JPH04311671A - 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に係り、特に
ニードル弁の開弁圧力を２本のスプリングのばね力によ
り制御してなる２段開弁圧式の燃料噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ノズルボデー内に収容されたニ
ードル弁の開弁圧力を、第１スプリング及び第２スプリ
ングの各ばね力により制御してなる燃料噴射弁は知られ
ている（例えば、実開昭５６−１２９５６８号公報）。 この種の従来の燃料噴射弁は、ディーゼル機関に使用さ
れてカーノック等の燃料噴射作動の不安定性を抑制し、
着火遅れや窒素酸化物の発生等を防止するとともに、カ
ー低速時の騒音低減等に効果を奏している。

【０００３】この種のものでは、ノズルボデー内に燃料
が供給され、この供給圧力が、第１スプリングのばね力
に打ち勝つと、ニードル弁がプレリフトして先ず初期噴
射が行われ、更にノズルボデー内に燃料が供給されて、
この供給圧力が、第１及び第２スプリングの各ばね力の
総和に打ち勝つと、ニードル弁が更に開弁されて、フル
リフトとなって主噴射が行われるようになっている。

【０００４】ところで、従来、ニードル弁の開弁圧力を
２本のスプリングのばね力により制御する一方で、ノズ
ルボデーに形成された弁座面に複数の噴口を穿孔して、
この噴口をニードル弁の弁部により開閉するようにした
燃料噴射弁は知られている（例えば、特開平１−９２５
６９号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノズル
ボデーに形成された弁座面の噴口をニードル弁の弁部に
より開閉するようにした燃料噴射弁では、ニードル弁の
弁部に芯振れが発生したとき、各噴口からの燃料噴霧パ
ターンにばらつきが生じるという問題がある。

【０００６】特に、２本のスプリングによりニードル弁
の開弁圧力を制御する燃料噴射弁では、プレリフトのリ
フト量が、通常、０．０３〜０．１０ｍｍ程度に設定さ
れているので、プレリフトの段階では仮に僅かに芯振れ
を起こしても、各噴口からの噴霧パターンに大きなばら
つきが生じる。

【０００７】このプレリフトの段階は着火時期に当たる
ので、均一な噴霧パターンが要求されており、この段階
の燃料の噴霧パターンにばらつきが生じると、エンジン
の燃焼室（図示せず）内で、燃料分散に偏りを生じて、
スモーク、ＨＣが悪化するという問題がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する問題点を解消し、プレリフトの時点で、特
に均一な噴霧パターンが得られるようにした燃料噴射弁
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、燃料噴射ポンプからの高圧燃料を導入す
る燃料通路を有するノズルホルダと、このノズルホルダ
の端部に接続され燃料通路に連通する噴口が穿孔された
弁座面を有するノズルボデーと、このノズルボデーの弁
孔内に収納され弁座面の各噴口を開閉する弁部を有する
ニードル弁と、ニードル弁の開弁圧力を２段階に亘って
制御する２本のスプリングからなる開弁圧制御スプリン
グと、ニードル弁の外周またはノズルボデーの弁孔の内
周のいずれか一方の周壁に一体的に形成されニードル弁
の芯振れを阻止するガイドと、このガイドとノズルボデ
ーの弁座面との間に形成され該弁座面の各噴口へ向かう
燃料の圧力を均等に維持する燃料溜りとを備えたことを
特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、ニードル弁が上方にリフトす
るに際して、ニードル弁の外周またはノズルボデーの弁
孔の内周のいずれか一方の周壁に一体的に形成されたガ
イドが、弁孔の内周またはニードル弁の外周に常時摺接
するので、プレリフトの時点において、ニードル弁の弁
軸が芯振れを起こすことはなく、また、摺動部のクリア
ランス分だけニードル弁が傾いても、ガイド部で摺接す
るので、弁軸が芯振れを起こすことはなく、さらに、ガ
イドと弁座面との間に形成された燃料溜りが、弁座面の
各噴口へ向かう燃料の圧力を均等に維持するので、各噴
口からは均一な燃料の噴霧パターンが得られ、よって、
ディーゼル機関の燃焼室においては、燃料分散の偏りの
ない、良好な燃焼状態を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３を参
照して説明する。

【００１２】図１において、符号１は燃料噴射弁を示し
ている。この燃料噴射弁１はノズルホルダ２を備え、こ
のノズルホルダ２の下端には、ノズルボデー３とスペー
サ４とがリテーニングナット５を介して接続されている
。ノズルボデー３とスペーサ４とノズルホルダ２とには
、それぞれ上下に貫通する孔が穿孔されており、この貫
通孔中には下側からニードル弁６、リフトピース７及び
プッシュロッド８が収容されている。

【００１３】プッシュロッド８の下端は球状の凸部にな
っており、この凸部はリフトピース７の球状の凹部に係
合されている。これらプッシュロッド８及びリフトピー
ス７は第１スプリング１２を介してニードル弁６側に付
勢されている。また、プッシュロッド８の軸部の回りに
は、第２スプリング１３が装着され、この第２スプリン
グ１３は、ばね座１５，１６に支持されており、下方の
ばね座１６はスペーサ４に支持されている。これら第１
スプリング１２及び第２スプリング１３は開弁圧制御ス
プリングを構成している。

【００１４】ノズルホルダ２の上端にはコネクチングパ
イプ１７が接続され、このコネクチングパイプ１７には
燃料噴射ポンプ（図示せず）に連通する通路１８が穿設
されている。この燃料通路１８には通路１９，２０が連
通しており、通路１８を通して導入される高圧燃料は、
ノズルホルダ２の通路１９、及びノズルボデー３の通路
２０を通って燃料溜り２２，２３内に流入するようにな
っている。

【００１５】ニードル弁６は、図２に示すように、ノズ
ルボデー３の弁孔３ａ内に上下動自在に収容され、ニー
ドル弁６の弁部６ａは、ノズルボデー３の弁座面３ｂに
穿孔された噴口１０を閉塞自在になっている。ニードル
弁６の弁軸６ｂにはガイド２５が一体的に形成されてお
り、このガイド２５の外周は弁孔３ａの内周に摺接して
いる。

【００１６】このガイド２５は、図３に示すように、ニ
ードル弁６の弁軸６ｂの外周から半径方向に突出し、該
ガイド２５以外の外周部２６と弁孔３ａの内周壁との間
には、上述した燃料溜り２２，２３間を連通する連通路
２７が形成されている。なお、ガイド２５はニードル弁
６の芯振れを効率よく阻止するために、可能な限りニー
ドル弁６の弁部６ａの近くに形成することが望ましい。

【００１７】次に、この実施例の作用を説明する。

【００１８】燃料噴射ポンプ（図示せず）から圧送され
た高圧の燃料が燃料溜り２２，２３内に一時的に貯留さ
れ、ここに貯留された燃料の圧力がニードル弁６の受圧
部６ｃに作用して、第１スプリング１２のばね力に抗す
ると、ニードル弁６、リフトピース７及びプッシュロッ
ド８を上方にリフトさせる。すると、ニードル弁６の弁
部６ａがプレリフトして、ノズルボデー３の噴口１０が
開口して、所定圧力で所定量の燃料が初期噴射される。 このプレリフトは、リフトピース７がばね座１６に当接
すると終了する。すなわちリフトピース７とばね座１６
との間にはプレリフトのリフト量Ｌ１　に相当する隙間
が予め形成されている。この隙間は０．０３〜０．１ｍ
ｍに設定されている。

【００１９】ひき続き燃料溜り２２，２３内に燃料が圧
送されて、燃料の圧力が上昇し、ニードル弁６の受圧部
６ｃ、弁部６ａに作用して、第１スプリング１２及び第
２スプリング１３のばね力の総和に抗すると、ニードル
弁６、リフトピース７、プッシュロッド８及びばね座１
６を上方にリフトさせる。すると、ニードル弁６の弁部
６ａが更にリフトして、噴口１０が全開となって、所定
圧力で燃料が主噴射される。このフルリフトは、ニード
ル弁６の肩部６ｄがスペーサ４に当接すると終了する。 すなわちニードル弁６の肩部６ｄとスペーサ４との間に
はフルリフトのリフト量Ｌ２　に相当する隙間が予め形
成されている。この隙間は、０．２〜０．３５ｍｍに設
定されている。

【００２０】しかして、この実施例では、ガイド２５と
ノズルボデー３の弁座面３ｂとの間に、燃料を一時的に
貯留するための燃料溜り２３が形成されているので、ガ
イド２５を通過した後の燃料の圧力は、この燃料溜り２
３内で急速に回復され、しかも、燃料は燃料溜り２３内
で周方向に均一に分流されるので、ニードル弁６の弁部
６ａの直下に位置する各噴口１０に向かう燃料の圧力は
均等に維持されるという効果が得られる。

【００２１】また、この実施例では、２段階に亘って開
弁圧力が制御されるので、ディーゼル機関に使用される
場合に、カーノック等の燃料噴射作動の不安定性が抑制
され、着火遅れ、窒素酸化物の発生等が阻止されるとと
もに、カー低速時の騒音が低減されるなど、種々の効果
が得られる。

【００２２】ところで、上記したプレリフトの時点では
、ニードル弁６の弁部６ａに芯振れσが発生し易い。 この弁部６ａが芯振れσを起こすと、弁部６ａと噴口１
０との隙間δ１　，δ２　にばらつきが生じ、燃料の噴
霧パターンＰ１　，Ｐ２　に不揃いが生じて、エンジン
の燃焼室内での燃料の分散に偏りを生じ、スモーク、Ｈ
Ｃが悪化する。プレリフトのリフト量Ｌ１　は０．０３
〜０．１ｍｍ程度であるので、僅かな芯振れσが発生し
ても、隙間δ１　，δ２　のばらつきは大きくなり、燃
料の噴霧パターンＰ１　，Ｐ２　の不揃いは著しく大き
くなる。これによりスモーク、ＨＣが悪化する。

【００２３】しかして、この実施例によれば、ニードル
弁６の弁部６ａが上方にリフトするに際して、ガイド２
５の外周が弁孔３ａの内周に常時摺接しているので、リ
フト量が小さくかつ各噴口１０への燃料圧力が不均一に
なり易いプレリフトの時点において、ニードル弁６の弁
軸６ｂが芯振れσを起こすことはなく、しかも、ニード
ル弁６の弁部６ａの近傍には燃料溜り２３が形成され、
この弁部６ａの直下の噴口１０に流入する燃料圧力は均
一になっているので、各噴口１０からは均一な燃料の噴
霧パターンＰ１　，Ｐ２　が得られ、エンジンの燃焼室
内では良好な燃料分散が得られ、スモーク、ＨＣ悪化の
ない燃焼状態を得ることができる。また、このようなガ
イド２５を付設することにより、初めて、２段開弁式ノ
ズルにおける、ＮＯｘ　、ＨＣ、スモークの同時低減を
可能にすることができるなど、種々の効果が得られる。

【００２４】図４及び図５は他の実施例を示している。

【００２５】ノズルボデー３の内周壁の一部には、弁軸
６ｂの外周に摺接するように、突出部３０が形成されて
おり、この突出部３０の内周壁には複数条の縦長溝３１
が刻設されている。この縦長溝３１は、図５に示すよう
に、燃料溜り２２，２３間を連通する連通路になってい
る。また、この実施例によれば、ノズルボデー３の突出
部３０のランド３２は上記のガイド２５を構成している
。

【００２６】この実施例によれば、ニードル弁６の弁部
６ａが上方にリフトするに際して、ノズルボデー３の突
出部３０のランド３２が、弁軸６ｂの外周に常時摺接す
るので、上述と同様に、その噴出流によって、ニードル
弁６の弁軸６ｂが芯振れσを起こすことはなく、各噴口
１０からは均一な燃料の噴霧パターンＰ１　，Ｐ２　が
得られ、エンジンの燃焼室内での燃料の分散が良好でス
モーク、ＨＣの悪化のない良好な燃焼状態を得ることが
できる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、燃料噴射ポンプからの高圧燃料を導入する燃
料通路を有するノズルホルダと、このノズルホルダの端
部に接続されるとともに燃料通路に連通する複数の噴口
が穿孔された弁座面を有するノズルボデーと、このノズ
ルボデーの弁孔内に収納され弁座面の各噴口を開閉する
弁部を有するニードル弁と、ニードル弁の開弁圧力を２
段階に亘って制御する２本のスプリングからなる開弁圧
制御スプリングと、ニードル弁の外周またはノズルボデ
ーの弁孔の内周のいずれか一方の周壁に一体的に形成さ
れニードル弁の芯振れを阻止するガイドと、このガイド
と前記ノズルボデーの弁座面との間に形成され該弁座面
の各噴口へ向かう燃料の圧力を均等に維持する燃料溜り
とを備えているので、リフト量が小さくかつ各噴口への
燃料圧力が不均一になり易いプレリフトの時点において
、ニードル弁の弁軸の芯振れを防止することができ、か
つ燃料溜りを形成したことにより、各噴口に対して均等
な圧力で燃料を供給することができるので、噴口からの
燃料の噴霧パターンを均一化させることができ、これに
よって燃焼室内での燃料の分散が均一化されるので、噴
霧パターンの不均一によるスモークを増大させることな
く、２段開弁式ノズル本来の狙いであるＨＣ、ＮＯｘ　
の低減を初めて実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料噴射弁の一実施例を示す縦断
面図である。

【図２】ノズルボデー及びニードル弁を示す縦断面図で
ある。

【図３】図２のＩＩＩ　−ＩＩＩ　断面図である。

【図４】他の実施例を示す縦断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【符号の説明】

２　　ノズルホルダ ３　　ノズルボデー ３ａ　　弁孔 ３ｂ　　弁座面 ４　　スペーサ ６　　ニードル弁 ６ａ　　弁部 ６ｂ　　弁軸 ７　　リフトピース ８　　プッシュロッド １０　　噴口 １２　　第１スプリング １３　　第２スプリング １７　　コネクチングパイプ １８，１９，２０　　燃料通路 ２２，２３　　燃料溜り ２５　　ガイド ２７　　連通路 ３０　　突出部 ３１　　縦長溝 ３２　　ランド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃料噴射ポンプからの高圧燃料を導入
   する燃料通路を有するノズルホルダと、このノズルホル
   ダの端部に接続され前記燃料通路に連通する複数の噴口
   が穿孔された弁座面を有するノズルボデーと、このノズ
   ルボデーの弁孔内に収納され前記弁座面の各噴口を開閉
   する弁部を有するニードル弁と、前記ニードル弁の開弁
   圧力を２段階に亘って制御する２本のスプリングからな
   る開弁圧制御スプリングと、前記ニードル弁の外周また
   は前記ノズルボデーの弁孔の内周のいずれか一方の周壁
   に一体的に形成され前記ニードル弁の芯振れを阻止する
   ガイドと、このガイドと前記ノズルボデーの弁座面との
   間に形成され該弁座面の各噴口へ向かう燃料の圧力を均
   等に維持する燃料溜りとを備えたことを特徴とする燃料
   噴射弁。