JP3081646B2 - Fuel injection system for large two-stroke internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection system for large two-stroke internal combustion engine

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JP3081646B2
JP3081646B2 JP07520326A JP52032695A JP3081646B2 JP 3081646 B2 JP3081646 B2 JP 3081646B2 JP 07520326 A JP07520326 A JP 07520326A JP 52032695 A JP52032695 A JP 52032695A JP 3081646 B2 JP3081646 B2 JP 3081646B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水冷シリンダ・カバー内に取付けるための
細長いアウタ・ハウジングを備えた、例えば船用ディー
ゼル・エンジン等の大型２ストローク内燃機関のための
燃料噴射装置に関し、この燃料噴射装置は、水冷シリン
ダ・カバー内に取付けられたならばその弁機構のうち、
弁機構上部が冷却される状態となり、弁機構下部が実質
的に冷却されない状態となるものである。また、実質的
に冷却されない前記弁機構下部には、少なくとも、長手
方向に延在する中央孔であるノズル・ボアから横方向に
延出するように形成されたノズル・ホールを有する燃料
ノズル下部が含まれる。また、バルブ・スライドが、移
動可能な弁体を備えたバルブ・スライド上部と、このバ
ルブ・スライド上部から下方へ延出した細身のバルブ・
スライド下部とから成り、前記弁体は、冷却される前記
バルブ上部内に配設されている主弁座と協働してこの燃
料噴射装置を開閉する弁体である。バルブ・スライド下
部は、ノズル・ボアの中へ延入していると共に副閉塞子
を備えており、該副閉塞子は、ノズル・ホールへの燃料
の流れを閉塞するための閉塞子であって、バルブ下部内
に配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel injector for a large two-stroke internal combustion engine, such as a marine diesel engine, having an elongated outer housing for mounting within a water-cooled cylinder cover. If the injection device is installed in the water-cooled cylinder cover,
The upper portion of the valve mechanism is cooled, and the lower portion of the valve mechanism is not substantially cooled. In addition, the lower part of the valve mechanism which is not substantially cooled has at least a fuel nozzle lower part having a nozzle hole formed to extend laterally from a nozzle bore which is a central hole extending in a longitudinal direction. included. Further, the valve slide has an upper portion of the valve slide having a movable valve body, and a thin valve slide extending downward from the upper portion of the valve slide.
A valve body for opening and closing the fuel injection device in cooperation with a main valve seat disposed in the upper portion of the valve to be cooled. The lower portion of the valve slide extends into the nozzle bore and includes a secondary obturator, which is an obturator for obstructing the flow of fuel to the nozzle hole. , Disposed in the lower part of the valve.

ノズル・ホールのすぐ上に主弁座が位置するようにし
た、４ストローク・エンジンのための燃料噴射装置が公
知となっており、これについては例えばヨーロッパ特許
公開公報第EP−Ａ−0 451 408号を参照されたい。この
種の燃料噴射装置においては、主弁座がその中に配設さ
れている燃料噴射装置の先端部分が、シリンダ・カバー
内の冷却水によって冷却されるようにしてあり、これが
可能であるのは、シリンダー・カバーの厚みが小さく、
その燃料噴射装置のハウジングの長さが短いため、燃料
噴射装置の先端部分にまで冷却作用が行き渡るからであ
る。このように冷却がなされるため、そのノズル及び弁
座を、熱処理を施した鋼製部品とすることができる。Fuel injection systems for four-stroke engines are known, in which the main valve seat is located directly above the nozzle hole, for example from EP-A-0 451 408. See issue No. In this type of fuel injection device, the tip of the fuel injection device in which the main valve seat is disposed is cooled by cooling water in the cylinder cover, which is possible. Has a small cylinder cover thickness,
The reason for this is that since the length of the housing of the fuel injection device is short, the cooling action extends to the tip of the fuel injection device. Since cooling is performed in this manner, the nozzle and the valve seat can be heat-treated steel parts.

ところが大型２ストローク・エンジンでは、シリンダ
・カバーの厚みが大きくなるため、燃料噴射装置の弁機
構下部がノズル・ボアの中へ大きく突き出して、その燃
料噴射装置と冷却用のシリンダ・カバーとが当接してい
る当接面より更に下方へ突出することになり、そのため
に、その弁機構下部が、実質的に冷却されない状態とな
り、エンジンの燃焼ガスに熱せられて非常な高温とな
る。ディーゼル燃料を使用する中速ないし高速のディー
ゼル・エンジンと比べて、約150゜に余熱した重油を使
用する大型２ストローク内燃機関では、この弁機構下部
の温度は更に高くなる。そのような大型２ストローク内
燃機関に装備した燃料噴射装置では、燃料ノズルの突出
部分の温度が500〜600℃にも達することがあるというこ
とが知られている。主弁座が弁機構下部の中に配設され
ていると、その弁機構下部が高温になるために、例えば
燃料中の炭素成分のこびりつきや材料の侵蝕等によって
主弁座が故障するおそれがあり、それゆえ主弁座は、冷
却される弁機構上部の中に配設すべきである。ただしそ
れによって主弁座からノズル・ホールまでの間の流路が
長くなり、その流路の容積が増大するという事態が生じ
ており、その流路の容積は、典型的な一例としては、エ
ンジンの１サイクルの間に噴射される燃料の体積の約２
〜３％にも達する。However, in the case of a large two-stroke engine, the thickness of the cylinder cover becomes large, so that the lower part of the valve mechanism of the fuel injector protrudes greatly into the nozzle bore, and the fuel injector and the cooling cylinder cover contact each other. As a result, the lower part of the valve mechanism is not substantially cooled, and is heated by the combustion gas of the engine to a very high temperature. In a large two-stroke internal combustion engine using heavy oil preheated to about 150 ° compared to a medium to high speed diesel engine using diesel fuel, the temperature of the lower part of the valve mechanism becomes higher. It is known that in a fuel injection device provided in such a large two-stroke internal combustion engine, the temperature of a protruding portion of a fuel nozzle can reach 500 to 600 ° C. If the main valve seat is disposed in the lower part of the valve mechanism, the lower part of the valve mechanism becomes hot, so that there is a risk that the main valve seat may fail due to, for example, sticking of carbon components in the fuel or erosion of the material. Yes, and therefore the main valve seat should be arranged in the upper part of the valve mechanism to be cooled. However, this has caused a situation in which the flow path from the main valve seat to the nozzle hole becomes longer and the volume of the flow path increases, and the volume of the flow path is, as a typical example, the engine volume. Of the volume of fuel injected during one cycle of
~ 3%.

燃料噴射期間の終了時に主弁座が閉じたならば、主弁
座からノズル・ホールまでの間の流路の中に残留してい
る燃料は燃料供給圧力から遮断される。この残留分の燃
料は、燃料噴射装置が基本的に閉塞状態にある期間中
に、ノズル・ボアから滲み出たり、滴り落ちたりするお
それがある。そして、この残留分の燃料は、燃焼室の中
へ出て行く際に霧化されないため、その燃料は全く燃焼
しないか或いはごく僅かしか燃焼しない。燃料が未燃焼
であると、燃料中の炭素成分が燃焼室及びそれより下流
のエンジン構成部分にこびりついたり、燃料が排気ガス
と共に排出されるという環境的に好ましくない事態が発
生したりする。更には、当然のことながら、それによっ
て燃料消費量も増大することになる。If the main valve seat is closed at the end of the fuel injection period, the fuel remaining in the flow path from the main valve seat to the nozzle hole is shut off from the fuel supply pressure. This residual fuel may ooze or drip out of the nozzle bore during periods when the fuel injector is basically in a closed state. The residual fuel is not atomized as it exits the combustion chamber, so that the fuel does not burn at all or burns very little. If the fuel is unburned, carbon components in the fuel may stick to the combustion chamber and engine components downstream therefrom, or an environmentally unfavorable situation may occur in which the fuel is discharged together with the exhaust gas. Furthermore, it will be appreciated that this will also increase fuel consumption.

以上の短所の多くは、国際特許出願公開公報第WO 93/
07386号に記載されている燃料噴射装置によって既に解
決されており、同公報の燃料噴射装置は本明細書の冒頭
に記載した構成を有するものである。同公報の燃料噴射
装置によれば、バルブ・スライドが副閉塞子を備えてお
り、その副閉塞子はリング形状であり、燃料噴射装置が
閉塞状態にあるときには、その副閉塞子が、複数のノズ
ル・ホールより下方まで延在してそれらノズル・ホール
を閉塞する。これによって、燃料噴射装置が閉塞状態に
あるときに主弁座より下方の流路内に残留している液体
燃料が、それらノズル・ホールから流出するのを防止し
ている。燃料噴射装置が開放状態へ移行する際には、リ
ング形状の副閉塞子がノズル・ボア内を上方へ摺動して
移動し、これによって、閉塞されていたノズル・ホール
が開放される。中央孔として形成されているノズル・ボ
アは直径を一定にしてあり、それによって、リング形状
の閉塞子が、そのノズル・ボア内に進入でき、またその
ノズル・ボア内で摺動して移動できるようにしている。Many of the above disadvantages are described in International Patent Application Publication No.
This has been already solved by the fuel injection device described in Japanese Patent No. 07386, and the fuel injection device disclosed in the publication has the configuration described at the beginning of this specification. According to the fuel injection device of the publication, the valve slide has a sub-obstructor, the sub-obstructor has a ring shape, and when the fuel injection device is in a closed state, the sub-obstructor has a plurality of sub-obstructors. The nozzle holes extend below and close the nozzle holes. This prevents liquid fuel remaining in the flow path below the main valve seat from flowing out of the nozzle holes when the fuel injection device is in the closed state. When the fuel injection device shifts to the open state, the ring-shaped sub-obstructor slides upward in the nozzle bore and moves, whereby the closed nozzle hole is opened. The nozzle bore, which is formed as a central bore, has a constant diameter, so that a ring-shaped obturator can enter and slide within the nozzle bore. Like that.

ところが実際には、副閉塞子を備えたこの燃料噴射装
置では、特にエンジン負荷が大きいときに燃料消費量が
増大するということが判明している。その原因はおそら
く、燃料噴射装置が開放状態へ移行し、液体燃料を霧化
して燃焼室内へ注入する動作が開始されるときに、その
注入に関する条件が変動するためであろうと考えられ
る。In practice, however, it has been found that this fuel injection device with a sub-obstructor increases fuel consumption, especially when the engine load is large. This is probably due to the fact that conditions related to the injection change when the fuel injector shifts to the open state and the operation of atomizing the liquid fuel and injecting it into the combustion chamber is started.

本発明の目的は、ノズル・ホールの近傍領域の温度が
比較的高くとも、燃料噴射装置の閉塞時における燃料漏
出を抑止でき、且つ、燃料噴射装置の開放時における燃
料の注入及び分配の状態を良好にすることのできる、燃
料噴射装置を提供することにある。An object of the present invention is to suppress fuel leakage when the fuel injection device is closed even when the temperature in the vicinity of the nozzle hole is relatively high, and to control the state of fuel injection and distribution when the fuel injection device is opened. An object of the present invention is to provide a fuel injection device that can be improved.

上記目的に鑑み、本発明にかかる燃料噴射装置は、そ
のノズル・ボアが、下方へ行くにつれて縮径している縮
径領域を備えており、この縮径領域はバルブ下部内に位
置しており、ノズル・ホールがノズル・ボアの小径部か
ら延出しており、バルブ・スライド下部の端部がノズル
・ホールの最上部より高い位置にあり、更に、バルブ・
スライドが閉塞位置にあるときに、副閉塞子がノズル・
ボアの縮径領域に位置しているようにしたことを特徴と
している。In view of the above object, the fuel injection device according to the present invention has a reduced diameter region in which the nozzle bore is reduced in diameter as going downward, and the reduced diameter region is located in the lower part of the valve. The nozzle hole extends from the small diameter portion of the nozzle bore, the lower end of the valve slide is higher than the top of the nozzle hole,
When the slide is in the closed position, the secondary
It is characterized in that it is located in the reduced diameter region of the bore.

本発明にかかる燃料噴射装置は、上記目的を満たすも
のであることが確認されている。即ち、副閉塞子は、燃
料噴射装置の閉塞時に、この副閉塞子より上流側に残留
している燃料がノズル・ホールへ流れるのを防止する。
また燃料噴射装置の開放時の燃料消費量も低減され、そ
の理由はおそらく、ノズル・ボアのノズル・ホールに連
なる部分を好適な小径部にしてあるため、ノズル・ホー
ルへ流入する燃料が一様流になるためであろうと考えら
れる。また、バルブ・スライドがいかなる位置にあると
きにも、そのバルブ・スライドの端部がノズル・ホール
より高い位置にあることから、ノズル・ホールへ流入す
る燃料の流れに対して副閉塞子の存在が殆ど影響を及ぼ
さないようになっていると考えられる。It has been confirmed that the fuel injection device according to the present invention satisfies the above objects. That is, the secondary obturator prevents the fuel remaining upstream of the secondary obturator from flowing into the nozzle hole when the fuel injection device is closed.
In addition, the fuel consumption when the fuel injection device is opened is also reduced, probably because the portion connected to the nozzle hole of the nozzle bore is made a suitable small diameter portion, so that the fuel flowing into the nozzle hole is uniform. It is thought that it will be the current. Also, when the valve slide is in any position, the end of the valve slide is located higher than the nozzle hole. Seems to have little effect.

弁機構が閉塞状態にあるときには、主弁座によって、
ポンプ側の燃料圧力の影響が副閉塞子の近傍領域に及ぶ
ことが阻止されている。従って、副閉塞子の前後に大き
な圧力降下が存在しないため、副閉塞子の設計に際して
の自由度が高く、副閉塞子が閉塞位置にあるときにその
副閉塞子から燃料ノズルの材料に加わる力が非常に小さ
なものとなるように、副閉塞子を設計することができ
る。When the valve mechanism is in the closed state, the main valve seat
The effect of the fuel pressure on the pump side is prevented from affecting the area near the secondary obturator. Therefore, since there is no large pressure drop before and after the sub-obstructor, the degree of freedom in designing the sub-obstructor is high, and the force applied to the material of the fuel nozzle from the sub-obstructor when the sub-obstructor is in the closed position. Can be designed such that is very small.

バルブ・スライドの端部がノズル・ホールの最上部か
ら所定距離だけ離れているようにすれば、弁機構の開放
時にノズル・ホールの近傍に発生する侵蝕力の影響が、
バルブ・スライドの先端に及ばないようにすることがで
きるという利点が得られる。また、燃料噴射装置が閉塞
状態にある間に失われる燃料の損失をできる限り抑制す
るためには、ノズル・ボアの縮径領域を、主弁座よりも
ノズル・ホールの方に実質的に近い位置に形成する。こ
れによって、副閉塞子より下方のノズル・ボア内の容積
を小さく抑えられる。If the end of the valve slide is separated from the top of the nozzle hole by a predetermined distance, the effect of the erosion force generated near the nozzle hole when the valve mechanism is opened,
The advantage is obtained that it can be kept short of the tip of the valve slide. Also, in order to minimize the loss of fuel lost while the fuel injection device is in the closed state, the reduced diameter region of the nozzle bore is substantially closer to the nozzle hole than the main valve seat. Form in position. Thereby, the volume in the nozzle bore below the sub-obstructor can be kept small.

１つの好適実施例においては、副閉塞子が円筒形部を
備えており、この円筒形部がノズル・ボアの小径部の中
に嵌合してこの小径部との間に密閉状態を保ちつつ摺動
し得るようにしている。バルブ・スライドが閉塞位置へ
向かって下方へ移動すると、その円筒形部がノズル・ボ
アの下部である小径部の中へ進入し、それによって、ノ
ズル・ホールと、ノズル・ボアの上流側部分である大径
部との間の流通が遮断される。円筒形部からノズル自体
へ作用する力は、両者の表面が擦れ合うことによって発
生する非常に小さな摩擦力だけである。燃料噴射装置が
閉塞位置にあるときに、円筒形部はノズル・ボアの下部
の中に嵌合しており、閉弁力はノズルへ全く作用してい
ない。In one preferred embodiment, the secondary obturator has a cylindrical portion which fits into the reduced diameter portion of the nozzle bore while maintaining a tight seal therewith. It is slidable. As the valve slide moves downward toward the closed position, its cylindrical portion enters the small diameter portion, which is the lower portion of the nozzle bore, thereby causing the nozzle hole and the upstream portion of the nozzle bore to enter. The flow to and from a certain large diameter portion is blocked. The force acting on the nozzle itself from the cylindrical portion is only a very small frictional force generated by the rubbing of both surfaces. When the fuel injector is in the closed position, the cylindrical portion fits into the lower portion of the nozzle bore and no valve closing force acts on the nozzle.

特にその製造が容易な１つの実施例では、副閉塞子を
備えた細身のバルブ・スライド下部を、バルブ・スライ
ド上部から延出した剛性を有する延出部としている。こ
の細身のバルブ・スライド下部の剛性によって、バルブ
・スライドの先端が、バルブ・スライド上部に対して同
軸的な位置に保持され、従ってノズル・ボアに対しても
同軸的な位置に保持される。In one embodiment, which is particularly easy to manufacture, the narrow valve slide lower part with the secondary obturator is a rigid extension extending from the valve slide upper part. The stiffness of the lower valve slide lowers the tip of the valve slide in a coaxial position relative to the upper valve slide, and thus also in a coaxial position with respect to the nozzle bore.

別の１つの実施例では、細身のバルブ・スライド下部
を、バルブ・スライド上部から延出した横方向に撓むこ
とのできる可撓性を有する延出部とすると共に、バルブ
・スライド下部が、副閉塞子より高い位置にガイドを備
えているようにして、このガイドがノズル・ボアの大径
部の壁面に当接することによって、副閉塞子がノズル・
ボア内でセンタリングされるようにしている。このよう
にバルブ・スライドの先端のセンタリングのために別途
ガイドを設けるようにすると、バルブ・スライド下部を
単に滑らかな円筒形部とする場合と比べて製造が面倒に
なることはいうまでもないが、その代わりに、バルブ・
スライドの先端がノズル・ボアの中で自動的にセンタリ
ングされるため、バルブ・スライド下部をバルブ・スラ
イド上部に対して位置合わせする必要がなくなる。これ
によって、バルブ・スライドを燃料噴射装置に組付ける
作業が非常に容易になり、長期に亙って使用しても、い
つまでもバルブ・スライドの先端の良好なセンタリング
状態が確保されるようになる。このようにバルブ・スラ
イドの先端が自動的に位置合わせされるようにしておく
と、バルブ・スライド下部を別体の交換可能な部材とす
る場合に特に有利である。In another embodiment, the narrow valve slide lower portion is a laterally flexible flexible extension extending from the valve slide upper portion, and the valve slide lower portion includes: The guide is provided at a position higher than the sub-obstructor, and the guide comes into contact with the wall surface of the large diameter portion of the nozzle bore, whereby the sub-obstructor is
It is centered in the bore. If a separate guide is provided for centering the tip of the valve slide in this way, it goes without saying that the production becomes troublesome as compared with a case where the lower part of the valve slide is simply a smooth cylindrical portion. , Instead, valves
Since the tip of the slide is automatically centered in the nozzle bore, there is no need to align the lower part of the valve slide with the upper part of the valve slide. This greatly simplifies the work of assembling the valve slide to the fuel injection device, and ensures a good centering of the tip of the valve slide forever, even when used for a long time. The automatic adjustment of the tip of the valve slide is particularly advantageous when the lower part of the valve slide is a separate replaceable member.

上述のガイドは、バルブ・スライド下部に設けられた
径方向に張出し長手方向に延在する複数のフィンから成
るものとすることが好ましく、更に、それらフィンの上
端縁部及び下端縁部を尖らせておくことが好ましい。長
手方向に延在するフィンは、燃料噴射装置が開放状態に
あるときに下方へ流れる燃料の流れを僅かにしか乱さな
い。フィンの上下端縁部を尖らせておけば、その流れの
乱れを更に軽減することができ、燃料がフィンの間から
滑らかに流出できるようになる。また、ノズル下部にお
ける流れの状態をできる限り良好にすることを考えて、
バルブ・スライドの下端縁部を適当な円錐形にしてあ
り、それによって、燃料が副閉塞子を通過するときに、
バルブ・スライドの周囲を包み込むような流れからノズ
ル・ボアの断面の全体を満たすような流れに変化する際
に、その燃料の流れの中に多くの渦が発生しないように
している。Preferably, the guide comprises a plurality of radially extending longitudinally extending fins provided at the lower part of the valve slide, and further, the upper and lower edges of the fins are sharpened. It is preferable to keep it. The longitudinally extending fins only slightly disturb the downward fuel flow when the fuel injector is open. If the upper and lower edges of the fins are sharpened, the turbulence of the flow can be further reduced, and the fuel can smoothly flow out from between the fins. Also, in order to make the flow condition at the lower part of the nozzle as good as possible,
The lower edge of the valve slide is suitably conical so that when fuel passes through the secondary obturator,
When changing from a flow that wraps around the valve slide to a flow that fills the entire cross-section of the nozzle bore, many vortices are not created in the fuel flow.

特に燃料が気体燃料である場合には、副閉塞子が閉塞
位置にあるときにその副閉塞子がノズル・ボアの縮径領
域の傾斜面に当接しているようにし、その副閉塞子をバ
ルブ・スライドの長手方向に移動可能にし、その副閉塞
子をバルブ・スライド上部から離れる方向へスプリング
で付勢するように、この燃料噴射装置を設計することが
適当であると考えられる。この場合に、その傾斜面は弁
座として機能するが、副閉塞子がバルブ・スライド上部
に対して相対的に移動可能であるため、副閉塞子は、装
備されているスプリングが発生する力以上の力でその弁
座に押付けられることがない。このスプリングの力は、
ノズルの材料の強度に合わせることができ、例えばその
スプリングの力を、副閉塞子からその弁座の材料に対し
て殆ど荷重が加わらない程度の大きさに選定することも
可能である。In particular, when the fuel is gaseous fuel, when the sub-obstructor is in the closed position, the sub-obstructor is in contact with the inclined surface of the reduced diameter region of the nozzle bore, and the sub-obstructor is valved. It may be appropriate to design the fuel injector so that it is movable in the longitudinal direction of the slide and its secondary obturator is spring biased away from the top of the valve slide. In this case, the inclined surface functions as a valve seat, but since the sub-obstructor can move relatively to the upper part of the valve slide, the sub-obstructor has a force greater than the force generated by the installed spring. No force is applied to the valve seat. The force of this spring is
It can be adapted to the strength of the material of the nozzle, for example, the spring force can be selected to be small enough that little load is applied to the material of the valve seat from the secondary obturator.

好ましくは、副閉塞子を備えた細身のバルブ・スライ
ド下部を、バルブ・スライド上部に着脱可能に固定され
る別体の部材として形成するのがよい。そうすれば、バ
ルブ・スライド上部をそのままにして、副閉塞子だけを
交換することが可能になり、更には、バルブ・スライド
の上部と下部とを別々に製作でき、従って互いに異なっ
た材料で製作できるという製造上の利点も得られ、例え
ば副閉塞子をバルブ・スライド上部よりも耐熱性の大き
な材料で製作することが望まれる場合に、そうすること
が可能になる。Preferably, the thin valve slide lower part provided with the secondary obturator is formed as a separate member detachably fixed to the valve slide upper part. Then, it is possible to replace only the secondary obturator while keeping the upper part of the valve slide, and furthermore, the upper part and the lower part of the valve slide can be manufactured separately, and therefore made of different materials. There is also a manufacturing advantage that can be achieved, for example, if it is desired to make the secondary obturator from a material that is more heat resistant than the top of the valve slide.

燃料噴射装置が開放状態に移行すると共に燃料の霧化
が開始されるが、その開始時における霧化の状態を良好
にするためには、バルブ・スライドの移動可能な弁体が
主弁座から所定距離以上離れた後にはじめて副閉塞子が
ノズル・ボアの小径部を開き始めるように、この燃料噴
射装置を設計することが適当である。そうすれば、副閉
塞子が開放状態となってノズル・ボアのノズル・ホール
に連なる部分に燃料が流れ始める前に、そのノズル・ボ
アの大径部の中の燃料圧力を適当な高い圧力に上昇させ
ることができる。これによって、燃料がノズル・ホール
から噴出し始める時点で既に、高圧が発生しているよう
にすることができるため、より良好な霧化状態が得られ
る。主弁座の開弁から副閉塞子の開放開始までの時間遅
れの長さは、１つの実施例においては、ノズル・ボアの
小径部の中に嵌合してこの小径部との間に密閉状態を保
ちつつ摺動し得るようにした円筒形部の長さを変えるこ
とによって調節することができ、別の実施例において
は、移動可能な閉塞子をバルブ・スライドの移動方向に
引動するストッパの位置を変えることによって調節する
ことができる。Atomization of fuel is started as soon as the fuel injection device is shifted to the open state.To improve the atomization state at the start, the movable valve body of the valve slide is moved from the main valve seat. Suitably, the fuel injector is designed such that the secondary obturator only begins to open the small diameter portion of the nozzle bore after a predetermined distance. Then, the fuel pressure in the large diameter portion of the nozzle bore is adjusted to an appropriate high pressure before the sub-obstructor is opened and fuel starts flowing to the portion connected to the nozzle hole of the nozzle bore. Can be raised. As a result, a high pressure can be generated at the time when the fuel starts to be ejected from the nozzle hole, so that a better atomization state can be obtained. In one embodiment, the length of the time delay from the opening of the main valve seat to the start of the opening of the secondary obturator is such that it fits into the small diameter portion of the nozzle bore and seals with the small diameter portion. Adjustable by changing the length of the cylindrical portion which can be slid while maintaining it, in another embodiment, a stopper which pulls the movable obturator in the direction of movement of the valve slide. Can be adjusted by changing the position of.

以下に図面を参照しつつ、本発明の幾つかの実施例に
ついて更に詳細に説明して行く。図面については次の通
りである。Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The drawings are as follows.

図１は、第１実施例にかかる燃料噴射装置の縦断面
図、 図２及び図３は、夫々開放状態と閉塞状態とにある第
２実施例にかかる燃料噴射装置の下部を大きな縮尺で示
した図、 図４及び図５は、シリンダ・カバー内に取付けられた
第３実施例を示した、図２及び図３に対応する図、そし
て、 図６及び図７は、第４実施例を示した、図２及び図３
に対応する図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fuel injection device according to a first embodiment, and FIGS. 2 and 3 show, on a large scale, a lower portion of the fuel injection device according to the second embodiment in an open state and a closed state, respectively. FIGS. 4 and 5 show a third embodiment mounted in a cylinder cover, corresponding to FIGS. 2 and 3, and FIGS. 6 and 7 show a fourth embodiment. 2 and 3 shown
FIG.

図１は、燃料噴射装置即ち燃料弁機構を示しており、
燃料噴射装置の全体に対して参照番号１を付してある。
燃料噴射装置１は、その上部に、この燃料噴射装置をエ
ンジンに固定するためのフランジ２を備えている。フラ
ンジ２は、上方へ突出した連結部３を備えており、この
連結部３に、例えば燃料ポンプや高圧容器等の適当な加
圧燃料供給源から加圧状態の燃料を供給するための、不
図示の高圧配管を接続することができる。FIG. 1 shows a fuel injection device or fuel valve mechanism,
Reference numeral 1 is assigned to the entire fuel injection device.
The fuel injection device 1 includes a flange 2 at an upper portion thereof for fixing the fuel injection device to an engine. The flange 2 is provided with an upwardly projecting connecting portion 3 for supplying a pressurized fuel from a suitable pressurized fuel supply source such as a fuel pump or a high-pressure container. The high pressure piping shown can be connected.

燃料噴射装置はその下端にノズル４を備えている。連
結部３の接続箇所から流入した燃料は上部流路５を通っ
てノズル４へ向かって流下する。この上部流路５は、連
結部３に形成されている中央孔６と、スプリング・ガイ
ド７の中と、サーキュレーション・スライド８の中とを
通って、下は圧力室９にまで達している。圧力室９は、
サーキュレーション・スライド８と、このサーキュレー
ション・スライド８を案内するガイド10とで画成されて
いる。燃料は更に、弁座11の下側から中間流路12を通っ
て、ノズル４へ向かって流下することができる。中間流
路12は、圧力保持管13、圧力保持部材14、及びバルブ・
スライド15の中を通って延在する中央孔として形成され
ており、この中央孔は、複数の傾斜孔17を介して主圧力
室16と連通している。中間流路12の下端は主弁座18に達
している。主弁座18の下側では、この燃料噴射装置の開
放時には、燃料が下部流路19を通って更に流下すること
ができ、この下部流路19は、バルブ・スライド15を案内
するスライド・ガイド21の、その下端付近に形成された
中央孔20（図２参照）と、その中央孔20に対して同軸的
な位置関係にあるノズル・ボアとで構成されている。The fuel injection device has a nozzle 4 at its lower end. The fuel that has flowed in from the connection point of the connecting portion 3 flows down to the nozzle 4 through the upper flow path 5. The upper flow path 5 passes through the central hole 6 formed in the connecting portion 3, the inside of the spring guide 7, and the inside of the circulation slide 8, and reaches the pressure chamber 9 below. . The pressure chamber 9
It is defined by a circulation slide 8 and a guide 10 for guiding the circulation slide 8. The fuel can further flow down from the lower side of the valve seat 11 through the intermediate flow path 12 toward the nozzle 4. The intermediate flow path 12 includes a pressure holding pipe 13, a pressure holding member 14, and a valve
The central hole is formed as a central hole extending through the slide 15 and communicates with the main pressure chamber 16 through a plurality of inclined holes 17. The lower end of the intermediate flow path 12 reaches the main valve seat 18. Under the main valve seat 18, when the fuel injection device is opened, fuel can further flow down through the lower flow path 19, and the lower flow path 19 is provided with a slide guide for guiding the valve slide 15. The central hole 21 is formed with a central hole 20 formed near the lower end thereof (see FIG. 2) and a nozzle bore coaxial with the central hole 20.

長手方向に延在する中央孔であるこのノズル・ボア
は、ノズル・ボア上部である大径部22と、ノズル・ボア
下部である小径部29と、それら大径部22と小径部29とを
接続している下方へ行くにつれて縮径している縮径領域
23とを含んでおり、小径部29からは、図２以降に示すよ
うに複数のノズル・ホール24が延出している。This nozzle bore, which is a central hole extending in the longitudinal direction, includes a large diameter portion 22 at the upper portion of the nozzle bore, a small diameter portion 29 at the lower portion of the nozzle bore, and the large diameter portion 22 and the small diameter portion 29. The diameter reduction area where the diameter is reduced toward the bottom of the connection
23, and a plurality of nozzle holes 24 extend from the small diameter portion 29 as shown in FIG.

図１に示したように燃料噴射装置が閉塞状態にあると
き、上部流路５は、スプリング・ガイド７に形成されて
いる不図示の横方向流路を介して、このスプリング・ガ
イド７を囲繞している室に連通している。これによっ
て、余熱された燃料が、公知の方式で燃料噴射装置の上
部の内部で旋回できるようにしている。尚、図１に示し
た燃料噴射装置は液体燃料用のものであり、より具体的
には重油を燃料とするものである。燃料噴射の開始時に
は、上部流路５及び圧力室９の内部の燃料圧力が上昇し
てサーキュレーション・スライド８が上方へ移動し、旋
回誘導用の横方向流路が遮断される。それと同時に、弁
座11を通過する流路が開放されて、燃料圧力が中間流路
12を介して下方へ伝達され、更にその燃料圧力が傾斜孔
17を介して主圧力室16まで伝達される。一方、圧縮スプ
リング25が、上部スプリング・ディスク26に係合してい
ると共に、下部スプリング・ディスク27を介してバルブ
・スライド15を下方へ付勢しており、それによって、バ
ルブ・スライド15に設けられている弁体28が主弁座18に
押付けられ、この主弁座18との間に密閉状態を確立して
いる。この弁体28はリング形状で円錐面を有し、主弁座
18に対して相対的に移動可能である。When the fuel injection device is in a closed state as shown in FIG. 1, the upper flow path 5 surrounds the spring guide 7 through a lateral flow path (not shown) formed in the spring guide 7. Communicates with the room you are in. This allows the preheated fuel to swirl inside the upper part of the fuel injector in a known manner. The fuel injection device shown in FIG. 1 is for liquid fuel, and more specifically, uses heavy oil as fuel. At the start of the fuel injection, the fuel pressure inside the upper flow path 5 and the pressure chamber 9 rises, the circulation slide 8 moves upward, and the horizontal flow path for turning guidance is shut off. At the same time, the flow path passing through the valve seat 11 is opened, and the fuel pressure is reduced to the intermediate flow path.
12 is transmitted downward, and the fuel pressure is further
It is transmitted to the main pressure chamber 16 via 17. On the other hand, a compression spring 25 is engaged with the upper spring disk 26 and urges the valve slide 15 downward via the lower spring disk 27, thereby providing the valve slide 15 with The pressed valve body 28 is pressed against the main valve seat 18 to establish a sealed state with the main valve seat 18. The valve body 28 has a ring shape and a conical surface, and has a main valve seat.
It is movable relative to 18.

主圧力室16の中の燃料圧力が、圧縮スプリング25の予
荷重によって定められている開弁圧力に達したならば、
バルブ・スライド15が上方へ移動され、それと同時に燃
料が主弁座18を通過して流れ始める。If the fuel pressure in the main pressure chamber 16 reaches the valve opening pressure determined by the preload of the compression spring 25,
The valve slide 15 is moved upward, at the same time fuel begins to flow past the main valve seat 18.

移動可能な弁体28までが、このバルブ・スライド15の
上部に相当し、この弁体28より下方の部分が、細身のバ
ルブ・スライド下部30を構成している。図１に示した実
施例では、バルブ・スライド下部30は円筒形であり、そ
の直径をノズル・ボア下部29の直径よりごく僅かに小さ
くしてあり、それによって、バルブ・スライド下部30が
ノズル・ボア下部29の中に嵌合してこのノズル・ボア下
部29との間に密閉状態を保ちつつ摺動できるようにして
いる。この燃料噴射装置が閉塞状態にあるときには、バ
ルブ・スライド下部30がノズル・ボア下部29の中に所定
長さに亙って進入しているため、弁機構が開放状態に移
行する際には、先ず最初にノズル・ボア上部22の中の圧
力が上昇し、しかる後にバルブ・スライド下部30がノズ
ル・ボア下部29から引き出されて、ノズル・ホールへ至
る液体燃料の流路が開かれる。このように、ノズル・ホ
ールへ至る最終的な流路が開放状態となる前に液体燃料
の圧力上昇が発生するようにすることによって、液体燃
料の霧化の開始時点から、微細な霧粒子が得られるよう
にしている。The portion up to the movable valve body 28 corresponds to the upper portion of the valve slide 15, and the portion below the valve body 28 constitutes a thin valve slide lower portion 30. In the embodiment shown in FIG. 1, the valve slide lower part 30 is cylindrical and its diameter is slightly smaller than the diameter of the nozzle bore lower part 29, so that the valve slide lower part 30 is It fits in the lower bore portion 29 so as to be slidable while maintaining a sealed state between the lower bore portion 29 and the nozzle. When the fuel injection device is in the closed state, the valve slide lower part 30 has entered the nozzle bore lower part 29 for a predetermined length, so when the valve mechanism shifts to the open state, Initially, the pressure in the upper portion of the nozzle bore 22 increases, after which the lower valve slide 30 is withdrawn from the lower portion of the nozzle bore 29, opening the flow path for liquid fuel to the nozzle hole. In this way, by increasing the pressure of the liquid fuel before the final flow path to the nozzle hole is opened, fine mist particles are generated from the start of atomization of the liquid fuel. I am getting it.

図１には示されていない複数のノズル・ホールは、ノ
ズル・ボア下部29の先端に形成されており、より詳しく
は、図１に示したようにバルブ・スライド15が閉塞位置
にあるときに、このバルブ・スライド15の円錐形の下端
からノズル・ボアの直径の数倍に相当する距離だけ離れ
た位置に形成されている。バルブ・スライド下部30はそ
の直径を実質的に一定にしてあるが、ただし正確な位置
合わせが必要とされるのは、このバルブ・スライド株30
の下端部分だけであり、なぜならば、閉塞子32として機
能し、摺動してノズル・ボア下部29の中に出入りするの
は、その下端部分だからである。A plurality of nozzle holes not shown in FIG. 1 are formed at the tip of the nozzle bore lower portion 29, and more specifically, when the valve slide 15 is in the closed position as shown in FIG. The valve slide 15 is formed at a position away from the conical lower end by a distance corresponding to several times the diameter of the nozzle bore. The lower part of the valve slide 30 has a substantially constant diameter, but precise alignment is required only for this valve slide stock 30.
Is the only lower end portion that functions as the obturator 32 and slides into and out of the lower portion of the nozzle bore 29.

図１に示した第１実施例では、バルブ・スライド下部
30とバルブ・スライド上部とを一体に形成してあり、即
ち、バルブ・スライド下部30を、バルブ・スライド上部
から延出した剛性を有する延出部として形成してある。
そのため、バルブ・スライド上部がスライド・ガイド21
によって位置決めされているということだけで、それ以
外の案内手段を用いることはなく、バルブ・スライド下
部30がノズル・ボアに対してセンタリングされるように
なっている。In the first embodiment shown in FIG.
The valve slide 30 and the upper part of the valve slide are integrally formed, that is, the lower part of the valve slide 30 is formed as a rigid extension extending from the upper part of the valve slide.
Therefore, the upper part of the valve slide is the slide guide 21
The valve slide lower part 30 is centered with respect to the nozzle bore without using any other guiding means merely by being positioned by the nozzle.

燃料噴射装置をエンジンに取付けたときには、燃料噴
射装置の細長いアウタ・ハウジング2aの先端部分に形成
されている当接面31が、エンジンのシリンダ・カバーに
設けられている上方に向かって開いた円錐面に押付けら
れて固定される。当接面31は、燃料噴射装置が実質的に
冷却作用を受ける最下方の部位に相当している。その冷
却作用は、エンジン内を循環している冷却液がシリンダ
・カバーを冷却することによって得られるものであり、
その冷却液によって、当接面31における温度が例えば80
℃になるようにエンジン・カバーの温度が維持されてい
る。円錐面であるこの当接面31より上方では、燃料噴射
装置の温度は、主として、この燃料噴射装置の中で旋回
している液体燃料の温度に対応した温度になり、その液
体燃料は、例えば120〜150℃に余熱されている。傾斜面
であるこの当接面31より下方に位置しているノズル部分
は、少なくともその下端が、シリンダの燃焼室内の高温
に接することになる。従ってノズルの下端は、事実上冷
却されない状態におかれる。それゆえこの弁機構１は、
その全体を、冷却される部分である、当接面31から上の
バルブ上部1aと、実質的に冷却されない部分である、下
はノズル４の下端から上は当接面31の近傍までのバルブ
下部1bとに分けて考えることができる。When the fuel injection device is mounted on the engine, an abutment surface 31 formed at the distal end portion of the elongated outer housing 2a of the fuel injection device has an upwardly open cone provided on the cylinder cover of the engine. It is pressed against the surface and fixed. The contact surface 31 corresponds to a lowermost portion where the fuel injection device substantially receives a cooling action. The cooling action is obtained by the cooling fluid circulating in the engine cooling the cylinder cover.
The temperature of the contact surface 31 is, for example, 80
The temperature of the engine cover is maintained so that the temperature becomes ℃. Above the conical abutment surface 31, the temperature of the fuel injection device mainly corresponds to the temperature of the liquid fuel swirling in the fuel injection device. Preheated to 120-150 ° C. At least the lower end of the nozzle portion located below the contact surface 31, which is an inclined surface, comes into contact with the high temperature in the combustion chamber of the cylinder. Thus, the lower end of the nozzle is left virtually uncooled. Therefore, this valve mechanism 1
The whole is a part to be cooled, that is, a valve upper part 1a above the contact surface 31 and a part that is not substantially cooled. The lower part 1b can be considered separately.

ノズル４の材料には、耐熱性を有すると共に、ノズル
・ホールの周囲領域に発生しがちな燃料による侵蝕作用
に耐えられるだけの耐侵蝕性を備えた材料を使用するよ
うにしている。熱処理を施した鋼は、冷却されないバル
ブ下部1bの高温には耐えられないため、このノズル４
は、例えば「ステライト６」等の耐熱性合金を材料とし
て製作するようにしており、より具体的には、例えばヨ
ーロッパ特許公開公報第EP−Ａ−O 569 655号に記載さ
れている「INCONEL ALLOY ma758」等を使用すればよ
い。The material of the nozzle 4 is made of a material having heat resistance and having an erosion resistance enough to withstand the erosion effect of the fuel which is likely to be generated around the nozzle hole. Since the heat-treated steel cannot withstand the high temperature of the uncooled valve lower part 1b, this nozzle 4
Is manufactured using a heat-resistant alloy such as “Stellite 6” as a material. More specifically, for example, “INCONEL ALLOY” described in European Patent Publication No. EP-A-569569655 is used. ma758 ”or the like may be used.

図から分かるように、主弁座18は、冷却されるバルブ
上部の中に配設されており、一方、閉塞子32と、ノズル
・ボア下部29の上方の部分とは、冷却されないバルブ下
部1bの中に配設されている。閉塞子32からノズルの材料
へは長手方向の力は殆ど作用しないため、閉塞子32及び
ノズルのいずれも、高温にさらされるにもかかわらず長
寿命である。As can be seen, the main valve seat 18 is arranged in the upper part of the valve to be cooled, while the obturator 32 and the part above the lower part of the nozzle bore 29 are connected to the lower part 1b of the uncooled valve. It is arranged in. Since little longitudinal force acts on the material of the nozzle from the obturator 32, both the obturator 32 and the nozzle have a long life despite exposure to high temperatures.

以下に説明するその他の実施例においても、同一の機
能を果たしている部品には上述の実施例において使用し
たものと同じ参照符号を使用する。In the other embodiments described below, the same reference numerals as those used in the above-described embodiments are used for parts performing the same function.

図２及び図３に示した第２実施例の燃料噴射装置は、
第１実施例と同じく液体燃料用の燃料噴射装置である。
この第２実施例では、細身のバルブ・スライド下部30
を、バルブ・スライド上部とは別体の交換可能な部品と
してある。このバルブ・スライド下部30には、その上端
に雄ねじ部を形成してあり、この雄ねじ部を、バルブ・
スライドの上部の下端に形成した中央孔40の雌ねじ部に
螺合させて、バルブ・スライド下部30のカラー部41をバ
ルブ・スライド上部の下端面に密接させている。更に、
バルブ・スライド上部とバルブ・スライド下部30とに夫
々形成された孔の位置を揃えて、そこにロック・ピン45
を挿入することによって、バルブ・スライド下部30がバ
ルブ・スライド上部に対して相対的に回転しないよう
に、ロックするようにしている。バルブ・スライド下部
30が摩耗ないし損傷したときには、このロック・ピン45
を抜去して、バルブ・スライド下部30を新しいものに交
換すればよい。これによって、バルブ・スライドの全体
を交換せずに済むようにしている。The fuel injection device according to the second embodiment shown in FIGS.
This is a fuel injection device for liquid fuel as in the first embodiment.
In this second embodiment, a thin valve slide lower part 30 is used.
As a replaceable part separate from the top of the valve slide. The lower part of the valve slide 30 has a male thread at its upper end.
The collar 41 of the valve slide lower part 30 is brought into close contact with the lower end surface of the valve slide upper part by screwing into the female screw part of the center hole 40 formed at the lower end of the upper part of the slide. Furthermore,
Align the holes formed in the valve slide upper part and the valve slide lower part 30 with the lock pins 45.
Is inserted so that the valve slide lower part 30 is locked so as not to rotate relative to the valve slide upper part. Valve slide bottom
When 30 is worn or damaged, lock pin 45
, And replace the valve slide lower part 30 with a new one. This avoids having to replace the entire valve slide.

この実施例のバルブ・スライド下部30は、細長い形状
であり、バルブ・スライド上部に対して横方向に撓むこ
とのできる可撓性を有するものとしてある。バルブ・ス
ライドが図３に示した閉塞位置にあるときには、バルブ
・スライド下部30の先端の円筒形部分から成る閉塞子32
がノズル・ボア下部29の中へ、上方から下方へ進入して
おり、それによって、ノズル・ボア上部22の中の液体燃
料がノズル・ホール24へ流れるのを阻止している。バル
ブ・スライドの先端により下方のノズル・ボア下部29の
中の液体燃料の量は、主弁座18より下方に存在している
液体燃料の総量の約10パーセント程度である。The valve slide lower part 30 of this embodiment has an elongated shape and is flexible so as to be able to bend laterally with respect to the valve slide upper part. When the valve slide is in the closed position shown in FIG. 3, an obturator 32 consisting of a cylindrical portion at the tip of the valve slide lower part 30 is provided.
Penetrates from above into nozzle bore lower portion 29, thereby preventing liquid fuel in nozzle bore upper portion 22 from flowing to nozzle hole 24. The amount of liquid fuel in the lower nozzle bore 29 below the tip of the valve slide is on the order of about 10 percent of the total amount of liquid fuel present below the main valve seat 18.

閉塞子32は、ノズル・ボアの内側の案内面に沿って摺
動するガイド42の働きによって、このノズル・ボアに対
してセンタリングされるようにしてある。このガイド42
は、複数（例えば４枚）の、径方向に張出し縦方向に延
在するフィンから成り、それらフィンは、その上端縁部
と下端縁部とを尖らせてある。液体燃料は、２枚のフィ
ンに挟まれた空間を流れることによってこのガイド42を
通過する。The obturator 32 is centered relative to the nozzle bore by the action of a guide 42 that slides along a guide surface inside the nozzle bore. This guide 42
Is composed of a plurality of (for example, four) fins extending in the radial direction and extending in the vertical direction, and the fins have sharpened upper and lower edges. The liquid fuel passes through the guide 42 by flowing through the space between the two fins.

図２では、バルブ・スライド15が完全に開ききった開
放位置にあり、バルブ・スライド15がこの位置にあると
きには、液体燃料が主弁座18を通過して更に下方へ流れ
てノズル・ボアの中へ流入し、更にその液体燃料は、下
方へ行くにつれて縮径している縮径領域23の中を、バル
ブ・スライドの円錐形の先端44の周囲を通過するように
してノズル・ホール24へ向かって流れ、この円錐形の先
端44を通過した流れは１つにまとまり、ノズル・ボアの
全断面を満たす流れとなる。また、このときのバルブ・
スライドの先端44とノズル・ホール24との間の距離は、
バルブ・スライド下部30がノズル・ボアの中のかなり下
の方まで延在していても、そのことによってノズル・ホ
ールへ流入しようとする液体燃料の流れが妨げられるこ
とが実質的に考えられないような、充分大きな距離にな
っている。In FIG. 2, when the valve slide 15 is in the fully open position and the valve slide 15 is in this position, the liquid fuel flows further down through the main valve seat 18 and into the nozzle bore. Into the nozzle hole 24 as it passes around the conical tip 44 of the valve slide through the reduced diameter region 23, which tapers downwardly. The flow that flows toward this point and passes through this conical tip 44 is united into a flow that fills the entire cross section of the nozzle bore. Also, the valve
The distance between the tip 44 of the slide and the nozzle hole 24 is
Even though the valve slide lower portion 30 extends well down into the nozzle bore, it is virtually unlikely that it will impede the flow of liquid fuel attempting to enter the nozzle hole. It is a sufficiently large distance.

ノズルの先端に形成するノズル・ホール24の個数は、
そのエンジンのシリンダが発生する出力の大きさや、１
本のシリンダに装備する燃料噴射装置の個数によって異
なったものとなり得る。具体的な一例を挙げるならば、
ノズル・ホールの個数を４個ないし５個とし、それらノ
ズル・ホールの全てをノズルの同一側の側方に開口する
ように並べて形成し、並べたそれらノズル・ホールのう
ちの両端に位置する２個のノズル・ホールの軸心どうし
が成す角度が100゜を超えないようにすればよい。この
角度は多くの場合、80゜ないしそれ以下とされる。この
構成によれば、液体燃料が霧化されて形成される霧流
は、微細に分散された液体燃料の粒子から成る扇形の霧
流となる。The number of nozzle holes 24 formed at the tip of the nozzle is
The amount of power generated by the engine cylinder,
The number may differ depending on the number of fuel injection devices provided in the cylinder. To give a specific example,
The number of nozzle holes is set to four or five, and all the nozzle holes are formed side by side so as to open on the same side of the nozzle, and two nozzle holes located at both ends of the arranged nozzle holes are formed. The angle formed by the axis centers of the nozzle holes should not exceed 100 °. This angle is often 80 ° or less. According to this configuration, the mist flow formed by atomizing the liquid fuel is a fan-shaped mist flow composed of finely dispersed particles of the liquid fuel.

次に、気体燃料を噴射するように構成した燃料噴射装
置について説明する。原理的には、気体燃料用の燃料噴
射装置も、以上に説明した液体燃料用の燃料噴射装置と
同様に構成されるが、ただし２つの点において異なり、
その１つは、バルブ・スライドの昇降動が、制御用にそ
のバルブ・スライドに形成したピストン部に作用を及ぼ
す制御作動油によって行われることである。そしてもう
１つは、気体燃料が側路を介して供給されることであ
り、即ち気体燃料は、シリンダ・カバー51に形成された
注入口50から、バルブ・ハウジング33に形成された傾斜
流路52を通って、バルブ・ハウジング下部へ供給され
る。Next, a fuel injection device configured to inject gaseous fuel will be described. In principle, the fuel injector for gaseous fuel is also configured similarly to the fuel injector for liquid fuel described above, except in two respects.
One is that the raising and lowering of the valve slide is performed by a control hydraulic oil acting on a piston formed on the valve slide for control. The other is that the gaseous fuel is supplied via a bypass, that is, the gaseous fuel is supplied from an inlet 50 formed in the cylinder cover 51 to an inclined flow passage formed in the valve housing 33. Through 52, it is supplied to the lower part of the valve housing.

傾斜流路52は圧力室53へ開口しており、この圧力室53
は主弁座18のすぐ上に形成されている。この種の気体燃
料用の燃料噴射装置の構成及び動作方式は公知である。
この種の燃料噴射装置は、エンジンの１サイクルごと
に、比較的大体積の気体燃料を噴射せねばならない。そ
のため、この種の燃料噴射装置の流路は、それに適した
大きな断面積を有するものでなくてはならず、ひいて
は、ノズル・ボアの直径も大きくなければならず、更に
ノズルそれ自体の直径も大きくなければならない。それ
ゆえ、図示の燃料噴射装置では、シリンダ・カバー51に
形成されている円錐形の冷却面に押付けられて当接する
当接面31′を、ノズル４それ自体に形成することによっ
て、この燃料噴射装置ハウジングの外径を適当な大きさ
に抑えられるようにしている。またその他に、図４から
明らかなように、シリンダ・カバーの当接面54の近傍
に、冷却用流路55を形成してあるということがある。ノ
ズルのうちの当接面31′より下方の部分は、燃焼室56の
中の非常な高温の影響を受け、しかも実質的に冷却され
ない状態におかれる。The inclined flow path 52 opens to a pressure chamber 53, and the pressure chamber 53
Is formed immediately above the main valve seat 18. The configuration and operation method of this type of fuel injector for gaseous fuel are known.
This type of fuel injector must inject a relatively large volume of gaseous fuel every cycle of the engine. Therefore, the flow path of this type of fuel injection device must have a large cross-sectional area suitable for it, and thus the diameter of the nozzle bore must be large, and the diameter of the nozzle itself must be large. Must be big. Therefore, in the illustrated fuel injection device, the fuel injection is performed by forming the contact surface 31 ′ pressed against and abutting against the conical cooling surface formed on the cylinder cover 51 on the nozzle 4 itself. The outer diameter of the device housing can be suppressed to an appropriate size. In addition, as is apparent from FIG. 4, a cooling passage 55 may be formed near the contact surface 54 of the cylinder cover. The portion of the nozzle below the abutment surface 31 'is affected by very high temperatures in the combustion chamber 56 and remains substantially uncooled.

気体燃料は液体燃料よりもはるかに流れ易く、また気
体燃料用の実施例ではノズル・ボアの直径が上述の実施
例のものよりはるかに大きいことから、バルブ・スライ
ド下部30に設けた閉塞子が、ノズル・ボアの一部である
下方へ行くにつれて縮径している縮径領域の円錐面、即
ち傾斜面57と当接するように構成することが特に好まし
い。またその閉塞子は、図４及び図５に示したように、
バルブ・ニードル58として形成してもよく、或いは、図
６及び図７に示したように、ボール形状の弁体59として
形成してもよい。Since the gaseous fuel is much easier to flow than the liquid fuel, and in the embodiment for gaseous fuel, the diameter of the nozzle bore is much larger than that of the above-described embodiment, so that the obturator provided on the valve slide lower part 30 has It is particularly preferable that the conical surface, that is, the inclined surface 57 of the diameter-reduced region, which is reduced in diameter as it goes down, which is a part of the nozzle bore, is in contact with the conical surface. The obturator, as shown in FIGS. 4 and 5,
It may be formed as a valve needle 58, or as a ball-shaped valve body 59 as shown in FIGS.

閉塞子を傾斜面57に押付けている閉弁力の大きさは、
主弁座18に作用している閉弁力の大きさと同じではな
く、即ち閉塞子は、弱い圧縮スプリングによって閉塞位
置へ付勢されているだけである。この圧縮スプリング
は、例えば図示の圧縮スプリング61のように、バルブ・
スライド上部の内部に形成した収容室に収容した、この
バルブ・スライド上部の中央孔に摺動可能に嵌挿されて
いるバルブ・スライド下部30の全体を付勢する圧縮スプ
リングとしてもよく、或いは、圧縮スプリング60（図６
及び図７参照）のように、バルブ・スライド下部30を囲
繞するように配設した、バルブ・スライド下部30上に長
手方向摺動可能に配設されている弁体59に作用する圧縮
スプリングとしてもよい。The magnitude of the valve closing force pressing the obturator against the inclined surface 57 is
It is not the same as the magnitude of the closing force acting on the main valve seat 18, i.e. the obturator is only urged into the closed position by a weak compression spring. This compression spring is, for example, a valve spring like a compression spring 61 shown in the figure.
A compression spring that biases the entire valve slide lower part 30 slidably inserted in the center hole of the valve slide upper part, which is housed in the storage chamber formed inside the slide upper part, or Compression spring 60 (Fig. 6
As shown in FIG. 7), a compression spring acting on a valve element 59 slidably disposed on the valve slide lower part 30 so as to surround the valve slide lower part 30 in a longitudinal direction. Is also good.

図４及び図５に示した、移動可能に配設されているバ
ルブ・スライド下部30は、その上端にバヨネット形の連
結構造の一方の構造を備えており、この一方の構造は、
例えば放射状に張出した複数のフィンから成るものであ
る。それら複数のフィンは、バルブ・スライド上部の下
端に形成された対応する複数の溝を通せるように形成し
てある。こうしてフィンを収容室の中へ挿入してから、
バルブ・スライド下部を回転させて取付位置に移動させ
る。この位置にあるときには、複数のフィンの下端縁部
が、収容室の底面と当接するため、バルブ・スライド下
部30がバルブ・スライド上部に対して相対的に下方へ移
動できる移動限度を定めるストッパとして機能すること
になる。The movably arranged valve slide lower part 30 shown in FIGS. 4 and 5 is provided at its upper end with one structure of a bayonet-type coupling structure, and this one structure is
For example, it is composed of a plurality of fins extending radially. The plurality of fins are formed to pass through corresponding grooves formed at the lower end of the upper portion of the valve slide. After inserting the fins into the accommodation room in this way,
Rotate the lower part of the valve slide to move it to the mounting position. When in this position, the lower end edges of the plurality of fins abut against the bottom surface of the storage chamber, so that the valve slide lower part 30 serves as a stopper that defines a movement limit that can move relatively downward with respect to the valve slide upper part. Will work.

図６及び図７に示した弁体59では、この弁体59がバル
ブ・スライド上部から離れる方向へ移動できる移動限度
を定めるストッパは、バルブ・スライド下部30の下端の
大径部と係合するカラー62の形に形成されている。In the valve element 59 shown in FIGS. 6 and 7, the stopper that defines the movement limit in which the valve element 59 can move away from the upper part of the valve slide engages with the large-diameter part at the lower end of the lower part 30 of the valve slide. It is formed in the shape of a collar 62.

容易に理解されるように、上述の様々な実施例の構成
要素を様々に組合せることによって更に別の実施例を構
成することも可能である。As will be readily appreciated, further embodiments may be constructed by variously combining the components of the various embodiments described above.

尚、図示の実施例では、副閉塞子の閉塞位置を、燃焼
室の天井部の高さと同じ高さにしてある。In the illustrated embodiment, the closed position of the sub-obstructor is set at the same height as the ceiling of the combustion chamber.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−75821（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−8364（ＪＰ，Ｕ) ***国特許出願公開2837606（ＤＥ, Ａ１) 国際公開93／7386（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 61/10 - 61/18 Continuation of the front page (56) References JP-A-51-75821 (JP, A) JP-A-57-8364 (JP, U) West German Patent Application Publication 2837606 (DE, A1) International Publication 93/7386 (WO, A1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02M 61/10-61/18

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】水冷シリング・カバー（51）内に取付ける
ための細長いアウタ・ハウジング（2a）を備えた、例え
ば船用ディーゼル・エンジン等の大型２ストローク内燃
機関のための燃料噴射装置（１）であり、水冷シリンダ
・カバー（51）内に取付けられたならばその弁機構
（１）のうち、弁機構上部（1a）が冷却される状態とな
り、弁機構下部（1b）が実質的に冷却されない状態とな
り、実質的に冷却されない前記弁機構下部（1b）には、
少なくとも、長手方向に延在する中央孔であるノズル・
ボアから横方向に延出するように形成されたノズル・ホ
ール（24）を有する燃料ノズル（４）下部が含まれ、バ
ルブ・スライド（15）が、移動可能な弁体（28）を備え
たバルブ・スライド上部と、このバルブ・スライド上部
から下方へ延出した細身のバルブ・スライド下部（30）
とから成り、前記弁体（28）は、冷却される前記バルブ
上部内に配設されている主弁座（18）と協働してこの燃
料噴射装置を開閉する弁体であり、前記バルブ・スライ
ド下部（30）は、前記ノズル・ボア（22,23,29）の中へ
延入していると共に副閉塞子を備えており、該副閉塞子
は前記ノズル・ホールへの燃料の流れを閉塞するための
閉塞子であって前記バルブ下部内に配設されている、燃
料噴射装置（１）において、 前記ノズル・ボアは、下方へ行くにつれて縮径している
縮径領域（23）を備えており、該縮径領域（23）が、前
記バルブ下部（1b）内であって、前記主弁座（18）より
も前記ノズル・ホール（24）の方に実質的に近い位置に
形成され、前記ノズル・ホール（24）が前記ノズル・ボ
アの小径部（29）から延出しており、前記バルブ・スラ
イド下部（30）の端部が前記ノズル・ホールの最上部よ
り高い位置にあり、更に、前記バルブ・スライド（15）
が閉塞位置にあるときに、前記副閉塞子（32;58;59）が
前記ノズル・ボアの前記縮径領域（23）に位置している
ようにしたことを特徴とする燃料噴射装置。1. A fuel injection device (1) for a large two-stroke internal combustion engine, such as a marine diesel engine, comprising an elongated outer housing (2a) for mounting in a water-cooled shilling cover (51). Yes, if installed in the water-cooled cylinder cover (51), the upper part (1a) of the valve mechanism (1) will be cooled, and the lower part (1b) of the valve mechanism will not be cooled substantially. The valve mechanism lower part (1b) which is in a state and is not substantially cooled,
At least a nozzle that is a central hole extending in the longitudinal direction.
A lower portion of the fuel nozzle (4) having a nozzle hole (24) formed to extend laterally from the bore is included, and the valve slide (15) includes a movable valve body (28). Upper part of valve slide and lower part of thin valve slide (30) extending downward from the upper part of this valve slide
The valve element (28) is a valve element that opens and closes the fuel injection device in cooperation with a main valve seat (18) disposed in the upper part of the valve to be cooled. A lower slide (30) extending into the nozzle bore (22, 23, 29) and having a secondary obturator, the secondary obturator being adapted for the flow of fuel to the nozzle hole; A fuel injector (1), which is disposed in the lower part of the valve, for closing the nozzle, wherein the nozzle bore has a diameter decreasing region (23) in which the diameter of the nozzle bore decreases as going downward; The reduced diameter region (23) is located in the valve lower portion (1b) at a position substantially closer to the nozzle hole (24) than the main valve seat (18). A nozzle bore (24) extending from a small diameter portion (29) of the nozzle bore; Id end of the lower (30) is located higher than the upper end position of the nozzle hole, further, the valve slide (15)
A fuel injection device, wherein the sub-obstructor (32; 58; 59) is located in the reduced-diameter region (23) of the nozzle bore when is in the closed position. 【請求項２】前記副閉塞子（32）が円筒形部を備えてお
り、該円筒形部が前記ノズル・ボアの前記小径部（29）
の中に嵌合して該小径部（29）との間に密閉状態を保ち
つつ摺動し得るようにしたことを特徴とする請求項１記
載の燃料噴射装置。2. The sub-obturator (32) comprises a cylindrical portion, said cylindrical portion being said small diameter portion (29) of said nozzle bore.
2. The fuel injection device according to claim 1, wherein the fuel injection device is fitted inside the small diameter portion so as to be able to slide while maintaining a sealed state between the small diameter portion and the small diameter portion. 【請求項３】前記副閉塞子（32）を備えた前記細身のバ
ルブ・スライド下部（30）が、前記バルブ・スライド上
部から延出した剛性を有する延出部であることを特徴と
する請求項１または２記載の燃料噴射装置。3. The thin valve slide lower portion (30) provided with the sub-obstructor (32) is a rigid extension extending from the valve slide upper portion. Item 3. The fuel injection device according to Item 1 or 2. 【請求項４】前記細身のバルブ・スライド下部（30）
が、前記バルブ・スライド上部から延出した横方向に撓
むことのできる可撓性を有する延出部であり、更に、前
記バルブ・スライド下部が、前記副閉塞子（32）より高
い位置にガイド（42）を備え、該ガイド（42）が前記ノ
ズル・ボアの大径部（22）の壁面に当接することによっ
て、前記副閉塞子が前記ノズル・ボア内でセンタリング
されるようにしたことを特徴とする請求項１または２記
載の燃料噴射装置。4. The thin valve slide lower part (30).
Is a flexible extension extending from the upper part of the valve slide and capable of flexing in the lateral direction, and the lower part of the valve slide is positioned higher than the sub-obstructor (32). A guide (42), wherein the guide (42) is brought into contact with the wall surface of the large-diameter portion (22) of the nozzle bore so that the sub-obstructor is centered in the nozzle bore. The fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein: 【請求項５】前記ガイド（42）が、前記バルブ・スライ
ド下部（30）に設けられた径方向に張出し長手方向に延
在する複数のフィンから成り、それらフィンの上端縁部
及び下端縁部を好ましくは尖らせてあることを特徴とす
る請求項４記載の燃料噴射装置。5. A guide (42) comprising a plurality of radially extending longitudinally extending fins provided on the valve slide lower part (30), and upper end edges and lower end edges of the fins. 5. The fuel injection device according to claim 4, wherein the device is preferably pointed. 【請求項６】前記副閉塞子（58;59）が閉塞位置にある
ときに該副閉塞子（58;59）が前記ノズル・ボアの前記
縮径領域（23）の傾斜面（57）に当接しているようにし
てあり、該副閉塞子（58;59）を前記バルブ・スライド
（15）の長手方向に移動可能にしてあり、該副閉塞子
（58;59）を前記バルブ・スライド上部から離れる方向
へスプリングで付勢してあることを特徴とする請求項１
記載の燃料噴射装置。6. When the sub-obstructor (58; 59) is in the closed position, the sub-obstructor (58; 59) is positioned on the inclined surface (57) of the reduced diameter region (23) of the nozzle bore. The secondary obturator (58; 59) is movable in the longitudinal direction of the valve slide (15), and the secondary obturator (58; 59) is 2. A spring biased in a direction away from the upper part.
The fuel injection device according to claim 1. 【請求項７】前記副閉塞子（32;58;59）を備えた前記細
身のバルブ・スライド下部（30）を、前記バルブ・スラ
イド上部に着脱可能に固定される別体の部材として形成
してあることを特徴とする先行請求項のいずれか１項記
載の燃料噴射装置。7. The thin valve slide lower part (30) provided with the secondary obturator (32; 58; 59) is formed as a separate member detachably fixed to the valve slide upper part. The fuel injection device according to any one of the preceding claims, wherein 【請求項８】前記バルブ・スライドの前記移動可能な弁
体（28）が前記主弁座（18）から所定距離以上離れた後
に、前記副閉塞子が前記ノズル・ボアの小径部（29）を
開くようにしてあることを特徴とする先行請求項のいず
れか１項記載の燃料噴射装置。8. The small diameter portion (29) of the nozzle bore after the movable valve body (28) of the valve slide is separated from the main valve seat (18) by a predetermined distance or more. The fuel injection device according to any one of the preceding claims, wherein the fuel injection device is opened. 【請求項９】前記バルブ・スライドの下端（44;58）を
円錐形にしてあることを特徴とする先行請求項のいずれ
か１項記載の燃料噴射装置。9. The fuel injection device according to claim 1, wherein the lower end of the valve slide has a conical shape.
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