JPH0547423U - ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの噴孔間の距離を短かくし、２つの噴孔
を共に燃焼室の中央に配置できるようにする。 【構成】 夫々２組から成る、燃料を供給する燃料供給
路２３，２３ａ，２５，２５ａと、燃料供給路により供
給された燃料を噴射する噴孔２７，２７ａと、燃料供給
路に介装され該燃料供給路を開閉させるノズルニードル
４１，４１ａとを、一体のノズル２１に備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、２つの噴孔から燃料を噴射して燃焼を行なわせる、所謂、２ノズ ルインジェクションタイプのディーゼルエンジンに好適な、ディーゼルエンジン の燃料噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンには、燃焼騒音の低減，燃料の微粒化と噴霧時間の短縮と による燃焼効率の改善等を目的として、燃焼室内に正副２つの噴孔を設けた、２ ノズルインジェクションタイプのエンジンがある。この２ノズルインジェクショ ンタイプのディーゼルエンジンでは、例えば、主噴孔による主燃料噴射に先駆け て副噴孔からパイロット噴射を行ない、これにより燃料混合気への着火遅れ等を 防止して、燃焼騒音の低減，燃焼効率の改善等を図っている。そして、燃焼室内 に２つの噴孔を設けるため、１シリンダ当たり正副２本の燃料噴射ノズルを配設 したり、或いは、１本の燃料噴射ノズルから副ノズルを分岐し、つまり、１本の 燃料噴射ノズルに正副２体のノズルを備えた燃料噴射ノズルを取り付けたりして 、副噴孔を形成するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の２ノズルインジェクションタイプのディーゼルエンジン では、上述したように、１シリンダ当たり正副２本の燃料噴射ノズルを取り付け たり、或いは、１本の燃料噴射ノズルに正副２体のノズルを備えた燃料噴射ノズ ルを取り付けたりして副噴孔を形成しているため、構造的に２つの噴孔間の距離 が長くなり、一方の噴孔、例えば、副噴孔を燃焼室の中央に配置することが困難 になる。このため、副噴孔からの燃料噴射、例えば、パイロット噴射等を燃焼室 内に一様に行なうことができず、空気の利用率が低下し、燃焼効率を低下させ、 また、すすの排出を増加させるという問題がある。また、前者の正副２本の燃料 噴射ノズルを取り付ける場合には、２本の燃料噴射ノズルを夫々所要位置に取り 付けなければならず、組付け性が問題になる。

【０００４】 本考案はこのような問題を解決するためになされたもので、組付け性を改善し つつ、燃焼効率を向上させ、また、すすの排出を低減させるように図ったディー ゼルエンジンの燃料噴射ノズルを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル は、夫々２組から成る、燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料供給路により供 給された燃料を噴射する噴孔と、前記燃料供給路に介装され燃料供給路を開閉さ せるバルブ手段とを、一体のノズルに備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

上述のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルは、夫々２組から成る、燃料を供 給する燃料供給路と、燃料供給路により供給された燃料を噴射する噴孔と、燃料 供給路に介装され燃料供給路を開閉させるバルブ手段とを、一体のノズルに備え ており、これにより、２つの噴孔間の距離を、従来の２体のノズルを備えた燃料 噴射ノズルに比べ、少なくとも一方のノズルの壁厚の分だけ構造的に短かくする ことができ、もって、２つの噴孔を共に燃焼室の中央に配置することができるよ うになる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 図１は、本考案のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルの、エンジンへの組付 け状態を示す。 図１中の符号１は、例えば、４気筒ディーゼルエンジンを示し、エンジン１の 左右側には、夫々、第１燃料噴射ポンプ２と第２燃料噴射ポンプ３とが配設され ている。これらのポンプ２，３は、例えば、列型ポンプで構成され、エンジン１ の図示しないクランクシャフトのクランク角θに連動して、夫々独立に燃料噴射 する。また、ポンプ２，３の吐出量は、例えば、図示しないガバナ等により夫々 制御されている。

【０００８】 エンジン１のシリンダヘッド１ａには、シリンダ毎に燃料噴射ノズル１０が取 り付けられ、燃料噴射ノズル１０と第１燃料噴射ポンプ２とは燃料パイプ４によ り、また、燃料噴射ノズル１０と第２燃料噴射ポンプ３とは燃料パイプ５により 、夫々接続されている。 図２は、燃料噴射ノズル１０の具体的構成を示す。燃料噴射ノズル１０は、大 略、ノズルホルダ１１とノズル２１とリテイニングナット２９とにより構成され ている。そして、燃料噴射ノズル１０の図示右側には、燃料パイプ４を介して第 １燃料噴射ポンプ２から供給された燃料を噴射する主燃料噴射機構７０が配設さ れ、また、図示左側には、燃料パイプ５を介して第２燃料噴射ポンプ３から供給 された燃料を噴射する副燃料噴射機構７１が配設されている。

【０００９】 ノズルホルダ１１の一側には、主燃料噴射機構７０の、大径のスペーサ収容室 １２，中径のスプリング収容室１３，小径のロッド孔１４が上からこの順に連続 して穿設されている。また、ノズルホルダ１１の上部には、燃料パイプ４を接続 する接続端１５が形成され、ノズルホルダ１１内のスペーサ収容室１２等の外側 には、接続端１５とノズルホルダ１１の下端面１６との間を連通させるフィード ホール１７が穿設されている。そして、ノズルホルダ１１の他側には、主燃料噴 射機構７０のそれと同様に形成された、副燃料噴射機構７１用のスペーサ収容室 １２ａ，スプリング収容室１３ａ，ロッド孔１４ａ，接続端１５ａ，フィードホ ール１７ａが、夫々配設されている。

【００１０】 主燃料噴射機構７０のロッド孔１４には、略円柱状に形成されその上部に円板 状のスプリング座３２を一体に備えて成る第１プッシュロッド３１が、スプリン グ収容室１３側から慴動自在に挿通されている。一方、スペーサ収容室１２には 、略円筒状のスペーサ３３が図示上側から嵌合され、このスペーサ３３は、ノズ ルホルダ１１に嵌挿螺着された略円筒状のセットスクリュ３４により、ノズルホ ルダ１１に固定されている。スペーサ３３とスプリング座３２との間には第１ス プリング３５が介装され、第１プッシュロッド３１を常時図示下方に付勢してい る。スペーサ３３内には、上部にスプリング座３７を一体に備えて成る第２プッ シュロッド３６が、セットスクリュ３７側から慴動自在に挿通されている。また 、セットスクリュ３７の上側開口端にはアジャストスクリュウ３８が嵌挿螺合さ れ、アジャストスクリュウ３８とスプリング座３７との間には、第２スプリング ３９が介装され、第２プッシュロッド３６を常時図示下方に付勢している。この 第２スプリング３９の付勢力は、アジャストスクリュウ３８の押込量を変化させ ることにより調整することができる。また、スプリング座３７とスペーサ３３と の間にはシム４０が介装され、第１プッシュロッド３１と第２プッシュロッド３ ６との間の当接関係を調整している。

【００１１】 そして、上記の主燃料噴射機構７０の構成要素３１〜４０と同様のものが、副 燃料噴射機構７１側にも配設されている。 一方、ノズルホルダ１１の下方には、略円柱状に形成されたノズル２１が、リ テイニングナット２９によって液密に取り付けられている。 ノズル２１には、ノズルホルダ１１の主燃料噴射機構７０側のロッド孔１４に 連続して、大径のガイドホール２２と小径のバルブ孔（燃料供給路）２３とが上 からこの順に穿設され、また、ガイドホール２２とバルブ孔２３との間には燃料 溜り２４が設けられている。この燃料溜り２４とノズルホルダ１１のフィードホ ール１７とは、フィードホール（燃料供給路）２５により連通されている。一方 、バルブ孔２３の下端部は錐形に形成され、この錐形部２６には、バルブ孔２３ を通って供給された燃料をエンジン１の燃焼室内に所要角度で噴射する噴孔２７ が複数個だけ、例えば、５個だけ穿設されている。この噴孔２７は、リテイニン グナット２９の先端から突出しており、燃料噴射ノズル１０が、図４に示される ように、エンジン１のシリンダヘッド８０に取り付けられたとき、ピストン８１ に形成された燃焼室８２内に所要長だけ突出する。

【００１２】 そして、ノズル２１には、主燃料噴射機構７０のそれと同様に形成された、副 燃料噴射機構７１用のガイドホール２２ａ，バルブ孔（燃料供給路）２３ａ，燃 料溜り２４ａ，フィードホール（燃料供給路）２５ａ，噴孔２７ａ等が、夫々配 設されている。但し、噴孔２７ａは、噴孔２７より所要長だけ上方に配置され、 燃焼室８２内に突出する長さが短い。また、噴孔２７ａの径は噴孔２７のそれよ り小さく、更に、噴孔２７，２７ａ同志が極力近接して設けられ、噴孔２７，２ ７ａが共に燃焼室８２の中央に配置されるようになっている。

【００１３】 次に、主燃料噴射機構７０のガイドホール２２とバルブ孔２３には、ノズルニ ードル（バルブ手段）４１が嵌挿されている。ノズルニードル４１は大径のガイ ド部４２と小径のニードル部４３とから成り、ガイド部４２はガイドホール１８ に慴動自在に嵌合し、また、ニードル部４３はバルブ孔２３に所要の隙間を介し て嵌挿されている。ニードル部４３の下端部は錐形に形成され、この錐形部４４ がバルブ孔２３の錐形部２６に当接することにより噴孔２７とバルブ孔２３とが 遮断され、噴孔２７からの燃料噴射が停止される。また、ガイド部４２の上端面 には円柱状の突出端４５が形成され、突出端４５がロッド孔１４に嵌挿されて第 １プッシュロッド３１に当接している。そして、ノズルニードル４１はスプリン グ３５，３９によって常時下方に付勢されている。

【００１４】 この主燃料噴射機構７０では、フィードホール１７，２５を介して燃料溜り２ ４に供給された燃料の、ノズルニードル４１のガイド部４２のテーパ状の下端面 ４６に加わる総燃料圧が、スプリング３５，３９の付勢力を上回ったとき、ノズ ルニードル４１が上方に押し上げられ、噴孔２７とバルブ孔２３とが連通して、 燃料が噴孔２７から噴射される。このとき、燃料は、バルブ孔２３とノズルニー ドル４１のニードル部４３との間の隙間を介して、燃料溜り２４から噴孔２７に まで供給される。

【００１５】 そして、ノズルニードル４１と同様のノズルニードル（バルブ手段）４１ａが 、ノズル２１の副燃料噴射機構７１側にも配設されている。但し、ニードル部４ ３，４３ａの長さは異なる。 次に、本ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルの作動について、図３乃至図７ を参照して説明する。

【００１６】 図３は、図示しないクランクシャフトのクランク角θとノズルニードル４１， ４１ａの押上げ量との関係を示す。図３によれば、クランク角がθ1 に達すると 、第２燃料噴射ポンプ３から所要量の燃料が吐出され、これにより、燃料噴射ノ ズル１０の副燃料噴射機構７１側のノズルニードル４１ａが押し上げられ、噴孔 ２７ａから燃料が噴射される。これにより、主燃料噴射に先行する予備噴射とし てのパイロット噴射が行われる。このパイロット噴射は主燃料噴射より噴射時間 が短かく、又、噴射量も少ない。ここで、パイロット噴射の噴射状態を、図４， ５によって示す。すなわち、噴孔２７ａはピストン８１の燃焼室８２の略中央に 配置されているため、燃料噴射が燃焼室８２内に一様に行われる。このため、燃 焼室８２内の空気の利用率が高くなり、もって、燃焼効率を向上させ、また、す すの排出を低減させることができる。また、このパイロット噴射が良好に行われ ることにより、燃焼騒音も低下する。なお、噴孔２７ａは噴孔２７より上方に配 置されているが、噴射された燃料が噴孔２７にかからないように各噴孔２７ａが 配設され、噴孔２７との干渉が最少限に抑えられている。

【００１７】 噴孔２７ａからの燃料噴射が完了した後、クランク角がθ2 に達すると、第１ 燃料噴射ポンプ２が所要量の燃料を吐出し、これにより、主燃料噴射機構７０の ノズルニードル４１が押し上げられ、噴孔２７から燃料が噴射される。つまり、 主燃料噴射が行われる。この主燃料噴射はパイロット噴射よりも噴射時間が長く 、また、エンジン負荷等に応じた量の燃料が噴射される。ここで、主燃料噴射の 噴射状態を、図６，７によって示す。すなわち、噴孔２７もピストン８１の燃焼 室８２の略中央に配置されているので、燃料噴射が燃焼室８２内に一様に行われ 、上述したパイロット噴射のときと同様の効果を得ることができる。また、噴孔 ２７は噴孔２７ａより下方に配設されているため、噴孔２７ａとの干渉がほぼ完 全に排除され、主燃料噴射を１ノズルインジェクションの場合と同様に、良好に 行うことができる。

【００１８】 なお、本考案のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルは、上述した一実施例に 限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 例えば、燃料噴射ポンプ２，３は必ずしも列型ポンプに限定されるものではな く、どのようなタイプのものであってもよい。 また、燃料噴射ノズル１０の主燃料噴射機構７０と副燃料噴射機構７１とは、 必ずしも図２に示したように平行に配置する必要はなく、例えば、これらを傾斜 させ先細のテーパ状に配置してもよい。この場合には、噴孔２７，２７ａ同志を 更に近接させることができ、もって、噴孔２７，２７ａを燃焼室８２の更に中央 寄りに配置することができる。これは、本考案により、夫々２組から成る燃料供 給路２３，２３ａ，２５，２５ａと噴孔２７，２７ａとバルブ手段４１，４１ａ とを一体のノズル２１に備えたことにより、はじめて達成される構成である。

【００１９】 更に、バルブ手段は、必ずしもノズルニードル４１，４１ａにより構成する必 要はなく、ノズル２１内の主燃料噴射機構７０と副燃料噴射機構７１との燃料供 給路を夫々開閉できるものであれば、どのような構成のものであってもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルは 、夫々２組のから成る、燃料を供給する燃料供給路と、燃料供給路により供給さ れた燃料を噴射する噴孔と、燃料供給路に介装され燃料供給路を開閉させるバル ブ手段とを、一体のノズルに備え、これにより、２つの噴孔間の距離を構造的に 短かくすることができるようにし、そして、２つの噴孔を共に燃焼室の中央に配 置することができるようにしたので、いずれの噴孔から燃料が噴射された場合に も、燃料を燃焼室内に一様に噴射することができ、もって、空気の利用率を高め 、燃焼効率を向上させることができると共に、すすの排出を低減させることがで きる。

【００２１】 なお、本考案のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルは、このように、２つの 噴孔を一体のノズルに備えたので、１シリンダ当たり１つの燃料噴射ノズルを取 り付ければ済み、もって、エンジンへの組付け性も改善されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル
の、エンジンへの組付け状態を示す平面図である。

【図２】図１中の燃料噴射ノズル１０の具体的構成を示
す側面断面図である。

【図３】クランク角θとノズルニードル４１，４１ａの
押上げ量との関係を示す特性図である。

【図４】図１中の燃料噴射ノズル１０による、パイロッ
ト噴射の様子を示す側面断面図である。

【図５】図４中の矢線Ｖ−Ｖから見た、パイロット噴射
の様子を示す底面断面図である。

【図６】図１中の燃料噴射ノズル１０による、主燃料噴
射の様子を示す側面断面図である。

【図７】図６中の矢線 VII−VII から見た、主燃料噴射
の様子を示す底面断面図である。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ２ 第１燃料噴射ポンプ ３ 第２燃料噴射ポンプ ４，５ 燃料パイプ １０ 燃料噴射ノズル １１ ノズルホルダ ２１ ノズル ２３，２３ａ バルブ孔（燃料供給路） ２５，２５ａ フィードホール（燃料供給路） ２７，２７ａ 噴孔 ２９ リテイニングナット ４１，４１ａ ノズルニードル（バルブ手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 夫々２組から成る、燃料を供給する燃料
   供給路と、前記燃料供給路により供給された燃料を噴射
   する噴孔と、前記燃料供給路に介装され該燃料供給路を
   開閉させるバルブ手段とを、一体のノズルに備えたこと
   を特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射ノズル。