JP2530718Y2

JP2530718Y2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2530718Y2
Application number: JP1990045463U
Authority: JP
Inventors: 泰三嶋田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2005-04-27
Also published as: JPH046562U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は燃料噴射装置に関し、さらに詳しくは、ディ
ーゼルエンジンの複数気筒に設けてある噴射ノズルに対
する燃料分配構造に関する。

（従来の技術）周知のように、ディーゼルエンジンに用いられる列型
噴射ポンプは、第７図示のように、エンジンの各気筒に
設けてある燃料噴射ノズルＡに対し噴射管を用いて接続
されており、ポンプエレメント内で対応する一つのシリ
ンダＢで行われるプランジャＣの移動による噴射量およ
び圧送期間を設定された燃料が供給するようになってい
る。

すなわち、ポンプエレメントを構成するシリンダＢの
プランジャバレルに形成してあるスピルポート（燃料逃
し孔）Ｄに対して、このプランジャバレル内を摺動する
プランジャＣに形成してある傾斜したプランジャリード
Ｅを対向させるまでの間の期間を燃料の圧送期間として
設定する構造である。

また、上述したポンプエレメントにおける圧送開始期
間は、プランジャＣが当接している駆動カムＦの位相に
より設定されるようになっており、この駆動カムＦの回
転速度はエンジン側での１気筒分のピストンの昇降動作
に同期してピストンが圧縮上死点に達した時点でこの時
期に遅れることなく燃料の噴射を行えるように設定して
ある。

（考案が解決しようとする課題）ところで、上述した燃料噴射装置の構造においては、
エンジン側の気筒数に応じて燃料噴射ポンプ内でのプラ
ンジャの数が必要となるばかりでなく、このように対応
した数のプランジャをそれぞれ駆動カムにより駆動する
と、噴射行程にないプランジャは自らの噴射開始までの
間待機していることになる。従って、噴射作動までに待
機時間を要する数のプランジャを設けた従来のポンプエ
レメントでは、噴射作動に要する構造自体が大型なもの
になることは否めない。

また、この種、ディーゼルエンジンにおいては、噴射
ポンプにより調量された燃料が一時期に集中して噴射ノ
ズルから噴射されるので、着火遅れを生じて騒音発生の
原因になることがある。つまり、圧縮空気内に調量され
た燃料を噴射すると、火炎伝播が一様に行われにくく、
ある時期において急激に燃焼することになり、それだけ
爆発音や振動音が大きく発生する。

また、これとは別に燃料噴射を一時期に集中させる
と、一時的に急激な燃焼が起こることで燃焼後の気筒内
温度が著しく上昇し、これによって排気ガス中の有害成
分、特に窒素酸化物（NOx）の発生が多くなる。

さらに、低速回転時や低負荷運転時には、燃料の噴射
圧も小さいことから、未燃焼ガスの発生が多くなり、こ
のガス中に含まれるパティキュレートや白煙の量も多く
なる。

そこで、本考案の目的は、噴射ポンプと噴射ノズルと
を噴射管により接続した構造の燃料噴射装置において、
複数気筒をもつディーゼルエンジンでの燃料の調量およ
び圧送期間の設定を行う構造を簡略化して噴射装置の大
型化を抑え、かつ、排気ガス中の有害成分の発生や燃焼
騒音を低く抑えることのできる燃料噴射装置を得ること
にある。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本考案は、燃料圧送用プラ
ンジャを装備した噴射ポンプと噴射ノズルの針弁用開弁
圧室とを連結している噴射管の一部を分岐させた端部が
接続されるとともに、この接続部とは別の位置に燃料の
還流部を有するシリンダと、上記シリンダ内で摺動自在
に設けられていて、摺動方向一端に上記燃料の還流部を
開閉する弁を備えたノーマルオープン形式の電磁弁と、
上記電磁弁と上記噴射ノズルとの間に位置し、上記電磁
弁からの噴射管が入力側に接続され、エンジンの複数気
筒に設けてある噴射ノズルが出力側に接続してあり、通
常時には、上記複数気筒のうちの燃焼行程が早く実行さ
れる側の気筒に設けてある噴射ノズルに対して燃料の圧
送を行う態位を設定されている圧送方向切換弁と、上記
圧送方向切換弁の態位切換駆動部に出力側が接続され、
上記噴射ポンプにおける駆動カムの回転速度を上記噴射
ノズルの数に応じた倍数に設定したときの回転位相を検
知することでエンジン側でのカム位相を検知する部材を
入力側に接続されている圧送態位切換設定部材とを備
え、上記電磁弁は上記噴射ポンプ内のプランジャが上限
位置に移動する過程において上記噴射ノズルを閉じた
後、一旦開放して再度閉じることで主噴射前の少量噴射
を設定するとともに、上記圧送態位切換設定部材は、上
記電磁弁が作動するまでの間に一つの気筒に対する燃料
の圧送を行える態位に圧送方向切換弁を設定することを
提案するものである。

（作用）本考案によれば、噴射ポンプ側での駆動カムの回転位
相からエンジン側でのカム位相を検知し、ピストンの上
死点到達に該当する気筒に対する燃料の圧送方向を圧送
方向切換弁により設定し、電磁弁が開状態から閉じられ
たときの噴射ポンプからの圧送圧力を噴射ノズルの開弁
圧室に印加してその噴射ノズルからの燃料噴射が行われ
る。

一方、上述した上死点から下死点への変位に移行した
ときには、上記圧送方向切換弁が次の燃焼行程に移行す
る気筒への燃料圧送方向に切り換えられる。

また、上述した電磁弁は、開状態から閉じられ、一旦
開放されることで主噴射前の少量噴射を設定する。

（実施例）以下、第１図乃至第６図において、本考案実施例の詳
細を説明する。

第１図は本考案実施例による燃料噴射装置の要部を説
明するための模型図であり、この実施例においては、噴
射ポンプ側での１本のプランジャにより２気筒分の噴射
ノズルに対する燃料の分配を行うことを特徴としてい
る。

すなわち、第１図において、燃料噴射ポンプ１は、内
部にピストン状のプランジャ1Aを備えており、このプラ
ンジャ1Aは、ポンプ１に付設してある駆動カム２により
プランジャパレル内を摺動自在とされている。上述した
駆動カム２の回転速度は、本実施例の場合、燃料の分配
を受ける噴射ノズルの数に合わせた倍数とされ、具体的
には、エンジン側のカム速度の２倍とされている。

そして、燃料噴射ポンプ１から圧送される燃料は、後
述する複数の燃料噴射ノズル３、30内の針弁用開弁圧室
3A、30Aに対して噴射管４により供給される。本実施例
においては、複数の噴射ノズルとして、第１、第２と呼
称する２個（３、30）を接続した場合が示してある。

上述した噴射管４は、その途中において分岐してお
り、分岐した噴射管4Aの端部はシリンダ５に接続されて
いる。

すなわち、シリンダ５は、その内部において一部に上
述した噴射管４の分岐端部が接続しており、そして、こ
の一部とは別の位置に燃料の還流部5Aが設けてある。ま
た、シリンダ５には、電磁弁６が付設してある。

上述したシリンダ５には電磁弁６が配置してあり、こ
の電磁弁６は、シリンダ５内に挿嵌されて摺動自在の開
閉弁6Aとこれを作動する電磁石6Bとを備えており、この
開閉弁6Aは、シリンダ５内の還流部5Aに対応して配置し
てある。

そして、この開閉弁6Aは、還流部5Aと反対側の端部を
電磁石6Bに対向させており、通常時には、リターンスプ
リング6Cの付勢により還流部5Aを開放するノーマルオー
プン形式とされている。

一方、上述した電磁弁６に向け分岐している噴射管４
は、この分岐位置からさらに延長されて圧送方向切換弁
７の入力側に接続してある。

すなわち、圧送方向切換弁７は、本実施例の場合、電
磁駆動式のスプール弁で構成してあり、内部には、第１
の弁室7A、第２の弁室7Bおよびこれら各室の間に位置す
る中立室7Cと、これら各室内を摺動自在のスプール7Dと
を備えており、スプール7Dの摺動方向一端はスプール7D
の態位切換駆動部である電磁石7Eに対向している。

この圧送方向切換弁７は、通常態位、所謂、初期態位
として、第１図に示すように、第１の弁室7Aを開放して
燃料の通過を許容する態位とされており、この態位は電
磁石7Eに付設してあるバネ7Fの付勢により設定されてい
る。

そして、第１、第２の弁室7A、7Bには、上述した第
１、第２の噴射ノズル３、30の開弁圧室3A、30Aに至る
噴射管4B、4Cが接続してある。

また、上述した電磁石7Eは圧送方向切換弁７の態位を
設定するための駆動部材であって、噴射ポンプ１におけ
る駆動カム２の回転位相により駆動態位を設定されるよ
うになっている。

すなわち、噴射ポンプ１の駆動カム２の回転は、エン
ジン側のカム速度に対して、燃料を分配される噴射ノズ
ルの数に合わせた倍数を乗じた速度に設定されており、
この回転は伝達機構８を介して噴射ノズルの数を等分で
きる周長をもつ円盤９に伝達される。そして、この円盤
９の周方向には、部分的に導電部9Aが形成してある。本
実施例の場合、噴射ノズルの数に相当する２個を等分で
きる半周部に導電部9Aは形成してあり、この導電部9Aを
含む周面には導電部9Aを閉回路の一部とする端子10およ
び11がそれぞれ接触しており、この各端子は上述した圧
送方向切換弁７における電磁石7Eのコイルに接続してあ
る。

従って、上述した円盤９上の導電部9Aおよび端子10、
11は電磁石7Eに対する圧送態位切換設定部材を構成して
おり、円盤９が半回転した場合、導電部9Aが端子10、11
と対応することで閉回路が構成され、駆動回路7Gより電
磁石7Eに電流が印加され、この場合には、スプール7Dが
バネ7Fの付勢に抗して電磁石側に吸引されるようになっ
ている。そして、上述した導電部9Aと端子10、11との対
向関係は、本実施例の場合、圧送切換弁７が初期態位に
あるときには、これら各部材による閉回路が構成されな
い状態を設定されている。

一方、前述した開閉弁6Aを備えた電磁弁６は、駆動回
路6Dを介してプランジャ1Aの駆動カム２の位相を検知す
る位相センサ12に接続してあり、駆動カム２がその頂部
をプランジャ1Aに対向させるまでの間の所定位置に到達
したことを位相センサ12により検知した時点に還流路5A
を所定時間の間閉じる向きに電磁弁６の開閉弁6Aを変位
させる信号を出力する。

本実施例は以上のような構造であるから、その作動は
第２図に示す通りである。

すなわち、エンジンにおける第１番気筒が圧縮行程に
あるときには、この気筒に設けてある噴射ノズル３に連
通する噴射管4Bは、初期態位にある圧送方向切換弁７の
第１の弁室7Aに連通している。

つまり、圧送切換弁７の電磁弁7Eは端子10、11が円盤
９における導電部9Aと対向しない態位とされることで駆
動されない状態を維持し、これにより、第２図（Ａ）に
示すように、スプール7Dが第２の弁室7Bを閉じた態位に
移行したままとされている。

従って、この状態において、駆動カム２がその頂部を
プランジャ1Aに対向させるまでの間の所定位置に到達し
たのを位相センサ12により検知されると、電磁弁６は駆
動回路6Dを介して、所定時間の間、第２図（Ｂ）におい
て二点鎖線で示すように、電磁石6Bに対する励磁電流が
印加され、開閉弁6Aがリターンスプリング6Cの付勢に抗
して電磁石6B側に吸引される。

従って、電磁弁６の開閉弁6Aは、シリンダ５の還流部
5Aを閉じてプランジャ1Aの上昇変位に応じて噴射管４内
および第１の弁室7A内の圧力を上昇させ、第１の噴射ノ
ズル３における開弁圧室3Aの圧力を高めて開弁圧に達し
た時点で第２図（Ｄ）に示すように針弁の移動を許容し
て燃料の噴射を行う。

この時の噴射管４内の圧力、換言すれば噴射圧力の変
化は第２図（Ｅ）において二点鎖線で示す通りである。

一方、円盤９が回転して導電部9Aが端子10、11と対向
すると、圧送方向切換弁７の電磁石7Eに対する閉回路が
構成され、電磁石7Eへの駆動電流が印加されてスプール
7Dがバネ7Eの付勢に抗して吸引される。従って、圧送方
向切換弁７のスプール7Dは、第１の弁室7Aと噴射管４と
の連通状態を設定してした初期態位から、第１図および
第２図（Ａ）において下側に向け変位し、第２の弁室7B
と噴射管４との連通状態を設定する。

この状態において電磁弁６が第２図（Ｂ）において実
線で示すように、上述した場合と同様に励磁されると、
プランジャ1Aの上昇変位に応じて噴射管４および第２の
弁室7Bの圧力を上昇させ、噴射管４内の圧力が高くなっ
て噴射ノズル30における開弁圧室30Aの圧力を上げ、そ
の圧力が開弁圧に達した時点で噴射ノズル30の針弁を開
放して燃料の噴射を行わせる。この時の噴射圧力の変化
は第２図（Ｅ）において実線で示す通りである。

上述した実施例によれば、駆動カム２の回転速度を、
燃料が分配される噴射ノズルの数に合わせた倍数を乗じ
て設定したので、高速度とすることができ、これにより
プランジャ1Aの移動速度を上げて燃料の圧送圧力を高め
ることで高圧噴射が行える。従って、低速あるいは低負
荷時での燃料の噴射が高圧で行われるので、白煙やパテ
ィキュレートの発生を未然に抑えることができる。

なお、上述した圧送方向切換弁７は、第１図に示した
スプール弁で構成する場合には、噴射ノズルの数を２個
に限定することなく、第３図および第４図に示すよう
に、圧送方向切換弁７と同様な構造の切換弁を複数組み
合わせることで、第３図の場合は４個の噴射ノズルに対
応させ、また第４図の場合は３個の噴射ノズルに対応さ
せることができる。さらに、上述したスプール弁に代え
て第５図に示すようにシリンダ内で回転可能なロータリ
ー弁とし、このロータリー弁に形成してある噴射管の開
口を各噴射ノズルに接続された噴射管に対向させるよう
にしても良い。

本考案の燃料噴射装置においては、上述した電磁弁６
の開閉時期を変化させることで、主噴射前の噴射を行え
るようにすることもできる。

すなわち、第６図はこの場合の特性を示しており、電
磁弁６における電磁石6Bの駆動回路6Dは、駆動カム２の
頂部がプランジャ1Aに対向するまでの間の所定位置に到
達したことを位相センサ12により検知された時点で所定
時間の励磁を行うと共に、この所定時間が過ぎた時点で
瞬間的に電磁石6Bを初期態位に復帰させ、その後、再
度、所定時間の励磁を行うように構成することで、第６
図に示すように、噴射形態を主噴射前に少量の噴射が行
える形態とする。このように駆動回路を構成すること
で、一時的な集中噴射による集中燃焼を防止して、燃焼
騒音や振動騒音の発生を抑え、かつ、集中燃焼による排
気ガス中の有害成分の発生も抑えることができる。

（考案の効果）以上、本考案によれば、燃料の噴射時期および噴射量
を設定する電磁弁と噴射ノズルとの間に噴射ノズルへの
燃料の分配構造を設けたので、噴射ポンプでのプランジ
ャの待機時間を少なくすることができる。従って、同じ
気筒数を対象として噴射ポンプを設けた場合、ひとつの
プランジャで複数の噴射ノズルの噴射制御を行うことが
できる分、ポンプの小型化が可能になる。しかも、この
ような構造とすることで、噴射ポンプ側の駆動カムの回
転速度を上げることができるので、低速、低負荷時での
高圧噴射が可能になる。従って、排気ガス中の有害成分
の発生を抑えることができる。

また、電磁弁での噴射時期の設定を主噴射前に少量噴
射が行えるようにしたので、一時的な集中燃焼を未然に
防止して、燃焼騒音や振動騒音の発生および排気ガス中
の有害成分の発生を未然に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例による燃料噴射装置の概要構成を
説明するための模型図、第２図は第１図に示した構成の
作用を説明するための線図、第３図および第４図は第１
図に示した構成の一部変形例をそれぞれ説明するための
模型図、第５図（Ａ）は第１図に示した構成の他の変形
例を説明するための模型図、第５図（Ｂ）は第５図
（Ａ）中、符号Ｂ−Ｂ線で示す方向の矢視断面図、第６
図は第１図に示した構成における別の作用を説明するた
めの線図、第７図は従来の燃料噴射装置の一例を説明す
るための模型図である。１…燃料噴射ポンプ、1A…プランジャ、２…駆動カム、
3,30…燃料噴射ノズル、3A,30A…開弁圧室、４…噴射
管、4A…分岐した噴射管、５…シリンダ、６…電磁弁、
6A…開閉弁、6B…電磁石、７…圧送方向切換弁、7A…第
１の弁室、7B…第２の弁室、7C…中立室、7D…スプー
ル、7E…電磁石、９…円盤、9A…圧送方向切換弁の電磁
石の態位を設定する一部材である導電部、11,12…圧送
方向切換弁の電磁石の態位を設定する他部材である端
子、12…位相センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 63/02 Ｆ０２Ｍ 63/02 Ａ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃料圧送用プランジャを装備した噴射ポン
プと噴射ノズルの針弁用開弁圧室とを連結している噴射
管の一部を分岐させた端部が接続されるとともに、この
接続部とは別の位置に燃料の還流部を有するシリンダ
と、上記シリンダ内で摺動自在に設けられていて、摺動方向
一端に上記燃料の還流部を開閉する弁を備えたノーマル
オープン形式の電磁弁と、上記電磁弁と上記噴射ノズルとの間に位置し、上記電磁
弁からの噴射管が入力側に接続され、エンジンの複数気
筒に設けてある噴射ノズルが出力側に接続してあり、通
常時には、上記複数気筒のうちの燃焼行程が早く実行さ
れる側の気筒に設けてある噴射ノズルに対して燃料の圧
送を行う態位を設定されている圧送方向切換弁と、上記圧送方向切換弁の態位切換駆動部に出力側が接続さ
れ、上記噴射ポンプにおける駆動カムの回転速度を上記
噴射ノズルの数に応じた倍数に設定したときの回転位相
を検知することでエンジン側でのカム位相を検知する部
材を入力側に接続されている圧送態位切換設定部材とを
備え、上記電磁弁は上記噴射ポンプ内のプランジャが上限位置
に移動する過程において上記噴射ノズルを閉じた後、一
旦開放して再度閉じることで主噴射前の少量噴射を設定
するとともに、上記圧送態位切換設定部材は、上記電磁
弁が作動するまでの間に一つの気筒に対する燃料の圧送
を行える態位に圧送方向切換弁を設定することを特徴と
する燃料噴射装置。