JP2012026396A - Fuel injection pump - Google Patents

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Satoru Tanaka
悟 田中
Shuhei Senba
修平 仙波
Takahiko Ito
孝彦 伊東
Junko Seki
純子 関
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AKASAKA TEKKOSHO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection pump that properly injects a proper amount of fuel to each cylinder and reduces a harmful substance to be discharged.SOLUTION: A detection shaft 43 including a plurality of slits 43a formed on its circumference surface is fixed to a plunger 41 of a fuel injection pump 3 so as to integrally reciprocate. A stroke sensor 24 is mounted on a lateral side of the detection shaft 43. When the plunger 41 and the detection shaft 43 are moved upward, the stroke sensor 24 detects the passing of the slits 43a and outputs it to an ECU 25. The ECU 25 identifies a position of the plunger 41 based on the output from the stroke sensor 24, and determines a moving distance of the plunger 41 based on the identified position. Further, the ECU 25 controls the plunger 41 to move the determined distance by controlling supply of oil pressure into an oil pressure chamber 54.

Description

この発明は燃料噴射ポンプに係り、特に、大型船舶の主機として用いられる多気筒ディーゼルエンジンの電子制御燃料噴射ポンプに関する。   The present invention relates to a fuel injection pump, and more particularly to an electronically controlled fuel injection pump for a multi-cylinder diesel engine used as a main engine of a large vessel.

一般に、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置は、燃料を燃料噴射ノズルに圧送して燃焼室内に噴射させる燃料噴射ポンプを備えている。また、燃料噴射ポンプによる燃料噴射量の増減は、エンジンの運転状況に応じて作動するガバナによって行われるようになっている。ガバナには、燃料噴射ポンプ内で燃料の圧送を行うプランジャが、コントロールラックを介して連結されている。プランジャは、ガバナが作動してコントロールラックを変位させることによって回転するようになっており、プランジャが回転すると、プランジャが燃料を圧送する期間である有効ストロークが変化し、燃料噴射量が調整されるようになっている。   In general, a fuel injection device for a diesel engine includes a fuel injection pump that pumps fuel to a fuel injection nozzle and injects the fuel into a combustion chamber. Further, the increase or decrease of the fuel injection amount by the fuel injection pump is performed by a governor that operates according to the operating state of the engine. A plunger that pumps fuel in the fuel injection pump is connected to the governor via a control rack. The plunger is rotated by activating the governor and displacing the control rack. When the plunger rotates, the effective stroke, which is the period during which the plunger pumps fuel, changes, and the fuel injection amount is adjusted. It is like that.

例えば特許文献1には、機械式ガバナによって燃料噴射量を増減する燃料噴射ポンプが開示されている。機械式ガバナは、エンジンの回転に伴って生じる遠心力の作用によって開くフライウェイトと、フライウェイトが閉じる方向にばね力を与えるガバナスプリングとを備えている。コントロールラックは、フライウェイトの位置、すなわちフライウェイトに作用する遠心力とガバナスプリングのばね力との釣り合いに応じた位置に変位するようになっており、それにより、燃料噴射ポンプの燃料噴射量がエンジンの回転数に応じて増減されるようになっている。尚、コントロールラックは、気筒毎に設けられた各燃料噴射ポンプに対して共通のものとなっており、各プランジャは、単一のガバナ及び単一のコントロールラックによって回転されるようになっている。   For example, Patent Document 1 discloses a fuel injection pump that increases or decreases a fuel injection amount using a mechanical governor. The mechanical governor includes a flyweight that is opened by the action of a centrifugal force generated as the engine rotates, and a governor spring that applies a spring force in a direction in which the flyweight is closed. The control rack is displaced to a position corresponding to the position of the flyweight, that is, the balance between the centrifugal force acting on the flyweight and the spring force of the governor spring, so that the fuel injection amount of the fuel injection pump is reduced. It is increased or decreased according to the engine speed. The control rack is common to each fuel injection pump provided for each cylinder, and each plunger is rotated by a single governor and a single control rack. .

また、特許文献2には、電子制御式ガバナを用いて燃料噴射量を増減する燃料噴射ポンプが開示されている。これによれば、センサによって検知されたエンジンの実際の回転数と、操縦者の操作によって設定された目標回転数とがコントローラによって比較演算され、その演算結果に基づいて燃料噴射量が決定される。コントロールラックには、その位置を変更するためのアクチュエータが接続されており、コントローラから出力される指令に基づいてアクチュエータがコントロールラックを変位させることによって、決定された量の燃料が噴射されるようになっている。コントロールラックは、特許文献1の場合と同様に、気筒毎に設けられた燃料噴射ポンプのプランジャを回転させ、それにより、燃料噴射量が増減される。   Patent Document 2 discloses a fuel injection pump that increases or decreases the fuel injection amount using an electronically controlled governor. According to this, the actual rotational speed of the engine detected by the sensor and the target rotational speed set by the operation of the operator are compared and calculated by the controller, and the fuel injection amount is determined based on the calculation result. . An actuator for changing the position of the control rack is connected to the control rack, and the actuator displaces the control rack based on a command output from the controller so that a determined amount of fuel is injected. It has become. As in the case of Patent Document 1, the control rack rotates the plunger of the fuel injection pump provided for each cylinder, thereby increasing or decreasing the fuel injection amount.

特開2002−155763号公報JP 2002-155663 A 特開2008−45484号公報JP 2008-45484 A

ここで、NOx(窒素酸化物)等、ディーゼルエンジンから排出される有害物質の排出量を低減するためには、エンジンの運転状況に応じて燃料噴射量を正確に制御することが必要となる。また、多気筒ディーゼルエンジンの場合、各燃料噴射ポンプからの燃料噴射量には個体差があるため、その個体差を解消するための微調整を行うことが必要となる。しかしながら、特許文献1、2では、各燃料噴射ポンプにおける燃料噴射量の増減を単一のガバナ及び単一のコントロールラックによっておこなっているため、燃料噴射量を気筒毎に微調整することができないようになっている。したがって、各気筒に対して適切な量の燃料を噴射することができず、有害物質の排出量を低減するための対応に限界があるという問題点を有していた。   Here, in order to reduce the discharge amount of harmful substances discharged from the diesel engine such as NOx (nitrogen oxide), it is necessary to accurately control the fuel injection amount in accordance with the operation state of the engine. In the case of a multi-cylinder diesel engine, there are individual differences in the amount of fuel injected from each fuel injection pump, and it is necessary to make fine adjustments to eliminate the individual differences. However, in Patent Documents 1 and 2, since the fuel injection amount in each fuel injection pump is increased or decreased by a single governor and a single control rack, the fuel injection amount cannot be finely adjusted for each cylinder. It has become. Therefore, an appropriate amount of fuel cannot be injected into each cylinder, and there is a problem in that there is a limit to measures for reducing the emission of harmful substances.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、適切な量の燃料を各気筒に対して正確に噴射し、それにより、有害物質の排出量を低減することを実現した燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and has realized that an appropriate amount of fuel is accurately injected into each cylinder, thereby reducing the emission of harmful substances. An object is to provide a fuel injection pump.

この発明に係る燃料噴射ポンプは、燃料が供給される昇圧室を内部に有するポンプ本体と、ポンプ本体内に摺動可能に設けられるプランジャと、プランジャを往復移動させる駆動部とを備え、駆動部がプランジャを往復移動させることにより、昇圧室内の燃料を昇圧して吐出する燃料噴射ポンプにおいて、プランジャの移動方向に沿って配置された複数のスリットを有し、プランジャと一体として往復移動する検知用シャフトと、検知用シャフトの側方に設けられ、スリットの通過を検知して出力するストロークセンサと、ストロークセンサからの出力を受け取る制御部とをさらに備え、制御部は、ストロークセンサからの出力に基づいてプランジャの位置を特定するとともに、特定したプランジャの位置に基づいてプランジャの昇圧室側への移動距離を決定し、決定した移動距離の移動をプランジャが行うように、駆動部を制御することを特徴とするものである。   A fuel injection pump according to the present invention includes a pump body having a boosting chamber to which fuel is supplied, a plunger that is slidably provided in the pump body, and a drive unit that reciprocally moves the plunger. In the fuel injection pump that boosts and discharges the fuel in the boosting chamber by reciprocating the plunger, the fuel injection pump has a plurality of slits arranged along the plunger moving direction, and reciprocates integrally with the plunger. A shaft, a stroke sensor that is provided on a side of the detection shaft and detects and outputs the passage of the slit; and a control unit that receives an output from the stroke sensor; and the control unit outputs an output from the stroke sensor. Based on the specified plunger position, the plunger position is determined based on the plunger position. The moving distance determined, the determined movement of the moving distance as the plunger is carried out, is characterized in that for controlling the drive unit.

プランジャと検知用シャフトとが一体として往復移動するようにし、検知用シャフトのスリットを検知するストロークセンサを設けたので、ストロークセンサを通過するスリットの数に基づいてプランジャの移動が制御される。すなわち、本発明に係る燃料噴射ポンプを多気筒ディーゼルエンジンに適用した場合、ガバナ及びコントロールラックを用いた場合とは異なり、各プランジャの移動量を個別に制御できるため、各燃料噴射ポンプにおける燃料噴射量の個体差を解消することが可能となる。したがって、燃料噴射ポンプにおいて、適切な量の燃料が各気筒に対して正確に噴射され、それにより、有害物質の排出量を低減される。   Since the plunger and the detection shaft are integrally reciprocated and the stroke sensor for detecting the slit of the detection shaft is provided, the movement of the plunger is controlled based on the number of slits passing through the stroke sensor. That is, when the fuel injection pump according to the present invention is applied to a multi-cylinder diesel engine, the amount of movement of each plunger can be individually controlled, unlike the case where a governor and a control rack are used. It becomes possible to eliminate individual differences in quantity. Therefore, in the fuel injection pump, an appropriate amount of fuel is accurately injected into each cylinder, thereby reducing the amount of harmful substances discharged.

制御部は、プランジャが昇圧室から最も離れた位置に達した時点におけるプランジャの位置を、プランジャの移動距離を決定するための基準点としてもよい。プランジャが往復移動する際、いわゆるゼロ点を毎回保証することができるため、精度の高い燃料噴射を行うことができる。また、ポンプ本体内において、プランジャの昇圧室とは反対側に位置する端部側には、作動油が供給される油圧室が形成されており、駆動部は、油圧室内に作動油を供給する第一油圧電磁弁と、油圧室内からの作動油の排出を許容する第二油圧電磁弁とを含んでもよい。   The control unit may use the position of the plunger when the plunger reaches the position farthest from the boost chamber as a reference point for determining the movement distance of the plunger. Since the so-called zero point can be guaranteed every time the plunger reciprocates, highly accurate fuel injection can be performed. In the pump body, a hydraulic chamber to which hydraulic oil is supplied is formed on the end portion side opposite to the pressure boosting chamber of the plunger, and the drive unit supplies the hydraulic oil to the hydraulic chamber. A first hydraulic solenoid valve and a second hydraulic solenoid valve that allows the hydraulic oil to be discharged from the hydraulic chamber may be included.

ポンプ本体内には、圧縮空気が供給される空気室が形成されており、プランジャは、空気室内の圧縮空気により、油圧室側に付勢されてもよい。また、空気室内の圧縮空気は、プランジャの外周面とポンプ本体の内周面との間を介してポンプ本体の外部に排出されてもよい。排出される圧縮空気の圧力により、昇圧室内の燃料がプランジャの外周面とポンプ本体の内周面との間を介して空気室内に漏洩することを防止することが可能となる。   An air chamber to which compressed air is supplied is formed in the pump body, and the plunger may be biased toward the hydraulic chamber by the compressed air in the air chamber. Further, the compressed air in the air chamber may be discharged to the outside of the pump main body through a space between the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the pump main body. Due to the pressure of the compressed air discharged, it is possible to prevent the fuel in the pressure increasing chamber from leaking into the air chamber through the space between the outer peripheral surface of the plunger and the inner peripheral surface of the pump body.

この発明によれば、燃料噴射ポンプにおいて、適切な量の燃料を各気筒に対して正確に噴射し、それにより、有害物質の排出量を低減することが可能となる。   According to the present invention, in the fuel injection pump, it is possible to accurately inject an appropriate amount of fuel into each cylinder, thereby reducing the discharge amount of harmful substances.

この個の発明の実施の形態1に係る燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the fuel-injection apparatus provided with the fuel-injection pump which concerns on Embodiment 1 of this individual invention. 実施の形態1に係る燃料噴射ポンプを示す断面側面図であり、プランジャ上昇時の状態を示している。It is a cross-sectional side view which shows the fuel-injection pump which concerns on Embodiment 1, and has shown the state at the time of a plunger raise. 実施の形態1に係る燃料噴射ポンプにおけるプランジャ及び検知用シャフトの構成を示す断面側面図である。FIG. 3 is a cross-sectional side view showing a configuration of a plunger and a detection shaft in the fuel injection pump according to the first embodiment. 実施の形態1に係る燃料噴射ポンプにおけるプランジャ周辺の構成を示す部分拡大断面側面図である。FIG. 3 is a partial enlarged cross-sectional side view showing a configuration around a plunger in the fuel injection pump according to the first embodiment. 実施の形態1に係る燃料噴射ポンプの動作を説明するための断面側面図であり、プランジャ下降時の状態を示している。It is a cross-sectional side view for demonstrating operation | movement of the fuel injection pump which concerns on Embodiment 1, and has shown the state at the time of plunger lowering.

以下に、この発明の実施の形態について添付図に基づいて説明する。
実施の形態1.
この実施の形態1に係る燃料噴射ポンプの構成について、大型の舶用主機として用いられる多気筒ディーゼルエンジンの燃料噴射装置1に適用した場合を例として説明する。
図1に概略的に示すように、燃料噴射装置1は、内部に燃料が貯められる燃料タンク2、燃料タンク2から供給される燃料を昇圧して吐出する燃料噴射ポンプ3、及び燃料噴射ポンプ3が吐出した燃料を図示しない燃焼室内に噴射する燃料噴射ノズル4を備えるものである。燃料タンク2と燃料噴射ポンプ3とを接続する燃料供給管5の途中にはフィードポンプ6が設けられており、このフィードポンプ6によって燃料タンク2内の燃料が燃料噴射ポンプ3に供給されるようになっている。また、燃料噴射ポンプ3と燃料噴射ノズル4とは、高圧管7を介して接続されている。尚、図1には単一の燃料噴射ポンプ3及び単一の燃料噴射ノズル4しか示されていないが、これらはエンジンの各気筒に対応した数だけ設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
The configuration of the fuel injection pump according to the first embodiment will be described by taking as an example a case where it is applied to the fuel injection device 1 of a multi-cylinder diesel engine used as a large marine main engine.
As schematically shown in FIG. 1, a fuel injection device 1 includes a fuel tank 2 in which fuel is stored, a fuel injection pump 3 that boosts and discharges fuel supplied from the fuel tank 2, and a fuel injection pump 3 Is provided with a fuel injection nozzle 4 for injecting the fuel discharged into the combustion chamber (not shown). A feed pump 6 is provided in the middle of the fuel supply pipe 5 connecting the fuel tank 2 and the fuel injection pump 3 so that the fuel in the fuel tank 2 is supplied to the fuel injection pump 3 by the feed pump 6. It has become. The fuel injection pump 3 and the fuel injection nozzle 4 are connected via a high-pressure pipe 7. Although only a single fuel injection pump 3 and a single fuel injection nozzle 4 are shown in FIG. 1, these are provided in a number corresponding to each cylinder of the engine.

燃料噴射ポンプ3は、一方の側部に設けられた第一油圧電磁弁8と、他方の側部に設けられた第二油圧電磁弁9とを備えている。第一油圧電磁弁8は、作動油タンク10から供給される作動油を燃料噴射ポンプ3の内部に供給するためのものであり、第二油圧電磁弁9は、燃料噴射ポンプ3の内部からの作動油の排出を許容するためのものである。後に詳述するように、燃料噴射ポンプ3は、その内部に設けられたプランジャを作動油の油圧によって移動させ、それにより燃料の昇圧及び吐出を行うものである。すなわち、第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9は、燃料噴射ポンプ3における駆動部を構成するものである。また、第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9には、燃料噴射ポンプにおける制御部であるECU25に電気的に接続されている。ECU25は、後述するストロークセンサからの出力に基づいてプランジャの位置を特定するとともに、特定したプランジャの位置に基づいてプランジャの移動距離を決定する。また、ECU25は、決定した移動距離の移動をプランジャが行うように、第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9を制御する。   The fuel injection pump 3 includes a first hydraulic solenoid valve 8 provided on one side and a second hydraulic solenoid valve 9 provided on the other side. The first hydraulic electromagnetic valve 8 is for supplying hydraulic oil supplied from the hydraulic oil tank 10 to the inside of the fuel injection pump 3, and the second hydraulic electromagnetic valve 9 is supplied from the inside of the fuel injection pump 3. This is to allow the hydraulic oil to be discharged. As will be described in detail later, the fuel injection pump 3 moves the plunger provided therein by the hydraulic pressure of the hydraulic oil, thereby boosting and discharging the fuel. That is, the first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 constitute a drive unit in the fuel injection pump 3. The first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 are electrically connected to an ECU 25 that is a control unit in the fuel injection pump. ECU25 specifies the position of a plunger based on the output from the stroke sensor mentioned later, and determines the movement distance of a plunger based on the position of the specified plunger. In addition, the ECU 25 controls the first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 so that the plunger moves the determined movement distance.

作動油タンク10には作動油供給管11が接続されており、その途中に設けられた油圧ポンプ12によって、作動油タンク10内の作動油がブロック13に供給されるようになっている。ブロック13の上面には第一油圧電磁弁8が固定されており、燃料噴射ポンプ3が第一油圧電磁弁8を介してブロック13に支持された状態となっている。ブロック13に供給された作動油は、ブロック13の内部通路13a及び第一油圧電磁弁8の内部通路8aを順次流通し、ECU25からの指令によって第一油圧電磁弁8が開弁すると、燃料噴射ポンプ3内に供給されるようになっている。一方、ECU25からの指令によって第二油圧電磁弁9が開弁すると、燃料噴射ポンプ3内の作動油を排出することが可能となる。排出された作動油は、第二油圧電磁弁9の内部通路9a及び作動油排出管14を順次流通して作動油タンク10内に戻されるようになっている。   A hydraulic oil supply pipe 11 is connected to the hydraulic oil tank 10, and hydraulic oil in the hydraulic oil tank 10 is supplied to the block 13 by a hydraulic pump 12 provided in the middle thereof. The first hydraulic solenoid valve 8 is fixed to the upper surface of the block 13, and the fuel injection pump 3 is supported by the block 13 via the first hydraulic solenoid valve 8. The hydraulic oil supplied to the block 13 sequentially flows through the internal passage 13a of the block 13 and the internal passage 8a of the first hydraulic solenoid valve 8, and when the first hydraulic solenoid valve 8 is opened by a command from the ECU 25, fuel injection is performed. It is supplied into the pump 3. On the other hand, when the second hydraulic solenoid valve 9 is opened by a command from the ECU 25, the hydraulic oil in the fuel injection pump 3 can be discharged. The discharged hydraulic oil is returned to the hydraulic oil tank 10 through the internal passage 9a and the hydraulic oil discharge pipe 14 of the second hydraulic solenoid valve 9 in order.

第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9は、内部に設けられた図示しないスプールをそれぞれ有している。これらのスプールの位置をECU25からの指令に基づいて切り替えることによって、第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9の開弁及び閉弁が可能となる。第一油圧電磁弁8とブロック13の内部通路13aとは接続管15を介して接続されており、接続管15を通って供給される作動油によって第一油圧電磁弁8のスプールが駆動されるようになっている。同様に、第二油圧電磁弁9と内部通路13aとは接続管16を介して接続されており、接続管16を通って供給される作動油によって第二油圧電磁弁9のスプールが駆動されるようになっている。また、ブロック13の内部通路13aの途中には、作動油タンク10から供給される作動油の圧力を蓄圧するアキュムレータ17と、内部通路13a内の油圧を検知する圧力センサ18が接続されている。   The first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 each have a spool (not shown) provided therein. By switching the positions of these spools based on a command from the ECU 25, the first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 can be opened and closed. The first hydraulic solenoid valve 8 and the internal passage 13 a of the block 13 are connected via a connection pipe 15, and the spool of the first hydraulic solenoid valve 8 is driven by hydraulic oil supplied through the connection pipe 15. It is like that. Similarly, the second hydraulic solenoid valve 9 and the internal passage 13a are connected via a connection pipe 16, and the spool of the second hydraulic solenoid valve 9 is driven by hydraulic oil supplied through the connection pipe 16. It is like that. Further, an accumulator 17 for accumulating the pressure of the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil tank 10 and a pressure sensor 18 for detecting the hydraulic pressure in the internal passage 13a are connected midway in the internal passage 13a of the block 13.

また、燃料噴射ポンプ3には、その内部に圧縮空気を供給するためのレギュレータ19及びタンク20が、空気圧配管21を介して接続されている。特に大型船舶用のディーゼルエンジンは、エンジン始動時に圧縮空気を用いてピストンを作動させるための圧縮空気源を備えていることが一般的であり、この圧縮空気源からの圧縮空気がレギュレータ19に供給されるようになっている。圧縮空気はレギュレータ19によって減圧されてからタンク20内で蓄圧され、タンク20内の圧縮空気が空気圧配管21を介して燃料噴射ポンプ3内に供給されるようになっている。また、燃料噴射ポンプ3内の圧縮空気は、空気圧配管22を介して排出されるようになっている。空気圧配管22の途中には絞り弁23が設けられており、この絞り弁23を予め調整することによって、燃料噴射ポンプ3内の空気圧が所定の範囲内に保たれるようになっている。   In addition, a regulator 19 and a tank 20 for supplying compressed air to the inside of the fuel injection pump 3 are connected via a pneumatic pipe 21. In particular, diesel engines for large ships generally have a compressed air source for operating a piston using compressed air when the engine is started, and compressed air from the compressed air source is supplied to the regulator 19. It has come to be. The compressed air is decompressed by the regulator 19 and then accumulated in the tank 20, and the compressed air in the tank 20 is supplied into the fuel injection pump 3 via the pneumatic pipe 21. Further, the compressed air in the fuel injection pump 3 is discharged through the pneumatic pipe 22. A throttle valve 23 is provided in the middle of the pneumatic pipe 22, and the air pressure in the fuel injection pump 3 is maintained within a predetermined range by adjusting the throttle valve 23 in advance.

ここで、燃料噴射ポンプ3の構成について、図2〜4を用いて詳細に説明する。尚、燃料噴射ポンプ3における上下方向を図2に示す矢印によって規定する。また、図2以降に示される燃料噴射ポンプ3は、図1に示されている第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9を省略した状態で図示したものである。
図2に示すように、燃料噴射ポンプ3は、上下方向に延在する略円筒状の貫通孔が形成された第一ハウジング31を備えている。第一ハウジング31の上部には第二ハウジング32が設けられており、第一ハウジング31と第二ハウジング32とが複数のボルト33によって接合されている。一方、第一ハウジング31の下部には、略円筒形状を有する第三ハウジング34が嵌め合わされており、図示しないボルトによって第一ハウジング31に接合されている。さらに、第三ハウジング34の下部には第四ハウジング35がボルト36によって接合されており、第四ハウジング35の下部には、シャフトハウジング37がボルト38によって接合されている。
Here, the configuration of the fuel injection pump 3 will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the up-down direction in the fuel injection pump 3 is prescribed | regulated by the arrow shown in FIG. Further, the fuel injection pump 3 shown in FIG. 2 and subsequent figures is illustrated in a state where the first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 shown in FIG. 1 are omitted.
As shown in FIG. 2, the fuel injection pump 3 includes a first housing 31 in which a substantially cylindrical through hole extending in the vertical direction is formed. A second housing 32 is provided above the first housing 31, and the first housing 31 and the second housing 32 are joined together by a plurality of bolts 33. On the other hand, a third housing 34 having a substantially cylindrical shape is fitted to the lower portion of the first housing 31 and is joined to the first housing 31 by a bolt (not shown). Further, a fourth housing 35 is joined to the lower part of the third housing 34 by a bolt 36, and a shaft housing 37 is joined to the lower part of the fourth housing 35 by a bolt 38.

第一ハウジング31の内周部には、略円筒形状を有するプランジャバレル39が挿入されている。プランジャバレル39は、第一ハウジング31の内周部に形成された肩部31a(図4参照)と、プランジャバレル39の上部に設けられた等圧弁40との間に保持されており、第二ハウジング32をボルト33で第一ハウジング31に接合することによって、プランジャバレル39及び等圧弁40が第一ハウジング31内に固定されるようになっている。ここで、第一ハウジング31、第二ハウジング32、第三ハウジング34、第四ハウジング35、シャフトハウジング37及びプランジャバレル39は、燃料噴射ポンプ3におけるポンプ本体を構成するものである。   A plunger barrel 39 having a substantially cylindrical shape is inserted into the inner peripheral portion of the first housing 31. The plunger barrel 39 is held between a shoulder portion 31a (see FIG. 4) formed on the inner peripheral portion of the first housing 31 and an equal pressure valve 40 provided on the upper portion of the plunger barrel 39. The plunger barrel 39 and the equal pressure valve 40 are fixed in the first housing 31 by joining the housing 32 to the first housing 31 with a bolt 33. Here, the first housing 31, the second housing 32, the third housing 34, the fourth housing 35, the shaft housing 37, and the plunger barrel 39 constitute a pump body in the fuel injection pump 3.

第一ハウジング31の内周部には環状の溝が形成されており、この溝とプランジャバレル39の外周面との間に燃料溜室51が区画されている。燃料溜室51には燃料供給管5が接続されており、燃料タンク2からの燃料が燃料溜室51内に供給されるようになっている。また、燃料溜室51内に位置する部位において、プランジャバレル39には、横方向に貫通するフィードホール39aが形成されており、燃料溜室51とプランジャバレル39の内周部とが、フィードホール39aを介して連通した状態となっている。   An annular groove is formed in the inner peripheral portion of the first housing 31, and a fuel reservoir chamber 51 is defined between the groove and the outer peripheral surface of the plunger barrel 39. A fuel supply pipe 5 is connected to the fuel reservoir 51 so that fuel from the fuel tank 2 is supplied into the fuel reservoir 51. Further, a feed hole 39a penetrating in the lateral direction is formed in the plunger barrel 39 at a portion located in the fuel reservoir chamber 51, and the fuel reservoir chamber 51 and the inner peripheral portion of the plunger barrel 39 are connected to the feed hole. It is in the state which communicated via 39a.

プランジャバレル39の内周部には、燃料の昇圧及び吐出を行うためのプランジャ41が摺動可能に設けられており、プランジャバレル39の内周部、等圧弁40の下面及びプランジャ41の上面41aに区画された昇圧室52(図4参照)が形成されている。プランジャ41の下降時において、プランジャバレル39のフィードホール39aは、その一部がプランジャ41の上面41aより上方側に位置するようになっており、それにより、燃料溜室51内の燃料がフィードホール39aを通って昇圧室52内に流入するようになっている。一方、図2に示されるように、プランジャ41が上昇すると、フィードホール39aはプランジャ41の外周面によって閉じられるようになっている。すなわち、燃料噴射ポンプ3は、プランジャ41の下降時に昇圧室52内に供給された燃料を、プランジャ41を上昇させることによって昇圧するものである。昇圧室52内で昇圧された燃料は、等圧弁40内を流通して高圧管7に吐出され、燃料噴射ノズル4(図1参照)から燃焼室内に噴射される。尚、等圧弁40は、プランジャ41が燃料を吐出した後に、燃料噴射ポンプ3より下流側、すなわち高圧管7及び燃料噴射ノズル4(図1参照)に残留した燃料の圧力を所定の範囲内に保持するためのものである。   A plunger 41 for performing pressure increase and discharge of fuel is slidably provided on the inner peripheral portion of the plunger barrel 39. The inner peripheral portion of the plunger barrel 39, the lower surface of the equal pressure valve 40, and the upper surface 41a of the plunger 41 are provided. A boosting chamber 52 (see FIG. 4) is formed. When the plunger 41 is lowered, a part of the feed hole 39a of the plunger barrel 39 is located above the upper surface 41a of the plunger 41, so that the fuel in the fuel reservoir 51 is fed into the feed hole. It flows into the pressure increasing chamber 52 through 39a. On the other hand, as shown in FIG. 2, when the plunger 41 rises, the feed hole 39 a is closed by the outer peripheral surface of the plunger 41. In other words, the fuel injection pump 3 boosts the fuel supplied into the booster chamber 52 when the plunger 41 is lowered by raising the plunger 41. The fuel boosted in the boosting chamber 52 flows through the isobaric valve 40 and is discharged into the high-pressure pipe 7 and is injected into the combustion chamber from the fuel injection nozzle 4 (see FIG. 1). The isobaric valve 40 keeps the pressure of the fuel remaining in the downstream side of the fuel injection pump 3, that is, the high pressure pipe 7 and the fuel injection nozzle 4 (see FIG. 1) within a predetermined range after the plunger 41 discharges the fuel. It is for holding.

プランジャ41の下方側の端部には、有底の略円筒形状を有するピストン42が設けられており、ピストン42が第三ハウジング34内を摺動するようになっている。ピストン42は、その底部42eが下方側に位置するように配置されており、第三ハウジング34の内部には、ピストン42の内周部、第一ハウジング31の下面及び第三ハウジング34の内周面に区画される空気室53が形成されている。一方、ピストン42の下方には、底部42e、第三ハウジング34の内周面及び第四ハウジング35の上面によって区画された油圧室54が形成されている。   A piston 42 having a substantially cylindrical shape with a bottom is provided at the lower end of the plunger 41, and the piston 42 slides in the third housing 34. The piston 42 is disposed such that its bottom 42 e is positioned on the lower side. Inside the third housing 34, an inner peripheral portion of the piston 42, a lower surface of the first housing 31, and an inner periphery of the third housing 34 are arranged. An air chamber 53 that is partitioned into a surface is formed. On the other hand, a hydraulic chamber 54 defined by a bottom 42 e, an inner peripheral surface of the third housing 34 and an upper surface of the fourth housing 35 is formed below the piston 42.

ピストン42の下方側の端部には、第四ハウジング35を貫通してシャフトハウジング37内に延出する検知用シャフト43が設けられており、検知用シャフト43がシャフトハウジング37内を摺動するようになっている。検知用シャフト43の外周面には、周方向に沿って形成された溝であるスリット43a(図3参照)が、軸方向、すなわちプランジャ41が移動する方向に沿って複数配置されている。また、シャフトハウジング37において、検知用シャフト43の側方に位置する部位にはストロークセンサ24が取り付けられており、ストロークセンサ24とスリット43aとが対向した状態となっている。ストロークセンサ24は、検知用シャフト43が移動する際にスリット43aが通過したことを検知するものであり、ECU25に電気的に接続されている。ストロークセンサ24がスリット43aの通過を検知すると、通過したスリット43aの数に対応した矩形波がECU25に出力される。ECU25は、ストロークセンサ24からの矩形波の数を計数することによって、プランジャ41の位置を特定し、特定した位置に基づいてプランジャ41の移動距離を決定する。   A detection shaft 43 that extends through the fourth housing 35 and extends into the shaft housing 37 is provided at the lower end of the piston 42, and the detection shaft 43 slides within the shaft housing 37. It is like that. A plurality of slits 43a (see FIG. 3), which are grooves formed along the circumferential direction, are arranged on the outer peripheral surface of the detection shaft 43 along the axial direction, that is, the direction in which the plunger 41 moves. Further, the stroke sensor 24 is attached to a portion of the shaft housing 37 located on the side of the detection shaft 43, and the stroke sensor 24 and the slit 43a are opposed to each other. The stroke sensor 24 detects that the slit 43 a has passed when the detection shaft 43 moves, and is electrically connected to the ECU 25. When the stroke sensor 24 detects the passage of the slits 43a, a rectangular wave corresponding to the number of the slits 43a that have passed is output to the ECU 25. The ECU 25 identifies the position of the plunger 41 by counting the number of rectangular waves from the stroke sensor 24, and determines the movement distance of the plunger 41 based on the identified position.

図3に示すように、プランジャ41とピストン42とは、プランジャ41を保持するスペーサ44をボルト45でピストン42に接合することによって一体として固定されている。また、ピストン42と検知用シャフト43とは、検知用シャフト43を保持するスペーサ46をボルト47でピストン42に接合することによって一体として固定されている。すなわち、プランジャ41、ピストン42及び検知用シャフト43は、一体として軸方向に沿った往復移動(図2の矢印A参照)をするようになっている。   As shown in FIG. 3, the plunger 41 and the piston 42 are integrally fixed by joining a spacer 44 holding the plunger 41 to the piston 42 with a bolt 45. The piston 42 and the detection shaft 43 are fixed together by joining a spacer 46 holding the detection shaft 43 to the piston 42 with a bolt 47. That is, the plunger 41, the piston 42, and the detection shaft 43 integrally move reciprocally along the axial direction (see arrow A in FIG. 2).

図2に戻って、第三ハウジング34の一方の側部には、第三ハウジング34の外部と内部とを連通する接続ポート34aが形成されており、この接続ポート34aに第一油圧電磁弁8(図1参照)の内部通路8aが接続されている。また、接続ポート34aの反対側には、第三ハウジング34の外部と内部とを連通する接続ポート34bが形成されており、接続ポート34bには第二油圧電磁弁9の内部通路9aが接続されている。   Returning to FIG. 2, a connection port 34 a that connects the outside and the inside of the third housing 34 is formed on one side of the third housing 34, and the first hydraulic solenoid valve 8 is connected to the connection port 34 a. An internal passage 8a (see FIG. 1) is connected. Further, a connection port 34b is formed on the opposite side of the connection port 34a to communicate the outside and the inside of the third housing 34, and the internal passage 9a of the second hydraulic solenoid valve 9 is connected to the connection port 34b. ing.

ここで、プランジャ41が下降した状態である図4に示すように、第三ハウジング34内に設けられたピストン42は、接続ポート34a側に位置する外周面に形成された連通溝42aと、連通溝42aと油圧室54(図2参照)とを連通する連通孔42bとを有している。また、ピストン42は、接続ポート34a側に位置する外周面に形成された連通溝42cと、連通溝42cと油圧室54とを連通する連通孔42dとを有している。プランジャ41の下降時において、連通溝42a及び連通溝42cは、それぞれ接続ポート34a及び接続ポート34bに対して一部が重なる部位に位置するように形成されている。   Here, as shown in FIG. 4 in which the plunger 41 is lowered, the piston 42 provided in the third housing 34 communicates with a communication groove 42a formed on the outer peripheral surface located on the connection port 34a side. A communication hole 42b is provided for communicating the groove 42a with the hydraulic chamber 54 (see FIG. 2). Further, the piston 42 has a communication groove 42 c formed on the outer peripheral surface located on the connection port 34 a side, and a communication hole 42 d for communicating the communication groove 42 c and the hydraulic chamber 54. When the plunger 41 is lowered, the communication groove 42a and the communication groove 42c are formed so as to be located at portions that partially overlap the connection port 34a and the connection port 34b, respectively.

したがって、プランジャ41が下降した際に、第一油圧電磁弁8を開弁するとともに第二油圧電磁弁を閉弁すると油圧室54内に作動油が供給され、その油圧によってピストン42が押し上げられてプランジャ41及び検知用シャフト43とともに上方側に移動するようになっている。逆に、連通溝42a及び連通溝42cと接続ポート34a及び接続ポート34bとの位置がそれぞれ重なっている状態において、第一油圧電磁弁8を閉弁するとともに第二油圧電磁弁9を開弁することによって、油圧室54内の作動油を燃料噴射ポンプ3の外部に排出することが可能となっている。   Therefore, when the plunger 41 is lowered, when the first hydraulic solenoid valve 8 is opened and the second hydraulic solenoid valve is closed, the hydraulic oil is supplied into the hydraulic chamber 54, and the piston 42 is pushed up by the hydraulic pressure. The plunger 41 and the detection shaft 43 move upward. On the contrary, in the state where the communication groove 42a and the communication groove 42c overlap with the connection port 34a and the connection port 34b, the first hydraulic solenoid valve 8 is closed and the second hydraulic solenoid valve 9 is opened. As a result, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 54 can be discharged to the outside of the fuel injection pump 3.

第一ハウジング31は、一方の側部に形成された孔である接続ポート31bと、接続ポート31bと空気室53とを連通する連通孔31cとを有している。接続ポート31bには空気圧配管21が接続されており、タンク20(図1参照)内の圧縮空気が、接続ポート31b及び連通孔31cを順次介して空気室53内に供給されるようになっている。一方、接続ポート31bとは反対側に位置する第一ハウジング31の側部には、接続ポート31dが形成されており、この接続ポート31dには空気圧配管22が接続されている。また、第一ハウジング31は、接続ポート31dと空気室53とを連通する連通孔31eと、連通孔31eの途中で分岐して内周部に貫通する分岐孔31fとを有している。ここで、連通孔31eには第一ハウジング31の下部側からプラグ48が挿入されており、連通孔31eの空気室53側の出口が塞がれた状態となっている。   The first housing 31 has a connection port 31 b that is a hole formed on one side, and a communication hole 31 c that communicates the connection port 31 b and the air chamber 53. A pneumatic pipe 21 is connected to the connection port 31b, and compressed air in the tank 20 (see FIG. 1) is supplied into the air chamber 53 via the connection port 31b and the communication hole 31c in sequence. Yes. On the other hand, a connection port 31d is formed on the side of the first housing 31 located on the side opposite to the connection port 31b, and the pneumatic piping 22 is connected to the connection port 31d. The first housing 31 has a communication hole 31e that allows the connection port 31d and the air chamber 53 to communicate with each other, and a branch hole 31f that branches in the middle of the communication hole 31e and penetrates the inner periphery. Here, the plug 48 is inserted into the communication hole 31e from the lower side of the first housing 31, and the outlet of the communication hole 31e on the air chamber 53 side is closed.

また、プランジャバレル39には、分岐孔31fに対向する部位からプランジャバレル39の内周面39bに貫通する貫通孔39cが形成されている。したがって、接続ポート31b及び連通孔31cを介して空気室53内に供給された圧縮空気は、プランジャバレル39の内周面39bとプランジャ41の外周面41bとの間の微小な隙間を通って貫通孔39cに達するようになっており、次いで、貫通孔39c、連通孔31e及び空気圧配管22を順次介して燃料噴射ポンプ3の外部に排出されるようになっている。すなわち、プランジャバレル39の内周面39bとプランジャ41の外周面41bとの間の微小な隙間内には、空気室53から排出される圧縮空気の空気圧が常に作用している状態となっており、それにより、昇圧室52内の燃料が、プランジャバレル39の内周面39bとプランジャ41の外周面41bとの間を介して空気室53内に漏洩することが防止された状態となっている。   The plunger barrel 39 is formed with a through hole 39c penetrating from the portion facing the branch hole 31f to the inner peripheral surface 39b of the plunger barrel 39. Therefore, the compressed air supplied into the air chamber 53 through the connection port 31 b and the communication hole 31 c penetrates through a minute gap between the inner peripheral surface 39 b of the plunger barrel 39 and the outer peripheral surface 41 b of the plunger 41. It reaches the hole 39c, and then is discharged to the outside of the fuel injection pump 3 through the through hole 39c, the communication hole 31e, and the pneumatic pipe 22 sequentially. In other words, the air pressure of the compressed air discharged from the air chamber 53 is constantly acting in the minute gap between the inner peripheral surface 39b of the plunger barrel 39 and the outer peripheral surface 41b of the plunger 41. As a result, the fuel in the pressurizing chamber 52 is prevented from leaking into the air chamber 53 through the space between the inner peripheral surface 39b of the plunger barrel 39 and the outer peripheral surface 41b of the plunger 41. .

また、前述したように、圧縮空気を燃料噴射ポンプ3の外部に排出するための空気圧配管22には絞り弁23が設けられており、絞り弁23を予め調整することによって、空気室53内の空気圧が所定の範囲内に保たれるようになっている。すなわち、空気室53内の圧縮空気はその空気圧によって、常にピストン42を油圧室54側に付勢している状態となっている。したがって、プランジャ41の上昇によって昇圧室52内の燃料が吐出され、油圧室54内の油圧が下がると、空気室53内の圧縮空気によってプランジャを下降させることが可能となっている。また、プランジャ41が下降して連通溝42a及び連通溝42cと接続ポート34a及び接続ポート34bとの位置が重なった状態において、第一油圧電磁弁8を閉弁するとともに第二油圧電磁弁9を開弁すると、油圧室54内の作動油が燃料噴射ポンプ3の外部に排出されるため、プランジャ41を最下部まで押し下げることが可能となる。   As described above, the pneumatic pipe 22 for discharging the compressed air to the outside of the fuel injection pump 3 is provided with the throttle valve 23. By adjusting the throttle valve 23 in advance, the inside of the air chamber 53 is adjusted. The air pressure is maintained within a predetermined range. That is, the compressed air in the air chamber 53 is always in a state of biasing the piston 42 toward the hydraulic chamber 54 by its air pressure. Therefore, when the plunger 41 is raised to discharge the fuel in the boosting chamber 52 and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 54 is lowered, the plunger can be lowered by the compressed air in the air chamber 53. When the plunger 41 is lowered and the positions of the communication groove 42a and the communication groove 42c overlap with the connection port 34a and the connection port 34b, the first hydraulic solenoid valve 8 is closed and the second hydraulic solenoid valve 9 is turned on. When the valve is opened, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 54 is discharged to the outside of the fuel injection pump 3, so that the plunger 41 can be pushed down to the lowest position.

次に、この実施の形態1に係る燃料噴射ポンプ3を備えた燃料噴射装置1の動作について説明する。
図1に示すように、ディーゼルエンジンが始動されるとフィードポンプ6が作動し、燃料タンク2内の燃料を燃料噴射ポンプ3に供給する。また、油圧ポンプ12も作動し、第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9に、図示しないスプールを駆動するための作動油を供給する。尚、第一油圧電磁弁8には、燃料噴射ポンプ3内に供給するための作動油も供給される。また、燃料噴射ポンプ3内にはタンク20からの圧縮空気が供給される。
Next, operation | movement of the fuel-injection apparatus 1 provided with the fuel-injection pump 3 which concerns on this Embodiment 1 is demonstrated.
As shown in FIG. 1, when the diesel engine is started, the feed pump 6 operates to supply the fuel in the fuel tank 2 to the fuel injection pump 3. The hydraulic pump 12 is also operated to supply hydraulic oil for driving a spool (not shown) to the first hydraulic electromagnetic valve 8 and the second hydraulic electromagnetic valve 9. The first hydraulic solenoid valve 8 is also supplied with hydraulic oil for supply into the fuel injection pump 3. In addition, compressed air from the tank 20 is supplied into the fuel injection pump 3.

図2に示すように、プランジャ41が上昇した位置にある場合、昇圧室52(図4参照)と燃料溜室51との連通は断たれた状態となっているため、燃料供給管5を介して燃料噴射ポンプ3に供給された燃料は、燃料溜室51内に滞留する。また、プランジャ41が上昇しているため、油圧室54内の油圧は低下した状態となっている。空気室53内には圧縮空気が供給されているため、ピストン42が下方側に付勢された状態となっており、それにより、プランジャ41、ピストン42及び検知用シャフト43が一体として下方側への移動を開始する。   As shown in FIG. 2, when the plunger 41 is in the raised position, the communication between the boost chamber 52 (see FIG. 4) and the fuel reservoir chamber 51 is cut off. Thus, the fuel supplied to the fuel injection pump 3 stays in the fuel reservoir 51. Further, since the plunger 41 is raised, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 54 is in a lowered state. Since compressed air is supplied into the air chamber 53, the piston 42 is urged downward, so that the plunger 41, the piston 42, and the detection shaft 43 are integrally moved downward. Start moving.

ここで、プランジャ41の下降時において、ECU25(図1参照)は、第一油圧電磁弁8に対して閉弁指令を出力するとともに、第二油圧電磁弁9に対して開弁指令を出力している。したがって、プランジャ41が、第三ハウジング34の接続ポート34a及び34bとピストン42の連通溝42a及び42cとがそれぞれ重なる位置まで下降すると、油圧室54内に残留していた作動油は、ピストン42によって油圧室54内から押し出され、ピストン42の連通孔42d、連通溝42c及び接続ポート34bを順次介して第二油圧電磁弁9の内部通路9aに排出される。油圧室54内から作動油が排出されることにより、プランジャ41は、ピストン42の下面が第四ハウジング35に当接する位置まで下降する。プランジャ41の下降に伴い、プランジャバレル39のフィードホール39aは、その一部がプランジャ41の上面41aより上方側に位置するようになり、それにより、燃料溜室51内の燃料がフィードホール39aを介して昇圧室52内に供給される。   Here, when the plunger 41 is lowered, the ECU 25 (see FIG. 1) outputs a valve closing command to the first hydraulic solenoid valve 8 and outputs a valve opening command to the second hydraulic solenoid valve 9. ing. Therefore, when the plunger 41 is lowered to a position where the connection ports 34a and 34b of the third housing 34 and the communication grooves 42a and 42c of the piston 42 are respectively overlapped, the hydraulic oil remaining in the hydraulic chamber 54 is moved by the piston 42. It is pushed out from the inside of the hydraulic chamber 54 and discharged to the internal passage 9a of the second hydraulic solenoid valve 9 through the communication hole 42d, the communication groove 42c and the connection port 34b of the piston 42 sequentially. As the hydraulic oil is discharged from the hydraulic chamber 54, the plunger 41 is lowered to a position where the lower surface of the piston 42 contacts the fourth housing 35. As the plunger 41 descends, a part of the feed hole 39a of the plunger barrel 39 is positioned above the upper surface 41a of the plunger 41, so that the fuel in the fuel reservoir 51 passes through the feed hole 39a. Via the pressure chamber 52.

図5に示すように、プランジャ41が下降して昇圧室52から最も離れた位置、すなわち第四ハウジング35とピストン42とが当接する位置まで移動すると、プランジャ41の上方側への移動が開始される。まず、ECU25は、第四ハウジング35とピストン42とが当接した時点におけるプランジャ41の位置を、プランジャ41の移動距離を決定するための基準点、いわゆるゼロ点とする。また、ECU25は、第一油圧電磁弁8に対して開弁指令を出力するとともに、第二油圧電磁弁9に対して閉弁指令を出力する。第一油圧電磁弁8がECU25からの開弁指令によって開弁されると、第一油圧電磁弁8の内部通路8a、接続ポート34a、連通溝42a及び連通孔42bを順次介して油圧室54内に作動油が供給される。同時に、第二油圧電磁弁9はECU25からの閉弁指令に基づいて閉弁するため、油圧室54からの作動油の排出が停止され、油圧室54内に作動油が満たされるようになる。   As shown in FIG. 5, when the plunger 41 descends and moves to a position farthest from the pressurizing chamber 52, that is, a position where the fourth housing 35 and the piston 42 contact each other, the upward movement of the plunger 41 is started. The First, the ECU 25 sets the position of the plunger 41 when the fourth housing 35 and the piston 42 contact each other as a reference point for determining the movement distance of the plunger 41, a so-called zero point. Further, the ECU 25 outputs a valve opening command to the first hydraulic solenoid valve 8 and outputs a valve closing command to the second hydraulic solenoid valve 9. When the first hydraulic solenoid valve 8 is opened by a valve opening command from the ECU 25, the inside of the hydraulic chamber 54 sequentially passes through the internal passage 8a, the connection port 34a, the communication groove 42a, and the communication hole 42b of the first hydraulic solenoid valve 8. Is supplied with hydraulic oil. At the same time, the second hydraulic solenoid valve 9 is closed based on a valve closing command from the ECU 25, so that the discharge of the hydraulic oil from the hydraulic chamber 54 is stopped and the hydraulic chamber 54 is filled with the hydraulic oil.

油圧室54内を満たした作動油の油圧が空気室53内の圧縮空気の空気圧を上回ると、図5の矢印Bで示すように、プランジャ41が上方側への移動を開始する。プランジャ41の移動の開始に伴い、検知用シャフト43のスリット43aはストロークセンサ24を次々に通過する。ストロークセンサ24は、スリット43aの通過を検知するとともに、通過したスリットの数に対応した矩形波をECU25に出力する。ECU25は、ストロークセンサ24から受け取った矩形波の数を計数することによってプランジャ41の位置を特定するとともに、特定したプランジャ41の位置に基づいて、プランジャ41の昇圧室52側、すなわち上方側への移動距離を決定する。次いで、ECU25は、決定したプランジャ41の移動距離に基づいて、第一油圧電磁弁8の開弁時間及び第二油圧電磁弁9の閉弁時間を決定する。第一油圧電磁弁8及び第二油圧電磁弁9の開弁時間または閉弁時間がECU25に制御されることにより、プランジャ41の上方側への移動距離が制御される。   When the hydraulic pressure of the hydraulic oil filling the hydraulic chamber 54 exceeds the air pressure of the compressed air in the air chamber 53, the plunger 41 starts moving upward as indicated by an arrow B in FIG. As the movement of the plunger 41 starts, the slits 43a of the detection shaft 43 pass through the stroke sensor 24 one after another. The stroke sensor 24 detects the passage of the slits 43a and outputs a rectangular wave corresponding to the number of slits that have passed to the ECU 25. The ECU 25 identifies the position of the plunger 41 by counting the number of rectangular waves received from the stroke sensor 24, and based on the identified position of the plunger 41, moves the plunger 41 to the boosting chamber 52 side, that is, upward. Determine the travel distance. Next, the ECU 25 determines the opening time of the first hydraulic solenoid valve 8 and the closing time of the second hydraulic solenoid valve 9 based on the determined movement distance of the plunger 41. When the opening time or closing time of the first hydraulic solenoid valve 8 and the second hydraulic solenoid valve 9 is controlled by the ECU 25, the moving distance of the plunger 41 upward is controlled.

プランジャ41はECU25が決定した距離の分だけ上昇することによって昇圧室52内の燃料を昇圧するとともに、昇圧した燃料を、等圧弁40を介して高圧管7に吐出する。高圧管7に吐出された燃料は、その圧力によって燃料噴射ノズル4(図1)を開弁させ、図示しない燃焼室内に噴射される。燃料の噴射が終了した後、燃料噴射ポンプ3は図2に示す状態に戻り、以後、プランジャ41は、ECU25の制御による上下方向への移動を繰り返す。ここで、ECU25は、プランジャ41が最も下方側に達した時点におけるプランジャ41の位置をゼロ点とするため、プランジャ41の往復移動時において毎回ゼロ点が保証されるため、精度の高い燃料噴射を行うことが可能となっている。また、空気室53からの圧縮空気は、プランジャバレル39の内周面39bとプランジャ41の外周面41bとの間の微小な隙間、貫通孔39c、連通孔31e、接続ポート31d及び空気圧配管22を順次介して排出されるようになっている。したがって、昇圧室52内の燃料が、プランジャバレル39とプランジャ41との間にある圧縮空気によってシールされた状態となっており、燃料の空気室53内への漏洩を防止された状態となっている。   The plunger 41 is raised by the distance determined by the ECU 25 to boost the fuel in the boosting chamber 52 and discharge the boosted fuel to the high-pressure pipe 7 through the isobaric valve 40. The fuel discharged to the high pressure pipe 7 opens the fuel injection nozzle 4 (FIG. 1) by the pressure, and is injected into a combustion chamber (not shown). After the fuel injection is completed, the fuel injection pump 3 returns to the state shown in FIG. 2, and thereafter, the plunger 41 repeats the vertical movement under the control of the ECU 25. Here, the ECU 25 sets the position of the plunger 41 when the plunger 41 reaches the lowest side to the zero point. Therefore, the zero point is guaranteed every time the plunger 41 is reciprocated, so that highly accurate fuel injection is performed. It is possible to do. Further, the compressed air from the air chamber 53 passes through a minute gap between the inner peripheral surface 39b of the plunger barrel 39 and the outer peripheral surface 41b of the plunger 41, the through hole 39c, the communication hole 31e, the connection port 31d, and the pneumatic piping 22. They are discharged sequentially. Therefore, the fuel in the pressure increasing chamber 52 is sealed by the compressed air between the plunger barrel 39 and the plunger 41, and the fuel is prevented from leaking into the air chamber 53. Yes.

尚、以上に述べた燃料噴射ポンプ3の動作の制御は、各気筒に対してそれぞれ設けられた燃料噴射ポンプ3に対して個別に行われるようになっている。したがって、多気筒ディーゼルエンジンにおいて、各燃料噴射ポンプ3における燃料噴射量は個別に制御可能となっており、燃料噴射量の個体差を解消することが可能となっている。すなわち、適切な量の燃料が各気筒で正確に噴射されるため、有害物質の排出量を低減することが可能となる。また、ディーゼルエンジン用の燃料噴射装置としてコモンレールシステムが一例として挙げられるが、大型船舶用のディーゼルエンジンは一回に噴射する燃料の量が多いため、コモンレールシステムでは次回の燃料噴射を行うための圧力補填が間に合わなくなり、その結果、適切な量の燃料を噴射することが困難であるという問題点が生じる。すなわち、本願発明に係る燃料噴射ポンプ3は、コモンレールシステムを用いた燃料噴射装置が有する上記問題点も解決するものである。   The control of the operation of the fuel injection pump 3 described above is performed individually for each fuel injection pump 3 provided for each cylinder. Therefore, in the multi-cylinder diesel engine, the fuel injection amount in each fuel injection pump 3 can be individually controlled, and individual differences in the fuel injection amount can be eliminated. That is, since an appropriate amount of fuel is accurately injected in each cylinder, it is possible to reduce the discharge amount of harmful substances. A common rail system is an example of a fuel injection device for a diesel engine. However, a diesel engine for a large vessel has a large amount of fuel to be injected at one time, so the pressure for performing the next fuel injection in the common rail system. As a result, there is a problem that it is difficult to inject an appropriate amount of fuel. That is, the fuel injection pump 3 according to the present invention solves the above-described problems of the fuel injection device using the common rail system.

また、プランジャの位置を検知する方法として、例えばプランジャを円錐形状とするとともにその側方にレーザ式等の距離センサを配置し、プランジャの上下動に伴って変化する、プランジャの側面とセンサとの間の距離を検知する方法も一例として考えられる。しかしながら、一般に船舶用のディーゼルエンジンは横方向の振動が大きいため、上記のように横方向の距離を検知する方法では、振動の影響によって検知誤差が大きくなるという問題点が発生する。これに対し、本願発明におけるプランジャ41の位置の検知は、上下方向に移動するスリット43aの通過を検知することによるものであるため、エンジンの横方向への振動の影響を受けにくく、正確な検知が可能となるという効果を有している。   As a method of detecting the position of the plunger, for example, the plunger is conical and a distance sensor such as a laser type is arranged on the side of the plunger, and changes between the plunger side surface and the sensor. A method of detecting the distance between them is also considered as an example. However, since a marine diesel engine generally has a large lateral vibration, the method of detecting a lateral distance as described above has a problem that a detection error increases due to the influence of the vibration. On the other hand, the detection of the position of the plunger 41 in the present invention is based on detecting the passage of the slit 43a that moves in the vertical direction. Has the effect of becoming possible.

このように、プランジャ41と検知用シャフト43とが一体として往復移動するようにし、検知用シャフト43のスリット43aを検知するストロークセンサ24を設けたので、ストロークセンサ24を通過するスリット43aの数に基づいてプランジャ41の移動が制御される。すなわち、燃料噴射ポンプ3を多気筒ディーゼルエンジンに適用した場合、ガバナ及びコントロールラックを用いた場合とは異なり、各プランジャ41の移動量を個別に制御できるため、各燃料噴射ポンプ3における燃料噴射量の個体差を解消することが可能となる。したがって、燃料噴射ポンプ3において、適切な量の燃料が各気筒に対して正確に噴射され、それにより、有害物質の排出量を低減される。   Thus, since the plunger 41 and the detection shaft 43 are reciprocally moved as a unit and the stroke sensor 24 for detecting the slit 43a of the detection shaft 43 is provided, the number of slits 43a passing through the stroke sensor 24 is increased. Based on this, the movement of the plunger 41 is controlled. That is, when the fuel injection pump 3 is applied to a multi-cylinder diesel engine, the amount of movement of each plunger 41 can be individually controlled, unlike the case where a governor and a control rack are used. It becomes possible to eliminate individual differences. Therefore, in the fuel injection pump 3, an appropriate amount of fuel is accurately injected into each cylinder, thereby reducing the amount of harmful substances discharged.

また、ECU25は、プランジャ41が昇圧室52から最も離れた位置に達した時点におけるプランジャ41の位置を、プランジャ41の移動距離を決定するための基準点としているため、プランジャ41が往復移動する際、いわゆるゼロ点を毎回保証することができ、精度の高い燃料噴射を行うことができる。さらに、空気室53内の圧縮空気を、プランジャ41の外周面41bとプランジャバレル39の内周面39bとの間を介して燃料噴射ポンプ3の外部に排出するようにしたので、排出される圧縮空気の圧力により、昇圧室52内の燃料がプランジャ41の外周面41bとプランジャバレル39の内周面39bとの間を介して空気室53内に漏洩することが防止される。   Further, since the ECU 25 uses the position of the plunger 41 when the plunger 41 reaches the position farthest from the boosting chamber 52 as a reference point for determining the movement distance of the plunger 41, the ECU 41 reciprocates. In other words, a so-called zero point can be guaranteed every time, and highly accurate fuel injection can be performed. Further, since the compressed air in the air chamber 53 is discharged to the outside of the fuel injection pump 3 through the space between the outer peripheral surface 41b of the plunger 41 and the inner peripheral surface 39b of the plunger barrel 39, the compressed air discharged The air pressure prevents the fuel in the pressure increasing chamber 52 from leaking into the air chamber 53 through the space between the outer peripheral surface 41 b of the plunger 41 and the inner peripheral surface 39 b of the plunger barrel 39.

3 燃料噴射ポンプ、 8 第一油圧電磁弁(駆動部)、9 第二油圧電磁弁(駆動部)、24 ストロークセンサ、25 ECU(制御部)、 31 第一ハウジング(ポンプ本体の一部)、32 第二ハウジング(ポンプ本体の一部)、34 第三ハウジング(ポンプ本体の一部)、35 第四ハウジング(ポンプ本体の一部)、37 シャフトハウジング(ポンプ本体の一部)、39 プランジャバレル(ポンプ本体の一部)、 39b プランジャバレルの内周面(ポンプ本体の内周面)、41 プランジャ、41b プランジャの外周面、43 検知用シャフト、43a スリット、52 昇圧室、53、 空気室、54 油圧室。   3 fuel injection pump, 8 first hydraulic solenoid valve (drive unit), 9 second hydraulic solenoid valve (drive unit), 24 stroke sensor, 25 ECU (control unit), 31 first housing (part of pump body), 32 Second housing (part of pump body), 34 Third housing (part of pump body), 35 Fourth housing (part of pump body), 37 Shaft housing (part of pump body), 39 Plunger barrel (A part of the pump main body), 39b inner peripheral surface of the plunger barrel (inner peripheral surface of the pump main body), 41 plunger, 41b outer peripheral surface of the plunger, 43 detection shaft, 43a slit, 52 pressurizing chamber, 53, air chamber, 54 Hydraulic chamber.

Claims (5)

燃料が供給される昇圧室を内部に有するポンプ本体と、
前記ポンプ本体内に摺動可能に設けられるプランジャと、
前記プランジャを往復移動させる駆動部と
を備え、前記駆動部が前記プランジャを往復移動させることにより、前記昇圧室内の前記燃料を昇圧して吐出する燃料噴射ポンプにおいて、
前記プランジャの移動方向に沿って配置された複数のスリットを有し、前記プランジャと一体として往復移動する検知用シャフトと、
前記検知用シャフトの側方に設けられ、前記スリットの通過を検知して出力するストロークセンサと、
前記ストロークセンサからの出力を受け取る制御部と
をさらに備え、
前記制御部は、
前記ストロークセンサからの出力に基づいて前記プランジャの位置を特定するとともに、特定した前記プランジャの前記位置に基づいて前記プランジャの前記昇圧室側への移動距離を決定し、
決定した前記移動距離の移動を前記プランジャが行うように、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
A pump body having a boosting chamber to which fuel is supplied;
A plunger slidably provided in the pump body;
A fuel injection pump that boosts and discharges the fuel in the pressure-increasing chamber by reciprocating the plunger.
A detection shaft having a plurality of slits arranged along a movement direction of the plunger and reciprocating integrally with the plunger;
A stroke sensor that is provided on a side of the detection shaft and detects and outputs the passage of the slit;
A control unit that receives an output from the stroke sensor;
The controller is
The position of the plunger is specified based on the output from the stroke sensor, and the movement distance of the plunger to the boosting chamber side is determined based on the specified position of the plunger,
The fuel injection pump, wherein the drive unit is controlled so that the plunger moves the determined moving distance.
前記制御部は、前記プランジャが前記昇圧室から最も離れた位置に達した時点における前記プランジャの位置を、前記プランジャの移動距離を決定するための基準点とする請求項1に記載の燃料噴射ポンプ。   2. The fuel injection pump according to claim 1, wherein the control unit uses a position of the plunger when the plunger reaches a position farthest from the boost chamber as a reference point for determining a movement distance of the plunger. . 前記ポンプ本体内において、前記プランジャの前記昇圧室とは反対側に位置する端部側には、作動油が供給される油圧室が形成されており、
前記駆動部は、前記油圧室内に前記作動油を供給する第一油圧電磁弁と、前記油圧室内からの前記作動油の排出を許容する第二油圧電磁弁と
を含む請求項1または2に記載の燃料噴射ポンプ。
In the pump body, a hydraulic chamber to which hydraulic oil is supplied is formed on the end side of the plunger that is located on the opposite side of the boosting chamber,
The said drive part contains the 1st hydraulic solenoid valve which supplies the said hydraulic fluid in the said hydraulic chamber, and the 2nd hydraulic solenoid valve which permits discharge | emission of the said hydraulic fluid from the said hydraulic chamber. Fuel injection pump.
前記ポンプ本体内には、圧縮空気が供給される空気室が形成されており、
前記プランジャは、前記空気室内の前記圧縮空気により、前記油圧室側に付勢される請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。
An air chamber to which compressed air is supplied is formed in the pump body,
The fuel injection pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the plunger is biased toward the hydraulic chamber by the compressed air in the air chamber.
前記空気室内の前記圧縮空気は、前記プランジャの外周面と前記ポンプ本体の内周面との間を介して前記ポンプ本体の外部に排出される請求項4に記載の燃料噴射ポンプ。   The fuel injection pump according to claim 4, wherein the compressed air in the air chamber is discharged to the outside of the pump body through a space between an outer peripheral surface of the plunger and an inner peripheral surface of the pump main body.
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