JPS6238870A - 燃料噴射弁の燃料異常流出防止装置 - 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、特に蓄圧式のガス又は
オイルを燃料とする中速又は低速のディーゼルエンジン
の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料異常流出
防止装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンの燃料噴射弁は、クランク角が所定
の角度にあるときだけ開弁じてシリンダの燃装室内へ燃
料を噴射している。ところで、燃温噴射弁のスピンドル
が焼付きなどのステック現象で開弁状態のまま固着する
ような作動不良を生じたときは、燃料が多量に燃焼室内
および排気系統内へ漏洩し、ガス爆発等の異常を発生す
る恐れがあった。

このような欠点を除去するために、燃料圧力とばね力と
により燃料噴射通路を開放する方向に付勢された遮断弁
と、シールオイル圧力により燃料噴射通路を遮断する方
向に付勢され、かつ遮断弁に当接している受圧弁とを内
蔵したガス燃料噴射弁が同一出願人より実願昭５９−１
８３４１４号に開示されている。上記ガス燃料噴射弁に
おいて、スピンドルが焼付きなどのステック現象で開弁
状態のまま固着した場合は、ガス燃料噴射弁内の燃料圧
力が低下し、燃料圧力とばね力との和よりもシールオイ
ル圧力が大きくなって受圧弁が遮断弁を燃料噴射通路を
遮断する方向に押圧し、これにより燃料噴射通路の緊急
遮断を行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記実願昭５９−１８３４１４号に開示されて
いるガス燃料噴射弁においては、次の問題点かあった。

■燃料異常流出防止装置である遮断弁と受圧弁は、ガス
燃料噴射弁内に内蔵されているので、燃料異常流出防止
装置の保守点検が容易でなく、また故障した場合の交換
が困難である。また、■構造上燃料圧力が低下して遮断
弁が閉じるまでの間に燃料が流出してしまう。■蓄圧式
のオイルを燃料とする噴射弁には適用できなかった。

本発明は、このような問題点を解決し、燃料噴射弁より
燃料が設定量以上（後に説明する生空気３２ａのストロ
ークボリューム量とほぼ等しい）流出すると燃料供給通
路を遮断できるようにした燃料噴射弁の燃料異常流出防
止装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的達成するため、本発明の燃料噴射弁の燃料異
常流出防止装置は、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供
給通路に弁装置が配設され、該弁装置には燃料噴射弁よ
り燃料が設定量以上流出すると該燃料供給通路を遮断す
る弁部材が設けられているものである。

〔作用〕

上述の構成によれば、燃料噴射弁より燃料が設定量以上
流出すると、弁部材が燃料噴射通路を遮断する。これに
より燃焼室内への燃料の異常流出が防止される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は燃料異常流出防止装置を備えた閉弁状態におけ
るガス燃料噴射弁の縦断面図であり、燃料噴射弁１は、
外筒２と、内筒３と、スピンドル４と、リフト制限プラ
グ５と、付勢手段の一例たる圧縮ばね６とを備えている
。

外筒２は、はぼ円筒状に形成され、燃焼室であるシリン
ダ８に装着されたシリンダカバー１０に嵌挿固定されて
いる。内筒３は、外筒２の内周面にシール部材１１を介
して固定されており、外筒２の内周面の直径より若干小
径の大径部３ａと、該大径部３ａの下端側に形成された
小径部３ｂと、該小径部３ｂの下端側に形成され更に小
径の先端３一 部３ｃとからなり、内筒３の外周面と外筒２の内周面と
の間の部分が燃料通路１２とされている。

該燃料通路１２には、外筒２の外周面に形成された燃料
導入口１３が連通している。

スピンドル４は、内筒３の軸中心線上に形成された中心
穴３ｄに軸方向に摺動可能に嵌挿されており、大径部４
ａと、該大径部４ａの下端側に形成された小径部４ｂと
、該小径部４ｂの下端側に形成された更に小径の先端部
４Ｃとからなり、該先端部４Ｃにはテーパ部４ｄが形成
されている。

また大径部４ａと小径部４ｂとを連結する部分には、小
径部４ｂの直径より更に小径のネック部４ｅが形成され
ている。

内筒３の中心穴３ｄは、スピンドル４の大径部４ａ、小
径部４ｂがそれぞれ摺動可能に嵌挿されるように形成さ
れている。該中心穴３ｄには、第１図に示す燃料噴射弁
１閉弁状態において、スピンドル４の大径部４ａの下面
およびネック部４ｅの外周面を含む周回溝１５、小径部
４ｂの中間部外周面を含む周回溝１６、小径部４ｂ下面
および一４＝ 先端部４ｃの外周面を含む周回溝１８がそれぞれ形成さ
れている。周回溝１５には、内筒３に形成されたコント
ロールオイル通路１９が連通されており、外部からコン
トロールオイルが導入可能とされている。周回溝１６に
は、内筒３に形成されたシールオイル通路２０が連通さ
れており、外部からシールオイルが導入可能とされてい
る。周回溝１８には、内筒３の小径部３ｂ外周面に放射
状に形成された複数の穴２１が連通している。

内筒３の中心穴３ｄ上下端分は、小径となって燃料噴射
通路２２とされており、該燃料噴射通路２２の先端部に
は、シリンダ８内に連通ずる燃料噴射口２３が放射状に
複数形成されている。燃料噴射通路２２と中心穴３ｄと
の連結分は、スピンドル４のテーパ部４ｄに倣ったテー
パ面に形成されており、このテーパ面が燃料弁座２４と
なっている。

リフト制限プラグ５は、内筒３の中心穴３ｄ上端部分に
若干大径で上方を開口して形成された凹部３ｅに螺着さ
れており、該リフト制限プラグ５には、スピンドル４と
同心で大径部４ａの直径より小さい直径のリフトストッ
パ２５が一体的に突出形成されている。該リフトストッ
パ２５の下面は、第１図に示す燃料噴射弁１閉弁状態に
おいて、スピンドル４の大径部４ａ上面と一定の間隙を
もって配設されている。圧縮ばね６は、リフトストッパ
２５に巻装されており、該圧縮ばね６によりスピンドル
４は下方に付勢されている。

燃料異常流出防止装置は、弁装置３０を備えており、該
弁装置３０は、圧縮機（図示せず）と燃料導入口１３に
それぞれ連通する燃料供給通路３１に配設され、ハウジ
ング３２と、弁部材３３と、圧縮ばね３５とからなって
いる。

ハウジング３２には中空室３２ａが形成されており、該
ハウジング３２左右両側面には、中空室３２ａに連通し
、かつ圧縮機側および燃料導入口１３側の燃料供給通路
３１にそれぞれ連通する連通穴３２ｂ、３２ｃが形成さ
れている。弁部材３３は、隙間Ａをもって中空室３２ａ
内に収容されており、中心部には微小直径の貫通穴３３
ａが形成されている。

圧縮ばね３５は、連通穴３２ｃ側の中空室３２ａに収容
されており、該圧縮ばね３５により弁部材３３は連通穴
３２ｂ側に付勢され、第２図に示すように、弁部材３３
開弁状態においては、弁部材３３が中空室３２ａの左端
面に当接している。

この場合、弁部材３３の右端面と、連通穴３２ｃを含む
中空室３２ａの端面、即ちシート面３２ｄとの間はＤな
る間隙が形成されるようになっている。この間隙り間の
中空室３２ａのボリューム、即ちストロークボリューム
は、燃料噴射量より大きく設定されているが、異常流出
量を押える為正常時最大噴射量の１倍以上数倍程度まで
に設定している。

つぎに、本発明の実施例の作用を説明する。第１図及び
第２図に示すように、閉弁状態にある燃料噴射弁１にお
いては、スピンドル４は圧縮ばね６により下方に付勢さ
れ、テーパ部４ｄにより燃料弁座２４が閉塞されている
。この場合、弁装置３０の弁部材３３の左右両端面に加
わる燃料圧カフ− Ｐ工とＰ２は等しく、従って弁部材３３は、圧縮ノベネ
カにより左方に押圧され最左端位置の開弁状態にあり１
周回溝１８には、連通穴３２ｂ、中空室３２ａの隙間Ａ
１貫通穴３３ａ、連通穴３２ｃおよび燃料供給通路３１
を通って燃料導入口１３から常時高圧（２００〜２５０
ｋｇ／ｃｎＹ）の燃料が供給されている。また周回溝１
６には、シールオイル通路２０から燃料圧力より若干高
目の圧力（２８０ｋｇ／ｄ）のシールオイルが供給され
、周回溝１５には、コントロールオイル通路１９から通
常低圧のコントロールオイルが充填されている。

このような閉弁状態にある燃料噴射弁１を開弁状態にす
るには、まずスピンドルコントロールポンプ（図示せず
）により加圧されたコントロールオイルをコントロール
オイル通路１９を通して周回溝１５に供給する。すると
、スピンドル４の大径部４ａがコントロールオイルの背
圧を受け、スピンドル４が圧縮ばね６のばね力に抗して
リフトストッパ２５に当接するまで上昇し、燃料弁座２
４が開放され、所定量の燃料が燃料噴射通路２２を通っ
て燃料噴射口２３からシリンダ８内に噴射される。

この燃料の噴射が開始されると、中空室３２ａ内の燃料
圧力が低下し、圧力Ｐ□＞　ｐ　ｘになる。この圧力差
による力がバネ力に打勝つと弁部材３３は右方向に移動
するが、弁装置３０のストロークボリュームが、燃料噴
射量より大きく設定されているので、弁部材３３がシー
ト面３２ｄに当接する前、即ち閉弁前に燃料噴射が完了
する。

燃料の噴射が完了すると、加圧されたコントロールオイ
ルの供給が停止され、スピンドル４は圧縮ばね６の復原
力により下降し、第１図に示すような閉弁状態となる。

同時に、中空室３２ａ内には隙間Ａ及び貫通孔３３ａを
通って燃料が補給され圧力Ｐ２が回復すると圧縮はね３
５のばね力により弁部材３３はシート面３２ｄの反対側
に移動し、弁部材３３が中空室３２ａの左端面に当接し
ＰｌとＰ２が等しくなり開弁状態に復帰する。

なお、隙間Ａおよび貫通穴３３ａの通路面積は、噴射が
始った時から次の噴射サイクルまでに圧力差（Ｐ□−Ｐ
　２　）によりこの通路面積から中空室に燃料が補給さ
れて復原できる大きさであればよい。

ところで、５燃料噴射弁１が開弁状態から閉弁状態に移
るとき、スピンドル４が焼付き等によるステック現象で
開弁状態で固着し動かなくなってしまうと、燃料弁座２
４は常時開いた状態となり、燃料通路１２内の燃料は連
続的に燃料噴射口２３から噴射される。

すると、燃料通路１２内の燃料圧力は次第に低下し、こ
れに伴って中空室３２ａの燃料圧力も低下し、圧力Ｐ工
＞　Ｐ　２どなる。この圧力差による力がバネに打勝っ
て弁部材３３はシート面３２ｄ側に移動し、流出量がほ
ぼ間隙り間のストロークボリューム量以上となると遂に
は弁部材３３の右端面がシート面３２ｄに当接して閉弁
状態となる。

この状態で、弁部材３３の貫通穴３３ａから燃料が燃料
通路１２側に供給されるがその量は極めて微量である。

従ってシリンダ８内には燃料が殆ど流出することがない
。

燃料噴射弁１が正常の閉弁状態に復帰すると、燃料通路
１２側および中空室３２ａ側には貫通孔３３ａを通って
燃料が補給され圧力Ｐ２が回復すると圧縮ばね３５の復
原力により弁部材３３はシート面３２ｄと反対側に移動
し弁部材３３が中空室３２ａの左端面に当接し、Ｐｌと
Ｐ２が等しくなり弁装置１３０は開弁状態に復帰する。

ここで、弁部材３３が閉弁状態から開弁状態に移行する
場合、弁部材３３に微小直径の貫通穴３３ａが形成され
ており、該貫通穴３３ａからもわずかな燃料が流出して
いるので、弁部材３３のシート面３３ｄからの離脱が容
易に行なわれる。

この離脱方法は、弁部材３３に貫通穴３３ａを形成する
方法に限定されることなく、他の方法によって行なうこ
ともできる。

なお、実施例では単一の燃料を使用した燃料噴射弁１を
一例として示したが、副燃料を併用した燃料噴射弁１に
も適用することができる。また弁装置３０は、燃料噴射
弁１外部に配設されているが、弁装置３０を内蔵するよ
うにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、燃料噴射弁より燃料が
設定量以上流出すると、弁部材により直ちに燃料供給通
路が遮断されるので、燃料のシリンダ内への異常流出が
防止され、安全性を向上させることができる。また燃料
異常流出防止装置を燃料噴射弁外部に取り付けることが
できるので、保守、点検が容易となり、故障した場合の
交換が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図は燃料異常流出防
止装置を備えた閉弁時における燃料噴射弁の縦断面図、
第２図は燃料異常流出防止装置の縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路に弁装置が配
   設され、該弁装置には燃料が設定量以上流出したときに
   該燃料供給通路を遮断する弁部材が設けられていること
   を特徴とする燃料噴射弁の燃料異常流出防止装置。