JPS6151665B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は船舶等のデイーゼル機関に用いられ
る燃料噴射弁について弁作動の良否判定や調整用
データの取得を目的として、リーク状態、通気機
能、開弁圧、噴霧状態等を試験する装置に関する
ものである。

この種燃料噴射弁としてはＢ＆Ｗ―GF型、ズ
ルザー型等の種々のものがあるが、その基本構造
は筒状本体内に設けたオイルチヤンバに連通する
細噴口を、弁加圧スプリングの弾発力で加圧され
た弁体にて閉止しておき、チヤンバ内に送り込ん
だ燃料油圧によつて押上げて開弁させ、燃料油を
細噴口から外部へミストとして噴射させるように
なされている。しかして、このような燃料噴射弁
としては、細噴口から噴射される燃料油が安定し
たミストの状態で噴出すること、開弁および閉弁
に際して油の切れがよく前垂れや後垂れのないこ
と、ミストの方向が定められた形にむらなく広が
ること等が必要であり、これらは弁加圧スプリン
グの内部応力の均等性、寸法精度、弁体等の可動
部のねじれの有無、摩擦抵抗、シート面の形状等
にて微妙に影響される。従つて燃料噴射弁はその
使用前に弁作動の良否判定や調整用データの取得
のためにリーク状態、通気機能、開弁圧、噴霧状
態等を試験する必要があり、この試験はできるだ
け実際のデイーゼル機関の運転状態に近い条件下
で行なうことが望ましい。

ところが、従来の燃料噴射弁試験装置としては
燃料噴射弁内に燃料油を高圧状態で供給するのに
ポンプ直動方式、エアーブースタ方式、油圧ブー
スタ方式等の種々の方式を採るものが知られる
が、実際のデイーゼル機関の運転状態に近い高圧
と加圧速度を達成するには加圧部を大型化すると
共に加圧駆動力を非常に大きくする必要があつ
た。また特にエアーブースタ方式においては燃料
油の噴射速度の安定化と任意調整、ならびに任意
の加圧下でのブースタの静止が困難であつた。

この発明は上記従来の欠点を解消するためにな
されたもので、エアー圧を駆動源として燃料油を
高圧状態に加圧して燃料噴射弁に圧送するように
したエアーブースター方式の燃料噴射弁試験装置
において、燃料噴射弁に燃料油の圧送を可能とし
逆流を阻止する逆止弁を介して連通され、かつ、
燃料油タンクから燃料油の吸入を可能とし、逆流
を阻止する逆止弁を介して連通する燃料加圧室
と、上記燃料加圧室に隣接して作動油が充満した
油圧シリンダー室と、上記油圧シリンダー室内及
びエアーシリンダー室内に夫々位置するピストン
に同軸状に固定されて上記燃料加圧室内で往復動
し、その復動時燃料油タンクから燃料加圧室内へ
燃料油を吸入し、その往動時、燃料加圧室内の燃
料油を燃料噴射弁に圧送するプランジヤーと、上
記油圧シリンダー室内のピストン行程の前後間を
該油圧シリンダー室外で連絡する作動油流路と、
上記作動油流路を開閉すると共に流量調整を行な
う制御バルブと、エアー源に並列接続された高圧
用圧力調整弁と低圧用圧力調整弁とに三方コツク
を介して切替接続されるエアー圧を上記エアーシ
リンダー室の両端部の給排気口へ交互に送気する
切換バルブと、上記燃料加圧室から燃料噴射弁へ
の燃料油の圧送路の途中に接続される高圧用油圧
ゲージと、上記燃料加圧室から燃料噴射弁への燃
料油の圧送路の途中に圧力伝達経路を介して接続
され、該圧力伝達経路の途中に上記三方コツクの
高圧用圧力調整弁への切替接続により閉じ、低圧
用圧力調整弁への切替接続により開となるように
連動する二方コツクを介して接続された低圧用油
圧ゲージとからなり、上記油圧シリンダー室内の
ピストン前後室を連絡する作動油流路に設けた制
御バルブによつて、上記エアシリンダー室に供給
されるエアー圧を駆動源とするプランジヤーの動
作速度を制御させた燃料噴射弁試験装置である。

第１図の燃料噴射弁は、無冷却形のＢ＆Ｗ−
GF形テイーゼル機関に使用される燃料噴射弁で
あつて、図面において１は弁体ケースであつて、
基板２に固設され、かつ、ノズル体３を突出させ
た状態で装着するための開口を先端に有してい
る。４は筒状の弁本体、６は筒状の高圧バルブ
体、７は筒状の低圧バルブ体、８は中間部材、９
はスリーブ、１０は棒状部材であつて、弁体ケー
ス１内に軸方向に組込まれている。高圧バルブ体
６は先端に弁本体４の孔４′と係合する弁部分６
１と、上記弁部分６１の近傍周面に開口する複数
の小孔６２を有しており、かつ、スリーブ９並び
にスプリング受１１を介して高圧スプリング１２
によつて常時弁本体４内で先端方向に弾圧されて
いる。低圧バルブ体７は上記高圧バルブ体６内に
嵌挿されており、先端に高圧バルブ体６の弁座６
３に当接される先端部分７１と、この先端部分７
１の近傍周面に開口する複数個の小孔７２を有し
ており、中間部材８との間に配した低圧スプリン
グ１３によつて常時高圧バルブ体６内で、先端方
向に弾圧されている。中間部材８の先端小径部分
８１は低圧バルブ体７の上端に嵌合してあり、小
径部分８１に穿設されたオリフイス８２は通常低
圧スプリング室８３に開口している。そして上記
高圧バルブ体６、低圧バルブ体７、中間部材８、
棒状部材１０には燃料通路６ａ，７ａ，８ａ，１
０ａが穿設されており、通路７ａ，８ａ，１０ａ
は常時連通している。１４はオリフイス状の空気
抜き孔である。

上記構造の燃料噴射弁において、燃料通路１０
ａから燃料が送られ通路７ａ，８ａ，１０ａに燃
料が充満すると以後燃料がオリフイス８２から弁
内の各部に入り、弁内各部の残留空気を空気抜き
孔１４より放出し、ついには弁内の各部にも燃料
油が充満する。ところで燃料通路７ａから供給さ
れる燃料はオリフイス８２から流出する量よりは
るかに多量なるため、通路内の燃料圧が昇圧し、
この燃料圧は低圧バルブ体７の小孔７２を通つて
第１の圧力室ａに作用しており、低圧スプリング
１３の弾圧力に打ち勝つにいたると低圧バルブ体
７が上昇する。低圧バルブ体７が上昇すると以
後、オリフイス８２は閉塞され、空気抜き孔１４
からの燃料油の流出は阻止される。同時に弁座６
３から低圧バルブ体７の先端部分７１が離れ、高
圧バルブ体６内に燃料油が流れ込み、小孔６２を
通して第２の圧力室ｂ内にも燃料圧が作用する。
この状態で燃料圧が上昇して高圧スプリング１２
の弾圧力に打ち勝つにいたると高圧バルブ体６が
上昇し、弁部分６１での閉塞を解放し、孔４′を
通つて燃料油がノズル体３の細噴口３′より噴射
される。燃料油が外部に噴射されると、燃料圧が
低下し、高圧スプリング１２の弾圧力より低圧に
なると再び高圧バルブ体６が降下して弁部分６１
で孔４′を閉塞し、第２の圧力室ｂ内の昇圧をま
つ。上記動作を繰り返えして所望の燃料噴射動作
を行う。

第２図は上記形式の燃料噴射弁に適用し得る仕
様としたこの発明に係る燃料噴射弁試験装置であ
つて、第２図において２１は油圧ブースタで、燃
料油タンク２２から燃料噴射弁Ｖへ至る送油路２
３に連通する燃料加圧室２４と、該加圧室２４に
隣接して内部に作動油が充満した油圧シリンダー
室２５と、該シリンダー室２５の加圧室２４側と
は逆側に隣接したエアーシリンダー室２６と、両
シリンダー室２５，２６のそれぞれに位置するピ
ストン２７，２８に同軸状に固定されて加圧室２
４内で往復動するプランジヤー２９とで構成され
ている。このプランジヤー２９は、エアーシリン
ダー室２６内のピストン２８前後のエアーの差圧
によつて駆動し、復動即ち後退に伴なつてタンク
２２から逆止弁３０ｂを介して燃料油を加圧室２
４内へ吸引し往動、即ち前進に伴なつて加圧室２
４内から噴射弁Ｖ内までの燃料油を加圧し且つ噴
射弁Ｖへ逆止弁３０ａを介して圧送する機能を果
たす。

油圧シリンダー室２５にはピストン２７の行程
の前後部に油出入口３１ａ，３１ｂが穿設され、
両油出入口３１ａ，３１ｂを外部で連絡する作動
油流路３２が付設されており、ピストン２７の動
作と共に作動油が流路３２を通してピストン２７
の前後間で移動するようになされている。３３は
作動油流路３２に設けた制御バルブで、手動操作
レバー３４によつて作動油流路３２を開閉し、プ
ランジヤー２９及びピストン２７，２８の往復動
を切換え、かつ、プランジヤー２９の往動速度を
制御する。３６は作動油供給タンクで、ピストン
２７の行程前後の油圧シリンダー室２５内に逆止
弁３７ａ，３７ｂを介して連結され、リーク等で
減少する作動油を補充してシリンダー室２５内を
常に作動油の充満状態とする機能を持つ。

エアーシリンダー室２６へのエアー供給はエア
ーポンプ等のエアー源３８より送気路３９を通し
て行なわれる。４０はフイルター、４１ａは例え
ば0.3〜8.5Kg／cm²の範囲で圧力調整を行なう高圧
用圧力調整弁、４１ｂは例えば0.14〜2.8Kg／cm²
の範囲で圧力調整を行なう低圧用圧力調整弁であ
り、両圧力調整弁は並列に配設されて三方コツク
４２により切換えられ、エアー源からの一次エア
ー圧を予め調整した一方の圧力調整弁により二次
エアー圧に変換するようになつている。４３は逆
止弁、４４ａは高圧用圧力調整弁４１ａに対応す
る圧力ゲージ、４４ｂは低圧用圧力調整弁４１ｂ
に対応する圧力ゲージ、４５はオイラーである。
また４６は送気をエアーシリンダー室２６のピス
トン２８の行程前後に設けた給排気口４７ａ，４
７ｂに連通する送気路３９ａ，３９ｂの一方を通
して行なうための切換バルブで、パイロツトバル
ブ４８からのエアー圧にて切換作動するようにな
つている。パイロツトバルブ４８は作動桿４９を
備えており、制御バルブ３３の手動操作レバー３
４がＣ位置にあるときこれに作動桿４９が押圧さ
れて図示姿勢をとり、送気路３９に連絡した分岐
路５０を通るエアーの圧力で切換バルブ４６を図
示の状態に作動させてエアー圧をピストン２８の
前室に作用させ、後室は大気に解放し、また、手
動操作レバー３４がＢ，Ｃ位置にあるときばね５
１によつて復帰してパイロツトエアー圧を大気に
開放し、切換バルブ４６をばね４７に復帰させて
エアー圧をピストン２８の後室に作用させ、前室
を大気に解放させる。５２は噴射弁Ｖへ圧送され
る燃料油の油圧を表示する高圧用油圧ゲージ（例
えば1000Kg／cm²ゲージ）、５３は同じく低圧用油
圧ゲージ（例えば50Kg／cm²）、５４は低圧用油圧
ゲージ５３の圧力伝達経路５５に設置された二方
コツクである。この二方コツク５４は圧力調整弁
切換用の三方コツク４２に連動しており、低圧用
圧力調整弁４１ｂを使用する場合のみに上記径路
５５を開放し、それによつて高圧用圧力調整弁４
１ａを使用する時の高油圧でゲージ５３が破壊さ
れるのを防止する機能を果たす。作動油流路３２
の開閉、プランジヤー２９及びピストン２７，２
８の往復動作の切換並びにプランジヤー２９の往
動速度の制御は手動操作レバー３４で行う。即ち
手動操作レバー３４をＣ位置におくことによつて
パイロツトバルブ４８が図示の状態に切換り、パ
イロツト圧が切換バルブ４６に作用して図示の状
態に切換え、エアーシリンダー室２６のピストン
２８の前部室にエアー圧が作用し、ピストン２８
に復動力が作用する。手動操作レバー３４がＣ位
置以外のときは、パイロツトバルブ４８はばね５
１によつて切換り、切換バルブ４６がばね４７に
よつて切換り、ピストン２８の後部室にエアー圧
が作用し、ピストン２８に往動力が作用する。ま
た、手動操作レバー３４がＢ位置のときは、油圧
シリンダー室の前後室を連通する作動油流路３２
が遮断され、ピストン２８の動きは固定される。
また、Ｂ位置以外で作動油流路３２は連通し、ピ
ストン２８は移動可能な状態におかれる。更にＡ
位置とＢ位置で制御バルブ３３の開口面積が最大
となる。従つて手動操作レバー３４の移動角度で
制御バルブ３３の開口面積を調整することによ
り、ピストン２８、ひいてはプランジヤー２９の
往動速度の制御が可能となる。

上記構成の試験装置によつて燃料噴射弁Ｖの通
気機能と作動性を試験するには、加圧室２４内に
燃料油を吸引しておき、まず三方コツク４２によ
つて低圧用圧力調整弁４１ｂを経路に接続し、操
作レバー３４をＡ位置にして噴射弁Ｖの空気抜き
孔１４より出る空気と、その後に滲出する燃料油
を確認することによつて通気機能を判定する。

次に低圧バルブ体７の開弁圧を知るには、噴射
弁Ｖ内に燃料油を充満させたのち、加圧室２４内
に燃料油を吸引し、三方コツク４２によつて低圧
用圧力調整弁４１ｂを経路に接続し、操作レバー
３４をＡ位置にしてプランジヤー２９を往動さ
せ、第１の圧力室ａ内の圧力が増大してゲージ５
３の指示圧力が一瞬跳ね上がる点を読みとる。こ
の点が低圧バルブ体７が作動して弁座６３が開い
たことを示し、上記跳ね上がりの直前の指示圧力
が低圧バルブ体７の開弁圧となる。

更に、高圧バルブ体６の開弁圧を知るには、噴
射弁Ｖ内に燃料油を充満させたのち、加圧室２４
内に燃料油を吸引しておき、三方コツク４２の切
換えにより高圧用圧力調整弁４１ａを径路に接続
する。この時、同時に二方コツク５４が連動して
低圧用の油圧ゲージ５３の圧力伝達径路５５が遮
断される。しかる後、前記と同様に操作レバー３
４をＡ位置にすれば、プランジヤー２９の往動に
よつて高圧用の油圧ゲージ５２の指示圧力が上昇
し、ある時点で指示圧力が下がる。これは高圧バ
ルブ体６が開弁したことを示す。

更に、噴射弁Ｖの噴霧状態を試験するには、噴
射弁Ｖ内に燃料油を充満させたのち、加圧室２４
内に燃料油を吸引しておき、高圧用圧力調整弁４
１ａを開としておき、手動操作レバー３４をＡ位
置にすればプランジヤー２９の往動によつて第１
図に示す第２の加圧室ｂ内の圧力が上昇し、高圧
バルブ体６の開弁によつてノズル体３の細噴孔
３′より燃料油が噴射される。プランジヤー２９
の一行程内で数回高圧バルブ体６６が開弁を繰り
返えす。この開弁時、噴霧状態を観察し、また、
その他の状態を観察する。

上記の各種試験においては、噴射弁Ｖ内での昇
圧状態がゆるやかな程、各種試験が容易であり、
従つて制御バルブ３３によつて作動油流路３２流
量を絞り、プランジヤー２９の往動速度をおそく
すればよい。

又、実際のデイーゼル機関の運転条件で噴射弁
Ｖを動作させるには操作レバー３４をＡ位置にお
き、作動油流路３２の流量を大きくしてプランジ
ヤー２９の往動速度を速くすれば良い。

本発明の上記試験において、操作レバー３４を
Ｂ位置におけば、如何なる状態においてもプラン
ジヤー２９の動きを停止させることができる。

尚、上記実施例ではＢ＆Ｗ―GF型デイーゼル
機関に使用する燃料噴射弁を例として、燃料噴射
用の弁機構と空気抜き後に排気孔への通路を遮断
する弁機構とを備えた燃料噴射弁に対する試験装
置および試験方法を示したが、燃料噴射用の弁機
構のみを有するもの例えばズルザー型の燃料噴射
弁についても実施例装置によりリーク状態、開弁
圧、噴霧状態等の試験を行なうことができる。こ
の場合、低圧用減圧弁４１ｂと低圧用油圧ゲージ
５３とを設けない構成としてもよい。

更に上記実施例では電気的な制御機構を用いず
に制御バルブ３３を手動操作すると共に該操作で
切換バルブ４６が連動するように構成し、装置全
体の簡素化と低コスト化を図つているが、制御機
構を電気的手段あるいは他の手段で自動化するよ
うに構成しても差し支えなく、また個々の操作部
分を独立に操作可能としてもよい。

以上説明したように、この発明はエアー圧を駆
動源として燃料油を高圧状態に加圧して燃料噴射
弁に圧送するようにしたエアーブースター方式の
燃料噴射弁試験装置において、燃料噴射弁に燃料
油の圧送を可能とし逆流を阻止する逆止弁を介し
て連通され、かつ、燃料油タンクから燃料油の吸
入を可能とし、逆流を阻止する逆止弁を介して連
通する燃料加圧室と、上記燃料加圧室に隣接して
作動油が充満した油圧シリンダー室と、上記油圧
シリンダー室に隣接するエアーシリンダー室と、
上記油圧シリンダー室内及びエアーシリンダー室
内に夫々位置するピストンに同軸状に固定されて
上記燃料加圧室内で往復動し、その復動時燃料油
タンクから燃料加圧室内へ燃料油を吸入し、その
往動時、燃料加圧室内の燃料油を燃料噴射弁に圧
送するプランジヤーと、上記油圧シリンダー室内
のピストン行程の前後間を該油圧シリンダー室外
で連絡する作動油流路と、上記作動油流路を開閉
すると共に流量調整を行なう制御バルブと、エア
ー源に並列接続された高圧用圧力調整弁と低圧用
圧力調整弁とに三方コツクを介して切替接続され
るエアー圧を上記エアーシリンダー室の両端部の
給排気口へ交互に送気する切換バルブと、上記燃
料加圧室から燃料噴射弁への燃料油の圧送路の途
中に接続される高圧用油圧ゲージと、上記燃料加
圧室から燃料噴射弁への燃料油の圧送路の途中に
圧力伝達経路を介して接続され、該圧力伝達経路
の途中に上記三方コツクの高圧用圧力調整弁への
切替接続により閉じ、低圧用圧力調整弁への切替
接続により開となるように連動する二方コツクを
介して接続された低圧用油圧ゲージとからなり、
上記油圧シリンダー室内のピストン前後室を連絡
する作動油流路に設けた制御バルブによつて、上
記エアシリンダー室に供給されるエアー圧を駆動
源とするプランジヤーの動作速度を制御させか
ら、従来のエアーブースター方式の欠点とされて
いた噴射速度の不安定なバラツキ、任意な速度調
整の不可及び停止応答性の悪さ等を、簡単確実に
改善することができ、しかも、駆動源となるエア
ー圧を高圧と低圧とに切替接続可能としたことに
よつて、１段作動型の燃料噴射弁と２段作動型の
燃料噴射弁のいずれの試験にも使用することがで
き、さらに、高圧噴射試験時には低圧用油圧ゲー
ジの破損を防止できる。

以上の如くこの発明の燃料噴射弁試験装置で
は、エアー圧で駆動する加圧用プランジヤーの駆
動速度を、油圧シリンダー室の作動油の流量調整
により任意の一定値に設定したり、連続的に加速
もしくは増速できるので、試験の種類に応じた好
適な燃料油の供給速度と加圧速度を付与すること
ができる。また、上記作動油の流れを停止させる
ことにより、プランジヤーを停止した状態で駆動
圧を非常に大きく保つておいて急速に高圧で燃料
噴射させることが可能であるからデイーゼル機関
の運転条件に近い高速の噴射速度として噴射状態
を試験することが可能である。しかして試験装置
全体は既述構成により従来のものに比較して小型
且つ簡素となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にて使用した燃料
噴射弁の断面図、第２図はこの発明の一実施例の
燃料噴射弁試験装置の配管系路図である。 Ｖ……燃料噴射弁、２２……燃料油タンク（燃
料油源）、２４……加圧室、２５……油圧シリン
ダー室、２６……エアーシリンダー室、２７，２
８……ピストン、２９……プランジヤー、３０
ａ，３０ｂ……逆止弁、３２……作動油流路、３
３……制御バルブ、４１ａ，４１ｂ……圧力調整
弁、４６……切換バルブ、４７ａ，４７ｂ……給
排気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エアー圧を駆動源として燃料油を高圧状態に
   加圧して燃料噴射弁に圧送するようにしたエアー
   ブースター方式の燃料噴射弁試験装置において、
   燃料噴射弁に燃料油の圧送を可能とし逆流を阻止
   する逆止弁を介して連通され、かつ、燃料油タン
   クから燃料油の吸入を可能とし、逆流を阻止する
   逆止弁を介して連通する燃料加圧室と、上記燃料
   加圧室に隣接して作動油が充満した油圧シリンダ
   ー室と、上記油圧シリンダー室に隣接するエアー
   シリンダー室と、上記油圧シリンダー室内及びエ
   アーシリンダー室内に夫々位置するピストンに同
   軸状に固定されて上記燃料加圧室内で往復動し、
   その復動時燃料油タンクから燃料加圧室内へ燃料
   油を吸入し、その往動時、燃料加圧室内の燃料油
   を燃料噴射弁に圧送するプランジヤーと、上記油
   圧シリンダー室内のピストン行程の前後間を該油
   圧シリンダー室外で連絡する作動油流路と、上記
   作動油流路を開閉すると共に流量調整を行なう制
   御バルブと、エアー源に並列接続された高圧用圧
   力調整弁と低圧用圧力調整弁とに三方コツクを介
   して切替接続されるエアー圧を上記エアーシリン
   ダー室の両端部の給排気口へ交互に送気する切換
   バルブと、上記燃料加圧室から燃料噴射弁への燃
   料油の圧送路の途中に接続される高圧用油圧ゲー
   ジと、上記燃料加圧室から燃料噴射弁への燃料油
   の圧送路の途中に圧力伝達経路を介して接続さ
   れ、該圧力伝達経路の途中に上記三方コツクの高
   圧用圧力調整弁への切替接続により閉じ、低圧用
   圧力調整弁への切替接続により開となるように連
   動する二方コツクを介して接続された低圧用油圧
   ゲージとからなり、上記油圧シリンダー室内のピ
   ストン前後室を連絡する作動油流路に設けた制御
   バルブによつて、上記エアシリンダー室に供給さ
   れるエアー圧を駆動源とするプランジヤーの動作
   速度を制御させたことを特徴とする燃料噴射弁試
   験装置。