JPH0233871B2

JPH0233871B2 -

Info

Publication number: JPH0233871B2
Application number: JP56042873A
Authority: JP
Inventors: Gakuo Funada
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1990-07-31
Also published as: JPS57157056A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射供給
する燃料噴射装置に関する。

従来、燃料噴射弁において、針弁のリフト量
は、機関の回転数および負荷の全域の性能特性を
考慮して定められ、その最大リフト量は一定であ
り、最大リフト量内を高速から低速域における高
噴射量から低噴射量域の全域で使用している。

そのため、トラツプヴオリユーム（dead
volume）の大きな従来のデイーゼル機関用燃料
噴射装置では、少量噴射が要求される小型の機関
に使用する場合、燃料の噴射量の調量精度を確保
することが困難であつた。即ち、低速域、低噴射
量域においては噴射弁の針弁が全リフトしないの
で、リフト量が外乱により変化すると、残留圧が
変わり、次のリフト量に影響し、このリフト量を
ノズルばねと適正な状態でバランスさせることが
困難となり、正確な燃料噴射量の制御が不可能と
なり、噴射特性（Ｑ特性）が不安定になるし、又
不斉噴射等の異常噴射が行われ、排気ガス特性や
騒音等に悪影響を及ぼす不具合が生じていた。従
つて、安定したアイデル回転を行うためには理論
上の少量の噴射量に対して実際には比較的多い噴
射量に設定しておかなければならずアイドル回転
数を高い状態で維持しており、燃費が高くなる不
利点があつた。

本発明は上述した従来技術による燃料噴射弁の
問題点を解消するためになされたもので、以下実
施例を図面を参照して説明する。

図において、符号１は本発明の一実施例に依る
燃料噴射装置本体を示し、そのノズルホルダ２の
先端には先端に噴射孔３を形成した噴射ノズル４
が燃料供給路案内片５を介して配され、該噴射ノ
ズル４内を針弁６が摺動自在に貫通している。こ
の噴射ノズル４はノズルナツト７によりノズルホ
ルダ２に取り付けられている。針弁６の上端はノ
ズルホルダ２の中間部に形成されたばね収納孔８
内に摺動自在に収納された可動ばね座９の下端と
連結されている。可動ばね座９の中間部は一体の
ばね座部１０として拡大形成され該ばね座部１０
とスペーサ１１間にはノズルばね１２が介装され
ている。スペーサ１１の下部はばね収納孔８内に
挿入されているとともに上部に形成されたねじ部
１３を介してノズルホルダ２内に螺着されてい
る。このスペーサ１１を回動させて上下動させる
ことにより、ノズルばね１２の設定荷重を調整
し、所定の燃料噴射圧を得るようにする。スペー
サ１１の上端にはドライバ用の溝１４が形成され
ている。ノズルホルダ２の上部にはリフト量調整
装置１５がねじ部１６を介して螺着されている。

リフト量調整装置１５内のシリンダ１７内には
ピストン１８が前記可動ばね座９の作動方向と交
差する方向に沿つて摺動自在に嵌装されている。
シリンダ１７の断面形状は第１図に図示する如く
上下側を偏平した略楕円状を成すように形成され
ており、このシリンダ１７内には、このシリンダ
１７の断面形状に対応した断面形状のピストン１
８が回動しないように収納されている。ピストン
１８の可動ばね座９側には該可動ばね座９の連接
棒９ａの上端部１９が衝合可能な当接面２０が形
成されている。第３図に詳示するように、当接面
２０は三段階の段部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに分
割されて段階状に形成されており、後述する可動
ばね座９の着座状態時に、該可動ばね座９の上端
部１９と当接面２０の段部２０ａ，２０ｂとの間
の間隔l₁，l₂で小さいリフト量が得られるととも
に最大リフト量は後述する如く針弁６の段部６ａ
と燃料供給路案内片５の下端面５ａとの間の間隔
l₃によつて得られるようにする。

ピストン１８の可動ばね座９側と反対側にはス
トツパ２１との係止部２２が軸方向に沿つて凹溝
状に形成されている。係止部２２とストツパ２１
との掛止状態により後述する如くピストン１８の
固定位置、即ち、前記当接面２０の選定が行なわ
れる。ストツパ２１はソレノイドより成るアクチ
ユエータ２３によつて出没自在に作動するように
されている。アクチユエータ２３は後述の電子制
御装置２４により制御される。ピストン１８はシ
リンダ１７の右方室２５内に収納された押圧ばね
２６によつて左方に押圧されている。ピストン１
８の右端にはストツパ１８ａが押圧ばね２６を囲
んで筒状に突出形成されている。このストツパ１
８ａはピストン１８の最右方偏倚位置を規定して
いる。ピストン１８の左端１８ｂはピストン１８
の最左方偏倚時にシリンダ１７の左端壁に当接し
てピストン１８の最左方偏倚位置を規定してい
る。シリンダ１７の左方室２７には油圧回路２８
が連絡されている。油圧回路２８は、燃料タンク
２９と、タンク２９に連絡された燃料フイードポ
ンプ３０と、フイードポンプ３０と左方室２７間
に介装された電磁切換弁３１とより成るものであ
る。切換弁３１はフイードポンプ３０側の管路３
２とリターン側の管路３３とを連絡、遮断してフ
イードポンプ３０によつて送られる一定の燃料圧
を必要時に供給する制御弁として機能するように
されており、通常時、内蔵されたばねによつてフ
イードポンプ３０側の管路３２を閉鎖するととも
にリターン側の管路３３を開口するようにし、ま
た電子制御装置２４から供給される制御信号によ
つてそのソレノイドが付勢されてフイードポンプ
３０側の管路３２を開口するとともにリターン側
の管路３３を遮断するように切換動作を行うよう
にされている。

第２図において、符号３４，３５は図示しない
他の燃料噴射装置の上述と同様のリフト量調整装
置１５に連絡されている管路を示す。符号３６，
３７はそれぞれ機関の回転数、負荷を検出する回
転数センサ、負荷センサである。回転数センサ３
６は例えば機関のクランク軸に設置されてその回
転数を検出するようにされている。負荷センサ３
７は例えば車輛の燃料噴射ポンプのコントロール
レバーに連接されて該レバーの変位量に応じた負
荷を検出するようにされている。

第１図において符号３８はスペーサ１１に穿設
されたリーク油を通すための貫通孔である。リー
ク油はばね収納孔８よりスペーサ１１とノズルホ
ルダ２間を通つて上昇し、この貫通孔３８を介し
てスペーサ１１と可動ばね座９の連接棒９ａ間に
入り、連接棒９ａに沿つて上昇し、リフト量調整
装置１５内の空間３９、連通孔４０を通り、該連
通孔４０に連絡したボルト４１の貫通孔４２より
燃料タンク２９に戻る。符号４３は燃料通路であ
り、図示しない燃料噴射ポンプより供給される燃
料を図示しない噴射管を介して噴射ノズル４内の
加圧空間４４に導入するものである。

第１図において符号４５は固定ねじを示し、ス
ペーサ１１をノズルホルダ２に対して所定位置に
設定して燃料噴射圧を設定後取付けてスペーサ１
１とノズルホルダ２とを固定し、ノズルばね１２
の設定荷重がずれないようにしている。

上述の構成の燃料噴射装置の作動を説明する
と、燃料噴射ポンプより圧送される燃料は噴射
管、燃料通路４３を介して噴射ノズル４の加圧空
間４４に供給され、加圧空間４４内の圧力がノズ
ルばね１２により設定される燃料噴射開弁圧を越
えると針弁６は上動する。リフト量調整装置１５
は後述するようにピストン１８に形成された当接
面２０の三個の段部２０ａ，２０ｂ，２０ｃのう
ちのいずれか一個を選定する。この選定は機関の
回転数および負荷に応じて決定される。針弁６の
リフト量は当接面２０の三個の段部２０ａ，２０
ｂ，２０ｃの選定に応じて後述の如く決定され
る。針弁６のリフトが完了した後、燃料噴射ポン
プにより供給される燃料の圧力が下がると可動ば
ね座９はノズルばね１２の力によつて下動し、針
弁６は着座して燃料の噴射が終了する。

第３図ａ，ｂ，ｃはリフト量調整装置１５のピ
ストン１８と可動ばね座９の連接棒９ａおよびス
トツパ２１との係合関係を示す説明図である。第
３図ａは機関停止および始動時におけるピストン
１８の位置を示している。即ち、機関回転数が機
関の定格回転数の1/4以下で、且つ無負荷の機関
作動条件のときは各回転数センサ３６、負荷セン
サ３７からの入力信号に基づき電子制御装置２４
はストツパ２１のアクチユエータ２３と油圧回路
２８の電磁切換弁３１の各ソレノイドに供給され
る指令信号S₁，S₂の値を零とする。従つてアクチ
ユエータ２３はソレノイドが作動しないので図示
しない戻りばねにより、ストツパ２１は没入して
ピストン１８の係止部２２には掛止しない位置に
おかれる。一方、油圧回路２８の切換弁３１はソ
レノイドが作動しないのでフイードポンプ３０側
の管路３２は閉鎖されるとともにリターン側の管
路３３が開口されるので、シリンダ１７の左方室
２７内は圧力が零となる。従つて、ピストン１８
は押圧ばね２６の力により最左方位置に変位し、
ピストン１８の段階状に形成された当接面２０の
右側の段部２０ａが可動ばね座９の上端部１９に
面して位置する（第３図ａ）。この段部２０ａは
可動ばね座９の着座時に該ばね座１９の上端部１
９と段部２０ａ間の間隔l₁が所定の最小リフト量
を成すような値に設定されている。従つて、針弁
６は機関の回転数が低く、且つ無負荷の時のよう
に針弁６のリフト量が小さい場合でもピストン１
８の当接面２０の段部２０ａに可動ばね座９の上
端部１９が衝合するまでのリフト量が該段部２０
ａによつて規定されるので、針弁６は常に全リフ
トして噴射が行なわれるようになり、従来例のよ
うにノズルばねと燃料噴射圧のバランスする位置
で最小リフト時のリフト量が決定するのと異な
り、不斉噴射が行なわれることなく、燃料噴射量
の調整精度が向上する。また、従来、不斉噴射を
回避するために機関の低回転数が無負荷のときに
燃料噴射量を比較的高くしていたが、その必要が
ないので機関が低回転数且つ無負荷のときに燃料
噴射量を低く抑えることが出来る。第４図は機関
回転数Ｎと針弁６のリフト量ｌとの関係を示すグ
ラフであり、機関が低回転数で無負荷のときの針
弁６のリフト量l₁は第４図に符号Ａで示される。

第３図ｂは機関回転数が定格回転数の1/4〜2/4
間で、負荷が最大負荷時の1/4以下にある機関作
動条件でのピストン１８の位置を示す。この機関
作動条件では電子制御装置２４はストツパ２１の
アクチユエータ２３にオン動作の指令信号S₁を供
給するとともに、油圧回路２８の電磁切換弁３１
に後述するような作動を行い得る長さの所定時間
オン動作の指令信号S₂を供給する。これにより、
切換弁３１はフイードポンプ３０側の管路３２を
シリンダ１７の左方２７に連通させる。左方室２
７内の圧力が上昇しピストン１８は押圧バネ２６
の力に抗して一旦ストツパ１８ａがシリンダ１７
の右端壁に当接するまで偏倚する。このとき前記
電子制御装置２４によつて供給される指令信号S₁
によりアクチユエータ２３が作動してストツパ２
１を突出し、ストツパ２１はピストン１８の係止
部２２に嵌入する（第３図ｂの点線参照）。次い
で、電子制御装置２４からのS₁は上記所定時間が
経過すると零になり切換弁３１は切り換え作動し
フイードポンプ３０側の管路３２を遮断するとと
もにリターン側の管路３３を連通させる。これに
よりシリンダ１７の左方室２７は圧力が零になる
のでピストン１８は押圧ばね２６の力によつて左
動する。ピストン１８の係止部２２の右端２２ａ
が突出しているストツパ２１に衝合して掛止し、
ピストン１８はこの位置で停止する。この位置で
ピストン１８の当接面２０の３個の段部のうち中
央の段部２０ｂが可動ばね座９の連接棒９ａの上
端部１９に臨むようになり、上端部１９が段部２
０ｂに当接可能な状態となる。このときの上端部
１９と段部２０ｂ間の間隔l₂は所定の中間リフト
量を成すような値に設定されている。このときの
針弁６のリフト量l₂は第４図に符号Ｂで示され
る。

第３図ｃは機関回転数が定格回転数の2/4以上
で、負荷が最大負荷時の1/4以上になる機関作動
条件でのピストン１８の位置を示す。この機関作
動条件下では、電子制御装置２４はストツパ２１
のアクチユエータ２３に対する指令信号S₁の値を
零にするとともに、油圧回路２８の切換弁３１に
対してはオン動作の指令信号S₂を供給する。アク
チユエータ２３はそのソレノイドが通電されなく
なるので、ストツパ２１は内装されている戻りば
ねにより没入し、ピストン１８の係止部２２はス
トツパ２１との掛止状態が解除される。一方、切
換弁３１は切り換え動作してフイードポンプ３０
側の管路３２を連通させてフイードポンプ３０に
よつて供給される燃料をシリンダ１７の左方室２
７に導入する。これにより左方室２７内は圧力が
上昇するので、ピストン１８は押圧ばね２６の力
に抗して右動し、ピストン１８の右端に形成され
たストツパ１８ａがシリンダ１７の右端壁に当接
し、ピストン１８はこの位置で停止する。この位
置がピストン１８の最右方偏倚位置である。この
位置においてピストン１８の当接面２０は三個の
段部のうち左側の段部２０ｃが可動ばね座９の連
接棒９ａの上端部１９に臨むようになる。尚、針
弁の最大リフト量はその上部の段部６ａと燃料供
給路案内片５の下端面５ａとの間隔l₃によつて設
定されているが、可動ばね座９の連接棒９ａの上
端部１９とピストン１８の段部２０ｃとの間隔l₄
は最大リフト量を規定する前記間隔l₃よりも大き
く設定されている。従つて、上端部１９は最大リ
フト時でも段部２０ｃに衝合することはない。こ
のときの針弁６のリフト量l₃は第４図に符号ｃで
示される。

上記構成の燃料噴射装置を組立てて予め所要の
リフト量l₁，l₂を設定するには、可動ばね座９の
連接棒９ａの長さおよび／またはリフト量調整装
置１５の段部１５ａの寸法もしくはノズルホルダ
２の上端面２ａの寸法を相対的に設定し、それら
の寸法の異なるものを選択的に組立てたり、ある
いは所要の寸法に適合させるように追加工し、必
要に応じて適当な厚さのシム等を用いて調整す
る。

上述したように、本発明に依れば、内燃機関の
燃料噴射装置において、リフト量調整装置を設け
て、機関作動条件に応じて針弁のリフト量を所要
の値に選定するようにしたことにより燃料の調量
精度が向上するので不斉噴射が回避出来る。従つ
て、特に機関の低回転数且つ無負荷のときに低い
燃料噴射量で安定した回転を行うことが出来るよ
うになり、アイドル回転数を低くすることが出来
るとともに燃費を向上することが出来る。また、
不斉噴射を防止できるので排気ガス特性が向上
し、カーノツク等の発生も防止することが出来る
ようになり、機関騒音も低くすることが出来る。
また、針弁のリフト量を規制するストツパである
ピストンは、可動ばね座の作動方向と交差する方
向に沿つて摺動自在に設けられているから、ピス
トンに可動ばね座が当接したときの衝撃力により
ピストンが可動ばね座の作動方向に動くことはな
く、物理的に針弁のリフト量をある値に安定して
容易、確実に固定しておくことができる。

更に、前記ピストンの、前記可動ばね座上端部
が当接する当接面は、このピストンの軸方向に段
階状に形成された複数の段部よりなるから、常に
１箇所の当接面のみに可動ばね座が当接する場合
に比して、当接面の摩耗頻度が極めて低く、長期
間に亘つて、機関の回転数に対する針弁のリフト
量制御を精度よく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に依る燃料噴射装置を
示し、第１図は燃料噴射装置の断面図、第２図は
第１図−線に沿つた部分断面図、第３図ａ−
ｃはリフト量調整装置のピストンの作動位置と可
動ばね座との関係を示す説明図、第４図は機関回
転数Ｎと針弁リフト量ｌとの関係を示すグラフで
ある。１…燃料噴射装置、２…ノズルホルダ、４…噴
射ノズル、６…針弁、９…可動ばね座、１２…ノ
ズルばね、１５…リフト量調整装置、１８…ピス
トン、１９…上端部、２０…当接面、２１…スト
ツパ、２２…係合部、２３…アクチユエータ、２
４…電子制御装置、２８…油圧回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１噴射ノズルとノズルホルダとから成り、該ノ
ズルホルダ内にノズルばねと、該ノズルばねによ
つて着座位置に保持される針弁に連結した可動ば
ね座とを設け、前記針弁のリフト量を機関作動条
件に応じて所要量に制御するようにした内燃機関
の燃料噴射装置において、噴射時に上動する前記
可動ばね座の上端部が当接可能な当接面を有し該
可動ばね座の作動方向と交差する方向に沿つて摺
動自在に設けられたピストンと、該ピストンを作
動する制御弁を有する油圧回路と、前記ピストン
を所定位置に固定するストツパと、該ストツパを
出没作動させるアクチユエータと、前記油圧回路
の制御弁と前記アクチユエータとを機関作動条件
に応じて制御する電子制御装置と、機関作動条件
を検出するセンサとより成り、前記ピストンの当
接面は該ピストンの軸方向に段階状に形成された
複数の段部から成り、前記電子制御装置は、前記
センサの出力に応じて前記油圧回路の制御弁と前
記アクチユエータとを制御して前記ピストンを変
位させ前記可動ばね座の上端部に臨む前記ピスト
ンの当接面を変位させ、前記針弁のリフト量を機
関作動条件に対応した所要量に選定するようにし
たリフト量調整装置を備えて成ることを特徴とす
る内燃機関の燃料噴射装置。