JPH0196466A

JPH0196466A - 内燃機関用燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JPH0196466A
Application number: JP62253094A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Hasegawa; 俊平長谷川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1989-04-14
Also published as: US4934599A; DE3834235C2; DE3834235A1

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】〈産業上の利用分野ン本発明は内燃機関、特にディーゼル機関に使用される燃
料噴射ノズルに関する。

〈従来の技術〉従来よりこの種の燃料噴射装置は、燃料噴射ポンプと噴
射ノズルとが高圧燃料パイプにより接続されることから
、燃料噴射量にばらつきを生じ易いと云う問題があった
。また、ディーゼル機関は、燃焼初期の圧力上昇率が大
きいとノックが大きくなることから、燃料の初期噴射率
を低減させることによって燃焼騒音を静粛化できること
が知られている。

これらの問題を解決するために、近年燃料噴射ポンプか
ら圧送される燃料圧力の上昇に応じてニードル弁を２段
階にリフトさせる燃料の２段噴射方式が採用されている
。しかしながら、軸線方向に沿って係かに離隔されたニ
ードル弁とプッシュロッドとをそれぞれ別個のスプリン
グで閉弁方向に付勢し、スプリングの付勢力のみで開弁
圧を調整するので微細な制御が困難であり、かつ装置全
体が軸線方向に長くしかも構造が複雑になると云う欠点
がある。

一方、上述の不整噴射の解消すると共にエンジン性能の
向上を図るために、燃料噴射ポンプと噴射ノズルとを一
体化したユニットインジェクタが使用されている。この
種の燃料噴射装置は、燃料ポンプから圧送される燃料の
洩れがなく燃料噴射圧を高く設定できるが、カムのリフ
トと共に燃料圧力が一様に上昇し、開弁圧に達するとニ
ードル弁が一気にフルリフトに至るため燃料噴射率が略
一定となり、燃焼騒音を低減できないという問題がある
。また特開昭５８−２０４９６２号公報に開示されるユ
ニットインジェクタでは、電子制御弁を用いて燃料噴射
量を制御しているが、構造が複雑で高価格になると云う
不都合がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉そこで、本発明の目的は、ニードル弁の２段リフトによ
りエンジン性能を維持しつつ初期噴射率を低減させて燃
焼騒音を静粛化し、かつ構造が比較的簡単で安価に製造
し得るコンパクトな内燃機関用燃料噴射ノズルを提供す
ることにある。

〈問題点を解決するための手段〉上述の目的は、本発明によれば、燃料噴射ポンプからの
高圧燃料通路に接続されたインジェクションチャンバと
燃料噴射口とを有するノズルボディと、前記チャンバ内
の燃料圧力に応じて２段階にリフトして前記燃料噴射口
を開閉するニードル弁と、前記ニードル弁を閉弁方向に
付勢するスプリングとを備える内燃機関用燃料噴射ノズ
ルであって、前記高圧燃料通路内の燃料圧力を受けるプ
ランジャが、前記ニードル弁に対してその閉弁方向に保
少な距離離隔して配置され、前記チャンバ内の燃料圧力
が所定の開弁圧以上になると、前記ニードル弁が前記ス
プリングの付勢力に抗して前記プランジャに当接するま
でリフトし、かつ前記チャンバ内の燃料圧力が前記開弁
圧より高い或る圧力以上になると、前記ニードル弁が前
記スプリングの付勢力と前記プランジャに作用する前記
高圧燃料通路内の燃料圧力とに抗して更にリフトするこ
とを特徴とする内燃機関用燃料噴射ノズルを提供するこ
とにより達成される。

〈作用〉このようにすれば、ニードル弁のリフトがスプリングの
付勢力とプランジャに作用する高圧燃料通路内の燃料圧
力とによって２段階に制御され、かつニードル弁とプラ
ンジャとの離隔距離で第１段目のリフト量を調整するこ
とによって、第１段リフト時の燃料噴射量をフルリフト
時に比して十分小さくすることができる。

〈実施例〉以下に、添付の図面を参照して本発明を特定の実施例に
ついて詳細に説明する。

第１図は、本発明が適用されたディーゼル機関用ユニッ
トインジェクタを示している。このユニットインジェク
タは、ハウジング１の軸線方向に沿って上部に設けられ
たポンプ部２と、その下部に一体化されたノズル部３と
からなる。

ポンプ部２は、シリンダ４内に軸線方向に沿って摺動可
能に配置され、かつその上端をタペット５内に固定した
プランジャ６を備える。タペット５がその上端面に当接
する図示されないカムとリターンスプリング７とにより
上下に駆動されることによって、プランジャ６がシリン
ダ４内を機関の回転に対応して往復運動する。プランジ
ャ６は、ドライビングフェース８がスリーブ９の長孔１
０内に収容されており、外部からスリーブ９を操作して
プランジャ６を回動することによって、プランジャ６の
下部外周面に設けられた図示されないリードの位置を変
化させ、その有効ストロークを調整することができる。

プランジャ６の下方にはデリバリチャンバ１１が設けら
れている。デリバリチャンバ１１の内周上端には燃料人
口１２が開口し、外部から燃料が一定のフィード圧で燃
料取入口１３及びツユエルチャンバ１４を介してデリバ
リチャンバ１１内に供給される。デリバリチャンバ１１
の底面は部材１５によって画定され、その中央には後述
するノズル部３のインジェクションチャンバに連通ずる
燃料出口１６が設けられている。

第２図によく示されるように、ノズル部３はハウジング
１の下端に嵌装されたノズルホルダボディ２１とデイス
タンスピース２２とノズルボディ２３とを備え、リテー
ニングナツト２４によってハウジング１の下端に一体的
に連結されている。

ノズルボディ２３にはインジェクションチャンバ２５が
設けられ、その内部にニードル弁２６が収容されている
。インジェクションチャンバ２５の上部には放射方向に
膨出させた油溜り部２７が形成され、燃料通路２８を介
してデリバリチャンバ１１と連通している。また、イン
ジェクションチャンバ２５の底部にはニードル弁２６を
着座させるシート面２つが形成され、かつノズルボディ
２３先端の円頂部３０には、シート面２９に開口する複
数の噴孔３１が穿設されている。

ニードル弁２６は、プレッシャステージとしての段部３
２を介して大径部３３と小径部３４とを有する。大径部
３３はノズルボディ２３のガイド孔３５に滑動自在に配
置されている。小径部３４は略全長に亘ってインジェク
ションチャンバ２５内周面との間に間隙が形成され、か
つその先端にはプレッシャステージ３６とシート面３７
とを備える。ニードル弁２６は、ブツシュピン３８及び
リテーナ３９を介して、ツユエルチャンバ１４と連通ず
る背圧室４０内に配置された圧縮コイルばねからなるプ
レッシャスプリング４１によって常時下向きに付勢され
、シート面３７がシート面２９に液密に圧接するように
なっている。

第２図に示すように、閉弁位置にあるニードル弁２６上
端とデイスタンスピース２２下端との間には僅少な距離
りの間隙が設けられている。この距ｙ４Ｌによってニー
ドル弁２６の全リフト量が決定する。また第３図によく
示されるように、プレッシャステージ３６とシート面２
９との間には僅かな隙間４２が形成され、これによりイ
ンジェクションチャンバ２５下端に環状室が画定される
。

ノズルホルダボディ２１には、背圧室４０に延出し゛、
軸線方向に沿って滑動自在に保持されたセントラルプラ
ンジ４３がニードル弁２６と同軸上に配置されている。

セントラルプランジャ４３の上端はノズルホルダボディ
２１と部材１５とによって燃料通路２８の途中に画定さ
れたチャンバ４５内に突出し、抜は止めとして拡径ヘッ
ド４６が形成されている。チャンバ４５内の燃料圧力が
背圧室４０内のそれよりも高いため、セントラルブラン
ジャ４３は、ヘッド４６がチャンバ４５の下面に接し、
その下端がリテーナ３つの上端と僅少な距ＮＬ１をもっ
て離隔する位置まで下方に押し下げられている。この距
離Ｌ１によってニードル弁２６の第１段目のリフト量が
決定する。本実施例では全リフトｉＬを２００μとし、
かつ第１段リフト３ＬＬ１を２０〜５０μした。一般に
第１段リフト量は、燃料噴射ポンプからの圧送量、エン
ジンの回転速度等をも考慮して全リフト量の数分の１か
ら１／２０の範囲で１／１０程度とするのがよい。

本発明に使用されるノズル部３は、第３図に示すような
ＶＣＯ型のホールノズルからなる。このノズルは、噴孔
３１がニードルバルブ２６のシート面３７と密接するシ
ート面２９に開口しているので、サック部の容積が０で
あり、無駄な容積が各噴孔３１に限られる。従って、噴
射後の燃料の後ブレを極力無くすことができるので、機
関の排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）が大幅に低
減する。

このようなＶＣＯ型ノズルの別の実施例が第４図及び第
５図に示されている。第４図の実施例では、ニードル弁
２６のシート面がプレッシャステージ３６の直ぐ下側の
第１シート面５１と、段部５２を介してピン５３の先端
に設けられた第２シート面５４とからなる。従って、シ
ート面２９と段部５２とビン５３とによってサック部５
５が画定され、サック部５５と各噴孔３１とが無駄な容
積となるが、サック部５５のチャンバ効果により均一な
噴射（各噴孔の噴霧特性が均一であること）が可能にな
る。

第５図の実施例は第３図のノズルと類似しているが、ニ
ードル弁２６のシート面５６の幅が第３図のシート面３
７よりも狭く形成され、シート面５６の下端から噴孔３
１のシート面２９開口位置までの距離β１が第３図の場
合の距離ｐより短い点で異なる。これにより、ニードル
弁２６がリフトすれば、第４図の場合と同様にサック部
５７のチャンバ効果により均一噴射が得られる。

以下に、本実施例のユニットインジェクタの作動要領に
ついて説明する。

前記カムのリフトが０でプランジャ６が第１図に示され
る最上位置にあると、燃料取入口１３及びツユエルチャ
ンバ１４を介して一定のフィード圧（例えば約１．５ｋ
ｇ／ａｊＴ）の燃料が全開状態の燃料入口１２からデリ
バリチャンバ１１内に導入される。前記カムのリフトに
よりプランジャ６が軸線方向に沿って押し下げられると
、燃料人口１２が閉塞され、かつデリバリチャンバ１１
内に供給された燃料が徐々に加圧されて燃料通路２８を
介してインジェクションチャンバ２５へ圧送される。こ
の際の燃料圧力は例えば１５００　ｋｇ／ａｒｔ！程度
の高圧となる。

インジェクションチャンバ２５内の燃料圧力はニードル
弁２６の段部３２及びプレッシャステージ３６に作用し
、所定の開弁圧になるとニードル弁２６をプレッシャス
プリング４１の付勢力に抗して上方へ押し上げる。セン
トラルプランジャ４３にはチャンバ４５内のヘッド４６
を介してインジェクションチャンバ２５と略同じ燃料圧
力が作用しているので、ニードル弁２６は上方へ距離Ｌ
１だけ移動し、セントラルプランジャ４３の下端に当接
して停止する。この第１段目のリフトによってニードル
弁２６のシート面３７とノズルボディ２３のシート面２
９との間に任がな隙間が形成され、燃料が噴孔３１から
噴射される。この初期噴射を少なくすることにより、ノ
ックを軽減して燃料騒音を静粛化することができる。

更にプランジャ６が下降してデリバリチャンバ１１内の
燃料が一層加圧され、インジェクションチャンバ２５内
の燃料圧力が前記開弁圧より高い或る圧力以上にまで上
昇すると、段部３２及びプレッシャステージ３６に加え
てシート面３７にも作用し、プレッシャスプリング４１
とセントラルプランジャ４３に作用する燃料圧力との合
力に抗してニードル弁２６がセントラルプランジャ４３
を押圧しつつ更に上方へ押し上げられる。ニードル弁２
６はその肩部４７がストッパとしてのデイスタンスピー
ス２２の下端４８に当接して停止する。この第２段目の
リフトによってシート面３７とシート面２９との隙間が
全開となり、より高圧の多くの燃料が噴孔３１から噴射
される。

この連続的な燃料の２段噴射によってインジェクション
チャンバ２５内の燃料圧力が低下すると、プレッシャス
プリング４１の付勢力によってニードル弁２６が元の閉
弁位置まで押し下げられて１回の燃料噴射が終了する。

また、セントラルプランジ４３は、燃料通路２８内の燃
料圧力により第２図に示される元の位置まで押し下げら
れる。−方、プランジャ６はリターンスプリング７の作
用によって元の最上位置まで戻り、燃料人口１２が全開
されて新たな燃料がデリバリチャンバ１１内に充填され
る。

〈発明の効果〉上述したように本発明によれば、高圧燃料通路の燃料圧
力が作用するセントラルプランジャを、ニードル弁を閉
弁方向に付勢するスプリングを収容する背圧室内に延出
させ、かつニードル弁と第１段目のリフト量である保少
な距離を離隔して配置することによって、ニードル弁の
リフトを燃料圧力の上昇に応じて２段階に制御するので
、開弁圧の調整が容易であり、かつ初期噴射量を微少に
制御することができ、特にディーゼル機関用燃料噴射ノ
ズルとして燃焼騒音の静粛化を達成しつつ安定した高性
能を得ることができる。また、このような構造とするこ
とによって装置全体をコンパクト化できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したユニットインジェクタの実
施例の縦断面図である。第２図は、第１図示の実施例の要部拡大図である。第３図は、ノズル部先端の拡大断面図である。第４図及び第５図は、それぞれノズル部先端の別の実施
例を示す第３図と同様の拡大断面図である。１・・・ハウジング　　　２・・・ポンプ部３・・・ノ
ズル部　　　　４・・・シリンダ５・・・タペット　　
　　６・・・プランジャ７・・・リターンスプリング８・・・ドライビングフェース９・・・スリーブ　　　　１０・・・長孔１１・・・デ
リバリチャンバ１２・・・燃料入口　　　１３・・・燃料取入口１４・
・・ツユエルチャンバ１５・・・部材　　　　　１６・・・燃料出口２１・・
・ノズルホルダボディ２２・・・デイスタンスピース２３・・・ノズルボディ　２４・・・リテーニングナツ
ト２５・・・インジェクションチャンバ２６・・・ニードル弁　　２７・・・油溜り部２８・・
・燃料通路　　　２つ・・・シート面３０・・・円頂部
　　　　３１・・・噴孔３２・・・段部　　　　　３３
・・・大径部３４・・・小径部　　　　３５・・・ガイ
ド孔３６・・・プレッシャステージ３７・・・シート面　　　３８・・・ブツシュピン３９
・・・リテーナ　　　４０・・・背圧室４１・・・プレ
ッシャスプリング４２・・・隙間４３・・・セントラルプランジャ４５・・・チャンバ４６・・・ヘッド４７・・・肩部　　　　　４８・・・下端５１・・・第
１シート面　５２・・・段部５３・・・ピン　　　　　
５４・・・第２シート面５５・・・サック部　　　５６
・・・シート面５７・・・サック部

Claims

【特許請求の範囲】燃料噴射ポンプからの高圧燃料通路に接続されたインジ
ェクションチャンバと燃料噴射口とを有するノズルボデ
ィと、前記チャンバ内の燃料圧力に応じて２段階にリフ
トして前記燃料噴射口を開閉するニードル弁と、前記ニ
ードル弁を閉弁方向に付勢するスプリングとを備える内
燃機関用燃料噴射ノズルであつて、前記高圧燃料通路内の燃料圧力を受けるプランジャが、
前記ニードル弁に対してその開弁方向に僅少な距離離隔
して配置され、前記チャンバ内の燃料圧力が所定の開弁
圧以上になると、前記ニードル弁が前記スプリングの付
勢力に抗して前記プランジャに当接するまでリフトし、
かつ前記チャンバ内の燃料圧力が前記開弁圧より高い或
る圧力以上になると、前記ニードル弁が前記スプリング
の付勢力と前記プランジャに作用する前記高圧燃料通路
内の燃料圧力とに抗して更にリフトすることを特徴とす
る内燃機関用燃料噴射ノズル。