JPS62159765A - 燃料噴射ノズル - 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 この発明はディーゼル機関等に用いられる燃料噴射ノズ
ルに関する。

従来の技術 ディーゼル機関の燃料噴射ノズルは、周知のように燃料
噴射ポンプから圧送さｎた燃料の圧力によって自動開弁
するものであるが、更に燃料噴射率（単位時間あるいは
単位クランク角当シの噴射量）を種々の運転条件に適し
九ものとし、かつ噴射初期と後期とで夫々に適した噴射
方向を得るために、第２図に示すように、第１ニードル
弁３１と第２ニードル弁３２とを夫々異なる燃料圧力で
開弁させるようにした燃料噴射ノズルが知られている（
特開昭６０−１２５７６７号公報）。

これは、ノズルボディ３３の先端に、外周側の第１？孔
３４と内８ｉｌｌＪ（！１Ｒ２１’Ｒ孔３５とを形成し
、円筒状の第２ニードル弁３１によって上記第１噴孔３
４を開閉するとともに、この第１ニードル弁３１の中心
に嵌合した第２ニードル弁３２によって上記第２噴孔３
５を開閉するように構成したものであって、第１．第２
ニードル弁３１．３２に対し夫々第１．第２ノズルスプ
リング３６　、３７が配設されているとともに、第１ニ
ードル弁３１外周側に油溜シ部３８が配設され、この油
溜シ部３８に臨んで第１ニードル弁３１の受圧面３１ｍ
が形成されている。そして、第２ニードル弁３２先端部
の周囲には、第１ニードル弁３１のリフト時に上記油溜
シ部３８と連通可能な油溜シ部３９が形成されておシ、
第２ニードル弁３２のシート線よシ外周情が受圧面３２
＆として、この油溜シ部３９内に位置している。

すなわち、燃料通路４０を通して油溜シ部３８内に流入
する燃料の圧力が第１ニードル弁３１の開弁圧を上廻る
と第１ニードル弁３１がリフトして第１１１Ｆ孔３４か
ら比較的少量の燃料が噴射され、更に第２ニードル弁３
２の開弁圧を上廻ると第２噴孔３５から燃料が噴射され
るのであ夛、両者の合成噴射率の特性が運転条件によっ
て変化するので広範な運転領域に適合させることかで急
、かつ第１臂孔３４および第２１１ｊ孔３５の噴射方向
を夫々適宜に異ならせることができるのである。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来の構成においては、第２ニードル弁３
２が基端部および先端部の双方で第１ニードル弁３１に
対し摺接支持されているので、第１ニードル弁３１の内
筒面３１ｂ、３１ｃの研削加工が面倒なものとなシ特に
先端側の摺接面では、円滑な摺動を確保しつつ噴射圧力
に対する油＠を保たなければならないため、小径な内周
面３１ｃの精密な加工が要求され、加工コストが嵩む欠
点がある。また、第１ニードルｆｆ３１は、ノズルボデ
ィ３３に対し基端部のみで案内されておシ、かつ第２ニ
ードル弁３２がこの第１ニードル弁３１に先端近傍で案
内されているため、第１ニードル弁３１のシート線とそ
の内側の内周面３１ｃとの同軸度の誤差、第２ニードル
弁３２のシート線と該第２ニードル弁３２の外周面との
同軸度の誤差、あるいはノズルボディ３３における第１
ニードル弁３１の着座面と第２ニードル弁３２の着座面
との同軸度の誤差などが僅かに存在していても、第１ニ
ードル弁３１もしくは第２ニードル弁３２の何れかの着
座が不良となってしまい、更には各部の接触による作動
不良を生じ易い。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、この発明に係る燃料噴
射ノズルは、先端に外周側の第１噴孔と内周側の第２噴
孔とを有するノズルボディと、先端部でこのノズルボデ
ィ内周に摺動可能に嵌合し、上記＠１９孔を開閉する円
筒状の第１ニードル弁と、基端側の大径部と先端側の小
径部とからなり、上記第１ニードル弁の内側に嵌挿され
るとともに、上記大径部が第１ニードル弁内周面に摺接
し、かつ先端部が上記第２ｆｆ孔を開閉する第２ニード
ル弁と、この第２ニードル弁の小径部と上記第１ニード
ル弁とだよって画成され、かつ第１ニードル弁の連通孔
を介して燃料通路に連通し九油溜シ部と、上記第１ニー
ドル弁および第２ニードル弁を夫々所定の荷重で閉方向
に付勢する第１ノズルスプリングおよび第２ノズルスプ
リングとを備えて構成されている。尚、第１ニードル弁
および第２ニードル弁の開弁圧の何れを低く設定するか
、つまシ何れが先に開弁するようにするかは任意である
０ 作用 例えば第２ニードル弁の開弁圧を第１ニードル弁の開弁
圧よシも低く設定したとすると、燃料通路を通して油溜
シ部に流入する燃料の圧力が第２ニードル弁の開弁圧を
上廻ったときに該第２ニードル弁がリフトして第２１１
ｉ１孔から燃料か噴射され、更に＠１ニードル弁の開弁
圧を上廻ったときに該第１ニードル弁がリフトして第１
慣孔から燃料が噴射される。ここで燃料圧力は円筒次第
１ニードル弁に内側から作用するので、第１ニードル弁
トノズルボデイとの油密は昼められる。また第２ニード
ル弁は第１ニードル弁に基端側のみで案内され、先端側
は拘束されていないので、同軸度に多少の誤差があって
も第１ニードル弁および第２ニードル弁の先端部は夫々
ノズルボディの着座面に確実に着座する。

実施例 第１図はこの発明に係る燃料噴射ノズルの一実施例を示
す断面図である。同図において、ｌは先端円錐面の外周
側に複数の第１噴孔２が形成されるとともに、内周側に
複数の第２噴孔３が形成されたノズルボディ、４はこの
ノズルボディｌにディスタンスピース５を挾んでノズル
ナツト６によシ締結されたノズルホルダであって、上記
ノズルボディ１の内周には、基端側および先端側の夫々
に略等しい径の案内面７．８が形成されている。

尚、上記第１１’ｆ孔２の設足円錐角αは第２噴孔３０
投定円錐角βよりも小さく、かつ第１曜孔２の総開口面
積は第２噴孔３のそれよシも大きく設定されている。な
お、第１噴孔２と第２噴孔３とからの燃料１１１ｆｇは
互いに干渉しないような方向となっている。

９は、基端部９ａと先端部９ｂとで上記ノズルボディｌ
の案内面７，８に油密を保つように夫々摺動可能に嵌合
した円筒状の第１ニードル弁であシ、先端部のシート線
が第１噴孔２よシも内周側に着座して該シート線外周側
で第１１１Ｆ孔２′ｔ−開閉するとともに、該シート線
内局側に受圧面１０が形成されている。この第１ニード
ル弁９の最大リフト量ハ、ディスタンスピース５との当
接によって所定量ｔ２に規制されており、かつスプリン
グシー）１１ｔ−介して配設された第１ノズルスプリン
グ１２によって閉方向に所定の荷重が付与されている。

また、第１＝−ドル弁９の基端側の内周には、案内面１
３が形成されている。

１４は、基端側の大径部１５と先端側の小径部１６とか
らなる第２ニードル弁であって、上記第１ニードル弁９
の内側に嵌挿され、かつ上記大径部１５が第１ニードル
弁９０案内面１３に摺動可能に嵌合している。そして、
先端部のシート線が第２嘴孔３よシも外周側に着座して
該第２１１を孔３を開閉するとともに、シート線外周匈
ならびに大径部１５と小径部１６との境界部分に受圧面
１７．１８が形成されている。この第２ニードル弁１４
の第１ニードル弁９に対する最大リフト量は＠１ニード
ル弁９頭部との当接によって所定ｊｌ　ｌ−１に規制さ
れておシ、かつスプリングシート１９ｔ−介して配設さ
れた第２ノズルスプリング２０によって閉方向に所定の
荷重が付与されている。問、２１は上記のり７ト量１．
を調節するシムである。

上記第１ニードル弁９の内側には、該第１＝−ドル弁９
の内周面と第２ニードル弁１４の小径部１６外局面とに
よって油溜り部２２が画成されておシ、この油溜シ部２
２は、第１ニードル弁９に形成された連通孔２３を通し
て燃料通路２４に常時連通している。尚、２５は漏洩燃
料を排出する燃料出口である。

上記第１ニードル弁９および第２ニードル弁１４の開弁
圧は、夫々の受圧面積と第１．第２ノズルスプリング１
２．２０の荷重との関係で定まるが、この実施例では、
内周側の第２ニードル９Ｐ１４の開弁圧の方が第１ニー
ドル弁９の開弁圧よシも小さく設足されている。

従って、図外の燃料噴射ポンプから高圧の燃料が油溜シ
部２２内に送られて来ると、初めに第２ニードル弁１４
がリフトし、第２（１ｉｒ孔３から比較的少量の燃料が
例えば直接噴射式ディーゼル機関のピストンキャビティ
上部に向かって噴射される。

この燃料はスキッシュ流を利用して速やかに着火し、着
火遅れ期間は短いものとなる。燃料圧力が更に上昇し、
第１−一ドル弁９の受圧面積に作用する力と第２ニード
ル弁１４から第１ニードル弁９に加わる上昇力との和が
第１ノズルスプリング１２の付勢力を上層ると、第１ニ
ードル弁９がリフトして第１噴孔２からキャピテイの底
面隅部付近に向かって燃料が噴射される。この燃料はキ
ャピテイ内の空気を有効に利用し、かつ先に噴射された
少量の燃料の着火作用によシ速やかに着火して着火遅れ
の短い良好な燃焼が得られる。そして、アイドル時のよ
うに燃料圧力が低い場合は、第１ニードル弁９のリフト
には至らず、また負荷が増大するに従って第２ニードル
弁１４のリフトと第１ニードル弁９のリフトとの位相差
が小さくなるので、運転条件に適した噴射率特性が得ら
れるのである。

上記の構成においては、第２ニードル弁１４が基端側の
大径ａ１５でのみ第１ニードル弁９に摺接しているので
、第１＝−ドル弁９の内周面の精密加工は基端偶の案内
面１３のみで済む。またノズルボディ１の内周面には、
案内面７．８の精密加工が必要であるが、これらは口径
か比較的大きいため極めて容易に処理できる。しかも、
噴射時には第１ニードル弁９に燃料圧力が内側から作用
して案内面８との間の嵌合隙間を狭めるので、高い油密
が得られ、またそれだけ摺動面の加工が容易となる。

更て、第１ニードル弁９の先端部と第２ニードル弁１４
の先端部とは互いに拘束されておらず、夫々ノズルボデ
ィｌの着座面【沿って位置決めされる形となるので、各
部の同軸度に多少の誤差があっても着座時のシール不良
や作動不良を招くことがない。

次に、上記実施例では第２ニードル弁１４の開弁圧を第
１ニードル弁９の開弁圧よシも小さく設定した例を説明
したが、これを逆にすることも可能である。この場合、
一般に第１ｉｔ孔２の設定円錐角αを第２噴孔３の設定
円錐角βよシも大きくし、かつ第１噴孔２の総開口面積
を第２１孔３のそれよシも小さく設定すれば艮い。冑、
上記実施例のように第２ニードル弁１４が先にリフトす
るように構成したものにおいては、第１ニードル弁９リ
フト時の摺動面が少なくな夛、また第２ニードル弁１４
が第１＝−ドル弁９よシも小型軽量に形成し得ることか
ら噴射量が少ない場合でも応答性に優れる利点がある。

尚、この発明はユニットインジェクタｉ’ｃ　ｉ　用す
ることも可能である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、異な
る燃料圧力で開弁する第１．第２ニードル弁を偏見た形
式の燃料噴射ノズルにおいて、従来のものに比較して製
造、　７１［１工が極めて容易となシ、低コスト化が図
れるとともに、着座時のシール不良やニードル弁の作動
不良を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る燃料噴射ノズルの一実施例を示
す断面図、第２図は従来の燃料噴射ノズルの一例を示す
断面図である。 １・・・ノズルボディ、２・・・第１＋１ｉ孔、３・・
・第２噴孔、４・・・ノズルホルダ、９・・・第１ニー
ドル弁、９ｂ・・・先端部、１０・・・受圧面、１２・
・・第１ノズルスプリング、１４・・・第２ニードルｆ
ｆ、ｔ５・・・大径部、１６・・・小径部、１７．１８
・・・受圧面、２ｏ・・・第２ノズルスプリング、２２
・・・油溜シ部、２３・・・連通孔、２４・・・燃料通
路。 外２名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　先端に外周側の第１噴孔と内周側の第２噴孔と
   を有するノズルボデイと、先端部でこのノズルボデイ内
   周に摺動可能に嵌合し、上記第１噴孔を開閉する円筒状
   の第１ニードル弁と、基端側の大径部と先端側の小径部
   とからなり、上記第１ニードル弁の内側に嵌挿されると
   ともに、上記大径部が第１ニードル弁内周面に摺接し、
   かつ先端部が上記第２噴孔を開閉する第２ニードル弁と
   、この第２ニードル弁の小径部と上記第１ニードル弁と
   によって画成され、かつ第１ニードル弁の連通孔を介し
   て燃料通路に連通した油溜り部と、上記第１ニードル弁
   および第２ニードル弁を夫々所定の荷重で閉方向に付勢
   する第１ノズルスプリングおよび第２ノズルスプリング
   とを備えてなる燃料噴射ノズル。