圧面積）は、Ｐ（＝送油圧×プレツシヤス
テージ部１６の受圧面積）よりも大きくなり、制
御ピストン１９は押し下げられる。それに伴なつ
て、制御ピストン１９に着座しているプレツシヤ
スプリング１８の端部位置も下げられ、結局プレ
ツシヤスプリング１８のばね力が急に高められた
と同様の状態となつてニードル１３が下げられ、
閉弁される。閉弁により、燃料噴射は一時停止さ
れる。つまり、第３図におけるＢからＣ点への状
態変化となる。ここまでがパイロツト噴射とな
る。

このように、パイロツト噴射開始時には、制御
弁２３が開弁されていないので、制御ピストン１
９の移動によるプレツシヤスプリング１８の圧縮
は行なわれない。したがつて、ニードル１３のリ
フト量も当初のばね力に応じた量となり、噴射燃
料量を安定させることが可能となる。

燃料の圧送が続けられると、さらに燃料圧が上
昇する。このとき、制御ピストン１９のプレツシ
ヤスプリング１８側への移動量は間壁１１ｃによ
つて規制されているので、燃料圧が上昇してもそ
れ以上の制御ピストン１９は移動は阻止される。
燃料供給通路１４からの燃料の圧送により、油溜
り１５の燃料圧が上昇すると、ニードル１３のプ
レツシヤステージ部１６に作用する燃料圧によ
り、再びニードル１３が押し上げられ、第３図に
おけるｃ点以降の本噴射が行われる。

このように、燃料圧の上昇を利用してプレツシ
ヤスプリング１８のばね力を可変することによ
り、パイロツト噴射が行われ、続いて本噴射が行
われる。

噴射ポンプからの燃料の圧送が終了し、燃料圧
が下がると、制御弁２３のピストン２３ａはスプ
リング２３ｂの力によつて元の位置に戻され、連
通路２２が閉じられる。これと同時に、ニードル
１３と制御ピストン１９も、プレツシヤスプリン
グ１８によつて元の位置に戻される。制御ピスト
ン１９がプレツシヤスプリング１８によつて元の
位置に戻されるときは、圧力室２１内の燃料は制
御ピストン１９に設けた通路２５を介して燃料供
給通路１４へ逃がされ、一連の噴射行程が終了す
る。

〔考案の効果〕 本考案のデイーゼルエンジンの燃料噴射ノズル
によれば、燃料供給通路の燃料圧がパイロツト噴
射開始の際の燃料圧よりも上昇したときに、制御
弁を開弁させて圧力室に導入される燃料の圧力に
より制御ピストンを移動させ、プレツシヤスプリ
ングのばね力を高めるようにしたので、パイロツ
ト噴射時の燃料噴射量を安定させつつ、本噴射に
移行することができる。

したがつて、パイロツト噴射による緩やかな燃
焼を確実に得ることができ、燃焼騒音およびエミ
ツシヨン（とくにNOx）の低減をはかることが
できる。さらに、緩やかな燃焼により、振動の低
減をはかることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るデイーゼルエ
ンジンの燃料噴射ノズルの縦断面図、第２図は第
１図の装置の部の拡大断面図、第３図は第１図
の燃料噴射ノズルの噴射特性図、第４図は従来一
般の燃料噴射ノズルの概略構成図、である。 １２……燃料噴孔、１３……ニードル、１４…
…燃料供給通路、１５……油溜り、１８……プレ
ツシヤスプリング、１９……制御ピストン、２０
……シリンダ、２１……圧力室、２２……連通
路、２３……制御弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃料供給源からの燃料が圧送され、油溜りと接
   続される燃料供給通路と、 前記油溜りに作用する燃料圧によつて移動し、
   油溜りの下流に位置する燃料噴孔を開閉するニー
   ドルと、 前記燃料噴孔を閉じる方向に前記ニードルを付
   勢するプレツシヤスプリングと、 前記プレツシヤスプリングの伸縮方向に対して
   進退可能に設けられ、プレツシヤスプリングを一
   定量圧縮可能な制御ピストンと、 前記制御ピストンが摺動自在に嵌装され、前記
   燃料供給通路からの燃料の導入によつて制御ピス
   トンをプレツシヤスプリングのばね力を高める方
   向に移動させる圧力室を有するシリンダと、 前記シリンダの圧力室と前記燃料供給通路とを
   連通可能に接続する連通路と、 前記連通路に設けられ、燃料供給初期のパイロ
   ツト噴射開始の際の燃料圧よりもさらに燃料供給
   通路の燃料圧が上昇したときに開弁し、前記圧力
   室に燃料供給通路の燃料を導入する制御弁と、 を備えたことを特徴とするデイーゼルエンジンの
   燃料噴射ノズル。