JPH08530Y2 - ニードルリフトノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はニードルリフトノズル、さらに詳細には自動
車の暖機時における燃料噴射量をプレッシャーピンのリ
フト量を変動させることなく、制御可能なニードルリフ
トノズルに関する。

〔考案の技術的背景〕

自動車においては、特に外気温度が低いときに発進に
先立って前記自動車のエンジンの冷却水を暖めること
（暖機）を行うのが通例である。この暖機時において
は、通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を高く
設定し、前記冷却水の温度上昇を促進するようになって
いる。このときニードルリフトノズルのリフト量は、前
記エンジン回転数に比例して大きくなり、燃料の噴射量
もこれに伴って多くなるのが一般的である。

しかしながら、エンジンがまだ暖められないときに燃
料の噴射量を多くすると、白煙を生じるという欠点があ
る。

〔考案の目的〕

本考案は上述の点に鑑みなされたものであり、暖機時
にニードルバルブのリフト量を制御することにより、前
記エンジン冷却水の温度に対応した燃料をエンジンに噴
射可能にし、白煙の発生を抑制可能にしたニードルリフ
トノズルを提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

上記目的を達成するために、本考案によるニードルリ
フトノズルは、ホルダボディ内の長手方向に摺動するプ
レッシャーピンと同軸的に当接可能で、このプレッシャ
ーピンの摺動によってノズルの開閉を制御するニードル
バルブを有するニードルリフトノズルにおいて、前記ニ
ードルバルブと前記プレッシャーピンに遊嵌するように
圧電素子を介装するとともに、エンジンの暖機時に、前
記圧電素子の体積を増加させ、燃料噴射量を抑制する手
段を有することを特徴としている。

〔実施例〕

第１図は本考案によるニードルリフトノズルの一実施
例の断面図であるが、この図より明らかなように、本考
案によるニードルリフトノズルは、ノズルボディ１内に
長手方向に摺動可能なプレッシャーピン２を有してい
る。そして、このプレッシャーピン２と同軸的にニード
ルバルブ３が摺動可能に設けられているとともに、前記
ニードルバルブ３の一端は、前記プレッシャーピン２と
当接できるようになっている。ニードルバルブ３は図示
しないスプリングによって噴射口方向に付勢されてお
り、通常は前記プレッシャーピン２と当接状態になって
いる。

また、このニードルバルブ３の他端は、たとえば円錐
状に形成されており、ノズル先端の弁座に当接するよう
になっている。したがって、前記プレッシャーピン２が
ニードルバルブ３方向に摺動すると、前記ニードルバル
ブ３は弁座方向に移動し、このためノズル開口は閉状態
となる。一方、プレッシャーピン２がニードルバルブ３
と反対方向（図においては上方）に移動すると、ニード
ルバルブ３は燃料の圧力によって弁座から、離間する方
向に移動し、ノズル開口は開状態になる。したがって、
前記プレッシャーピン２によってニードルバルブ３のリ
フト量を制御することによって、ノズル開口量が制御さ
れ、これによって燃焼室に噴射される燃料の量が制御で
きるようになっている。

このようなニードルリフトノズルにおいて、本考案に
おいては、第１図に示すようにプレッシャーピン２とニ
ードルバルブ３との当接部に圧電素子４を介装してい
る。すなわち、前記ニードルバルブ３は直径の大きなソ
ケット部31に同軸的に、前記ソケット部31よりも小さな
直径を有する当接軸32を有しており、この当接軸32によ
って前記プレッシャーピン２と当接するようになってい
る。前記圧電素子４はこの当接軸32およびプレッシャー
ピン２の当接部において、前記当接軸32とプレッシャー
ピン２と遊かんするように介装されている。

前記圧電素子４は、周知のように電圧を通すことによ
って形状の変化する素子である。このためこの圧電素子
４の体積変化を生じしめるためのリード線５が前記圧電
素子４に接続されている。

この圧電素子４は、たとえば第２図に示すようにシリ
コンなどの半導体を積層して形成することができ、この
圧電層41、42、43・・・4n（第２図参照）のいずれもに
リード線５・・・・を接続することによって、前記圧電
素子４の体積変化量を制御可能になる。

このような構成になっているため、エンジンを暖機す
る場合、エンジン回転数を上昇させる。このとき、回転
数に対応して前記プレッシャーピン２は上方に移動す
る。通常においては、前記プレッシャーピン２の移動量
に対応してニードルバルブ３もリフトすることになる
が、上述の暖機時には、前記リード線５より圧電素子４
に対し電圧を印加すると、前記圧電素子４は変形して体
積が増加する（第３図参照）。このように前記圧電素子
４の体積が増加する（体積増加分を第３図において斜線
で示す）と、距離Δｌだけホルダボディ１の長手方向に
長さが増加する。このため、前記ニードルバルブ３のソ
ケット部31に前記圧電素子４が当接することになり、前
記ニードルバルブ３の上昇は妨げられる。このためニー
ドルバルブ３のリフト量が抑制されることになり、燃焼
室への燃料噴射量を低減でき、白煙の発生を防止可能に
なる。さらに本発明においては、前記圧電素子４をニー
ドルバルブと前記プレッシャーピンの間に介装している
ため、１段噴射においても、２段噴射においても使用可
能であるという利点を有する。

このようなニードルリフトノズルによって燃料噴射量
を制御するためには、たとえば、第４図に示すような回
路を形成するのがよい。

すなわち、圧電素子４に電圧を印加するための高圧発
生器６、前記高圧発生器６で発生した電圧を配分する分
配器７、および前記高圧発生器６および分配器７を制御
するためのコンピュータ８を備えた回路である。

まずコンピュータ８はエンジン回転数、エンジン負
荷、外気温度、冷却水温度などの情報を入力されるよう
になっており、この情報に基づき前記圧電素子４の体積
増加せしめるか、否か判断を行う。圧電素子４に電圧を
印加する必要のあるときには、前記高圧発生器６に信号
を送り、電圧を発生させる。前記高圧発生器６で発生し
た電圧は、分配器７によって圧電素子４に分配される。
このとき、前記分配器７はコンピュータ８に接続してお
り、コンピュータ８は前記エンジン回転数などの情報に
基づき、圧電素子４の圧電層41、42、43・・・4n（第２
図参照）の内、どれだけの圧電層に電圧を印加するか
（すなわち圧電素子の体積増加をどのくらいにするか）
を判断し、前記分配器７によって、電圧を印加すべき圧
電層41、42・・・・に電圧を印加する。したがって、た
とえば分配器７によって印加される圧電層41、42、43・
・の数がｍ個であり、前記圧電層のホルダボディ１長手
方向の距離の増加分をΔl₁とすると、ｍΔl₁だけ圧電素
子４は前記ニードルバルブ３のリフト量を抑制すること
になる。このため、たとえば電圧を印加する圧電層の数
ｍを分配器７およびコンピュータ８によって制御すれ
ば、前記ニードルバルブ３のリフト量（燃料噴射量）が
制御されることになり、暖機時における燃料噴射量を最
適条件に制御可能になる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によるニードルリフトノ
ズルによれば、圧電素子を使用して暖機時におけるニー
ドルバルブのリフト量を制御可能になるため、白煙の発
生を抑制できるという利点を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるニードルリフトノズルの一実施例
の一部断面図、第２図は前記実施例に使用した圧電素子
の断面図、第３図は本考案の作用を説明するための概略
図、第４図は本考案のニードルリフトノズルを使用して
燃料噴射量を制御する回路のブロック図である。 １……ホルダボディ、２……プレッシャーピン、３……
ニードルバルブ、４……圧電素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ホルダボディ内の長手方向に摺動するプレ
   ッシャーピンと同軸的に当接可能で、このプレッシャー
   ピンの摺動によってノズルの開閉を制御するニードルバ
   ルブを有するニードルリフトノズルにおいて、前記ニー
   ドルバルブと前記プレッシャーピンに遊嵌するように圧
   電素子を介装するとともに、エンジンの暖機時に、前記
   圧電素子の体積を増加させ、燃料噴射量を抑制する手段
   を有することを特徴とするニードルリフトノズル。