JPH0437270B2 - - Google Patents

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JPH0437270B2
JPH0437270B2 JP1787484A JP1787484A JPH0437270B2 JP H0437270 B2 JPH0437270 B2 JP H0437270B2 JP 1787484 A JP1787484 A JP 1787484A JP 1787484 A JP1787484 A JP 1787484A JP H0437270 B2 JPH0437270 B2 JP H0437270B2
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JP
Japan
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needle valve
fuel
lift
fuel injection
discharge passage
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JP1787484A
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Takeshi Matsuoka
Hirobumi Yamauchi
Masanori Sawara
Saburo Nakamura
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0437270B2 publication Critical patent/JPH0437270B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/161Means for adjusting injection-valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08Injectors peculiar thereto
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、デイーゼルエンジンに燃料を噴出供
給する燃料噴射装置に関し、特に、燃料圧力を受
けてリフトするニードル弁の該リフト量に応じて
燃料噴孔の開口面積を変化させるようにしたピン
トル型燃料噴射ノズルを備えたものの改良に関す
る。尚、本発明ではピントル型燃料噴射ノズル
は、ニードル弁のリフト範囲のうちニードル弁が
燃料噴孔を絞つた状態であるスロツトル範囲が比
較的広いスロツトル型のものをも含む意味で用い
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel injection device that injects and supplies fuel to a diesel engine, and in particular, injects fuel according to the lift amount of a needle valve that lifts in response to fuel pressure. This invention relates to an improvement in a pintle-type fuel injection nozzle in which the opening area of the nozzle hole is changed. In the present invention, the term pintle-type fuel injection nozzle is used to include a throttle-type nozzle having a comparatively wide throttle range in which the needle valve throttles the fuel injection hole within the lift range of the needle valve.

(従来技術) 従来、この種のピントル型燃料噴射ノズルの一
例として、例えば特開昭57−151058号公報等に開
示されているように、ニードル弁の後端側に該ニ
ードル弁と同軸上に摺動自在なプランジヤ部材を
設け、該プランジヤ部材への所定圧力の印加によ
りニードル弁の所定リフト量以上でのリフトを抑
制して、該ニードル弁のリフト範囲のうちニード
ル弁が燃焼噴孔を絞つた状態のスロツトル範囲を
一定時間持続させるようにすることにより、噴射
燃料の微粒化、燃料噴射率の変更等を図り得るよ
うにしたセントラルプランジヤタイプと呼ばれる
ものがある。
(Prior Art) Conventionally, as an example of this type of pintle-type fuel injection nozzle, as disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-151058, a needle valve is provided on the rear end side of the needle valve coaxially with the needle valve. A slidable plunger member is provided, and by applying a predetermined pressure to the plunger member, lift of the needle valve above a predetermined lift amount is suppressed, and within the lift range of the needle valve, the needle valve throttles the combustion nozzle hole. There is a so-called central plunger type, which allows the injected fuel to be atomized and the fuel injection rate to be changed by maintaining the throttle range in the closed state for a certain period of time.

そして、このようなセントラルプランジヤタイ
プの燃料噴射ノズルにおいて、ニードル弁のリフ
ト抑制を行うための構造として、従来、ニードル
弁とプランジヤ部材との間のシリンダ側壁の所定
部位に、ニードル弁周囲の隙間から漏れ出たリー
ク燃料をノズル外に排出するための燃料排出通路
(リーク通路)を形成するとともに、プランジヤ
部材に作用する圧力を燃料圧力とし、ニードル弁
がそのリフトに伴つて上記燃料排出通路を閉塞し
てニードル弁とプランジヤ部材との間のシリンダ
内に燃料が密封されると、該密封された燃料を介
してニードル弁にプランジヤ部材からの押圧力を
伝え、ニードル弁のリフトを抑制するようにした
ものが知られている。
In such a central plunger type fuel injection nozzle, as a structure for suppressing the lift of the needle valve, conventionally, a structure is installed at a predetermined part of the cylinder side wall between the needle valve and the plunger member from the gap around the needle valve. A fuel discharge passage (leak passage) is formed to discharge leaked fuel out of the nozzle, and the pressure acting on the plunger member is used as fuel pressure, and the needle valve closes the fuel discharge passage as it lifts. When the fuel is sealed in the cylinder between the needle valve and the plunger member, the pressing force from the plunger member is transmitted to the needle valve via the sealed fuel, and the lift of the needle valve is suppressed. What has been done is known.

ところが、この従来の構造では、シリンダ側壁
に開口する燃料排出通路が通常1つであり、ニー
ドル弁がそのリフト範囲のうちのスロツトル範囲
内にリフトされると一律にリフトの抑制が行われ
るため、エンジンの負荷の変動に応じて燃料噴射
特性を変えることができず、エンジンの低負荷域
での燃料の微粒化によるエミツシヨン性能の向上
および高負荷域での燃料噴射量の確保による出力
向上の切換制御を行うことが困難であつた。
However, in this conventional structure, there is usually only one fuel discharge passage opening in the cylinder side wall, and when the needle valve is lifted within the throttle range of its lift range, the lift is uniformly suppressed. It is not possible to change the fuel injection characteristics according to engine load fluctuations, and it is possible to improve the emission performance by atomizing the fuel in the low engine load range and improve the output by securing the fuel injection amount in the high load range. It was difficult to control.

(発明の目的) 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、上記したニードル弁のリ
フト抑制開始位置を決定する燃料排出通路を複数
とし、エンジンの運転状態に応じて該複数の燃料
排出通路を使い分けてニードル弁のリフト抑制開
始位置を変更することにより、デイーゼルエンジ
ンの低負荷域でのエミツシヨン性能の向上および
高負荷域での出力向上を切換制御し得るようにす
ることにある。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and its object is to provide a plurality of fuel discharge passages that determine the above-mentioned lift suppression start position of the needle valve, and to By selectively using the plurality of fuel discharge passages and changing the lift suppression start position of the needle valve, it is possible to switch control to improve the emission performance in the low load range and the output increase in the high load range of the diesel engine. It's about doing.

(発明の構成) 上記目的を達成するために、本発明の解決手段
は、上記の如く、ニードル弁がシリンダ側壁に開
口する燃料排出通路を閉塞した時点から、プラン
ジヤ部材がニードル弁を押圧してそのリフトを抑
制するようにしたピントル型燃料噴射ノズルを備
えたデイーゼルエンジンの燃料噴射装置におい
て、上記燃料噴射ノズルのニードル弁とプランジ
ヤ部材との間のシリンダ側壁にシリンダ軸心方向
(ニードル弁のリフト方向)に所定距離を隔てた
複数の燃料排出通路を設け、該複数の燃料排出通
路のうち、第1の燃料排出通路はニードル弁のス
ロツトル範囲内でのリフト位置に、第2の燃料排
出通路はニードル弁のスロツトル範囲とフルリフ
ト位置との間のリフト位置にそれぞれ対応するよ
うに配設され、かつ上記各燃料排出通路を選択的
に切り換える切換バルブを設け、該切換バルブ
を、エンジンの低負荷時にはニードル弁の第1の
燃料排出通路の閉塞によりニードル弁のリフトが
抑制され、高負荷時にはニードル弁の第2の燃料
排出通路の閉塞によりニードル弁のリフトが抑制
されるよう作動制御する制御装置を設けたもので
ある。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the solution means of the present invention is such that the plunger member presses the needle valve from the time when the needle valve closes the fuel discharge passage opening in the cylinder side wall. In a fuel injection device for a diesel engine equipped with a pintle-type fuel injection nozzle designed to suppress the lift, the cylinder side wall between the needle valve of the fuel injection nozzle and the plunger member is attached in the cylinder axial direction (the lift of the needle valve). A plurality of fuel discharge passages are provided at a predetermined distance in a direction (direction), and among the plurality of fuel discharge passages, a first fuel discharge passage is located at a lift position within the throttle range of the needle valve, and a second fuel discharge passage is provided at a lift position within the throttle range of the needle valve. is arranged to correspond to the lift position between the throttle range of the needle valve and the full lift position, and is provided with a switching valve that selectively switches each of the fuel discharge passages, and the switching valve is connected to the low load of the engine. A control device that controls the operation so that the lift of the needle valve is sometimes suppressed by blocking the first fuel discharge passage of the needle valve, and the lift of the needle valve is suppressed by blocking the second fuel discharge passage of the needle valve when the load is high. It has been established.

このことにより、エンジンの負荷状態に応じて
各燃料排出通路の開閉切換えを切換バルブによつ
て切り換えて、プランジヤ部材によるニードル弁
のリフト抑制開始位置を変更し、エンジンが低負
荷域にあるときにはニードル弁のリフト抑制をそ
のスロツトル範囲で行つて燃料の微粒化を促進す
る一方、エンジンが高負荷域にあるときにはニー
ドル弁のリフト抑制をそのスロツトル範囲とフル
リフト位置との間のリフト位置で行つた燃料噴射
量を確保するようにしたものである。
As a result, the opening and closing of each fuel exhaust passage is switched by the switching valve according to the engine load condition, and the lift suppression start position of the needle valve by the plunger member is changed, and when the engine is in a low load range, the needle valve is The valve lift is suppressed in the throttle range to promote fuel atomization, while the needle valve lift is suppressed at a lift position between the throttle range and the full lift position when the engine is in a high load range. This is to ensure the amount of injection.

(発明の効果) したがつて、本発明のデイーゼルエンジンの燃
料噴射装置によれば、ピントル型燃料噴射ノズル
におけるニードル弁のリフト抑制開始位置を決定
するための燃料排出通路を複数設け、エンジンの
運転状態に応じて該複数の燃料通路の開閉を切り
換えてニードル弁のリフト抑制開始位置を変化さ
せるようにしたものであるので、エンジンの負荷
状態に応じて燃料噴射特性を変化させることがで
き、エンジンの低負荷域での燃料の微粒化促進に
よる未燃ガス(HC)の減少および高負荷域での
燃料噴射量の確保による出力向上の切換制御を行
うことができ有用である。
(Effects of the Invention) Therefore, according to the diesel engine fuel injection device of the present invention, a plurality of fuel discharge passages are provided for determining the lift suppression start position of the needle valve in the pintle type fuel injection nozzle, and the engine operation is controlled. Since the lift suppression start position of the needle valve is changed by switching the opening and closing of the plurality of fuel passages depending on the state, the fuel injection characteristics can be changed depending on the engine load state, and the engine This is useful because it can perform switching control to reduce unburned gas (HC) by promoting atomization of fuel in the low load range and to improve output by ensuring the amount of fuel injection in the high load range.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面に基づいて
詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は本発明の実施例に係る直接噴射式デイ
ーゼルエンジンの燃料室部分を示し、1はシリン
ダ2を有するシリンダブロツク、3はシリンダブ
ロツク1の上面に接合されたシリンダヘツド、4
は上記シリンダ2内に往復動自在に嵌装されたピ
ストンであつて、該ピストン4の頂面には燃焼室
5を形成するためのキヤビテイ4aが凹設されて
いる。
FIG. 1 shows a fuel chamber portion of a direct injection diesel engine according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a cylinder block having a cylinder 2, 3 is a cylinder head joined to the upper surface of cylinder block 1, and 4 is a cylinder block having a cylinder 2;
A piston is fitted in the cylinder 2 so as to be reciprocally movable, and a cavity 4a for forming a combustion chamber 5 is recessed in the top surface of the piston 4.

一方、上記シリンダヘツド3には、図示されて
いないが上記燃焼室5に吸気を供給する吸気ポー
トと、燃焼室5内の排気を排出する排気ポートと
が形成されており、上記吸気ポートの配置形状に
より、エンジンの吸気工程で燃焼室5内に吸入さ
れる吸気が該燃焼室5内にスワール(渦流)を発
生するように構成されている。
On the other hand, the cylinder head 3 is formed with an intake port that supplies intake air to the combustion chamber 5 and an exhaust port that discharges exhaust gas from the combustion chamber 5, although not shown. Due to its shape, the intake air drawn into the combustion chamber 5 during the intake stroke of the engine generates a swirl within the combustion chamber 5.

また、上記シリンダヘツド3には、エンジン始
動時等に上記燃焼室5内を加熱するグロープラグ
6と、燃焼室5内に燃料を噴射供給するピントル
型の燃料噴射ノズル7とが装着され、上記燃料噴
射ノズル7の燃料噴射方向は上記吸気スワールに
沿う方向に設定されている。
Further, the cylinder head 3 is equipped with a glow plug 6 that heats the inside of the combustion chamber 5 when starting the engine, etc., and a pintle-type fuel injection nozzle 7 that injects fuel into the combustion chamber 5. The fuel injection direction of the fuel injection nozzle 7 is set along the intake swirl.

上記ピントル型の燃料噴射ノズル7は、第2図
に拡大詳示するように、先端側(図で下側)に燃
焼室5に臨む燃料噴孔8が、後端側(同上側)に
燃料噴射ポンプ(図示せず)に接続された燃料導
入口9がそれぞれ開口するノズル本体10を備
え、該ノズル本体10内には後端側から先端側に
向かつて順にシリンダ11、スプリング室12、
ニードル弁支持孔13および燃料圧力室14が形
成され、これらの空洞部は上記燃料導入口9およ
び燃料噴孔8と同軸上にかつ互いに連通するよう
に設けられている。また、上記燃料導入口9と燃
料圧力室14(燃料噴孔8)とはノズル本体10
に形成した燃料通路15によつて連通されてい
る。さらに、上記シリンダ11から燃料噴孔8ま
での空洞部内にはニードル弁16がニードル弁支
持孔13にて液密支持されて摺動自在に嵌装さ
れ、該ニードル弁16は、上記シリンダ11の先
側部内に嵌合配置されたピストン部16aと、上
記スプリング室12内に配置されたスプリング受
部16bと、上記燃料圧力室14内の燃料圧を受
ける受圧部16cと、上記燃料噴孔8を開閉する
弁部16dと、燃料噴孔8内に配置されたスロツ
トル部16eとを備えてなり、上記スロツトル部
16eと燃料噴孔8の壁面との間には一定の間隙
が形成されている。また、上記スプリング室12
内にはニードル弁16を閉弁方向に付勢するノズ
ルスプリング17が縮装されており、燃料噴射ポ
ンプからの高圧燃料が燃料導入口9から燃料通路
15を通つて燃料圧力室14に導入されると、該
燃料圧力のニードル弁16の受圧部16cへの作
用によりニードル弁16がノズルスプリング17
の付勢力に抗して開弁されて燃料が燃料噴孔8を
通つてエンジンの燃焼室5内に噴出され、かつそ
のときにニードル弁16のリフト量に応じてその
スロツトル部16eと燃料噴孔8壁面との間隙が
変化することにより、ニードル弁16のリフト量
と燃料噴孔8の開口面積とが第4図下側に示す如
く変化するように構成されている。すなわち、ニ
ードル弁16は、開弁後、先ずスロツトル部16
eが燃料噴孔8内に位置して該スロツトル部16
eの燃料噴孔8の絞りにより燃料噴孔8の開口面
積が略一定に保たれるスロツトル範囲に入り、対
で燃料噴孔8からのスロツトル部16eの脱出に
よりニードル弁16のリフト量に比例して燃料噴
孔8の開口面積が増大する比例変化範囲に移行し
た後にフルリフト位置にリフトされる。
As shown in enlarged detail in FIG. 2, the pintle-type fuel injection nozzle 7 has a fuel injection hole 8 facing the combustion chamber 5 at the tip side (lower side in the figure), and a fuel injection hole 8 facing the combustion chamber 5 at the rear end side (upper side in the figure). The nozzle body 10 includes a nozzle body 10 in which a fuel inlet 9 connected to an injection pump (not shown) opens, and a cylinder 11, a spring chamber 12, a spring chamber 12,
A needle valve support hole 13 and a fuel pressure chamber 14 are formed, and these cavities are provided coaxially with the fuel inlet 9 and fuel injection hole 8 and in communication with each other. Further, the fuel inlet port 9 and the fuel pressure chamber 14 (fuel nozzle hole 8) are connected to the nozzle body 10.
The fuel passages 15 are connected to each other by a fuel passage 15 formed in the fuel passages 15 and 15 . Furthermore, a needle valve 16 is fluid-tightly supported and slidably fitted in the cavity from the cylinder 11 to the fuel injection hole 8. A piston portion 16a that is fitted into the front side portion, a spring receiving portion 16b that is placed within the spring chamber 12, a pressure receiving portion 16c that receives fuel pressure within the fuel pressure chamber 14, and the fuel injection hole 8. It comprises a valve part 16d that opens and closes, and a throttle part 16e disposed within the fuel injection hole 8, and a certain gap is formed between the throttle part 16e and the wall surface of the fuel injection hole 8. . In addition, the spring chamber 12
A nozzle spring 17 that biases the needle valve 16 in the closing direction is compressed inside, and high-pressure fuel from the fuel injection pump is introduced into the fuel pressure chamber 14 from the fuel inlet 9 through the fuel passage 15. Then, the needle valve 16 is moved to the nozzle spring 17 due to the action of the fuel pressure on the pressure receiving part 16c of the needle valve 16.
The valve is opened against the urging force of the needle valve 16, and fuel is injected into the combustion chamber 5 of the engine through the fuel nozzle hole 8. By changing the gap between the hole 8 and the wall surface, the lift amount of the needle valve 16 and the opening area of the fuel injection hole 8 are changed as shown in the lower part of FIG. 4. That is, after the needle valve 16 is opened, the throttle portion 16 is first opened.
e is located within the fuel nozzle hole 8 and the throttle portion 16
The opening area of the fuel nozzle hole 8 is kept approximately constant by the throttle of the fuel nozzle hole 8 at e, and the opening area of the fuel nozzle hole 8 enters the throttle range where it is kept approximately constant, and the throttle portion 16e escapes from the fuel nozzle hole 8 in proportion to the lift amount of the needle valve 16. After shifting to a proportional change range in which the opening area of the fuel injection hole 8 increases, it is lifted to the full lift position.

さらに、上記シリンダ11の後側部内にはプラ
ンジヤ部材18が、その外周面に凹設した係合溝
18aをシリンダ11側壁に形成した突起11a
に係合せしめて所定ストロークだけ摺動自在に嵌
挿されている。すなわち、該プランジヤ部材18
はニードル弁16後端側にニードル弁16と同軸
上に摺動自在に配設され、該プランジヤ部材18
の先端はニードル弁16の後端部たるピストン部
16aに対峙され、後端面には上記燃料導入口9
からの燃料圧力が作用するように構成されてい
る。
Further, within the rear side of the cylinder 11, a plunger member 18 is provided with a protrusion 11a formed on the side wall of the cylinder 11 with an engagement groove 18a recessed in its outer peripheral surface.
It is engaged with and slidably inserted by a predetermined stroke. That is, the plunger member 18
is disposed coaxially and slidably on the rear end side of the needle valve 16, and the plunger member 18
The tip of the needle valve 16 faces the piston portion 16a, which is the rear end of the needle valve 16, and the fuel inlet 9 is provided on the rear end surface.
The structure is such that the fuel pressure from the

また、上記ニードル弁16のピストン部16a
(ニードル弁16後端部)とプランジヤ部材18
との間のシリンダ11側壁(ノズル本体10)に
は、燃料圧力室14からニードル弁16とニード
ル弁支持孔13との微小間隙を通つてスプリング
室12およびシリンダ11内に漏出したリーク燃
料をノズル外の燃料タンク(図示せず)に排出す
るための第1および第2の2つの燃料排出通路1
9,20が設けられ、該2つの燃料排出通路1
9,20はシリンダ11の軸心方向(ニードル弁
16のリフト方向)に所定距離隔てた部位にてシ
リンダ11に開口している。そして、上記第1の
燃料排出通路19のシリンダ11への開口位置
は、ニードル弁16のリフト範囲のうちの上記ス
ロツトル範囲(ニードル弁16のスロツトル部1
6eにより燃料噴孔8が絞られてその開口面積が
小さく保たれた範囲)でのリフト位置に対応する
ように、つまりニードル弁16がスロツトル範囲
にあるときにニードル弁16のピストン部16a
によつて閉塞されるように設定されている。一
方、第2の燃料排出通路20のシリンダ11への
開口位置は、ニードル弁のリフト範囲のうちのス
トツトル範囲とフルリフト位置との間である比例
変化範囲のリフト位置に対応するように、つまり
ニードル弁16がスロツトル範囲とフルリフト位
置との間のリフト位置にリフトされたときにその
ピストン部16aによつて閉塞されるように設定
されている。よつて、ニードル弁16のリフトに
伴いそのピストン部16aが第1の燃料排出通路
19を閉塞して該ピストン部16aとプランジヤ
部材18との間のシリンダ11内にリーク燃料が
密封された状態において、上記プランジヤ部材1
8の後端面に作用する燃料圧力により上記密封リ
ーク燃料を介してニードル弁16のリフト量を抑
制するように構成されている。
Also, the piston portion 16a of the needle valve 16
(rear end of needle valve 16) and plunger member 18
The side wall of the cylinder 11 (nozzle body 10) between the nozzle and the nozzle is used to collect leaked fuel that has leaked from the fuel pressure chamber 14 into the spring chamber 12 and the cylinder 11 through the minute gap between the needle valve 16 and the needle valve support hole 13. Two fuel discharge passages 1, a first and a second, for discharging to an external fuel tank (not shown)
9 and 20 are provided, and the two fuel discharge passages 1
9 and 20 open into the cylinder 11 at positions separated by a predetermined distance in the axial direction of the cylinder 11 (the lift direction of the needle valve 16). The opening position of the first fuel discharge passage 19 to the cylinder 11 is determined within the throttle range of the lift range of the needle valve 16 (throttle section 1 of the needle valve 16).
6e, the piston portion 16a of the needle valve 16 corresponds to the lift position in the range where the fuel injection hole 8 is throttled and its opening area is kept small, that is, when the needle valve 16 is in the throttle range.
It is set to be blocked by On the other hand, the opening position of the second fuel discharge passage 20 to the cylinder 11 is set so as to correspond to the lift position in the proportional change range between the throttle range and the full lift position in the lift range of the needle valve. The valve 16 is configured to be closed by its piston portion 16a when the valve 16 is lifted to a lift position between the throttle range and the full lift position. Therefore, when the needle valve 16 is lifted, its piston portion 16a closes the first fuel discharge passage 19, and leaked fuel is sealed in the cylinder 11 between the piston portion 16a and the plunger member 18. , the plunger member 1
The fuel pressure acting on the rear end surface of the needle valve 8 is configured to suppress the lift amount of the needle valve 16 via the sealed leak fuel.

さらに、上記第2燃料排出通路20のノズル本
体10外側に延出された部分には、各燃料排出通
路19,20を選択的に切り換える切換バルブと
しての常時閉の電磁開閉弁21が配設されてい
る。そして、この電磁開閉弁21は負荷スイツチ
22を介してバツテリ23に接続され、上記負荷
スイツチ22はエンジンが第4図のAゾーンに示
すように低負荷域にあるときにはOFF状態とな
り、エンジンが同図のBゾーンに示すように高負
荷域(例えば最大負荷の75%以上)になるとON
作動するものである。而して、負荷スイツチ22
により、エンジンの負荷状態に応じて電磁開閉弁
21(切換バルブ)を作動制御し、エンジンが低
負荷状態にあるときには電磁開閉弁21を閉じる
ことにより、リーク燃料の排出を第1燃料排出通
路19のみで行つてニードル弁16の該第1燃料
排出通路19の閉塞によりニードル弁16のリフ
トが抑制され、エンジンが高負荷状態にあるとき
には電磁開閉弁21を開くことにより、リーク燃
料の排出を第1および第2の燃料排出通路19,
20の両方で行つてニードル弁16の該第2燃料
排出通路20の閉塞によりニードル弁16のリフ
トが抑制されるように制御する制御装置26が構
成されている。
Furthermore, a normally closed electromagnetic on-off valve 21 serving as a switching valve for selectively switching between the fuel exhaust passages 19 and 20 is disposed in a portion of the second fuel exhaust passage 20 that extends outside the nozzle body 10. ing. This electromagnetic on-off valve 21 is connected to a battery 23 via a load switch 22, and the load switch 22 is turned OFF when the engine is in a low load range as shown in zone A in FIG. Turns on when the load is high (for example, 75% or more of the maximum load) as shown in zone B in the diagram.
It works. Therefore, the load switch 22
By controlling the operation of the electromagnetic on-off valve 21 (switching valve) according to the engine load condition, and closing the electromagnetic on-off valve 21 when the engine is in a low load condition, leak fuel is discharged from the first fuel discharge passage 19. When the first fuel discharge passage 19 of the needle valve 16 is closed, the lift of the needle valve 16 is suppressed, and when the engine is in a high load state, the electromagnetic on-off valve 21 is opened to prevent leakage fuel from being discharged. first and second fuel discharge passages 19,
A control device 26 is configured to control both of the fuel discharge passages 20 so that the lift of the needle valve 16 is suppressed by closing the second fuel discharge passage 20 of the needle valve 16.

次に、上記実施例の作動について説明するに、
基本的には、燃料噴射ポンプから燃料噴射ノズル
7に高圧燃料が圧送されると、該高圧燃料は、燃
料噴射ノズル7の燃料導入口9から燃料通路15
を経て燃料圧力室14に導入され、該燃料圧力室
14においてニードル弁16の受圧部16cを押
圧して該ニードル弁16のノズルスプリング17
の付勢力に抗してリフトさせて開弁させ、このニ
ードル弁16の開弁により燃料圧力室14内の燃
料が燃料噴孔8を通つてエンジンの燃焼室5に噴
射供給される。
Next, to explain the operation of the above embodiment,
Basically, when high-pressure fuel is pumped from the fuel injection pump to the fuel injection nozzle 7, the high-pressure fuel is transferred from the fuel inlet 9 of the fuel injection nozzle 7 to the fuel passage 15.
The fuel is introduced into the pressure chamber 14 through the fuel pressure chamber 14, where it presses the pressure receiving part 16c of the needle valve 16, and the nozzle spring 17 of the needle valve 16 is introduced into the fuel pressure chamber 14.
When the needle valve 16 is opened, the fuel in the fuel pressure chamber 14 is injected into the combustion chamber 5 of the engine through the fuel injection hole 8.

また、上記燃料噴射ノズル7の燃料導入口9に
導入された高圧燃料の圧力はシリンダ11内のプ
ランジヤ部材18後端面にも作用してプランジヤ
部材18をニードル弁16側に押圧し、このプラ
ンジヤ部材18への燃料圧力の印加により上記ニ
ードル弁16のリフト動作が制御される。このニ
ードル弁16に対する制御について説明すれば、
エンジンが第4図でAゾーンにて示すように低負
荷域にあるときには負荷スイツチ22はON作動
せずに電磁開閉弁21が閉じたままに保たれる。
このことにより、上記燃料噴射ノズル7のニード
ル弁16は、そのリフト範囲のうち、ピストン部
16aが第1燃料排出通路19を閉塞するまで
は、スプリング室12から流入したシリンダ11
内のリーク燃料を第1の燃料排出通路19を通し
て排出しながらノズルスプリング17の付勢力を
抵抗力として自由にリフトし、ピストン部16a
が第1燃料排出通路19を閉塞すると、該ピスト
ン部19とプランジヤ部材18との間のシリンダ
11内に燃料が密封され、プランジヤ部材18後
端面に作用する燃料圧力が該密封されたリーク燃
料を介してニードル弁16に伝達されて該ニード
ル弁16の開弁圧が上昇することによりリフトが
抑制されるように制御される。そして、上記第1
の燃料排出通路19のシリンダ11への開口部
は、ニードル弁16がそのリフト範囲のうちスロ
ツトル部16eにて燃料噴孔8を絞つた状態のス
ロツトル範囲にあるときにニードル弁16のピス
トン部16aによつて閉塞されるように配置され
ているため、上記ニードル弁16のリフト抑制は
第3図上部の実線にて示すようにニードル弁16
がスロツトル範囲にあるときに行われ、このスロ
ツトル範囲でのニードル弁16のリフト抑制によ
り、燃料噴孔8から燃料が高速で噴射される状態
が長時間保たれて噴射燃料の微粒化が促進され、
燃料の燃焼性が高まつて未燃ガスが減少し、よつ
て低負荷時のエミツシヨン性能の向上が図られ
る。
Further, the pressure of the high-pressure fuel introduced into the fuel inlet 9 of the fuel injection nozzle 7 also acts on the rear end surface of the plunger member 18 in the cylinder 11, pressing the plunger member 18 toward the needle valve 16 side, and this plunger member The lift operation of the needle valve 16 is controlled by applying fuel pressure to the needle valve 18 . The control for this needle valve 16 will be explained as follows.
When the engine is in a low load region as shown in zone A in FIG. 4, the load switch 22 is not turned on and the electromagnetic on-off valve 21 is kept closed.
As a result, the needle valve 16 of the fuel injection nozzle 7 is operated until the piston portion 16a closes the first fuel discharge passage 19 within its lift range.
While discharging the leaked fuel inside through the first fuel discharge passage 19, the piston part 16a is freely lifted using the biasing force of the nozzle spring 17 as a resistance force.
When the first fuel discharge passage 19 is closed, the fuel is sealed in the cylinder 11 between the piston portion 19 and the plunger member 18, and the fuel pressure acting on the rear end surface of the plunger member 18 drains the sealed leaked fuel. The pressure is transmitted to the needle valve 16 via the valve and the opening pressure of the needle valve 16 increases, thereby controlling the lift to be suppressed. And the above first
The opening of the fuel discharge passage 19 to the cylinder 11 is located at the piston portion 16a of the needle valve 16 when the needle valve 16 is in the throttle range in which the fuel injection hole 8 is throttled at the throttle portion 16e within its lift range. Since the lift of the needle valve 16 is suppressed by closing the needle valve 16 as shown by the solid line in the upper part of FIG.
is in the throttle range, and by suppressing the lift of the needle valve 16 in this throttle range, the state in which fuel is injected from the fuel injection hole 8 at high speed is maintained for a long time, and the atomization of the injected fuel is promoted. ,
The combustibility of the fuel is increased, the amount of unburned gas is reduced, and the emission performance at low loads is thus improved.

一方、エンジンが第4図でBゾーンにて示すよ
うに高負荷域にあるときには、負荷スイツチ22
がON作動して電磁開閉弁21が開かれる。この
ことにより、燃料噴射ノズル7のニードル弁16
は、そのピストン部16aが第1燃料排出通路1
9を閉塞するまではシリンダ11内のリーク燃料
を第1および第2の燃料排出通路19,20の両
方から、ピストン部16aが第1燃料排出通路1
9を閉塞した後はリーク燃料を第2燃料排出通路
20のみからそれぞれ排出しながらリフトするよ
うに制御される。そして、上記第2燃料排出通路
20のシリンダ11への開口部は、ニードル弁1
6がそのリフト範囲のうちスロツトル範囲とフル
リフト位置との間のリフト位置にリフトされたと
きにニードル弁のピストン部16aによつて閉塞
されるように設定されているため、ニードル弁1
6のリフト制御は第3図上部破線にて示すように
ニードル弁16がそのスロツトル範囲とフルリフ
ト位置との間にあるときに行われ、エンジンへの
燃料噴射量が確保されてその噴射率も上昇し、よ
つて高負荷時のエンジン出力の向上を図ることが
できる。
On the other hand, when the engine is in a high load region as shown in zone B in FIG.
is turned on and the electromagnetic on-off valve 21 is opened. As a result, the needle valve 16 of the fuel injection nozzle 7
, the piston portion 16a is connected to the first fuel discharge passage 1
Until the piston part 16a closes the leak fuel in the cylinder 11 from both the first and second fuel discharge passages 19 and 20, the piston part 16a
9 is closed, the leak fuel is controlled to be lifted while being discharged only from the second fuel discharge passage 20. The opening of the second fuel discharge passage 20 to the cylinder 11 is connected to the needle valve 1.
6 is set to be closed by the piston portion 16a of the needle valve when it is lifted to a lift position between the throttle range and the full lift position within its lift range.
Lift control 6 is performed when the needle valve 16 is between its throttle range and the full lift position as shown by the broken line at the top of Figure 3, ensuring the amount of fuel injected into the engine and increasing the injection rate. Therefore, it is possible to improve the engine output under high load.

尚、上記実施例では、電磁開閉弁21(切換バ
ルブ)を作動制御するための制御装置として負荷
スイツチ22を用いたが、マイクロコンピユータ
を使用しても良く、精度の良い制御を行うことが
できる。
In the above embodiment, the load switch 22 is used as a control device for controlling the operation of the electromagnetic on-off valve 21 (switching valve), but a microcomputer may also be used, and highly accurate control can be performed. .

また、本発明は、上記実施例の如く直接噴射式の
デイーゼルエンジンのみならず渦中室式デイーゼ
ルエンジン等の他のタイプのデイーゼルエンジン
にも適用することができるのは言うまでもない。
Furthermore, it goes without saying that the present invention can be applied not only to the direct injection type diesel engine as in the above embodiment, but also to other types of diesel engines such as the swirl chamber type diesel engine.

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

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は
デイーゼルエンジンの要部縦断面図、第2図は燃
料噴射装置の全体構成図、第3図は燃料噴射ノズ
ルのニードル弁リフト量に対する噴孔面積および
ニードル弁開弁圧の関係を示す説明図、第4図は
エンジンの運転状態と燃料噴射ノズルのニードル
弁のリフト抑制領域との関係を示す説明図であ
る。 5……燃焼室、7……燃料噴射ノズル、8……
燃料噴孔、9……燃料導入口、11……シリン
ダ、14……燃料圧力室、16……ニードル弁、
16a……ピストン部、16d……弁部、16e
……スロツトル部、18……プランジヤ部材、1
9……第1燃料排出通路、20……第2燃料排出
通路、21……電磁開閉弁、22……負荷スイツ
チ。
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the main parts of a diesel engine, FIG. 2 is an overall configuration diagram of a fuel injection device, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the needle valve lift amount of the fuel injection nozzle FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the nozzle hole area and the needle valve opening pressure, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the operating state of the engine and the lift suppression area of the needle valve of the fuel injection nozzle. 5... Combustion chamber, 7... Fuel injection nozzle, 8...
Fuel injection hole, 9...Fuel introduction port, 11...Cylinder, 14...Fuel pressure chamber, 16...Needle valve,
16a...Piston part, 16d...Valve part, 16e
... Throttle part, 18 ... Plunger member, 1
9...First fuel discharge passage, 20...Second fuel discharge passage, 21...Solenoid on-off valve, 22...Load switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ニードル弁後端側に該ニードル弁と同軸上に
摺動自在なプランジヤ部材を設け、該プランジヤ
部材の一端はニードル弁後端部に対峙させ、他端
面には燃料圧力を作用させる構成とし、かつ、上
記ニードル弁とプランジヤ部材との間のシリンダ
側壁に燃料排出通路を形成し、ニードル弁のリフ
トに伴う上記燃料排出通路の閉塞状態において上
記プランジヤ部材他端面に作用する燃料圧力によ
り該ニードル弁のリフトを抑制する構成としたピ
ントル型燃料噴射ノズルを備えたデイーゼルエン
ジンの燃料噴射装置において、上記ピントル型燃
料噴射ノズルのニードル弁とプランジヤ部材との
間にシリンダ側壁にシリンダの軸心方向に所定距
離を隔てた複数の燃料排出通路を設け、該複数の
燃料排出通路のうち、第1の燃料排出通路はニー
ドル弁のスロツトル範囲内でのリフト位置に、第
2の燃料排出通路はニードル弁のスロツトル範囲
とフルリフト位置との間のリフト位置にそれぞれ
対応するように配設され、かつ上記各燃料排出通
路を選択的に切り換える切換バルブと、該切換バ
ルブを、エンジンの低負荷時にはニードル弁の第
1の燃料排出通路の閉塞によりニードル弁のリフ
トが抑制され、高負荷時にはニードル弁の第2の
燃料排出通路の閉塞によりニードル弁のリフトが
抑制されるよう作動制御する制御装置とを設けた
ことを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射
装置。
1. A sliding plunger member is provided on the rear end side of the needle valve coaxially with the needle valve, one end of the plunger member is opposed to the rear end of the needle valve, and fuel pressure is applied to the other end surface, A fuel discharge passage is formed in a cylinder side wall between the needle valve and the plunger member, and when the fuel discharge passage is closed due to lift of the needle valve, the fuel pressure acting on the other end surface of the plunger member is used to discharge the needle valve. In a fuel injection device for a diesel engine equipped with a pintle-type fuel injection nozzle configured to suppress lift of the pintle-type fuel injection nozzle, a predetermined portion is provided on the cylinder side wall in the axial direction of the cylinder between the needle valve of the pintle-type fuel injection nozzle and the plunger member. A plurality of fuel discharge passages separated by a distance are provided, and among the plurality of fuel discharge passages, the first fuel discharge passage is located at a lift position within the throttle range of the needle valve, and the second fuel discharge passage is located at a lift position within the throttle range of the needle valve. A switching valve is arranged to correspond to the lift position between the throttle range and the full lift position, and selectively switches each of the fuel discharge passages, and the switching valve is connected to the needle valve when the engine is under low load. A control device is provided for controlling the operation so that the lift of the needle valve is suppressed by blocking the first fuel discharge passage, and the lift of the needle valve is suppressed by blocking the second fuel discharge passage of the needle valve when the load is high. A diesel engine fuel injection device featuring:
JP1787484A 1984-01-28 1984-02-01 Fuel injection device for diesel engine Granted JPS60162051A (en)

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JP1787484A JPS60162051A (en) 1984-02-01 1984-02-01 Fuel injection device for diesel engine
US06/694,960 US4640252A (en) 1984-01-28 1985-01-25 Fuel injection system for diesel engine
DE19853502749 DE3502749A1 (en) 1984-01-28 1985-01-28 FUEL INJECTION SYSTEM FOR DIESEL ENGINES

Applications Claiming Priority (1)

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