JPH089424Y2 - ドッジプランジャ付き燃料噴射ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ドッジプランジャを有する燃料噴射ノズ
ルに関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の燃料噴射ノズルとしては、例えば実開
平１−71171号公報に記載のものがある。この公報に記
載の燃料噴射ノズルは、概略第３図に示すように構成さ
れている。

すなわち、ノズルばねａを間にしてその下端側にはニ
ードル弁ｂが配置され、その上端側にはドッジプランジ
ャｃが配置されている。これら、ニードル弁ｂとドッジ
プランジャｃとは、ノズルばねａによって互いに逆方向
へ付勢されており、第１弁座ｄと第２弁座ｅとにそれぞ
れ着座せしめられている。その一方、ニードル弁ｂは、
第１通路ｆを介して圧送される燃料により、ノズルばね
ａの付勢力に抗してリフトせしめられるようになってお
り、ドッジプランジャｃは第２通路ｇを介して圧送され
る燃料により、ノズルばねａの付勢力に抗してリフトせ
しめられるようになっている。

ここで、ニードル弁ｂの直径をD_N、着座径をd_Nとし、
ドッジプランジャｃの直径をD_D、着座径をd_Dとすると、
ニードル弁ｂの着座時およびリフト時における受圧面積
S_N1，S_N2、並びにドッジプランジャｃの着座時およびリ
フト時における受圧面積S_D1，S_D2はそれぞれ以下のよう
になる。

S_N1＝π・（D_N ²−d_N ²） S_N2＝π・D_N ² S_D1＝π・d_D ² S_D2＝π・D_D ² これらの受圧面積は、 S_D1＜S_N1＜S_N2＜S_D2 を満足するようにそれぞれの大きさが定められている。

したがって、上記構成の燃料噴射ノズルは、第３図
（Ａ）に示すように、燃料が圧送されていない状態にお
いてはニードル弁ｂおよびドッジプランジャｃが着座し
ているが、燃料が圧送されてその圧力が所定の圧力に達
すると、S_D1＜S_N1であるため、第３図（Ｂ）に示すよう
に、まずニードル弁ｂがリフトする。燃料の圧力がさら
に上昇すると、第３図（Ｃ）に示すように、ドッジプラ
ンジャｃがリフトする。すると、ノズルばねａの付勢力
が大きくなるため、ニードル弁ｂが着座する。この着座
までの間に初期燃料噴射が行われる。燃料の圧力がさら
に上昇すると、ニードル弁ｂがノズルばねａの付勢力に
抗して再びリフトし、主噴射が行われる。

その後、燃料の圧送が終了してその圧力が低下する
と、S_N2＜S_D2であるため、まずニードル弁ｂが着座して
第３図（Ｃ）の状態になる。次に、ドッジプランジャｃ
が着座して第３図（Ａ）に示す元の状態に復帰する。

このように、ドッジプランジャ付き燃料噴射ノズル
は、燃料を初期燃料噴射と主燃料噴射とに分けて噴射す
ることができ、しかもニードル弁２の閉弁時にはノズル
ばねａがドッジプランジャｃによって圧縮せしめられた
状態になっているので、閉弁圧を高くすることができ、
これによって燃料噴射切れ向上させることができる等の
効果を奏する。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のドッジプランジャ付き燃料噴射
ノズルは、燃料を初期燃料噴射と主燃料噴射とに分けて
噴射することができるという効果は得られるものの、燃
料噴射切れについては当初予想した程には向上させるこ
とができないという問題があった。

すなわち、ドッジプランジャｃは燃料噴射ノズルの上
端側に配置され、ニードル弁ｂは下端側に配置されてい
る。しかも、燃料入口ｈは、燃料噴射ノズルの上端側に
配置されている。この結果、第２通路ｇの長さが第１通
路ｆの長さより大幅に短くなっている。第２通路ｇの長
さが第１通路ｆの長さより大幅に短いと、燃料の圧送終
了時には、燃料の圧力がドッジプランジャｃ側で早く低
下し、ニードル弁ｂ側で遅くなる。このため、ニードル
弁ｂが着座するのとほぼ同時にドッジプランジャｃが着
座したり、あるいはニードル弁ｂが着座移動している途
中にドッジプランジャｃが着座移動し初めてしまうこと
があり、そのような場合にはドッジプランジャｃの着座
または移動に伴ってノズルばねａが伸びてしまい、ニー
ドル弁ｂの閉弁圧が低下してしまう。このため、燃料噴
射切れを予想した程には向上させることができなかった
のである。

この考案は、上記問題を解決するためになされたもの
で、燃料噴射切れを向上させることができるドッジプラ
ンジャ付き燃料噴射ノズルを提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この考案は、上記の目的を達成するために、ニードル
弁とドッジプランジャとをそれらの間に配置されたノズ
ルばねによって第１弁座と第２弁座とにそれぞれ着座さ
せるとともに、第１通路を介して圧送される燃料によっ
て前記ニードル弁を前記ノズルばねに抗してリフトさ
せ、第２通路を介して圧送される燃料によって前記ドッ
ジプランジャを前記ノズルばねに抗してリフトさせ、し
かも前記ニードル弁が前記燃料によって押圧される受圧
面積を着座時とリフト時とでそれぞれS_N1，S_N2とし、前
記ドッジプランジャが前記燃料によって押圧される受圧
面積を着座時とリフト時とでそれぞS_D1，S_D2としたと
き、 S_D1＜S_N1＜S_N2＜S_D2 を満足するドッジプランジャ付き燃料噴射ノズルにおい
て、前記第２通路を、その長さが長くなるよう、順次連
通した複数の孔によって形成したことを特徴とするもの
である。

この場合、第２通路の長さについては、着座時におけ
るニードル弁およびドッジプランジャの各受圧面積の差
に応じて適宜に定められるものであり、望ましくは第１
通路の長さと同等にされる。

［作用］ 燃料の圧送終了時には、第２通路の長さが長くなった
分だけドッジプランジャ側における燃料の圧力低下が遅
くなり、その分だけドッジプランジャの着座時期が遅く
なる。換言すれば、ニードル弁の着座時期が相対的に早
くなり、これによってドッジプランジャがニードル弁の
着座とほぼ同時に着座したり、あるいはニードル弁の着
座移動途中に着座移動し始めることが防止される。

［実施例］ 以下、この考案の実施例について第１図および第２図
を参照して説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示すものであり、この
燃料噴射ノズルは、筒状をなすノズルホルダ１と、この
ノズルホルダ１の下端面にナット２によりスペーサ３を
介して固定されたノズル部４と、ノズルホルダ１の上端
面にナット５によって固定されたプラグ６とを備えてい
る。

ノズルホルダ１の内部には、その上端側にシリンダ部
材７が挿入され、ボルト８によって固定されている。こ
れらシリンダ部材７とボルト８との当接面間には、圧油
導入室９が形成されている。この圧油導入室９は、ノズ
ルホルダ１の内周面、プラグ６の下端面およびボルト８
の上端面とによって区画された密閉空間10にボルト８の
貫通孔8aを介して連通せしめられている。また、シリン
ダ部材７の内部には、ドッジプランジャ11が摺動自在に
設けられている。このドッジプランジャ11は、シリンダ
部材７の上端側内部に形成された弁座（第２弁座）7aに
対して着座・離間するようになっている。

また、ノズルホルダ１の下端側の内部には、ノズルば
ね12が挿入配置されている。このノズルばね12によって
上記ドッジプランジャ11が弁座7aに着座せしめられてい
る。なお、ノズルばね12が挿入されたノズルホルダ１の
内部空間は、ノズルホルダ１およびプラグ６に亙って形
成されたスピル通路13を介して燃料タンク（図示せず）
に接続されている。

上記ノズル部４は、ノズルボデイ41とその内部に摺動
自在に設けられたニードル弁42とを主な構成要素として
いる。ノズルボデイ41の下端側の内部には、弁座（第１
弁座）43が形成され、さらにその下方にはノズルボデイ
の下端面に開口する噴射孔44が形成されている。一方、
ニードル弁42は上記ノズルばね12によって下方へ付勢さ
れ、弁座43に着座せしめられている。そして、弁座43に
着座することによって噴射孔44を閉じ、また弁座43から
リフトすることによって噴射孔44を開くようになってい
る。

上記ニードル弁42およびドッジプランジャ11は、燃料
噴射ポンプ（図示せず）ら圧送される燃料によってリフ
トせしめられるようになっている。

すなわち、上記プラグ６の上端面には、高圧パイプ
（図示せず）を介して燃料噴射ポンプに接続される燃料
入口61が形成されており、その内部には、燃料入口61か
らノズルホルダ１とプラグ６との当接面間に形成された
凹部14まで延びる通路62が形成されている。さらに、凹
部14からは、第１通路15が下方へ向かって延び出してお
り、この第１通路15は、ノズルホルダ１およびスペーサ
３を貫通し、ノズルボデイ41に形成された燃料溜まり45
に達している。そして、燃料入口61から通路62および第
１通路15を介して燃料溜まり45に圧送される燃料の圧力
が所定の開弁圧に達するとニードル弁42がリフトするよ
うになっている。

また、プラグ６には、凹部14と上記密閉空間10、ひい
ては圧油導入室９とを連通させる第２通路16が形成され
ている。この第２通路16を介して圧油導入室９に圧送さ
れる燃料が所定の開弁圧に達すると、ドッジプランジャ
11がリフトする。

ここで、ニードル弁42の着座時およびリフト時におけ
る受圧面積をそれぞれS_N1，S_N2とし、ドッジプランジャ
11の着座時およびリフト時の受圧面積をそれぞれS_D1，S
_D2とすると、 S_D1＜S_N1＜S_N2＜S_D2 に設定されている。

上記第２通路16は、凹部14からプラグ６の上端側へ向
かって延びる孔16aと、この孔16aの上端部から下方へ向
かって延び、密閉空間10に臨むプラグ６の下端面に開口
する孔16bとから構成されている。これら２つの孔16a,1
6bの合計長さは、次の関係を満足するように定められて
いる。

すなわち、燃料噴射ポンプからの燃料圧送終了時にお
ける燃料溜まり44と圧油導入室９とのそれぞれの圧力を
P₁，P₂（第２通路16の長さが第１通路15の長さと同等以
下の場合、P₁≧P₂になる。）とすると、燃料のニードル
弁42に対する押圧力はP₁・S_N2になり、ドッジプランジ
ャ11に対する押圧力はP₂・S_D2になる。これらの押圧力P
₁・S_N2，P₂・S_D2が P₁・S_N2＜P₂・S_D2 を満足するように、上記第２通路16の全長が定められて
いる。

上記構成の燃料噴射ノズルにおいては、第１通路14を
介して燃料溜まり45に圧送される燃料によってニードル
弁42がリフトせしめられる一方、第２通路15を介して圧
油導入室９に圧送される燃料によってドッジプランジャ
11がリフトせしめられる。

このとき、S_D1＜S_N1＜S_N2＜S_D2に設定されているか
ら、燃料の圧送が始まると、まずニードル弁42がリフト
し、噴射孔44から初期燃料噴射が行われる。その後、ド
ッジプランジャ11がリフトすると、ニードル弁42が弁座
43に着座し、初期燃料噴射が終了する。その後、ニード
ル弁42が再びリフトし、主燃料噴射が行われる。

燃料の圧送が終了し、燃料の圧力が低下すると、ニー
ドル弁42が弁座43に着座するとともに、ドッジプランジ
ャ11が弁座7aに着座し、燃料噴射が終了する。

ここで、仮に第２通路16の長さが第１通路15の長さよ
り大幅に短いと、圧送終了に伴う圧油導入室９の圧力低
下が燃料溜まり45の圧力低下より早くなる。この結果、
ニードル弁42のリフト時の受圧面積S_N2と、ドッジプラ
ンジャ11のリフト時の受圧面積S_D2とが、S_N2＜S_D2に設
定されているにも拘わらず、ドッジプランジャ11がニー
ドル弁42とほぼ同時に着座したり、あるいはニードル弁
42の着座移動途中に着座移動し始めたりするおそれがあ
る。

この点、この考案においては、第２通路16を複数の孔
16a,16bから構成することによって、第２通路16の長さ
を長くしているから、圧油導入室９の圧力低下時期を遅
らせることができる。しかも、P₁・S_N2＜P₂・S_D2になる
ように第２通路16の長さが定められているから、ドッジ
プランジャ11の着座時期をニードル弁42の着座時期より
遅らせることができる。したがって、ニードル弁42が着
座する際にはノズルばね12がドッジプランジャ11によっ
て圧縮された状態になっており、この圧縮されて付勢力
の大きいノズルばね12によってニードル弁42が着座せし
められる。よって、燃料の噴射切れを向上させることが
できる。

特に、この実施例においては、第２通路16の長さを第
１通路15の長さとほぼ同じ長さにしているので、ドッジ
プランジャ11の着座時期をニードル弁42の着座時期より
確実に遅くすることができ、ドッジプランジャ11はニー
ドル弁42が着座した後、若干の時間、圧縮された状態を
維持する。したがって、ニードル弁42は着座後において
もノズルばね12によって強力押し続けられる。よって、
ニードル弁42が弁座43に着座した後、再びリフトすると
いう、いわゆるジャンプを防止することができ、ひいて
は燃料の後垂れ現象を防止することができる。

なお、この考案は、上記の実施例に限定されるもので
なく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能
である。

例えば、上記の実施例においては、第２通路16の一端
を凹部14に連通させているが、第３図に示す実施例のよ
うに、燃料入口61に連通させてもよい。すなわち、第３
図に示す実施例は、第２通路17を、燃料入口61から下方
へ延びる孔17aと、この孔17aの下端部から上方へ向かっ
て延びる孔17bと、この17bの上端部から密閉空間10に臨
むプラグ６の下端面まで延びる孔17cとから構成したも
のである。

なお、この実施例においては、第１通路15が通路62を
含むことになる。したがって、第２通路17としては、第
１通路15と通路62との長さの合計と同等の長さにするの
が望ましい。

また、第２通路を構成する孔としては、４つ以上であ
ってもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案のドッジプランジャ付
き燃料噴射ノズルによれば、ドッジプランジャ側に燃料
を圧送するための第２通路を、順次連通した複数の孔に
よって形成することにより、その長さを長くしたから、
ドッジプランジャがニードル弁とほぼ同時に着座した
り、あるいはニードル弁の着座移動途中に着座移動を開
始したりするのを防止することができ、これによって燃
料の噴射切れを向上させることができるとともに、ニー
ドル弁のジャンプを防止することができる等の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は
この考案の他の実施例の要部を示す縦断面図、第３図は
従来のドッジプランジャ付き燃料噴射ノズルの概略構成
を示すもので、第３図（Ａ）はニードル弁とドッジプラ
ンジャとの両者が着座した状態を示す図、第３図（Ｂ）
はニードル弁がリフトし、ドッジプランジャが着座した
状態を示す図、第３図（Ｃ）はニードル弁が着座し、ド
ッジプランジャがリフトした状態を示す図、第３図
（Ｄ）は、ニードル弁とドッジプランジャとの両者がリ
フトした状態を示す図である。 １…ノズルホルダ、４…ノズル部、６…プラグ、7a…弁
座（第２弁座）、９…圧油導入室、11…ドッジプランジ
ャ、12…ノズルばね、15…第１通路、16…第２通路、16
a,16b…孔、17…第２通路、17a,17b,17c…孔、42…ニー
ドル弁、43…弁座（第１弁座）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ニードル弁とドッジプランジャとをそれら
   の間に配置されたノズルばねによって第１弁座と第２弁
   座とにそれぞれ着座させるとともに、第１通路を介して
   圧送される燃料によって前記ニードル弁を前記ノズルば
   ねに抗してリフトさせ、第２通路を介して圧送される燃
   料によって前記ドッジプランジャを前記ノズルばねに抗
   してリフトさせ、しかも前記ニードル弁が前記燃料によ
   って押圧される受圧面積を着座時とリフト時とでそれぞ
   れS_N1，S_N2とし、前記ドッジプランジャが前記燃料によ
   って押圧される受圧面積を着座時とリフト時とでそれぞ
   S_D1，S_D2としたとき、 S_D1＜S_N1＜S_N2＜S_D2 を満足するドッジプランジャ付き燃料噴射ノズルにおい
   て、前記第２通路を、その長さが長くなるよう、順次連
   通した複数の孔によって形成したことを特徴とするドッ
   ジプランジャ付き燃料噴射ノズル。