JPH0362907B2 - - Google Patents

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JPH0362907B2
JPH0362907B2 JP57087211A JP8721182A JPH0362907B2 JP H0362907 B2 JPH0362907 B2 JP H0362907B2 JP 57087211 A JP57087211 A JP 57087211A JP 8721182 A JP8721182 A JP 8721182A JP H0362907 B2 JPH0362907 B2 JP H0362907B2
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JP
Japan
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fuel
valve
plunger
pressure
passage
Prior art date
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Application number
JP57087211A
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Japanese (ja)
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JPS58204962A (en
Inventor
Takashi Takahashi
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS58204962A publication Critical patent/JPS58204962A/en
Publication of JPH0362907B2 publication Critical patent/JPH0362907B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料供給装置に係り、より
詳しくは、ポンプ部と燃料噴射部がインジエクタ
本体に一体に組込まれて成るいわゆるユニツトイ
ンジエクタに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel supply system for an internal combustion engine, and more particularly to a so-called unit injector in which a pump section and a fuel injection section are integrated into an injector body. Regarding.

〔従来の技術〕 吐出ポートおよび燃料源に接続可能な吸込ポー
トを有するシリンダとそのシリンダボア内に摺動
自在に精密嵌合されたプランジヤとから成るボン
プ部と、前記プランジヤに作動的に係合する入力
部であつて内燃機関のクランク軸に同期して回転
する駆動軸から動力を入力して前記プランジヤを
往復駆動するものと、燃料噴射弁と、前記ポンプ
部の吐出ポートを燃料噴射弁とを結ぶ燃料圧送通
路と、前記燃料圧送通路から分岐していてポンプ
部により圧送された加圧燃料を燃料源に帰還させ
るための燃料戻し通路と、前記燃料戻し通路に介
装された電子制御式遮断弁、とをイジエクタ本体
に一体に組込んで成る型式のユニツトインジエク
タは知られている(例えば、実開昭56−31655お
よび米国特許4281792)。
[Prior Art] A pump portion comprising a cylinder having a discharge port and a suction port connectable to a fuel source, and a plunger slidably and precision fitted within the cylinder bore, and operatively engaged with the plunger. An input section that inputs power from a drive shaft that rotates in synchronization with a crankshaft of an internal combustion engine to drive the plunger back and forth, a fuel injection valve, and a fuel injection valve that connects a discharge port of the pump section. a fuel pressure-feeding passage connecting the fuel pressure-feeding passage; a fuel return passage that branches from the fuel pressure-feeding passage and returns the pressurized fuel pumped by the pump section to the fuel source; and an electronically controlled shutoff interposed in the fuel return passage. A unit injector in which a valve and a valve are integrally assembled into an injector body is known (for example, Utility Model Publication No. 56-31655 and U.S. Pat. No. 4,281,792).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このような型式の従来のユニツトインジエクタ
は特に大型直噴デイーゼル機関に使用されるもの
で、噴射管が不要となる為いわゆる不整噴射が無
く高噴射率を得やすい、回転の影響を余り受けな
い等の利点があり、噴射機能だけ見れば本質的に
高性能であるが、反面、ポンプ部と燃料噴射部が
分離されたものに較べ、それらが一体化されてい
るため(1)寸法が大きい、(2)調速部と噴射時期制御
部が分離され制御が難しく簡素化されない、(3)単
体で噴射系の調整ができず整備性が悪い、(4)噴射
時期制御のために専用の駆動カム軸が必要であ
る、(5)既存のエンジンに搭載する為にはシリンダ
ヘツドおよびシリンダブロツクの大幅変更が必要
で搭載上の制約を多く受け、排気量の異なるエン
ジンへの共通化が困難である、等の不便により、
いまだ一般化するに至つていない。
This type of conventional unit injector is especially used in large direct injection diesel engines, and because it eliminates the need for an injection pipe, there is no so-called irregular injection, making it easy to obtain a high injection rate, and it is not affected by rotation too much. If you look only at the injection function, it is essentially high-performance, but on the other hand, since the pump part and fuel injection part are integrated compared to a model where they are separated, (1) the size is larger (2) The speed governor and injection timing control section are separated, making control difficult and difficult to simplify. (3) The injection system cannot be adjusted independently, making maintenance difficult. (4) A dedicated system for injection timing control is required. A drive camshaft is required. (5) In order to install it in an existing engine, the cylinder head and cylinder block must be significantly changed, which imposes many restrictions on installation, making it difficult to standardize it on engines with different displacements. Due to the inconvenience of
It has not yet become commonplace.

本発明は従来技術の叙上の問題点に鑑み案出さ
れたもので、その解決課題は、ポンプ部と噴射
部、更に吸・排気弁との配置関係を改善すること
により小型化し、特にカム軸方向と縦方向の寸法
を抑え、搭載上の制約条件を制限する為に、ポン
プ駆動専用のカム軸を廃止すると共にポンプ駆動
用カム軸を吸排気弁駆動用カム軸と共通化させ、
燃料調量を電子化し、特に複数個の電子制御式遮
断弁を用いてそれらを機能別に配置することによ
り調整、調速、噴射時期制御、噴射量計量を簡素
化でき、かつ、広いエンジン回転数範囲にわたつ
て確実に調量を行うことの可能なコンパクトで制
御性に優れたユニツトインジエクタを提供するこ
とにある。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the prior art.The problem to be solved is to miniaturize the pump section, the injection section, and the intake/exhaust valve by improving the arrangement relationship between the pump section, the injection section, and the intake/exhaust valve. In order to reduce the axial and vertical dimensions and limit installation constraints, we have eliminated the camshaft dedicated to driving the pump and made the camshaft for driving the pump common with the camshaft for driving the intake and exhaust valves.
By digitizing fuel metering and in particular using multiple electronically controlled shutoff valves and arranging them by function, adjustment, speed regulation, injection timing control, and injection amount metering can be simplified, and a wide range of engine rotation speeds can be achieved. To provide a unit injector which is compact and has excellent controllability, and is capable of surely metering over a range.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、前記課題を解決するための手段とし
て、吸気弁もしくは排気弁の開閉駆動用カムに加
えて、ユニツトインジエクタ駆動用カムをも一体
的に備えているカム軸と、インジエクタ本体の一
部に設けられたシリンダと、前記シリンダに摺動
可能に嵌合して圧力室を形成し前記ユニツトイン
ジエクタ駆動用カムにより往復駆動されるプラン
ジヤと、前記圧力室において前記プランジヤによ
つて加圧された燃料を吐出ポートから燃料圧送通
路を通じて受入れて内燃機関の燃焼室内へ噴射す
るために前記インジエクタ本体の他の一部に設け
られた燃料噴出弁と、前記プランジヤが所定の位
置にあるとき前記圧力室を燃料源に通じる吸込ポ
ートとを備えており、それに加えて、前記カム軸
の軸心線の方向に見た状態で、前記プランジヤの
軸心線が、前記燃料噴射弁の軸心線に対して略直
交していると共に、前記吸気弁もしくは排気弁の
軸心線に対して重ならないように交差しているこ
とを特徴とするユニツトインジエクタを提供す
る。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a camshaft that is integrally equipped with a cam for driving a unit injector in addition to a cam for driving the opening and closing of an intake valve or an exhaust valve, and a camshaft that is integrated into an injector main body. a cylinder provided in the unit, a plunger slidably fitted into the cylinder to form a pressure chamber and reciprocally driven by the unit injector driving cam; and pressurizing the pressure chamber by the plunger. a fuel injection valve provided on another part of the injector body for receiving the fuel from the discharge port through the fuel pressure passage and injecting it into the combustion chamber of the internal combustion engine; and a suction port communicating the pressure chamber with a fuel source, and in addition, when viewed in the direction of the axis of the camshaft, the axis of the plunger is aligned with the axis of the fuel injection valve. The unit injector is substantially orthogonal to the intake valve or the exhaust valve, and intersects with the axis of the intake valve or the exhaust valve without overlapping.

〔作用〕[Effect]

本発明のユニツトインジエクタを駆動するカム
は、吸気弁もしくは排気弁を駆動するカムと共
に、同じカムシヤフトに設けられており、ユニツ
トインジエクタ駆動用のカムシヤフトを特別に設
ける必要がない。その場合、同じカムシヤフトに
多数のカムを設けることになるので、それらに対
応するタペツト等が相互に干渉することから、カ
ムシヤフトを長くすることが考えられるが、本発
明によれば、吸気弁もしくは排気弁の軸心線とプ
ランジヤのそれと重ならないように交差させて設
けるので、カムの間隔が比較的小さくても、吸気
弁もしくは排気弁を駆動するタペツト等と、ユニ
ツトインジエクタのプランジヤを駆動するタペツ
ト等とが、相互に干渉しないように配置すること
ができる。しかも、それに併せて、プランジヤの
軸心線と燃料噴射弁の軸心線が略直交するように
配置することによつて、ユニツトインジエクタの
高さを小さくすることができるので、結局、内燃
機関の軸方向長さ及び高さを小さくして小型化を
実現することができる。
The cam that drives the unit injector of the present invention is provided on the same camshaft as the cam that drives the intake valve or the exhaust valve, so there is no need to provide a special camshaft for driving the unit injector. In that case, since a large number of cams will be provided on the same camshaft, their corresponding tappets will interfere with each other, so it is conceivable to make the camshaft longer.However, according to the present invention, the intake valve or exhaust valve Since the valve axis and the plunger are arranged so as to intersect so that they do not overlap, even if the spacing between the cams is relatively small, the tappets that drive the intake or exhaust valves and the tappets that drive the plunger of the unit injector can be easily connected. etc. can be arranged so that they do not interfere with each other. Moreover, by arranging the plunger and the fuel injector so that their axial lines are substantially perpendicular to each other, the height of the unit injector can be reduced. Miniaturization can be achieved by reducing the axial length and height of.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添附図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明のユニツトインジエクタの一実
施例の一部断面側面図で、ユニツトインジエクタ
10はインジエクタ本体12を有する。このイン
ジエクタ本体12は軸心線Ncを有する主要部す
なわち基幹部14と、前記軸心Ncに垂直に交る
軸心線Pcを有する曲折部16とから構成されて
いる。
FIG. 1 is a partially sectional side view of an embodiment of the unit injector of the present invention, and the unit injector 10 has an injector body 12. As shown in FIG. The injector main body 12 is composed of a main portion, that is, a base portion 14 having an axis Nc, and a bent portion 16 having an axis Pc perpendicular to the axis Nc.

曲折部16は円柱形のボア18を有し、このボ
ア18の中にはこのユニツトインジエクタ10の
入力部を構成するタペツト20が摺動自在に嵌合
されている。タペツト20にはシム22が取付け
てあり、このシム22は内燃機関(図示せず)の
シリンダヘツド(図示せず)に設けた吸排気弁駆
動用カム軸24に設けた専用のカム26に当接し
ている。なお、カム軸24には周知の如く吸排気
弁駆動用カム28が形成してあり、この吸排気弁
駆動用カム28はバルブガイド30に挿通された
吸気弁又は排気弁32を吸排気弁タペツト34を
介して押動し得る様になつている。
The bent portion 16 has a cylindrical bore 18 into which a tappet 20 constituting the input portion of the unit injector 10 is slidably fitted. A shim 22 is attached to the tappet 20, and this shim 22 corresponds to a dedicated cam 26 provided on a camshaft 24 for driving intake and exhaust valves provided in a cylinder head (not shown) of an internal combustion engine (not shown). are in contact with each other. As is well known, a cam 28 for driving intake and exhaust valves is formed on the camshaft 24, and this cam 28 for driving intake and exhaust valves drives the intake valve or exhaust valve 32 inserted through the valve guide 30 into the intake and exhaust valve tappet. 34 so that it can be pushed and moved.

この場合、インジエクタ本体12のプランジヤ
42を含む曲折部16の軸心線Pcは、吸排気弁
32の軸心線Vcに対してカム軸24の方向から
見たとき交差しており、それによつて両者が重な
ることがなく、カム軸24の軸心線Sc上におい
てユニツトインジエクタ10のタペツト20と、
吸排気弁32のタペツト34との間隔が比較的小
さくなつていても、それらが相互に干渉するおそ
れがないので、カム軸24の長さ、従つて内燃機
関の全長を短くすることが可能になる。
In this case, the axial center line Pc of the bent portion 16 including the plunger 42 of the injector main body 12 intersects the axial center line Vc of the intake and exhaust valve 32 when viewed from the direction of the camshaft 24. The tappet 20 of the unit injector 10 and
Even if the distance between the intake and exhaust valves 32 and the tappets 34 is relatively small, there is no risk of them interfering with each other, making it possible to shorten the length of the camshaft 24 and, therefore, the overall length of the internal combustion engine. Become.

曲折部16には本発明のユニツトインジエクタ
のポンプ部を構成するシリンダ36が形成されて
いる。シリンダ36はポンプ部の圧力室38を形
成するシリンダボア40を有し、このシリンダボ
ア40にはプランジヤ42が摺動可能に精密嵌合
されている。プランジヤ42の外側端部にはコツ
タ44によりスプリングリテーナ46が固定して
あり、このスプリングリテーナ46とインジエク
タ本体主要部14との間には復帰ばね48が介装
してあつてタペツト20をカム26に向つて付勢
している。シリンダ36の圧力室38には吸込ポ
ート50および吐出ポート52が開口しており、
吸込ポート50は第1図に於て紙面に垂直に延長
している。
A cylinder 36 is formed in the bent portion 16 and constitutes a pump portion of the unit injector of the present invention. The cylinder 36 has a cylinder bore 40 defining a pressure chamber 38 of the pump section, into which a plunger 42 is slidably and precisely fitted. A spring retainer 46 is fixed to the outer end of the plunger 42 by a pusher 44, and a return spring 48 is interposed between the spring retainer 46 and the injector main body 14, and a return spring 48 is inserted between the tappet 20 and the cam 26. is biased towards. A suction port 50 and a discharge port 52 are open to the pressure chamber 38 of the cylinder 36.
The suction port 50 extends perpendicularly to the plane of the paper in FIG.

インジエクタ本体12の主要部14の下端には
ナツト54により燃料噴射弁56が取付けてあ
る。ポンプ部の吐出ポート52は燃料圧送通路5
8により燃料噴射弁56に導かれている。
A fuel injection valve 56 is attached to the lower end of the main portion 14 of the injector body 12 with a nut 54 . The discharge port 52 of the pump part is the fuel pressure passage 5
8 to the fuel injection valve 56.

主要部14に設けた燃料戻しポート60と圧力
室38の間には第1の燃料戻し通路62が設けて
あり、この第1燃料戻し通路62は第1の電磁式
遮断弁64のスプール弁66により遮断もしくは
導通されるようになつている。この第1遮断弁6
4のソレノイド68は配線70により後述の電子
制御ユニツト(ECU)に接続されており、スプ
ール弁66はソレノイド68が励磁されている
時、すなわち図示した遮断弁64の休止時には第
1燃料戻し通路62を導通し、ソレノイド68が
励磁された時には該通路62を遮断し得る様に構
成されている。なお、図示の実施例ではこの第1
燃料戻し通路62はポンプ部の圧力室38に開口
しているが、これに代え燃料圧送通路58から分
岐させてもよい。
A first fuel return passage 62 is provided between the fuel return port 60 provided in the main portion 14 and the pressure chamber 38, and this first fuel return passage 62 is connected to the spool valve 66 of the first electromagnetic shutoff valve 64. It is designed to be cut off or conductive. This first shutoff valve 6
The solenoid 68 of No. 4 is connected to an electronic control unit (ECU), which will be described later, by wiring 70, and the spool valve 66 is connected to the first fuel return passage 62 when the solenoid 68 is energized, that is, when the illustrated cutoff valve 64 is inactive. The passage 62 is made conductive, and the passage 62 is cut off when the solenoid 68 is energized. Note that in the illustrated embodiment, this first
Although the fuel return passage 62 opens into the pressure chamber 38 of the pump section, it may alternatively be branched from the fuel pressure feeding passage 58.

燃料圧送通路58と燃料戻しポート60との間
には第2の燃料戻し通路72が設けてある。この
第2熱料戻し通路72は第2の電磁式遮断弁74
のスプール弁76により開閉される様になつてお
り、電子制御ユニツト(ECU)に配線78によ
り接続されたソレノイド80が励磁されていない
時にはスプール弁76は図示の位置にあつて第2
燃料戻し通路72を遮断しており、励磁された時
には該通路72を導通させるようになつている。
なお、第1図では第2電磁式遮断弁74は図解の
便宜のため90°回転して示してあるが、実際には
その軸線は紙面に垂直に配置されている。
A second fuel return passage 72 is provided between the fuel pressure passage 58 and the fuel return port 60. This second heat return passage 72 is connected to a second electromagnetic shutoff valve 74.
The spool valve 76 is opened and closed by a spool valve 76, and when a solenoid 80 connected to an electronic control unit (ECU) by wiring 78 is not energized, the spool valve 76 is in the second position as shown.
The fuel return passage 72 is cut off, and the passage 72 is made conductive when excited.
In FIG. 1, the second electromagnetic shutoff valve 74 is shown rotated by 90 degrees for convenience of illustration, but in reality, its axis is perpendicular to the plane of the paper.

第2図は第1図の実施例のユニツトインジエク
タの前記各燃料通路および電気配線の接続態様を
示すダイヤグラムで、第1、第2遮断弁64,7
4のソレノイド68,80は配線70,78によ
り夫々電子制御ユニツト(ECU)82に接続さ
れている。この電子制御ユニツト82はエンジン
回転数センサ84および負荷センサ86からの信
号に応じて燃料噴射時期および燃料噴射量を算出
し、それに応じた電気信号をソレノイド68,8
0に出力し得るようになつている。
FIG. 2 is a diagram showing how the fuel passages and electrical wiring of the unit injector of the embodiment shown in FIG. 1 are connected.
The four solenoids 68 and 80 are connected to an electronic control unit (ECU) 82 by wires 70 and 78, respectively. This electronic control unit 82 calculates fuel injection timing and fuel injection amount according to signals from an engine speed sensor 84 and a load sensor 86, and sends corresponding electric signals to the solenoids 68 and 8.
It is designed so that it can be output to 0.

ユニツトインジエクタ10の吸込ポート50は
チエツクバルブ88を備えた低圧燃料管90によ
り低圧燃料ポンプ92に接続されており、後者は
燃料タンク94内の燃料をストレーナ96を介し
て吸上げて低圧燃料管90に圧送し得るようにな
つている。低圧燃料ポンプ92には絞り98を備
えたバイパス100が設けてあり、低圧燃料管内
の燃料供給圧を調節し得るようになつている。
The suction port 50 of the unit injector 10 is connected to a low-pressure fuel pump 92 by a low-pressure fuel pipe 90 equipped with a check valve 88, and the latter sucks up fuel in a fuel tank 94 through a strainer 96 and supplies it to the low-pressure fuel pipe. 90. The low-pressure fuel pump 92 is provided with a bypass 100 with a restriction 98 to adjust the fuel supply pressure in the low-pressure fuel line.

ユニツトインジエクタ10の燃料戻しポート6
0は燃料戻し管102により燃料タンク94に接
続される。この燃料戻し管102には分岐管10
4を介して他の気筒のユニツトインジエクタの燃
料戻しポートが接続される。また、低圧燃料ポン
プ92は分岐管106により他の気筒のユニツト
インジエクタの吸込ポート50に接続される。
Fuel return port 6 of unit injector 10
0 is connected to the fuel tank 94 by a fuel return pipe 102. This fuel return pipe 102 has a branch pipe 10
4 to the fuel return ports of the unit injectors of other cylinders. Further, the low pressure fuel pump 92 is connected to the suction port 50 of the unit injector of another cylinder through a branch pipe 106.

燃料噴射弁56の背圧室108には圧縮ばね1
10が設けてあつて、ニードル弁112を常閉位
置に付勢している。背圧室108にはドレーン管
114が接続してある。
A compression spring 1 is provided in the back pressure chamber 108 of the fuel injection valve 56.
10 is provided to bias the needle valve 112 to a normally closed position. A drain pipe 114 is connected to the back pressure chamber 108.

次に、第2図および第3図を参照して、このユ
ニツトインジエクタの作動について説明する。
Next, the operation of this unit injector will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

ユニツトインジエクタ駆動用のカム26の回転
に従い、プランジヤ42が第2図中右方へ移動
し、燃料圧送が開始される。圧送された燃料は、
燃料圧送通路58と第1燃料戻し通路62に分岐
されるが、第1遮断弁64のスプール弁66は図
示の休止位置にあつて第1燃料戻し通路62を導
通させているため、圧送燃料は燃料戻し管102
を経て燃料タンク94へ逃げ、燃料圧送通路58
内の燃料圧が上昇しないため、噴射は始まらな
い。更に圧送工程が進むと、エンジン回転数セン
サ84および負荷センサ86からの信号に応じて
電子制御ユニツト82から第1遮断弁64のソレ
ノイド68に対して電子信号が出力され、スプー
ル弁66は下方に動いて第1燃料戻し通路62に
遮断する。この時には、第2遮断弁74のスプー
ル弁76は図示の休止位置にあつて第2燃料戻し
通路72を遮断している。この為燃料圧送通路5
8内の燃料圧力が増加し、この圧力が噴射弁56
の開弁圧を超えると燃料噴射が開始される。従つ
て、第1遮断弁64の遮断時期を電子制御ユニツ
ト82により制御することにより燃料噴射時期が
制御される。
As the cam 26 for driving the unit injector rotates, the plunger 42 moves to the right in FIG. 2, and pressure feeding of fuel is started. The pumped fuel is
Although it is branched into a fuel pressure feeding passage 58 and a first fuel return passage 62, the spool valve 66 of the first cutoff valve 64 is in the illustrated rest position and makes the first fuel return passage 62 conductive. Fuel return pipe 102
It escapes to the fuel tank 94 through the fuel pressure passage 58.
Injection does not start because the fuel pressure within the tank does not rise. As the pressure feeding process further progresses, the electronic control unit 82 outputs an electronic signal to the solenoid 68 of the first shutoff valve 64 in response to the signals from the engine speed sensor 84 and the load sensor 86, and the spool valve 66 moves downward. It moves and blocks the first fuel return passage 62. At this time, the spool valve 76 of the second shutoff valve 74 is in the illustrated rest position, blocking the second fuel return passage 72. For this reason, the fuel pressure passage 5
The fuel pressure within the injection valve 56 increases, and this pressure increases the fuel pressure within the injection valve 56.
When the valve opening pressure exceeds , fuel injection starts. Therefore, by controlling the cutoff timing of the first cutoff valve 64 by the electronic control unit 82, the fuel injection timing is controlled.

次いで、電子制御ユニツト82はエンジン回転
数および負荷に応じて第1遮断弁64の作動時期
から所定時間経過後に第2遮断弁74のソレノイ
ド80に対して電気信号を出力し、スプール弁7
6を図中上方に移動させる。その結果、燃料圧送
通路58は燃料戻し管102に連通され、燃料圧
通路58内に燃料圧力は給激に低下して燃料噴射
は終了する。
Next, the electronic control unit 82 outputs an electric signal to the solenoid 80 of the second shutoff valve 74 after a predetermined period of time has elapsed from the activation timing of the first shutoff valve 64 according to the engine speed and load, and the spool valve 7
6 upward in the figure. As a result, the fuel pressure passage 58 is communicated with the fuel return pipe 102, and the fuel pressure in the fuel pressure passage 58 drops to a sudden drop, and fuel injection ends.

更に行程が進みプランジヤ42が吸入行程に入
ると第1、第2遮断弁64,74への電気信号の
出力は停止され、これらの遮断弁はいずれも初期
の休止位置に戻り、圧力室38内に発生する負圧
により低圧燃料管90および吸入ポート50から
燃料が圧力室38に流入する。この時燃料はバイ
パス100の絞り98により決定される燃料供給
圧をもつて圧力室38に流入するので、圧力室内
の負圧により燃料中に気泡が発生することがな
い。
As the stroke progresses further and the plunger 42 enters the suction stroke, the output of electrical signals to the first and second shutoff valves 64 and 74 is stopped, and these shutoff valves return to their initial rest positions, causing the pressure inside the pressure chamber 38 to stop. Fuel flows into the pressure chamber 38 from the low pressure fuel pipe 90 and the suction port 50 due to the negative pressure generated. At this time, the fuel flows into the pressure chamber 38 with the fuel supply pressure determined by the throttle 98 of the bypass 100, so that no bubbles are generated in the fuel due to the negative pressure in the pressure chamber.

更に行程が進みプランジヤ42が第2図に於て
最左端に来た時には電子制御ユニツト85のプロ
グラムはリセツトされ、次のサイクルが繰返され
る。
When the stroke progresses further and the plunger 42 reaches the leftmost position in FIG. 2, the program of the electronic control unit 85 is reset and the next cycle is repeated.

第3図は前記第1、第2遮断弁64,74の作
動時期と燃料噴射量の関係を表すタイミングチヤ
ートで、曲線Aは遮断弁64の制御パルスを、曲
線Bは第2遮断弁74の制御パルスを、曲線Cは
燃料噴射弁56の噴射流量を、横軸は時間を表
す。第1遮断弁64は、内燃機関のクランク軸の
所定の角度位置に対応する基準時T0から時間T1
経過後に作動され、第2遮断弁74は時間T2
過後に作動され、第2遮断弁74は時間T2経過
後に作動される。したがつて、前述した如く、燃
料噴射時期は時間T1を増減することにより制御
することができる。他方、燃料噴射量は第1、第
2遮断弁の作動時間差△T=T2−T1により決定
される。このことは、熱料噴射時間T3は実質的
に第1、第2遮断弁64,74の応答性能に左右
されること無く設定することができることを意味
している。したがつて、エンジンの高速回転時に
起り得る様に燃料噴射時間T3が遮断弁64,7
4の応答時間に極めて近い値となるか或いはそれ
以下となる場合でも、確実に燃料噴射量を制御す
ることが可能となるのである。このため広い回転
数範囲にわたつて確実な調量が可能となる。第3
図中に点線で示したように第2遮断弁74の作動
時期を遅延した場合には噴射量は増加する。
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the operating timing of the first and second shutoff valves 64 and 74 and the fuel injection amount. Curve A shows the control pulse of the shutoff valve 64, and curve B shows the control pulse of the second shutoff valve 74. The control pulse is represented by the curve C, the injection flow rate of the fuel injection valve 56 is represented by the curve C, and the horizontal axis represents the time. The first shutoff valve 64 operates from a reference time T0 corresponding to a predetermined angular position of the crankshaft of the internal combustion engine to a time T1.
The second shutoff valve 74 is activated after the time T 2 has elapsed, and the second shutoff valve 74 is activated after the time T 2 has elapsed. Therefore, as described above, the fuel injection timing can be controlled by increasing or decreasing the time T1 . On the other hand, the fuel injection amount is determined by the operating time difference ΔT=T 2 −T 1 between the first and second shutoff valves. This means that the heating material injection time T 3 can be set substantially without being influenced by the response performance of the first and second cutoff valves 64 and 74. Therefore, as can occur when the engine is running at a high speed, the fuel injection time T 3 is limited to the cutoff valves 64 and 7.
Even if the response time is very close to or less than the response time of No. 4, it is possible to reliably control the fuel injection amount. This allows reliable metering over a wide range of rotational speeds. Third
As shown by the dotted line in the figure, when the activation timing of the second cutoff valve 74 is delayed, the injection amount increases.

なお、第2図に示した様に第1遮断弁64にバ
イパス116を設けて、このバイパス116中に
電子制御ユニツト82により流量が可変制御され
る可変流量絞り118を設けることができる。こ
のようにすれば、燃料噴射弁56の作動時に燃料
圧送通路58内の加圧燃料の一部を燃料タンクに
戻すことにより、燃料圧送通路58の送油率を調
節することができる。その結果、機関の回転数に
適合した流量の燃料を噴射弁から供給することが
できる。また、前記バイパス116および可変流
量絞り118に代えて、第1遮断弁として第4図
に示したような絞り通路120を備えた遮断弁6
4′を用いてもよい。
As shown in FIG. 2, a bypass 116 may be provided in the first shutoff valve 64, and a variable flow rate restrictor 118 whose flow rate is variably controlled by the electronic control unit 82 may be provided in the bypass 116. In this way, when the fuel injection valve 56 is actuated, a portion of the pressurized fuel in the fuel pressure passage 58 is returned to the fuel tank, thereby making it possible to adjust the oil feeding rate of the fuel pressure passage 58. As a result, fuel can be supplied from the injection valve at a flow rate that matches the engine speed. Also, instead of the bypass 116 and the variable flow rate restrictor 118, a cutoff valve 6 is provided with a throttle passage 120 as shown in FIG. 4 as a first cutoff valve.
4' may also be used.

第5図は燃料調量部の他の実施例を示すもの
で、第2図の構成部材と共通するものは同じ参照
番号で表す。第2図の構成との主たる相違点は、
燃料噴射の終期、すなわち燃料噴射量を制御する
ための第2遮断弁74を噴射弁56のニードル背
圧室108と燃料圧送通路58を結ぶ第三の通路
300に設けたことである。なお、この実施例で
は、可変流量絞り118は燃料圧送通路58に設
けた。
FIG. 5 shows another embodiment of the fuel metering section, in which components common to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The main difference from the configuration in Figure 2 is:
A second shutoff valve 74 for controlling the final stage of fuel injection, that is, the fuel injection amount, is provided in the third passage 300 that connects the needle back pressure chamber 108 of the injection valve 56 and the fuel pressure passage 58. In this embodiment, the variable flow rate restrictor 118 is provided in the fuel pressure passage 58.

第5図の実施例の噴射時期の制御は第2図およ
び第3図について前述したものと同様である。即
ち、プランジヤ42の圧送行程の初期には第1遮
断弁64のスプール弁66は第1燃料戻し通路6
2を導通させており、第2遮断弁74のスプール
弁76は第三通路300を遮断している。プラン
ジヤ42の圧送行程の開始に伴い燃料圧送通路5
8に圧送された燃料は最初は燃料元し通路62を
介して燃料タンク94へ逃れるので噴射弁56は
開弁しない。次いで、所定の時期に電子制御ユニ
ツト(ECU)82から第1遮断弁64に信号が
出力され、第1燃料戻し通路が遮断されることに
より燃料噴射が開始する。
Control of injection timing in the embodiment of FIG. 5 is similar to that described above with respect to FIGS. 2 and 3. That is, at the beginning of the pressure feeding stroke of the plunger 42, the spool valve 66 of the first cutoff valve 64 is closed to the first fuel return passage 6.
The spool valve 76 of the second cutoff valve 74 cuts off the third passage 300. With the start of the pumping stroke of the plunger 42, the fuel pumping passage 5
At first, the fuel pressure-fed to the injector 8 escapes to the fuel tank 94 via the fuel source passage 62, so the injection valve 56 does not open. Next, at a predetermined time, a signal is output from the electronic control unit (ECU) 82 to the first cutoff valve 64, and the first fuel return passage is cut off, thereby starting fuel injection.

次いで、第1遮断弁64の作動時期から所定時
間経過後に電子制御ユニツト82から第2遮断弁
74に電気信号が出力される。その結果、第2遮
断弁74のスプール弁76は第5図中下方に移動
して第三通路300を導通させる。この為、燃料
圧送通路58内の加圧燃料は噴射弁56のニード
ル背圧室108に導かれ、強制的にニードル弁1
12を閉じ、噴射を終了させる。その際、燃料圧
力がニードル背圧となるため、ニードル弁112
を閉じるに要する時間は第1図および第2図の実
施例に較べ短くなる。このように、この実施例に
おいても、燃料噴射の終期すなわち燃料噴射量は
電子制御ユニツトにより制御されているのであ
り、燃料は第1、第2の遮断弁の作動時間差を増
減することにより計量される。しかも、燃料圧力
をニードル背圧室に印加して噴射を終了させる構
成としたため、噴射量を一層正確に制御すること
が可能となる。
Next, after a predetermined period of time has elapsed since the activation timing of the first shutoff valve 64, an electric signal is output from the electronic control unit 82 to the second shutoff valve 74. As a result, the spool valve 76 of the second shutoff valve 74 moves downward in FIG. 5, thereby opening the third passage 300. Therefore, the pressurized fuel in the fuel pressure passage 58 is guided to the needle back pressure chamber 108 of the injection valve 56 and is forced into the needle valve 108.
12 to end the injection. At that time, the fuel pressure becomes needle back pressure, so the needle valve 112
The time required for closing is shorter than in the embodiments of FIGS. 1 and 2. In this way, also in this embodiment, the end of fuel injection, that is, the fuel injection amount, is controlled by the electronic control unit, and the fuel is metered by increasing or decreasing the difference in operating time of the first and second shutoff valves. Ru. Moreover, since the fuel pressure is applied to the needle back pressure chamber to terminate the injection, it is possible to control the injection amount more accurately.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、前記解決手段の項に記載したような
構成を有するので、コンパクトで縦方向寸法の小
さなユニツトインジエクタ得ることができる。ま
た、ユニツトインジエクタの駆動用のカム軸を機
関の吸排気弁駆動用カム軸と共通とし、専用のカ
ム軸を廃止してから、構造が簡単となり、既存の
機関に容易に設置することが可能となつた。特
に、本発明を実施すればカム軸方向に見てプラン
ジヤの軸心線が吸排気弁の軸心線と重ならず、そ
れらのタペツト等が干渉しなくなるので、その分
だけ、カム軸方向における吸排気弁とユニツトイ
ンジエクタとの組付位置関係の自由度を向上する
ことができる。
Since the present invention has the configuration described in the section of the solution section, it is possible to obtain a unit injector that is compact and has a small vertical dimension. In addition, the camshaft for driving the unit injector is shared with the camshaft for driving the intake and exhaust valves of the engine, eliminating the need for a dedicated camshaft, resulting in a simpler structure and easier installation into existing engines. It became possible. In particular, if the present invention is implemented, the axial center line of the plunger will not overlap the axial center line of the intake and exhaust valves when viewed in the camshaft direction, and their tappets will not interfere with each other. The degree of freedom in the assembly positional relationship between the intake and exhaust valves and the unit injector can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のユニツトインジエクタの一実
施例の一部断面側面図、第2図は第1図の実施例
の燃料通路および電気配線の接続ダイヤグラム、
第3図は遮断弁の作動時期と燃料噴射量の関係を
示すタイミングチヤート、第4図は第2図の第1
遮断弁の変形例を示す図、第5図は燃料調量部の
他の実施例を示すダイヤグラムである。 10……ユニツトインジエクタ、12……イン
ジエクタ本体、14……主要部、16……曲折
部、18……曲折部のボア、20……タペツト、
22……シム、24……吸排気弁駆動用カム軸、
26……インジエクタ駆動用カム、28……吸排
気弁駆動用カム、30……バルブガイド、32…
…吸排気弁、36……シリンダ、38……圧力
室、40……シリンダボア、42……プランジ
ヤ、50……吸込ポート、52……吐出ポート、
56……燃料噴射弁、58……燃料圧送通路、6
0……燃料戻しポート、62……第1燃料戻し通
路、64……第1電磁式遮断弁、66……スプー
ル弁、68……ソレノイド、70……配線、72
……第2燃料戻し通路、74……第2電磁式遮断
弁、76……スプール弁、78……配線、80…
…ソレノイド、82……電子制御ユニツト
(ECU)、84……エンジン回転数センサ、86
……エンジン負荷センサ、88……チエツクバル
ブ、90……低圧燃料管、92……低圧燃料ポン
プ、94……燃料タンク、98……バイパスの絞
り、100……バイパス、102……燃料戻し
管、104,106……分岐管、108……燃料
噴射弁の背圧室、112……ニードル弁、114
……ドレーン管、116……バイパス、118…
…可変流量絞り、120……第1遮断弁の絞り通
路、300……第三通路。
FIG. 1 is a partially sectional side view of an embodiment of the unit injector of the present invention, FIG. 2 is a connection diagram of the fuel passage and electrical wiring of the embodiment of FIG.
Figure 3 is a timing chart showing the relationship between the operating timing of the shutoff valve and the fuel injection amount, and Figure 4 is a timing chart showing the relationship between the operating timing of the shutoff valve and the fuel injection amount.
FIG. 5 is a diagram showing a modification of the cutoff valve, and is a diagram showing another embodiment of the fuel metering section. 10... Unit injector, 12... Injector body, 14... Main part, 16... Bent part, 18... Bore of bent part, 20... Tappet,
22...Shim, 24...Camshaft for driving intake and exhaust valves,
26... Injector drive cam, 28... Intake/exhaust valve drive cam, 30... Valve guide, 32...
...Intake and exhaust valve, 36...Cylinder, 38...Pressure chamber, 40...Cylinder bore, 42...Plunger, 50...Suction port, 52...Discharge port,
56...Fuel injection valve, 58...Fuel pressure feeding passage, 6
0... Fuel return port, 62... First fuel return passage, 64... First electromagnetic shutoff valve, 66... Spool valve, 68... Solenoid, 70... Wiring, 72
...Second fuel return passage, 74...Second electromagnetic shutoff valve, 76...Spool valve, 78...Wiring, 80...
... Solenoid, 82 ... Electronic control unit (ECU), 84 ... Engine speed sensor, 86
... Engine load sensor, 88 ... Check valve, 90 ... Low pressure fuel pipe, 92 ... Low pressure fuel pump, 94 ... Fuel tank, 98 ... Bypass throttle, 100 ... Bypass, 102 ... Fuel return pipe , 104, 106...branch pipe, 108...back pressure chamber of fuel injection valve, 112...needle valve, 114
...Drain pipe, 116...Bypass, 118...
... Variable flow rate restriction, 120 ... Throttle passage of the first shutoff valve, 300 ... Third passage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 吸気弁もしくは排気弁の開閉駆動用カムに加
えて、ユニツトインジエクタ駆動用カムをも一体
的に備えているカム軸と、インジエクタ本体の一
部に設けられたシリンダと、前記シリンダに摺動
可能に嵌合して圧力室を形成し前記ユニツトイン
ジエクタ駆動用カムにより往復駆動されるプラン
ジヤと、前記圧力室において前記プランジヤによ
つて加圧された燃料を吐出ポートから燃料圧送通
路を通じて受入れて内燃機関の燃焼室内へ噴射す
るために前記インジエクタ本体の他の一部に設け
られた燃料噴射弁と、前記プランジヤが所定の位
置にあるとき前記圧力室を燃料源に通じる吸込ポ
ートとを備えており、それに加えて、前記カム軸
の軸心線の方向に見た状態で、前記プランジヤの
軸心線が、前記燃料噴射弁の軸心線に対して略直
交していると共に、前記吸気弁もしくは排気弁の
軸心線に対して重ならないように交差しているこ
とを特徴とするユニツトインジエクタ。
1. A camshaft which is integrally equipped with a cam for driving a unit injector in addition to a cam for driving the opening and closing of an intake valve or an exhaust valve, a cylinder provided in a part of the injector body, and a cylinder that slides on the cylinder. a plunger that is reciprocally driven by the unit injector driving cam and that is fitted together to form a pressure chamber; a plunger that receives fuel pressurized by the plunger in the pressure chamber from a discharge port through a fuel pressure passage; a fuel injection valve provided in another part of the injector body for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine; and a suction port communicating the pressure chamber to a fuel source when the plunger is in a predetermined position. In addition, when viewed in the direction of the axial center line of the camshaft, the axial center line of the plunger is substantially perpendicular to the axial center line of the fuel injection valve, and Alternatively, a unit injector is characterized in that it intersects the axis of the exhaust valve without overlapping it.
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