JPH087091Y2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関特にディーゼル機関の燃料噴射装置
に関する。

〔従来の技術〕 第４図は従来の燃料噴射弁まわりの断面構造を示す。
図において１は燃料噴射弁、２は針弁、３は噴孔、４は
燃料噴射弁ホルダ、５はスプリング、６は燃料油通路を
示す。

該燃料油通路６は図示しない燃料噴射管を介して同じ
く図示しない燃料噴射ポンプを接続している。上記従来
形燃料噴射装置は通常内燃機関のシリンダヘッドに装着
されており、燃料を噴射していない時には、燃料噴射弁
１の針弁２はスプリング５により下方に押圧され閉弁の
状態にある。ところが機関が回転してピストンが上死点
近くなり、図示しない燃料噴射ポンプが燃料の吐出を始
めると、その圧力波は図示しない燃料噴射管を通り、燃
料弁ホルダ４内の燃料油通路６を通って燃料噴射弁１の
油溜りに達し、針弁２は油圧により上方に押し上げる力
が作用する。この力が針弁２を押し下げているスプリン
グ５の押圧力を上回わると、針弁２が上方にリフトしは
じめて開弁状態となり、燃料は高圧となって噴孔３より
噴射される。この噴射された燃料はシリンダ内の高温、
高圧の空気との相互作用により、微粒化と蒸発が進行
し、可燃混合気が形成され、セタン価の高い燃料の場合
は自己着火し、また着火性の悪い燃料では補助の着火源
により着火され、燃焼が進行する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが上記従来例では次のような欠点がある。即ち
直噴式ディーゼル機関に使用される燃料噴射弁のホール
ノズルは、いわゆる自動弁であり、該自動弁では燃料弁
開弁直後から燃料弁開弁圧以上の高圧で燃料が噴射され
るが、センタ価の高い燃料でも瞬時に着火せず、すべて
物理的及び化学的なある時間おくれの後自己着火する。
そのためこの時間遅れの間に形成された可燃混合気が着
火時に一気に燃焼し、シリンダ内で急激な圧力上昇を起
しディーゼルノックが発生し、騒音の増大を招いてい
る。この不具合を防止するため、主燃料の噴射する以前
に少量の燃料を噴射し、シリンダ内に着火源を形成して
ディーゼルノックを防止するパイロット噴射法、あるい
は着火の時間遅れ中すなわち燃料噴射初期の燃料噴射率
を低減する方法等の噴射率制御法が試みられている。こ
れまでの上記方法を実現する手段としては、燃料カムに
よる制御、燃料ポンププランジャリードによる制御、燃
料油路中のエネルギ吸収ピストンによる制御等いわゆる
メカニカルな手段であり、しかも狙いとする噴射率制御
が限られた運転条件のみにしか得られず、機関の運転領
域全域において噴射率制御による騒音低減が得られない
問題点があった。

本考案の目的は前記従来装置の問題点を解消し、機関
のあらゆる運転条件において燃料噴射率の制御及びパイ
ロットインジェクションが可能となり、ディーゼルノッ
クや騒音の防止ができる内燃機関の燃料噴射装置を提供
するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の内燃機関の燃料噴射装置は、燃料弁ホルダに
装着され圧電素子により駆動れる圧縮ピストン８と、作
動油が満された油路を介して前記圧縮ピストンと連通し
かつ燃料弁内の作動油路とパイロット燃料室14と逆止弁
10を介して連通する吐出ピストン９とを有してなること
を特徴としている。

〔作用〕

燃料噴射ポンプの吐出による主燃料噴射よりもやや早
い時期に圧電素子にコントローラを介して通電し該圧電
素子を変形させることにより燃料弁ホルダに設置した大
径の圧縮ピストンが作動油を圧縮すると、その圧力波が
吐出ピストン９を動かすことにより燃料弁の油路内の燃
料油が圧縮され、その燃料油圧が燃料弁開弁圧を越えた
時点で燃料弁の針弁がリフトし、吐出ピストン９のスト
ロークに見合った少量の燃料を噴射する。しかもこの主
燃料噴射前に噴射される燃料の噴射時期，噴射量はコン
トローラを介して全運転領域で自由に制御ができる利点
があり、各運転条件で適正に制御すれば、全域で騒音の
低減と良好な燃焼性能が得られる。

〔実施例〕

以下第１〜３図を参照し本考案の一実施例について説
明する。第１図は実施例の燃料弁断面図、第２図は第１
図の部拡大図、第３図は実施例による噴射率制御作用
の説明図である。

図において１は燃料噴射弁、２は針弁、３は噴孔、４
は燃料噴射弁ホルダ、５はスプリング、６は燃料油通路
を示し、これらは第４図に示す従来例と同様である。７
は圧電素子、８は圧縮ピストン、９は吐出ピストン、10
は逆止弁、11は作動油通路、12はコントローラ、13は逆
止弁、14はパイロット燃料室、15はスプリングを示す。

次に前記実施例の作用について説明する。

本実施例において燃料噴射ポンプによる主燃料噴射よ
りもやや早い時期に圧電素子７に通電し、該圧電素子を
変形させることにより、圧縮ピストン８を動かし、作動
油を圧縮する。これにより吐出ピストン９は燃料弁油路
内に逆止弁10を通じてパイロット燃料室14内の燃料油を
少量押し出し、燃料弁油路内の燃料油圧が上昇する。こ
れにより、燃料弁開弁圧以上の圧力上昇が可能であり、
開弁圧を越えた時点で、燃料弁針弁２がリフトし、吐出
ピストン９のストロークと見合った少量の燃料がシリン
ダ内に噴射されるる圧電素子７の作動はコントローラ12
によって機関の運転条件に応じて電気的に制御される。

なお、さらに吐出ピストン付近の作動を詳述すると、
前記吐出ピストン９が圧電素子７により押し込まれる
と、パイロット燃料室14内の燃料は圧縮され、逆止弁10
を押し開いてパイロット噴射された後は、パイロット燃
料室14内のスプリング15の力で吐出ピストン９は復元
し、その際、図示しない燃料供給ポンプよりの燃料が送
られてパイロット燃料室14に燃料が充填される。

〔考案の効果〕

本考案の内燃機関の燃料噴射装置は前記のとおり構成
され、主燃料噴射よりも早い時期に主噴射の噴射状態を
変えることなく、少量の燃料がシリンダ内に噴射される
ことにより、第２図に示すような噴射率の経過が実現で
きるため、ディーゼルノックが減少する共に、良好な燃
焼が得られる。さらに従来の噴射率制御法では油圧回路
の影響を受けるため、限られた運転条件でしかその効果
を得ることができなかったのに対し、本考案では燃料弁
部に電気的に制御する燃料吐出部が設けられているの
で、全運転領域での自由な噴射率制御が可能となり、各
運転条件で適正な制御すれば、全域での騒音低減と良好
な燃焼性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案に係わるもので、第１図は燃料噴射
装置図、第２図は第１図の部拡大図、第３図は噴射率
制御作用の説明図、第４図は従来例の第１図応当図であ
る。 １……燃料噴射弁、４……噴射弁ホルダ、６……燃料油
通路、７……圧電素子、８……圧縮ピストン、９……吐
出ピストン、10……逆止弁、12……コントローラ,13…
…逆止弁,14……パイロツト燃料室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内の高温高圧の空気中に燃料油を
   直接噴射し、自己着火あるいは補助の着火源により着火
   燃焼させる内燃機関において、燃料噴射弁ホルダに装着
   され圧電素子（７）により駆動される圧縮ピストン
   （８）と、作動油が満たされた油路（11）を介して前記
   圧縮ピストンと連通しかつ燃料弁内の燃料油路（６）と
   パイロット燃料室（14）と逆止弁（10）を介して連通す
   る吐出ピストン（９）とを有してなる内燃機関の燃料噴
   射装置。