JPS6337259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はデイーゼルエンジン用燃料噴射装
置、特に燃料圧を受けるピストンと連動して該ピ
ストンが燃料圧を受けると予かじめ供給された燃
料を圧縮する小径のピストンより成る燃料圧縮装
置と、この燃料圧縮装置より圧縮された圧縮燃料
を噴射する燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルの
ノズルニードルを閉じる方向へ圧力を加える圧油
を受けるピストンより成るノズルニードル押え
と、ノズルニードル押えに加わる圧油の圧力制御
を行なう制御手段とより成り、ノズルニードル押
えに加えられる圧力の制御で噴射時期及び期間を
制御するようにした燃料噴射装置に関するもので
ある。

以下、図に示す実施例を参照しながら本発明を
説明する。

第１図において、燃料タンク１はフイルタ２を
介して送油ポンプ３の吸入側と連通し、送油ポン
プ３の吐出部には、電子減圧弁４とアキユムレー
タ５が設けられ、切換弁８に接続されている。

送油ポンプ３は走行用のエンジン６の駆動力に
より回転され、電子減圧弁４が負荷、即ち全負
荷、部分負荷、無負荷に比例して回路７内に圧力
を制御している。その制御はコントロールユニツ
ト５２からの出力により行なわれる。

燃料圧縮装置１０は大径のボア１１ａと、小径
のボア１１ｂとが連通して上下に形成され、該ボ
ア１１ａ，１１ｂの内に大径のピストン１２ａと
小径のピストン１２ｂとよりなるサーボピストン
１３が径に対応して配され、該サーボピストン１
３のピストン１２ａの上方部には、ピストン室１
４が設けられ、該ピストン室１４は圧油源に切換
弁８を介して接続されている。更にサーボピスト
ン１３の小径のピストン１２ｂの下方には、嵌合
のボア１１ｂとにより圧縮室１５が設けられ、該
圧縮室１５は、下記する燃料噴射ノズル１７に接
続されている。従つて、ピストン室１４に圧油が
供給されると、サーボピストン１３は下方へ動か
され、圧縮室１５内の燃料を圧縮し、燃料噴射ノ
ズル１７に圧送される。

切換弁８は、２位置４ポートの電磁操作型の弁
で、コントロールユニツト５２からの出力信号に
より切換えられ、切換弁８が位置側にあると、
ポンプ３の吐出側が前記燃料圧縮装置１０のピス
トン室１４と連通する。そしてまたその位置にあ
つては、圧縮室１５が絞り９、チエツクバルブ１
６を介してタンク側に連通している。従つて、圧
油はピストン室１４内に供給され、ピストン１２
を押圧し、サーボピストン１０が下降し圧縮室１
５内の燃料を圧送する。この切換弁８が位置側
に切換えられると、ポンプ３の吐出側が圧縮室１
５と連通すると共に、ピストン室１４がタンク１
と連通している。従つて、圧油は絞り９で絞られ
徐徐に圧油が圧縮室１５内に供給され、ピストン
室１４内の圧油はタンク１へ戻される。

燃料噴射ノズル１７は、本体１８とその内部に
配されたノズルニードル１９とより成り、プレツ
シヤピン２２から伝えられる押圧力で弁座に着座
され、噴孔２０を閉じている。前記燃料圧縮装置
１０により圧縮された燃料は、管路２３から通路
２４を通り油溜り２１まで送られる。燃料の噴射
は、油溜り２１内に送られた燃料油の圧力がノズ
ルニードル１９のプレツシヤステージに加えられ
る圧力が、プレツシヤピン２２を介して加えられ
る下記するノズルニードル押え２５からの押圧力
より勝る場合、即ちノズルニードル押え２５の押
圧力を低下させて前記の条件となる時に、ノズル
ニードル１９がリフトし、噴孔２０が開き、燃料
が噴射される。噴射の終了は、ノズルニードル押
え２５からの押圧力が開弁圧以上に上昇させるこ
とでノズルニードル１９が下降し弁座に着座され
て終了する。

ノズルニードル押え２５は、ボア２６とその内
部に配されるピストン２７と、ピストン２７に連
結のロツド２８とより成り、該ロツド２８は前記
した燃料噴射ノズル１７のプレツシヤピン２２の
端と当接している。

ピストン２７とボア２６とにより、該ピストン
２７の上方に室２９が形成され、この室２９に、
油圧ポンプ３０、モータ３１、タンク３２、フイ
ルタ３３及びリリーフ弁３４より成る圧油源の油
圧ポンプ３０の吐出口が回路３５を介して接続し
ている。従つて、この回路３５を介して圧油が供
給される。この回路３５には、一端がタンク３２
に連通する分岐回路３６が接続され、該分岐回路
３６には、電磁力によりタンク３２に戻す量を制
御できる制御弁３７（一般に電磁比例制御弁と称
している。）が設けられ、該制御弁３７は、第２
図に示すような構造で、本体３８内に入口孔３９
と出口孔４０とが形成され、それら両孔３９と４
０は内部の室４１で連通され、該室４１内に制御
用の弁４２が配されている。弁４２はスプリング
４３を介してコイル４４の電磁力で動かされるコ
ア４５のロツド４６に保持されている。弁４２は
コア４５に固着の他のロツド４７の端に設けられ
たスプリング４８と前記スプリング４３により吸
入口３９にある弁座４９に着座されている。５０
は位置を検出するストロークセンサで、前記ロツ
ド４７に固着の鉄等の磁性体５１が移動すること
でその位置検出している。

コイル４４はコア４５を変位させるもので、コ
イル４４に供給される通電量により変位が制御さ
れ、通電量が増加するにつれて弁４２を弁座４９
に押し付けるように働く。即ち、流量は遮断状態
から最大流量まで通電量により自由に制御ができ
るものである。この制御弁３７を利用して、回路
３５内の圧力（即ちこれはノズルニードル押え２
５の室２９の圧力）を３段階に制御している。即
ち、この制御弁３７をオフ（遮断状態）とする
と、該制御弁３７を介してタンク３２に戻され量
は０となり、圧油源からの圧力は、リリーフ弁３
４で設定の最高圧（例えば200Kg／cm²とする）に
保たれる。次に、制御弁３７を遮断状態から全開
の状態で最大流量が流れるようにすると、回路３
５内の圧力は前記例では80Kg／cm²となる。また制
御弁３７に適宜な絞りを加えると、タンク３２に
戻される量が絞られ前記例では100Kg／cm²まで高
めることができる。

コントロールユニツト５２は、回転数検出器５
３から得られるエンジンの回転数、コントロール
レバー５４からの変位量等の信号を処理して前記
切換弁８及び制御弁３７に制御信号を出力してい
る制御回路である。

上述の構成にあつて、油圧ポンプ３はエンジン
６により回転され、圧油は所望の圧力、即ち、電
子リリーフ弁４でエンジン負荷にみあう圧力とな
り、アキユムレータ５内に蓄圧されている。

切換弁８が図示のような位置側にあると、回
路７内の圧油は、燃料圧縮装置１０のピストン室
１４内に導びかれ、サーボピストン１３は下降
し、圧縮室１５内に切換弁８が位置に切換えら
れた時に供給された燃料が圧縮され、圧縮燃料を
管路２３を通して燃料噴射ノズル１７へ圧送す
る。燃料噴射弁１７の通路２４、油溜り２１内の
圧力は、切換弁８が位置にあつた時にピストン
室１４内に流入された燃料（液体）の体積によつ
て決定される。尚、ピストン室１４内の圧力特性
及圧縮室１５内の圧力特性は第３図の及に示
されている。実線は全負荷時の特性、点線は無負
荷時の特性である。

燃料噴射ノズル１７からの燃料噴射は、燃料圧
縮装置１０から圧縮燃料が燃料噴射ノズル１７の
油溜り２１に供給され充満している状態におい
て、制御弁３７の絞り状態から全開にすると、ノ
ズルニードル押え２５の室２９内の圧力が急激に
下降（前記にあげた例として室内が100Kg／cm²か
ら80Kg／cm²に低下する）するようになり、燃料噴
射ノズル１７の油溜り２１から加えられる力が勝
つてノズルニードル１９は上昇し燃料が噴孔２０
より噴射される。

噴射の終了は、制御弁３２が全閉の状態に切換
わると、室２９内の圧力が急激に上昇（前記例で
は80Kg／cm²から200Kg／cm²まで上昇する）するた
めに、ノズルニードル１９は下降し噴孔２０を閉
じ噴射が急激に終了する。

即ち、燃料の噴射は、ノズルニードル押え２５
の圧力変化により噴孔２０の開及び閉が制御され
て行なわれる。この噴射の制御のためのノズルニ
ードル押え２５の室２９の圧力変動特性は、第３
図のに示され、ｌが噴射期間である。

尚、この発明にあつて、負荷により燃料圧縮装
置１０からの圧縮燃料の圧力が第３図の実線、
点線のように変化されるために、同一の噴射期間
であつても噴射率が変化される特性が持たされ、
きわめてシビアな噴射コントロールを行なうこと
ができるものである。

以上のように、この発明にあつて、ノズルニー
ドル押えに供給する圧力制御でノズルニードルの
変位を制御して噴射期間を決定しているため、噴
射の立ち上り、立ち下り時間をノズルスプリング
の使用の従来例に比較してかなり改善でき、方形
波的な噴射波形に近ずけることができる。

燃料の噴射にあつて、特に終了時には、開弁圧
の２倍以上の大きな押圧力をノズルニードルに加
えることができるため、立ち下り時間を短縮する
と共に、ノズルニードルも本体の弁座に強く着座
され噴射の切れ良くすることができる。

また、負荷による燃料圧縮装置からの圧縮燃料
の圧力を調整できるため、噴射期間の制御に加え
て燃料の噴射率の制御も行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図、第２図は制御弁の
断面図、第３図はこの発明の燃料圧縮装置のピス
トン室、圧縮室及びノズルニードル押えの室の圧
力波形を示す図である。 １……タンク、３……油圧ポンプ、８……切換
弁、１０……燃料圧縮装置、１４……ピストン
室、１５……圧縮室、１７……燃料噴射ノズル、
１９……ノズルニードル、２５……ノズルニード
ル押え、２９……室、３５……回路、３６……分
岐回路、３７……制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送油ポンプ３から供給される高圧の燃料圧を
   受ける大径のピストン１２ａと、この大径のピス
   トン１２ａと連動して該大径のピストン１２ａが
   燃料圧を受けると予め供給された燃料を圧縮する
   小径のピストン１２ｂより成るサーボピストン１
   ３を有する燃料圧縮装置１０と、この燃料圧縮装
   置１０で圧縮された圧縮燃料を噴射する燃料噴射
   ノズル１７と、燃料噴射ノズル１７のノズルニー
   ドル１９と閉じる方向へ圧力を加える圧油を受け
   るピストン２７より成るノズルニードル押え２５
   と、ノズルニードル押え２５に供給する圧油の圧
   力制御を行なう電磁操作型の制御手段３７とより
   成り、ノズルニードル押え２５に加えられる圧力
   の制御で噴射時期及び噴射期間を制御するように
   したことを特徴とする燃料噴射装置。 ２ ノズルニードル押え２５に供給する圧油の圧
   力制御を行なう制御手段３７は、ノズルニードル
   押え２５に圧力を供給する回路３５にタンク３２
   へ連通の分岐回路３６を接続し、該分岐回路３６
   にタンクへ戻す量が制御できる電磁操作型の制御
   弁３７を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の燃料噴射装置。 ３ 送油ポンプから供給の高圧の燃料圧を負荷に
   比例して変化させるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。