JP2645573B2 - 高圧燃料噴射装置の圧力可変装置 - Google Patents

高圧燃料噴射装置の圧力可変装置

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JP2645573B2 JP17519188A JP17519188A JP2645573B2 JP 2645573 B2 JP2645573 B2 JP 2645573B2 JP 17519188 A JP17519188 A JP 17519188A JP 17519188 A JP17519188 A JP 17519188A JP 2645573 B2 JP2645573 B2 JP 2645573B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば高速ディ−ゼルエンジンに用いられる
高圧燃料噴射装置の圧力可変装置に関するものである。
〔従来の技術〕
ディ−ゼルエンジンに用いられる高圧燃料噴射装置
は、燃料噴射ポンプで略一定の圧力に加圧した燃料を燃
料噴射弁に供給し、噴射するように構成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、使用回転速度域が広いエンジンにおいて
は、エンジン回転速度が変化しても、燃料噴射クランク
角度範囲が一定で、燃料噴射量が一定になるように、燃
料噴射時間をエンジン回転速度に応じて変化させるのが
望ましい。そこで、電磁弁などを使用して、燃料噴射ポ
ンプから燃料噴射弁へ供給される燃料の一部を逃がすこ
とによって燃料噴射圧力を変化させることが考えられ
る。しかし、燃料供給圧力がきわめて高圧であるため
に、シール性に問題があり、制御が困難になる。すなわ
ち、燃料供給圧力に見合った電磁弁などを使用すると、
装置が大型化し高価になるという問題が起きる。本発明
はこのような事情に鑑みなされたもので、大型化し高価
になるのを抑えつつ燃料噴射圧力を変化させることがで
きる高圧燃料噴射装置の圧力可変装置を提供するもので
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る圧力可変装置は、一端に大ピストンを有
し他端に小ピストンを有するピストを摺動自在に保持し
た装置本体に、燃料供給通路に接続された燃料入口から
小ピストン正面側に至りここから大ピストン背面側を経
て燃料戻し通路に接続された燃料出口に至る燃料通路を
設け、この燃料通路の小ピストン正面側と大ピストン背
面側との間に小ピストンに設けた弁体で開閉される第1
弁口を設け、大ピストン背面側と燃料出口との間に電磁
弁で開閉される第2弁口を設けたものである。
〔作用〕
本発明においては、燃料供給通路の燃料は減圧されて
大ピストン背面側へ導かれ、燃料自体の低い圧力で第1
弁口が制御されるようになる。そして、電磁弁で第2弁
口が開かれると、大ピストン背面側の燃料が燃料戻し通
路に流され、燃料供給通路の燃料の一部が大ピストン背
面側へ流入する。一方、電磁弁で第2弁口が閉じられる
と、大ピストン背面側の燃料圧力によって第1弁口が閉
じられ、燃料供給通路の燃料が大ピストン背面側へ流れ
るのが阻止される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。
第1図は本発明に係る高圧燃料噴射装置の圧力可変装置
を示す縦断面図、第2図は同じく平面図である。第1図
において符号1で示すものは燃料噴射弁を示す。この燃
料噴射弁1の前端には燃料噴射口が開口され、後端には
燃料供給通路2が接続されている。この燃料供給通路2
は燃料タンク3内の燃料を高圧に加圧する燃料噴射ポン
プ4の吐出側に接続されている。5は燃料噴射ポンプ4
から吐出された燃料のうち余分な燃料を燃料タンク3に
戻す燃料戻し通路である。
6は圧力可変装置であり、全体として略円柱状に形成
された装置本体7と、この装置本体7に取付けられた圧
力センサ8、電磁弁9などから構成されている。装置本
体7は有底円筒状を呈し、開口端側に大シリンダ11が形
成され、その内側に小シリンダ12が形成されたボディ7a
と、このボディ7aに被冠された円板状の蓋体7bとからな
り、蓋体7bはボディ7aのフランジ部に螺合するボルト13
でボディ7aに締付けられている。14は前記大シリンダ11
および小シリンダ12内に摺動自在に保持されたピストン
であり、大シリンダ11側の一端に大ピストン15が形成さ
れ、小シリンダ12側の他端に小ピストン16が形成されて
いる。17,18は大小ピストン15,16の外周面に嵌着された
Oリングである。
21はボディ7aの側面に設けられた燃料入口であり、ね
じ溝に螺合された接続継手によって燃料供給通路2に接
続されている。この燃料入口21は小シリンダ12の壁面に
開口された第1横通路22で小シリンダ12内の小ピストン
16正面側に連通されている。23は小シリンダ12の正面側
に連通された第1縦通路、24は大シリンダ11内の大ピス
トン15背面側に連通された第2縦通路で、この第2縦通
路24と前記第1縦通路23とは第2横通路25で連通されて
いる。26は大シリンダ11内の大ピストン15背面側に連通
された第3縦通路であり、第3横通路27を介して燃料出
口28に接続されている。この燃料出口28は燃料戻し管29
で燃料戻し通路5に接続されている。すなわち、これら
縦横通路によって、燃料入口21から小ピストン16正面側
に至りここから大ピストン15背面側を経て燃料出口28に
至る一連の燃料通路31が形成されている。
そして、燃料通路31の小ピストン16正面側と第1縦通
路23との間は、小ピストン16の正面側に一体に設けた弁
体32によって開閉される第1弁口33を介して接続されて
いる。一方、第3縦通路26と第3横通路27との間に電磁
弁9が介在されており、これら両通路間は蓋体7bに螺着
された電磁弁9の弁体34で開閉される第2弁口35を介し
て接続されている。36は大シリンダ11内の大ピストン15
正面側と第3横通路27とを接続する逃がし通路で、大ピ
ストン15正面側の圧力を逃がすものである。
前記圧力センサ8は取付ねじ37で蓋体7bに取付けられ
ており、蓋体7bに穿設された圧力導入孔38から大シリン
ダ11内の大ピストン15背面側の圧力を検出する。圧力セ
ンサ8としては例えばシリコンウエハからなるストレイ
ンゲージを利用したものなどを使用することができる。
41は大シリンダ11内の大ピストン15背面側の圧力を平準
化する装置としてのダイヤフラム装置である。このダイ
ヤフラム装置41はダイヤフラム42を保持したハウジング
43と、このハウジング43内に第2縦通路24内の圧力を導
入する導入管44と、前記ダイヤフラム42を押圧するコイ
ルばね45などからなる。なお、このように平準化する装
置としては単なるアキュムレータを使用することもでき
る。
51は電磁弁9の電磁コイルへの通電を制御する制御装
置である。この制御装置51は、エンジン回転速度検出器
52からの出力されるエンジン回転速度に対応した信号お
よび圧力センサ8から出力される大ピストン15側圧力に
対応した信号に応じて単位時間当たりの電磁コイルへの
通電時間を制御する。ここで、制御装置51にはエンジン
回転速度検出器52から出力される信号に代えてエンジン
のスロットル開度を検出する図示しないスロットル開度
検出器から出力される信号を入力したり、あるいはエン
ジン回転速度検出器52の信号とスロットル開度検出器の
信号とを並列に入力するようにしてもよい。前記電磁コ
イルへの通電時間の制御について詳述すると、第3図は
制御装置51から出力される駆動パルスを示す図であり、
オン状態は電磁コイルに通電されている状態を示し、オ
フ状態は電磁コイルに通電されてない状態を示す。そし
て、エンジン回転速度が低いときは(a)で示すように
オン状態のパルス幅tが単位時間Tに対して長くなり、
エンジン回転速度が高くなるにしたがって(b)で示す
ようにパルス幅tが短くなるように制御する。
このように構成された高圧燃料噴射装置の圧力可変装
置においては、燃料供給通路2内の燃料の一部は、小ピ
ストン16正面側を経て大ピストン15背面側へ導かれる。
ここで、大ピストン15と小ピストン16との間には面積差
があるために、大ピストン15背面側の燃料は圧力が小さ
い状態であっても、第1弁口33は閉じられた状態に保た
れる。すなわち、燃料供給通路2内の高圧な燃料は第1
弁口33で減圧され低圧となって大ピストン15背面側へ導
かれる。
そして、電磁弁9で第2弁口35が開かれると、大ピス
トン15背面側の燃料が燃料出口28から燃料戻し通路5に
流される。このため、ピストン14が大ピストン15側へ移
動して第1弁口33が開かれ、この第1弁口33から燃料供
給通路2の燃料の一部が大ピストン15背面側へ流入する
ようになるので、燃料供給通路2内の燃料圧力が低くな
る。その結果、これに伴って燃料噴射弁1から噴射され
る燃料圧力が低くなる。一方、電磁弁9で第2弁口35が
閉じられると、大ピストン15背面側の燃料圧力によって
第1弁口33が閉じられ、燃料供給通路2内の燃料が大ピ
ストン15背面側へ流れるのが阻止され、燃料供給通路2
内の燃料がそのまま燃料噴射弁1に供給されるので、燃
料噴射圧力が高くなる。
したがって、第3図において説明したように、電磁弁
9を駆動する駆動パルスのパルス幅tを長くすることに
よって燃料噴射圧力を低くし、パルス幅tを短くするこ
とによって燃料噴射圧力を高くすることができる。しか
も、その制御が大ピストン15背面側の低圧な燃料を制御
することによって行えるから、低圧用の電磁弁を使用す
ることができる。
なお、上記実施例においては、電磁弁9を制御するた
めに駆動パルスのパルス幅tを変化させた例について説
明したが本発明はこれに限定されるものではなく、パル
ス幅tを一定として駆動パルスの周波数を変化させるよ
うにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、一端に大ピスト
ンを有し他端に小ピストンを有するピストンを摺動自在
に保持した装置本体に、燃料供給通路に接続された燃料
入口から小ピストン正面側に至りここから大ピストン背
面側を経て燃料戻し通路に接続された燃料出口に至る燃
料通路を設け、この燃料通路の小ピストン正面側と大ピ
ストン背面側との間に小ピストンに設けた弁体で開閉さ
れる第1弁口を設け、大ピストン背面側と燃料出口との
間に電磁弁で開閉される第2弁口を設けたから、燃料供
給通路の燃料を減圧させて大ピストン背面側へ導き、燃
料自体の低い圧力を利用して第1弁口を制御することが
できる。
したがって、電磁弁で大ピストン背面側の低圧な燃料
を制御することによって、燃料供給通路から燃料戻し通
路へ戻される燃料の量を変化させ、燃料噴射弁に供給さ
れる燃料の圧力、すなわち、燃料噴射圧力を変化させる
ことができる。その結果、燃料噴射圧力を変化させるよ
うにしても、低圧用の電磁弁などを使用することができ
るから、装置が大型化し高価になるのを抑えることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る高圧燃料噴射装置の圧力可変装置
を示す縦断面図、第2図は同じく平面図、第3図は制御
装置から出力される駆動パルスを示す図である。 1……燃料噴射弁、2……燃料供給通路、5……燃料戻
し通路、9……電磁弁、21……燃料入口、28……燃料出
口、31……燃料通路、33……第1弁口、35……第2弁
口。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料噴射ポンプ吐出側の燃料供給通路に接
    続された燃料入口と燃料戻し通路に接続された燃料出口
    とを有する装置本体に、一端に大ピストンを有し他端に
    小ピストンを有するピストンを摺動自在に保持し、前記
    装置本体に前記燃料入口から小ピストン正面側に至りこ
    こから大ピストン背面側を経て前記燃料出口に至る燃料
    通路を設け、この燃料通路の小ピストン正面側と大ピス
    トン背面側との間を小ピストンに設けた弁体で開閉され
    る第1弁口を介して接続すると共に、大ピストン背面側
    と燃料出口との間を電磁弁で開閉される第2弁口を介し
    て接続してなる高圧燃料噴射装置の圧力可変装置。
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