JPH0235149B2 - NAINENKIKANNONENRYOFUNSHASEIGYOSOCHI - Google Patents
NAINENKIKANNONENRYOFUNSHASEIGYOSOCHIInfo
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- JPH0235149B2 JPH0235149B2 JP22929786A JP22929786A JPH0235149B2 JP H0235149 B2 JPH0235149 B2 JP H0235149B2 JP 22929786 A JP22929786 A JP 22929786A JP 22929786 A JP22929786 A JP 22929786A JP H0235149 B2 JPH0235149 B2 JP H0235149B2
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、内燃機関を停止することなく、また
内燃機関の回転速度に依存せず、燃料噴射時期お
よび燃料噴射量、燃料噴射圧力を容易に調節でき
る内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。Detailed Description of the Invention Technical Field The present invention relates to an internal combustion engine in which fuel injection timing, fuel injection amount, and fuel injection pressure can be easily adjusted without stopping the internal combustion engine and independent of the rotational speed of the internal combustion engine. The present invention relates to a fuel injection control device.
背景技術
一般に内燃機関特にデイーゼル機関において
は、燃料噴射時期は内燃機関性能特に燃料消費率
に大きく影響する。また燃料噴射圧力は高圧力化
して噴射期間を短縮して燃焼効率を高めることに
より燃料消費率の低減が図れるが、内燃機関が低
負荷のときの高圧力噴射は、デイーゼルノツクの
原因となり内燃機関に無理が生じ、内燃機関の寿
命の短縮や過大な騒音につながる。噴射の時期や
圧力の最適値は、内燃機関の運転状態や燃料油の
質により大きく変化するので、内燃機関の運転中
でも燃料噴射時期や燃料噴射圧力が自由に調節で
きれば、燃料の大幅な節約が内燃機関に無理を強
いることなく可能となり、石油価格の高騰する現
状から考え、大きな利益を生む。BACKGROUND ART In general, in internal combustion engines, particularly diesel engines, fuel injection timing has a large effect on internal combustion engine performance, particularly fuel consumption rate. In addition, the fuel consumption rate can be reduced by increasing the fuel injection pressure and shortening the injection period to increase combustion efficiency, but high-pressure injection when the internal combustion engine is under low load can cause diesel knock and cause the internal combustion engine to This causes strain on the internal combustion engine, leading to a shortened lifespan of the internal combustion engine and excessive noise. The optimal values for injection timing and pressure vary greatly depending on the operating conditions of the internal combustion engine and the quality of the fuel oil, so if the fuel injection timing and fuel injection pressure can be freely adjusted while the internal combustion engine is running, significant fuel savings can be achieved. This is possible without forcing the internal combustion engine to overdo it, and considering the current situation of soaring oil prices, it will generate large profits.
従来、内燃機関の運転に同期して駆動される定
行程式燃料噴射ポンプと、閉止弁付自動噴射ノズ
ルとを直接燃料噴射管を介して接続して構成され
る内燃機関の燃料噴射装置は、広く世界で採用さ
れている。この従来式の燃料噴射装置において、
燃料噴射時期はカム設定位置により定まり、燃料
噴射時期を変更する場合、カムのカム軸への設定
位置を変えることが必要であり、一旦内燃機関を
停止しなければならなかつた。 Conventionally, a fuel injection device for an internal combustion engine is configured by directly connecting a fixed stroke fuel injection pump that is driven in synchronization with the operation of the internal combustion engine and an automatic injection nozzle with a shutoff valve via a fuel injection pipe. Widely adopted around the world. In this conventional fuel injection device,
The fuel injection timing is determined by the cam setting position, and when changing the fuel injection timing, it is necessary to change the setting position of the cam on the camshaft, and the internal combustion engine must be temporarily stopped.
この問題を解決するために、当出願人において
すでに出願中の特願昭57−42391および特願昭57
−46619における燃料噴射装置によれば、定行程
式燃料噴射ポンプと閉止弁付自動噴射ノズルとの
間に進角装置付カムにより駆動される燃料制御弁
を設け、定行程式燃料噴射ポンプと閉止弁付自動
噴射ノズルとの間の通路を接続時期を前記進角装
置付カムを用いて変更し、もつて燃料噴射時期の
調節が内燃機関を停止することなく行なえる。し
かし、このような装置においては、燃料噴射圧力
は、内燃機関の回転速度と噴射ノズルの寸法とに
よつて定まり、自由に調節することはできない。 In order to solve this problem, the present applicant has already applied for patent application No. 57-42391 and patent application No. 57-42391.
According to the fuel injection device in -46619, a fuel control valve driven by a cam with an advance device is provided between the fixed stroke fuel injection pump and the automatic injection nozzle with a shutoff valve, By changing the connection timing of the passage between the valved automatic injection nozzle and the valved automatic injection nozzle using the cam with an advance device, the fuel injection timing can be adjusted without stopping the internal combustion engine. However, in such a device, the fuel injection pressure is determined by the rotational speed of the internal combustion engine and the dimensions of the injection nozzle, and cannot be freely adjusted.
一方、特開昭56−143344においてすでに公知で
ある燃料噴射装置では、閉止弁付噴射ノズルに電
気油圧式サーボ弁を装備し、燃料とは別の液体圧
を利用して燃料流路を切換えることにより、高圧
力燃料源に蓄圧された燃料を噴射ノズルから気筒
内に噴射供給し、その噴射の開始および終了は前
記電気油圧式サーボ弁に与える電気パルス信号で
制御される。このような装置によれば、燃料噴射
時期および燃料噴射量は前記電気パルス信号の送
出時期とパルス幅とにより決まり、また高圧力燃
料源に蓄圧された燃料圧力により燃料噴射圧力が
決まるので、燃料噴射時期、燃料噴射量および燃
料噴射圧力は内燃機関の速度やカムの取付けに関
係なく自由に調節することができる。しかしなが
ら、このような装置では、高価な電気油圧式サー
ボ弁のほか該弁を作動せしめる油圧源が必要であ
り、初期コストが嵩み、さらに電気油圧式サーボ
弁は一般に油中の不純物による汚損に弱いので、
油圧油の汚れを管理する必要があり、運転コスト
が嵩むという問題がある。 On the other hand, in a fuel injection device already known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 143344/1983, an injection nozzle with a shutoff valve is equipped with an electro-hydraulic servo valve, and the fuel flow path is switched using liquid pressure other than the fuel. Accordingly, the fuel stored in the high-pressure fuel source is injected into the cylinder from the injection nozzle, and the start and end of the injection is controlled by an electric pulse signal applied to the electrohydraulic servo valve. According to such a device, the fuel injection timing and fuel injection amount are determined by the transmission timing and pulse width of the electric pulse signal, and the fuel injection pressure is determined by the fuel pressure accumulated in the high-pressure fuel source. The injection timing, fuel injection amount, and fuel injection pressure can be freely adjusted regardless of the speed of the internal combustion engine or the installation of the cam. However, such devices require an expensive electro-hydraulic servo valve as well as a hydraulic power source to operate the valve, which increases the initial cost, and furthermore, electro-hydraulic servo valves are generally susceptible to contamination by impurities in the oil. Because it is weak,
There is a problem in that it is necessary to control dirt on the hydraulic oil, which increases operating costs.
前記装置において、電気油圧式サーボ弁の代り
に、安価で汚損にも強い電磁弁を採用すれば、初
期コストや運転コストを軽減することができるで
あろうが、電気油圧式サーボ弁に匹敵するような
応答性(たとえば1ms)を有した電磁弁は入手
不可能である。 In the above device, if an inexpensive and dirt-resistant solenoid valve is used instead of an electrohydraulic servo valve, the initial cost and operating cost can be reduced, but the cost is comparable to that of an electrohydraulic servo valve. A solenoid valve with such a response (for example, 1 ms) is not available.
さらに、以上3種の燃料噴射装置において燃料
噴射の高圧力化を実現しようと試みる場合、燃料
噴射用ポンプを始め、燃料噴射管、燃料噴射弁等
燃料噴射圧力が作用する部材や接続部の強度を増
す必要があり、装置が高価となる。 Furthermore, when attempting to achieve high fuel injection pressure in the above three types of fuel injection devices, the strength of the components and connections on which the fuel injection pressure acts, such as the fuel injection pump, fuel injection pipe, and fuel injection valve, must be , which makes the equipment expensive.
このような先行技術の問題を解決するために、
本件発明者は、第1図〜第7図に示される内燃機
関の燃料噴射制御装置を提案した。 In order to solve such prior art problems,
The inventor of the present invention proposed a fuel injection control device for an internal combustion engine shown in FIGS. 1 to 7.
第1図は、本件発明者が先に提案した本発明の
基礎となる構成を示す構成図である。第1圧力源
1は電磁弁7を介して給油導管38により燃料弁
3に接続されており、また第2圧力源2も制御弁
4を介して制御導管49により燃料弁3に接続さ
れている。制御弁4は内燃機関の主軸6と同期し
て動くカム5によつて駆動され、電磁弁7は制御
回路8からの電気信号によつて制御される。構成
品の個々について順次説明を行なう。 FIG. 1 is a configuration diagram showing the basic configuration of the present invention previously proposed by the inventor of the present invention. The first pressure source 1 is connected to the fuel valve 3 via a solenoid valve 7 by a refueling line 38, and the second pressure source 2 is also connected to the fuel valve 3 via a control valve 4 by a control line 49. . The control valve 4 is driven by a cam 5 that moves in synchronization with the main shaft 6 of the internal combustion engine, and the solenoid valve 7 is controlled by an electrical signal from a control circuit 8. Each component will be explained in turn.
第2図は、燃料弁3の構成を示す断面図であ
る。この燃料弁3は、第1の部分、第2の部分お
よび第3の部分から成り、これらはねじによつて
螺合されて1つの燃料弁3を形成している。すな
わち第1の部分は蓋10であり、ボルト14によ
つて第2の部分に取付けられている。蓋10の中
央部に穿設された制御孔15は、制御導管49を
介して制御弁4に接続されている。この制御孔1
5の内部には、絞り部材19とチエツク弁20と
が配設されており、作動油が制御導管49から燃
料弁3に自由に流入するが、流出するときは絞ら
れるように構成されている。 FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the fuel valve 3. As shown in FIG. This fuel valve 3 consists of a first part, a second part, and a third part, which are screwed together to form one fuel valve 3. That is, the first part is the lid 10, which is attached to the second part by bolts 14. A control hole 15 bored in the center of the lid 10 is connected to the control valve 4 via a control conduit 49. This control hole 1
A throttle member 19 and a check valve 20 are disposed inside the fuel valve 5, and the hydraulic fluid is configured to freely flow into the fuel valve 3 from the control conduit 49, but to be throttled when flowing out. .
第2の部分は前記制御孔15を介して導入され
る油圧によつて駆動されるポンプ11である。ポ
ンプ11は、ケーシング16の内部にサーボピス
トン17、ポンプピストン18および逆流防止弁
49を有している。ポンプピストン18は、その
外径よりも大きな外径を有するサーボピストン1
7とともに、ケーシング16内の軸線方向に案内
されており、サーボピストン17とポンプピスト
ン18とは互いに作用を及ぼし合うように接続さ
れている。このためサーボピストン17の上面と
蓋10とに制限されるサーボ圧力室21に導入さ
れる油圧は、サーボピストン17とポンプピスト
ン18との断面積比だけ倍圧され、ポンプピスト
ン18の下面によつて制限されるポンプ室33に
作用する。 The second part is a pump 11 driven by hydraulic pressure introduced through the control hole 15. The pump 11 has a servo piston 17, a pump piston 18, and a check valve 49 inside a casing 16. The pump piston 18 has an outer diameter larger than that of the servo piston 1.
The servo piston 17 and the pump piston 18 are operatively connected to each other. Therefore, the hydraulic pressure introduced into the servo pressure chamber 21 which is restricted by the upper surface of the servo piston 17 and the lid 10 is doubled by the cross-sectional area ratio of the servo piston 17 and the pump piston 18, and the pressure is increased by the lower surface of the pump piston 18. It acts on the pump chamber 33, which is restricted by this.
なお、蓋10に内設された絞り部材19の流路
断面積は制御孔15や制御導管49に比べ充分小
さく、このためサーボ圧力室21からの排油の速
度はこの絞り部材19で規定可能になつている。
排油に要する時間はtMは噴射に要する時間tEより
充分に長く、しかしtM+tEが内燃機関の1サイク
ルに要する時間tZよりも小さくするように選ぶ必
要がある。ポンプ室33に充填する燃料量すなわ
ち噴射量の調量は、電磁弁7の作動時間を調節す
ることにより成されるので、tMの値を大きくする
ことは制御制度の向上に役立つ。 Note that the cross-sectional area of the flow path of the throttle member 19 installed inside the lid 10 is sufficiently small compared to the control hole 15 and the control conduit 49, and therefore the speed of oil discharge from the servo pressure chamber 21 can be regulated by the throttle member 19. It's getting old.
The time required for draining the oil must be selected such that t M is sufficiently longer than the time t E required for injection, but t M +t E is smaller than the time t Z required for one cycle of the internal combustion engine. Since the amount of fuel filling the pump chamber 33, that is, the amount of fuel to be injected, is adjusted by adjusting the operating time of the solenoid valve 7, increasing the value of tM helps improve control precision.
第3の部分は周知の閉止弁付の自動噴射ノズル
12であり、ばねケーシング22、ニードルケー
シング23およびノズル24が袋ナツト25によ
り包み行まれており、ポンプ11の下部すなわち
ケーシング16に螺合して取付けられている。ニ
ードルケーシング23内には閉止ニードル27が
案内されており、この閉止ニードル27の上部2
7aには、ばねケーシング22内のばね室28の
内部において、ばね受け皿29が嵌合されてい
る。ばね室28の上部にあり、閉止ニードル27
の開行程を制限するばね受け30と、前記ばね受
け皿29との間には、ばね31が閉止ニードル2
7を閉止方向に付勢して取付けられている。閉止
ニードル27の下部27bには、燃料貯め26と
ノズル24とが配設されており、閉止ニードル2
7と協働して閉止弁を形成している。燃料貯め2
6は、ばねケーシング22内およびニードルケー
シング23内に形成された通路36a,36bを
介して、ポンプ11のポンプ室33に連通してい
る。 The third part is a well-known automatic injection nozzle 12 with a shutoff valve, in which a spring casing 22, a needle casing 23 and a nozzle 24 are wrapped around a cap nut 25, which is screwed into the lower part of the pump 11, that is, the casing 16. installed. A closing needle 27 is guided in the needle casing 23 , and the upper part 2 of this closing needle 27
A spring receiving plate 29 is fitted into the spring chamber 28 in the spring casing 22 at 7a. Located in the upper part of the spring chamber 28, the closing needle 27
A spring 31 is inserted between the spring receiver 30 that limits the opening stroke of the closing needle 2 and the spring receiver 29.
7 in the closing direction. A fuel reservoir 26 and a nozzle 24 are arranged in the lower part 27b of the closing needle 27.
7 to form a shutoff valve. fuel storage 2
6 communicates with a pump chamber 33 of the pump 11 via passages 36a and 36b formed in the spring casing 22 and the needle casing 23.
ポンプ11のケーシング16内には、給油孔3
4a,34bが形成されており、その一方端は蓋
10に設けられた供給孔35に接続されており、
他方端はばねケーシング22の上面に設けられた
凹部37を介してポンプ室33に接続されてい
る。この給油孔34内に逆流防止弁46が設けら
れており、自動噴射ノズル12から燃料が噴射す
るとき、燃料が給油導管38に逆流するのを防ぐ
とともに、給油導管38を介して供給される燃料
がポンプ室33に充填可能となつている。 Inside the casing 16 of the pump 11, there is an oil supply hole 3.
4a, 34b are formed, one end of which is connected to a supply hole 35 provided in the lid 10,
The other end is connected to the pump chamber 33 via a recess 37 provided on the upper surface of the spring casing 22 . A check valve 46 is provided in the fuel supply hole 34 to prevent the fuel from flowing back into the fuel supply pipe 38 when the fuel is injected from the automatic injection nozzle 12, and to prevent the fuel from flowing back into the fuel supply pipe 38. can be filled into the pump chamber 33.
ポンプピストン18内部には、ポンプ室33に
開口する通路39が形成されており、ポンプピス
トン18の上部側面に形成された環状通路40と
連通している。これらの通路39,40は、ポン
プピストン18の下降行程の終り近くにおいて、
ポンプ室33内の燃料を供給側に排油し、もつて
いわゆる燃料の“切れ”をよくするために有効に
作用する。すなわち、ケーシング16内に形成さ
れた横孔41の一端は、給油孔34内で逆流防止
弁46の上流側に開口しており、他端は前記環状
通路40と連通可能になつている。 A passage 39 opening into the pump chamber 33 is formed inside the pump piston 18 and communicates with an annular passage 40 formed on the upper side surface of the pump piston 18 . These passages 39, 40 are located near the end of the downward stroke of the pump piston 18.
This effectively functions to drain the fuel in the pump chamber 33 to the supply side, thereby improving the so-called "draining" of the fuel. That is, one end of the horizontal hole 41 formed in the casing 16 opens upstream of the check valve 46 within the oil supply hole 34, and the other end can communicate with the annular passage 40.
閉止ニードル27に沿つてばね室28に洩出し
た燃料は、排油路42およびそれに接続している
排油孔43を介して排油導管44から燃料弁3外
のタンク86(第1図参照)に流出する。サーボ
ピストン17やポンプピストン18に沿つて洩出
する燃料は、サーボピストン17が嵌挿されてい
る縦穴32の下端よりもわずかに上部に形成され
た環状隙間45に集められる。この環状隙間45
は前記排油路42に開口している。 The fuel leaked into the spring chamber 28 along the closing needle 27 is drained from the oil drain pipe 44 through the oil drain passage 42 and the oil drain hole 43 connected thereto to the tank 86 outside the fuel valve 3 (see FIG. 1). ). Fuel leaking along the servo piston 17 and the pump piston 18 is collected in an annular gap 45 formed slightly above the lower end of the vertical hole 32 into which the servo piston 17 is fitted. This annular gap 45
is open to the oil drain path 42.
他の構成として、排油路42の途中にチエツク
弁(図示せず)を設けてもよい。このチエツク弁
は、一旦排油導管44に排油された燃料が環状隙
間45やばね室28に逆流するのを防ぎ、したが
つて洩出燃料がサーボピストン17の下降を妨げ
ることを防いている。 As another configuration, a check valve (not shown) may be provided in the middle of the oil drain path 42. This check valve prevents the fuel once drained into the oil drain pipe 44 from flowing back into the annular gap 45 and the spring chamber 28, thereby preventing leaked fuel from interfering with the lowering of the servo piston 17. .
なお、ポンプピストン18が下降してばねケー
シング22に衝突する位置、すなわちサーボピス
トン17の下限位置よりもやや上部に環状隙間4
5が位置しているので、縦穴32の下面32aと
サーボピストン17の内面との間に封入された燃
料はサーボピストン17の下限位置で圧縮され、
サーボピストン17およびポンプピストン18の
その下限位置における衝撃を緩和している(第3
図参照)
ポンプ室33に導入される燃料の最大量、すな
わち最大噴射量EVは蓋10の突出部48の高さ
により制限されるので、この高さを変えることに
より、種々の内燃機関に対し、その最大噴射量を
規制することができる。最大噴射量の規制のため
の他の構造として、サーボピストン17とポンプ
ピストン18との間に中間片47を配設し、この
中間片47の長さを選定してもよい。 Note that an annular gap 4 is formed at a position where the pump piston 18 descends and collides with the spring casing 22, that is, slightly above the lower limit position of the servo piston 17.
5, the fuel sealed between the lower surface 32a of the vertical hole 32 and the inner surface of the servo piston 17 is compressed at the lower limit position of the servo piston 17.
The impact at the lower limit positions of the servo piston 17 and the pump piston 18 is alleviated (the third
(See figure) The maximum amount of fuel introduced into the pump chamber 33, that is, the maximum injection amount EV, is limited by the height of the protrusion 48 of the lid 10, so by changing this height, it can be applied to various internal combustion engines. , the maximum injection amount can be regulated. As another structure for regulating the maximum injection amount, an intermediate piece 47 may be provided between the servo piston 17 and the pump piston 18, and the length of this intermediate piece 47 may be selected.
再び第1図を参照して、燃料弁3以外の構成部
分の説明を続ける。第1圧力源1は、燃料導管5
0、電磁弁7およ給油導管38を介して、燃料弁
3の供給孔35に接続されている。第1圧力源1
は、燃料タンク51とこの燃料タンク51からの
燃料を昇圧し、燃料導管50に燃料を送り出す燃
料ポンプ52と、燃料導管50内の燃料圧力を一
定に保つための圧力調整弁53とが設けられて構
成される。燃料導管50内の圧力の脈動を防ぐた
めに、アキユムレータ54を燃料導管の途中に設
けてもよい。燃料導管50と給油導管38との流
路の接続を制御する電磁弁7は、制御回路8から
の電気信号により駆動される。つまり、電磁弁7
の駆動時間が調量時間tMとなり、この間燃料弁3
に燃料が充填される。充填速度は燃料の粘度にも
影響を受けるので、調量の制御精度を向上させる
ために、第1圧力源1に温度制御装置(図示せ
ず)を設けてもよい。 Referring again to FIG. 1, the description of the components other than the fuel valve 3 will be continued. The first pressure source 1 includes a fuel conduit 5
0, is connected to the supply hole 35 of the fuel valve 3 via the solenoid valve 7 and the fuel supply conduit 38. First pressure source 1
is provided with a fuel tank 51, a fuel pump 52 that increases the pressure of the fuel from the fuel tank 51 and sends the fuel to the fuel conduit 50, and a pressure regulating valve 53 for keeping the fuel pressure in the fuel conduit 50 constant. It consists of In order to prevent pressure pulsations within the fuel conduit 50, an accumulator 54 may be provided in the middle of the fuel conduit. The electromagnetic valve 7 that controls the connection of the flow path between the fuel conduit 50 and the oil supply conduit 38 is driven by an electric signal from the control circuit 8. In other words, solenoid valve 7
The driving time becomes the metering time t M , during which time the fuel valve 3
is filled with fuel. Since the filling rate is also affected by the viscosity of the fuel, the first pressure source 1 may be provided with a temperature control device (not shown) in order to improve metering control accuracy.
第2圧力源2は、圧力導管55を介して制御弁
4の入口孔56に接続され、また制御弁4の出口
孔57は制御導管49を介して燃料弁3の制御孔
15に接続される。第2圧力源2は、タンク58
と、このタンク58からの燃料を昇圧し圧力導管
55に燃料を送り出す昇圧ポンプ59と、圧力導
管55内の圧力を調節するための圧力調節弁60
とが設けられて構成される。圧力導管55内の圧
力の脈動を防ぐためにアキユムレータ61を圧力
導管55の途中に設けてもよい。タンク58は、
燃料タンク51を第1圧力源1と第2圧力源2と
で共用することにより省略可能である。 The second pressure source 2 is connected to the inlet hole 56 of the control valve 4 via a pressure conduit 55 and the outlet hole 57 of the control valve 4 is connected to the control hole 15 of the fuel valve 3 via a control conduit 49. . The second pressure source 2 is a tank 58
a booster pump 59 that boosts the pressure of the fuel from the tank 58 and sends the fuel to the pressure conduit 55; and a pressure control valve 60 that adjusts the pressure within the pressure conduit 55.
It is configured by providing. An accumulator 61 may be provided midway through the pressure conduit 55 to prevent pressure pulsations within the pressure conduit 55. The tank 58 is
This can be omitted by sharing the fuel tank 51 with the first pressure source 1 and the second pressure source 2.
制御弁4には、バレル62内において軸線方向
にスプール63が摺動可能でかつ回転可能に案内
されており、このスプール63はタペツト64に
より支持されている。バレル62とタペツト64
との間には、ばね65が介在されており、スプー
ル63をローラ6を介してカム5に押し付ける役
目を果している。スプール63はばね65の力に
抗してカム5によつて駆動され、圧力導管55ま
たは戻し導管71を制御導管49に接続する。な
お戻し導管71の他端はタンク58に接続されて
いる。スプール63には軸線方向に斜めの制御線
67があり、斜めの制御縁67の下方には軸線方
向に直角なもう1つの制御縁68がある。この2
つの制御縁67,68に面して制御溝69が形成
されている。一方バレル62の側面には、圧力導
管55に接続されている入口孔56と、戻し導管
71に接続されている戻し孔70と、制御導管4
9に接続されている出口孔57とが設けられてい
る。入口孔56は斜めの制御縁67により開閉可
能になつており、また戻し孔70は下方の制御縁
68により開閉可能になつている。 In the control valve 4, a spool 63 is slidably and rotatably guided axially in the barrel 62 and is supported by a tappet 64. Barrel 62 and Tappet 64
A spring 65 is interposed between the spool 63 and the cam 5, and serves to press the spool 63 against the cam 5 via the roller 6. Spool 63 is driven by cam 5 against the force of spring 65 and connects pressure conduit 55 or return conduit 71 to control conduit 49. Note that the other end of the return conduit 71 is connected to the tank 58. The spool 63 has an axially oblique control line 67 and below the oblique control edge 67 is another control edge 68 perpendicular to the axial direction. This 2
A control groove 69 is formed facing the two control edges 67 and 68. On the other hand, the side surface of the barrel 62 has an inlet hole 56 connected to the pressure conduit 55, a return hole 70 connected to the return conduit 71, and a control conduit 4.
An outlet hole 57 connected to 9 is provided. The inlet hole 56 can be opened and closed by a diagonal control lip 67, and the return hole 70 can be opened and closed by a lower control lip 68.
また出口孔57はバレル62内で前記制御溝6
9に常に開口している。第1図示の状態では、出
口孔57は制御溝69を介して戻し孔70に連通
している。スプール63が軸線方向に移動する
と、すなわち上昇すと、出口孔57と入口孔56
とが制御溝69を介して連通し、戻し孔70は閉
じる。スプール63に沿つて洩出する燃料は、バ
レル62内部の空洞74に集められ通路75を介
して戻し孔70に流れる。バレル62下部の空気
孔76はスプール63の駆動力を軽減するのに役
立つ。 Further, the outlet hole 57 is formed in the control groove 6 within the barrel 62.
It is always open at 9. In the state shown in the first figure, the outlet hole 57 communicates with the return hole 70 via the control groove 69. When the spool 63 moves axially, i.e. rises, the outlet hole 57 and the inlet hole 56
are in communication via the control groove 69, and the return hole 70 is closed. Fuel leaking along spool 63 is collected in cavity 74 inside barrel 62 and flows through passage 75 to return hole 70 . The air hole 76 at the bottom of the barrel 62 serves to reduce the driving force of the spool 63.
制御弁4の下方には、ピニオン72がスプール
63と同軸に内設されており、このピニオン72
はスプール63の軸線方向の動きには滑動する
が、回転方向には結合されているので、ピニオン
72に噛合するラツチ73を移動することにより
スプール63が回転可能になつている。このラツ
ク73は制御弁4を軸線方向に直角に貫通してお
り、図示しない駆動装置を介してこのラツク73
を操作することにより制御弁4の作動タイミング
すなわち燃料噴射時期が調節可能となつている。 A pinion 72 is installed coaxially with the spool 63 below the control valve 4.
is sliding in the axial direction of the spool 63, but is coupled in the rotational direction, so that the spool 63 can be rotated by moving the latch 73 that meshes with the pinion 72. This rack 73 passes through the control valve 4 at right angles in the axial direction, and is connected to the control valve 4 via a drive device (not shown).
By operating the control valve 4, the operation timing of the control valve 4, that is, the fuel injection timing can be adjusted.
一方カム5を取付けたカム軸77は、歯車78
a,78b,78c,78dおよびチエン79
a,79bを介して主軸6によつて駆動される
が、カム軸77の駆動方法は本発明において本質
的なものではなく、内燃機関の回転に同期してい
るならば、他の方法でもよい。 On the other hand, the cam shaft 77 to which the cam 5 is attached has a gear 78
a, 78b, 78c, 78d and chain 79
Although the camshaft 77 is driven by the main shaft 6 via the camshaft 79b, the method of driving the camshaft 77 is not essential to the present invention, and other methods may be used as long as the camshaft 77 is synchronized with the rotation of the internal combustion engine. .
多気筒より成る内燃機関の場合は、燃料導管5
0の分岐管50a,50b,50cに電磁弁およ
び燃料弁を、また圧力導管55の分岐管55a,
55b,55cに制御弁を、第1図を同様にして
それぞれ接続して構成可能である。 In the case of an internal combustion engine consisting of multiple cylinders, the fuel conduit 5
0 branch pipes 50a, 50b, 50c, and pressure conduit 55 branch pipes 55a, 55.
Control valves 55b and 55c can be connected to each other in the same manner as shown in FIG. 1.
第1圧力源1は、燃料弁3内の絞り部材19に
おける排油時の圧力損失を考慮した上で、少なく
ともサーボピストン17やポンプピストン18
を、その摩擦力に抗して押し上げるに足るだけの
圧力を必要とする。また圧力調整弁53の設定圧
力を内燃機関の回転数および負荷もしくはそのど
ちらか一方に応動して制御するこをも考えられ
る。設定圧力の変更には、圧力調整弁53のばね
の設定位置を図示しない周知のポジシヨナを利用
するか、圧力調整弁53の弁体に斜めの切欠きを
設け、その弁体を回動させることによつて、弁座
に形成された排油孔と前記切欠きとが連通する弁
ストロークを変更せしめて構成してもよい。 The first pressure source 1 is configured such that at least the servo piston 17 and the pump piston 18 are
requires enough pressure to push up against the frictional force. It is also conceivable to control the set pressure of the pressure regulating valve 53 in response to the rotation speed and/or load of the internal combustion engine. To change the set pressure, use a well-known positioner (not shown) to set the spring setting position of the pressure regulating valve 53, or provide a diagonal notch in the valve body of the pressure regulating valve 53 and rotate the valve body. Accordingly, the valve stroke at which the oil drain hole formed in the valve seat communicates with the notch may be changed.
第2圧力源2の圧力は、噴射の噴射圧力を規定
し、たとえばサーボピストン17とポンプピスト
ン18との直径の比を2.5:1とすると、第2の
圧力源の圧力を200気圧に選定すれば、200×2.52
=1250気圧の高圧噴射が達成できる。また圧力調
整弁60の設定圧力を内燃機関の回転数および負
荷もしくはそのどちらか一方に応動して制御する
ことも考えられる。このことは、内燃機関が低温
状態にあるときに噴射圧力を下げて、したがつて
燃料噴射率を下げることによつて、デイーゼルノ
ツクを防止するのに有効に働く。設定圧力の変更
には、圧力調節弁60のばねの設定位置を図示し
ない周知のポジシヨナを利用するか、圧力調節弁
60の弁体に斜めの切欠きを設け、その弁体を回
動させることによつて、弁座に形成された排油孔
と前記切欠きとが連通する弁ストロークを変更せ
しめて構成してもよい。 The pressure of the second pressure source 2 defines the injection pressure of injection. For example, if the ratio of the diameters of the servo piston 17 and the pump piston 18 is 2.5:1, the pressure of the second pressure source 2 should be selected to be 200 atmospheres. If, 200×2.5 2
= High pressure injection of 1250 atmospheres can be achieved. It is also conceivable to control the set pressure of the pressure regulating valve 60 in response to the rotation speed and/or load of the internal combustion engine. This works effectively to prevent diesel knock by lowering the injection pressure and therefore the fuel injection rate when the internal combustion engine is in a cold state. To change the set pressure, use a well-known positioner (not shown) to set the spring setting position of the pressure regulating valve 60, or provide a diagonal notch in the valve body of the pressure regulating valve 60 and rotate the valve body. Accordingly, the valve stroke at which the oil drain hole formed in the valve seat communicates with the notch may be changed.
次に第1図〜第3図示の構成の動作について説
明をする。第1図に示す状態において、制御弁4
のスプール63は下死点にあり、制御導管49は
制御溝69を介して戻し孔70に接続されている
ので、燃料弁3のサーボ圧力室21はタンク58
の圧力(大気圧)に開放され、第2図に示す状態
に留まつている。ポンプ室33には燃料が充填さ
れている。カム5が回転をし、ローラ66を介し
てばね65の力に抗してスプール63を押し上げ
ると、スプール63の制御縁68は戻し孔70を
閉じ、一方スプール63の斜めの制御縁67は入
口孔56を開く、これによつて制御弁4の出口孔
57と入口孔56とが制御溝69を介して連通す
る。第2の圧力源2の昇圧ポンプ59から圧力導
管55に流れる作動油(燃料油)は、制御弁4を
介して制御導管49に流れる。 Next, the operation of the configuration shown in FIGS. 1 to 3 will be explained. In the state shown in FIG.
Since the spool 63 of the fuel valve 3 is at the bottom dead center and the control conduit 49 is connected to the return hole 70 via the control groove 69, the servo pressure chamber 21 of the fuel valve 3 is at the bottom dead center.
(atmospheric pressure) and remains in the state shown in FIG. The pump chamber 33 is filled with fuel. As the cam 5 rotates and pushes the spool 63 up against the force of the spring 65 via the roller 66, the control edge 68 of the spool 63 closes the return hole 70, while the diagonal control edge 67 of the spool 63 closes the inlet hole. The hole 56 is opened, so that the outlet hole 57 of the control valve 4 and the inlet hole 56 communicate through the control groove 69 . Hydraulic oil (fuel oil) flowing into the pressure conduit 55 from the boost pump 59 of the second pressure source 2 flows into the control conduit 49 via the control valve 4 .
第2図を参照して、制御導管49に流れた作動
油は、燃料弁3の制御孔15に流れチエツク弁2
0を介してサーボ圧力室21に流れ、サーポピス
トン17を下方に付勢する。このためサーポピス
トン17と互いに作用を及ぼし合うように配設さ
れたポンプピストン18も下方に付勢され、ポン
プ室33に充填された燃料を圧縮するのでポンプ
室33内の燃料は昇圧する。サーポピストン17
の外径は、ポンプピストン18の外径よりも大き
いので、その断面積比だけサーボ圧力室21の圧
力が倍圧され、ポンプ室33に作用する。ポンプ
室33内で昇圧した燃料は、逆流防止弁46が介
在されるため給油孔34には逆流せずに、通路3
6a,36bを介して周知の閉止弁付の自動噴射
ノズル12の燃料貯め26に流れ、ノズル24か
ら図示しない気筒内に噴射される。 Referring to FIG. 2, the hydraulic oil flowing into the control conduit 49 flows into the control hole 15 of the fuel valve 3 and checks the check valve 2.
0 to the servo pressure chamber 21 and urges the servo piston 17 downward. Therefore, the pump piston 18, which is arranged to interact with the servo piston 17, is also urged downward and compresses the fuel filled in the pump chamber 33, so that the pressure of the fuel in the pump chamber 33 increases. Serpo piston 17
Since the outer diameter of the pump piston 18 is larger than the outer diameter of the pump piston 18, the pressure in the servo pressure chamber 21 is doubled by the cross-sectional area ratio, which acts on the pump chamber 33. The fuel pressurized in the pump chamber 33 does not flow back into the fuel supply hole 34 because the check valve 46 is interposed therebetween.
6a and 36b, the fuel flows to the fuel reservoir 26 of the automatic injection nozzle 12 with a well-known shutoff valve, and is injected from the nozzle 24 into a cylinder (not shown).
燃料噴射によりポンプピストン18が下降し、
第3図に示す状態になると、ポンプピストン18
の側面に形成された環状通路40と横孔41とが
連通する。ポンプ室33内の燃料は、ポンプピス
トン18内の通路39から横孔41を介して給油
孔34に流れる。そうすると、ポンプ室33内の
燃料の圧力は急激に低下するので、閉止弁付の自
動噴射ノズル12から図示しない気筒内へ噴射し
ていた燃料は、ばね31で付勢された閉止ニード
ル27によつて遮断され、噴射は終了する。燃料
の噴射が終了するまで制御弁4の入口孔56と出
口孔57とが連通するようにカム5のプロフイー
ルは設計されている。たとえば最大負荷における
噴射期間がクランク角度で35度の4サイクル内燃
機関の場合、制御弁4のスプール63が戻し孔7
0を閉じてから入口孔56を開くまでの期間すな
わち、いわゆる切換え“しろ”をクランク角度に
換算して10度程度見込むと、クランク角度で45度
程のカムが必要であり、カム幅の全周に対する割
合は45度/720度=1/16程度となる。 The pump piston 18 descends due to fuel injection,
When the state shown in FIG. 3 is reached, the pump piston 18
An annular passage 40 and a horizontal hole 41 formed on the side surface communicate with each other. The fuel in the pump chamber 33 flows from the passage 39 in the pump piston 18 to the fuel supply hole 34 via the lateral hole 41. Then, the pressure of the fuel in the pump chamber 33 drops rapidly, so that the fuel that was injected into the cylinder (not shown) from the automatic injection nozzle 12 with a shutoff valve is stopped by the shutoff needle 27 biased by the spring 31. It is then shut off and the injection ends. The profile of the cam 5 is designed so that the inlet hole 56 and the outlet hole 57 of the control valve 4 communicate with each other until the fuel injection is completed. For example, in the case of a four-cycle internal combustion engine with an injection period of 35 degrees in crank angle at maximum load, the spool 63 of the control valve 4 is connected to the return hole 7.
If we consider the period from closing the 0 to opening the inlet hole 56, that is, the so-called switching margin, to be about 10 degrees when converted into a crank angle, a cam with a crank angle of about 45 degrees is required, and the entire cam width is The ratio to the circumference is approximately 45 degrees/720 degrees = 1/16.
カム5が回転を続け上死点を過ぎると、スプー
ル63はカム5のプロフイールに沿つてばね65
の反力に抗して下降を始め、制御弁4は遂には制
御弁4と第2圧力源2との間の通路を切換える。
すなわちスプール63が下降してスプール63の
斜めの制御縁67が入口孔56を閉じ、一方スプ
ール63の制御縁68は戻し孔70を開く。これ
によつて制御溝69を介して連通していた出口孔
57と入口孔56とが遮断され、代りに出口孔5
7を戻し孔70とが制御溝69を介して連通する
ので、燃料弁3内のサーボ圧力室21内の作動油
は戻し導管71を介してタンク58に流れ、サー
ボ圧力室21は大気圧となる。 As the cam 5 continues to rotate and passes the top dead center, the spool 63 pulls the spring 65 along the profile of the cam 5.
The control valve 4 finally switches the passage between the control valve 4 and the second pressure source 2.
That is, the spool 63 is lowered so that the diagonal control edge 67 of the spool 63 closes the inlet hole 56, while the control edge 68 of the spool 63 opens the return hole 70. As a result, the outlet hole 57 and the inlet hole 56, which were communicating through the control groove 69, are cut off, and the outlet hole 5
7 and the return hole 70 communicate with each other via the control groove 69, the hydraulic oil in the servo pressure chamber 21 in the fuel valve 3 flows to the tank 58 via the return conduit 71, and the servo pressure chamber 21 is at atmospheric pressure. Become.
制御回路8から送出される電気信号によつて電
磁弁7が励磁されると、第1圧力源1の燃料は、
燃料導管50から電磁弁7を介して給油導管38
に流れ、燃料弁3に供給される。再び第2図を参
照して、給油導管38から供給孔35に流れる燃
料は、逆流防止弁46を介してポンプ室33に流
れる。一部の燃料は、逆流防止弁46をバイパス
して、横孔41、環状通路40および通路39を
通つてポンプ室33に、横孔41がポンプピスト
ン18の側面で塞がれるまで流入する。 When the solenoid valve 7 is excited by the electric signal sent from the control circuit 8, the fuel in the first pressure source 1 is
From the fuel conduit 50 to the fuel supply conduit 38 via the solenoid valve 7
and is supplied to the fuel valve 3. Referring again to FIG. 2, fuel flowing from the fuel supply conduit 38 to the supply hole 35 flows into the pump chamber 33 via the check valve 46. Some of the fuel bypasses the non-return valve 46 and flows into the pump chamber 33 through the lateral hole 41, the annular passage 40 and the passage 39 until the lateral hole 41 is blocked by the side of the pump piston 18.
ポンプ室33に流れた燃料は、ポンプピストン
18を上方に付勢し、ポンプピストン18および
これに連接しているサーポピストン17は、摩擦
力に抗して押し上げられる。サーポピストン17
の上昇によりサーボ圧力室21内で排除された作
動油は、絞り部材19を介して制御孔15から制
御導管49へ流出し、戻し導管71からタンク5
8に流れる。なおポンプ室33に連通する自動噴
射ノズル12にも燃料が流れるけれども、第1圧
力源1の圧力は自動噴射ノズル12の啓開圧力
(たとえば200気圧)よりも低いので、噴射は起こ
らない。 The fuel flowing into the pump chamber 33 urges the pump piston 18 upward, and the pump piston 18 and the servo piston 17 connected thereto are pushed up against the frictional force. Serpo piston 17
Hydraulic oil, which has been removed in the servo pressure chamber 21 due to the rise of
It flows to 8. Although fuel also flows through the automatic injection nozzle 12 communicating with the pump chamber 33, no injection occurs because the pressure of the first pressure source 1 is lower than the opening pressure of the automatic injection nozzle 12 (for example, 200 atmospheres).
制御回路8からの電気信号が遮断して電磁弁7
が消磁すると、第1圧力源1から燃料導管50と
給油導管38とを介して燃料弁3に流れていた燃
料は遮断され、ポンプピストン18の上昇行程は
停止し、第1図示の状態に戻る。このようにして
電磁弁7が励磁しているときに、ポンプ室33に
充填された燃料が、次回のサイクルで噴射される
燃料量となる。そしてその最大量は、中間片47
の長さや突出部48の高さにより決まるので、内
燃機関の規模に応じた最大噴射量が規制でき、電
磁弁7が故障したときでも内燃機関が破壊する程
のトルクを発生することはない。 The electric signal from the control circuit 8 is cut off and the solenoid valve 7
When the pump is demagnetized, the fuel flowing from the first pressure source 1 to the fuel valve 3 via the fuel conduit 50 and the fuel supply conduit 38 is cut off, the upward stroke of the pump piston 18 is stopped, and the state shown in the first diagram is returned. . While the electromagnetic valve 7 is energized in this way, the fuel filled in the pump chamber 33 becomes the amount of fuel to be injected in the next cycle. And the maximum amount is the intermediate piece 47
Since it is determined by the length of the valve and the height of the protrusion 48, the maximum injection amount can be regulated according to the scale of the internal combustion engine, and even if the solenoid valve 7 fails, a torque that would destroy the internal combustion engine will not be generated.
絞り部材19はポンプ室33への燃料の充填速
度を規制する働きをし、燃料の充填量の制御(調
量)の精度の向上に役立つ。すなわち絞り部材1
9を用いて調量をゆつくり行なえば精密な調量が
可能となり、さらに電磁弁7の高い応答性(たと
えば1ms)は必要なくなる。たとえば1000rpm
で噴射期間がクランク角度35度の4サイクル内燃
機関の場合、噴射時間tEは、
tE=35/6×1000=5.8ms
となり、前述の特開昭56−143344に示されている
ように、この期間tEを直接電磁弁で制御しようと
する場合には、電磁弁の応答性としては少なくと
も0.5msが必要であり、電気油圧式サーボ弁を
採用する方法しかなかつた。しかし本発明に係る
調量構造によれば、調量構造によれば、調整時間
tMは、1サイクル内で終了すればよいので、
tM≦60×2/1000−tE=114.2ms
となり、10ms程度の応答性があればよく、電気
油圧式サーボ弁は必要なくなり、したがつて汚損
に強くしかも安価な電磁弁により調量が可能とな
る。 The throttle member 19 functions to regulate the rate at which fuel is filled into the pump chamber 33, and is useful for improving the accuracy of controlling (metering) the amount of fuel filled. That is, the aperture member 1
If metering is performed slowly using valve 9, accurate metering becomes possible, and the high responsiveness (for example, 1 ms) of electromagnetic valve 7 is not required. For example 1000rpm
In the case of a 4-cycle internal combustion engine with an injection period of 35 degrees at a crank angle, the injection time t E is t E = 35/6 x 1000 = 5.8 ms, as shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 143344/1983. If this period tE is to be directly controlled by a solenoid valve, the responsiveness of the solenoid valve must be at least 0.5 ms, and the only option is to use an electro-hydraulic servo valve. However, according to the metering structure according to the present invention, the adjustment time is
Since t M only needs to be completed within one cycle, t M ≦60×2/1000−t E = 114.2 ms, and a response of about 10 ms is sufficient, eliminating the need for an electro-hydraulic servo valve. It becomes possible to measure the amount using a solenoid valve that is resistant to dirt and is inexpensive.
なおポンプ室33への燃料の充填速度を規定す
るために、本発明のようにポンプ11の排油側に
絞り部材を設ける構造は、流入側に絞り部材を設
ける構造に比べて、次のような点で優れている。
すなわち、後者の構造は絞り部材19を制御孔1
5にではなく、給油孔34内部に設ける構造であ
るが、この構造では燃料の調量に際し外乱の影響
を受け易く、制御精度の向上に限界がある。以下
このことに関して第4図を参照して説明する。ポ
ンプ11に関する諸量の関係は次の方程式群で表
わせる。 In order to regulate the filling speed of fuel into the pump chamber 33, the structure in which a throttle member is provided on the oil discharge side of the pump 11 as in the present invention has the following advantages compared to the structure in which a throttle member is provided on the inflow side. It is excellent in several respects.
That is, in the latter structure, the aperture member 19 is connected to the control hole 1.
Although this structure is provided inside the fuel supply hole 34 instead of in the fuel supply hole 5, this structure is susceptible to disturbances when metering the fuel, and there is a limit to the improvement of control accuracy. This will be explained below with reference to FIG. The relationship between various quantities related to the pump 11 can be expressed by the following group of equations.
P1・A1+(A2−A1)Pm=P2・A2+F …(1)
ΔP1=P0−P1=K1・Q1 …(2)
ΔP2=P2=K2・Q0 …(3)
Q1/A1=Q0/A2 …(4)
ここに、
A1;ポンプピストン18の断面積
A2;サーボピストン17の断面積
P0;第1圧力源1の圧力(一定)
P1;ポンプ室33の圧力
P2;サーボ圧力室21の圧力
Pm;排油路42の圧力
F;ポンプ作業の摩擦力
Q1;充填流量
Q2;排油流量
K1;流入側の流路抵抗
K2;排油側の流路抵抗
ただしタンク圧力は0とし、第1圧力源1の圧
力は一定とする。今、流入側および排油側の流路
抵抗を一定とすると(K1、K2=一定)、ポンプ室
33への充填速度Q1は差圧ΔP1により定まるが、
P0が一定に調節されているのでP1により支配さ
れる(第2式)。また燃料弁3からの排油の速度
Q0を規定しても充填速度Qiは定まるので(第4
式)、同様にP2によりQiが規定される(第3式)。
したがつてP1またはP2を一定にすれば、充填速
度は一定の値に規定できるが、ポンプ作業に伴な
う摩擦力Fや排油路42内の圧力Pmの変動が外
乱として働くのでP1およびP2は変動し(第1
式)、電磁弁7の作動時間をtMを規定しても充填
量は変化する。このような外乱の影響を小さくす
るたにはP1、P2を大きくすればよい。すなわち、
第1式を変形して、
P2・A2+{F−(A2−A1)Pm}=P1・A1
…(1a)
において、
P2・A2≫F−(A2−A1)Pm …(5)
であれば、外乱(第1a式の左辺第2項)の影響
は無視できる。燃料弁3の寸法を変えずにP1、
P2を大きくするためには、P0を大きくするか、
またはK2を大きくするかの2通り考えられるが、
P0を大きくすれば充填速度Q1が大きくなり、調
量時間tMが短くなるという不都合を生ずる。この
ことは、調量時間tMが長い方が調量の精度の向上
を図れるという理由による。したがつて調量時間
tMを短くすることなく、外乱の影響を小さくする
ためにはK2を大きくすればよい。さらにK1を小
さくすれば、P1も大きくなる。以上のように、
流入側の絞り部材を廃し、排油側に絞り部材を配
置する方が調量の制御精度の向上に効果がある。P 1・A 1 + (A 2 −A 1 )Pm=P 2・A 2 +F …(1) ΔP 1 =P 0 −P 1 =K 1・Q 1 …(2) ΔP 2 =P 2 =K 2・Q 0 …(3) Q 1 /A 1 =Q 0 /A 2 …(4) Here, A 1 ; Cross-sectional area of pump piston 18 A 2 ; Cross-sectional area of servo piston 17 P 0 ; First pressure Pressure of source 1 (constant) P 1 ; Pressure of pump chamber 33 P 2 ; Pressure of servo pressure chamber 21 Pm; Pressure of oil drain path 42 F; Frictional force of pump operation Q 1 ; Filling flow rate Q 2 ; Drain flow rate K 1 ; Flow path resistance on the inflow side K 2 ; Flow path resistance on the drain side. However, the tank pressure is assumed to be 0, and the pressure of the first pressure source 1 is assumed to be constant. Now, assuming that the flow path resistance on the inflow side and oil discharge side is constant (K 1 , K 2 = constant), the filling speed Q 1 into the pump chamber 33 is determined by the differential pressure ΔP 1 ,
Since P 0 is adjusted constant, it is dominated by P 1 (second equation). Also, the speed of oil discharge from the fuel valve 3
Since the filling speed Qi is determined even if Q 0 is specified (the fourth
Similarly, Qi is defined by P 2 (3rd equation).
Therefore, if P 1 or P 2 is kept constant, the filling speed can be regulated to a constant value, but since the frictional force F associated with the pump operation and fluctuations in the pressure Pm in the oil drain passage 42 act as disturbances. P 1 and P 2 vary (first
(Formula), even if the operating time of the solenoid valve 7 is specified as tM , the filling amount will change. In order to reduce the influence of such disturbances, P 1 and P 2 may be increased. That is,
Transforming the first equation, P 2・A 2 + {F−(A 2 −A 1 )Pm}=P 1・A 1
...(1a), if P 2 · A 2 >>F-(A 2 -A 1 )Pm ...(5), the influence of the disturbance (the second term on the left side of equation 1a) can be ignored. P 1 without changing the dimensions of the fuel valve 3,
To increase P 2 , either increase P 0 or
There are two possible options: or increasing K 2 .
If P 0 is increased, the filling speed Q 1 will be increased, resulting in a disadvantage that the metering time t M will be shortened. This is because the longer the metering time tM is, the more accurate the metering can be. Therefore, the metering time
In order to reduce the influence of disturbance without shortening tM , it is sufficient to increase K2 . If K 1 is further reduced, P 1 also becomes larger. As mentioned above,
Eliminating the throttle member on the inflow side and arranging the throttle member on the oil drain side is more effective in improving metering control accuracy.
電磁弁7を励磁する電気信号の送出時期は、第
1図に示されたカム軸77に図示しない角度検出
器を取付け、その検出器の信号を制御回路8で解
読することにより制御可能である。制御回路8か
ら送出される電気信号のパルス幅は、主軸6に取
付けられた図示しない回転数計と図示しない指令
信号とを比較し、その大小に応じてパルス幅を増
減する周知の制御装置(たとえばPI制御装置な
ど)を用いればよい。 The sending timing of the electric signal that excites the solenoid valve 7 can be controlled by attaching an angle detector (not shown) to the camshaft 77 shown in FIG. . The pulse width of the electric signal sent from the control circuit 8 is determined by a known control device (not shown) that compares a rotation speed meter (not shown) attached to the main shaft 6 with a command signal (not shown), and increases or decreases the pulse width depending on the magnitude of the comparison. For example, a PI control device, etc.) may be used.
燃料弁3から燃料が噴射される時期、すなわち
燃料噴射時期の調整は、ラツク73を操作するこ
とにより可能である。ラツク73を操作すれば、
ピニオン72が回転するので、これに伴ないスプ
ール63も回転し、したがつて斜めの制御縁67
と入口孔56とのリード量が変わり、入口孔56
の開くタイミングが制御できるので、燃料噴射時
期が内燃機関の運転中でも可能となる。また、内
燃機関の回転数および負荷またはそのどちらか一
方に応じて、ラツク73を図示しない駆動装置を
介して駆動することにより、回転数や負荷に応じ
た最適燃料消費率運転が可能となる。 The timing at which fuel is injected from the fuel valve 3, that is, the fuel injection timing, can be adjusted by operating the rack 73. If you operate Rack 73,
As the pinion 72 rotates, the spool 63 also rotates and therefore the diagonal control edge 67
The amount of lead between the inlet hole 56 and the inlet hole 56 changes, and the inlet hole 56
Since the opening timing of the fuel injection valve can be controlled, fuel injection timing can be controlled even when the internal combustion engine is operating. Further, by driving the rack 73 via a drive device (not shown) depending on the rotational speed and/or load of the internal combustion engine, it is possible to operate at an optimum fuel consumption rate according to the rotational speed and load.
さらに他の構成として、制御縁68を斜めの制
御縁67と平行になるように設ければ、スプール
63の上昇行程において制御溝69内が負圧にな
るのが防止でき、しがつて制御弁4を駆動する力
は軽減できる。しかし、このようなスプールは第
1図に示されたスプール63に比べて製造価格は
高くなる。 In yet another configuration, if the control edge 68 is provided parallel to the oblique control edge 67, it is possible to prevent negative pressure in the control groove 69 during the upward stroke of the spool 63, thereby preventing the control valve from becoming negative. The force driving 4 can be reduced. However, such a spool is more expensive to manufacture than the spool 63 shown in FIG.
この構成における燃料の噴射圧力に関しては、
サーボ圧力室21内の作動油の圧力により規定さ
れるので、第2圧力源2の圧力を調節することに
よつて、従来の噴射装置のように内燃機関回転数
に依存せず、噴射圧力を自由に選ぶことが可能で
ある。そのため内燃機関の運転の経済性および操
作性が向上される。また第2圧力源2の作動油の
圧力は、燃料弁3の内部でサーボピストン17と
ポンプピストン18との断面積比だけ倍圧されて
燃料噴射されるので、燃料の高圧噴射(たとえば
1200気圧)が容易にかつ安価に実現できる。すな
わち、第2圧力源2や制御弁4を始め、圧力導管
55や制御導管49の耐圧は小さくてもよく(た
とえば350気圧)、各部のシール方法や管継手も特
に開発を要せず、従来の技術がそのまま使用でき
る。 Regarding the fuel injection pressure in this configuration,
Since it is determined by the pressure of the hydraulic oil in the servo pressure chamber 21, by adjusting the pressure of the second pressure source 2, the injection pressure can be adjusted without depending on the internal combustion engine rotation speed like in conventional injection devices. It is possible to choose freely. This improves the economy and operability of the internal combustion engine. Further, the pressure of the hydraulic oil in the second pressure source 2 is doubled inside the fuel valve 3 by the cross-sectional area ratio of the servo piston 17 and the pump piston 18 and the fuel is injected.
1200 atm) can be easily and inexpensively achieved. In other words, the pressure resistance of the second pressure source 2, control valve 4, pressure conduit 55, and control conduit 49 may be small (for example, 350 atm), and sealing methods and pipe joints for each part do not require special development, and can be done using conventional methods. technology can be used as is.
第5図は、本件発明者が先に提案した本発明の
基礎となる他の構成を示す構成図であり、前述の
構成と対応する部分には同一の参照符を付す。こ
の構成では、燃料導管50の途中に流量計87を
配置したところが前述の実施例と異なる。前述の
構成において充填速度は絞り部材19により規制
されるが、その速度は燃料の温度や第1圧力源1
の圧力により影響を受け、制御回路8からの電気
信号のパルス幅が同じであつても充填される燃料
の量に若干の差が生ずる。流量計87からの信号
は制御回路8に与えられ、この流量計87からの
信号に応じて制御回路8から送出される電気信号
のパルス幅の最大値を制限することにより、期待
しないまたは望ましくない程多量の燃量が気筒内
に噴射供給されるのを防ぐことが可能となる。す
なわち、流量計87は制御回路8と協働して内燃
機関のトルクリミツトを実現し、オーバロードを
未然に防ぐ。流量計87の他に温度計を燃量導管
50の途中に設け、この信号を制回回路8に接続
することによつて、さらに密度補正することもで
きる。 FIG. 5 is a configuration diagram showing another configuration as the basis of the present invention previously proposed by the inventor of the present invention, and parts corresponding to the above-mentioned configuration are given the same reference numerals. This configuration differs from the previous embodiment in that a flow meter 87 is disposed in the middle of the fuel conduit 50. In the above-described configuration, the filling speed is regulated by the throttle member 19, but the speed depends on the temperature of the fuel and the first pressure source 1.
Even if the pulse width of the electric signal from the control circuit 8 is the same, there will be a slight difference in the amount of fuel filled. The signal from the flowmeter 87 is given to the control circuit 8, and by limiting the maximum pulse width of the electrical signal sent from the control circuit 8 in response to the signal from the flowmeter 87, unexpected or undesirable signals can be detected. This makes it possible to prevent a relatively large amount of fuel from being injected into the cylinder. That is, the flow meter 87 cooperates with the control circuit 8 to realize a torque limit of the internal combustion engine and prevent overload from occurring. In addition to the flowmeter 87, a thermometer may be provided in the middle of the fuel flow pipe 50, and this signal may be connected to the control circuit 8 to further correct the density.
第6図は、燃料弁3の他の構成を示す断面図で
ある。第2図示の燃料弁3の構成とは、絞り部材
の形が異なつており、この実施例においては薄刃
オリフイスにより絞り部材88が形成される。前
述の実施例の絞り部材19は寿命および強度にお
いて優れるが、燃料油の温度が変化すれば粘度が
変わるので充填速度が変わるという欠点を有して
いる。この実施例において採用した薄刃オリフイ
スによれば、強度的には劣るが、燃料油の温度に
より充填速度は変化しない。 FIG. 6 is a sectional view showing another configuration of the fuel valve 3. The configuration of the fuel valve 3 shown in the second figure differs in the shape of the throttle member, and in this embodiment, the throttle member 88 is formed by a thin-bladed orifice. Although the throttle member 19 of the above-described embodiment is excellent in terms of life and strength, it has the disadvantage that the viscosity changes when the temperature of the fuel oil changes, so the filling rate changes. According to the thin-blade orifice adopted in this example, although the strength is inferior, the filling rate does not change depending on the temperature of the fuel oil.
第7図は、燃料弁3のさらに他の構成を示す断
面図である。この構成で注目すべき点は、ケーシ
ング16の内部に位置検出器89が設けられてい
るところにある。前述のごとく、充填速度は燃料
の温度や第1圧力源1の圧力により影響を受ける
ので、第2図示の構成では噴射量の制御精度にも
限界がある。この構成によれば、位置検出器89
からの信号は制御回路8に与えられる。この位置
検出器89の信号に応じて電気信号のパルス幅を
制御すれば、燃料の温度や第1圧力源1の圧力に
依存せず、精密に噴射量を希望する値に調節する
ことが可能となる。 FIG. 7 is a sectional view showing still another configuration of the fuel valve 3. What is noteworthy about this configuration is that a position detector 89 is provided inside the casing 16. As mentioned above, since the filling speed is affected by the temperature of the fuel and the pressure of the first pressure source 1, there is a limit to the control accuracy of the injection amount in the configuration shown in the second figure. According to this configuration, the position detector 89
The signal from is given to the control circuit 8. By controlling the pulse width of the electric signal according to the signal from the position detector 89, it is possible to precisely adjust the injection amount to the desired value, regardless of the fuel temperature or the pressure of the first pressure source 1. becomes.
さらに他の構成として、ポンプ11と噴射ノズ
ル12は一体構造としたが、ポンプ11と噴射ノ
ズル12を分離し、それらを噴射管により接続す
る構造をとつてもよい。 Furthermore, as another configuration, the pump 11 and the injection nozzle 12 are integrally constructed, but a structure may be adopted in which the pump 11 and the injection nozzle 12 are separated and connected by an injection pipe.
一般に、燃料噴射パターンすなわち噴射される
燃料流量の時間経過は、気筒内の熱発生パターン
を与える。熱発生パターンは気筒内の圧力パター
ンを決定し、燃費に大きな影響を与える。具体的
には上死点において、一気に燃料を噴射し、それ
が瞬時に燃焼すれば、理論上、最大の機関効率を
得ることができる。そして、このとき気筒内の圧
力は極端に大きくなり、機関の強度限界を超え
る。一般的に、熱発生期間を短くすれば燃費は向
上し、反面、気筒内圧力は大きくなる。大きな気
筒内圧力に対抗するには、機関を堅牢に製作する
必要があり、製作費用が嵩む。 Generally, the fuel injection pattern, ie, the time course of the injected fuel flow rate, provides the heat generation pattern within the cylinder. The heat generation pattern determines the pressure pattern within the cylinder, which has a significant impact on fuel efficiency. Specifically, if fuel is injected all at once at top dead center and combusted instantly, the maximum engine efficiency can theoretically be achieved. At this time, the pressure inside the cylinder becomes extremely large and exceeds the strength limit of the engine. Generally, if the heat generation period is shortened, fuel efficiency will improve, but on the other hand, the pressure in the cylinder will increase. In order to withstand large cylinder pressures, the engine must be made robust, which increases manufacturing costs.
第14図は、第1図〜第7図に関連して説明し
た構成の動作を説明するためのグラフである。第
14図1は内燃機関の燃焼室に、燃料弁3から噴
射される燃料流量の時間経過を示し、第14図2
は、その気筒内の圧力、すなわち燃料室内の圧力
の時間経過を示す。この第14図から明らかなよ
うに、第1図〜第7図の構成では、気筒内の最大
圧力P10(第14図2参照)の持続期間が短く、
したがつて効率、すなわち燃費が悪い。 FIG. 14 is a graph for explaining the operation of the configuration described in relation to FIGS. 1 to 7. Fig. 14 1 shows the time course of the fuel flow rate injected from the fuel valve 3 into the combustion chamber of the internal combustion engine, and Fig. 14 2
indicates the time course of the pressure inside the cylinder, that is, the pressure inside the fuel chamber. As is clear from FIG. 14, in the configurations shown in FIGS. 1 to 7, the duration of the maximum pressure P10 in the cylinder (see FIG. 14, 2) is short;
Therefore, efficiency, ie fuel consumption, is poor.
本発明の目的は、定められた機関強度のもと
で、最大の効率、すなわち燃費を得ることができ
るようにした内燃機関の燃料噴射制御装置を提供
することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that allows maximum efficiency, ie, fuel efficiency, to be obtained under a specified engine strength.
本発明は、燃料弁3のポンプピストン18がそ
れよりも直径の大きなサーボピストン17により
駆動されかつポンプピストン18の一端面によつ
て規定されるポンプ室33が閉止弁付自動噴射ノ
ズル12に接続され、第1圧力源1は前記ポンプ
室33に電磁弁7を介して燃料を供給し、一方、
第2圧力源2と燃料弁3における前記サーボピス
トン17の一端面によつて規定されるサーボ圧力
室21との間に内燃機関と同期して動くカム5に
より軸線方向に駆動されるスプール63を有する
制御弁4が接続され、
さらにスプール63は軸線まわりに角変位調整
可能となつていて、
制御弁4は、第1切換え位置で、燃料弁3のサ
ーボ圧力室21が出口孔57から戻し孔70を経
て燃料を排油し、制御弁4の第2切換え位置で、
第2圧力源2の燃料を、入口孔56から出口孔5
7を経て、サーボ圧力室21に供給する制御溝6
9がバレル62に形成されており、
入口孔56は、制御弁4のバレル62の周方向
1カ所に形成され、
前記制御弁4の前記スプール63に、周方向に
対し斜めに2つの前制御縁100,101を軸線
方向に間隔をあけて有する前制御溝102が形成
されており、
スプール63には、前制御溝102と制御溝6
9とを連通する連通孔103が形成されており、
サーボ圧力室21への流路が戻し孔70から入口
孔56に切換わるときにサーボ圧力室21と第2
圧力源2との間の流路が、スプール63の前制御
溝102と制御溝69との間に形成されたカラー
104によつて一時的に遮断され、
ポンプピストン18の充填の期間が前記電磁弁
7によつて制御可能であり、充填の速度が絞り部
材19,90で規制可能であることを特徴とする
内燃機関の燃料噴射制御装置である。 In the present invention, the pump piston 18 of the fuel valve 3 is driven by a servo piston 17 having a larger diameter, and the pump chamber 33 defined by one end surface of the pump piston 18 is connected to the automatic injection nozzle 12 with a shutoff valve. and the first pressure source 1 supplies fuel to the pump chamber 33 via the solenoid valve 7, while
A spool 63 driven in the axial direction by a cam 5 that moves in synchronization with the internal combustion engine is connected between the second pressure source 2 and a servo pressure chamber 21 defined by one end surface of the servo piston 17 in the fuel valve 3. The spool 63 is connected to a control valve 4 having a spool 63 whose angular displacement can be adjusted around the axis, and the control valve 4 is in a first switching position when the servo pressure chamber 21 of the fuel valve 3 is connected from the outlet hole 57 to the return hole. 70 to drain the fuel, and in the second switching position of the control valve 4,
The fuel of the second pressure source 2 is transferred from the inlet hole 56 to the outlet hole 5.
7, a control groove 6 that supplies the servo pressure chamber 21
9 is formed in the barrel 62, the inlet hole 56 is formed at one location in the circumferential direction of the barrel 62 of the control valve 4, and the spool 63 of the control valve 4 has two front control holes diagonally with respect to the circumferential direction. A front control groove 102 having edges 100 and 101 spaced apart in the axial direction is formed, and the spool 63 includes the front control groove 102 and the control groove 6.
A communication hole 103 communicating with 9 is formed,
When the flow path to the servo pressure chamber 21 is switched from the return hole 70 to the inlet hole 56, the servo pressure chamber 21 and the second
The flow path to the pressure source 2 is temporarily interrupted by a collar 104 formed between the front control groove 102 of the spool 63 and the control groove 69, and the period of filling of the pump piston 18 is interrupted by the electromagnetic This fuel injection control device for an internal combustion engine is characterized in that it can be controlled by a valve 7 and the filling speed can be regulated by throttle members 19 and 90.
第8図は、本発明の一実施例の制御弁4の断面
図である。制御弁4以外の構成は、第1図〜第7
図の構成と同一である。この実施例における第8
図の制御弁4は、スプール63に周方向に対し斜
めに2つの前制御縁100,101を有する前制
御溝102が形成されており、第2圧力源2に接
続された入口孔56と協働して、スプール63が
上昇するとき、入口孔56と出口孔57との間の
接続が一時的に遮断されるように構成されてい
る。なおスプール63には、前制御溝102と制
御溝69とを連絡する連通孔103が穿設されて
いる。 FIG. 8 is a sectional view of the control valve 4 according to an embodiment of the present invention. The configuration other than the control valve 4 is shown in Figures 1 to 7.
The configuration is the same as that shown in the figure. The eighth in this example
In the illustrated control valve 4, a front control groove 102 having two front control edges 100, 101 obliquely formed in the spool 63 with respect to the circumferential direction is formed, and cooperates with an inlet hole 56 connected to the second pressure source 2. Thus, when the spool 63 rises, the connection between the inlet hole 56 and the outlet hole 57 is temporarily interrupted. Note that the spool 63 is provided with a communication hole 103 that connects the front control groove 102 and the control groove 69.
次にこの実施例の作動状態について説明する。
第8図示の制御弁4において、出口孔57と戻し
孔70とは制御溝69を介して連通しており、ス
プール63の前制御縁100が入口孔56を閉じ
ている。2つの前制御縁100,101に面した
前制御溝102は、連通孔103を介して制御溝
69に連通している。スプール63が上方に移動
すると、制御縁68が戻し孔70を閉じる。 Next, the operating state of this embodiment will be explained.
In the control valve 4 shown in FIG. 8, the outlet hole 57 and the return hole 70 communicate with each other via a control groove 69, and the front control edge 100 of the spool 63 closes the inlet hole 56. The front control groove 102 facing the two front control edges 100 and 101 communicates with the control groove 69 via the communication hole 103. When the spool 63 moves upward, the control lip 68 closes the return hole 70.
一方、前制御縁100が入口孔56を開くの
で、入口孔56は2つの前制御縁100,101
に面した前制御溝102から連通孔103を介し
て制御溝69に連通する。このため圧力導管55
を介して入口孔56に達した第2圧力源2の作動
油は、制御溝69から出口孔57に流れ、制御導
入管49を介して燃料弁3のサーボ圧力室21に
至り、サーボピストン17を押し下げ、前述の構
成で説明したごとく噴射が行われる。 On the other hand, since the front control edge 100 opens the inlet hole 56, the inlet hole 56 is connected to the two front control edges 100, 101.
The front control groove 102 facing the front side communicates with the control groove 69 via the communication hole 103. For this reason, the pressure conduit 55
The hydraulic oil from the second pressure source 2 that has reached the inlet hole 56 via the control groove 69 flows into the outlet hole 57, reaches the servo pressure chamber 21 of the fuel valve 3 via the control introduction pipe 49, and then enters the servo piston 17. is pressed down, and injection occurs as described in the previous configuration.
スプール63がさらに上昇すると、前制御溝1
02と制御溝69との間に形成されたカラー10
4によつて入口孔56が閉じるので、入口孔56
から制御溝69に流れていた作動油は一時的に遮
断される。これによつて、燃料弁3のサーボピス
トン17の下降も一時的に中断され、この結果噴
射も停止する。しかしスプール63がさらに上昇
すると、カラー104により閉鎖させていた入口
孔56が開くので、遮断されていた作動油が再び
出口孔57へと流れ、噴射は再開される。 When the spool 63 rises further, the front control groove 1
02 and the control groove 69
4 closes the inlet hole 56, so the inlet hole 56
The hydraulic oil flowing from the control groove 69 to the control groove 69 is temporarily cut off. As a result, the lowering of the servo piston 17 of the fuel valve 3 is also temporarily interrupted, and as a result, the injection is also stopped. However, when the spool 63 rises further, the inlet hole 56 that had been closed by the collar 104 opens, so the blocked hydraulic oil flows to the outlet hole 57 again, and the injection is restarted.
そして噴斜の中断される期間は、前制御溝10
2と制御溝69との間にあるカラー104の幅す
なわち前制御縁101と制御縁67との間の長さ
により規制される。このとき燃料噴射は、第9図
に示されるように2段に分かれた形となり、先行
した短い前噴射とそれに続く長い主噴射が形成さ
れる。なお燃料の調量は、この前噴射と主噴射と
の合計した値として行なわれることはいうまでも
ない。第12図は、第8図に示される実施例にお
ける動作を説明するためのグラフである。第12
図1は、燃料弁3によつて噴射される燃料流量の
時間経過を示す噴射パターンであり、第12図2
は気筒内の圧力の時間経過を示すグラフであり、
この第12図2のグラフは、前述の第9図のグラ
フに対応している。本発明では、第12図1に示
される燃料の噴射パターンを加減調整することに
よつて、気筒内の最大圧力P11(第12図2参照)
を、機関強度の限界内に抑え、しかもよりよい効
果を得ることができる。たとえば前制御溝102
の第8図における上下の長さを短くすると、第1
3図1で示される気筒内の圧力パターンを実現す
ることができる。また前制御溝102の長さを短
くし、しかも前制御縁101と制御縁67との間
の長さ、すなわちカラー104の長さを短くする
と、第13図2の気筒内の圧力パターンを得るこ
とができる。さらに前制御溝102の長さを長く
すると、第13図3で示される気筒内の圧力パタ
ーンを実現することができる。 During the period when the jet slope is interrupted, the pre-control groove 10
2 and the control groove 69, that is, the length between the front control edge 101 and the control edge 67. At this time, the fuel injection is divided into two stages as shown in FIG. 9, with a short pre-injection followed by a long main injection. It goes without saying that the amount of fuel is adjusted based on the total value of the pre-injection and the main injection. FIG. 12 is a graph for explaining the operation in the embodiment shown in FIG. 12th
FIG. 1 shows an injection pattern showing the time course of the fuel flow rate injected by the fuel valve 3, and FIG.
is a graph showing the time course of the pressure in the cylinder,
The graph in FIG. 12 corresponds to the graph in FIG. 9 described above. In the present invention, by adjusting the fuel injection pattern shown in FIG. 12, the maximum pressure P11 in the cylinder (see FIG. 12, 2) can be adjusted.
can be suppressed within the limits of the engine strength, and moreover, better effects can be obtained. For example, the front control groove 102
If the length of the top and bottom in Figure 8 is shortened, the first
3. The pressure pattern in the cylinder shown in FIG. 1 can be realized. Further, by shortening the length of the front control groove 102 and shortening the length between the front control edge 101 and the control edge 67, that is, the length of the collar 104, the pressure pattern in the cylinder shown in FIG. 132 is obtained. be able to. Furthermore, by increasing the length of the pre-control groove 102, the pressure pattern in the cylinder shown in FIG. 13 can be realized.
第8図の実施例で示されるような前噴射とそれ
に続く主噴射は、中速または高速内燃機関におい
て、燃焼の焼焼効率を高めるのに役立ち、特に高
速内燃機関においてその効果は著しい。 The pre-injection followed by the main injection as shown in the embodiment of FIG. 8 is useful for increasing the combustion efficiency in medium-speed or high-speed internal combustion engines, and the effect is particularly significant in high-speed internal combustion engines.
また本発明において、ラツク73を気筒毎に独
立に操作できるように構成すれば、気筒毎に燃料
噴射時期の調節が可能となり、気筒間の負荷や燃
焼圧力のアンバランスを、内燃機関を停止するこ
となく修正できるという利点も有している。 Furthermore, in the present invention, if the rack 73 is configured to be able to be operated independently for each cylinder, it becomes possible to adjust the fuel injection timing for each cylinder, and to correct imbalances in load and combustion pressure between cylinders, stop the internal combustion engine. It also has the advantage that it can be corrected without any trouble.
以上の実施例において、絞り部材を燃料弁3に
内蔵する場合について示したが、本発明の他の実
施例として絞り部材は制御弁4や戻し導管71に
配置してもよい。第10図は戻し導管71の途中
に絞り部材90を配置した本発明の基礎となる構
成を示す構成図である。絞り部材90を戻し孔7
0に螺合すれば取付けの費用が節減できる。この
ような実施例において、燃料弁3は第11図に示
されるようになり、絞り部材とチエツト弁は不要
となる。 In the embodiments described above, the throttle member is built into the fuel valve 3, but the throttle member may be arranged in the control valve 4 or the return conduit 71 in other embodiments of the present invention. FIG. 10 is a configuration diagram showing the basic configuration of the present invention in which a throttle member 90 is disposed in the middle of the return conduit 71. Return the aperture member 90 to the hole 7
If it is screwed to 0, the installation cost can be reduced. In such an embodiment, the fuel valve 3 would be as shown in FIG. 11, and the throttle member and check valve would be unnecessary.
以上のように本発明によれば内燃機関を一旦停
止することなく、容易に気筒毎に燃料噴射時期、
噴射量および噴射圧力の調節が可能となる。燃料
弁3のポンプピストン18がそれよりも直径の大
きいサーボピストン17によつて駆動されるの
で、噴射圧力を高圧力にすることができる。さら
に燃料の噴射は、一時的に停止して中断するのが
可能であり、燃焼状態を良好にすることができ
る。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily adjust the fuel injection timing for each cylinder without temporarily stopping the internal combustion engine.
It becomes possible to adjust the injection amount and injection pressure. Since the pump piston 18 of the fuel valve 3 is driven by the servo piston 17 having a larger diameter, the injection pressure can be made high. Furthermore, fuel injection can be temporarily stopped and interrupted to improve combustion conditions.
さらに本発明によれば、絞り部材19,90を
燃料の排油側に設けたので、燃料弁3におけるポ
ンプ室33の圧力を高圧力にすることができ、し
たがつて摩擦力等の影響を受けず精密な調量が可
能となる。 Furthermore, according to the present invention, since the throttle members 19 and 90 are provided on the fuel discharge side, the pressure in the pump chamber 33 of the fuel valve 3 can be made high, and therefore the influence of frictional force etc. can be increased. Precise metering is possible without overloading.
さらにまた本発明によれば制御弁4のスプール
63には2つの前制御縁100,101を形成
し、これによつてサーボ圧力室21への流路が戻
し孔70から入口孔56、すなわち第2圧力源2
に切換わるとき、サーボ圧力室21と第2圧力源
2との間の流路が一時的に遮断される。そのため
燃料噴射の動作は、先行した短い前噴射と、それ
に続く長い主噴射とが形成される。これによつて
中速または高速の内燃機関において、燃料の燃焼
効率を高めることができ、特に高速内燃機関にお
いてその効果は著しい。また本発明によれば、制
御弁4では、前述の第9図に示されるように前噴
射とそれに続く主噴射が行われるので、特に中速
または高速内燃機関において、定められた機関強
度のもとで燃料の燃焼効果を高めることが可能に
なる。すなわち本発明では、気筒内の最大圧力を
制限しつつ、気筒内の高い圧力を長期間発生させ
るように、燃料の噴射パターンを設定することが
可能になる。 Furthermore, according to the invention, the spool 63 of the control valve 4 is formed with two front control edges 100, 101, so that the flow path from the return hole 70 to the inlet hole 56, i.e. 2 pressure source 2
When switching to , the flow path between the servo pressure chamber 21 and the second pressure source 2 is temporarily cut off. Therefore, the fuel injection operation consists of a short pre-injection followed by a long main injection. This makes it possible to increase fuel combustion efficiency in medium-speed or high-speed internal combustion engines, and the effect is particularly remarkable in high-speed internal combustion engines. Further, according to the present invention, the control valve 4 performs the pre-injection and the subsequent main injection as shown in FIG. This makes it possible to enhance the combustion effect of the fuel. That is, according to the present invention, it is possible to set the fuel injection pattern so as to generate high pressure in the cylinder for a long period of time while limiting the maximum pressure in the cylinder.
第1図は本発明の基礎となる構成を示す構成
図、第2図は燃料弁3を示す断面図、第3図は第
2図示のポンプピストン18が下降した状態を示
す断面図、第4図は第1図〜第3図の構成の原理
を説明するための図、第5図は本発明の基礎とな
る他の構成を示す構成図、第6図は燃料弁3の他
の構成を示す断面図、第7図は燃料弁3のさらに
他の構成を示す断面図、第8図は本発明に係る制
御弁4の一実施例を示す断面図、第9図は第8図
示の実施例の燃料噴射における時間と圧力との関
係を示すグラフ、第10図は本発明のさらに他の
基礎となる構成を示す構成図、第11図は第10
図示の燃料弁3の断面図、第12図は本発明の動
作を説明するためのグラフ、第13図は本発明の
他の動作の燃料噴射パターンを示すグラフ、第1
4図は先行技術の動作を説明するためのグラフで
ある。
1……第1圧力源、2……第2圧力源、3……
燃料弁、4……制御弁、5……カム、7……電磁
弁、12……自動噴射ノズル、17……サーボピ
ストン、18……ポンプピストン、19,90…
…絞り部材、21……サーボ圧力室、33……ポ
ンプ室、56……入口孔、62……バレル、63
……スプール、67,68,84……制御縁、7
1……戻し導管。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the basic structure of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the fuel valve 3, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the pump piston 18 shown in FIG. 2 in a lowered state, and FIG. The figures are diagrams for explaining the principle of the configuration shown in Figures 1 to 3, Figure 5 is a configuration diagram showing another configuration that is the basis of the present invention, and Figure 6 is a diagram showing another configuration of the fuel valve 3. 7 is a cross-sectional view showing still another configuration of the fuel valve 3, FIG. 8 is a cross-sectional view showing one embodiment of the control valve 4 according to the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing an embodiment of the control valve 4 according to the present invention. A graph showing the relationship between time and pressure in fuel injection in an example, FIG. 10 is a configuration diagram showing still another basic configuration of the present invention, and FIG.
12 is a graph for explaining the operation of the present invention, and FIG. 13 is a graph showing the fuel injection pattern of another operation of the present invention.
FIG. 4 is a graph for explaining the operation of the prior art. 1...First pressure source, 2...Second pressure source, 3...
Fuel valve, 4... Control valve, 5... Cam, 7... Solenoid valve, 12... Automatic injection nozzle, 17... Servo piston, 18... Pump piston, 19, 90...
... Throttle member, 21 ... Servo pressure chamber, 33 ... Pump chamber, 56 ... Inlet hole, 62 ... Barrel, 63
... Spool, 67, 68, 84 ... Control edge, 7
1...Return conduit.
Claims (1)
直径の大きなサーボピストン17により駆動され
かつポンプピストン18の一端面によつて規定さ
れるポンプ室33が閉止弁付自動噴射ノズル12
に接続され、第1圧力源1は前記ポンプ室33に
電磁弁7を介して燃料を供給し、一方、第2圧力
源2と燃料弁3における前記サーボピストン17
の一端面によつて規定されるサーボ圧力室21と
の間に内燃機関と同期して動くカム5により軸線
方向に駆動されるスプール63を有する制御弁4
が接続され、 さらにスプール63は軸線まわりに角変位調整
可能となつていて、 制御弁4は、第1切換え位置で、燃料弁3のサ
ーボ圧力室21が出口孔57から戻し孔70を経
て燃料を排油し、制御弁4の第2切換え位置で、
第2圧力源2の燃料を、入口孔56から出口孔5
7を経て、サーボ圧力室21に供給する制御溝6
9がバレル62に形成されており、 入口孔56は、制御弁4のバレル62の周方向
1カ所に形成され、 前記制御弁4の前記スプール63に、周方向に
対し斜めに2つの前制御縁100,101を軸線
方向に間隔をあけて有する前制御溝102が形成
されており、 スプール63には、前制御溝102と制御溝6
9とを連通する連通孔103が形成されており、
サーボ圧力室21への流路が戻し孔70から入口
孔56に切換わるときにサーボ圧力室21と第2
圧力源2との間の流路が、スプール63の前制御
溝102と制御溝69との間に形成されたカラー
104によつて一時的に遮断され、 ポンプピストン18の充填の期間が前記電磁弁
7によつて制御可能であり、充填の速度が絞り部
材19,90で規制可能であることを特徴とする
内燃機関の燃料噴射制御装置。[Claims] 1. The pump piston 18 of the fuel valve 3 is driven by a servo piston 17 having a larger diameter, and the pump chamber 33 defined by one end surface of the pump piston 18 is an automatic injection nozzle with a shutoff valve. 12
, the first pressure source 1 supplies fuel to the pump chamber 33 via the solenoid valve 7, while the second pressure source 2 and the servo piston 17 in the fuel valve 3
A control valve 4 having a spool 63 driven in the axial direction by a cam 5 that moves in synchronization with the internal combustion engine between the control valve 4 and the servo pressure chamber 21 defined by one end surface.
is connected to the spool 63, and the spool 63 is adjustable in angular displacement around the axis, and the control valve 4 is in the first switching position when the servo pressure chamber 21 of the fuel valve 3 is injected with fuel from the outlet hole 57 through the return hole 70. is drained, and in the second switching position of the control valve 4,
The fuel of the second pressure source 2 is transferred from the inlet hole 56 to the outlet hole 5.
7, a control groove 6 that supplies the servo pressure chamber 21
9 is formed in the barrel 62, the inlet hole 56 is formed at one location in the circumferential direction of the barrel 62 of the control valve 4, and the spool 63 of the control valve 4 has two front control holes diagonally with respect to the circumferential direction. A front control groove 102 having edges 100 and 101 spaced apart in the axial direction is formed, and the spool 63 includes the front control groove 102 and the control groove 6.
A communication hole 103 communicating with 9 is formed,
When the flow path to the servo pressure chamber 21 is switched from the return hole 70 to the inlet hole 56, the servo pressure chamber 21 and the second
The flow path to the pressure source 2 is temporarily interrupted by a collar 104 formed between the front control groove 102 of the spool 63 and the control groove 69, and the period of filling of the pump piston 18 is interrupted by the electromagnetic A fuel injection control device for an internal combustion engine, characterized in that the fuel injection control device can be controlled by a valve 7 and the filling speed can be regulated by throttle members 19 and 90.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22929786A JPH0235149B2 (en) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | NAINENKIKANNONENRYOFUNSHASEIGYOSOCHI |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22929786A JPH0235149B2 (en) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | NAINENKIKANNONENRYOFUNSHASEIGYOSOCHI |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58025101A Division JPS59150975A (en) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Fuel injection control device for internal-combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6267281A JPS6267281A (en) | 1987-03-26 |
JPH0235149B2 true JPH0235149B2 (en) | 1990-08-08 |
Family
ID=16889927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22929786A Expired - Lifetime JPH0235149B2 (en) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | NAINENKIKANNONENRYOFUNSHASEIGYOSOCHI |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0235149B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2819963B2 (en) * | 1992-09-21 | 1998-11-05 | 日産自動車株式会社 | Accumulator type injector |
-
1986
- 1986-09-27 JP JP22929786A patent/JPH0235149B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6267281A (en) | 1987-03-26 |
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