JPS61123759A - Variable opening pressure/variable needle lift type fuel injection valve - Google Patents

Variable opening pressure/variable needle lift type fuel injection valve

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JPS61123759A
JPS61123759A JP24335884A JP24335884A JPS61123759A JP S61123759 A JPS61123759 A JP S61123759A JP 24335884 A JP24335884 A JP 24335884A JP 24335884 A JP24335884 A JP 24335884A JP S61123759 A JPS61123759 A JP S61123759A
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cam
injection valve
movable
pressure
fuel injection
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Tetsuo Kikuchi
哲郎 菊地
Manabu Yoshida
学 吉田
Satoshi Kuwakado
桑門 聰
Toshihisa Sugiyama
敏久 杉山
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To drop the injection rate forcefully upon droppage of valve-open pressure by limiting the lift of nozzle needle through utilization of tubular cam mechanism for varying the setting load of spring which will energize the nozzle needle in valve-close direction. CONSTITUTION:Under normal operation, the lever 78 is rotated through lever operating mechanism (not shown) untill the fixed cam 38 and the movable cam 40 are most separated. Under this condition, the spring 42 is compressed with strongest setting load thus to set the opening pressure of injection valve 10 at high level. Under low speed low load operation, the lever 78 is rotated reversely to bring the closest positional relation between said cams 38, 40 thus to reduce the setting load of spring 42. Second movable cam 62 is rotated together with said cam 40 to be separated from second fixed cam 56 thus to bring the stopper rod 76 near to the pressure pin 44 and to limit the lift of nozzle needle 24.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジン、特に渦流室式ディーゼル
エンジンの燃料噴射弁に関する。より詳しくは、本発明
は、エンジン運転条件に応じて噴射弁の開弁圧と噴射率
とを同時に変化させることの可能な燃料噴射弁に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel injection valve for a diesel engine, in particular a swirl chamber diesel engine. More specifically, the present invention relates to a fuel injection valve that can simultaneously change the valve opening pressure and injection rate of the injection valve depending on engine operating conditions.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

いわゆる差圧式(ディファレンシャル・プレッシャ・タ
イプ)の燃料噴射弁は周知であり、この型式の噴射弁で
は、ノズルニードルはプレフシヤスプリングによって閉
弁位置に向って弾力付勢されている。ノズルニードルに
は圧力室内の燃料圧力による力とプレッシャスプリング
のばね圧力による力とが相拮抗して作用しており、前者
の力が後者の力に打克った時にノズルニードルがリフト
して燃料が噴射される。一般に、プレッシャスプリング
にはセット荷重が与えられており、このプレセット荷重
を調節ねじによりするごとにより噴射弁の開弁圧を調節
することができる。
So-called differential pressure type fuel injection valves are well known, and in this type of injection valve, the nozzle needle is elastically biased toward a closed position by a preflexure spring. The force due to the fuel pressure in the pressure chamber and the force due to the spring pressure of the pressure spring act on the nozzle needle in opposition to each other, and when the former force overcomes the latter force, the nozzle needle lifts and the fuel is released. is injected. Generally, a set load is applied to the pressure spring, and the opening pressure of the injection valve can be adjusted each time this preset load is applied by an adjustment screw.

デ・−ゼルエンジンの低速低負荷時に開弁圧を低下させ
ると爆発行程におけるエンジン騒音(俗に、アイドルノ
ックと云われている)を低減させることができることが
知られている。また、低速低負荷時に開弁圧を下げると
噴射サイクル中の初期噴射率が低下するので、燃料の壁
面付着が減少してHCエミッションが低減すると共に、
燃焼最高温度が下がり排気ガス中のNOxが減少する。
It is known that engine noise (commonly referred to as idle knock) during the explosion stroke can be reduced by lowering the valve opening pressure when a diesel engine is running at low speed and under low load. In addition, lowering the valve opening pressure at low speeds and low loads reduces the initial injection rate during the injection cycle, which reduces fuel adhesion to the walls and reduces HC emissions.
The maximum combustion temperature decreases and NOx in exhaust gas decreases.

そこで、従来技術においては、差圧式燃料噴射弁におい
てプレッシャスプリングのセット荷重を変化させるカム
機構を設け、これにより開弁圧を変化させることが提案
されている(特開昭57−173557号公報)。
Therefore, in the prior art, it has been proposed to provide a cam mechanism that changes the set load of the pressure spring in a differential pressure type fuel injection valve, thereby changing the valve opening pressure (Japanese Patent Application Laid-Open No. 173557/1982). .

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、前述した型式の可変開弁圧式燃料噴射弁を更
に改良し、低速低負荷時の騒音やHC、NOxエミツシ
ョンを一層効果的に低減させることの可能な燃料噴射弁
を提供することを目的中するものである。
The present invention further improves the variable valve opening pressure type fuel injection valve of the type described above, and aims to provide a fuel injection valve that can further effectively reduce noise, HC, and NOx emissions at low speeds and low loads. It is a purposeful thing.

〔問題点を解決するための手段および作用〕このため、
本発明は可変開弁圧式燃料噴射弁において、ノズルニー
ドルのリフト量を規制するための手段を設けたことを特
°徴とするものである。
[Means and actions for solving problems] For this reason,
The present invention is a variable valve opening pressure type fuel injection valve characterized by providing means for regulating the lift amount of the nozzle needle.

このリフト量規制手段は前記カム機構に作動的に連結さ
れノズルニードル衝当するストッパロッドを含んで成り
、開弁圧の減少に応じてノズルニードルのリフトIを制
限して噴射率を減少させる。
This lift amount regulating means includes a stopper rod which is operatively connected to the cam mechanism and abuts against the nozzle needle, and limits the lift I of the nozzle needle to reduce the injection rate in response to a decrease in valve opening pressure.

〔実施例〕 次に、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。異
なる実施例を図解した異なる図面において、共通する構
成部材は同−又は類似の参照番号で表し、重複説明は省
略することとする。
[Example] Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In different drawings illustrating different embodiments, common components are designated by the same or similar reference numerals and redundant description will be omitted.

第1図から第3図は本発明の第1実施例に係る燃料噴射
弁を表す。この噴射弁10はノズルホルダー12を有し
、ノズルホルダー12にはノズルリテーナ14が螺合し
である。リテーナ14は、通常の如(、ノズルボデー1
6とディスタンスピース1日を保持している。リテーナ
14には噴射弁10をシリンダヘッド(図示せず)の取
付孔に装着するためのねじ部20を備えていると共に、
レンチを作用させるための六角頭部22を備えている。
1 to 3 represent a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention. This injection valve 10 has a nozzle holder 12, and a nozzle retainer 14 is screwed into the nozzle holder 12. The retainer 14 is attached as usual (, nozzle body 1
6 and distance piece 1 day. The retainer 14 is provided with a threaded portion 20 for attaching the injection valve 10 to a mounting hole of a cylinder head (not shown), and
It is equipped with a hexagonal head 22 for wrench action.

ノズルボデー16は従来型式のもので、ノズルニードル
24が摺動自在に精密嵌合された軸孔26を有する。軸
孔26に隣接してノズルボデー16には圧力室28が形
成してあり、この圧力室28は噴孔30により外部と通
じている。
Nozzle body 16 is of conventional type and has an axial bore 26 into which a nozzle needle 24 is slidably fitted. A pressure chamber 28 is formed in the nozzle body 16 adjacent to the shaft hole 26, and this pressure chamber 28 communicates with the outside through a nozzle hole 30.

ノズルホルダー12には軸孔32が形成しである。この
軸孔32はスプリング室34を構成していると共に、後
述する種々の構成部材を収容している。即ち、この軸孔
32の底には厚さ調節用のシム36を介して固定カム3
8が固定されている。
A shaft hole 32 is formed in the nozzle holder 12. This shaft hole 32 constitutes a spring chamber 34 and accommodates various constituent members to be described later. That is, the fixed cam 3 is attached to the bottom of the shaft hole 32 via a shim 36 for adjusting the thickness.
8 is fixed.

又、軸孔32内には可動カム40が回転可能かつ軸方向
移動可能に装着されている。スプリング室34内にはプ
レッシャスプリング42が圧縮状態で装入してあり、そ
の一端はプレッシャピン44によって支承され、他端は
軸孔32内に摺動自在に装着され0リングでシールされ
たばね受け46に支承されている。プレッシャピン44
はプレンシャスプリング42のばね受けとして作用する
と同時に、スプリング42のばね力をノズルニードル2
4に伝える機能を有する。プレッシャスプリング42に
よるスラスト荷重により可動カム40の円滑な回転が妨
げられることを防止するため、可動カム40とばね受け
46との間には複数の鋼球48と穴あき円板状レース5
0から成るスラスト軸受が配置しである。当業者に明ら
かな如く、鋼球48はケージ(図示せず)内に収容して
互いに円周方向等間隔に配置することも可能である。
Further, a movable cam 40 is mounted in the shaft hole 32 so as to be rotatable and movable in the axial direction. A pressure spring 42 is inserted into the spring chamber 34 in a compressed state, one end of which is supported by a pressure pin 44, and the other end of which is a spring receiver that is slidably installed in the shaft hole 32 and sealed with an O-ring. It is supported by 46. Pressure pin 44
acts as a spring holder for the pressure spring 42, and at the same time transfers the spring force of the spring 42 to the nozzle needle 2.
4. In order to prevent smooth rotation of the movable cam 40 from being disturbed by the thrust load caused by the pressure spring 42, a plurality of steel balls 48 and a perforated disc-shaped race 5 are provided between the movable cam 40 and the spring receiver 46.
A thrust bearing consisting of 0 is arranged. As will be apparent to those skilled in the art, the steel balls 48 can also be housed in a cage (not shown) and equally circumferentially spaced from one another.

第1図および第2図(a)に示した様に、固定カム38
と可動カム40は互いに協働する相補的なカム面52 
、54を有する円筒カムであり、可動カム40を固定カ
ム38に対して回転させると可動カム40が軸方向に変
位してばね受け46を変位させてプレッシャスプリング
42のセット荷重を変化させる様になっている。固定カ
ム38の中央部には、更に、第2の固定カム56が一体
成形してあり、カム面58を備えている。他方、可動カ
ム40は角穴状の貫通孔60を備えており、この貫通孔
60には四角形断面の第2の可動カム62が軸方向移動
自在にただし回転不能に収蔵しである。第2可動カム6
2は第2固定カム56のカム面58と相補的なカム面6
4を有し、第2可動カム62を第2固定カム56に対し
回転させると第2可動カム62が軸方向に変位する様に
なっている。第2図fblおよび(C1に示した様に、
固定カム38、可動カム40、第2固定カム56、第2
可動カム62のカム面は、固定カム38と可動カム40
とが最も離れる角位置にある時(この時にプレッシャス
プリング42のセット荷重が最大となる)に第2固定カ
ム56と第2可動カム62が最も接近しく第2図(b)
)、かつ、固定カム38と可動カム40とが最も接近す
る角位置にある時(このときにはスプリング42のセッ
ト荷重が最小となる)に第2固定カム56と第2可動カ
ム62が最も離れる(第2図(C))様な関係で配置さ
れる。即ち、可動カム40は距離りだけ変位可能であり
、第2可:動カム62は可動カム40の変位とは逆方向
に距離dだけ変位可能である(第2図(bl 、 (C
)参照)。
As shown in FIGS. 1 and 2(a), the fixed cam 38
and movable cam 40 have complementary cam surfaces 52 that cooperate with each other.
, 54, and when the movable cam 40 is rotated relative to the fixed cam 38, the movable cam 40 is displaced in the axial direction, displacing the spring receiver 46 and changing the set load of the pressure spring 42. It has become. A second fixed cam 56 is further integrally molded in the center of the fixed cam 38 and has a cam surface 58 . On the other hand, the movable cam 40 is provided with a square-shaped through hole 60, and a second movable cam 62 having a square cross section is housed in the through hole 60 so as to be movable in the axial direction but not rotatable. Second movable cam 6
2 is a cam surface 6 complementary to the cam surface 58 of the second fixed cam 56;
4, and when the second movable cam 62 is rotated relative to the second fixed cam 56, the second movable cam 62 is displaced in the axial direction. As shown in Figure 2 fbl and (C1,
Fixed cam 38, movable cam 40, second fixed cam 56, second
The cam surface of the movable cam 62 is connected to the fixed cam 38 and the movable cam 40.
The second fixed cam 56 and the second movable cam 62 are closest to each other when they are at the farthest angular position (at this time, the set load of the pressure spring 42 is maximum), as shown in FIG. 2(b).
), and when the fixed cam 38 and the movable cam 40 are at the angular position where they are closest to each other (at this time, the set load of the spring 42 is the minimum), the second fixed cam 56 and the second movable cam 62 are farthest apart ( They are arranged in the relationship shown in FIG. 2(C)). That is, the movable cam 40 can be displaced by a distance d, and the second movable cam 62 can be displaced by a distance d in the direction opposite to the displacement of the movable cam 40 (see FIGS.
)reference).

可動カム40には一体的又は別体の半径方向突起66が
設けてあり、この突起66はノズルホルダー12の壁に
貫通形成した軸方向スロット6Bを通って半径方向外方
に若干突出している。
The movable cam 40 is provided with an integral or separate radial projection 66 which projects slightly radially outwardly through an axial slot 6B formed through the wall of the nozzle holder 12.

ノズルホルダー12の外周には回転スリーブ70が回転
自在に嵌合してあり、このスリーブ70はノズルホルダ
ー12のフランジ72に衝当して1)る。スリーブ70
の内面には軸方向溝74が形成してあり、この溝74内
に突起66が軸方向移動可能にただし相対回転不能に係
合している。従って、スリーブ70をいずれかの方向に
回転させると、突起66を介して可動カム40が回転せ
られ、可動カム40が固定カム38に対し接近または離
反する。同時に、第2可動カム62が第2固定カム56
に対し離反または接近する。第2可動力ム62にはスト
ッパロッド76が一体的に連結してあり、この第2可動
カム62と一体的に移動し得る様になっている。スト・
ツバロッド76はレース50、ばね受け46を貫いてプ
レッシャビン44に向かって延長している。ストッパロ
ッド76とプレッシャビン44との間のクリアランスは
ノズルニードル24のリフト量を決定するもので、その
最大値は例えば約1鰭にすることができる。第2図(C
>の位置に第2可動カム62が回動した時の前記クリア
ランスが0.3〜0.90の範囲内の値になる様に第2
カム56 、62のカム面を設定することができる。
A rotating sleeve 70 is rotatably fitted around the outer periphery of the nozzle holder 12, and this sleeve 70 abuts against a flange 72 of the nozzle holder 12 (1). sleeve 70
An axial groove 74 is formed in the inner surface of the holder, and the protrusion 66 is engaged in the groove 74 so as to be able to move in the axial direction but not to rotate relative to the other. Therefore, when the sleeve 70 is rotated in either direction, the movable cam 40 is rotated via the protrusion 66, and the movable cam 40 approaches or moves away from the fixed cam 38. At the same time, the second movable cam 62 moves to the second fixed cam 56.
move away from or approach. A stopper rod 76 is integrally connected to the second movable cam 62 so that it can move integrally with the second movable cam 62. Strike
The collar rod 76 passes through the race 50 and the spring receiver 46 and extends toward the pressure bin 44. The clearance between the stopper rod 76 and the pressure bin 44 determines the amount of lift of the nozzle needle 24, and its maximum value can be approximately one fin, for example. Figure 2 (C
The second movable cam 62 is adjusted so that when the second movable cam 62 rotates to the position >, the clearance becomes a value within the range of 0.3 to 0.90.
The cam surfaces of the cams 56 and 62 can be set.

スリーブ70はレバー78により回転される。Sleeve 70 is rotated by lever 78.

レバー78はスリーブ70の直接に固定することも可能
である。しかし、噴射弁10をシリンダヘッドに装着し
た時にすべての気筒の噴射弁のレバー78を所望の方向
にかつ互いに平行に配置させることが望ましい。このた
め、第3図に示した様に、スリーブ70の外周にスプラ
イン嵌合する回転リング80を設け、このリング80に
レバー78の一端を例えばスポット溶接により固定する
The lever 78 can also be fixed directly to the sleeve 70. However, when the injection valve 10 is mounted on the cylinder head, it is desirable to arrange the levers 78 of the injection valves of all cylinders in a desired direction and parallel to each other. For this purpose, as shown in FIG. 3, a rotating ring 80 spline-fitted to the outer periphery of the sleeve 70 is provided, and one end of the lever 78 is fixed to this ring 80 by, for example, spot welding.

ノズルホルダー12の第1図右端にはロックナツト82
によりキャップ84が締結される。キャップ84は燃料
戻り通路の一部を構成すると共に、回転スリーブ70お
よび回転リング80の抜は止めの役割を果す。ノズルホ
ルダー12の肩部には環状溝86が形成してあり、この
溝86はノズルホルダー内に設けた燃料戻り通路(図示
せず)を介してスプリング室34と連通している。他方
、キャップ84にも溝86に対向して環状溝88が設け
てあり、これらの溝86 、88が協働して戻り通路の
一部を構成する。溝88はキャンプ84に取付けた出口
金具90に連通している。金具90には燃料タンクに通
ずる燃料戻りホースを接続可能である。噴射ポンプから
の燃料供給管92はノズルホルダー12に螺合される袋
ナツト94によりノズルホルダーに接続される。加圧さ
れた燃料は、ノズルホルダー12の燃料入口96、燃料
通路98、ディスタンスピース18の通路100、ノズ
ルボデー16の通路102を介して圧力室28に供給さ
れる。
A lock nut 82 is attached to the right end of the nozzle holder 12 in FIG.
The cap 84 is fastened. The cap 84 constitutes a part of the fuel return passage and also serves to prevent the rotating sleeve 70 and the rotating ring 80 from being removed. An annular groove 86 is formed in the shoulder of the nozzle holder 12 and communicates with the spring chamber 34 via a fuel return passage (not shown) provided within the nozzle holder. On the other hand, the cap 84 is also provided with an annular groove 88 opposite to the groove 86, and these grooves 86 and 88 cooperate to form a part of the return passage. Groove 88 communicates with an outlet fitting 90 attached to camp 84. A fuel return hose leading to the fuel tank can be connected to the metal fitting 90. A fuel supply pipe 92 from the injection pump is connected to the nozzle holder 12 by a cap nut 94 screwed onto the nozzle holder 12. The pressurized fuel is supplied to the pressure chamber 28 through the fuel inlet 96 of the nozzle holder 12, the fuel passage 98, the passage 100 of the distance piece 18, and the passage 102 of the nozzle body 16.

第4図は噴射弁10のレバー78の操作機構の一例を模
式的に示したもので、何型4気筒ディーゼルエンジンへ
の応用例を示す。各噴射弁10は燃焼室又は渦流室に臨
んでシリンダヘッド(図示せず)装着される。前述した
様に、回転リング80を適宜方位法めしてノズルホルダ
ー12にスプライン嵌合することにより、各噴射弁のレ
バー78は互いに平行に配置される。各レバー78はタ
イロッド104に連結される。タイロッド104は引張
リハね106により一方向に引張られており、ボーデン
ケーブル108により逆方向に引かれる。ケーブル10
8の他端はアクチュエータ110のモータ駆動される回
動レバー112に接続される。アクチュエータ110は
負荷センサを構成するアクセルスイッチ114からの負
荷信号およびトランスミ、ジョンの出力軸に設けた車速
センサ116からの車速信号その他の信号(例えば、エ
ンジン回転速度信号)に基いて制御回路11Bにより制
御される。
FIG. 4 schematically shows an example of an operating mechanism for the lever 78 of the injection valve 10, and shows an example of application to any type of four-cylinder diesel engine. Each injection valve 10 is mounted on a cylinder head (not shown) facing a combustion chamber or a swirl chamber. As mentioned above, by spline fitting the rotary ring 80 into the nozzle holder 12 with appropriate orientation, the levers 78 of each injection valve are arranged parallel to each other. Each lever 78 is connected to a tie rod 104. Tie rod 104 is pulled in one direction by tension reinforcement 106 and in the opposite direction by Bowden cable 108. cable 10
The other end of 8 is connected to a rotating lever 112 driven by a motor of an actuator 110. The actuator 110 is controlled by the control circuit 11B based on the load signal from the accelerator switch 114 constituting the load sensor, the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 116 provided on the output shaft of the transmission, and other signals (for example, engine rotational speed signal). controlled.

通常の運転状態(ここでは、負荷および回転数が共に設
定値以上の場合をいう)では、レバー操作機構の引張り
ばね106により各レバー78は第4図の左方に回転し
ており、固定カム38と可動カム40は第2回申)に示
す相対位置にある。このため、プレッシャスプリング4
2は強いセット荷重で圧縮されており、噴射弁の開弁圧
は高い(例えば、約150kt/−に設定することがで
きる)。
Under normal operating conditions (here, the case where both the load and the number of revolutions are above the set value), each lever 78 is rotated to the left in FIG. 4 by the tension spring 106 of the lever operating mechanism, and the fixed cam 38 and the movable cam 40 are in the relative positions shown in the second example). For this reason, pressure spring 4
2 is compressed with a strong set load, and the opening pressure of the injection valve is high (for example, it can be set to about 150 kt/-).

又、第2可動カム62の凸面64は第2固定カム56の
凹面に嵌合しているので、第2可動カム62は第1図中
量も右方に移動しており、プレッシャビン44とストッ
パロッド76との間の隙間は最大(例えば、1fl)と
なっている。従って、ノズルニードル24のリフト量が
規制されることがない。
Also, since the convex surface 64 of the second movable cam 62 is fitted into the concave surface of the second fixed cam 56, the second movable cam 62 has moved to the right by the amount shown in FIG. The gap between the stopper rod 76 and the stopper rod 76 is maximum (for example, 1 fl). Therefore, the lift amount of the nozzle needle 24 is not restricted.

次に、エンジン負荷が設定値以下となり、回転速度が設
定値(例えば、約11000rp )以下の低速低負荷
状態となると、制御回路118がこれを検知してアクチ
ュエータ110のレバー112を第4図、において反時
計方向に回転させ、ケーブル108を引張る。このため
、噴射弁のレバー78は第4図において時計方向に回転
し、突起66を介し°ζ第2図(C)に示す如く可動カ
ム40を回転させる。その結果、可動カム40自身が図
中右方に移動し、これに伴ってばね受け46も右方移動
するので、プレッシャスプリング42のセット荷重が減
少する、このため、スプリング42の付勢力が弱くなる
ので、ノズルニードル24はより小さな開弁圧、例えば
約80kg/adで開弁する。同時に可動カム40と共
に第2可動カム62も回転せられるので、カム作用によ
り第2可動カム62は第2固定カム56から離反し、ス
トソバロンドア6はプレッシャビン44に接近して両者
の間の隙間を減少させる。
Next, when the engine load becomes less than the set value and the rotational speed becomes less than the set value (for example, about 11000 rpm), the control circuit 118 detects this and moves the lever 112 of the actuator 110 as shown in FIG. , and pull the cable 108. Therefore, the lever 78 of the injection valve rotates clockwise in FIG. 4, rotating the movable cam 40 via the protrusion 66 as shown in FIG. 2(C). As a result, the movable cam 40 itself moves to the right in the figure, and accordingly the spring receiver 46 also moves to the right, so the set load of the pressure spring 42 decreases, and therefore the biasing force of the spring 42 becomes weaker. Therefore, the nozzle needle 24 opens at a smaller opening pressure, for example, about 80 kg/ad. At the same time, the second movable cam 62 is rotated together with the movable cam 40, so the second movable cam 62 is separated from the second fixed cam 56 by the cam action, and the Stosobalon door 6 approaches the pressure bin 44, and the space between the two moves. Reduce gaps.

その結果、ノズルニードル24のリフト時にプレッシャ
ビン44はストッパロッド7Gに衝当し、ノズルニード
ルのリフト量が制限される。
As a result, the pressure bin 44 hits the stopper rod 7G when the nozzle needle 24 is lifted, and the lift amount of the nozzle needle is limited.

第5図は本発明の噴射弁による噴射率カーブを3つのエ
ンジン条件について示したもので、カーブAは高速高負
荷状態、カーブBは中速中負荷状態、カーブCは低速低
負荷状態に対応する。縦軸は噴射流量を、横軸は時間を
表す。カーブ八から分る様に、高速高負荷時には噴射率
カーブは急速に立上り、噴射率が高くかつ噴射時間が短
い。中速中負荷時にはカーブBで示す如く立上りが緩か
となる。低速低負荷時には噴射率は低く抑えられ噴射時
間は延長される(カーブC)。このため、爆発パルスは
緩和され燃焼期間が長くなるので、エンジン騒音が減少
すると共に燃料はより完全に燃焼する。
Figure 5 shows the injection rate curves of the injector of the present invention for three engine conditions. Curve A corresponds to high speed and high load conditions, curve B corresponds to medium speed and medium load conditions, and curve C corresponds to low speed and low load conditions. do. The vertical axis represents the injection flow rate, and the horizontal axis represents time. As can be seen from curve 8, at high speed and high load, the injection rate curve rises rapidly, the injection rate is high, and the injection time is short. At medium speed and medium load, the rise is gradual as shown by curve B. At low speed and low load, the injection rate is kept low and the injection time is extended (curve C). This softens the explosion pulse and lengthens the combustion period, resulting in less engine noise and more complete combustion of the fuel.

第6図は本発明の第2実施例に係る噴射弁200を示す
。第1実施例との相違点は、第2可動カムと第2固定カ
ムから成るカム機構に代えて、ねじ機構を用いたことで
あり、他の構成は第1実施例と基本的に同様である。こ
の実施例では、ストソバロフト76はねじ部材202に
一体連結されており、このねじ部材は正方形断面の基部
204とねじ付き頭部206を有する。基部204は可
動カム40の角穴60に軸方向相対移動可能にかつ回転
不能に嵌合している。ねじ付き頭部206は固定カム3
8のねじ孔に螺合している。従って、レバー7日の回転
に応じてスリーブ70が回転し、可動カム40が回転す
ると、ねじ部材202も回転せられてねじ付き頭部20
6はねじ作用により固定カム3日から離脱し或いは固定
カム38内に導入する。これにより、ストソバロフト7
6が軸方向に変位するので、ノズルニードルのリフト量
が増減する。 第7図および第8図は本発明の第3実施
例に係る噴射弁300およびその一部を示す。この実施
例は開弁圧調節用のカム機構およびニードルリフト規制
手段の両者の構成において第1実施例と異なる。
FIG. 6 shows an injection valve 200 according to a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a screw mechanism is used instead of the cam mechanism consisting of the second movable cam and the second fixed cam, and the other configurations are basically the same as the first embodiment. be. In this embodiment, the stosova loft 76 is integrally connected to a screw member 202 having a square cross-section base 204 and a threaded head 206. The base portion 204 is fitted into the square hole 60 of the movable cam 40 so as to be relatively movable in the axial direction and non-rotatably. The threaded head 206 is attached to the fixed cam 3
It is screwed into the screw hole number 8. Therefore, when the sleeve 70 rotates in response to the rotation of the lever 7 and the movable cam 40 rotates, the screw member 202 also rotates and the threaded head 20 rotates.
6 is removed from the fixed cam 3 by screw action or introduced into the fixed cam 38. This allows Stosova Loft 7
6 is displaced in the axial direction, the lift amount of the nozzle needle increases or decreases. 7 and 8 show an injection valve 300 and a portion thereof according to a third embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of both the cam mechanism for adjusting the valve opening pressure and the needle lift regulating means.

この実施例ではカム機構は回転スリーブ70により回転
される回動カム302と、ビン304により回り止めさ
れた摺動カム306から成る。回動カム302と摺動カ
ム306はこの実施例でも互いに協働する円筒カムであ
る。スラスト軸受は回動カム302の後方に設けてあり
、回動カム302は軸方向移動できない。ストッパロッ
ド76はこの回動カム302に一体接合されている。摺
動カム306はこの実施例でばばね受けと一体形成され
ていて、プレッシャスプリング44の一端を支承してい
る。
In this embodiment, the cam mechanism consists of a rotating cam 302 rotated by a rotating sleeve 70 and a sliding cam 306 prevented from rotating by a pin 304. The rotating cam 302 and the sliding cam 306 are also cylindrical cams that cooperate with each other in this embodiment. The thrust bearing is provided behind the rotating cam 302, and the rotating cam 302 cannot be moved in the axial direction. The stopper rod 76 is integrally joined to this rotating cam 302. In this embodiment, the sliding cam 306 is integrally formed with the spring receiver and supports one end of the pressure spring 44.

回り止めピン304は摺動カム306に設けた軸方向ス
ロットに係合しているので、この摺動カム306は軸方
向に変位可能であるが回転不能である。プレッシャビン
44も同様に適宜回り止めされている。第7図および第
8図に示した様に、プレッシャビン44およびスト・ツ
バロッド76の対向端部は半円柱形に段付けしである。
The detent pin 304 engages an axial slot in a sliding cam 306, so that the sliding cam 306 is axially displaceable but not rotatable. The pressure bin 44 is similarly prevented from rotating appropriately. As shown in FIGS. 7 and 8, the opposing ends of the pressure bin 44 and the strike collar rod 76 are stepped into a semi-cylindrical shape.

第8図(alに示す如く、通常運転時には、これらの段
付部は互いに相補的に対向する位置にありノズルニード
ルのストローク即ちリフト量はdlである。レバー78
の回転により摺動カム306が図中右方に移動して開弁
圧が低下した時には、ストッパロッド76は第8図(b
lに示した如く回転するので、ノズルニードルのストロ
ーク即ちリフト量はd2まで短縮される。
As shown in FIG. 8 (al), during normal operation, these stepped portions are in positions complementary to each other and the stroke, or lift amount, of the nozzle needle is dl. Lever 78
When the sliding cam 306 moves to the right in the figure due to the rotation of , and the valve opening pressure decreases, the stopper rod 76 moves as shown in FIG.
Since the nozzle needle rotates as shown in 1, the stroke or lift amount of the nozzle needle is shortened to d2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べた様に、本発明は円筒カム機構を利用してノ
ズルニードルのリフト量を規制することにより開弁圧の
低下と同時に噴射率を強制的に低下させるものである。
As described above, the present invention forcibly reduces the injection rate at the same time as the valve opening pressure by regulating the lift amount of the nozzle needle using a cylindrical cam mechanism.

従って、通常負荷時のエンジン性能を損うこと無く、低
速低負荷時にエンジン騒音を減少させると共に、HCや
NOxの排気工ミッションを減少させることができる。
Therefore, it is possible to reduce engine noise at low speeds and low loads, and to reduce exhaust emissions of HC and NOx, without impairing engine performance under normal loads.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例の断面図で、その一部は分
解して示してあり、第2図(alはカム機構の分解斜視
図、第2図(b)および(C1はカム機構の断面図で、
夫々、レバーの回動の前後の構成部材の関係を示し、第
3図は回転スリーブと回転リングの分解斜視図、第4図
はレバー操作機構の模式図第5図は異なる運転条件にお
ける噴射率カーブを示し、第6図は第2実施例の断面図
、第7図は第3実施例の断面図、第8図(a)および(
blは異なる運転条件におけるプレッシャピンおよびス
トッパロッドの対向端部の位置関係を示す。 10.200.300・・・燃料噴射弁、12・・・ノ
ズルホルダー、14・・・リテーナ、16・・・ノズル
ポデー、 24・−・ノズルニードル、28・・・圧力
室、     34・・・スプリング室、38・・・固
定カム、    40・・・可動カム、42・・・プレ
ッシャスプリング、 44・・・プレッシャピン、46・・・ばね受け52 
、54 、58 、64・・・カム面、56・・・第2
固定カム、 60・・・貫通孔(角穴)、62・・・第
2可動カム、 66・・・突起、70・・・回転スリー
ブ、  76・・・ストッパロッド、78・・・レバー
FIG. 1 is a sectional view of the first embodiment of the present invention, a part of which is shown exploded, and FIG. 2 (al is an exploded perspective view of the cam mechanism, FIG. A cross-sectional view of the cam mechanism.
Each figure shows the relationship between the components before and after the rotation of the lever. Figure 3 is an exploded perspective view of the rotating sleeve and rotating ring, Figure 4 is a schematic diagram of the lever operation mechanism, and Figure 5 shows the injection rate under different operating conditions. 6 is a sectional view of the second embodiment, FIG. 7 is a sectional view of the third embodiment, and FIGS. 8(a) and (
bl indicates the positional relationship between the opposing ends of the pressure pin and the stopper rod under different operating conditions. 10.200.300... Fuel injection valve, 12... Nozzle holder, 14... Retainer, 16... Nozzle body, 24... Nozzle needle, 28... Pressure chamber, 34... Spring Chamber, 38... Fixed cam, 40... Movable cam, 42... Pressure spring, 44... Pressure pin, 46... Spring receiver 52
, 54 , 58 , 64 ... cam surface, 56 ... second
Fixed cam, 60... Through hole (square hole), 62... Second movable cam, 66... Protrusion, 70... Rotating sleeve, 76... Stopper rod, 78... Lever.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するプレッシャス
プリングを備えた差圧式燃料噴射弁であって、前記プレ
ッシャスプリングのセット荷重をエンジン運転条件に応
じて変化させて燃料噴射弁の開弁圧を増減させるための
手段を備え、前記プレッシャスプリングセット荷重変化
手段は、互いに係合するカム面を備えた互いに協働する
同軸的に配置された相対回転可能な一対の円筒カムと、
前記一対のカムを相対回転させるための操作手段、とを
含んで成る、可変開弁圧式燃料噴射弁において、 前記一対の円筒カムの相対回転に伴いノズルニードルの
リフト量を規制するための手段を設け、もって、開弁圧
の減少に応じて噴射率を減少させるようにしたことを特
徴とする燃料噴射弁。 2、前記プレッシャスプリングはプレッシャピンに支承
されていて該プレッシャスプリングの圧力がプレッシャ
ピンを介してノズルニードルに伝えられるようになって
おり、 前記リフト量規制手段はプレッシャピンに衝当可能なス
トッパロッドを含んで成り、前記ノズルニードルとプレ
ッシャピンとストッパロッドと円筒カムは噴射弁の軸線
と同軸的である特許請求の範囲第1項記載の燃料噴射弁
。 3、前記一対の円筒カムの一方は固定カムでありかつ他
方は回動可能でかつ軸方向移動可能な可動カムであり、
前記可動カムは噴射弁軸線と同軸的な貫通孔を有し、 前記リフト量規制手段は、前記固定カムの中央に設けた
第2の固定カムと、前記可動カムの貫通孔内に軸方向相
対移動可能にただし相対回転不能に嵌合した第2可動カ
ムとを含んで成り、前記第2固定カムと第2可動カムは
互いに係合するカム面を有し、前記ストッパロッドは第
2可動カムに一体連結されていて第2可動カムと共に軸
方向移動し得るようになっている特許請求の範囲第2項
記載の燃料噴射弁。 4、前記一対の円筒カムの一方は固定カムでありかつ他
方は回動可能でかつ軸方向移動可能な可動カムであり、
前記可動カムは噴射弁軸線と同軸的な貫通孔を有し、前
記可動カムは前記貫通孔と整列したねじ孔を有し、 前記リフト量規制手段は、前記可動カムの貫通孔内に軸
方向相対移動可能にただし相対回転不能に嵌合した基部
と前記固定カムのねじ孔に螺合したねじ付き頭部とを有
するねじ部材を含んで成り、前記ねじ部材の基部は前記
ストッパロッドに一体連結されていてねじ部材と共に軸
方向移動し得るようになっている特許請求の範囲第2項
記載の燃料噴射弁。 5、前記一対の円筒カムの一方は回転可能でただし軸方
向移動不能な回動カムであり、他方は軸方向移動可能で
ただし回転不能な摺動カムであり、前記摺動カムは噴射
弁軸線と同軸的な貫通孔を有し、前記ストッパロッドは
前記貫通孔を相対回転および軸方向相対移動可能に挿通
して延長していると共に前記回動カムに一体連結されて
いて該回動カムと共に回転し得るようになっており、前
記リフト量規制手段は、前記プレッシャピンおよびスト
ッパロッドの対向端部に夫々形成した互いに協働する段
付け部を含んで成る特許請求の範囲第2項記載の燃料噴
射弁。
[Claims] 1. A differential pressure fuel injection valve equipped with a pressure spring that biases a nozzle needle in the valve closing direction, which injects fuel by changing the set load of the pressure spring according to engine operating conditions. The pressure spring set load changing means includes a pair of coaxially arranged relatively rotatable cylindrical cams that cooperate with each other and have cam surfaces that engage with each other. ,
A variable valve opening pressure fuel injection valve comprising: operating means for relatively rotating the pair of cams; 1. A fuel injection valve, characterized in that the injection rate is reduced in response to a reduction in valve opening pressure. 2. The pressure spring is supported by a pressure pin so that the pressure of the pressure spring is transmitted to the nozzle needle via the pressure pin, and the lift amount regulating means is a stopper rod that can abut against the pressure pin. 2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the nozzle needle, pressure pin, stopper rod, and cylindrical cam are coaxial with the axis of the injection valve. 3. One of the pair of cylindrical cams is a fixed cam, and the other is a movable cam that is rotatable and movable in the axial direction;
The movable cam has a through hole that is coaxial with the injection valve axis, and the lift amount regulating means has a second fixed cam provided at the center of the fixed cam and an axially relative portion in the through hole of the movable cam. a second movable cam fitted movably but not relatively rotatable; the second fixed cam and the second movable cam have cam surfaces that engage with each other; and the stopper rod is fitted to the second movable cam. The fuel injection valve according to claim 2, wherein the fuel injection valve is integrally connected to the second movable cam so as to be able to move in the axial direction together with the second movable cam. 4. One of the pair of cylindrical cams is a fixed cam, and the other is a movable cam that is rotatable and movable in the axial direction,
The movable cam has a through hole coaxial with the injection valve axis, the movable cam has a screw hole aligned with the through hole, and the lift amount regulating means is arranged in the through hole of the movable cam in an axial direction. The screw member includes a screw member having a base portion fitted so as to be relatively movable but not relatively rotatable, and a threaded head screwed into the screw hole of the fixed cam, and the base portion of the screw member is integrally connected to the stopper rod. 3. The fuel injection valve according to claim 2, wherein the fuel injection valve is configured to be able to move in the axial direction together with the threaded member. 5. One of the pair of cylindrical cams is a rotating cam that can rotate but cannot move in the axial direction, and the other is a sliding cam that can move in the axial direction but cannot rotate, and the sliding cam is aligned with the axis of the injection valve. The stopper rod has a through hole coaxial with the through hole, and the stopper rod extends through the through hole so as to be relatively rotatable and relatively movable in the axial direction. 2. The device according to claim 2, wherein the lift amount regulating means includes stepped portions formed at opposing ends of the pressure pin and the stopper rod and cooperating with each other. fuel injection valve.
JP24335884A 1984-11-20 1984-11-20 Variable opening pressure/variable needle lift type fuel injection valve Granted JPS61123759A (en)

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JPS58124062A (en) * 1982-01-21 1983-07-23 Nippon Soken Inc Fuel injection device for diesel engine
JPS5968560A (en) * 1982-10-08 1984-04-18 Nippon Denso Co Ltd Fuel injection nozzle

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