JPH04237867A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン等
に燃料を供給する燃料噴射装置、特にユニットインジェ
クタの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は燃料噴射装置（ユニットインジェ
クタ）１０の正面断面図であり、図８はその模式図であ
る。１は機関に同期して回転するカム、１１は燃料加圧
用のプランジャ、１２はプランジャ１１をカム１側に付
勢しているばね、１３は圧力室、１４は図示しない燃料
フィードポンプからの燃料通路、１５はノズル２０への
噴射燃料通路である。ノズル２０はニードル弁２１、ば
ね２２、弁座２３および噴口２４とからなっており、弁
ばね２２でニードル弁２１を弁座２３に圧接している。 ３０は電磁弁機構により作動する弁装置であり、３１は
ソレノイド、３２は先端部にバルブシート３３を有する
スプール、３４は弁座、３５はばね、３６は主燃料通路
である。ばね３５はスプール３２の先端がストッパ２７
に当接するように付勢しており、このときバルブシート
３３と弁座３４との間には隙間Ｓ１　が存在するように
なっている。ソレノイド３１が作動するとスプール３２
は引き上げられてバルブシート３３は弁座３４に当接し
て、主燃料通路３６と逃がし通路２６との連絡通路を閉
じる。

【０００３】次に燃料噴射装置１０の作動について詳述
する。図８は燃料噴射装置１０の燃料噴射行程を説明す
る模式図であり、（ａ）はプランジャ１１が一番上にあ
る状態で、燃料フィードポンプから送られた燃料は燃料
通路１４を通って圧力室１３に送られ、主燃料通路３６
を経て逃がし通路２６から図示しない燃料タンクに戻さ
れる。次に（ｂ）のようにカム１を回転させるとプラン
ジャ１１は下降し、圧力室１３の燃料通路１４の入口は
閉じられ、プランジャ１１により押し出された燃料は主
燃料通路３６を経て逃がし通路２６から逃がされる。更
に、カム１が回転して（ｃ）のごとくプランジャ１１を
押し下げながら電磁弁装置３０のソレノイド３１を図示
されない制御装置からの信号によって作動させてスプー
ル３２を引き上げ、バルブシート３３を弁座３４に当接
させて主燃料通路３６と逃がし通路２６との連絡通路を
閉じると、ノズル２０に通じる噴射燃料通路１５の圧力
は高圧となり、ニードル弁２１の先端にかかる上向きの
力がばね２２の設定荷重より大きくなるとニードル弁２
１は弁座２３から離れ、高圧の燃料は噴口２４から噴射
する。プランジャ押し下げ行程において（ｄ）のように
図示されない制御装置からの信号を受けてソレノイド３
１を作動させ、スプール３２を下げて主燃料通路３６と
逃がし通路２６とを連通させると、燃料の圧力は低下し
噴射は完了する。燃料の噴射量はソレノイド３１の作動
時間を制御することによって行われる。即ち、燃料噴射
量を多くする場合はソレノイド３１の作動時間を長くし
、燃料噴射量を少なくする場合はソレノイド３１の作動
時間を短くする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のカムの形状は図
５（ａ）に示すごとくであり、イがリフト開始点であり
、ロとハとの間のＡ部が等速部である。図２はカム角度
とカムリフト速度または送油率、およびカム角度とカム
リフトとの関係を示すグラフであり、横軸はカム角度を
、縦軸はカム速度または送油率、およびカムリフトを示
す。図３は噴射時期進角量と送油率と制御可能最小噴射
量との関係を示すグラフであり、横軸は送油率、縦軸の
基準線から上は制御可能最小噴射量、下は噴射時期進角
量である。図２、図５に示すごとく、イからカムリフト
は上昇を開始し、増速しながらロに到り、ロからハまで
はカムの等速部Ａ部に相当するので等速となり、ハから
は減速する。図２で等速部のＡ部の送油率はａであり、
この値は噴射性能向上のため高い値となっている。 従って図３に示すように送油率ａのときの制御可能最小
噴射量はｄとなり大きな値である。従来は燃料噴射時期
と噴射量とは制御可能最小噴射量ｄの領域において、時
間を制御することにより行われていた。そのため、ソレ
ノイドの時間制御だけでは微小な噴射量制御が困難であ
り、機関の高速、軽負荷運転が不安定であった。そのた
め、やむをえず減筒運転を行っている場合もあるが、減
筒運転と通常運転との切り換え時の不連続性などの問題
がある。

【０００５】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、微小な噴射量制御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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的達成のため、
本発明に係る燃料噴射装置の第１の発明においては、機
関に同期して往復動するプランジャと、このプランジャ
の一端に臨んで形成される圧力室と、圧力室と連通し噴
射圧力が所定値に達すると開弁して燃料を噴射するノズ
ルと、圧力室に連通する燃料逃がし通路に介装され、開
弁時に圧力室からの高圧燃料を逃がす、電磁弁機構によ
り作動する弁装置とを備えた燃料噴射装置において、機
関回転数センサと、アクセルセンサとからの信号を受け
て、機関の高速、軽負荷運転時に前記電磁弁機構の弁作
動時期を、燃料送油率を低減する方向に制御する制御装
置を具備せることを特徴としており、第２の発明におい
ては、前記燃料噴射装置のプランジャ駆動用カムが、カ
ム回転角とカムリフト速度との関係において、カムリフ
ト速度一定の範囲、即ち、等速部を速度上昇過程と、速
度最高の位置との２箇所に有する形状のカムであること
を特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、機関回転数センサとアクセ
ルセンサとからの信号を受けて、燃料送油率を低減する
ように電磁弁機構の弁作動時期を制御する制御装置を備
えたため、機関の高速、軽負荷運転時には燃料送油率を
低減して燃料噴射量を少なくすることができる。また、
カムリフト速度の上昇過程にも等速部を有するカム形状
とすることにより、微小な燃料制御を安定して行える。

【０００８】

【実施例】以下に本発明に係る燃料噴射装置の実施例に
ついて図面を参照して説明する。図１は本発明に係る燃
料噴射装置の模式図であり、制御装置以外の構造は従来
のものと同一なので説明は省略し、異なる部分のみにつ
いて説明する。機関回転数センサ４１およびアクセルセ
ンサ４２と接続している制御装置４０は、電磁弁装置３
０のソレノイド３１と接続している。

【０００９】噴射時期とカム角度と送油率との関係は図
２で明らかなように、噴射時期を進めることにより送油
率は低減する。即ち、送油率進角量がｘのときの送油率
はｂであり、送油率進角量がｙのときの送油率はｃであ
る。このときの制御可能最小噴射量は図３に示すように
、送油率進角量ｘのときｅであり、送油率進角量ｙのと
きｆであってその値はｄに比べて小さい。

【００１０】前記の制御装置４０は、機関回転数センサ
４１およびアクセルセンサ４２からの信号を受け、機関
回転数が予め定められた値以上であり、アクセルセンサ
４２から受ける機関負荷の値が予め定められた値以下で
あった場合には、ソレノイド３１に信号を発信して送油
率進角量のｘとｙとの間においてスプール３２を作動さ
せ、制御可能最小噴射量を少なくして微小な燃料噴射量
制御を行う。機関回転数が予め定められた値より少なく
、機関負荷が予め定められた値より大きい通常運転の場
合には、燃料制御は従来と同様に等速部Ａ、即ち送油率
ａの部分で行われる。以上をフローチャートに示すと図
４のようになる。即ち、ステップ５１において高速、軽
負荷運転を行う機関の回転数Ｎおよび負荷Ｗを設定する
。ステップ５２において回転数センサからの信号とＮと
を比較し、機関回転数がＮより小さい場合にはステップ
５４で標準運転指示を行う。機関回転数がＮ以上である
場合にはステップ５３でアクセルセンサからの信号とＷ
とを比較し、機関負荷がＷよりも大きい場合にはステッ
プ５６で標準運転指示を行う。機関負荷がＷ以下である
場合にはステップ５５で軽負荷運転指示を行う。

【００１１】しかしながら、燃料噴射量制御を図２に示
すようにカム速度の上昇過程で行うと、カムの加工精度
、例えばねじれ等の影響により気筒間のバラツキが大き
くなり、エンジンハンチングや騒音が大きくなるという
問題がある。その解決策として本燃料噴射装置の第２の
発明では、図５の（ｂ）のごときカム形状を採用してい
る。即ち、カム上昇過程の形状を従来の点線に示す形状
から、実線に示す形状に変更し、ニで上昇を開始し、ホ
〜ヘで第１の等速部を設け、ヘ〜トで更に上昇して最高
速に達してト〜チの等速部を設けている。図６はその状
況をグラフで示したもので、横軸はカム角度、縦軸はカ
ム速度およびカムリフトである。従来のものは点線で示
すように等速部はＡのみであるが、本発明のカムでは実
線で示すように、ＢおよびＣが等速部となる。そして機
関の高速、軽負荷運転のときには等速部Ｃで燃料噴射量
制御を行う。従って、微小な噴射量制御は安定した状態
で行われる。通常運転の場合には送油率の高い等速部Ａ
で燃料制御を行う。

【００１２】

【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明はユニット
インジェクタの電磁弁装置の弁の作動時期を、制御装置
により、機関が高速、軽負荷運転の場合には噴射時期を
進めて送油率を少なくし、更に、カム形状の等速部を送
油率最大の部分と、送油率の少ない部分とに設けてその
部分で燃料噴射量制御を行うようにしたので、高速、軽
負荷運転のときには送油率の少ない等速部で燃料制御を
行い、その他の通常運転時には送油率最大の等速部で燃
料制御を行うことができ、機関の全運転領域において安
定した運転のできる燃料噴射装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料噴射装置の模式図である。

【図２】カム角度とカム速度・送油率とカムリフトとの
関係を示すグラフである

【図３】噴射時期進角量と送油率と制御可能最小噴射量
との関係を示すグラフである。

【図４】制御装置の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図５】カムの形状図である。

【図６】本発明のカムのカム角度とカム速度とカムリフ
トとの関係を示すグラフである。

【図７】燃料噴射装置の断面図である。

【図８】燃料噴射行程を説明する模式図である。

【符号の説明】

３０　　電磁弁装置 ３１　　ソレノイド ４０　　制御装置 ４１　　機関回転数センサ ４２　　アクセルセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関に同期して往復動するプランジャ
   と、このプランジャの一端に臨んで形成される圧力室と
   、圧力室と連通し噴射圧力が所定値に達すると開弁して
   燃料を噴射するノズルと、圧力室に連通する燃料逃がし
   通路に介装され、開弁時に圧力室からの高圧燃料を逃が
   す、電磁弁機構により作動する弁装置とを備えた燃料噴
   射装置において、機関回転数センサと、アクセルセンサ
   とからの信号を受けて、機関の高速、軽負荷運転時に、
   前記電磁弁機構の弁作動時期を、燃料送油率を低減する
   方向に制御する制御装置を具備せることを特徴とする燃
   料噴射装置。
2. 【請求項２】　　前記燃料噴射装置のプランジャ駆動用
   カムが、カム回転角とカムリフト速度との関係において
   、カムリフト速度一定の範囲、即ち、等速部を速度上昇
   過程と、速度最高の位置との２箇所に有する形状のカム
   であることを特徴とする請求項１の燃料噴射装置。