JPS618465A - 内燃機関用燃料噴射装置 - 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 本発明は内燃機関において燃焼室内に燃料を噴射して供
給する燃料噴射装置に関する。

従来の技術 今日、ディーゼルエンジンにおいては、低燃費、低騒音
、低煙濃度という社会的な要求が強くなっている。ディ
ーゼルエンジンを大別すると、直接噴射式（以下直噴式
という）と副室噴射式（以下副室式という）とに分けら
れるが、一般には燃費に関しては直噴式が有利であり、
騒音、煙濃度に関しては副室式が有利であるといわれて
いる。これは次の理由による。直噴式が燃費が有利なの
は直噴式では燃焼室内に直接燃料が噴射されるため副室
式に比べて燃焼室内で燃焼が直接性われるため熱損失が
少ないのと、副室式の様な副室から主室への燃焼ガスあ
るいは未燃ガスの通路における大きな圧力損失がないこ
とによる。一方、副室式が騒音に関して有利なのは、副
室式では燃焼が副室から主室へ移動する燃焼ガスにより
行われるため、燃焼がゆるやかに進行するからである。

また副室式が煙濃度で有利なのは、副室から主室へ燃焼
ガスあるいは未燃ガスが高速で噴射されるため、燃料と
空気との混合が推進されるからである。現時点ではこの
直噴式と副室式の両者の長所を合わせ持ったエンジンは
実現されていない。さらに燃焼状態を改善するため空気
式燃料噴射装置の改良も提案されている（実開昭５８−
３０７７０号参照）が、このような燃料噴射装置を用い
ても、上記のような直噴式と副室式の両者の長所を持っ
たエンジンが得られるものではない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、直噴式と副室式の両者の長所を合わせ持った
エンジンが得られるような燃料噴射装置を提供し、燃費
を向上ししかも低騒音、低煙濃度の、社会的要求に応え
るエンジ／の実現を図るものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決するため、エンジンにより
駆動されるフォロアと、該フォロアに連結されたグラン
シャと、該グラ／ジャの運動によジ直接又は間接的に印
加されて燃料を噴射ノズルに圧送する噴射ポンプ室と、
噴射ノズルからの噴射燃料が導入される噴射ノズルの周
りの補助燃焼室とを具備し、前記補助燃焼室は前記フオ
ロアの下方に連結されたピストン下端面によりその一部
が形成されかつエンジン燃焼室に通じる噴孔を有し、前
記噴射ノズルから噴射された前記補助燃焼室内の燃料が
、前記フオロアに連結されたピストン下端面により圧送
されて前記噴孔からエンジン燃焼室内に圧送されるよう
にした内燃機関用燃料噴射装置を提供する。

作用 本発明は、エンジンの駆動によシフオロアが押し下げら
れると、これに連結されたプランジャが押し下げられ、
このプランジャの運動により噴射ポンプ室内の燃料が加
圧されて噴射ノズルに圧送される。噴射ノズルからこの
圧送された燃料が補助燃焼室内に噴射される。これと同
時に前記フォロアの下降運動によりこれに連結されたピ
ストンの下端面が補助燃焼室を加圧し、同燃焼室内に初
期に噴射された燃料が燃焼を始め、燃焼ガス圧とピスト
ン下端面の下降による圧送により噴孔を通してエンジン
燃焼室内に押し出される。さらにフォロアが下降し、燃
料は補助燃焼室に噴射されるが、燃焼に至る前にピスト
ン下端面の下降による圧送作用のため噴霧のままあるい
は燃料蒸気となって噴孔を通フェンジン燃焼室へ噴射さ
れる。フォロアが上昇を始めると、補助燃焼室内の圧力
は低下しエンジン燃焼室から逆に噴孔を通シ補助燃焼室
内に空気が導入され、この空気と燃料との混合が行われ
る。そして以後上記の動作を繰返すものである。

実施例 本発明の実施例について図面を参照して以下に説明する
。

第１図、第２図は本発明の第１の実施例を示し、同図に
おいて、１は燃料噴射装置であフ、この燃料噴射装置１
はディーゼルエンジンのシリンダヘッドに形成した装着
孔に嵌挿されている。燃料噴射装置ｌは圧送シリンダ６
とホルダ９とノズルボデー１２を、シリンダボデー５と
ナツトホルダ７とにより一体的に結合して組付けられて
いる。なおシリンダ６及びホルダ９とシリンダボデー５
及びナツトホルダ７の間にはフオロア２にねじによジ結
合された♂ストン５０が摺動自在に嵌挿されている。ま
たシリンダ６円には圧送プランジャ４と噴射シランシャ
８が摺動自在に嵌挿されておフ、それぞれ圧送ポンプ室
２５、噴射ポンプ室２６が形成されている。圧送プラン
ジャ４Ｍ前述のフオロア２に連結されており、このフオ
ロア２は図示しないエンジンと同期して回転するカムに
より、直接もしくはロッカーアーム等を介して駆動され
る゛。そしてフオロア２とシリンダ６内−５との間には
フォロアスプリング３が架は渡されており、このスプリ
ング３によってフォロア２及び圧送プランジャ４及びフ
ォロア下端部３１が上方に付勢されている。シリンダ６
の内面にはフィードポート３３が開口されており、この
フィードポート３３は燃料通路２８に通じている。シリ
ンダ６の内面のフィードポート３３の下方にストツバ３
４があり、噴射プランジャ８が上昇する位置を規定する
。このストツノ千３４の下方のシリンダ６の内面にはド
レインＪ　−ト３５が開口している。このドレインポー
ト３５は燃料通路２８に通じており、前述のフィードポ
ート３３と共に燃料通路１５に通じ、さらにフィードポ
ンｆ１７を介して燃料タンク２０に通じている。なおフ
ィードポンｆ１７の下流側にレリーフパルプ１９がセッ
トされ燃料通路１５．２８内を規定の圧力にセットして
いる。

前記噴射プランジャ８及びシリンダ６の内面よフ成り立
つ噴射ポンプ室２６の下方のホルダ９には噴射ポンプ室
２６に開口している通路３６が設けである。通路３６は
、ノズルがデー１２とノズルニードル１１とから成るノ
ズル部３８へ通じるノズル通路３７に通じている。また
通路３６はシリンダ６内の燃料供給通路２７にも通じて
お）、逆止弁１３、通路１４、電磁弁３９、フィードポ
ンプ１６を介して燃料タンク２０に通じている。上記電
磁弁３９は通路１４を電気的信号にょシ開閉するように
なっている。またこの電気信号はエンジン回転に同期し
てコントローラ４ｏより発生される。フィードポンプ１
６の下流側にはレリーフパルプ１８があり、上記通路内
の圧力を一定に保っている。ノズルデデー１２には噴孔
３ｏが設けてあり、その出口側の周シの空間が、フォロ
ア２の下端面３１とナツトホルダ７の内面とで形成され
た補助燃焼室２４となっている。前記補助燃焼室２４の
下方には噴孔２３が開口し、シリンダヘッド下面２９と
ピストン２２によって形成されるエンジン燃焼室２１に
通じている。上記噴孔２３は単孔でも複数孔でもかまわ
ない。

上記のような構成の本実施例の作動を次に説明する。

圧送プランジャ４が上死点にある場合、噴射ポンプ室２
６内には、燃料タンク２０から吸い上げられフィードポ
ンプ１６により加圧された燃料が電磁弁３９、通路１４
、逆止弁１３、通路２７゜３６を通夛供給される。供給
量はエンジンの運転状態に見合う様に電磁弁３９によシ
調世される。

したがって噴射ノランジャ８は燃料供給量に応じた位置
に上昇させられている。また圧送ポンプ室２５内にはフ
ィードポンプ１７によシ加圧された燃料が通路１５、フ
ィードポート３３を通り供給−充填されている。図示し
ないカムの作動によりフォロア２が押し下げられると、
圧送シラ／ジャ４も一体に下降し、圧送ポンノ室２５内
の燃料はフィードポート３３から排出される。さらに圧
送プランジャ４が下降しメインリード４１がフィードポ
ート３３を閉じると、圧送ポンプ室２５内の燃料は逃げ
場を失ない、圧力が上昇する。圧送ポンプ室内の高圧は
噴射プランジャ８の上面に伝わフ噴射プランジャ８は下
降を開始する。この時予め電磁弁３９により調量された
燃料が噴射ポンプ室２６に充填されているため、噴射ポ
ンプ室２６内の圧力は上昇し始める。噴射ポンプ室２６
内で高圧化された燃料は通路３６．３７を通ってノズル
部３８へ送られノズルニードル１１を押し上げ噴孔３０
より補助燃焼室２４へ噴射される。さらに圧送シランツ
ヤ４が下降し、噴射ノランジャ８が下降すると、噴射プ
ランジャ８の上部リード４２がドレインポート３５を開
き、圧送ポング室２５内の圧力は低下する。このため噴
射プランジャ８の下降も停止し、噴射ポンプ室２６内の
圧力は降下シ、シたがってノズルニードル１１が下降し
噴射が終了する。

圧送プランジャ４はさらに下降を続けるが、ドレインポ
ート３５が開いており、燃料がさらに排出されて、これ
が圧送プランジャ４の下降が終了するまで続く。

また上記の行程と同時に、補助撚−焼室２４を形成して
いるピストン５０の下端面３１もフォロア２と結合され
ているため圧送プランジャ４の下降と共に下降を始める
。前述したような作用により補助燃焼室２４内に初期に
噴射された燃料は燃焼を始め、燃焼ガス圧とピストン５
０の下端面３１の下降による圧送により噴孔２３から燃
焼室２１へ押し出される。さらにフオロア２が下降し、
燃料は補助燃焼室２４に噴射されるが、燃焼に至る前に
ピストン下端面３１の下降による圧送作用により噴霧の
まま、あるいは燃料蒸気となって噴孔２３を通り燃焼室
２１へ噴射される。

次に図示しないカムによりフォロア２がフオ「ｌアメプ
リング３の作用と共に上昇を始め、圧送プランジャ４が
上死点の位置に戻シ、この時補助燃焼室２４内には燃焼
室２１から逆に噴孔２３を通９空気が導入される。この
結果燃料と空気との混合が行われる。

以後上述のような動作を繰り返すものである。

第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、この実施
例は第１の実施例に比べて噴射システムのみが異なるも
のである。

第３図において、プランジャ４′の下降により、噴射ポ
ンプ室４９内の燃料を圧送する機構について、その作動
を説明する。

プランジャ４′が上死点にある場合、噴射ポンプ室４９
内に、タンク２０から圧力調整ポンプ１６′、燃料通路
１４′、噴射装置内の燃料通路２７′を通広燃料が規定
量だけ調量されて充填される。プランジャ４′が下降を
始め、プランジャエツジ４６がフィードポート４１を閉
じると噴射ポンプ室４９内の燃料が圧送され噴孔３０を
通シ補助燃焼室２４内に噴射される。噴射路わりはプラ
ンジャ４′の下端４７がシリンダ６′のカップ４８に着
座した時点となる。噴射された燃料の動きは第１の実施
例と同じである。次にプランジャ４′が上昇を始め上死
点の位置に戻る。

以後上述のような動作を繰シ返すものである。

第４図は本発明の第３の実施例を示すものである。本実
施例の特徴とするところは、補助燃焼室２４内に導入さ
れる空気の通路を噴孔２３の他にさらに追加した点にあ
る。補助燃焼室２４とエンジンの燃焼室２１との間に通
路５２を設け、この通路中に逆止弁５１を取付ける。ピ
ストン２２の上昇により空気は、逆止弁５１を押し上げ
通路５２を通って補助燃焼室２４内に入るものである。

以後の作動は他の実施例と同じである。

考案の効果 以上のような構成、作用を有する本発明は、燃焼室への
燃料噴射形態は副室式エンジンに類似し、燃焼室での空
気どの混合は改善され、燃焼が早く終了し良好な排ガス
となフ、煙、騒音が低減される。また、補助燃焼室から
燃焼室への燃料の圧送に関しては噴射後の燃料自体のエ
ネルギーを使用せず、カムによるフォロアの下降により
圧送するため、副室式で燃費の悪い最大原因である燃焼
ガスの移動による空気力学的損失が少ない。さらに噴射
の後期では未燃のまま補助燃焼室へ燃料が噴射されるた
め、補助燃焼室での熱損失が少なく、燃費は直噴式と同
等以上のものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断正面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は本発明の第２実
施例の縦断正面図、第４図は本発明の第３実施例の要部
の拡大断面図である。 １・・・燃料噴射装置、２・・・フォロア、４　、４’
・・・プランジャ、６・・・圧送シリンダ、８・・・噴
射プランジャ、１１・・・ノズルニードル、１２・・・
ノズルがデー、２１・・・燃焼室、２３・・・噴孔、２
４・・・補助燃焼室、２５・・・圧送ポンプ室、２６・
・・噴射ポンプ室、３０・・・噴孔、３１・・・ピスト
ン下端面、４７・・・プランジャ下端、４９・・・噴射
ポンプ室、５０・・・ピストン、５１・・・逆止弁、５
２・・・空気通路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 　１．エンジンによって駆動されるフオロアと、該フオ
   ロアに連結されたプランジャと、該プランジャの運動に
   より加圧され燃料を噴射ノズルに圧送する噴射ポンプ室
   と、該噴射ノズルからの噴射燃料が導入される補助燃焼
   室とを具備し、前記補助燃焼室は前記フオロアの下端に
   てその一部が形成されかつエンジンの燃焼室に通じる噴
   孔を有し、前記噴射ノズルから噴射された前記補助燃焼
   室内の燃料が、前記フオロアの下端により圧送されて前
   記噴孔からエンジン燃焼室内に圧送されるようにしたこ
   とを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
2. 　２．前記プランジャと前記噴射ポンプ室との間に、該
   プランジャの運動により加圧される圧送ポンプ室と、該
   圧送ポンプ室の加圧により作動される噴射プランジャと
   を設け、該噴射プランジャの運動により燃料を噴射ノズ
   ルに圧送することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃機関用燃料噴射装置。
3. 　３．前記フオロアに連結されたプランジャにより前記
   噴射ポンプ室内の燃料を直接加圧することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用燃料噴射装置。
4. 　４．前記補助燃焼室に、エンジン燃焼室からの空気を
   導入する通路を前記噴孔とは別に設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用燃料噴射装置
   。