JPS62191660A - 往復動内燃機関用噴射弁 - 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、円筒形の燃焼室内に突き出ていて、かっての
内部に軸方向にしゆう動し得る円筒形の↑１弁をイｊし
、更にその壁体内部に一つの燃料供給用管路を有り−る
とともに、燃焼室に面したその端部近くの二つの異なっ
たレベルのそれぞれに少むくとも一つの噴射孔を有する
、一つの弁本体を含んＣ・おり、かつその際、該針弁の
燃焼室に面する側の端面が、該弁本体内に設けられた一
つの弁座と当たり合って油密を保つようになされている
ととらに、少ない噴射量のときには前記の噴射孔の中の
ただ一つのみを経て、また多い噴！ｌＦ［のときには双
方の噴射孔を経て、燃焼室内へ燃料が噴射されるように
なされている、往復動内燃機関用噴射弁に関するもので
ある。ここで少ない噴射間″という八Ｂは、ディーゼル
機関の場合には“部分負値状態゛を意味し、ディーゼル
・ガス機関の場合には点火用燃料油のｔａを意味するも
のである１、また′多い噴Ｑ４　ｆｆｉ　”という詔は
ディーピルは関の場合にＪ３ける゛全負荷状態″を意味
している。ＩＶｔ台の機関の場合には、この少ない噴射
部′″というのは、また゛着火用萌噴射″と音い換えて
もよい。

発明の１８頭と在来技術の問題点 一ヒ述のＪζうな特性をもった噴射弁はスイスｌ猜許第
Ｃ１−１−ＰＳ　　６２３１１４号によっで公知どなっ
ている。この弁の場合には、個々の噴射孔ないしは、互
いに内外同軸的に同じレベルに配置されている噴射孔の
各列に対して、それぞれ一つずつの針弁が設けられてい
る。機関が部分負荷運転になると、燃料は最上部の噴射
孔イヌいしは最り列の噴射孔のみを経て燃焼室内に供給
されるのに対して、全負荷の場合には、燃料が下部の噴
射孔ないしは下列の噴射孔を経て燃焼室内に送り込まれ
るのである。このように二つの針弁に加えて、独立して
設けられ、かつ別々に制罪される二つの燃料供給系統を
備えた、この公知の噴射弁の場合には、製作費がそれだ
け高くなるのである。

ＬＬ１正ｌ江 本発明の目的は、前述のような種類の噴射弁を改良して
、双方のｉ＋ｉ　０Ａ孔に対してただ一つの針弁で演む
ようにし、かつ噴（ト）埴が少ないときには下部の噴射
孔のみが、また噴射量の多いときには双方の噴ｑ・１孔
がともに作動するようにすることにある。

目的達成の手段と問題点の　決方法 この目的を達成するために、本発明においては、針弁に
、弁本体に設けられた燃料供給管路から始まって針弁内
を貫通し、更に二つの噴射孔の中間で釘フ１′−の端面
に開口する一つの管路が設けられており、更に弁本体の
壁体内には、弁本体内燃才＋１供給管路と連通していて
、かつ針弁と同軸になっている一つの環状の溝が、燃焼
室から遠い方の側に針弁の軸方向の長さのほぼ半分にわ
たって設けられており、史に弁本体に設（ブられた高い
方のレベルの噴射孔が、針弁を案内する弁本体の円筒部
から分岐しているとともに、４弁の端面に当たって別能
する弁座の部分とこの分岐点との間には軸方向にある一
定の外国が置かれているのである。

このような構造にすることによって、弁座から上の噴射
孔への分岐点までには距離があるために、針弁の円筒形
の外表面が上の噴射孔への燃料の流れを最初の間ないし
は全期間にわたって閉じているので、弁の使用状況に応
じて、燃料が下の噴射孔のみを経て、ないしは、少なく
とも最初の間は下の噴射孔のみを経て燃焼室内に噴則さ
れるようにすることができるのである。燃料流けが増す
につれて、針弁の揚程が増し、従って上の噴射孔も燃料
供給のために間かれることとなる。弁本体の壁体内には
、噴剣圧の掛かった燃料によって満たされている環状の
溝が設けられているために、弁本体の針弁を取り巻く部
分が広がることは実質的にはなく、従って針弁の円筒形
外表面とこれを取り巻く孔との間の隙間は極めて小さい
状態のまま保たれている。このためにこの隙間を通る燃
料の漏れの出は無視し得る程度に小さくできる。この新
型の噴射弁はその上また、変位応答法によっても、時間
調整法ずなわら弁本体内に燃料蓄圧室をもたせる方法に
よっても、使用することができるという利点をちってい
る。

図面による木、１すの　Ｊと・Ｕの４１１以下、図面を
参照しながら、本発明の二三の実施例について、その特
徴と利点を更に訂しく説明しよう。

第１図において、この噴射弁は、本体下部１、本体中間
部２および本体下部３の三部分からなる一つの弁本体を
含ｌυでおり、これら三部分は図示されていない手段に
よって互いにしつかり結合されている。

この弁本体は、本体下部３に設けられている当たり而が
、（図示されていない）シリンダーの燃焼室６の頂部を
寒いぐいるシリンダー・ヘッド５の肩部５′に当たるこ
とによって、しつかり取り付１ノられている。弁本体は
シリンダー・ヘッド５を山通し、本体下部３の下端部が
燃焼室６の中に突き出でいる。この下端部には一つの中
央噴射孔７と、これより高いレベルに二つあるいはそれ
以上の噴射孔８とが設けられている。噴射孔８の軸は弁
本体の縦軸に対して鋭角を成している。

弁本体の本体下部３はその中に、断面が円筒形の一つの
針弁９を右しており、それが本体下部３の中に軸方向に
設置ノられた一つの孔１０の中にはまり合ってガイドさ
れるようになっている。燃焼室６の方に面している針弁
９の端面は円錐形になってａ３す、本体下部３の内側の
これと当たり合う面と協働して油密を保っている。噴射
孔８は、入口のところで一つの環状の満８′によってＮ
いに連絡されていて、しかもこの環状の溝の下縁と、孔
１０の円錐面から円筒面への移行点との間にある距離“
°ｄ″を置く形で、配置されている。この距離は全負荷
状態における針弁の最大１９稈よりは小さいが、部分負
荷の場合ないしは、ガスを主燃料とＪるディーゼル・ガ
スは関にこの噴射弁を取りｆ」けたどきの着火用燃料油
噴射の場合における側弁の揚程よりは人さくなっている
。

弁本体の本体上部１の内部には、噴射用の燃料、例えば
ディーゼル油がその中に高圧を保った状態で蓄えられて
いる一つの蓄圧室１２が設けられているが、ここにはく
図示されていない）燃料ポンプににつて孔１３Ｊ３よび
矢印にで示されている線を経て燃料が供給される。この
蓄圧室１２から始まって、一つの管路１４が本体中間部
２の中を軸方向に貫通し、更に本体下部３の壁体内に設
けられた一つの環状の溝１５に通じている。この環状の
溝１５は、本体中間部２と本体下部３との接合面から始
まって、針弁９をガイドする孔１０の円筒部の長さのほ
ぼ半分にところまで延びている。

この環状の溝１５は側弁９を同心的に取り巻く形になっ
ている。更に一つの傾斜した管路１６が上記の環状の？
ｆ／＋　１５の上端部から孔１０まで通じている。この
管路１６の間口部に当たる部分には、ｔ１弁９に一つの
環状の満１７が設（）られており、そこには一つの直径
方向の管路１８が通じている。

この後者からは更に一本の中心管路１９が副弁９の円錐
形の端面の方に向かって通じている。この端面のところ
で中心管路１９は二つの短い管路２０に分岐しているが
、それらの軸は円錐面に対しで垂自になっている。この
類い管路２０の開口部は幾らか広く広げられているが、
それでもなお、針弁が閉じた状態になったときに噴射孔
７および８に燃料が流れるのを阻止するために、個々の
間［］部の両側に円錐面のシール部が残るようになって
いる。

製作上の理由７＋１１ら、中心管路１９は針弁９の最上
部から鉗で孔明けせざるを得ないが、一方前記の直径方
向の管路１Ｂから上の部分の中心管路は、あると都合が
悪いので、これを塞ぐように一つのリベット状の栓２１
がこの部分に打ち込まれてａ３す、その軸の部分が直径
方向の管路１８の上縁で丁］哀終わるにうになっている
。

弁本体の本体中間部２の下端部には一つの中央排１′ｒ
：室２２が設置ノられており、そこに、本体中間部２の
フランジ４のところに間口している一つのＩＪＬｆＥ管
路２３が通じていて、更にそれに（図示されていない）
排圧ラインー矢印Ｌ−がつながつＣいる。この中火排圧
室２２の中には［から一つの負荷ビスｌ−ン２４が朶き
出ていて、この負？・ηピストン２４の下端部のフラン
ジ２４′にかかるスプリング２５の力を１１１つると同
時に、この口荷ビストン２４のＩ（１面にがかる蓄圧室
１２内の燃料の圧力の助（〕をイ１１って、前記のリベ
ット状の栓２１を介して４弁９を押さえつけるようにな
っている。

このために、本体中間部２の中には一つの管路２６が設
けられており、それが一つの絞り部２７を経て負荷ビス
（−ン２４の上部の空間２８に通じている。負部ビス１
−ン２４の直径は針弁９の直径よりも幾らか大ぎくなっ
ている。この空間２８には一本の逃がし管路２９が通じ
ており、しかもそれが、蓄ＩＴＩ室１２の中を貫通し、
その頂部で本体上部１の上端壁体に油密を保つように固
着されている一つのれ状体３０の中に続い−Ｃいる。こ
の逃がし管路２９の種部の間口部には、鎖線で示されて
いる配管３１が接続されていて、一つの制御弁３２に通
じている。

ここに説明した噴射弁は下記のように作動ザる。

少ない噴射ｆｉ）のとき、７なわら針弁９の揚程が前述
の距離“ｄ　１１よりも小さい、短時間揚程のとぎには
、燃料はまずＭ圧室１２から管路１４および１６を経て
２１弁９の環状の溝１７に流れ、そこから更に直径方向
の管路１８、中心管路１９Ｊ３よび短い管路２０を経て
、＆Ｈｔ９の円Ｓｉｔ形の清面と、これに当たり合・う
本体下部３の円鉗面との間にあって管路２０を取り巻い
ている間口部に流れる。

この小さい揚程に相当してこれら二つの面の間に隙間が
できるので、燃料は噴射孔７を経てシリンダーの燃焼室
６内に噴射される。このような条件の下で、環状の溝８
′の方へも極く僅かな量が漏れて流れるが、針弁９の聞
いている１１）問が短いことを考えれば、この吊は無視
してし差し支えない。

この１１弁９の揚程の始まりは、噴射時期と噴射時期の
中間期には閉塞されている、制御弁３２を開い”で、空
間２８内に負荷ピストン２４に作用している燃料の圧力
を管路２９および配管３１を経て逃がすことによって、
引き起こされるのである。

ｔ１弁９を持ち上げる力は短い管路２０を取り巻く、広
がった部分の投影面積によって決まってくる。

空間２８内の圧力が逃がされたときに蓄圧室１２から大
量の燃料が流れ込むのは、絞り部２７があることによっ
て防止される。制御弁３２が開じると、空間２８内にた
つ圧力が再び優るようになり、そのため１１弁９は負荷
ピストン２４を介して閉止の位置に戻され、噴射孔７を
経由する噴射行程は終了する。上に）本へた過程によっ
て噴射される偵は従って比較的少ないものである。噴射
される量がこれより多い場合には、これにつれて針弁９
の揚程が距離゛ｄ　”よりも大きくなり、従ってその場
合にはＩＩＪ１射孔８をも経由して燃料が燃焼室６内に
噴射される。針弁の揚程をこのように大きくするのは、
制御弁３２を一層長い時間開の状態に保つことによって
達成される。

ｊ〜１状の！Ｍ１５を晶焚けておくことによって、これ
がない場合に孔１０と針弁９の円筒形外表面との間に生
ずる漏れのｒｌｌを決定的に少なくする効果が得られる
。環状の溝１５に燃料の圧力が作用１Ｊる結末、ｔ１弁
９の円筒形外表面ど孔１０との間をシールするだめの隙
間が広がるのを事実上抑えることができるのである。こ
の隙間の幅は数ミクロン、す＜ｒわら、針弁が自由にし
ゆう動し１りるために必要な程度の値、に抑えられてい
る。針弁の環状の満１７と中央排圧室２２との間の針弁
の部分の隙間にし、同じ程度の制限が適用される一方、
本体中間部２と本体下部３との聞の継手面は、針弁の前
述の部分の軸方向の長さのほぼ中点に置かれている。

第２図に示されている実施例では、本体下部３、針弁９
Ｊ−ｉよび負荷ピストン２４の構造は第１図のｂのと全
く同じである。違っている点は、絞り部２７を含む管路
２６の代わりに、らせん状態に谷かれて蓄圧室１２内に
納められている一本の長い管３３が用いられていること
であって、この管の一端は蓄圧苗１２の中に開口してい
るのに対して、他端は柱状体３０内の逃がし管路２９か
ら分岐している。

空間２８からこの分岐点までの距離が第２図に１１ｂ１
１で示されているが、こ、れは最大でも管３３自身の長
さに相応したものでなければならない。

この長さは次式によって決められる。

Ｌ＝０．５Ｘｔ　Ｘ　ａ ここで、“’　ｔ　”　＋ａガス燃料で運転される場合
のｎ入用燃料油噴射のために必要な噴射Ｍ間であり。

“ａ゛′は使用される燃料の音速ぐある。

この管３３内の通路断面積ならびに、空間２８と前記の
分岐点との間の管路部分の通路断面積は、この分岐点以
降につながる逃がし管路２９および制御弁３２が取り付
けられている配管３１の通路断面積の半分にしておくの
が望ましい。

第２図の噴射弁は、第１図に示されている噴射弁につい
て説明したのと全く同じように作動する。

しかしながらこの場合には、管３３を設けたことによっ
て、噴射期間１１Ｍ＋の間に蓄圧室１２がら空間２８に
燃料が流れ込むことが一切ないので、２１弁を持ら上げ
る速度を小さくすることができるのである。

第３図に示されている実施例では、本体下部３ｄ３よび
針弁９の構造はこれまた第１図および第２図のものと全
く同じてるある。第３図による噴射弁は時間調整型の弁
ではないので、蓄圧室１２および負荷ビス１〜ン２４を
含む本体上部１をもっていない。この場合、矢印にで示
されている、燃料ポンプからの燃お１供給ラインは、本
体中間部２の燃料管路１４に直接つながれている。針弁
９は、スプリング２５の力を受ける一本の中心ボルト３
４によって閉止位置に押しつけられている。このスプリ
ングは本体中間部２の上半分に設けられた空間３５内に
納められていて、一つのねじ蓋３６に」；って上から押
さえられている。史に、排圧管路２３が中央排圧室２２
と、排出圧ライン（矢印１−）がそこにつながれている
空間３５とを連絡しでいる。

第３図に示されている噴ＩＪＩ弁ム第１図に示されてい
るものと同様に作動し、噴射間が少ない場合、すなわら
２１弁９の揚程が距離”ｄ”よりも小さい場合には、燃
料は管路１４．１６、更に１８，１９および２０を経て
噴＋７３孔７のみに流れてゆく。

このような条件の下における燃料の圧力は、針か９が円
錐形の当たり面からスプリング２５の力に抗しく、環状
の溝８′が間かない程度に持ち上げられるような圧力に
なっている。しかしながら、噴射ｔａが梃に多くなって
くると燃料の圧力は、針弁９がスプリング２５の力に抗
して、環状の溝８′も聞いてしまうところまＣ持ら上げ
られるような圧力まで高まり、このため燃料は噴射孔８
をも経由して燃焼室６内に噴射されることとなる。

この例でも、燃ｒ［の圧力が環状の溝１５にかかつてい
るので、孔１０と針弁９との間の隙間の大さざは数ミク
ロンに抑えられており、従って漏れの損は極く僅かなも
のである。

第１図および第２図に示されている実施例では、１’ｌ
ｌＪ述の（絞り部２７による、ないしは管３３内の孔を
も含む逃がし管路２９のｂ″の部分による）絞り作用を
、逃がし管路２９の頂部において燃料の供給とｔＪＩ出
とを切り換えることによって、置き換えることもできる
。この場合、二つの噴射時期の間の中間期には、燃料が
適当な高い圧力で負荷ピストン２４に供給され、ピスト
ンが針弁９を閉止位置に保持している。これに対し噴射
期間中は、逃がし管路２９が燃料を排出するように切り
換えられ、そのため負部ビスｌ〜ン２４は針弁９に相応
した揚程を許づこととなるのぐある。

【図面の簡単な説明】

′；５１図は、本発明による一つの時間調整型噴ｑ］弁
を示し、 第２図は、第１図に比べて、更に改良を加えられた一つ
の時間調整型噴（ｌｌ＝Ｉ弁を示し、第３図は、一つの
変位応答型噴射弁を示している。 １・・・本体上部　　　　　　２・・・本体中間部３・
・・本体下部　　　　　　４・・・フランジ５・・・シ
リンダー・ヘッド　６・・・燃焼室７．８・・・噴射孔
　　　　　９・・・針弁１０・・・孔　　　　　　　　
１２・・・蓄圧菫１４．１６．１８．１９．２０・・・
管路８’、１５．１７・・・満　　２１・・・栓２２・
・・中央排圧室　　　　２３・・・挟圧管路２４・・・
負荷ピストン　　　２５・・・スプリング２６・・・管
路　　　　　　　　２７・・・絞り部２８・・・空間　
　　　　　　２９・・・逃がし管路３０・・・（１状体
　　　　　　３１・・・配管３２・・・制御弁　　　　
　　３３・・・菅３４・・・中心ポル］へ　　　　３５
・・・空間３６・・・ねじ摺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形の燃焼室内に突き出ていて、かつその内部
   に軸方向にしゆう動し得る円筒形の針弁を有し、更にそ
   の壁体内部に一つの燃料供給用管路を有するとともに、
   燃焼室に面したその端部近くの二つの異なつたレベルの
   それぞれに少なくとも一つの噴射孔を有する、一つの弁
   本体を含んでおり、かつその際、該針弁の燃焼室に面す
   る側の端面が、該弁本体内に設けられた一つの弁座と当
   たり合つて油密を保つようになされているとともに、噴
   射量が少ないときには前記の噴射孔の中のただ一つのみ
   を経て、また噴射量の多いときには双方の噴射孔を経て
   、燃焼室内へ燃料が噴射されるようになされている、往
   復動内燃機関用噴射弁であつて、該針弁が、該弁本体に
   設けられた該燃料供給管路から始まつて該針弁内を貫通
   し前記二つの噴射孔の中間で針弁の端面に開口する、一
   つの管路を有しており、 該弁本体の壁体内には、前記の弁本体内燃料供給管路と
   連通していて、かつ針弁と同軸になつている一つの環状
   の溝が、燃焼室から遠い方の側に針弁の軸方向の長さの
   ほぼ半分にわたつて設けられており、 該弁本体に設けられた高い方のレベルの噴射孔が、針弁
   を案内する弁本体の円筒部から分岐しているとともに、
   針弁の端面に当たつて機能する弁座の部分と該分岐点と
   の間には軸方向にある一定の距離が置かれている ことを特徴とする、往復動内燃機関用噴射弁。（２）一
   つの燃料蓄圧室と、該蓄圧室内の燃料の圧力に応じて該
   針弁に作用する一つの負荷ピストンとを有する、特許請
   求の範囲第１項に記載された噴射弁であつて、 該蓄圧室と該負荷ピストンの作動側との間に一つの補充
   管路が設けられており、かつ該補充管の長さが、点火用
   燃料油噴射の期間中は蓄圧室から燃料が流出するのを防
   ぐようになされていることを特徴とする、往復動内燃機
   関用噴射弁。