JPS59200058A

JPS59200058A - デイ−ゼル機関に使用されるユニツト・インジエクタ

Info

Publication number: JPS59200058A
Application number: JP7456283A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Suzuki; 孝幸鈴木; Toshiaki Kakegawa; 俊明掛川
Original assignee: Hino Motors Ltd; Hino Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1984-11-13
Also published as: JPH0415394B2

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
ンジェクタの改良に関する。

一般に、ユニット・インジェクタは、判型燃料噴射ポン
プや分配型燃料噴射ポンプなどと異なり、高圧噴射管を
使用することなく、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・
シャフトによって駆動され、燃料を噴射するように構成
されてきている。

そのようなユニット・インジェクタには、燃焼室内の急
激な圧力上昇を阻ｄ二し、排出ガス中に含まれる炭化水
素（ＨＣ）、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、それらの条件を満足さ
せるためには、燃料の噴射の初期に噴射率を低くし、そ
の後、漸次その噴射率を高くすることが望ましい。

しかし、従来のユニット・インジェクタ、すなわち、プ
ランジャを回転させることによって、そのプランジャの
リードとフィード・ポートとの相対的な位置を変え、そ
のプランジャの有効行程を調整するように構成されたユ
ニット・インジェクタでは、そのグランジャの押込みに
よって噴射ポンプ室内の圧力が所定の圧力に達すると、
ニードル・スプリングによシ噴口を閉じているノズル・
ニードルがリフトされて、所定の量の燃料が一時期に噴
射され、燃料噴射率が予め定められているので、上述の
ようにして、噴射率の調節を行なうことは困難であった
。

この発明の目的は、燃料の噴射の初期に噴射率を低くし
、その後、その噴射率を漸次高くして、燃焼室内の急激
な圧力上昇を阻止し、排出ガス中に含まれる炭化水素や
窒素酸化物を低減して、燃料の燃焼を改善し、しかも、
そのような噴射率の調節を極めて簡易な手段で行ない、
生産コストを低廉に維持するところのディーゼル機関に
使用さレルユニット・インジェクタの提供にある。

それらを課題として、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、パルプ・ンートおよ
び噴口を有するニードル・スピンドル・ボア、そのニー
ドル・スピンドル・ボアの燃料溜りに連絡されたノ０ラ
ンツヤ・ボア、および、そのプランツヤ・ボアに開口さ
れた噴射カット・オフ・ポートを備えたパルプ本体と、
ニードル・スフ０リングによって、そのバルブ・ンー）
Ｋ着ｍされるように、そのニードル・スピンドル・ボア
に嵌め合わせられたノズル・ニードルと、そのプランツ
ヤ・ボアに往復摺動可能に配置され、かつ、その噴射カ
ット・オフ・ホードに連絡される噴射カット・オフ溝、
および、その噴射カット・オフ溝のだめのスピル連通路
を備えた圧送プランジャと、そのプランジャ・ボアにお
いて、その燃料溜）側の位置に噴射ボン７０室を、その
圧送フ０ランジャとの間に圧送ポンプ０室をそれぞれ形
成するように、そのプランツヤ・ボアに往復摺動可能に
配置された調量プランツヤと、その噴射カット・オフ・
ポートがその圧送プランジャによって閉じられた後に、
その圧送プランジャが所定のストローク範囲内で摺動さ
れるとき、その圧送ポンプ室を、その噴射カット・オフ
・ポートに連通させるように、その圧送プランジャ端に
形成されたスピル・リードとを含む構成にしている。

以下、この発明に係る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。

第１ないし３図は、この発明のディーゼル機関に使用さ
れるユニット・インジェクタの具体例１Ｏを示している
。

このユニット・インジェクタ１０は、ディーゼル機関の
シリンダ・ヘッド（図示せず）に配置されるパルプ本体
１１と、そのパルプ本体１１に形成すれたニードル・ス
ピンドル・ボア２０に嵌め合わせられ、（貢口２２．２
３を開閉するノズル・ニードル３１と、そのパルプ本体
１１に形成されたプランツヤ・ボア３０に往復摺動可能
に配置されだ圧送プランジャ３６と、その圧送プランツ
ヤ３６との間に圧送ポンプ室４１を、その圧送プランツ
ヤ３６の反対側の位置に噴射ポンプ室４０をそれぞれ形
成するように、そのプランツヤ・ボア３０に往復摺動可
能に配置された調量プランジャ３９と、その圧送プラノ
ジャ３６の下端に形成されたスピル・リード４７とを含
み、その圧送プランツヤ３６が押し込まれてそのプラン
ツヤ・ボア３０に開口された噴射カット・オフ・ポート
４３を閉じる後で、その圧送プランツヤ３６が所定のス
トローク範囲内で摺動されるとき、そのスピル・リード
４７が、その圧送ポンプ室４１をその噴射カット・オフ
・ポート４３に連通させるように構成されている。

パルプ本体１１は、互いにねし結合されたナツ１・１２
および調量プランジャ案内１６によって一体化されたノ
ズル１３、ニードル・スプリング案内１４、仕切シプレ
−１−１５、および、その調量プランジャ案内１６にね
じ結合された圧送プランツヤ案内１７、その圧送プラン
ジャ案内１７にねし結合されたナツト１８より構成され
ている。

すなわち、そのパルプ本体１１は下端にノズル嵌込み孔
１９を備えて筒状に形成されたナツト１２と、下端側を
そのノズル嵌込み孔１９から突出させるように、そのナ
ツト１２内に嵌め込まれ、かつ、パルプ・シート２１お
よび複数の噴口２２゜２３　ヲ有するニードル・スピン
ドル・ボア２０を備えたノズル１３と、そのノズル１３
の上方の端面に載せるようにして、そのナツト１２内に
嵌め込まれ、かつ、上方を開口して、そのニードル・ス
ピンドル・ボア２０とほぼ同一軸心的に配置されるニー
ドル・スプリング・チャンバ２６を備えたニードル・ス
プリング案内１４と、そのニードル・スプリング・チャ
ンバ２６の開口端を閉塞するように、そのナツト１２内
に嵌め込まれた仕切シプレ−１・１５と、そのノズル１
３、ニードル・スプリング案内１４、および、仕切ジグ
レート１５をそのナラ）１２に固定するように、そのナ
ラ）１２に固定するように、そのナラ）１２の上端にね
じ込まれ、かつ、一方に偏せられて上端を開口した調量
プランジャ・ボア５８を備える調量プランジャ案内１６
と、その調量プランツヤ案内１６の上端にねじ込まれ、
その調量ノランノヤ・ボア５８に連絡された圧送プラン
ツヤ・ボア５７を備えた圧送シランツヤ案内１７と、そ
の圧送フ０う／ツヤ案内１７の上端にねじ込まれプラン
ジャ・ガイド・デア６０を備えたナツト１８とより構成
されている。

勿論、そのノズル１３、ニードル・スプリング案内１４
、プレート１５、および、調量フ０ランジャ東向１６は
、互いに連絡された燃料通路２５゜２７．２８、および
５９をそれぞれ備え、そのプ　　　　　　　　”ランジ
ャ・ボア３０．すなわち調量プランジャ・ボア５８およ
び圧送プランジャ・ボア５７をそのニードル・スピンド
ル・ボア２０の燃料溜Ｉ）２４に連絡している。

捷だ、その圧送プランジャ東向１７は、その圧送プラン
ジャ・ボア５７の所定の位置に開口された噴射カット・
オフ・ポート４３を備えている。

その噴射カット・オフ・ポート４３は、その圧送プラン
ジャ案内１７の外側面に開口されだスピル・ポート４２
に連通されている。

さらに、その圧送プランジャ案内１７および調量プラン
ジャ案内１６は、互いに連結された燃料通路５３を備え
、その圧送プランジャ案内１７の外側面に開口された燃
料ポート５４を上述の仕切りプレート１５における燃料
通路２８に連絡している。

勿論、その仕切υフ０レート１５内でその燃料通路５３
の下流側の位置には逆止弁５５が配置され、その噴射ポ
ンプ室４０からその燃料ポート５４側への燃料の逆流を
防止している。

また、その燃料通路５３の反対側の位置で、その調量プ
ランジャ案内１６は、調量プランジャ・ボア５８に開口
されたスピル・ポート５０を備え、さらに、そのスピル
・ポート５０は、その調量プランツヤ案内１６および仕
切りフ０レート１５の互いに連結された連通路５６およ
び２９を介して、くそのニードル・スプリング案内１４のニードル・スプリ
ング・チャンバ２６に連絡されている。

ノズル・ニードル３１は、そのノズル１３におけるパル
プ・シート２１に着座されるようにして、そのニードル
・スピンドル・ボア２０に往復Ｊｌ可能に配置されてい
る。

そのノズル・ニードル３１は、上端ニヒン３ｚを一体的
に備え、そのピン３２をそのニードル・スプリング案内
１４の下端に形成されたピン孔３３に通し、そのニード
ル・スプリング・チャンバ２６内に配置されたスプリン
グ・シート３５にピン先端を接し、常に、そのニードル
・スプリング・チャンバ２６内に配置されたニードル・
スプリング３４により、そのパルプ・シー）２１に押し
付けられている。

圧送プランジャ３６は、そのナツト１８の外側に伸長さ
れるようにして、その圧送ノランジャ案内１７の圧送プ
ランツヤ・ボア５７に配置され、その伸長端にフォロワ
３７を被冠し、そのフォロワ３７のフランツとそのナツ
ト１８との間に拘束されたパルプ・スプリング３８をそ
の伸長端のまわりに同軸心的に配置して、カム・シャフ
ト（図示せず）によって、その圧送プランジャ・ボア５
７に往復摺動されるようにしている。

その圧送プランジャ３６は、その圧送プランツヤ・ボア
５７内で所定の位置に押し込まれるとき、その圧送フ０
ランジャ・ボア５７に開口された噴射カット・オフ・ポ
ート４３に連絡される噴射カット・オフ溝４５を下端寄
シの外周に備え、しかも、その噴射カット・オフ溝４５
は、その圧送プランジャ３６の下方の端面に開口された
スピル連通路４６を介して、調量プランツヤ３９側、換
言するならば、次に説明する調量プランツヤ３９とその
圧送プランジャ３６との間に形成された圧送ポンプ室４
１に連絡されている。

調量プランツヤ３９は、そのプランジャ・ボア３０にお
いて、その燃料溜Ｉ）２４側の位置に噴射ポンプ室４０
を、その圧送プランツヤ３６との間に圧送ポンプ室４１
をそれぞれ形成するように、’Ｃ（Ｄ　調量プランジャ
・ボア５８に往復摺動可能に配置されている。

その調量プランジャ３９は、その調量プランジャ・ボア
５８内で所定の位置に押し上げられるとき、その調量プ
ランジャ・ボア５８に開口されたスピル・ポート５０に
連絡されるスピル溝５１をほぼ中央の位置の外周に備え
、しかも、そのスピル溝５１は、その調量プランジャ３
９の下方の端面に開口されたスピル連通路５２を介して
、噴射ポンプ室４０に連絡されている。

勿論、その調量プランツヤ・ボア５８はその圧送プラン
ツヤ・ボア５７に連絡されているが、第１図に示される
ように、その調量プランツヤ・ボア５８は横方向に偏せ
られた状態で、その圧送プ・）ランジャ・ボア５７に連絡されているため、その調量プ
ランジャ３９の上方への摺動は、その圧送プランジャ案
内１７の下方の端面に接触することによって規制される
。

スピル・リード４７は、その圧送プランジャ３６の下端
に形成されている。すなわち、そのスピル・リード４７
は、噴射カット・オフ・ポート４３がその圧送プランジ
ャ３６によって閉じられた後に、その圧送プランジャ３
６が所定のストローク範囲内で摺動されるとき、その圧
送ポンプ室４１をその噴射カット・オフ・ポート４３に
連通させるように、その圧送プランジャ３６の下端に形
成されている。

勿論、その噴射カット・オフ・、７−）　４３がその圧
送プランジャ３６によって閉じられた直後は、そのスピ
ル・リード４７によってその圧送ポンプｉ４１がその噴
射カット・オフ・ポート４３に連通されているが、その
際、そのスピル・リード４７は、絞シとして作用し、し
かも、そのスピル・リード４７は、その圧送プランジャ
３６の押し込みに応じてその絞シ効果を大きくするよう
に構成されている。

換言するならば、そのスピル・リード４７は、その噴射
カット・オフ・ポート４３がその圧送シランジャ３６に
よって閉じられる直後、その圧送ポンプ室４１内の燃料
をその噴射カット・オフ・ポート４３に逃して、その圧
送ポンプ室４１内の急激な圧力上昇を防止し、初期の燃
料噴射率を低くし、さらに、その圧送プランジャ３６の
押し込みに応じてそのスピル・リード４７により絞沙効
果を？斬次太きくし、その圧送ポンプ室４１内の圧力の
上昇を円滑にし、燃料噴射率を次第に高くするように構
成されている。

また、そのスピル・リード４７によってその圧送ポンプ
室４１をその噴射カット・オフ・ポート４３に連通ずる
際、その圧送プランジャ・ボア５７には、その噴射カッ
ト・オフ・ポート４３に連絡されるリング溝４４を形成
し、その圧送プランジャ３６が回転されても、所定の摺
動ストローク範囲においては、そのスピルリード４７に
よってその圧送ポンプ室４１がその噴射カット・オフ・
ポート４３に確実に連通されるように構成することが望
ましい。

上述のように構成されたユニット・インジエクタｌＯは
、ディーゼル機関（図示せず）のシリンダ・ヘッドにお
いて、その噴口２２．２３を燃焼室内に収め、しかも、
その圧送プランツヤ３６のフォロワ３７を、そのディー
ゼル機関のカム・シャフトによって駆動されるロッカー
・アーム端に接触するようにして、そのシリンダ・ヘッ
ドに取シ付けられる。

そのようにしてシリンダ・ヘッドに取り伺けられたユニ
ット・インジェクタ１０において、その燃料通路５３の
燃料ポート５４は、燃料配管（図示せず）により、電磁
弁（図示せず）を経由してフィード・ポンプの供袷ポー
トに連結され、また、その調量プランツヤ案内１６およ
び圧送プランツヤ案内１７にそれぞれ形成されたスピル
・ポート５０．４２は、燃料戻し配管（図示せず）を介
して燃料タンク（図示せず）の戻り側に連結される。

勿論、その電磁弁は、そのディーゼル機関全搭載する車
両のアクセル・ペダルの踏み込み量やそのディーゼル機
関の回転数などに応じて出力信号を送るコントローラ（
図示せず）によって制御される。

次に、上述のユニット・インジェクタ１０の動作を説明
するに、先ず、フィード・ポンプからの燃料が電磁弁に
よって調量され、その調量された燃料はそのユニット・
インジェクタ１０の燃料ホード５４に送られ、さらに、
その燃料は逆止弁５５を通シ、噴射ポンプ室４０に送ら
れ、その燃料によって調量プランジャ３９が上方に持ち
上げられる。

そのような状態でカム・シャフトが回転し、圧送プラン
ツヤ３６が押し込まれ、所定の位置に達すると、噴射カ
ット・オフ・、ｔ？　−）　４３は、その圧送フ０ラン
ツヤ３６によって実質的に閉じられた状態に置かれるが
、その際、圧送ポンプ室４１はスピル・リード４７によ
ってその噴射カット・オフ・；＋＝　−ト４３に連通さ
れているので、その圧送ポンプ室４１内の燃料の圧力は
急激に上昇しない。

′ｌその圧送プランジャ３６がさらに押し込まれると、その
スピル・リード４７による絞シ効来が高められ、その圧
送ポング室４１内の燃料の圧力は次第に上昇する。

さらに、そのような状態からその圧送プランツヤ３６が
押し込まれると、そのスピル・リード４７とその噴射カ
ット・オフ・ポート４３との連絡が絶たれ、換言するな
らば、その噴射カット・オフ・ポート４３が完全に閉じ
られ、その圧送ポンプ室４１内の燃料の圧力がさらに高
くなる。

従って、上述のようにしてその圧送ポンプ室４１内の燃
料の圧力が上昇し、調量プランツヤ３９が下方に押し込
まれ、さらに、噴射ポンプ室４０内の燃料の圧力が所定
の圧力以上に達すると、その圧力カ二一ドル・スピンド
ル・ボア２０の燃料溜シ２４に作用し、ノズル・ニード
ル３１がニードル・スプリング３４に抗してリフトされ
、噴Ｄ２２゜２３から燃料が霧状に噴射されるが、その
スピル・リード４７によシ、その圧送ポンプ室４１内の
圧力がその圧送プランジャ３６の押し込みに応じて次第
に高くなるようにされているので、燃料の噴射の初期に
噴射率が低く、その後、その噴射率が漸次高くなシ、デ
ィーゼル機関の燃焼室内の急激な圧力上昇が阻止され、
排出ガス中の炭化水素や窒素酸化物の含有量が少なくな
シ、燃料の燃焼が改善される。

また、その圧送プランジャ３６がさらに押し込まれると
、その圧送プランツヤ３６の噴射カット・オフ溝４５が
その噴射カット・オフ・＄−１−４３に連絡され、それ
とほぼ同時に、その調量プランジャ３９がさらに押し込
まれてスピル・ポート５０が開放される。

スナワチ、そのスピル・ポート５０が開放されると、そ
の圧送ポンプ室４１で圧縮された燃料はそのスピル・ポ
ート５０を通って燃料タンク側に戻され、しかも、その
燃料の一部は、連通路２９゜５６を介して、ニードル・
スプリンガ・チャン／４２６に送られる。勿論、その圧
送シランツヤ３６の噴射カット・オフ溝４５がその噴射
カット・オフ・ポート４３に連絡されるならば、その圧
送ポンプ室４１内の燃料は、スピル連通路４６．噴射カ
ット・オフ溝４５、および、その噴射カット・オフ・ポ
ート４３を通シ、燃料タンク側に戻される。

従って、燃料の噴射が終了する際、ノズル・二〜ドル３
１をリフトさせる側に作用する圧力が極めて短時間で低
下し、しかも、その噴射が終了する直前まで圧縮されて
いた圧送ポンプ室４１内の圧力をニードル・スプリング
・チャツバ２６内に導き、そのノズル・ニードル３１を
パ、＋１／フ・シート２１に着座させるカを増している
ので、燃料の噴射切れが良くなる。

如上のこの発明によれば、バルブ本体と、そのバルブ本
体のニードル・スピンドル・ボアに嵌め合わせられたノ
ズル・ニードルと、そのバルブ本体のプランジャ・ボア
に配置された圧送プランジャと、その圧送プランジャと
の間に圧送ポン７０室を形成するように、そのフ０ラン
ジャ・ゼアに配置された調量プランジャと、その圧送プ
ランジャに形成されたスピル・リードとを含み、そノ圧
送フランシャが押し込まれてそのプランジャ・ボアに開
口された噴射カット・オフ・ポートを閉じる後で、その
圧送プランジャが所定のストローク範囲内で摺動される
とき、そのスピル・リードがその圧送ポンプ室をその噴
射カット・オフ・ホードに連通させるように構成されて
いるので、燃料の噴射の初期に噴射率が低く、その後、
その噴射率が漸次高くなシ、燃焼室内の急激な圧力上昇
が阻止され、排出ガス中の炭化水素や窒素酸化物の含有
量が少々〈なシ、燃料の燃焼が改善され、しかも、その
ような噴射率の調節が極めて簡易な手段でなされ、生産
コストが低廉に維持され、極めて実用的になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のディーゼル機関に使用されるユニッ
ト・インジェクタの具体例を示す縦断面図、第２図は第
１図に示された圧送プランジャの先端付近を示す拡大部
分縦断面図、および、第３図は第２図に示されだ圧送プ
ランツヤの底面図である。　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１２．。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、２０・・・ニードル
・スピンドル・ボア、２１・・・ノぐルブ・シート、２
２．２３・・噴口、２４・・燃料溜シ、３０・・プラン
ツヤ・ボア、３１・・・ノズル・ニードル、３４・・ニ
ードル・スプリング、３６・・・圧送プランジャ、３９
・・調量プランジャ、４０・・・噴射ポンプ室、４１・
・圧送ポンプ室、４３・・噴射カット・オフ・、Ｉｅ−
）、４５・・噴射カット・オフ溝、４６・・スピル連通
路、４７・・・スピル・リード。訊／（２）１０孔２図一夕一１ｔ！ｌ。　３６１−

Claims

【特許請求の範囲】バルブ・シートおよび噴口を有するニードル・スピンド
ル・ボア、そのニードル・スピンドル・ボアの燃料溜シ
に連絡されたプランジャ・ボア、および、そのプランツ
ヤ・ボアに開口された噴射カット・オフ・ポートを備え
たバルブ本体と、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・ボアに嵌め合わせられたノズル・ニードルと
、そのプランジャ・ボアに往復摺動可能に配置され、かつ
、その噴射カット・オフ・ホードに連絡される噴射カッ
ト・オフ溝、および、その噴射カット・オフ溝のための
スピル連通路を備えた圧送プランジャと、そのプランツヤ・ボアにおいて、その燃料溜り側の位置
に噴射ポンプ室を、その圧送プランジャとの間に圧送ポ
ンプ室をそれぞれ形成するように、そのプランジャ・ボ
アに往復摺動可能に配置された調量プランツヤと、その噴射カット・オフ・ポートがその圧送プランジャに
よって閉じられた後に、その圧送プランジャが所定のス
トローク範囲内で摺動されるとき、その圧送ポンプ室を
その噴射カット・オフ・ポートに連通させるように、そ
の圧送ブランクヤ端に形成されたスピル・リードとを含
むディーゼル機関に使用されるユニット・インジェクタ
。