JPS5848748B2 - 往復動内燃機関用噴射弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は往復動内燃機の噴射弁において、シリンダの燃
焼室内に突出する弁胴を備え、該弁胴がその内部に互い
に同軸上に配設された２個の針弁を有し、該針弁が弁座
と協働しており、かつその燃焼室側の端部に該燃焼室と
同心をなすように円周方向に配分された少なくとも二列
の上下に位置するノズル孔列を有し、前記針弁が弁座か
ら持上げられた時に前記ノズル孔を通って燃料が周期的
に前記燃焼室に達するようになっている噴射弁に関する
。

この形式の噴射弁は既に知られており、例えば実願昭４
９−１３１１１５号にも開示されている。

実願昭４９−１３１１１５号の噴射弁においては、作動
にあたりまず２個の針弁のうち１個が燃料の圧力により
上方に動き、弁座から離れ、該針弁に対応しているノズ
ル孔列を通して燃焼室に燃料を噴射する。

燃料圧力がそれ以上に増加しないときは針弁は再び弁座
上に復帰し噴射は終る。

このような噴射の態様は内燃機の部分負荷に対応してい
る。

内燃機が全負荷運転になった場合には、まず上述した針
弁（部分負荷針弁）が開き、ついで燃料圧力が部分負荷
時の圧力を超えて上昇するに従って他の針弁（全負荷針
弁）も同様に上方に動き弁座を離れ、燃料は第２のノズ
ル孔列を通っても燃焼室へと噴射される。

すなわち、全負荷においては、ある時間のあいだは燃料
は２列のノズル孔列の両方を通り同時に噴射される。

燃料圧力が減少すると、最初に全負荷針弁が弁座に復帰
し、第２のノズル孔列を閉じ該孔列を通る燃料の流れを
止める。

ついで部分負荷針弁が弁座に復帰し、対応するノズル孔
列を通る燃料の流れを止める。

このような従来の噴射弁は次のような種々の欠点をもっ
ている。

（イ）全負荷運転時には、■方のノズル孔列から噴射さ
れる燃料流と、他方のノズル孔列から噴射される燃料流
とが会合する。

このような燃料の会合は、燃料粒子の完全な燃焼を妨げ
る。

何となれば、この会合領域においては燃焼室内の酸素と
、燃料原子との完全な化学反応は困難だからである。

その結果として発煙が起る。（口）部分負荷針弁は全負
荷針弁に比して、低い燃料圧力で開くようになっている
。

このような作動条件下においては、部分負荷時に働くノ
ズル孔列形状決定は制約を受けることになる。

何となれば、燃料圧力が高い程ノズルから噴射される燃
料の霧化は良好になるからである。

（′→ 上述のような従来技術の噴射弁においては、全
負荷運転時に両方のノズル孔列が同時に作動することに
なっているため、ノズルの形状大きさを最適に決定する
ことは不可能である。

何となれば、ノズル孔の最適の数と最適の直径とは全負
荷の場合と部分負荷の場合とで異っているからである。

すなわち、部分負荷時に働くノズル孔列の形状寸法を、
部分負荷時に最適になるように決定すると、全負荷時に
おいては、燃料圧力が上昇するために最適とはなり得な
いのである。

本発明の目的は前記の型の噴射弁において、全負荷にお
いても部分負荷においても同様に最適な燃料噴射を行う
ようになった噴射弁を供することである。

前記目的は本発明によれば、２個の針弁の間に分離装置
が設けられていて前記２列のノズル孔列が内燃機のあら
ゆる負荷時において燃料の流れから見て相互に分離され
ており、かつ前記各針弁がそれぞれ対応する唯１列のノ
ズル孔列への燃料供給を制御し得るようになすことによ
って達成される。

本願発明においては、このように分離装置を設けること
により、■方のノズル孔列を全負荷運転時だけに使用し
、他方のノズル孔列を部分負荷運転時だけに使用するこ
とが可能になっている。

従つて、部分負荷時に用いるノズル孔から噴射される燃
料流が全負荷時に用Ｃ・るノズル孔から噴射される燃料
流と会合することはなく、燃料粒子の不完全燃焼により
生じる発煙現象も起らない。

さらに、部分負荷時の燃料圧力が従来の噴射弁における
ように低く抑えられることはないから部分負荷時用のノ
ズル孔から噴射される燃料はより良好に霧化される。

各ノズル孔列の形状寸法は対応する各負荷の状況に合せ
て最適になるよう決定される、すなわち、全負荷時にお
いては、対応するノズル孔列が最適直径の孔を最適数有
しており、部分負荷時おち・では、対応するノズル孔列
が最適直径の孔を最適数有しているのである。

次に添付図面によって本発明の実施例を説明する。

第１ａ図および第１ｂ図に示される如く、噴射弁は上方
部材２および下方部材３よりなる弁胴１を有し、前記下
方部材３は袋ナット４によって保持されている。

弁胴１はその上端に設けられたフランジ５によってシリ
ンダヘッド（図にはその一部を示す）に触座し、該シリ
ンダヘッドは往復動内燃機シリンダの燃焼室Ｔを上方か
ら閉鎖している。

前記弁胴１はシリンダヘッドを貫通しかつその下方部材
３は燃焼室γ内に突出している。

この下方部材３の下端には上下に２列のノズル孔８，９
が設げられている。

各列のノズル孔の中心軸線は円錐表面上に位置し、かつ
この二つの円錐の円錐角は幾分異っている。

前記２列のノズル孔８，９は燃料の流れから見て分離さ
れ、すなわち下方部材３内において前記二つの列の間に
は円錐形の密封面１０が設けられ、該密封面の上には円
筒形のプッシュ１１が触座している。

前記プッシュはその下端に前記密封面１０に対応する円
錐面を有し、かつ上方から圧縮ばね１２（第１ｂ図）に
より前記密封面１０に対して押圧されている。

前記ばね１２の押圧力はばね座金１３および別のプッシ
ュ１４を通して前記プッシュ１１に伝達される。

ばね１２の寸法は、噴射弁が作動する時にプッシュ１１
が密封面１０から持上がらないようにされている。

密封面１０と共働する外方円錐面のほかに、前記プッシ
ュ１１はその内燃に円錐形の弁座面１５を有し、この弁
座面は該プッシュ１１内に移動自在に配置された針弁１
６の対応する弁座面と共働するようになっている。

前記針弁１６の下方部分１７は、該部分とプッシュ１１
との間に環状空間１８が形成されるように縮径されてい
る。

下方列のノズル孔９も燃料の供給に対して前記針弁１６
と関連している。

この針弁１６は圧縮ばね２０（第１ｂ図）により前記弁
座面１５に対して押圧され、かつ該ばねはばね座金２１
を通して針弁１６の上端に対して支持されている。

上方列のノズル孔８に対する燃料の供給は第２針弁２２
によって行われ、この針弁は中空に形成され、かつ前記
２列のノズル孔を分離するプッシュ１１の上に配置され
ている。

上方列のノズル孔８は部材３内において円錐形弁座面２
５と関連し、該弁座面は中空針弁２２の下端に形成され
た対応する座面と共働する。

この中空針弁２２は圧縮ばね２６により座面２５に対し
て押圧されている。

前記ばね２６はばね座金２７およびプッシュ２８を通し
て前記中空針弁２２の上端に対して支持されている。

ばね２６の上端はばね座金２９に対して触座し、該ばね
座金は隔置プッシュ３０と、前記フランジ５に螺合され
た中空ねじ３１とによって弁胴１に固定されている。

前記中空ねじ３１は相互に同心的に配置された前記圧縮
ばね１２，２０を囲繞し、これらばねは前記ねじ３１の
中に螺合された別の中空ねじ３２に対して触座している
。

ねじ３２内にねじ込まれたねじ３３はその下端が前記内
方ばね２０に対する心決め装置を形成し、また圧縮ばね
１２を心決めするために前記中空ねじ３２は階段状に縮
径された部分３２′を有している。

２列のノズル孔８，９に燃料を供給するために弁胴１の
中にそれぞれ燃料供給管路３５，４５が設けられている
。

フランジ５内を最初半径方向に延びた管路３５は次に弁
胴の部材２，３を通って縦方向に延びる。

前記管路３５の下端は環状空間３６内に開口し、該空間
は弁座面２５の上流において、中空針弁２２と部材３と
の間に形成されている。

管路４５も同様に最初はフランジ５内を半径方向に延び
、次に弁胴１の部材２，３を通って縦方向に延びている
。

この管路４５の下端は部材３内に形成された環状空間３
７の中に開口している。

前記環状空間３７からは複数の半径方向孔３８が中空針
弁２２を通って環状空間３９に延び、該環状空間３９は
針弁２２の内面に形成されかつ前記プッシュ１１を囲繞
している。

環状空間３９０区域においてプッシュ１１は複数の半径
方向孔４０を有し、該孔は環状空間１８と連通している
。

環状空間３９の下方において、中空針弁２２の中に別の
環状空間を設け、該空間に前記噴射弁から上方に向って
延びる吸込管路を連結し、前記環状空間３９から出た燃
料が中空針弁２２およびプッシュ１１の相互摺動面に沿
ってノズル孔８０列に達するのを阻止するようになすこ
ともできる。

前記二つの管路３５，４５は一つの共通の燃料ポンプ（
図示せず）に連結され、該ポンプと両方の管路との間に
は制御弁が設けられ、負荷に従っテ前記二つの管路３５
，４５のいずれかを燃料ポンプの吐出側に連結するよう
になっている。

内燃機の全負荷時には下方列のたとえば１１個のノズル
孔９が作動する。

この場合高圧の燃料は管路４５を通り、さらに環状空間
３７、孔３８、環状空間３９および孔４０を通って環状
空間１８に達する。

この燃料の圧力は針弁１６を弁座面１５から持上げ、燃
料がノズル孔９を通って燃焼室に流入するようにする。

部分負荷の場合は管路４５に供給される燃料が阻止され
、その代り管路３５に燃料が供給される。

したがって高圧の燃料は環状空間３６に達し、ここで該
燃料は中空針弁２２を弁座面２５から持上げ、燃料はた
とえば１６個のノズル孔８を通り得るようになり、した
がってこれらの孔を通って燃焼室１に達する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は本発明による噴射弁の軸線方
向断面図である。 図において１は弁胴、２は上方部材、３は下方部材、４
は袋ナット、５はフランジ、７は燃焼室、８，９はノズ
ル孔、１０は密封面、１１はプッシュ、１２は圧縮ばね
、１３はばね座金、１４はプッシュ、１５は弁座面、１
６は針弁、１γは下方部分、１８は環状空間、２０は圧
縮ばね、２１はばね座金、２２は第２針弁、２５は弁座
面、２６は圧縮ばね、２７はばね座金、２８はプッシュ
２９はばね座金、３０は隔置プッシュ、３１，３２は中
空ねじ、３２′は縮径部分、３３はねじ、３５は燃料供
給管路、３６，３７は環状空間、３８は半径方向孔、３
９は環状空間、４０は半径方向孔、４５は燃料供給管路
、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 往復動内燃機関の噴射弁にして、シリンダの燃焼室
   内に突出する弁胴を備え、該弁胴がその内部に互いに同
   軸上に配設された２個の針弁を有し、各該針弁は弁座と
   共働しておりかつ弁胴の燃焼室側の端部に該燃焼室と同
   心をなすように円周方向に配分された少なくとも二列の
   上下に位置するノズル孔列を有し、前記針弁がその弁座
   から持ち上げられた時に前記ノズル孔を通って燃料が周
   期的に前記燃焼室に達するようになっている噴射弁にお
   いて、前記２個の針弁の間に分離装置が設けられていて
   前記２列のノズル孔列が内燃機のあらゆる負荷時におい
   て燃料の流れから見て相互に分離されており、かつ前記
   各針弁がそれぞれ対応する唯１列のノズル孔列への燃料
   供給を匍脚していることを特徴とする噴射弁。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の弁において、前記分離
   装置が前記二つの針弁の間に設けたプッシュであり、該
   プッシュが前記二つのノジル孔列の間に位置する密封面
   に対して密封的に押圧されている弁。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の弁において、中空の外
   方針弁およびプッシュが相互に連通ずる通路を有し、内
   方針弁に燃料を到達させるようになっている弁。