JP2541856B2 - 空気圧縮内燃機関の電磁弁制御燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、機械的に操作されるポンププランジャー
と、該ポンププランジャーによって区画され、ノズルに
通じる燃料噴射導管に常に接続されたポンプ作動室と、
電磁石により作動され、燃料噴射導管と戻り導管との接
続により燃料噴射の開始および終結を制御するための弁
棒を有する制御弁とを備えた、ポンプおよびノズルから
なる空気圧縮内燃機関の電磁弁制御燃料噴射装置に関す
る。

［従来の技術］ ドイツ連邦共和国特許第2742466号公報から、そのよ
うな電磁弁制御燃料噴射装置が知られており、その場
合、燃料の戻りを阻止する制御弁を有する電磁石と、ノ
ズルニードルへの燃料の流れを阻止する制御滑り弁とに
よって、噴射の開始および終結が制御される。

この場合に使用される制御弁はパイロット弁であり、
このパイロット弁によって、燃料の流れを制御する制御
滑り弁が、続けて制御される。制御滑り弁によって燃料
の流れが完全に停止した場合、送られた燃料が、高いポ
ンプ圧力によって、弁座から持ち上がったノズルニード
ルを介して噴射される。噴射の終結は、電磁石の励磁が
停止し同時に制御滑り弁が開いた後、パイロット弁が開
くことによって行われる。

この形式の燃料噴射装置では、煩わしく大きな燃焼騒
音を殆ど防止することが不可能である。

［発明が解決しようとする課題］ したがって、本発明の目的は、ポンプとノズルとから
なる電磁弁制御燃料噴射装置における簡単な構成上の措
置によって、燃焼騒音を減少させることである。

［課題を解決するための手段］ この目的は、特許請求の範囲請求項１の特徴部分に記
載の構成によって達成される。

電磁石の制御弁上を滑動可能に案内され、噴射導管を
燃料戻り導管に接続し、したがってエンジンシリンダご
との１つの作動サイクルの間、短時間だけ噴射を中断さ
せる慣性ピストンを使用することによって、噴射が、事
前噴射と主噴射とに分割される。この場合、事前噴射
は、ディーゼルエンジンの場合に生じる大きな燃焼騒
音、かなり低減させるための対策である。慣性ピストン
が作動するようになるまで、噴射量の僅少な一部が噴射
され、極めて短い噴射休止時間の後、慣性ピストンが作
動しなくなると、直ちに噴射量の残りの主要部分が噴射
される。

時間的にずれた事前噴射と主噴射とに噴射を分割する
ことは、ドイル連邦共和国特許出願公開第3757731号公
報から知られているが、その場合は、回転運動および往
復運動を行うディスツリビュータプランジャーを有する
ディスツリビュータ型噴射ポンプとして構成されたポン
プに関するものである。特に回転数が高い場合、少ない
事前噴射量を分配することは、ディスツリビュータプラ
ンジャーの１回転中に内燃機関の全体のシリンダの燃焼
室に供給する必要があるため、問題である。電磁弁の切
換時間を極めて短くする必要がある。回転数の増加にと
もなって、クランク角度で測った事前噴射と主噴射との
間隔が、ますます大きくなることも欠点である。

特許請求の範囲請求項２〜７に記載の対策は、好適な
発展形態の構成を可能にしている。

［実施例］ 本発明の実施例が第１図〜第４図に示されており、次
に図面に基づいて詳細に説明する 第１図に示された空気圧縮自己点火内燃機関の電磁弁
制御燃料噴射装置１は、主として、ポンプ２と、ノズル
３と、構成ユニットに組立てられた電磁石４とからなっ
ている。電磁石４は、棒状に形成された制御弁５を有
し、制御室６内に突出した制御弁の弁棒７が自由端にお
いて弁頭８に形成され、この弁頭８が、制御室６から延
び燃料容器（図示せず）と結合された戻り導管10の開口
部９を制御する。弁棒７に、これを包囲し回らないよう
にされ慣性ピストンとして作用する制御滑り弁11が、戻
しばね12に抗して縦方向に移動可能に案内されている。
この制御滑り弁11は、その初期位置において、ばね事前
応力によって弁棒７の拡張部13に接している。この拡張
部13は、構成ユニットのハウジング14に案内される。

弁棒７は、長く延びた制御室６において、直径の大き
さの異なる２つの部分15および16からなり、そのうち、
拡張部13の方の上部にある部分16は、弁棒縦軸から突出
した段部17を形成して、下方にある部分15に続いてい
る。

部分15上を滑るように案内された制御滑り弁11は、そ
の上端部に内部カラー18を備え、この内部カラー18は、
制御滑り弁11と部分16とから形成された環状空間19内に
設けられた戻しばね12の支えとして役立ち、この戻しば
ね12の反対側端部は段部17により支持される。

部分15は、弁棒７を中心に延びる袋穴20と、袋穴20と
交叉した半径方向穴21とからなる穴配列を有している。
制御滑り弁11に、制御穴22としての半径方向穴が設けら
れ、この制御穴22は、噴射を遮断するように半径方向穴
21と協同動作を行い、ノズルに通じる燃料噴射導管23を
戻り導管10と接続する。燃料噴射導管23は、長く延びた
制御室６に側方で合流し、機械的に操作されるポンププ
ランジャー24によって区画されるポンプ作動室25と常に
接続されている。

第５図に、第２図ないし第４図と異なる実施例が示さ
れており、この場合、弁棒７内の半径方向穴21は、同時
に、戻り導管10が閉塞するまで作用するようにされた溢
れ穴である。この溢れ穴は、回転数の高い場合に少量の
噴射量を配分するのに有利である。

電磁弁制御ポンプ・ノズルの動作： 約４バールの圧力で送られる燃料が、流入導管26と、
ポンププランジャー24によって制御される制御穴27とを
介して、ポンプ作動室25に達し、そこから燃料噴射導管
23を経て制御室６に達し、制御弁５が開かれている場合
には、戻り導管10に至り、最後に燃料容器に達する。

機械的に操作されるポンププランジャー24が下降行程
中に制御穴27を遮断するかまたは閉鎖し、その後、制御
パルスによって駆動される電磁石４の制御弁５が閉鎖位
置にされると、直ちに燃料噴射導管23と戻り導管10との
間の接続が遮断され、事前噴射が開始される（第２
図）。同時に、戻り導管10によって形成された弁座28に
衝突する制御弁５の急激な減速によって、慣性ピストン
として形成された制御滑り弁11が、その上部ストッパ
（拡張部13の下面）から離れ、弁頭８によって形成され
た下部ストッパの方向に加速する。その間に、制御穴22
の制御縁部“a"が、半径方向穴21の制御縁部“b"の上を
通り、燃料の流出によって制御室６が突然解放され、事
前噴射が終結される（第３図）。

制御滑り弁11がさらに動き、制御縁部“c"と“d"が覆
われるようになり、圧力が再び上昇し、主噴射が開始さ
れる（第４図）。次いで制御滑り弁11は弁頭８にぶつか
る。電磁石４の駆動によって制御弁５が開いたときに、
主噴射が終結される。同時に、制御滑り弁11が、開路す
る制御弁５に支援され戻しばね12によって上部ストッパ
に持上げられる。

事前噴射量は、制御縁部“a"、“b"の間隔と、制御滑
り弁11の速度とによって決定され、この速度は、弁座28
への制御弁５の当速速度と、制御滑り弁11の下側ストッ
パ面30より大きな上側ストッパ面29に働く噴射圧力によ
って生じる速度とからなっている。

事前噴射の終了と主噴射の開始との間の時間間隔は、
制御縁部“c"と"d"との距離、および制御滑り弁11の速
度によって決定される。噴射圧力が作用する制御滑り弁
11の上側および下側ストッパ面29、30を相応する大きさ
にすることによって、さらに、噴射圧力の回転数依存性
によって、事前噴射量およびエンジン回転数に依存した
事前噴射と主噴射との間隔を、要望に応じて調整するこ
とができる。したがって、ストッパ面29、30の大きさの
相異から生じる差圧が、回転数の増加にともなって増大
する事前噴射と主噴射との間隔を、抑圧するのに利用さ
れる。

第５図に示すように実施した場合、燃料が、制御弁５
の閉鎖段階において、制御滑り弁11の下端面（第２図に
おけるストッパ面30に対応する面）と弁棒７の制御縁部
“d"との間の開いた断面を通して戻り導管10に流れるこ
とができる。したがって、制御弁５の閉鎖段階は、噴射
動作に影響を与えない。しかしながら、下方に動く制御
滑り弁11によって、その下端面と弁棒７の制御縁部“d"
とが重なると、直ちに事前噴射が開始される。事前噴射
および主噴射の詳細な経過は、最初に述べた実施例（第
２図ないし第４図）と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁弁制御燃料噴射装置の一実施
例を示す断面図、第２図は第１図に示す装置を構成する
制御弁の初期の事前噴射状態を示す断面図、第３図は第
２図に示す制御弁の事前噴射状態が終結したときの状態
を示す断面図、第４図は主噴射が開始されたときの第２
図および第３図に示す制御弁の状態を示す断面図、第５
図は第２図ないし第４図に示す制御弁の別の実施例を示
す断面図である。 ４……電磁石、５……制御弁、 ７……弁棒、８……弁頭、 10……戻り導管、11……制御滑り弁（慣性ピストン）、 12……戻しばね、、15、16……弁棒部分、 17……段部、18……内部カラー、 19……環状空間、20……袋穴、 21……半径方向穴、22……制御穴、 23……燃料噴射導管、24……ポンププランジャー、 28……弁座、29、30……ストッパ面。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機械的に操作されるポンププランジャー
   と、該ポンププランジャーによって区画され、ノズルに
   通じる燃料噴射導管に常に接続されたポンプ作動室と、
   電磁石により作動され、燃料噴射導管と戻り導管との接
   続により燃料噴射の開始および終結を制御するための弁
   棒を有する制御弁とを備えた、ポンプおよびノズルから
   なる空気圧縮内燃機関の電磁弁制御燃料噴射装置におい
   て、 制御弁（５）の弁棒（７）に、慣性ピストンとして作用
   するブッシュ状の制御滑り弁（11）が、回らないように
   且つ戻しばね（12）の力に抗して縦方向に移動可能に嵌
   装され、弁棒（７）は戻り導管（10）に連通する半径方
   向穴（21）を有し、制御滑り弁（11）は横方向の制御穴
   （22）を有し、ポンププランジャー（24）の噴射行程時
   に制御弁（５）の閉鎖運動に伴って制御滑り弁（11）が
   弁棒（７）上を移動し、制御穴（22）と半径方向穴（2
   1）とが段階的に遮断または接続され、従って燃料噴射
   導管（23）と戻り導管（10）とが段階的に遮断または接
   続されるように構成したことを特徴とする、空気圧縮内
   燃機関の電磁弁制御燃料噴射装置。
2. 【請求項２】弁棒（７）の弁座側の端部が、戻り導管
   （10）を閉鎖し、さらに制御滑り弁（11）に対する下部
   のストッパとして作用する弁頭（８）に形成されること
   を特徴とする、請求項１記載の噴射装置。
3. 【請求項３】弁棒（７）が弁頭（８）の上方に２つの部
   分（15、16）を有し、そのうち弁頭（８）と反対側の上
   部にある部分（16）が、弁棒縦軸に対して突出した段部
   （17）を形成して下方の部分（15）に続くことを特徴と
   する、請求項１または２記載の噴射装置。
4. 【請求項４】制御滑り弁（11）が内部カラー（18）を有
   し、該内部カラー（18）が、弁棒（７）の上方にある部
   分（16）に案内され、一方、制御滑り弁（11）の下部
   が、弁棒（７）の下方にある部分（15）に支承され、さ
   らに、制御滑り弁（11）と弁棒（７）との間に形成され
   た環状空間（19）内に、事前応力を与えて設けられた戻
   しばね（12）が、一方の側で内部カラー（18）に、他方
   の側で段部（17）に突っ張ることを特徴とする、請求項
   １ないし３のいずれかに記載の噴射装置。
5. 【請求項５】弁棒（７）内の穴配列が、中心に延びる袋
   穴（20）と、これから分岐する少なくとも１つの半径方
   向穴（21）とから組合わされ、半径方向穴（21）が、同
   様に半径方向穴として形成された制御滑り弁（11）の下
   部の制御穴（22）と協同動作を行うことを特徴とする、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の噴射装置。
6. 【請求項６】制御滑り弁（11）の弁頭（８）の方に向い
   たストッパ面（30）が、弁頭（８）と反対側のストッパ
   面（29）より小さいことを特徴とする、請求項１ないし
   ５のいずれかに記載の噴射装置。
7. 【請求項７】弁棒（７）の半径方向穴（21）が、同時
   に、事前噴射の開始まで効力を有する溢れ穴であること
   を特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の噴
   射装置。