JPS6111447A - 燃料噴射弁 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はディーゼル機関等の燃料噴射弁に係シ、特に主
噴射に先立って初期噴射もしくは・９イロツト噴射が行
える燃料噴射弁に関する。

〔発明の技術的背景〕

ディーゼル機関等の燃料噴射弁は、燃料噴射ポンダよシ
供給される燃料を加圧室に導入し、この加圧室の燃料圧
力でニードル弁をスプリングに抗して押し開き、該加圧
室の燃料を噴孔よシ噴射するようになっている。従来の
燃料噴射弁によると第３図の特性図で破線で示すように
、燃料噴射始めの噴射率が高く、このため気筒内で急激
な燃焼が行われて燃焼圧力が急上昇するため騒音の増大
を招き、かつ温度も急上昇するためＮＯｘが増える不具
合があった。

この対策として噴射始めに噴射率を下げて初期噴射を行
わせたシ、・臂イロット噴射を行わせることが有効であ
ることが知られておシ、たとえば特公昭５６−７０５５
号公報において開示されている。

〔背景技術の問題点〕

ところで、燃料の噴射始めに１質射圧を高くすると噴射
燃料が気筒内で微粒化するので着火性が向上する。しか
しながら上記公報のものは、ニードル弁がリフトすると
調整ピストンのロッドに当ってリフト量が規制され、こ
れにより初期噴射を行い、この初期噴射が終るとスプリ
ングおよび調整ピストンに抗してニードル弁がさらにリ
フトされて主噴射を行うものである。したがってこのも
のでは初期噴射の噴射圧が燃料噴射ポンプよシ圧送され
る燃料の供給圧に留まシ、高圧噴射は期待できないもの
であった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、主噴射に先立って初期噴射もし
くはパイロット噴射等の前噴射が可能となり、しかもこ
の前噴射では噴射圧を高めて着火性が向上する燃料噴射
弁を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕 本発明は上記目的を達成するため、摺動自在なプランジ
ャの一端に加圧室と連通されかつ前噴射用燃料を導入す
る前噴射用燃料室を形成するとともに、このプランジャ
の他端に燃料噴射ポンプから燃料を導びく主燃料室を形
成し、この主燃料室は上記プランジャが所定ストローク
作動された場合に開かれる主噴射ポートを介して上記加
圧室に連通し、かつ上記シランシャは前噴射用燃料室に
臨む加圧面が主燃料室に臨む受圧面よシ小さな面積とし
たことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明について第１図ないし第３図に示す第１の実
施例にもとづき説明する。

第１図は燃料供給系統図の一例を示し、１は燃料噴射Ｉ
ンノである。この燃料噴射ポンプ１はたとえば公知の判
型ポンプであり、フィードポンｆ２を備えている。これ
ら両ポンｆ１．２はエンジンにより同時に駆動されるよ
うになってお９、フィードポンｆ２は燃料タンク３よシ
吸入管４を介して燃料を導入し、供給管５を通じてフィ
ルタ６に供給する。フィルタ６から導入管７により燃料
噴射ポンゾ１へ燃料が分配されるとともに、ノ臂ルセー
シ冒ンダンノ′ｅ８および前噴射用燃料管９を介して後
述する燃料噴射弁２０に燃料が分配される。

燃料噴射ボン７″１は導入管７よシ吸入した燃料を加圧
し、噴射管１０を介して燃料噴射弁２０へ供給する。

なお１１は戻し管である。

燃料噴射弁２０の構造を第２図に示す。第２図において
２１はシリンダ、２２はノズルホルダ、２３はチッゾノ
ｆッキング、２４はノズルをそれぞれ示す。これらシリ
ンダ２１、ノズルホルダ２２、チッゾノセッキング２３
およびノズル２４は、この順に軸方向に配置され、リテ
ーニングナツト２５により一体的に締め付けられている
。

ノズル２４にはニードル弁２６が収容されておシ、この
ニードル弁２６は上記ノズル２４に形成した加圧室２７
内の燃料圧力を受けてリフト量、これにより噴孔２８を
開く。噴孔２８が＝５− 開かれると、上記加圧室２７内の燃料が該噴孔２８よシ
噴射される。

ニードル弁２６は、ノズルホルダ２２に形成したスプリ
ング室２９のノズルスノリング３０により、噴孔２８を
閉じる方向に押圧付勢されている。

シリンダ２１内にはグランジャ３１が摺動自在に嵌挿さ
れている。グランジャ３１とシリンダ２１とノズルホル
ダ２２で囲まれる空間は主燃料室３２をなしておシ、こ
の主燃料室３２は燃料通路３３を介して前記噴射管１０
に通じている。主燃料室３２にはシランシャスゲリング
３４が収容され、このスプリング３４はプランジャ３１
を図示上方に向けて押圧付勢している。

また主燃料室３２にはストツノ量３５が設けられ、プラ
ンジャ３１の下方への移動量を規制する。

なおプランジャ３１は大径部３６と小径部３７を一体に
有し、大径部３６の端面が上記主燃料室３２に臨んでお
９、受圧面３８となっている。

シリンダ２１の図示上端にはパルブホルダ４０がナツト
４１によ多連結されている。パルプボルダ４０とシリン
ダ２１の間には前噴射用燃料室４２が形成されておシ、
この前噴射用燃料室４２は燃料圧送通路４３を介して前
記加圧室２７に通じている。バルブホルダ４０には前噴
射用燃料室４２に通じる前噴射用燃料通路４４が形成さ
れ、この通路４４は前述の前噴射用燃料管９に連結され
ている。そして前噴射用燃料通路４４にはチェ、り弁４
５が設けられておシ、このチェック弁４５は前噴射用燃
料室４２に収容したチェｙり弁スプリング４６により上
記通路４４を閉じる方向に付勢されている。

なおチェック弁スプリング４６はシム４７によりセット
荷重が調整される。

上記前噴射用燃料室４２は、シム４７に形成した透孔４
８を介して前噴射ポンプ室４９に通じている。このポン
プ室４９には前記プランジャ３１の小径部３７が臨まさ
れてお９、小径部３７の端面は加圧面５θをなしている
。

プランツヤ３１には、大径部３６に環状溝５１を形成し
てあシ、この環状溝５１は横孔５２および縦孔５３によ
り主燃料室３２に通じている。シリンダ３ノには主噴射
−一ト５４が形成されておシ、この主噴射ポート５４は
上記環状溝５１の噴射リード５５により開閉される。

そして主噴射ポート５４は前述の燃料圧送通路４２に通
じている。

なお、ノズルスプリング室２９およびプランジャ上部室
５６は、リーク通路５７を介して戻し管１１に通じてい
る。

このような構成に係る第１の実施例の作用について説明
する。

エンジンにより駆動されるフィードポンプ２ノ！ルセー
シ目ンダンノｆ８および前噴射用燃料管９を介して燃料
噴射弁２０に送シ込まれるとともに、導入管７を経て燃
料噴射ポンプ１に供給される。

燃料噴射弁２０においては第２図に示す通９、上記前噴
射用燃料・α９から送シ込まれる燃料を、前噴射用燃料
通路４４よシ導入する。そしてこの燃料圧力によりチェ
ック弁４５がチェック弁スプリング４６に抗して押し開
かれるので上記燃料は前噴射用燃料室４２に送シ込まれ
る。

前噴射用燃料室４２に送）込まれた燃料は燃料圧送通路
４３を介して加圧室２７に達するが、上記フィードポン
ｆ２から供給される燃料の圧力は低いため、ニードル弁
２６を押し上げるには至らない。また前噴射用燃料室４
２に送シ込まれた燃料は前噴射ポンプ室４９に達し、プ
ランツヤ３１を押し下げる。グランジャ３１は小径部３
７に加えられる燃料圧力と、プランジャスプリング３４
による押し上げ力とが均衡する位置で停止される。

このようにしてフィードポンプ２からの燃料供給がなさ
れたのち、燃料噴射ボンｆ１よｐ噴射管１０を通じて燃
料の圧送が始まる。この燃料は燃料通路３３を経て主燃
料室３２に送シ込まれるので、グランジャ３１の受圧面
３８に燃料圧力が加えられる。したがってプランジャ３
１は押し上げられ、前噴射ポンプ室４９の燃料を加圧す
る。この加圧は、大径な受圧面３８と小径な加圧面５０
の面積の逆比となシ、よってポンプ室４９の圧力は主燃
料室３２の圧力よシも増圧される。

ポンプ室４９の燃料が加圧されると、この圧力は前噴射
用燃料室４２に伝えられ、チェック弁４５は通路４４を
閉止し、よって前噴射用燃料室４２の燃料は圧送通路４
３を通じて加圧室２７に送られる。

加圧室２７の燃料圧力がニードル弁２６の開弁圧に達す
ると、ニードル弁２６はノズルスプリング３０に抗して
リフトされ、噴孔２８を開くので加圧室２７の燃料が噴
孔２８よシ噴射される。よって前噴射が行われるもので
ある。

プランジャ３１は引き続き押し上げられて前噴射を続け
るが、プランジャ３１の環状溝５１に形成した噴射リー
ド５５が主噴射ポート５４を開くと、主燃料室３２の燃
料は、縦孔５３、横孔５２、環状溝５１、主噴射ポート
５４を通じて圧送通路４３より加圧室２７へ送られる。

ニードル弁２６は加圧室２７の燃料圧力により押し上げ
られて噴孔２８を開いているため、加圧室２７の燃料は
噴孔２８よシ噴射される。したがってこの段階では主燃
料室３２の燃料が噴孔２８より噴射されることになり、
主噴射を行うＯ シランシャ３１は上昇を続け、小径部３７の加圧面５０
がシム４７に当ると、チェック弁スプリング４６により
上昇を緩められ、続いて大径部３６がシリンダ肩部に当
ることにより上昇が停止される。燃料噴射ポンプ１から
の燃料圧送が終了すると、主燃料室３２の燃料圧力が低
下し、プランジャ３１は前噴射用燃料室４２の残圧、チ
ェ、り弁スプリング４６の力を受けて押し下げられ、こ
れによりｉ状溝５１の噴射リード５５が主噴射ポート５
４を閉止すると加圧室２７の圧力も低下するのでニード
ル弁２６が復帰して噴射を終了する。

そして再びフィードポンプ２からの燃料供給圧でチェッ
ク弁４５を開いて前噴射用燃料室４２に燃料を導入し、
この燃料圧によりプランジャ３ノリング３４の押圧力と
平衡する位置まで押し下げて停止させる。以後上述のご
とき作動を繰シ返す。

このよう表作動による噴射特性を第３図の実線で示す。

本実施例では、主噴射ポート５４が開かれるまでは前噴
射されるが、この前噴射においては、シランシャ３１の
小径部３７によりポンプ室４９の燃料を押圧する。小径
部３７の移動体積は小さいため、噴射量が少く抑えられ
、よって噴射率は小さくなる。しかしながらこの場合、
噴射圧はプランジャ３１における大径部３６の受圧面３
８と小径部３７の加圧面５００面積の逆比となって増圧
されることになシ、前噴射で高圧噴射がなされるから、
噴射燃料が微粒化され、着火性能が向上する。

第４図に示す第２の実施例について説明する。

第１実施例と異なる点は、第２図におけるプランジャ３
ノの横孔５２と縦孔５３を廃止し、その代漫にシリンダ
２１にパイロットポート８１を設け、とのｉ４イロット
ポート８１を圧送通路４３に連通するとともにパイロッ
トポート８１と対向して開口されたリターンポート８２
をリターン通路８３を介してシランシャ上部室５６に連
通しである。またリーク通路５７に、絞シ８４を形成し
である。

このような構成によると、プランジャ３１が主燃料室３
２の燃料圧力で上動されることにより前噴射が始ｉシ、
引続き環状溝５１のリード面５５がノやイロットデート
８ノを開くと、燃料圧送通路４３の燃料がパイロットポ
ート８１、環状溝５１、リターンポート８２、リターン
通路８３およびプランジャ上部室５６を通じてリーク通
路５７よシ戻し管１１に逃がされる。このため加圧室２
７の燃料圧力が低下し、よってニードル弁２６は一旦噴
孔２８を閉止する。なお絞シ８４はこのときに加圧室２
７の燃料圧力が過度に低下するのを防止する。

引続きプランジャ３１が上動されて、シランシャ３１の
大径部３６上端面がプランジャ上部室５６に開口されて
いるリターン通路８３を閉じると加圧室２７の燃料圧力
は次第に上昇されてゆく。そしてプランジャ３１の受圧
面３８が主噴射ポート５４を開くと、主燃料室３２の燃
料が圧送通路４３から加圧室２７に送られるため、ニー
ドル弁２６がリフトされ、噴孔２８を再び開いて主噴射
が行われる。

したがってこの実施例では前噴射と主噴射が連続するこ
となく完全に分離されるので、この前噴射はいわゆるノ
母イロット噴射となる。

第５図に示す燃料供給系統図では、第１図のノ苛ルセー
シ璽ンダンノや８に代ってア＋？具レータ９０を用いで
あるばかシでなく、前噴射用燃料管９と戻し管１１をパ
イｉ４ス管９１で結び、このパイノ量ス管９１に可変絞
勺９２を取シ付けである。このものによると、可変絞９
９２を通路面積を変えることにより前噴射用燃料室４２
に導入する燃料量が変化するので、前噴射量を制御する
ことができる。

第６図に示す燃料供給系統図では、前噴射用燃料管９に
電磁弁９５および圧力センサ９６を設け、圧カセンザ９
６の検知信号によりミ子制御回路９７を介して電磁弁９
５を作動させることにより前噴射用燃料室４２に導入す
る燃料量を調整し、よって前噴射量を制御することがで
きる。

なお上記実殉例よシ判る通シ、前噴射用燃料室４２と主
燃料室３２とにそれぞれ異なるポンプ２および１から燃
料を供給するので、これら各実施例の燃料噴射弁２０は
、前噴射と主噴射でそれぞれ別の燃料を供給する、いわ
ゆるプーアル７−−エルインノエクシ冒ンにも適用可能
である。

〔発明の効果〕

μ上述べた通シ本発明によると、前噴射用燃料室に導入
した燃料をプランジャにより加圧して前噴射を行わしめ
、この際プランツヤは小径々加圧面で上記前噴射用燃料
室の燃料を加圧するので、加圧される燃料の量が少く、
よって噴射率が低い前噴射が可能となる。しかもこの場
合上記燃料はプランジャの大径部と小径部の面積の逆比
によって増圧されるため、噴射圧力が増大され、よって
燃料の微粒化を促し、着火性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は燃料供給系統図、第２図は燃料噴射弁の断面図、第
３図は噴射特性図である。 第４図は本発明の第２実施例を示す燃料噴射弁の断面図
、第５図および第６図は本発明の他の実施例を示すそれ
ぞれ燃料供給系統図である。 １・・・燃料噴射ポンプ、２・・・フィードポン！、２
０・・・燃料噴射弁、２１・・・シリンダ、２４・・・
ノズル、２６・・・ニードル弁、２７・・・加圧室、２
８・・・噴孔、３０・・・ノズルスプリング、３１・・
・プランジャ、３２・・・主燃料室、３６・・・大径部
、３７・・・小径部、３８・・・受圧面、４２・・・前
噴射用燃料室、４３・・・圧送通路、４９・・・前噴射
用ｙｔｅンゾ室、５０・・・加圧ｉＧ’ｒ、５４・・・
主噴射ボート。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦？淀＋１Ｆ−
賎に財ζ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射ポンプより供給される燃料を加圧室に導入し、
   この加圧室の燃料圧力によりニードル弁を押し開いて噴
   孔から燃料を噴射する燃料噴射弁において、摺動自在な
   プランジャを備え、このプランジャの一端に上記加圧室
   と連通されかつ前噴射用燃料を導入する前噴射用燃料室
   を形成し、上記プランジャの他端に前記燃料噴射ポンプ
   と連通された主燃料室を形成し、この主燃料室は上記プ
   ランジャが所定ストローク作動された場合に開かれる主
   噴射ポートを介して上記加圧室に連通し、かつ上記プラ
   ンジャは前噴射用燃料室に臨む加圧面が主燃料室に臨む
   受圧面より小さな面積であることを特徴とする燃料噴射
   弁。