JPS63295856A - 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、ディーゼルエンジンに燃料を噴射する燃料噴
射装置に係り、特に、エンジンの全速度領域で良好な燃
料の噴射量および噴霧特性の改善を計った同軸２針弁構
造の燃料噴射装置に関ずろ。

（従来の技術） 一般に、ユニットインノエクタ用の燃料噴射装置は噴射
管がないため、高圧部の容積が少なく、高圧噴射に有利
な噴射系であるが、回転速度に比例してブランンヤ圧送
速度が変化するため、中低速域では圧送速度が低下する
。このため、燃料の噴射圧か下がり噴射量および噴霧の
微細化などの噴射特性が悪くなる不具合があった。

そこで、従来装置では実開昭６０−１３３１７２号明細
書およびＵ、Ｓ、Ｐ４，２８４，０４３号明細書におけ
る如く、針弁を段階的に上昇させて、燃料噴射量を調整
さＵ゛ているものが使用されている。

（発明か解決しようとする問題点） ところが前記従来装置は、燃料噴射量の調整を１個の針
弁を段階的に上昇させて行なう乙のであるので、噴射量
および噴射特性をエンジンの全速度領域に亘って調整す
ることは円錐てあり、特に多気筒エンジンでは低速度領
域で、各気筒間での噴射量の不均一の調整が困難であっ
た。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明では、前記従来装置の問題点を解消して
、エンジンの全速度領域において良好な噴射量および噴
射特性を確保するための手段として、第１図ないし第５
図に例示する如く、燃料噴射ノズルを、噴口断面積が小
なる小形ノズル３６と、噴口断面積が大なる大形ノズル
３８との同軸２針弁構造とするとともに、前記小形ノズ
ル３６を開閉する第１のノズルバルブ２０の開弁圧を低
く、大形ノズル３８を開閉する第２のノズルバルブ２２
の開弁圧を高くし、エンジンの低速運転時は小形ノズル
３６より、中速運転時は大形ノズル３８より、高速運転
時は小形ノズル３６および大形ノズル３８より燃料を噴
射する如くしたものである。

（作　用） 本発明は、前記手段により、エンジンの回転速度すなわ
ちプランジャ圧送速度により、ノズル噴口断面積を３段
階に調整し、エンジンの低速運転時は小形ノズル３６よ
り、中速運転時は大形ノズル３８より、高速運転時は小
形ノズル３６および大形ノズル３８の両方より燃料を噴
射し、全回転速度領域で良好な燃料噴射量および噴射特
性を確保するものである。

（実施例） 以下に図面を参照して本発明の好適な各実施例の燃料噴
射装置について詳細に説明する。

先ず、第１図および第２図に示す第１実施例は燃料噴射
装置を有するユニットインジェクタであり、符号ｌは筒
状のインジェクタ本体であり、該インジェクタ本体Ｉは
その下半分をエンジンのシリンダヘッド９に埋め込まれ
た状態で固定されている。インジェクタ本体ｌの下部に
はバレル２が嵌挿され、該バレル２内に摺動自在にプラ
ンジャ３が設けられ、プランジャ３の下方には加圧室４
が形成されている。

プランジャ３の上端部はタペット５に係合され、タペッ
ト５はインジェクタ本体！から突出し、タペット５の上
部に嵌合するスプリングシート６とインジェクタ本体１
内の凹所との間に介設されるスプリング７のバネ力によ
って上方に付勢される。

一方、タペット５をロッカーアーム（図示せず）で押圧
して、バレル２内でプランジャ３を上下に摺動させ、燃
料供給穴ＩＯより吸入した燃料を加圧室４で加圧してノ
ズル８より噴出させるものである。

しかして、１１は本発明の特徴をなす噴射ノズル部であ
り、該噴射ノズル部Ｉｆは上からインジェクタケージ１
２、ノズルストップスペーサ１３およびノズルボディ！
４より構成されており、これらは円周方向の位置決め用
平行ピン１５で位置決めされ、ノズル取付ナツトＩ６に
より一体的にインジェクタ本体ｌの先端部に螺合締着し
ている。

インジェクタケージＩ２の軸心部には、ノズルスプリン
グシート嵌挿穴１７が穿設されている。

該ノズルスプリングシー）・嵌挿穴１７内にはスプリン
グ１８および１９て、軸中心に摺動自在に設けｆこ第■
のノズルバルブ２０および第１のノズルバルブ２０をそ
の内部に摺動自在に嵌挿する背圧ピストン２１を介して
後述の第２のノズルバルブ２２をそれぞれ常時閉弁方向
に付勢せしめており、スプリング１９はスプリング１８
より押圧力を強くして第２のノズルバルブ２２の開弁圧
を第１のノズルバルブ２０の開弁圧より高くしている。

そして、インジェクタケージ１２の上端面はバレル２に
形成した加圧室４と連通する室２３に逆止弁２４を介設
し、室２３はノズルスプリングシート嵌挿穴１７の外側
に穿設した縦孔２５に連通せしめる。なお、２６はイン
ジェクタ本体１の燃料供給穴ＩＯとノズルスプリングシ
ート嵌挿穴１７とを連通せしめる斜孔である。

ノズルストップスペーサ夏３の軸心部には、第１のノズ
ルバルブ２０をその内部に摺動自在に嵌挿する前記の背
圧ピストン２１が摺動自在に嵌挿されており、背圧ピス
トン２１の嵌挿穴の外方に前記インジェクタケージＩ２
の縦孔２５に連通する斜孔２７と、同じく縦孔２５に連
通し、背圧ピストン２１の肩部の室２８に連通する斜孔
２９と、背圧ピストン２１と圧接している第２のノズル
バルブ２２上面の室３０に連通する縦孔３１とをそれぞ
れ穿設している。室３０の上端は第２のノズルバルブ２
２のリフト上限を規制する如く作用する。

ノズルボディ１４の輔心部には、中心に第１のノズルバ
ルブ２０を摺動自在に嵌挿した第２のノズルバルブ２２
が摺動自在に嵌挿され、第２のノズルバルブ２２の中央
部には横穴３２を穿設し、該横穴３２に連通ずる環状の
油溜室３３を形成し、該油溜室３３を第２のノズルバル
ブ２２嵌挿孔の外方にノズルストップスペーサ１３の斜
孔２７に連通ずる如く穿設した斜孔３４に連通ずる。

そして、第２図に詳細を図示する如くノズルボディＩ４
の先端中心部には、前記横穴３２および第１のノズルバ
ルブ２０と第２のノズルバルブ２２との間の通路３５に
連通し、第１のノズルバルブ２０によって開閉される２
個の噴口断面積が小で且つ開弁圧の低い小形ノズル３６
と、小形ノズル３６の側方で前記油溜室３３およびノズ
ルボディＩ４と第２のノズルバルブ２２との間の通路３
７に連通し、第２のノズルバルブ２２によって開閉され
る２個の前記小形ノズル３６より噴口断面積が大でかつ
開弁圧の高い大形ノズル３８とをそれぞれ穿設する。

しかして、インジェクタケージＩ２の室２３、縦孔２５
、ノズルストップスペーサ１３の斜孔２７、ノズルボデ
ィ１４の斜孔３４、油溜室３３、横穴３２、通路３５、
通路３７はバレル２の加圧室４で加圧された高圧燃料を
小形ノズル３６および大杉ノズル３８へ送るための通路
であり、以下この通路を高圧燃料通路３９という。

叙上の如く構成したユニットインジェクタの作用につい
て説明する。

エンジンが起動し、ロッカーアームでタペット５を押圧
し、バレル２内でプランジャ３が」二下に摺動して、燃
料供給穴ＩＯより吸入した燃料を加圧室４で加圧し、該
加圧された燃料が高Ｉ′Ｅ燃料通路３９の油溜室３３、
横穴３２、通路３５、通路３７に至るが、エンジンが低
速運転時にはプランジャ３の上下動がおそいので、加圧
室４の圧力は低く、従って高圧燃料通路３９内の圧力も
低く、イつずかにスプリング１８の活力に打勝って開弁
圧の低い第１のノズルバルブ２０を押上げて開弁じ、小
形ノズル３６より小量の燃料を噴射し、燃料に相当の小
噴口断面積より噴射するので、噴霧の微細化が計られて
良好な噴射特性が得られる。

エンジンが中速運転時には、プランジャ３の上下動がや
や速くなるので加圧室４の圧力も上昇し、高圧燃料通路
３９内の圧力も上昇し、油溜室３３および通路３７の圧
力上昇によりスプリング１９および背圧ピストン２！の
室２８の圧力に打勝って開弁圧の高い第２のノズルバル
ブ２２を押上げて開弁し、大形ノズル３８より多量の燃
料を噴射し、多量の燃料に相当の大噴口断面積より噴射
するので噴霧の微細化が計られ、良好な噴射特性がｉす
られる。

さらに、エンジンが高速運転時には、高圧燃料通路３９
内の圧力は前記中速運転時よりさらに上界して、第１お
よび第２のノズルバルブ２０および２２の両者を開弁し
て大形ノズル３８と小形ノズル３６の両者より燃料を噴
出するしのである。

叙上の如く、小形ノズル３６は噴口断面積を小、開弁圧
を低く設定し、Ｎ−Ｑ特性の改善を計っており、一方、
大形ノズル３８のリフトを回転速度に対応して制御し、
小形ノズル３６との併用で３段階の噴射特性としたしの
である。なお、大形ノズル３８のリフトを第１図の如＜
、ｕ、４３と可変にしたことにより中速域でら噴射圧の
低下はなく、噴射量および噴射特性とも良好となるもの
である。

次に、第３図に示す第２実施例は、第１図および第２図
に示す第１実施例と背圧ピストンおよび第２のノズルバ
ルブ開弁用のスプリング受けの形状がやや異なるほかは
第１実施例とほぼ同様であり、作用も同等であるので詳
細は省略する。

第４図および第５図に示す第３実施例は電気的に燃料噴
射量を制御する燃料噴射装置であり、噴射ノズル部１１
は上からノズルホルダ、１１、ノズルストップスペーサ
■３およびノズルボディ！、１より構成されており、ノ
ズルストップスペーサ１３およびノズルディ１４をノズ
ル取付ナツト！６により一体的にノズルホルダ４１の先
端部に螺合締着している。

ノズルホルダ４１の下部軸心部には、ノズルスプリング
シート嵌挿穴１７が穿設されており、該ノズルスプリン
グソート嵌挿穴１７内にはスプリングＩ８および１９で
、軸中心に摺動自在に設けた第１のノズルバルブ２０お
よび第２のノズルバルブ２２をそれぞれ常時閉弁方向に
付勢せしめており、スプリング１９はスプリング１８よ
り押圧力を強くして、第２のノズルバルブ２２の開弁圧
を第１のノズルバルブ２０の開弁圧より高くしているこ
とは第１実施例と同様である。

しかして、ノズルホルダ４１のノズルスプリングシート
１ｆｆｌ挿穴１７の外側のノズルホルダ４１内には第５
図の如く９０°（α）の角度をなす２本の縦孔２５，２
５′が穿設され、該縦孔２５，２５′はノズルストップ
スペーサＩ３に穿設した斜孔２７．２７’　に連通し、
さらにノズルボディ１４に穿設した斜孔３４．３４’　
に連通ずる。

しかして、斜孔３４は第２のノズルバルブ２２の中央部
の周囲に形成した環状の油溜室３３を介してノズルボデ
ィ１４と第２のノズルバルブ２２との間の通路３７およ
び大形ノズル３８に連通せしめる。

一方斜孔３４′は第２のノズルバルブ２２の外径より内
径まで貫通し、第１のノズルバルブ２０の大径より小径
に移行するテーパ部の周囲に形成された油溜室３３′を
介して第１のノズルバルブ２０と第２のノズルバルブ２
２との間の通路３５および小形ノズル３６に連通せしめ
る。

符号４２はノズルホルダ４１上に配設され、前記小形ノ
ズル３６に連通ずる縦孔２５′または大形ノズル３８に
連通する縦孔２５と加圧室４からの圧油通路４３に切換
える切換弁である。該切換弁４２は第５図に図示する如
く、約２６０”（β）の円弧範囲に亘って圧油通路４３
と連通する環状溝４４が形成されている。４５はステッ
プモータであり、該ステップモータ４５はエンジンの低
速運転時には第５図（ｂ）の如く、切換弁・１２を環状
！７Ｎ４と縦孔２５′とを連通ずる如く回転させて圧油
通路４３を小形ノズル３６と連通させ、エンジンの中速
運転時には第５図（ｃ）の如く、切換弁４２を環状溝４
４と縦孔２５とを連通ずる如く回転させて圧油通路４３
を大形ノズル３８と連通さＵｏ、また、エンジンの高速
運転時には第５図（ａ）の如く回転させて環状溝４４と
縦孔２５′および２５とそれぞれ連通さＵｏ、圧油通路
、４３を小形ノズル３６および大形ノズル３８両者とそ
れぞれ連通せしめるものである。この実施例の作動ら前
記第１実施例とほぼ同様であるので詳細は省略する。

（発明の効果） 本発明燃料噴射装置は叙上の如く溝成するしのであるの
で、下記の如と顕著な効果を奏するしのである。

（１）エンジンの低速運転時には噴口断面積の小さし）
小形ノズル３６から燃料を噴射ずろため噴霧特性は良好
でかつ噴射量特性も安定した特性を確（四でき、多気筒
エンノンでら噴射量か不均一となることがない。

（２）中速運転時には、大形ノズル３８を高速運転時は
小形ノズル３６と大形ノズル３８を併用し、噴口断面積
が犬で開弁圧が高いが、プランンヤ圧送速度が速いため
燃料の微細化が計られ、噴霧特性を良好とすることがで
き、エンジンの全速度領域で良好な燃料の噴射量および
噴射特性の改善が計られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明燃料噴射装置の第１実施例に係るユニッ
トインジェクタの全体縦断面図、第２図は第１図のノズ
ル部の拡大縦断面図、第３図は第２実施例に係るユニッ
トインジェクタの全体縦断面図、第４図は第３実施例に
係る燃料噴射弁の全体断面図、第５図（ａ）は第４図Ｖ
　　Ｖｔｉ′Ｉ’ｉ断面図、第５図（ｂ）　、　（ｃ）
は動作時の説明図である。 ８　・・・・・ノズル ＋１・・・・・噴射ノズル部 ２０・・・・・第１のノズルバルブ ２２・・・・・第２のノズルバルブ ３６・・・・・小形ノズル ３８・・・・・犬形ノズル 第１図 ｇ　　゛ノズル ／／：噴用ノズルｔｉｔ！ ＋２０　°第１のノズルパルプ ２ノ　：第一のノズルバルブ ３乙　　！］幻ヒノズル ３ｇ　、大形ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　燃料噴射ノズルを、噴口断面積が小なる小形ノズ
   ル（３６）と噴口断面積が大なる大形ノズル（３８）と
   を有する同軸２針弁構造とするとともに、前記小形ノズ
   ル（３６）を開閉する第１のノズルバルブ（２０）の開
   弁圧を低く、大形ノズル（３８）を開閉する第２のノズ
   ルバルブ（２２）の開弁圧を高くし、エンジンの低速運
   転時は小形ノズル（３６）より、中速運転時は大形ノズ
   ル（３８）より、高速運転時は小形ノズル（３６）およ
   び大形ノズル（３８）より燃料を噴射する如くしたこと
   を特徴とする燃料噴射装置。