JPH04164150A - 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、内燃機関特にディーゼルエンジンに対して調
量された燃料を各気筒毎に噴射する燃料噴射装置に関す
る。

（従来の技術） ディーゼルエンジンンの各気筒毎に噴射する燃料噴射装
置は、特開昭５８−５９３６２号公報に示されるように
、燃料調量ポンプからの調量された燃料をエンジン運転
状態に同期して往復動される噴射プランジャによって圧
送ポンプ室内で加圧し、この高圧燃料を噴射ノズルから
燃焼室に噴射供給する。

このような燃料噴射装置は、噴射終了時にスピル燃料を
ノズルスプリング室に導入し、このスピル燃料の燃料圧
をノズルニードル閉弁方向への付勢力として作用させ、
燃料の噴射切れを向上させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の燃料噴射装置は、燃料
の噴射切れをよ（するためにノズル背圧通路径な太き（
すると、ノズルスプリング室圧の瞬時の上昇により燃料
の噴射切れを向上することができるが、その後のノズル
スプリング室圧の急速な降下により燃料の二次噴射が発
生するという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、燃料の二次噴射を防止しかつ燃料の噴射切れを
向上させるようにした燃料噴射装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の燃料噴射装置は、エンジンの運転
状態に応じた燃料量を調量する燃料調量ポンプと、圧送
シリンダ内に摺動可能に設けられ、エンジンと同期して
往復動する圧送プランジャと、この圧送プランジャの往
復動により圧力が発生される圧送ポンプ室と、噴射シリ
ンダ内に摺動可能に設けられ、前記圧送ポンプ室内の圧
力により駆動される噴射プランジャと、この噴射プラン
ジャの往復動により圧力が発生される噴射ポンプ室と、
前記燃料調量ポンプからの調量燃料を前記噴射ポンプ室
に供給する調量通路と、前記噴射ポンプ室内の燃料をエ
ンジン内へ噴射する燃料噴射ノズルと、ノズルスプリン
グ室に収納され、前記燃料噴射ノズルを開閉可能な弁体
を閉方向に付勢するノズルスプリングと、前記圧送ポン
プ室と前記ノズルスプリング室とを連通ずるノズル背圧
通路と、このノズル背圧通路に設けられ、前記圧送ポン
プ室から前記ノズルスプリング室への方向のみに燃料を
流す逆止弁と、このノズル背圧通路に設けられるオリフ
ィスとを備え、 噴射終了時、前記圧送プランジャの動作によって前記圧
送ポンプ室から前記ノズル背圧通路を通して前記ノズル
スプリング室に燃料を導入することにより前記ノズルス
プリング室圧を増大するとともに、噴射終了後、前記ノ
ズルスプリング室からの燃料の流出を前記オリフィスに
より緩和したことを特徴とする。

（作用） 本発明の燃料噴射装置によれば、燃料噴射終了時、ノズ
ルスプリング室圧の加圧時に逆止弁の開により大容量の
燃料を瞬時に流入することで燃料の噴射切れを向上させ
る。噴射終了後、ノズルスプリング室の除圧時には、ノ
ズルスプリング室からの燃料の流出を制限することで、
ノズルスプリング室の急激な圧力降下を緩和し、燃料の
二次噴射を防止する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例による燃料噴射装置を示
す。燃料調量ポンプｌは、例えば分配型噴射ポンプを採
用し、その燃料圧送手段は、プランジャ回転運動とイン
ナカム方式、プランジャ回転運動と往復運動およびフェ
イスカム方式等適宜選択することができる。燃料調量方
式は、入口絞り調量、溢流調量等適宜選択する。燃料調
量ポンプ１内に備えられる図示しないフィードポンプに
より燃料タンク２から汲上げた燃料を分配部で分配調量
し、所定のデリバリバルブ３から調量された燃料な調量
通路４に供給する。またフイードボンブにより汲上げら
れた燃料は、フィード通路５にも供給する。

燃料噴射弁７は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射するよ
う各気筒に取付けられている。第１図ではそのうちの１
個の燃料噴射弁７を示す。燃料噴射弁７の圧送シリンダ
８には、燃料ギヤラリ１６に連通ずるフィードボート９
およびタイミングボート１０が開口し、圧送シリンダ８
の内部には圧送プランジャ１１が摺動自在に収容されて
いる。

圧送プランジャ１１にはフィードボート９を開閉するス
ピルボート１３が形成されている。フィード通路５から
燃料ギヤラリ１６および通路６２を経てフィードボート
９より圧送ポンプ室１４に供給される燃料は、タイミン
グ制御電磁弁１８の開閉によって燃料噴射開始時期が調
節される。

タイミング制御電磁弁１８が開のとき、燃料は通路２０
により燃料ギヤラリ１６に戻されるかあるいは通路２１
により調圧弁２２を介して燃料タンク２に戻される。タ
イミング制御弁１８が開から閉に切替わると、圧送ポン
プ室１４の圧力が高められ燃料噴射が開始される。この
タイミング制御弁１８は制御回路２４の指令により開閉
される。

そして圧送プランジャ１１は、エンジンと連動するカム
１２によって第１図で上下に往復動される。

圧送シリンダ８に一体に組付けられた噴射シリンダ２６
には、環状溝からなるドレインボート３３が形成され、
このドレインボート３３は、通路３１により燃料ギヤラ
リ１６に連通し、通路３２、逆止弁５２、該逆止弁に並
列接続されるオリフィス５４およびノズル背圧通路５０
によりノズルスプリング室３４に連通している。噴射シ
リンダ２６内に摺動自在に設けられる噴射プランジャ２
８は、その下方に噴射シリンダ２６とで噴射ポンプ室３
０を形成する。噴射プランジャ２８が第１図に示す位置
から下降し、噴射プランジャ頂面２８ａがドレインボー
ト３３より下がると、ドレインボート３３と圧送ポンプ
室１４とが連通ずるようになっている。

噴射ポンプ室３０は、燃料調量ポンプ１のデリバリバル
ブ３から調量通路４、オリフィス３５、逆止弁３６を通
して燃料が導入される。そしてこの噴射ポンプ室３０は
、通路３８、ノズルボディ４２内の通路４０を介して噴
射孔４６に連通している。ノズルボディ４２内に摺動自
在に設けられるニードル４４の上部に設けられるノズル
スプリング室３４内には、ニードル４４を弁閉方向に付
勢するノズルスプリング４８が設けられている。

次に作動について説明する。

まず、圧送プランジャ１１が上死点および噴射プランジ
ャ２８が下死点にあるとき、燃料調量ポンプ１のデリバ
リバルブ３から調量通路４、オリフィス３５、逆止弁３
６を経て噴射量に応じて調量された燃料が噴射ポンプ室
３０に充満され、噴射プランジャ２８は、調量された燃
料の量に応じた位置まで上昇する。また燃料調量ポンプ
１内のフィードポンプからフィード通路５、燃料ギヤラ
リ１６、通路６２、フィードボート９を経て燃料が圧送
ポンプ室１４に充満される。カム１２の動作を受けて圧
送プランジャ１１が下降すると、圧　′送ポンプ室１４
内の燃料はフィードボート９およびタイミングボート１
０から排出される。

そして圧送プランジャ１１が下降しフィードボート９を
閉じると、燃料はタイミングボート１０から排出される
。次いでタイミング制御電磁弁１８が閉じると、圧送ポ
ンプ室１４の燃料は高圧となり噴射プランジャ２８を押
下げ、この噴射プランジャ２８は圧送プランジャ１１の
下降量に対し受圧面積と噴射プランジャ２８との受圧面
積の比の分だけ下降し、噴射ポンプ室３０の圧力を上昇
させる。圧送プランジャ１１がさらに下降して噴射ポン
プ室３０の圧力がノズル開弁圧に達すると、ニードル４
４がノズルスプリング４８に抗して押上げられ、噴射孔
４６からの燃料の噴射を開始する。

圧送プランジャ１１がさらに下降し、これに伴い噴射プ
ランジャ頂面２８ａがドレインボート３３と連通ずると
、圧送ポンプ室１４の燃料は、通路３２、逆止弁５２、
ノズル背圧通路５０を通してノズルスプリング室３４に
流入し、このノズルスプリング室３４に流入した燃料圧
の上昇によりニードル４４を閉弁方向にイ」勢し、それ
まで開になっていたニードル４４を閉じ、燃料噴射を終
了する。

この燃料噴射終了時、第２図に示すように、ノズルスプ
リング室３４への燃料流入によりノズルスプリング室圧
は急速に上昇するが、このときノズルスプリング４８の
設定圧およびノズルスプリング室３４内の燃料圧とで決
まるニードル閉力はノズルボディ４２の通路４０内の燃
料圧によるノズル開力よりも常に大に設定されるため、
燃料の噴射切れをよくする。

燃料噴射終了後、ノズルスプリング室３４から流出する
燃料はノズル背圧通路５０、オリフィス５４、通路３２
からドレインボート３３に流出するが、このときノズル
スプリング室３４がらの燃料流出がオリフィス５４によ
り制限されるため、ノズルスプリング室３４内の圧力降
下が緩やかになる。そのため、ノズルスプリング４８の
設定圧およびノズルスプリング室３４内の燃料圧とで決
まるニードル閉力はノズルボディ４２の通路４０内の燃
料圧によるノズル開力よりも大に設定されるので、燃料
の二次噴射が確実に防止される。

前記実施例による噴射波形を従来例による噴射波形と対
比すると、第３図に示すように従来例では噴射終了後の
ノズルスプリング室圧の低下時圧力変動が見られ、顕著
な圧力低下があるときニードル閉状態の圧力バランスが
崩れて二次噴射が発生している。これに対し第２図に示
すように前記実施例では、燃料噴射後ノズルスプリング
室圧は緩やかに低下するため、二次噴射の発生はみられ
なかった。なお、オリフィス５４の望ましいオリフィス
径は、実験結果より０．５〜０．７ｍｍであった。

次側こ、本発明の第２の実施例を第４図〜第７図にもと
づいて説明する。同図において第１図と実質的に同一の
構成部分については同一符合を付す。

第２の実施例は、ノズルスプリング室３４とドレインボ
ート３３を結ぶ通路の途中に設けられる逆止弁とオリフ
ィスを一体化した例である。

ノズルスプリングボディ６３に設けられる制御弁６４は
、ワンウェイオリフィスを構成し、第７図に示すように
、ノズル背圧通路５０とドレインボート３３の間に形成
される室６６に通路３２を開閉可能な逆止弁６８を有す
る。逆止弁６８はドレインボート３３と室６６を連通す
るオリフィス通路６９を有する。そして逆止弁６８でド
レインボート３３を閉じる方向に逆止弁スプリング７０
の一端７０ａが当接し、他端７０ｂがオリフィスストッ
パー７２に当接している。

流入時、ドレインボート３３から室６６に流入する燃料
の圧力が逆止弁スプリング７０の付勢力に打ち勝つと、
逆止弁６８が逆止弁スプリング７０に抗してオリフィス
ストッパー７２まで下降することにより、オリフィス通
路６９と逆止弁６８の外周と、室６６の内周との間を通
して室６６、ノズル背圧室５０を通してノズルスプリン
グ室３４に燃料が流入する。

流出時、第７図示の如く逆止弁６８は通路３２の周囲の
環状シート部３３ａに密着することにより、室６６内の
燃料はオリフィス通路６９のみか：１２ らドレインボート３３に流出する。これにより、ノズル
背圧通路５０の燃料の圧力降下が緩和される。

次に、本発明の第３の実施例を第８図および第９図にも
とづいて説明する。第８図において第７図と実質的に同
一の構成部分については同一符号を付す。

第３の実施例は、プランジャボディ２６に形成される凹
部８３に逆止弁８０が摺動自在に挿入され、この逆止弁
８０の一端８０ａがノズルスプリングボディ底部６３ａ
に当接可能になっている。

ドレインボート３３から室８６への燃料の流入時、逆止
弁８０が逆止弁スプリング７０に抗して下降すると、シ
ート部８２から逆止弁８０が離間して室８６と室６６を
連通し、ノズル背圧通路５０からノズルスプリング室３
４に燃料を流入する。

これにより、燃料の噴射切れを向上する。流出時は、シ
ート部８２に逆止弁８０が密着し、ノズルスプリング室
３４からの燃料がノズル背圧室５０、室６６およびオリ
フィス通路８４を経て室８６からドレインボート３３に
流出することにより、燃料の流出速度を制限し、二次噴
射を防止する。

なお、前記第２の実施例では、ワンウェイオリフィスを
構成する逆止弁６８のシート部３３ａが平坦面であった
のに対し、第３の実施例では、環状テーパ面８０ｂにな
っている。また第２の実施例では、逆止弁６８と別体の
オリフィスストッパー７２を設けているが、第３の実施
例では、逆止弁８０の一端８０ａがストッパ機能を果た
す。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の燃料噴射装置によれば、
燃料噴射終了時、ノズルスプリング室に大容量の燃料を
流入してノズル背圧を瞬時に高めることで燃料の噴射切
れを向上することができる。

そして燃料噴射終了後は、ノズルスプリング室除圧時、
オリフィスによりノズルスプリング室からの燃料の流出
が絞られるため、ノズルスプリング室の圧力降下を緩和
し、燃料の二次噴射を確実に防止することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す概略構成図、第２
図は第１の実施例における噴射率、噴射ポンプ室圧およ
びノズルスプリング室圧の特性を示す特性図、第３図は
従来例による噴射率、噴射ポンプ室圧およびノズルスプ
リング室圧の特性を示す特性図、第４図は本発明の第２
の実施例による燃料噴射弁を表す断面図、第５図は第４
図に示−すＡ　−Ａ　ｌｌ断面図、第６図は第５図に示
すＢ−Ｂ線断面図、第７図は第６図に示すＣ部分の拡大
図、　　　　・第８図は本発明の第３の実施例を示すに
第７図に対応する拡大図、第９図は第８図に示すＤ−Ｄ
線断面図である。 ■・・・　燃料調量ポンプ、 ４・・・　調量通路、 ８・・・　圧送シリンダ、 １１・・・　圧送プランジャ、 １４・・・　圧送ポンプ室、 ２６・・・　噴射シリンダ、 ２８・・・　噴射プランジャ、 ３０・・・　噴射ポンプ室、 ３４・・・　ノズルスプリング室、 ４４・・・　ニードル（弁体）、 ４６・・・　噴射孔（燃料噴射ノズル）、４８・・・　
ノズルスプリング ５０・・・　ノズル背圧通路、 ５２・・・　逆止弁、 ５４・・・　オリフィス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンの運転状態に応じた燃料量を調量する
   燃料調量ポンプと、 圧送シリンダ内に摺動可能に設けられ、エンジンと同期
   して往復動する圧送プランジャと、この圧送プランジャ
   の往復動により圧力が発生される圧送ポンプ室と、 噴射シリンダ内に摺動可能に設けられ、前記圧送ポンプ
   室内の圧力により駆動される噴射プランジャと、 この噴射プランジャの往復動により圧力が発生される噴
   射ポンプ室と、 前記燃料調量ポンプからの調量燃料を前記噴射ポンプ室
   に供給する調量通路と、 前記噴射ポンプ室内の燃料をエンジン内へ噴射する燃料
   噴射ノズルと、 ノズルスプリング室に収納され、前記燃料噴射ノズルを
   開閉可能な弁体を閉方向に付勢するノズルスプリングと
   、 前記圧送ポンプ室と前記ノズルスプリング室とを連通す
   るノズル背圧通路と、 このノズル背圧通路に設けられ、前記圧送ポンプ室から
   前記ノズルスプリング室への方向のみに燃料を流す逆止
   弁と、 このノズル背圧通路に設けられるオリフィスとを備え、 噴射終了時、前記圧送プランジャの動作によって前記圧
   送ポンプ室から前記ノズル背圧通路を経て前記ノズルス
   プリング室に燃料を導入することにより前記ノズルスプ
   リング室圧を増大するとともに、噴射終了後、前記ノズ
   ルスプリング室からの燃料の流出を前記オリフィスによ
   り緩和したことを特徴とする燃料噴射装置。