JPS60169664A - 超高圧燃料噴射弁 - Google Patents

超高圧燃料噴射弁

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Publication number
JPS60169664A
JPS60169664A JP2568384A JP2568384A JPS60169664A JP S60169664 A JPS60169664 A JP S60169664A JP 2568384 A JP2568384 A JP 2568384A JP 2568384 A JP2568384 A JP 2568384A JP S60169664 A JPS60169664 A JP S60169664A
Authority
JP
Japan
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fuel
spindle
valve
valve seat
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2568384A
Other languages
English (en)
Inventor
Saiji Toshioka
利岡 才次
Masateru Shimozu
下津 正輝
Toshiaki Suma
須間 俊明
Hirohisa Endo
裕久 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
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Publication date
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Publication of JPS60169664A publication Critical patent/JPS60169664A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

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】 [技術分野] 本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射jrに係り、
q、νに蓄圧式燃料系のような超高圧の燃料系に用いら
れる超高圧燃料噴射弁に関する。
[背Jil技術] 従来のディーゼルエンジンの燃料系は、燃料噴QJ’ 
IIkのみ1000 kg/cm’程度の高圧を発生す
る機構であり、弁シート部は高々開弁圧400 kg/
cm’程度の油圧と、最高圧150 kg/cm’程度
の燃料ガスをシールできればよかった。
従って、構造的には弁シー1・部は、第1図に示される
ように、弁本体lの弁座部2に当接されるスピンドル3
の先端テーパ部4の上側縁部5のみの一点接触、あるい
は先端テーパ部4の全面による−17−面接触によるも
ので、スピンドル3を閉jtさせる力は、ばね6の力の
みに頼っていた。
ところで、従来のこの種の燃料噴射弁においては、+↓
こ強度的な制限から燃料噴射最高圧力は。
前述のようにl O00kg/cm’である。−力、従
来より噴射圧力のにAは、エンジンの熱効率の向−にに
寄与できることが知られているが、前記構造をそのまま
従来以上の高圧噴射J「に適用することは種々の問題が
ある。
すなわち、前記一般的噴射弁の構造を継承したままで、
噴射圧力を従来風4二とした蓄JE式燃料系用燃料噴射
J「を設計する場合、前記第1図における縁部5の直径
をdnとすると、所要ばね力FSと燃料油ハニP fo
との関係を、 とじないと、一度量ブCすると閉弁できなくなる。
従って、燃料油圧PfOの増大と共にばね力F5が増大
し、閉jr時にこのばね力Fを受けるシーI・部は、接
触面圧が過大となり、その損傷はまぬがれない。これを
防1にするため、第1図に示す]゛法d 11を大きく
′シてシート部の接触面積を大きくすると、噴射圧力が
高くなる程、一度開弁すると閉じにくくなる現象をまね
く。
これは、燃滓:1噴射砥の制御を困難にするばかりでな
く、ばね力F5の増大によりばね及びブ「本体の1没工
1の簡素化が図れなくなるという欠点を生ずる。
[発明の目的〕 本発明の1−1的は、ディーセルエンジンの熱効率の向
1.を図るため蓄圧式等による超高圧燃料を噴射できる
とともに、制御性が良く、かつ、構造の簡Qjな超高圧
燃料噴射弁を提供するにある。
[発明の構成] 本発明は、弁本体内に軸方向移動自在に収納されたスピ
ンドルの一端部を燃料通路に弁シけられたJC座部に当
接させて燃料通路を閉止する超高圧燃料噴射弁において
、前記ブ「座部とスピンドルとのブ「シート部を、少な
くとも2筒所接触に形成するとともに、これらの接触箇
所の中間の空間に燃料を導入する通路を設け、これによ
り閉弁させるに要する力を小さくするとともに、2点景
トの接触として弁シート部の損傷をなくし、前記目的を
達成しようとするものでる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、各
実施例の同一・もしくは、相当構成部分には同−符すを
用い、重複部分の説明は省略もしくは簡略にする。
第2図および第3図には、本発明の一実施例が示されて
いる。第2図の全体図において、弁本体10内には、燃
料通路11が穿設されている。この燃才゛1通路tiの
一端は燃ネ1油供給源31に連通されるとともに、他端
は弁本体lOの先端ノズル部12に連通され、さらに、
その途中にはテーパ門面状(すり林状)の弁座部13が
設けられている。
前記弁本体10の中心部には、スピンドル20が軸方向
移動自在に収納され、このスピンドル20のド部先端は
前記3’を座部13に臨ませられている。このスピンド
ル20の弁座部13との対向面は、先細りテーパ状に形
成されるとともに、このテーパ面の全周にわたり四部2
1が形成され、これにより、スピンドル20の下部先端
は、四部21の上下の縁部22.23の2点で弁座部1
3にψ1接されるようになっている。また、スピンドル
20の下部先端内には、十字状に燃料導入用の通路24
が形成され、この通路24により前記四部21と弁座部
13とに囲まれた両級部22 、23間の空間14内と
、燃料通路11とが常時連通するようにされている。こ
れによりスピンドル20をド方すなわち弁座部側に押伯
け、閉弁させるために必要な力を小さくできる。すなわ
ち、所要押伺合工1力Fと燃料油圧PfOとの関係は、
下方の縁部23の直1¥をdとしたとき、 π 2 F>−d’PfO・・・・・・・・・(2)となり、こ
のときの縁部23の直径dが従来例より小さくなるので
、合釧力Fも小さくできることとなる。
前記スピンドル20の上端部25と、前記弁本体lOの
」二端部にねじ込まれたねし41との間には、圧縮コイ
ルばね42が介装され、このばね42の旧勢力によりス
ピンドル20は、常時その四部21側が弁座部13に当
接するように付勢されている。
また、スピンドル20の中央近傍には、大径部26が形
成され、この大径部26の」一部端面側すなわちブ「座
部13側に面して抑圧用圧力室15がブを本体lO内に
形成されている。この抑圧用圧力室15は、前記燃料通
路11に常時連通され、こ・の燃料通路11内の燃料油
の圧力が前記大径部26の1一端面に常時作用してスピ
ンドル20をJr座部13側に常時伺勢するようにされ
、前記圧縮コイルばね42と共にスピンドル20の閉ブ
r用の力の一部を負担するようになっている。
一方、1iii記大径部26の下部端面側すなわち弁座
部13側に而して管制用圧力室16が弁本体lO内に形
成されている。この管制用圧力室16は、J「本体lO
内に設けられた管制用通路17を介してfnn抽油供給
源32連通され、開ブrするときにのみ?i制抽油供給
源32ら供給される管制油の月、力により、前記ばね4
2の旧勢力および燃ネ゛l油による押圧用圧力室15に
加わるスピンドル20をブ「座部側へ押圧する力に抗し
てスピンドル20を反jr座部側すなわち開弁方向(反
押付方向)に移動させうるようになっている。この際、
管制油の圧力は、燃料油による押圧力と前記ばね42の
旧勢力との合力に打勝ってスピンドル20をに封させる
に十分な力をスピンドル20にイリq−できるように設
定されている。なお、管制油の圧力は、必要に応じて管
制用圧力室16の受圧面積を押圧用圧力室15の受圧面
積より適宜に大きくすることにより、燃ネ°]油の圧力
より適宜小さく設定することができる。
次に、本実施例の作用につき、第4図の作動線図をも参
照して説明する。
閉弁状態においては、スピン1ζル20は、圧縮コイル
ばね42の旧勢力および燃料油の押圧用圧力室15への
作用力の合計と、燃料油の圧力によりスピンドル20の
下部先端の空間14へ作用する反押付方向力との差によ
って弁座部側に押圧されており、この状1mでは、管制
油供給源32からは管制用圧力室16への管制油の供給
はなされてい−ない。
次いで、エンジンが圧縮[程に移り、クランク回転角度
が、第41−に示されるように、角度θ藝に達すると、
?a制0油圧力が徐々に上yされ、角度0、に達すると
、管制油圧力と空間14へ作用する反押付方向力との合
計によるスピンドル20の開弁力の力が圧縮コイルばね
42と燃料油とによる閉弁力をh 1iilす、スピン
ドル20は速かにl IIして開弁される。この開弁に
より、燃料油は、弁座部13を通過して先端ノズル部1
2から霧状になって噴出され、この噴出により燃料油は
その設泪圧力、例えば2000 kg/cnfよりわず
かに低ドすることとなる。
こののち、高負6:f 運転時においては、第4図中実
線で示されるように、クランク回転角度が角度θ・8に
全るとLI′1制油圧力が最高に達した後、急速に減少
され、角度04に至ると管制油圧力とスピンドル20の
先端部ド面全面に作用する反押4=1方向力との合五1
による開(r力の方が圧縮コイルばね42の旧勢力と押
圧用圧力室15に作用する燃料油J1.力との合1;1
による閉ブ「力よりド回り、スピンドル20は速かにド
降して角度05で完全に閉弁される。閉ブ「後、角度0
6で管制油圧力は全くなくなり、次回の燃才l油噴射必
要時迄、H圧されることはない。
また、閉弁時には、第3図に示されるように。
スピンドル20の先端と4を座部13とは、四部21の
1−ドの両縁部22.23で接触しているが、燃料油は
、スピンドル20の燃料導入用の通路24を通って空間
14内に迄導入されており、トーカの縁部23でシール
がなされている。この際、1一方の縁部22は、全体の
接触面圧が過大にならないように設けられているもので
ある。
」−述のような木実施例によれば、次のような効果があ
る。
ブ「座部13とスピンドル20との弁シーI・部は、1
−、ドの縁部22,23の2点接触式としたから、弁シ
ート部の中位面積当りの接触面圧を軽減でき、その損傷
を防止できる。また、スピンドル20に燃料導入通路2
4を設けて上、下の縁部22.23によるシート部間に
常時燃料油圧を加えるようにしたから、燃料油をシール
する点すなわち下方の縁部23の直径を小さくでき、従
ってスピンドル20を弁座部13側に押付けて閉弁させ
るに要する力を小さくできてこの点からも弁シート部の
損傷を防止できる。さらに、抑圧用圧力室15を設け、
スピンドル20を閉弁させる力の大゛r、を燃ネ1油圧
に負担させたから、前記燃料導入用通路24による閉弁
力の軽減と相俟って、燃料噴射弁の運動質険、すなわち
、ばね42の一部分とスピンドル20の質量を、燃料油
の超高圧化にも拘らず、従来並みに小さくでき、その制
御性を確保できる。また、全体の構造も特に複雑な部分
がなく、簡易な構造で本発明の目的を達成できる。
なお、木発明の実施にあたり、燃料通路llと空間14
とを連通させる通路24は、第5図に示される他の実施
例のように、弁本体lO側に設けてもよいが、前記実施
例のようにスピンドル20側に設ける方が加工上容易で
あるという利点がある。また、空間14を形成するため
の四部21も、第6図に示される更に他の実施例のよう
に、弁本体lO側に、1シけてもよいが、前記実施例の
ようにスピンドル20側に設ける方が加にU−容易であ
るばかりでなく、各部品の寸法のバラツキによるシール
の不十分さを発生する恐れがないという利点がある。さ
らに、前記実施例では、管制油供給源32は、開弁に必
要な油圧を発生する別個の圧力源として説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば第7図の
他の実施例に示されるように、スピンドル20の大径部
26を抑圧用大径部26Aと、この大径部26Aより更
に大径の管制用大径部26Bとの2段に形成し、この管
制用大径部26Bに対向される管制用圧力室16には燃
料油供給源31から電磁式2位置3ボートの切換弁33
を介して必要に応じて燃料油を供給するようにしてもよ
い、この際、押圧用大径部26Aと管制用大径部26B
との段部に面したブを本体lO内には、スピンドル20
のリフト逃し用室18が形成されるとともに、この室1
8は逃し用通路19を介して大気に連通されている。
このような構成によれば、切換弁33を切換えて管制用
圧力室16に燃料油を供給すれば、押圧用大径部26A
と管制用大径部26Bとの受圧面積(7)相違により、
スピンドル20は上Aされ、開弁される。一方、閉弁さ
せるには、前記切換(j33を切換えてwS7図図示の
状態とすれば、管制用圧力室16内の燃料油が切換弁3
3を経てタンクTに摺出され、スピンドル20は支持し
ないばねのイリ勢力および抑圧用圧力室15の燃料油圧
によりド隆されて閉弁されることなる。以下、同様にし
て必費時に切換弁33を切換えて開弁あるいは閉弁を行
なえばよい、この実施例において、切換弁33は電磁式
に限らず、エンジンのクランク軸に連動されるカムを使
って機械的に!ilJ換える構造でもよい。
また、前記各実施例においては、シール部は、四部21
の1−、ドの縁部22.23の2箇所とされているが、
未発明はこれに限定されるものではなく、四部を2箇所
以り設けて3筒所以−+−,にシール部を設けてもよい
、さらに、木発明は」二連の各実施例等に限定されず、
本発明の目的を達成しうる範囲での変形は、本発明に含
まれるものもある。
[発明の効果] 1、述のように本発明によれば、超高圧燃料の噴射が可
能で、制御性が良く、かつ、構造も簡易にできるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
fjS1図は従来の噴射弁を示す断面図、第2図は本発
明に係る超高圧燃料噴射弁の一実施例を示す断面図、第
3図はwS2のm部の拡大図、第4図は第2図の実施例
の作動線図、第5図ないしPtS71Mは本発明のそれ
ぞれ異なる他の実施例を示す要部の断面図である。 lO・・・弁本体、11・・・燃料通路、13・・・弁
座部、14・・・空間、15・・・抑圧用圧力室、16
・・・管制用圧力室、20・・・スピンド′ル、21・
・・凹部、22.23・・・縁部、24・・・燃料導入
用の通路、31・・・燃料油供給源、32・・・管制油
供給源。 代理人 弁理士 木ド 実三 (ほか1名) 第i l>:’+ 第2し1 九にメ1 第3図 9凸 第4図 クフノク回転^N 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)ブ「本体内に燃料通路を形成するとともに、この
    燃料通路に設けられた弁座部に一端を臨ませられたスピ
    ンドルをfr本体内に軸方向移動自在に収納し、このス
    ピンドルの一端を前記弁座部にばねで押(=Iけて燃料
    通路を閉止する超高圧燃料噴射弁において、前記弁座部
    とスピンドルとの弁シート部を、少なくとも2箇所接触
    に形成するとともに、これらの接触箇所の中間の空間に
    燃料を導入する通路を設けたことを特徴とする超高圧燃
    料噴射 ブ「 。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記少なくとも
    2箇所接触による弁シート部の形成は、スピンドルのブ
    「座対向面に全周にわたる四部を形成することにより、
    この四部の両端縁で構成されたことを特徴とする超高圧
    燃料噴射弁。 (3)特許請求の範囲第1項またはtjS2 ff+に
    おいて、前記空間への燃料導入通路を、スピンドルに形
    成したことを4.V徴とする超高圧燃料噴射弁。 (4) 4.!7 fig請求の範囲第1項ないし第3
     ’Aのいずれかにおいて、前記燃料通路に連通されて
    燃料の圧力をスピンドル押刊方向に作用させる押付用圧
    力室をブ「本体内に形成するとともに、必要時に管制用
    圧力をスピンドル反押イリ方向に作用させる管制用圧力
    室を弁本体内に形成したことを特徴とする超高圧燃料噴
    射ブ「。
JP2568384A 1984-02-14 1984-02-14 超高圧燃料噴射弁 Pending JPS60169664A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5167370A (en) * 1989-11-15 1992-12-01 Man Nutzfahrzeuge Ag Method and device for the intermittent injection of fuel into the combustion chamber of a combustion engine
JP2002535537A (ja) * 1999-01-14 2002-10-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関用の燃料噴射弁

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