JPH04339167A - Fuel injection device for diesel engine - Google Patents

Fuel injection device for diesel engine

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Publication number
JPH04339167A
JPH04339167A JP13522491A JP13522491A JPH04339167A JP H04339167 A JPH04339167 A JP H04339167A JP 13522491 A JP13522491 A JP 13522491A JP 13522491 A JP13522491 A JP 13522491A JP H04339167 A JPH04339167 A JP H04339167A
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JP
Japan
Prior art keywords
fuel
injection
valve
piston
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP13522491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Takaishi
龍夫 高石
Ichiro Ichihashi
一郎 市橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP13522491A priority Critical patent/JPH04339167A/en
Publication of JPH04339167A publication Critical patent/JPH04339167A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Abstract

PURPOSE:To attain high performance such as low fuel consumption, little smoke, and low noise by providing a control device with which a piezoelectric actuator is energized synchronizing with rotation of an engine and main fuel injection and pilot injection are performed, and a check valve to prevent back flow provided on a main fuel passage. CONSTITUTION:A needle valve 12 is pushed up by pressure, and fuel is injected from nozzles 11 through a vale seat. This fuel injection becomes a pilot injection. By removing voltage, because a voltage actuator element 21 is returned to an original position and a piston 22 is pulled, pressure of a fuel passage 23 is lowered and a check valve 31 is opened by fuel from a fuel feed pump 32, and fuel is fed to the extreme end chamber of the piston 22. Back flow of fuel flowing in from a fuel passage 16 is obstructed by a check valve 24. Next, main injection of fuel is performed by control with a controller 19. Because the pilot injection system is provided independently of the main injection system, injection characteristics respectively suitable for the main injection and the pilot injection can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明はディーゼルエンジンの
燃料噴射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to a fuel injection system for a diesel engine.

【0002】0002

【従来の技術】図3によって従来の技術の機械式駆動の
電子制御ユニットインジェクタを説明する。従来の技術
にはこれ以外に燃料噴射ポンプ、噴射パイプ、噴射弁か
らなるボッシュタイプもある。図3は機械式駆動の電子
制御ユニットインジェクタの断面及び全系統図である。 図において01はプランジャ、02はボディでその中の
バレル穴を前記プランジャ01が油密に往復運動すると
ともに、他の部品を支持する。03はポペット弁で前記
ボディに設けられ常時弁座を離れている。04はソレノ
イドで前記ポペット弁03の弁棒端側の外に設けられて
いる。05はリターンスプリングで前記ポペット弁03
が弁棒端を押している。
2. Description of the Related Art A conventional mechanically driven electronic control unit injector will be explained with reference to FIG. In addition to this, conventional technology also includes the Bosch type, which consists of a fuel injection pump, an injection pipe, and an injection valve. FIG. 3 is a cross-sectional and complete system diagram of a mechanically driven electronic control unit injector. In the figure, 01 is a plunger, and 02 is a body with a barrel hole in which the plunger 01 reciprocates in an oil-tight manner and supports other parts. A poppet valve 03 is provided in the body and is always away from the valve seat. A solenoid 04 is provided outside the valve stem end of the poppet valve 03. 05 is a return spring and the poppet valve 03
is pushing the valve stem end.

【0003】09はプランジャ室で前記ボディ02に設
けられている。08はポペット弁室で前記ポペット弁0
3の弁棒側の室である。021は弁かさ室で前記ポペッ
ト弁03の弁かさの外の室である。06は燃料通路で前
記プラジャ室09とポペット弁室08を連通する。07
は燃料通路で前記弁かさ室026を開示しない燃料タン
クへ連通する。010はノズルチップで前記ボディの先
端に設けられ中心に穴があり且先端部に円錐弁座がある
。011はノズル噴射など前記ノズルチップ010の先
端にあけられた穴である。
A plunger chamber 09 is provided in the body 02. 08 is the poppet valve chamber and the poppet valve 0
This is the chamber on the valve stem side of No. 3. Reference numeral 021 denotes a valve cap chamber, which is a chamber outside the valve cap of the poppet valve 03. A fuel passage 06 communicates the plunger chamber 09 with the poppet valve chamber 08. 07
A fuel passage communicates the valve body chamber 026 with an undisclosed fuel tank. A nozzle tip 010 is provided at the tip of the body, has a hole in the center, and has a conical valve seat at the tip. 011 is a hole drilled at the tip of the nozzle tip 010 for nozzle injection, etc.

【0004】012は針弁で前記ノズルチップ010の
穴に油密に嵌合し先端は前記ノズルチップ010の円錐
弁座に常時当っている。013はノズルスプリングでは
ね受けを介して前記針弁012の弁棒の上端面を押して
いる。014はシムで前記ノズルスプリング013とボ
ディ02との間に設けられている。016は燃料通路で
前記プランジャ室09と前記ノズルチップ010の油溜
を連通する。017はタペットで前記プランジャ01の
端面に設けられている。018はプランジャスプリング
で押ばねで前記ボディ02と前記タペット017の間に
設けられている。019はコントローラ、020はドラ
イブユニットで前記コントローラ019が接され且前記
ソレノイド04に接続されている。
Reference numeral 012 denotes a needle valve that is oil-tightly fitted into the hole of the nozzle tip 010, and its tip is always in contact with the conical valve seat of the nozzle tip 010. A nozzle spring 013 presses the upper end surface of the valve stem of the needle valve 012 via a spring catch. A shim 014 is provided between the nozzle spring 013 and the body 02. A fuel passage 016 communicates the plunger chamber 09 with the oil reservoir of the nozzle tip 010. 017 is a tappet provided on the end face of the plunger 01. 018 is a plunger spring and is provided between the body 02 and the tappet 017. 019 is a controller, and 020 is a drive unit which is connected to the controller 019 and to the solenoid 04.

【0005】次に従来技術の機械式駆動の電子制御ユニ
ットインジェクタの作用を説明する。図示しないクラン
ク軸の回転に同期して駆動される図示しないカム、タペ
ット、プッシュロッド、ロッカアームを介してタペット
017を押し之と組合わされたプランジャ01を駆動す
る。プランジャ01の前進中にコントローラ019から
の信号によりドライブユニット020よりソレノイド0
4に通電されると、ポペット弁03を弁棒の方へ引くの
でポペット弁は着座し燃料通路06を閉じる。これによ
りプランジャ室07は密閉され内圧があがり、その圧が
燃料通路016を通ってノズルチップ010へ伝えられ
針弁012の先に働き、その圧力がノズルスプリング0
13の取付力に勝つに至ると、燃料は針弁012をノズ
ルスプリング013の力に抗して押し上げて通りノズル
噴口011から噴出する。
Next, the operation of a mechanically driven electronically controlled unit injector of the prior art will be explained. The plunger 01 combined with the tappet 017 is pushed through a cam (not shown), a tappet, a push rod, and a rocker arm (not shown) that are driven in synchronization with the rotation of a crankshaft (not shown). While the plunger 01 is moving forward, the solenoid 0 is activated by the drive unit 020 in response to a signal from the controller 019.
4 is energized, it pulls the poppet valve 03 toward the valve stem so that the poppet valve seats and closes the fuel passage 06. As a result, the plunger chamber 07 is sealed and the internal pressure increases.The pressure is transmitted to the nozzle tip 010 through the fuel passage 016 and acts on the tip of the needle valve 012, and the pressure is applied to the nozzle spring 0.
13, the fuel pushes up the needle valve 012 against the force of the nozzle spring 013 and is ejected from the nozzle outlet 011.

【0006】つづいてプランジャ01が前進している途
中にコントローラ019からの信号によりドライブユニ
ット020からソレノイド04への電流が断たれると、
ソレノイド04のポペット弁03を引く力が消えポペッ
ト弁03はリターンスプリング05の力によって弁座を
離れるので、燃料通路06は弁かさ室021に通じプラ
ンジャ室09の密閉がやぶれて圧力が低下すると、針弁
012の先端の圧力も下りノズルスプリング013の力
が勝って針弁012が押し戻されて着座し燃料の噴出が
止る。それ以後プランジャ01に押しのけられる燃料は
燃料通路06弁かさ室021、燃料通路07を通って図
示しない燃料タンクへ排出される。
Next, when the current from the drive unit 020 to the solenoid 04 is cut off by a signal from the controller 019 while the plunger 01 is moving forward,
The force of the solenoid 04 to pull the poppet valve 03 disappears, and the poppet valve 03 leaves the valve seat due to the force of the return spring 05, so the fuel passage 06 opens to the valve cap chamber 021, and when the seal in the plunger chamber 09 is broken and the pressure decreases, The pressure at the tip of the needle valve 012 also decreases, and the force of the nozzle spring 013 overcomes, pushing the needle valve 012 back to its seat and stopping the injection of fuel. Thereafter, the fuel pushed away by the plunger 01 passes through the fuel passage 06, the valve bulk chamber 021, and the fuel passage 07, and is discharged to a fuel tank (not shown).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来のユニットインジ
ェクタあるいはボッシュタイプの燃料噴射装置による噴
射状況を図2(a)の線図に示す。一般にディーゼルエ
ンジンの燃料噴射状況は図2(a)に示すようなもので
あり、エンジンの高性能化を計るには噴射圧力Pfを高
くし、噴射期間θfを短くする必要がある。このためプ
ランジャの送油率の上昇等の方策がとられる。しかしそ
の結果燃費、排煙等のエンジン性能は改善されても、燃
焼がスムーズでなくなり、ディーゼルノックを起して騒
音増大を招くことになる。特にセタン価の低い燃料の場
合にはその欠点が著しくなる。この対策として、主噴射
の直前に着火源としての燃料を少量噴射すると着火燃焼
過程をスムーズにし静かな燃焼を実現することができる
。この噴射状況を図2(b)に示す。しかしながらこの
ようなパイロット噴射を前記両噴射システムで実現しよ
うとする場合、次のような問題を伴う。
The diagram of FIG. 2(a) shows an injection situation by a conventional unit injector or Bosch type fuel injection device. Generally, the fuel injection situation of a diesel engine is as shown in FIG. 2(a), and in order to improve the performance of the engine, it is necessary to increase the injection pressure Pf and shorten the injection period θf. For this reason, measures such as increasing the oil delivery rate of the plunger are taken. However, as a result, although engine performance such as fuel efficiency and smoke emissions is improved, combustion becomes less smooth, resulting in diesel knock and increased noise. This drawback is particularly noticeable when using fuel with a low cetane number. As a countermeasure to this, if a small amount of fuel is injected as an ignition source just before the main injection, the ignition combustion process can be smoothed and quiet combustion can be achieved. This injection situation is shown in FIG. 2(b). However, when attempting to realize such pilot injection using both injection systems, the following problems occur.

【0008】(1)  ユニットインジェクタ形式の燃
料噴射装置。 前記した機械式駆動の電子制御ユニットインジェクタで
パイロット噴射を実現する場合、非常に短い期間中にポ
ペット弁の開閉を二回する必要がある。従ってポペット
弁の応答速度により (i)毎サイクル安定に噴射できる噴射量の下限値(i
i)パイロット噴射と主噴射との間隔が制限される。す
なわち微量噴射の安定性がそこなわれると言った問題点
やパイロット噴射のタイミング、量の制御のフレキシビ
リティがそこなわれると言った問題点があらわれる。
(1) Unit injector type fuel injection device. When implementing pilot injection with the mechanically driven electronic control unit injector described above, it is necessary to open and close the poppet valve twice within a very short period of time. Therefore, depending on the response speed of the poppet valve, (i) the lower limit of the injection amount that can be stably injected every cycle (i
i) The interval between pilot injection and main injection is limited. That is, there are problems such as the stability of micro-injection being impaired and the flexibility of controlling the timing and amount of pilot injection being impaired.

【0009】(2)  ボッシュタイプの燃料噴射装置
。 この噴射系でパイロット噴射を実現する場合、次のよう
な方法がとられる。 (i)カムのリフト曲線を工夫して、2段階で吐出する
ような速度モードとする。あるいは (ii)パイロット噴射用の噴射ポンプ、噴射パイプ、
噴射弁を新に設け2ポンプ、2ノズルの噴射システムと
する。 これらの場合もパイロット噴射と主噴射との間隔を自由
に制御できないと言った問題点があらわれる。
(2) Bosch type fuel injection device. When implementing pilot injection with this injection system, the following method is used. (i) The lift curve of the cam is devised to create a speed mode that discharges in two stages. or (ii) an injection pump or injection pipe for pilot injection;
A new injection valve will be installed to create a 2-pump, 2-nozzle injection system. In these cases as well, a problem arises in that the interval between pilot injection and main injection cannot be freely controlled.

【0010】本発明の目的は高圧高噴射率で燃料を噴射
しかつ着火後の燃焼もスムーズに実現しようとするシス
テムで、そのパイロット噴射の燃料メータリングを安定
にし、しかもその噴射タイミングを自在に制御できるフ
レキシビリティの高い噴射システムを提供することであ
る。
The object of the present invention is to provide a system that injects fuel at high pressure and high injection rate and achieves smooth combustion after ignition, with stable fuel metering for the pilot injection and also with flexible injection timing. The objective is to provide a controllable and highly flexible injection system.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】ディーゼルエンジンの燃
料噴射装置において、燃料噴射ノズル針弁のシート部に
隣接したノズル燃料溜部に連通する燃料通路と、前記燃
料通路の一部に設けられたピストンと、前記ピストンの
後方に設けられた圧電アクチュエータと、前記燃料通路
に設けられピストンからノズル方向への流れのみを許容
する逆止弁と、前記圧電アクチュエータを駆動する電力
供給装置と、前記圧電アクチュエータの通電をエンジン
回転に同期して主燃料噴射とパイロット噴射を行う制御
装置と、主燃料通路に設けられ逆流を防止する逆止弁と
を有して成ることを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] A fuel injection device for a diesel engine includes a fuel passage communicating with a nozzle fuel reservoir adjacent to a seat portion of a fuel injection nozzle needle valve, and a piston provided in a part of the fuel passage. a piezoelectric actuator provided behind the piston; a check valve provided in the fuel passage that allows flow only from the piston toward the nozzle; a power supply device that drives the piezoelectric actuator; The present invention is characterized by comprising a control device that performs main fuel injection and pilot injection by synchronizing energization with engine rotation, and a check valve provided in the main fuel passage to prevent backflow.

【0012】0012

【作用】主燃料噴射の前にコントローラの信号によって
圧電アクチュエータに電圧を加えると圧電アクチュエー
タは伸びてピストンを押し、該ピストンはピストンの先
の室内の燃料を押すので圧力が上り、新に設けられた燃
料通路を通り逆止弁をとおってノズルの燃料溜に達し、
針弁を押しているばね力に勝って針弁を押し上げて通り
噴口から噴出し圧電アクチュエータは或る長さ動いて止
る。コントローラの信号により圧電アクチュエータに加
えられている電圧が断たれると、圧電アクチュエータは
もとの形に戻る。圧電アクチュエータは非常に高い応答
性で変位するため、微少噴射量のメータリング安定性が
良く、また主噴射との間隔を自在にとれる。この結果主
噴射の前の適当なタイミングで微少量のパイロット噴射
が安定的に行われる。
[Operation] When voltage is applied to the piezoelectric actuator by a signal from the controller before main fuel injection, the piezoelectric actuator extends and pushes the piston, and the piston pushes the fuel in the chamber beyond the piston, so the pressure rises and the newly installed The fuel passes through a check valve and reaches the fuel reservoir in the nozzle.
The piezoelectric actuator overcomes the spring force pushing the needle valve and pushes the needle valve up, and the piezoelectric actuator moves for a certain length and then stops. When the voltage applied to the piezoelectric actuator is removed by a signal from the controller, the piezoelectric actuator returns to its original shape. Since the piezoelectric actuator is displaced with very high responsiveness, the metering stability of minute injection quantities is good, and the interval from the main injection can be adjusted freely. As a result, a small amount of pilot injection is stably performed at an appropriate timing before the main injection.

【0011】[0011]

【実施例】次に本発明の実施例を図1〜2によって説明
する。図1はこの発明に係る実施例のユニットインジェ
クタの断面図及び全系統図、図2は特性曲線図、図2(
b)はこの発明の実施例の噴射特性線図である。図にお
いて1はプランジャ、2は噴射ポンプ本体でその中のバ
レル穴を前記プランジャ1が往復運動し且噴射ポンプで
全体の骨格をなしている。3はポペット弁で前記噴射ポ
ンプ本体2に設けられ常時弁座をはなれている。4はソ
レノイドで前記ポペット弁3の弁棒の端の外側に設けら
れている。5はリターンスプリングで前記ポペット弁3
の弁棒の端面を押している。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a sectional view and a complete system diagram of a unit injector according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic curve diagram, and FIG.
b) is an injection characteristic diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a plunger, and 2 is an injection pump main body, in which the plunger 1 moves reciprocally through a barrel hole therein, and the injection pump forms the entire skeleton. Reference numeral 3 denotes a poppet valve, which is provided in the injection pump main body 2 and is always separated from the valve seat. A solenoid 4 is provided outside the end of the valve stem of the poppet valve 3. 5 is a return spring that connects the poppet valve 3
is pushing the end face of the valve stem.

【0012】9はプランジャ室で前記噴射ポンプ本体2
に設けられ前記プランジャ1の往復する室である。8は
ポペット弁室で前記ポペット弁3の弁棒側の室である。 34は弁かさ室で前記ポペット弁3の弁かさの外の室で
ある。6は燃料通路で前記プランジャ室9と前記ポペッ
ト弁室8を連通する。7は燃料通路で前記弁かさ室34
を図示しない燃料タンクへ連通する。10はノズルチッ
プで燃料噴射ポンプの先端部を構成し、先端に円錐弁座
がある。11は噴口で前記ノズルチップ10の先端にあ
げられた穴である。12は針弁で前記ノズルチップ10
の中心の穴に油密に緩く嵌合し先端が常時円錐弁座にあ
たっている。
Reference numeral 9 denotes a plunger chamber, which is connected to the injection pump main body 2.
This is a chamber in which the plunger 1 moves back and forth. A poppet valve chamber 8 is a chamber on the valve stem side of the poppet valve 3. Reference numeral 34 denotes a valve cap chamber, which is a chamber outside the valve cap of the poppet valve 3. A fuel passage 6 communicates the plunger chamber 9 with the poppet valve chamber 8. 7 is a fuel passage which connects to the valve chamber 34;
is connected to a fuel tank (not shown). 10 is a nozzle tip that constitutes the tip of the fuel injection pump, and has a conical valve seat at the tip. Reference numeral 11 denotes a nozzle, which is a hole formed at the tip of the nozzle tip 10. 12 is a needle valve and the nozzle tip 10
It fits loosely and oil-tight into the center hole of the valve, and the tip always touches the conical valve seat.

【0013】13はノズルスプリングで前記針弁12の
端面を押している。14はシムで前記ノズルスプリング
13と前記噴射ポンプ本体2との間に設けられている。 15はスプリング受で前記ノズルスプリング13と前記
針弁にその間に設けられている。16は燃料通路で前記
プランジャ室9を前記ノズルチップ10に連通する。1
7はタペットで前記プランジャ1の端面に設けられてい
る。18はプランジャスプリングで押しばねで前記噴射
ポンプで本体2と前記タペット17の間に設けられてい
る。
A nozzle spring 13 pushes the end face of the needle valve 12. A shim 14 is provided between the nozzle spring 13 and the injection pump main body 2. A spring receiver 15 is provided between the nozzle spring 13 and the needle valve. A fuel passage 16 communicates the plunger chamber 9 with the nozzle tip 10. 1
A tappet 7 is provided on the end face of the plunger 1. Reference numeral 18 denotes a plunger spring, which is provided between the main body 2 and the tappet 17 of the injection pump.

【0014】19はコントローラで燃料噴射を制御する
。20はドライブユニットで前記コントローラ19が接
続されている。21は圧電アクチュエータ素子で前記噴
射ポンプ本体に取付けられている。22はピストンで前
記圧電アクチュエータ21の端に設けられ前記噴射ポン
プ本体2の穴に嵌合している。23は燃料通路で前記ピ
ストン22の先端の室に連通する。24は逆止弁で前記
燃料通路23の端に設けられ前記ピストン22からノズ
ル方向への流れのみを許容する。
A controller 19 controls fuel injection. 20 is a drive unit to which the controller 19 is connected. A piezoelectric actuator element 21 is attached to the injection pump body. A piston 22 is provided at the end of the piezoelectric actuator 21 and is fitted into a hole in the injection pump body 2. A fuel passage 23 communicates with a chamber at the tip of the piston 22. A check valve 24 is provided at the end of the fuel passage 23 and allows flow only from the piston 22 toward the nozzle.

【0015】25はスプリングで前記逆止弁24に設け
られている。26は燃料通路で前記逆止弁24を前記ノ
ズルチップ10の燃料溜に連通している。27は逆止弁
で前記燃料通路16に設けられノズルチップ10へ向う
流れのみを許容する。28はスプリングで押ばねで前記
逆止弁27に設けられている。29は増巾器で前記コン
トローラ19が接続されている。30は圧電アクチュエ
ータ駆動用電源で前記増巾器29に接続されている。3
3は燃料タンク、32は燃料供給ポンプで前記燃料通路
23に通じている。31は逆止弁で前記燃料供給ポンプ
32と前記燃料通路23との間にあり前記燃料供給ポン
プ32からの流れのみを許容する。
Reference numeral 25 denotes a spring, which is provided on the check valve 24. A fuel passage 26 communicates the check valve 24 with the fuel reservoir of the nozzle tip 10. A check valve 27 is provided in the fuel passage 16 and allows only flow toward the nozzle tip 10. Reference numeral 28 is a spring and is provided on the check valve 27 with a pressure spring. 29 is an amplifier to which the controller 19 is connected. 30 is a power supply for driving the piezoelectric actuator, and is connected to the amplifier 29. 3
3 is a fuel tank, and 32 is a fuel supply pump that communicates with the fuel passage 23. A check valve 31 is located between the fuel supply pump 32 and the fuel passage 23 and allows only flow from the fuel supply pump 32.

【0016】次に前記実施例の作用を説明する。コント
ローラ19はエンジンの回転に同期して燃料主噴射の前
に増巾器29に信号を送り増巾器29はこれにより圧電
アクチュエータ用電源30から与えられる電圧を増巾し
て圧電アクチュエータ素子21に加える。これにより圧
電アクチュエータ素子21は伸びピストン22を押す。 燃料通路23からさきの圧があがり、この圧力が逆止弁
24を通ってノズルチップ10に伝わり針弁12に働く
。この圧力がノズルスプリング13の取付力に勝つと針
弁12を押し上げ、燃料は弁座を通って噴口11から噴
出する。圧電アクチュエータ素子の移動量は加えられた
電圧によってきまるから噴出する燃料の量もきまる。 この燃料の噴出が所謂パイロット噴射となる。
Next, the operation of the above embodiment will be explained. The controller 19 sends a signal to the amplifier 29 before the main fuel injection in synchronization with the rotation of the engine, and the amplifier 29 thereby amplifies the voltage applied from the piezoelectric actuator power supply 30 to the piezoelectric actuator element 21. Add. This causes the piezoelectric actuator element 21 to extend and push the piston 22 . The pressure rises from the fuel passage 23, and this pressure is transmitted to the nozzle tip 10 through the check valve 24 and acts on the needle valve 12. When this pressure overcomes the mounting force of the nozzle spring 13, the needle valve 12 is pushed up and the fuel is ejected from the nozzle 11 through the valve seat. Since the amount of movement of the piezoelectric actuator element is determined by the applied voltage, the amount of fuel ejected is also determined. This injection of fuel becomes a so-called pilot injection.

【0017】圧電アクチュエータ21に加えられている
電圧が除かれると圧電アクチュエータ素子はもとの位置
に戻りピストン22を引くので、燃料通路23の圧力が
下り燃料供給ポンプ32からの燃料が逆止弁31を開い
て燃料通路23を通ってピストン22の先端の室に供給
される。逆止弁31は前記ピストン22による燃料の逆
流を止める。逆止弁24は燃料通路16から流れこむ燃
料の逆流を止める。つづいてコントローラ19の制御に
より燃料の主噴射が次のとおりに行われる。図示しない
クランク軸の回転に同期して駆動されるカム図示しない
タペット、図示しないプッシュロッド、図示しないロッ
カアームを介してタペット17が押され、それによりプ
ランジャ1が前進する。
When the voltage applied to the piezoelectric actuator 21 is removed, the piezoelectric actuator element returns to its original position and pulls the piston 22, so that the pressure in the fuel passage 23 decreases and the fuel from the fuel supply pump 32 flows through the check valve. 31 is opened and the fuel is supplied to the chamber at the tip of the piston 22 through the fuel passage 23. The check valve 31 stops the backflow of fuel by the piston 22. The check valve 24 prevents the fuel flowing in from the fuel passage 16 from flowing backward. Subsequently, main injection of fuel is performed as follows under the control of the controller 19. The tappet 17 is pushed by a cam driven in synchronization with the rotation of a crankshaft (not shown), a push rod (not shown), and a rocker arm (not shown), thereby moving the plunger 1 forward.

【0018】プランジャ1の前進中にコントローラ19
の前記圧電アクチュエータ素子21への信号のあとに、
コントローラ19の信号によりドライブユニット20よ
りソレノイド4に通電され、ポペット弁3が弁棒の方へ
引かれて着座し燃料通路6を閉じる。これによりプラン
ジャ室9が密閉され内圧が上り、その燃料圧が燃料通路
16を通ってノズルチップ10へ伝えられて針弁12の
先端部に働き、その圧力がノズルスプリング13の取付
力に勝つと燃料は針弁12を押し上げて通り噴口11か
ら噴出する。
While the plunger 1 is moving forward, the controller 19
After the signal to the piezoelectric actuator element 21,
The solenoid 4 is energized by the drive unit 20 in response to a signal from the controller 19, and the poppet valve 3 is pulled toward the valve stem to be seated and close the fuel passage 6. As a result, the plunger chamber 9 is sealed and the internal pressure rises, and the fuel pressure is transmitted to the nozzle tip 10 through the fuel passage 16 and acts on the tip of the needle valve 12, and when this pressure overcomes the mounting force of the nozzle spring 13, The fuel pushes up the needle valve 12 and is ejected from the nozzle 11.

【0019】プランジャ1が前進中にコントローラ19
の信号によりドライブユニット20からソレノイド4へ
の電流が断たれると、ポペット弁3を引く力が消えポペ
ット弁3はリターンスプリング5の力で弁座から離れ、
燃料通路6が弁かさ室34、燃料通路7を介して図示し
ない燃料タンクに通じてプランジャ室9の圧が下るので
、針弁12の先端部の圧力も下がりノズルスプリング1
3の力が勝って針弁12が着座して燃料の噴出が止る。 これ以降プランジャ1に押しのけられる燃料は、燃料通
路6、弁かさ室34、燃料通路7を通って図示しない燃
料タンクへ排出される。前記実施例の作用によるクラン
ク角に対する針弁1の働きと噴射圧力の間隔は図2(b
)の線図の示すようになる。
While the plunger 1 is moving forward, the controller 19
When the current from the drive unit 20 to the solenoid 4 is cut off by the signal, the force to pull the poppet valve 3 disappears, and the poppet valve 3 is separated from the valve seat by the force of the return spring 5.
Since the fuel passage 6 communicates with a fuel tank (not shown) via the valve head chamber 34 and the fuel passage 7, and the pressure in the plunger chamber 9 decreases, the pressure at the tip of the needle valve 12 also decreases.
3 prevails, the needle valve 12 is seated, and fuel injection stops. Thereafter, the fuel that is pushed away by the plunger 1 passes through the fuel passage 6, the valve head chamber 34, and the fuel passage 7, and is discharged to a fuel tank (not shown). The interval between the action of the needle valve 1 and the injection pressure with respect to the crank angle according to the action of the above embodiment is shown in Fig. 2(b).
) as shown in the diagram.

【0020】[0020]

【発明の効果】この発明は主噴射から独立した系でパイ
ロット噴射系を設けているので、主噴射パイロット噴射
それぞれに適した噴射特性を実現できる。このためパイ
ロット噴射は微量とし主噴射は高圧高噴射率の高性能の
噴射を実現できるとともに、パイロット噴射と主噴射と
の間隔は燃料の着火性、機関の回転速さ等に応じて適切
に調整することができる。この結果、低燃費、低排煙で
しかも低騒音の高性能のディーゼルエンジンを実現する
ことができる。又低セタン価の燃料でもディーゼルノッ
キングのないスムーズな燃焼が実現できる。
[Effects of the Invention] Since the present invention provides a pilot injection system as a system independent from the main injection, it is possible to realize injection characteristics suitable for each of the main injection and pilot injection. Therefore, the pilot injection can be performed in a small amount, and the main injection can achieve high-performance injection with high pressure and high injection rate, and the interval between the pilot injection and the main injection can be adjusted appropriately according to the ignitability of the fuel, engine rotation speed, etc. can do. As a result, a high-performance diesel engine with low fuel consumption, low smoke emissions, and low noise can be realized. Furthermore, even with low cetane number fuel, smooth combustion without diesel knocking can be achieved.

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

【図1】この発明に係る実施例のユニットインジェクタ
の断面図及び全系統図。(ポペット弁閉状態を示してい
る。)
FIG. 1 is a sectional view and an overall system diagram of a unit injector according to an embodiment of the present invention. (Indicates the poppet valve is closed.)

【図2】噴射特性線図。(a)図は従来の技術の燃料噴
射システムの噴射特性線図、(b)図はこの発明の実施
例の噴射特性線図。
FIG. 2 is an injection characteristic diagram. (a) is an injection characteristic diagram of a conventional fuel injection system, and (b) is an injection characteristic diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】従来の技術のユニットインジェクタの断面図及
び全系統図。(ポペット弁閉状態を示している。)
FIG. 3 is a sectional view and a full system diagram of a unit injector of the prior art. (Indicates the poppet valve is closed.)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    プランジャ 2    燃料噴射ポンプ本体 10    ノズルチップ 12    針弁 16    燃料通路 19    コントローラ 21    圧電アクチュエータ素子 22    ピストン 24    逆止弁 26    燃料通路 27    逆止弁 23    燃料通路 35    燃料溜 1 Plunger 2 Fuel injection pump body 10 Nozzle tip 12 Needle valve 16 Fuel passage 19 Controller 21 Piezoelectric actuator element 22 Piston 24 Check valve 26 Fuel passage 27 Check valve 23 Fuel passage 35 Fuel reservoir

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に
おいて、針弁(12)のシート部に隣接したノズルの燃
料溜(35)部に連通する燃料油通路(26)と、前記
燃料油通路の一部に設けられたピストン(22)と、前
記ピストンの後方に設けられた圧電アクチュエータ(2
1)と、前記燃料油通路に設けられピストンからノズル
方向の流れのみを許容する逆止弁(24)と、前記圧電
アクチュエータを駆動する電力供給装置と、前記圧電ア
クチュエータへの通電をエンジンクランク軸の回転に同
期して主燃料噴射及びパイロット噴射を行う制御装置(
19)と、主噴射の燃料通路(16)に設けられた燃料
の逆流を阻止する逆止弁(27)とを有して成ることを
特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
1. A fuel injection device for a diesel engine, comprising: a fuel oil passageway (26) communicating with a fuel reservoir (35) of a nozzle adjacent to a seat part of a needle valve (12); and a part of the fuel oil passageway. a piston (22) provided on the piston, and a piezoelectric actuator (22) provided on the rear of the piston.
1), a check valve (24) provided in the fuel oil passage that allows flow only from the piston to the nozzle, a power supply device that drives the piezoelectric actuator, and an engine crankshaft that supplies power to the piezoelectric actuator. A control device that performs main fuel injection and pilot injection in synchronization with the rotation of
19); and a check valve (27) provided in a main injection fuel passage (16) to prevent backflow of fuel.
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