JPH0244054Y2

JPH0244054Y2 -

Info

Publication number: JPH0244054Y2
Application number: JP1984195965U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1984-12-26
Publication date: 1990-11-22
Also published as: JPS61110867U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は燃料噴射方向を低負荷時と高負荷時と
で変更し得るようにしたデイーゼルエンジンの燃
料噴射装置に関するものである。

（従来技術）燃料噴射ノズルにおいては、一般に燃料噴射口
の開口面積を調整するニードル弁および該ニード
ル弁を閉方向に付勢するスプリングを備え、この
ニードル弁を燃料圧によつて該スプリングに抗し
てリストさせるようにしてある。

上述のような燃料噴射ノズルにおいては、スロ
ツトルノズルあるいはピストルノズルと呼ばれる
ように、ニードル弁のリフト量が所定リフト量以
下では開口面積を小さくしたいわゆるスロツトル
域を構成する一方、この所定リフト量以上では開
口面積を急激に大きくするようにしたものがあ
る。このようなスロツトル域を設けるのは、特に
低負荷運転時において着火遅れ期間での燃料量を
少なく抑えて、終局的には静粛な燃焼を確保する
ためのものであり、この所定リフト量を越えた後
は、中、高負荷運転時において十分な燃焼量を確
保するため、前述のような燃料噴射口の開口面積
が急激に大きくなるようにしてある。

ところで、デイーセルエンジンにおいては、そ
の燃焼性、有害成分あるいは騒音等の関係から、
前記スロツトル域で運転される低負荷時と、これ
以上の高負荷時とでは、燃料噴射方向を異ならせ
た方が良い、ということが知られている。このよ
うな要求を満足させるため、燃料噴射ノズルを２
本設けることも考えられるが、この場合はコスト
上あるいは設置スペース上実用的ではない。この
ような観点から、実開昭59−88220号公報に示す
ように、燃料噴射ノズルとして互いに噴射方向の
異なる主噴射口と副噴射口との２つの噴射口を有
するものが開発されている。しかしながら、この
副噴射口を別途有するものにあつては、副噴射口
が極めて小径（排気量３前後のものにあつて
は、直径0.1mm程度）とせざるを得ないため、そ
の加工精度上の制約を受けることになる一方、副
噴射口そのものにはニードル弁が存在しないの
で、カーボンによる目詰りが生じ易くて初期性能
を長く維持することが困難となる。

（考案の目的）本考案は以上のような事情を勘案してなされた
もので、スロツトル域すなわち低負荷時の燃料噴
射方向と高負荷時の燃料噴射方向とを変えるの
に、極めて簡単に構成でき、しかも目詰りを生じ
難くて初期性能を長く維持することのできるデイ
ーゼルエンジンの燃料噴射装置を提供することを
目的とする。

（考案の構成）前述の目的を達成するため、本考案にあつては
次のような構成としてある。すなわち、燃料噴射口の開口面積を調整するニードル弁の
先端部が該燃料噴射口を出入りしそのリフト量が
所定リフト量以下では上記開口面積が小さくされ
たスロツトル域を構成する一方、該所定リスト量
以上では該開口面積を急激に大きくするようにさ
れた燃料噴射ノズルを備え、前記燃料噴射口の軸心に対して前記ニードル弁
の軸心がオフセツトされることにより、前記所定
リフト量以上の高負荷時には燃料噴射方向がほぼ
該燃料噴射口の軸心方向となるように、また前記
所定リスト量以下の低負荷時には燃料噴射方向が
該燃料噴射口の軸心に対して傾斜した偏向方向と
なるように設定され、前記燃料噴射ノズルの配置が、前記燃料噴射口
の軸心が吸気のスワール方向に向くように、しか
も前記偏向方向が吸気のスワールに対して交差す
る方向となるように設定されている、ような構成としてある。

上述のようなオフセツトにより、スロツトル域
にあつては、燃料噴射口の開口部は、ニードル弁
の存在により輪状となるが、上記オフセツトによ
り、この輪状とされた開口部は、ニードル弁の径
方向において、一端部側が狭く、他端側が広くな
つた形状となる。したがつて、このようなスロツ
トル域においては、燃料は上記開口部のうち広く
なつた部分より噴射されるが、この噴射の際、偏
向作用によつて、ニードル弁の軸心から離れる方
向へと噴射されることになる。また、スロツトル
域以上となつた高負荷時には、上述したニードル
弁による燃料噴射口の開口部形状は、ニードル弁
の径方向において広狭の差が実質的に無くなり、
燃料は従来同様ニードル弁の軸心方向に噴射され
ることになる。

したがつて、燃料噴射口の軸心を吸気のスワー
ル方向に向けさせると共に、前記偏向方向を吸気
のスワールに対して交差する方向となるように設
定して、エンジン負荷に応じた最適な燃料噴射方
向を得ることができる。

（実施例）以下本考案をマン型と呼ばれる蒸発燃焼式のエ
ンジンに適用した場合の実施例につき、添付した
図面を参照しつつ説明する。

第１図において、１はシリンダブロツク、２は
シリンダヘツドで、シリンダブロツク１内に摺動
自在に嵌挿されたピストン３には、この頂部に開
口するほぼ球状のキヤビテイ４が形成されてい
る。そして、吸入空気は、ピストン３の軸心を中
心として旋回するスワール（第７図符号Ｓで示
す）とされるようになつており、このため吸気弁
５により開閉される吸気ポート６が、いわゆるヘ
リカルポートとされている。

前記シリンダヘツド２には燃料噴射ノズル７が
設けられ、該燃料噴射ノズル７は、燃料噴射口が
１つのシングルポイントタイプとされて、第７図
に示すようにその燃料噴射口の指向方向は、上記
スワールと同方向となるように、前記キヤビテイ
の側壁に向かうものとされている。

上記燃料噴射ノズル７について第２図〜第６図
により説明すると、そのノズルホルダ８に形成さ
れた燃料噴射口９に対して、従来同様、ニードル
弁１０のスロツトル部１０ａが出入りするように
なつている。勿論、このスロツトル部１０ａが第
２図、第５図に示すように燃料噴射口９内に位置
しているときがスロツトル域を構成するものであ
り、このニードル弁１０のリフト量と燃料噴射口
９の開口面積との関係を第８図に示してある。

このような燃料噴射ノズル７において、本考案
の特徴となる部分は、燃料噴射口９の軸心O₁に
対して、ニードル弁１０したがつてスロツトル部
１０ａの軸心O₂が、だけオフセツトされてい
ることにある。すなわち、スロツトル部１０ａが
燃料噴射口９内に位置している場合において（第
２図、第５図に対応）、該燃料噴射口９部分の径
方向断面形状は第３図のようになつている。この
第３図から容易に理解されるように、ニードル弁
１０がオフセツトされた方向（第３図右方向）に
おける燃料噴射口９の開口部A₁はその間隔が極
めて小さくされる一方、これとは径方向反対側の
開口部A₂は極めて大きくされる。この結果、ス
ロツトル域においては、燃料は広い開口部A₂側
より噴射されて、その噴射方向は、第４図に示す
ように、燃料噴射口の軸心O₁に対して離れる方
向すなわち斜め方向へ噴射され、このときの軸心
O₁に対する噴射角度は、15゜〜20゜と大きくするこ
とが可能である。

また、スロツトル部１０ａが燃料噴射口９から
抜け出た状態（第６図に対応）では、第３図に対
応した断面図は第４図のようになる。すなわち、
この場合は、燃料噴射口９内には、スロツトル部
１０ａの先端にある極く小径の先端ピン部１０ｂ
しか位置していないため、その周囲には径方向に
おいて広狭の差が殆んどないように燃料噴射口９
の開口部が形成される。この結果、燃料は、第６
図に示すように、従来同様、燃料噴射口９の軸心
O₁方向に真すぐに噴射される。

上述したような燃料噴射ノズル７は、第７図に
示すように燃料噴射口１０が符号ｘで示すように
キヤビテイ４の側壁に向けてスワールＳと順方向
に指向され、また、前述した第３図の開口部A₂
となる部分が、符号ｙで示すようにキヤビテイ４
の中心方向へ向かうように、すなわち、極力スワ
ールＳと相対向して吸入空気との混合が良好とな
る方向へ指向されている。

以上のような構成において、スロツトル域での
運転が行われる底負荷時には、燃料は、第７図ｙ
方向へ噴射され、この結果、燃料は吸入空気と良
好に混合されて燃焼される一種の混合燃焼（急速
燃焼）となる。このため、冷間始動時およびこれ
に引き続く暖機運転中の着火性が良好になると共
に、燃焼温度も比較的高くなつてHCの低減が図
られる。

一方、高負荷時には、燃料は第７図符号ｘで示
す方向に噴射されて、蒸発燃焼が行われる。これ
により、燃焼は緩慢に行われて、騒音低減、
NOx低減が図られる。勿論、高負荷時であるの
で、燃焼温度も高くなり、着火性の点でも問題の
ないものとなる。

以上実施例について説明したが、副室式（渦流
室式）のデイーゼルエンジンに対しても適用し得
るものである。

（考案の効果）本考案は以上述べたことから明らかなように、
燃料噴射口に対してニードル弁をオフセツトする
と共に、燃料噴射ノズルの吸気のスワールに対す
る指向方向を所定のものに設定するだけで、エン
ジン負荷に応じた最適な燃料噴射方向を得ること
ができる。また、燃料噴射口そのものは副噴射口
のようなものに比してはるかに大径であり、かつ
ニードル弁（のスロツトル部）が出入りするの
で、カーボンによる燃料噴射口の目詰りというこ
とも生ぜず、初期性能を長期に渡つて維持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体断面図。
第２図は燃料噴射ノズルの燃料噴射口部分を示す
拡大断面図。第３図、第４図は第２図Ｘ−Ｘ線断
面図で、第３図は低負荷時のときを、また第４図
は高負荷時のときを示す。第５図は低負荷時にお
ける燃料噴射方向を示す断面図。第６図に高負荷
時における燃料噴射方向を示す断面図。第７図は
スワールと燃料噴射方向とを示す平面図。第８図
は燃料噴射ノズルの特性図。４……キヤビテイ、７……燃料噴射ノズル、８
……ノズルホルダ、９……燃料噴射口、１０……
…ニードル弁、１０ａ……スロツトル部、0₁……
燃料噴射口軸心、0₂……ニードル弁軸心、……
オフセツト量、A₁……狭い開口部、A₂……広い
開口部、ｘ，ｙ……燃料噴射方向。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】燃料噴射口の開口面積を調整するニードル弁の
先端部が該燃料噴射口を出入りしそのリフト量が
所定リフト量以下では上記開口面積が小さくされ
たスロツトル域を構成する一方、該所定リフト量
以上では該開口面積を急激に大きくするようにさ
れた燃料噴射ノズルを備え、前記燃料噴射口の軸心に対して前記ニードル弁
の軸心がオフセツトされることにより、前記所定
リフト量以上の高負荷時には燃料噴射方向がほぼ
該燃料噴射口の軸心方向となるように、また前記
所定リフト量以下の低負荷時には燃料噴射方向が
該燃料噴射口の軸心に対して傾斜した偏向方向と
なるように設定され、前記燃料噴射ノズルの配置が、前記燃料噴射口
の軸心が吸気のスワール方向に向くように、しか
も前記偏向方向が吸気のスワールに対して交差す
る方向となるように設定されている、ことを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射
装置。