JPS59119060A - デイ−ゼル機関に使用されるユニツト・インジエクタ - 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】 この発明は、ディーゼル機関に使用されるユニット・イ
ンジェクタ、殊に、ディーゼル機関の燃料を、初段噴射
および主噴射により段階的に噴射し、燃料の燃焼を改善
するユニット・インジェクタに関する。

一般に、との種のユニット・インジェクタは、ディーゼ
ル機関のシリンダ・ヘッドに直接的に取り付けられ、そ
のディーゼル機関のカム・シャフトの回転によって駆動
される。

また、そのユニット・インジェクタには、燃焼室内の急
激な圧力上昇を阻止し、排気中に含まれる炭化水素（Ｈ
Ｃ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減して、燃料の燃焼を
改善することが要求され、それらの条件を満たすために
は、燃料の噴射を初段噴射および主噴射として段階的に
行うことが望ましい。

しかし、従来のユニット・インジェクタは、構造が極め
て複雑になることから、そのような燃料の段階的な噴射
を行うことが困難であった。

この発明の目的は、燃料の噴射を初段噴射および主噴射
として段階的に行い、燃焼室内の急激な圧力上昇を阻止
し、排気中に含まれる炭化水素、窒素酸化物を低減して
、燃料の燃焼を改善し、構造を簡単にし、ディーゼル機
関への適用性を向上するところのユニット・インジェク
タの提供にある。

それらの課題のために、この発明のディーゼル機関に使
用されるユニット・インジェクタは、バルブ・シートお
よび複数の噴口を備えたニードル・スピンドル・ボア、
および、そのニードル・スピンドル・デアの燃料溜シに
連通されたブランクヤ・デアを有するバルブ本体と、そ
のグランジャ・デアに往復摺動可能に配置され、かつ、
ディーゼル機関で駆動されるカム・シャフトに取り付け
られたカムによって、バルブ・スプリングに抗して、そ
のプランジャ・ボア内に押し込まれるポンピング・プラ
ンジャと、ニードル・スプリングによってそのバルブ・
シートに着座されるように、そのニードル・スピンドル
・ボアに嵌め合わされたノズル・ニードルと、そのポン
ピング・シランジャに協働して、そのプランジャ・ボア
内にポンピング・チャンバを形成するように、そのシラ
ンジャ・ボア内にフローティング状態で往復摺動可能に
嵌め込まれた調量グランジャと、そのニードル・スピン
ドル・ボアの燃料溜りに連通ずるように、そのバルブ本
体に形成された燃料ポンプ・ポートと、。

そのポンピング・プランジャによって開閉されるように
、そのグランジャ・デアに開口された燃料タンク・ポー
トと、その噴口から遠ざかる方向において、その燃料夕
〉・り・ポートから所定の間隔を置いて、そのプランジ
ャ・デアに開口された初一段噴射カット・オフ・ポート
と、その調量シランジャによって開閉されるように、そ
のプランジャ・デアに開口された主噴射カット・オフ・
ポートと、その燃料タンク・ポートがそのポンピング・
グランジャによって閉じられる後、そのポンピング・チ
ャンバをその初段カット・オフ・ポートに連絡するよう
に、そのポンピング・プランジャに形成されたカット・
オフ連通路と、燃料ポンプからその燃料ポンプ・ポート
に流れる燃料の供給量を調節する電磁弁とを含んでいる
。

以下、この発明のディーゼル機関に使用されるユニット
・インジェクタの望ましい具体例について、図面を参照
して説明する。

図は、トラックのディーゼル機関に使用されるものとし
て具体化されたこの発明のディーゼル機関に使用される
ユニット・インジェクタ１０を示している。

そのユニット・インジェクタ１０は、バルブ・シート２
２および複数の噴口２３，２４を備えたニードル・スピ
ンドル・デア２１、および、そのニードル・スピンドル
・ボア２１の燃料溜す２５に燃料通路２９を介して連通
されたシランジャ・ボア２６を有するバルブ本体１１と
、そのプランツヤ・ボア２６に往復摺動可能に配置され
、かつ、トラックに搭載されたディーゼル機関で駆動さ
れるカム・シャフト３８のカム３９によって、バルブ・
スプリング３５に抗して、そのグランツヤ・ボア２６内
に押し込まれるポンピング・プランジャ１２と、ニード
ル・スプリング３０によってそのバルブ・シー、ト２２
に着座されるように、そのニードル・スピンドル・ボア
２１に嵌め合わせられたノズル・ニードル１３と、その
ポンピング・グランツヤ１２に協働して、そのプランジ
ャ・ボア２６内にポンピング・チャンバ３２を形成スル
゛ように、そのシランジャ・ボア２６内にフローティン
グ状態で往復摺動可能に嵌め合わされた調量プランジャ
１４と、そのニードル・スピンドル・ボア２１の燃料溜
シ２５に、燃料通路２９を介して連通ずるように、その
バルブ本体１１に形成された燃料ポンプ・ポート１５と
、そのポンピング・グランジャ１２によって開閉される
ように、そのシランジャ・ボア２６に開口された燃料タ
ンク・ポート１６と、その噴口２３，２４から遠ざかる
方向において、その燃料タンク・ポート１６から所定の
間隔を置いて、そのプランジャ・ボア２６に開口された
初段噴射カット・オフ・ポート１７と、その調量グラン
ツヤ１４によって開閉されるように、そのプランツヤ・
ボア２６に開口された主噴射カット・オフ・ポート１８
と、その燃料タンク・ポート１６がそのポンピング・プ
ランツヤ１２によって閉じられる後、そのポンピング・
チャンバ３２をその初段噴射カット・オフ・ポート１７
に連絡するように、そのポンピング・グランジャ１２に
形成されたカット・オフ連通路１９と、燃料ポンプ（図
示せず）からその燃料ポンプ・ポート１５に流れる燃料
の供給量を調節する電磁弁２０とより構成されている。

バルブ本体１１は、トラックに搭載されたディーゼル機
関のシリンダ・ヘッドに、下端側が燃焼案内に収められ
るようにして取シ付けられるもので、下方内側にはバル
ブ・シート２２および複数の噴口２３　、２　ａヲ備え
たニードル・スピンドル・ボア２１が形成され、また、
上端方向側には、上方に向けて開口されたプランジャ・
ボア２６が形成されている。

そのグランツヤ・ボア２６は、そのバルブ本体１１の上
方の位置でほぼ中央に形成されたポンピング・プランジ
ャ・ボア２７と、そのポンピング・プランジャ・ぎア２
７の下方に連絡され、かつ、そのポンピング・シランジ
ャ・ボア２７の軸心ニ対して一方に偏せられた調量プラ
ンジャ・ボア２８とよシ構成され、そのポンピング・プ
ランジャ・ボア２７と調量プランジャ・ボア２８との境
界部分にはストッパ段４０が形成されている。

その調量プランジャ・ボア２８は、燃料通路２９を介し
て、そのニードル・スピンドル・ボア２１の燃料溜り２
５に連絡されている。

勿論、そのバルブ本体１１は、そのようなプランジャ・
デア２６を形成するときの加工性、および、後述するポ
ンピング・シランジャ１２、調量シランジャ１４などの
取付は性を考慮して、複数の分割部分から構成されてい
る。

ポンピング・プランジャ１２は、そのパルプ本体１１の
ポンピング・グランツヤ・ボア２７に往復摺動可能に配
置されるもので、上端には、そのポンピング・プランジ
ャ・ボア２７の上方に突出されるフォロワ一部分を一体
的に備え、そのパルプ本体１１の上端面とそのフォロワ
一部分との間には、バルブ・スプリング３５が配置され
ている。

勿論、そのフォロワ一部分の上面は、ディーゼル機関の
カム・シャフト３８〜のカム３９に接触し、そのカム・
シャフト３８の回転により、そのポンピング・グランジ
ャ１２がそのバルブ・スプリング３５に抗して、そのポ
ンピング・プラン・シャ・ボア２７内に押し込まれる。

ノズル・ニードル１３は、ニードル・スピンドル・デア
２１の上方に配置されたニードル・スプリング３０によ
ってそのバルブ・シート２２つに着座されるように、そ
のニードル・スピンドル・ぎア２１に往復摺動可能に嵌
め合わせられている。

そのノズル・ニードル１３の上端とそのニードル・スプ
リング３０の下端との間には、スプリング・シート３１
が配置されているとと勿論である。

調量グランジャ１４は、そのパルプ本体１１の調量プラ
ンジャ・ボア２８内にフローティング状態で往復摺動可
能に配置されている。

勿論、その調量プランツヤ１４の往復摺動において、上
方への摺動位置の規制は、そのパルプ本体１１に形成さ
れたストツノ！一段４０によってなされる。

その調量プランジャ１４がそのように配置されることに
よシ、そのポンピング・プランツヤ１２の下方端面に協
働して、そのパルプ本体１１のグランジャ・デア２６内
には、ポンピング・チャンバ３２が形成される。

燃料ポンプ・ポート１５は、ニードル・スピンドル・？
ア２１の燃料溜シ２５に連通ずるように、そのパルプ本
体１１のほぼ中央に形成されている。

すなわち、その燃料ポンプ・ポート１５は、一端がその
調量チャンバ・ボア２８に連絡されるように内側に伸長
され、その調量チャンバ・デア２８、および、燃料通路
２９を介して−１その燃料溜！１１２５に連絡されてい
る。

その燃料ポンプ・ポート１５は、燃料配管３７を介して
燃料ポンプ（図示せず）の吐出側に接続される。

勿論、その燃料ポンプ・ポー１］の内側には、逆止弁３
６が配置され、その燃料溜シ２５側の燃料がその燃料Ｉ
ング側に逆流しないように構成されている。

燃料タンク・ポート１６は、そのポンピング・グランツ
ヤ１２によって開閉されるように、そのプランジャ・ボ
ア２６の上方部分、すなわち、ポンピング・グランジャ
・デア２７に開口されている。

その燃料タンク・ポート五６は、そのポンピング・プラ
ンジャ１２のフォロワ一部分が、カム３９の基礎内部分
に接触しているとき、僅かに開放され、また、そのフォ
ロワ一部分がそのカム３９の突出部分に接触しながらそ
のポンピング・グランジャ１２が僅かに押し込まれると
き、閉塞されるように、そのパルプ本体１１に形成され
ている。

その燃料タンク・ポート１６は、燃料配管（図示せず）
を介して、燃料タンクに接続される。

初段噴射カット・オフ・ポート１７は、その噴口２３，
２４から遠ざかる方向において、すなわち、そのパルプ
本体１１の上方部分において、その燃料タンク・ポート
１６から上方に所定の間隔を置いて、そのポンピング・
プランジャ・ボア２７に開口されている。その初段噴射
カット・オフ・ポート１７は、燃料配管（図示せず）を
介して、燃料タンクに接続される。

主噴射カット・オフ・ポート１８は、その調量シランジ
ャ１４によって開閉されるように、そのプランジャ・デ
ア２６の下方部分、すなわち、調量グランジャ・ボア２
８に開口されている。その主噴射カット・オフ・ポート
１８は、燃料配管（図示せず）を介して、その燃料タン
クに接続される。勿論、その主噴射カット・オフ・ポー
ト１８は、その調量シランジャ１４が下方に所定の距離
をもって摺動されるときに、開放される。

カット・オフ連通路１９は、その燃料タンク・ポート１
６がそのポンピング・シランジャ１２によって閉じられ
る後、そのポンピング・チャンバ３２をその初段噴射カ
ット・オフ・、１＝−）１７に連絡するように、そのポ
ンピング・シランジャ１２に形成されている。

すなわち、そのカット・オフ連通路１９は、そのポンピ
ング・グランツヤ１２がパルプ・スプリング３５に抗し
て押し込まれ、その燃料タンク・ポート１６がそのポン
ピング・シランジャ１２によって閉じられる後、その初
段噴射カット・オフ・ポート１７に連絡されるように、
そのポンピング・４ランツヤ１２の外周に形成されたリ
ング溝３３と、そのポンピング・チャンバ３２をそのリ
ング溝３３に連絡するように、そのポンピング・グラン
ジャ１２の内側に形成された連通孔３４とより構成され
ている。

電磁弁２０は、燃料ポンプの吐出側をパルプ本体１１の
燃料ポンプ・ポート１５に接続する燃料配管３７に設け
られ、その燃料ポンプからその燃料ポンプ・ポート１５
に流れる燃料の供給量を調節している。

その燃料ポンプ・ポート１５に流れる燃料の供給量は、
その電磁弁２０の開弁時間によって決定され、その電磁
弁２０の開閉制御は、ディーゼル機関の調速機（図示せ
ず）側からの電気的な出力信号に応じてなされる。

次に、上述のように構成されたユニット・インジェクタ
１０の動作について説明する。

燃料ポンプから供給される燃料は、電磁弁２゜の開閉に
よって所定の供給量に調節され、燃料ポンプ・ポート１
５に送られ、逆止弁３６の下流側は所定の供給量の燃料
で満たされている。

そのような状態で、カム・シャフト３８が回転されれば
、その回転に応じてピンピング・ノランソヤ１２が往復
摺動されるが、その往復摺動において、そのポンピング
・シランジャ１２がパルプ・スプリング３５に抗して僅
かに押し込まれると、そのポンピング・シランジャ１２
によって燃料タンク・ポート１６が閉じられ、そのポン
ピング・グランジャ１２の僅かな押込みに応じた圧力が
、ポンピング・チャンバ３２内に加えられ、調量グラン
ジャ１４が噴口２８．２４側に移動する。

従って、バルブ本体１１において、逆止弁３６の下流側
に満たされた燃料が圧縮されて燃料溜り２５に供給され
、ノズル・ニードル１３がニードル・スプリング３０に
抗して持ち上げられ、噴口２３．２４から燃料が噴射さ
れ初段噴射がなされる。

次いで、そのポンピング・グランジャ１２が僅かに押し
込まれると、そのポンピング・チャン／？３２が、カッ
ト・オフ連通路１９を介して初段噴射カット・オフ・ポ
ート１７に連絡され、ポンピング・チャンバ３２内の燃
料が燃料タンク側に戻される。

すなわち、調量グランツヤ１４に圧力が作用しなくなり
、逆止弁３６の下流側に満たされた燃料が圧縮されず、
初段噴射が終了する。

さらに、そのポンピング・グランジャ１２が押し込まれ
ると、そのポンピジグ・シランジャ１２によって燃料タ
ンク・ポート１６、および、初段噴射カット・オフ・ポ
ート１７がそれぞれ閉じられ、再び、そのポンピング・
プランジャ１２の押込みに応じた圧力が、そのポンピン
グ・チャンバ３２内に加えられ、調量プランジャ１４が
噴口２ｇ、２４側に移動し、上述の初段噴射の場合とほ
ぼ同様に、主噴射がなされる。

そのような状態から、そのポンピング・プランジャ１２
が、さらに押し込まれ、その調量グランジャ１４が、さ
らにその噴口２ｇ、２４側に移動すると、主噴射カット
・オフ・ｄ？　−）　１　Ｂが開放されて、そのポンピ
ング・チャンバ３２がその主噴射カット・オフ・ポート
１８に連絡され、そのポンピング・チャンバ３２内の燃
料が燃料タンク側に戻される。

従って、その調量グランジャ１４に圧力が作用しなくな
シ、逆止弁３６の下流側に満たされた燃料が圧縮されず
、主噴射が終了する。

上述のユニット・１ンジエクタ１０は、ポンピング・シ
ランジャ１２の押し込みによって発生する圧力に応じて
調量グランジャ１４が移動し、その調量プランツヤ１４
の移動によって、逆止弁３６の下流側に満たされた燃料
を圧縮して、初段および主噴射を段階的に行い、しかも
、その主噴射の段階において、その調量シランジャ１４
が所定の位置に移動するとき、ピンピング・チャンバ３
２を主噴射カット・オフ・ポート１８に連絡して、主噴
射を終了させるが、その調量グランジャ１４が所定の位
置に移動するとき、その逆止弁３６の下流側を上流側に
連絡して、その主噴射を終了させることも可能である。

そのような場合には、その調量シランジャ１４の外周に
リング溝を形成し、さらに、その調量グランジャ１４の
内側には、逆止弁３６の下流側をそのリング溝に連絡す
る連通孔を形成し、また、バルブ本体１１には、上述し
た主噴射カット・オフ・ポート１８の代シに、その調量
グランジャ１４が所定の位置に移動するとき、そのリン
グ溝に連絡される主噴射カット・オフ・ポートを形成し
、その主噴射カット・オフ・ポートをその逆止弁の上流
側に接続する。

如上の構成になるこの発明によれば、燃料の噴射が、初
段噴射および主噴射として段階的になされ、燃焼室内の
急激な圧力上昇が阻止され、排気中に含まれる炭化水素
、窒素酸化物が低減され、燃料の燃焼が改善され、構造
が簡単になシ、小型化できるので大型のディーゼル機関
は勿論のこと、小型のディーゼル機関への適用も可能に
なシ、実用的になる。

【図面の簡単な説明】

図はトラックのディーゼル機関に使用されるものとして
具体化されたこの発明のディーゼル機関に使用されるユ
ニット・インジェクタを概説的に示す縦断面図である。 １０・・・ディーゼル機関に使用されるユニット・イン
ジェクタ、１１・・・バルブ本体、１２・・・ポンピン
グ・プランジャ、１３・・・ノズル・ニードル、１４・
・・調量プランジャ、１５・・・燃料ポンプ・ポート、
１６・・・燃料タンク・ポート、１７・・・初段噴射カ
ット・オフ・ポート、１８・・・主噴射カット・オフ・
ポート、１９・・・カット・オフ連通路、２０・・・ｉ
ｆｆ磁弁、２１・・・ニードル・スピンドル・ボア、　
′２２・・・バルブ・シート、２３．２４・・・噴口、
２５・・・燃料溜シ、２６・・・グランツヤ・ボア、３
０・・・ニードル・スフ０リング、３２・・・ポンピン
グ・チャンバ、３５・・・バルブ・スプリング、３８・
・・カム・シャフト、３９・・・カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バルブ・シートおよび複数の噴口を備えたニードル・ス
   ピンドル・デア、および、そのニードル・スピンドル・
   デアの燃料溜シに連通されたプランジャ・デアを有する
   バルブ本体と、 そのシランジャ・デアに往復摺動可能に配置さし、カッ
   、ディーゼル機関で駆動されるカム・シャフトに取り付
   けられた力・ムによって、バルブ・スプリングに抗して
   、そのグランジャ・デア内に押し込まれるポンピング・
   シランジャと、ニードル・スプリングによってそのバル
   ブ・シートニ着座されるように、そのニードル・スピン
   ドル・デアに嵌め合わせられたノズル・ニードルと・ そのポンピング・グランジャに協働して、そのグランジ
   ャ・デア内にポンピング・チャンバを形成するように、
   そのプランジャ・がア内にフローティング状態で往復摺
   動可能に嵌め込まれた調量プランジャと、 （−（７）ニードル・スビーンドル・デアの燃料溜リニ
   連通ずるように、そのバルブ本体に形成された燃料ポン
   プ・ポートと、 そのポンピング・プランジャによって開閉されるように
   、そのプランジャ・デアに開口された燃料タンク・ポー
   トと、 その噴口から遠ざかる方向において、その燃料タンク・
   ポートから所定の間隔を置いて、そのプランジャ・ボア
   に開口された初段噴射カット・オフ・ポートと、 その調量シランジャによって開閉されるように、そのシ
   ランジャ・デアに開口された主噴射カット・オフ・ポー
   トと、 その燃料タンク・ポートがそのポンピング・プランジャ
   によって閉じられる後、そのポンピング・、チャン／Ｓ
   をその初段噴射カット・オフ・ポートに連絡するように
   、そのポンピング・グランツヤに形成されたカット・オ
   フ連通路と、 燃料ポンプからその燃料ポンプ・ポートに流れる燃料の
   供給量を調節する電磁弁 とを含むディーゼル機関に使用されるユニット・インジ
   ェクタ。