JPH01294961A

JPH01294961A - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JPH01294961A
Application number: JP12426588A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Hiromoto; 広本　龍太郎
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-28

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、直接噴射式（直噴式とも呼ばれる。、）ディ
ーゼルエンジンにおける燃料噴射弁、特に、二段開弁圧
式燃料噴射弁に関するものである。

［従来の技術１従来の直噴式ディーゼルエンジンにおける燃料噴射弁に
は、騒音及びハンチングの低減を目的とした二段開弁圧
式燃料噴射弁がある。

まず、この二段開弁圧式噴射弁の一例について第９図を
参照して述べることにする。

ノズルホルダ５１の下端部にノズルデツプ５２が取付け
られる。ノズルチップ５２内には、その下端のノズル孔
５３を開閉するノズルニードル５４が軸方向（図示上下
方向）にスライド可能に組込まれる。なお、ノズルホル
ダ５１は、図示しない直噴式ディーゼルエンジンのシリ
ンダブロックに取付けられる。

ノズルホルダ５１内には、上端部に７ランジ５６を有す
るプレッシャピン５５が、ノズルニードル５４に対しほ
ぼ同一軸線をなした状態で軸方向に移動可能に組込まれ
る。なお、ノズルホルダ５１内には、プレッシャピン５
５の下方に配置されかつノズルニードル５４の上端部に
当接するニーモル押え５７が軸方向に移動可能に介在さ
れる。

ノズルホルダ５１及びノズルチップ５２には、ノズルホ
ルダ５１の燃料供給口５８からノズルニードル５／Ｉの
受圧部５９に連通する燃料通路６０が形成される。燃料
通路６０は、燃料供給口５８に加圧供給される燃料をノ
ズルニードル５４の受圧部５９に向け′Ｃ流す。

ノズルホルダ５１内には、ノズルニードル５４のニーモ
ル押え５７を下方、すなわち閉弁方向に付勢する第１の
スプリング６１が設けられると共に、プレッシャピン５
５を下方へ付勢する第２のスプリング６２が設けられる
。なお、第１のスプリング６１は、ノズルホルダ５１の
下部ストッパー６４とニーモル押え５７との間に介在さ
れる。

また、第２のスプリング６２は、プレッシャピン５５の
フランジ５６とノズルボルダ５１の上部ストッパー６５
との間に介在される。

しかして、ノズルニードル５４のニーモル押え５７の上
端とプレッシャピン５５の下端との間には、第１のスプ
リング６１の弾性に抗してのノズルニードル５４の開弁
、いわゆるプレリフトを許容するプレリフト用隙間６６
が設けられる。この隙間６６の大きさによって、ノズル
ニードル５４のプレリフト吊が所定間に設定される。

上記した二段開弁圧式燃料噴射弁は、１回の燃料噴射に
つき、ノズルニードル５４がプレリフトとメインリフト
との二段階の開弁動作をなす。すなわち、ノズルニード
ル５４の受圧部５９に燃料通路６０を通して加圧供給さ
れる燃料の圧力（燃料圧）が作用することにより、その
燃料圧が第１のスプリング６１の弾性方以上になると、
第１段階としてノズルニードル５４が第１のスプリング
６１の弾性に抗してプレリフトすることにより、ノズル
チップ５２のノズル孔５３から燃料がプレ噴射される。

そして、ノズルニードル５４のニーモル押え５７がプレ
ッシャピン５５にプレリフト用隙間６６を詰めて当接す
ると共に、その燃料圧が第１のスプリング６１と第２の
スプリング６２との合計の弾性方以上になると、第２段
階として両スプリング６１．６２の弾性に抗してメイン
リフトすることにより、ノズルデツプ５２のノズル孔５
３から燃料が前記プレ噴射よりも高い同か圧をもってメ
イン噴射される。

上記のように、二段開弁圧式燃料噴射弁は、ノズルニー
ドル５４に二段階の開弁動作を行なわせることにより、
ノズルニードルがプレリフトしない形式の一般的な燃料
噴射弁に比し、エンジン騒音及びハンチング等の低減化
が図られている。

なお、本発明が対象とする二段開弁圧式燃料噴射弁とは
異なるものではあるが、燃料噴射弁の開閉駆動するアク
チュエータとしてピエゾ圧電素子を用いたものが提案さ
れている（例えば、特開昭６２−１３１９４２号公報参
照）。

［発明が解決しようとする課題〕上記した従来の二段開弁圧式燃料噴射弁では、ノズルニ
ードル５４のプレリフトがエンジン温度に拘らず果たさ
れる。このため、特に、冬期あるいは寒冷時等における
エンジン始動時のように、エンジンの冷間時にあっては
、燃料のプレ噴射時の微粒化が損われ、エンジン始動性
及び排気臭が悪化する傾向にあった。

本発明の目的は、上記した従来技術における問題点を解
決することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記した課題を解決するために、ノズルチッ
プを有するノズルホルダと、ノズルチップ内に組込まれ
たノズルニードルと、ノズルホルダ内に組込まれたプレ
ッシャピンと、ノズルニードルの受圧部に燃料を供給可
能な燃料通路と、ノズルニードルを閉弁方向に付勢する
第１のスプリングと、プレッシャピンを介してノズルニ
ードルを閉弁方向に付勢する第２のスプリングと、第１
のスプリングの弾性に抗してのノズルニードルのプレリ
フトを許容するプレリフト用隙間とを備え、ノズルニー
ドルが前記プレリフトと、第１のスプリング及び第２の
スプリングの弾性に抗してのメインリフトとの二段階の
開弁動作をなすように構成された二段開弁圧式燃料噴射
弁であって、前記プレリフト用隙間に、温度変化により
変形する材料からなる隙間調整部材を配置し、エンジン
の冷間時には隙間調整部材の変形によって前記隙間が減
少される構成としたものである。

［作用］上記した手段によれば、エンジンの温間時にあっては、
ノズルニードルのプレリフト用隙間が確保されることか
ら、ノズルニードルは二段開弁圧式燃料噴射弁と同様に
プレリフトとメインリフトとの二段階の開弁動作を果た
す。

ときに、冬期あるいは寒冷時等におけるエンジン始動時
のように、エンジンの冷間時にあっては、隙間調整部材
が変形することにより、前記プレリフト用隙間が減少さ
れるため、ノズルニードルがほとんどプレリフトするこ
となくリフトし、燃料がメインリフト時と同様に大きい
開弁圧をもって噴射される。

［実施例］以下、本発明の一実施例を第１〜４図にしたがって説明
する。

燃料噴射弁を断面図で示した第１図、その側面図を示し
た第２図にＪ３いて、ノズルホルダ１の下端部にノズル
チップ２が取付けられる。ノズルチップ２内には、その
下端のノズル孔３を開閉するノズルニードル４が軸方向
（図示上下方向）にスライド可能に組込まれる。なお、
ノズルホルダ１は、図示しない直噴式ディーゼルエンジ
ンのシリンダブロックに取付けられる。

ノズルホルダ１内には、上端部にフランジ６を有するプ
レッシャピン５が、ノズルニードル４に対しほぼ同一軸
線をなした状態で軸方向に移動可能に組込まれる。なお
、ノズルホルダ１内には、プレッシャピン５の下方に配
置されかつノズルニードル４のＦ端部に当接するニーモ
ル押え７が軸方向に移動可能に介在される。

ノズルホルダコ及びノズルチップ２には、ノズルホルダ
１の燃料供給口８からノズルニードル４の受圧部９に連
通する燃料通路１０が形成される。

燃料通路１０は、燃料供給口８に加圧供給される燃料を
ノズルニードル４の受圧部９に向けて流す。

なお、燃料供給口８には、ストレーナ１３が配置される
。

ノズルホルダ１内には、ノズルニードル４のニーモル押
え７を下方、すなわち閉弁方向に付勢する第１のスプリ
ング１１が設けられると共に、プレッシャピン５を下方
へ付勢する第２のスプリング１２が設けられる。なお、
第１のスプリング１１は、ノズルホルダコの下部ストッ
パー１４とニーモル押え７との間に介在される。また、
第２のスプリング１２は、プレッシャピン５のフランジ
６とノズルホルダ１の上部ストッパー１５との間に介在
される。

しかして、ノズルニードル４のニーモル押え７の上端と
プレッシャピン５の下端との間には遊隙１６が設けられ
る。

しかして、前記ニーモル押え７上には、スリーブ１７が
設番ノられる。スリーブ１７の中空部分に、前記プレッ
シャピン５が内■される。スリーブ１７の上端面は、外
周を低くするテーパー面１８に形成されている（第３図
参照）。

スリーブ１７上には、第４図に示すようなワッシャ状に
形成されかつプレッシャピン５に外嵌した隙間調整部材
２０が配置される（第３図参照）。

隙間調整部材２０の下面は、スリーブ１７のテーパー面
１８に対応するテーパー面２１に形成される。

しかして、隙間調整部材２０は、温度変化により変形す
る材料、本例では熱膨張率の高い材料であるジュラルミ
ンによって形成されている。

そして、隙間調整部材２０は、通常時、すなわちエンジ
ンの温間時には、第３図（イ）に示すように、その上面
とプレッシャピン５のフランジ６の下面との間に隙間２
３が形成されるようにその口径が設定されている。この
隙間２３は、プレリフト用隙間であって、第１のスプリ
ング１１の弾性に抗してのノズルニードル４の開弁、い
わゆるプレリフトを許容する。

さらに、隙間調整部材２０は、冬期あるいは寒冷時等に
おけるエンジン始動時のように、エンジンの冷間時にあ
っては、第３図（ロ）に示すように、収縮変形してその
口径が縮小することにより、前記テーパー面１８．２１
によって案内されて上昇し、前記プレリフト用隙間２３
が減少、本例ではＯとなるように設定されている。

上記した燃料噴射弁において、エンジンの温間時にあっ
ては、第３図（イ）に示すように、隙間調整部材２０の
上面とプレッシャピン５の７ランジ６の下面との間にプ
レリフト用隙間２３が確保されることから、ノズルニー
ドル４は二段開弁圧式燃料噴射弁と同様にプレリフトと
メインリフトとの二段階の開弁動作を果たす。すなわち
、ノズルニードル４の受圧部９に燃料通路１０を通して
加圧供給される燃料の圧力（燃料圧）が作用することに
より、その燃料圧が第１のスプリング１１の弾性方以上
になると、第１段階としてノズルニードル４が第１のス
プリング１１の弾性に抗してプレリフトすることにより
、ノズルデツプ２のノズル孔３から燃料がプレ噴射され
る。

そして、ノズルニードル４が前記プレリフトによりプレ
リフト用隙間２３を詰めて当接すると共に、その燃料圧
が第１のスプリング１１と第２のスプリング１２との合
計の弾性方以上になると、第２段階として両スプリング
１１．１２の弾性に抗してメインリフトすることにより
、ノズルチップ２のノズル孔３から燃料が前記プレ噴射
よりも高い開弁圧をもってメイン噴射される。

従って、エンジンの温間時には、ノズルニードル４が二
段階の開弁動作を果たすことにより、従来の二段開弁圧
式燃料噴射弁と同様に、エンジン騒音及びハンチング等
の低減効果が得られる。

ときに、冬期あるいは寒冷時等におけるエンジン始動時
のように、エンジンの冷間時にあっては、隙間調整部材
２０が収縮変形することにより、第３図（ロ）に示すよ
うに、前記プレリフト用隙間２３がＯとなるため、ノズ
ルニードル４がプレリフトすることなくリフトし、燃料
が前記メインリフト時と同様の大きい開弁圧をもって噴
射されることになる。これによって、エンジンの冷間時
における燃料の微粒化が促進される結果、エンジン始動
性が向上されると共に排気臭が改善されるわけである。

そして、エンジンの暖機運転によって、エンジンが暖ま
ると、その温熱によって、隙間調整部材２０が膨脹変形
して原形に復帰することによって、前記温間時の場合と
同様に、前記ブレリフミル用隙間２３が確保されるため
、ノズルニードル４は二段階の開弁動作を果たすことに
なる。

なお、上記実施例におけるワッシャ状の隙間調整部材２
０は、第５図に示すように、熱膨脹率の異なる２種の金
属材料２５．２６を重合してなるバイメタル製のＣリン
グ状に形成し、温間時には第６図（イ）に示すようにリ
ング開口部２７が開き、冷間時には第６図（ロ）に示す
ようにそのリング開口部２７が減少されるようにしても
、上記実施例と同等の作用効果が得られる。

また、隙間調整部材２０には、プレリフト用隙間２３を
温間時に大きく、冷間時に減少されるように、温度変化
によって変形するものであればよく、例えば、形状記憶
合金材料を用いたものによっても形成することが考えら
れる。

また、第７図、第８図（イ）及び（ロ）に示すように、
プレッシャピン５の下端部にデーパ−而２８を形成し、
ニードル押え７とそのテーパー面２８との間に、上面に
テーパー面２１を有する隙間調整部材２０を介在させる
でも、上記実施例と同等の作用効果が得られる。なお、
第８図（イ）はエンジン温間時の状態、同図（ロ）はエ
ンジン冷間時の状態がそれぞれ示されている。また、プ
レッシャピン５とニードル押え７とは、前記遊隙１６を
保つと共に、凹孔５ａと突起７ａどを介して係合されて
いる。

また、隙間調整部材２０は、エンジンの冷間時にプレリ
フト用隙間２３を必ずしも０とするものでなくてもよく
、プレリフト用隙間２３を０近くに減少させるものでも
よい。

［発明の効果］上記した手段によれば、エンジンの温間時においては、
ノズルニードルのプレリフト用隙間が確保されることに
よって、ノズルニードルが二段開弁圧式燃料噴射弁と同
様にプレリフトとメインリフトとの二段階の開弁動作を
果たすため、エンジン騒音及びハンチング等の低減効果
が得られる。

また、冬期あるいは寒冷時等のエンジンの冷間時には、
隙間調整部材が変形して前記プレリフト用隙間が減少さ
れるため、前記ノズルニードルがほとんどプレリフトす
ることなくリフトされることにより、燃料をメインリフ
ト時と同様に大きい開弁圧をもって噴射することができ
る結束、燃料の微粒化が促進され、エンジン始動性が向
上されると共に排気臭が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
燃料噴射弁の断面図、第２図はその側面図、第３図（イ
）及び（ロ）はそれぞれ第１図のＡ部拡大図で、（イ）
はエンジンの温間時の状態、（ロ）はエンジンの冷間時
の状態であり、第４図は隙間調整部材の斜視図である。第５図は隙間調整部材の別個を示す斜視図、第６図（イ
）及び（ロ）はそれぞれ第５図の隙間調整部材の正面図
で、（イ）はエンジン温間時の状態、（ロ）はエンジン
冷間時の状態である。第７図は隙間調整部材の配置の変
更例を示す断面図、第８図（イ）及び（ロ）はそれぞれ
第７図のＢ部拡大図で、（イ）はエンジンの温間時の状
態、（ロ）はエンジンの冷間時の状態である。第９図は
従来の燃料噴射弁を示す断面図である。１・・・ノズルホルダ２・・・ノズルチップ４・・・ノズルニードル５・・・プレッシャピン９・・・受圧部１０・・・燃料通路１１・・・第１のスプリング１２・・・第２のスプリング２０・・・隙間調整部材２３・・・プレリフト用隙間 η 第θズ（。・）　　　第６図（°）雰　９　ズ第７１５ａ、’　、２８第　８　　ズ（イ）第　８　区（ロ）

Claims

【特許請求の範囲】

　ノズルチップを有するノズルホルダと、ノズルチップ
内に組込まれたノズルニードルと、ノズルホルダ内に組
込まれたプレッシャピンと、ノズルニードルの受圧部に
燃料を供給可能な燃料通路と、ノズルニードルを閉弁方
向に付勢する第１のスプリングと、プレッシャピンを介
してノズルニードルを閉弁方向に付勢する第２のスプリ
ングと、第１のスプリングの弾性に抗してのノズルニー
ドルのプレリフトを許容するプレリフト用隙間とを備え
、ノズルニードルが前記プレリフトと、第１のスプリン
グ及び第２のスプリングの弾性に抗してのメインリフト
との二段階の開弁動作をなすように構成された二段開弁
圧式燃料噴射弁であって、前記プレリフト用隙間に、温
度変化により変形する材料からなる隙間調整部材を配置
し、エンジンの冷間時には隙間調整部材の変形によって
前記隙間が減少される構成とした燃料噴射弁。