JPS639672A - パイロツト噴射式燃料噴射ノズル - 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） この発明はノズル本体の先端の噴孔からパイロット噴射
を行った後主噴射を行うように構成されたパイロット噴
射式噴射ノズルの改良に関するものである。

（従来の技術） 従来のパイロット噴射式噴射ノズルとしては。

例えば特開昭５５−１９９９２号公報に記載されている
ようなものが知られている。これによると、ノズル本体
内にスプリング（閉鎖バネ）の付勢力に抗して摺動可能
な弁体（弁ニードル）と同軸に燃料噴射口からパイロッ
ト噴射（前噴射）及び主噴射を可能にすべく燃料通路の
制御を行う制御スライダを設け、この制御スライダのス
プリング（戻しバネ）の付勢力に抗した参勤行程におけ
る゛燃料通路の制御過程において燃料の噴射圧力を一時
的に軽減するための逃げ通路（負荷軽減通路）を設けた
構成となっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のような従来の構成によると、燃料
の供給端と弁体の先端との間における燃料通路は弁体の
先端からの燃料噴射行程において常時連通されており、
逃げ通路の形成は単なる燃料圧の軽減作用に止まるもの
であり、パイロット噴射と主噴射との明確な区別が行い
難く、燃焼室にて一度に噴射される燃料の量が多すぎる
場合があって、高温燃焼による窒素酸化物の排出や噴射
時の騒音の問題が十分に解決され得ないという問題点が
あった。

（問題点を解決するための手段） この発明はかかる従来技術の問題点を解決すべくなされ
たものであり、ノズル本体１内の燃料通路９に連通して
形成される第一圧力室１ｏと、前記ノズル本体１の先端
に形成された噴孔６に連通する第二圧力室１５と、前記
ノズル本体１内に配設されると共に、前記第一圧力室１
０への圧送燃料の給送により主スプリング４の付勢力に
抗してリフト可能な弁体２と、該弁体２に同軸状に摺動
自在に取付けられ前記弁体２のリフト開始位置から所定
のリフト位置までの間前記第一圧力室１゜に対し第二圧
力室１５を油密状態で区画すると共に、前記主スプリン
グ４の付勢力に比べて弱い付勢力の副スプリング１３．
１３′を有し、がっ、該副スプリング１３．１３′の付
勢力に抗しての前記圧送燃料の給送により前記第二圧力
室１５内の燃料を加圧可能であり、さらに、前記弁体２
の所定のリフト位置にて前記第一圧力室１ｏと第二圧力
室１５とを連通ずる補助ピストン１１．１１′とを備え
たことを特徴とするものであり、パイロット噴射と主噴
射とを明確に区分し、燃焼時の窒素酸化物の排出低減や
噴射時の騒音低減を効果的に徹底せんとするものである
。

（作用） 燃料の圧送により弁体２がリフトを開始すると、同時に
補助ピストン１１が副スプリング１３の付勢力に抗して
押し下げられ、この補助ピストン１１により区分された
第二圧力室１５内の燃料が加圧されるため、噴孔６から
パイロット噴射が行われると共に、補助ピストン１１．
１１′により第二圧力室１５と区分された第一圧力室１
ｏ内の圧力が著しく上昇する。次いで、弁体２が所定の
リフト位置までリフトすると、第一圧力室１０と第二圧
力室１５とが連通されて第一圧力室１０内の加圧燃料が
第二圧力室１５内に侵入し、噴孔６がら主噴射が行なわ
れる。

（実施例） 第１図はこの発明の第一実施例を示すものであり、ノズ
ル本体１内には弁体２が摺動孔３に沿って摺動自在に配
設されており、この弁体２の基端側には主スプリング４
が取付けられていて、この弁体２の先端側には円錐状の
シート面５が形成されていて、このシート面５はノズル
本体１の先端に形成された噴孔６と連通する弁座７と当
接可能となっている。そして、この弁体２はその中途部
に受圧部８が形成されていて、この受圧部８はノズル本
体１内に形成された燃料通路９の開口端及び第一圧力室
１０に臨まされている。さらに、弁体２には同軸状に補
助ピストン１１が摺動自在に取付けられていて、この補
助ピストン１１の上部のフランジ部１１ａと弁体２に固
着された下方のストッパ１２との間には副スプリング１
３が介在しており、これにより補助ピストン１１は副ス
プリング１２の付勢力に応じ第一圧力室１ｏと連通可能
なピストン摺動孔１４と摺接するようになっている。こ
こで、補助ピストン１１は前述の第一圧力室１０と噴孔
６に連通する第二圧力室１５とを区画し得るようにその
フランジ部１１ａがピストン摺動孔１４の上方の内縁と
油密状態で摺接するようになっている。なお、弁体２の
基端側に形成された摺動孔３の内径Ｄ工は補助ピストン
１１のフランジ部１’ｌａの径Ｄ２に比べて若干大きく
形成されている。

次に、このように構成された第一実施例の作動につき第
２図、第３図、第４図、及び第５図をそれぞれ参照しな
がら説明する。

まず、第２図に示すように弁体２のシート面４がノズル
本体１の弁座６と当接している状態であるいわゆる着座
状態、すなわち図示しない燃料噴射ポンプから燃料通路
９を介して燃料が圧送される前の状態では補助ピストン
１１の上端のフランジ部１１ａはピストン摺動孔１４と
油密状態で摺接しているので、第一圧力室１ｏと第二圧
力室１５とは明確に区画されたものとなっている。

次いで、ある時点ｔ０にて燃料の圧送が開始すると第一
圧力室１ｏの内圧が上昇し始める（第５図（ａ）参照）
一方、補助ピストン１１は副スプリング１３の付勢力に
抗して押し下げられるため（第５図（ｃ）参照）、その
ピストン作用により第二圧力室１５内の燃料が加圧され
、時点ｔ工にて第二圧力室１５の内圧が上昇する（第５
図（ｂ）参照）と共に、この第二圧力室１５の内圧上昇
後のある時点ｔ２にて弁体２は主スプリング３の付勢力
に抗して若干リフトし始めるので（第５図（ｄ）参照）
、噴孔６から少量の燃料噴射（パイロット噴射）が行わ
れる（第５図（ｅ）参照）。

この場合、第３図に示すように弁体２のリフト過程であ
って補助ピストン１１のフランジ部１１ａがピストン摺
動孔１４と摺接する範囲り、においてパイロット噴射が
行われる。なお、この間第−圧力室１０は狭い領域であ
る上に燃料通路９を介して後続の燃料が給送されるよう
になるので、内圧が著しく増大するようになると共に、
押し下げられた補助ピストン１１の下端はストッパ１２
と当接するため第二圧力室１５の内圧上昇が停止し、パ
イロット噴射が終了する（時点ｔａ）一方、補助ピスト
ン１１は弁体２と一体となってリフトするようになる。

続いて、弁体２が所定のリフト位置に達した後、補助ピ
ストン１１のフランジ部１１ａはピストン摺動孔１４と
摺接する範囲から脱するので、第４図に示すように第一
圧力室１０と第二圧力室１５とが連通ずる一方、第一圧
力室１０内の大きな圧力の燃料が第二圧力室１５内に侵
入するため噴孔６からはパイロット噴射時の噴射量より
も多い噴射量の主噴射が行われるようになる（時点ｔ４
）。

そして、燃料通路９を介しての燃料の圧送過程が終了す
ると、弁体２は主スプリング３の付勢力により元の位置
に復帰して噴孔６は閉鎖される（時点ｔ、）。

なお、補助ピストン１１のフランジ部１１ａの径Ｄ２は
弁体２の摺動案内孔１５の内径Ｄ１に比べて小さく形成
されているので、弁体２が補助ピストン１１と一体的に
リフトした際に補助ピストン１１が摺動孔３と当接して
騒音を発生させる恐れはない。また、弁体２が元の位置
に復帰すべく下降する際には補助ピストン１１及び副ス
プリング１３がダンパ的作用をするためその下降時に衝
撃や騒音を伴うことはない。

第６図及び第７図は第二実施例を示すものであり、補助
ピストン１１′は環状に形成され、弁体２と同軸に取付
けられており、その外周部は環状突部１４′の内縁と摺
接可能となっていると共に。

この補助ピストン１１１の下端とノズル本体１内に形成
されたスプリング室１６の段部１６ａとの間には副スプ
リング１３′が介在している。なお、他の構成は第一実
施例と同様であるので重複した説明を省略する。

かかる第二実施例の構成によると、圧送燃料が第一圧力
室１０に給送される時点では補助ピストン１１′の外周
部と環状突部１４′の内縁とが摺接しているため、第一
圧力室１ｏは第二圧力室１５と区分されており、弁体２
がリフトを開始する時点では副スプリング１３′の付勢
力に抗して補助ピストン１１′が押し下げられその圧力
を受けて第二圧力室１５内の燃料による噴孔６からのパ
イロット噴射が行われる。この場合、補助ピストン１１
′には第一実施例のようにストッパ１２が設けられてい
ないので、補助ピストン１１″は圧送燃料の圧力を受け
ている限りそのまま下降を続けるため、第７図に示すよ
うに補助ピストン１１′は環状突部１４′との摺接状態
から脱して環状突部１４′の下方に位置するようになり
、第一圧力室１０と第二圧力室１５とが連通し、同時に
圧送燃料による噴孔６からの主噴射が行われる。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、ノズル本体内の圧力室
を二分可能であって主スプリングに比べて弱い付勢力の
副スプリングを有する補助ビストンを設ける構成とした
ので、主噴射と明確に区別できるパイロット噴射を行う
ことが可能となり。

燃焼時における窒素酸化物の排出の低減効果、あるいは
騒音発生の抑止効果を従来の構成に比べて格段に向上さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一実施例の構成を示す縦断面図、
第２図、第３図及び第４図は第一実施例の作動を説明す
る第１図と同様な縦断面図、第５図は第一実施例の作動
を説明するグラフ、第６図及び第７図は第二実施例の構
成及び作動を説明する縦断面図である。 １・・・ノズル本体、２・・・弁体、４・・・主スプリ
ング、６・・・噴孔、１１．１１′・・・補助ピストン
、１０・・・第一圧力室、１５・・・第二圧力室、１３
．１３″・・・副スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ノズル本体内の燃料通路に連通して形成される第一
   圧力室と、前記ノズル本体の先端に形成された噴孔に連
   通する第二圧力室と、前記ノズル本体内に配設されると
   共に、前記第一圧力室への圧送燃料の給送により主スプ
   リングの付勢力に抗してリフト可能な弁体と、該弁体に
   同軸状に摺動自在に取付けられ前記弁体のリフト開始位
   置から所定のリフト位置までの間前記第一圧力室に対し
   前記第二圧力室を油密状態で区画すると共に、前記主ス
   プリングの付勢力に比べて弱い付勢力の副スプリングを
   有し、かつ、該副スプリングの付勢力に抗しての前記圧
   送燃料の給送により前記第二圧力室内の燃料を加圧可能
   であり、さらに、前記弁体の所定のリフト位置にて前記
   第一圧力室と第二圧力室とを連通する補助ピストンとを
   設けたことを特徴とするパイロット噴射式燃料噴射ノズ
   ル。