JPH02218859A - エンジンの高圧燃料噴射装置 - 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〕 本発明は例えば高速ディーゼルエンジンに用いられるエ
ンジンの高圧燃料噴射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ディーゼルエンジンにおいては、−層の低燃料消
費化や排気の清浄化などはかるために、燃料噴射を電気
的に制御する技術が広く注目されるようになってきた。

この種の技術が採用された燃料噴射装置としては例えば
特開昭６２−２８２１６４号公報（発明の名称：インジ
ェクタ）に開示されたものがある。これは、燃料噴射口
を開閉する噴射弁体の前後に燃料圧力を作用させるいわ
ゆるバランス形のものであり、電磁石で作動される弁体
で小室内の圧力を逃がす弁口を閉じることによって小室
内の燃料圧力で噴射弁体を押圧して燃料噴射口を閉じる
一方、弁口を開いて噴射弁体を一定のリフト量だけ後退
させることによって燃料噴射口から燃料を噴射させるよ
うに構成されている。そして、蓄圧室内の燃料圧力を変
化させたり、あるいは噴射弁体を開く速度を変化させて
燃料噴射率を変化させるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のこの種の燃料噴射装置においては、燃料
噴射率が変化する範囲を大きくするのが困難であった。

すなわち、エンジンで駆動される燃料噴射ポンプでは吐
出圧がそれほど変化しないばかりでなく、噴射時期を決
められたクランク軸角度に合わせる関係上、噴射弁体の
開く速度を変化させるのにも限界があるからである。

そこで、噴射弁体に係止部を設け、この係止部に反燃料
噴射口側から当接する制御部材を、噴射弁体の近くに設
けた電磁石で移動させることによって、噴射弁体のリフ
ト量を変化させることが考えられる。しかし、このよう
に電磁石を高圧な蓄圧室内に設けると、電磁石の電気的
接続が困難になる不都合が起きる。また、作動時に噴射
弁体の係止部と制御部材とが激しく当接するため、これ
ら部材の摩耗が問題になる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、電磁石
の接続が困難になることなく、燃料噴射率を広い範囲に
おいて変化させることができるエンジンの高圧燃料噴射
装置を提供するものである。

また、噴射弁体のリフト量を制御する部材に摩耗が生じ
るのを抑えることができる高圧燃料噴射装置を提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る高圧燃料噴射装置は、噴射弁体の後端部に
小室を貫通して弁体に当接する係止部材を設けると共に
、弁体を短いリフト量で作動させる第１電磁石と弁体を
長いリフト量で作動させる第２電磁石とを弁口の反小室
側に配設したものである。

また、噴射弁体の後端部に小室を貫通し弁体に当接する
係止部材を設け、この係止部材に弁口を開口させると共
に、弁体を短いリフト量で作動させる第１電磁石と弁体
を長いリフト量で作動させる第２電磁石とを弁口の反小
室側に配設したものである。

（作用〕 本発明においては、噴射弁体は弁口を開閉する弁体を利
用して制御されるようになり、弁体のリフト量に応じて
そのリフト量が変化するようになる。

また、弁口から逃がされる燃料が弁体と係止部材との間
を流れるようになるので、弁口を閉じたり開いたりする
際に弁体と係止部材とが激しく接触するようなことがな
くなる。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置を示
す縦断面図、第２図は電磁石が励磁されない状態におけ
る（ａ）第１電磁石の前端部を示す拡大断面図、（ｂ）
噴射弁体の後端部を示す拡大断面図、第３図は同じく第
ｉ！磁石のみが励磁された状態における第２図に相当す
る図、第４図は同じく第２電磁石が励磁された状態にお
ける第２図に相当する図である。第１図において全体を
符号１で示す燃料噴射弁は全体として略円柱状に形成さ
れている。この燃料噴射弁１の前端には燃料噴射口２が
開口され、−側部には燃料供給口３が開口されている。

燃料供給口３には燃料ポンプ４が接続され、この燃料ポ
ンプ４により、高圧（例えば約５００ｋｇ／ｃｊ）に加
圧された燃料が燃料タンク５から圧送される。

６はボディーで、前部が小径で後部が大径な略円筒状を
呈し、前端にはノズルチップ７がシム８を介して螺着さ
れ、後端には燃料戻し口９を有する後蓋１１が締付ナツ
ト１２で固定されている。

また、ボディー６の、内部には前側に蓄圧室１３が形成
され後側に低圧室１４が形成されている。

１５はこの蓄圧室１３と低圧室１４とを画成する円板状
の内蓋部材である。この内蓋部材１５の中央部には前記
燃料噴射口２を開閉する噴射弁体１６の後部を保持する
シリンダ１７が設けられている。噴射弁体１６の後部に
は前記シリンダ１７に保持され前部に比較して大径に形
成された受圧部１６ａが設けられている。一方、噴射弁
体１６の前部はノズルチップ７に挿入されることによっ
て保持されている。１８はシリンダ１７の底部と噴射弁
体１６の後端面とによって形成されたきわめて小さな容
積を有する小室である。すなわち、噴射弁体１６はボデ
ィー６内に収容され、後端部が小室１８内に臨み後端部
より前側の部分が蓄圧室１３内に臨むように軸線方向に
摺動自在に保持されている。１９は噴射弁体１６を燃料
噴射口２を閉じる方向に付勢するばねであり、内蓋部材
１５と鍔部１６ｂとの間にばね受けを介して弾装されて
いる。

２１はボディー６に穿設された燃料供給通路で、燃料供
給口３と蓄圧室１３との間を連通している。

２２は噴射弁体１６の受圧部１６ａの中央部に設けられ
た中央孔、２３はこの中央孔２２と蓄圧室１３との間を
連通ずる連通孔である。２４は受圧部１６ａの後端部に
突設された係止部材である。

この係止部材２４は受圧部１６ａの後端部に圧入固定さ
れた大径部２４ａと、小室１８を貫通し後述する弁体に
当接するロンド状の小径部２４ｂとが一体に形成されて
おり、内部には両端面間を軸線方向に貫通する連通路２
５が設けられている。

連通路２５の上流端にはオリフィス２９が配設され、そ
の下流側には連通路２５と小室１８との間を連通ずる複
数個の連通孔２６が開口され、さらに下流端には周縁に
平面座を有する弁口２７が開口されている。そして、小
径部２４ｂは内蓋部材１５の軸線上に配置されシリンダ
孔２８によって軸線方向に摺動自在に保持されている。

ここで、シリンダ孔２８の内周面と小径部２４ｂの外周
面とは、これらの部材間から燃料が洩れないように精密
に加工されている。

３１は内蓋部材１５の後側、すなわち低圧室１４側に取
付けられた第２電磁石、３２はその後方に配設された第
１電磁石であり、これら第１．第２電磁石３２．３１お
よび内蓋部材１５は同一軸線上に重ねて低圧室１４内に
収容され、後蓋１１でボディー６に固定されている。前
記第２電磁石３１は後内蓋部材１５に螺着された円筒状
のヨーク３１ａと、このヨーク３１ａに支持され中央に
軸孔を有するコア３１ｂと、このコア３１ｂに嵌装され
た電、磁コイル３１Ｃとからなる。第１電磁石３２も第
２電磁石３１と同様にヨーク３２ａと、中央に軸孔を有
するコア３２ｂと、電磁コイル３２Ｃとからなり、コア
３２ｂとコア３１ｂとの間に空間が形成されている。

３３は第２電磁石３１と内蓋部材１５との間に介装され
た弁体であり、弁口２７を開閉し小室１８の圧力が低圧
室１４側へ逃がされるのを制御する。この弁体３３は弁
棒３３ａがコア３１ｂの軸孔に挿通されて進退自在に保
持され、外周部にはコア３１ｂおよびヨーク３１ａに対
向して円板状のアーマチュア３１ｄが一体的に設けられ
ている。

３４はこの弁棒３３ａに後方から当接する押圧棒であり
、第１！磁石３２のコア３２ｂの軸孔に挿通されて進退
自在に保持されている。３５はこの押圧棒３４を介して
弁体３３を常時弁口２７方向へ押圧する棒ばねであり、
第１電磁石３２の反アーマチュア側に配設され調整ねじ
３６で弾撥力が調整されている。３２ｄは第１電磁石３
２に備えられたアーマチュアで、中央部に押圧棒３４前
端の鍔部３４ａが後方から摺動自在に嵌合する凹陥部３
７と、弁棒３３ａが前方から摺動自在に挿通される挿通
孔３８とが同一軸線上に設けられている。ここで、アー
マチュア３２ｄは図示しないがばね等の部材によって弁
口２７方向への移動が規制されており、移動ストローク
はアーマチュア３１ｄよりも小さく設定されている。す
なわち、アーマチュア３２ｄは弁体３３を短いリフト量
で作動させ、アーマチュア３１ｄはアーマチュア３２ｄ
の作動とは無関係に長いリフト量で作動させる。

なお、ヨーク３１ｃ、３２ｃには、低圧室１４側に逃が
された燃料を燃料戻し口９へ流す連通孔３９が設けられ
ている。また、電磁石９の電磁コイル２２は図示しない
端子部材を介して外部電源に接続されている。

４１は第１電磁石３２．第２電磁石３１への通電を制御
する制御装置であり、この制御装置４１はエンジン回転
速度検出器４２、スロットル開度検出器４３などから出
力される信号に基づいてこれら電磁石への通電を制御す
る。

第５図は噴射弁体１６の前端部を示す拡大断面図であり
、着座部よりも前側には、（ａ）で示す着座時において
燃料噴射口２に臨み燃料噴射口２の内周面との間に狭い
空隙を形成する大径部１６Ｃおよび小径な小径部１６ｄ
が設けられている。

ここで、噴射弁体１６のリフト量は、第３図に示す第１
！磁石３２が励磁された状態では（ｂ）で示すように大
径部１６ｃの一部および小径部１６ｄが燃料噴射口２内
に臨み、第４図に示す第２電磁石３１が励磁された状態
では（Ｃ）で示すように小径部１６ｄのみが燃料噴射口
２内に臨むように設定されている。

このように構成された高圧燃料噴射装置においては、制
御装置４１によって、第１電磁石３２のみが励磁される
と、第３図に示すようにアーマチュア３２ｄが磁気吸着
され弁体３３が後退して弁口２７が開かれる。このため
、小室１８の圧力が弁口２７から逃がされ低くなるので
、蓄圧室１３内の燃料圧力が小室１８の圧力とばね１９
の弾撥力と釣り合うまで噴射弁体１６が押し上げられ、
燃料噴射口２から燃料が噴射される。このとき、噴射弁
体重６のリフト量はアーマチュア３２ｄのストロークに
対応し、第５図（ｂ）に示すように短くなる。

一方、第２電磁石３１が励磁されると、第４図に示すよ
うにストロークが長いアーマチュア３１ｄが磁気吸着さ
れるので、弁体３３の後退量も大きくなり、それに伴っ
て噴射弁体１６のリフト量も第５図（ｃ）に示すように
長くなる。

また、燃料が弁口２７と弁体３３との間を流れて逃がさ
れるようになるので、燃料が潤滑油として作用し係止部
材２４と弁体３３とは接触しない状態となる。

したがって、噴射弁体１６のリフト量が短い状態では、
噴射弁体１６と燃料噴射口２との間隙を狭くし、燃料を
絞って通りにく（することができるから、燃料噴射率を
小さくすることができる。

そして、噴射弁体１６のリフト量が長い状態では燃料噴
射口２を大きく開いて燃料を通りやすくすることができ
るので、燃料噴射率を大きくすることができる。

燃料噴射率の制御について詳述すると、第６図は第１電
磁石３２の駆動パルスＡと第２電磁石３１の駆動パルス
Ｂとの関係を示すグラフ、第７図は噴射弁体１６のリフ
ト量りと時間Ｔとの関係を示すグラフ、第８図は燃料噴
射率Ｑと時間Ｔとの関係を示すグラフであり、いずれの
図においても、（ａ）は低負荷低回転運転時の場合を、
（ｂ）は高負荷高回転運転時の場合を、（Ｃ）は中負荷
中回転運転時の場合を示す、なお、燃料噴射時間はエン
ジンの回転速度に応じて変化するが図においては等しい
長さに示しである。

低負荷低回転運転時の場合は第１電磁石３２のみが励磁
される、この場合噴射弁体１６のリフト量が短くなり、
それに伴って燃料噴射率Ｑが小さくなる。一方、高負荷
高回転運転時の場合は第２電磁石３１のみが励磁される
。この場合噴射弁体１６のリフト量が長くなり、燃料噴
射率Ｑが大きくなる。また、中負荷中回転運転時の場合
は先ず第１電磁石３２のみが励磁され、その後第１電磁
石３２の励磁が解除されて第２電磁石３１が励磁される
。この場合、燃料噴射率Ｑは第２電磁石３１が励磁され
る時間の割合に応じて大きくなり、この割合は運転状態
に応じて決定される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、噴射弁体の後端部
に小室を貫通して弁体に当接する係止部材を設けると共
に、弁体を短いリフト量で作動させる第１電磁石と弁体
を長いリフト量で作動させる第２電磁石とを弁口の反小
室側に配設したから、噴射弁体を弁口を開閉する弁体を
利用して制御することができる。

したがって、圧力が低い側の弁体を第１．第２電磁石で
作動させることによって噴射弁体のリフト量を変化させ
ることができるから、燃料噴射率を比較的に大きな範囲
で変化させることできるだけでなく、第１．第２電磁石
に高圧が作用するのを避けることができる。その結果、
電磁石の電気的接続を容易に行うことができる。

また、噴射弁体の後端部に設けられ小室を貫通し弁体に
当接する係止部材に弁口を開口させたから、燃料を弁体
と係止部材との間を流れるように逃がすことができる。

したがって、弁口を閉じたり開いたりする際に弁体と係
止部材とが激しく接触するのを燃料によって防止するこ
とができるから、弁体と係止部材との摩耗を可及的に低
減することができる。

／′ 一＼′

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置を示
す縦断面図、第２図は電磁石が励磁されない状態におけ
る（ａ）第１電磁石の前端部を示す拡大断面図、（ｂ）
噴射弁体の後端部を示す拡大断面図、第３図は同じく第
１電磁石が励磁された状態における第２図に相当する図
、第４図は同じく第２電磁石が励磁された状態における
第２図に相当する図、第５図は噴射弁体の前端部を示す
拡大断面図、第６図は第１電磁石の駆動パルスと第２電
磁石の駆動パルスとの関係を示すグラフ、第７図は噴射
弁体のリフトｌと時間との関係を示すグラフ、第８図は
燃料噴射率と時間との関係を示すグラフである。 １・・・・燃料噴射弁、２・・・・燃料噴射口、１３・
・・・蓄圧室、１５・・・・内蓋部材、１６・・・・噴
射弁体、１８・・・・小室、２４・・・・係止部材、２
７・・・・弁口、３１・・・・第２電磁石、３２・・・
・第１電磁石、３３・・・・弁体、３４・・・・押圧棒
。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　加圧された燃料が導入される蓄圧室および小室
   を有するボディーと、このボディー内に、後端部が小室
   内に臨み後端部より前側の部分が蓄圧室内に臨むように
   保持され燃料噴射口を開閉する噴射弁体と、前記小室の
   圧力を逃がす弁口を開閉する弁体とを備えた高圧燃料噴
   射装置において、噴射弁体の後端部に小室を貫通して前
   記弁体に当接する係止部材を設けると共に、弁体を短い
   リフト量で作動させる第１電磁石と弁体を長いリフト量
   で作動させる第２電磁石とを前記弁口の反小室側に配設
   してなるエンジンの高圧燃料噴射装置。
2. （２）　加圧された燃料が導入される蓄圧室および小室
   を有するボディーと、このボディー内に、後端部が小室
   内に臨み後端部より前側の部分が蓄圧室内に臨むように
   保持され燃料噴射口を開閉する噴射弁体と、前記小室の
   圧力を逃がす弁口を開閉する弁体とを備えた高圧燃料噴
   射装置において、前記噴射弁体の後端部に小室を貫通し
   弁体に当接する係止部材を設け、この係止部材に前記弁
   口を開口させると共に、前記弁体を短いリフト量で作動
   させる第１電磁石と弁体を長いリフト量で作動させる第
   ２電磁石とを弁口の反小室側に配設してなるエンジンの
   高圧燃料噴射装置。