JPH04353260A - 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】この発明は、ユニット型の燃料噴
射装置に関するものであり、特に、燃料加圧室とスピル
室との間を電磁弁によって開閉することにより、燃料噴
射時期及び燃料噴射量を制御するようにした燃料噴射装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の燃料噴射装置としては、
実開昭６２ー１１５５８９号公報や特開昭６２ー１５９
７４６号公報等に記載のものが知られている。一般に、
この種の燃料噴射装置は、燃料加圧室と、往復動して燃
料加圧室内の燃料を加圧するプランジャと、スピル室と
、燃料加圧室とスピル室とを接続する連通路と、この連
通路のスピル室に対する接続口を開閉する弁体を有する
電磁弁、とを具備している。

【０００３】この燃料噴射装置においては、プランジャ
の加圧移動（往動）時に電磁弁が閉弁すると、燃料加圧
室内の燃料が加圧され、燃料が燃料噴射ノズルから噴射
される。その後、電磁弁が開弁すると燃料加圧室内の燃
料がスピル室へ流出するため、実質的な燃料加圧が終了
し、燃料噴射が終了する。この時の燃料噴射切れを良く
するためには、燃料加圧室からスピル室へ燃料を迅速に
流出させる必要がある。このようにして、燃料噴射時期
及び燃料噴射量を調節している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、この
種の燃料噴射装置に高圧化と容量アップが要求されるよ
うになった。これに伴ってスピル室へ流出させるべき燃
料が増大し、これをいかにして迅速に流出させるかとい
う課題が提起された。この解決策として、電磁弁の開弁
時における開口面積を広げることが考えられた。即ち、
上記電磁弁は、上記接続口に設けられた弁座から弁体が
リフトすることにより開弁するようになっているので、
■接続口の径を大きくすること、あるいは、■弁体のリ
フト量を大きくすること、によって開口面積を広げよう
とした。

【０００５】しかしながら、接続口の径を大きくした場
合には、接続口を遮断する弁体も大きくなって重くなる
。この重量大の弁体を応答性よく動作させるためには、
弁体を閉弁動作せしめるソレノイドも強力にしなければ
ならなくなり、電磁弁の大型化を招くという不具合があ
った。又、弁体のリフト量を大きくした場合には、閉弁
時に弁体を引き付けるのに大きな力が必要となるため、
ソレノイドを強力にしなければならなくなり、やはり電
磁弁の大型化を招くという不具合があった。

【０００６】この発明は上述従来の技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、燃料
噴射切れのよい燃料噴射装置を提供しようとするところ
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上述目的を達
成するためになされたもので、その要旨は、（イ）燃料
加圧室と、（ロ）この燃料加圧室内の燃料を加圧するプ
ランジャと、（ハ）スピル室と、（ハ）上記燃料加圧室
とスピル室とを接続する連通路と、（ニ）この連通路の
スピル室に対する接続口を開閉する弁体を有する電磁弁
、とを具備する燃料噴射装置において、上記連通路がス
ピル室に対する接続口とは別に低圧回路に対する接続口
を有しており、上記電磁弁の弁体が連通路のスピル室に
対する接続口を塞いでいる時にはこの弁体が上記低圧回
路に対する接続口を閉じ、弁体がリフトして連通路のス
ピル室に対する接続口が開いた時に上記低圧回路に対す
る接続口も開くようにされていることを特徴とする燃料
噴射装置にある。

【０００８】

【作用】電磁弁の弁体がスピル室に対する接続口を遮断
している時には、低圧回路に対する接続口も弁体によっ
て遮断されているので、燃料加圧室内の燃料は逃げ道を
失い、プランジャの往動により加圧される。電磁弁の弁
体がリフトしてスピル室に対する接続口と低圧回路に対
する接続口とが開かれると、燃料加圧室内の燃料は連通
路からスピル室に対する接続口を通ってスピル室へ流出
するとともに、低圧回路に対する接続口を通って低圧回
路へと流出する。燃料の流出路を複数設けたことによっ
て流通面積が大きくなり、燃料を迅速に流出させること
ができるようになる。その結果、燃料加圧室内の燃料の
圧力を迅速に減圧することができ、燃料噴射切れがよく
なる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１から図６ま
での図面に基づいて説明する。尚、図１はこの発明に係
るユニット型燃料噴射装置の縦断面図であり、図２は図
１のＩ−Ｉ矢視断面図である。

【００１０】図１において符号１は装置本体である。こ
の装置本体１の上端部には、プランジャ２が往復動（上
下動）自在に設けられている。このプランジャ２は、ば
ね３により追従部材４を介してカム軸（図示せず）に押
圧接触せしめられており、カム軸の回転に追随して往復
動するようになっている。プランジャ２は、往動（下降
）時に燃料加圧室５内の燃料を加圧する。加圧された燃
料は、装置本体１、ばねホルダ６及びスペーサ７に亙っ
て形成された高圧通路８を介して、燃料噴射ノズル９に
圧送される。そして、燃料の圧力が所定の圧力に達する
と、燃料噴射ノズル９の針弁９ａがばね１０の付勢力に
抗してリフトし、噴射孔９ｂからエンジン（図示せず）
の燃焼室に燃料が噴射される。

【００１１】上記装置本体１の中間部には、側方へ突出
する側部１ａが形成されている。この側部１ａの下端面
中央部には凹部１１が形成されている。この凹部１１の
開口部は遮蔽部材１２によって遮蔽されており、これら
凹部１１と遮蔽部材１２とによってスピル室１３が形成
されている。このスピル室１３には、エンジンによって
駆動される燃料供給ポンプ（図示せず）から供給通路２
０を介して燃料が供給されるようになっている。

【００１２】又、この燃料噴射装置においては、上記燃
料加圧室５とスピル室１３とを連通・遮断することによ
り、燃料噴射時期及び燃料噴射量の制御、並びに燃料加
圧室５への燃料供給が行われるようになっている。即ち
、装置本体１の内部には、燃料加圧室５から側部１ａに
向かって延びる吸排通路１４が形成されるとともに、側
部１ａには、その上端面から下方へ向かって延び、吸排
通路１４を横断してスピル室１３に開口する貫通孔１７
が形成されている。この貫通孔１７には、電磁弁１８の
弁体１９が摺動自在に挿入されている。

【００１３】この弁体１９は、燃料加圧室５とスピル室
１３との間を連通・遮断するためのものであり、スピル
室１３に突出する下端部には頭部１９ａが形成され、頭
部１９ａに対して上側に続く部分には小径部１９ｂが形
成されている。この小径部１９ｂと貫通孔１７の内周面
との間が燃料溜まり１５になっており、ここに上記吸排
通路１４が開口している。これら吸排通路１４と燃料溜
まり１５によって燃料加圧室５とスピル室１３が接続さ
れている。その一方、貫通孔１７のスピル室１３に対す
る接続口には弁座２１が形成されている。この弁座２１
に弁体１９の頭部１９ａが着座すると、スピル室１３と
燃料溜まり１５との間が遮断される。

【００１４】又、弁体１９を弁座２１に対して着座・リ
フトさせるために、装置本体１の側部１ａから上方へ突
出した弁体１９の上端部には、アーマチュア２２がナッ
ト２３によって固定されている。このアーマチュア２２
は、側部１ａと電磁弁１８のケーシング２４との間に形
成されたアーマチュア室３０に収容されており、ケーシ
ング２４に設けられたソレノイド２５の磁力によって上
方へ移動せしめられ、これによって弁体１９が弁座２１
に着座するようになっている。その一方、アーマチュア
２２及び弁体１９は、ばね２６によりナット２３を介し
て下方へ付勢されており、ソレノイド２５に対する通電
が停止している時には、弁体１９が弁座２１からリフト
するようになっている。尚、前記遮蔽部材１２のスピル
室１３に臨む上面には、ストッパ部材２７が固定されて
おり、このストッパ部材２７に突き当たることによって
弁体１９の最大リフト量Ｌ１（図３参照）が規制される
。

【００１５】又、上記燃料溜まり１５は、上記弁体１９
により連通遮断される別の回路によっても、スピル室１
３に接続されている。即ち、図２に示すように、上記弁
体１９の外周面には、小径部１９ｂから上側に離間した
部分に環状溝１９ｃが形成されており、この環状溝１９
ｃは弁体１９を斜めに貫通する貫通孔１９ｄを介して燃
料溜まり１５に連通している。一方、装置本体１の貫通
孔１７の内周面には、弁体１９が弁座２１に着座した状
態において上記環状溝１９ｃから下側に離間した部分に
、環状溝３１が形成されており、この環状溝３１は通路
３２を介してアーマチュア室３０に連なっている。この
二つの環状溝１９ｃ，３１は、弁体１９が弁座２１に着
座している時には弁体１９によって遮断されており、弁
体１９がリフトすることによって重なり連通するように
なっている。又、装置本体１の側部１ａには、スピル室
１３とアーマチュア室３０とを連通せしめる通路３３が
形成されている。したがって、弁体１９がリフトすると
、燃料溜まり１５は、貫通孔１９ｄと通路３２を介して
アーマチュア室３０に連通し、更に通路３３を介してス
ピル室１３に連通することになる。尚、両環状溝１９ｃ
，３１を連通せしめるまでの弁体１９のリフト量Ｌ２は
、弁体１９の最大リフト量Ｌ１よりも小さくされている
（図３参照）。

【００１６】又、上記スピル室１３は大気に連通遮断可
能にされている。即ち、スピル室１３は、ストッパ部材
２７に形成されたスピル孔２７ａと、遮蔽部材１２に形
成された貫通孔１２ａと、貫通孔１２ａに連なる通路２
８を介して、燃料タンクＴに接続されている。上記スピ
ル孔２７ａの上部開口の直径は弁体１９の頭部１９ａの
直径よりも小径にされており、弁体１９がリフトして頭
部１９ａがストッパ部材２７に突き当たると、スピル孔
２７ａは頭部１９ａによって遮蔽されるようになってい
る。上記燃料タンクＴ内の燃料の圧力は大気圧と同圧に
なっている。したがって、弁体１９がストッパ部材２７
から離間している時には、スピル室１３は大気圧に開放
されることになる。

【００１７】尚、この実施例においては、吸排通路１４
と燃料溜まり１５と弁体１９の環状溝１９ｃと貫通孔１
９ｄとから連通路１６が構成され、一方、装置本体１の
環状溝３１と、通路３２と、アーマチュア室３０と、通
路３３と、スピル室１３と、ストッパ部材２７のスピル
孔２７ａと、遮蔽部材１２の貫通孔１２ａと、通路２８
と、燃料タンクＴとによって低圧回路３４が構成されて
いる。そして、上記環状溝１９ｃが連通路１６の低圧回
路３４に対する接続口となっている。

【００１８】上記構成において、プランジャ２の往動時
にソレノイド２５に通電すると、アーマチュア２２がソ
レノイド２５の磁力によりばね２６に抗して上昇する。 そして、アーマチュア２２と共に弁体１９が上昇し、弁
座２１に着座する。すると、燃料加圧室５がスピル室１
３に対して遮断される結果、プランジャ２による燃料の
実質的な加圧が開始する。そして、燃料の圧力が所定の
圧力に達すると、燃料噴射ノズル９から燃料が噴射され
る。

【００１９】その後、ソレノイド２５に対する通電を停
止すると、弁体１９がばね２６の付勢力によりストッパ
部材２７に突き当たるまでリフトする。すると、燃料加
圧室５とスピル室１３とが連通し、燃料加圧室５内の高
圧燃料がスピル室１３へ流出する。これによって、燃料
の加圧が実質的に終了し、ひいては燃料噴射が終了する
。

【００２０】ところで、弁体１９が弁座１９ａから離反
してＬ２寸法リフトするまでのリフト初期においては、
連通路１６とスピル室１３は、従来の燃料噴射装置と同
様に貫通孔１７の下部開口を介して連通しているだけで
あり、燃料加圧室５内の高圧燃料はこの流路（以下、第
１の流路という）を通ってスピル室１３に流出する。

【００２１】しかしながら、この燃料噴射装置の場合、
リフト量がＬ２寸法以上になるリフト後期において、図
４に示すように弁体１９の環状溝１９ｃと装置本体１の
環状溝３１とが連通し、連通路１６とスピル室１３は、
上記第１の流路の外に、通路３２とアーマチュア室３０
と通路３３からなる第２の流路を介しても連通するよう
になる。したがって、燃料加圧室５内の高圧燃料は第１
の流路と第２の流路の両方を通ってスピル室１３へと流
出する。

【００２２】図５は、弁体１９のリフト量と流通面積と
の関係を示したものであり、実線がこの考案に係る燃料
噴射装置の場合を示し、破線が従来の燃料噴射装置の場
合を示している。この図からも明らかなように、リフト
後期は、この燃料噴射装置の方が従来の燃料噴射装置よ
りも第２の流路分だけ流通面積が大きくなり、燃料加圧
室５からスピル室１３へ流出する燃料の流量が増大する
。これによって、燃料加圧室５内の高圧燃料を速やかに
スピル室１３へと逃がすことができ、燃料加圧室５内の
燃料の圧力を急速に減圧することができる。その結果、
従来よりも燃料噴射切れがよくなる。尚、スピル室１３
内の燃料はスピル孔２７ａから通路２８へと流出し、燃
料タンクＴに流出する。

【００２３】特に、この実施例においては、アーマチュ
ア室３０を第２の流路の一部として用いたことによって
、燃料噴射切れをより向上させている。これについて、
以下に説明する。弁体１９のリフト後半において、弁体
１９がストッパ部材２７に接近すると、スピル孔２７ａ
が弁体１９によって絞られるため、スピル室１３内の燃
料の流出効率が低下する。このためスピル室１３内の圧
力が上昇し、弁体１９を押し戻そうとする。実際に、従
来の燃料噴射装置の場合には、リフト後半において弁体
が停止したり、押し戻されたりすることがあった。

【００２４】これに対して、この実施例の燃料噴射装置
では、前述したようにリフト後期において、燃料加圧室
５内の燃料の一部を、途中アーマチュア室３０を通して
スピル室１３へ流出せしめるようにしたことによって、
アーマチュア室３０内の燃料の圧力がスピル室１３内の
燃料の圧力よりも高くなり、この圧力差によって弁体１
９が開弁方向（下向き）に押圧される。これによって、
弁体１９が逆移動（上昇）するのを防止することができ
、弁体１９はリフト開始からストッパ部材２７に突き当
たるまで速やかにリフトする。その結果、燃料噴射切れ
がより向上する。

【００２５】図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、上述実施
例における燃料噴射装置の実験結果を示すものであり、
（Ａ）はカムアングルとソレノイド２５へ通電する電流
との関係、（Ｂ）はカムアングルと弁体１９のリフト量
との関係、（Ｃ）はカムアングルと燃料加圧室５内の燃
料の圧力との関係を示している。尚、図中、実線は上述
実施例における燃料噴射装置の場合を示し、破線は第２
の流路を有しない従来の燃料噴射装置の場合を示してい
る。

【００２６】図６（Ｂ）から明らかなように、この実施
例の燃料噴射装置の場合には、ソレノイド２５の通電を
停止すると、僅かのカムアングルの間に弁体１９が終点
まで一気にリフトしている。そして、これに対応して、
図６（Ｃ）から明らかなように、燃料加圧室５内の燃料
の圧力も瞬時に急激に低下している。したがって、燃料
噴射切れが非常によくなることが判る。しかも、従来の
燃料噴射装置のように、リフト途中で弁体１９のリフト
量が増減する波打ち現象を起こすこともなく、したがっ
て、燃料加圧室５内の燃料の圧力が減圧の途中で増減す
る現象を起こすこともない。

【００２７】尚、プランジャ２の復動（上昇）時には、
弁体１９が弁座２１からリフトしており、プランジャ２
の復動に伴ってスピル室１３から燃料加圧室５へ燃料が
吸引導入される。前記ソレノイド２５に対する通電時期
及びその停止時期については、マイクロコンピュータ等
からなる制御装置により、エンジンの運転状態に基づい
て制御されている。

【００２８】この発明は上述実施例に制約されず種々の
態様が採用可能である。例えば、上述実施例においては
、アーマチュア室３０とスピル室１３とを低圧回路３４
の一部として用い、燃料加圧室５内の高圧燃料をアーマ
チュア室３０及びスピル室１３を経由して低圧側に流出
させているが、必ずしもアーマチュア室３０を経由させ
る必要はないし、スピル室１３を経由させる必要もなく
、スピル室１３から離隔した別系統の低圧回路に流出さ
せるようにしてもよい。又、上述実施例においては、弁
体１９に設けた貫通孔１９ｄによって弁体１９の環状溝
１９ｃと燃料溜まり１５を連通させたが、貫通孔１９ｄ
を設ける代わりに、装置本体１の側部１ａに、吸排通路
１４と環状溝１９ｃとを連通させる通路を設けてもよい
。又、上述実施例においては、燃料加圧室５に燃料を供
給するに際して、スピル室１３及び連通路１６を経由さ
せているが、これらを経由させずに燃料加圧室５に直接
に燃料を供給するようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の燃料噴
射装置によれば、連通路に、スピル室に対する接続口と
低圧回路に対する接続口の二つの接続口を設け、弁体の
リフトによって両接続口を開けるようにしたので、燃料
の加圧を終了させるべく燃料加圧室内の高圧燃料を流出
させる際の流通面積が大きくなり、燃料を大流量で流出
せしめることができる。その結果、燃料加圧室内を迅速
に減圧することができ、燃料噴射切れを向上させること
ができるとうい優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る燃料噴射装置の一実施例におけ
る縦断面図である。

【図２】図１のＩーＩ矢視断面図である。

【図３】電磁弁の弁体が弁座に着座した状態を示す図２
の要部拡大断面図である。

【図４】弁体がリフトして弁体の環状溝と装置本体の環
状溝とが一部重なった状態を示す図３に対応する断面図
である。

【図５】この考案に係る燃料噴射装置における弁体のリ
フト量と流通面積との関係を示す図である。

【図６】（Ａ）はカムアングルとソレノイドへ通電する
電流との関係を示す特性図であり、（Ｂ）はカムアング
ルと弁体のリフト量との関係を示す特性図であり、（Ｃ
）はカムアングルと燃料加圧室内の燃料の圧力との関係
を示す特性図である。

【符号の説明】

２　　プランジャ ５　　燃料加圧室 １３　　スピル室 １６　　連通路 １８　　電磁弁 １９　　弁体 １９ｃ　　環状溝（低圧回路に対する接続口）２１　　
弁座（スピル室に対する接続口）３４　　低圧回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）燃料加圧室と、（ロ）この燃料加圧
   室内の燃料を加圧するプランジャと、（ハ）スピル室と
   、（ハ）上記燃料加圧室とスピル室とを接続する連通路
   と、（ニ）この連通路のスピル室に対する接続口を開閉
   する弁体を有する電磁弁、とを具備する燃料噴射装置に
   おいて、上記連通路がスピル室に対する接続口とは別に
   低圧回路に対する接続口を有しており、上記電磁弁の弁
   体が連通路のスピル室に対する接続口を塞いでいる時に
   はこの弁体が上記低圧回路に対する接続口を閉じ、弁体
   がリフトして連通路のスピル室に対する接続口が開いた
   時に上記低圧回路に対する接続口も開くようにされてい
   ることを特徴とする燃料噴射装置。