JPS61218764A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼室内主燃料を噴射
供給する燃料噴射弁に係シ、特に直接噴射式ディーゼル
機関用の燃料噴射弁に関する。

〔従来の技術〕

直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射弁においては、主
燃料として圧縮天燃ガス、メタノール、５ａｃ１などの
着火温度の高いガス又は液体を使用する場合、一般には
着火の容易なディーゼル油を着火用の副燃料として主燃
料に先立ち噴射させ、その火炎又は高温燃焼ガスにより
、着火温度の高い主燃料に点火させるようにしている。

しかして従来、これらの主燃料および副燃料は、燃焼室
内に各別に配置された主燃料噴射弁および着火用副燃料
噴射弁からそれぞれ噴射されている。

このため、着火用副燃料の噴霧に対し、その副燃料噴射
弁に近い主燃料の噴霧又は噴流と、遠い噴霧又は噴流と
では１着火時期、着火個所および空気利用範囲などに差
を生ずる不利がある。また主燃料の各噴霧又は噴流など
を同時に点火させるためには、主燃料を噴射させる以前
に、かなシ広範囲に亘って高温領域を形成しなければな
らず、従って副燃料を多く必要とし、これらはお＼むね
機関の燃料消費率を増加させる傾向にあって好ましくな
いものであった。

このような欠点を除去するために、主燃料噴射弁および
副燃料噴射弁を一体化させて、これらの両燃料をほぼ同
一の位置から独立して噴射できるようにし、これによっ
て可及的少量の副燃料により、主燃料に対する好適な燃
焼条件を創出させ、かつ確実に着火し得るようにして、
燃料消費率を低減させるようにした直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃料噴射弁が実開昭５７−２０８６８号公報に
開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記実開昭５７−２０８６８号公報に開示され
た燃料噴射弁では、主燃料噴射通路を開閉する主燃料用
ニードルの中空穴に、副燃料噴射通路を開閉する副燃料
用ニードルが挿入されており、主、副両燃料用ニードル
が隣接して配置されているので、主燃料又は副燃料が別
系統の噴射通路に流入しやすくなっている。これを防止
するために、各ニードルの下端は、かなシ高い圧力で各
弁座に押圧されているが、まだシール性に若干問題があ
シ、より一層の改善が望まれていた。また主、副両燃料
用ニードルの各摺動部の加工精度をかなシ高くする必要
があシ、コスト高になるという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決し、シール性を向上
するとともに、主燃料用ニードルの摺動面をシールする
ためのシールオイルを主燃料用ニードルの締付は力に利
用するようにした燃料噴射弁を提供することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的達成のため、本発明は、着火温度の高い主燃
料と、該主燃料に着火する副燃料とを使用する燃料噴射
弁において、弁本体と、該弁本体の軸心部に形成された
中空穴に嵌挿され前記副燃料の圧力により上方に摺動し
て副燃料噴射通路を開放する副燃料用ニードルと、前記
弁本体の外周面に摺動自在に嵌挿され前記主燃料の圧力
により上方に摺動して主燃料噴射通路を開放する主燃料
用ニードルとを設けるとともに、該主燃料用ニードルに
直接又は間接にシールオイルの油圧を作用させて該主燃
料用ニードルを下降させ前記主燃料噴射通路を閉塞する
ようにした主燃料用閉弁機構を設けたものである。

〔作用〕

上述の構成によれば、副燃料用ニードルが副燃料の圧力
によって上方に摺動すると、副燃料噴射通路が開放され
、副燃料が副燃料噴射通路を介して、その噴射口から噴
射される。また第１の主燃料用ニードルが尋人よシ供給
されるニードルコントロールオイルの圧力により上方に
摺動するに伴って、第２の主燃料用ニードルが主燃料の
圧力により第１の主燃料用ニードルに追随して一体的に
上方に摺動し、主燃料噴射通路が開放され、主燃料が主
燃料噴射通路を介して、その噴射口から噴射される。ま
た閉弁時における主燃料用ニードルの締付は力としてシ
ールオイルが利用される。

〔実施例〕 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図は本発明に係る燃料噴射弁の第１実施例の縦断面
図を示したもので、燃料噴射弁１は、外筒２と、内筒３
と、アトマイザ４と、弁本体５と、副燃料用ニードル６
と、主燃料用閉弁機構７と。

主燃料用ニードル８とを備えており、先端部であるアト
マイザ４がディーゼルエンジンの燃焼室内に臨む如くシ
リンダカバー（図示せず）に装着されている。

外筒２は、シリンダカバーに固定されておシ、内筒３は
、外筒２の中壁部２ａに収容され、内筒３の７ランク部
３ａがボルト９により外筒２の上面に固定されている。

アトマイザ４は、外筒２の下端に形成された開口部２ｂ
に挿入固定されておシ、主燃料、例えばガス燃料の噴射
通路１０とその噴射口１０ａおよび副燃料の噴射通路１
２とその噴射口１２ａがそれぞれ形成されている。

弁本体５は、内筒３の中空部に挿入面子された第１の弁
本体５Ａと、該第１の弁本体５Ａとアトマイザ４との間
に上下両端を第１の弁本体５Ａの下面およびアトマイザ
４の上面にそれぞれ当接させて配置された第２の弁本体
５Ｂとからなっておシ、該第２の弁本体５ＢＫは、上下
に小径部５ａ。

５ｂ、中間部忙大径部５Ｃがそれぞれ形成されておシ、
小径部５ａ、５ｂには、大径部５ｃＫ近接して導入５ｄ
、５ｅがそれぞれ形成されている。

モして導入５ｄには、ニードルコントロールオイルが、
導入５ｅには、シールオイルがそれぞれ供給されるよう
になっている。

副燃料用ニードル６は、第１の弁本体５Ａの軸心部に形
成された中空穴に摺動自在に嵌挿された第１の副燃料用
ニードル６Ａと、第２の弁本体５Ｂの軸心部に形成され
た中空穴に摺動自在に嵌挿され第１の副燃料用ニードル
６人と一体的忙連結された第２の副燃料用ニードル６Ｂ
とからなり、これら第１および第２の副燃料用ニードル
６Ａ、６Ｂの軸心部には、副燃料通路６ａが連通して形
成されており、また第２の副燃料用ニードル６Ｂの下部
外周面には、副燃料通路６ａから分岐した複数の分岐副
燃料通路６ｂが形成されている。第１の副燃料用ニード
ル６人は、その上方の第１の弁本体５人の中空部に固定
された固定部材１５の軸部１５ａＫ巻装された圧縮ばね
１６により下方に押圧されておυ、これＫよシ第２の副
燃料ニードル６Ｂの下端に形成されたテーパ部６Ｃは、
第２の弁本体５Ｂの中空穴の下端忙形成された副燃料用
弁座５１に当接するようになっている。

固定部材１５の軸心部には、副燃料通路６ａに連通ずる
副燃料導入穴１５ｂが形成されておシ、この導入穴１５
ｂから副燃料が導入されるようになっている。また第２
の弁本体５Ｂの下部には１アトマイザ４の副燃料噴射通
路１２および副燃料用弁座５１に連通する副燃料通路５
ｈが形成されている。

主燃料ニードル８は、第２の弁本体５８に摺動自在に嵌
挿された第１および第２の主燃料用ニードル８Ａ、８Ｂ
とからなシ、これらの主燃料用ニードル８Ａ、８Ｂの摺
動面には、本断面図には明示されていないが、本図の５
Ｊｔ　−５ｋｇと同一の関係位置にて第１の弁本体５Ａ
に開口形成されたシールオイル導入口５Ｊ＋から導入さ
れたシールオイルが、第１および第２の弁本体５Ａ、５
Ｂの各軸心に沿って形成されたシールオイル通路５ｋ。

を通シ、第２の弁本体５Ｂに形成された複数の導入５ｍ
から供給されるよう罠なっている。

第１の主燃料用ニードル８人は、外筒２の中空部２ａＫ
収容され内筒３の軸部３ｂＫ巻装された圧縮ばね２２に
よりばね受け２３を介して下方に押圧されている。第２
の主燃料用ニードル８Ｂの下端にはテーパ部８ａが、該
テーパ部８ａには貫通穴８ｂがそれぞれ形成されておシ
、また該第２の主燃料用ニードル８Ｂの下面は、アトマ
イザ４の主燃料噴射通路１０の開口端に形成された主燃
料用弁座１０ｂＫ当接するようになっている。

図面に示すように１圧縮ばね２２のばね力により第１お
よび第２の主燃料用ニードル８Ａ、８Ｂが下方に抑圧さ
れ、第２の主燃料用ニードル８Ｂの下面によυ主燃料用
弁座１０ｂを閉塞している状態において、第２の弁本体
５Ｂの上部小径部５ａと大径部５　ｂ：　Ｋ　嵌挿され
た第１の主燃料用ニードル８人の内周面８ビとの間に上
部導入５ｄが臨む空間部２５が、また第２の弁本体８Ｂ
の下部少極部５ｂと大径部５ビに嵌挿された第２の主燃
料用ニードル８Ｂの内周面８ｄとの間に第１の弁本体５
Ａに開口形成されたシールオイル導入口５Ｊｔ及び通路
５に、と連かった下部導入５ｅが臨む空間部２６がそれ
ぞれ形成されている。また第２の弁体５Ｂの下部外周面
に形成されたテーパ部５ｎと第２の主燃料用ニードル８
Ｂのテーパ部８ａ内局面との間に空間部２８が形成され
ている。

第１および第２の主燃料用ニードル８Ａ、８Ｂの各外周
面と外筒２の内周面との間には、空間部、すなわち主燃
料通路３０が形成されており、外筒２には、中空部２ａ
に連通し主燃料通路３０に主燃料を供給する主燃料供給
口２ｂが形成されている。また第２図において、３２は
シールオイルの供給、排出の切替えを行なう切替弁、３
４はニードルコントロールオイル導入通路である。

上述の如く、本発明に係る第１実施例の主燃料用閉弁機
構７は、空間部２６にシールオイルが供給され、該シー
ルオイルの油圧と圧縮ばね２２のばね力との協働作用に
よυ主燃料用ニードル８を下降させるようになっている
。

つぎに、本発明の第１実施例の作用を説明する。

第１図において、燃料噴射弁１は閉弁状態にあシ、シー
ルオイル切替弁３２はａ位置部ち閉弁用オイル供給側に
切替えられておシ、シールオイル導入口５　Ｉｔからシ
ールオイル通路５　ｋ、を通って導入ｓｅに供給された
シールオイルによって空間部２６にシールオイルが供給
されており、圧縮はね２２との協働作用によって第２の
主燃料用ニードル８Ｂが下方に押圧され、該ニードル８
Ｂの下面により主燃料用弁座１０ｂを閉塞している。こ
のように、主燃料用ニードル８は、圧縮ばね２２にシー
ルオイルの油圧を加えた締付は力により閉弁状態を保持
している。なお、シールオイルの油圧あるいは、受圧面
積を適宜に設定することにより圧縮ばね′２２を不要に
することもできる。又高圧の油圧を使用し、閉弁させる
本構造は第２実施例において、説明しているニードルの
ステック状態に対しても有効である。

このような燃料噴射弁ｌの閉弁状態から開弁状態にする
Ｋは、所定のタイミングで燃料噴射ポンプから副燃料導
入穴１５ｂを介して副燃料を導入する。すると、副燃料
通路６ａおよび分岐副燃料通路６ｂに副燃料が供給され
、副燃料自身の圧力テ副燃料用ニードル６を圧縮はね１
６のばね力に抗して押し上げ、第２の弁本体５Ｂの副燃
料用弁座５五を開放し、所定量の副燃料を副燃料通路５
ｈおよび副燃料噴射通路１２を介して噴射口１２ａよシ
周囲に噴射する。この噴射とほぼ同時期に導入５　ｄ　
Ｋ導入されるニードルコントロールオイルにより、第１
の主燃料用ニードル８Ａが圧縮はね２２のばね力に抗し
て押し上げられる。同時にシールオイル切替弁３２はａ
位置よ６ｂ位置即ち、シールオイルが５　ｋ、より５　
ｋ、に切替えられ、第２の主燃料用ニードル８Ｂには、
シールオイルの油圧は加わっていないので主燃料供給口
２ｂから供給された主燃料により第２の主燃料用ニード
ル８Ｂが背圧を受は第１の主燃料用ニードル８Ａに追随
して押し上げられ、主燃料噴射通路ｌＯを開放し、主燃
料が所定量だけ噴射口１０ａよシ周囲に噴射される。す
なわち、この実施例では、副燃料および主燃料を全く独
立して、中心部に相互に近付けた各別の噴射口１０ａ、
１２ａから、換言するとほぼ同じ位置から噴射させるこ
とができる。

ま九開弁時には、空間部２６へのシールオイルの油圧は
取除かれているので、開弁圧力を小さくすることができ
る。

第３図は本発明の第２実施例に係る燃料噴射弁１の縦断
面図を示したもので、同図において、第１図に示す第１
実施例と同一の部品には、同一符号を付して説明は省略
する。

内筒３は、大径部３ｄと小径部３ｂとからなり、大径部
３ｄの外周面は、外筒２の中空部２ａ内局面に、大径部
３ｄに上部を開口して形成された凹部３ｆは、第１の弁
本体５Ａの大径部５ｐ′外周面に、小径部３ｂの軸心に
凹部３ｆに連通して形成された貫通穴３ｇは、第１の弁
本体５Ａの小径部５ｑ外周面にそれぞれ摺動自在に嵌挿
されている。

セして内筒３は、圧縮ばね２２により上方に抑圧され外
筒２の上面に取付はボルト９で固定された当て板３８に
当接するようになっておシ、このとき凹部３ｆの底面と
第１の弁本体５人の大径部５ｐの下面との間に空間部４
０が形成される。この空間部４０には、シールオイル通
路５　ｋ、の開口部が臨むようになっている。

上述の如く、本発明に係る第２実施例の主燃料用閉弁機
構７は、空間部４０にシールオイルが供給され、該シー
ルオイルの油圧により内、筒３を介して圧縮はね２２を
押圧しまた内筒３が直接バネ受２３を押圧することによ
り主燃料用ニードル８を下方に付勢するように構成され
ている。

つぎに、本発明の第２実施例の作用を説明する。

本考案のようなガス燃料を主燃料とするような燃料弁に
おいては、ニードル８の焼付き等によるステックの発生
が最も危険であシ、又、このような事態が発生した場合
には、二次被害を防止する策を有していることが重要で
ある。第２実施例においては、そのような事態になった
場合には、その発生を感知する他の信号等により第３図
に示すシールオイル導入口５　Ｉｓから高圧のクールオ
イルを通路５　ｋ３を通って空間部４０に供給すること
により内筒３およびばね受け２３を介して主燃料用ニー
ドル８が下方に押圧し、第２の主燃料用ニードル８Ｂの
下面により主燃料用弁座１０ｂを閉塞できる構造として
いる。その他の作用は、第１図および第２図において説
明した第１実施例の場合と同様であυ、その説明は省略
する。

〔発明の効果〕

上述のとおシ、本発明によれば、主燃料用ニードルと副
燃料用ニードルとの間には弁本体が介在しているので、
主燃料と副燃料とは完全に分離されシール性が向上する
とともに主燃料用ニードルおよび副燃料用ニードルの各
摺動面の加工精度をあまシ高くする必要がなくコストを
低減させることができる。またシールオイルの切替弁を
適宜切替えることＫよシ、閉弁時における主燃料用ニー
ドルの締付は力（閉弁圧力）を大きくすることができる
とともに１開弁時における開弁圧力を小さくすることが
できる。又、ニードルのスイッタ等の異常事態に際して
も有効な安全手段を有することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例に係シ、第１
図は燃料噴射弁の縦断面図、第２図はニードルコントロ
ールオイル、シールオイル、トレンの各通路と切替弁と
の関係を示す第１図のｎ−■矢視図、第３図は本発明の
第２実施例に係る燃料焼討弁の縦断面図である。 １・・・燃料噴射弁、３・・・内筒、５・・・第１およ
び第２の弁本体５Ａ、５Ｂとからなる弁本体、６・・・
第１および第２の副燃料用ニードルとからなる副燃料用
ニードル、７・・・主燃料用閉弁機構、８・・・第１お
よび第２の主燃料用ニードルとからなる主燃料用ニード
ル、１０・・・主燃料噴射通路、１２・・・副燃料噴射
通路、２２・・・圧縮ばね。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）着火温度の高い主燃料と、該主燃料に着火する副
   燃料とを使用する燃料噴射弁において、弁本体と、該弁
   本体の軸心部に形成された中空穴に嵌挿され前記副燃料
   の圧力により上方に摺動して副燃料噴射通路を開放する
   副燃料用ニードルと、前記弁本体の外周面に摺動自在に
   嵌挿され前記主燃料の圧力により上方に摺動して主燃料
   噴射通路を開放する主燃料用ニードルとを設けるととも
   に、該主燃料用ニードルに直接又は間接にシールオイル
   の油圧を作用させて該主燃料用ニードルを下降させ前記
   主燃料噴射通路を閉塞するようにした主燃料用閉弁機構
   を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
2. （２）前記主燃料用閉弁機構が、前記弁本体の外周面と
   前記主燃料用ニードルの内周面との間に設けられた空間
   部にシールオイルを供給し、該シールオイルの油圧によ
   り前記主燃料用ニードルを下降させ前記主燃料噴射通路
   を閉塞するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の燃料噴射弁。
3. （３）前記主燃料用閉弁機構が、前記主燃料用ニードル
   を下方に付勢する圧縮ばねと、前記弁本体の上部外周面
   に摺動自在に嵌挿されシールオイルの油圧により前記圧
   縮ばねを押圧する内筒とを備え、前記圧縮ばねのばね力
   と前記シールオイルの油圧との協働作用により前記主燃
   料用ニードルを下降させ前記主燃料噴射通路を閉塞する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の燃料噴射弁。