JP2006241987A

JP2006241987A - 電磁制御燃料噴射装置

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Publication number: JP2006241987A
Application number: JP2005054676A
Authority: JP
Inventors: Hisao Ogawa; 久雄小川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: EP1696117B1; DE602005026201D1; EP1696117A1; ATE497579T1; US20060192027A1; US7261090B2; JP4227965B2

Abstract

【課題】部品点数が少なく簡単な構造で加工、組立が容易な装置で以って、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおけるポペット弁の作動の応答性を高く保持して、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好にし、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減し得る電磁制御燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】ソレノイド装置により往復駆動せしめられるポペット弁により、高圧燃料が収容されるプランジャ室への燃料通路と排油系へのスピル通路との間を開閉して燃料噴射終り時期を制御するように構成された電磁制御燃料噴射装置において、前記ポペット弁のソレノイド装置側とは反対側端部に当接可能にされるとともに、ソレノイド装置の非励磁状態にある前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁と連動して該ポペット弁のシート部通路の開口面積を増加せしめるコマンドピストン装置を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン用電磁式ユニットインジェクタ等に適用され、ソレノイド装置により往復駆動せしめられるポペット弁により、プランジャで加圧された高圧燃料が収容されるプランジャ室への燃料通路と排油系へのスピル通路との間を開閉して燃料噴射時期を制御するように構成された電磁制御燃料噴射装置に関する。

ディーゼルエンジンに適用される電磁式ユニットインジェクタは、ソレノイド装置により往復駆動せしめられるポペット弁により、プランジャで加圧された高圧燃料が収容されるプランジャ室への燃料通路と排油系へのスピル通路との間を開閉して燃料噴射時期を制御するように構成されているが、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減するためには、該電磁式ユニットインジェクタの燃料噴射圧力を上昇させることが必須となっている。

このような、電磁式ユニットインジェクタの燃料噴射圧力を上昇させる手段には、ソレノイド装置の吸引力を増大させてポペット弁のシート力を増大させる手段、あるいは該ポペット弁と弁座との間のシート部のシート径を小さくしてポペット弁のシート力を増大させる手段がある。
ソレノイド装置の吸引力を増大させる手段の場合は、ソレノイド装置が大容量で大型になるという問題がある。

図４は、かかる電磁式ユニットインジェクタにおいて、前記のようなポペット弁と弁座との間のシート部のシート径を小さくする場合の説明図（ソレノイド装置及びポペット弁
の要部断面図）である。
図４において、６はソレノイド装置、６ａは該ソレノイド装置の電磁コイル、０１は該ソレノイド装置により往復駆動せしめられるポペット弁、２は該ポペット弁０１とのシート部４を形成する弁座、５は該ポペット弁０１の上端部に固定され前記電磁コイル６と所定の間隙を形成するアーマチュアである。

かかる電磁式ユニットインジェクタの作動時において、前記ソレノイド装置６の非励磁時には、図４（Ａ）のように、前記アーマチュア５とソレノイド装置６の電磁コイル６ａとの間には間隙Ｃ１が形成され、前記ポペット弁０１と弁座２とのシート部４にはシート部通路１５が形成される。
これにより、図示しないプランジャ室内の燃料は、燃料通路２ｂから弁座２内の燃料溜め２ａ、シート部通路１５を通ってスピル通路３に排出される。
一方、前記ソレノイド装置６の励磁時には、該ソレノイド装置６の電磁コイル６ａに前記アーマチュア５が吸引されてポペット弁０１が上動し、前記シート部４が当接してシート部通路１５が閉鎖され、プランジャ室内の燃料が高圧に加圧される。
かかる電磁式ユニットインジェクタにおいて、前記シート部４の径つまりシート径ｄ０を小さくすれば、同一吸引力におけるシート力が増大し、シート部からの濡れ量が低減される事で燃料噴射圧力を上昇させることができる。

また、特許文献１（特開平７−２６９４３８号公報）には、ポペット弁の開弁ストロークを長くし、かつ閉弁ストロークを短くして、燃料噴射終りの圧力低下を迅速に行ない噴射の切れを良化するようにした電磁制御燃料噴射装置が開示されている。

特開平７−２６９４３８号公報

また、特許文献２（特願２０００−３２０２２７号公報）には、メイン，サブ電磁弁を備えたサブ側に設けられたオリフィスの絞り効果により、噴射率を制御する電磁制御燃料噴射装置が開示されている。

特願２０００−３２０２２７号公報

図４に示される従来の電磁式ユニットインジェクタにあっては、燃料噴射圧力を上昇させるために前記ポペット弁０１のシート径を図４（Ａ）のｄ０から図４（Ｂ）のｄ２のように小さくすれば、ポペット弁０１開時のシート部通路１５を確保する必要があることから、ポペット弁０１のストロークを図４（Ａ）のＬ１から図４（Ｂ）のＬ２のように大きくすることを要する。
しかしながら、このようにポペット弁０１のストロークを増大させると、ソレノイド装置６の電磁コイル６ａとポペット弁０１側のアーマチュア５との距離が、図４（Ａ）のＣ１から図４（Ｂ）のＣ２のようにΔＣだけ増大し、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁式ユニットインジェクタの応答性が低下し、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れが悪化して、エンジン出力の増大が阻害されるとともに燃料消費率が多くなるという問題が発生する。

一方、前記特許文献１（特開平７−２６９４３８号公報）にあっては、ポペット弁の開弁ストロークを長くしかつ閉弁ストロークを短くして、燃料噴射終りの圧力低下を迅速に行ない噴射の切れを良化することができるが、弁体のシート時における高圧流体を弁リフト切換え部材に作用させるようになっているため、バルブスプール、ストッパースリーブ、スプリング等の弁リフト切換え部材の構造が複雑であり、部品点数が多く、かつ加工、組立に多くの工数が掛かり、コスト高となる。
等の問題を抱えている。

また、前記特許文献２（特願２０００−３２０２２７号公報）にあっては、オリフィス効果をあげるとポペット弁の開閉ストロークが同一である場合に噴射の切れが悪化する、ポペット弁のバウンスによる２次噴射を起こす等の問題を抱えている。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、部品点数が少なく簡単な構造で加工、組立が容易な装置で以って、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおけるポペット弁の作動の応答性を高く保持して、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好にし、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減し得る電磁制御燃料噴射装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、ソレノイド装置により往復駆動せしめられるポペット弁によって、プランジャで加圧された高圧燃料が収容されるプランジャ室への燃料通路と排油系へのスピル通路との間を開閉して燃料噴射時期を制御するように構成された電磁制御燃料噴射装置において、前記ポペット弁の前記ソレノイド装置側とは反対側端部に当接可能にされるとともに、前記ソレノイド装置の非励磁状態にある前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁と連動して該ポペット弁のシート部通路の開口面積を増加せしめるコマンドピストン装置を備えたことを特徴とする。

かかる発明において、具体的には次のように構成するのがよい。
（１）前記コマンドピストン装置は、前記ソレノイド装置の励磁による前記ポペット弁の閉弁時（前記シート部通路の閉鎖時）には、コマンドピストンが前記ポペット弁の弁座の端面に当接して前記ポペット弁側への移動を規制され、前記ソレノイド装置が非励磁状態にあるポペット弁のスピル作用時には前記プランジャ室内の高圧燃料のコマンドピストンへの作用により該コマンドピストンを前記規制位置からスピル通路開放方向に移動せしめ、該コマンドピストンを介して前記ポペット弁を最大リフトから前記シート部通路の開口面積の増加方向に一定量移動せしめるように構成される。
（２）前記コマンドピストン装置は、前記コマンドピストンの背部に流体圧を作用せしめて該コマンドピストンを前記規制位置の方向に付勢するように構成される。

かかる発明によれば、ポペット弁の前記ソレノイド装置側とは反対側端部に当接可能にされたコマンドピストン装置を設けて、ソレノイド装置の非励磁状態にあるポペット弁の開弁によるスピル作用時において、具体的には、該コマンドピストン装置のコマンドピストンをポペット弁と連動させ、プランジャ室内の高圧燃料のコマンドピストンへの作用により該コマンドピストンをこれの規制位置からスピル通路開放方向に移動せしめてポペット弁をシート部通路の開口面積の増加方向に一定量移動せしめることにより、該ポペット弁のシート部通路の開口面積を増加せしめるように構成したので、ポペット弁のシート径を小さくして燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、燃料噴射終りからスピル時におけるコマンドピストンによるポペット弁のシート部通路の開口面積の増加方向への移動によって、シート部通路面積を大きく保持できる。
従ってかかる発明によれば、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能となり、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減できる。

また、かかるコマンドピストン装置は、ポペット弁のソレノイド装置側とは反対側端部に当接可能にされたコマンドピストンをそなえるのみという簡単な構造であり、かつ該コマンドピストン装置の構成部材にはポペット弁のシート時に高圧燃料の圧力が作用しない構造であるので、簡単な構造で部品点数が少なく、加工、組立が容易な装置で以って、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能になるという、前記作用効果を得ることができる。

また、かかるコマンドピストン装置は、コマンドピストン背部に作用する流体圧をエンジンのECU（コントローラ）により運転状況に応じて変化させることで、コマンドピストンのリフト量やスピードをコントロールでき、すなわちポペット弁の開口面積を制御できるため運転状況に応じた適切な噴射率制御機構が実現できる。

また本発明は、前記電磁制御燃料噴射装置において、前記ポペット弁の移動によって開閉せしめられる補助スピル通路を設け、該補助スピル通路は、前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁により開放されて前記プランジャ室への燃料通路と前記スピル通路とを連通せしめるとともに該ポペット弁の閉弁時には該ポペット弁により閉鎖されるように構成され、前記ポペット弁の開弁時には前記ポペット弁のシート部通路と前記補助スピル通路の双方から前記高圧燃料のスピルを行なうように構成されたことを特徴とする。

具体的には次のように構成するのがよい。
即ち、前記補助スピル通路は前記ポペット弁に穿設された第１補助スピル通路と前記ポペット弁の弁座部材に固定のスリーブに穿設された第２補助スピル通路とによりなり、前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時には該ポペット弁により前記第１補助スピル通路と第２補助スピル通路とが連通されて、該ポペット弁のシート部通路と前記２つの補助スピル通路の双方から前記高圧燃料のスピルを行ない、該ポペット弁の閉弁時には該ポペット弁により前記第１補助スピル通路と第２補助スピル通路との連通を遮断するように構成される。

かかる発明によれば、ポペット弁の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁により開放されてプランジャ室への燃料通路とスピル通路とを連通せしめるとともに該ポペット弁の閉弁時には該ポペット弁により閉鎖せしめられる補助スピル通路、具体的にはポペット弁に穿設された第１補助スピル通路と前記ポペット弁の弁座部材に固定のスリーブに穿設された第２補助スピル通路とを設け、前記ポペット弁の閉弁時には該ポペット弁により第１補助スピル通路と第２補助スピル通路との連通を遮断し、前記ポペット弁の開弁時には前記第１補助スピル通路と第２補助スピル通路とを連通させて、該ポペット弁のシート部通路及び第１、第２補助スピル通路の双方から高圧燃料のスピルを行なうように構成したので、ポペット弁のシート径を小さくして燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、ソレノイド装置のコイルとポペット弁側のアーマチュアとの距離を増大させることなく、燃料噴射終りからのスピル時における前記第１、第２補助スピル通路の連通による該第１、第２補助スピル通路及びポペット弁のシート部通路の双方から高圧燃料をスピルさせることができる。
従ってかかる発明によれば、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能となり、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減できる。

また、かかる発明によれば、ポペット弁に穿設された第１補助スピル通路と前記ポペット弁の弁座部材に固定のスリーブに穿設された第２補助スピル通路とを設けるのみという簡単な構造であるので、部品点数が少なく簡単な構造で加工、組立が容易な装置で以って、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能になるという、前記作用効果を得ることができる。

本発明によれば、ポペット弁のシート径を小さくして燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、ソレノイド装置の電磁コイルとポペット弁側のアーマチュアとの距離を増大させることなく、燃料噴射終りからのスピル時におけるコマンドピストン装置によるポペット弁を最大リフトからのシート部通路の開口面積の増加方向への移動によって、シート部通路面積を大きく保持できる。
また本発明によれば、ポペット弁の開弁時には第１補助スピル通路と第２補助スピル通路とを連通させて、該ポペット弁のシート部通路及び第１、第２補助スピル通路の双方から高圧燃料のスピルを行なうように構成したことにより、ポペット弁のシート径を小さくして燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、ソレノイド装置のコイルとポペット弁側のアーマチュアとの距離を増大させることなく、燃料噴射終りからのスピル時における前記第１、第２補助スピル通路の連通による該第１、第２補助スピル通路及びポペット弁のシート部通路の双方から高圧燃料をスピルさせることができる。
以上により、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能となり、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減できる。

さらに本発明によれば、ポペット弁のソレノイド装置側とは反対側端部に当接可能にされたコマンドピストンをそなえるのみという簡単な構造のコマンドピストン装置、あるいはポペット弁に穿設された第１補助スピル通路と前記ポペット弁の弁座部材に固定のスリーブに穿設された第２補助スピル通路とを設けるのみという簡単な構造の補助スピル通路
によって前記のような装置を構成できるので、部品点数が少なく簡単な構造で加工、組立が容易な装置で以って、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能になるという、前記作用効果を得ることができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図３は本発明が適用されるディーゼルエンジン用電磁式ユニットインジェクタの縦断面図である。
図３において、５０は電磁式ユニットインジェクタで、次のように構成されている。
５１はインジェクタ本体、７は該インジェクタ本体内に往復動自在に設けられたプランジャ、５６及び５５は該プランジャ７を往復動せしめるタペット及びタペットスプリング、８は該プランジャ７で加圧された燃料が溜められるプランジャ室、９は燃料通路、５２は前記プランジャ室８内の高圧燃料を図示しないエンジンの燃焼室内に噴射する噴孔５２ａを備えた燃料噴射ノズル、５３は該燃料噴射ノズル５２内に往復動自在に設けられた針弁、５４は該針弁５３の開、閉弁を司る針弁ばねである。

１００は電磁開閉弁装置で、次のように構成されている。
１はポペット弁、２は内部に該ポペット弁１が往復動自在に嵌合された弁座、５ａはポペット弁ばね、２ｂは前記インジェクタ本体５１内の燃料通路９に連通される燃料通路、３はスピル通路である。
６は電磁コイル６ａを備えたソレノイド装置、５は前記ポペット弁１の上端に固定されて前記電磁コイル６ａに吸引あるいは離間されるアーマチュアである。

かかる電磁式ユニットインジェクタ５０を備えたディーゼルエンジンの運転時において、
エンジンの燃料カム（図示省略）により作動せしめられる前記タペット５６及びタペットスプリング５５を介して往復駆動される前記プランジャ７によって高圧に加圧された燃料は、プランジャ室８内に溜められる。
そして、前記ソレノイド装置６の励磁によって前記電磁開閉弁装置１００のポペット弁１が固定されたアーマチュア５が該ソレノイド装置６の電磁コイル６ａに吸引されると該ポペット弁１と弁座２との間のシート部が閉じて、前記プランジャ室８から前記電磁開閉弁装置１００内の燃料通路２ｂ、インジェクタ本体５１内の燃料通路９、燃料溜め５２ｂに至る通路内の燃料圧力が上昇する。
該燃料圧力が前記針弁ばね５４の開弁圧力を超えると、針弁５３が開弁して燃料溜め５２ｂ内の高圧燃料が噴孔５２ａから図示しない燃焼室内に噴射される。

次いで、前記ソレノイド装置６が非励磁となると、前記アーマチュア５がポペット弁ばね５ａの弾力によって下動し、前記ポペット弁１と弁座２とのシート部にはシート部通路が形成され、プランジャ室８内の燃料は、燃料通路９及び２ｂからシート部通路を通ってスピル通路３に排出される。
本発明はかかる電磁式ユニットインジェクタ５０等の電磁制御燃料噴射装置における、電磁開閉弁装置１００の改良に係るものである。

図１は本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジン用電磁式ユニットインジェクタにおけるソレノイド装置及びポペット弁の要部断面図で、（Ａ）はポペット弁の通常開弁時、（Ｂ）はポペット弁の閉弁時、（Ｃ）はポペット弁の最大開弁時（スピル時）を示す。
図１において、６はソレノイド装置、６ａは該ソレノイド装置の電磁コイル、１は該ソレノイド装置６により往復駆動せしめられるポペット弁、２は内部に該ポペット弁１が往復動自在に嵌合された弁座で、該ポペット弁１との間にシート部４が形成されている。
２ａは前記燃料通路２ｂに連通される燃料溜め、１ａは前記ポペット弁１のスピル通路、３は該スピル通路１ａに連通される弁座２のスピル通路である。
５は前記ポペット弁１の上端部に固定され前記コイル６ａに吸引あるいは離間されるアーマチュアである。

１０１はコマンドピストン装置で、前記ポペット弁１のソレノイド装置６とは反対側端部に設けられ、次のように構成されている。
１０はコマンドシリンダ１０ａ内に往復動可能に嵌合されたコマンドピストン、１２は該コマンドピストン１０の反ポペット弁１側端面が臨む油室で、該油室１２には給油入口１３から加圧された給油が供給されている。１１は給油圧が小さいとき、該コマンドピストン１０を前記ポペット弁１の下端面及び弁座２の下端面に押し付けるように付勢されたばねである。

かかる第１実施例において、図１（Ａ）のように、前記ソレノイド装置６が非励磁状態で前記アーマチュア５と電磁コイル６ａとの間に間隙Ｓ１が形成され、かつプランジャ７の加圧によるプランジャ室８内の燃料圧力の上昇が小さいとき、具体的には前記コマンドピストン１０に下向きに作用する燃料圧力が該コマンドピストン１０に上向きに作用する前記油室１２内の給油圧力と前記ばね１１の弾力との和よりも小さいときには、前記ポペット弁１はコマンドピストン１０が弁座２の下面に当接するまで上方に押し上げられ、前記シート部通路１５は前記間隙Ｓ１に相当する通路面積となる。

そして、図１（Ｂ）のように、前記ソレノイド装置６が励磁状態となって電磁コイル６ａによりアーマチュア５が前記間隙Ｓ１よりも小さい間隙Ｓ２まで吸引されて、ポペット弁１のシート部４が当接し該ポペット弁１が閉じると、プランジャ７の加圧により前記プランジャ室８から図３に示される電磁開閉弁装置１００内の燃料通路２ｂ、インジェクタ本体１内の燃料通路９、燃料溜め５２ｂに至る通路内の燃料圧力が上昇する。該燃料圧力が前記針弁ばね５４の開弁圧力を超えると、針弁５３が開弁して燃料溜め５２ｂ内の高圧燃料が噴孔５２ａから図示しない燃焼室内に噴射される。
このとき、前記コマンドピストン１０には燃料圧力が作用しないので、該コマンドピストン１０は弁座２の下面に当接した状態を保持する。

前記燃料噴射状態から、前記ソレノイド装置６が非励磁に切り換えられると、図１（Ｃ）のように前記アーマチュア５と電磁コイル６ａとの間に間隙が形成されてポペット弁１が開くと、前記プランジャ室８、燃料通路２ｂ、及び燃料溜め２ａ内の高圧燃料はスピル通路３に排出されてスピル作用がなされる。
これと同時に前記高圧燃料の圧力が、前記シート部通路１５からポペット弁１のスピル孔１ａを通って前記コマンドピストン１０の上面に下向きに作用する。

かかる燃料圧力が前記給油圧力とばね１１の弾力との和に打ち勝って該コマンドピストン１０が下方に押し下げられ、これに連れてポペット弁１及びアーマチュア５がポペット弁ばね５ａ（図３参照）の弾力によって下動し、該アーマチュア５と電磁コイル６ａとの間隙Ｓ３が図１（Ａ）の間隙Ｓ１よりも大きくなり、ポペット弁１のリフトが大きくなってシート部通路１５の開口面積が拡大される。
従って、かかるスピル作用時には、シート部径ｄ０を小さく保持して燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、前記コマンドピストン１０の下動によって、ポペット弁１のリフトを増大し、シート部通路１５の通路面積を大きくすることができる。

従ってかかる第１実施例によれば、ポペット弁１の前記ソレノイド装置６側とは反対側端部に当接可能にされたコマンドピストン装置１０１を設けて、ソレノイド装置６の非励磁状態にあるポペット弁１の開弁によるスピル作用時において、プランジャ室８内の高圧燃料のコマンドピストン１０への作用により、該コマンドピストン１０をこれの規制位置つまり前記弁座２の下面に当接した位置からスピル通路開放方向に移動せしめて、ポペット弁１をシート部通路１５の開口面積の増加方向に一定量移動せしめることにより、該ポペット弁１のシート部通路１５の開口面積を増加せしめるように構成したので、ポペット弁１のシート部径ｄ０を小さくして燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、燃料噴射終りからのスピル時におけるコマンドピストン１０によるポペット弁１のシート部通路１５の開口面積の増加方向への移動によって、シート部通路面積を大きく保持できる。
従ってかかる第１実施例によれば、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能となり、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減できる。

また、かかるコマンドピストン装置１０１は、ポペット弁１のソレノイド装置６側とは反対側端部に当接可能にされたコマンドピストン１０をそなえるのみという簡単な構造であり、かつ該コマンドピストン装置１０１の構成部材にはポペット弁１のシート時に高圧燃料の圧力が作用しない構造であるので、簡単な構造で、部品点数が少なく、加工、組立が容易な装置で構成できる。

また、かかるコマンドピストン装置１０１は、図５に示すように、オイルタンク５０１から給油ポンプ５０４により給油管１３を圧送されコマンドピストン１０の背部に作用する流体圧をエンジンのECU（コントローラ）５０３によって可変絞り５０２を変化させることにより運転状況に応じて変化させることで、コマンドピストン１０のリフト量やスピードをコントロールし、すなわちポペット弁１の開口面積を制御できるため、いかなる運転状況においても適切な噴射特性を得られる機構を実現できる。

図２は本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は補助スピル孔の開孔時、（Ｂ）は補助スピル孔の閉鎖時を示す。
かかる第２実施例においては、前記ポペット弁１の移動によって開閉せしめられる補助スピル通路、つまり前記ポペット弁１に穿設された第１補助スピル通路３０と前記ポペット弁１の弁座２に固定のスリーブ３２に穿設された第２補助スピル通路３１とを設けている。

かかる第２実施例において、図２（Ａ）に示す、前記ソレノイド装置６が非励磁状態では、前記アーマチュア５と電磁コイル６ａとの間に間隙Ｓ４が形成されポペット弁１が開弁している。かかるポペット弁１の開弁時には、前記第１補助スピル通路３０と第２補助スピル通路３２とが連通されて、該ポペット弁１のシート部通路１５及び互いに連通された前記第１、第２補助スピル通路３０，３１の双方から、図の矢印のように、高圧燃料のスピルを行なう。従って、該ポペット弁１のシート部通路１５に加えて前記第１、第２補助スピル通路３０，３１からも燃料のスピルを行なうことが可能となり、スピル通路面積を増大できる。

図２（Ｂ）に示す、前記ソレノイド装置６が励磁状態では、該ポペット弁１が閉弁し、これに伴い該ポペット弁１によって前記第１補助スピル通路３０と第２補助スピル通路３１との連通が遮断される。これにより、前記第１補助スピル通路３０及び第２補助スピル通路３１の形成に影響されることなく、通常の高噴射圧力での燃料噴射が可能となる。
その他の構成は、前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

かかる第２実施例によれば、ポペット弁１の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁１により開放されてプランジャ室８への燃料通路２ｂとスピル通路３とを連通せしめるとともに、該ポペット弁１の閉弁時には該ポペット弁１により閉鎖せしめられるように構成された２つの補助スピル通路、即ち前記ポペット弁１に穿設された第１補助スピル通路３０と前記ポペット弁１の弁座２に固定のスリーブ３２に穿設された第２補助スピル通路３１とを設け、前記ポペット弁１の閉弁時には該ポペット弁１により第１、第２補助スピル通路３０，３１の連通を遮断し、前記ポペット弁１の開弁時には前記第１、第２補助スピル通路３０，３１を連通させて、該ポペット弁１のシート部通路１５及び第１、第２補助スピル通路３０，３１の双方から高圧燃料のスピルを行なうように構成したので、ポペット弁１のシート径ｄ０を小さくして燃料噴射圧力を上昇可能とした状態で、燃料噴射終りからのスピル時における前記第１、第２補助スピル通路３０，３１の連通による該第１、第２補助スピル通路３０，３１及びポペット弁１のシート部通路１５の双方から高圧燃料をスピルさせることができる。
従ってかかる第２実施例によれば、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおける電磁燃料噴射装置の応答性を低下させることなく、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好に維持することが可能となり、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減できる。

また、かかる第２実施例によれば、ポペット弁１に穿設された第１補助スピル通路３０と前記ポペット弁の弁座部材に固定のスリーブ３２に穿設された第２補助スピル通路３１とを設けのみという簡単な構造であるので、部品点数が少なく簡単な構造で加工、組立が容易な装置となる。

本発明によれば、部品点数が少なく簡単な構造で加工、組立が容易な装置で以って、燃料噴射始め及び燃料噴射終りにおけるポペット弁の作動の応答性を高く保持して、燃料噴射圧力の立ち上がり及び燃料噴射の切れを良好にし、エンジン出力を増大し燃料消費率を低減し得る電磁制御燃料噴射装置を提供できる。

本発明の第１実施例に係るディーゼルエンジン用電磁式ユニットインジェクタにおけるソレノイド装置及びポペット弁の要部断面図で、（Ａ）はポペット弁の通常開弁時、（Ｂ）はポペット弁の閉弁時、（Ｃ）はポペット弁の最大開弁時（スピル時）を示す。本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は補助スピル孔の開孔時、（Ｂ）は補助スピル孔の閉鎖時を示す。本発明が適用されるディーゼルエンジン用電磁式ユニットインジェクタの縦断面図である。（Ａ）、（Ｂ）は従来技術を示す図１対応図である。前記第１実施例における給油系の系統図である。

符号の説明

１ポペット弁
２弁座
２ｂ燃料通路
３スピル通路
５アーマチュア
６ソレノイド装置
６ａ電磁コイル
７プランジャ
８プランジャ室
１０コマンドピストン
１１ばね
１２油室
３０第１補助スピル通路
３１第２補助スピル通路
３２スリーブ
５０電磁式ユニットインジェクタ
１００電磁開閉弁装置
１０１コマンドピストン装置

Claims

ソレノイド装置によって往復駆動せしめられるポペット弁により、プランジャで加圧された高圧燃料が収容されるプランジャ室への燃料通路と排油系へのスピル通路との間を開閉して燃料噴射時期を制御するように構成された電磁制御燃料噴射装置において、前記ポペット弁の前記ソレノイド装置側とは反対側端部に当接可能にされるとともに、前記ソレノイド装置の非励磁状態にある前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁と連動して該ポペット弁のシート部通路の開口面積を増加せしめるコマンドピストン装置を備えたことを特徴とする電磁制御燃料噴射装置。
前記コマンドピストン装置は、前記ソレノイド装置の励磁による前記ポペット弁の閉弁時（前記シート部通路の閉鎖時）には、コマンドピストンが前記ポペット弁の弁座の端面に当接して前記ポペット弁側への移動を規制され、前記ソレノイド装置が非励磁状態にあるポペット弁のスピル作用時には前記プランジャ室内の高圧燃料のコマンドピストンへの作用により該コマンドピストンを前記規制位置からスピル通路開放方向に移動せしめ、該コマンドピストンを介して前記ポペット弁を前記シート部通路の開口面積の増加方向に一定量移動せしめるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の電磁制御燃料噴射装置。
前記コマンドピストン装置は、前記コマンドピストンの背部に流体圧を作用せしめて該コマンドピストンを前記規制位置の方向に付勢するように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の電磁制御燃料噴射装置。
前記コマンドピストン背部に作用する流体圧を制御することにより、前記コマンドピストンのリフト量を制御可能とする請求項３記載の電磁制御燃料噴射装置。
ソレノイド装置によって往復駆動せしめられるポペット弁により、プランジャで加圧された高圧燃料が収容されるプランジャ室への燃料通路と排油系へのスピル通路との間を開閉して燃料噴射時期を制御するように構成された電磁制御燃料噴射装置において、
前記ポペット弁の移動によって開閉せしめられる補助スピル通路を設け、該補助スピル通路は、前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時に該ポペット弁により開放されて前記プランジャ室への燃料通路と前記スピル通路とを連通せしめるとともに該ポペット弁の閉弁時には該ポペット弁により閉鎖されるように構成され、前記ポペット弁の開弁時には前記ポペット弁のシート部通路と前記補助スピル通路の双方から前記高圧燃料のスピルを行なうように構成されたことを特徴とする電磁制御燃料噴射装置。
前記補助スピル通路は前記ポペット弁に穿設された第１補助スピル通路と前記ポペット弁の弁座部材に固定のスリーブに穿設された第２補助スピル通路とによりなり、前記ポペット弁の開弁によるスピル作用時には該ポペット弁により前記第１補助スピル通路と第２補助スピル通路とが連通されて、該ポペット弁のシート部通路と前記２つの補助スピル通路の双方から前記高圧燃料のスピルを行ない、該ポペット弁の閉弁時には該ポペット弁により前記第１補助スピル通路と第２補助スピル通路との連通を遮断するように構成されたことを特徴とする請求項４記載の電磁制御燃料噴射装置。