JPS61218765A - 燃料噴射装置 - 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に燃料を噴射
供給する燃料噴射装置に係り、特に直接噴射式ディーゼ
ル機関用の燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射装置においては、
主燃料として圧縮天然ガス、メタノール、５ＲＣＩ［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、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、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。まえ
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、これらの副燃料をほぼ同
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
ル機関の燃料噴射装置が実開昭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
た燃料噴射装置では、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９、主、副側燃料用ニード
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、副側燃
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１）、コスト昼になるという問題があった。また冷
寒地では、副燃料の温度が低くなシ、これに伴って粘度
が高くなシ、副燃料の流動性が悪化し、噴射性能が低下
す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、各摺動部（Ｄ　
シー／ｌ／性を向上させるとともに、副燃料の流動性を
良好にした燃料噴射装置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、着火温度の高いガス
又は液体の主燃料と、この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、小径部と該小径部に隣接
して下方に大径部を形成しかつ該小径部にニードルコン
トロールオイル供給口を形成した弁本体と、該弁本体の
下端に固定され軸心部に前記副燃料を噴射する副燃料噴
射通路を該−１燃料噴射通路の外側に前記主燃料を噴射
する主燃料噴射通路をそれぞれ形成したアトマイザと、
前記弁本体の軸心部に形成された中空穴に嵌挿されかつ
軸心部に副燃料通路を形成し該副燃料通路に導入された
前記副燃料の圧力により上方に摺動して前記副燃料噴射
通路を開放する副燃料用ニードルと、前記弁本体の小径
部および大径部にそれそれ嵌挿され該大径部に嵌挿され
た内周面と前記上部小径部との間に前記ニードルコント
ロールオイル供給口が臨む空間部を形成し前記ニードル
コントロールオイル供給口より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し前記主燃料噴
射通路を開放しかつ前記弁本体の外周面に隣接して形成
された主燃料通路に導入された前記主燃料を前記主燃料
噴射通路に導入するようにした主燃料用ニードルと、前
記副燃料用ニードルの副燃料通路に前記副燃料を循燦加
熱して供給するようにした副燃料循環加熱機構とを設け
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から噴射される。また主燃料
用ニードルがニードルコントロールオイル供給口より供
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
に摺動すると、主燃料噴射通路が開放され、主燃料が主
燃料噴射通路から噴射される。また副燃料は、副燃料循
環加熱機構により循環加熱されて、副燃料通路に導入さ
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。

図面は本発明に係る燃料噴射装置の縦断面図を示したも
ので、燃料噴射装置１は、ディーゼルエンジンの燃焼室
（図示せず）に装着されておシ、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、
主燃料用ニードル８と、副燃料循環加熱機構９とを備え
ている。

外筒２は、図示しないシリンダカバーに固定されておシ
、内筒３は、外筒２の中空部２ａに収容され該内筒３の
７ランク部３ａがポル）１０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少、主燃料、例えば高
圧ガスの噴射通路１１とその噴射口１１＆および副燃料
の噴射通路１２とその噴射口１２ａがそれぞれに形成さ
れている。

弁本体５は、内筒３の中空部に挿入固定された第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の下面およびアイマイザ
４の上面にそれそ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５Ｂには、上下
に小径部５ａ。

５ｂ、中間部に大径部５Ｃがそれぞれ形成されておシ、
小径部５ａ　、５ｂには、大径部５ｃに近接してニード
ルコントロールオイル供給口５ｄ、５ｅがそれぞれ形成
されている。また第２の弁本体５Ｂの下部には、アトマ
イザ４の副燃料噴射通路１２に連通ずる副燃料通路５ｈ
が形成されている。

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
６Ａと一体的に連結された第２の副燃料用ニードル６Ｂ
とからなシ、これら第１および第２の副燃料用ニードル
６ｋ。

６Ｂの軸心部には、副燃料通路６＆が連通して形成され
ておシ、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６Ａ
は、その上方の第１の弁本体５Ａ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シ、これにより第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の中空穴の下端に形成された副燃料用弁座５
１に当接するようになっている。

主燃料用ニードル８は、第２の弁本体５Ｂ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、８
Ｂとからなシ、これらの主燃料用ニードルｇＡ、ｇＢの
第２の弁本体５Ｂとの摺動面には、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
シールオイをが、第１および第２の弁本体ｓＡ、ｓＢの
各軸心と平行に形成されたシールオイル通路５ｋを通っ
て第２の弁本体５Ｂに形成された複数のシールオイル供
給口５ｍから供給されるようになっている。

第１の主燃料用ニードル８Ａは、外筒２の中空部２＆に
収容され内筒３の軸部３ｂに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１１の開口端に形成された主燃料用
弁座１１ｂに当接するようになっている。

図面に示すように、圧縮はね２２のばね力により第１お
よび第２の主燃料用ニードルｓＡ、８１３が下方に押圧
され、第２の主燃料用ニードル８Ｂの下面により主燃料
用弁座１１ｂ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５Ｃに嵌挿された第１
の主燃料用ニードル８人の内周面８Ｃとの闇に上部ニー
ドルコントロールオイル供給口５ｄが臨む空間部２５が
、また第２の弁本体５Ｂの下部小径部５ｂと大径部５Ｃ
に嵌挿された第２の主燃料用ニードル８Ｂの内周面８ｄ
との間に下部ニードルコントロールオイル供給口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
弁本体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８Ｂ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３Ａ、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が形成されている。また外筒２には、中空部
２ａに連通し主燃料通路３０に主燃料を導入する主燃料
導入口２ｂが形成されている。

副燃料循環加熱機構９は、循環用ニードル３２を備えて
おシ、該循環用ニードル３２は、固定部材１５の軸心部
に形成された中空穴に摺動自在に嵌挿されている。循環
用ニードル３２の下端にはテーパ部３２ａが形成されて
おり、該テーパ部３２ａは、循環用ニードル３２上方の
固定部材１５中窒部に固定された蓋部材３６と循環用ニ
ードル３２との間に介装された圧縮はね３８のばね力に
より、固定部材１５の中空穴下端に形成された弁座１５
ｂに押圧されている。循環用ニードル３２の軸心部には
、副燃料通路３２ｂが形成されておシ、循環用ニードル
３２の下部外周面には、副燃料通路３２ｂから分岐した
複数の分岐副燃料通路３２Ｃが形成されている。固定部
材１５の下部軸心部には、弁座１５ｂおよび第１の副燃
料用ニードル６Ａの副燃料通路６ａにそれそれ連通する
副燃料通路１５Ｃが形成されている。また蓋部材３６の
軸心部には、図示しない燃料噴射ポンプに連通ずる副燃
料導入口３６１Ｌと、該副燃料導入口３６ａおよび副燃
料通路３２ｂにそれそれ連通する副燃料通路３６ｂとが
それぞれ形成されている。また副燃料導入口３６ｊＬに
燃料ポンプから導入された副燃料は、図示しない加熱機
構により循環加熱されるようになっている。

つぎに、本発明の実施例の作用を説明する。

図面は燃料噴射装置１の閉弁状態を示したものであシ、
所定のタイミングで燃料噴射ポンプから副燃料導入口３
６＆に導入された副燃料は、循環加熱機構９により循環
加熱されて副燃料通路３６ｂ　、３２ｂおよび分岐副燃
料通路３２ｅに流入し、副燃料自身の圧力で循環用ニー
ドル３２を圧縮ハね３８のばね力に抗して押し上げ、固
定部材１５の弁座１５ｂを開放する。

すると、副燃料用ニードル６の副燃料通路６ａおよび分
岐副燃料通路６ｂに副燃料が導入され、副燃料自身の圧
力で副燃料用ニードル６を圧縮ばね１６のばね力に抗し
て押し上げ、嬉２の弁本体５Ｂの副燃料通路５ｈを開放
し、所定量の副燃料を副燃料噴射通路１２を介して噴射
口１２＆より周囲に噴射する。

この噴射後、ニードルコントロールオイル供給口５ｄか
ら空間部２５に流出したニードルコントロールオイルの
圧力により、第１の主燃料用ニードル８Ａが圧縮ばね２
２のばね力に抗して押し上げられるとともに、主燃料導
入口２ｂから導入され次高圧ガスにより第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１１を開放し
、高圧ガスが所定量だけ噴射口１１Ｊｉより周囲に噴射
される。すなわち、この実施例では。

副燃料および高圧ガスを全く独立して、中心部に相互に
近付けた各別の噴射口ｉｉａ、１２ａがら、換言すると
ｔｌぼ同じ位置から噴射させることができる。また副燃
料は、上記のように循環加熱されており、従って冷寒地
で使用した場合でも常に一定温度を保つことができ、粘
度が高くなることがないので、副燃料の流動性は良好と
なる。

第２の弁本体５Ｂと第２の主燃料用ニードル８Ｂとの摺
動面には、高圧ガスが流入することがあるが、この高圧
ガスは下部ニードルコントロールオイル供給口５ｅから
外部に排出される。また開弁時に上昇した第１の主燃料
用ニードル８Ａは、上部ニードルコントロールオイル供
給口５ｄからのニードルコントロールオイルの供給が停
止すると、圧縮ばね２２の圧力により下降しようとする
が、この際、第２の主燃料用ニードル８Ｂが、第２の弁
本体５Ｂとステック状態にあって摺動抵抗が大きいとき
は、圧縮ばね２２の圧力だけでは第　２の主燃料用ニー
ドル８Ｂを下降させることができない。このため開弁状
態のままＫな）、必要以上に燃料が燃焼室に供給され、
ディーゼルエンジンの運転状態が不正常となる。このよ
うな場合、緊急にディーゼルエンジンの運転状態を正常
にする必要が６Ｄ、下部ニードルコントロールオイル供
給口５ｅからニードルコントロールオイルが空間部２６
に流出し、圧縮ばね２２の圧力にニードルコントロール
オイルの圧力を加えた圧力により第２の主燃料用ニード
ル８Ｂは下降し、該第２の主燃料用ニードル８Ｂの下面
により主燃料用弁座１１ｂが閉塞され閉弁状態となる。

〔発明の効果〕

上述のとお夛、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メトを
低減させることができる。また副燃料は、常に循環加熱
されてから副燃料通路に導入されるので、流動性が良好
になシ、噴射性能が向上するという効果がある。

ある。

１・・・燃料噴射装置、　４・・・アトマイザ、　５・
・・弁本体、　５ａ・・・小径部、　５Ｃ・・・大径部
、　５ｄ・・・ニードルコントロールオイル供給口、　
　６・・・副燃料用ニードル、　　６ａ・・・副燃料通
路、　　８・・・主燃料用ニードル、　　８Ｃ・・・内
周面、　　９・・・副燃料循環加熱機構、　　１１・・
・主燃料噴射通路、１２・・・副燃料噴射通路、　２５
・・・空間部、　３０・・・主燃料通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　着火温度の高いガス又は液体の主燃料と、この主燃料
   に着火する副燃料とを使用する燃料噴射弁において、小
   径部と該小径部に隣接して下方に大径部を形成しかつ該
   小径部にニードルコントロールオイル供給口を形成した
   弁本体と、該弁本体の下端に固定され軸心部に前記副燃
   料を噴射する副燃料噴射通路を該副燃料噴射通路の外側
   に前記主燃料を噴射する主燃料噴射通路をそれぞれ形成
   したアトマイザと、前記弁本体の軸心部に形成された中
   空穴に嵌挿されかつ軸心部に副燃料通路を形成し該副燃
   料通路に導入された前記副燃料の圧力により上方に摺動
   して前記副燃料噴射通路を開放する副燃料用ニードルと
   、前記弁本体の小径部および大径部にそれそれ嵌挿され
   該大径部に嵌挿された内周面と前記小径部との間に前記
   ニードルコントロールオイル供給口が臨む空間部を形成
   し前記ニードルコントロールオイル供給口より供給され
   ニードルコントロールオイルの圧力により一方に摺動し
   前記主燃料噴射通路を開放しかつ前記弁本体の外周面に
   隣接して形成された主燃料通路に導入された前記主燃料
   を前記主燃料噴射通路に導入するようにした主燃料用ニ
   ードルと、前記燃料用ニードルの副燃料通路に前記副燃
   料を循環加熱して供給するようにした副燃料循環加熱機
   とを設けたことを特徴とする燃料噴射装置。