JPH07229458A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関の高速回転時にパイロット噴射量が所定
の噴射量より増大するのを防止する。 【構成】 燃料通路（図示せず）に連通した貫通孔１７
と密閉空間との間に、それらを連通させる連通孔２４を
形成する。この連通孔２４を介して密閉空間２０に流入
する燃料の流入量と、ドッジプランジャ１９の平取り面
１９ａとシリンダ孔１６ｂの内周面との間に形成される
隙間を介して密閉空間２０から低圧側へ流出する燃料の
流出量とを、機関の低速回転時には前者が後者より少な
く、高速回転時には前者が後者より多くなるように設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドッジプランジャを
設置することにより、燃料をパイロット噴射と主噴射と
の２段階に分けて噴射させるようにした燃料噴射ノズル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の燃料噴射ノズルとして
は、例えば実開平１ー７１１７１号公報に記載のものが
ある。この燃料噴射ノズルは、弁座に対してリフトおよ
び着座することによって噴射孔を開閉する針弁と、弁座
孔に対してリフトおよび着座するドッジプランジャと、
針弁とドッジプランジャとの間に配設されたノズルばね
とを備えており、ドッジプランジャのリフトによって燃
料噴射をパイロット噴射と主噴射との２段階に分けるよ
うになっている。

【０００３】すなわち、燃料噴射ポンプから圧送される
高圧の燃料が初期開弁圧に達すると、まず針弁がリフト
し、パイロット噴射が行われる。その後、燃料の圧力が
さらに上昇してドッジプランジャがリフトすると、ノズ
ルばねによる針弁に対する押圧力が増大するため、針弁
が弁座に着座する。これによってパイロット噴射が終了
する。その後、燃料の圧力がさらに上昇すると、針弁が
ノズルばねの付勢力に抗して再度リフトし、主噴射が行
われる。燃料の圧送が中断すると、針弁およびドッジプ
ランジャがそれぞれ着座し、主噴射が終了する。

【０００４】ところで、ドッジプランジャが弁座孔に着
座すると、ドッジプランジャを摺動自在に収容するノズ
ル本体の内部には密閉空間が形成され、この密閉空間に
はドッジプランジャの着座時における圧力を有する高圧
の燃料が封じ込められる。この燃料は、ドッジプランジ
ャをリフトする方向へ押圧する。このため、密閉空間に
封じ込められた燃料をそのままに放置すると、燃料の圧
力が所定の圧力に達する以前にドッジプランジャがリフ
トしてしまい、パイロット噴射が実際には行われなくな
ってしまうという不具合が発生する。

【０００５】そこで、上記公報の燃料噴射ノズルにおい
ては、密閉空間と燃料の低圧側との間に、ドッジプラン
ジャの着座時にはそれらを連通させ、ドッジプランジャ
のリフト時には閉じられるリーク通路を形成している。
このようなリーク通路を形成すると、密閉空間に封じ込
められた高圧燃料がリーク通路を介して低圧側へ流出す
るので、燃料の圧力がドッジプランジャの開弁圧に達す
る以前にドッジプランジャがリフトするのを防止するこ
とができる。したがって、パイロット噴射を確実に行わ
せることができる。なお、ドッジプランジャがリフトし
てから燃料の圧送が中断するまでの間は、リーク通路が
閉じられるので、ドッジプランジャはリフト状態を維持
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の燃料噴射ノズルにおいては、さらに次のような問題
が未解決のまま残っていた。すなわち、針弁およびドッ
ジプランジャのリフト時における燃料の圧力が機関の回
転数に拘わらず一定であるのに対し、ドッジプランジャ
とノズル室との間に距離が存在し、しかも燃料の圧力伝
播時間がほぼ一定であるのに対し、機関の高速回転時に
はカム角度１°回転するのに要する時間が短くなるた
め、針弁のリフト時期とドッジプランジャのリフト時期
との位相差がより大きくなる。この結果、機関の高速回
転時にはパイロット噴射量が所望の量を越えてしまうと
いう問題があった。勿論、高速回転時におけるパイロッ
ト噴射量が所望の量になるようにすることも可能である
が、そのようにすると、逆に低速回転時におけるパイロ
ット噴射量が少なくなってしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題を
解決するためになされたもので、ノズル本体の内部に、
噴射孔を開閉する針弁と、この針弁にノズルばねを介し
て連結されたドッジプランジャとがそれぞれ摺動自在に
設けられ、ドッジプランジャが弁座孔に着座することに
よってノズル本体の内部に密閉空間が形成され、この密
閉空間と燃料の低圧側との間に、ドッジプランジャの着
座時には密閉空間を低圧側に連通させ、ドッジプランジ
ャのリフト時には閉じられるリーク通路が形成された燃
料噴射ノズルにおいて、上記密閉空間と燃料の高圧側と
の間にそれらを連通させる連通路を形成し、この連通路
を介して密閉空間に流入する燃料の流入量と、密閉空間
からリーク通路を介して低圧側へ流出する燃料の流出量
とを、機関の低圧回転時には前者が後者より少なく、機
関の高速回転時には前者が後者より多くなるように設定
したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】燃料噴射ノズルに圧送された高圧の燃料は、連
通路を介して密閉空間に流入する。また、密閉空間内の
燃料はリーク通路を介して低圧側に流出する。ここで、
機関の低速回転時には、流入量が流出量より少なくなる
ように設定されているので、密閉空間内の圧力が上昇す
ることはない。一方、機関の高速回転時には、流入量が
流出量より多くなる。この結果、密閉空間の圧力が上昇
する。この圧力は、ドッジプランジャをリフトするよう
に押圧する。この押圧力により、ドッジプランジャのリ
フト時期が早まり、その分だけパイロット噴射量が減少
する。この減少分によって高速回転時におけるパイロッ
ト噴射量の増大分が相殺される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図１およ
び図２を参照して説明する。なお、図１はこの発明に係
る燃料噴射ノズル１の要部の縦断面図であり、図２は燃
料噴射ノズル１全体の縦断面図である。

【００１０】燃料噴射ノズル１は、ノズル本体２を備え
ている。このノズル本体２の内部には、上端側から下端
側に向かって順次、シリンダ収納孔２ａ、小径孔２ｂお
よびばね収納孔２ｃが形成されている。ノズル本体２の
上端部にはプラグ３がナット４によって固定され、ノズ
ル本体２の下端部にはホルダ５がナット６によりスペー
サ７を介して固定されている。

【００１１】ホルダ５の内部には、針弁８が摺動自在に
設けられている。この針弁８は、弁座９からリフトする
ことによって噴射孔１０を開く一方、弁座９に着座する
ことによって噴射孔１０を閉じるものであり、燃料噴射
ポンプ（図示せず）からプラグ３、ノズル本体２および
ホルダ５にわたって形成された燃料通路１１を介して燃
料溜まり１２に燃料が圧送され、この燃料の圧力が所定
の初期開弁圧に達すると、ばね収納孔２ｃに収納された
ノズルばね１３の付勢力に抗してリフトするようになっ
ている。

【００１２】上記シリンダ収納孔２ａには、貫通孔１４
ａを有する弁座板１４、貫通孔１５ａを有するシム１５
およびシリンダ部材１６が順次挿入され、ボルト１７に
よって固定されている。

【００１３】シリンダ部材１６は筒状をなすものであ
り、その内部には、下方に向かって拡径するテーパ孔状
の弁座孔１６ａが形成されるとともに、弁座孔１６ａか
ら下端面まで延びるシリンダ孔１６ｂが形成されてい
る。弁座孔１６ａは、ボルト１７に形成された貫通孔１
７ａおよびボルト１７とプラグ３との間に形成された隙
間１８を介して燃料通路１１に連通せしめられている。

【００１４】上記シリンダ孔１６ｂには、ドッジプラン
ジャ１９が摺動自在に設けられている。このドッジプラ
ンジャ１９は、ノズルばね１３によって上方へ付勢さ
れ、これによって弁座孔１６ａに着座するようになって
いる。

【００１５】ここで、針弁８の着座時およびリフト時に
おける受圧面積をそれぞれＳ_N1，Ｓ_N2とし、ドッジプラ
ンジャ１９の着座時およびリフト時における受圧面積を
Ｓ_D1，Ｓ_D2とすると、Ｓ_N1＜Ｓ_D1＜Ｓ_N2＜Ｓ_D2になって
いる。

【００１６】したがって、圧送される燃料の圧力が所定
の初期開弁圧に達すると、まず針弁８がノズルばね１３
の付勢力に抗してリフトし、パイロット噴射が行われ
る。燃料の圧力がさらに上昇して所定の圧力に達する
と、ドッジプランジャ１９がノズルばね１３の付勢力に
抗してリフトする。すると、針弁８が着座し、パイロッ
ト噴射が終了する。燃料の圧力がさらに上昇して所定の
主開弁圧に達すると、針弁８が再度リフトし、主噴射が
行われる。その後、燃料の圧送が中断すると、針弁８お
よびドッジプランジャ１９がそれぞれ着座し、燃料噴射
が終了する。

【００１７】上記ドッジプランジャ１９が弁座孔１６ａ
に着座した状態においては、図１から明らかなように、
弁座孔１６ａおよびシリンダ孔１６ｂの各内周面と、ド
ッジプランジャ１９の外周面とによって密閉空間２０が
形成される。この密閉空間２０は、リーク通路２１によ
って図示しない燃料タンク（低圧側）に接続されてい
る。

【００１８】すなわち、ドッジプランジャ１９の外周面
には、平取り面１９ａが形成されており、この平取り面
１９ａとシリンダ孔１６ｂの内周面との間に隙間が形成
されている。そして、この隙間、シム１５の貫通孔１５
ａ、弁座板１４の貫通孔１４ａ、ノズル本体２の小孔２
ｂおよびばね収納孔２ｃ、ノズル本体２およびプラグ３
にわたって形成された孔２２、プラグ３に設けられた継
手２３、並びに図示しない管路によってリーク通路２１
が形成されている。

【００１９】このリーク通路２１は、ドッジプランジャ
１９の着座時には、密閉空間２０を燃料タンクに接続す
る。その一方、ドッジプランジャ１９がリフトしてその
下端面が弁座板１４に突き当たり、シム１５の貫通孔１
５ａと弁座板１４の貫通孔１４ａとの間が遮断される
と、リーク通路２１が閉じられる。

【００２０】上記シリンダ部材１６には、連通孔（連通
路）２４が形成されている。この連通孔２４は、一端が
密閉空間２０に連通し、他端がボルト１７の貫通孔１７
ａに連通している。したがって、密閉空間２０は、連通
孔２４、貫通孔１７ａおよび隙間１８を介して燃料通路
１１（燃料の高圧側）に連通せしめられることになり、
燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズル１に燃料が圧送され
ると、密閉空間２０に高圧の燃料が流入する。この場
合、連通孔２４の流路面積は、流入量が密閉空間からリ
ーク通路２１を介して流出する流出量と次のような関係
を有するように設定されている。

【００２１】すなわち、送油率の低い低速回転時には、
連通孔２４から密閉空間２０に流入する燃料の流入量
が、密閉空間２０からリーク通路２１を通って燃料タン
クに流出可能な流出量より少なくなるように設定されて
いる。なお、リーク通路２１のうちのシム１５の貫通孔
１５ａから下流側は、燃料に対する流通抵抗をほとんど
有しておらず、密閉空間２０から燃料タンク側への流出
量は、平取り面１９ａとシリンダ部材１６の内周面との
間の隙間によって規制されている。したがって、実際に
は、流入量が隙間を通って流出可能な流出量より少なく
なるように、連通孔２４の流路面積が設定されている。

【００２２】その一方、送油率が高く、連通孔２４を通
って密閉空間２０に流入する単位時間当たりの流入量が
多くなる高速回転時には、連通孔２４を通って密閉空間
２０に流入する燃料の流入量が、密閉空間２０から平取
り面１９ａとシリンダ部材１６の内周面との間の隙間を
通って流出する流出量より多くなるように、連通孔２４
の流路面積が設定されている。

【００２３】上記構成の燃料噴射ノズル１においては、
燃料噴射ポンプから圧送された燃料の圧力が所定の初期
開弁圧に達すると、まず針弁８がリフトする。その後、
燃料の圧力がさらに上昇して所定の圧力に達すると、ド
ッジプランジャ１９がリフトする。これによって、針弁
８が着座する。この間にパイロット噴射が行われる。

【００２４】ここで、高圧燃料が圧送されると、密閉空
間２０に連通孔２４を介して高圧燃料が流入するが、送
油率が低い機関の低速回転時には、密閉空間２４への流
入量が、平取り面１９ａとシリンダ部材１６の内周面と
の間の隙間を通って密閉空間２０から流出する流出量よ
り少ないから、密閉空間２０内の圧力が上昇することが
ない。したがって、ドッジプランジャ１９のリフト時期
は、連通孔２４が形成されていない従来の燃料噴射ノズ
ルと同様である。よって、低速回転時には、パイロット
噴射量が従来の燃料噴射ポンプのパイロット噴射量とほ
ぼ同一になる。

【００２５】一方、送油率が高い高速回転時には、密閉
空間２０への流入量が、密閉空間２０から上記隙間を通
って流出する流出量より多い。このため、密閉空間２０
内の圧力が上昇する。この圧力によってドッジプランジ
ャ１９が、リフトする方向（図において下方）へ押圧さ
れる。この押圧力の分だけドッジプランジャ１９のリフ
ト時期が、従来の燃料噴射ノズルにおけるドッジプラン
ジャのリフト時期より早くなる。この結果、針弁８がリ
フトしてから着座するまでの時間が短くなる。したがっ
て、パイロット噴射量が減少し、この減少分によって高
速回転時におけるパイロット噴射量の増大分が相殺され
る。よって、パイロット噴射量を、低速回転時と高速回
転時とでほぼ一定にすることができる。

【００２６】なお、パイロット噴射後は従来の燃料噴射
ノズルと同様に、針弁８が再度リフトして主噴射が行わ
れ、その後燃料の圧送が中断すると針弁８およびドッジ
プランジャ１９が着座する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の燃料噴
射ノズルによれば、密閉空間を燃料の高圧側に連通させ
る連通路を形成し、しかもこの連通路を介して密閉空間
に流入する燃料の流入量と、密閉空間からリーク通路を
介して低圧側へ流出する燃料の流出量とを、機関の低圧
回転時には前者が後者より少なく、機関の高速回転時に
は前者が後者より多くなるように設定しているので、機
関の高速回転時にはドッジプランジャのリフト時期を早
めることができ、これによって高速回転時にパイロット
噴射量が増大するのを防止することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１に示す実施例の要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ノズル ２ ノズル本体 ８ 針弁 １０ 噴射孔 １６ａ 弁座孔 １９ ドッジプランジャ ２０ 密閉空間 ２１ リーク通路 ２４ 連通孔（連通路）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル本体の内部に、噴射孔を開閉する
   針弁と、この針弁にノズルばねを介して連結されたドッ
   ジプランジャとがそれぞれ摺動自在に設けられ、ドッジ
   プランジャが弁座孔に着座することによってノズル本体
   の内部に密閉空間が形成され、この密閉空間と燃料の低
   圧側との間に、ドッジプランジャの着座時には密閉空間
   を低圧側に連通させ、ドッジプランジャのリフト時には
   閉じられるリーク通路が形成された燃料噴射ノズルにお
   いて、上記密閉空間と燃料の高圧側との間にそれらを連
   通させる連通路を形成し、この連通路を介して密閉空間
   に流入する燃料の流入量と、密閉空間からリーク通路を
   介して低圧側へ流出する燃料の流出量とを、機関の低圧
   回転時には前者が後者より少なく、機関の高速回転時に
   は前者が後者より多くなるように設定したことを特徴と
   する燃料噴射ノズル。