JPS59218358A - 燃料噴射ノズル装置 - 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】 本発明は燃料噴射ノズル装置に係り、特にヂーゼル機関
の運転状態に応じて燃料の噴射率を制御するようにした
燃料噴射ノズル装置に関する。

従来、ヂーゼルエンジンの燃料噴射ノズル装置は、噴口
を開閉する４弁をスプリングで閉弁方向に付勢する一方
、該針弁に≠−パ状の座部を形成し、この座部を前記噴
口と加圧空間とを連通ずる通路内に配置して燃料噴射時
には燃料噴射ポンプから前記加圧空間に加圧燃料が供給
され、この燃料圧で針弁を座部下方より前記スプリング
力に抗して抑圧・上昇させて針弁を開弁し噴口から燃料
を噴射させるようにしである。

かかる燃料噴射ノズル装置においては、燃料噴射ポンプ
から供給される燃料圧はエンジンの回転数にかかわらず
略一定であるため燃料噴射時の針弁のリフト量もエンジ
ンの回転数と無関係に一定となる。従って燃料噴射率も
常に略一定となる。

ところが、エンジンが要求する噴射率特性はアイドリン
グ時を含めた低速低負荷時と高速高負荷時とでは異なる
ことが知られている。すなわち、低速低負荷時には噴射
率を低く、一方高速高負荷時には噴射率を高く設定する
ことが望ましい。

そこで、スプール弁等の調整弁を用いて高圧噴射燃料の
一部を針弁移動量制限装置に導くことにより、エンジン
回転数に応じて針弁のリフト量を制御し、その結果噴射
率を制御するようにした燃料噴射ノズルが開示されてい
る（特開昭５６−１４１０５１）。ところが、かかる燃
料噴射ノズルにおいては針弁リフト量制限装置の構造が
複雑であること及び各部へ連通される油導孔の数が多い
ことなどの問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、燃料噴
射ポンプから圧送される燃料油圧を受けて針弁がリフト
し、噴口から燃料を噴射する燃料噴射ノズル装置におい
て、前記４弁のリフト量を制御するプランジャと、該プ
ランジャの作動をエンジンの運転状態を受けて規制する
調整弁と、該調整弁をエンジンの運転状態に応じて切換
作動させる切換装置とを備えたことにより、簡単な構造
でエンジンの運転状態に応じた噴射率の制御を行うこと
ができる燃料噴射ノズル装置を提供するものである。

以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。

第１図及び第２図は本発明に係る燃料噴射ノズル装置１
の縦断面図であり、ノズル本体２がリテーニングナツト
３によりディスンスビース４を介して略円筒型のノズル
ホルダ５に＃Ｉ１着され夫々の油密か保持されている。

ノズルホルダ５の上部は減径されて雄ねじ部５ａを形成
し、その上端に燃料人口６が開口し軸心には該燃料入１
１６に連通する燃料通路７が形成されている。この燃料
通路７はノズルホルダ５を貫通し、図示しない加圧空間
に連通している。

ノズルホルダ５の上部にはシール材８を介してコネクタ
９が雄ねじ部５ａに挿通されナツト】０によりノズルホ
ルダ５の頭部５ｂに密着固定されている。コネクタ９に
は手軽方向にリーク油排出通路１１及びポンプ室圧導入
路Ｉ２が穿設されており、これらの通路１１．１２は例
えば第１図及び第２図に示すように互いに１８０″をな
す方向に形成されている。ポンプ室圧導入路１２はポン
プ室圧接続口１２ａに接続され、外部切換装置のＯＮ・
ＯＦＦ制御によりエンジンの状態に応じて当該接続口１
２ａからポンプ室圧が導入される。

コネクタ９の下面には第２図に示す゛ように内側環状溝
１３及び外側環状溝１４が形成され、これらはノズルホ
ルダ５の上面に形成された内側環状溝１５及び外側環状
溝１６と夫々対向し、１つこれらの間に介在するシール
部材８に設けられた小孔８ａ、８ｂを介して夫々連通し
ている。

ノズルホルダ頭部５ｂの所定箇所には半径方向にスリー
ブ１７が形成されており、その一端はノズルホルダ５の
壁部により閉塞され、他端はボルト１８により密閉され
ている。このスリーブ１７内には先端部が球面状の第１
ランド１９ａに対し第２ランド１９ｂを適宜の間隔で配
したスプール１９が摺動自在に嵌挿され全体としてスプ
ール弁２０を構成している。スリーブ１７の一端には加
圧室２Ｉが画成されており、この加圧室２１は連通孔２
２により前述したケーシング基部５ｂ上面の外側環状溝
１６に連通している。すなわち、ポンプ室圧ｐｔはポン
プ室圧接続口１２ａ、ポンプ室圧導入路１２、コネクタ
９の外側環状溝！４゜シール材８の小孔８ｂ、ノズルホ
ルダ５の外側環状溝１６及び連通孔２２を介して当該加
圧室２１に導入されスプール】９の第１ランド１９ａの
頭部にスプール１９を図上左方に押圧するカを与える。

一方、第２ランド１９ｂとスリーブ１７の他端のシム２
３との間にはスプリング２４が弾設され、このスプリン
グ２４はスプール１９を図上右方に付勢している。従っ
て、スリーブ１７内におけるスプール１９の位置はこの
スプリング２４のセット力とポンプ室圧ｐｔとの平衡に
より決定される。

更に、スリーブ１７に臨むノズルホルダ５の内周面には
所定の箇所にグループ２５が形成されており、このグル
ープの上部はリーク通路２６により人ズルホルダ５の内
側環状溝１５に連通し、下部はリーク通路２７により後
述するスプリング室２８に連通している。尚、このグル
ープ２５は、スプール１９の移動時に第２ランド１９）
＋によって閉塞されないように設定されている。

ノズルホルダ５の軸方向略中夫には上端がスリーブ１７
に開口し、下端がスプリング室２８に開口する軸孔５ｃ
が穿設され、当該軸孔５ｃにはプランリヤ２９が摺動自
在に嵌挿されている。プランジャ２９の下部は減径され
てその下端に近い位置にバネ受部２９ａが固着されてい
る。軸孔５Ｃのスプリング室２８への開口端面には、プ
ランジャ２９の位置決め用シム３０及びバネ座となるシ
ム３１．３２が夫々挿着されている。シム３】の下面と
プランジャ２９のバネ受部２９ａとの間にはスプリング
３３が弾設されてプランジャ２９を下方に付勢している
。この状態では第１図に示すようにプランジャ２９はそ
の段差部２９ｂがシム３１の上面に当接するまで押し下
げられて、この位置がプランジャ２９の最下降位置とな
る。

一方、ノズルホルダ５の軸孔５Ｃ内のプランジャ２９の
上方には油室３７が画成される。この油室３７はポンプ
室圧ｐｔが遮断された状態、すなわぢスプール１９の第
１ランド１９ａの先端部が加圧室２１の側壁に当接し、
ている状態ではスリーブ１７と連通し、逆にポンプ室圧
ｐｔが付加さ社た状態、すなわちスプール１９が左方に
移動した状態では第１ランド１９ａによって閉塞されて
密閉空間となる。

ノズル２には針弁３４が摺動自在に嵌挿されており、該
針弁３４はこの針弁３４の上端に固着されたプレッシャ
ピン３５とシム３２との間に固設されたスプリング３６
により下方に（＝ｌ勢されてノズル２の先端に形成され
た図示しない加圧空間を密閉している。このとき、プラ
ンジャ２９の下端面とプレッシャピン３５の」二端面と
は例えば距離Ｓだけ離隔している。

かかる構成において、噴射ポンプからの燃料が燃料入口
から燃料溝ｍ　７を通してノズル２の図示しない加圧空
間に供給さＪｔ釦弁３４の図示しない受圧部に下方から
圧力を与え、針弁３４をスプリング３６に抗してリフト
さぜそれにｆ゛１′い噴口と側弁との間の開口から燃料
が噴射される。このどきスプリング室２８は次第に燃料
油で満たされ、余剰の燃料油はスプリング室２８からリ
ーク通路２７を上昇し２、グループ２５．リーク通ＶＰ
ｔ２６　、　ノズルホルダ５の内側環状溝１５、円盤状
部材８の小孔８ａ、コネクタ９の内側環状溝１３を介し
てリーク油排出通路１１から図示しない燃料タンクへ戻
される。

エンジンが高速高置ｆｉ！１時にあるときは、外部の切
換装置によりポンプ室圧導入口１２ａに供給されるポン
プ室圧Ｐｔが遮断された状態となり、加圧室２１にはポ
ンプ室圧Ｐｔが供給されない。従ってスプール１９は右
方向に移動し、その結果油室３７とスリーブＩ７すなわ
ちリーク通路２６とが連通する。従って燃料油の圧力を
受けて針弁３４がリフトし、プレッシャピン３５の上端
面がプランジャ２９の下端面と当接してさらにこれを押
し上げるが、油室３７はリーク通路２６と連通している
ためプランジャ２９は最大限にリフトする。そのため噴
射口の開口面積が増加して最大となり、第４図に実線Ｉ
で示すような噴射率特性を得ることができる。

一方、エンジンが低速低負荷時にあるときは、外部の切
換装置によりポンプ室圧導入口１２ａに供給されるポン
プ室圧ｐｔが付加された状態となり前述した経路により
加圧室２１にポンプ室圧ｐｔが供給され、スプール１９
の第１ランド１９ａの先端を左方へ押圧する。その結果
スプール１９は左方へ移動し、第１ランド＋９ａが油室
２１の上部を完全に閉塞した状態で停止する。そのため
、油室２１は液圧縮状態となり、プランジャ２９は第１
図に示す位置より一り方に移動することが不可能になる
。従って、針４？３４は前述し、た距離Ｓのみ上動する
ことになり噴射口の開１１面積は制限され、第４図に破
線■で示すような噴射率特性を得ることができる。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、上述の針弁
の上動距離制御機構に圧送燃料リーク機構を附与して特
にエンジンの低速低負荷時の針ブｒ移動距離の制御を確
実にしたものである。すなわち、送油路７，７′をスリ
ーブ１７と直交するように形成しスプール１９の第１ラ
ンド＋９ａには外周溝１９ｃを形成して上下の送油路７
，７′を連通させる。更に、スプール］９に一方端がグ
ループ２５内に開口する軸孔１９ｄをｇ設し、他端部近
傍に該軸孔１９ｄと直交して、一端が当該軸孔に他端が
第１ランド１９ａの側面に開口するリークボート１９ｅ
、１９ｅ’　を穿設する。

かかる構成において、エンジンが高速高負荷時にあると
きは、作動は第２図に示した実施例と何ら変わるところ
はないが、エンジンが低速低負荷時にあるときは、スプ
ール１９が左方に移動し、第１ランド１９ａが油室３７
を閉塞するとともにリークボート１９ｅ、１９ｅ’　が
送油路７，７′と連通し、燃料の一部がリークポート１
９ｅ、１９ｅ’からスプール１９の軸孔１９ｄを通って
グループ２５内に流出し、更にリーク通路２６からリー
ク油排出通路１１へ送られる。これによって噴口へ供給
される燃料が減少し７、その結果針弁３４を上動させる
圧力も低減される。従って、噴射率が小さくなり、この
効果はプランジャ２９による針弁３／ｌのリフトπ低減
効果と相、采的に作用してアイドリンクを含めたエンジ
ンの低速低負荷時に噴射率を確実に下げることができる
。

尚、第５図は本発明に係る燃料噴射ノズル装置を使用し
たシステムの構成図であり、燃料油は燃料タンク４０か
らモジメンタ５０．プライミンクポンプ６０、フューエ
ル・フィルタ７０を経て燃料噴射ポンプ８０に供給され
る。燃料噴射ポンプ８０より圧送された燃料は上述の燃
料噴射ノズル装置１の燃料入口６に供給される。更に燃
料噴射ポンプ８０と燃料噴射ノズル装置Ｊとの間には切
換装置例えば三方弁９０が配設され、エンジンの低速低
負荷時にはＯＮとなってポンプ室圧ｐｔを燃料噴射ノズ
ル装置Ｉのポンプ室圧接続口１２ａに供給し、エンジン
の高速高負荷時にはＯＦ　＋”となってポンプ室圧ｐｔ
の供給を停止する。そして。

燃料噴射ポンプ８０からオーバーフローした燃料及び燃
料噴射ノズル装置１からリークした燃料及び、三方弁か
ら排出された燃料は共に燃料タンク４０へ戻さ］を再び
上記のサイクルが繰り返される。

以上説明したように、本発明においては、燃料噴射ポン
プから圧送される燃料油圧を受けて針弁がリフトし、噴
口から燃料を噴射する燃料噴射ノズル装置において、前
記針弁のリフト量を制御するプランジャと、該プランジ
ャの作動をエンジンの運転状態を受けて規制する調整弁
と、該調整弁をエンジンの運転状態に応じて切換作動さ
せる切換装置とを備えたので、針弁の移動爪を２段階に
制御しエンジンがアイドリング時を含む低速低負荷時に
あるどきは噴ＪＩＪ率を小さく、一方エンジンが高速高
負荷時にあるとさは噴射率を大きくなすことができ、エ
ンジンが要求する噴射率特性を実現することができる。

更に、構造が筒ノ１１であるため実現性も向」ニする等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料噴Ａ１ノズル装置の一実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図
は本発明の他の実施例を示す図、第４図は噴射率特性を
示す図、第５図は本発明に係る燃料噴射ノズル装置を使
用したシステムの構成図である。 ■・・・燃料噴射ノズル装置、５・・・ノズルボルダ。 １９・・・スプール、２９・・・プランジャ、３４・・
・金１弁、３７・・・油室６ 出願人　　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　渡部敏彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料噴射ポンプから圧送される燃料油圧を受けて針
   弁がリフ１−シ、噴口から燃料を噴射する燃料噴射ノズ
   ル装置において、前記針弁のリフト量を制御するプラン
   ジャと該プランジャの作動をエンジンの運転状態を受け
   て規制する調整弁と、該調整弁をエンジンの運転状態に
   応じて切換作動させる切換装置とを備えたことを特徴と
   する燃料噴射ノズル装置。