JPS63117163A - Fuel injection nozzle for diesel engine - Google Patents

Fuel injection nozzle for diesel engine

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JPS63117163A
JPS63117163A JP26109986A JP26109986A JPS63117163A JP S63117163 A JPS63117163 A JP S63117163A JP 26109986 A JP26109986 A JP 26109986A JP 26109986 A JP26109986 A JP 26109986A JP S63117163 A JPS63117163 A JP S63117163A
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JP
Japan
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valve
nozzle
fuel injection
fuel
needle
Prior art date
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Pending
Application number
JP26109986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Nomoto
義隆 野元
Takeshi Matsuoka
松岡 孟
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS63117163A publication Critical patent/JPS63117163A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve a fuel injection characteristic suitable to the operating condition, by splitting a needle of a fuel injection nozzle into a projecting valve and an outer circumferential valve and providing a means for controlling the axial direction of the projecting valve. CONSTITUTION:A seat face 16 is provided in a nozzle body 1 and an outer circumferential valve 5 to be seated in said seat face 16 is inserted into a central hole section. Through-holes are made through the core section of the outer circumferential valve 5 and a pressure pin 6, and a projecting valve 9 is inserted into said through-hole. A solenoid drive control means 11 drives the projecting valve 9 according to the operating conditions of engine and controls the axial direction thereof. In such a manner, a fuel injection characteristic suitable to the operating condition can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルの改
良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to improvements in fuel injection nozzles for diesel engines.

[従来の技術] 一般に良く知られているように、ディーゼルエンジンに
おいては、燃料供給ポンプから送給された燃料は、燃料
噴射ポンプによって加圧された後、燃料噴射ノズルに圧
送され、この燃料噴射ノズルによって微粒化された状態
で、エンジンの燃焼室内に、霧状に噴射される。このよ
うな燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンにおいて
は、エンジンの燃焼室内に噴射すべき燃料の量及び単位
時間当りの燃料の噴射量(燃料噴射率)は、運転条件に
より、その最適値が異なり、燃料噴射ノズルとしては、
あらゆる運転条件に適合した噴射特性を得ることが望ま
れていた。
[Prior Art] As is generally well known, in a diesel engine, fuel supplied from a fuel supply pump is pressurized by a fuel injection pump, and then forcefully delivered to a fuel injection nozzle. It is atomized by a nozzle and injected into the combustion chamber of the engine in the form of a mist. In a diesel engine equipped with such a fuel injection device, the optimal values for the amount of fuel to be injected into the combustion chamber of the engine and the amount of fuel injected per unit time (fuel injection rate) vary depending on the operating conditions. , as a fuel injection nozzle,
It has been desired to obtain injection characteristics suitable for all operating conditions.

ところが、従来のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル
では、例えば第8図にその要部を示したように、燃料噴
射ポンプ51から圧送された燃料の圧力が、ニードル5
2を閉弁側に付勢するスプリング53のばね荷重によっ
て定まる開弁圧力を越えると、ニードル52が上昇して
燃料が噴射されるようになっており、エンジン低回転時
には、燃料噴射開始直後にニードル52が最大リフH。
However, in the conventional fuel injection nozzle of a diesel engine, as shown in FIG.
When the valve opening pressure determined by the spring load of the spring 53 that biases the valve 2 toward the valve closing side is exceeded, the needle 52 rises and fuel is injected. Needle 52 is maximum riff H.

まで上昇するため、噴射初期に大部分の燃料が噴射され
適切な噴射時期及び噴射率が得られず、またニードル5
2が瞬間的に上昇してしまうため、燃料噴射ノズル内の
燃料圧力が一時的に低下し、噴霧状態が悪くなり、エン
ジシの燃焼騒音の原因となるという問題があった。
As a result, most of the fuel is injected at the beginning of injection, making it impossible to obtain an appropriate injection timing and injection rate.
2 rises instantaneously, there is a problem in that the fuel pressure in the fuel injection nozzle temporarily decreases, resulting in poor spray conditions and causing engine combustion noise.

上記問題点に対して、特開昭59−147862号公報
では、二段スプリングを用いて二段階的に燃料を噴射す
ることにより、噴射圧力を下げることなく噴射期間を延
長することを可能とするディーゼルエンジンの燃料噴射
弁を提案している。この場合、比較的小さいばね力で付
勢された第に一ドルが、まず開弁じて一部の燃料を噴射
し、次に、比較的高いばね力で付勢された第2ニードル
が開弁じて、必要な全量の燃料が噴射されるようになっ
ているが、ニードルのリフト量は燃料噴射ポンプの送油
率によって決定されるため、エンジン回転数に比例して
送油率が変化する関係上、高回転域では十分な2段階の
燃料噴射が得られなかった。
To solve the above problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-147862 makes it possible to extend the injection period without lowering the injection pressure by injecting fuel in two stages using a two-stage spring. We are proposing fuel injection valves for diesel engines. In this case, the first needle, which is biased with a relatively small spring force, first opens the valve and injects some fuel, and then the second needle, which is biased with a relatively high spring force, opens the valve and injects some fuel. The entire required amount of fuel is injected, but the lift amount of the needle is determined by the oil feed rate of the fuel injection pump, so the oil feed rate changes in proportion to the engine speed. First, sufficient two-stage fuel injection could not be obtained in the high rotation range.

また第9図に示したように、燃料噴射初期における噴射
量を抑制するために、ニードル54の先端部に突出部5
4aを設け、初期噴射時には、この突出部54aがノズ
ル噴孔55内に位置して噴孔面積を絞ることにより燃料
噴射量を制限し、さらにニードル54が上昇すると、突
出部54aが噴孔55からはずれて噴孔面積が大きくな
り主噴射を行なうタイプのノズルも良く知られている。
Further, as shown in FIG. 9, a protrusion 5 is provided at the tip of the needle 54 in order to suppress the injection amount at the initial stage of fuel injection.
4a is provided, and at the time of initial injection, this protrusion 54a is located within the nozzle nozzle hole 55 to limit the fuel injection amount by narrowing the nozzle hole area, and when the needle 54 further rises, the protrusion 54a moves into the nozzle nozzle 55. A type of nozzle that deviates from this and has a large nozzle area and performs main injection is also well known.

しかし、このタイプのノズルにおいてら、ニードル54
と突出部54aは一体形成されているので、燃料噴射ポ
ンプ(不図示)からの送油量が多い場合、または送油率
(単位時間当りの送油量)が高い場合には、ニードル5
4が最大リフトQ4まで上昇し、突出部54aに上るス
ロットル現象は得られなくなる。
However, in this type of nozzle, the needle 54
and the protrusion 54a are integrally formed, so when the amount of oil fed from the fuel injection pump (not shown) is large or the oil feeding rate (the amount of oil fed per unit time) is high, the needle 5
4 rises to the maximum lift Q4, and the throttle phenomenon that rises to the protrusion 54a is no longer obtained.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、燃料噴射ノズルのニードルのリフト制御の場
合には、回転数によって送油率が変化することにより、
ニードルの受圧部に作用する圧力も変化して燃料噴射率
が変化し、その結果、従来では、例えば低回転高負荷域
ではニードルのリフト量が小さいためニードル部で上記
噴射率が規制され、トルクが一時的に低下するなどのエ
ンジン性能の一時的な低化、高回転低負荷域ではニード
ルのリフト量が大きいためニードル部での噴射率の規制
が無くなり、NOxや騒音の悪化現象が生じている。ま
たニードルのリフト量は燃料噴射圧力とのバランスによ
って定まるため、例えばエンジン始動時のように、噴射
圧力が低い状態で高い噴射率が要求される場合には、こ
の要求を十分に満足できないという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of lift control of the needle of a fuel injection nozzle, the oil feed rate changes depending on the rotation speed, so that
The pressure acting on the pressure receiving part of the needle also changes and the fuel injection rate changes.As a result, in the past, for example, in the low rotation and high load range, the lift amount of the needle was small, so the injection rate was regulated at the needle part, and the torque was increased. Temporary deterioration of engine performance, such as a temporary decrease in engine performance, and because the lift of the needle is large in the high-speed, low-load range, the injection rate is no longer regulated at the needle, resulting in worsening of NOx and noise. There is. In addition, the amount of needle lift is determined by the balance with the fuel injection pressure, so when a high injection rate is required when the injection pressure is low, such as when starting an engine, there is a problem that this requirement cannot be fully satisfied. was there.

[発明の目的] この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
で、燃料噴射ノズルのニードルを工夫することによって
、運転条件にマツチした燃料噴射特性を得ることを基本
的な目的とするものである。
[Purpose of the Invention] This invention was made to solve the above problems, and its basic purpose is to obtain fuel injection characteristics that match the operating conditions by devising the needle of the fuel injection nozzle. It is something to do.

[問題点を解決するための手段] このためこの発明は、燃料噴射ノズルのニードルを、ノ
ズル噴孔部において噴孔内周面との間に所定の間隙を形
成する突出し弁と、該突出し弁を同軸に且つ軸方向に摺
動自在に嵌合しており、ノズルボディのシート面に着座
することができ、且つ閉弁用スプリングにより着座方向
に付勢される外周弁とに分割するとともに、上記突出し
弁の軸方向位置を制御する制御手段を設けるようにした
ものである。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention provides an ejector valve that forms a predetermined gap between the needle of a fuel injection nozzle and the inner circumferential surface of the ejector hole in the nozzle nozzle hole portion, and the ejector valve. are fitted coaxially and slidably in the axial direction, can be seated on the seat surface of the nozzle body, and are divided into an outer peripheral valve that is biased in the seating direction by a valve-closing spring, and A control means for controlling the axial position of the ejection valve is provided.

[発明の効果コ ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルを上記構造とする
ことにより、外周弁のリフト量に関係なく、連続的に噴
孔部の流路面積を制御することができるので、運転条件
に適合した燃料噴射特性が得られ、その結果、出力(ト
ルク)低下を招くことなく部分負荷域でのエンジン騒音
及び排気ガス中の窒素酸化物(NOx)濃度の低減が可
能になるとともに、始動時等の噴射増量の必要性に対し
ても、簡単にその要求を満足することができる。
[Effect of the invention] By making the fuel injection nozzle of the co-diesel engine have the above structure, it is possible to continuously control the flow passage area of the injection hole regardless of the lift amount of the outer peripheral valve, so that it is compatible with the operating conditions. As a result, it is possible to reduce engine noise in the partial load range and nitrogen oxide (NOx) concentration in the exhaust gas without reducing output (torque). The need to increase the amount of injection can be easily met.

さらにこの発明によれば、上記突出し弁の軸方向位置を
任意に制御することができるので、ノズル噴孔部の流路
面積だけでなく突出し弁の突出し量も制御することがで
き、その結果、低・中負荷域において針状弁を突出すこ
とによって、排気ガス中の炭化水素(HC)、−酸化炭
素(Co)及びスモーフが低減されるといういわゆる針
弁突出し効果も得ることができる。
Further, according to the present invention, since the axial position of the ejector valve can be controlled arbitrarily, not only the flow path area of the nozzle injection hole but also the amount of protrusion of the ejector valve can be controlled. By protruding the needle valve in the low/medium load range, it is also possible to obtain a so-called needle valve protrusion effect in which hydrocarbons (HC), -carbon oxides (Co), and smorphs in the exhaust gas are reduced.

[実施例] 以下、この発明の実施例を、添付図面に基づいて詳細に
説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

第1図は、この発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴
射ノズルの一実施例を示す断面図であり、いわゆるピン
型ノズルのタイプのものである。この図に示したように
、ノズルボディ1の上部にはガイドブツシュ2が、この
ガイドブツシュ2の上部にはノズルホルダボディ3が、
順次互いに当接して、且つ同軸に配置され、これらは、
ノズルホルダボディ3の外径部に螺設されたねじを用い
て、リテイニングナット4により一体に締結固定されて
いる。ノズルホルダボディ3には、燃料噴射ポンプ(不
図示)から送給される高圧の燃料を導入する燃料通路3
aが設けられ、この燃料通路3aは、ガイドブツシュ2
の燃料通路2a及び、ノズルボディlに設けられ、噴孔
1cの上部に位置する燃料チャンバtbに至る燃料通路
1aと合致して互いに連通している。ノズルボディ1内
には、上記燃料チャンバlbと噴孔ICの中間部にシー
ト面16が設けられており、また中央の穴部には、この
穴部内を摺動し、上記シート面16に着座することので
きる先端部17を有する外周弁5が挿入されている。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a fuel injection nozzle for a diesel engine according to the present invention, which is of the so-called pin type nozzle type. As shown in this figure, a guide bushing 2 is mounted on the upper part of the nozzle body 1, and a nozzle holder body 3 is mounted on the upper part of this guide bushing 2.
are sequentially arranged abutting each other and coaxially, and these are:
The nozzle holder body 3 is integrally fastened and fixed by a retaining nut 4 using a screw threaded onto the outer diameter portion thereof. The nozzle holder body 3 includes a fuel passage 3 that introduces high-pressure fuel supplied from a fuel injection pump (not shown).
a is provided, and this fuel passage 3a is connected to the guide bush 2.
The fuel passage 2a and the fuel passage 1a provided in the nozzle body l and leading to the fuel chamber tb located at the upper part of the nozzle hole 1c coincide with each other and communicate with each other. A seat surface 16 is provided in the nozzle body 1 at an intermediate portion between the fuel chamber lb and the injection hole IC, and a seat surface 16 is provided in the center hole, and a seat surface 16 is provided in the center hole. A peripheral valve 5 with a tip 17 that can be inserted is inserted.

上記外周弁5の先端部17と外径摺動部との中間部には
、燃料の圧力を受けて外周弁5を上方にリフトさせるた
めの受圧テーパ部18が設けられており、この受圧テー
パ部18は、外周弁5の先端部17がノズルボディ1の
シート面16に着座しているときに、燃料チャンバtb
内に位置するようになっている。上記外周弁5の最大リ
フト量Q、は、外周弁5の上端面とガイドブツシュ2の
下端面の間隔によって定まる。上記外周弁5の上部には
プレッシャピン6が、ガイドブツシュ2の中央穴を嵌挿
し、ノズルホルダボディ3内のスプリング室15に突出
して配置されている。上記プレッシャピン6と、スプリ
ング室15の上端面に配置されたスプリング受け8の間
には、アウタスプリング7が装着され、プレッシャピン
6を介して外周弁5を常に下方に付勢している。
A pressure-receiving taper portion 18 is provided at an intermediate portion between the tip portion 17 of the outer peripheral valve 5 and the outer-diameter sliding portion to lift the outer peripheral valve 5 upward in response to fuel pressure. When the tip 17 of the outer peripheral valve 5 is seated on the seat surface 16 of the nozzle body 1, the portion 18 closes the fuel chamber tb.
It is located inside. The maximum lift amount Q of the outer circumferential valve 5 is determined by the distance between the upper end surface of the outer circumferential valve 5 and the lower end surface of the guide bushing 2. A pressure pin 6 is disposed in the upper part of the outer circumferential valve 5 so as to be inserted into the center hole of the guide bush 2 and protrude into the spring chamber 15 in the nozzle holder body 3. An outer spring 7 is installed between the pressure pin 6 and a spring receiver 8 disposed on the upper end surface of the spring chamber 15, and constantly urges the outer peripheral valve 5 downward via the pressure pin 6.

上記外周弁5及びプレッシャピン6の軸心部には、それ
ぞれ貫通穴が穿設されおり、この貫通穴には突出し弁9
が嵌挿され、軸方向に摺動できるようになっている。こ
の突出し弁9は、ノズルホルダボディ3の上部に組込ま
れ、リング12を介してキャップナツト13によって固
定された電磁ソレノイド式の駆動制御手段11によって
保持され、またインナスプリングlOにより下方に付勢
されている。上記突出し弁9のリフト上限は、上記キャ
ップナツトI3の下端面によって定められている。
A through hole is formed in the axial center of the outer peripheral valve 5 and the pressure pin 6, and a protruding valve 9 is provided in this through hole.
is fitted and can be slid in the axial direction. This ejection valve 9 is assembled into the upper part of the nozzle holder body 3, is held by an electromagnetic solenoid type drive control means 11 fixed by a cap nut 13 via a ring 12, and is urged downward by an inner spring IO. ing. The upper limit of the lift of the ejection valve 9 is determined by the lower end surface of the cap nut I3.

上記駆動制御手段11は、エンジンの諸運転条件に応じ
て突出し弁9に対する制御信号を送るフントロールユニ
ット14からの信号を受けて、上記突出し弁9を駆動し
、その軸方向位置を制御する。
The drive control means 11 receives a signal from a mount roll unit 14 that sends a control signal to the ejector valve 9 in accordance with various operating conditions of the engine, drives the ejector valve 9, and controls its axial position.

また、ノズルホルダボディ3において、スプリング室1
5から外部に導かれるように設けられた通路19、及び
突出し弁9とキャップナツト13の間に画成される空間
部から外部に導かれるように設けられた通路20は、外
周弁5及び突出し弁9の摺動部を潤滑したオイルを、オ
イルタンク(不図示)に戻すために設けられた通路であ
る。
In addition, in the nozzle holder body 3, the spring chamber 1
A passage 19 provided so as to be led to the outside from the peripheral valve 5 and a passage 20 provided so as to be led to the outside from the space defined between the protrusion valve 9 and the cap nut 13. This passage is provided to return the oil that has lubricated the sliding parts of the valve 9 to an oil tank (not shown).

上記の構成において、燃料噴射ポンプ(不図示)から圧
送された高圧の燃料は、燃料通路3 a、 2 a。
In the above configuration, high-pressure fuel pumped from a fuel injection pump (not shown) flows through the fuel passages 3a and 2a.

laを順次通り燃料チャンバlb内に導入され、外周弁
5の受圧テーパ部18に開弁力を作用させろ。
The fuel is introduced into the fuel chamber lb sequentially through the fuel chambers 1a and 1b, and applies a valve-opening force to the pressure-receiving tapered portion 18 of the outer valve 5.

この開弁力が、上記外周弁5を閉弁側に付勢するアウタ
スプリング7のばね荷重によって定まる閉弁力を越える
と、上記外周弁5は上昇し、ノズルボディ1の噴孔1c
から燃料の噴射が始まる。この時、突出し弁9は、上記
外周弁5の軸方向位置及び上昇速度に関係なく、コント
ロールユニット!4からの信号を受けて制御手段11に
より直接その軸方向位置が制御されているので、例えば
、外周弁5が急激に且つ最大リフトまで上昇する場合で
も、上記突出し弁9を噴孔1c内に突出させたままでス
ロットル状態を惟持し、エンジンの諸運転条件に応じて
、上記突出し弁9を上下に摺動させ、連続的に噴孔1c
の流路面積を変化させることができる。
When this valve-opening force exceeds the valve-closing force determined by the spring load of the outer spring 7 that biases the outer circumferential valve 5 toward the valve-closing side, the outer circumferential valve 5 rises and the nozzle hole 1c of the nozzle body 1
Fuel injection begins. At this time, the ejection valve 9 is a control unit, regardless of the axial position and rising speed of the outer peripheral valve 5. Since the axial position of the protruding valve 9 is directly controlled by the control means 11 in response to the signal from the nozzle 4, for example, even if the outer peripheral valve 5 rises suddenly to the maximum lift, the protruding valve 9 cannot be moved into the nozzle hole 1c. While maintaining the throttle state while the protruding valve 9 is kept protruding, the protruding valve 9 is slid up and down depending on various operating conditions of the engine to continuously open the nozzle hole 1c.
The area of the flow path can be changed.

第2図は、外周弁5のリフト量りに対する噴孔lcの流
路面積Sの変化の様子を概略的に示したグラフであり、
横軸は外周弁5のリフト量りを、縦軸は噴孔1cの流路
面積Sを表わしている。このグラフから判るように、ニ
ードルが一体形成された従来の燃料噴射ノズルの場合は
、第2図において実線で示したように、開弁(L=O)
から最大リフト(L =J2.)に至る流路面積Sの変
化の仕方は−通りしかなく、また流路面積Sの最大値S
Oも当然一定であった。それに対して、この発明の実施
例に係る燃料噴射ノズルの場合は、リフトff1Lがス
ロットル期間の始点であるP点に対応するリフト量ep
よりも大きい領域においては、突出し弁9の突出し量の
変化に応じて、リフト量りに対する流路面積Sの関係は
、第2図においてその代表例を破線A、B、C,Dで示
したように、幾通りにも変化し、また最大リフト(L=
121)における流路面積も、スロットル時の流路面積
Ssを最小値として、最大SA(>So)までの間で変
化することができる。即ち、スロットル期間と最大流路
面積の両方を変化させることができるのである。例えば
破線Aは、開弁時(L=0)から最大リフト(L=I2
. )に至る間、突出し弁9を外周弁5の先端から全く
突出さないように制御した場合を示しており、この場合
はスロットル現象は見られず、また最大流路面積SAは
、突出し部がないので、一般的には一体型二一ドルの場
合の最大値Soよりも大きくなる。破線りは、これとは
逆に、開弁時(し−〇)から最大リフト(t、=C,)
に至る全期間にわたって突出し弁9を噴孔IC内に突出
すように制御した場合を示しており、この場合は最大リ
フト(L=Q、)に至るまでスロットル現象が続くこと
になり、最大リフト(L−J、)における流路面積もス
ロットル時の流路面積Ssのままである。破線Cは、ス
ロットル期間が長くなるように突出し弁9を制御した場
合を示している。また破線Bは、スロットル期間が短く
なるように突出し弁9を制御した場合を示したものであ
る。
FIG. 2 is a graph schematically showing how the flow path area S of the nozzle hole lc changes with respect to the lift measurement of the outer peripheral valve 5,
The horizontal axis represents the lift measurement of the outer peripheral valve 5, and the vertical axis represents the flow path area S of the nozzle hole 1c. As can be seen from this graph, in the case of a conventional fuel injection nozzle with an integrally formed needle, the valve opens (L=O) as shown by the solid line in Figure 2.
There are only - ways in which the flow path area S changes from to the maximum lift (L = J2.), and the maximum value S of the flow path area S
Of course, O was also constant. On the other hand, in the case of the fuel injection nozzle according to the embodiment of the present invention, the lift ff1L is the lift amount ep corresponding to the point P which is the starting point of the throttle period.
In a region larger than , the relationship between the flow path area S and the lift scale changes according to changes in the amount of protrusion of the protrusion valve 9, as shown by broken lines A, B, C, and D in FIG. , it changes in many ways, and the maximum lift (L=
The flow path area in 121) can also be changed from the flow path area Ss at throttle time as the minimum value to the maximum SA (>So). That is, both the throttle period and the maximum flow area can be varied. For example, the broken line A shows the maximum lift (L=I2) from the valve opening (L=0).
.. ), the protrusion valve 9 is controlled so as not to protrude from the tip of the outer peripheral valve 5 at all. In this case, no throttle phenomenon is observed, and the maximum flow area SA is the same as the protrusion part. Therefore, it is generally larger than the maximum value So in the case of an integrated type of 21 dollars. On the contrary, the dashed line indicates the maximum lift (t, = C,) from the valve opening (shi-〇).
The figure shows the case where the protrusion valve 9 is controlled to protrude into the injection hole IC over the entire period leading up to the maximum lift. The flow path area at (L-J,) also remains the flow path area Ss at the time of throttle. A broken line C shows the case where the protrusion valve 9 is controlled so that the throttle period becomes longer. Moreover, a broken line B shows the case where the protrusion valve 9 is controlled so that the throttle period is shortened.

上記したように、突出し弁9の突出し量を、外周弁5の
リフト量しに関係なく制御し、噴孔部ICの流路面積S
を変化させることができるので、例えばエンジン低回転
時には、上記流路面積Sを小さく絞ってスロットル期間
を長くし、それから徐々に流路面積Sを大きくすること
によって、従来経験されたようなトルクの一時的な低下
現象を解消することができる。第3図は、横軸にエンジ
ン回転数を、縦軸にトルクをとって、低回転域におけろ
トルクの変化を表わした線図である。この図において、
実線は本発明の実施例、また破線は従来の燃料噴射ノズ
ルによる場合を示しており、従来例で見られる低回転域
におけるトルクの谷が、本実施例ではなくなり、全体的
になだらかな特性曲線を示していることが判る。
As described above, the protrusion amount of the protrusion valve 9 is controlled regardless of the lift amount of the outer peripheral valve 5, and the flow path area S of the nozzle hole IC is controlled.
For example, when the engine is running at low speed, by narrowing down the flow passage area S to a small value to lengthen the throttle period, and then gradually increasing the flow passage area S, the torque can be reduced as previously experienced. It is possible to eliminate the temporary drop phenomenon. FIG. 3 is a diagram showing changes in torque in a low rotation range, with the horizontal axis representing engine speed and the vertical axis representing torque. In this diagram,
The solid line shows the example of the present invention, and the broken line shows the case using the conventional fuel injection nozzle.The torque valley in the low rotation range seen in the conventional example is eliminated in this example, and the characteristic curve is generally gentle. It can be seen that it shows.

またこの発明によれば、突出し弁9の軸方向位置を任意
に定めることができるので、ノズル噴孔部ICの流路面
積Sを制御すると同時に、上記突出し弁9の突出し量も
制御することができ、その結果、低・中負荷域において
針状弁を突出すことによって排気ガス中の炭化水素(H
C)、−酸化炭素(CO)及びスモークが低減されると
いう針弁突出し効果も得ろことができる。第4図、第5
図及び第6図は、上記針弁突出し効果を概略的に表わす
線図であり、横軸はエンジン負荷を、縦軸は、排気ガス
中に含まれる炭化水素(HC)、−酸化炭素(Co)及
びスモークの量をそれぞれ表わしている。上記第4図、
第5図及び第6図において、実線は針弁突出しがある場
合、破線は針弁突出しかない場合を示している。
Further, according to the present invention, since the axial position of the ejector valve 9 can be determined arbitrarily, it is possible to control the flow path area S of the nozzle injection hole IC and at the same time, control the amount of protrusion of the ejector valve 9. As a result, by protruding the needle valve in the low and medium load range, hydrocarbons (H
C) - The needle valve protrusion effect of reducing carbon oxide (CO) and smoke can also be obtained. Figures 4 and 5
6 and 6 are diagrams schematically representing the needle valve protrusion effect, in which the horizontal axis represents the engine load, and the vertical axis represents hydrocarbons (HC) and carbon oxide (Co) contained in the exhaust gas. ) and the amount of smoke, respectively. Figure 4 above,
In FIGS. 5 and 6, the solid line indicates the case where the needle valve protrudes, and the broken line indicates the case where there is only the needle valve protrusion.

第7図は、この発明の他の実施例について、その要部を
示したものである。この図において、外周弁3Iの軸心
穴部には突出し弁3.2か上方から挿入され、上部には
プレッシャピン33が螺着されている。上記外周弁31
には、該外周弁31の軸心穴の上部において上記突出し
弁32の上端面と上記プレッシャビン33の下端面とに
よって画成される空間部34から外周弁3Iの外表面に
至る制御流導入孔35及び制御流排出孔36が横力向に
貫通して穿設されている。また外周弁31の外径部には
、上記制御流入口孔35及び制御流出口孔36の開口部
に、プレッシャピン33の肩部上面とガイドブツシュ3
9の下端面の間の最大間隔で定まる、外周弁31の最大
リフトff1(!、よりも長い軸方向長さを有する人口
切欠部37及び出口切欠部38が、夫々設けられている
。ノズルボディ40には、上記入口切欠部37に対向す
る部位に、該入口切欠部37と燃料通路40aを連通さ
せる制御流導入孔41が設けられ、該制御流導入孔41
は、上記人口切欠部37と燃料通路40aの間に介設さ
れ、コントロールユニット47からの信号を受けて開閉
作動する入口バルブ43によって開口または閉鎖される
。また出口切欠部38に対向する部位には、該出口切欠
部38と、ガイドブツシュ39の上方に位置するスプリ
ング室45とを連通させる制御流排出孔42が設けられ
、該制御流排出孔42は、上記出口切欠部38とスプリ
ング室45の間に介設され、コントロールユニット47
からの信号を受けて開閉作動をする出口バルブ44によ
って開口または閉鎖される。また上記スプリング室45
の上部には、制御流を燃料タンク(不図示)に戻すため
のリリーフ通路46が設けられている。
FIG. 7 shows the main parts of another embodiment of the invention. In this figure, a protruding valve 3.2 is inserted into the axial hole of the outer peripheral valve 3I from above, and a pressure pin 33 is screwed into the upper part. The above outer peripheral valve 31
In this, a controlled flow is introduced from a space 34 defined by the upper end surface of the protruding valve 32 and the lower end surface of the pressure bin 33 at the upper part of the axial hole of the outer peripheral valve 31 to the outer surface of the outer peripheral valve 3I. A hole 35 and a controlled flow discharge hole 36 are drilled through the lateral force direction. Further, on the outer diameter part of the outer peripheral valve 31, the upper surface of the shoulder of the pressure pin 33 and the guide bush 3 are arranged at the openings of the control inlet hole 35 and the control outlet hole 36.
An artificial notch 37 and an outlet notch 38 are provided, respectively, which have a longer axial length than the maximum lift ff1(!,) of the outer circumferential valve 31 determined by the maximum distance between the lower end surfaces of the nozzle body. 40 is provided with a control flow introduction hole 41 that communicates the inlet cutout 37 and the fuel passage 40a at a portion facing the inlet cutout 37, and the control flow introduction hole 41
is opened or closed by an inlet valve 43 which is interposed between the artificial notch 37 and the fuel passage 40a and is opened or closed in response to a signal from the control unit 47. Further, a control flow discharge hole 42 is provided at a portion facing the outlet cutout 38 to communicate the outlet cutout 38 with a spring chamber 45 located above the guide bush 39. is interposed between the outlet notch 38 and the spring chamber 45, and is connected to a control unit 47.
The outlet valve 44 is opened or closed by the outlet valve 44, which opens and closes in response to a signal from the outlet valve 44. In addition, the spring chamber 45
A relief passage 46 is provided at the top of the fuel tank for returning control flow to the fuel tank (not shown).

上記構成において、入口バルブ43及び出口バルブ44
は、コントロールユニット47から送られる制御信号に
よって開閉操作され、突出し弁32上部の空間部34の
圧力を制御することによって、突出し弁32の突出し量
を制御することができる。例えば、入口バルブ43.出
口バルブ44を両方共金開状態にした場合は、燃料通路
40aに送られた高圧の燃料の一部が、高速の制御流と
して、制御流導入口41から導入され、入口切欠部37
.制御流入口孔35を通って、上記空間部34を通過す
るので、この空間部34内には負圧が発生し、突出し弁
32は上方にリフトする。上記空間部34を通過した制
御流は、制御流出口孔36、出口切欠部38及び制御流
排出口42を通って、低圧側であるスプリング室45内
に排出され、該スプリング室45からリリーフ通路46
を通つて燃料タンク(不図示)に還流される。また入口
バルブ43を開弁じたままで、出口バルブ44を閉弁さ
せた場合、空間部34は燃料圧力と等しい圧力となり、
この圧力が突出し弁32の上端面に作用するため、突出
し弁32は下方に降下して突出した状態になる。このよ
うに、入口バルブ43及び出口バルブ44を、エンジン
の諸運転条件に応じて制御信号を送るコントロールユニ
ット47の信号によって操作することにより、制御流の
状態、すなわち、突出し弁32上部の空間部34の圧力
を制御し、突出し弁32の突出し量を制御することがで
きるのである。
In the above configuration, the inlet valve 43 and the outlet valve 44
is opened and closed by a control signal sent from the control unit 47, and by controlling the pressure in the space 34 above the ejection valve 32, the amount of ejection of the ejection valve 32 can be controlled. For example, inlet valve 43. When both outlet valves 44 are in the open state, a portion of the high-pressure fuel sent to the fuel passage 40a is introduced from the control flow inlet 41 as a high-speed control flow, and flows into the inlet notch 37.
.. Since it passes through the space 34 through the control inlet hole 35, a negative pressure is generated in the space 34, and the ejection valve 32 is lifted upward. The controlled flow that has passed through the space 34 passes through the controlled outlet hole 36, the outlet notch 38, and the controlled flow outlet 42, and is discharged into the spring chamber 45 on the low pressure side, and from the spring chamber 45 into the relief passage. 46
The fuel is returned to the fuel tank (not shown) through the Further, when the outlet valve 44 is closed while the inlet valve 43 remains open, the pressure in the space 34 becomes equal to the fuel pressure,
Since this pressure acts on the upper end surface of the ejector valve 32, the ejector valve 32 descends downward and becomes in a protruding state. In this way, by operating the inlet valve 43 and the outlet valve 44 in accordance with the signals from the control unit 47 that sends control signals according to various operating conditions of the engine, the state of the controlled flow, that is, the space above the ejection valve 32 can be controlled. By controlling the pressure of 34, the amount of protrusion of the ejection valve 32 can be controlled.

以上説明したように、この発明によれば、外周弁のリフ
トに関係なく、突出し弁の軸方向位置をエンジンの諸運
転条件に応じて制御できるので、連続的に噴孔部の流路
面積を制御することができ、エンジンの遅転条件に適合
した燃料噴射特性を得ろことができ、その結果、出力(
トルク)低下を沼くことなく部分負荷域でのエンジン燃
焼騒音及び排気ガス中の窒素酸化物(NOx)濃度の低
減が可能になるとともに、始動時などの噴射増量の必要
性に対しても、簡単にその要求を満足することができる
As explained above, according to the present invention, the axial position of the protruding valve can be controlled according to various engine operating conditions regardless of the lift of the outer circumferential valve, so that the flow passage area of the nozzle hole can be continuously adjusted. control, it is possible to obtain fuel injection characteristics that match the engine's slow rotation conditions, and as a result, the output (
It is possible to reduce engine combustion noise in the partial load range and nitrogen oxide (NOx) concentration in exhaust gas without suffering a decrease in torque), and also to reduce the need for increased injection amount at startup etc. You can easily satisfy that request.

さらにこの発明によれば、突出し弁の突出し量を任意に
制御することができるので、針弁突出し効果を簡単に得
ることができ、低・中負荷域において、排気ガス中に含
まれろ炭化水素(HC)、−酸化炭素(Co)及びスモ
ークの量を低減することができるのである。
Furthermore, according to the present invention, since the amount of protrusion of the protrusion valve can be controlled arbitrarily, the needle valve protrusion effect can be easily obtained, and in the low to medium load range, the amount of protrusion of the protrusion valve can be controlled. HC), -carbon oxide (Co) and smoke can be reduced.

尚、上記実施例は単孔ピン型ノズルに対するものであっ
たが、他の形式のノズル、例えば多孔ポール型ノズルな
どにも適用できるのはもちろんのことである。
It should be noted that although the above embodiments were directed to a single-hole pin type nozzle, it goes without saying that the present invention can also be applied to other types of nozzles, such as multi-hole pole type nozzles.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明に係る燃料噴射ノズルを示す全体縦
断面図である。第2図は、外周弁のリフト単に対する噴
孔部の流路面積の変化を示す線図、第3図はエンジン回
転数に対するトルクの変化を示す線図であり、両者とも
、この発明の実施例と従来の燃料噴射ノズルの特性を比
較したものである。第4図、第5図及び第6図は、針弁
突出し効果を説明するための線図であり、第7図は、こ
の発明の他の実施例を示す要部断面図、また第8図及び
第9図は、従来の燃料噴射ノズルの要部断面図である。 ■・・・ノズルボディ、 lc・・・噴孔部、5.31
・・・外周弁、  7・・・アウタスプリング、9.3
2・・・突出し弁、11・・・制御手段、16・・・ノ
ズルボディシート面。
FIG. 1 is an overall vertical sectional view showing a fuel injection nozzle according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the change in the flow passage area of the nozzle hole section with respect to the lift of the outer peripheral valve, and FIG. 3 is a diagram showing the change in torque with respect to the engine rotation speed. The characteristics of the example and the conventional fuel injection nozzle are compared. 4, 5, and 6 are diagrams for explaining the needle valve protrusion effect, and FIG. 7 is a sectional view of main parts showing another embodiment of the present invention, and FIG. and FIG. 9 are sectional views of main parts of a conventional fuel injection nozzle. ■...Nozzle body, lc...Nozzle hole section, 5.31
...Outer valve, 7...Outer spring, 9.3
2... Projection valve, 11... Control means, 16... Nozzle body seat surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ニードルを、ノズルボディの噴孔部において噴孔
内周面との間に所定の間隙を形成する突出し弁と、該突
出し弁を同軸に且つ軸方向に摺動自在に嵌合しており、
上記ノズルボディのシート面に着座することができ、且
つ閉弁用スプリングにより着座方向に付勢される外周弁
とに分割するとともに、上記突出し弁の軸方向位置を制
御する制御手段を設けたことを特徴とするディーゼルエ
ンジンの燃料噴射ノズル。
(1) The needle is fitted coaxially and slidably in the axial direction with a protrusion valve that forms a predetermined gap between the needle and the inner peripheral surface of the nozzle hole in the nozzle hole portion of the nozzle body. Ori,
A peripheral valve that can be seated on the seat surface of the nozzle body and is biased in the seating direction by a valve-closing spring, and a control means that controls the axial position of the protrusion valve is provided. A diesel engine fuel injection nozzle featuring:
JP26109986A 1986-10-31 1986-10-31 Fuel injection nozzle for diesel engine Pending JPS63117163A (en)

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JP26109986A JPS63117163A (en) 1986-10-31 1986-10-31 Fuel injection nozzle for diesel engine

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JP (1) JPS63117163A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03168356A (en) * 1989-11-27 1991-07-22 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection nozzle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03168356A (en) * 1989-11-27 1991-07-22 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection nozzle

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