JP3021182B2 - Electromagnetic unit injector - Google Patents

Electromagnetic unit injector

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JP3021182B2
JP3021182B2 JP4126739A JP12673992A JP3021182B2 JP 3021182 B2 JP3021182 B2 JP 3021182B2 JP 4126739 A JP4126739 A JP 4126739A JP 12673992 A JP12673992 A JP 12673992A JP 3021182 B2 JP3021182 B2 JP 3021182B2
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solenoid
injection
fuel
valve
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正晴 谷光
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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】本発明はディーゼルエンジン用燃
料噴射装置であるユニットインジェクタに関し、特にソ
レノイドで制御されるポペット弁を有する電磁式ユニッ
トインジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a unit injector as a fuel injection device for a diesel engine, and more particularly to an electromagnetic unit injector having a poppet valve controlled by a solenoid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の例を図2〜7によって説明する。
図4は実願平01−054602に示されるような電磁
式ユニットインジェクタの1例の断面図である。図5〜
7は図4に示す電磁式ユニットインジェクタの主要構成
図、図2〜3は図4に示す電磁式ユニットインジェクタ
の動作を示す図である。ユニットインジェクタは各シリ
ンダにそれぞれ設けられ、エンジンにより駆動されるカ
ムによりプランジャを作動させ燃料圧力を高めて噴射ノ
ズルのニードル弁を開弁させてエンジンの燃焼室へ燃料
を噴射するものである。図5はプランジャ1が下降して
いる状態を示し、ポペット弁2が閉じるとプランジャ室
3aに充填された燃料は加圧されスペーサ4の燃料通路
4aを通過して噴射ノズル11のニードル弁10を開弁
させ燃料噴射が始まる。図6に示すようにポペット弁2
が開くとプランジャ1により加圧されていたプランジャ
室3a内の燃料は通路3bへ押し出され燃料噴射は終了
する。さらに図7に示すようにプランジャ1が下降より
上昇に転ずるとプランジャ室3aへ通路3bを介して供
給圧(通常1〜6kgf/cm2)に加圧された燃料が流入し充
填されこれにより燃料噴射の1サイクルが終了する。
2. Description of the Related Art A conventional example will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of an electromagnetic unit injector as shown in Japanese Utility Model Application No. 01-054602. Figure 5
7 is a main configuration diagram of the electromagnetic unit injector shown in FIG. 4, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the operation of the electromagnetic unit injector shown in FIG. The unit injector is provided in each cylinder, and operates a plunger by a cam driven by the engine to increase fuel pressure to open a needle valve of an injection nozzle to inject fuel into a combustion chamber of the engine. FIG. 5 shows a state in which the plunger 1 is lowered, and when the poppet valve 2 is closed, the fuel filled in the plunger chamber 3a is pressurized and passes through the fuel passage 4a of the spacer 4 so that the needle valve 10 of the injection nozzle 11 is moved. The valve is opened and fuel injection starts. As shown in FIG.
Is opened, the fuel in the plunger chamber 3a pressurized by the plunger 1 is pushed out to the passage 3b, and the fuel injection ends. Further, as shown in FIG. 7, when the plunger 1 changes from descending to ascending, the fuel pressurized to the supply pressure (normally 1 to 6 kgf / cm 2 ) flows into the plunger chamber 3a via the passage 3b and is filled. One cycle of the injection is completed.

【0003】これらの動作の詳細を電磁弁を中心として
図3及び図4によって説明する。図3(a)に示すよう
に時刻t1 にソレノイドコイル12cが通電されるとソ
レノイド磁気回路に磁束が発生しソレノイドステータ1
2とアーマチュア13との間に電磁吸引力FC が発生す
るが該電磁吸引力FC がポペット弁スプリング15のセ
ット荷重より大きくならないとアーマチュア13とポペ
ット弁2の結合体は上方へ動き出さない。時刻t2 に前
記電磁吸引力FC がスプリング15のセット荷重より大
きくなると図3(c)に示すようにポペット弁2は上昇
し時刻t3になるとポペット弁2の弁開口部は閉鎖され
る。
The details of these operations will be described with reference to FIGS. Figure 3 when the solenoid coil 12c is energized at time t 1 as shown in (a) magnetic flux is generated in the solenoid magnetic circuit solenoid stator 1
An electromagnetic attraction force F C is generated between the armature 2 and the armature 13, but unless the electromagnetic attraction force F C becomes larger than the set load of the poppet valve spring 15, the combined body of the armature 13 and the poppet valve 2 does not move upward. Poppet valve 2 is increased at time t 3 the valve opening of the poppet valve 2 is closed so that the time t 2 when the electromagnetic attraction force F C is greater than the set load of the spring 15 shown in FIG. 3 (c) .

【0004】その後ソレノイドコイル12cの駆動電圧
は図3(a)に示すようにポペット弁2を閉鎖保持する
に必要な電圧V2 へ低下させられる。噴射圧は図3
(d)に示すようにポペット弁2が閉じる直前から上昇
を始め噴射ノズル11のニードル弁10の開弁圧より大
きくなる時刻t5 にはニードル弁10が開きエンジン燃
焼室へ燃料噴射が開始される。時刻t6 にソレノイドコ
イル12cへの通電が止められると、ソレノイド磁気回
路に発生していた磁束が消滅しソレノイドステータ12
とアーマチュア13の間に働いていた電磁吸引力FC
消滅する。このためスプリング15によりポペット弁2
が下降せしめられ弁開口部が開放される。ポペット弁2
が開き始めると噴射圧の上昇は停止し下降に転ずる。噴
射圧がさらに下降しニードル弁10の閉弁圧より小さく
なるとニードル弁10は閉鎖されエンジン燃焼室への燃
料噴射は終了する。
[0004] The drive voltage of the subsequent solenoid coil 12c is lowered to a voltage V 2 necessary to close hold poppet valve 2 as shown in FIG. 3 (a). Fig. 3
The time t 5 becomes larger than the valve opening pressure of the needle valve 10 of the injection nozzle 11 started to rise from just before the poppet valve 2 closes, as shown in (d) of the fuel injection is started into the engine combustion chamber opens the needle valve 10 You. When the time t 6 is energized to the solenoid coil 12c is stopped, the solenoid stator 12 flux that occurred in the solenoid magnetic circuit disappears
The electromagnetic attraction F C that has been acting between the armature 13 and the armature 13 disappears. For this reason, the poppet valve 2 is
Is lowered and the valve opening is opened. Poppet valve 2
When starts to open, the increase of the injection pressure stops and starts to decrease. When the injection pressure further decreases and becomes smaller than the valve closing pressure of the needle valve 10, the needle valve 10 is closed and the fuel injection into the engine combustion chamber ends.

【0005】前記電磁式ユニットインジェクタで1スト
ローク時に電磁弁を2回往復動させ2回噴射(いわゆる
パイロット噴射)する動作を図2によって説明する。公
知の如く通常の一回噴射では着火遅れがあり燃料を噴射
してもすぐには着火しないため燃焼室内で着火時はそれ
まで噴射された燃料が一時に燃えだす。そのため筒内圧
が急上昇し騒音振動の原因となったり燃焼ガスが高温と
なり窒素酸化物が大量に発生する不具合があった。二回
噴射の場合最初に着火源(火種)となる少量の燃料を予
備噴射し、これが燃えだす時をねらって多量の燃料を噴
射すると多量の燃料は噴射直後に燃えだすため筒内圧が
急上昇しなくなることや窒素酸化物が大量に発生しなく
なるメリットがある。図2(a)に示すように時刻t1
にソレノイドコイル12cに通電されるとソレノイド磁
気回路に磁束が発生し、ソレノイドステータ12とアー
マチュア13の間に電磁吸引力FC が発生するが該電磁
吸引力FC がポペット弁スプリング15のセット荷重よ
り大きくならないとアーマチュア13とポペット弁2の
結合体は上方へ動きださない。時刻t2 に電磁吸引力F
C がスプリング15のセット荷重より大きくなると図2
(c)に示すようにポペット弁2は上昇し、時刻t3
なるとポペット弁2の開口部は閉鎖される。その後ソレ
ノイドコイル12cの印加電圧は図2(a)に示すよう
にポペット弁2を閉鎖保持するに必要な電圧V2に低下
される。
The operation of reciprocating the solenoid valve twice during one stroke by the electromagnetic unit injector and injecting twice (so-called pilot injection) will be described with reference to FIG. As is well known, there is a delay in ignition in normal single injection, and the fuel is not immediately ignited even if the fuel is injected. Therefore, when the fuel is ignited in the combustion chamber, the injected fuel starts burning at once. For this reason, there has been a problem that the in-cylinder pressure suddenly rises, causing noise and vibration, or the combustion gas becomes high in temperature and a large amount of nitrogen oxides are generated. In the case of double injection, a small amount of fuel, which is the ignition source (fire type), is injected first, and if a large amount of fuel is injected in order to start burning, a large amount of fuel starts burning immediately after the injection, so the in-cylinder pressure rises sharply There is a merit that no large amount of nitrogen oxide is generated. Figure 2 time t 1 as shown in (a)
Magnetic flux is generated in the solenoid magnetic circuit is energized to the solenoid coil 12c, the set load of the solenoid stator 12 and has an electromagnetic attraction force F C is generated the electromagnetic attraction force F C is the poppet valve spring 15 between the armature 13 Unless it becomes larger, the combination of the armature 13 and the poppet valve 2 does not move upward. At time t 2 , the electromagnetic attraction force F
When C becomes larger than the set load of the spring 15, FIG.
Poppet valve 2 as shown in (c) is raised, the opening of the poppet valve 2 at time t 3 is closed. Applied voltage then the solenoid coil 12c is reduced to a voltage V 2 necessary to close hold poppet valve 2 as shown in FIG. 2 (a).

【0006】噴射圧は図2(d)に示すようにポペット
弁2が閉じる直前から上昇を始め噴射ノズル11のニー
ドル弁10の閉弁圧より大きくなる時刻t4 にニードル
弁10が開きエンジン燃焼室への予備噴射が始まる。さ
らに通電解除後すみやかに時刻t7 に再度ソレノイドコ
イル12cに電圧V1 で通電する。このとき図2(c)
に示す如くポペット弁2が下降移動中に通電するためポ
ペット弁2が再度上昇し弁開口部が時刻t8 に再度閉鎖
されるまでの時間T2 はT1 (時刻t1 とt3の間の時
間)より短くなる。ポペット弁2閉鎖後図2(d)に示
す如く噴射圧は再び上昇を始めニードル弁10が開き燃
料主噴射が開始される。時刻t10で通電が止められ前記
と同様に噴射圧の上昇は停止して下降に転じニードル弁
10は閉鎖されエンジン燃焼室への燃料主噴射は終了す
る。
[0006] injection pressure engine combustion opens the needle valve 10 to the time t 4 when larger than the valve closing pressure of the needle valve 10 of the injection nozzle 11 started to rise from just before the poppet valve 2 closes, as shown in FIG. 2 (d) Pre-injection into the chamber begins. Further energized by voltages V 1 again solenoid coil 12c to the energization cancellation after rapidly time t 7. At this time, FIG.
As shown in the figure, the time T 2 from when the poppet valve 2 rises again and the valve opening is closed again at the time t 8 is T 1 (between the times t 1 and t 3 ). Time). After the poppet valve 2 is closed, the injection pressure starts increasing again as shown in FIG. 2D, the needle valve 10 is opened, and the main fuel injection is started. Increased similarly injection pressure and current supply is stopped the at time t 10 is the needle valve 10 turned to descend stopped fuel main injection to closed engine combustion chamber is terminated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の電磁式ユニ
ットインジェクタは二回噴射時に次の欠点があるのでこ
れを図2によって説明する。通常ソレノイド駆動電圧は
制御器によりプログラム制御されプログラム単純化の目
的で一回目及び二回目の突入電圧パルス巾は同一巾とな
っている。しかるに図2(b)に示すごとくソレノイド
突入電流最大値は2回目噴射時のA2 が1回噴射時のA
1 より大巾に大きくなっている。この理由について記
す。時刻t1 とt2 の間ではソレノイドステータ12と
アーマチュア13の間の空隙は最大であるため、ソレノ
イド駆動電流の立上りはゆるやかであるが時刻t2 とt
3 の間では、アーマチュア13がソレノイドステータ1
2に吸引されるので、両者間の空隙が変化するためイン
ダクタンスも変化しソレノイド駆動電流の立上りは急と
なる。又時刻t7 とt8 の間のインダクタンスは時刻t
2 とt3 の間のインダクタンスと略同等でありソレノイ
ド駆動電流の立上りは急である。
The conventional electromagnetic unit injector has the following drawbacks during the double injection, which will be described with reference to FIG. Normally, the solenoid drive voltage is program-controlled by a controller, and the first and second inrush voltage pulse widths are the same for the purpose of program simplification. However, as shown in FIG. 2B, the maximum value of the solenoid inrush current is A 2 at the time of the second injection and A 2 at the time of the first injection.
It is much larger than 1 . The reason for this will be described. Since the gap between the solenoid stator 12 and the armature 13 is maximum between the times t 1 and t 2 , the rise of the solenoid drive current is gentle, but the times t 2 and t 2
Between 3 , armature 13 is connected to solenoid stator 1
2, the air gap between them changes, so the inductance also changes, and the rise of the solenoid drive current becomes steep. The inductance between the time t 7 and t 8 at time t
Inductance and a substantially equal rise of the solenoid drive current between 2 and t 3 is steep.

【0008】さらにポペット弁2が弁開口部を閉鎖して
からもソレノイド駆動電流はほぼ同じ勾配で上昇を続け
る。通電開始からポペット弁2閉までに要する時間に関
しては2回目噴射時の必要時間T2 は1回目噴射時の必
要時間T1 より短い。前記理由のため2回目噴射時の突
入電流最大値A2 は1回目噴射時の突入最大電流A1
り大巾に大きくなる。このため2回噴射の場合1回噴射
に比べソレノイドコイル12c発熱の問題や、ソレノイ
ド駆動用パワートランジスタの容量が大きいことを要す
る等の深刻な問題があった。本発明の目的は2回目噴射
時の突入電流最大値を1回目噴射時の突入電流最大値以
下にした電磁式ユニットインジェクタを提供することで
ある。
Further, even after the poppet valve 2 closes the valve opening, the solenoid drive current continues to rise at almost the same gradient. Regarding the time required from the start of energization to the closing of the poppet valve 2, the required time T2 for the second injection is shorter than the required time T1 for the first injection. Rush current maximum value A 2 at the time of the second injection greatly becomes larger than the inrush maximum current A 1 during the first injection for the reasons. Therefore, the double injection has serious problems such as the heat generation of the solenoid coil 12c and the large capacity of the power transistor for driving the solenoid as compared with the single injection. An object of the present invention is to provide an electromagnetic unit injector in which the maximum value of the rush current at the time of the second injection is set to be equal to or less than the maximum value of the rush current at the time of the first injection.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の電磁式ユニット
インジェクタは、ソレノイドに電圧を付与して電磁弁を
閉じることにより燃料の圧力が上昇して噴射が始まり、
該ソレノイドに付与されている電圧を遮断して電磁弁を
開くことにより、前記燃料圧力が下降して噴射が終了す
る機能を有するディーゼルエンジン用電磁式ユニットイ
ンジェクタであって、1ストローク時にソレノイドに電
圧の付与遮断を2回行なうことにより、電磁弁2を2回
往復動させて燃料を2回噴射しパイロットインジェクシ
ョンを行なう電磁式ユニットインジェクタにおいて、該
インジェクタを構成する前記電磁弁の開閉作動を誘導・
制御するソレノイドの励磁電圧について、1回目の噴射
と2回目の噴射との突入電圧Vを同一レベルの電圧
とし、かつ該突入電圧のパルス幅をそれぞれT、T
としたときT>Tなるように前記ソレノイドを励磁
するソレノイド制御装置31を有してなることを特徴と
している。
According to the electromagnetic unit injector of the present invention, by applying a voltage to the solenoid and closing the electromagnetic valve, the pressure of the fuel is increased and the injection is started.
An electromagnetic unit injector for a diesel engine having a function of shutting off a voltage applied to the solenoid and opening an electromagnetic valve to decrease the fuel pressure and terminate the injection, wherein a voltage is applied to the solenoid during one stroke. In the electromagnetic unit injector that performs pilot injection by injecting fuel twice by reciprocating the electromagnetic valve 2 twice by inducing and shutting off the application, the opening and closing operation of the electromagnetic valve that constitutes the injector is induced.
The excitation voltage of the control solenoids, T 1 1 st injection and inrush voltages V 1 and second injection the same level of voltage, and the pulse width of the projecting input voltages, respectively, T 2
And a solenoid controller 31 for exciting the solenoid so that T 1 > T 2 .

【0010】本発明は前記のように構成されているの
で、ソレノイドの駆動電圧に関し、1回目の突入電圧V
で、通電のパルス幅がT であるのに対し、2回
目の突入電圧を上記電圧V と同レベルの電圧でかつ
通電パルス幅T を前記Tよりも小さくしたことに
より、2回目の突入電流A は、突入電圧が1回目と
同一レベルであっても、1回目の突入電流A よりも
小さくなる。これにより、従来技術のような2回目の突
入電流の過大によるソレノイドコイルの発熱が防止さ
れ、またソレノイド駆動用パワートランジスタの容量を
低減できる。
Since the present invention is configured as described above, the first inrush voltage V
1, while the pulse width of the energization is T 1, by a second inrush voltage is smaller than the T 1 the voltage at and energizing pulse width T 2 of the same level as the voltage V 1, 2 times th inrush current a 2 can be the same level as the inrush voltage first becomes smaller than the first inrush current a 1. As a result, it is possible to prevent the solenoid coil from generating heat due to the second excessive rush current as in the related art, and it is possible to reduce the capacity of the power transistor for driving the solenoid.

【0011】[0011]

【実施例】実施例を図1,図4によって説明する。図4
は電磁式ユニットインジェクタの断面図,図1は図4に
示す電磁式ユニットインジェクタの実施例の詳細動作説
明図である。図4において本体ハウジング3にはプラン
ジャ1を摺動自在に受容するための内径を有するプラン
ジャ孔とタペット5を摺動自在に受容するための大きな
内径を有する内筒孔をそなえている。タペット5は本体
ハウジング3の一端から突出することによりタペット5
とこれと連結されたプランジャ1は図示しない駆動カム
又はロッカアームとプランジャもどしスプリング6によ
り往復動を行うことができる。プランジャ1の先端と本
体ハウジング3のプランジャ孔とによりプランジャ室3
aを形成する。さらに本体ハウジング3の下端延長部に
はナット7がねじこまれ、ナット7により噴射ノズル組
合せ品が本体ハウジング3に固着されている。燃料は図
示しない燃料タンクから供給ポンプ及び燃料パイプをへ
て図示しないシリンダヘッド内の燃料供給通路を介して
本体ハウジング3下部の燃料溜24へ比較的低い圧力で
供給される。
An embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetic unit injector, and FIG. 1 is a detailed operation explanatory view of the embodiment of the electromagnetic unit injector shown in FIG. In FIG. 4, the main body housing 3 is provided with a plunger hole having an inner diameter for slidably receiving the plunger 1 and an inner cylinder hole having a large inner diameter for slidably receiving the tappet 5. The tappet 5 projects from one end of the main body housing 3 so that the tappet 5
The plunger 1 connected thereto can be reciprocated by a drive cam or rocker arm (not shown) and the plunger returning spring 6. The plunger chamber 3 is formed by the tip of the plunger 1 and the plunger hole of the main body housing 3.
a is formed. Further, a nut 7 is screwed into an extension at the lower end of the main body housing 3, and the jet nozzle combination product is fixed to the main body housing 3 by the nut 7. Fuel is supplied at a relatively low pressure from a fuel tank (not shown) through a supply pump and a fuel pipe to a fuel reservoir 24 at a lower portion of the main body housing 3 through a fuel supply passage in a cylinder head (not shown).

【0012】本体ハウジング3の側部にはポペット弁案
内孔3f、下方円形孔3g、環状円錐形弁座3hを備え
ている。下方円形孔3gの下部には平な肩部31が設け
られ、その平な肩部31にはポペット弁下方移動制限機
能を有する蓋18がねじ20により固定されている。蓋
18の上面は下方円形孔3gとともに燃料溜3pを形成
している。燃料溜3pには本体ハウジング下部燃料溜2
4からハウジング内供給通路3dをへて燃料が供給さ
れ、さらにドレン通路3eをへて図示しない燃料タンク
へ排出される。環状円錐形弁座3hの上部には排油溜3
cが形成されて居り、燃料溜3pと排油溜3cの間には
連通路3kがあけられ両溜間の圧力が均等化されるよう
になっている。プランジャ室3aへの燃料の出入りのた
めの通路3bは一端がポペット弁案内孔3fの環状円錐
形弁座3hより所定距離下方に開口している。排油溜3
cと通路3bとの間の燃料流はソレノイド作動ポペット
弁2により制御される。
The side of the main housing 3 is provided with a poppet valve guide hole 3f, a lower circular hole 3g, and an annular conical valve seat 3h. A flat shoulder portion 31 is provided below the lower circular hole 3g, and the lid 18 having a poppet valve downward movement restriction function is fixed to the flat shoulder portion 31 with a screw 20. The upper surface of the lid 18 forms a fuel reservoir 3p together with the lower circular hole 3g. The fuel reservoir 3p has a fuel reservoir 2 at the lower part of the main housing.
The fuel is supplied from 4 to the housing supply passage 3d and further discharged to a fuel tank (not shown) via the drain passage 3e. An oil sump 3 is provided above the annular conical valve seat 3h.
The communication passage 3k is provided between the fuel reservoir 3p and the oil drain reservoir 3c so that the pressure between the reservoirs is equalized. One end of the passage 3b through which fuel enters and exits the plunger chamber 3a is opened a predetermined distance below the annular conical valve seat 3h of the poppet valve guide hole 3f. Oil sump 3
The fuel flow between c and passage 3b is controlled by a solenoid operated poppet valve 2.

【0013】ポペット弁2は円錐形弁フェース2mをそ
なえ摺動部2bと、さらに上方に延びる弁軸部2cより
形成されている。摺動部2bの周囲にはポペット弁2の
開閉運動時に通路3bと排油溜3cを連通する環状溝2
1が本体ハウジング3内に設けられている。ポペット弁
2は軽量化の目的で中空になって居りアーマチュア13
締付け時に用いる六角孔2pも備えている。ポペット弁
2の弁軸部2cの上端面にはアーマチュア13が締付け
固定されて居り、該アーマチュア13にはアーマチュア
13運動時燃料を通過させるため複数の孔23があけら
れている。ポペット弁2は円錐形弁フェース2m上方に
肩部を形成し下部ばね受け26を係合させている。下部
ばね受26の上にポペット弁2を開放する方向に働くス
プリング15と該スプリング15を固定制限する上部ば
ね受27が設置されている。ソレノイドステータ12は
ソレノイドスペーサ14を介してボルト22により本体
ハウジング3へ締付け固定されている。ソレノイドステ
ータ12はたとえば合成樹脂材で造られたソレノイドケ
ース12d、ソレノイドコイル12cを保持するコイル
ボビン12bと磁気回路を構成するE字形コア12aよ
り構成されている。ソレノイドコイル12cと本体ハウ
ジング3の間には長方形のアーマチュア13が設置され
ている。図4はポペット弁2の閉鎖状態を示しており、
この状態ではソレノイドステータ12とアーマチュア1
3の対向する作動面の間には最小隙間(0.05mm〜
0.3mm)が存在する。
The poppet valve 2 includes a sliding portion 2b having a conical valve face 2m and a valve shaft portion 2c extending further upward. An annular groove 2 surrounding the sliding portion 2b communicates the passage 3b and the oil sump 3c when the poppet valve 2 opens and closes.
1 is provided in the main body housing 3. The poppet valve 2 is hollow for the purpose of weight reduction.
A hexagonal hole 2p used for tightening is also provided. An armature 13 is fastened and fixed to the upper end surface of the valve stem 2c of the poppet valve 2, and a plurality of holes 23 are formed in the armature 13 to allow the passage of fuel when the armature 13 moves. The poppet valve 2 forms a shoulder above the conical valve face 2m and engages a lower spring receiver 26. A spring 15 acting in a direction to open the poppet valve 2 and an upper spring receiver 27 for fixing and restricting the spring 15 are provided on the lower spring receiver 26. The solenoid stator 12 is fixedly fastened to the main housing 3 by bolts 22 via a solenoid spacer 14. The solenoid stator 12 includes, for example, a solenoid case 12d made of a synthetic resin material, a coil bobbin 12b holding a solenoid coil 12c, and an E-shaped core 12a forming a magnetic circuit. A rectangular armature 13 is provided between the solenoid coil 12c and the main body housing 3. FIG. 4 shows the closed state of the poppet valve 2,
In this state, the solenoid stator 12 and the armature 1
3 has a minimum clearance (0.05 mm to
0.3 mm).

【0014】これと反対の状態即ちポペット弁2開放状
態ではポペット弁下端面2aが蓋上面18aに当接して
いる。蓋18はポペット弁2の当接状態において、ポペ
ット弁空洞部2pと燃料溜3pとを連通させる通路(孔
もしくは溝)18cを有する。ソレノイドコイル12c
は一対の図示しない端子が接続されておりこの端子には
電気配線によりソレノイド制御装置31(燃料噴射電子
制御回路)をへて電源に接続可能であり、このようにし
てソレノイドコイル12cには当業者が周知の方法であ
るエンジンの作動条件の関数として通電が制御せしめら
れ、又周知の如くソレノイド制御装置31にはエンジン
回転速さ、油温、給気圧等を検出する検出器32が接続
されている。
In the opposite state, that is, when the poppet valve 2 is open, the lower end surface 2a of the poppet valve is in contact with the upper surface 18a of the lid. The lid 18 has a passage (hole or groove) 18c that allows the poppet valve cavity 2p to communicate with the fuel reservoir 3p when the poppet valve 2 is in contact. Solenoid coil 12c
Is connected to a pair of terminals (not shown), which can be connected to a power supply via an electric wiring via a solenoid control device 31 (electronic fuel injection control circuit). The energization is controlled as a function of the operating conditions of the engine, which is a known method. A solenoid control device 31 is connected to a detector 32 for detecting the engine speed, oil temperature, supply pressure, etc., as is well known. I have.

【0015】前記実施例の作用を説明する。エンジンの
運転には図示しない燃料タンクからの燃料が図示しない
燃料ポンプ及び燃料パイプをへて図示しないシリンダヘ
ッド内燃料供給通路より本体ハウジング3下部の燃料溜
24へ所定の比較的低い圧力で供給される。燃料溜24
へ供給された燃料はハウジング内供給通路3dをへて燃
料溜3pに供給され、さらにドレン通路3eをへて図示
しない燃料タンクへドレンされる。図1において時刻t
1 以前にはソレノイドコイル12cに通電はないためス
プリング15の力によりポペット弁2は開放状態で保持
される。この状態においてプランジャ1が上昇行程にな
ると燃料は排油溜3cから環状溝21、通路3bをへて
プランジャ室3aへ流入する。図1(a)に示すように
時刻t1 にソレノイドコイル12cに電圧V1 で通電さ
れるとソレノイド磁気回路に磁束が発生しソレノイドス
テータ12とアーマチュア13の間に電磁吸引力FC
発生するが電磁吸引力FC がスプリング15のセット荷
重より大きくならないとアーマチュア13とポペット弁
2の結合体は上方へ動きださない。突入電流はアーマチ
ュア13が最大空隙位置からソレノイドステータ12側
へ吸引されて移動している時間だけ必要であり、アーマ
チュア13が最小空隙位置で停止してからは保持電流A
0 で十分である。
The operation of the above embodiment will be described. During operation of the engine, fuel from a fuel tank (not shown) is supplied at a predetermined relatively low pressure from a fuel supply passage in a cylinder head (not shown) to a fuel reservoir 24 below the main body housing 3 through a fuel pump and a fuel pipe (not shown). You. Fuel reservoir 24
The fuel supplied to the fuel tank is supplied to a fuel reservoir 3p through a supply passage 3d in the housing, and further drained to a fuel tank (not shown) through a drain passage 3e. In FIG. 1, time t
Before 1 , the solenoid coil 12 c is not energized, so that the poppet valve 2 is held open by the force of the spring 15. In this state, when the plunger 1 goes up the stroke, the fuel flows from the oil sump 3c through the annular groove 21 and the passage 3b into the plunger chamber 3a. Electromagnetic attracting force F C between is energized by voltages V 1 to the solenoid coil 12c solenoid magnetic flux is generated in the magnetic circuit solenoid stator 12 and the armature 13 is generated at time t 1 as shown in FIG. 1 (a) There conjugate the electromagnetic attracting force F C is not greater than the set load of the spring 15 the armature 13 and poppet valve 2 is not Ugokidasa upward. The inrush current is required only during the time when the armature 13 is being attracted and moved from the maximum gap position to the solenoid stator 12 side, and the holding current A is required after the armature 13 stops at the minimum gap position.
0 is sufficient.

【0016】この理由を説明する。良好な噴射制御性を
得るためポペット弁2は高速で閉弁させたいので電磁石
の能力一杯の吸引力を働かせる様励磁電流を流す必要が
ある。電磁吸引力FC と励磁電流Iは次の関係がある。 FC =1/2μ(Bg2 S),Bg=μ・(NI)/
δ,μ=4π×10-7 N:コイル巻数,Bg:空隙の磁束密度(飽和値が存在
する) δ:空隙長さ,S:空隙断面積。 このため電磁石の能力一杯の吸引力を働かせるためには
Bgを飽和値まであげなければならない。Bgが飽値に
なったときI/δは一定であるからδが小さければIも
小さくてよい。即ち最大空隙位置からソレノイドステー
タ12側へ吸引されて移動している時間だけ突入電流を
流せばよく、アーマチュア13が最小空隙位置で停止し
てからは保持電流A0 でよい。
The reason will be described. Since the poppet valve 2 is desired to be closed at a high speed in order to obtain good injection controllability, it is necessary to supply an exciting current so as to use the attraction force of the full power of the electromagnet. Electromagnetic attracting force F C and the exciting current I is the following relationship. F C = 1 / μ (Bg 2 S), Bg = μ · (NI) /
δ, μ = 4π × 10 −7 N: number of coil turns, Bg: magnetic flux density of air gap (saturation value exists) δ: air gap length, S: air gap cross-sectional area. For this reason, Bg must be increased to a saturation value in order to use the attraction force of the full capacity of the electromagnet. When Bg becomes saturated, I / δ is constant, so if δ is small, I may be small. That may be allowed to flow only time rush current that is moving is sucked from the maximum gap position to the solenoid stator 12 side, will shut down the armature 13 is at a minimum air gap position may be maintained current A 0.

【0017】時刻t2 に電磁吸引力FC がスプリング1
5のセット荷重より大きくなると図1(c)に示すよう
にポペット弁2は上昇し時刻t3 にポペット弁2の円錐
形弁フェース2mが環状円錐形弁座3hに着座する。こ
の直後からはソレノイドコイル12cが必要とする駆動
電圧はポペット弁2の閉鎖状態を保持するのみで十分で
あるのでV1 からV2 へ低下せしめられる。この間タペ
ット5が押されてプランジャ1は動きはじめているため
燃料の噴射圧は図1(d)に示すようにポペット弁2が
閉じる直前から上昇しはじめ噴射ノズルニードル弁10
の開弁圧より大きくなる時刻t4 より図1(e)に示す
ようにニードル弁10が開きエンジン燃焼室へ燃料噴射
がはじまる。時刻t5 にソレノイドコイル12cへの通
電が止められると、ソレノイドステータ12とアーマチ
ュア13の間の電磁吸引力FC は消滅する。このためポ
ペット弁2は下降し弁開口部が開放される。ポペット弁
2が開き始めると噴射圧の上昇は停止し下降に転ずる。
噴射圧がさらに下降しニードル弁10の閉弁圧より小さ
くなる時刻でニードル弁10が閉鎖しはじめ時刻t6
エンジン燃焼室への燃料予備噴射(パイロット噴射)が
終了する。
[0017] The electromagnetic attractive force at the time t 2 F C is spring 1
Poppet valve 2 so becomes larger than the set load shown in FIG. 1 (c) of the 5 elevated cone type valve face 2m of the poppet valve 2 at time t 3 is seated on the annular conical valve seat 3h. Driving voltage solenoid coil 12c Immediately after this is need is caused to decrease from V 1 since it is sufficient only to hold the closed state of the poppet valve 2 to V 2. During this time, the tappet 5 is pushed and the plunger 1 starts to move, so that the fuel injection pressure starts to rise immediately before the poppet valve 2 closes as shown in FIG.
From time t 4 when larger than the valve opening pressure needle valve 10 as shown in FIG. 1 (e) fuel injection starts to open the engine combustion chamber. When energization of the solenoid coil 12c is stopped at time t 5, the electromagnetic attraction force F C between the solenoid stator 12 and the armature 13 disappears. For this reason, the poppet valve 2 is lowered and the valve opening is opened. When the poppet valve 2 starts to open, the increase in the injection pressure stops and starts to decrease.
Fuel preinjection of the needle valve 10 in the smaller becomes time from the valve closing pressure of the injection pressure is further lowered needle valve 10 to the engine combustion chamber and the beginning time t 6 closed (pilot injection) is terminated.

【0018】さらに時刻t の通電解除後すみやかに
時刻t に再度ソレノイドコイル12cが1回目と同
一レベルの電圧V にて通電される。このとき図1
(c)に示す如くポペット弁2が下降移動中に通電され
るため、ポペット弁2が再度上昇し弁開口部が再度閉鎖
されるまでの時間T は時刻t とt の間の時
間T より短くする。したがって2回目の電圧が1回
目と同一レベルのVであっても、2回目突入電流A
は1回目突入電流A より小さくなる。時刻t
にポペット弁開口部が再度閉鎖されると、この直後から
ソレノイドステータ12が必要とする駆動電圧はポペッ
ト弁2の閉鎖状態を保持するのみでよいので電圧はV
からVへ低下せしめられる。ポペット弁2の閉鎖後
図1(d)に示す如く噴射圧は再び上昇を始めニードル
弁10が開き燃料主噴射が開始される。時刻t10でソ
レノイドコイル12cの通電が解除されると前記と同様
に噴射圧の上昇は止り下降に転じニードル弁10が閉鎖
されエンジン燃焼室への燃料主噴射は終了する。
Furthermore the time t again solenoid coil 12c to the energization cancellation after rapidly time t 7 of 5 is energized by the first voltage V 1 of the same level. At this time, FIG.
Because the poppet valve 2 as shown in (c) is energized during the downward movement, the time T 2 of the up poppet valve 2 is increased valve closing opening again again time t 1 and t time between 3 shorter than T 1. Thus also the second voltage is a V 1 of the first and the same level, second rush current A 2
It is smaller than the first inrush current A 1. Time t 8
When the poppet valve opening is closed again, the voltage since the driving voltage solenoid stator 12 is required immediately after may only hold the closed state of the poppet valve 2 is V 1
It is caused to decrease to V 2 from. After the poppet valve 2 is closed, the injection pressure starts increasing again as shown in FIG. 1D, the needle valve 10 is opened, and the main fuel injection is started. Increase in the same manner as described above injection pressure and energization of the solenoid coil 12c is released at time t 10 the fuel main injection into the engine combustion chamber is closed, the needle valve 10 turns to a blind descent ends.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明は前記のとおり作動させるので次
の効果がある。図1に示す如く2回目噴射の通電時間
(時刻t とt の間)T は1回目噴射の突入
電圧Vと同一レベルの電圧において、1回目噴射の通
電時間(時刻t とt の間)T より短いた
め、2回目突入電流最大値A は1回目突入電流最大
値A より小さくなる。このためソレノイドコイルの
発熱の問題やソレノイドコイル駆動用パワートランジス
タに容量の大きなものを要する等の深刻な問題は回避さ
れる。よって本発明は2回目噴射時の突入電流最大値を
1回目噴射時の突入電流最大値以下にした電磁式ユニッ
トインジェクタを提供できる。
The present invention operates as described above and has the following effects. In the second (between times t 7 and t 8) energizing time of injection T 2 are inrush voltage V 1 and the voltage of the same level for the first time injection as shown in FIG. 1, the energization time of the first injection (time t 1 and shorter than t between 3) T 1, 2 time inrush current maximum value a 2 is smaller than the first rush current maximum value a 1. For this reason, serious problems such as the problem of heat generation of the solenoid coil and the need for a large capacity power transistor for driving the solenoid coil are avoided. Therefore, the present invention can provide an electromagnetic unit injector in which the maximum inrush current at the time of the second injection is equal to or less than the maximum value of the inrush current at the time of the first injection.

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

【図1】実施例の電磁式ユニットインジェクタの詳細動
作説明図。
FIG. 1 is a detailed operation explanatory view of an electromagnetic unit injector of an embodiment.

【図2】従来例の電磁式ユニットインジェクタの詳細動
作説明図。
FIG. 2 is a detailed operation explanatory view of a conventional electromagnetic unit injector.

【図3】従来例の電磁式ユニットインジェクタの詳細動
作説明図。
FIG. 3 is a detailed operation explanatory view of a conventional electromagnetic unit injector.

【図4】電磁式ユニットインジェクタの断面図。FIG. 4 is a sectional view of an electromagnetic unit injector.

【図5】図4に示す電磁式ユニットインジェクタの主要
部構成図。
FIG. 5 is a main part configuration diagram of an electromagnetic unit injector shown in FIG. 4;

【図6】図4に示す電磁式ユニットインジェクタの主要
部構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of the electromagnetic unit injector shown in FIG. 4;

【図7】図4に示す電磁式ユニットインジェクタの主要
部構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of the electromagnetic unit injector shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…ポペット弁、12…ソレノイドステータ、12c…
ソレノイドコイル、13…アーマチュア、31…ソレノ
イド制御装置。
2 ... Poppet valve, 12 ... Solenoid stator, 12c ...
Solenoid coil, 13: Armature, 31: Solenoid control device.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 45/04 F02D 41/20 F02D 41/40 F02M 57/02 F02D 41/34 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 45/04 F02D 41/20 F02D 41/40 F02M 57/02 F02D 41/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ソレノイドに電圧を付与して電磁弁を閉
じることにより燃料の圧力が上昇して噴射が始まり、該
ソレノイドに付与されている電圧を遮断して電磁弁を開
くことにより、前記燃料圧力が下降して噴射が終了する
機能を有するディーゼルエンジン用電磁式ユニットイン
ジェクタであって、1ストローク時にソレノイドに電圧
の付与遮断を2回行なうことにより、電磁弁(2)を2
回往復動させて燃料を2回噴射しパイロットインジェク
ションを行なう電磁式ユニットインジェクタにおいて、
該インジェクタを構成する前記電磁弁の開閉作動を誘導
・制御するソレノイドの励磁電圧について、1回目の噴
射と2回目の噴射との突入電圧V を同一レベルの電圧
とし、かつ該突入電圧のパルス幅をそれぞれT 、T
としたときT >T なるように前記ソレノイドを
励磁するソレノイド制御装置(31)を有してなる電磁
式ユニットインジェクタ。
1. A solenoid valve is closed by applying a voltage to a solenoid.
As a result, the fuel pressure rises and injection starts,
Shuts off the voltage applied to the solenoid and opens the solenoid valve
As a result, the fuel pressure drops and the injection ends.
Electromagnetic unit for diesel engine with functions
A voltage applied to the solenoid during one stroke
The solenoid valve (2) is set to 2
Reciprocates twice and injects fuel twice, pilot injection
Electromagnetic unit injector that performs
Induces the opening and closing operation of the solenoid valve constituting the injector
・ For the excitation voltage of the solenoid to be controlled,
Out second identical level of voltage inrush voltages V 1 between the injection
And the pulse widths of the rush voltages are T 1 and T 1 , respectively.
Said solenoid as T 1> T 2 becomes when the 2
Electromagnetic having a solenoid control device (31) for exciting
Expression unit injector.
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