JPS6212866Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はデイーゼル機関の燃料噴射装置におけ
る燃料噴射ノズルに関するものである。

［従来の技術］ 機関の低速域における排ガス中のスモークや
HCの低域のために、燃料の高圧噴射による高噴
射率化がなされている。一般には燃料を高圧噴射
するには、燃料噴射ノズルの開弁圧を高めればよ
いのであるが、燃料噴射ノズルの開弁圧を高める
と、燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルとを結ぶ噴
射管の燃料圧力（管内圧力）も高められる。すな
わち、低速域で噴射圧力を高めると、高速域で管
内圧力が必要以上に高くなるので、燃料噴射ポン
プの駆動トルクが大きくなり、燃料噴射ポンプの
耐久性に悪影響を及ぼすばかりでなく、機関の排
ガス中のNOxの濃度が高くなるという問題があ
る。

従来、噴射管の燃料圧力（管内圧力）を規定の
値以下に保持するために、例えば特開昭57−
129250号公報に示されるように、噴射管の途中に
噴射管の燃料圧力を外部へ逃す逃し弁を設けたも
のが提案されているが、これは燃料噴射ポンプと
燃料噴射ノズルとを接続するかなり長い噴射管に
配置される関係上、逃し弁とノズルの噴口との間
の容量や流体抵抗の影響を受け、噴射圧力の制御
精度が必ずしも十分なものでなく、噴射特性が安
定しないという嫌いがある。

［考案が解決しようとする問題点］ そこで、本考案の目的はノズルホルダの上部に
噴射率制御弁を設け、低速域での排ガス中のスモ
ークやHCを低減するとともに、高速域での最大
燃料噴射率および最高管内圧力を抑え、全速度域
に亘つて良好な燃焼が得られる、噴射率制御用燃
料噴射ノズルを提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成は内
燃機関の燃焼室へ所定の噴射圧力で燃料を噴射す
る燃料噴射ノズルのノズルホルダ上部の円筒部に
設けた噴射率制御弁が、前記円筒部の内部を燃料
噴射ノズルの燃料溜室に連なる高圧室と燃料タン
クに連なる低圧室とに区画する弁箱と、前記弁箱
を貫通する円筒孔の周壁に一端が開孔し、他端が
前記低圧室に開孔する連通路と、前記円筒孔に摺
動可能に嵌挿されかつ前記連通路の開閉により前
記高圧室と前記低圧室とを連通・遮断する弁体
と、前記連通路の端部を閉鎖する方向へ前記弁体
を付勢する付勢部材とからなり、前記付勢部材の
付勢力を前記高圧室に作用する前記所定の噴射圧
力よりも僅かに大きく設定したものである。

［作用］ ノズルホルダ１５の円筒部３０に、弁箱１７と
弁体１６で代表される噴射率制御弁が備えられ
る。通路６からノズル１１の燃料溜室へ送られる
燃料圧力がばね１９およびシム１により設定され
る所定の値を超えると、高圧室７から弁体１６に
作用する燃料圧力により弁体１６がばね１９の力
に抗して押し上げられ、高圧室７が開孔端５ａ、
連通路５を経て低圧室１８へ接続され、通路６の
圧力の一部が燃料タンクへ逃がされる。

したがつて、機関の低速域で噴射圧力を高めて
燃料の高噴射率化を図ることができるとともに、
機関の高速域で燃料噴射圧力が異常に高くなる
と、上述のようにノズルへの燃料圧力が噴射率制
御弁を経て低圧室へ解放されるので、燃料噴射ポ
ンプの負担増や排ガスへの悪影響が回避される。

［考案の実施例］ 第１図に示すように、燃料噴射ノズルはノズル
ホルダ１５の下端部に円筒状の室３５が形成さ
れ、この下端部に接続体９を介してノズル１１の
大径部分が衝合され、これらに外嵌する袋ナツト
ないし押えナツト１０をノズルホルダ１５に螺合
して結合される。そして、噴口１２を有するノズ
ル１１の先端部が押えナツト１０から外部へ突出
される。室３５に収容したばね１３によりノズル
１１の内部に嵌装された公知の針弁（図示せず）
が押し下げられ、通常は噴口１２が通路６から遮
断されている。

ばね１３は針弁に係合されるばね座８と室３５
の内端部に衝合されるシム３３との間に介装され
る。室３５は通路１４および後述する通路を経て
燃料タンク側へ接続される。また、通路６の先端
は公知のノズル１１の先端部に形成した燃料溜室
へ連なり、基端は接続体１５ａに接続される公知
の噴射管を介して燃料噴射ポンプの吐出口、詳し
くは送出弁の出口に接続される。このような構成
は従来のものとほぼ同様である。

本考案によれば、ノズルホルダ１５の室３５の
上側に、弁箱１７と弁体１６で代表される噴射率
制御弁が備えられる。このため、ノズルホルダ１
５の上端側に円筒部３０が設けられ、この円筒部
３０の内部に弁体１６を備えた弁箱１７を中間に
嵌合することにより、弁箱１７の下側に高圧室７
が、弁箱１７の上側に低圧室１８がそれぞれ形成
される。低圧室１８の内部には弁体１６を高圧室
７の方へ付勢するばね１９と、ばね１９のセツト
荷重を調整するシム１が配されかつスリーブ３を
螺合して固定される。このスリーブ３の上端には
押えナツト２が螺合され、これと一体をなす接続
体２ａに戻し管が接続され、低圧室１８が燃料タ
ンクへ接続される。

第２図に示すように、弁箱１７には前述した通
路１４と低圧室１８とを結ぶ通路２１が備えられ
るとともに、中心に円筒孔２０が形成され、これ
に弁体１６が嵌装される。円筒孔２０の周壁に
は、低圧室１８と円筒孔２０とを連通・遮断する
連通路５の開孔端５ａが穿設される。弁体１６は
円筒孔２０の内部を摺動すると同時に、この弁体
１６の移動により開孔端５ａを開閉することによ
り、高圧室７と低圧室１８とが連通・遮断され
る。

第１図に示すように、弁箱１７の下側に区画さ
れた高圧室７は通路６と接続される。弁体１６の
上端部にばね座４が係合され、これと低圧室１８
の上端部に配置した環状のシム１との間にばね１
９が介装される。このばね１９により弁体１６が
押し下げられ、連通路５の開孔端５ａが閉鎖さ
れ、高圧室７と低圧室１８とが遮断される。

第３図に示す実施例では、弁箱１７としてノズ
ル１１の内部に構成される公知の噴射弁と共通の
ものを用いたものである。すなわち、弁箱１７に
は弁体１６を嵌合する円筒孔２０の下端部に径外
方に拡がりをもつ燃料溜室３１が形成され、この
下側に円錐形の弁座２０ａが形成される。弁体１
６は上端部にばね座４を一体に形成され、下端部
に弁座２０ａに衝合する円錐部を備えられる。そ
して、燃料溜室３１が連通路５を経て低圧室１８
と接続される。室３５と低圧室１８を接続する通
路２１が弁箱１７に設けられるのは第２図に示す
実施例の場合と同様である。

次に、本考案装置の作動について説明する。燃
料噴射ポンプから通路６を経てノズル１１へ圧送
される燃料の圧力が上昇すると、針弁がばね１３
の力に抗して押し上げられ、燃料が噴口１２から
機関のシリンダへ噴射される。通路６の燃料圧力
は高圧室７へ加えられ、弁体１６に圧力を及ぼ
す。しかし、弁体１６を付勢するばね１９のセツ
ト荷重はノズル１１の針弁の開弁圧よりもはるか
に高くしてあるので、針弁が開いても通常は弁体
１６が移動することはない。

通路６からノズル１１の燃料溜室へ送られる燃
料圧力がばね１９およびシム１により設定される
所定の値を超えると、高圧室７から弁体１６に作
用する燃料圧力により弁体１６がばね１９の力に
抗して押し上げられ、高圧室７が開孔端５ａ，連
通路５を経て低圧室１８へ接続され、通路６の圧
力が燃料タンクへ解放される。

噴射率を低下させる領域は、噴射率制御弁の開
弁圧力、リフト面積およびスロツトルリフトｌに
より決まる。通路６の圧力は弁体１６のリフトに
より変化し、これに応じて開孔端５ａの面積は第
４図に実線で示すように変化し、通路６の燃料圧
力が所定の値を超えると、開孔端５ａの面積が最
大となるように調整される。弁体１６のリフトに
対する開孔端５ａの面積の特性は、ばね１９の端
部とスリーブ３との間に介装するシム１を交換す
ることにより任意に調整することができる。

本考案による燃料噴射ノズルの実験結果によれ
ば、第５図に実線で示すように、破線で示す従来
例に比べて、機関の低速域における燃料噴射率が
抑えられる。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、従来の燃料噴射ノズル
のノズルホルダに噴射率制御弁を設けたものであ
るから、ノズルホルダを交換するだけで従来のノ
ズルはそのまま利用することができる。そして、
高噴射率化のために燃料の高圧噴射を行つても、
燃料圧力を所定の値以下に抑えることができるの
で、燃料噴射ポンプの過負荷運転を防止し、燃料
噴射ポンプにおけるプランシヤを駆動するカムの
耐久性が向上されるとともに、機関の排ガス対策
を実現することができる。すなわち、低速域では
噴射圧力の高圧化によりスモークおよびHCの低
減を図るとともに、高速域ではNOxの濃度を低
減することができる。

また、弁体１６により通路６の圧力が解放され
るまでのリフトｌにより、ばね１９および低圧室
１８に充填されている燃料のダンパ効果が作用し
て燃料圧力をほぼ平坦にカツトすることができ
る。

さらに、燃料噴射ポンプ（例えば分配型燃料噴
射ポンプのプランジヤ室）から燃料圧力を逃すよ
うにした従来の装置に比べて、ノズルの噴口に近
いところで管内圧力を制御できるので、それだけ
噴射管における圧力の脈動などの影響が排除さ
れ、噴射率の制御精度が向上し、安定した噴射特
性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る噴射率制御用燃料噴射ノ
ズルの正面断面図、第２図は同装置の噴射率制御
弁についての拡大断面図、第３図は本考案の変更
実施例に係る噴射率制御弁の正面断面図、第４図
は噴射率制御弁のリフトとノズル噴口の面積との
関係を示す線図、第５図は本考案による噴射率制
御用噴射ノズルの特性についての実験結果を表す
線図である。 １……シム、５……連通路、５ａ……開孔端、
６……通路、７……高圧室、１８……低圧室、１
１……ノズル、１５……ノズルホルダ、１６……
弁体、１７……弁箱、１９……ばね、２０……円
筒孔、３０……円筒部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関の燃焼室へ所定の噴射圧力で燃料を噴
   射する燃料噴射ノズルのノズルホルダ上部の円筒
   部に設けた噴射率制御弁が、 前記円筒部の内部を燃料噴射ノズルの燃料溜室に
   連なる高圧室と燃料タンクに連なる低圧室とに区
   画する弁箱と、 前記弁箱を貫通する円筒孔の周壁に一端が開孔
   し、他端が前記低圧室に開孔する連通路と、 前記円筒孔に摺動可能に嵌挿されかつ前記連通路
   の開閉により前記高圧室と前記低圧室とを連通・
   遮断する弁体と、 前記連通路の端部を閉鎖する方向へ前記弁体を付
   勢する付勢部材とからなり、 前記付勢部材の付勢力を前記高圧室に作用する前
   記所定の噴射圧力よりも僅かに大きく設定したこ
   とを特徴とする噴射率制御用燃料噴射ノズル。