JP3297263B2 - ユニットインジェクタ - Google Patents

ユニットインジェクタ

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JP3297263B2
JP3297263B2 JP22753295A JP22753295A JP3297263B2 JP 3297263 B2 JP3297263 B2 JP 3297263B2 JP 22753295 A JP22753295 A JP 22753295A JP 22753295 A JP22753295 A JP 22753295A JP 3297263 B2 JP3297263 B2 JP 3297263B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
の燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来形の機械式駆動の電子制御ユニット
インジェクタを図3に示す。図において1は燃料を圧送
するプランジャ、2はボディでその中でプランジャ1が
油密を保ち、摺動するとともに他の部品を収める。3は
ポペット弁であり、これの閉および開時期により燃料吐
出の開始および終了を規定する。
【0003】4は、ソレノイドであり、ポペット弁3を
駆動する。5はリターンスプリング、aは油路であり、
プランジャ室9とポペット弁室8を経由してドレン(図
示せず)とを結ぶ。8はポペット弁室、9はプランジャ
室、10はノズルチップ、11はノズル噴口、12は針
弁、13はノズルスプリング、14はノズル開弁圧設定
用のシム、15はスプリング受、bはプランジャ室9と
ノズルチップ10とを結ぶ油路、17はタペット、18
はプランジャスプリング、19はコントローラ、20は
駆動装置である。
【0004】次にその作用について説明する。クランク
軸(図示せず)に同期して駆動されるカム(図示せず)
がプッシュロッド(図示せず)、ロッカアーム(図示せ
ず)を介してタペット17およびこれと組合わされたプ
ランジャ1を駆動する。プランジャ1のリフト行程中に
コントローラ19からの指令によりソレノイド4がポペ
ット弁3を閉じる。
【0005】このため、プランジャ室9の燃料が圧縮さ
れ、油路bを通ってノズルチップ10へその圧力が伝え
られる。この圧力が予め設定されたノズル開弁圧力より
高くなれば、針弁12を押上げ、ノズル噴射口11から
エンジンシリンダ(図示せず)内へ燃料が高圧で噴射さ
れる。さらにプランジャ1がリフトする途中で、コント
ローラ19からの指令によりソレノイド4への通電はカ
ットされる。
【0006】このため、ポペット弁3を閉のまま保持し
ようとする電磁力がなくなり、ポペット弁3はリターン
スプリング5により開となる。この結果、高圧の燃料は
油路aを通って排出される。このため、ノズルチップ1
0内の圧力は低下し、針弁12はノズルスプリング13
により押し戻され、降下、着座し、燃料の噴射が終了す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述したような形式の
機械式駆動の電子制御ユニットインジェクタでは、ポペ
ット弁3の閉および開により噴射の開始時期および終了
時期が制御される。このような型式のものでは噴射タイ
ミングの制御が容易となるメリットがあるが、このポペ
ット弁3の設置に伴ない、次項のような問題点が生じ
る。
【0008】(1)シリンダヘッドの構造上の制約によ
りポペット弁3およびソレノイド4の設置位置がプラン
ジャ室9から離れた位置にならざるを得ず、このためプ
ランジャ室9とポペット弁室8とを結ぶ油路aが長くな
る。この油路のデッドボリウムの増大により噴射圧力の
低下を招く。
【0009】(2)噴射終了時の圧力降下特性はポペッ
ト弁3の開口特性により規定される。従って、インジェ
クタ小形化のためポペット弁3のシート径や弁リフトを
小さくすれば、圧力降下率が低下し、噴射の切れ悪化を
招く。
【0010】(3)上記の圧力降下特性の改善のため、
ポペット弁3のシート径増大の方策を施せば、ポペット
弁3の大形化を伴ない、その応答性の悪化を招く。ある
いは弁リフト増大の方策をとれば、この場合も応答性の
悪化を招く。このポペット弁3の応答性の悪化は低噴射
量域での燃料メータリング特性の安定性をそこなう。
【0011】本発明の目的は機械式駆動のユニットイン
ジェクタにおいて噴射タイミングの制御自在化というメ
リットを保持したまま、前述した問題点を改善しようと
するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のユニットインジ
ェクタは、ディーゼルエンジンのユニットインジェクタ
形式の燃料噴射装置において;プランジャ室(9)の出
口からソレノイド(4)で駆動されるポペット弁(3)
により開閉されるポペット弁室(8)を経由してドレン
までを結ぶ第1の油路と、前記プランジャ室からノズル
チップ(10)までを結ぶ第2の油路と、前記第1の油
路及び第2の油路を開閉し、前記第1の油路が開の時は
前記第2の油路を閉とせしめ逆に前記第2の油路が開の
時は前記第1の油路を閉とせしめる機能を有するAバル
ブ(21)と、前記第1の油路の途中から分岐し前記A
バルブをバイパスして前記第2の油路に接続される第3
の油路と、該第3の油路の途中に設けられて該第3の油
を開閉制御するBバルブ(22)とを有してなり;前
記Aバルブと前記Bバルブとの背面にスプリング(2
3),(24)のばね力および前記第1の油路及び第3
の油路を経由して燃料油圧力を作用せしめるとともに、
前記ポペット弁(3)が開の時は前記Aバルブ(21)
が前記スプリングのばね力により前記第1の油路を開、
前記第2の油路を閉とせしめるとともに前記Bバルブが
前記スプリング(24)側の油圧がドレンに逃げること
により上昇して第3の油路を開とせしめ、前記ポペット
弁(3)が閉の時は前記Aバルブ(21)がシート部側
の油圧作用面積とスプリング(23)側の油圧作用面積
との差に伴う油圧力の差により上昇して前記第1の油路
を閉、前記第2の油路を開とせしめるとともに、前記B
バルブ(22)がスプリング(24)側の油圧作用面積
とシート部側の油圧作用面積との差に伴う油圧力の差よ
り下降して前記第3の油路を閉とせしめるように構成し
たことを特徴とする。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】次にその作用について説明する。プランジ
ャ1がカムによって駆動されても、ポペット弁3が開の
状態ではプランジャ室9の燃料はAバルブ21からドレ
ンへ逃げ、プランジャ室9の油圧は上昇しない。すなわ
ち、この時Aバルブ21はスプリング23によりシート
部ヘ押しつけられてポペット弁室3へ通じる油路aは開
となり、ノズルチップ10へ通じる油路bは閉となる。
次にソレノイド4が通電されポペット弁3が閉の状態に
なれば、プランジャ室の油圧が上昇する。この結果Aバ
ルブ21およびBバルブ22は次に示すような作動をす
る。
【0018】(1)Aバルブ21の上下の油圧作用面積
は下の方を上より大きく設定しているため、油圧力によ
りAバルブ21は上昇する。この結果、ノズルチップ1
0へ通じる油路bは開となり、ポペット弁室8へ通じる
油路aは閉となる。 (2)Bバルブ22は上方の油圧作用面積を下方のそれ
よりかなり大きく設定しており、このためBバルブは上
方の油圧力が大きく、シート部へ押しつけられる。この
結果、Bバルブはノズルチップ10とポペット弁室8と
を結ぶ油路cを閉とする。
【0019】以上のAバルブ、Bバルブの作動の結果、
燃料の噴射が開始される。このような状態でプランジャ
1がリフトし続け、燃料の噴射が行なわれる。そのの
ち、ソレノイド4への通電がカットされ、ポペット弁3
が開となる。このため、Bバルブ22の上面を押しつけ
ていた油圧がドレンへ逃げ、下面の油圧力の方が大きく
なり、Bバルブ22は上昇する。この結果、ポペット弁
室8を経由してドレンへ通じる油路が開となり、ノズ
ルチップ10へ通じる油路中の高圧燃料がドレンへ逃
げ、ノズルチップ10内の圧力も低下して噴射が終了す
る。
【0020】この油圧低下によりAバルブ21はスプリ
ング23により押し下げられ、プランジャ室9からポペ
ット弁室8へ通じる油路aが開、プランジャ室9からノ
ズルチップ10へ通じる油路bが閉となる。以上述べた
ような作動原理で燃料の噴射が行なわれるが、本方式で
はポペット弁3は直接的に噴射の開始および終了を規定
するものではなく、噴射開始を規定するAバルブ21お
よび噴射終了を規定するBバルブ22の作動をコントロ
ールするパイロット弁として機能している。
【0021】このため、本方式のユニットインジェクタ
は次のような利点を有する。 噴射行程中のデッドボリウムが低減され、噴射圧力が
上昇する。 Aバルブ21およびBバルブ22の高速応答性は良
く、低噴射量域の燃料メータリング特性の安定性が良く
なる。 ポペット弁3およびソレノイド4に要求される性能と
して、従来の機械式駆動の電子制御ユニットインジェク
タのそれと同様な高性能は必ずしも必要ではなく、ポペ
ット弁3、ソレノイド4の小形化、低コスト化が容易と
なる。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図1及び
図2に示す。図1は第1実施形態のユニットインジェク
タの断面図、図2は同実施形態の制御弁まわりの拡大図
を示す。図において符号1乃至20は従来例の1乃至2
0と形状機能でも同一であるので説明を省略する。
【0023】第1実施形態にかかる部分は、21がAバ
ルブ、22がBバルブ、23がAバルブ用のAスプリン
グ、24がBバルブ用のBスプリング、aはプランジャ
室9からドレンまでの油路。bはプランジャ室9からノ
ズルチップ10まで油路、cは油路bの途中から分岐さ
れ油路aへ接続される油路、dはBバルブ22の背面へ
の油路で構成されている。
【0024】プランジャ1がカム(図示せず)によって
駆動されても、ポペット弁3が開の状態ではプランジャ
室9の燃料はAバルブ21からドレンへ逃げ、プランジ
ャ室9の油圧は上昇しない。すなわち、この時Aバルブ
21はAスプリング23によりシート部へ押しつけられ
てポペット弁室9へ通じる油路aは開となり、ノズルチ
ップ10へ通じる油路bは閉となっている。
【0025】次にソレノイド4が通電されポペット弁3
が閉の状態になれば、プランジャ室9の油圧が上昇す
る。この結果、Aバルブ21およびBバルブ22は次に
示すような作動をする。
【0026】(1)Aバルブ21の上下の油圧作用面積
は下の方を上よりも大きく設定しているため、油圧力に
よりAバルブ21は上昇する。この結果、ノズルチップ
10へ通じる油路bは開となり、ポペット弁室8へ通じ
る油路aは閉となる。
【0027】(2)Bバルブ22は上方の油圧作用面積
を下方のそれよりかなり大きく設定しており、このため
Bバルブ22は上方の油圧力が大きく、シート部へ押し
つけられる。この結果、Bバルブ22はノズルチップ1
0とポペット弁室8とを結ぶ油路cを閉とする。
【0028】以上のAバルブ21、Bバルブ22の作動
の結果、燃料の噴射が開始される。この様な状態でプラ
ンジャ1がリフトし続け、燃料の噴射が行なわれる。そ
ののち、ソレノイド4への通電がカットされ、ポペット
弁3が開となる。このため、Bバルブ22の上面を押し
つけていた油圧がドレンへ逃げ、下面の油圧力の方が大
きくなり、Bバルブ22は上昇する。
【0029】この結果、ポペット弁室8を経由してドレ
ンへ通じる油路cが開となり、ノズルチップ10へ通じ
る油路中の高圧燃料がドレンへ逃げ、ノズルチップ10
内の圧力も低下して噴射が終了する。この油圧低下によ
りAバルブ21はAスプリング23により押し下げら
れ、プランジャ室9からポペット弁室8へ通じる油路a
が開、プランジャ室9からノズルチップ10へ通じる油
路bが閉となる。
【0030】以上述べたような作動原理で燃料の噴射が
行なわれるが、本方式ではポペット弁3は直接的に噴射
の開始および終了を規定するものではなく、噴射開始を
規定するAバルブ21および噴射終了を規定するBバル
ブ23の作動をコントロールするパイロット弁として機
能している。
【0031】
【発明の効果】本発明のユニットインジェクタは次のよ
うな利点を有する。 (1)噴射圧力が上昇する。 (2)制御弁の応答性が向上し、低噴射量域の燃料メー
タリング特性の安定性が向上する。 (3)ポペット弁3&ソレノイド4の小形化、低コスト
化を容易とする。
【0032】この結果、本ユニットインジェクタを用い
たディーゼル機関において、 良好な燃焼性能を得ることが可能となり、機関の低
燃費化、低排煙化が実現される。 機関の調整安定性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るユニットインジェ
クタの断面図、
【図2】図1の制御弁まわりの拡大図、
【図3】従来のユニットインジェクタを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1…プランジャ、2…ボディ、3…ポペット弁、4…ソ
レノイド、5…リターンスプリング、8…ポペット弁
室、9…プランジャ室、10…ノズルチップ、11…ノ
ズル噴口、12…針弁、13…ノズルスプリング、14
…シム、15…スプリング受、17…タペット、18…
プランジャスプリング、19…コントローラ、20…駆
動装置、21…Aバルブ、22…Bバルブ、23…Aス
プリング、24…Bスプリング、a…プランジャ室から
ポペット弁室経由ドレンまでの油路、b…プランジャ室
からノズルチップまでの油路、c…油路bから分岐して
ノズルBを経由して油路aへ合流する油路、d…油路c
からバルブBの背面への油路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンのユニットインジェ
    クタ形式の燃料噴射装置において;プランジャ室(9)
    の出口からソレノイド(4)で駆動されるポペット弁
    (3)により開閉されるポペット弁室(8)を経由して
    ドレンまでを結ぶ第1の油路と、前記プランジャ室から
    ノズルチップ(10)までを結ぶ第2の油路と、前記
    1の油路及び第2の油路を開閉し、前記第1の油路が開
    の時は前記第2の油路を閉とせしめ逆に前記第2の油路
    が開の時は前記第1の油路を閉とせしめる機能を有する
    Aバルブ(21)と、前記第1の油路の途中から分岐し
    前記Aバルブをバイパスして前記第2の油路に接続され
    第3の油路と、該第3の油路の途中に設けられて該
    3の油路を開閉制御するBバルブ(22)とを有してな
    り;前記Aバルブと前記Bバルブとの背面にスプリング
    (23),(24)のばね力および前記第1の油路及び
    第3の油路を経由して燃料油圧力を作用せしめるととも
    に、前記ポペット弁(3)が開の時は前記Aバルブ(2
    1)が前記スプリングのばね力により前記第1の油路
    開、前記第2の油路を閉とせしめるとともに前記Bバル
    ブが前記スプリング(24)側の油圧がドレンに逃げる
    ことにより上昇して第3の油路を開とせしめ、前記ポペ
    ット弁(3)が閉の時は前記Aバルブ(21)がシート
    部側の油圧作用面積とスプリング(23)側の油圧作用
    面積との差に伴う油圧力の差により上昇して前記第1の
    油路を閉、前記第2の油路を開とせしめるとともに、前
    記Bバルブ(22)がスプリング(24)側の油圧作用
    面積とシート部側の油圧作用面積との差に伴う油圧力の
    差より下降して前記第3の油路を閉とせしめるように構
    成したことを特徴とするユニットインジェクタ。
JP22753295A 1995-08-11 1995-08-11 ユニットインジェクタ Expired - Fee Related JP3297263B2 (ja)

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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東独国特許第103691号明細書

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