JPS6027779A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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Publication number
JPS6027779A
JPS6027779A JP13634283A JP13634283A JPS6027779A JP S6027779 A JPS6027779 A JP S6027779A JP 13634283 A JP13634283 A JP 13634283A JP 13634283 A JP13634283 A JP 13634283A JP S6027779 A JPS6027779 A JP S6027779A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
needle valve
pressure
fuel
piston body
Prior art date
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Pending
Application number
JP13634283A
Other languages
English (en)
Inventor
Akinobu Moriyama
明信 森山
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS6027779A publication Critical patent/JPS6027779A/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
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift

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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) 本発明は内燃機関の燃料噴射ノズルに関する。
(従来技術) 従来の燃料噴射ノズルとしては、例えば、特開昭54−
50726号公報に記載されたものが知られている。こ
の燃料噴射ノズルは噴孔を開閉するニードルバルブを有
し、該ニードルバルブはスプリングの弾性付勢力を閉弁
方向に受け、かつ噴射燃料圧力を開弁方向に受圧してこ
れらの力のバランスにより噴孔を開閉する。
しかしながら、このような従来の燃料噴射ノズルにあっ
ては、ニードルバルブがスブリングの弾性イ1勢力と燃
料圧力との力関係で移動する構成となっていたため、ニ
ードルバルブが開弁方向に燃料圧力を受ける受圧面積が
、弁座にニードルバルブが着座している閉弁時よりも弁
座から離れる開弁状態の方が広くなり、その広くなった
分だけ閉弁圧が開弁圧よりも低い値となる。したがって
、ニードルバルブが閉弁する噴射路りは、比較的低圧の
いわゆるだらだら噴射となって燃料噴霧の切れが悪化し
、微粒化の悪い燃料噴霧が燃焼室内に噴射されることと
なる。その結果、燃焼効率が悪化し、燃費が悪いという
問題点があった。
(発明の目的) そこで、本発明は、ニードルバルブに開弁方向に作用す
る燃料の導入されるシリンダ孔をニードルバルブに形成
し、このシリンダ孔にその一端部が摺動自在に挿入され
他端から弾性部材の付勢力を受けるとともに、ニードル
バルブに係合してニードルバルブに弾性部材の付勢力を
直接伝達可能なストシバの形成されたピストン体を配設
することにより、開弁時、ピストン体が燃圧を受けてニ
ードルバルブとの保合を離れて弾性部材を押圧し、閉弁
時、ピストン体が弾性部材の付勢力により移動してニー
ドルバルブに衝突し、このピストン体の衝突によりニー
ドルバルブを閉弁方向に移動させて、ニードルバルブの
閉弁圧力を高くし、燃料噴霧の切れを良好にして燃焼効
率を向上させることを目的としている。
(発明の構成) 本発明の燃料噴射ノズルは、先端部に噴孔の形成された
ノズルボディと、ノズルボディ内に移動可能に収納され
たニードルバルブと、を備え、前記ノズルボディが、油
溜りと、油溜りに加圧燃料を導入する第1燃料通路と、
油溜りと前記噴孔とをシート部を介して連通ずる第2燃
料通路と、を有し、前記ニードルバルブが、前記シート
部に着座可能なフェイス部と、前記油溜り部に位置する
プレッシャステージと、を有し、該ニードルバルブが弾
性部材によりそのフェイス部がシート部に着座するよう
に付勢されるとともに油溜りに導入される燃料油圧によ
りリフトされる燃料噴射ノズルネこおいて、前記ニード
ルバルブに前記油溜りに連通ずるシリンダ孔を形成し、
該ニードルバルブと前記弾性部材との間に、その一端部
がシリンダ孔内に摺動自在に挿入されるピストン体を配
設するとともに、該ピストン体に、ニードルバルブと係
合可能でピストン体に加わる弾性部材の付勢力を直接ニ
ードルバルブに伝達するストッパを形成することにより
、弾性部材の付勢力を受けたピストン体を、閉弁時、ニ
ードルバルブに衝突させてニードルバルブの閉弁圧力を
高めるものである。
(実施例) 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第1〜3図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明すると、第1図において、1はその先
端部に噴孔2の形成されたす・ツク部3を有するノズル
ボディであり、ノズルボディ1には、油溜り4、第1燃
料通路であるフィードホール5、ステムボール6、シー
ト部7、ガイドボール8、スプリング室9およびリター
ン通路lOが形成されている。油溜り4には図示しない
燃料ポンプからフィードホール5を通して加圧燃料が供
給され、油溜り4はステムホール6によりシート部7を
介してサック部3に連通している。また、ガイドホール
8は油溜り4に連通ずるとともに連通孔11を通してス
プリング室9に連通しており、スプリング室9には図示
しない燃料タンクに連通ずるリターン通路10が開口し
ている。一方、ノズルボディ1内にはニードルバルブ1
2が移動可能に収納されており、ニードルバルブ12に
は、フェイス部13、ステム14、プレッシャステージ
15、ガイド部16、およびシリンダ孔17が形成され
ている。ガイド′部16は前記ガイドホール8と摺接し
、プレッシャステージ15は前記油溜り4部に位置して
油溜り4内の燃料油圧(以下、燃圧と略す)によりニー
ドルバルブ12を開弁方向(図中上方)にリフトさせる
方向の力を受ける。ステム14は前記ステムホール6と
所定間隔(通常、噴孔2の総開口面積よりも十分に大き
な通路面積を形成する間隔)を有しており、このステム
14とステムホール6とで第2燃料通路18が画成され
ている。さらに、フェイス部13は前記シート部7に着
座して油溜り4から第2燃料通路18を通してサック部
3に送給される燃料を遮断する。シリンダ孔17は、ニ
ードルバルブ12の軸方向に形成され、連通孔11に開
口している。シリンダ孔17内にはピストン体19の一
端部が摺動可能に挿入されており、ピストン体19ばシ
リンダ孔17内に圧力室20を画成している。この圧力
室20、すなわちシリンダ孔17は導入通路21によっ
て油溜り4に連通されており、油溜り4の燃圧が導入通
路21を通して圧力室20に導入される。ピストン体1
9ば、その他端部が連通孔11を貫通してスプリング室
9に突出してプレッシャピン22に当接しており、プレ
ッシャピン22はスト・ツバ23との間に縮3されたプ
レッシャスプリング24により図中下方の付勢力を受け
ている。また、ピストン体19にはニードルバルブ12
の肩部25に係合可能なスト・ノーバ26が形成されて
いる。したがって、プレッシャスプリング24の付勢力
はプレッシャピン22およびピストン体19のストッパ
23を介してニードルバルブ12に伝達され、ニードル
バルブ12はプレッシャスプリング24により閉弁方向
(図中下方)に付勢されてシート部7に着座する。また
、ニードルバルブ12の開弁方向の移動はニードルバル
ブ12の肩部25力一連通孔11を形成するノズルボデ
ィ1のピース27に当接することにより規制され、その
最大移動量りは噴射量との関係で設定される。なお、ス
トッパ23は、プレッシャピン22がプレッシャスプリ
ング24の最大たわみ代以上に移動するのを規制してい
る。
次に作用を第2.3図に基づいて説明する。
燃料噴射の開始は、燃料ポンプから第1燃料通路5を通
して油溜り4に供給される加圧燃料の燃圧によりニード
ルバルブ12がリフトされることにより行われ、この開
弁圧は従来の燃料噴射ノズルと同様にプレッシャスプリ
ング24の付勢力とニードルバルブ12の主にプレッシ
ャステージ15の受ける燃圧との力関係によりて決定さ
れる。すなわち、油溜り4に供給される加圧燃料の燃圧
Pは導入通路21を通して圧力室20に導入され、ピス
トン体19を第2図a申上方に押し上げる方向の力Fp
として作用する。この力Fpばピストン体19の径をd
、とすると、次式%式% この方Fpの反作用として、第2図すに示すように、同
一の力Fpがニードルバルブ12に閉じ方向に作用し、
ニードルバルブ12がピース27に当接するまでは力F
pと力Fpとがキャンセルされて、ニードルバルブ12
は、主に、プレッシャステージ15に作用する燃圧Pと
プレッシャスプリング24の付勢力との関係でリフトす
る。ニードルバルブ12の開弁時の燃圧をPo(第3図
aに表示)とし、ニートノlムバルフ゛12の力゛イド
会h16の径をd2、シート部7の径をd、とすると、
開弁時のプレッシャスプリング24の付勢力FOは次式
で与えられる。
FO=1・ (dへ−d13)・p o −−−−−+
21そして、ニードルバルブ12は、ピストン体19を
押し上げながら、第2図a中肩部25がlOの位置から
上方へ移動し、最大移動量りだけ移動して、第2図a中
β、の位置でピース27に規制される。さらに、油溜り
4の燃圧Pの上昇に伴って圧力室20の燃圧(Pと同じ
値)が上昇すると、ピストン体19が第2図a中上方に
移動を開始し、このときの燃圧P、は次式で示される。
P、−(Fo+ (KxL))÷< 2d:L+ )−
−−−−・(3) ここで、FOはlloでのプレッシャスプリング24の
付勢力((2)式で与えられる) Kはプレッシャスプリング24のノ\ ネ定数 Lは最大移動量で(、l!1−5o) で与えられる。
(33式より明らかなように、ピストン体19の移動開
始時の燃圧P、はピストン体19の14d1に反比例し
、径d1が小さいと゛高く、径d、が大きいと低い。さ
らに、油溜り4の燃圧Pの上昇に伴)てピストン体19
が第2図a中上方に移動し、最大燃圧P2 (第3図a
参照)でピストン体19は最大に移動して12の位置(
第2図aおよび第3図す参照)に達する。その後、油溜
り4内の燃圧Pの下降に伴ってピストン体19も第2図
a中下方に移動する。このときのピストン体19の下降
速度は燃圧Pの下降速度に対応しており、ピストン体1
9はこの下降速度でニードルバルブ12に衝突する。こ
の衝突時の力F、が第3図Cに1で示すよ゛)に、ニー
ドルバルブI2に閉弁方向に先鋭的に作用し、力F、は
次式(4)で示される。
F、=m・α −・−(41 ここで、mはピストン体I9、プレンシャピン22およ
びプレッシャスプリング 24の等価慣性重量の和、 αは1!i突時の加速度。
ニードルバルブ12は、この力F1を受けて、従来より
も高く、また、開弁圧Poよりも高い燃圧P3 (第3
図a参照)において、第3図すに示すように、2点鎖線
で示す従来よりも早く、かつ、急速に閉弁方向に移動を
開始する。ニードルバルブ12の急速な移動に伴ってニ
ードルバルブ]2の閉弁方向に作用する力も、第3図C
に示すように、急速に小さくなり、閉弁終期には閉弁方
向の力は徐々に小さくなる。したがって、噴射率が、第
3図dに示すように、急激に低下して、噴射圧の低い燃
料の噴射量が極めて少なく、すなわち、いわゆるだらだ
ら噴射が極めて少なくなり、またニードルバルブI2の
フェイスtaxsがノズルボディlのシート部7にjh
撃を与えることなく着座する。その結果、燃焼効率や熱
効率が向上し燃費や排気性能が改善されるとともにニー
ドルバルブ12のフェイス部13やノズルボディlのシ
ート部7の耐久性が向上する。
なお、第3図す中破線はピストン体19のリフト量を示
している。
(効果) 本発明によれば、閉弁開始時の噴射圧を高くでき、かつ
、急速に噴射率を低下させることができるとともに衝撃
を与えることな(ニードルバルブをシート部に着座させ
ることができるので、燃焼す1率や熱効率を向上させ、
燃費や排気性能を改善させることができるとともにニー
ドルバルブのフェイス部やノズルボディのシート部の耐
久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明の燃料噴射ノズルの一実施例を示す
図であり、第1図はその概略断面図、第2図はその動作
説明図であり、第2図aはその概略[rWj図、第2図
すはその圧力室の拡大図、第3図はその作用説明図であ
り、第3図aはその油溜り内の燃圧を示す図、第3図す
はそのニードルバルブとピストン体の移動を示す図、第
3図Cはそのニードルバルブに閉弁方向に作用する力を
示す図、第3図dはその噴射率を示す図である。 1−・−・・−ノズルボディ、 2−−−−−一噴孔、 4−−−−−一油溜り、 5−−−−−−フィードボール(第1燃料通路)、? 
−−−−−−シート部、 12−・−一一一二一ドルバルブ、 13−−−−−−フェイス部、 15−−−−−プレッシャステージ、 17−−・−シリンダ孔、 18−−−−−一第2燃料通路、 19−−一−・−ピストン体、 24−・−プレッシャスプリング(弾性部材)、26−
−−−−−ストッパ。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第2図 (b) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 先端部に噴孔の形成されたノズルボディと、ノズルボデ
    ィ内に移動可能に収納されたニードルバルブと、を備え
    、前記ノズルボディが、油溜りと、油溜りに加圧燃料を
    導入する第1燃料通路と、油溜りと前記噴孔とをシート
    部を介して連通ずる第2燃料通路と、を有し、前記ニー
    ドルバルブが、前記シート部に着座可能なフェイス部と
    、前記油溜り部に位置するプレッシャステージと、を有
    し、該ニードルバルブが弾性部材によりそのフェイス部
    がシート部に着座するように付勢されるとともに油溜り
    に導入される燃料油圧によりリフ1−される燃料噴射ノ
    ズルにおいて、前記ニードルバルブに前記油溜りに連通
    するシリンダ孔を形成し、該ニードルバルブと前記弾性
    部材との間に、その一端部がシリンダ孔内に摺動自在に
    挿入されるピストン体を配設するとともに、該ピストン
    体に、ニードルバルブと係合可能でピストン体に加わる
    弾性部材の付勢力を直接ニードルパルプに伝達するスト
    ッパを形成したことを特徴とする燃料噴射ノズル。
JP13634283A 1983-07-25 1983-07-25 燃料噴射ノズル Pending JPS6027779A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3085947A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-26 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland A fuel valve for a large two-stroke self-igniting internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3085947A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-26 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland A fuel valve for a large two-stroke self-igniting internal combustion engine
JP2016205370A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド 大型2サイクル自己着火式内燃エンジン用の燃料弁
US10550811B2 (en) 2015-04-22 2020-02-04 Man Energy Solutions, Filial Af Man Energy Solutions Se, Tyskland Fuel valve for a large two-stroke self-igniting internal combustion engine

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