JPH0519573Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はパイロツト噴射を確実に実現できるよ
うにした燃料噴射ノズルに関する。

（従来の技術） デイーゼルエンジンの燃焼音や排出ガス中の
NOxを低減させる手段として、燃料噴射率を制
御する方法が知られているが、この噴射率制御に
は種々の方法があつて、このうち燃料噴射ノズル
に関するものとしては、例えば実開昭60−112673
号公報に開示された技術がある。

すなわち、上記公報にはノズルホルダボデイ内
にシリンダと加圧燃料を圧送可能な油路を設け、
該油路の一端をノズル内に設けた油溜部に連通さ
せるとともに、上記油路を絞り弁を介して、シリ
ンダ内に収容したピストンの加圧室に連通させ、
燃料圧送時に一部の燃料を上記加圧室に導き、か
つピストンを変位させることにより、針弁を付勢
するノズルスプリングのセツト力を強化して、針
弁リフト後一旦噴射を抑制し主噴射へ移行させる
ようにした燃料噴射ノズルが示されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、この従来の噴射ノズルでは油路から加
圧室への流入燃料量を制御することは実際上難し
く、ノズルスプリングのセツト力の強化割合を一
定に保てないため、所期の噴射特性を得難いとい
う問題があつた。

本考案はこのような従来の問題を解決し、簡単
な構成によつてパイロツト噴射を確実に実現で
き、かつ所期の噴射特性を得られるようにした燃
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） このため、本考案の燃料噴射ノズルは、高圧の
燃料送油孔と、該送油孔に連通する貫通孔と、該
貫通孔に摺動可能に収容したプランジヤと、上記
貫通孔と低圧側とに連通する油戻孔と、燃料送油
孔と貫通孔に連通するガイド孔と、該ガイド孔に
摺動可能に収容した針弁と、ガイド孔に連通する
噴孔と、プランジヤと針弁との間に介挿したノズ
ルスプリングとを備え、上記プランジヤの端部に
小径部を介して、第１および第２ランド部を離間
して設け、その上位側の第１ランド部の端面と小
径部周面とを油路を介して連通し、常時は一方の
ランド部を介して貫通孔を閉塞し、油路と油戻孔
とを遮断する一方、プランジヤの所定リフト時に
油路と油戻孔とを連通させ、高圧燃料の一部を低
圧側へ戻すとともに、プランジヤが上記リフトを
越えた所定リフト時に、油路と油戻孔とを遮断
し、前記高圧燃料の低圧側への流出を停止するよ
うにした燃料噴射ノズルにおいて、上記燃料送油
孔と貫通孔とを別設し、かつこれらをプランジヤ
のリフトに応じて連通および遮断させるととも
に、貫通孔の内面に環状溝を形成し、該溝の溝幅
を第２ランド部の幅より幅広に形成し、第２ラン
ド部が環状溝の上側または下側開口縁部と係合時
に油路と油戻孔とを遮断し、かつ第２ランド部が
環状溝の溝幅内を移動時に油路と油戻孔とを連通
させ、該連通時に油路から油戻孔に至る経路を単
一に形成するとともに、燃料送油孔から油路への
流入燃料量を一定に維持させ、燃料送油孔内の燃
料圧力を制御するようにして、パイロツト噴射を
確実に実現させるようにしたことを特徴としてい
る。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面により説明する
と、第１図乃至第４図においては１は内部にイン
ジエクシヨンパイプ（図示略）に連通する燃料入
口通路孔２と、オーバーフローパイプ３に連通す
る燃料出口通路孔４を設けたキヤツプで、その下
端部にはキヤツプナツト５を介して細長筒状のノ
ズルホルダボデイ６が連結されている。

ノズルホルダボデイ６の内部には、上記燃料入
口通路孔２と連通する燃料送油孔７が軸方向に沿
つて形成され、かつ、その中央部には軸線に沿つ
て貫通孔８が上記送油孔７とは別に形成されてい
る。上記燃料送油孔７は、貫通孔８の上端部で通
路９を介して連通しており、上記貫通孔８の上端
部に大径のナツト収納部８ａが形成されている。
このナツト収納部８ａの下方には、プランジヤの
一形態であるリークプランジヤ収納部８ｂが、更
にリークプランジヤ収納部８ｂの下方には小径通
路８ｃを介してノズルスプリング収納部８ｄが形
成されている。

前記ナツト収納部８ａは、底部に平面部１０を
有し、その上部周面にはネジ部１１が形成されて
いて、このネジ部１１に通孔１２を有するナツト
１３がねじ込まれている。ナツト１３の下端面と
平面部１０との間には、オリフイス１４を有する
シート１５が介挿され、このオリフイス１４を介
して通路９に連通する通孔１２とリークプランジ
ヤ収納部８ｂとが導通している。リークプランジ
ヤ収納部８ｂの上部には、リークプランジヤ１６
を油密かつ摺動自在に収容するスライドガイド部
１７が形成され、このスライドガイド部１７に、
その下方に形成した大径部１８と略同径の環状溝
１９が形成されている。

リークプランジヤ１６の上部には第１ランド部
２０と第２ランド部２１が形成され、これらの間
には小径部２２が形成されており、このうち上部
に形成された第１ランド部２０の上端面は平坦面
に形成されていて、上記シート１５の下面と当接
可能にされ、かつこの上端面の端部と小径部２２
の周面に油路２３が開口されている。

一方、下部に形成された第２ランド部２１は、
前記スライドガイド部１７と小径部２２並びに環
状溝１９と共同して、燃料油の排出を制御する作
用をなし、このため第２ランド部２１の幅よりも
環状溝１９の幅の方が幅広に形成されている。

リークプランジヤ１６は、リークプランジヤ収
納部８ｂと小径通路８ｃとの間に形成した段部２
４上のパツキン２５に下端部を当接させて、その
リフト量を規制するようにしており、かつその下
端部にはロツド２６が突設され、このロツド２６
は小径通路８ｃを経てノズルスプリング収納部８
ｄ内に突入していて、その軸端部にバネ受２７を
取り付けている。

一方、ノズルホルダボデイ６の下端部には、キ
ヤツプナツト２８を介してノズル２９が連結さ
れ、このノズル２９の内部に噴孔３０に連通する
ガイド孔３１が形成され、該孔３１内に針弁３２
が上下に摺動可能に収容されている。上記針弁３
２の中央部には縮径部を錐面に形成した受圧部３
２ａが設けられ、この受圧部３２ａに臨むノズル
２９の内部に油溜部３３が形成されていて、該油
溜部３３に前記燃料送油孔７に連通する燃料油通
路孔３４の一端が開口されている。

上記針弁３２の上端にはバネ受３５が装着さ
れ、このバネ受３５と前記バネ受２７との間にノ
ズルスプリング３６が介挿され、針弁３２を下方
へ付勢させるとともに、リークプランジヤ１６を
上方へ付勢させている。この他、図中３７はノズ
ルスプリング収納部８ｄ内に開口した油戻孔で、
前記燃料出口通路孔４に連通している。

（作用） このように構成した燃料噴射ノズルは、燃料噴
射ポンプからの高圧燃料の圧送休止時には、ノズ
ル２９内の油溜部３３が低圧状態に置かれ、針弁
３２がノズルスプリング３６により下方へ付勢さ
れて閉弁され、燃料噴射を停止している。

そして、この場合にはリークプランジヤ１６が
ノズルスプリング３６によつて上方へ付勢され、
第１ランド部２０の上端部が第１図および第２図
に示すようにシート１５の下面に当接していて、
該端面に開口した油路２３が閉塞され、またシー
ト１５に形成したオリフイス１４の一端も閉塞さ
れて、貫通孔８が閉鎖されている。

また、この場合にはリークプランジヤ１６の第
２ランド部２１の上端部は、第２図に示すように
環状溝１９の上側開口縁よりもａだけ上方に位置
して、貫通孔８を閉塞している。そして、この場
合には前述のように、第２ランド部２１の幅が環
状溝１９の幅よりも幅狭に形成されているため、
第２ランド部２１の下側周縁が環状溝１９の下側
開口縁よりｂだけ上方に位置している（ａ＜ｂ）。

このような状況の下で燃料噴射ポンプから高圧
燃料が圧送され、これが燃料入口通路孔２より燃
料送油孔７を経て燃料油通路孔３４に導かれ、油
溜部３３に達すると、該油溜部３３が加圧されて
その圧力を針弁３２の受圧部３２ａに作用する。

燃料送油孔７内の圧力は、第４図ａに示すよう
にクランク回転角θに比例して略直線的に上昇
し、その開弁圧P_pに到達したところで針弁３２が
ノズルスプリング３６を押し縮めてリフトし、噴
孔３０から燃料が噴射される。

一方、燃料送油孔７に導かれた高圧燃料の一部
は、該送油孔７より分流し通路９を経てナツト１
３内の通孔１２に導かれ、その油圧をオリフイス
１４を介してリークプランジヤ１６の第１ランド
部２０の上端面に作用する。しかし、この場合に
はオリフイス１４の開口面積に相当する第１ラン
ド部２０の上端面の受圧面積は、針弁３２の受圧
部３２ａの受圧面積よりも小さいため、前記針弁
３２のリフト時にはリークプランジヤ１６は現状
を維持して静止している。

そして、針弁３２のリフト後燃料圧が更に上昇
し、第１ランド部２０の前記受圧面に作用する圧
力が、増勢されたノズルスプリング３６に打ち勝
つと、該スプリング３６に抗してリークプランジ
ヤ１６がリフトし始める。このため、第１ランド
部２０の上端面がシート１５の下面から離反し
て、油路２３とオリフイス１４の各開口部の一端
の閉塞が解かれ、油路２３を介し通孔１２と小径
部２２周辺部とが連通する。

この場合、リークプランジヤ１６のリフト変位
がａ以下のときは、第２ランド部２１の上側周縁
が環状溝１９より上方のスライドガイド部１７上
に位置して、貫通孔８の導通を遮断している。

リークプランジヤ１６のリフト変位がａを越え
ると、第２ランド部２１の上側周縁が上記スライ
ドガイド部１７から離れて、第３図ａに示すよう
に環状溝１９の開口部に移動するとともに、その
下側周縁が環状溝１９の開口部内での位置を維持
する。このため、第２ランド部２１の上下側周縁
と、これらに対応する環状溝１９の上下側開口縁
との間に〓間が形成され、貫通孔８が連通する。

したがつて、両ランド部２０，２１間内に収容
されていた高圧燃料と、油路２３を介して通孔１
２から該部分に導かれる高圧燃料が、前記各〓間
を潜り抜けて第３図ａ矢視のように貫通孔８の下
部へ移動し、該孔８に開口した油戻孔３７とこれ
に連通する燃料出口通路孔４に導かれて、燃料タ
ンク（図示略）等の低圧側へ戻される。

この結果、燃料送油孔７内の圧力がリークプラ
ンジヤ１６のリフトａを契機に第４図ａに示すよ
うに急速に低下し、針弁３２がノズルスプリング
３６によつて押し戻され、閉弁圧P_c以下になつた
ところで閉弁して燃料噴射を停止する。この場合
の燃料噴射率は第４図ｄに示すように、針弁３２
のリフト変化と同様に上記リフトａを契機に急速
に低下している。

上記燃料リーク時には、貫通孔８が燃料送油孔
７と別設され、該孔７から貫通孔８へ一定量の燃
料が流入し、かつその全量が油路２３から環状溝
１９を経て、リークプランジヤ収納部８ｂから油
戻孔３７へ移動する単一の流路を採るから、燃料
送油孔７の圧力低下が助長され、燃料噴射停止が
迅速かつ確実に行なわれて、パイロツト噴射終り
が確実に形成される。

リークプランジヤ１６が更にリフトし、その変
位がｂに達すると第２ランド部２１の下側周縁が
第３図ｂに示すように環状溝１９の下側開口縁に
密接し、該開口縁直下のスライドガイド部１７が
第２ランド部２１によつてシールされ、貫通孔８
の導通が遮断されて燃料の漏出が停止される。し
たがつて、前記の燃料の漏出が停止されるまでの
間、つまり第２ランド部２１が環状溝１９の内側
を移動する間、上記燃料送油孔７の圧力低下が維
持され、後述の主噴射に至るまでに一定の時間が
介在するから、パイロツト噴射と主噴射とが明確
に分離独立する。

そして、この後燃料送油孔７の圧力は、リーク
プランジヤ１６のリフトｂを境に第４図ａに示す
ように再たび圧力上昇し、その開弁圧P_pに達した
ところで針弁３２が再たびリフトして燃料噴射を
再開する。

この場合、リークプランジヤ１６はｂリフト後
は、パツキン２５に当接することでリフトを停止
し、第４図ｂに示すように停止時のリフトを維持
するとともに、第２ランド部２１と環状溝１９直
下のスライドガイド部１７とのシール作用によつ
て、貫通孔８上部の油密を維持する。したがつ
て、燃料送油孔７の圧力は確実に上昇し、針弁３
２の最大リフトを安定させるとともに噴孔３０か
らの燃料噴射量を増量させて、高噴射率を形成さ
せる。

このようにノズル２９からは前後二回に亘つて
燃料が噴射され、このうち初回の燃料噴射は針弁
３２のリフト後まもなく停止されてパイロツト噴
射を形成し、このパイロツト噴射始期よりＳ時間
後に高噴射率を形成する主噴射に移行する。そし
て、この場合のパイロツト噴射は圧力変位するリ
ークプランジヤ１６と、該プランジヤ１６の変位
を促すオリフイス１４によつて確実に行なわれ、
かつその際の噴射時間と噴射量は環状溝１９の位
置と開口幅で規定される。

一方、主噴射はパイロツト噴射終り後のリーク
プランジヤ１６の変位によつて形成されるから、
両噴射は第４図ｄに示すように明瞭に分離独立し
て行なわれ、適量にパイロツト噴射量を調量する
ことによつてデイーゼルノツクが防止され、しか
も円滑な主燃焼が得られることになる。

こうして燃焼噴射ポンプからの所定量の燃料圧
送が終了すると、燃料入口通路孔２とこれに連通
する油溜部３３、および貫通孔８上部の圧力が低
下して、リークプランジヤ１６と針弁３２がノズ
ルスプリング３６に押し戻され、油路２３とオリ
フイス１４の各開口部の一端が閉塞されるととも
に、針弁３２が閉弁して燃料噴射が停止される。

（考案の効果） 本考案の燃料噴射ノズルは以上のように、燃料
送油孔と貫通孔とを別設し、かつこれらをプラン
ジヤのリフトに応じて連通および遮断させるとと
もに、貫通孔の内面に環状溝を形成し、該溝の溝
幅を第２ランド部の幅より幅広に形成し、第２ラ
ンド部が環状溝の上側または下側開口縁部と係合
時に油路と油戻孔とを遮断し、かつ第２ランド部
が環状溝の溝幅内を移動時に油路と油戻孔とを連
通させたから、この間に燃料送油孔の圧力低下を
維持でき、パイロツト噴射と主噴射とを確実に分
離独立させることができる。

しかも、本考案では油路と油戻孔との連通時
に、油路から油戻孔に至る経路を単一に形成し、
かつ燃料送油孔から油路への流入燃料量を一定に
維持させて、その全量を低圧側へ戻すようにして
いるから、従来のように流入燃料量を抑制し、そ
の一部をリークさせるものに比べて、燃料送油孔
の圧力低下が助長され、パイロツト噴射と主噴射
との分離独立を増進して、パイロツト噴射を確実
に実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は本考案の要部を拡大して示す断面図で、常態
時を示しており、第３図ａ，ｂは本考案に使用し
たリークプランジヤの作動状態を示す断面図で、
同図ａは針弁の当初開弁直後の状況を示し、同図
ｂは主噴射直前の状況を示している。第４図ａ，
ｂ，ｃ，ｄは本考案の作動特性を示す特性図であ
る。 ６……ノズルホルダボデイ、７……燃料送油
孔、８……貫通孔、１６……リークプランジヤ、
２９……ノズル、３３……油溜部、３７……油戻
孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧の燃料送油孔と、該送油孔に連通する貫通
   孔と、該貫通孔に摺動可能に収容したプランジヤ
   と、上記貫通孔と低圧側とに連通する油戻孔と、
   燃料送油孔と貫通孔に連通するガイド孔と、該ガ
   イド孔に摺動可能に収容した針弁と、ガイド孔に
   連通する噴孔と、プランジヤと針弁との間に介挿
   したノズルスプリングとを備え、上記プランジヤ
   の端部に小径部を介して、第１および第２ランド
   部を離間して設け、その上位側の第１ランド部の
   端面と小径部周面とを油路を介して連通し、常時
   は一方のランド部を介して貫通孔を閉塞し、油路
   と油戻孔とを遮断する一方、プランジヤの所定リ
   フト時に油路と油戻孔とを連通させ、高圧燃料の
   一部を低圧側へ戻すとともに、プランジヤが上記
   リフトを越えた所定リフト時に、油路と油戻孔と
   を遮断し、前記高圧燃料の低圧側への流出を停止
   するようにした燃料噴射ノズルにおいて、上記燃
   料送油孔と貫通孔とを別設し、かつこれらをプラ
   ンジヤのリフトに応じて連通および遮断させると
   ともに、貫通孔の内面に環状溝を形成し、該溝の
   溝幅を第２ランド部の幅より幅広に形成し、第２
   ランド部が環状溝の上側または下側開口縁部と係
   合時に油路と油戻孔とを遮断し、かつ第２ランド
   部が環状溝の溝幅内を移動時に油路と油戻孔とを
   連通させ、該連通時に油路から油戻孔に至る経路
   を単一に形成するとともに、燃料送油孔から油路
   への流入燃料量を一定に維持させたことを特徴と
   する燃料噴射ノズル。