JPH01208562A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ８発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、主としてディーゼルエンジンの燃焼室に燃料
を直接噴射するために用いられる燃料噴射装置に関し、
特に、エンジンのクランク軸に連動するカム軸により作
動され、一回の作動毎に一定量の燃料を吐出し得るプラ
ンジャ型噴射ポンプと、この噴射ポンプの吐出側に連通
し、噴射ポンプの吐出圧力が所定値以上になると噴孔を
開く針弁を有する燃料ノズルと、この燃料ノズルからの
燃料噴射量を調節する噴射量調節装置とを備えたものの
改良に関する。

（２）　　従来の技術 かかる燃料噴射装置は、例えば特開昭５８−２０４９６
２号公報に開示されているように、既に′知られており
、その燃料噴射装置では、噴射量調節装置を、噴射ポン
プの吐出側から噴射ノズルに至る通路に介装される第１
電磁弁と、噴射ノズル　　　　　−から噴射ポンプの吸
入側に至る通路に介装される第２電磁弁とから構成し、
これら電磁弁の開閉タイミングを制御することにより噴
射ノズルからの燃料噴射量を調節している。

（３）発明が解決しようとする課題 従来の燃料噴射装置による噴射量の調節は、噴射ポンプ
の極めて短い作動期間中に２個の電磁弁の開閉タイミン
グを制御することにより行われるので、電磁弁及びそれ
を制御する電子制御装置に高い応答性が要求され、必然
的に装置全体がコスト高となる傾向がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、噴射ポ
ンプの作動期間に比べ遥かに長い不作動期間中に噴射量
調節装置の制御を行い得るようにした前記燃料噴射装置
を提供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、噴射量調節装置
を、シリンダと、このシリンダ内に嵌装されてその内部
を圧力流体源に連なる第１室及び噴射ポンプの吐出側に
連なる第２室に区画する計量ピストンと、噴射ポンプの
不作動期間中第１室に圧力流体源から流体を所定量供給
して計量ピストンを後退限から所定量前進させ、噴射ポ
ンプの作動時噴射ポンプの吐出燃料の一部を第２室に収
容すべく計量ピストンの後退限までの後退を許容する手
段とから構成したことを特徴とする。

（２）作　用 上記構成によれば、圧力流体源の流体を噴射ノズルから
の燃料噴射ＩＱは、噴射ポンプからの燃料吐出量Ｑ、（
一定）から、噴射ｔｍ節装置においてピストンの後退に
より第２室に吸収された燃料量Ｑ２を差引いたものとな
り、しかもＱ２は噴射ポンプの不作動期間中に、圧力流
体源の流体を第１室に充填する量に相当するから、その
充填量を制御することにより噴射量Ｑを調節することが
できる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図はディーゼルエンジンの燃料供給系を示す
もので、エンジンの運転中、燃料ポンプｌは燃料タンク
２の燃料を吸上げて定圧流路３へ供給する。定圧流路３
内の燃料圧力は公知の調圧弁４により常に一定に保たれ
、余剰燃料は戻り流路５を通して燃料タンク２へ還流す
る。

定圧流路３の燃料は、エンジンのシリンダヘッドに装着
されるユニットインジェクタ６に導入され、そこで高圧
に昇圧されてエンジンの燃ｉ室へ直接噴射される。その
燃料噴射装置、噴射ｉｌ１節装置７により、噴射時期は
噴射時期調節装置８によりそれぞれ調節される。また、
これら調節装置７．８は電子制御装置９によりエンジン
の運転条件、例えば回転数、負荷、温度等に応じて制御
される。

噴射量調節装置７は、その作動流体、とじて、定圧流路
３の燃料が分岐流路１０を通して供給される。

第２図において、前記ユニットインジェクタ６は、プラ
ンジ中型の噴射ポンプ１１及び噴射ノズル１２を一体的
に結合して構成される。

噴射ポンプ１１は、インジェクタ本体１３の中間部に固
設された上下方向のシリンダ１４と、このシリンダ１４
内に挿入されてシリンダ下部にポンプ室１５を画成する
プランジャ１６とを備える。

このプランジ中１６の上端に取付けられたリテーナ１７
とインジェクタ本体１３との間に戻しばね１８が縮設さ
れ、これによってプランジャ１６はポンプ室１５の容積
拡張方向へ付勢される。またインジェクタ本体１３の上
端部には、リテーナ１７に内端壁を当接させるカップ状
のカムフォロア罵９が摺動自在に嵌挿され、このカムフ
ォロア１９の上端面にエンジンのクランク軸（図示せず
）に連動して回転するカム軸２０のカム２０ａが係合さ
れる。

インジェクタ本体１３とシリンダ１４の間には、前記定
圧流路３に連なる環状の導入室２１が形成されており、
この導入室２１及びポンプ室２２間を連通ずる吸入ポー
ト２３がシリンダ１４の側壁に穿設される。この吸入ボ
ート２３は、プランジャ１６の下降途中でプランジャ１
６の側面に隠れるようになっている。

一方、プランジ中１６には、その軸線に対し一定角度で
傾斜した斜面２４が下端に形成され、またその斜面２４
と平行なスリット２５が周壁に切られ、さらにこのスリ
ット２５をポンプ室２２に連通する連通凹部２６が下端
面中心部に穿設される。上記斜面２４及びスリット２５
間の距離はカム２０ａのプランジャ１６に与える押下げ
量より小さく設定される。

またシリンダ１４の外周にはピニオン２７が回転自在に
嵌合され、このピニオン２７は前記カムフォロア１９内
でジヨイント２８を介してプランジャ１６と連結される
。ジヨイント２８はプランジャ１６の昇降を許容しつ＼
ピニオン２７の回動をプランジャ１６に伝達し得る公知
のものであるピニオン２７には、インジェクタ本体１３
に摺動自在に支承されるラック２９が噛合され、ラック
２９に前記噴射時期調節装置８が連結される。　。

前記噴射ノズル１２は、シリンダ１４の下部に順次配置
される第１．第２．第３中間部材３１゜３２．３３及び
ノズル管３４を有し、これらはインジェクタ本体１３の
下部に螺着されるキャップ３５によって保持される。ノ
ズル管３４には、その先端の噴孔３６を開閉する針弁３
７が装着される。この針弁３７は、第１．第２中間部材
３２゜３３間に設けられたばね室３８に上端を突入させ
ており、その突入端を閉弁方向へ付勢する弁ばね３９が
ばね室３８に収容される。

また針弁３７はノズル管３４の上部に摺動自在に支承さ
れる大径の受圧部３７ａを有し、その受圧部３７ａの下
端面はノズル管３４内の圧力室３４ａに臨んでいる。圧
力室３ｊａは第１〜第３中間部材３１〜３３に設けられ
た一連の吐出通路４０を介して前記ポンプ室１５と常時
連通ずる一方、針弁３７の開弁時のみ噴孔３６と連通す
るようになっている。

前記噴射量調節装置７は、インジェクタ本体１３の中間
部−側面から張出した取付部４１に固設されるシリンダ
４２及び、このシリンダ４２内に嵌装される段付の計量
ピストン４３を備える。シリンダ１４内には、計量ピス
トン４３の大径部４３ａ外端面が臨む第１室４４、大径
部４３ａの内端面が臨む大気圧室４６及び小径部４３ｂ
の外端面が臨む第２室４５が形成され、大気圧室４６に
は計量ピストン４３を第１室４４側へ付勢する戻しばね
４７が縮設される。この戻しばね４７の力によって、計
量ピストン４３は、通常、第１室４４の端壁に当接する
後退限に保持される。

第１室４４は、取付部４１上面に装着された電磁弁４８
を介して前記分岐流路１ｏに接続され、また第２室４５
は前記吐出通路４ｏに連通される。

上記電磁弁４８は、ソレノイド４８ａの通電時のみ開弁
する常閉型であり、しかもソレノイド４８ａの消勢時で
も第１室４４の圧力が所定値以上に上昇すると開弁する
ようになっている。その開弁圧力は前記噴射ノズル１２
の針弁３７の開弁圧力より小さく設定される。

次にこの実施例の作用について説明する。

エンジンの運転中、噴射ポンプ１１のプランジャ１６は
、回転するカム２０ａの押下げ作用と戻しばね１８の戻
し作用を受けて上下に往復動する。

而して、プランジャ１６が上昇位置にあるとき、定圧流
路３からの燃料が導入室２１及び吸入ポート２３を経て
ポンプ室２２を満たし、さらに吐出通路４０を経て第２
室４５及び圧力室３４ａ等を満たす。

このようにプランジャ１６が上昇位置を占める期間中に
、電子制御装置９から電磁弁４８へエンジンの運転条件
に応じた時間だけ通電が行われ、それに伴い電磁弁４８
が開弁すると、定圧流路３から分岐流路１０を通して第
１室４４に燃料が供給される。その結果、計量ピストン
４３の両端面には定圧流路３の圧力が等しく作用するが
、計量ピストン４３の、第１室４４に臨ませた受圧面ば
第２室４５に臨ませた受圧面よりも広いので、その受圧
面積差により発生する推力が計量ピストン４３を後退限
から第２室４５側へ前進せしめ、結局、第１室４４には
電磁弁４８の通電時間に応じた量の燃料が充填される。

その後、噴射時期の到来により、カム２０ａがプランジ
ャ１６を押下げると、プランジャ１６の側面が吸入ボー
ト２３を閉じている間、即ちプランジャ１６の下端縁が
吸入ポート２３の開口端を通過してからスリント２５が
吸入ボート２３と対面するまでの間、ポンプ室２２はプ
ランジャ１６により加圧され、一定量の燃料を吐出通路
４０へ吐出する。

このポンプ室２２の吐出圧力は吐出通路４０を介して第
２室４５及び圧力室３４ａへ伝達して計量ピストン４３
を第１室４４側へ、また針弁３７の受圧部３７ａを開弁
側へ押圧するが、電磁弁４８の開弁圧力は針弁３７のそ
れより低く設定されているので、先ず電磁弁４日が第１
室４４の上昇する圧力により開弁じ、第１室４４から分
岐流路１０への燃料の逆流を許容するので、計量ピスト
ン４３は当初の後退限まで押し戻される。このような計
量ピストン４３の後退により、ポンプ室２２からの吐出
燃料の一部は第２室４５に吸収される。

計量ピストン４３が後退限に達すると、ポンプ室２２の
吐出圧力は更に上昇し、今度は針弁３７が開弁するため
、残余の吐出燃料が噴孔３６がらエンジンの燃焼室へ噴
射される。

したがって、燃焼室への燃料の噴射ＩＱは、ポンプ室２
２から吐出１ｆｆｌｉ４０への吐出量Ｑ、（−定）から
第２室４５の吸収量Ｑ２を差引いた量となる。しかも、
Ｑ２は計量ピストン４３の後退量に比例し、換言すれば
該ピストン４３の前進量、即ち電磁弁４８の通電時間に
比例するので、その通電時間をエンジンの運転条件に応
じて制御することにより噴射量Ｑを自由に調節すること
ができる。

特に、電磁弁４８の通電時間の制御は燃料噴射が行われ
ない長い期間中に行うものであるから、制御時間に充分
な余裕があり、電子制御装置９及び電磁弁４８に多少の
応答遅れがあっても、計量ピストン４３を所望の位置へ
確実に作動し、所望の噴射量Ｑを正確に得ることができ
る。

また比較的高価な電磁弁４８は、使用個数がユニットイ
ンジェクタ６１個につき、１個で足り、その上、噴射ポ
ンプ１１の高い吐出圧力に曝されないから高度の耐圧性
も要求されずに済み、コストの低減に大いに寄与し得る
。

一方、燃料の噴射時期は次のようにして調節される。先
ず、プランジャ１６が上昇限に位置を占めているとき、
噴射時期調節装置８によりラック２９を介してピニオン
２７を回動し、ジヨイント２８を介してプランジ中１６
を同角度回動する。

すると、プランジャ１６の下端面は斜面２４になってい
るため、プランジャ１６の下端から吸入ボート２３まで
の距離が変化する。そして、その距離が大きくなると、
カム２０ａによりプランジャ１６が押下げられたとき、
プランジ中１６の側面により吸入ポート２３が閉じられ
る時期、即ちポンプ室２２の加圧開始時期が遅くなる。

燃料の噴射時期が遅くなり、反対に上記距離が小さくな
ると、噴射時期は早くなる。

尚、プランジャ１６の回動調節によるも、斜面２４とス
リット２５とは互いに平行であるから、プランジャ１６
のポンプ室２２に対する有効加圧ストロークは不変であ
り、したがってポンプ室２２から吐出通路４０への燃料
の吐出量は常に一定である。

以上において、定圧流路は本発明の圧力流体源に対応し
、電磁弁は本発明の手段に対応する。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、噴射量調節装置を、シリ
ンダと、このシリンダ内に嵌装されてその内部を圧力流
体源に連なる第１室及び噴射ポンプの吐出側に連なる第
２室に区画する計量ピストンと、噴射ポンプの不作動期
間中第１室に圧力流体源から流体を所定量供給して計量
ピストンを後退限から所定量前進させ、噴射ポンプの作
動時噴射ポンプの吐出燃料の一部を第２室に収容すべく
計量ピストンの後退限までの後退を許容する手段とから
構成したので、噴射ポンプの作動期間より遥かに長い不
作動期間中に圧力流体源から第１室への流体充填量を制
御することにより噴射ノズルからの燃料噴射量を調節す
ることができ、したがって第１室への流体を充填するた
めの手段が高度の応答性を備えずとも噴射量の正確な調
節が可能であり、コスト低減に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を水子もので、第１図は本発明
の燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンの燃料系の
概要図、第２図はその要部の縦断面図である。 ３・・・圧力流体源としての定圧流路、６・・・ユニッ
トインジェクタ、７・・・噴射量調節装置、１１・・・
噴射ポンプ、１２・・・噴射ノズル、１６・・・プラン
ジ中、４２・・・シリンダ、４３・・・計量ピストン、
４４・・・第１室、４５・・・第２室、４８・・・手段
としての電磁弁第２図 第１図 手続補正書印釦 昭和　　６３年　６　月−７日 １、事件の表示 昭和６３年特　許願第２９６６４号 ２、発明の名称 燃料噴射装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　（５３２）本田技研工業株式会社４、代　　　
理　　　人　　〒１０５ 住　所　　東京都港区新橋四丁目４番５号　第１ニジム
ラビル５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、 補正の内容 １、明細書第８頁第１１行、第９頁第２行のそれぞれに
、 「２２」とあるを、「１５」と訂正する。 ２、明細書第９頁第１２行、 「である」とある次に、「、」を加入する。 ３、明細書第１０頁第５行、 「第１．第２」とあるを、「第２．第３」と訂正する。 ４、明細書第１２頁第１θ行、第１３頁第１４行、同頁
末行、第１４頁第９〜ｌＯ行、同頁第１３行、第１６頁
第１３行、第１７頁第１行、同頁第２〜３行のそれぞれ
に、 「２２」とあるを、「１５」と訂正する。 ５、別紙図面に未配するように、図面中、「第１図」と
あるを「第２図」に、また「第２図」とあるを「第１図
」にそれぞれ訂正する。 以上 第＼図 第％図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンのクランク軸に連動するカム軸により作動さ
   れ、一回の作動毎に一定量の燃料を吐出し得るプランジ
   ャ型噴射ポンプと、この噴射ポンプの吐出側に連通し、
   噴射ポンプの吐出圧力が所定値以上になると噴孔を開く
   針弁を有する燃料ノズルと、この燃料ノズルからの燃料
   噴射量を調節する噴射量調節装置とを備えた燃料噴射装
   置において、噴射量調節装置を、シリンダと、このシリ
   ンダ内に嵌装されてその内部を圧力流体源に連なる第１
   室及び噴射ポンプの吐出側に連なる第２室に区画する計
   量ピストンと、噴射ポンプの不作動期間中第１室に圧力
   流体源から流体を所定量供給して計量ピストンを後退限
   から所定量前進させ、噴射ポンプの作動時噴射ポンプの
   吐出燃料の一部を第２室に収容すべく計量ピストンの後
   退限までの後退を許容する手段とから構成したことを特
   徴とする、燃料噴射装置。