JPS60119361A - 二段開弁圧燃料噴射弁 - 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】 本発明は二段開弁圧燃料噴射弁に関し低速時と高速時に
おいて噴射率波形の異なる、燃料噴射弁を得ることを目
的とする。

ディーゼルエンジンにおいては、窒素酸化物の排出量低
減のために、噴射タイミングを遅らせる必要がある。併
し、単に噴射タイミングを遅らせたのでは、出力が不足
し、然も炭化水素などその他の有害成分の発生が著しく
、使用に堪えない。

その為、燃料噴射率を高くすることにより噴射期間を短
縮し、必要な出力を得ることと、排気有害成分の減少を
計ることが必要であるが、その反面、噴射率の増大は相
対的な噴射時間の短縮を伴う。

このためディーゼルエンジンの燃焼に必ずつきものの着
火遅れ期間に殆どの燃料が噴射され、それに一度に着火
し燃料の急速な燃焼を招き燃焼音が増大するという問題
があった。これは、特にアイドル運転時に大きな騒音と
して感じられていた。

この問題を解決することを目的として、従来から噴射初
期に燃料を少量噴射して火種としその後主噴射を行うこ
とにより、主噴射時の着火遅れ時間を短くし主噴射燃料
が少しづつ燃焼するようにしたスロットル噴射が要求さ
れ、二段開弁圧燃料噴射弁が提供されている。

この燃料噴射弁は第１図に示すように、燃料噴射ポンプ
（図示省略）からの圧送燃料が流入口１から燃料通路２
，３．４を介して流入室５内に流入し、該流入室５内の
圧力（以下、燃料噴射ポンプから圧送される燃料の圧力
を「噴射管内圧力ｊという。）が上昇してノズルばね６
の付勢力に打ち勝つような初期噴射開弁圧に達すると、
ノズルニードル７はノズルばね６の付勢力に抗して初期
リフト用間隔し、たけリフトし、スロットル噴射状態と
なり噴射孔８から燃料が噴射する。その後、燃料噴射ポ
ンプからの燃料の圧送が続き、噴射管内　３− 圧力が更に上昇して、ノズルばね６の付勢力Ｆ（Ｔ、た
けリフトした後の付勢力）とセントラルプランジャ１０
の噴射管側の断面積Ａｃと噴射管内圧力Ｐとノズルニー
ドル７の流入室５内の断面積Ａｓ（ノズルニードル７の
断面積からノズルニードル先端のピン部分の断面積を引
いた断面積）の関係がＰ＞Ｆ／　（Ａ　ｓ　−Ａ　ｃ　
）になると（主噴射開弁圧）、ノズルニードル７はノズ
ルばね６とセントラルブランジャ１０を介しての噴射管
内圧力による押圧力に抗して、セントラルプランジャ１
０と共に主噴射リフト用間隔り、　ａだけリフトし、主
噴射状態となり噴射口８から燃料が噴射するように構成
されている。

斯かる従来の二段開弁圧燃料噴射弁においては、圧送燃
料の圧力がす八でノズルニードルに加えられるため、圧
送量の少ない低速時でさえ容易に噴射管内の圧力は主噴
射開弁圧以上に上昇する。その為、噴射率波形は、低速
時でさえ第３図の実線のごとくなり、高速時にも第４図
の実線で示すごとくなる。すなわち低速でも、高速でも
噴射率波Ａ− 形はほぼ同しであった。

その為に、高速時には出力を出すのに必要な急速燃焼が
可能となるが、低速時にも開用な急速燃焼か行われ、特
にアイドル運転時に大きな騒音として感しられていた。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、エン
ジンの低速時には噴射率殻低く、高速時には噴射率を高
く保ち、低速時の燃焼音の発生を極力抑えエンジン音を
静かにし、高速時には必要馬力を得ることのできる二段
開弁圧燃料噴射弁を得ることを目的とするものである。

この目的のために、本発明の二段開弁圧燃料噴射弁、燃
料噴射ポンプに接続される流入口を有するノズルホルタ
−と、該ノズルホルダーに支持され、且つ下端側に前記
流入口に連通ずる噴射孔を有するノズルボディと、該ノ
ズルボディ内にリフト可能に装着され、且つノズルばね
により前記噴射孔を閉塞する閉弁位置に付勢されたノズ
ルニードルと、該ノズルニードルの上端にこれと一体に
リフトし得るごとく装着されて前記ノズルばねの下端を
支承する可動ばね座と、前記ノズルホルダー内に噴射管
内圧力を受けリフト自在に装着されるセントラルプラン
ジャとからなり、セントラルプランジャの下端面は閉弁
位置における前記可動ばね座の上端面との間に初期リフ
ト用間隔を存して対向するように配置され、該セントラ
ルプランジャには一端かセントラルプランジャの下端面
に開口し他端が前記流入口と連通ずる圧力リーク通路が
設けられ、前記ノズルニードルの初期リフト完了時前記
可動ばね座にて前記圧力リーク通路を閉塞するように構
成したものである。

以下、本発明の一実施例につき第２図を参照して説明す
る。

第２図において、ノズルホルダ２０の下端部にはディス
タンスピース２１を介してノズルボディ２２がリテーニ
ンクナソト２３↓こより支持され。

前記ノズルボディ２２の内部嵌装孔２４にはノズルニー
ドル２５が上下動可能に嵌装しである。前記ノズルボデ
ィ２２の下端には噴射孔２６が形成され、噴射孔２６と
前記嵌装孔２４の下端部との間には流入室２７か形成さ
れている。ノズルニードル２５は噴射管内圧力（流入室
２７内の燃料圧力）に応してリフトするもので、最下端
に位置するときには噴射孔２６を閉塞する。前記ノズル
ニードル２５の上端の頭部ピン２８には可動ばね座２９
が取り付けられ、該可動ばね座２９は前記頭部ピン２８
と共に前記ディスタンスピース２１に形成された中央の
貫通孔３０内に位置している。前記可動ばね座２９には
ノズルばね３１の下端か指示してあり、該ノズルばね３
１は前記ノズルホルダ２０の軸方向略中間部から下端部
に向けて設けられたばね嵌装室３２内に位置し、上端は
前記ばね嵌装室３２の上端に設けた固定ばね座３３に支
持されている。

該ばね嵌装室３２は燃料排出通路（図示省略）を介して
大気圧に開放されている。前記ノズルニードル２５はノ
ズルばね３１により噴射孔を閉塞する方向に付勢されて
いる。前記ノズルホルダ２０の内部にはセントラルプラ
ンジャ３４が上下動可能に嵌装され、該セン１〜ラルプ
ランジヤ３４は略中間部より上端側が下端側より大径と
なって、該大径部３４ａと小径部３４ｂとの境界部分に
鍔状のストッパ３５が、小径部３４ｂの下端側には鍔状
の第２の可動ばね座３６がそれぞれ設けである。

前記セントラルプランジ辛３４はその大径部３４ａが前
記ノズルホルダ２０の嵌装孔３７内に、鍔状のストッパ
３５が前記ノズルホルダ２０の第２嵌装孔３８内に、小
径部３４ｂが前記固定ばね座３３の中央の貫通孔３９内
を通して前記ノズルホルダ２０のばね嵌装室３２内にそ
れぞれ位置している。

尚、前記セントラルプランジャ３４はノズルばね３１の
内側に位置しており、下端が前記第２の可動ばね座３６
に支持され上端が前記固定ばね座３３に支持される戻し
ばね４０により、静止位置に戻される。前記セントラル
プランジャ３４の下端面とノズルニードル２５の上端の
第１の可動はわ座２９の上端面とは、初期リフト用間隔
Ｉ、を存して対向している。また、前記ノズルニードル
２５の上端面と前記ディスタンスピース２１の下端面と
は主噴射リフト用間隔■、ａを存して対向している。

前記セントラルプランジャ３４にはその内部に上−’／
　− 下端が開口する圧力リーク通路４１が穿設してあり、該
圧力リーク通路４１の上端側内側面にはオリフィス４２
が形成されている。前記圧力リーク通路４１は前記ノズ
ルホルダ２０の上端部に設けた流入口４３に連通してお
り、該流入口４３は燃料噴射ポンプ（図示省１１ｉ）に
接続され噴射管内圧力を受けるようになっている。前記
圧力リーク通路４１の下端の開口部は、前記ノズルニー
ドル２５が初期リフト用間隔り分リフトした時、該ノズ
ルニードル２５の上端の第１の可動ばね座２９により閉
塞される。尚、前記流入口４３と前記ノズルニードル２
５の流入室２７との間には、前記ノズルホルダ２０に設
けた通路４４、ディスタンスピース２１に設けた通路４
５及び前記ノズルボディ２２に設けた通路４６を介して
連通している。

次に、上記構成の二段開弁圧燃料噴射弁の作動を説明す
る。

燃料噴射ポンプ（図示省略）から燃料が圧送されると、
該圧送燃料は流入口４３から通路４４．４５及び４６を
通って流入室２７内に流入する。

８− 該流入室２７内への圧送燃料の流入に伴ない、噴射管内
圧力が上昇し、その圧力がノズルニードル２５のプレッ
シャステージ２５ｂに作用する。そして、前記流入室２
７内の圧力が上昇してノズルばね３１の付勢力に打ち勝
つ状態になると（初期噴射開弁圧）、ノズルニードル２
５がノズルばね３１の付勢力に抗して上昇し、該ノズル
ニードル２５のシート面がノズルボディ２２のシート面
２２ａから離れ、噴射孔２６から燃料が噴射される。こ
のとき、ノズルニードル２５が初期リフト用間隔りまで
リフトする間、セントラルプランジャ３４の圧力リーク
通路４１より圧送燃料の一部がリークするため、エンジ
ンが低速（低負荷）で運転しているときの様に燃料の圧
送速度が遅い時には、噴射管内圧力は初期リフト用間隔
り以上リフトさせるのに必要な圧力に達しない。

従って、低速時の噴射率波形は第３図中点線で示すよう
に噴射率は低く噴射時間が長くなるため、燃料の噴射状
態は従来の二段開弁圧燃料噴射弁におけるスロットル噴
射と同じ状態になる。従って燃焼がゆっくりになりアイ
ドル運転時の様に特に騒音が気になるときに、燃焼騒音
の発生を抑えることができる。

又、エンジンが高速（高負荷）で運転しているときの様
に燃料の圧送速度が早い時にはリーク量に比べ圧送量が
極めて多くなるため、噴射管内圧力は初期リフト用間隔
したけリフトさせるのに必要且つ充分な圧力に達する事
ができる。従って、ノズルニードル２５のリフトにイ半
ない圧力リーク通路４１の下端開口部がノズルニードル
２５の上端の第１の可動ばね座２９により閉塞される。

従って、圧力リーク通路４１を通っての燃料のリークが
終わり噴射管内圧力は更に上昇することができる。この
状態は、従来の二段開弁圧燃料噴射弁と同様であり、噴
射管内圧力ＰがＰ＞Ｆ／（Ａｓ−Ａ、　ｃ　）になるま
で上昇すると（主噴射開弁圧）、ノズルニードル２５は
ノズルばね３１とセントラルプランジャ３４を介しての
噴射管内圧力による押圧力の和に抗して、セントラルプ
ランジャ３４と共に主噴射リフト用間隔Ｌａだけリフト
し主噴−】ｊ　− 射状態となり噴射孔２６から燃料が噴射される。

従って、高速時の噴射率波形は第４図中点線で示すごと
く、スロットル噴射時期と主噴射時期とを持つ従来と同
じ様な波形となり、高速時に必要とする出力を得ること
が可能となる。

尚、上記実施例においてはノズル形式をスロットルノズ
ルにした場合を説明したが、これに限らずホールノズル
でもよいことは勿論であり、その他の構成についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差し支
えないものである。

以上のように１本発明によれば、低速時と高速時で噴射
率波形を変えることができ、低速時の騒音の低減と高速
時の出方の確保が可能となる。更に、本発明ニＪ：れば
、燃料圧送終了時のノズルニードル２５が下降するさい
において、主噴射リフト用間隔Ｌ　ａの間はセントラル
プランジャ３４と共にノズルニードル２５が下降し、そ
の後の初期リフト用間隔１．の間は、圧力リーク通路４
１の下端開口が開放されノズルニードル２５のみが下降
するため、圧力リーク通路４１を介して噴射管内圧が急
速に低下する。従って、ノズルニードル２５はノズルば
ねの力だけでも急速に閉弁状態となることができる。こ
れにより、噴射の切れがよくなり排気の有害成分発生防
止が完全となる。これは、従来の二段開弁圧燃料噴射弁
が第３図、第４図に実線で示すような対称に近い噴射率
波形になり、その波形のイ及び口の部分が生じることに
よって噴射の切れが悪く排気の有害成分発生防止が完全
でなかったという欠点も解消できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二段開弁圧燃料噴射弁の縦断面図、第２
図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第３図は低速時
における本発明と従来の噴射率波形図、第４図は高速時
における本発明と従来の噴射率波形図である。 ２０・・ノズルホルダ、２２・・・ノズルボディ。 ２５・・・ノズルニードル、２６・・・噴射孔、２９・
・・可動ばね座、３１・・・ノズルばね、３４・・・セ
ントラルプランジャ、４１・・・圧力リーク通路、４３
・・・流入Ｌｔ− 口 代理人　弁理士　渡部敏彦 ？８開昭ＧＯ−１１９３６１（５） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　燃料噴射ポンプに接続される流入口を有するノズ
   ルホルダーと、該ノズルホルダーに支持され且つ下端側
   に前記流入口に連通する噴射孔を有するノズルボディと
   、該ノズルボディ内にリフト可能に・装着され且つノズ
   ルばねにより前記噴射孔を閉塞する閉弁位置に付勢され
   たノズルニードルと、該ノズルニードルの上端にこれと
   一体にリフトし得るごとく装着されて前記ノズルばねの
   下端を支承する可動ばね座と、前記ノズルホルダ内に噴
   射管内圧力を受けリフト自在に装着されるセントラルプ
   ランジャとからなり、セントラルプランジャの下端面は
   閉弁位置における前記可動ばわ座の上端面との間に初期
   リフト用間隔を存して対向するように配置され、該セン
   トラルプランジャには一端がセントラルプランジャの下
   端面に開口し他端が前記流入口と連通ずる圧力リーク通
   路が設けられ、前記ノズルニードルの初期リフト完了時
   前記可動ばね座にて前記圧力リーク通路を閉塞するよう
   に構成した事を特徴とする二段開弁圧燃料噴射弁。