JPS61101666A - 燃料噴射装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はディーゼルエンジン等の内燃機関に用いる燃料
噴射装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 一般にディーゼルエンジンにおいて燃焼騒音を低減する
ための手段としてパイロット噴射（予備噴射）を行うこ
と、即ち総噴射量のうちの一部を主噴射に先行して噴射
（パイロット噴射）シ、該先行噴射燃料が着火すること
により気筒内温環を十分に高めた後、残りの燃料を噴射
するようにすることが有効であることは知られている。

斯かるパイロット噴射機能をもたせた燃料噴射弁のノズ
ルは従来、スロットルノズル、即ちノズルニードルのリ
フト初期では噴射量を絞り、リフト終り付近で隙間を広
くして必要量の燃料が噴射されるように構成されたノズ
ルであった。

しかし、スロットルノズルは経時に伴うカーボン詰まり
によるスロットル面積の変化が大きくなるため噴射率波
形が大きく変化してしまい、従って、安定した予備噴射
を行えないという問題がある。

第６図はスロットルノズルの流量特性をロタ流量値とリ
フトとの関係で示す線図であり、同図中実線は新規な状
態を且つ破線は経時後の状態を夫々示す。又、第７図は
ビントルノズルの流量特性をロタ流量値とリフトとの関
係で示す線図であり、同図中実線は新規な状態を且つ破
線は経時後の状態を夫々示す。

尚、第６図及び第７図に示す流量特性の計測方法は、ノ
ズルニードルを少し宛リフトし得る機構を用い、ロタ流
量計を介して噴孔に空気を吹き込み計測するものであり
、スロットルノズルは第６図に示す如くリフトに対して
ロタ流量値は連続する一直線状には変化せず途中におい
て流量変化が休止する特性を有するのに対して、ビント
ルノズルは第７図に示す如くリフトに対してロタ流量値
が連続して一直線状に変化する特性を有している。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長期に亘っ
て安定した予備噴射を行えるようにした燃料噴射装置を
提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するため本発明においては、燃料
圧送用プランジャの先端面にプランジャ加圧室を介して
ドッジプランジャを対向配設し前記プランジャ加圧室の
圧力が前記ドッジプランジャをプランジャ加圧室側に付
勢する付勢手段のセット圧に打ち勝った時、前記ドソジ
プランジャが変位することにより前記プランジャ加圧室
の体積を増加するようにした燃料噴射ポンプと、スロッ
トル部のない燃料噴射弁とから構成したものであり、又
、燃料圧送用プランジャの先端面にプランジャ加圧室を
介してドッジプランジャを対向配設し前記プランジャ加
圧室の圧力が前記ドッジプランジャをプランジャ加圧室
側に付勢する付勢手段のセット圧に打ち勝った時、前記
ドッジプランジャが変位することにより前記プランジャ
加圧室の体積を増加するようにした燃料噴射ポンプと、
スロットル部のないノズルを有し噴射初期にはノズルニ
ードルのリフトを小さく制限した初期噴射行程を作りそ
れに続く主噴射ではノズルニードルのリフトを最大とし
た主噴射行程を作る二段開弁圧型燃料噴射弁とから構成
したものである。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図乃至第４図を基に本発明の一実施例を説明
する。第１図は本発明の燃料噴射装置の要部植成を示し
、同図中１は燃料噴射装置で、燃料噴射ポンプ２と燃料
噴射弁３とからなる。燃料噴射ポンプ２は分配型で、そ
のハウジング４のヘッド部４ａの内部には燃料圧送用プ
ランジャ５が往復動自在に挿入されている。該プランジ
ャ５の軸線延長上に位置して前記ヘッド部４ａの外側面
には円筒状のボデー６が突設されている。該ボデー６は
第２図に示す如く一端が閉塞され且つ他端が開口する短
軸円筒状の第１ボデー素体６ａの他端側内周面に面端面
が開口する短軸円筒状の第２ボデー素体６ｂの一端側外
周面を螺装連結してなり。

前記第１ボデー素体６ａの一端側外周面が前記ヘッド部
４ａの取付孔７の内周面に螺装固定されている。

前記第１ボデー素体６ａの一端面と前記プランジャ５の
先端面との間にプランジャ加圧室８が画成されており、
該プランジャ加圧室８は、前記第１ボデー素体６ａの一
端壁中央の連通孔９を介して該第１ボデー素体６ａ内と
連通している。

前記第１ボデー素体６ａの一端壁内側面と第２ボデー素
体６ｂの一端との間には、第１ボデー素体６ａ側から第
２ボデー素体６ｂ側に向かって順次第１スペーサ１０、
シリンダ１１及び第２スペーサ１２が互いに重合した状
態にして挾持されている。

前記第１スペーサ１０の中央には前記述通孔９と前記シ
リンダ１１内とを連通ずる連通孔１３が穿設されている
。前記シリンダ１１内にはドッジプランジャ１４が摺動
自在に嵌装されている。該ドッジプランジャ１４は前記
シリンダ１１内に径嵌合された主体１４ａの一端に段付
小径部１４ｂを設けると共に他端に軸部１４ｃを突設し
てなり、該軸部１４ｃは前記第２スペーサ１２の中央の
透孔１５内を摺動自在に介して該第２スペーサ１２の大
径孔１６内方に延出し、該延出端には可動ばね受部材１
７が取り付けられている。

前記ドッジプランジャ１４の先端面は前記プランジャ加
圧室８．連通孔９，１３を介して前記燃料圧送用プラン
ジャ５の先端面と対向している。

前記ドッジプランジャ１４は付勢手段１８により前記プ
ランジャ加圧室８側（第２図中左側）に付勢されている
。該付勢手段１８はコイルばね１８ａからなり、該ばね
１８ａは前記可動ばね受部材１７と固定ばね受部材であ
るアジヤスティングスクリュー１９との間に介装され、
該アジヤスティングスクリュー１９は前記第２ボデー素
体６ｂの他端側内周面に螺装されている。前記アジヤス
ティングスクリュー１９は前記ばね１８ａのセット圧を
セットするもので、その軸心内部には通気孔２０が穿設
されている。

前記プランジャ加圧室８内の圧力が前記付勢手段１８の
付勢力より低い状態においては前記ドッジプランジャ１
４の主体１４ａの他端面と第２スペーサ１２との間に全
リフト用間隙りを存している。そして、前記プランジャ
加圧室８内の圧力が付勢手段１８の付勢力に打ち勝った
時、前記ドッジプランジャ１４の先端面とプランジャ加
圧室８との間に該プランジャ加圧室８と連通ずる空間部
が形成される。

一方、前記燃料噴射弁３は第３図に示す如くノズルホル
ダ２１の先端部にリテーニングナツト２２にて固定され
たノズル２３を有している。該ノズル２３は、ノズルボ
ディ２４と、該ノズルボディ２４内に上下動自在に嵌装
されたノズルニードル２５とからなり、該ノズルニード
ル２５は第４図に示す如くスロットル部のないビントル
型で、前記ノズルニードル２５の上下動に伴い前記ノズ
ルボディ２４の下端面中央の噴孔２６の開口面積を可変
し得るものである。

前記ノズルボディ２４内の油溜り２７内に前記ノズルニ
ードル２５のプレッシャステージ２８が位置しており、
前記油溜り２７は、前記ノズルボディ２４に設けられた
フィードホール２９、集油溝３０及びノズルホルダ２１
に設けられたフィードホール３１を介して該ノズルホル
ダ２１の側面の燃料入口３２に連通し、該燃料人口３２
は、第１図に示す如くホース３３を介して前記燃料噴射
ポンプ２のデリバリバルブ３４の吐出口に接続されてい
る。前記ノズルニードル２５の上端面のニードルジャー
ナル部３５はプレッシャピン３６の下端部に嵌着されて
いる。該プレッシャピン３６の上端にこれと一体に設け
たばね受部３７とアジヤスティングスクリュー３８の下
端面との間には、前記ノズルニードル２５を閉弁方向（
図中下方向）に付勢する付勢手段であるコイル状のノズ
ルばね３９が介装されている。尚、第３図中４０はキャ
ップナツト、４１はホロウスクリユー、４２はオーバー
フローニップルである。

（作用） 次に、上記構成になる本発明の燃料噴射装置１の作用を
説明する。燃料圧送用プランジャ５は内燃機関（図示省
略）と同期して回転運動を行い、又同時に図示しないフ
ェイスカムによって図中左右方向への往復運動を行う。

その往復運動において、前記プランジャ５が図中左方に
移動する吸入行程にある時は、該プランジャ５に刻設さ
れた吸入スリット５ａとハウジング４のヘッド部４ａに
穿設された吸入孔４ｂとが連通し、ハウジング４のポン
プ室４３内の燃料をプランジャ加圧室８内に導入する。

又、前記燃料圧送用プランジャ５が図中右方に移動する
吐出行程にある時は、該プランジャ５の軸心内部に穿設
された孔５ｂを介してプランジャ加圧室８内と連通ずる
プランジャ５の吐出ボート５ｃと、ハウジング４のヘッ
ド部４ａに穿設された吐出孔４ｃとが連通し、プランジ
ャ加圧室８内の燃料をデリバリバルブ３４及びホース３
３を介して燃料噴射弁３の燃料入口３２からフィードホ
ール３１→集油溝３０→フイードホール２９の経路で油
溜り２７内へ導入する。そして、該油溜り２７内の燃料
圧力がノズルニードル２５のプレッシャステージ２８に
作用してばね３９の付勢力に打ち勝つと、該ノズルニー
ドル２５は全リフト用間隙Ｌ１の範囲で上昇してそのシ
ート部２５ａがノズルボディ２４のシート部２４ａから
離間することにより、噴孔２６から燃料が噴射され、こ
の後、前記油溜り２７内の圧力が低下するとばね３９の
付勢力にてノズルニードル２５は下降してそのシート部
２５ａがノズルボディ２４のシート部２４ａに密着する
ことにより燃料噴射が停止する。

前記プランジャ５の吐出行程の際、プランジャ加圧室８
内の圧力が上昇し、該プランジャ加圧室８内の圧力によ
るドッジプランジャ１４に対する反プランジャ加圧室８
側への付勢力（開弁圧）に打ち勝った時、ドッジプラン
ジャ１４は全リフト用間隙りの範囲で反プランジャ加圧
室８側へ移動し、該移動した分だけプランジャ加圧室８
の体積が増加し、これにより該プランジャ加圧室８内の
圧力が低下し、該圧力の低下に伴い、前記燃料噴射弁３
の油溜り２７内の圧力が低下し、ノズルニードル２５が
下降閉弁する。即ち、前記ドッジプランジャ１４がリフ
トするまでの間における油溜り２７内の圧力にてノズル
ニードル２５が上昇開弁じて燃料噴射（パイロット噴射
）を行い、その後の圧力上昇に伴うドッジプランジャ１
４のリフトによる油溜り２７内の圧力低下によりノズル
ニードル２５が下降閉弁して燃料噴射を休止し、その後
更に圧力上昇することにより再びノズルニードル２５が
上昇開弁して燃料噴射（主噴射）を行うものである。

しかして、燃料噴射弁３のノズル２３は、そのノズルニ
ードル２５がスロットル部のないビントル型であって、
ノズルニードル２５が噴射毎に噴孔２６の中を上下運動
するため、丁度噴孔２６を常時掃除しているような状態
となり、噴孔２６がカーボンで詰まるという不具合は発
生し難い。従って長期に亘って安定したパイロット噴射
を得ることができるものである。

（他の実施例） 次に、第５図を基に本発明の他の実施例を説明する。尚
１本実施例において、上述の実施例と同一部分には、図
面に同一符号を付して説明する。

即ち、この第５図に示す実施例は、燃料噴射弁３のノズ
ルニードル２５を閉弁方向に付勢する付勢手段として、
ノズルばね３９の他に第２のコイル状のノズルばね４４
を設けると共に、ブツシュロッド４５を設けた点のみが
、上述の第１図乃至第４図の実施例と異なるものである
。前記第２のノズルばね４４は、前記キャップナツト４
０の内方に設けたアジヤスティングスクリュー４６の下
端面と、前記ブツシュロッド４５の上端面のばね受部材
４７との間に介装され、該ブツシュロッド４５の下端面
は前記ノズルニードル２５のニードルジャーナル部３５
に嵌着されたプレッシャピン３６ａ上端の可動ばね受部
材３７ａの上面に突設された突起３７ｂの上端面と、初
期リフト用間隙Ｌ２を存して対向している。そして、油
溜り２７内の圧力が第１の（図中下側の）ノズルばね３
９の付勢力に打ち勝つとノズルニードル２５は初期リフ
ト周間隙Ｌ２分だけ上昇開弁し、この後更に油溜り２７
内の圧力が、第１のノズルばね３９と第２のノズルばね
４４との合力に打ち勝つと、ノズルニードル２５は更に
上昇して全リフト用間隙Ｌ１分だけ上昇開弁するもので
ある。

尚、この第５図の実施例におけるその他の構成及び作用
は上述した第１図乃至第４図の実施例と同一である。

但し、ノズルニード２５が動いている間においては、該
ノズルニードル２５のリフトを初期リフトに押えておく
ことができることによって噴孔面積が広がらないように
機械的に押えられ、従って噴射管内圧力が下がれば直ち
にノズルニード２５は閉弁して燃料噴射休止状態を確実
に得られるという特有の効果を奏し得るものである。

本発明における燃料噴射弁としては、第８図に示す構造
の二段開弁圧型燃料噴射弁でも実施可能である。この第
８図において第５図と同一機能部分には同一符号を付し
である。

（発明の効果） 上述の如く本発明の燃料噴射装置の第１は、燃料圧送用
プランジャの先端面にプランジャ加圧室を介してドッジ
プランジャを対向配設し前記プランジャ加圧室の圧力が
前記ドッジプランジャをプランジャ加圧室側に付勢する
付勢手段のセット圧に打ち勝った時、前記ドッジプラン
ジャが変位することにより前記プランジャ加圧室の体積
が増加するようにした燃料噴射ポンプと、スロットル部
のないの燃料噴射弁とからなり、又第２は燃料圧送用プ
ランジャの先端面にプランジャ加圧室を介してドッジプ
ランジャを対向配設し前記プランジャ加圧室の圧力が前
記ドッジプランジャをプランジャ加圧室側に付勢する付
勢手段のセット圧に打ち勝った時、前記ドッジプランジ
ャが変位することにより前記プランジャ加圧室の体積が
増加するようにした燃料噴射ポンプと、スロットル部の
ないノズルを有し噴射初期にはノズルニードルのリフト
を小さく制限した初期噴射行程を作りそれに続く主噴射
ではノズルニードルのリフトを最大とした主噴射行程を
作る二段開弁圧型燃料噴射弁とからなるものである。

従って、長期に亘って安定した予備噴射を行うことがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
本発明の燃料噴射装置の要部構成図、第２図はドッジプ
ランジャ部分の拡大断面図、第３図は燃料噴射弁の断面
図、第４図はノズル先端部分の拡大断面図、第５図は本
発明の他の実施例を示す燃料噴射弁の断面図、第６図は
スロットルノズルの流量特性線図、第７図はビントルノ
ズルの流量特性線図、第８図は本発明の更に別の実施例
を示す燃料噴射弁の断面図である。 １・・・燃料噴射装置、２・・・燃料噴射ポンプ、３・
・・燃料噴射弁、５・・・燃料圧送用プランジャ、８・
・・プランジャ加圧室、１４・・・ドッジプランジャ、
１８・・・付勢手段、１８ａ・・・コイルばね、２３・
・・ノズル、２６・・・噴孔、３９・・・第１のノズル
ばね、４４・・・第２のノズルばね。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　燃料圧送用プランジャの先端面にプランジャ加圧
   室を介してドッジプランジャを対向配設し前記プランジ
   ャ加圧室の圧力が前記ドッジプランジャをプランジャ加
   圧室側に付勢する付勢手段のセット圧に打ち勝った時、
   前記ドッジプランジャが変位することにより前記プラン
   ジャ加圧室の体積を増加するようにした燃料噴射ポンプ
   と、スロットル部のない燃料噴射弁とからなる燃料噴射
   装置。
2. ２．　燃料圧送用プランジャの先端面にプランジャ加圧
   室を介してドッジプランジャを対向配設し前記プランジ
   ャ加圧室の圧力が前記ドッジプランジヤをプランジャ加
   圧室側に付勢する付勢手段のセット圧に打ち勝った時、
   前記ドッジプランジャが変位することにより前記プラン
   ジャ加圧室の体積を増加するようにした燃料噴射ポンプ
   と、スロットル部のないノズルを有し噴射初期にはノズ
   ルニードルのリフトを小さく制限した初期噴射行程を作
   りそれに続く主噴射ではノズルニードルのリフトを最大
   とした主噴射行程を作る二段開弁圧型燃料噴射弁とから
   なる燃料噴射装置。