JPH02161165A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明はコモンレール型式のディーゼルエンジン用の
燃料噴射装置に関するものである。

［従来技術］ この発明の先行技術資料として特開昭５９−１６５８５
８号公報がある。この公報においてはコモンレールと呼
ばれる一種のサージタンクに高圧燃料を蓄圧し、この燃
料をコマンドピストンにより開閉駆動されるインジェク
タにより周期的に噴射してエンジンに供給している。然
しコマンドピストンにかかる背圧は制御室内のオリフィ
スによってコントロールされているので燃料噴射率パタ
−ンはオリフィスの直径により一義的に決まって了い、
パイロット噴射的な噴射率パターンを得ることは困難で
あった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明はコモンレール式燃料噴ｆＪＪ装置にパイロッ
ト噴射的の噴射率パターンを付与することを課題とする
。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記の課題を解決するためこの発明は本体にコマンドピ
ストン室がインジェクタと同軸に設けられ、コマンドピ
ストン室にはコマンドピストンが摺動可能に収容され、
コマンドピストンの一端はインジェクタのノズルニード
ルに連結され、コマンドピストンの他端側のコマンドピ
ストン室は制御室として形成され、制御室のコマンドピ
ストンと対向する側の端部にオリフィスを有する開閉弁
が設けられ、開閉弁とコマンドピストンの他端との間に
第２圧縮ばねが設けられ、ノズルニードルは第１圧縮ば
ねによりノズルニードルの先端方向に付勢され、インジ
ェクタに設けた油溜めはコモンレールに直接連通し、前
記開閉弁は三方電磁弁を介してコモンレール、リザーバ
に通断可能である燃料噴射装置において、前記コマンド
ピストンはコマンドピストン室内を摺動する筒状の大径
コマンドピストンと、この大径コマンドピストンの内部
孔内に開動可能に収容された小径コマンドピストンとか
らなり、小径コマンドピストンの一端はノズルニードル
に連結され、（ｔ！２９Ｎは前記制御室に対向し、内部
孔には小径コマンドピストンの他端に当接してシール機
能を発揮する弁座が形成された構成を有している。

［作用］ 三方電磁弁の無通電の状態では制御室は開閉弁のオリフ
ィスを介してコモンレールに連通し、リザーバに対して
遮断されている。そしてインジェクタの油溜め室にはコ
モンレールから供給された高圧の燃料が充満しているの
でノズルニードルには制御室方向に向う力が作用してい
る。−力制御室はコモンレールに連通しているためコモ
ンレールと同圧になっているが開閉弁は第２圧縮ばねに
より閉弁している。そして小径コマンドピストンにはノ
ズルニードルの方向に向う力が作用する。

このノズルニードルに作用する相反する方向の二つの力
はほぼ等しいがノズルニードルにはその先端方向に向け
て第１圧縮ばねの力が作用しているのでノズルニードル
の先端は油溜めの先端に当接し、インジェクタは閉弁し
ている。そしてこの状態では小径コマンドピストンの他
端は大径コマンドピストンの内部孔に設けた弁座から離
れている。

次に三方電磁弁に通電すると制御室はコモンレールとの
連通を遮断され、リザーバに連通ずる。

このため制御室内の燃料は開］弁のオリフィスを通って
徐々にリザーバに流れるので制御室内の圧力は徐々に低
下してゆく。従って小径コマンドピストンに作用するノ
ズルニードル方向の力が次第に小さくなる。制御室の圧
力の低下がある値になるとノズルニードルは開弁じ、小
径コマンドピストンは制御室方向に移動する。小径コマ
ンドピストンが移動して大径コマンドピストンの内部孔
に設けた弁座に当接すると大径コマンドピストンは制御
室内の圧力及び大きな受圧面積による力をノズルニード
ルの方向に受けてコマンドピストン室の底面に押圧され
ているので小径コマンドピストンの移動が止まる。この
状態で燃料のパイロット噴射が行なわれる。更に制御室
内の圧力が低下して所定の値になると大径コマンドピス
トンが小径コマンドピストンとともに移動するのでノズ
ルニードルは更に移動し、フルリフトの位置に達して主
噴射が行なわれる。従って第２図に示すような噴射率パ
ターンが得られる。

［実施例］ 以下実施例を示す図面によりこの発明を説明する。第１
図は第１実施例を示す。同図において本体１の一端面１
ａには座板２を介して公知のインジェクタ３が取り付け
られている。インジェクタ３は筒状のケーシング３ａと
、ケーシング３ａ内を軸方向に摺動するノズルニードル
３ｂと、ノズルニードル３ｂを囲む油溜め３Ｃとからな
り、ケーシング３ａの先端（第２図では下端）にはノズ
ニードル３ｂにより開閉されるノズル３ｄが設けられて
いる。本体１にはその一端面１ａに開口する小孔４と他
端面１ｂに開口するコマンドピストン室５がインジェク
タ３と同軸に配設されている。

コマンドピストン室５の小孔４に対向する側は段差５ｂ
を介して小径部５ａとなっており、又コマンドピストン
室５の他端面５ｂは円形の弁座７を有する本体取付部材
６に当接している。

コマンドピストン室５内には筒状の大径コマンドピスト
ン８が摺動可能に収容され、その内部孔９のほぼ中間部
には外方向に延出する段差１０が形成されている。段差
１０の内縁は円形の弁座１１となっている。段差１０に
より内部孔９には大径部９ａが形成されている。ノズル
ニードル３ｂは小孔４を貫通してコマンドピストン室５
の小径部５ａ内に延出している。小孔４内ではノズルニ
ードル３ｂにばね受け１２が取り付けられ、第１圧縮ば
ね１３によりノズルニードル３ｂはその先端方向（第１
図で下方）に付勢されている。大径コマンドピストン８
の内部孔９内には小径コマンドビントン１４が摺動可能
に収容されている。小径コマンドビントン１４は段差部
を介して縮径する径小部１４ａを有し、径小部１４ａは
コマンドピストン室５の底面５ｂにコマンドピストン室
５と同心に設けた小径部５ａ内に隙間を設けて遊挿され
ている。この径小部１４ａはノズルニードル３ｂに連結
されている。なお、小径コマンドピストン１４の上端面
１４ｂの周縁１４Ｇは面取りされ、前記弁座１１に当接
可能の弁部になっている。

大径コマンドピストン８と本体取付部材６との間のコマ
ンドピストン室５及び小径コマンドピストン１４の上端
面より上方の内部孔９は制御室１５となっており、この
制御室１５に前記第１弁座７が臨んでいる。制御室１５
内には円板状の開閉弁１６が配置され、第２圧縮ばね１
７により第１弁座７に押圧されている。開閉弁１６のほ
ぼ中心にはオリフィス１８が設けられている。又大径コ
マンドピストン８は第３圧縮ばねね１９によりコマンド
ピストン室５の底面５ｂに押し付けられている。

本体取付部材６には三方電磁弁２０が取り付けられ、ソ
レノイド２１を介してＥＣＬＪ２２により操作される。

ＥＣＵ２２にはエンジン水温等のデータが入力され、こ
れらの入力値によりソレノイドに対する通電、非通電時
間が設定される。三方電磁弁２０の供給ボート２３は導
管２４を介してコモンレール２５に連通し、コモンレル
２５は導管２６を介して高圧ポンプ２７及びリザーバ２
８に連通している。三方電磁弁２０のリークポート２９
は導管３０を介してリザーバ２８に連通し、制御ボート
３１は導管３２を介して第１弁座７に連通する。又イン
ジェクタ３の油溜め３Ｃは導管３３を介して導管２４に
連通し、コマンドピストン室５の小径部５ａは導管３４
を介して導管３０に連通ずる。

次に上記構成による作用を第２図の動作図及び第３．４
図のフローチャートにより説明する。三方電磁弁２０が
通電によりオン（第３図のステップ１００）になると第
２図（イ）に示す駆動パルス波形が印加され、三方電磁
弁２０の制御ポート３１がリークボーｉ・２９に連通し
、供給ボート２３が閉鎖される（第２図（ロ）及び第３
図のステップ１１０）、このため高圧の制御室１５内の
燃料はオリフィス１８を通って低圧のリザーバ２８に徐
々に流れ、制御室１５の圧力ＰＨ，は除徐に低下する（
第２図の（ハ）及び第３図のステップ１２０）。次にス
テップ１３０では小径コマンドピストン１４に作用する
ノズルニードル方向（第１図で下方向）の力が反対方向
の力以下であるか否かが判断される。即ちコモンレール
２５の圧力をＰｋ、制御室１５の圧力をＰＣ１小径コマ
ンドピストン１４の直径をＤＡ１ノズルニードル３ｂの
上向き受圧面積をＳＮ１第１圧縮ばね１２のばねが判断
され、ＹＥＳであればノズルニードル３ｂは小径コマン
ドピストン１４とともに上昇し、初期微量噴射が行なわ
れる（第２図（ホ）の初期及び第３図のステップ１４０
）。ＮＯであればステップ１３０を繰り返す。次にステ
ップ１５０において小径コマンドピストン１４が大径コ
マンドピストン８の第２弁座１１に接触したか否かが判
断される。ＹＥＳであればステップ１６０に移行し、Ｎ
Ｏであればステップ１５０を繰り返す。ステップ１６０
では大径コマンドピストン８にかかる下向きの力が上向
きの力以下であるかが判断される。

即ち ＰＫ、π、ＤＢ／４≦ＰＣ１ＳＮ、−ＦｓＡ−ＦＳＢ−
ＦＳに こで ＤＢ・・・大径コマンドピストンの直径ＦｓＢ・・・第
２圧縮ばね１７のばね力ＦＳＣ・・・第３圧縮ばね１９
のばね力判断結果がＹＥＳであれば大、小径コマンドピ
ストン８．１４は上昇し、従ってノズルニードル３ｂも
上昇して燃料の主噴射が行なわれる（第２図の（ホ）及
び第３図のステップ１７０）。

次に三方電磁弁２０が非通電でＯＦＦ　（ステップ２０
０）になると、リークボート２９は閉鎖され、制御ボー
ト３１が供給ボート２３に連通する（ステップ２１０）
。この結果コモンレール２５内の高圧の燃料が第２圧縮
ばね１７のばね力に抗して開閉弁１６を押し下げ、制御
室１５内に急速に流入するので制御室１５の圧力が上昇
する（ステップ２２０）。そしてステップ２３０におい
て大、小径コマンドピストン８．１４に作用する下向き
の力がノズルニードル３ｂに作用している上向きの力よ
り大きいか否かが判断される。即ちＰＫ、π、ＤＢ　　
／４＞ＰＣ，ＳＮ、　　ＦＳＡ−ＦＳＢ−ＥＳＣ が判断され、ＹＥＳであればステップ２４０に移行し、
大、小径コマンドピストン８．１４が同時に下降する。

Ｎｏであればステップ２３０を繰り返す。大径コマンド
ピストン８はコマンドピストン室５の底面５ｂに当接し
て停止するが小径コマンドピストン１４は更に下降して
ノズルニードル３ｂがノズル３ｄを閉鎖する（ステップ
２５０）。

第５図は第２実施例を示す。第１実施例との相違点は小
径コマンドピストン１４の上端面（弁部）１４ｂが大径
コマンドピストン８の内部孔９の段差１０に面接触可能
であることである。その他の構成は第１実施例と同じで
あり、又作用も同じである。

［効果］ この発明は上記の構成を有するので次のような優れた効
果を有する。

（イ）三方電磁弁に通電すると小径コマンドピストンが
先ずリフトし、次に大径コマンドピストンが小径コマン
ドピストンとともにリフトするので主噴射の前にパイロ
ット噴射が可能となり、パイロット噴射の時間は小径コ
マンドピストンの弁部と大径コマンドピストンの第２弁
座との距離を調節することにより所望の値に設定できる
。

（ロ）三方電磁弁への通電後パイロット噴射開始時期は
開閉弁のオリフィスの直径を大きくすれば早くなり、小
さくすれば遅くなるので所望の時期に設定可能である。

（ハ）以上のことから燃焼が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の縦断正面図を示す。第２図は第１
実施例の時間に対する動作を示し、（イ）は三方電磁弁
の駆動パルスを、（ロ）は三方Ｎ磁片のリフトを、（ハ
）は制御室圧力の変化を、（ニ）はノズルニードルのリ
フトを、（ホ）は噴射率をそれぞれ示す。第３図は通電
時のフローチャートを示す。第４図は非通電時のフロー
チャートを示す。第５図は第２実施例の要部の縦断正面
図を示す。 １・・・本体 ３・・・インジェクタ ３ｂ・・・ノズルニードル ５・・・コマンドピストン室 ８・・・大径コマンドピストン １０・・・段差（弁座） １１・・・弁座 １３・・・第１圧縮ばね １４・・・小径コマンドピストン １５・・・制御室 １６・・・開閉弁 １７・・・第２圧縮ばね １８・・・オリフィス ２０・・・三方電磁弁 ２５・・・コモンレール 代理人　　弁理士　　定立　勉（ほか２名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　本体にコマンドピストン室がインジエクタと同軸に設
   けられ、コマンドピストン室にはコマンドピストンが摺
   動可能に収容され、コマンドピストンの一端はインジエ
   クタのノズルニードルに連結され、コマンドピストンの
   他端側のコマンドピストン室は制御室として形成され、
   制御室のコマンドピストンと対向する側の端部にオリフ
   ィスを有する開閉弁が設けられ、開閉弁とコマンドピス
   トンの他端との間に第２圧縮ばねが設けられ、ノズルニ
   ードルは第１圧縮ばねによりノズルニードルの先端方向
   に付勢され、インジエクタに設けた油溜めはコモンレー
   ルに直接連通し、前記開閉弁は三方電磁弁を介してコモ
   ンレール、リザーバに通断可能である燃料噴射装置であ
   つて、前記コマンドピストンはコマンドピストン室内を
   摺動する筒状の大径コマンドピストンと、この大径コマ
   ンドピストンの内部孔内に摺動可能に収容された小径コ
   マンドピストンとからなり、小径コマンドピストンの一
   端はノズルニードルに連結され、他端は前記制御室に対
   向し、内部孔には小径コマンドピストンの他端に当接し
   てシール機能を発揮する弁座が形成されていることを特
   徴とする燃料噴射装置。