JPH09177638A

JPH09177638A - 燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JPH09177638A
Application number: JP35164795A
Authority: JP
Inventors: Fumitsugu Yoshizu; 文嗣吉津; Mitsuaki Kobayashi; 光明小林
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料をパイロット噴射と主噴射の２段階に噴
射することができるポペットタイプの燃料噴射ノズルを
提供する。【構成】噴射孔６ｃの外周面に環状溝６ｄを形成す
る。この環状溝６ｄの底面には、噴射孔６ｃを開口させ
る。また、環状溝６ｄの下端縁は、噴射孔６ｃより下側
に位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等の内燃機関に用いられる燃料噴射ノズル、特にポペッ
トタイプの燃料噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の燃料噴射ノズルは、弁
摺動孔およびこの弁摺動孔の一端開口部に形成された弁
座を有するノズル本体と、弁摺動孔に摺動自在に設けら
れた針弁とを備えており、針弁には、その外周面に開口
する噴射孔が形成されている。この噴射孔は、針弁の弁
部がノズルばねによって弁座に着座させらた状態におい
ては弁摺動孔の内周面によって遮蔽されているが、ノズ
ルに圧送される燃料によって針弁がリフトすると、弁摺
動孔から露出して燃料を噴射するようになっている（特
開昭６２ー２０６７１号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】燃料噴射ノズルは、ア
イドリング時のような機関の低速回転時には燃料をパイ
ロット噴射と主噴射との２段階に噴射し得るものである
ことが望ましい。ところが、従来のポペットタイプの燃
料噴射ノズルには、燃料をパイロット噴射と主噴射との
２段階に噴射し得るものがなかった。

【０００４】なお、大きな噴射孔を有するポペットタイ
プの燃料噴射ノズルおいては、単位時間当たりの燃料噴
射量が大きいため、機関の低速回転時のように送油率が
低いときには、針弁がリフトして燃料の噴射が行われる
と、燃料の圧力が一時的に低下し、針弁が弁座に着座し
て燃料の噴射が中断する。その後、燃料の圧力が上昇す
ると針弁が再度リフトして噴射が再び行われる。このよ
うな場合には２段階の噴射が行われる。しかし、噴射孔
の大きさは、燃料噴射ノズルが用いられる機関に応じて
決定されるものであり、任意に変更することができな
い。したがって、噴射孔を大きくすることは、２段階の
噴射を行わせるための解決策にはなり得ない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、弁摺動孔およびこの弁摺
動孔の一端開口部に形成された弁座を有するノズル本体
と、上記弁摺動孔に摺動自在に設けられ、弁摺動孔から
突出した端部に上記弁座に着座する弁部が設けられた針
弁とを備え、上記針弁には、その外周面における開口部
が、針弁の着座時には上記弁摺動孔の内周面によって遮
蔽され、針弁のリフト時には上記弁摺動孔から露出する
噴射孔が形成された燃料噴射ノズルにおいて、上記針弁
の外周面に、上記噴射孔に連通され、かつ針弁のリフト
方向の端部が同方向における上記噴射孔の端部より前方
に位置する切欠き部を形成したことを特徴としている。
この場合、上記切欠き部については、上記針弁の周方向
に沿って環状に形成してもよい。また、上記噴射孔と上
記切欠き部とを互いに同数で複数形成し、各切欠き部を
上記噴射孔にそれぞれ連通させ、かつ上記針弁の周方向
に互いに離して配置するようにしてもよい。

【０００６】

【作用】請求項１に係る発明において、燃料噴射ノズル
に圧送される燃料の圧力が所定の圧力に達すると針弁が
リフトする。すると、まず切欠き部が弁摺動孔から露出
し、そこから燃料が噴射される。このとき、燃料の圧送
開始当初は送油率が低い。このため、切欠き部から燃料
が噴射すると、燃料の圧力が一時的に低下し、針弁が一
旦着座ないしは弁座側へ移動する。その後、燃料の圧力
が上昇すると針弁が再度リフトする。すると、切欠き部
から燃料が噴射されるが、このときには燃料の送油率が
高くなっているので、燃料の圧力はほとんど低下するこ
とがなく、針弁は全リフト量だけリフトする。針弁が全
リフトすると、噴射孔が弁摺動孔から露出し、そこから
燃料が噴射される。このような作用は、請求項２または
３に係る発明においても同様である。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例について図１〜図６
を参照して説明する。図１および図２はこの発明の一実
施例を示すものである。まず、図２に基づいてこの実施
例の燃料噴射ノズル１の全体構成について説明すると、
ノズル１はノズルホルダ２を備えている。このノズルホ
ルダ２は、棒状をなすものであり、その内部には、上端
面から下方へ向かって延びる送油孔２ａが形成されると
ともに、この送油孔２ａの下端部から下端面まで延びる
ばね収納孔２ｂが形成されている。送油孔２ａには、燃
料噴射ポンプ（図示せず）から燃料が圧送され、さらに
ばね収納孔２ｂに圧送されるようになっている。

【０００８】ノズルホルダ２の下端面には、ノズル本体
３がノックピン４によって位置決めされるとともに、ナ
ット５によって固定されている。このノズル本体３に
は、その上端面から下端面まで貫通する弁摺動孔３ａが
形成されており、弁摺動孔３ａの下端開口部には下方へ
向かって拡径するテーパ状の弁座３ｂが形成されてい
る。

【０００９】ノズル本体３の弁摺動孔３ａには、針弁６
が摺動自在に設けられている。この針弁６の上端部は、
弁摺動孔３ａを貫通して上記ばね収納孔２ｂ内に突出し
ており、ばね収納孔２ｂ内に配置されたノズルばね７に
よりばね受け８を介して上方へ付勢されている。一方、
針弁６の下端部は弁摺動孔３ａから下方に突出してお
り、そこには弁部６ａが形成されている。この弁部６ａ
は、ノズルばね７によって弁座３ｂに着座させられるよ
うになっている。その一方、ばね収納孔２ｂに圧送され
る燃料の圧力が所定の開弁圧に達すると、針弁６がノズ
ルばね７の付勢力に抗してリフトするようになってい
る。針弁６の全リフト量は、ばね受け８がリフト規制部
材９に突き当たることによって規定されている。

【００１０】上記針弁６には、その上端面から下方へ向
かって弁部６ａの上部まで延びる燃料孔６ｂが形成され
ている。この燃料孔６ｂには、ばね収納孔２ｂに圧送さ
れた燃料が入り込んでいる。また、針弁６の下端部で弁
部６ａの上側に隣接する箇所には、噴射孔６ｃが形成さ
れている。図１に示すように、噴射孔６ｃの内側の端部
は燃料孔６ｂに連通し、外側の端部は針弁６の外周面に
開口している。針弁６の外周面における噴射孔６ｃの開
口部は、針弁６の着座時には弁摺動孔３ａによって遮蔽
され、針弁６の全リフト時には弁摺動孔３ａから露出す
るように配置されている。

【００１１】なお、噴射孔６ｃは、この実施例では４つ
形成されているが、１つまたは４つ以外の複数個形成さ
れることもある。噴射孔６ｃを複数形成する場合、各噴
射孔６ｃは、通常、針弁６の周方向には互いに等間隔離
れて、針弁６の軸線方向には同一位置に配置される。ま
た、この実施例の噴射孔６ｃは、針弁６の軸線と直交す
るように形成されているが、鋭角または鈍角をなすよう
に、例えば、弁座３ｂの傾斜角度と同様の角度だけ傾斜
して形成されることもある。

【００１２】上記噴射孔６ｃが開口する針弁６の外周面
には、針弁６の周方向に延びる環状溝（切欠き部）６ｄ
が形成されている。この環状溝６ｄは、その溝幅（針弁
６の軸線方向における幅）が噴射孔６ｃの直径より大き
くなっており、その上端縁が噴射孔６ｃより上側に位置
し、その下端縁が噴射孔６ｃより下側に位置するように
配置されている。これから明らかなように、環状溝６ｄ
の底面に噴射孔６ｃが開口しており、環状溝６ｄには燃
料が噴射孔６ｃを介して圧送されるようになっている。

【００１３】なお、この実施例においては、環状溝６ｄ
の下端縁が針弁６の着座時に弁摺動孔３ａの下端縁より
下側に位置するように配置されているが、弁摺動孔３ａ
の下端縁と同一位置に、または若干上側に位置するよう
に配置してもよい。

【００１４】上記構成の燃料噴射ノズル１において、ば
ね収納孔２ｂに圧送される燃料の圧力がノズルばね７に
よって規定される開弁圧に達すると、針弁６がノズルば
ね７の付勢力に抗してリフトする。この場合、針弁６
は、次に述べる理由により、機関の低速回転時には全リ
フトすることなく、図３（Ａ）に示すように、環状溝６
ｄの下端部が弁摺動孔３ａから露出する程度にだけリフ
トする。そして、環状溝６ｄの下端部から燃料が噴射さ
れる。

【００１５】ここで、針弁６のリフト当初の送油率は低
い。特に、アイドリングのような低速時におけるリフト
当初の送油率は低い。一方、環状溝６ｄの露出面積は大
きい。特に、この実施例においては、環状溝６ｄの下端
縁が摺動孔３ａの下端縁とほぼ同一位置に位置している
ので、針弁の僅かなリフト量でも環状溝６ｄが大きく露
出する。したがって、圧送される燃料が少ないのに対
し、環状溝６ｄから比較的多量の燃料が噴射される。こ
の結果、環状溝６ｄの下端部が露出するまで針弁６がリ
フトすると、環状溝６ｄからの噴射によって燃料の圧力
が一時的に低下し、針弁６が弁座３ｂに着座ないしは接
近移動する。これにより、燃料の噴射が一旦中断する。
この間に行われる噴射がパイロット噴射である。

【００１６】その後、燃料の圧力が上昇すると、針弁６
が再度リフトする。このときにもまず環状溝６ｄから燃
料が噴射されるが、この時点での送油率は高くなってい
る。したがって、環状溝６ｄからの噴射によって燃料の
圧力が低下することはほとんどなく、図３（Ｂ）に示す
ように、針弁６は全リフト量だけリフトする。そして、
噴射孔６ｃから燃料が噴射される。このときの噴射が主
噴射である。なお、燃料噴射ポンプからの燃料の圧送が
中断すると、針弁６はノズルばね７によって着座させら
れる。

【００１７】次に、この発明の他の実施例について説明
する。図４に示す実施例は、上記実施例の環状溝６ｄが
噴射孔６ｃの開口部全体に重なるようになっているのに
対し、環状溝６ｄを噴射孔６ｃの下側の一部にのみ重な
るようにしたものである。この実施例においては、環状
溝６ｄが噴射孔６ｃの下側の一部にしか連通していない
ので、仮に環状溝６ｄの深さを上記実施例の環状溝６ｄ
と同様の深さにすると、連通面積が小さくなって、上記
の作用効果が得られないおそれがある。そのような場合
には、環状溝６ｄの深さを深くすることによって環状溝
６ｄと噴射孔６ｃとの連通面積を大きくすることができ
る。環状溝６ｄの深さは、実験によって決定する。

【００１８】また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す実施例
は、図４に示す実施例の環状溝６ｄに代えて４つの平取
り部（切欠き部）６ｅを形成したものであり、各平取り
部６ｅは、その中央部において各噴射孔６ｃとそれぞれ
連通するように配置されている。この実施例において
は、４つの平取り部６ｅが互いに離れているので、針弁
６の全周にわたって形成された上記環状溝６ｄに比して
針弁６の一定リフト量に対する露出面積が小さい。この
ため、平取り部６ｅから噴射される噴射量も環状溝６ｄ
による噴射量に比べて少なく、それによる燃料の圧力低
下が小さい。したがって、この実施例は、送油率が非常
に小さいときにパイロット噴射を得るのに適している。
換言すれば、環状溝６ｄを有する上記実施例は、送油率
が比較的大きいときにパイロット噴射を得るのに適して
いる。

【００１９】さらに、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す実施例
は、図５に示す実施例の平取り部６ｅを、一端部におい
て噴射孔６ｃと連通するようにずらして配置したもので
ある。このようにすると、パイロット噴射と主噴射とで
噴射方向を代えることができ、機関の燃焼室内の空気を
有効に利用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、燃料をパイロット噴射と主噴射との２段階
に分けて噴射させることができるという効果が得られ
る。請求項２に係る発明によれば、送油率が高い場合で
あっても２段階噴射を行うことができるという効果が得
られる。請求項３に係る発明によれば、送油率が低い場
合であっても２段階噴射を確実に行うことができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すもので、図１（Ａ）
はその要部の拡大断面図、図１（Ｂ）は針弁の拡大側面
図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図２】同実施例の全体構成を示す断面図である。

【図３】同実施例の作用を説明するための図１（Ａ）と
同様の断面図であって、図３（Ａ）は針弁が初期リフト
したときの状態を示し、図３（Ｂ）は針弁が全リフトし
たときの状態を示している。

【図４】この発明の他の実施例の針弁の一部を省略して
示す拡大側面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施例の針弁を示す図で
あって、図５（Ａ）はその一部省略拡大側面図、図５
（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】この発明の別の実施例の針弁を示す図であっ
て、図６（Ａ）はその一部省略拡大側面図、図６（Ｂ）
は図６（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１燃料噴射ノズル３ノズル本体３ａ弁摺動孔３ｂ弁座６針弁６ａ弁部６ｃ噴射孔６ｄ環状溝（切欠き部）６ｅ平取り部（切欠き部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁摺動孔およびこの弁摺動孔の一端開口
部に形成された弁座を有するノズル本体と、上記弁摺動
孔に摺動自在に設けられ、弁摺動孔から突出した端部に
上記弁座に着座する弁部が設けられた針弁とを備え、上
記針弁には、その外周面における開口部が、針弁の着座
時には上記弁摺動孔の内周面によって遮蔽され、針弁の
リフト時には上記弁摺動孔から露出する噴射孔が形成さ
れた燃料噴射ノズルにおいて、上記針弁の外周面に、上
記噴射孔に連通され、かつ針弁のリフト方向の端部が同
方向における上記噴射孔の端部より前方に位置する切欠
き部を形成したことを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】上記切欠き部を上記針弁の周方向に沿っ
て環状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃
料噴射ノズル。
【請求項３】上記噴射孔および上記切欠き部を互いに
同数でかつ複数形成し、各切欠き部を上記噴射孔にそれ
ぞれ連通させるとともに、上記針弁の周方向に互いに離
れて配置したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴
射ノズル。