JP2862123B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

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JP2862123B2
JP2862123B2 JP6367994A JP6367994A JP2862123B2 JP 2862123 B2 JP2862123 B2 JP 2862123B2 JP 6367994 A JP6367994 A JP 6367994A JP 6367994 A JP6367994 A JP 6367994A JP 2862123 B2 JP2862123 B2 JP 2862123B2
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fuel
injection
chamber
reservoir
pressure tank
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雄二 山口
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NITSUSAN DEIIZERU KOGYO KK
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NITSUSAN DEIIZERU KOGYO KK
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に係り、特に、ディーゼルエンジンに燃料を噴射する
に好適な内燃機関の燃料噴射装置に関する。
The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection device for an internal combustion engine suitable for injecting fuel into a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンが搭載された
車両において、シリンダヘッドに設けられた燃料噴射弁
から燃焼室内へ燃料を噴射する直接噴射式ディーゼルエ
ンジンが多く用いられている。この燃料噴射弁は図6に
示すように、ノズル1がシリンダヘッド2に固定されて
おり、ノズル1とピストン3との位置がピストン3の移
動に応じて変化するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in vehicles equipped with a diesel engine, a direct injection diesel engine for injecting fuel into a combustion chamber from a fuel injection valve provided in a cylinder head has been widely used. As shown in FIG. 6, the fuel injection valve has a nozzle 1 fixed to a cylinder head 2, and the position between the nozzle 1 and the piston 3 changes according to the movement of the piston 3.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ノズル
1とピストン3の位置がピストン3の位置に応じて変化
するようになっているため、図7に示すように、ノズル
1から噴射される燃料の噴霧が燃焼室4から外れること
がある。特に高速時には燃料が燃焼室4から外れること
が多く、HCや黒鉛等の排出が著しく増加することがあ
る。
In the prior art, since the positions of the nozzle 1 and the piston 3 change according to the position of the piston 3, as shown in FIG. The fuel spray may come off the combustion chamber 4. Particularly at high speeds, the fuel often comes off the combustion chamber 4, and the emission of HC, graphite, etc. may increase significantly.

【0004】本発明の目的は、ピストンの運動に追従し
て燃焼室内に燃料を噴射することができる内燃機関の燃
料噴射装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that can inject fuel into a combustion chamber following the movement of a piston.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を
貯留する噴射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴
射燃料溜と燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて
一端が閉塞され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入さ
れていると共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入さ
れ、閉塞端側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている
可動ノズルと、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて
一端が噴射燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動
に応じて噴孔を開閉する弁座が形成されている固定ニー
ドルと、固定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料
溜内を一次燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側
が可動ノズルに連結されているピストンと、噴射燃料溜
の二次燃料室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞す
るための付勢力をピストンに作用させる弾性部材と、エ
ンジンの運転状態に応じた時期と期間に一次燃料室と二
次燃料室に高圧燃料を供給する手段を備え、前記ピスト
ンの二次燃料室側には、二次燃料室と可動ノズルの噴孔
とに連通する燃料通路が形成されている内燃機関の燃料
噴射装置を構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an injection fuel reservoir formed in a cylinder head for storing injection fuel, an injection fuel reservoir formed in a cylinder head and a combustion chamber. And one end is closed and the other end is opened and inserted into the fuel injection reservoir, and a part of the through hole is slidably inserted into the through hole. A movable nozzle having an injection hole communicating with the combustion chamber formed therein, an injection fuel reservoir and an injection hole inserted into the movable nozzle, one end of which is fixed to the injection fuel reservoir, and the other end of which is formed in accordance with the movement of the movable nozzle. A fixed needle having a valve seat that opens and closes is formed, and the injection fuel reservoir is slidably mounted on the fixed needle to separate the interior of the injected fuel reservoir into a primary fuel chamber and a secondary fuel chamber, and the secondary fuel chamber is connected to a movable nozzle. Piston in the secondary fuel chamber of the injected fuel tank An elastic member that is inserted and acts on the piston to apply an urging force for closing the injection hole of the movable nozzle, and means for supplying high-pressure fuel to the primary fuel chamber and the secondary fuel chamber at a time and a period according to the operating state of the engine And a fuel injection device for an internal combustion engine in which a fuel passage communicating with the secondary fuel chamber and the injection hole of the movable nozzle is formed on the secondary fuel chamber side of the piston.

【0006】また、前記目的を達成するために、本発明
は、シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を貯留する噴
射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴射燃料溜と
燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて一端が閉塞
され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入されていると
共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入され、閉塞端
側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている可動ノズル
と、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて一端が噴射
燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動に応じて噴
孔を開閉する弁座が形成されている固定ニードルと、固
定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料溜内を一次
燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側が可動ノズ
ルに連結されているピストンと、噴射燃料溜の二次燃料
室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞するための付
勢力をピストンに作用させる弾性部材と、燃料を貯留す
る低圧タンクと、低圧タンクからの燃料をエンジン回転
数に応じた圧力の燃料として貯留する高圧タンクと、噴
射燃料溜の一次燃料室と低圧タンクとを結ぶ第1燃料通
路と、噴射燃料溜の二次燃料室と低圧タンクとを結ぶ第
2燃料通路と、第1燃料通路の通路途中から分岐して高
圧タンクに接続された第3燃料通路と、第2燃料通路の
通路途中から分岐して高圧タンクに接続された第4燃料
通路と、第1燃料通路と第3燃料通路との分岐点に設け
られて指令に応じて通路を切り換える第1切換弁と、第
2燃料通路と第4燃料通路との分岐点に設けられて指令
に応じて通路を切り換える第2切換弁と、エンジン回転
数を検出する回転数センサと、エンジンのクランク角を
検出するクランク角センサと、アクセル開度センサと、
回転数センサの検出出力とアクセル開度センサの検出出
力に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段
と、燃料噴射時にクランク角センサの検出出力に応答し
て、燃料噴射量算出手段の算出値に応じた時間だけ第1
切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから高圧タンク
への切り換えを指令する切換指令手段とを備え、前記ピ
ストンの二次燃料室側には噴射燃料溜の二次燃料室と可
動ノズルの噴孔とに連通する燃料通路が形成されている
内燃機関の燃料噴射装置を構成したものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an injection fuel reservoir formed in a cylinder head for storing injected fuel, and a through hole formed in the cylinder head for connecting the injected fuel reservoir with a combustion chamber. And one end is closed and the other end is opened and inserted into the fuel injection reservoir, and a part thereof is slidably inserted into the through hole, and is closed to the combustion chamber at the closed end side. A movable nozzle having an injection hole communicating therewith, and a valve seat inserted into the injection fuel reservoir and the movable nozzle and having one end fixed to the injection fuel reservoir and opening and closing the injection hole at the other end according to the movement of the movable nozzle. And a piston which is slidably mounted on the fixed needle and separates the injected fuel reservoir into a primary fuel chamber and a secondary fuel chamber, and the secondary fuel chamber is connected to the movable nozzle. Inserted into the secondary fuel chamber of the injected fuel reservoir An elastic member that applies a biasing force to the piston to close the injection hole of the dynamic nozzle, a low-pressure tank that stores fuel, and a high-pressure tank that stores fuel from the low-pressure tank as fuel at a pressure corresponding to the engine speed. A first fuel passage connecting the primary fuel chamber of the injected fuel reservoir to the low-pressure tank, a second fuel passage connecting the secondary fuel chamber of the injected fuel reservoir to the low-pressure tank, and branching from the middle of the first fuel passage. A third fuel passage connected to the high-pressure tank, a fourth fuel passage branched from the middle of the second fuel passage and connected to the high-pressure tank, and a branch point between the first fuel passage and the third fuel passage. A first switching valve provided to switch a passage according to a command, a second switching valve provided at a branch point between a second fuel passage and a fourth fuel passage to switch a passage according to a command, and an engine speed. Speed sensor to detect A crank angle sensor for detecting a crank angle of emission, and the accelerator opening sensor,
A fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount based on a detection output of the rotation speed sensor and a detection output of the accelerator opening sensor, and a fuel injection amount calculating means in response to the detection output of the crank angle sensor during fuel injection. First time only for the time corresponding to the calculated value
Switching command means for instructing the switching valve and the second switching valve to switch from the low-pressure tank to the high-pressure tank; the secondary fuel chamber of the injected fuel reservoir and the movable nozzle A fuel injection device for an internal combustion engine, in which a fuel passage communicating with an injection hole is formed.

【0007】また、前記燃料噴射装置を構成するに際し
ては、燃料噴射量算出手段は、エンジン回転数センサと
アクセル開度センサの検出出力に基づいてパイロット燃
料噴射量と主燃料噴射量を算出してなり、切換指令手段
は、パイロット噴射時にクランク角センサの検出出力に
応答して、燃料噴射量算出手段の算出値に応じた時間だ
け第1切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから高圧
タンクへの切り換えを指令し、その後の主噴射時に、ク
ランク角センサの検出出力に応答して、燃料噴射量算出
手段の算出値に応じた時間だけ第1切換弁と第2切換弁
に対して低圧タンクから高圧タンクへの切り換えを指令
してなるように構成することが望ましい。
In configuring the fuel injection device, the fuel injection amount calculating means calculates a pilot fuel injection amount and a main fuel injection amount based on detection outputs of an engine speed sensor and an accelerator opening sensor. The switching command means responds to the detection output of the crank angle sensor at the time of pilot injection, and outputs the high pressure from the low pressure tank to the first switching valve and the second switching valve for a time corresponding to the value calculated by the fuel injection amount calculating means. In response to the detection output of the crank angle sensor, a command is issued to the first switching valve and the second switching valve for a time corresponding to the value calculated by the fuel injection amount calculating means during the subsequent main injection. It is desirable to be configured to instruct switching from the low pressure tank to the high pressure tank.

【0008】[0008]

【作用】前記した手段によれば、燃料の噴射が指令され
ると、第1切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから
高圧タンクへの切り換えが指令され、高圧タンクからの
燃料が噴射燃料溜に送給される。このとき高圧タンクに
はエンジン回転数に応じた圧力の燃料が貯留されている
ため、エンジンのピストンに応動した圧力の燃料が噴射
燃料溜に送給される。そして高圧タンクからの燃料によ
って噴射燃料溜内のピストンが摺動すると、可動ノズル
が燃焼室側へ移動されて噴孔から燃料が噴射される。即
ちエンジンのピストンが下降移動するに応じて可動ノズ
ルが燃焼室側へ移動し燃焼室内に噴霧が行われる。この
ためエンジンが高速状態で運転されていても燃料が燃焼
室外へ噴射されるのを防止することができる。
According to the above-described means, when the fuel injection is commanded, the switching from the low pressure tank to the high pressure tank is commanded to the first switching valve and the second switching valve, and the fuel from the high pressure tank is injected. Sent to fuel reservoir. At this time, since the fuel at the pressure corresponding to the engine speed is stored in the high-pressure tank, the fuel at the pressure corresponding to the piston of the engine is supplied to the injected fuel reservoir. Then, when the piston in the injected fuel reservoir slides by the fuel from the high-pressure tank, the movable nozzle is moved to the combustion chamber side, and the fuel is injected from the injection hole. That is, as the piston of the engine moves downward, the movable nozzle moves toward the combustion chamber, and spray is performed into the combustion chamber. Therefore, it is possible to prevent fuel from being injected outside the combustion chamber even when the engine is operating at a high speed.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1において、ディーゼルエンジン10のシリ
ンダヘッド12には噴射燃料溜14が形成されており、
噴射燃料溜14の上部側にはシリンダヘッドカバー16
が固定され、底部側には燃焼室18に連通する貫通孔2
0が形成されている。貫通孔20内には筒状の可動ノズ
ル22が摺動自在に挿入されている。そして噴射燃料溜
14と可動ノズル22内には固定ニードル24が挿入さ
れて噴射燃料溜14と可動ノズル22内が固定ニードル
24によって二分されている。固定ニードル24は一端
がシリンダヘッドカバー16に固定され、他端には可動
ノズル22先端側に形成された噴孔26を開閉する弁座
28が形成されている。また固定ニードル24には、噴
射燃料溜14内に挿入されて噴射燃料溜14内を一次燃
料室30と二次燃料室32とに二分するピストン34が
摺動自在に装着されている。このピストン34の二次燃
料室側には可動ノズル22の開口端側が連結されている
とともに、二次燃料室32と噴孔26とを結ぶ燃料通路
36が形成されている。また二次燃料室32には弾性部
材としての閉弁用バネ38が装着されており、ピストン
34はバネ38からの付勢力を受けて一次燃料室30側
へ移動されるようになっている。即ち、常時は、閉弁用
バネ38の付勢力によってピストン34が一次燃料室3
0側へ付勢されて、噴孔26が固定ニードル24の弁座
28によって閉塞されるようになっている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, an injection fuel reservoir 14 is formed in a cylinder head 12 of a diesel engine 10,
A cylinder head cover 16 is provided above the injection fuel reservoir 14.
Is fixed, and a through hole 2 communicating with the combustion chamber 18 is provided on the bottom side.
0 is formed. A cylindrical movable nozzle 22 is slidably inserted into the through hole 20. A fixed needle 24 is inserted into the injected fuel reservoir 14 and the movable nozzle 22, and the interior of the injected fuel reservoir 14 and the movable nozzle 22 are divided into two by the fixed needle 24. The fixed needle 24 has one end fixed to the cylinder head cover 16 and the other end formed with a valve seat 28 for opening and closing an injection hole 26 formed on the tip side of the movable nozzle 22. A piston 34 is slidably mounted on the fixed needle 24 and inserted into the injected fuel reservoir 14 and bisects the interior of the injected fuel reservoir 14 into a primary fuel chamber 30 and a secondary fuel chamber 32. The opening end side of the movable nozzle 22 is connected to the secondary fuel chamber side of the piston 34, and a fuel passage 36 connecting the secondary fuel chamber 32 and the injection hole 26 is formed. Further, a valve closing spring 38 as an elastic member is mounted in the secondary fuel chamber 32, and the piston 34 is moved toward the primary fuel chamber 30 by receiving an urging force from the spring 38. That is, the piston 34 is normally set in the primary fuel chamber 3 by the urging force of the valve closing spring 38.
By being urged to the zero side, the injection hole 26 is closed by the valve seat 28 of the fixed needle 24.

【0010】一方、一次燃料室30は第1燃料通路40
を介して低圧タンク42に接続され、二次燃料室32は
第2燃料通路44を介して低圧タンク42に接続されて
いる。第1燃料通路40の通路途中には第3燃料通路4
6が分岐して接続されており、第2燃料通路44の通路
途中には第4燃料通路48が分岐して接続されている。
そして第3及び第4燃料通路46、48はそれぞれ高圧
タンク50に接続されている。この高圧タンク50に
は、低圧タンク42からの燃料が昇圧ポンプ52を介し
て送給されるようになっている。この昇圧ポンプ52は
エンジン回転数に応じた圧力の燃料を高圧タンク50へ
送給するようになっている。
On the other hand, the primary fuel chamber 30 is provided in the first fuel passage 40
The secondary fuel chamber 32 is connected to the low-pressure tank 42 via a second fuel passage 44. In the middle of the first fuel passage 40, the third fuel passage 4
6 is branched and connected, and a fourth fuel passage 48 is branched and connected in the middle of the second fuel passage 44.
The third and fourth fuel passages 46 and 48 are connected to a high-pressure tank 50, respectively. Fuel from the low-pressure tank 42 is supplied to the high-pressure tank 50 via a pressure-up pump 52. The booster pump 52 supplies fuel having a pressure corresponding to the engine speed to the high-pressure tank 50.

【0011】また第1燃料通路40と第3燃料通路46
との分岐点には第1切換弁としての三方弁54が設けら
れており、第2燃料通路44と第4燃料通路48との分
岐点には第2切換弁としての三方弁56が設けられてい
る。各三方弁54、56はコントローラ58からの指令
に従って通路を切り換えるようになっている。
The first fuel passage 40 and the third fuel passage 46
A three-way valve 54 as a first switching valve is provided at a branch point between the two, and a three-way valve 56 as a second switching valve is provided at a branch point between the second fuel passage 44 and the fourth fuel passage 48. ing. Each of the three-way valves 54, 56 switches the passage according to a command from the controller 58.

【0012】コントローラ58には、図2に示すよう
に、アクセル開度センサ60、エンジン回転数センサ6
2、吸気圧力センサ64、冷却水温センサ66、クラン
ク角度センサ68等エンジン10の各種運転状態を検出
するためのセンサ郡からの信号が供給されている。そし
てコントローラ58はエンジン回転数と噴射量及びアク
セル開度から定まる噴射量マップに関するメモリを内蔵
しているとともに、エンジン回転数と噴射時期及びアク
セル開度から定まる噴射時期マップに関するメモリを内
蔵している。そして演算部70において、アクセル開度
センサ60及びエンジン回転数センサ62からの信号を
基に基本噴射時期及び基本噴射量を算出し、吸気圧力セ
ンサ64と冷却水温センサ66の信号に従って噴射時期
を補正するとともに噴射量を補正するようになってい
る。さらにクランク角度センサ68からの信号に従って
噴射時期を設定し、駆動部72から三方弁54、56に
対して駆動信号を出力するようになっている。
As shown in FIG. 2, the controller 58 includes an accelerator opening sensor 60 and an engine speed sensor 6.
2. Signals from a group of sensors for detecting various operating states of the engine 10, such as an intake pressure sensor 64, a coolant temperature sensor 66, and a crank angle sensor 68, are supplied. The controller 58 has a memory for an injection amount map determined from the engine speed, the injection amount, and the accelerator opening, and also has a memory for the injection timing map determined from the engine speed, the injection timing, and the accelerator opening. . The arithmetic unit 70 calculates the basic injection timing and the basic injection amount based on the signals from the accelerator opening sensor 60 and the engine speed sensor 62, and corrects the injection timing according to the signals from the intake pressure sensor 64 and the coolant temperature sensor 66. In addition, the injection amount is corrected. Further, the injection timing is set in accordance with the signal from the crank angle sensor 68, and the drive unit 72 outputs a drive signal to the three-way valves 54 and 56.

【0013】次に本実施例の作用を図3のフローチャー
トに従って説明する。まず、冷却水温センサ66、アク
セル開度センサ60、吸気圧力センサ64、エンジン回
転数センサ62からの信号を取り込み(ステップ1
0)、演算部70において噴射時期及び噴射量を算出す
る(ステップ12)。このあとクランク角度センサ68
の出力を読み込み(ステッップ14)、クランク角が噴
射時期であるか否かの判定を行う(ステップ16)。ク
ランク角が噴射時期と一致したときには駆動部72から
三方弁54、56に対して低圧側から高圧側への切り換
えを指令する(ステップ18)。即ち、図4に示すよう
に、噴射が行われる前は、各三方弁54、56は低圧側
に切り換えられ、一次燃料室30と二次燃料室32はそ
れぞれ低圧タンク42に接続され、閉弁用バネ38の付
勢力によって噴孔26が弁座28によって閉塞されてい
るが、噴射時期になって三方弁54、56が高圧タンク
50側へ切り換えられると、一次燃料室30と二次燃料
室32がそれぞれ高圧タンク50に接続される。この場
合一次燃料室30側のピストン34の受圧面積が二次燃
料室32側のピストン34の受圧面積よりも大きいた
め、一次燃料室30の圧力が二次燃料室32の圧力より
も高くなる。そして一次燃料室30内の圧力がバネ38
の付勢力よりも高くなるとピストン34が二次燃料室3
2側へ移動する。そしてピストン34の移動に伴って可
動ノズル22が燃焼室18側へ移動するため、弁座28
が噴孔26から離れ、噴孔26から燃料が噴射されるこ
とになる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, signals from the cooling water temperature sensor 66, the accelerator opening sensor 60, the intake pressure sensor 64, and the engine speed sensor 62 are fetched (step 1).
0), the calculation unit 70 calculates the injection timing and the injection amount (step 12). After this, the crank angle sensor 68
Is read (step 14), and it is determined whether or not the crank angle is the injection timing (step 16). When the crank angle matches the injection timing, the drive unit 72 commands the three-way valves 54 and 56 to switch from the low pressure side to the high pressure side (step 18). That is, as shown in FIG. 4, before the injection is performed, the three-way valves 54 and 56 are switched to the low pressure side, the primary fuel chamber 30 and the secondary fuel chamber 32 are connected to the low pressure tank 42, respectively, and the valve is closed. The injection hole 26 is closed by the valve seat 28 by the urging force of the spring 38, but when the three-way valves 54 and 56 are switched to the high-pressure tank 50 side at the injection timing, the primary fuel chamber 30 and the secondary fuel chamber 32 are connected to the high-pressure tank 50, respectively. In this case, since the pressure receiving area of the piston 34 on the primary fuel chamber 30 side is larger than the pressure receiving area of the piston 34 on the secondary fuel chamber 32 side, the pressure of the primary fuel chamber 30 becomes higher than the pressure of the secondary fuel chamber 32. The pressure in the primary fuel chamber 30 is
When the force is higher than the urging force of the secondary fuel chamber 3
Move to side 2. Since the movable nozzle 22 moves toward the combustion chamber 18 with the movement of the piston 34, the valve seat 28
Is separated from the injection hole 26, and the fuel is injected from the injection hole 26.

【0014】噴孔26から燃料が噴射されている間も、
クランク角度センサ68からの信号が読み込まれ(ステ
ップ20)、クランク角が噴射終了時期になったか否か
の判定を行う(ステップ22)。そしてクランク角が噴
射終了時期に達したときには三方弁54、56に対して
高圧側から低圧側への切り換えを指令し(ステップ2
4)、このルーチンでの処理を終了する。
While fuel is being injected from the injection hole 26,
The signal from the crank angle sensor 68 is read (step 20), and it is determined whether or not the crank angle has reached the injection end timing (step 22). When the crank angle reaches the injection end timing, the three-way valves 54 and 56 are instructed to switch from the high pressure side to the low pressure side (step 2).
4), the processing in this routine ends.

【0015】このように本実施例によれば、燃焼室18
内のピストンが下降移動するときに、可動ノズル22が
ピストンの下降移動に追従して燃焼室18側へ移動して
噴孔26から燃料が噴射されるため、噴霧が燃焼室18
外に噴射されるのを防止することができ、ノックスの低
減及び燃焼騒音の低減に寄与することできる。更に、高
速回転時に、噴射時期遅延や噴孔26を絞る等噴射が遅
くまで続く際にも、噴霧が燃焼室18外へ噴射されるの
を防止することができる。このため燃焼を悪化させるこ
となく噴孔26を絞り、噴射時期の遅延を行うこともで
きる。
As described above, according to the present embodiment, the combustion chamber 18
When the piston inside moves downward, the movable nozzle 22 moves toward the combustion chamber 18 following the downward movement of the piston and fuel is injected from the injection hole 26.
Injection to the outside can be prevented, which can contribute to reduction of knock and combustion noise. Further, during high-speed rotation, the spray can be prevented from being injected out of the combustion chamber 18 even when the injection continues until late, such as when the injection timing is delayed or the injection hole 26 is throttled. Therefore, the injection timing can be delayed by narrowing the injection hole 26 without deteriorating the combustion.

【0016】また、図5に示すように、主噴射の前に、
パイロット噴射を行えば、ノックス及び燃焼騒音をより
少なくすることができる。
As shown in FIG. 5, before the main injection,
By performing the pilot injection, the knock and the combustion noise can be further reduced.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼室内のピストンの移動に応じて可動ノズルを燃焼室
側へ移動するようにしたため、噴射時期遅延や噴孔を絞
る等噴射が遅くまで続く際にも噴霧が燃焼室外へ噴射さ
れるのを防止することができ、燃焼を悪化させることな
く噴孔を絞り、噴射機関の遅延を行うことができる。
As described above, according to the present invention,
The movable nozzle is moved to the combustion chamber side according to the movement of the piston in the combustion chamber, preventing the spray from being injected outside the combustion chamber even when the injection continues late, such as by delaying the injection timing or narrowing the injection hole. The injection hole can be throttled without deteriorating the combustion, and the injection engine can be delayed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】コントローラの具体的構成図である。FIG. 2 is a specific configuration diagram of a controller.

【図3】本発明の作用を説明するためのフローチャート
である。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the present invention.

【図4】主噴射の作用を説明するためのタイムチャート
である。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the main injection.

【図5】パイロット噴射と主噴射との関係を説明するた
めのタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart for explaining the relationship between pilot injection and main injection.

【図6】従来例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional example.

【図7】従来例の作用を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ディーゼルエンジン 12 シリンダヘッド 14 噴射燃料溜 18 燃焼室 20 貫通孔 22 可動ノズル 24 固定ニードル 26 噴孔 30 一次燃料室 32 二次燃料室 34 ピストン 36 燃料通路 38 閉弁用バネ 40 第1燃料通路 42 低圧タンク 44 第2燃料通路 46 第3燃料通路 48 第4燃料通路 50 高圧タンク 54 三方弁 56 三方弁 58 コントローラ Reference Signs List 10 diesel engine 12 cylinder head 14 injected fuel reservoir 18 combustion chamber 20 through hole 22 movable nozzle 24 fixed needle 26 injection hole 30 primary fuel chamber 32 secondary fuel chamber 34 piston 36 fuel passage 38 valve closing spring 40 first fuel passage 42 Low pressure tank 44 Second fuel passage 46 Third fuel passage 48 Fourth fuel passage 50 High pressure tank 54 Three-way valve 56 Three-way valve 58 Controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 61/14 310 F02M 61/14 310L (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 61/04 F02M 61/14 310 F02M 47/00 F02D 41/38 F02D 41/40 F02F 1/24──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification symbol FI F02M 61/14 310 F02M 61/14 310L (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) F02M 61/04 F02M 61 / 14 310 F02M 47/00 F02D 41/38 F02D 41/40 F02F 1/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を
貯留する噴射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴
射燃料溜と燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて
一端が閉塞され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入さ
れていると共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入さ
れ、閉塞端側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている
可動ノズルと、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて
一端が噴射燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動
に応じて噴孔を開閉する弁座が形成されている固定ニー
ドルと、固定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料
溜内を一次燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側
が可動ノズルに連結されているピストンと、噴射燃料溜
の二次燃料室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞す
るための付勢力をピストンに作用させる弾性部材と、エ
ンジンの運転状態に応じた時期と期間に一次燃料室と二
次燃料室に高圧燃料を供給する手段を備え、前記ピスト
ンの二次燃料室側には、二次燃料室と可動ノズルの噴孔
とに連通する燃料通路が形成されている内燃機関の燃料
噴射装置。
1. An injection fuel reservoir formed in a cylinder head for storing injected fuel, a through hole formed in the cylinder head for connecting the injection fuel reservoir with a combustion chamber, and a cylindrically formed one end closed. A movable nozzle having the other end opened and inserted into the fuel injection reservoir, a part of which is slidably inserted into the through hole, and an injection hole communicating with the combustion chamber at the closed end side; A fixed needle which is inserted into the injected fuel reservoir and the movable nozzle, one end of which is fixed to the injected fuel reservoir, and a valve seat which opens and closes the injection hole in accordance with the movement of the movable nozzle at the other end; A piston which is slidably mounted and divides the interior of the injected fuel reservoir into a primary fuel chamber and a secondary fuel chamber and the secondary fuel chamber side is connected to a movable nozzle, and is inserted into the secondary fuel chamber of the injected fuel reservoir. Force to close the nozzle hole of the movable nozzle. An elastic member acting on the ston; and a means for supplying high-pressure fuel to the primary fuel chamber and the secondary fuel chamber at a time and a period according to the operating state of the engine. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein a fuel passage communicating with a fuel chamber and an injection hole of a movable nozzle is formed.
【請求項2】 シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を
貯留する噴射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴
射燃料溜と燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて
一端が閉塞され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入さ
れていると共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入さ
れ、閉塞端側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている
可動ノズルと、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて
一端が噴射燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動
に応じて噴孔を開閉する弁座が形成されている固定ニー
ドルと、固定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料
溜内を一次燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側
が可動ノズルに連結されているピストンと、噴射燃料溜
の二次燃料室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞す
るための付勢力をピストンに作用させる弾性部材と、燃
料を貯留する低圧タンクと、低圧タンクからの燃料をエ
ンジン回転数に応じた圧力の燃料として貯留する高圧タ
ンクと、噴射燃料溜の一次燃料室と低圧タンクとを結ぶ
第1燃料通路と、噴射燃料溜の二次燃料室と低圧タンク
とを結ぶ第2燃料通路と、第1燃料通路の通路途中から
分岐して高圧タンクに接続された第3燃料通路と、第2
燃料通路の通路途中から分岐して高圧タンクに接続され
た第4燃料通路と、第1燃料通路と第3燃料通路との分
岐点に設けられて指令に応じて通路を切り換える第1切
換弁と、第2燃料通路と第4燃料通路との分岐点に設け
られて指令に応じて通路を切り換える第2切換弁と、エ
ンジン回転数を検出する回転数センサと、エンジンのク
ランク角を検出するクランク角センサと、アクセル開度
センサと、回転数センサの検出出力とアクセル開度セン
サの検出出力に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射
量算出手段と、燃料噴射時にクランク角センサの検出出
力に応答して、燃料噴射量算出手段の算出値に応じた時
間だけ第1切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから
高圧タンクへの切り換えを指令する切換指令手段とを備
え、前記ピストンの二次燃料室側には噴射燃料溜の二次
燃料室と可動ノズルの噴孔とに連通する燃料通路が形成
されている内燃機関の燃料噴射装置。
2. An injection fuel reservoir formed in the cylinder head for storing the injected fuel, a through hole formed in the cylinder head for connecting the injection fuel reservoir and the combustion chamber, and a cylindrically formed one end closed. A movable nozzle having the other end opened and inserted into the fuel injection reservoir, a part of which is slidably inserted into the through hole, and an injection hole communicating with the combustion chamber at the closed end side; A fixed needle which is inserted into the injected fuel reservoir and the movable nozzle, one end of which is fixed to the injected fuel reservoir, and a valve seat which opens and closes the injection hole in accordance with the movement of the movable nozzle at the other end; A piston which is slidably mounted and divides the interior of the injected fuel reservoir into a primary fuel chamber and a secondary fuel chamber and the secondary fuel chamber side is connected to a movable nozzle, and is inserted into the secondary fuel chamber of the injected fuel reservoir. Force to close the nozzle hole of the movable nozzle. An elastic member acting on the ston, a low-pressure tank for storing fuel, a high-pressure tank for storing fuel from the low-pressure tank as fuel at a pressure corresponding to the engine speed, a primary fuel chamber and a low-pressure tank for the injected fuel reservoir. A first fuel passage connecting the fuel tank, a second fuel passage connecting the secondary fuel chamber of the injected fuel reservoir and the low-pressure tank, a third fuel passage branched from the middle of the first fuel passage and connected to the high-pressure tank, Second
A fourth fuel passage branched from the middle of the fuel passage and connected to the high-pressure tank, a first switching valve provided at a branch point between the first fuel passage and the third fuel passage and switching the passage according to a command; A second switching valve provided at a branch point between the second fuel passage and the fourth fuel passage to switch a passage according to a command, a rotation speed sensor for detecting an engine rotation speed, and a crank for detecting a crank angle of the engine An angle sensor, an accelerator opening sensor, a fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount based on a detection output of the rotation speed sensor and a detection output of the accelerator opening sensor, and a detection output of the crank angle sensor during fuel injection. Switching command means for responding to the first switching valve and the second switching valve for switching from the low pressure tank to the high pressure tank for a time corresponding to a value calculated by the fuel injection amount calculating means in response to the piston. Fuel injection device for a secondary fuel chamber of the injection fuel reservoir on the side secondary fuel chamber and an internal combustion engine fuel passage communicating with the injection hole of the movable nozzles are formed.
【請求項3】 燃料噴射量算出手段は、エンジン回転数
センサの検出出力に基づいてパイロット燃料噴射量と主
燃料噴射量を算出してなり、切換指令手段は、パイロッ
ト噴射時にクランク角センサの検出出力に応答して、燃
料噴射量算出手段の算出値に応じた時間だけ第1切換弁
と第2切換弁に対して低圧タンクから高圧タンクへの切
り換えを指令し、その後の主噴射時に、クランク角セン
サの検出出力に応答して、燃料噴射量算出手段の算出値
に応じた時間だけ第1切換弁と第2切換弁に対して低圧
タンクから高圧タンクへの切り換えを指令してなる請求
項2記載の内燃機関の燃料噴射装置。
3. The fuel injection amount calculating means calculates a pilot fuel injection amount and a main fuel injection amount based on a detection output of an engine speed sensor, and the switching command means detects a crank angle sensor during pilot injection. In response to the output, the first switching valve and the second switching valve are instructed to switch from the low pressure tank to the high pressure tank for a time corresponding to the value calculated by the fuel injection amount calculating means. 10. A method according to claim 9, wherein the first switching valve and the second switching valve are instructed to switch from the low pressure tank to the high pressure tank for a time corresponding to a value calculated by the fuel injection amount calculating means in response to the detection output of the angle sensor. 3. The fuel injection device for an internal combustion engine according to 2.
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