JPH0738664U - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ディーゼルエンジンの着火遅れを防止し、エ
ンジンの始動性を改善するとともに、窒素酸化物の低減
を図る。 【構成】 燃料噴射ノズルのノズル本体３４の先端部に
設けられている噴口３５の内グロープラグにかかる燃料
噴霧を噴射する噴口３５の外周側先端部にテーパ状拡大
部６９を形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はディーゼルエンジンに係り、とくに燃料噴射ノズルの噴口から燃料を 噴霧状に噴射するとともに、燃料噴霧がかかる位置にグロープラグを設けて成る ディーゼルエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンはピストンを上死点側へ移動させることによって、吸気を 圧縮して高温の状態にしておき、ピストンがほぼ上死点に達するのに同期して燃 料を噴射するようにし、燃料の噴霧を吸気の熱によって自然着火させて燃焼を行 なうようにしている。従ってディーゼルエンジンは燃料噴射ポンプを備え、この 燃料噴射ポンプによって燃料を加圧し、噴射管を通して燃料噴射ノズルに供給し 、その噴口から燃料をシリンダ内に噴射するようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

低温始動時等においては、吸気を圧縮しても着火に必要な温度を得られない場 合がある。このような場合には失火の原因となり、エンジンの始動がうまく行か なくなる。そこで従来より、グロープラグを燃料噴霧がかかる位置に設け、必要 に応じてこのグロープラグによって着火のアシストを行なうようにしている。

【０００４】 ところが従来のグローアシスト式の着火方式においては、燃料噴射ノズルの噴 口の形状が総て同じであってストレート穴から構成されているために、とくに始 動時等であってエンジンの回転数が非常に低い領域においては、噴射圧が低く、 燃料の噴霧の微粒化が十分に行なわれず、グロープラグによって着火されるのに 好適な燃料の噴霧がグロープラグにかからないという問題があった。このことか ら、グローアシスト着火方式によっても、正確な着火が達成されない問題があっ た。

【０００５】 グロープラグを用いても正確な着火が行なわれない場合には、着火遅れの原因 になり、これによってディーゼルノックを誘発する。ディーゼルノックが起ると 、着火遅れ時間後に大量の燃料噴霧が一挙に燃焼するために、そのときにシリン ダ内が高圧になるとともに、高温になって窒素酸化物を生成することになる。

【０００６】 本考案はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、とくにグロープラ グを用いて着火をアシストする方式において、より正確な着火が行なわれるよう にしたディーゼルエンジンを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、燃料噴射ノズルの噴口から燃料を噴霧状に噴射するとともに、前記 燃料噴霧がかかる位置にグロープラグを設けて成るディーゼルエンジンにおいて 、 前記グロープラグにかかる燃料噴霧を噴射する噴口の外周側先端部にテーパ状 拡大部を形成したことを特徴とするディーゼルエンジンに関するものである。

【０００８】

【作用】

従ってグロープラグにかかる燃料噴霧は外周側先端部にテーパ状拡大部を有す る噴口を通して噴射されることになり、このようなテーパ状拡大部で燃料の油滴 がより微細化されるとともに、噴口の長さ方向と直交する方向に大きく拡がるよ うになり、グロープラグによる正確な着火が可能になる。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係るディーゼルエンジンの要部を示すものであって 、シリンダブロック１０には貫通孔から成るシリンダ１１が設けられており、こ のシリンダ１１内にピストン１２が摺動可能に配されている。そしてピストン１ ２はピストンピン１３によってコンロッド１４と連結されるようになっている。

【００１０】 シリンダ１１の上部開口はシリンダヘッド１５によって閉塞されるようになっ ており、しかもこのシリンダヘッド１５には吸気ポート１６と排気ポート１７と がそれぞれ形成されている。これらの吸気ポート１６および排気ポート１７はそ れぞれ吸気バルブ１８および排気バルブ１９によって開閉されるようになってい る。またシリンダヘッド１５には燃料噴射ノズル２０が取付けられており、ピス トン１２の頂面に形成されている燃焼室２１に向けて燃料を噴射するようにして いる。燃料噴射ノズル２０の側部にはグロープラグ２２が配されており、燃料噴 射ノズル２０と同様にシリンダヘッド１５に保持されている。

【００１１】 燃料噴射ノズル２０は図２に示すように、噴射管２４によって列型燃料噴射ポ ンプ２５の対応するポンプユニット２６に接続されている。燃料噴射ポンプ２５ はメカニカルガバナ２７を備え、このメカニカルガバナ２７によってコントロー ルラック２８を動かし、１回に噴射される燃料の供給量を調整するようにしてい る。また燃料噴射ポンプ２５はカムシャフト２９を備え、このカムシャフト２９ に取付けられているカム３０が各ポンプユニット２６を駆動するようになってい る。またカムシャフト２９にはタイマ３１が設けられており、このタイマ３１に よって噴射のタイミングを調整するようにしている。

【００１２】 燃料噴射ノズル２０は図２に示すように、その先端部がノズル本体３４から構 成されており、このノズル本体３４の先端部の各噴射位置にそれぞれ複数の噴口 ３５が形成されている。複数の噴口３５の内、上述のグロープラグ２２にかかる 噴霧を噴射する噴口３５には、図４および図５に示すようにその外周側先端部に テーパ状拡大部６９が形成されている。そしてノズル本体３４はリテーナ３６に よってノズルホルダ３７に取付けられている。ノズル本体３４内にはノズルニー ドル３８が摺動可能に保持されている。そしてこのノズルニードル３８の上端は 押圧ロッド３９を介してノズルホルダ３７内の圧縮コイルばね４０によって下方 へ押圧されるようになっている。これによってノズルニードル３８はノズル本体 ３４に形成されているバルブシート４１に圧着され、燃料の遮断を行なうように なっている。またノズルホルダ３７には噴射管２４と連通する燃料通路４２が形 成されている。この燃料通路４２はノズル本体３４の燃料通路４３と連通される ようになっている。燃料通路４３の終端には燃料だめ５１が形成されている。

【００１３】 押圧ロッド３９を押圧しているばね４０はその上端がばね受け４４によって受 けられている。そしてこのばね受け４４の上端側には調整ねじ４５が取付けられ るようになっている。そしてこの調整ねじ４５はノズルホルダ３７の内周面に形 成されている雌ねじ４６と螺合している。またノズルホルダ３７の側面側には一 対の突部４８が形成されており、これらの突部４８には雄ねじ４９が形成され、 これらの雄ねじ４９と螺合する接続用ナット５０によって噴射管２４がノズルホ ルダ３７に接続されるようになっている。

【００１４】 つぎに燃料噴射ポンプ２５の各ポンプユニット２６の構成を説明すると、図３ に示すように、プランジャ５４の下端部にはタペット５５が取付けられている。 そしてタペット５５は圧縮コイルばね５６によって下方に押圧されており、これ によってカム３０の外周面に押付けられている。そしてプランジャ５４が摺動可 能に嵌合しているバレル５７にはスピルポート５８が形成されるとともに、この スピルポート５８とほぼ対向するように、プランジャ５４の外周面には傾斜溝５ ９が形成されている。

【００１５】 バレル５７の外周側にはピニオン６０が回転可能に支持されている。そしてこ のピニオン６０にはコントロールスリーブ６１が固着されるとともに、このコン トロールスリーブ６１に形成されている切欠き６２は係合板６３を受入れている 。この係合板６３はプランジャ５４に固着されている。

【００１６】 各ポンプユニット２６の出口側にはデリベリバルブ６４が設けられており、ケ ーシング６５の下部に設けられているバルブシート６６上に配されている。そし てコイルばね６７によってデリベリバルブ６４はバルブシート６６側に押圧され ている。

【００１７】 つぎに以上のような構成に成るディーゼルエンジンの動作の概要を説明する。

【００１８】 エンジンの出力の一部によってタイマ３１を介して列型燃料噴射ポンプ２５の カムシャフト２９が駆動されると、カム３０がタペット５５のローラを押上げる ことになり、これによってプランジャ５４がバレル５７内を上方へ移動する。す るとプランジャ５４の周面がスピルポート５８を閉じ、燃料の圧送を開始する。 プランジャ５４がさらに上方へ移動すると、やがて傾斜溝５９がスピルポート５ ８に整合し、これによってプランジャ５４の上側の空間の圧力が傾斜溝５９を通 してスピルポート５８側に逃げるようになり、燃料の圧送が終了する。

【００１９】 燃料噴射ポンプ２５のメカニカルガバナ２７がコントロールラック２８を移動 させると、ピニオン６０が回転され、これによってコントロールスリーブ６１が 回転されるようになる。このコントロールスリーブ６１の回転は切欠き６２およ び係合板６３を介してプランジャ５４に伝達され、バレル５７内においてプラン ジャ５４が回転されることになる。従ってスピルポート５８と整合する傾斜溝５ ９の位置によって決まる有効ストロークが変化するようになり、燃料の調量が行 なわれ、１回に噴射される燃料の供給量が制御されるようになる。また燃料噴射 ポンプ２５のカムシャフト２９に設けられているタイマ３１によって、カムシャ フト２９の位相角が制御され、燃料の噴射のタイミングが調整されるようになっ ている。

【００２０】 バレル５７内においてプランジャ５４が燃料を圧送すると、デリベリバルブ６ ４が開かれ、噴射管２４を通して燃料噴射ノズル２０に燃料が圧送されるように なる。図２に示す燃料噴射ノズル２０の燃料通路４２および４３を通して燃料だ め５１に燃料圧が加えられると、ノズルニードル３８はロッド３９を介してばね ４０を圧縮しながら上方へ移動するようになり、これによってノズルニードル３ ８の先端側の部分がバルブシート４１から離れ、噴口３５を通して燃料が噴射さ れるようになる。燃料の圧送を終了すると、ばね４０の弾性復元力によってロッ ド３９を介してノズルニードル３８が下方へ押圧され、その先端部がバルブシー ト４１に圧着されて燃料の噴射を停止する。

【００２１】 燃料の噴霧は燃料噴射ノズル２０の噴口３５から、図１に示すピストン１２の 頂面に形成されている燃焼室２１に向けて噴射されるようになる。そしてこの燃 料の噴霧は、圧縮された吸気の熱によって自然着火され、シリンダ１１内で燃焼 が起り、ピストン１２が下方へ押され、エンジンの出力が取出されるようになる 。そしてこの後に排気弁１９が開かれ、排気ポート１７を通して排気ガスが排出 されるようになる。

【００２２】 このようにして出力を発生するディーゼルエンジンにおいて、ピストン１２の 燃焼室２１に向けて燃料の噴霧を噴射する燃料噴射ノズル２０のノズル本体３４ の先端部に形成されている噴口３５の内、とくにグロープラグ２２にかかる燃料 噴霧を噴射する噴口３５の外周側先端部には、図４および図５に示すように、テ ーパ状拡大部６９が形成されている。なおこの実施例は６噴口のノズルを示して おり、グロープラグ２２と対向しない位置の噴口３５は通常のストレート穴から 構成されている。

【００２３】 このように噴霧がグロープラグ２２にかかる位置の噴口３５については、その 外周側先端部にテーパ状拡大部６９を形成している。このようなテーパ状拡大部 ６９によってこの噴口３５から噴射される燃料の微粒化を促進することが可能に なる。さらにこのようなテーパ状拡大部６９を設けることによって、噴口３５か らの噴霧７０が図６に示すように、噴口３５の直径方向に大きく拡がるようにな る。

【００２４】 このように先端側にテーパ状拡大部６９を有する噴口３５によって燃料の噴霧 ７０が微粒化されるともに、この噴霧７０が噴射方向と直角方向に拡大してグロ ープラグ２２にかかるようになる。よってグロープラグ２２を用いた場合の着火 性が大きく改善されることになる。従ってグロープラグ２２による着火のアシス トを行なう場合における着火遅れが確実に防止される。

【００２５】 このことはディーゼルノックの発生を防止することを意味する。すなわち着火 遅れが防止されることから、急激に一挙に大量の燃料噴霧が燃焼することが防止 され、これによってシリンダ内における急激な圧力の上昇と温度の上昇とが防止 される。そして急激な温度上昇がなくなるために、窒素酸化物の低減に大きく寄 与するようになる。また始動時にグロープラグ２２によって着火のアシストを行 なう場合におけるエンジンの始動性を大幅に改善することが可能になるとともに 、このときの排気ガス中の白煙の量の低減に寄与するようになる。

【００２６】

【考案の効果】

以上のように本考案は、グロープラグにかかる燃料噴霧を噴射する噴口の外周 側先端部にテーパ状拡大部を形成するようにしたものである。従って噴口の先端 部のテーパ状拡大部によって燃料の噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料の 噴霧は噴口の軸線方向と直交する方向に大きく拡がるようになり、これによって グロープラグを用いた場合における着火性が改善されるようになる。このような 着火性の改善によって着火遅れを短縮し、ディーゼルノックを防止して窒素酸化 物の低減を図るとともに、エンジンの始動性を大幅に向上させることが可能にな る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るディーゼルエンジンの
要部の縦断面図である。

【図２】同エンジンの燃料噴射ノズルの縦断面図であ
る。

【図３】燃料噴射ポンプの要部斜視図である。

【図４】ノズル本体の先端部の拡大断面図である。

【図５】噴口の部分の拡大横断面図である。

【図６】燃料噴射ノズルからの燃料噴霧の噴射状況を示
す平面図である。

【符号の説明】

１０ シリンダブロック １１ シリンダ １２ ピストン １３ ピストンピン １４ コンロッド １５ シリンダヘッド １６ 吸気ポート １７ 排気ポート １８ 吸気バルブ １９ 排気バルブ ２０ 燃料噴射ノズル ２１ 燃焼室 ２２ グロープラグ ２４ 噴射管 ２５ 燃料噴射ポンプ ２６ ポンプユニット ２７ メカニカルガバナ ２８ コントロールラック ２９ カムシャフト ３０ カム ３１ タイマ ３４ ノズル本体 ３５ 噴口 ３６ リテーナ ３７ ノズルホルダ ３８ ノズルニードル ３９ 押圧ロッド ４０ ばね ４１ バルブシート ４２、４３ 燃料通路 ４４ ばね受け ４５ 調整ねじ ４６ 雌ねじ ４７ キャップ ４８ 突部 ４９ 雄ねじ ５０ 接続用ナット ５１ 燃料だめ ５２ 一方向弁 ５４ プランジャ ５５ タペット ５６ コイルばね ５７ バレル ５８ スピルポート ５９ 傾斜溝 ６０ ピニオン ６１ コントロールスリーブ ６２ 切欠き ６３ 係合板 ６４ デリベリバルブ ６５ ケーシング ６６ バルブシート ６７ コイルばね ６９ テーパ状拡大部 ７０ 燃料噴霧

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射ノズルの噴口から燃料を噴霧状に
   噴射するとともに、前記燃料噴霧がかかる位置にグロー
   プラグを設けて成るディーゼルエンジンにおいて、 前記グロープラグにかかる燃料噴霧を噴射する噴口の外
   周側先端部にテーパ状拡大部を形成したことを特徴とす
   るディーゼルエンジン。