JPH023036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置であつて、
一定の圧力の燃料が蓄圧器から第１の圧力通路を
介して、噴射弁の弁ニードルの後方の端部に作用
する制御ピストンの、噴射弁を常に閉鎖方向に負
荷するための第１の圧力室に導かれかつ、第１の
圧力通路から分岐した燃料供給通路を介して弁ニ
ードルの噴射側の端部の周囲の蓄室に導かれるよ
うになつており、制御ピストンの弁ニードル側に
第２の圧力室が配置されており、液力式の制御回
路内に内燃機関と同期して制御される信号発生器
によつて操作可能なサーボ弁が配置されており、
このサーボ弁によつて流入側の供給導管又は流出
側の戻し導管が選択的に開放圧力通路に接続され
るようになつており、開放圧力通路が燃料供給通
路を閉鎖する開閉弁の圧力ピストンによつて制限
された制御圧力室に通じており、圧力ピストンが
サーボ弁の対応する接続位置で供給導管からの制
御液体の圧力によつて開閉弁の開放方向に負荷さ
れるようになつており、開閉弁による燃料供給通
路の遮断の後に燃料供給通路内に残る燃料が戻し
導管内へ導かれるようになつている形式ものに関
する。

従来の技術 前記形式の公知の（DE−OS2922332号明細書）
の燃料噴射装置においては、蓄圧器から噴射弁の
弁ニードルの周囲の溜室への燃料供給通路が開閉
弁によつて開閉されて、開閉弁がサーボ弁によつ
て所定のタイミングで操作される。開閉弁の閉鎖
部分は燃料の流れ方向で燃料供給通路を閉鎖しか
つ、作用する燃料圧力に坑して開放する。このよ
うな構成は原理的にはあらゆる安全性の要求を考
慮したものである。それというのは弁ニードルが
開放位置引つ掛かつている場合にも蓄圧器の放圧
並びに燃焼室内への燃料の制御不能な噴射が避け
られると共に、このような故障の際にも燃料供給
が、内燃機関の運転に同期して制御された噴射時
点で行われるからである。重油で運転される大型
デーイゼル機関に既に実地に使用されている前記
形式の燃料噴射装置は、開閉弁の構造及び噴射弁
のケージングの構造が複雑であつて、製作並びに
組立が煩雑になり、特に燃料噴射装置の大量生産
に関連して比較的高い費用を必要とする。

発明の目的 従つて本発明の目的は、冒頭に述べた形式の燃
料噴射装置を改善し、特に開閉弁の構造、ひいて
は製作及び組立が簡単であつて、かつ開閉弁が液
力式の制御回路に簡単に接続され、噴射弁の弁ニ
ードルの周囲の蓄室を噴射終了の後に自動的に放
圧するようにして、燃料噴射装置の構成費用を節
減すると共に、燃料噴射装置が大量生産方式で製
作されるようにすることである。

発明の構成 前記目的を達成するために本発明の構成では、
開閉弁の閉鎖部分が第１の圧力通路をこの圧力通
路の拡大された室の範囲で貫通してかつ圧力ピス
トンに接続された連結ロツドの外側の端部に形成
されていて、第１の圧力通路の拡大された室から
の燃料供給通路の分岐箇所に配置された弁座面と
協働するようになつており、開閉弁が受容室内の
圧力ピストンの連結ロツドと逆の端部に、圧力ピ
ストンを開閉弁の閉鎖方向に負荷するために閉鎖
圧力通路を介してサーボ弁の別の出口と接続され
た制御圧力室を有しており、供給導管又は戻し導
管への両方の制御圧力室のサーボ弁による選択的
な接続によつて開閉弁が開放位置又は閉鎖位置へ
制御されるようになつており、第２の圧力室が第
２の圧力通路を介して燃料供給通路に接続されて
おり、燃料供給通路が絞り孔を介して戻り通路に
接続されている。

発明の作用及び効果 本発明の前記構成により、開閉弁の構造が簡単
になり、開閉弁の製作及び組立が容易に行われ、
燃料噴射装置を大量生産方式で製作することがで
き、燃料噴射装置の構成費用が節減される。さら
に、運動する構成部分が少ないことに基づき、燃
料噴射装置が頑丈に構成され、その結果燃料噴射
装置を重油で運転される船舶用デイーゼル機関に
使用した場合にも燃料噴射装置の機能が常に保証
される。さらに、噴射弁の弁ニードルの周囲の蓄
室が噴射終了の後に自動的に放圧されることに基
づき、特別に制御される放圧機構が不必要にな
る。

本発明の有利な実施態様が特許請求の範囲第２
項以下に記載してある。

図面に示した燃料噴射装置においては、燃料は
燃料タンク１からフイードポンプ２によつて蓄圧
器３へ供給され、蓄圧器から一定の圧力で燃料噴
射装置に送られる。燃料噴射装置は噴射弁４を有
しており、噴射弁はケーシング５、弁ニードル６
及び弁ニードルに作用する制御ピストン７から成
つている。弁ニードル６はケーシング５の孔８内
に軸方向移動可能に支承されていて、前端部に円
錐状の閉鎖部分９を有しており、閉鎖部分がケー
シング５内の対応する弁座１０と協働して噴射弁
の開閉を行う。制御ピストン７は径の小さいピス
トン部分１２と径の大きいピストン部分１３とか
ら成つていて、弁ニードル６と同じようにケーシ
ング５内の対応する受容孔１４、１６内に軸方向
移動可能に支承されている。ピストン部分１２の
外側の端面と受容孔１４の壁部分とによつて第１
の圧力室１５が形成され、かつピストン部分１３
の、弁ニードル６側の端面と受容孔１６の壁部分
とによつて第２の圧力室１７が形成されている。
第１の圧力室１５は第１の圧力通路１８を介して
蓄圧器３に接続されていて、蓄圧器から一定の圧
力の燃料を常に供給されており、その結果第１の
圧力室１５内には噴射弁の閉鎖方向に作用する所
定の圧力が常に形成されている。ピストン部分１
２の弁閉鎖方向に作用する受圧面はピストン部分
１３の弁開放方向に作用する受圧面よりも小さく
なつている。ケーシング５内で第１の圧力通路１
８から燃料供給通路１９が分岐して、弁ニードル
６の周囲の蓄室２０に開口している。燃料供給通
路１９は開閉弁２１によつて開閉制御される。開
閉弁２１は閉鎖部分２２で以て燃料供給通路１９
内に突入して、、燃料供給通路を閉鎖するように
なつている。閉鎖部分２２は図示の実施例では円
錐体２３によつて形成されており、円錐体は連結
ロツド２５の外側の端部に配置されていて、燃料
供給通路１９内の対応する円錐状の弁座面２４と
協働するようになつている。連結ロツド２５は圧
力ピストン２６に連結されている。この場合、連
結ロツド２５はケーシング５内で第１の圧力通路
１８を貫通しており、この圧力通路１８が連結ロ
ツド２５によつて貫通された区分に、拡大された
室２７を形成しており、この室２７に燃料供給通
路１９の弁座面２４を備えた通路区分２８が接続
されている。開閉弁２１の圧力ピストン２６はケ
ーシング５内の受容室２９内に軸方向移動可能に
支承されている。

開閉弁２１及び噴射弁４を制御するために、液
力式の制御回路を設けてあり、制御回路が内燃機
関に対して同期して制御される信号発生器３０に
よつて操作可能なサーボ弁３１を有している。サ
ーボ弁３１は流入側で、圧力の一定な制御液体に
通じる供給導管３２に接続され、流出側で戻し導
管３３に接続されていて、かつ２つの出口３４，
３５を有しており、これらの出口は選択的に供給
導管３２若しくは戻し導管３３に接続可能であ
る。サーボ弁３１の電気的な制御部分は電気的な
制御通路３６を介して信号発生器３０に接続され
ており、信号発生器はマイクロプロセツサであつ
て、プログラミングされた基準値に基づき制御通
路３７を介してマイクロプロセツサに投入された
運転パラメータに関連して作動して、サーボ弁へ
信号を送る。サーボ弁３１の出口３４に接続され
た閉鎖圧力通路３８は開閉弁２１の閉鎖方向に作
用する制御圧力室３９に開口しており、この制御
圧力室３９は開閉弁２１の圧力ピストン２６の一
方の端面４０及び受容室２９の壁部分によつて形
成されている。圧力ピストン２６の他方の側、す
なわち連結ロツド２５の側には開閉弁２１の開放
方向に作用する制御圧力室４１を設けてあり、こ
の制御圧力室４１は圧力ピストン２６の他方の端
面４２及び受容室２９の壁部分によつて形成され
ている。開放方向に作用する制御圧力室４１は開
放圧力通路４３を介してサーボ弁３１の出口３５
に接続されている。圧力ピストン２６の閉鎖方向
で行程距離、ひいては制御圧力室４１の最小容積
は連結ロツド２５の長さによつて規定されてお
り、圧力ピストン２６の開放方向での行程距離、
ひいては制御圧力室３９の最小容積は圧力ピスト
ン２６の、制御圧力室３９を制御する端面４０に
配置されたストツパピン４４の長さによつて規定
されている。開閉弁２１の圧力ピストン２６は有
利にはストツパピン４４、連結ロツド２５及び閉
鎖部分２２と一緒に一体に構成されている。

噴射弁４の第２の圧力室１７は第２の圧力通路
４５を介して燃料供給通路１９に接続されてい
て、開閉弁２１による燃料供給通路の開放に基づ
き燃料供給通路を介して噴射弁の開放のために圧
力を供給可能でありかつ開閉弁２１による燃料供
給通路１９の閉鎖に基づき燃料供給通路を介して
再び放圧可能である。燃料供給通路１９からはさ
らに絞り孔４６が分岐しており、この絞り孔は燃
料タンク１への戻り通路４７に開口していて、閉
鎖された燃料供給通路１９内にある燃料の圧力を
軽減するために役立つ。

次に、燃料噴射装置の機能について述べる： 図面に示す出発位置では噴射弁４及び開閉弁２
１は閉じられている。この場合にサーボ弁３１
は、制御圧力室３９を閉鎖圧力通路３８によつて
供給導管３２に接続してかつ制御圧力室４１を開
放圧力通路４３によつて戻し導管３３に接続する
切換位置を占めている。噴射弁４は制御ピストン
７の第１の圧力室１５内に生じる燃料圧によつて
閉鎖位置に保たれている。

今、信号発生器３０によつて噴射過程のための
信号がサーボ弁３１に投入されると、サーボ弁が
切り換えられ、これによつて、 (a) 閉鎖圧力通路３８が供給導管３２から遮断さ
れて戻し導管３３に接続され、その結果開閉弁
２１の制御圧力室３９が放圧され、かつ (b) 開放圧力通路４３が戻し導管３３から遮断さ
れて供給導管３２に接続され、その結果制御圧
力室４１が負荷され、開閉弁２１が開き、燃料
が開放された燃料供給通路１９を介して蓄室２
０及び第２の圧力室１７に供給され、噴射弁４
を開くと共に噴射ノズル１１から噴射される。

噴射過程終了を示す信号が信号発生器３０によ
つてサーボ弁３１に投入されると、直ちにサーボ
弁が再び出発位置へ切り換えられ、閉鎖圧力通路
３８が供給導管３２にかつ開放圧力通路４３が戻
し導管３３に接続される。従つて、制御圧力室３
９が再び圧力で負荷され、これによつて開閉弁２
１が閉じられて、燃料供給通路１９が遮断され
る。燃料供給通路１９を遮断した後に第２の圧力
室１７内の圧力が比較的に急速に低下せしめら
れ、噴射弁４が第１の圧力室１５内の圧力に基づ
き閉じられる。第２の圧力室１７内の圧力の放圧
は第２の圧力通路４５、遮断された燃料供給通路
１９及び絞り孔４６を介して行われる。

キヤビテーシヨンを防止しかつ、遮断された燃
料供給通路１９内の残留圧力を保持するために、
第２図に示してあるように絞り孔４６と戻り通路
４７との間に圧力保持弁４８が接続されている。
圧力保持弁４８は弁球体４９及びこれに作用する
圧縮ばね５０から成つており、圧縮ばねの戻し力
は遮断された燃料供給通路１９内に保持されるべ
き所定の残留圧力に応じて設定されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射装置の第１実施
例の部分断面図、第２図は本発明による燃料噴射
装置の第２実施例の部分断面図である。 １…燃料タンク、２…燃料噴射ポンプ、３…蓄
圧器、４…噴射弁、５…ケーシング、６…弁ニー
ドル、７…制御ピストン、８…孔、９…閉鎖部
分、１０…弁座、１１…噴射ノズル、１２及び１
３…ピストン部分、１４…受容孔、１５…圧力
室、１６…受容孔、１７…圧力室、１８…圧力通
路、１９…燃料供給通路、２０…蓄室、２１…開
閉弁、２２…閉鎖部分、２３…円錐体、２４…弁
座面、２５…連結ロツド、２６…圧力ピストン、
２７…室、２８…通路区分、２９…受容室、３０
…信号発生器、３１…サーボ弁、３２…供給導
管、３３…戻し導管、３４及び３５…出口、３６
…制御通路、３７…制御通路、３８…閉鎖圧力通
路、３９…制御圧力室、４０…端面、４１…制御
圧力室、４２…端面、４３…開放圧力通路、４４
…ストツパピン、４５…圧力通路、４６…絞り
孔、４７…戻り通路、４８…圧力保持弁、４９…
弁球体、５０…圧縮ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の燃料噴射装置であつて、一定の圧
   力の燃料が蓄圧器３から第１の圧力通路１８を介
   して、噴射弁４の弁ニードル６の後方の端部に作
   用する制御ピストン７の、噴射弁４を常に閉鎖方
   向に負荷するための第１の圧力室１５に導かれか
   つ、第１の圧力通路１８から分岐した燃料供給通
   路１９を介して弁ニードル６の噴射側の端部の周
   囲の蓄室２０に導かれるようになつており、制御
   ピストン７の弁ニードル側に第２の圧力室１７が
   配置されており、液力式の制御回路内に内燃機関
   と同期して制御される信号発生器３０によつて操
   作可能なサーボ弁３１が配置されており、このサ
   ーボ弁３１によつて流入側の供給導管３２又は流
   出側の戻し導管３３が選択的に開放圧力通路４３
   に接続されるようになつており、開放圧力通路４
   ３が燃料供給通路１９を閉鎖する開閉弁２１の圧
   力ピストン２６によつて制限された制御圧力室４
   １に通じており、圧力ピストン２６がサーボ弁３
   １の対応する接続位置で供給導管３２からの制御
   液体の圧力によつて開閉弁２１の開放方向に負荷
   されるようになつており、開閉弁２１による燃料
   供給通路の遮断の後に燃料供給通路内に残る燃料
   が戻し導管内へ導かれるようになつている形式の
   ものにおいて、開閉弁２１の閉鎖部分２２が第１
   の圧力通路１８をこの圧力通路の拡大された室２
   ７の範囲で貫通してかつ圧力ピストン２６に接続
   された連結ロツド２５の外側の端部に形成されて
   いて、第１の圧力通路１８の拡大された室２７か
   らの燃料供給通路１９の分岐箇所に配置された弁
   座面２４と協働するようになつており、開閉弁２
   １が受容室２９内の圧力ピストン２６の連結ロツ
   ド２５と逆の端部に、圧力ピストン２６を開閉弁
   ２１の閉鎖方向に負荷するために閉鎖圧力通路３
   ８を介してサーボ弁３１の別の出口３４と接続さ
   れた制御圧力室３９を有しており、供給導管３２
   又は戻し導管３３への両方の制御圧力室３９，４
   ２のサーボ弁３１による選択的な接続によつて開
   閉弁２１が開放位置又は閉鎖位置へ制御されるよ
   うになつており、第２の圧力室１７が第２の圧力
   通路４５を介して燃料供給通路１９に接続されて
   おり、燃料供給通路１９が絞り孔４６を介して戻
   り通路４７に接続されていることを特徴とする、
   内燃機関の燃料噴射装置。 ２ 遮断された燃料供給通路１９内の残留圧力を
   保持するために絞り孔４６から戻り通路４７への
   移行部に、ばね負荷された球形逆止弁として構成
   された圧力保持弁４８が接続されている特許請求
   の範囲第１項記載の燃料噴射装置。 ３ 開閉弁２１の閉鎖部分２２が連結ロツド２５
   の端部の円錐体２３によつて形成されており、円
   錐体２３が第１の圧力通路１８の拡大された室２
   ７から燃料供給通路１９への移行部に形成された
   対応する円錐形の弁座面２と協導するようになつ
   ており、圧力ピストン２６の閉鎖方向への行程運
   動及び開放方向で有効な制御圧力室４１の最小容
   積、並びに圧力ピストン２６の開放方向への行程
   運動及び閉鎖方向で有効な制御圧力室３９の最小
   容積が連結ロツド２５の長さ若しくは圧力ピスト
   ン２６の連結ロツドとは逆の側の端部に配置され
   たストツパピン４４によつて規定されている特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射装
   置。 ４ 開閉弁２１の圧力ピストン２６がストツパピ
   ン４４、連結ロツド２５及び閉鎖部分２２と一緒
   に一体成形されている特許請求の範囲第１項から
   第３項までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。