JPH0341089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は燃料筒内直接噴射装置とりわけ蓄圧式
の燃料筒内直接噴射装置に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

ガソリンエンジンにおいて、排ガス対策や燃料
消費率の向上の見地から、燃料をポンプで加圧し
てインジエクタからマニホールドや吸気ポートに
噴射する燃料噴射方式が提案されており、さらに
進んで燃焼室内に直接燃料を噴射する方式が各種
提案されている。

このような直接噴射方式においては、機関の運
転状態に応じて燃料の噴射量と噴射時期を制御す
ることが必要で、この手段として一般にインジエ
クタに電気的制御弁（電磁弁）を設け、この電気
的制御弁への通電の断続でノズルを開閉する方法
が採られている。しかしこの制御はいわゆる時間
制御であり、インジエクタへの燃料供給圧力によ
り噴射条件が変動する。そこで特開昭62−645号
公報などにおいて、フユーエルポンプとインジエ
クタを結ぶ供給通路に共通の蓄圧器を設け、この
蓄圧器で燃料圧を調圧して各インジエクタに供給
することが提案されている。

しかしながらこの先行技術では、燃料を必ず一
旦蓄圧器で蓄積してからインジエクタに圧送する
構成となつているため、低速時ことにエンジンス
タート時に、スタータを回してフユーエルポンプ
がタンクから燃料を吸い上げ、これを蓄圧器に圧
送して一定圧力に達するまでインジエクタから噴
射を行なえず、このタイムラグにより始動特性が
悪いという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前記のような問題点を解消するため研
究して考案されたもので、その目的とするところ
は、始動時にほとんどタイムロスなく高圧燃料を
直接噴射することができ、その後も蓄圧式の直接
噴射にスムーズに移行することができるこの種蓄
圧式燃料筒内直接噴射装置を提供することにあ
る。

この目的を達成するため本考案は、フユーエル
ポンプと蓄圧器とインジエクタ間の燃料流通を固
定系とせず、始動時とそれ以外の時とで通路切換
え可能にし、始動時には蓄圧器を介さずにフユー
エルポンプから直接インジエクタに燃料を圧送す
るようにしたもので、すなわち、ガソリンエンジ
ンの各気筒に電磁制御式インジエクタを配し、燃
料タンク内の燃料をフユーエルポンプにより蓄圧
器に蓄積し、この蓄圧した燃料を各電磁制御式イ
ンジエクタに圧送するようにした燃料噴射装置に
おいて、高圧吐出型のフユーエルポンプの吐出側
に蓄圧器を経由しないで電磁制御式インジエクタ
に燃料を直接圧送するためのバイパス通路を設
け、このバイパス通路の一部をオリフイスを介し
て蓄圧器と接続したことを特徴とするものであ
る。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を添付図面を基いて説明す
る。

第１図と第２図は本考案による蓄圧式燃料筒内
直接噴射装置の一実施例を示すもので、第１図に
おいて、１はガソリンエンジン本体、２はシリン
ダブロツク、３はピストン、４は燃焼室、５ａは
吸気弁、５ｂは排気弁、６はインテークマニホー
ルドで、図示しないキヤブレタまたは過給機に接
続されている。７はそれぞれの燃焼室内に先端を
臨ましめたインジエクタである。図面では代表的
に１つのインジエクタの配置を示しているが、他
のインジエクタも同様であることはいうまでもな
い。

前記インジエクタ７は、少なくとも噴射弁部７
ａとこれを駆動する高速電磁弁７ｂとを備え、場
合によつてはさらに増圧機構を備えたユニツトイ
ンジエクタが用いられる。噴射弁部７ａは、図示
しないが、公知のものと同様に、噴孔を開閉する
ニードルタイプやボール弁タイプの弁体と、これ
を常時閉じ側に付勢するスプリングを備えてお
り、高速電磁弁７ｂは、電磁コイルとこれへの通
電でスプリングに抗して前記弁体を開弁側に移動
させるアーマチユアを備えている。

８はフユーエルポンプ、９は内部に一定容積の
蓄圧室９０を設けた蓄圧器である。フユーエルポ
ンプ８は吸い上げ管１０によりフユーエルタンク
１１に連絡される燃料吸込み口１２を有すると共
に、これと変位した位置に第１の燃料吐出弁１３
を有し、供給通路１４により蓄圧器９に接続され
ている。

蓄圧器９にはリリーフ弁１５が設けられ、蓄積
した燃料が設定圧たとえば100〜200Kg／cm²を超え
る高圧に達したときに自動的に戻し通路１６を経
てフユーエルタンク１１に過圧燃料を戻すように
なつている。そして前記蓄圧器９の出口側は共通
通路１７が接続され、この共通通路１７には公知
の３方切換え弁２１を介して各インジエクタ７の
燃料流入口に対する分配通路１８が接続されてい
る。

さらに本考案においては、前記フユーエルポン
プ８に、第１の燃料吐出弁１３と独立した第２の
燃料吐出弁１９を設け、この第２の燃料吐出弁１
９に、前記供給通路１４よりも管径の細いバイパ
ス通路２０を接続し、前記３方切換え弁２１を介
して前記分配通路１８と接続しており、バイパス
通路２０の一部はオリフイス２２を介して蓄圧器
９に接続されている。

第２図は本考案の実施に好適なフユーエルポン
プ８を示している。このフユーエルポンプ８は、
カツプ状をなすハウジング２３とキヤツプ状をな
すハウジング２４とを備え、ハウジング２４の中
心には盲穴状の軸孔２６が形成され、これにハウ
ジング２３内の凹部２５に延びるバレル２７が固
定されるとともに、バレル２７には先端部周面に
複数の切欠き２８０を有するプランジヤ２８が摺
動自在に内挿されており、前記切欠き２８０の形
成域に対応するバレル側壁には、燃料吸込み口１
２と連通する入口通路２９が穿設され、また、バ
レル２７の内壁と軸孔２６の奥端壁とで囲まれた
領域に加圧室３０が形成されている。

一方、ハウジング２３には端壁を貫いてドライ
ブシヤフト３１が内挿され、これの先端のカツプ
リング部３２を介してカムデイスク３３が結合さ
れるとともに、凹部内底にはカツプリング部３２
を囲むようにローラホルダ３４が配され、該ロー
ラホルダ３４にはカムデイスク３３の下面に形成
したカム面３３０に接するローラ３４０が配設さ
れている。そしてカムデイスク３３にはピン３３
１が設けられ、このピン３３１に前記プランジヤ
２８先端部に形成した溝２８１が嵌め込まれてい
る。したがつて、ドライブシヤフト３１の回転に
よりプランジヤ２８はカムデイスク３３とともに
回転し、同時にカム面３３０とローラ３４０との
移動軌跡により往復動が与えられる。

また、カムデイスク３３より背後のプランジヤ
２８外周域にはスプリング受け３５を介してスプ
リング３６が配され、常時所定の圧力でプランジ
ヤ２８をカムデイスク２２に押し付けるようにな
つている。

また、前記ハウジング２３の端部には、第１の
燃料吐出弁１３および第２の燃料吐出弁１９が並
列状に設けられている。それら吐出弁の構造は任
意であるが、実施例では第１の燃料吐出弁１３と
して、バルブシート１３０と、これに接離するボ
ール弁１３１と、ボール弁１３１を支持座１３２
を介して閉じ側に付勢するスプリング１３３とこ
れらを内蔵するバルブホルダ１３４とを備えたも
のを用いている。

また、第２の燃料吐出弁１９として、弁ガイド
１９０と、吸戻しカラー１９２を有する弁体１９
１と、この弁体１９１を付勢するスプリング１９
３と、これらを内蔵するバルブホルダ１９４を備
えたものを用いている。

さらに前記加圧室３０と第１・第２の燃料吐出
弁１３，１９間に相当するハウジング部分には弁
孔３７が設けられ、この弁孔３７の一側に前記加
圧室３０からの圧送孔３８が開孔されると共に、
他側には第１と第２の燃料吐出部１３，１９への
送出孔３９，４０が開孔されている。

そして弁孔３７には前記圧送孔３７を２つの送
出孔３９，４０と選択的に導通させるためのスプ
ール弁４１が配され、ソレノイド４２への通電に
より作動されるようになつている。図示するもの
では直線往復型のスプールを用いているが、回転
スプール弁とロータリソレノイドの組合せとして
もよいのはいうまでもない。

その他図面において、４３はマイクロコンピユ
ータを含むコントロールユニツトであり、少なく
ともエンジン回転数、負荷、水温を検出する各セ
ンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃからの電気信号を演
算処理し、ヒユーエルポンプ８のソレノイド４２
と３方切換え弁２１のソレノイド２１ａおよび各
インジエクタ７，７の高速電磁弁７ａをそれぞれ
電子制御するようになつている。

〔実施例の作用〕

本考案の実施例の作動を説明すると、始動時に
おいては、コントロールユニツト４３に与えたプ
ログラムと前記各センサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ
からの信号により、例えばヒユーエルポンプ８の
ソレノイド４２と３方切換え弁２１のソレノイド
２１ａを作動させる。これによりスプール４１は
第２図の状態となり、３方切換え弁２１は第１図
の状態となる。すなわち加圧室３０は第１の燃料
吐出弁１３とのルートが遮断され、第２の燃料吐
出弁１９とのルートに連通される。また、蓄圧器
９の分配通路１８間の連通が遮断され、バイパス
通路２０と分配通路１８間が連通する。

次いでドライブシヤフト３１を駆動すれば、こ
れと一体にカムデイスク３３が回転し、プランジ
ヤ２８も回転する。そしてカム面３３０の谷部と
ローラ３４０との接触でプランジヤ２８は第２図
の状態から左方に移動し、切欠き２８０が入口通
路２９と重なつたときに燃料吸込み口１２を介し
てフユーエルタンク１１から燃料を吸い込む。

次いでカムデイスク３３の上昇行程とともにプ
ランジヤ２８は右行しつつ回転され、切欠き２８
０が入口通路２９と非連通となることにより燃料
吸込みが終了し、加圧室３０内の燃料は圧縮され
てたとえば100〜200Kg／cm²の高圧となる。

この高圧燃料は、圧送孔３８→弁孔３７→送出
孔４０を経て第２の燃料吐出部１９に到り、スプ
リング１９３のセツト力に抗して弁体１９１を押
し上げ、第２の燃料吐出弁１９に接続されている
バイパス通路２０を通り、３方切換え弁２１およ
び分配通路１８を経て直接各インジエクタ７，７
に圧送される。バイパス通路２０のボリユームは
蓄圧器９のそれに較べはるかに小さく、かつ前記
プランジヤ２８の往復と回転により燃料が高圧化
されて圧送されるため、短時間で必要な燃料量と
噴射圧に達する。そしてこれをセンサが検出する
と、コントロールユニツト４３からの信号でイン
ジエクタ７の高速電磁弁７ａに通電され、通電時
間の間、開弁した噴孔から燃焼室４に直接燃料が
噴射される。

一方、バイパス通路２０はオリフイス２２によ
り蓄圧器９と結ばれており、従つてフユーエルポ
ンプ８からインジエクタ７に圧送される燃料の一
部が少しずつ蓄圧器９にも送られ、蓄圧室９０に
充満される。

以上のようにして始動された後、エンジン回転
数、負荷、水温などが上昇すると、プランジヤ負
８が作動したまま、フユーエルポンプ８のソレノ
イド４２と３方切換え弁２１のソレノイド２１ａ
が前記始動時と逆方向に作動される。これにより
バイパス通路２０とインジエクタ７とを結ぶ系が
カツトされ、蓄圧器９とインジエクタ７を結ぶ系
に切り替えられる。そして、フユーエルポンプ８
においては、スプール４１の移動により弁孔３７
と送出孔４０との導通が遮断されるため、弁体１
９１はスプリング１９３の押圧で閉弁し、第２の
燃料吐出弁１９からの燃料吐出が停止される。そ
れと同時に弁孔３７と送出孔３９が導通し、高圧
化された燃料は第１の燃料吐出弁１３に到り、ボ
ール弁１３１がバルブシート１３０から離れるこ
とによりヒユーエルポンプ８から吐出され、共通
通路１４から蓄圧室９に送り込まれここに蓄圧さ
れる。このとき、蓄圧室９０には既にオリフイス
２２を介して高圧燃料が充満しているため、蓄圧
の立上りは早く、短時間のうちに所定の圧力に達
して共通通路１７および分配通路１８を経て各イ
ンジエクタ７に送られ、燃焼室４に直接噴射され
る。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案によるときには、ガソリン
エンジンの各気筒に電磁制御式インジエクタを配
し、燃料タンク内の燃料をフユーエルポンプによ
り蓄圧器に蓄積し、この蓄圧した燃料を各電磁制
御式インジエクタに圧送するようにした燃料噴射
装置において、高圧吐出型のフユーエルポンプ８
の吐出側に蓄圧器９を経由しないで各電磁制御式
インジエクタ７に燃料を直接圧送するためのバイ
パス通路２０を設け、このバイパス通路２０の一
部をオリフイス２２を介して蓄圧器９と接続した
ので、通常運転時において調圧した燃料により適
切な筒内直接噴射を行えるだけでなく、始動時も
良好な直接噴射を行うことができ、またインジエ
クタは一種類で足り、ことさらコールドスタート
用の専用インジエクタを必要としないため比較的
安価に実施することができるなどのすぐれた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による蓄圧式燃料筒内直接噴射
装置の概要を示す構造回路図、第２図は本考案に
おけるヒユーエルポンプの一例を示す断面図であ
る。 ７……インジエクタ、７ａ……高速電磁弁、８
……ヒユーエルポンプ、９……蓄圧器、１４……
供給通路、２０……バイパス通路、２２……オリ
フイス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガソリンエンジンの各気筒に電磁制御式インジ
   エクタを配し、燃料タンク内の燃料をフユーエル
   ポンプにより蓄圧器に蓄積し、この蓄圧した燃料
   を各電磁制御式インジエクタに圧送するようにし
   た燃料噴射装置において、高圧吐出型のフユーエ
   ルポンプの吐出側に蓄圧器を経由しないで電磁制
   御式インジエクタに燃料を直接圧送するためのバ
   イパス通路を設け、このバイパス通路の一部をオ
   リフイスを介して蓄圧器と接続したことを特徴と
   する蓄圧式燃料筒内直接噴射装置。