JPH0438910B2 - - Google Patents

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JPH0438910B2
JPH0438910B2 JP59109629A JP10962984A JPH0438910B2 JP H0438910 B2 JPH0438910 B2 JP H0438910B2 JP 59109629 A JP59109629 A JP 59109629A JP 10962984 A JP10962984 A JP 10962984A JP H0438910 B2 JPH0438910 B2 JP H0438910B2
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fuel injection
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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
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は増圧プランジヤ式燃料噴射装置の改良
に関し、更に詳しくは、少なくともエンジン回転
とエンジン負荷に応じて燃料の噴射量および噴射
圧力を3段以上の多段階に順次変更できるように
改良した増圧プランジヤ式燃料噴射装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a pressure booster plunger type fuel injection device, and more specifically, the present invention relates to an improvement in a pressure booster plunger type fuel injection device, and more specifically, the invention relates to an improvement in a pressure booster plunger type fuel injection device. The present invention relates to a pressure boosting plunger type fuel injection device that is improved so that it can be sequentially changed to multiple stages.

〔従来の技術〕 エンジンの燃料噴射装置、殊にデイーゼルエン
ジンの燃料噴射装置では、その最大燃料噴射量は
始動時の過給量によつて決定され、燃料噴射ポン
プのプランジヤがプランジヤバレル内に吸入する
燃料の容量が決められる。このために、従来の燃
料噴射ポンプはプランジヤバレル内の燃料室の容
積がエンジンの始動時用に大きくなつており、ま
た、プランジヤが移動できるストロークも長く設
定されている。
[Prior Art] In a fuel injection device for an engine, especially a fuel injection device for a diesel engine, the maximum fuel injection amount is determined by the amount of supercharging at startup, and the plunger of the fuel injection pump draws air into the plunger barrel. The amount of fuel to be used is determined. For this reason, in conventional fuel injection pumps, the volume of the fuel chamber in the plunger barrel is large for use when starting the engine, and the stroke through which the plunger can move is also set to be long.

ところが、通常運転時の燃料噴射量は、前記燃
料噴射装置の最大燃料噴射量の50〜70%しか必要
ではないので、通常の燃料噴射装置では燃料噴射
ポンプ内に吸入した燃料の30〜50%は常に余剰燃
料となり、これらはポンプハウジングのフユーエ
ルチヤンバへ戻されるようになつている。このた
めに、従来の燃料噴射装置は始動時に必要な最大
燃料噴射量を確保するためだけに装置が大きくな
つており、その結果、エンジンの通常運転時には
常に余分な仕事をさせられ、燃料の圧力上昇スピ
ードも遅いという問題があつた。
However, the fuel injection amount during normal operation is only 50 to 70% of the maximum fuel injection amount of the fuel injection device, so with a normal fuel injection device, 30 to 50% of the fuel sucked into the fuel injection pump is required. There is always surplus fuel, which is returned to the fuel chamber of the pump housing. For this reason, conventional fuel injection systems are large just to ensure the maximum amount of fuel injected during startup, and as a result, the engine is constantly forced to do extra work during normal operation, reducing fuel pressure. There was also the problem that the rate of rise was slow.

また、液圧を利用して燃料を加圧する増圧プラ
ンジヤ式燃料噴射装置では高圧噴射を行つている
が、高圧噴射を行うことは噴射率を上げるため、
燃料が一瞬に燃え、筒内圧が第2図に示すように
機械式燃料噴射装置に比べて上昇してしまう。こ
のため、クランクねじり応力が増大し、信頼性に
欠ける問題があつた。
In addition, pressure booster plunger fuel injection systems that use hydraulic pressure to pressurize fuel perform high-pressure injection, but high-pressure injection increases the injection rate.
The fuel burns instantly and the cylinder pressure rises compared to a mechanical fuel injection system, as shown in Figure 2. This resulted in an increase in crank torsional stress and a lack of reliability.

デイーゼルエンジンの場合の燃料の噴射期間と
燃料圧力との関係を第6図を参照して説明する。
エンジンの負荷と燃料の噴射期間と噴射圧との関
係はA図の如く噴射量が大、即ち負荷が大である
範囲の曲線Hの噴射開始より噴射終了に至る期間
がエンジンが好調に作動する最適噴射期間に相当
するように調節されている。なお、この最適噴射
期間はクランク角で上死点から30゜程度の範囲で
あるとされている。
The relationship between the fuel injection period and fuel pressure in the case of a diesel engine will be explained with reference to FIG.
The relationship between the engine load, fuel injection period, and injection pressure is as shown in Figure A, where the injection amount is large, that is, the engine operates well during the period from the start of injection to the end of injection in the range of curve H where the load is large. It is adjusted to correspond to the optimum injection period. The optimum injection period is said to be within a crank angle of approximately 30 degrees from top dead center.

一方、負荷が小さく、燃料の噴射量が少ない期
間Lの範囲は最適噴射期間より遥かに短い期間で
必要とする燃料の噴射が終了することとなる。こ
のように必要とする燃料の噴射期間が短いと予混
合燃焼の期間が短くなり、NOxが増大すると言
う問題がある。この問題を避けるためにはA図に
おいて噴射量Lの範囲を、点線で示した範囲に長
く変形させて噴射期間を最適噴射期間に合わす必
要がある。
On the other hand, in the period L range where the load is small and the fuel injection amount is small, the necessary fuel injection ends in a period much shorter than the optimum injection period. If the required fuel injection period is short in this way, the premix combustion period will be shortened, leading to a problem of increased NOx. In order to avoid this problem, it is necessary to extend the range of the injection amount L to the range shown by the dotted line in Figure A to match the injection period to the optimum injection period.

また、エンジンが低回転(低負荷)では、この
エンジンによつて駆動されるポンプの送圧が少な
いために燃料圧が低くなり、第6図Bの低速と表
示した曲線のように、A図の最適噴射期間より遥
かに長い期間内で必要とする燃料噴射が行なわれ
ることとなる。
Furthermore, when the engine is running at low speed (low load), the pump driven by the engine is sending less pressure, so the fuel pressure is low, and as shown in the curve labeled "low speed" in Figure 6B, Figure A The required fuel injection will be performed within a period much longer than the optimum injection period.

このように最適噴射期間を大幅に外れて燃料噴
射が行なわれるとスモークが悪化することにな
る。このスモークの問題を改善する方法として
は、高速と表示した曲線のように必要とする燃料
の噴射を最適噴射期間内で終了するようにプラン
ジヤポンプを駆動する必要があるのである。
If fuel injection is performed far outside the optimal injection period in this way, smoke will worsen. In order to improve this smoke problem, it is necessary to drive the plunger pump so that the injection of the necessary fuel is completed within the optimum injection period, as shown by the curve indicated as high speed.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、第6図Aで示した噴射量小の実線で
示す曲線Lより点線で示す噴射量小の曲線Lの形
に噴射期間を簡単に延長してNOxの発生を防止
し、更にB図に示したように噴射期間を調節する
ことによつてスモークの発生の少ないエンジン用
の増圧プランジヤ式燃料噴射装置を提供するもの
である。
The present invention prevents the generation of NOx by simply extending the injection period to the shape of the curve L with a small injection amount shown by a dotted line from the curve L shown with a solid line with a small injection amount shown in FIG. The present invention provides a pressure-increasing plunger type fuel injection device for an engine that generates less smoke by adjusting the injection period as shown in the figure.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

前記目的を達成するための本発明に係る増圧プ
ランジヤ式燃料噴射装置は、液圧を利用して燃料
を加圧する増圧プランジヤ式燃料噴射装置におい
て、本体に直径の異なる3個以上のシリンダを同
一軸線上に配置して段付シリンダを形成し、前記
シリンダ内に嵌入されるプランジヤは前記段付シ
リンダに合わせて直径の異なる段付プランジヤに
形成されており、複数のシリンダの段部に一端が
それぞれ開口し、他端を所定の箇所に集合させた
連絡路を設け、これら連絡路の集合場所に、この
連絡路の開口部をエンジン負荷とエンジン回転に
よつて順次開口あるいは閉止して燃料噴射ノズル
へ供給される燃料の量を順次調節できる切換弁を
設けてなるものである。
To achieve the above object, a pressure booster plunger type fuel injection device according to the present invention is a pressure booster plunger type fuel injection device that pressurizes fuel using hydraulic pressure, and has three or more cylinders with different diameters in a main body. They are arranged on the same axis to form a stepped cylinder, and the plunger fitted into the cylinder is formed into a stepped plunger having a different diameter to match the stepped cylinder, and one end is attached to the stepped portion of the plurality of cylinders. Connecting paths are provided in which each of the connecting paths is opened and the other end is assembled at a predetermined point, and the openings of the connecting paths are sequentially opened or closed depending on the engine load and engine rotation to supply fuel at the meeting point of the connecting paths. It is equipped with a switching valve that can sequentially adjust the amount of fuel supplied to the injection nozzle.

〔実施例〕〔Example〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の増圧プランジヤ式電子燃料噴
射装置の原理図であつて、本発明の理解を助ける
ためにこれを参照して本発明に係る装置の作動原
理を説明する。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of the pressure booster plunger type electronic fuel injection device of the present invention, and the operating principle of the device according to the present invention will be explained with reference to this figure to help understand the present invention.

なお、本発明はこの第1図に示す増圧プランジ
ヤ3の代りに第3図に示す3段以上の直径の異な
る段付プランジヤと、このプランジヤを収容する
段付シリンダと、このシリンダの段部に一端が接
続されて他端を切換弁に接続した連絡路を本体に
有する増圧プランジヤを設けた装置を提供するも
のである。
Note that, in place of the pressure increase plunger 3 shown in FIG. 1, the present invention uses a stepped plunger shown in FIG. 3 having three or more stages with different diameters, a stepped cylinder that accommodates this plunger, and a stepped portion of this cylinder. The present invention provides an apparatus including a pressure increasing plunger having a communication path in its main body, one end of which is connected to the switching valve, and the other end of which is connected to the switching valve.

1は燃料タンク2から燃料を増圧プランジヤ3
の燃料室4およびシリンダ室7に圧送する燃料ポ
ンプであり、その送油径路中には燃料圧力を一定
に保持するためのレギユレータ13が設けられて
いる。また、前記燃料ポンプ1とシリンダ室7と
の間には三方切換弁であるスプール弁5が設けら
れており、このスプール弁5は、ソレノイド10
の作用によりスプール11を移動させて、噴射行
程では増圧プランジヤ3のシリンダ室7を前記燃
料ポンプ1に接続し、計量行程において増圧プラ
ンジヤ3のシリンダ室7を還流管8に接続するよ
うになつている。
1 is a pressure booster plunger 3 that pumps fuel from a fuel tank 2
This is a fuel pump that feeds fuel under pressure to a fuel chamber 4 and a cylinder chamber 7, and a regulator 13 is provided in its oil feeding path to maintain a constant fuel pressure. Further, a spool valve 5 which is a three-way switching valve is provided between the fuel pump 1 and the cylinder chamber 7, and this spool valve 5 is connected to a solenoid 10.
The spool 11 is moved by the action of , so that the cylinder chamber 7 of the pressure booster plunger 3 is connected to the fuel pump 1 during the injection stroke, and the cylinder chamber 7 of the pressure booster plunger 3 is connected to the reflux pipe 8 during the metering stroke. It's summery.

増圧プランジヤ3のプランジヤ3は大径のプラ
ンジヤ6aと小径のプランジヤ6bの2段のプラ
ンジヤで構成されており、本発明では前記大径と
小径のプランジヤの段差部16と増圧プランジヤ
3の大径のシリンダ3Aとの間の空隙部17は、
電磁三方弁30を介して増圧プランジヤ3の燃料
室4に連絡されている。
The plunger 3 of the pressure booster plunger 3 is composed of a two-stage plunger, a large diameter plunger 6a and a small diameter plunger 6b. The gap 17 between the diameter cylinder 3A is
It is connected to the fuel chamber 4 of the pressure booster plunger 3 via an electromagnetic three-way valve 30.

電磁三方弁30の残りの接続口は燃料タンク2
に連絡されており、この電磁三方弁30はそのソ
レノイド31が通電されるスプール32を切り換
えて前記空隙部17を燃料タンク2に接続し、ソ
レノイド31が無通電状態の時に、前記空隙部1
7を燃料室4に接続するようになつている。
The remaining connection port of the electromagnetic three-way valve 30 is connected to the fuel tank 2.
This electromagnetic three-way valve 30 connects the gap 17 to the fuel tank 2 by switching the spool 32 to which the solenoid 31 is energized, and connects the gap 17 to the fuel tank 2 when the solenoid 31 is not energized.
7 is connected to the fuel chamber 4.

従つて、電磁三方弁30のソレノイド31が通
電状態にある計量行程では、増圧プランジヤ3の
プランジヤ6が、燃料ポンプ1から計量用電磁弁
9および逆止弁14を介して燃料室4に送られる
燃料により上昇し、増圧プランジヤ3のシリンダ
室7の燃料をスプール弁5を介して還流管8から
燃料タンク2に戻すようになつている。そして、
設定時間後に、前記電磁弁9を遮断することによ
つて前記燃料室4に入る燃料の量を計量してい
る。
Therefore, during the metering stroke in which the solenoid 31 of the electromagnetic three-way valve 30 is energized, the plunger 6 of the pressure booster plunger 3 sends the fuel from the fuel pump 1 to the fuel chamber 4 via the metering solenoid valve 9 and the check valve 14. The fuel in the cylinder chamber 7 of the pressure booster plunger 3 is returned to the fuel tank 2 from the reflux pipe 8 via the spool valve 5. and,
After a set time, the amount of fuel entering the fuel chamber 4 is metered by shutting off the solenoid valve 9.

計量完了後の噴射行程では、ソレノイド10の
働きによつてスプール11が切り換えられ、燃料
ポンプ1からの燃料が増圧プランジヤ3のシリン
ダ室7に導入される。すると、大径のプランジヤ
6aの面積と小径のプランジヤ6bの面積との比
によつて高圧化した燃料が燃料室4ら押し出さ
れ、燃料噴射ノズル12から噴射されるのであ
る。
In the injection stroke after completion of metering, the spool 11 is switched by the action of the solenoid 10, and fuel from the fuel pump 1 is introduced into the cylinder chamber 7 of the pressure booster plunger 3. Then, the fuel, which has been made highly pressurized by the ratio of the area of the large-diameter plunger 6a to the area of the small-diameter plunger 6b, is forced out of the fuel chamber 4 and injected from the fuel injection nozzle 12.

また、電磁三方弁30のソレノイド31が無通
電状態にある計量行程では、燃料ポンプ1から計
量用電磁弁9および逆止弁14を介して送られる
燃料は前記燃料室4に流入すると共に、電磁三方
弁30を介して前記空隙部17にも流入してプラ
ンジヤ6を押し上げる。従つて、この状態では増
圧プランジヤ3に供給される噴射燃料の量は、最
大で燃料室4と空隙部17との容積の和までに引
き上げることができる。
In addition, during the metering stroke in which the solenoid 31 of the electromagnetic three-way valve 30 is in a non-energized state, the fuel sent from the fuel pump 1 via the metering solenoid valve 9 and the check valve 14 flows into the fuel chamber 4, and the electromagnetic It also flows into the cavity 17 through the three-way valve 30 and pushes up the plunger 6. Therefore, in this state, the amount of injected fuel supplied to the pressure booster plunger 3 can be increased up to the sum of the volumes of the fuel chamber 4 and the cavity 17 at the maximum.

そして、噴射行程では、ソレノイド10の働き
によつてスプール11が切り換えられ、燃料ポン
プ1からの燃料が増圧プランジヤ3のシリンダ室
7に導入されると、プランジヤ6が下降し、燃料
室4と空隙部17の両方の燃料が燃料噴射ノズル
12から噴射されるのである。この時の燃料噴射
圧は、大径のプランジヤ3aの受圧面積と、燃料
室4と空隙部17との加圧面積の和が等しいの
で、シリンダ室7に加わる燃料の圧力に等しいの
となる。
In the injection stroke, the spool 11 is switched by the action of the solenoid 10, and when the fuel from the fuel pump 1 is introduced into the cylinder chamber 7 of the pressure booster plunger 3, the plunger 6 descends and the fuel chamber 4 and Both fuels in the gap 17 are injected from the fuel injection nozzle 12. The fuel injection pressure at this time is equal to the pressure of the fuel applied to the cylinder chamber 7 because the pressure receiving area of the large-diameter plunger 3a and the sum of the pressurizing areas of the fuel chamber 4 and the cavity 17 are equal.

前記ソレノイド10,31および電磁弁9への
通電時期はこれらに接続する制御装置20からの
信号によつて行われる。制御装置20はエンジン
の回転数やエンジンの負荷状態を検出して、その
時のエンジンの運転状態に最適の噴射量を電磁弁
9の開弁時間によつて計量し、ソレノイド10に
通電することによつて噴射時期を決定し、ソレノ
イド31に通電することによつて噴射量および噴
射圧を決定する。
The timing of energizing the solenoids 10, 31 and the electromagnetic valve 9 is determined by signals from a control device 20 connected thereto. The control device 20 detects the engine speed and the engine load condition, measures the optimal injection amount for the engine operating condition at that time based on the valve opening time of the solenoid valve 9, and energizes the solenoid 10. Therefore, the injection timing is determined, and by energizing the solenoid 31, the injection amount and injection pressure are determined.

以上のように構成された増圧プランジヤ式燃料
噴射装置では、通常運転時には電磁三方弁30に
通電しておき、空隙部17を燃料室4から切り離
しておく。すると、増圧プランジヤ3は従来の増
圧プランジヤ3と同様に作動して燃料を小径のプ
ランジヤ6bと大径のプランジヤ6aの面積比に
増圧して燃料噴射ノズル12から噴射する。
In the pressure booster plunger type fuel injection system configured as described above, during normal operation, the electromagnetic three-way valve 30 is energized to separate the cavity 17 from the fuel chamber 4. Then, the pressure increase plunger 3 operates in the same manner as the conventional pressure increase plunger 3 to increase the pressure of the fuel to the area ratio of the small diameter plunger 6b and the large diameter plunger 6a, and inject it from the fuel injection nozzle 12.

一方、始動時等のように燃料供給量を多くしな
ければならない時は、電磁三方弁30を無通電に
し、空隙部17を燃料室4に連通させる。する
と、計量弁9に計量された燃料は燃料室4と空隙
部17の双方に供給されるので、増圧プランジヤ
3の燃料室4の容量が小さくても、増圧プランジ
ヤ3内に供給される燃料の量を増やすことができ
る。
On the other hand, when it is necessary to increase the amount of fuel supplied, such as during startup, the electromagnetic three-way valve 30 is de-energized and the gap 17 is communicated with the fuel chamber 4. Then, the fuel metered into the metering valve 9 is supplied to both the fuel chamber 4 and the cavity 17, so even if the capacity of the fuel chamber 4 of the pressure booster plunger 3 is small, the fuel is supplied into the pressure booster plunger 3. The amount of fuel can be increased.

この場合、増圧プランジヤ3から噴射される燃
料の噴射圧は、シリンダ室7に加わる燃料の圧力
と同圧となるので、シリンダ室7に加わる燃料の
圧力が例えば200Kg/cm2の時は、ノズルの開弁圧
を150〜180Kg/cm2程度に設定する。そして、例え
ば大径のプランジヤ6aと小径のプランジヤ6b
の面積比が6:1である時は、プランジヤ6をフ
ルストロークさせると、燃料の噴射量は燃料室4
の容量の6倍まで引き上げることが可能となる。
In this case, the injection pressure of the fuel injected from the pressure booster plunger 3 is the same as the pressure of the fuel applied to the cylinder chamber 7, so when the pressure of the fuel applied to the cylinder chamber 7 is, for example, 200 kg/ cm2 , Set the nozzle opening pressure to about 150-180Kg/ cm2 . For example, a large diameter plunger 6a and a small diameter plunger 6b
When the area ratio of is 6:1, when the plunger 6 is fully stroked, the amount of fuel injected is equal to that of the fuel chamber 4.
This makes it possible to increase the capacity up to six times the capacity of .

第3図は本発明の実施例に係る増圧プランジヤ
式燃料噴射装置に使用する増圧プランジヤの断面
を示すものである。
FIG. 3 shows a cross section of a pressure booster plunger used in a pressure booster plunger type fuel injection device according to an embodiment of the present invention.

本発明の増圧プランジヤ3に使用されるプラン
ジヤ6は4種類の直径のプランジヤ6a,6b,
6c,6dで構成されている。そして、プランジ
ヤ6dと6cとの段差が16、プランジヤ6cと
6bとの段差が26、プランジヤ6bと6aとの
段差が36である時に、これらの段差16,2
6,36と増圧プランジヤ3との間の空隙部がそ
れぞれ17,27,37となつている。
The plungers 6 used in the pressure booster plunger 3 of the present invention have four different diameters: 6a, 6b,
It is composed of 6c and 6d. When the difference in level between the plungers 6d and 6c is 16, the difference in level between the plungers 6c and 6b is 26, and the difference in level between the plungers 6b and 6a is 36, these steps 16, 2
The gaps 6, 36 and the pressure increase plunger 3 are 17, 27, 37, respectively.

また、前記空隙部17,27,37にはそれぞ
れ連絡路18,28,38が接続されており、こ
れらは全てロータリー式の開閉制御弁40を介し
て燃料室4に連通されるようになつている。
Communication passages 18, 28, and 38 are connected to the gaps 17, 27, and 37, respectively, and these are all communicated with the fuel chamber 4 via a rotary type on-off control valve 40. There is.

前記開閉制御弁40は例えば第4図に示すよう
な構造になつており、回動軸41に同心状に切り
込まれた連絡溝42は、回転軸41の中心線に対
して対抗して突設された隔壁43によつて2つの
連絡溝42A(上側)と42B(下側)とに仕切ら
れている。連絡溝42Aは燃料の供給路に連絡さ
れており、連絡溝42Bは燃料の図示されていな
い排出路を通じてオイルパン2に連絡されてい
る。さらに、回動軸41はギヤ44に突設されて
おり、ギヤ44にはステツプモータ46等に駆動
されるピニオン45が噛み合つている。
The opening/closing control valve 40 has a structure as shown, for example, in FIG. It is partitioned into two communication grooves 42A (upper side) and 42B (lower side) by a partition wall 43 provided. The communication groove 42A is connected to a fuel supply path, and the communication groove 42B is connected to the oil pan 2 through a fuel discharge path (not shown). Further, the rotating shaft 41 is provided to protrude from a gear 44, and a pinion 45 driven by a step motor 46 or the like is meshed with the gear 44.

第3図Aの状態では燃料は増圧プランジヤ3の
燃料室4のみに供給され、この状態から前記ステ
ツプモータ46により回動軸41が第3図Bの状
態まで回転させられると、燃料は連絡溝42A,
連絡路18により燃料室4と空隙部17との供給
され、回動軸41が第3図Cの状態まで回転させ
られると、燃料は連絡溝42A,連絡路18,2
8により燃料室4及び空隙部17,27に供給さ
れ、回動軸41が第3図Dの状態まで回転させら
れると、燃料は連絡溝42Aと連絡路18,2
8,38によつて燃料室4と全ての空隙部17,
27,37に供給されることになる。
In the state shown in FIG. 3A, fuel is supplied only to the fuel chamber 4 of the pressure booster plunger 3, and when the rotary shaft 41 is rotated from this state to the state shown in FIG. 3B by the step motor 46, the fuel is connected. Groove 42A,
When the fuel chamber 4 and the cavity 17 are supplied through the communication passage 18 and the rotation shaft 41 is rotated to the state shown in FIG.
When the rotating shaft 41 is rotated to the state shown in FIG.
8 and 38, the fuel chamber 4 and all the voids 17,
27 and 37.

従つて、回動軸41が第3図Dの状態の時に、
シリンダ室7の最大径のプランジヤ6aの受圧面
積と、空隙部17,27,37および燃料室4の
加圧面積の和とが等しくなるので、この時に増圧
プランジヤ3からの燃料噴射量が最大、燃料噴射
圧はシリンダ室7に加わる燃料の圧力と同圧で最
低となり、回動軸41が第3図Aの時に逆に増圧
プランジヤ3からの燃料噴射量が最低、燃料噴射
圧が最大となる。そして、プランジヤ6bとプラ
ンジヤ6cの直径の設定に応じて燃料噴射圧は最
小圧力(燃料油圧)と最大圧力との中間値をとら
せることができる。
Therefore, when the rotation shaft 41 is in the state shown in FIG. 3D,
Since the pressure receiving area of the plunger 6a with the largest diameter of the cylinder chamber 7 and the sum of the pressurizing areas of the cavities 17, 27, 37 and the fuel chamber 4 are equal, at this time, the amount of fuel injected from the pressure booster plunger 3 is maximum. , the fuel injection pressure is the lowest at the same pressure as the fuel pressure applied to the cylinder chamber 7, and conversely, when the rotation shaft 41 is in the position A in FIG. 3, the fuel injection amount from the pressure booster plunger 3 is the lowest and the fuel injection pressure is the highest. becomes. The fuel injection pressure can be set to an intermediate value between the minimum pressure (fuel oil pressure) and the maximum pressure depending on the settings of the diameters of the plunger 6b and the plunger 6c.

第5図Aは縦軸に増圧比(噴射圧力)を取り、
横軸を第3図A,B,C,Dのバルブの状態に対
応させて描いた図であつて、A図に対応するaの
状態は増圧比が最も大きく、D図に対応するdの
状態は増圧比が最も小さいものであり、このよう
にロータリー式開閉制御弁40の回転軸41を逐
次回転させることによつて増圧比を順次変更する
ことができ、それによつて噴射圧力を順次変更す
ることができる。
Figure 5A shows the pressure increase ratio (injection pressure) on the vertical axis,
This is a diagram in which the horizontal axis corresponds to the states of the valves in Figures A, B, C, and D, in which the pressure increase ratio is the highest in state a, which corresponds to diagram A, and in state d, which corresponds to diagram D. In this state, the pressure increase ratio is the smallest, and by sequentially rotating the rotating shaft 41 of the rotary on-off control valve 40, the pressure increase ratio can be sequentially changed, thereby sequentially changing the injection pressure. can do.

一方、エンジン側より要求される燃料の噴射圧
力は第5図Bに示す通りである。この図は縦軸に
エンジン負荷を、横軸にエンジン回転をとつて描
いたものであつて、本発明においては曲線で囲ま
れた範囲a〜dの範囲を任意に選択してエンジン
回転とエンジン負荷との関係において最適の条件
を選んで調節することができるのである。
On the other hand, the fuel injection pressure required from the engine side is as shown in FIG. 5B. This diagram is drawn with the engine load on the vertical axis and the engine rotation on the horizontal axis. In the present invention, the range a to d surrounded by the curves is arbitrarily selected, It is possible to select and adjust the optimum conditions in relation to the load.

このことは、第6図Aに示したように燃料の噴
射量が少ない場合の噴射期間Lでも、点線で示す
最適噴射期間に見合つた燃料噴射を行なつて
NOxを最小限に保持することが可能である。
This means that even during the injection period L when the amount of fuel injected is small as shown in Figure 6A, the fuel injection is carried out commensurate with the optimum injection period shown by the dotted line.
It is possible to keep NOx to a minimum.

また、第6図Bに示すように、エンジンが低回
転の場合には油圧ポンプからの油圧が低い場合で
あつても増圧比を変更して高速噴射を行なつて従
来の装置に比較して遥かに高い噴射圧力を得るこ
とができるスモークを悪化させるようなことを防
止することができる。
In addition, as shown in Figure 6B, when the engine is running at low revolutions, even when the oil pressure from the hydraulic pump is low, the pressure increase ratio is changed to perform high-speed injection, compared to the conventional system. It is possible to obtain a much higher injection pressure and to prevent the smoke from worsening.

このように増圧プランジヤ3のプランジヤ6を
4種類の直径の異なるプランジヤで構成すれば、
増圧プランジヤ3から噴射させる燃料の噴射圧お
よび噴射量(プランジヤのストロークは同一の状
態で)を4段階に制御することができ、ストロー
クを変えれば噴射量は最小噴射量から最大噴射量
まで無段階に可変できる。よつて、エンジンの運
転状態に応じて開閉制御弁40を切り換えれば、
エンジンの運転状態に最適の燃料噴射圧と噴射量
を与えることができる。
If the plunger 6 of the pressure booster plunger 3 is configured with four types of plungers with different diameters,
The injection pressure and injection amount of fuel injected from the pressure booster plunger 3 (with the plunger stroke being the same) can be controlled in four stages, and by changing the stroke, the injection amount can be changed from the minimum injection amount to the maximum injection amount. Can be varied in stages. Therefore, if the on-off control valve 40 is switched according to the operating state of the engine,
The optimum fuel injection pressure and injection amount can be given to the engine operating condition.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明の増圧プランジヤ式
燃料噴射装置は、液圧を利用して燃料を加圧する
増圧プランジヤ式燃料噴射装置において、本体に
直径の異なる3個以上のシリンダを同一軸線上に
配置して段付シリンダを形成し、前記シリンダ内
に嵌入されるプランジヤは前記段付シリンダに合
わせて直径の異なる段付プランジヤに形成されて
おり、複数のシリンダの段部に一端がそれぞれ開
口し、他端を所定の箇所に集合させた連絡路を設
け、これらの連絡路の集合場所に、この連絡路の
開口部をエンジン負荷とエンジン回転によつて順
次開口あるいは閉止して燃料噴射ノズルへ供給さ
れる燃料の量を順次調節できる切換弁を設け構成
されている。
As explained above, the pressure booster plunger type fuel injection device of the present invention is a pressure booster plunger type fuel injection device that pressurizes fuel using hydraulic pressure. The plunger fitted into the cylinder is formed into a stepped plunger having a different diameter to match the stepped cylinder, and one end is opened at each step of the plurality of cylinders. A communication path is provided with the other end converging at a predetermined location, and the opening of this communication path is sequentially opened or closed depending on the engine load and engine rotation, and the fuel injection nozzle is injected at the meeting point of the communication path. The structure includes a switching valve that can sequentially adjust the amount of fuel supplied to the engine.

従つて、3個以上の直径を持つ段付シリンダを
本体に形成し、これに段付プランジヤを収容し、
最小の直径を持つプランジヤの先端面と、段部に
形成される空隙部の面積を徐々に増加ないしは減
少させる操作を1個の増圧プランジヤで行うこと
ができるので、第5図Aに示す増圧比を得ること
ができる上に、第5図Bに示すエンジン回転とエ
ンジン負荷との関係において最適の増圧比を得る
ことができるので、燃料噴射装置の応答速度を増
大することができる。
Therefore, three or more stepped cylinders with diameters are formed in the main body, and the stepped plunger is housed in the main body,
Since it is possible to gradually increase or decrease the area of the tip surface of the plunger with the smallest diameter and the gap formed in the stepped portion with a single pressure-increasing plunger, the increase shown in FIG. 5A is possible. In addition to being able to obtain a pressure ratio, it is also possible to obtain an optimum pressure increase ratio in the relationship between engine rotation and engine load shown in FIG. 5B, so that the response speed of the fuel injection device can be increased.

また、燃料噴射圧および噴射量をエンジンの回
転、負荷によつて自由に制御することができるの
で、NOxの発生量を低減させ、エンジンの低回
転における燃料の噴射速度を最適化してスモーク
の発生を低減させる等、エンジン性能を大幅に改
善することができる。
In addition, the fuel injection pressure and injection amount can be freely controlled depending on the engine rotation and load, reducing the amount of NOx generated and optimizing the fuel injection speed at low engine speeds, resulting in the generation of smoke. It is possible to significantly improve engine performance, such as by reducing

また、1個の本体の内部に多くの部材を収容す
ることができるので、燃料噴射装置を小型化する
ことが可能である。
Further, since many members can be housed inside one main body, it is possible to downsize the fuel injection device.

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

第1図は本発明の増圧プランジヤ式燃料噴射装
置の一実施例の構成を示す概略図、第2図は増圧
プランジヤ式燃料噴射装置のクランク角に対する
管内圧を示す線図、第3図Aは本発明の増圧プラ
ンジヤ式燃料噴射装置の別の実施例を示す増圧プ
ランジヤの断面図、第3図B〜Dは同Aの開閉制
御弁の取りうる位置を示す要部断面図、第4図は
第3図の開閉制御弁の駆動機構を示す斜視図であ
る。第5図第3図に示す増圧プランジヤ式燃料噴
射装置を使用した場合の作動状態の説明図であつ
て、A図はバルブの状態と増圧比との関係を示す
図、B図はエンジン回転とエンジン負荷との関係
を示す図である。第6図は燃料の噴射量に対応す
る噴射圧力を示す図であつて、A図は最適噴射期
間と噴射圧力との関係を示す図、B図はエンジン
回転と噴射期間と噴射圧力との関係を示す図であ
る。 3……増圧プランジヤ、5……スプール弁、9
……計量弁、10,31……ソレノイド、12…
…燃料噴射ノズル、16,26,36……段差
部、17,27,37……空隙部、18,28,
38……連絡路、20……制御装置、30……電
磁三方弁、40……開閉制御弁、41……回動
軸、42……連絡溝、43……隔壁、46……ス
テツプモータ。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the pressure boosting plunger type fuel injection device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the pipe internal pressure with respect to the crank angle of the pressure boosting plunger type fuel injection device, and FIG. 3 A is a sectional view of a pressure increase plunger showing another embodiment of the pressure increase plunger type fuel injection device of the present invention, and FIGS. 3B to 3D are main part sectional views showing possible positions of the opening/closing control valve of the same A, FIG. 4 is a perspective view showing the drive mechanism of the opening/closing control valve shown in FIG. 3. Fig. 5 is an explanatory diagram of the operating state when the pressure booster plunger type fuel injection device shown in Fig. 3 is used, in which Fig. A shows the relationship between the valve state and the pressure increase ratio, and Fig. B shows the engine rotation. It is a figure showing the relationship between and engine load. Figure 6 is a diagram showing the injection pressure corresponding to the fuel injection amount, Figure A is a diagram showing the relationship between the optimal injection period and injection pressure, and Figure B is a diagram showing the relationship between engine rotation, injection period, and injection pressure. FIG. 3... Pressure booster plunger, 5... Spool valve, 9
...Measuring valve, 10, 31...Solenoid, 12...
...Fuel injection nozzle, 16, 26, 36... Step part, 17, 27, 37... Gap part, 18, 28,
38... Communication path, 20... Control device, 30... Solenoid three-way valve, 40... Open/close control valve, 41... Rotating shaft, 42... Communication groove, 43... Partition wall, 46... Step motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液圧を利用して燃料を加圧する増圧プランジ
ヤ式燃料噴射装置において、 本体に直径の異なる3個以上のシリンダを同一
軸線上に配置して段付シリンダを形成し、前記シ
リンダ内に嵌入されるプランジヤは前記段付シリ
ンダに合わせて直径の異なる段付プランジヤに形
成されており、複数のシリンダの段部に一端がそ
れぞれ開口し、他端を所定の箇所に集合させた連
絡路を設け、これらの連絡路の集合場所に、この
連絡路の開口部をエンジン負荷とエンジン回転に
よつて順次開口あるいは閉止して燃料噴射ノズル
へ供給される燃料の量を順次調節できる切換弁を
設けてなる増圧プランジヤ式燃料噴射装置。
[Scope of Claims] 1. In a pressure booster plunger type fuel injection device that pressurizes fuel using hydraulic pressure, three or more cylinders with different diameters are arranged in the main body on the same axis to form a stepped cylinder. , the plunger fitted into the cylinder is formed into a stepped plunger having a different diameter to match the stepped cylinder, one end of which opens at each step of the plurality of cylinders, and the other end of which is assembled at a predetermined location. At the meeting point of these communication paths, the openings of these communication paths are sequentially opened or closed depending on the engine load and engine rotation to sequentially adjust the amount of fuel supplied to the fuel injection nozzle. A pressure booster plunger type fuel injection device equipped with a switching valve.
JP59109629A 1984-05-31 1984-05-31 Booster plunger type fuel injector Granted JPS60256548A (en)

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