JPH04203470A - 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１ 本発明は燃料噴射装置に係り、とくに燃料噴射ポンプに
よって燃料を加圧するとともに、加圧された燃料を燃料
噴射ノズルに供給してその噴口から燃料を噴射するよう
にした燃料噛ｔＩ４ＶＲ置に関する。 Ｋ発明の概要】 燃料噴射ノズルのノズルボディに昇圧用シリンダを設け
、昇圧用ポンプによって加圧された燃料でこの昇圧用シ
リンダ内のピストンを押圧し、これによって燃料通路内
の燃料圧を昇圧するようにしたものであって、＾圧噴射
による排ガスの改善を行なうようにしたものである。　
　　・

【従来の技術】、 ディーゼルエンジンは燃料噴射ポンプによって燃料を加
圧するとともに、加圧された燃料を噴射管によって燃料
噴射ノズルに供給し、そのノズルニードルを押上げて噴
口からシリンダ内に燃料を噴射するようにしている。ノ
ズルの噴口から噴射された燃料の噴霧の内、酸素と出会
わないものは未燃のまま、あるいは不完全燃焼のままで
排気ガスとともに排出されることになる。すなわちディ
ーゼルエンジンは排気ガス中に粒子状物質を含むという
ＷＲＷＩがある。このような粒子状物質の低減のために
、高圧噴射が試みられている。

【発明が解決しようとする問題点） 従来の高圧噴射の方法は、燃料噴射ポンプの容量を増加
させるようにしたものであって、プランジャの直径を大
きくするか、カムのリフトを長くするようにしたもので
ある。このような構造は、燃料噴射ポンプの大型化につ
ながり、またその駆動トルクが増大する欠点がある。ま
た燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルとを噴射管によって
連結する構造によると、高圧噴射によって噴射管内に圧
力波が発生し、キャビテーションを起すことになる。 このような不具合を解消するためにユニットインジェク
タを用い、これによって高圧噴射を行なう方法も試みら
れている。ユニットインジェクタは燃料を加圧するプラ
ンジャをノズル内に組込み、シリンダヘッド上に配され
ているカムシャフトのカムによってプランジャを押圧す
る構造になっているために、エンジンの構造が一変する
ことになる。すなわち非常に大きな規模でエンジンの変
更を行なわなければならない問題がある。 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、従来型の燃料噴射装置を用い、エンジンに大幅な変
更を加えることなく高圧噴射を達成することによって排
ガス改善を行なう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。 Ｋ問題点を解決するための手段Ｘ 本発明は、燃料噴射ポンプによって燃料を加圧するとと
もに、加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給してその
噴口から燃料を噴射するようにした装置において、前記
燃料噴射ノズルの燃料通路と連通ずるように昇圧シリン
ダを設け、該昇圧シリンダ内に昇圧ピストンを配するよ
うにし、しかも昇圧ポンプによって前記昇圧シリンダに
圧力を加えるようにしたものである。 １作用） 昇圧ポンプによって燃料噴射ノズルの昇圧シリンダ内の
押圧ピストンを押すと、だ料通路内の燃料であって燃料
噴射ノズルによって供給された燃料圧を昇圧することが
可能になり、これによってこの燃料噴射ノズルの噴口か
ら燃料を高圧噴射することが可能になる。 に実施例１ 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１０を示すものであって、このエン
ジン１０のシリンダブロックの側面側には燃料噴射ポン
プ１１が取付けられている。 燃料噴射ポンプ１１はカムシャフト１２を備えるととも
に、このカムシャフト１２にタイマ１３が取付けられて
おり、燃料の噴射のタイミングを調整するようにしてい
る。さらに燃料噴射ポンプ１１にはメカニカルガバナ１
４が取付けられており、このガバナ］４によって１回に
噴射される燃料の優を調整するようにしている。また芝
料噛躬ポンプ１１の各ポンプユニットは噴射管１５を介
して燃料噴射ノズル１６に接続されている。 エンジン１０の各シリンダと対応するようにシリンダヘ
ッドに取付けられている燃料噴射ノズル１６は第２図お
よび第３図に示すように、先端側のノズル本体１９をリ
テーナ２０によってノズルボディ２１に取付けるように
した構造を有している。ノズルボディ２１内にはプレッ
シャビン２２が摺動可能に保持されており、しかもプレ
ッシャビン２２はプレッシャスプリング２３によって下
方に押圧されている。プレッシャスプリング２３の上端
部はアジヤスティングスクリュ２４によって受けられて
いる。そしてアジヤスティングスクリュ２４の上端部で
あってノズルボディ２１の上端から突出された部分には
キャップナツト２５が螺着されている。またキャップナ
ツト２５の先端側のねじ孔にはリークオフホロースクリ
ュ２６がねじ込まれるようになっている。 またノズルボディ２１の側面側には斜めに接続部２９が
設けられており、この接続部２９にジヨイント３０がね
じ込まれている。そしてジヨイント３０の中心部を貫通
する貫通孔がノズルボディ２１の燃料通路３１およびノ
ズル本体１９の燃料通路３２（第３図参照）と連通され
ている。ノズル本体１９の燃料通路３２は燃料溜め３３
と連通されている。そしてノズル本体１９にはノズルニ
ードル３４が摺動可能に保持されており、その先端側の
円錐状部がシート面３５に圧着されるようになっている
。 さらにこのエンジンは上記燃料噴射ポンプ１１以外に第
１図および第２図に示す昇圧ポンプ４０を備えている。 この昇圧ポンプ４０は燃料噴射ポンプ１１と同様の構造
を有しており、そのカムシャフト４１にはタイマ４２が
取付けられている。 またこの昇圧ポンプ４０もメカニカルガバナ４３を備え
ている。そして昇圧ポンプ４０の各ポンプユニットは噴
射管４４を通して各シリンダの燃料噴射ノズル１６に接
続されるようになっている。 燃料噴射ノズル１６には１２図に示すように、その接続
部２９にジヨイント４５が取付けられており、このジヨ
イント４５によって噴射管４４を介して昇圧ポンプ４０
と接続されるようになっている。そしてジヨイント４５
の内側にはシリンダ４８が形成されており、このシリン
ダ４８内には昇圧ピストン４９が摺動可能に配されてい
る。昇圧ピストン４９はその先端側にピストン４９より
も直径が小ざなプランジャ５０を備えており、このプラ
ンジャ５０によって燃料通路３１内の燃料を加圧するこ
とによって、燃料の昇圧を行なうようにしている。 以上のような構成において、第１図に示すエンジン１０
の出力の一部によってカムシャフト１２が回転駆動され
ると、ポンプ１１の各プランジャが順次突上げられるこ
とになる。なお燃料噴射ポンプ１１の噴射のタイミング
がタイマ１３によって、また噴射量がメカニカルガバナ
１４によってそれぞれ調整されるようになっている。 燃料噴射ポンプ１１の各プランジャで加圧された燃料は
第２図に示すジヨイント３０および接続部２９を通して
ノズルボディ２１の燃料通路３１からノズル本体１９の
燃料通路３２に導かれる。 そして燃料溜め３３に加わる燃料圧によってノズルニー
ドル３４が上方へ押されることになる。するとこのノズ
ルニードル３４がプレッシャビン２２を介してノズルボ
ディ２１内のプレッシャスプリング２３を圧縮しながら
上昇することになる。 これによってノズルニードル３４の先端側の円錐状部が
シート面３５から離間し、噴口３７が開かれるようにな
る。すると噴口３７を通して第１図に示すシリンダ５３
内のピストン５４の燃焼室５５に燃料が霧状にして噴射
されることになる。この燃料の噴霧は、シリンダ５３内
のピストン５４によって加圧された空気の圧縮熱によっ
て自然着火され、燃焼されることになる。 しかもこのようにして燃料噴射ノズル１６の噴口３７か
ら噴射される燃料は昇圧ポンプ４０によって発生される
昇圧ピストン４９によって昇圧されるようになっている
。エンジン１０によってタイマ４２およびカムシャフト
４１を介して昇圧ポンプ４０が駆動されると、その噴射
管４４を通して加圧された燃料が昇任シリンダ４８内に
供給され、ピストン４９が押圧されることになる。ピス
トン４９の先端に取付けられているプランジャ５０はピ
ストン４９との面積比に応じて燃料通路３１内の燃料を
昇圧することになり、これによって噴口３７から噴射さ
れる燃料が高圧噴射されるようになる。従って燃料の微
粒化が促進され、良好な燃焼が達成されることになり、
排ガス改善が行なわれるようになる。− このように本実施例に係る燃料噴射装置は、従来型の燃
料噴射ポンプ１１′の他に燃料噴射ポンプ１１と同様の
構造の昇圧ポンプ４０を用いるようにしたものであって
、昇圧ポンプ４０によって圧力を発生させるようにし、
ノズルボディ２１の燃料入口側に装着された昇圧ピスト
ン４９を押すようにし、プランジャ５０との断面積の比
率によって、燃料の昇圧を行なうようにしている。従っ
て燃料噴射ポンプ１１によって供給された燃料の圧力が
昇圧されて送油されることになる。 一般に大型エンジンであって排気壷が１０に以上の場合
にはボッシュ式のＰ型の燃料噴射ポンプが使用されるが
、本実施例においては燃料噴射ポンプ１１および昇圧ポ
ンプ４０としてＰ型サイズよりもずっと小型のＡ型ポン
プを用いるようにしており、しかもＰ型ポンプよりも高
い圧力を発生させるようにしている。ちなみにボッシュ
式のＰ型ポンプはその圧力が７００〜１０００ｋｇ／ｃ
ｊであり、Ａ型ポンプは６００〜７００ｋｇ／ｃｊであ
る。 これに対して本実施例のように２個のポンプ１１．４０
を組合わせて用いる口とにより、１５００〜３０００ｋ
ｇ／ｅ／の燃料圧が得られることになる。 このような昇圧の作用は、昇圧ピストン４９の断面積と
プランジｖ５０の断面積の比によって決定されるもので
あって、ここでは両者の比が２〜５の範囲内にあるよう
にしている。いまピストン４９の断面積をＡとし、プラ
ンジｔ５０の断面積を８とし、昇圧される前の燃料圧を
Ｐｌとし、昇圧された後の燃料圧をＰ２とすると。 Ｐ２−ＰＩ　　・Ａ／Ｂ という関係が成立する。従ってボッシュ式のＡ型のポン
プ１１によって６００〜７００ｋｌＩ／ｃｊの燃料圧を
得るとともに、この圧力を昇圧シＩＪンダ４８によって
ＡとＢの比率すなわち２〜５倍にすると、１５００〜３
０００ｋｇ／ｅｊの燃料圧が得られるようになる。第４
図はこのような昇圧の効果を示している。 に発明の効果】 以上のように本発明は、燃料噴射ノズルの燃料通路と連
通するように昇圧シリンダを設置す、この昇任シリンダ
内に昇圧ピストンを配するようにし、しかも昇圧ポンプ
によって昇圧シリンダに圧力を加えるようにしたもので
ある。従って昇圧ポンプによって得られた圧力によって
昇圧シ１ノンダ内のピストンを押圧することによって、
燃料噴射ノズルから供給された燃料圧を昇圧することが
可能になり、これによって高圧噴射を達成できるように
なる。このような高圧噴射によって、燃料の微粒子化を
促進し、より良好な燃焼を行なうことによって排ガス改
善、とくに排ガス中における粒子状物質の鏝を低減する
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
エンジンの側面図、第２図はこのエンジンに設けられて
いる燃料噴射ノズルを示す縦断面図、第３図はノズル本
体の縦断面図、第４図は押圧の動作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・・・・・・燃料噴射ポンプ １６・・・・・・燃料噴射ノズル １９・・・・・・ノズル本体 ２１・・・・・・ノズルボディ ２９・・・・・・接続部 ３１．３２・・・燃料通路 ３７・・・・・・噴口 ４０・・・・・・昇圧ポンプ ４５・・・・・・ジヨイント ４８・・・・・・昇圧シリンダ ４９・・・・・・昇圧ピストン ５０・・・・・・プランジャ ５４・・・・・・ピストン ５５・・・・・・燃焼室（凹部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料噴射ポンプによつて燃料を加圧するとともに、
   加圧された燃料を燃料噴射ノズルに供給してその噴口か
   ら燃料を噴射するようにした装置において、 前記燃料噴射ノズルの燃料通路と連通するように昇圧シ
   リンダを設け、該昇圧シリンダ内に昇圧ピストンを配す
   るようにし、しかも昇圧ポンプによって前記昇圧シリン
   ダに圧力を加えるようにしたことを特徴とする燃料噴射
   装置。