JPH02275058A - 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〕 この発明は例えばディーゼル機関に燃料を噴射供給する
ために使用される燃料噴射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ディーゼル機関用燃料噴射装置として特開昭５９
−１６５８５８号公報に開示されるものがある。これは
、高圧燃料を蓄圧するコモンレと呼ばれる共通の蓄圧配
管と、燃料を噴射するインジェクタとから構成される。

このインジェクタ内には、噴孔を開閉するノズルニード
ルが摺動自在に配されるとともに、このノズルニードル
に作用する燃料圧を保持する背圧室を形成されており、
この背圧室の圧力が三方電磁弁によって高圧側の燃料圧
と低圧側の燃料圧とに切り換え制御されることにより、
蓄圧配管から供給された高圧燃料が噴射される。さらに
、噴射率を制御するため、背圧室の入口部には、背圧室
から低圧側への燃料の流れに対してのみ絞りとなるワン
ウェイオリフィスが設けられており、これにより緩やか
な上昇と瞬時の噴射切れの噴射率であるデルタ型噴射が
得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した構成では、蓄圧配管の燃料圧は
高圧であるので、初期噴射率を緩やかに抑えるのは難し
く、また初期噴射率を抑えるためワンウェイオリフィス
の径を絞ると、ノズルニードルの噴孔を絞る期間が長く
なり、全噴射期間における最大噴射期間の割合が小さく
なるという問題がある。また、さらにはパイロット噴射
ができないという問題がある。

そこで、本発明では゛、高圧配管に蓄圧した高圧燃料を
、ノズルニードルおよびその背圧を制御する制御弁を有
ｒるインジェクタにより噴射する燃料装置において、簡
易な構成で容易に緩やかな上昇と瞬時の噴射切れの噴射
率であるデルタ型噴射を達成し、さらにはパイロット噴
射を達成することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、請求項１記載の第１発明は、
高圧燃料を蓄える蓄圧配管と、噴孔を開閉する摺動自在
に配されたノズルニードルと、このノズルニードルに作
用する圧力を保持する背圧室の圧力を高圧側である前記
蓄圧配管の燃料圧と低圧側の燃料圧とに切り換える制御
弁と、前記背圧室から低圧側への燃料の流れに対しての
み絞りとなるワンウェイオリフィスとを有するインジェ
クタとを備え、 前記制御弁を制御することにより前記ノズルニードルを
作動させて前記蓄圧配管から供給された燃料を前記噴孔
から噴射する燃料噴射装置において、 前記蓄圧配管から前記噴孔への通路中に、前記背圧室の
圧力に従って制御され、噴射初期における噴孔への燃料
の供給を制限する弁手段を設けたことを特徴とする。

また、請求項２記載の第２発明は、高圧燃料を蓄える蓄
圧配管と、 噴孔を開閉する摺動自在に配されたノズルニドルと、こ
のノズルニードルに作用する圧力を保持する背圧室の圧
力を高圧側である前記蓄圧配管の燃料圧と低圧側の燃料
圧とに切り換える制御弁と、前記背圧室から低圧側への
燃料の流れに対してのみ絞りとなるワンウェイオリフィ
スとを有するインジェクタとを備え、 前記制御弁を制御することにより前記ノズルニードルを
作動させて前記蓄圧配管から供給された燃料を前記噴孔
がら噴射する燃料噴射装置において、 前記ノズルニードルを、前記噴孔を開閉する第１の部材
と、前記背圧室の圧力を受けて前記第１の部材を押圧す
る第２の部材とに分割するとともに、前記第１の部材に
作用する圧力を保持する第２の背圧室を形成し、さらに
、第２の背圧室の圧力を高圧と低圧とに切り換える弁手
段を設けたことを特徴とする。

〔実施例〕 以下、図面に基づき、本説明の実施例を説明する。

第１図において、インジェクタ１００は弁ケーシングｌ
を有し、この弁ケーシング１内には、弁体摺動孔３およ
び燃料溜り室５が形成され、先端には燃料溜り室５に連
通ずるノズル孔７が形成されている。弁体摺動孔３には
、ノズルニードル９の大径部１１が摺動自在に嵌合され
ている。このノズルニードル９の大径部１１の上部には
、連結部１３、下部に小径部１５および弁体部１７が一
体形成され、この弁体部１７により噴孔７が開閉される
。

ノズルニードル９の連結部１３の先端には、フランジ１
９、ピストンピン２１およびピストン２３が一体的に連
結されている。フランジ１９とハウジング２５との間に
は、ばね２７が架設され、ノズルニードル９に対して閉
弁方向にばね力を付勢している。

ピストン２３はシリンダ２９内に摺動自在に嵌合されて
おり、シリンダ２９内にはピストン２３を介してノズル
ニードル９を閉弁方向に押圧する背圧室３１が形成され
ている。そして、ピストン２３の移動により背圧室３１
の容積を変えるように構成されている。

この背圧室３１内の上部には、ピストン２３の上端面で
支持されたばね３３にょるばねカが付勢されかつオリフ
ィス３５を有するプレート弁３７が設けられている。

この背圧室３１に対して燃料を供給する燃料供給機構と
して、燃料タンク４１から通路４３を介して燃料を汲み
上げる高圧供給ポンプ４５と、高圧供給ポンプ４５から
通路４７を通じて供給した燃料を蓄圧して各インジェク
タ１００に供給スル共通蓄圧配管（コモンレール）４９
と、コノ蓄圧配管４９からの燃料を背圧室３１または燃
料タンク５１側に切り換えて供給する三方電磁弁５３と
を備えている。

インジェクタ１００内には、第２図に示すように、スプ
ール弁６０が摺動自在に配設されており、このスプール
弁６０の両端には第１の圧力室６１と第２の圧力室６２
が形成されている。

第１の圧力室６１には蓄圧配管４９がらの燃料が通路５
５を介して供給されており、また、第２の圧力室６２に
は背圧室３１がらの燃料が通路５７を介して供給されて
いる。第２の圧力室６２内にばばね７３が配設されてお
り、スプール弁６゜を第１の圧力室６１側に付勢されて
いる。また、第２の圧力室６１内にはスプール弁６ｏの
最大移動位置を規制するストッパ７０が配設されている
。

スプール弁６０の第１の圧力室６１側の端部にはテーパ
状のシート面６４が形成されており、このシート面６４
はシート部６３に着座する。また、スプール弁６０には
シート面６４に連続して小径の絞り部７２が形成されて
いる。スプール弁６０がシート部６３に着座することに
より形成される環状の部屋６６は、通路６７を介して燃
料溜り室５に連通している。また、通路６７は途中で分
岐しており、この分岐通路６８は燃料タンク４１へ連通
し、スプール弁６０の外周に形成された環状溝７１によ
って開閉制御される。

電子制御装置６９は、周知のマイクロコンピュータから
構成され、ディーゼル機関の回転位置を検出する位置検
出手段７４からの制御記号を入力し、所定のプログラム
に従って三方電磁弁５３に制御記号を出力する。

次に、本実施例の作動を第３図とともに説明する。

電子制御回路６９からインジェクタ１００の三方電磁弁
５３へ制御記号が送られていない状態では、背圧室３１
は蓄圧配管４９に連通ずるとともに、燃料タンク４１へ
の連通は遮断されている。

これにより、背圧室３１に蓄圧配管４９からの高圧燃料
が供給されるので、ピストン２３を介してノズルニード
ル９を下方に移動させる力とばね２７によるばね力との
和が、燃料溜り室５の液圧によるノズルニードル９への
上向き力を上回って、ノズルニードル９を下げて弁体部
１７を着座させて噴孔７を閉じる。

蓄圧配管４９の高圧燃料は通路５５を通って第１の圧力
室６１へ供給され、また背圧室３１の高圧燃料は通路５
７を通って第２の圧力室６２へ供給される。この時、第
１の圧力室６１の燃料圧と第２の圧力室６２の燃料圧と
は同一であるので、スプール弁６０はばね７３の付勢力
により図中上方へ付勢され、シート面６４はシート部７
３に着座する。

そして、電子制御装置６９から三方電磁弁５３に制御信
号が出力されて三方電磁弁５３が励磁されると、背圧室
３１は蓄圧配管４９と遮断されるとともに燃料タンク５
１へ連通する。そのため、背圧室３１の高圧燃料は燃料
タンク５１ヘリターンされて、背圧室３１の燃料圧はプ
レート弁３７に設けられているオリフィス３５０作用に
より比較的緩やかに低下する。

この時、背圧室３１の低下に伴ない、第２の圧力室６２
の圧力も低下し、スプール弁６０は第Ｉの圧力室６１の
高圧を受けて緩やかに下降する。

そのため、スプール弁６０のシート面６４はシート部６
３から離れ、また、通路６７はスプール弁６０の外周に
よって遮断される。これにより、高圧燃料は部屋６６、
通路６７を通って燃料溜り室５へ供給される。なお、ス
プール弁６０には絞す部７２が形成されているので、シ
ート面６４がシート部６３から離れた直後における第１
の圧力室６１から燃料溜り室５への通路面積は絞り部７
２によって第３図（ｄ）に示すように制限され、これに
より燃料溜り室５の圧力は遅れて上昇する。。

背圧室３１の圧力が低下し、ばね２７による付勢力と背
圧室３１の圧力とによる下向きの力が燃料溜り室５の圧
力により上向きの力を下回ると、ノズルニードル９は開
弁し、噴孔７から燃料が噴射される。このとき、ノズル
ニードル９が僅かに上昇すると、そのリフ十する速度は
弁体部１７に及ぼされる燃料溜り室５の圧力により俵、
増することになるが、燃料溜り室５の圧力は遅れて緩や
かに上昇するので初期噴射率は緩やかに上昇することに
なる。

さらに、背圧室３１の圧力が低下し、スプール弁６０の
リフト量がＬ以上になると、絞り部７３が部屋６６内に
位置することになり、第１の圧力室６１の高圧燃料は一
気に燃料溜り室５へ供給され、噴射率は上昇する。

その後、電子制御装置６９により設定された噴射期間が
終了すると、三方電磁弁５３への制御信号が停止されて
、三方電磁弁５３は消磁される。

これにより、背圧室３１は、低圧側の燃料タンク５１に
対して遮断され、蓄圧装置４９と連通するので、蓄圧配
管４９からの高圧燃料が背圧室３１へ流入する。このと
き、プレート弁３７は弱い戻りばね３３に抗して図中下
方へ開くので、大きな通路面積が確保され、背圧室３１
の圧力は急激に上昇する。この背圧室３１の圧力の上昇
により、ピストン２３を介してノズルニードル９は図中
下方へ急激に押圧されて開弁じ、瞬時の噴射切れが得ら
れる。また、背圧室３１の圧力は第２の圧力室６２に供
給され、これによりスプール弁６０は上昇し、シート面
６４はシート部６３に着座し、さらに通路６７は環状溝
７１を介して燃料タンク４１に連通ずる。

以上のように、本実施例によれば、デルタ型噴射を達成
することができる。

次に、本発明の第２実施例を説明する。

第４図において、ピストン２３は、第１ピストン２３１
と第２ピストン２３２とに分割されるとともに、第１ピ
ストン２３１の上方には第２の背圧室８０が形成されて
いる。

スプール弁８１の両端には第１の圧力室８２と第２の圧
力室８３とが形成され、第１の圧力室８２には通路８４
を介して背圧室３１の圧力が供給される。また、第２の
圧力室８３には蓄圧配管４９の高圧燃料が通路８５を介
して供給されるとともに、この高圧燃料は燃料溜り室５
へも供給される。

なお、第１の圧力室８２内には、スプール弁８１を第２
の圧力室８３側へ付勢するばね９２と、スプール弁８１
の最大移動位置を規制するストッパ９３が配設されてい
る。

第２の背圧室８０からは３本の通路８６．８７゜８８が
分岐しており、この３本の通路８６，８７゜８８はスプ
ール弁８１によって開閉制御される。

第１の通路８６は第２の背圧室８０から第１の圧力室８
２への流れのみを認める逆上弁８９を介して第１圧力室
８２に連通している。第２の通路８７は、スプール弁８
１の内部に形成された通路９０により第１の圧力室８２
および背圧室３１に連通ずる、第３の通路８８は、スプ
ール弁８１の内部に形成された通路９１により第２の圧
力室８３および燃料溜り室５に連通ずる。なお、他の構
成については前記実施例と同様であるので省略する。

次に、本実施例の作動を第６図とともに説明する。

背圧室３１が高圧燃料で満たされている状態では、第１
の圧力室８２も高圧であるので、スプール弁８１は第５
図（ｄ）に示すようにシート部９５に着座しており、第
１の圧力室８２の高圧は通路９０および通路８７を介し
て第２の背圧室８０へ供給される。

三方電磁弁５３が励磁されると、背圧室３１の圧力はオ
リフィスを介して緩やかに低下し、これと同時に第１の
圧力室８２および第２の背圧室８０の圧力も低下する。

背圧室３１および第２の背圧室８０の圧力の低下により
、ピストン２３およびノズルニードル９は上昇し、噴射
が開始される。

その後、第１の圧力室８２の圧力が背圧室３１とともに
さらに低下し、スプール弁８１に作用する第１の圧力室
８２の圧力とばね９２とによる下向きの力が、スプール
弁８１に作用する第２の圧力室８３の圧力による上向き
の力を下回ると、スプール弁８１は上昇し始める。そし
て、スプール弁８１のリフト量がＡに埋すると、第５図
（ｄ）に示すように、通路８８が通路９１を介して第２
の圧力室８３に連通ずるとともに、通路８７は遮断され
る。そのため、第２の背圧室８ｏの圧力は上昇シ、第１
ピストン２３１およびノズルニードル９は下方に押圧さ
れ、噴射は一旦停止する。

さらに、スプール弁８１が上昇し、リフトｉｔがＢに達
すると、第５図（ｃ）に示すように、通路８６は通路９
０に連通し、第２の背圧室８ｏの圧力は逆止弁８９を通
って低下し、これにより再び噴射が開始される。

以上のように、本実施例によれば、パイロット噴射を達
成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の第１発明によれば、簡易
な構成で容易にデルタ型噴射を達成することができ、さ
らに本発明の第２発明によればパイロット噴射を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例に関するもので、
第１図は本実施例の全体構成を示す模式図、第２図は第
１図のスプール弁６ｏを示す広大図、第３図は本実施例
の作動を示すタイミングチャートである。 第４図〜第６図は本発明の第２実施例に関するもので、
第４図は本実施例の全体構成を示す模式図、第５図は第
４図のスプール弁８１の作動を時間の経過とともに示す
図、第６図は本実施例の作動を示すタイミングチャート
である。　　１００・・・インジェクタ、７・・・噴孔
、９・・・ノズルニードル。 ２３・・・ピストン、３１・・・背圧室、３７・・・プ
レート弁（ワンウェイオリフィス）、４９・・・蓄圧配
管５３・・・三方電磁弁、６０・・・スプール弁、７２
・・・絞り部、２３１・・・第１ピストン、２３２・・
・第２ピストン、８０・・・第２の背圧室、８１・・・
スプール弁。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ばか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧燃料を蓄える蓄圧配管と、 噴孔を開閉する摺動自在に配されたノズルニードルと、
   このノズルニードルに作用する圧力を保持する背圧室の
   圧力を高圧側である前記蓄圧配管の燃料圧と低圧側の燃
   料圧とに切り換える制御弁と、前記背圧室から低圧側へ
   の燃料の流れに対してのみ絞りとなるワンウェイオリフ
   ィスとを有するインジェクタとを備え、 前記制御弁を制御することにより前記ノズルニードルを
   作動させて前記蓄圧配管から供給された燃料を前記噴孔
   から噴射する燃料噴射装置において、 前記蓄圧配管から前記噴孔への通路中に、前記背圧室の
   圧力に従って制御され、噴射初期における噴孔への燃料
   の供給を制限する弁手段を設けたことを特徴とする燃料
   噴射装置。
2. （２）高圧燃料を蓄える蓄圧配管と、 噴孔を開閉する摺動自在に配されたノズルニードルと、
   このノズルニードルに作用する圧力を保持する背圧室の
   圧力を高圧側である前記蓄圧配管の燃料圧と低圧側の燃
   料圧とに切り換える制御弁と、前記背圧室から低圧側へ
   の燃料の流れに対してのみ絞りとなるワンウェイオリフ
   ィスとを有するインジェクタとを備え、 前記制御弁を制御することにより前記ノズルニードルを
   作動させて前記蓄圧配管から供給された燃料を前記噴孔
   から噴射する燃料噴射装置において、 前記ノズルニードルを、前記噴孔を開閉する第１の部材
   と、前記背圧室の圧力を受けて前記第１の部材を押圧す
   る第２の部材とに分割するとともに、前記第１の部材に
   作用する圧力を保持する第２の背圧室を形成し、さらに
   、第２の背圧室の圧力を高圧と低圧とに切り換える弁手
   段を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。
3. （３）前記弁手段は前記背圧室の圧力に従って制御され
   ることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置。