JPS58206869A - 異種液体噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、燃料等の異種液体を混合せずに燃焼室内へ
噴射させるための内燃機関用の噴射弁に関する。

従来、２種の燃料等の液体を混合せずに噴射させるため
には、１気筒当り２本の噴射弁を設けたり、１本の噴射
弁にニードル弁を２本並置させたり、これらニードル弁
を同軸状に二重構造ドして形成している。しかし乍ら、
これら従来構造では、例えば噴射弁の取付はスペースを
大きく取る必要があったり、構造が複雑であったり、大
型化する欠点があるっ この発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、構造
が簡単で、且つ小型化が計れ、しかも２種液体が混合き
れずに層状態で燃焼室へ噴射し得るような噴射弁を提供
することにある。

この発明の噴射ｆＰハ、ニードル弁の先端部付近の噴射
弁本体の外周に、噴射弁本体の中心軸方向に対して上方
に第１液体通路を開口させ、第１の空所を形成すると共
に、下方のシート部付近に第２液体通路を開口させ、第
２の空所を形成し、これら空所を小間隙の連通部で連通
させたことを特徴とするものである。

以下図面を参照し乍らこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の噴射弁の一実施例の断面図である。

弁本体１の中心部にニードル弁２を既知の通り嵌入する
。このニードル弁２に対して同心円状に２本の液体通路
３および４を弁本体１の縦軸線に沿って形成する。この
液体通路３は第１の液体とされる主液体用のもので、他
方の液体通路４は第２の液体とされる補助液体用のもの
である。ここで主液体とは一回の噴射動作において、補
助液体より後に燃・暁室（図示せ先端部の周囲へ向けて
開口させるために、噴射弁本体１の底面付近の側壁から
横孔６および７を貫通する。この場合、主液体通路３用
の噴孔６の形成位置が補助液体通路４用の横孔７の位置
より軸線方向で高くなるように形成する。従って液体通
路３および４は図示のような長さの異ったＬ字状通路と
なる。既知の通り、これら横孔６診よび７に液洩れ防止
用の埋栓８および９をそれぞれ嵌着する。矢に、このニ
ードル弁２の先端部の構造について詳述する。元ず、こ
の先端部の形状は全体として複数個の段部を有する円錐
状である。この先端部を、この底面より図面下方向に向
って基部１０、円錐合法のシート部１１およびビン形状
の先端部１２の・−序で構成する。この先端部１２を噴
射口１３に嵌入する。シート部１１の縁部をニードル弁
２を収納した室のチー・９部１４にバネ（図示しない）
によって当接させることによって、この噴射弁に供給さ
れる液体が噴射時以外に噴射口１３より外部に漏洩しな
いように気密性を維持している。第１図（Ａ）から明ら
かなように、主液本通路３の開口部１５は基部１０に同
って開口しており、これらの間には第１の仝所１６が形
成される。また、補助液体通路４の開口部１７はシート
部１ノに向って開口しており、これらの間には第２の空
所１８が形成される。これら空所１６および１８はニー
ドル弁２の先端部の周縁に沿ってほぼ円環形状を有する
。これら空所１６および１８を狭い間隙の連通部１９に
よって連通ずる。この空所１８の体積は、補助液体の一
回の噴射量の約１／２〜１倍程度の値に選定することが
好ましい。これら空所１６および１８ならびに連通部１
９は液体溜めとして利用するものである。

これら空所と液体通路との関係を明瞭とするために、第
１図（４）のＡ　−Ａ’線に沿って切断した時の横断面
図を第１図（Ｂ）に示す。

次に、第１図の噴射弁の動作を理解し易すくするために
、これを第２図に示す噴射装置に応用した例によって説
明する。伺、第１図の構成要素と同一のものには同一符
号を付す。第２図の装置は、主液体（第１液体）として
アルコールを用い、補助液体（第２液体）として軽油を
用いる４気筒のディーゼル二ンノン用のものである。先
ず構成から説明すると、第２図において、アルコールを
貯蔵した主タンク２ｏおよび軽油を貯蔵した副タンク２
１を設け、これらタンクから送油ポンプ２２．２３によ
ってそれぞれの燃料を主燃料噴射ポンプ２４および補助
燃料供給装置２５にそれぞれ供給するようにする。

この噴射ポンプ２４は既知なもので、使用する内燃機関
の気筒数と同数の射出口を有するものである（本例では
４個）。従って、補助燃料供給装置２５も同様に気筒数
と同数設ける必要があるが、簡単のために１個のみ図示
した。主燃料を噴射弁１に送給するための連通路２６お
よび補助燃料をこの噴射弁１に送給するための連通路２
７を補助燃料供給装置２５内に設ける。

更に、主燃料用連通路２６の中間部分と補助燃料用連通
路２７の中間部分とを連通させ、この連通部にピストン
２８を滑動自在に設ける。更にこのピストン２８を常時
下方（図面において）に付勢するためのバネ２９を設け
、このノ々ネによって通常ピストン２８の下面部は連通
部の段部３ｏに押圧されているので、ピストン２８は図
示の位置で静止している。他方、補助燃料用連通路２７
は、その入口および出口の近傍に、逆止弁３１および３
２を設けるための空所が形成されている。この−万の逆
止弁３１は軽油を補助燃料連通路２７内に導入する機能
を有するように、左方向（図面において）Ｋ常時所定の
スプリング圧が印加されており、他方の逆止弁３２は連
通路内に導入された軽油を出口から噴射弁１へ送給する
機能を有するように、左方向に常時所定のスプリング圧
が印加されている。

最後に、燃料噴射弁１を気筒数と同数設ける。

それぞれ図面の左側よりｔ、ｎ、ｍ、■と番号を付し、
これら番号は上述の噴射ボン７″２４の射出口の番号と
対応するものである。本例ではＴ−Ｉ［［−ＩＶ−ＩＩ
の噴射順序番採用する。この噴射弁１の構造は、前述の
通りであるから説明を省略する。補助燃料供給装置２５
からの主燃料を噴射弁１−Ｉの主燃料通路に、また補助
燃料を噴射弁１−■の補助燃料通路に供給し得るように
接続するっ以下同様に、主燃料を噴射行程にある噴射弁
の主燃料通路に、補助燃料を次の噴射行程にある噴射弁
の補助燃料通路に供給し得るように接続する。

以下、第２図噴射装置全体の動作を説明する。

同図において、主燃料のアルコールを主タンク２０から
ポンプ２２を経て噴射ポンプ２４に送給する。ここでア
ルコールに高圧を印加し、射出口■よシ高圧噴出させる
。このアルコールは、補助燃料供給装置２５の連通路２
６全通して噴射弁１−■の主燃料通路３に圧送される。

一方、補助燃料の軽油をポンプ２３を介して燃料供給装
置２５の連通路２７中に逆止弁３）を開弁じて導入する
。しかし、この状態の送給圧力の下では出口側の逆止弁
３２は開弁せず、従って軽油がこの連通路２２内に所定
量充満するようになる。この状態において先程の高圧の
アルコールが連通路２６中を通過すると、ピストン２８
は圧縮バネ２９の力【抗して上昇する。この上昇によっ
て軽油が充満している連通路２７に圧力が発生し、この
゛圧力によって、逆止弁３２は初めて開弁して軽油を出
口から接続・母イブを介して次の噴射行程にある噴射弁
１−ｆｆｌの補助燃料通路４へ送給する。ここで噴射弁
Ｊ−１１Ｊのニードル弁はその図示しないバネの力によ
って噴射口を閉鎖しているものとする。同、アルコール
燃料が圧送されることによって噴射弁のニードル弁が開
弁する時の開弁圧を設定するための構成は既知の為説明
を省略する。

次に、噴射弁１−■の動作を第１図（Ａ）を参照し乍ら
詳述する。先ず主燃料通路３、空所１６、連通部１９お
よび空所ＩＪ３ｄ、前の噴射行程において、すでにアル
コール燃料が充満しであるものとする。この噴射弁ｚ−
１の噴射行程の一行程前においては、噴射弁２−ＩＩが
噴射行程でろる。従って噴射弁Ｊ−１１が噴射行程の時
に、前述と同様の作用によって補助燃料供給装置２５か
ら軽油が次の噴射行程にある噴射弁ノー１の補助燃料通
路４甲に供給される。この軽油は通路４を通り、その開
口部１７より第２の空所１８に流入し始める。前述した
ように、軽油通路４の開口部１７はニードル弁のシート
部１１に対してアルコール通路３の開口部１５より低い
位置に形成されている為に、最初箱２の空所１８を満し
ていたアルコールは、導入して来た軽油によって連通部
１９を通じて第１の空所１６へ排除され、この空所１８
は軽油が充満するようになる。この為、空所１６のアル
コールは圧縮され乍ら開口部１５を経てアルコール通路
３の方へ押出される。この結果、シート部１ノの上部の
空所１８はほぼ１００チ軽油で満され、この状態は逆止
弁３２によって維持される。

次に噴射弁１−１が噴射行程に入ると、アルコールがア
ルコール通路３へ圧送される。とのアルコールの圧力が
開口部１５から空所１６、連通部１９．２よび空所１８
の順序で加わるので、空所１８内の内圧は高まり、所定
圧に達すると、ニードル弁２をこれを下方へ押圧してい
るバネ（図示せず）の力に抗して押上げ、ソ−ト部１ノ
による閉塞を開放するようになる。この結果、空所１８
に貯溜していた軽油を最初に噴射口１３よシ噴射し、続
いてアルコールを噴射するようになる。即ち、軽油がア
ルコールに先行する層状噴射が実現する。このようなア
ルコールと軽油の層状噴射が各噴射弁で順次行われて１
サイクルの噴射行程が終了する。

第１図の噴射弁の変形例を第３図に示す。同、この変形
例は第１図の構造と殆んど同じであるので、相違点のみ
説明する。先ず、第１図の噴射弁のアルコール通路３は
１本であったが、本例では２本の通路４０および４１を
互いに離間して設ける。更に、第１図の軽油通路４の横
孔７は円環状空所１８の中心に向って貫通していたが、
本例では横孔４２をほぼ接線方向となる角度で空所１８
に貫通させている。この結果、軽油の流れがニードル弁
に直、接衝突することを回避できると共に、アルコール
の高い圧力によるニードル弁に対して与える不均力を極
力減少させ得る効果がある。

本発明は上述した実施例のみに限定されることなく、種
々の変更を加え得ることは明らかである。

先ず、上述の例では２種類の液体としてアルコールと軽
油とを組み合せていだが、これに限らず他の液体、例見
ば水と軽油との組み合せを用いることが可能である。ま
た、実施例はビントル型もしくはスロットル型の噴射弁
であったが、これに限らずホール型噴射弁や、外聞弁型
噴射弁とすることも可能である。まだ、主液体通路を２
本以上形成することも可能である。

前述したように、本発明の噴射弁によれば、ニードル弁
の７一ル部付近に補助液体用の空所を形成し、主液体通
路の出口付近に別個の空所を形成し、これら空所を細い
間隙の連通部で連通させることによって、２種類の液体
が混合せずに確実に層状となって噴射口より噴射できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）はこの発明噴射弁の一笑施例の断面図、第
１図（Ｂ）は第１図体）のＡ　−Ａ’線に沿った横断面
図、第２図は第１図の噴射弁を４気筒デイーゼル二／ノ
ン用燃料の噴射装置に応用した時の説明図、第３図はこ
の発明噴射弁の変形例の横断面図である。 １・・・噴射弁、２・・・ニードル弁、３．４０．４１
・・・主液体通路（第１液体通路）、４・・・補助液体
通路（第２液体通路）、１０・・・基部、１１・・・シ
ート部、１２・・・先端部、１３・・・噴射口、１６゜
１８・・・空所、１９・・・連通部、２０．２１・・・
タンク、２４・・・主燃料ポンプ、２５・・・補助燃料
供給装置、２８・・・ピストン、３１．３２・・・逆止
弁。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 （Ａ） ＣＢ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ニードル弁と、第１液体通路と、第２液体通路とを
   具え、上記ニードル弁の先端部外周と上記第１液体通路
   の出口開口部との間に第１空所を形成し、この第１空所
   よりも噴射口に近い位置における上記先端部外周と上記
   第２液体通路の出口開口部との間に第２空所を形成し、
   これら第１および第２空所を小間隙の連通部で連通させ
   たことを特徴とする異種液体噴射弁。 ２、上記第２液体通路の出口開口部を第２空所の川縁に
   対してほぼ接線方向に形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の異種液体噴射弁。 ３、上記第２空所の体積を第２液体の１回の償射茸にほ
   ぼ一致させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の異種液体噴射弁。