JPH04292569A - 燃料噴射弁 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射弁の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】直接噴射式内燃機関に用いられる燃料噴
射弁としては、いわゆるホールタイプノズルが知られて
いる。該ホールタイプノズルには、燃料を噴射する燃料
噴射孔を直接針弁により塞ぐものとそうでないものとが
ある。燃料噴射後の後だれによるＨＣの増加等を特に問
題とする場合、直接針弁により燃料噴射孔を塞ぐいわゆ
るシートホールノズルと称する燃料噴射弁がよく用いら
れる。このような従来のシートホールノズルとしては、
例えば、図４に示したようなものがある。（実開昭６３
−５２９７０号公報等参照）。

【０００３】図４において、先端に油溜まり１０１を有
するテーパ状の弁座１０２と、該弁座１０２に開口する
燃料噴射孔１０３とを有するノズルボディ１００に、針
弁２００は図における上下方向に移動可能に嵌合してい
る。

【０００４】燃料噴射時には前記針弁２００が図におい
て上方に移動し、燃料は、矢印の如く隙間６から燃料噴
射孔１０３へと流れ、該燃料噴射孔１０３より噴射され
る。

【０００５】次に、燃料を噴射しない時には、針弁２０
０の先端であるバルブ部２０１は、前記弁座１０２に密
着することにより前記燃料噴射孔１０３を直接塞ぎ、該
燃料噴射孔１０３より燃料が噴射されないようになって
いる。

【０００６】また、単位時間または単位クランク角当た
りの燃料の噴射量である噴射率を、噴射初期に低く抑え
ることによってスモークの発生を抑制し、ＮＯｘ、ＨＣ
、騒音を低減することができ、このように噴射初期の噴
射率を低く抑えた従来の２段スプリング燃料噴射弁とし
ては、例えば、図５に示すようなものがある。（実開昭
６１−１６２５７２号公報等参照）。

【０００７】第１段開弁圧用の第１のスプリング８ａの
付勢力により、針弁２００の先端のバルブ部２０１は弁
座１０２に押し付けられている。第１段開弁圧用の第１
のスプリング８ａよりも比較的強く付勢する第２段開弁
圧用の第２のスプリング８ｂは、ブシュ９を閉弁方向に
付勢している。針弁２００が弁座１０２に着座している
時、ブシュ９は針弁の肩部２０２との間にクリアランス
ｈを有する。このような構成に基づき、後述するが、噴
射初期における針弁２の開弁方向への移動量は低く押さ
えられ、噴射初期における噴射率は低く押さえられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシートホールノズルにあっては、図４におい
て、燃料噴射終了時に針弁２００が弁座１０２に着座し
ようとすると、弁座１０２とバルブ部２０１との間及び
油溜まり１０１に介在する燃料は、逃げ道を失いバネの
役目を果たすため、針弁２００は、弁座１０２に対して
上側に押し戻され上下方向に振動し着座が遅れる。特に
、図５に示したシートホールタイプの２段スプリング燃
料噴射弁では、閉弁時において、第２のスプリング８ｂ
よりも比較的弱く付勢する第１のスプリング８ａのみで
、針弁２００は付勢されているため、バルブ部２０１と
弁座１０２との間に介在する燃料及び油溜まり１０１に
溜まった燃料を燃料噴射孔１０３から押し出す力が弱く
、バルブ部２０１の弁座１０２への着座がさらに遅れる
。

【０００９】また、図６に示したのは、このような問題
点を解決しようと実開昭６３−５２９７０号公報に開示
されたもので、油溜まり１０１と隙間６とを結ぶ貫通孔
２０３が針弁２００に設けられている。このような構成
に基づき燃料噴射終了時に弁座１０２とバルブ部２０１
との間及び油溜まり１０１に介在する燃料は、貫通孔２
０３を介して矢印の如く導かれる。ところが、燃料噴射
終了直後の隙間６内の圧力は、このように燃料を導くの
に十分に低下しておらず、針弁２００を弁座１０２に速
やかに着座させるには至らない。

【００１０】以上説明してきたように、針弁の弁座への
着座が確実に行われないと燃料噴射終了時における噴射
燃料の切れが悪く、燃料噴射孔より燃料の後だれ等を生
じるため、燃料噴射孔まわりへのカーボンの付着による
ノズルボディの劣化、また、未燃焼の割合が多くなって
しまい燃費が悪く、排ガス濃度も高くなるという問題が
あった。

【００１１】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、燃料噴射終了時に、バルブ部と
弁座との間に介在する燃料及び油溜まりに溜まった燃料
を積極的に吸い出す燃料溜めを構成することにより、針
弁の弁座への着座をより速やかに且つより確実に行う上
記問題点を解決した燃料噴射弁を提供しようとするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】燃料噴射孔が開口する弁
座を有するノズルボディと、該ノズルボディの針弁摺動
孔に摺動可能に嵌合する針弁とを備え、該針弁の先端が
前記弁座に着座・離間することにより前記燃料噴射孔を
開閉する燃料噴射弁において、針弁のノズルボディとの
摺動部の後端側に、断面積が針弁摺動孔よりも小さい案
内部を形成し、該案内部と前記針弁摺動孔とで囲まれた
空間からなる燃料溜めを密封する油密手段を設け、前記
燃料溜めと前記弁座の先端に設けられた油溜まりとを結
ぶ貫通孔を前記針弁に設けた。

【００１３】

【作用】上記構成に基づき、針弁が弁座から離間するこ
とにより燃料の噴射を開始し、弁座に着座し燃料噴射孔
を遮断することにより燃料の噴射を終了するものである
。

【００１４】針弁において、ノズルボディとの摺動部と
案内部との断面積の差で生じる面が一部を形成する燃料
溜めの容積は、針弁の開閉に応じて変化し、その容積は
、着座につれて増加し、離間につれて減少するものであ
る。このため、油密が保たれている前記燃料溜め内部の
圧力は前記針弁の先端のそれと比べ、着座につれて低く
、離間につれて高くなる。

【００１５】よって、燃料噴射終了と共に、針弁の先端
と弁座との間に介在する燃料及び油溜まりに溜まった燃
料は上記貫通孔を介して吸い出され、逆に、前記燃料溜
めに吸い出された燃料は、燃料噴射開始と共に吐き出さ
れる。

【００１６】このように、燃料噴射終了時に、針弁の先
端と弁座との間に介在する燃料及び油溜まりに溜まった
燃料を取り除くことにより、針弁の弁座への着座をより
速やかに且つより確実に行うことができ、噴射終了後の
燃料の後だれを改善できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図面に基いて説明する。

【００１８】図１は、本発明の実施例を示す図で、従来
の技術で説明した２段スプリング燃料噴射弁の部分拡大
図である。

【００１９】まず、構成を説明すると、ノズルボディ１
には、内部に針弁嵌合孔１１が形成され、該針弁嵌合孔
１１に嵌合する針弁２は、図示を省略した第１段開弁圧
用の第１のスプリングにより、上記ノズルボディ１の先
端に形成された弁座１１ｅに押し付けられている。

【００２０】上記針弁嵌合孔１１は、図１において上か
ら順に、シールリング挿嵌孔１１ａと針弁摺動孔１１ｂ
と油溜まり室１１ｃと燃料案内孔１１ｄと先端に油溜ま
り１１ｆを有するテーパ状の弁座１１ｅとから構成され
、該弁座１１ｅには燃料噴射孔１２が開口している。 ここで、前記シールリング挿嵌孔１１ａの内径は前記針
弁摺動孔１１ｂの内径よりも大きく、これらの径の差に
よって面Ａを形成する。

【００２１】針弁２は、その先端からテーパ状のバルブ
部２１と燃料案内部２２と受圧面２３とノズルボディと
の摺動部２４とから形成され、さらに、その後端側に案
内部２５とスプリング案内部２６とを形成する。ここで
、前記案内部２５の外径はノズルボディとの摺動部２４
の外径よりも小さく、これらの径の差によって後端面Ｂ
を形成する。また、該針弁２の内部には、油溜まり１１
ｆと後述する燃料溜め７とが連通するように貫通孔２７
が形成されている。

【００２２】上記ノズルボディとの摺動部２４は上記針
弁摺動孔１１ｂと摺動可能に嵌合し、バルブ部２１は弁
座１１ｅに着座することにより燃料噴射孔１２を遮断す
る。さらに、燃料溜まり室１１ｃは、針弁２に形成され
た受圧面２３を取り巻くように形成されると共に、燃料
通路１３を介して図示を省略した噴射ポンプと連通して
いる。また、針弁２がリフトすると、燃料溜まり室１１
ｃと燃料噴射孔１２とが連通するように燃料案内孔１１
ｄの内径は挿嵌される燃料案内部２２の外径よりも大き
く形成されている。

【００２３】次に、油密手段であるシールリング３は、
ノズルボディ１のノズルホルダ４への取り付けによりに
皿バネ５を介して面Ａに押さえ付けられ、前記面Ａ及び
前記案内部２５の外周面をシールする。

【００２４】燃料溜め７は、断面積が針弁摺動孔１１ｂ
よりも小さい案内部２５と、前記針弁摺動孔１１ｂと後
端面Ｂとシールリング３とで囲まれた空間からなり、シ
ールリング３により油密が保たれる。該燃料溜め７の容
積は、図において、針弁２の上下の移動量に応じて、す
なわち後端面Ｂの動きに応じて変化し、針弁２の着座時
には最大であり、最大リフト時には最小となるものであ
る。また、後端面Ｂがシールリング３に接した時点が針
弁２の最大のリフトであり、それ以上のリフトを規制す
る。

【００２５】次に作用を説明する。

【００２６】噴射ポンプから燃料通路１３を通り燃料溜
まり室１１ｃに導かれた燃料の圧力により、針弁の受圧
面２３には該針弁２をリフトしようとする付勢力が働き
、該付勢力が、針弁２に作用する第１のスプリングの閉
弁方向への付勢力を上回ると針弁２はリフトを開始し、
リフトすることにより油溜まり室１１ｃと燃料噴射孔１
２とが連通し隙間６を介して燃料噴射孔１２より燃料が
噴射される。図３の領域Ｌに示したように針弁２のリフ
トは、図示しない第２のスプリングの付勢力が針弁２に
作用し始めたその位置（図５において針弁がｈだけリフ
トした位置）で一旦鈍くなり、噴射初期の噴射率は低く
抑えられる。さらに燃料圧力が上昇し、開弁方向への付
勢力が第１のスプリングと第２のスプリングとの閉弁方
向へ作用する付勢力を上回ると、針弁２はさらにリフト
する。

【００２７】そして、燃料の圧送が終り燃料溜まり室１
１ｃ内の燃料圧力が低下すると、針弁２は、上記スプリ
ングの力により押し戻され弁座１１ｅに着座すると同時
に噴射は終了する。

【００２８】このとき、バルブ部２１と弁座１１ｅとの
間に介在する燃料及び油溜まり１１ｆに溜まった燃料は
、上記スプリングの付勢力により圧縮される。また、油
密が保たれている燃料溜め７の容積は、針弁２の着座に
つれて増加するので、その内部の圧力は、前記針弁２の
先端に比べ低くなる。よって、図２に矢印で示したよう
に、バルブ部２１と弁座１１ｅとの間に介在する燃料及
び油溜まり１１ｆに溜まった燃料は、燃料噴射終了と共
に前記燃料溜め７へ上記貫通孔２７を介して吸い出され
、また、逆に離間につれて容積が減少する前記燃料溜め
７に吸い出された燃料は、燃料噴射開始と共に吐き出さ
れる。

【００２９】このように、燃料噴射終了時に、油溜まり
１１ｆ或いはバルブ部２１と弁座１１ｅとの間に介在す
る燃料を取り除くことにより、第２のスプリングよりも
比較的弱く付勢する第１のスプリングのみで針弁２を付
勢するシートホールタイプの２段スプリング燃料噴射弁
でも、図３に実線（本発明）と破線（従来例）とで示し
たように、針弁２の弁座１１ｅへの着座をより速やかに
且つより確実に行うことができる。

【００３０】つまり、噴射終了時の燃料の後だれを改善
できるシートホールノズルと、噴射初期の噴射率を低く
抑えることによってスモークの発生、ＮＯｘ、ＨＣ、騒
音を低減することができる２段スプリング燃料噴射弁と
の双方の利点を同時に得ることができる。

【００３１】本実施例は、２段スプリング燃料噴射弁と
したが、特にこれに限定するものではなく、１段スプリ
ング燃料噴射弁等にも適用できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、針弁のノズルボディとの摺動部の後端側に、断面
積が針弁嵌合孔よりも小さい案内部を形成し、該案内部
と前記針弁摺動孔とで囲まれた空間からなる燃料溜めを
密封する油密手段を設け、前記燃料溜めと前記弁座の先
端に設けられた油溜まりとを結ぶ貫通孔を前記針弁に設
けた構成とした為、燃料噴射終了時において、針弁の先
端と弁座との間に介在する燃料及び油溜まりに溜まった
燃料を油溜まりへ吸い出すことにより、針弁の弁座への
着座をより速やかに且つ、より確実に行うことができ、
針弁と弁座との間のシール性が向上するため、燃料の漏
れがなくなり燃料の後だれを抑制できる。従って、ＨＣ
の発生を大幅に抑制することができ、燃費の改善が実現
し、また、噴孔周辺へのカーボンの固着によるノズルの
劣化等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す燃料噴射弁の拡大部分断
面図。

【図２】燃料噴射終了時の燃料の動きを説明する拡大部
分断面図。

【図３】従来例と本発明における針弁のリフト状況を説
明する図。

【図４】従来のシートホールノズルを示す断面図。

【図５】従来の２段スプリング燃料噴射弁を示す断面図
。

【図６】従来のシートホールノズルを示す断面図。

【符号の説明】

１　　　　　　ノズルボディ １１　　　　針弁嵌合孔 １１ｂ　　針弁摺動孔 １１ｅ　　弁座 １１ｆ　　油溜まり １２　　　　燃料噴射孔 ２　　　　　　針弁 ２１　　　　バルブ部 ２４　　　　ノズルボディとの摺動部 ２５　　　　案内部 ２７　　　　貫通孔 ３　　　　　　シールリング（油密手段）４　　　　　
　ノズルホルダ ５　　　　　　皿バネ ７　　　　　　燃料溜め

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射孔が開口する弁座を有するノズル
   ボディと、該ノズルボディの針弁摺動孔に摺動可能に嵌
   合する針弁とを備え、該針弁の先端が前記弁座に着座・
   離間することにより前記燃料噴射孔を開閉する燃料噴射
   弁において、針弁のノズルボディとの摺動部の後端側に
   、断面積が針弁摺動孔よりも小さい案内部を形成し、該
   案内部と前記針弁摺動孔とで囲まれた空間からなる燃料
   溜めを密封する油密手段を設け、前記燃料溜めと前記弁
   座の先端に設けられた油溜まりとを結ぶ貫通孔を前記針
   弁に設けたことを特徴とする燃料噴射弁。