WO2009101879A1

WO2009101879A1 - 燃料噴射弁装置

Info

Publication number: WO2009101879A1
Application number: PCT/JP2009/051821
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Yoshizumi; Hajime Suzuki; Masataka Ota
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2009-08-20
Also published as: JP2009191672A; CN101779034A; EP2157312B1; EP2157312A4; US20100282871A1; KR20100021664A; CN101779034B; EP2157312A1

Abstract

比較的中小型の燃料噴射弁には勿論、大型の燃料噴射弁にも適用可能で、ノズルシート部近傍の温度を下げることにより炭化物の堆積及び剥離の発生を防止し、燃料噴射系の正常な燃料噴射制御を行いえるエンジン、特にガスエンジンを提供する。先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却材が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁装置において、燃料噴射の接断を制御するノズルと針弁とのシート部と、支持本体のノズル挿入室の最下部面との距離（Ａ）を、支持本体に形成されたノズルの収納孔に嵌合するノズルの嵌合部の下端と、前記最下部面との距離（Ｂ）よりも小さくして、シート部への入熱量を抑制したことを特徴とする。

Description

明細書燃料噴射弁装置技術分野

本発明は、ガスェンジンのパイロット噴射用ノズル等に使用され、先端部に燃料を噴射する嘖孔を備えて内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁装置において、該燃料噴射弁の嘖射ノズルの冷却効果を向上した燃料噴射弁装置に関する。背景技術

内燃機関用の燃料噴射弁においては、噴射ノズルの先端部のノズルシート部が、燃焼ガスにより高温となって燃料が炭ィ匕して、ノズルシート部にこの炭ィ匕物が堆積し易い。かかる炭化堆積物の部分的な剥離が発生すると、前記ノズルシート部のシール性が悪化し、燃料噴射が制御できなくなって、異常なガス燃焼やェンジン性能不良が発生する。

力かる燃料の炭化を防止する手段としては、冷却液を燃料嘖射弁に送って冷却する手段が広く用いられている。力かる遮断の一つに特許文献 1 (特開 2 0 0 7 - 2 0 5 2 9 5号公報）の技術がある。

かかる技術においては、ガスエンジンの燃料噴射弁において、シリンダヘッド内を通した冷却水が流れる冷却水通路と、弁ホルダの先端部内に一端が燃料噴射弁よりも上流側のエンジン冷却水通路に連通する弁ホルダ冷却路と、燃料噴射弁よりも上流側のエンジン冷却水よりも低圧の冷却水循環路の低圧部を弁ホルダ冷却路の他端とを接続する接続路と、弁ホルダの先端部に設けられて噴孔からの液体燃料の噴射を許容しつつ燃料噴射弁のノズル先端部を覆う熱遮断キヤップとを備えている。

比較的、中小型の燃料噴射弁においては、燃料噴射弁内及びその周囲の部材に冷却孔を設けることなく、燃料噴射弁を高温ィ匕するのを回避する必要がある。然るに、特許文献 1 (特開 2 0 0 7— 2 0 5 2 9 5号公報）の技術においては、燃料噴射弁のノズル周りを覆うノズルホルダに複数の冷却孔を設けているため、構造が複雑で噴射系の外径も大きくなり、中小型の燃料噴射弁には適用困難である。発明の開示

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、比較的中小型の燃料噴射弁には勿論、大型の燃料噴射弁にも適用可能で、ノズルシ一ト部近傍の温度を下げることにより炭化物の堆積及び剥離の発生を防止し、燃料噴射系の正常な燃料噴射制御を行いえるエンジン、特にガスエンジンを提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて、内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁装置にぉレ、て、燃料噴射時期を制御するノズルと針弁とのシート部と、ノズル揷入室の最下部面との距離 (A) を、前記支持本体に形成された前記ノズルの収納孔と該収納孔に嵌合するノズル嵌合部により形成された嵌合隙間の下端と、前記最下部面との距離 ( B ) よりも小さくして、前記シート部への入熱量を抑制したことを特 ί敷とする。

また、本発明は、先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁装置において、前記支持本体の前記ノズルの収納孔の下部に、該収納孔の内径よりも縮径され前記ノズルの下端部分の一部を覆うように設けられたつば部を形成したことを特徴とする。かかる発明において、好ましくは、燃料噴射時期を制御する前記ノズルと針弁とのシート部を備え、該シート部は前記つば部の中心よりも上方に位置する。また、本発明は、先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却液に接している支持本体とを備えた燃料噴射弁装置において、前記ノズルの先端部を覆うノズル取付金物を備え、該ノズル取付金物は、前記ノズルの燃料噴射時期を制御するノズルと針弁とのシート部を覆つて前記ノズル外周面とノズルの収納孔との間に介装された外筒部と、前記支持本体のノズル揷入室の最下部面と前記ノズルの上面肩部との間に圧入された水平肩部と、前記外筒部の下部に連結されノズルの先端部分の一部を覆う先端被服部とを、一体に構成されたことを特 ί敷とする。

かかる発明において、好ましくは、燃料噴射時期を制御する前記ノズルと針弁とのシート部と、前記支持本体のノズル揷入室の最下部面との距離 (Α) を、前記ノズル取付金物の内周隙間の下端と、ノズル揷入室の最下部面との距離 (Β) よりも/ J、さくする。

本発明によれば、ノズルと、ノズルを支持するとともにノズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁であって、燃料噴射時期を制御するノズルと針弁とのシート部と、ノズル揷入室の最下部面との距離 (A) を、支持本体に形成されノズルの収納孔に嵌合する嵌合隙間の下端と、前記最下部面との距離 (B) よりも小さくしたので、ノズルの入熱部を構成するノズル下端面、および支持本体のノズルの収納孔とこれに嵌合するノズル嵌合部との隙間からの熱が、前記ノズルと針弁とのシート部に入熱する。

しかしながら、前記ノズルと針弁とのシート部の支持本体のノズル揷入室の最下部面からの距離 (A) を、前記主たる入熱部である、支持本体に形成されノズルの収納孔に嵌合する嵌合隙間の下端と前記最下部面との距離 (B) よりも小さくして、前記シート部の位置を前記ノズルの嵌合部よりも上方にずらし、前記シート部の位置を、入熱部であるノズルの収納孔から遠ざけたので、該シート部が低温になり、シート部（ノズルシート部）近傍の温度を下げることにより炭化物の堆積及び剥離の発生を防止でき、燃料噴射系の正常な燃料噴射制御を行い得る。また、ノズルと針弁とのシート部の位置を調整するのみで、シート部の位置を入熱部であるノズルの収納孔から遠ざけることができて、シート部を低温化できるので、前記 2部品以外の格別な部品交換は一切不要であり、また、比較的中小型の燃料噴射弁には勿論、大型の燃料噴射弁にも適用可能な燃料噴射弁が得られる。

また、本発明は、支持本体のノズルの収納孔の下部に、該収納孔の内径よりも縮径されノズルの下端部分の一部を覆うように設けられたつば部を形成し、また好ましくは、燃料噴射時期を制御するノズルと針弁とのシート部を備え、該シート部はつば部の中心よりも上方に位置するように構成したので、前記つば部がノズル収納孔の内径よりも縮径されノズルの下端部分の一部を覆うように設けられているため、ノズルの入熱部を構成するノズル下端面からの入熱を、該つば部の収納孔の内径よりも縮径部分によって遮断できる。

これにより、ノズル下端面からの熱伝導を抑制でき、従って前記シート部（ノズルシ一ト部）近傍の温度を下げることができる。

また、ノズルと針弁とのシート部を、つば部の中心よりも上方に位置するように構成すれば、つば部の断熱作用と前記シート部を上方にずらすことによる相乗作用により、前記シート部近傍の温度をさらに下げることができる。

また、ノズルの先端部を覆うノズル取付金物を備え、該ノズル取付金物は、ノズノレと針弁とのシート部の外周近傍を覆つてノズルの外周面とノズルの収納孔との間に介装された外筒部と、支持本体のノズル揷入室の最下部面とノズルの上面肩部との間に圧入された水平肩部と、外筒部の下部に連結されノズルの先端部分の一部を覆う先端被服部とを、一体に構成したので、

ノズルの外周面とノズルの収納孔との間に介装された外筒部とにより、ノズルの外径部分からの入熱を遮断し、前記外筒部の下部に連結されノズルの先端部分の一部を覆う先端被服部によりノズルの下端面からの入熱を抑制する。

従って、ノズルの外径部分からの入熱を遮断するとともに、且つノズル下端面からの熱伝導を抑制することができ、ノズルと針弁とのシート部の近傍の温度を下げることができる。

また、ノズルと針弁とのシート部と、最下部面との距離 (A) を、前記ノズル取付金物の内周隙間の下端と、ノズル揷入室の最下部面との距離 (B) よりも小さくするように構成すれば、ノズノレ取付金物の断熱作用と前記シート部を上方にずらすことによる相乗作用により、前記シート部近傍の温度をさらに下げることができる。

図面の簡単な説明

第 1図は、（A)は、本発明の第 1実施例を示すガスエンジンのパイ口ット噴射式燃料噴射弁の要部断面図、（B ) は（A) における Z部拡大図である。

第 2図は、本発明の第 2実施例を示すガスエンジンのパイ口ット噴射式燃料噴射弁の要部断面図である。

第 3図は、本発明の第 3実施例を示すガスエンジンのパイ口ット噴射式燃料噴射弁の要部断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【実施例 1】

図 1 (A) は、本発明の第 1実施例を示すガスエンジンのパイロット噴射式燃料噴射弁の要部断面図、（B) は（A) における Z部拡大図である。

図 1において、副室口金 8内には副室 1 6が形成され、該副室口金 8の中央部には燃料噴射弁 1 0 0が、該燃料噴射弁 1 0 0の燃料噴霧の到達部位にグローブラグ 1 5が設置されている。

前記燃料噴射弁 1 0 0は、先端部に燃料を噴射する嘖孔 4を備えて内周に針弁 2が往復摺動可能に嵌合されたノズル 1と、該ノズル 1を図示しない噴射弁本体に支持するノズル支持リング 1 7、及び銅合金等からなるシート材 5等から構成され、前記噴射弁本体にノズル支持リング 1 7を締め付けることにより、前記シ一ト材 5でノズル 1を圧設している。

前記ノズル 1は、図 1 ( B ) に示すように、該ノズル 1の嵌合部 1 bと副室口金 8のノズル収納孔 7に僅かな隙間 Yを存して嵌合されている。

そして前記副室口金 8の外部は、該ノズル 1の要部を冷却する冷却液に接している（1 0 1は冷却液室)。

本発明においては、前記燃料噴射の接断を制御する前記ノズル 1と針弁 2とのシート部 3と、副室口金 8 (ノズル揷入室）の最下部面 9との距離と、副室口金 8のノズル収納孔 7に嵌合される前記ノズル 1の嵌合部 1 bの下端と、副室口金 8 (ノズル揷入室）の最下部面 9との距離との関係を、次のように設定している。即ち、前記ノズル 1と針弁 2とのシート部 3と、副室口金 8 (ノズル揷入室）の最下部面 9との距離 Aを、前記副室口金 8に形成された前記隙間 Y (ノズルの収納孔 7に嵌合する前記ノズルの嵌合部 1 bとの隙間）の下端と、副室口金 8 (ノズル揷入室）の最下部面 9との距離 Bよりも小さくして、前記シート部 3を極力上方に配置している。

前記構成によれば、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の、副室口金 8の最下部面 9からの距離 Aを、副室口金 8に形成されノズルの収納孔 7に嵌合するノズルの嵌合部 1 bとの隙間 Yの下端の、最下部面 9からの距離 Bよりも小さく構成したことにより、ノズル 1の入熱部を構成するノズル下端面 1 a、および、副室口金 8の前記隙間 Yからの熱力前記ノズル 1と針弁 2とのシート部 3に入熱する。しかしながら、前記構成によれば、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の、副室口金 8の水室 6の最下部面 9からの距離 Aを、前記主たる入熱部であるノズルの収納孔 7に嵌合するノズルの嵌合部 1 bつまり隙間 Yの下端の、副室口金 8 (ノズル揷入室）の最下部面 9からの距離 Bよりも小さくして、前記シート部 3の位置を前記ノズル 1の嵌合部つまり隙間 Yの下端位置よりも上方にずらして形成しており、

前記シート部 3の位置を、入熱部であるノズルの収納孔の隙間 Yから遠ざけるようにしたので、該シート部 3が低温になり、該シート部 3 (ノズルシート部）近傍の温度を下げることとなる。これにより、前記シート部 3近傍の炭ィ匕物の堆積及び剥離の発生を防止でき、燃料噴射系の正常な燃料噴射制御を行い得る。また、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の位置を調整するのみで、シート部 3 の位置を入熱部であるノズルの収納孔の間隙 Yから遠ざけることができて、シート部 3を低温化できるので、前記 2部品以外の格別な部品交換は一切不要であり、また、比較的中小型の燃料噴射弁 1 0 0には勿論、大型の燃料噴射弁 1 0 0にも適用可能な燃料噴射弁が得られる。

図 2は、本発明の第 2実施例を示すガスエンジンのパイロット噴射式燃料噴射弁の要部断面図である。

図 2において、この第 2実施例においては、前記副室口金 8のノズルの収納孔 7の下部に、該収納孔 7の内径よりも内径部 1 0 a (内径 C) に縮径され、前記ノズル 1の下端部分の一部を覆うように設けられたつば部 1 0を形成し、該つば部 1 0にてノズル 1の下端部分を覆っている。 1 aはノズル下端面である。そして、前記第 1実施例と同様に、前記ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の、前記副室口金 8の水室 6の最下部面 9からの距離 Aを、前記副室口金 8に形成された隙間 Y (ノズルの収納孔 7に嵌合する前記ノズルの嵌合部 1 bとの隙間）の下端の前記最下部面 9からの距離 Bよりも小さくして、前記シート部 3を極力上方に配置している。

その他の構成は、前記第 1実施例（図 1 ) と同様で、これと同一の部材は同一の符号で示す。

かかる第 2実施例によれば、前記つば部 1 0力ノズル収納孔 7の内径よりも内径部 1 0 a (内径 C) に縮径され、ノズル 1の下端面 1 0 cの一部を覆うように設けられているため、ノズル 1の入熱部を構成するノズル下端面 1 0からの入熱を、該つば部 1 0の収納孔 7の、内径よりも縮径部分（內径 C) によって遮断できる。

これにより、ノズル下端面 1 0 cからの熱伝導を抑制でき、従って前記シート部 3 (ノズルシート部）近傍の温度を下げることができる。

また、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3を、前記つば部 1 0の中心よりも上方に位置するように構成すれば、つば部 1 0の断熱作用と前記シート部 3を上方にずらすことによる相乗作用により、前記シート部 3近傍の温度をさらに下げることができる。

図 3は、本発明の第 3実施例を示すガスエンジンのパイ口ット噴射式燃料噴射弁の要部断面図である。

図 3において、この第 3実施例においては、ノズル 1の外周に銅合金等の軟質合金からなるノズル取付金物 1 1を圧入している。

図 3において、前記ノズル 1の先端部近傍を覆うノズル取付金物 1 1を備えている。

該ノズル取付金物 1 1は、前記ノズル 1の嵌合部 1 bと内周孔 7 sとが微小隙間 Yで嵌合し、外周 8 bがノズル 1の揷入孔 8 sに固揷された外筒部 1 1 bと、前記副室口金 8の最下部面 9と前記ノズル 1の上面肩部 1 tとの間に圧入された水平肩部 1 1 aと、前記外筒部 1 1 bの下部に連結されノズル 1の先端部分 1 u の一部を覆う先端被服部 1 1 cとを一体に連結して構成される。

そして、前記第 1実施例と同様に、前記ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の、前記副室口金 8の水室 6の最下部面 9からの距離 Aを、前記副室口金 8に形成された隙間 Y (ノズルの収納孔 7に嵌合する前記ノズルの嵌合部 1 bとの隙間）の下端の、前記最下部面 9からの距離 Bよりも小さくして、前記シート部 3を極力上方に配置している。

その他の構成は、前記第 1実施例（図 1 ) と同様で、これと同一の部材は同一の符号とする。

かかる実施例によれば、ノズル 1の先端部を覆うノズル取付金物 1 1を備え、該ノズル取付金物 1 1は、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の外周近傍を覆つてノズル 1の外周面 1 bとノズルの収納孔 7 sとの間に介装された外筒部 1 1 bと、副室口金 8の水室の最下部面 9とノズル 1の上面肩部 1との間に圧入された水平肩部 1 1 aと、外筒部の下部に連結されノズルの先端部分の一部を覆う先端被服部 1 1とを、一体にして構成されたので、ノズル 1の嵌合面 1 bとノズルの収納孔 7 sとの間に介装された外筒部 1 1 bにより、ノズル 1の外径部分からの入熱を遮断し、前記外筒部 l i bの下部に連結されノズルの先端部分の一部を覆う先端被服部 1 1 cにより、ノズル 1の下端面 1 u力らの入熱を抑制する。

従って、ノズル 1の外径部分からの入熱を遮断するとともに、且つノズル 1下端面 1からの熱伝導を抑制することができ、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の近傍の温度を下げることができる。

また、ノズル 1と針弁 2とのシート部 3の最下部面 9からの距離 Aを、前記ノズル取付金物 1 1の内周隙間 Yの下端の、水室（ノズル揷入室） 6の最下部面 9 からの距離 Bよりも小さくするように構成すれば、ノズル取付金物 1 1の断熱作用と前記シート部 3を上方にずらすことによる相乗作用により、前記シート部 3 近傍の温度をさらに下げることができる。

以上のように、本発明はガスエンジンのパイ口ット噴射式燃料噴射弁について説明したが、本発明は、比較的中小型の燃料噴射弁には勿論、大型の燃料噴射弁にも適用可能で、また、ディーゼルエンジン用燃料噴射弁についてもそのまま適用可能である。産業上の利用可能性

本発明によれば、比較的中小型の燃料噴射弁には勿論、大型の燃料噴射弁にも適用可能で、ノズルシ一ト部近傍の温度を下げることにより炭化物の堆積及び剥離の発生を防止し、燃料噴射系の正常な燃料噴射制御を行いえるエンジン、特にガスエンジンを提供できる。

Claims

1 . 先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて、内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料嘖射弁装置において、燃料噴射時期を制御するノズルと針弁とのシー青ト部と、ノズル揷入室の最下部面との距離 (A)を、前記支持本体に形成された前記ノ求ズルの収納孔と該収納孔に嵌合するノズル嵌合部により形成された嵌合隙間の下端と、前記最下部面との距離 (B) よりも小さ wの

くして、前記シート部への入熱量を抑制したことを特徴とする燃料噴射弁装置。

2. 先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズノレと、該ノズルを支持するとともに該ノ囲ズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁装置において、前記支持本体の前記ノズルの収納孔の下部に、該収納孔の内径よりも縮径され前記ノズノレの下端部分の一部を覆うように設けられたつば部を形成したことを特徴とする燃料噴射弁装置。

3 . 燃料噴射時期を制御する前記ノズルと針弁とのシート部を備え、該シート部は前記つば部の中心よりも上方に位置したことを特徴とする請求項 2記載の燃料噴射弁装置。

4 . 先端部に燃料を噴射する噴孔を備えて内周に針弁が往復摺動可能に嵌合されたノズルと、該ノズルを支持するとともに該ノズルの要部を冷却する冷却液が収容された支持本体とを備えた燃料噴射弁装置において、前記ノズルの先端部を覆うノズル取付金物を備え、該ノズル取付金物は、前記ノズルの燃料噴射時期を制御するノズルと針弁とのシート部を覆って前記ノズル外周面とノズルの収納孔との間に介装された外筒部と、前記支持本体のノズル揷入室の最下部面と前記ノズノレの上面肩部との間に圧入された水平肩部と、前記外筒部の下部に連結されノズルの先端部分の一部を覆う先端被服部とを、一体に構成されたことを特徴とする燃料噴射弁装置。

5 . 燃料噴射時期を制御する前記ノズルと針弁とのシート部と、前記支持本体のノズル揷入室の最下部面との距離 (A) を、前記ノズル取付金物の内周隙間の下端と、ノズル揷入室の最下部面との距離 (B) よりも小さくしたことを特徴とする請求項 4記載の燃料嘖射弁装置。