JPH04203469A - 燃料噴射装置 - 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】

本発明は燃料噴射装置に係り、とくに燃料噴射ポンプで
加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給し、この燃料噴
射ノズルの噴口から燃料を噴射するようにした燃料噴射
装置に関する。

【発明の概要】

従来のパーシャルシャットダウンによる始動時の白煙の
改善に加え、例えば６気筒のディーゼルエンジンの３気
筒にのみ噴口の直径が小さな補助燃料噴射ノズルを追加
し、切換え弁を切換えることによって低温の暖機運転時
にのみ燃料噴射ポンプから上記細径の噴口を有する補助
燃料噴射ノズルに燃料を供給して噴射を行うようにした
ものであって、始動直後の暖機に至るまでの期間の排気
ガス中の白煙を低減するようにしたものである。

【従来の技術】

一般にディーゼルエンジンは燃料噴射ポンプを備え、こ
の燃料噴射ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射ノ
ズルによってシリンダ内に噴射するようにしている。と
くに直噴型のディーゼルエンジンは、ホール型のノズル
が用いられるようになっており、複数の噴口からピスト
ンの頂部に形成されている燃焼室に燃料を噴射して燃焼
させるようにしている。

【発明が解決しようとする間層点】

このようなディーゼルエンジンの欠点は、低温始動時に
排気ガス中に白煙を含むことである。このような白煙は
、燃料噴射ノズルから噴射された燃料の噴霧がピストン
の燃焼室の壁面に当たって冷却され、これによって炭化
水素の状態あるいは不完全な酸化物として排出されるか
らである。すなわちエンジンが十分に暖ま４ていないた
めに、燃料が未燃焼のままで排出されることによって起
るものである。 各シリンダに設けられている燃料噴射ノズルを改良する
ことによって、エンジンの始動性を高めるとともに、全
負荷時の性能の改善を図るようにしている。さらには燃
料噴射ノズルによって排ガスの改善を図り、燃焼全体に
対してマツチングをとるようにしている。しかるに各シ
リンダに取付けられている燃料噴射ノズルの改良のみで
は限界にきており、白煙を完全に防止することができな
かった。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、始動性を改善するとともに、始動直後の暖機に至る
までの排気ガス中の白煙を防止するようにした燃料噴射
装置を提供することを目的とするものである。

【間層点を解決するための手段】

本発明は、燃料噴射ポンプで加圧されたｍｔ料を主燃料
噴射ノズルに供給して該主燃料噴射ノズルの噴口から燃
料を噴射するようにした装置において、 前記主燃料噴射ノズルの噴口よりも直径が小さな噴口を
有する補助燃料噴射ノズルを前記主燃料噴射ノズルと並
置して一部のシリンダに取付け、しかも前記主燃料噴射
ノズルと前記補助燃料噴射ノズルとを切換え弁を介して
前記燃料噴射ポツプと接続し、 エンジンの状態に応じて前記切換え弁を切換えるように
したものである。

【作用】

エンジンの始動時および暖機に至るまでの期間補助燃料
噴射ノズルが設けられている一部のシリンダのみを運転
するようにし、しかも切換え弁を切換えて上記補助燃料
噴射ノズルのみから燃料を噴射する。この補助燃料噴射
ノズルの噴口の直径は主燃料噴射ノズルの噴口の直径よ
りも小さいために、燃料の微粒子化が促進され、低温始
動時の燃料の着火性が改善する。また小さな噴口から噴
射される燃料の噴霧はピストンの燃焼室の壁面には届か
ず、燃焼室の壁面によって燃料の噴霧が冷却されること
がなく、燃料の噴霧が未燃焼のまま排出されることがな
くなり、白煙の改善が図られる。

【実施例】

１１ｐ１１図および第２図は本発明の一実施例に係る燃
料噴射装置を備えるディーゼルエンジンを示すものであ
って、このディーゼルエンジンはシリンダブロック１０
から構成されている。そしてシリンブロック１０には１
列に６４１の貫通孔から成るシリンダ１１が設けられて
おり、６気筒のディーゼルエンジンを構成している。各
シリンダにはピストン１２が摺動可能に取付けられてい
る。ピストン１２はその１部に燃焼室１３を備えている
。 またピストン１２はとくに第２Ｗｉに示すように、フン
ロッド１４を介してクランクシャフト１５のクランクピ
ン１６に連結されている。 シリンダ１１の上部はシリンダヘッド１９によって閉塞
されている。シリンヘッド１９には吸気ポート２０と排
気ポート２１とがそれぞれ形成されており、これらのポ
ート２０．２１が吸気バルブ２２と排気バルブ２３とに
よってそれぞれ開閉されるようになっている。またシリ
ンダヘッド１９には各シリンダに対応して主燃料噴射ノ
ズル２４が設けられている。この燃料噴射ノズル２４は
ピストン１２の頂部に形成されている燃焼室１３に向け
て燃料を噴射するようになっている。 主燃料噴射ノズル２４は噴射管２５および切換え弁３５
を介して燃料噴射ポンプ２６に接続されている。燃料噴
射ポンプ２６はカムシャフト２７を備えると共に、この
カムシャフト２７の先端側に取付けられている歯車２８
によって、エンジンの出力の一部によって駆動されるよ
うになっている。またカムシャフト２７はその途中の部
分が分断され、分断された部分にタイマ２９が取付けら
れている。さらに燃料噴射ポンプ２６はメカニカルガバ
ナ３０を備えている。 またこのエンジンは第１図に示すように、前側の３個の
シリンダにそれぞれ補助燃料噴射ノズル３３が取付けら
れている。これらの補助燃料噴射ノズル３３は噴射管３
４を介して燃料噴射ポンプ２６の切換え弁３５に接続さ
れている。この補助燃料噴射ノズル３３の先端側の構造
は第３図に示すようになっており、主燃料噴射ノズル２
４と同様にバルブシート３６に対してノズルニードル３
７が圧着されるようになっている。そして燃料溜め３８
に燃料圧が加わるとノズルニードル３７が上昇し、噴口
３９を通して燃料が噴射されるようになっている。 以上のような構成において、エンジンの出力の一部によ
って、歯車２８およびカムシャフト２７を介して燃料噴
射ポンプ２６が駆動されると、各シリンダ１１の主燃料
噴射ノズル２４の先端側の噴口からピストン１２の頂部
に形成されている燃焼室１３に向けて燃料が噴射される
。そしてピストン１２が上死点へ移動することによって
圧縮されて高温になっている吸気の熱によって燃料の噴
霧が着火されて燃焼されることになり、これによってエ
ンジンが出力を生して運転が行われることになる。なお
主燃料噴射ノズル２４によって噴射される燃料の噴射の
タイミングは燃料噴射ポンプ２６のカムシャフト２７に
取付けられてい、るタイマ２９によって制御される。ま
た噴射量はエンジンの回転数かフィードバックされてい
るメカニカルガバナ３０によって制御されるようになっ
ている。 これに対して始動時およびエンジンの暖機時においては
、切換え弁３５をアクチュエータ４０によって切換える
ことにより、前側の３気筒のシリンダ１１に補助燃料噴
射ノズル３３によって燃料を噴射するようにしており、
３気筒のみによって始動を行うようにしている。 主燃料噴射ノズル２４は第４図に示すように４噴口であ
ってしかもその直径が大きくなっているために、燃料の
噴霧はピストン１２の燃焼室１３の壁面に十分に達する
ことになる。これに対して補助燃料噴射ノズル３３は第
５図に示すように、その噴口の直径を小さくシ、数を８
噴口としている。従って燃料の噴霧がピストン１２の燃
焼室１３の壁面には届かないようになっており、壁面に
よる冷却を防止するようにしている。これによって燃料
が未燃焼のまま排出されることを防止するようにしてい
る。すなわち炭化水素およびその酸化物を主成分とする
白煙が排気ガス中に含まれるのを防止するようにしてい
る。 このように本実施例に係るディーゼルエンジンにおいて
は、第１図および第２図に示すように、前側の３気筒の
シリンダ１１に、主燃料噴射ノズル２４に加えてさらに
補助燃料噴射ノズル３３を追加するようにしている。こ
の燃料噴射ノズル３３はその噴口数を大きくするととも
に、噴口３９の直径を小さくするようにしており、また
第３図に示す噴口長ｌも小さくするようにしている。 一般に噴口３９の直径が小さくなることによって燃料の
微粒子化が促進され、低温始動時の燃料の着火性が向上
することになる。またノズル３３の噴口長ｌが短いため
に、第５図に示すように燃料がピストン１２の燃焼室１
３の壁面に付着することがなく、これによって白煙が改
善される。なおこの燃料噴射ノズル３３の噴口３９の面
積と噴口の数の積、すなわち総噴口面積は主燃料噴射ノ
ズル２４のそれと同じくなっており、燃料の噴射量は同
一としている。 このような補助燃料噴射ノズル３３を主燃料噴射ノズル
２４に追加することによって、暖機するまでの間、すな
わち例えばエンジンの冷却水の水温が６０℃に至るまで
の間、補助燃料噴射ノズル３３によって噴射を行うよう
に切換え弁３５をアクチュエータ４０によって切換える
ことにより、始動性が改善されるとともに、始動直後か
ら暖機に至るまでの期間排気ガス中の白煙を防止できる
ようになる。 第６図はこのような補助燃料噴射ノズル３３を備えたエ
ンジンの低温始動時の回転数に対するコ１　ントロール
ラックの位置を示しており、数字の順にコントロールラ
ックの位置がエンジンの回転数に応じて変化することを
示している。また第７図はこのような補助燃料噴射ノズ
ル３３を用いて始動および暖機を行った時の排気ガス中
の白煙を示しており、従来に比べて大幅に白煙が改善さ
れている。なおこのような効果をもたらすための補助燃
料噴射ノズル３３の噴口３９の直径ｄに対する噴口長Ｉ
　（第３図参照）の割合は、２〜７の範囲内であること
が好ましく、３〜４の割合であることがさらに好ましい
。

【発明の効果】

以上のように本発明は、主燃料噴射ノズルの噴口よりも
直径が小さな噴口を有する補助燃料噴射ノズルを主燃料
噴射ノズルと並置して一部のシリンダに取付け、しかも
上記主燃料噴射ノズルと補助燃料噴射ノズルとを切換え
弁を介して燃料噴射ポンプと接続し、エンジンの状態に
応じて上記切換え弁を切換えるようにしたものである。 従って低温始動時に上記補助燃料噴射ノズルを用いるよ
うに切換え弁を切換えることによって、直径の小さな噴
口から燃料を噴射することが可能になり、これによって
低温始動時の燃料の着火性が向上する。また暖機時に一
部のシリンダに補助燃料噴射ノズルで燃料を噴射するよ
うにし、直径の小さな噴口から燃料を噴射するようにす
ると、燃料の噴霧がピストンの燃焼室の壁面に到達し難
くなり、これによって排気ガス中の白煙の量を少なくす
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置を備える
ディーゼルエンジンの側面図、第２図は同シリンダの縦
断面図、第３図は補助燃料噴射ノズルの先端部の拡大断
面図、第４図は主燃料噴射ノズルによる燃料の噴霧を示
すピストンの横断面図、第５図は補助燃料噴射ノズルに
よる燃料の噴霧を示すピストンの横断面図、第６図はエ
ンジンの回転数に対するラックの位置を示すグラフ、第
７図はエンジンの回転数に対する白煙グレードを示すグ
ラフである。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 １１・・・シリンダ（貫通孔） １２・―・ピストン １３・・・燃焼室（凹部） １９−１・・シリンダヘッド ２４・・・主燃料噴射ノズル ２６・・・燃料噴射ポンプ ２７・・・カムシャフト ２９・・・タイマ ３０・・・メカニカルガバナ ３３・・・補助燃料噴射ノズル ３４・・・噴射管 ３５・・・切換え弁 ３７・・・ノズルニードル ３９・・・噴口 ４０・・・アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料噴射ポンプで加圧された燃料を主燃料噴射ノズ
   ルに供給して該主燃料噴射ノズルの噴口から燃料を噴射
   するようにした装置において、前記主燃料噴射ノズルの
   噴口よりも直径が小さな噴口を有する補助燃料噴射ノズ
   ルを前記主燃料噴射ノズルと並置して一部のシリンダに
   取付け、しかも前記主燃料噴射ノズルと前記補助燃料噴
   射ノズルとを切換え弁を介して前記燃料噴射ポンプと接
   続し、 エンジンの状態に応じて前記切換え弁を切換えるように
   したことを特徴とする燃料噴射装置。