JPS61135979A - デイ−ゼル機関の燃料噴射弁 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ディーゼル機関の燃料噴射弁に関する。

〈従来の技術〉 従来のディーゼル機関の燃料噴射弁としては、例えば、
第３図に示すようなものがある（ＳＡＥｐａｐｅｒ　８
１０４７９参照）。

図において、ノズルボディ１内には針弁２が上下方向摺
動自由に嵌挿され、この針弁２が上下動することによっ
てノズルボディ１先端部に穿設された噴孔から燃料が噴
射される。針弁２はブツシュロッド３を介してスプリン
グ４により閉弁方向に付勢され、ブツシュロッド３頂壁
には所定の間隙をもってセントラルプランジャ５が上下
動自由に配設されている。また、セントラルプランジャ
５の上方に形成された圧力室６とノズルボディ１゜針弁
２間に形成された図示しない燃料溜まりとが燃料ｉｔ￥
ｌ路７によって連通している。

そして、図外の燃料噴射ポンプのプランジャの往復動に
より圧送される燃料が、この燃料溜まり内に導入されて
燃料の圧力上昇により針弁２が図で上昇してブツシュロ
ッド３がセントラルプランジャ５に当接して、その後は
針弁２はセントラルプランジャ５を圧力室６内の燃料圧
力に抗して押し上げつつ上昇するので、針弁２の上昇は
抑制される。

このため実質噴孔面積の拡大が抑制されるので、燃料噴
射ポンプから圧送される燃料圧力が比較的低い低負荷域
での噴射圧が高められるので、噴霧の微粒化が促進され
、黒煙やＨＣの発生量が低減されるという特徴がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の燃料噴射弁にあっては
、低負荷域での特性向上を図って針弁２の開弁動作を十
分に抑制させるために針弁２とセントラルプランジャ５
との夫々の受圧面積との比を１：１に近づけると、高負
荷域での燃料噴射期間が長くなり過ぎ、燃焼性が悪化し
て黒煙の多発や燃費の悪化を招いていた。

また、このタイプの噴射弁は、噴孔部がビントル型ある
いはスロットル弁型の場合は、噴射初期に針弁２先端に
設けられたビンが噴孔内に入り込んで噴孔面積を絞るの
で、噴霧の微粒化が高められるが、多噴孔のホール型の
場合は噴孔面積を絞ることはないため、針弁２の開弁速
度を抑制して噴射圧を高めようとしても噴霧の微粒化は
効果的に行われないという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、開弁圧力の異なる同軸２重針弁機構として全運転領域
で良好な燃焼を行わせ、ＨＣ及び黒煙を減少させると共
に、燃費の向上を図れるディーゼル機関の燃料噴射弁を
提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため本発明は、ノズルボディ先端部の中心軸から相
対的に遠い側と近い側とに夫々開口面積が相対的に小さ
な１以上の第１噴孔と、開口面積が相対的に大きな１以
上の第２噴孔とを形成すると共に、前記ノズルボディ内
に嵌挿され燃料圧力を受けて移動することにより前記第
１噴孔を開閉自由な中空状の第１針弁と、該第１針弁の
空洞内に嵌挿され、同じく燃料圧力を受けて移動するこ
とにより前記第２噴孔を開閉自由な第２針弁とを設け、
かつ第１針弁の中間部分外周壁に形成された受圧面を経
由して第１針弁先端部に通じるように形成された第１燃
料通路と、該第１燃料通路の第１針弁先端部近傍と第２
針弁の中間部外周壁に形成された受圧面とを結んで形成
された第２燃料通路と、第１針弁を閉弁方向に付勢する
第１リターンスプリングと、第２針弁を第１針弁の閉弁
付勢力より大きな力で閉弁方向に付勢する第２リターン
スプリングとを設けた構成とする。

く作用〉 かかる構成により、低負荷時は第１針弁のみが開いて開
口面積小の第１噴孔から噴射された燃料の微粒化が促進
され、黒煙、ＨＣの発生が低減されると共に、高負荷時
には燃料圧力が上昇して第２針弁も開弁じ、開口面積大
の噴孔から燃料が噴射されるので、燃料噴射期間の増大
が抑制され、黒煙の発生、燃費の悪化を防止できる。

また、燃料圧力が第２燃料通路により噴孔近傍部を経由
して第２針弁の受圧面に伝播するため、噴孔近傍の燃料
圧力を十分高めた状態で第２針弁が開かれるため、第２
噴孔からの噴霧性状も良好で、かつ、中負荷域で第２針
弁が微小量リフトして液だれを生じること等も防止され
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。

第１の実施例を示す第１図において、ノズルボディ１１
の先端（図中下端）部には中心軸から相対的に遠い外周
側に低負荷時用の小径の第１噴孔１２が複数個開口され
、同じく中心軸から相対的に近い内周側に高負荷時用の
大径の第２噴孔１３が複数個開口されている。

かかる噴孔を有したノズルボディ１１内には、第１噴孔
１２を開閉させる中空状の第１針弁１４が嵌挿され、該
第１針弁１４の空洞内には第２噴孔１３を開閉させる第
２針弁１５が嵌挿されている。

ノズルボディ１１の頂壁にコンタクトピース１６を介し
て中空のハウジング１７が接合され、該ハウジング１７
内に一対のリテーナ１８．１９を介して第１針弁１４を
閉弁方向に付勢する第１リターンスプリング２０が嵌挿
されると共に、一対のリテーナ２１．２２を介して第２
針弁１５を閉弁方向に付勢する第２リターンスプリング
２３が嵌挿されている。

ここで、第１針弁１４は低負荷時の比較的低い燃料圧力
で開弁じ、第２針弁１５は高負荷時の高い燃料圧力で開
弁するように第１リターンスプリング２０及び第２リタ
ーンスプリング２３のセット荷重を設定しである。

また、ハウジング１７．コンタクトピース１６．ノズル
ボディ１１に、第１針弁１４の中間部分外周壁に形成さ
れた受圧面１４ａを経由して第１針弁１４の先端部に通
じるように第１燃料通路２４が形成されると共に、該第
１燃料通路２４の第１針弁１４先端部近傍から該第１針
弁１４先端部近傍に内・外周壁を連通して複数箇所形成
された連通孔２５ａ及び第１針弁１４内周壁と第２針弁
１５外周壁との間隙を経て第２針弁１５の中間部外周壁
に形成された受圧面１５ａに通じる第２燃料通路２５が
形成される。

次に、かかる第１実施例の作用を説明する。

図示しない燃料噴射ポンプから燃料の圧送が開始される
と、燃料の圧力上昇は第１燃料通路２４を介して第１針
弁１４の受圧面１４ａに作用し、次いで、ノズルボディ
１１先端部近傍から第２燃料通路２５を介して第２針弁
１５の受圧面１５ａに作用する。

前記したようにミ第１針弁１４の開弁圧は、第２針弁１
５の開弁圧より低く設定されているので、始めに第１針
弁１４が図中上昇する。これにより、第１噴孔１２が開
き、噴射が始まる。

噴射量が少ない低負荷時には、第１燃料１ｔｌｉ路２４
の下端、即ち、第１噴孔１２近くの燃料圧力は十分には
上昇しないので、第２針弁１５は閉弁状態に保持される
。

この場合、噴射圧は比較的低いが、第１噴孔１２を小径
として開口面積を小さくしているので、噴霧速度が増大
して燃料の微粒化が促進され、これにより燃焼性が向上
して黒鉛、ＨＣの生成量を効果的に低減できる。

一方、高負荷域では、噴射量の増大に伴って噴射圧力が
上昇し、第２燃料通路２５を介して第２針弁１５の受圧
面１５ａに作用する圧力が第２針弁１５の開弁圧を超え
ると、第２針弁１５も上昇して第２噴孔１３も開かれる
。

そして、高負荷時には、噴射圧力は十分高められている
ため、燃料は開口面積の大きな第２噴孔１３から燃焼室
内圧力が高い間に短時間で噴射を完了し、これにより燃
焼圧力、温度が増大して高出力が得られ、黒煙の発生を
効果的に防止できると共に、燃費を向上できる。

尚、高負荷域では、噴射圧が十分上昇すること、燃焼室
内の火炎容積が大きいこと等から開口面積大の第２噴孔
１３からの噴霧がＨＣを増大させることはない。

さらに本発明では、第２燃料通路２５の入口を第１１Ｉ
ｌｉｔ孔１２近くに設けているため、第２針弁１５の受
圧面１５ａでは噴孔近傍の圧力が作用し、実噴射圧が確
実に上昇するまでは第２針弁１５の開弁は確実・　に抑
えられる。

したがって、例えば第２燃料通路を受圧面１４ａと受圧
面１５ａとを直結するように第１針弁１４壁を貫通して
設けた場合に、受圧面１５ａに作用する燃料圧力が第１
噴孔１２近傍の噴射圧より高いことにより中負荷時にお
いて第２針弁１５が僅かにリフトすることを確実に防止
でき、該微小リフトによる燃料だれに伴うＨＣの発生も
防止できる。

第２図は、第２の実施例を示す。第１実施例と異なるの
は第２燃料通路２６が第１針弁１４内部を軸方向に形成
して設けられている点である。その他の構成は第１実施
例と同様であり、したがって、作用、効果も同様である
。

但し、第２燃料通路の加工は、第１実施例の方が容易で
ある。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、開口面積小の噴孔
を開閉する第１針弁と、開口面積大の大２噴孔を開閉す
る第２針弁を備え、第１針弁の開弁圧を第２針弁の開弁
圧より低く設定する一方、第２針弁の受圧面に噴孔入口
の近傍の燃料圧力を作用させるように燃料通路を設けた
構成としたため、噴射圧の低い低負荷域では第１針弁の
みが開いてＨＣ発生量を低減でき、噴射圧の高い高負荷
域では第２針弁を開いて燃費、出力を向上でき、さらに
、第２針弁の微小リフトを防止して燃料だれによるＨ　
Ｃの発生を良好に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）は本発明の第１の実施例を示す断面図、同
図０は同じく底面図、第２図（２）は本発明の第２の実
施例を示す断面図、同図［Ｆ］は同じく底面図、第３図
は従来のディーゼル機関の燃料噴射弁の一例を示す断面
図である。 １１・・・ノズルボディ　　１２・・・第１噴孔　　１
３・・・第２噴孔　　１４・・・第１針弁　　１４ａ・
・・受圧面１５・・・第２針弁　　１５ａ・・・受圧面
　　２０・・・第１リターンスプリング　　２３・・・
第２リターンスプリング２４・・・第１燃料通路　　２
５．２６・・・第２燃料通路特許出願人　　日産自動車
株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 １１・・・ノズルボティ　　　　　　　　　　１８゜１
２・・第１噴孔 １３・・・第２噴孔　　　　　　　　　　　　２ｏ７１
４・・・第１針弁 １４ａ・・・受圧面 ２０・・・第」リターンスプリング ２３　・・第２リターンスプリング ２４・・・第１燃料通路　　　　　　　　　２４−２５
・・・第２燃利通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ノズルボディ先端部の中心軸から相対的に遠い側と近
   い側とに夫々開口面積が相対的に小さな１以上の第１噴
   孔と、開口面積が相対的に大きな１以上の第２噴孔とを
   形成すると共に、前記ノズルボディ内に嵌挿され燃料圧
   力を受けて移動することにより前記第１噴孔を開閉自由
   な中空状の第１針弁と、該第１針弁の空洞内に嵌挿され
   、同じく燃料圧力を受けて移動することにより前記第２
   噴孔を開閉自由な第２針弁とを設け、かつ第１針弁の中
   間部分外周壁に形成された受圧面を経由して第１針弁先
   端部に通じるように形成された第１燃料通路と、該第１
   燃料通路の第１針弁先端部近傍と第２針弁の中間部外周
   壁に形成された受圧面とを結んで形成された第２燃料通
   路と、第１針弁を閉弁方向に付勢する第１リターンスプ
   リングと、第２針弁を第１針弁の閉弁付勢力より大きな
   力で閉弁方向に付勢する第２リターンスプリングとを設
   けて構成したことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴
   射弁。