JPH0562235B2 - - Google Patents

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JPH0562235B2
JPH0562235B2 JP17813585A JP17813585A JPH0562235B2 JP H0562235 B2 JPH0562235 B2 JP H0562235B2 JP 17813585 A JP17813585 A JP 17813585A JP 17813585 A JP17813585 A JP 17813585A JP H0562235 B2 JPH0562235 B2 JP H0562235B2
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JP
Japan
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main fuel
needle
fuel injection
fuel
valve
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JP17813585A
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JPS6238867A (ja
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Osamu Betsupu
Shuhei Mizuhara
Naoyoshi Ishida
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F02M43/04Injectors peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/001Fuel-injection apparatus having injection valves held closed mechanically, e.g. by springs, and opened by a cyclically-operated mechanism for a time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-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
    • F02M45/04Fuel-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
    • F02M45/08Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086Having more than one injection-valve controlling discharge orifices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デイーゼルエンジンの燃焼室内に燃
料を噴射供給する燃料噴射弁に関する。
〔従来の技術〕
デイーゼル機関の燃料噴射弁において、主燃料
として着火温度の高いガスを使用する場合、一般
には着火温度の低い、すなわち着火の容易なデイ
ーゼル油を着火用の副燃料として主燃料に先立ち
噴射させ、その火炎又は高温燃料ガスにより着火
温度の高い主燃料に点火させるようにしている。
しかして従来、これらの主燃料および副燃料
は、燃焼室内に格別に配置された主燃料噴射弁お
よび副燃料噴射弁からそれぞれ噴射されている。
このため、副燃料の噴霧に対し、その副燃料噴射
弁に近い主燃料の噴霧と、遠い主燃料の噴霧とで
は、着火時期、着火箇所および空気利用範囲など
に差を生ずる不利がある。また主燃料の各噴霧を
同時に点火させるためには、主燃料を噴射させる
以前に、かなり広範囲に亘つて高温領域を形成し
なければならず、従つて多量の副燃料を必要と
し、これらはおおむね機関の燃料消費率を増加さ
せる傾向にあつて好ましくないものであつた。
このような欠点を除去するために、主燃料噴射
弁および副燃料噴射弁を一体化させて、これらの
両燃料をほぼ同一の位置から独立して噴射できる
ようにし、これによつて可及的少量の副燃料によ
り、主燃料に対する好適な燃焼条件を創出させ、
かつ確実に着火し得るようにして、燃料消費率を
低減させるようにしたデイーゼル機関用の燃料噴
射弁が実開昭57−20868号公報に開示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記実開昭57−20868号公報に開示さ
れた燃料噴射弁では、主燃料噴射通路を開閉する
主燃料用ニードルの中空穴に、副燃料噴射通路を
開閉する副燃料用ニードルが挿入されており、
主、副両燃料用ニードルが隣接して配置されてい
るので、主燃料又は副燃料が別系統の噴射通路に
流入しやすくなつている。これを防止するため
に、各ニードルの下端は、かなり高い圧力で各弁
座に押圧されているが、まだシール性に若干問題
があり、より一層の改善が望まれていた。また
主、副両燃料用ニードルの各摺動部の加工精度を
かなり高くする必要があり、コスト高になるとい
う問題があつた。
本発明は、このような問題点を解決し、主燃料
用ニードルおよび副燃料用ニードル一定の間隔を
おいて並列に配置できるようにするとともに、閉
弁時に主燃料用ニードルに加わる各部の力をバラ
ンスさせるようにした燃料噴射弁を提供すること
を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる目的達成のため、本発明は、着火温度の
高い主燃料と、該主燃料に着火する副燃料とを使
用する燃料噴射弁において、外筒の端部に、主燃
料噴射通路および副燃料噴射通路をそれぞれ形成
したアトマイザをその先端がシリンダ内に臨むよ
うに止着するとともに、前記外筒の内部に固定さ
れたニードルホルダに、主燃料用圧縮ばねにより
下方に付勢され上部に大径部を下部に小径部をそ
れぞれ形成し該小部により前記主燃料噴射通路を
開閉する主燃料用ニードルと、副燃料用圧縮ばね
により下方に付勢され前記副燃料噴射通路を開閉
する副燃料用ニードルとを一定の間隔をおいて並
列にかつ摺動自在に配設し前記主燃料用圧縮ばね
のばね力をFS、前記主燃料用ニードルの大径部の
直径をd1、小径部の直径をd2、前記主燃料噴射通
路の直径をd3、閉弁時の前記主燃料用ニードルの
小径部下端に背圧を加える主燃料圧力をPG、閉
弁時に前記主燃料噴射通路に供給されているシリ
ンダ内圧力をPcyl、前記主燃料用ニードルの摺
動面をシールするシールオイル圧力をPSとした場
合、閉弁時に前記主燃料用ニードルを、コントロ
ールオイルにより閉弁するために必要なコントロ
ールオイルの開弁圧力PC を、 PC=FS−π/4(d2 2−d3 2)PG
π/4d3 2Pcyl/π/4(d1 2−d2 2),PC>PS に設定したものである。
〔作用〕
上述の構成によれば、ニードルホルダに一定の
間隔をおいて並列に摺動自在に配設された主燃料
用ニードルおよび副燃料用ニードルの上下動によ
りアトマイザの主燃料噴射通路および副燃料噴射
通路がそれぞれ開閉され、それぞれの燃料が独立
して各燃料噴射通路から噴射される。また閉弁時
に主燃料用ニードルに加わる各部の力がバランス
し、主燃料用ニードルの閉弁状態が保持される。
また、万一シールオイルが、コントロールオイル
側に漏洩した場合でも、シールオイルにより、主
燃料用ニードルが開くような事態は生じない。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。第1図は閉弁時における燃料噴射弁の状態
を示す縦断面図である。
燃料噴射弁1は、ヘツド2と、外筒3と、アト
マイザ4と、ニードルホルダ5と、主燃料ニード
ル6と、副燃料用ニードル8とを備えている。
外筒3は、燃料室のシリンダ10を被覆するシ
リンダカバー11に固定されており、外筒3の内
周面3aに、ヘツド2の下面に形成されたボス部
2aが嵌挿され、外筒3の上面に形成されたフラ
ンジ部3aが取付けボルト12によりヘツド2に
固定されている。
アトマイザ4は、外筒3の下端に形成された開
口部3dに、その先端がシリンダ10内に臨むよ
うに挿入固定されており、該アトマイザ4には、
主燃料噴射通路13および副燃料噴射通路14が
形成されている。主、副両燃料噴射通路13,1
4の開口端には、それぞれ放射上に複数の噴射口
(副燃料噴射通路14側のみ図示)15が形成さ
れており、互いに隣接する主、副両燃料の噴射口
15は、ほぼ同一位置に配置されている。
ニードルホルダ5は、外筒3の内周面3aに嵌
挿され、その下面がアトマイザ4の上面に当接す
るように固定されており、ニードルホルダ5の位
置決めは、その外周面に植設された位置決めピン
16を外筒3の内周面3aに形成された溝部3e
に嵌入することによつて行なわれている。
主燃料用ニードル6および副燃料用ニードル8
は、ニードルホルダ5に軸中心線と平行に形成さ
れた中空穴18,20にそれぞれ摺動自在に嵌挿
されており、主燃料用ニードル6には、上部より
下部に向かつて突き当て部6a、フランジ部6
b、大径部6dおよび小径部6eが形成されてい
る。突き当て部6aに対向して主燃料用ニードル
6用のリフトストツパ21が該突き当て部6aと
一定の間隙をもつて配置されており、主燃料用ニ
ードル6は、リフトストツパ21に巻装された圧
縮ばね22によりフランジ部6bを介して下方に
付勢され、小径部6eの先端に形成されたテーパ
部6fが中空穴18下端に形成された主燃料用の
弁座18aに当接するようになつている。
大径部6dの下方には、小径部6e中空穴18
とによつて空間部23が形成されており、該空間
部23には、ニードルホルダ5に形成されたコン
トロールオイル供給穴25が連通するようになつ
ている。小径部6eの下端外周面に隣接してニー
ドルホルダ5に形成されたテーパ部6fを一部包
含する空間部26には、外筒3の外周面に固定さ
れた主燃料供給管28の開口端が臨むように配置
されている。また小径部6eの中間部外周面に隣
接してニードルホルダ5に形成された導穴30に
は、シールオイル供給穴31が連通するようにな
つている。またニードルホルダ5の下部には、弁
座18aに連通するように主燃料噴射通路13が
延出して形成されている。
ここで、第1図に示すように、閉弁状態にある
燃料噴射弁1において、圧縮はね22のばね力FS
(Kg)は次式のように設定されている。
FS=π/4(d1 2−d2 2)PC+π/4(d2 2−d3 2)PG +π/4d3 2・Pcyl …(1) 式(1)において d1……主燃料用ニードル6の大径部6dの直径
(cm) d2……主燃料用ニードル6の小径部6eの直径
(cm) d3……主燃料用通路32の直径(cm) PC……コントロールオイル供給穴25から空間
部23充填された主燃料用ニードル開に必要な
コントロールオイル圧力(Kg/cm2) PG……主燃料供給管28から空間部26に常時
供給されている主燃料圧力(Kg/cm2) Pcyl……噴射口15から主燃料噴射通路13に
供給されているシリンダ内圧力(Kg/cm2) また式(1)より PC=FS−π/4(d2 2−d3 2)PG
π/4d3 2Pcyl/π/4(d1 2−d2 2)…(2) また、導穴30にシールオイル供給穴31を通
して供給されているシールオイル圧力をPC(Kg/
cm2)とすると、PC>PSとなるように設定されて
いる。したがつて式(2)において、PC>PSとなる
ように各部の直径d1、d2、d3を選定すればよい。
例えば、直径d2、d3を任意の値に選定し、圧力
PC、PG、Pcylおよびばね力FSを既知数として式
(2)に代入して計算すれば直径d1を求めることがで
きる。
副燃料用ニードル8には、上部より下部に向か
つて突当て部8a、フランジ部8a、大径部8d
および小径部8aが形成されている。突当て部8
aに対向して副燃料用ニードル8用のリフトスト
ツパ33が突当て部8aと一定の間隙をもつてヘ
ツド2の下部に固定されており、副燃料用ニード
ル8は、リフトストツパ33に巻装された圧縮ば
ね35によりフランジ部8bを介して付勢され、
小径部8eの先端に形成されたテーパ部8fが中
空穴20下端に形成された副燃料用弁座20aに
当接するようになつている。
大径部8dの下端には、小径部8eに連結する
テーパ部8gが形成されており、ニードルホルダ
5にはテーパ部8gおよび小径部8eを包含する
空間部36が形成されている。該空間部36に
は、ニードルホルダ5に形成された副燃料供給穴
38が連通するようになつている。またニードル
ホルダ5の下部には、弁座20aに連通するよう
に副燃料噴射通路14が延出して形成されてお
り、該副燃料噴射通路14と主燃料噴射通路13
との間にドレン穴40が形成されている。
つぎに、本発明の実施例の作用を説明する。
第1図に示すように、閉弁状態にある燃料噴射
弁1においては、主燃料、副両燃料用ニードル
6,8が圧縮ばね22,35により下方に付勢さ
れ、それぞれのテーパ部6f,8fによつて弁座
18a,20aが閉塞されている。
この場合、例えば主燃料圧力PGを250Kg/cm2
シールオイル圧力PSを280Kg/cm2とすると、コン
トロールオイル圧力PCは、シールオイル圧力PS
より大きく、例えば290Kg/cm2となるように各部
の直径d1、d2、d3が選定されている。このよう
に、コントロールオイル圧力PCががシールオイ
ル圧力PSよ大きく設定されているので、シールオ
イル圧力PSのシールオイルが空間部23に侵入し
た場合でも、式(1)におけるばね力FSと各部の圧力
とのバランスが保持され、主燃料用ニードル6が
開弁することはない。
このような閉弁状態にある燃料噴射弁1を開弁
状態にするには、まず所定のタイミングで燃料噴
射ポンプ(図示せず)から副燃料を副燃料供給穴
38を通して空間部36に供給する。すると、テ
ーパ部8gが副燃料の背圧を受け、副燃料用ニー
ドル8が圧縮ばね35のばね力に抗して上昇し、
弁座20aが開放され、所定量の副燃料が副燃料
噴射通路14を通つてシリンダ10内に噴射され
る。
この噴射と相前後して、コントロールオイルポ
ンプにより加圧されたコントロールオイルが、コ
ントロールオイル供給穴25を通つて空間部23
に供給される。すると、大径部6dがコントロー
ルオイルの背圧を受け、主燃料用ニードル6が圧
縮ばね22のばね力に抗して上昇し、弁座18a
が開放され、所定量の主燃料が主燃料噴射通路1
3を通つてシリンダ10内に噴射される。
なお、主燃料用のリフトストツパ21の上部に
は、ピストン50が一体的に形成されており、該
ピストン50は、ヘツド2に下端を開口して形成
された凹部2bに上下方向摺動自在に嵌挿されて
いる。ピストン50は、正常時には圧縮ばね22
のばね力により、その上面を凹部2bの頂面に当
接させている。またピストン50上面の肩部と凹
部2bとの間には空間部52が形成され、またヘ
ツド2の外周面には、空間部52に連通するシー
ルオイル導入穴51が形成されている。そして、
第2図に示すように、緊急時に緊急遮断信号が電
磁切換弁53に入ると、該切換弁53が開かれ、
シールオイルがシールオイル導入穴51より空間
53に導かれる。すると、ピストン50がシール
オイル圧力により圧縮ばね22のばね力に抗して
下降し、リフトストツパ21を介して主燃料用ニ
ードル6を押圧する。これにより、焼付け等によ
るステツクの発生で中途で停止している主燃料用
ニードル6を下降させ閉弁状態にすることができ
る。
〔発明の効果〕
上述のとおり、本発明によれば、主燃料用ニー
ドルおよび副燃料用ニードルは、並列にニードル
ホルダに配設されているので、主燃料用ニードル
および副燃料用ニードルの各摺動面の加工精度を
あまり高くする必要がなくコストを低減させるこ
とができる。また閉弁時に主燃料用ニードルに加
わる各部の力は、シールオイル圧力が主燃料用ニ
ードルに作用しても、常にバランスするようにな
つているので、主燃料用ニードルの閉弁状態は確
実に保持される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃料噴射弁の閉弁時にお
ける状態を示す縦断面図、第2図は緊急時の燃料
噴射弁の動作説明図である。 1……燃料噴射弁、3……外筒、4……アトマ
イザ、5……ニードルホルダ、6……主燃料用ニ
ードル、6d……大径部、6e……小径部、8…
…副燃料用ニードル、10……シリンダ、13…
…主燃料用圧縮ばね、35……副燃料用圧縮ば
ね。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 着火温度の高い主燃料と、該主燃料に着火す
    る副燃料とを使用する燃料噴射弁において、外筒
    の端部に、主燃料噴射通路および副燃料噴射通路
    をそれぞれ形成したアトマイザをその先端がシリ
    ンダ内に臨むように止着するするとともに、前記
    外筒の内部に固定されたニードルホルダに、主燃
    料用圧縮ばねにより下方に付勢され上部に大径部
    を下部に小径部をそれぞれ形成し該小径部により
    前記主燃料噴射通路を開閉する主燃料用ニードル
    と、副燃料用圧縮ばねにより下方に付勢され前記
    副燃料噴射通路を開閉する副燃料用ニードルとを
    一定の間隔をおいて並列にかつ摺動自在に配設
    し、前記主燃料用圧縮ばねのばね力をFS、前記主
    燃料用ニードルの大径部の直径をd1、小径部の直
    径をd2、前記主燃料噴射通路の直径をd3、閉弁時
    に前記主燃料用ニードルの小径部下端に背圧を加
    える主燃料圧力をPG、閉弁時に前記主燃料噴射
    通路に供給されているシリンダ内圧力をPcyl、
    前記主燃料用ニードルの摺動面をシールするシー
    ルオイル圧力をPSとした場合、閉弁時に、前記主
    燃料用ニードルをコントロールオイルにより開弁
    するために必要なコントロールオイルの開弁圧力
    PCを、 PC=FS−π/4(d2 2−d3 2)PG
    π/4d3 2Pcyl/π/4(d1 2−d2 2),PC>PS に設定したことを特徴とする燃料噴射弁。
JP17813585A 1985-03-25 1985-08-13 燃料噴射弁 Granted JPS6238867A (ja)

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JPS6238867A JPS6238867A (ja) 1987-02-19
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JP2009138580A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Denso Corp 燃料噴射弁及びそれを備えた燃料噴射装置
DE102017123315A1 (de) * 2017-10-09 2019-04-11 Man Diesel & Turbo Se Dual-Fuel-Injektor, Dual-Fuel-Kraftstoffsystem, Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben

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