JPH039060A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関し、１、ｖに噴
射ノスルの圧力をスピルブチ装置を介して４１流させて
燃料噴射を終了さ−ｌる構造の装置に係わるものである
。

〔従来の技術〕

従来のアクチュエータを用いてスピル弁を開閉させて噴
射ノズルからの燃料噴射の制御を行・う燃料噴射装置と
して、例えば特開昭６２−１７４５６１号公報記載のも
のが知られており、アクチュエータによるスピル弁の開
閉により噴射が制御される。すなわち、スピル弁を全閉
状態にすれば噴射が開始され、全開状態にすれば噴射が
終了する。

そして、ごのスピル弁の開弁量はエンソン回転数によら
ず一定であり、高速回転時において噴射切れ不良や２次
噴射が発生しないような開弁量に設定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この従来のものにおいては、低速回転時にスピ
ル弁が全開し、噴射か終了する際にはスピル弁に連通ず
る高圧通路内の燃料圧が非常に速く降下して負圧となる
ため、パイロット噴射後のメイン噴射が正常に行われな
かったり、ノズルから燃焼ガスが逆流するという問題点
を有していた。

本発明はＦ記問題点に鑑みてなされたも゛ので、パイロ
ット噴射後のメイン噴射の変動をなくすと共に、ノズル
からの燃焼ガスの逆流を防止することのできる燃料噴射
装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的を達成するために本発明においては、内燃機関
の回転に応じて往復動されるプランジャポンプに燃料を
供給する燃料供給手段を備え、前記プランジャポンプに
より加圧された燃料を、高圧通路を介して噴射ノズルに
供給する燃料噴射装置において、 前記高圧通路から分岐されノコ分岐通路に設ｉＪられ、
アクチュエータにより開閉される第１の制御弁と、 該第１の制御ブｒの下流番、二股番ノられ、該第１の制
御弁が開いた状態のときに前記高圧通路の燃オ、１圧を
受レノで開弁する第２の制御弁と、 前記第２の制御弁を常時閉弁方向にイ・］勢するバネと を備える構成としている。

〔作用〕

上記構成とした燃料噴射装置においては、燃料供給手段
から供給され、プランジャポンプにより加圧された燃料
が高圧通路を介して噴射ノズルから噴射されるときには
、アクチュエータに、Ｊ、り第１の制御弁は閉しられて
いる。アクチュエータにより第１の制御弁が開かれると
、燃オ′ユ１は、高圧通路から分岐された分岐通路を通
り、第２の制御弁を常時閉弁方向に付勢するバネの力に
打ら勝つ−（第２の制御弁を開弁して燃イ′４供給手段
・・、戻る。直圧通路の燃料圧が低くなってきて、前記
バネの力よりも弱くなると、前記第２の制御弁は閉弁し
、高圧通路の燃料圧は所定の圧力に保持される。

〔実施例］ 以下、図面を用いて、本発明を自動車のディーゼルエン
ジンに適用した場合について説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す模式図であり、この
第１図において１は燃料タンクであり、この燃料タンク
１からの燃料は、加圧ポンプをなすプランジャポンプ２
のプランジャ３が図示しない機関駆動のカムにより一ト
下動せしめられることにより加圧され、この加圧された
燃料を噴射ノズル４ムこ導き、この噴射ノズル４から燃
料を噴射するようになっている。燃料タンク１からの燃
料は、フィートポンプ５によって送り出され、このフィ
ートポンプ５からの燃料は加圧ポンプ２に供給され、加
圧ポンプ２のプランジャ３が燃料を圧送して吐ｆ１．ｔ
　Ｄ　６から燃料を吐出する。ここで、燃料タンクｌと
フィー１ポンプ５が燃料供給手段を構成する。

加圧ポンプ２の吐出口６と噴射ノズル４の燃事ミ１人ロ
アとの間にはスピル弁装置８に向が・う分岐通路４７が
設けられており、このスピル弁装置８の第１の制御弁を
なすスピル弁装置９が閉弁するとプーンンジャ室１０、
および高圧通路３５内の燃料圧力がプランジャ３の圧送
作用に・より加圧されト昇する。そして、噴射ノズル４
内の圧力が所定圧力以上になると、周知の通り噴射ノズ
ル４は自動的に開弁し、燃料を、図示しないエンジンの
シリンダ内に噴射する。そして噴射終了時になると、ス
ピル弁装置８のスピル弁体９を圧電アクチュ：Ｌ−タ１
３により開弁じ、噴射ノズル４に供給している燃料を溢
流させ噴射ノズル４内の燃料圧力を低下させ燃料噴射を
停止さゼる。

一方、スピル弁装置８には、スピル弁体９をその軸方向
に駆動して、このスピル弁体９を開閉弁させるためのア
クチュエータとして、作動流体１１を介して圧電素子積
層体１２からなる圧電アクチュエータ１３が接続されて
いる。そして、スピル弁装置８は、圧電アクチュエータ
１３の作動流体１１の加圧によって駆動されで、噴射ノ
ズル４に連通ずるブｒ座室１５内に設けられた弁座１４
に当接する。また、作動流体１１が減圧されるとスピル
弁体９は、スプリンタ１６の弾性力によって弁座１４か
ら離間する。

圧電アクチブ−エータ１３は、作動流体１１が導かれた
油密室１７とこの油密室１７の作動流体１１を力１１圧
する駆動ビス１−ン１Ｂとこの駆動ピストン１８を摺動
自在に保持するシリンダ部分１９とを有する。

さらに、圧電アクチュエータ１３は、駆動ビスＩ・ン１
８を駆動する圧電素子積層体１２と油密室１７とフィー
ｌポンプ５の吐出側の通路２０とを接続して油密室１７
内に作動流体１１として燃料を補充するための通路２１
を有する。この補充通路２１には、フィートポンプ５か
らの例えば２　ｋｇ　ｆ／（−〜３　ｋｇ　ｆ　、／　
ｃｒＮｌに加圧された燃料が流れ込み、スプリング２２
、支持部材２３および鋼球２４からなる周知のチエツク
弁２５を押し一部げて油密室１７内に作動流体１１が補
充されるようになっている。一方、通路２０は、駆動ビ
スＩ・ン１８の外周のスプリング室２６に連通している
。またスプリング２７は、スプリング室２６内に保Ｉ在
され゛（おり、駆動ビス１〜ン１８か図の下方向に移動
したのち、再び上方に戻るのを補助ずろためのものであ
る。駆動ピストン１８は、ケース状に構成されており、
その上端部には、０リング２８が設置されている。そし
て、圧電素子積層体１２に図示しない電圧駆動回路から
例えば６００■程度の電圧が印加されると、圧電積層体
１２が伸び、駆動ピストン１８が油密室１７内の作動流
体１］を加圧する。そして、圧力が」−昇すると、スプ
リンタ１６の付勢力に抗してプッシュ口ｙ　ｌ”　２９
およびスピル弁体９は弁座１４方向に駆動される。また
、圧電素子積層体１２にＪＪｎえられる電圧の極性か反
転し例えば−２００Ｖ程度の電圧になると圧電素子積層
体１２が収縮し、油密室１７内の作動流体１７の圧力が
減圧するため、プッシュロッ１゛２９およびスピル弁体
９は、スプリング１Ｇの弾性力によって弁座１４から離
間する。ごれに、１−１って弁座１４とスピル弁体９の
間に隙間が生し、この結果、加圧ポンプ２の吐出口６か
ら燃料が分岐通路４７および弁座１４とスピル弁体９の
隙間を介し゛（、スピル弁体９内Ｑこ設置された通路３
０内に溢流する。

−・方、フィーｌポンプ５により加圧された燃料の一部
は、圧電アクチュエータ１３の圧電素子積層体］２に隣
接した通路であるスプリング室２６を経由して、通路３
１に流入する。この通路３１は加圧ポンプ２の入口３２
に接続され、この人口３２より加圧ポンプ２内に燃料が
４供給される。この加圧ポンプ２は、圧縮バネ３３．タ
ペット３４タベン１ハウシング４７およびプランジャ３
から構成される。圧縮バネ３３は、タペット３４と夕べ
ｙ　ｌ・ハウシング４７との間に保持されており、常時
タペソｌ−３４を図の上方向に持ち上げている。

プランジャ３の」一端はクペン［３４に連結されており
、その下端はプランジャ室１０に対向している。プラン
ジャ３が図の下方向に移動するとプランジャ室１０内て
燃料が加圧され、この加圧された燃料は吐出口６に流れ
出“！ｉｏそして、スビ／Ｌづ１体９が弁座１４と当接
して閉弁すると、燃料は高圧通路３５内に流入し７噴躬
ノスル４因に導かれろ。

噴射ノズル４は、スプリング３〔；２ブｌ）、シャピン
４Ｂ、スペーサ３７およびニー１ル３Ｂから構成され、
このニードル３８は、スプリング３Ｇによって常時図の
下方向に形成された噴孔３９力向に付勢されている。噴
射ノズル３の塩１′１入１］７は、さらにチャンバー４
０に連通しており、このチャンバー４０に導入された燃
料圧力によってニー［ル３８がスプリング３６の弾性力
に抗して持ぢ上げられ、噴孔３９から燃料が噴射される
ようになっている。

次にスピル弁装置８の詳細について説明する。

スピル弁体９がアクチュエータ１３により開弁されると
、加圧ポンプ２の吐出口６と弁座室１５とを連絡する分
岐通路４７とスピル弁体９内部の通路３０が連通ずる。

そして、この通路３０内には、閉鎖スプリング４１、ブ
ツシュロット２９の内部に設ｉＪられた弁０ 体停止部＋４’４２および第２の制御弁４３が設けられ
こおり、この第２の制御弁４３は、スピル弁体！ｊが開
弁しスピル弁体９内の通路３０に流入する溢流燃料の圧
力が所定圧力以下になると、閉鎖スプリング４１が第２
の制御弁４３を閉弁して、プランシート室１０．通路３
０．高圧通路３５１分岐面路４７および噴射ノズル４内
の燃料の残留圧力をＰ、（例えば５０　ｋｇ　ｆ　／ｃ
ｆ程度）に保持するようになっており、残留圧力が設定
圧力Ｐ、より低くならないようにスピル弁体９を貫通ず
る穴４４から溢流室４５へ溢流する燃料を遮断する構成
となっている。また、この第２の制御弁４３ば、通路３
０内の燃料圧が設定圧力１１以上になると閉鎖スプリン
グ４１の力に抗し′ζ開弁し、スピル弁体９内の通路３
０に溢流した燃料を穴４４．溢流室１５を介して溢流室
１５と連通ずる燃料逃し通路４６へ経て燃料タンク１へ
戻すようになっている。

第２図は、第１図に示したスピル弁体９の変位。

シランジャ室１０内の燃料圧力（噴射圧力）、噴射ノズ
ル４を構成するニーｌル３８の変位および噴孔３９より
噴射される燃料の噴射率をクイｌ、チャートとして示し
たものである。図中１点線副筒２の制御弁４３がない従
来の場合、実線ｉＪ木実施例を示ず。スピル弁体９が閉
Ｊ↑すると燃料圧力が上昇し、噴射ノズル４より燃料が
噴射する。そして、スピル弁体９が開弁すると燃料圧力
が降下し７噴射ノズル４からの噴射が終了する。しかし
ながら第２の制御弁４３により燃料圧力は図中実線で示
すごとく所定圧力Ｐ１までしか下がらない。これに対し
従来のものにおいては、図中破線で示したように、第２
の制御弁４３が設置されていない場合、スピル弁体９が
開弁すると燃料圧力か急激に降下して、高圧通路内は負
圧となる。この場合、図示しない燃焼室の圧力は噴射ノ
ズル内の燃料圧力より高くなり、シリンダヘッド内の燃
焼ガスが噴射ノズル４の噴孔３９を経て燃料噴射装置内
に逆流する。また負圧の発生に伴い、プランジャ室１０
にキャビテーションが発生し、第２図に示すごとく、パ
イロット噴射を行うと、メイン噴η・ＩＱ）圧力−［−
昼時に空洞が押しつぶされ、激しい圧力脈動が発生し°
（正常な噴射が行われない。これに対し、第２の制御弁
４３により残留圧力がＰ、に保持されていた場合には、
このような不具合は発生−１ず１．正常に噴ｎ＝１が行
われる。

尚、他の実施例としζ、第３図に示す如く、第２の制御
弁として周知のスプール弁４３ｂを、また第４図に示す
如く、第２の制御弁とし′Ｃ周知の鋼球４３（、及び鋼
球支持部材５０を用いるようにしてもよい。また、アク
チュエータとして、圧電素子の代わりに電磁弁を用いる
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以−Ｆ説明したように、本発明によれば、第２の制御弁
を設けることによって、燃料噴射が終了した後でも高圧
通路の燃料圧が所定の圧力に保持されるため、パイロッ
ト噴射後のメイン噴射の変動をなくし、加えてノズルか
らの燃焼ガスの逆流を防雨することができるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す模式図、第２図は」
二記実施例及び従来の燃籾噴Ｕ・Ｉ装置のイ１動のタイ
ミングを示すタイミングチャート図、第３図及び第４図
は本発明の他の実施例を示”１断面１］である。 １・・・燃料タンク、２・・・プラユ／シャポンプ、４
噴射ノズル、５・・・フィードポンプ、９・・・スピル
弁体（第１の制御弁）、１３・・・アクチ、エータ、３
５・・・高圧通路、４１・・・閉鎖スプリング、４３・
・・第２の制御弁、４７・・・分岐通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の回転に応じて往復動されるプランジャポンプ
   に燃料を供給する燃料供給手段を備え、前記プランジャ
   ポンプにより加圧された燃料を、高圧通路を介して噴射
   ノズルに供給する燃料噴射装置において、 前記高圧通路から分岐された分岐通路に設けられ、アク
   チュエータにより開閉される第１の制御弁と、 該第１の制御弁の下流に設けられ、該第１の制御弁が開
   いた状態のときに前記高圧通路の燃料圧を受けて開弁す
   る第２の制御弁と、 前記第２の制御弁を常時閉弁方向に付勢するバネと を備えることを特徴とする燃料噴射装置。