JPH0417811Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の燃料噴射弁に関する。

従来の技術 デイーゼル機関において良好な燃焼を得るため
には燃焼室内に噴射された燃料と空気とを適切に
混合させることが必要である。そこで噴射燃料と
空気とを適切に混合するために燃料噴射弁から噴
射される燃料に常時旋回運動を与えて燃料噴射弁
の噴口から燃料を円錐状に噴射するようにした燃
料噴射弁が公知である（特開昭53−104025号公報
参照）。

しかしながらこのように燃料を円錐状に噴射す
ると噴射燃料の貫徹力が弱くなるために機関低回
転運転時には良好な燃焼が行われるものの、機関
高回転時には良好な燃焼が得られないという問題
がある。即ち、機関高回転時には燃料が噴射され
てから着火するまでの時間が短かく、この矩時間
の間に噴射燃料を燃焼室内全体に拡散させて噴射
燃料と空気とを十分に混合させるためには噴射燃
料の貫徹力を強くして噴射燃料の噴射軸線方向の
到達距離を長くしなければならない。これに対し
て機関低回転時には燃料が噴射されてから着火す
るまでの時間が長くなるのでこのときに噴射燃料
の貫徹力を強くすると拡散した燃料が燃料室内壁
面に付着し、その結果多量のスモークが発生する
ことになる。従つて機関低回転時には噴射燃料の
貫徹力を弱くしなければならない。

そこで機関低回転時には燃料に旋回運動を与え
て燃料を円錐状に噴射することにより噴射燃料の
貫徹力を弱め、機関高回転時には燃料に旋回運動
を与えないようにして噴射燃料の貫徹力を強くす
るようにした燃料噴射弁が公知である（特開昭56
−60854号公報参照）。この燃料噴射弁ではニード
ル先端部を円筒状に形成してこの円筒状ニードル
先端部周りに環状をなす第１の噴口を形成し、こ
の円筒状ニードル先端部の先端面中央部に第２の
噴口を形成し、ニードル先端部内に第２の噴口に
通ずる旋回室を形成し、機関低回転時には旋回室
内で旋回運動を与えられた燃料が第２の噴口から
旋回しつつ噴出せしめられ、機関高回転時には燃
料が第１の噴口から旋回することなく噴出せしめ
られる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このようにこの燃料噴射弁では機関高回転時に
は第１の噴口から燃料が噴射され、機関低回転時
には第２の噴口から燃料が噴射されるので高回転
運転或いは低回転運転が継続して行われると一方
の噴口から燃料が継続的に噴射され、他方の噴口
からの燃料噴射は停止され続けることになる。し
かしながらこのように噴口からの燃料噴射が停止
され続けると燃料噴射が停止せしめられている噴
口に次第にカーボン等が堆積して噴口が目詰まり
を起こし、斯くしてこの噴口から燃料を噴射しよ
うとしたときに燃料を噴射することができないと
いう問題を生ずる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本考案によれば一
個の噴口を具備すると共にニードル先端部周りに
環状の旋回室を形成し、ニードルが上昇したとき
に旋回室内において旋回する燃料をニードル先端
部と弁シート間の間隙を介して噴口から旋回させ
つつ噴出せしめるようにした燃料噴射弁におい
て、ニードル内に旋回室に通ずる第１の燃料通路
を形成すると共にニードルとノズルボデイー間に
旋回室に通ずる第２の燃料通路を形成し、第１燃
料通路および第２燃料通路のいずれか一方を旋回
室の円周方向に向けて旋回室内に開口せしめると
共に第１燃料通路および第２燃料通路内への燃料
の供給を制御する分流器を具備している。

実施例 第１図は本考案を通常の軽油を燃料とするデイ
ーゼル機関に適用した場合の燃料噴射装置全体を
示している。燃料噴射装置は大別して燃料噴射ポ
ンプ３と、分流器５と、燃料噴射弁２０とにより
構成される。燃料噴射ポンプ３は機関４によつて
駆動され、この燃料噴射ポンプ３の吸込側はパイ
プ７２、排水器付フイルタ２およびパイプ７０を
介して軽油タンク１に接続される。排水器付フイ
ルタ２からは外気に連通するパイプ７１が延びて
いる。また、燃料噴射ポンプ３の吐出側は一方で
はパイプ７３を介して分流器５の入口１０に接続
され、他方ではパイプ７３から分岐したパイプ７
４を介して分流器５の他の入口１３に接続され
る。

分流器５はシリンダ６と、シリンダ６内に摺動
可能に挿入されたピストン７とを具備し、ピスト
ン７は通常圧縮ばね８のばね力によりシリンダ６
の端面９に当接せしめられる。ピストン７内には
一方向から流入した燃料を２方向に吐出する分流
通路１４が形成されている。従つて入口１０から
流入した燃料はピストン７の分流通路１４によつ
て、選択的に第１出口１１又は第２出口１２より
流出せしめられることになる。一方、分流器５に
はシリンダ６に端面９上に開口する入口１３が形
成されており、この入口１３は分岐パイプ７４に
接続される。パイプ７３内の圧力が高くなるとピ
ストン７が上昇し、第１出口１１および第２出口
１２から流出する分流流量が制御される。

第１図の燃料噴射弁２０は説明を簡潔２するた
めに、ノズルボデイ２１と、ノズルボデイ２１に
摺動可能に挿入されたニードル２２のみを図示し
ているが、通常の燃料噴射弁の構成と基本的に同
じである。第２図は燃料噴射弁２０先端の拡大図
を示しており、以下第２図を参照して構造の詳細
について説明する。ノズルボデイ２１の下端部に
はドーム状のサツク室２４が形成されており、こ
のサツク室２４内に機関燃焼室と連通する噴口２
３が開口する。サツク室２４上方のノズルボデイ
２１内周面上にはほぼ円錐形状をなした円錐部２
５が形成され、この円錐部２５と相補的形状をな
すニードル２２の円錐状先端部２６が円錐部２５
のシート部２７上に密着当接せしめられる。ニー
ドル２２は通常図示しない圧縮ばねのばね力によ
つて下方に付勢され、それによつてシート部２７
を密封閉塞するが、圧力が上昇するとシート部２
７から離れて噴口２３から燃料が噴出せしめられ
る。再び第１図に戻るとノズルボデイ２１の上方
部には燃料通路２８が形成され、この燃料通路２
８はニードル２２周りのノズルボデイ２１に形成
された環状通路２９に接続される。一方、ニード
ル２２にはニードル２２の中心軸線に対して直角
方向に延びる燃料通路３０が形成され、この燃料
通路３０は環状通路２９と接続される。また、ニ
ードル２２内にはその中心軸線上を延びる第１の
燃料通路３１が形成される。この第１燃料通路３
１の上端部は燃料通路３０に連結され、第１燃料
通路３１の下端部は燃料通路３２を介してニード
ル２２周りに形成された旋回室３６に連通せしめ
られる。第３図に示されるように燃料通路３２は
ニードル２２の半径方向に対して斜めに傾斜して
延びており、従つて旋回室３６の円周方向に向け
て旋回室３６内に開口している。従つて、第１燃
料通路３１から燃料通路３２を介して旋回室３６
内に供給された燃料は旋回室３６の内壁面３７に
沿つて反時計回りに旋回することになる。再び第
１図に戻ると燃料通路３３がノズルボデイ２１の
上方部に形成され、この燃料通路３３はニードル
２２周りに形成された圧力室３４に接続される。
圧力室３４はノズルボデイ２１の内周面とニード
ル２２の外周面間に形成された環状の第２燃料通
路３５に接続され、この第２燃料通路３５は旋回
室３６に連通せしめられる。第１燃料通路３１に
通ずる燃料通路２８はパイプ７５を介して分流器
５の第１出口１１に接続され、第２燃料通路３５
に通ずる燃料通路３３はパイプ７６を介して分流
器５の第２出口１２に接続される。

機関４の運転が開始されると燃料噴射ポンプ３
が回転し、軽油タンク１内の軽油がパイプ７３を
介して分流器５に圧送される。この軽油は入口１
０からピストン７内に形成された分流通路１４内
に流入する。軽油の圧送が開始されると軽油の圧
送圧力がパイプ７４を介して分流器５の別の入口
１３に伝達される。このとき機関回転数が低いと
すると圧送圧力が低いためにピストン７を付勢す
る圧縮ばね８のばね力が圧送圧力を上まわり、そ
の結果ピストン７はシリンダ６の端面９に当接し
たままとなる。ピストン７の分流通路１４はこの
とき入口１０と第１出口１１とを連通するように
形成されている。従つて機関低回転時には入口１
０内に導入された大部分の軽油は、第１出口１１
からパイプ７５を介して燃料噴射弁２０の燃料通
路２８内に供給される。燃料通路２８に供給され
た軽油は環状通路２９およびニードル２２に形成
された燃料通路３０を通つて、ニードル２２の中
心軸上に形成された第１燃料通路３１内に流入す
る。次いでこの軽油は燃料通路３２から旋回室３
６内に向けて勢いよく噴出し、その結果旋回室３
６内の軽油が旋回運動を開始する。次いで燃料噴
射ポンプ３から圧送されてくる後続の軽油によつ
て旋回室３６内の圧力が上昇し、この上昇した圧
力は第２燃料通路３５を介して圧力室３４に伝え
られる。圧力室３４内の圧力が上昇するとニード
ル２２は図示しない圧縮ばねのばね力に抗して上
昇し、ニードル２２がシート部２７から離れて軽
油が噴口２３から噴出せしめられる。上述の如く
軽油には旋回室３６内において旋回力が付与され
ており、従つてニードル２２が上昇すると軽油は
旋回しつつ燃焼室内に噴出する。その結果、噴霧
の広がり角が大きくなつて噴射燃料の貫徹力は弱
められ、斯くして比較的長い時間燃焼が行なわれ
る低回転運転時に噴射燃料は空気と十分に混合せ
しめられると共に霧化が促進されて良好な燃焼状
態を得ることができる。

一方、機関回転数が高い場合には燃料噴射ポン
プ３から吐出される軽油の圧力は低回転運転時と
比較して高くなる。斯くしてパイプ７４を介して
分流器５の入口１３に加わる圧力が高くなり、そ
の結果ピストン７は圧縮ばね８に抗して上方に移
動する。ピストン７に形成された分流通路１４は
このとき入口１０と第２出口１２を連通すると共
に入口１０と第１出口１１との連通を遮断するよ
うに形成されている。従つてこのとき入口１０内
へ供給された軽油は、第２出口１２からパイプ７
６を通つて燃料噴射弁２０の燃料通路３３内に流
入する。次いでこの軽油は圧力室３４、第２燃料
通路３５および旋回室３６を充満し、続いて流入
してくる軽油によつて次第に圧力上昇する。圧力
室３４の軽油の圧力が図示しない圧縮ばねのばね
力を越えると、ニードル２２が上昇してシート部
２７から離れ、噴口２３から軽油が噴出せしめら
れる。このときの軽油の流れは、前述の低回転運
転の場合と異なつてニードル２２の中心軸線に沿
つた直進的な流れであり、従つて旋回室３６内に
は旋回流が発生しない。従つて軽油は旋回するこ
となく燃焼室内に噴出され、斯くして貫徹力の強
い噴霧が得られることになる。その結果、比較的
短時間に燃焼が終了する高回転運転時に噴霧が即
座に遠くまで到達し、斯くして十分に空気を利用
することができるので高出力を得ることができ
る。

第４図および第５図に本考案の別の実施例を示
す。この実施例では燃料噴射弁５０のノズルボデ
イ５１内にニードル５２が摺動可能に挿入され、
ニードル５２の円錐状先端部は通常シート部５５
上に着座する。

ノズルボデイ５１の先端部にはサツク室５４が
形成され、このサツク室５４内に噴口５３が開口
する。ニードル５２の先端部近傍には外方に膨出
した仕切部６１が形成され、この仕切部６１によ
つて旋回室５８と第２燃料通路５６とが分離され
る。この第２燃料通路５６は圧力室３４（第１
図）に連通する。仕切部６１の外周面上には斜め
に延びる傾斜溝５７が形成され、この傾斜溝５７
は旋回室５８の円周方向に向けて旋回室５８内に
開口する。従つてこの実施例では傾斜溝５７から
流出する軽油によつて旋回室５８内に旋回流が発
生せしめられる。この第２燃料通路５６は圧力室
３４（第１図）を介して分流器５の第１出口１１
に連結される。一方、ニードル５２に形成された
燃料通路６０はニードル５２の半径方向に延びて
おり、従つて燃料通路６０から流出する軽油によ
つては旋回室５８内に旋回流は発生せしめられな
い。この燃料通路６０はニードル５２の中心軸線
上に形成された第１の燃料通路５９を介して分流
器５の第２出口１２（第１図）に連結される。こ
の実施例では機関低回転時に第２燃料通路５６か
ら軽油が供給されて旋回室５８内に旋回流が発生
せしめられ、斯くして軽油は噴口５３から旋回し
つつ噴出せしめられる。一方、機関高回転時には
第１燃料通路５９から旋回室５８内に軽油が供給
され、このときには軽油が旋回することなく噴口
５３から噴出せしめられる。

考案の効果 本考案によれば一個の噴口から旋回する燃料噴
霧或いは旋回しない燃料噴霧を選択的に噴出させ
ることができる。従つて噴口からは継続的に燃料
が噴射せしめられるので噴口がカーボン等により
目詰まりを起こすのを阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案をデイーゼル機関に適用した場
合の燃料噴射装置の全体図、第２図は燃料噴射弁
先端の拡大側面断面図、第３図は第２図の−
線に沿つてみた断面図、第４図は燃料噴射弁の別
の実施例の拡大側面断面図、第５図は第４図の
−線に沿つてみた断面図である。 ３……燃料噴射ポンプ、５……分流器、２０…
…燃料噴射弁、２１……ノズルボデイ、２２……
ニードル、２３……噴口、２８，３０，３２，６
０……燃料通路、３１，５９……第１燃料通路、
３５，５６……第２燃料通路、３６，５８……旋
回室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一個の噴口を具備すると共にニードル先端部周
   りに環状の旋回室を形成し、ニードルが上昇した
   ときに該旋回室内において旋回する燃料をニード
   ル先端部と弁シート間の間隙を介して該噴口から
   旋回させつつ噴出せしめるようにした燃料噴射弁
   において、ニードル内に該旋回室に通ずる第１の
   燃料通路を形成すると共にニードルとノズルボデ
   イー間に該旋回室に通ずる第２の燃料通路を形成
   し、該第１燃料通路および第２燃料通路のいずれ
   か一方を旋回室の円周方向に向けて旋回室内に開
   口せしめると共に該第１燃料通路および第２燃料
   通路内への燃料の供給を制御する分流器を具備し
   た内燃機関の燃料噴射弁。