JP2001041127A - 内燃機関のインジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、寒冷始動時のように温度が低く、作
動油の粘度が高い場合でも、作動油通路から圧力室への
作動油の流入を容易とし、増圧ピストンの動作のにぶり
を防止して、インジェクタの燃料噴射が確実に行われる
ようにした油圧式インジェクタを提供する。 【解決手段】油圧式インジェクタのインジェクタ本体に
形成される作動油通路の出口端が増圧ピストンの上端面
に対向する下方凹部の底面部のみに連通するように構成
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は、燃料圧を増圧
ピストンによって増圧する増圧室を有する内燃機関の油
圧式インジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジン用油圧作動式
電子制御燃料噴射装置として、例えば、特開平６−２９
４３６２号公報や特開平１０−２３８４３３号公報に開
示されたものがある。この燃料噴射装置は、エンジンの
燃料噴射行程において油圧作動式、いわゆる油圧式イン
ジェクタの燃料流量特性を可変的に制御したり、迅速な
始動を可能にしたものである。

【０００３】ところで、上記油圧式インジェクタ１は図
４に示すように、ノズル本体２、ばね収納部２０、バレ
ル５、インジェクタ本体４、ソレノイド本体３からなる
本体と、その外周部に嵌合装着されるケース６とから構
成されている。

【０００４】更に詳述すれば、先端部に噴孔１３を有
し、かつその噴孔１３を開閉する針弁２３を摺動自在に
挿入するとともに、増圧室７から噴孔１３に燃料を導く
燃料通路２２を形成してなるノズル本体２、針弁２３の
戻しばねであるノズルスプリング１８を内設したばね収
納部２０、中央下部に増圧室７を形成し、増圧ピストン
９のプランジャ２４を摺動自在に挿入し、外周部に後述
のケース６との間にシール材を介して密封的に燃料チャ
ンバ２６を形成し、燃料チャンバ２６と増圧室７との間
にボール型逆止弁２１を設置した燃料通路２２ａ、増圧
室７とばね収納部２０の燃料通路２２とを連結するボー
ル型逆止弁２１ａを設置した燃料通路２２ｂを形成して
なるバレル５、下方凹部４１に増圧ピストン９、それと
一体のプランジャ２４を摺動自在に挿入するとともに、
このプランジャ２４の外周に戻しばね１７を配設し、増
圧ピストン９の上端部側に高圧の作動油が供給される圧
力室８を形成し、かつ上方凹部４２には作動油の圧力室
８への供給を制御する制御弁としてのポペット弁１６、
その戻しばね１９を摺動自在に挿入し、さらにその側部
に後述する高圧油マニホールド５６と連通する作動油供
給口４５、その作動油供給口４５と圧力室８とを結ぶ作
動油通路４４を形成したインジェクタ本体４、上記イン
ジェクタ本体４の上端にねじ結合等によって固定され、
作動油のドレン通路３２を形成し、その上部に装着した
ソレノイドケース３４内に、上記ポペット弁１６にボル
ト結合３５により固定されたアマチュア３３、後述のコ
ントローラ５０（図３）からの指令で付勢されるソレノ
イド１０を配設したソレノイド本体３、一端を上記ノズ
ル本体２にシール材を介して密封的に係止し、他端をイ
ンジェクタ本体４にねじ結合６ａによって固定され、後
述の燃料供給パイプ５１（図３）と連通する燃料供給口
１１と燃料排出口１２とを形成したケース６とから構成
されている。

【０００５】上述のように構成された油圧式インジェク
タ１を採用した内燃機関の燃料噴射装置及びその燃料噴
射装置への燃料供給システムとして、図３に示すものが
知られている。内燃機関の気筒毎に配設された油圧式イ
ンジェクタ１は、燃料供給のための共通の燃料供給パイ
プ５１が連結されている。燃料供給パイプ５１には、燃
料ポンプ５３の駆動によって燃料タンク５２の燃料が燃
料フィルタ５４を通じて供給される。燃料供給パイプ５
１は、各インジェクタ１に連通し、燃料回収通路５５を
通じて燃料タンク５２に回収される。即ち、インジェク
タ１は、その燃料供給口１１と燃料排出口１２とが所定
圧の燃料が常に供給されている燃料供給パイプ５１に配
置されているものである。また、インジェクタ１の噴孔
１３の開閉は、ソレノイド１０の制御によって行われ
る。

【０００６】インジェクタ１への燃料圧の増圧のため
に、高圧の作動油を圧力室８へ供給されるように構成さ
れている。各インジェクタ１はその作動油供給口４５が
共通の高圧油、マニホールド５６にそれぞれ連結されて
おり、その高圧油マニホールド５６には、オイルタンク
５７からの作動油がオイルポンプ５８の作動によって油
供給路６１を通じて供給されるようになっており、油供
給路６１の途中には、オイルクーラ５９やオイルフィル
タ６０が設けられている。

【０００７】さらに、油供給路６１は、内燃機関のオイ
ルギャラリ６２に連通する潤滑系油路６７とインジェク
タ１の圧力室８に連通する作動油系油路６６に分岐され
ている。作動油系油路６６には、高圧オイルポンプ６３
が設けられ、高圧オイルポンプ６３から高圧油マニホー
ルド５６への作動油の供給は油量制御弁６４を介してコ
ントロールされるようになっている。コントローラ５０
は、内燃機関の回転数を検出する回転数センサ６８、ア
クセルペダルの開度量を検出するアクセル開度センサ６
９、クランクの回転角を検出するクランク角センサ７０
などの検出信号を基に、流量制御弁６４の制御とインジ
ェクタ１のソレノイド１０の制御を行うようになってい
る。

【０００８】コントローラ５０からの指令でソレノイド
１０が付勢されると、アマチュア３３が吸着され、この
アマチュア３３が固定されているポペット弁１６が戻し
ばね１９のばね力に抗してリフトする。ポペット弁１６
がリフトすると、作動油供給口４５と弁室でもある上方
凹部４２を介して内部の作動油通路４４が連通し、高圧
油マニホールド５６からの高圧作動油が作動油通路４４
を通じて圧力室８に供給される。圧力室８に高圧作動油
が供給されると、増圧ピストン９の上面に作動圧を付勢
する。一方燃料は、バレル５に形成された燃料供給口１
１から増圧室７に供給されている。

【０００９】増圧ピストン９が作動油の付勢により下降
すると、増圧室７内の燃料が増圧される。増圧室７の燃
料が増圧されると、その燃料圧はノズルスプリング１８
のばね力に抗して針弁２３をリフトさせる。針弁２３の
リフトにより噴孔１３が開口し、高圧の燃料が各燃焼室
へ噴射される。ソレノイド１０の付勢が解放すると、戻
しばね１９のばね力でポペット弁１６が下降し、ドレン
通路３２を通じて圧力室８の高圧作動油は排出される。

【００１０】このようにして圧力室８の高圧作動油が排
出されると、増圧ピストン９、プランジャ２４が戻しば
ね１７のばね力で元に復帰し、増圧室７は燃料供給パイ
プ５１内の圧力と同圧により、針弁２３にかかる燃料圧
が低下し、ノズルスプリング１８のばね力で針弁２３は
噴孔１３を閉鎖する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のイン
ジェクタでは、インジェクタ本体４に形成された作動油
通路４４の出口端４４ａが下方凹部４１への接続が下方
凹部４１の上方の側部において行われていた。

【００１２】即ち、作動油通路４４の出口端４４ａは増
圧プランジャ９の上端面９１に対向しておらず、上部側
面部９２に対して傾斜した状態で対向するように接続さ
れていた。

【００１３】したがって、エンジンが十分に暖機されて
いる場合は、作動油の粘度は低く、作動油通路４４から
作動油が圧送されると、作動油は下方凹部４１の底面部
４１ａと増圧ピストン９の上端面９１との間に形成され
た圧力室８に容易に流れ込み、増圧ピストン９を下方へ
押すことができる。

【００１４】ところが、寒冷始動時など極端に温度が低
い場合には、作動油の粘度が高くなり、固体状化して、
作動油通路４４からの作動油が上記圧力室８に送入され
難くなり、その結果、増圧ピストン９の動作が遅くな
り、場合によっては増圧ピストン９は動かず、燃料噴射
が行われなくなるという問題があった。

【００１５】本発明者等は、作動油通路４４の出口端４
４ａの増圧プランジャ９の上端面９１に対する位置につ
いて検討した結果、この出口端４４ａの向けられる位置
において増圧プランジャ９の動きに関係があることが分
かった。

【００１６】本発明はこの知見に基づいて得られたもの
であって、その目的とするところは、インジェクタ本体
の作動油通路の出口端を、圧力室の増圧ピストンの上端
面に対向する下方凹部の底面部のみに連通することによ
って寒冷始動時のように温度が低く、作動油の粘度が高
い場合でも、作動油通路から圧力室への作動油の流入を
容易とし、増圧ピストンの動作のにぶりを防止して、イ
ンジェクタの燃料噴射が確実に行われるようにした油圧
式インジェクタを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は、先端に噴孔
を有する本体、燃料供給パイプに開口する燃料供給口と
燃料排出口とが形成され、且つ上記本体の外側に燃料チ
ャンバを形成するように密封的に隙間を形成して嵌合さ
れたケース、上記燃料チャンバから供給された燃料を増
圧する上記本体内に形成された増圧室、上記増圧室から
上記噴孔へ燃料を供給する上記本体に形成された燃料通
路、上記本体内に摺動自在に挿入されて燃料圧によって
上記噴孔を開口する針弁、上記噴孔を閉鎖する方向に上
記針弁をばね力で付勢するノズルスプリング、上記増圧
室の燃料を増圧する増圧ピストンおよびプランジャ、上
記増圧ピストンの上端部に高圧作動圧を付与するため高
圧作動油が供給される圧力室、上記圧力室に高圧作動油
の供給を制御する制御弁を具備し、上記作動油通路の出
口端が上記増圧ピストンの上端面に対向する上記下方凹
部の底面部に直接連通するように構成した内燃機関の油
圧式インジェクタである。

【００１８】この内燃機関の油圧式インジェクタは、上
述のように、インジェクタ本体の作動油通路の出口端を
増圧ピストンの上端面に対向する下方凹部の底面部のみ
に連通するように構成したので、寒冷始動時のように温
度が低く、作動油の粘度が高い場合でも、作動油通路か
ら圧力室への作動油の流入が容易となり、増圧ピストン
の動作のにぶりが防止され、インジェクタからの燃料噴
射が確実に行われてエンジンのアイドリング回転が安定
化する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面により、この発明の内
燃機関の油圧式インジェクタの実施例を説明する。

【００２０】図１および図２に示すこの発明による内燃
機関の油圧式インジェクタは、図４および図５に示した
従来の油圧式インジェクタと比較して、インジェクタ本
体に形成された作動油通路の出口開口の構成が異なる以
外は、同一構成および機能を有するので、同一部品に対
しては同一の符号を付し、同一構成についての詳細な説
明は省略する。

【００２１】この内燃機関の油圧式インジェクタは、図
３に示す燃料供給システムに組み込んで適用されるもの
であり、ディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室に臨んで
シリンダヘッドに配設されている。

【００２２】この実施例においては、図１および図２に
より１個のインジェクタについて説明する。

【００２３】特に本発明においては、インジェクタ本体
４に形成され、ポペットバルブ１６によって開閉される
作動油通路４４の出口端４４Ａを、増圧ピストン９の上
端面９１に対向する下方凹部４１の底面部４１ａ（図
２）に直接連通するように構成している。

【００２４】上述のように、インジェクタ本体４の作動
油通路４４の出口端４４Ａを増圧ピストン９の上端面９
１に対向する下方凹部４１の底面部４１ａに直接連通す
るように構成することによって、寒冷始動時のように温
度が低く、作動油の粘度が高い場合でも、作動油通路４
４から圧力室８への作動油の流入が容易となり、増圧ピ
ストン９の動作もにぶりなく行なわれ、増圧ピストン９
およびプランジャ２４の作動によって増圧された燃料は
ノズル本体２の噴孔１３から燃焼室内に噴射される。

【００２５】上述のように作動油の供給方向と位置を従
来の装置から変更したので、アイドリングにおけるエン
ジンの回転も安定するとともに、ＣＯ₂ の発生や騒音の
発生も低減される。

【００２６】また、通常の温度状態にあっては、作動油
の粘度が低く、増圧ピストン９の作動も安定し、インジ
ェクタ１の燃料噴射も正常に行われる。よって、寒冷始
動時以外においてもインジェクタ１の噴射特性が損なわ
れることなく、エンジンの出力を確保される。

【００２７】

【発明の効果】この発明による内燃機関の油圧式インジ
ェクタは、インジェクタ本体に形成された作動油通路の
出口端を、増圧ピストンの上端面に対向する下方凹部の
底面部に向けて連通することによって、寒冷始動時のよ
うに温度が低く、そして作動油の粘度が高い場合でも、
作動油通路から圧力室への作動油の流入が容易となり、
それに伴って増圧ピストンの動作のにぶりが防止され、
インジェクタからの燃料噴射が確実に行われ、エンジン
のアイドリング回転が安定化し、ＣＯ₂ の発生や騒音の
発生も低減される効果がある。

【００２８】付言すると、増圧ピストンの上面ないし頂
面に、そのピストンのほぼ前進方向に直接に作動油を作
用させることによって、その作動油の圧力を損失なく、
そのまま増圧ピストンの駆動力とすることができるの
で、作動が正確に行なわれることになるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の内燃機関の油圧式インジェクタの一
実施例を示す断面図である。

【図２】上記図１における増圧プランジャ部分の拡大断
面図である。

【図３】油圧式インジェクタを採用した燃料供給システ
ムを示す概略系統図である。

【図４】従来の内燃機関の油圧式インジェクタを示す断
面図である。

【図５】上記図４における増圧プランジャ部分の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１ 油圧式インジェクタ ２ ノズル本体 ３ ソレノイド本体 ４ インジェクタ本体 ５ バレル ６ ケース ７ 増圧室 ８ 圧力室 ９ 増圧ピストン １０ ソレノイド １３ 噴孔 ２４ プランジャ ４１ 下方凹部 ４１ａ 下方凹部の底面部 ４４ 作動油通路 ４４Ａ 作動油通路の出口端 ９１ 増圧プランジャの上端面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に噴孔を有する本体、燃料供給パイ
   プに関する燃料供給口と燃料排出口とが形成され、且つ
   上記本体の外側に燃料チャンバを形成するように密封的
   に隙間を形成して嵌合されたケース、上記燃料チャンバ
   から供給された燃料を増圧する上記本体内に形成された
   増圧室、上記増圧室から上記噴孔へ燃料を供給する上記
   本体に形成された燃料通路、上記本体内に摺動自在に挿
   入されて燃料圧によって上記噴孔を開口する針弁、上記
   噴孔を閉鎖する方向に上記針弁をばね力で付勢するノズ
   ルスプリング、上記増圧室の燃料を増圧する増圧ピスト
   ンおよびプランジャ、上記増圧ピストンの上端部に高圧
   作動油を付与するため高圧作動油が供給される圧力室、
   上記圧力室に高圧作動油の供給を制御する制御弁を具備
   し、上記作動油通路の出口端が上記増圧ピストンの上端
   面に対向する上記下方凹部の底面部に直接連通するよう
   に構成したことを特徴とする内燃機関の油圧式インジェ
   クタ。