JP5822254B2 - Fuel injector for internal combustion engines - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のための燃料噴射機に関する。本発明は、特に船舶の推進のための内燃機関等の大型の2ストローク内燃機関のための燃料噴射機に関する。
より詳細には、本発明は、請求項1の前文に記載の燃料噴射機に関する。燃料噴射機は、弁案内部の下端部に固定され複数のノズル孔を備える噴霧器と、弁案内部の弁座と協動する弁部を有するスピンドルと、スピンドルが閉鎖位置にある場合にノズル孔と連通して容積を低減すべく噴霧器の長手方向腔内に延びる切り欠き要素とを備える。
The present invention relates to a fuel injector for an internal combustion engine. The present invention relates to a fuel injector for a large two-stroke internal combustion engine such as an internal combustion engine for propulsion of a ship.
More particularly, the invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1. The fuel injector includes a sprayer having a plurality of nozzle holes fixed to a lower end portion of a valve guide portion, a spindle having a valve portion that cooperates with a valve seat of the valve guide portion, and a nozzle hole when the spindle is in a closed position. And a notch element extending into the longitudinal cavity of the nebulizer to reduce the volume in communication therewith.
特許文献1は、対応する弁案内部の弁座と協動する弁部を有し、かつ軸方向に移動可能なスピンドルと、弁スピンドルの弁部の下方を噴霧器の中央部腔内に延びる切り欠き要素とを備える燃料噴射機を開示する。切り欠き要素の外壁は、ノズル孔の入口開口部を開閉するために好適である。 Patent Document 1 has a valve portion that cooperates with a valve seat of a corresponding valve guide portion and is movable in the axial direction, and a cut extending below the valve portion of the valve spindle into the central cavity of the sprayer. Disclosed is a fuel injector comprising a missing element. The outer wall of the notch element is suitable for opening and closing the inlet opening of the nozzle hole.
特許文献1に開示される解決策において、ノズル孔は一列に並べられる。即ち、ノズル孔の入口開口部は全て噴霧器の下端部から略等距離に位置される。この解決策の課題は、最大角内に位置されるノズル孔の総数は、噴霧器の側壁の強度を妥協することなく増加させることができない点にある。 In the solution disclosed in Patent Document 1, the nozzle holes are arranged in a line. That is, all the inlet openings of the nozzle holes are located at substantially equal distances from the lower end of the sprayer. The problem with this solution is that the total number of nozzle holes located within the maximum angle cannot be increased without compromising the strength of the sprayer sidewalls.
特許文献2は、請求項1の前文による燃料噴射機を開示する。噴霧器のノズル孔の入口開口部は、軸方向に離間して位置される第1の列及び第2の列に並べられ、円筒状シール部によって相互に分離される。噴霧器の長手方向腔内に延びる切り欠き要素は、下方の列の入口開口部を開閉すべく位置される第1の円筒状区域と、弁スピンドルが閉じられた場合に上方の列の入口開口部を閉じるために二次弁座と協動する第2の円筒状区域とを有する。 Patent document 2 discloses a fuel injector according to the preamble of claim 1. The inlet openings of the nozzle holes of the sprayer are arranged in a first row and a second row that are spaced apart in the axial direction and are separated from each other by a cylindrical seal portion. A notch element extending into the longitudinal cavity of the nebulizer includes a first cylindrical section positioned to open and close the lower row of inlet openings, and the upper row of inlet openings when the valve spindle is closed. And a second cylindrical section that cooperates with the secondary valve seat to close the valve.
弁スピンドルが開放される場合に、下方の列の入口開口部には、切り欠き要素の中央部ダクトを通過して流れる燃料が供給され、上方の列の入口開口部には、噴霧器の内壁及び切り欠き要素の外側表面間に形成される環状流路を流れる燃料が供給される。 When the valve spindle is opened, the lower row of inlet openings is supplied with fuel flowing through the central duct of the notch element, and the upper row of inlet openings contains the inner wall of the atomizer and Fuel is supplied that flows through an annular passage formed between the outer surfaces of the notch elements.
特許文献2に開示される解決策の課題は、スピンドルの開放位置において、切り欠き要素が完全には案内されない点にある。従って、スピンドルの閉鎖段階において、切り欠き要素が下方に移動される場合に、切り欠き要素の端部が噴霧器の壁に衝突する可能性がある。これは、噴射孔の高さ部分において切り欠き要素に作用する流体の動的圧力により生じる。この圧力は、切り欠き要素を噴射孔に押圧して移動させ、更に切り欠き要素を屈曲させ得る。 The problem of the solution disclosed in Patent Document 2 is that the notch element is not completely guided in the open position of the spindle. Thus, when the notch element is moved downwards during the spindle closing phase, the end of the notch element can collide with the sprayer wall. This is caused by the dynamic pressure of the fluid acting on the notch element at the height of the injection hole. This pressure can push the notch element against the injection hole and move it, further bending the notch element.
本発明の課題は、切り欠き要素に作用する流体の動的圧力により生じる問題を解決する改良された噴射機を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an improved injector which solves the problems caused by the dynamic pressure of the fluid acting on the notch element.
本発明において、この課題は、請求項1に記載の特徴を有する燃料噴射機によって解決される。 In the present invention, this problem is solved by a fuel injector having the features of claim 1.
本発明の特徴及び効果は、添付の図面を参照して後述する非制限的例の詳細な説明により明らかとなるであろう。
図1において、参照符号10は、ディーゼルエンジンの燃料噴射機の噴霧機の下方部分を示す。
The features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of non-limiting examples with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1,
後述する詳細な説明及び特許請求の範囲において、用語「上方」、「下方」、「頂部」、「底部」等は、噴射機の使用における通常の位置を示すものである。しかしながら、噴射機10は、上下方向の軸に対して多かれ少なかれ斜めの位置に設けられてもよい。
In the detailed description and claims that follow, the terms “upper”, “lower”, “top”, “bottom” and the like indicate normal positions in use of the injector. However, the
噴霧器10は、丸みを帯びた底端部12を備えた耐食材料から形成される円筒状本体から形成される。
噴霧器10は、その底端部にて閉じられ長手方向軸Aを有する長手方向腔14を有する。複数のノズル孔16が噴霧器10の側壁に形成される。ノズル孔16はそれぞれ長手方向腔14に面する内側開口部18、及び噴霧器の外側表面に開放する出口開口部20を有する。ノズル孔16の入口開口部18は、上方の群と下方の群とに分けられ、これらは長手方向Aにおいて相互に離間して設けられる。
The
The
噴射機は、噴霧器10の長手方向腔14内に延びる切り欠き要素22を有するスピンドル(図1に図示しない)を備える。
切り欠き要素22は、開放位置及び閉鎖位置間を長手方向腔14に対して長手方向Aに移動可能である。
The injector includes a spindle (not shown in FIG. 1) having a
The
長手方向腔14は、上方円筒状シール部24及び下方円筒状シール部26を有する。上方シール部24は、上方の群の内側開口部18の上方に位置され、下方シール部26は、下方の群の内側開口部18の下方に位置される。
The
切り欠き要素22は、上方円筒状シール部28及び下方円筒状シール部30を有する。閉鎖位置において、上方円筒状シール部28及び下方円筒状シール部30はそれぞれ長手方向腔14の上方シール部24及び下方シール部26に対して気密に接触し、上方切り欠き区域32及び下方切り欠き区域34を形成する。
The
図1に示す開放位置において、切り欠き要素22の上方シール部28及び下方シール部30は、長手方向腔14の上方シール部24及び下方シール部26に対して軸方向に偏移する。この位置において、上方切り欠き区域32及び下方切り欠き区域34は、開放される。切り欠き要素22の下方シール部30は、内側開口部18の上方の群及び下方の群の間に位置される。
In the open position shown in FIG. 1, the
切り欠き要素は、切り欠き要素22の閉鎖位置においてて上方切り欠き区域32の上方及び下方切り欠き区域34の下方の両者にて長手方向腔14と連通する中央部ダクト36を有する。
The notch element has a
切り欠き要素22は、切り欠き要素22の上方シール部28の下方を延びる補助的な案内区域38を備える。
補助的な案内区域38は、周方向において相互に離間して設けられ且つ上方シール部24に対して摺動自在に接触する外側円筒状表面を有する複数の案内リブ40を含む。チャネル42が、隣接する案内リブ40間に形成される。チャネル42により、燃料は、切り欠き要素22の開放位置において上方切り欠き区域32を通過して流れることができる。
The
The
切り欠き要素の開放位置において、圧力下の燃料は、長手方向腔14の内側表面及び切り欠き要素22の外側表面の間に形成される環状流路に流れる。第1の燃料の流れは、チャネル42を通過して流れ、上方の群の入口開口部18に至る。第2の燃料の流れは、切り欠き要素22の軸方向ダクト36内に流れ、下方の群の入口開口部18に至る。開放位置において、案内リブ40は、噴霧器10の上方シール部24に接触する。案内リブ40は、切り欠き要素22に作用する流体の動的圧力による切り欠き要素と噴霧器の内壁との間における衝突の危険性を取り払う。切り欠き要素22と長手方向腔14との間の空隙は最小限に保持されている。これにより燃料の漏れを低減する。
In the open position of the notch element, fuel under pressure flows in an annular flow path formed between the inner surface of the
図2は、別例において切り欠き要素22の下方シール部30が切り欠き要素22の閉鎖位置及び開放位置の両者において、下方の群の入口開口部の下方を延びることを示す。
図2に示す開放位置において、燃料全体は、上方及び下方の群の内側開口部18に向かって上方切り欠き区域32を通して下方に流れる。全ての噴射孔16には、切り欠き要素22の外側を流れる燃料が供給される。従って、流れ方向における大きな流れの制約や変化が不要であるため、流体の圧力の低下は、制限される。
FIG. 2 shows that in another example the
In the open position shown in FIG. 2, the entire fuel flows downward through the
噴射孔に供給される燃料の流れを妨害することを回避すべく、切り欠き要素は下方シール部30に、且つ下方の群の入口開口部18の下方に案内される。
図2に示される実施例において切り欠き要素22の製造は、切り欠き要素22の比較的大きな穴のドリリングによる形成が回避され、且つ切り欠き要素の端部面に作用する圧力の平衡を保持すべく小さな穴の形成が必要とされるのみであるため、単純化される。切り欠き要素22の径の35%より大きな穴は形成されない。従って、切り欠き要素22は、公知技術の設計と比較してより小さな応力にさらされるため、要素の信頼性が向上する。更に、この設計により袋の容量が大幅に低減する。
In order to avoid obstructing the flow of fuel supplied to the injection holes, the notch element is guided to the
In the embodiment shown in FIG. 2, the manufacture of the
図3及び4は、ノズル壁及び弁体の間に摩擦を生じさせる、流体の動的な流れによって生じる径方向の応力を伴わない、略ゼロの袋容量を備えた噴射口を閉鎖するための更なる解決策を示す。 FIGS. 3 and 4 are for closing a jet with a substantially zero bag volume without radial stress caused by the dynamic flow of fluid causing friction between the nozzle wall and the valve body. Indicates a further solution.
切り欠き要素は、パイプとして構成され、球等の球状要素44は長手方向腔14の底端部に位置される。閉鎖位置において、切り欠き要素22の底端部は、球状要素44に隣接し、球状要素44のシール面における主要な流れを閉鎖する。
The notch element is configured as a pipe, and a
更に長手方向腔14及び切り欠き要素22間の空隙を通した円筒体内への漏れを防止すべく、弾性ディスク46が長手方向腔14の上端部に設けられる。スピンドル48には、切り欠き要素22の上方に円錐状シール部50が設けられる。円錐状シール部50及びディスク46の間のシール領域は、切り欠き要素22の底端部が球状要素44に接触すると同時に閉じられる。
In addition, an
図示しないが、図2、3、及び4に示す実施例において、図1に示すものと同じ案内部38が設けられる。
Although not shown, in the embodiment shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
Claims (6)
該噴霧器(10)の長手方向腔(14)内に延びる切り欠き要素(22)とを備え、同切り欠き要素(22)は、長手方向腔(14)に対して長手方向(A)において開放位置及び閉鎖位置間を移動自在であることと、
該長手方向腔(14)及び切り欠き要素(22)はそれぞれ、切り欠き要素(22)の閉鎖位置において相互に協動し上方の群の入口開口部(18)の上方を延びる上方切り欠き区域(32)及び下方の群の入口開口部(18)の下方を延びる下方切り欠き区域(34)を形成する上方シール部(24,28)及び下方シール部(26,30)を有する内燃機関のための燃料噴射機であって、
該切り欠き要素(22)には、長手方向腔(14)の上方シール部(24)に案内接触し切り欠き要素(22)の開放位置において燃料を流れさせる補助的な案内区域(38)が設けられ、
前記切り欠き要素(22)の下部シール部(30)は、切り欠き要素(22)の開放位置において、上方の群及び下方の群の内部開口部(18)の間を延びることを特徴とする燃料噴射機。 A nebulizer (10) having a longitudinal cavity (14) and a plurality of nozzle holes (16) having an inlet opening (18) facing the longitudinal cavity (14), the inlet opening (18) being upward Divided into a group and a lower group, and spaced apart from each other in the longitudinal direction (A),
A notch element (22) extending into the longitudinal cavity (14) of the nebulizer (10), the notch element (22) being open in the longitudinal direction (A) relative to the longitudinal cavity (14). Movable between position and closed position;
The longitudinal cavity (14) and the notch element (22) each cooperate with each other in the closed position of the notch element (22) and extend above the upper group of inlet openings (18). (32) and an internal combustion engine having an upper seal portion (24, 28) and a lower seal portion (26, 30) forming a lower notch area (34) extending below an inlet opening (18) of the lower group. A fuel injector for
The notch element (22) has an auxiliary guide zone (38) for guiding and contacting the upper seal (24) of the longitudinal cavity (14) and allowing fuel to flow in the open position of the notch element (22). Provided ,
The notch lower sealing portion of the element (22) (30) is in the open position of the notch element (22), and wherein Rukoto extending between the inner opening of the upper group and a group of lower (18) Fuel injectors.
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