JPH0445657B2 - - Google Patents

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JPH0445657B2
JPH0445657B2 JP59023891A JP2389184A JPH0445657B2 JP H0445657 B2 JPH0445657 B2 JP H0445657B2 JP 59023891 A JP59023891 A JP 59023891A JP 2389184 A JP2389184 A JP 2389184A JP H0445657 B2 JPH0445657 B2 JP H0445657B2
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JP
Japan
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pressure
fuel
fuel injection
needle valve
plunger member
Prior art date
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JP59023891A
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Japanese (ja)
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JPS60169634A (en
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Saburo Nakamura
Takeshi Matsuoka
Hirobumi Yamauchi
Masanori Sawara
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS60169634A publication Critical patent/JPS60169634A/en
Publication of JPH0445657B2 publication Critical patent/JPH0445657B2/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
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of 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
    • 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
    • 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)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、排気還流装置を備えたデイーゼルエ
ンジンに燃料を噴射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
備えたものにおいて、燃料噴射ノズルの燃料噴射
特性を排気還流率に応じて補正する対策に関す
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含む意味で用い
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a fuel injection device that injects fuel to a diesel engine equipped with an exhaust gas recirculation device, and particularly relates to a fuel injection device that injects fuel into a diesel engine equipped with an exhaust gas recirculation device. The present invention relates to a measure for correcting the fuel injection characteristics of the fuel injection nozzle according to the exhaust gas recirculation rate in a device equipped with a pintle-type fuel injection nozzle in which the opening area of the fuel injection hole is changed according to the lift amount. In the present invention, the term "pintle type fuel injection nozzle" is used to include a throttle type in which the throttle range in which the needle valve throttles the fuel injection hole is relatively wide within the lift range of the needle valve.

(従来の技術) 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
ル弁が燃料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
ものは知られている。
(Prior Art) Conventionally, as an example of this type of pintle-type fuel injection nozzle, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-151058, etc., there is a A slidable plunger member is provided on the plunger member, 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 touches the fuel injection hole. A so-called central plunger type is known that allows atomization of injected fuel, change of fuel injection rate, etc. by maintaining a throttle range in a constricted state for a certain period of time.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、この従来のピントル型燃料噴射ノズ
ルを、排気還流装置を備えたデイーゼルエンジン
に適用した場合、燃料噴射ノズルのプランジヤ部
材に印加される圧力は通常一定であり、ニードル
弁がそのリフト範囲のうち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、排気還流装置による排気還流率の増大によ
り、エンジンの空燃比が低下したときには相対的
に燃料の微粒化が不十分となつて燃料性が低下
し、その結果、スモーク(黒煙)の発生が助長さ
れるという問題があつた。
(Problem to be Solved by the Invention) However, when this conventional pintle-type fuel injection nozzle is applied to a diesel engine equipped with an exhaust gas recirculation device, the pressure applied to the plunger member of the fuel injection nozzle is usually constant. When the needle valve is lifted within the throttle range of its lift range, the lift is uniformly suppressed, so when the engine air-fuel ratio decreases due to an increase in the exhaust recirculation rate by the exhaust recirculation device, the There was a problem in that fuel properties were deteriorated due to insufficient atomization of the fuel, and as a result, the generation of smoke (black smoke) was promoted.

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
フトを抑制するためのプランジヤ部材に印加する
圧力、すなわち該プランジヤ部材への印加圧力で
定まるニードル弁のリフト抑制開始位置を排気還
流率に応じてリニア(比例的に)補正制御するこ
とにより、排気還流率が増大したときには燃料噴
射ノズルによるエンジンへの燃料噴射特性を変化
させ、燃料の微粒化を促進して燃焼性を高めるよ
うにし、よつてデイーゼルエンジンの排気還流率
の増大に伴うスモークの悪化を低減することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to reduce the pressure applied to the plunger member for suppressing the lift of the needle valve described above, that is, the needle valve determined by the pressure applied to the plunger member. By linearly (proportionally) correcting and controlling the lift suppression start position according to the exhaust recirculation rate, when the exhaust recirculation rate increases, the fuel injection characteristics of the fuel injection nozzle to the engine are changed and fuel atomization is performed. The object of the present invention is to accelerate the combustibility and thereby reduce the deterioration of smoke caused by an increase in the exhaust gas recirculation rate of a diesel engine.

(課題を解決するための手段) 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、リフト量に応じて燃料噴孔の開
口面積を変化させ、リフト範囲に燃料噴孔を絞る
スロツトル範囲が設けられたニードル弁と、該ニ
ードル弁の軸心と一致し、一端がニードル弁と対
峙してその軸方向に摺動自在なプランジヤ部材と
を備え、プランジヤ部材の他端面に圧力源から所
定の圧力を作用させて、上記ニードル弁のリフト
量を所定圧で抑制する構成としたピントル型燃料
噴射ノズルを有し、かつ排気還流装置を備えたデ
イーゼルエンジンの燃料噴射装置において、上記
燃料噴射ノズルのプランジヤ部材他端面に圧力を
作用させる圧力通路に該圧力を制御する圧力制御
弁を設ける。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the solving means of the present invention changes the opening area of the fuel nozzle hole according to the lift amount as described above, and provides the fuel nozzle hole in the lift range. A needle valve is provided with a throttle range to be throttled, and a plunger member that is aligned with the axis of the needle valve and whose one end faces the needle valve and is slidable in the axial direction thereof, and the other end face of the plunger member is provided with pressure. In the fuel injection device for a diesel engine, the fuel injection device has a pintle-type fuel injection nozzle configured to apply a predetermined pressure from a source to suppress the lift amount of the needle valve at a predetermined pressure, and is equipped with an exhaust gas recirculation device. A pressure control valve for controlling the pressure is provided in a pressure passage that applies pressure to the other end surface of the plunger member of the fuel injection nozzle.

また、上記排気還流装置による排気還流率の上
昇に比例して、上記プランジヤ部材他端面に作用
する圧力が上昇してニードル弁のスロツトル範囲
が長くなるように上記圧力制御弁を作動制御する
制御装置を設ける。
Further, a control device controls the operation of the pressure control valve so that the pressure acting on the other end surface of the plunger member increases in proportion to the increase in the exhaust gas recirculation rate by the exhaust gas recirculation device, thereby lengthening the throttle range of the needle valve. will be established.

(作用) この構成により、本発明では、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特性を良
好に利用し、排気還流装置による排気還流率が増
大したときには、それに比例して、圧力制御弁の
作動制御によりプランジヤ部材他端面への作用圧
力が大に保たれて、ニードル弁のスロツトル範囲
でのリフト抑制が長時間持続されるので、排気還
流率の変化に拘らず、このスロツトル範囲で燃料
の微粒化を促進して良好な燃焼性を維持すること
ができる。
(Function) With this configuration, the present invention makes good use of the lift characteristics of the needle valve in the pintle-type fuel injection nozzle, and when the exhaust gas recirculation rate by the exhaust gas recirculation device increases, the pressure control valve is operated in proportion to the increase in the exhaust gas recirculation rate. The pressure applied to the other end of the plunger member is maintained at a high level by control, and the lift is suppressed for a long time in the throttle range of the needle valve, so that regardless of changes in the exhaust recirculation rate, fuel particles are reduced in this throttle range. It is possible to maintain good combustibility by promoting oxidation.

(発明の効果) したがつて、本発明によれば、排気還流装置を
備えたデイーゼルエンジンに使用されるピントル
型の燃料噴射ノズルにおいて、そのニードル弁の
リフトを抑制するためのプランジヤ部材への印加
圧力を、エンジンの排気還流率の増大に比例して
上昇するように可変制御するものであるので、排
気還流率の増大時には、ニードル弁のスロツトル
範囲を長くし、燃料の微粒化を促進して燃焼性を
高めることができ、よつてデイーゼルエンジンの
排気還流率の上昇に伴うスモークの悪化を効果的
に低減することができるものである。
(Effects of the Invention) Therefore, according to the present invention, in a pintle-type fuel injection nozzle used in a diesel engine equipped with an exhaust gas recirculation device, the application of voltage to the plunger member for suppressing the lift of the needle valve is Since the pressure is variably controlled so that it increases in proportion to the increase in the engine exhaust recirculation rate, when the exhaust recirculation rate increases, the throttle range of the needle valve is lengthened to promote fuel atomization. It is possible to improve combustibility and thus effectively reduce the deterioration of smoke caused by an increase in the exhaust gas recirculation rate of a diesel engine.

(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焼室部分を示し、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 combustion 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 the cylinder block 1, and 4 is a cylinder block having a cylinder 2;
A piston is fitted into the cylinder 2 so as to be able to reciprocate, 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通
路の下流端部分としての吸気ポートと、燃焼室5
内の排気を排出する排気通路の上流端部分として
の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、エンジンの吸気行程で燃焼
室部分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, although not shown in the drawings, the cylinder head 3 includes an intake port as a downstream end portion of an intake passage that supplies intake air to the combustion chamber 5;
An exhaust port is formed as the upstream end portion of the exhaust passage for discharging the exhaust gas in the combustion chamber. 5 to generate a swirl (eddy current).

また、同じく図示されていないが、上記吸気通
路と排気通路とは排気還流制御弁を介設した排気
還流通路を介して接続されており、第5図に示す
ようにエンジンの所定の運転領域(低中負荷低回
転領域)で排気通路内の排気ガスの一部を、エン
ジンの負荷が低下する程排気還流率(EGR率)
が増大するように排気還流制御弁によつて流量制
御しながら吸気通路に還流させるようにした排気
還流装置(EGR装置)が構成されている。
Also, although not shown, the intake passage and the exhaust passage are connected via an exhaust recirculation passage having an exhaust recirculation control valve, and as shown in FIG. The exhaust gas recirculation rate (EGR rate) is increased as the engine load decreases.
An exhaust gas recirculation device (EGR device) is configured in which the exhaust gas is recirculated to the intake passage while controlling the flow rate using an exhaust gas recirculation control valve so that the amount of exhaust gas increases.

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。
The cylinder head 3 includes a glow plug 6 that heats the inside of the combustion chamber 5 when starting the engine, etc.
A pintle-type fuel injection nozzle 7 for injecting and supplying fuel into the combustion chamber 5 is installed, and 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、また後端側(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
側に向かつて順にスプリング室12、ニードル弁
支持孔13及び燃料圧力室14が形成され、これ
らの空洞部は上記燃料噴孔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、上記スプリング室12
から燃料噴孔8までの空洞部内にはニードル弁1
6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、上記ス
プリング室12内に配置されたスプリング受部1
6aと、上記燃料圧力室14内の燃料圧を受ける
受圧部16bと、上記燃料噴孔8を開閉する弁部
16cと、燃料噴孔8内に配置されたスロツトル
部16dとを備えてなり、上記スロツトル部16
dと燃料噴孔8の壁面との間には一定の間〓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16b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内に噴射され、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16dと燃料噴孔8壁面との間〓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16dが燃料噴孔8内に位置し
て該スロツトル部16d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、次いで燃料噴孔8からのスロ
ツトル部16d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リルリフト位置
にリフトされる。尚、19は排気還流通路であつ
て、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〓を通つてスプリング
室12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)に排出するためのものであ
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 on the tip side (lower side in the figure), and a fuel injection hole 8 on the rear side (upper side in the figure). a nozzle body 10 in which each fuel inlet port 9 connected to a fuel injection pump (not shown) opens;
In the nozzle body 10, a spring chamber 12, a needle valve support hole 13, and a fuel pressure chamber 14 are formed in order from the rear end side to the front end side, and these cavities are coaxial with the fuel injection hole 8. are provided above and in communication with each other. Further, the fuel inlet 9 and the fuel pressure chamber 14 (fuel injection hole 8) are communicated through a fuel passage 15 formed in the nozzle body 10. Furthermore, the spring chamber 12
There is a needle valve 1 in the cavity from the fuel injection hole 8 to the fuel nozzle hole 8.
6 is fluid-tightly supported and slidably fitted in the needle valve support hole 13.
6a, a pressure receiving part 16b that receives the fuel pressure in the fuel pressure chamber 14, a valve part 16c that opens and closes the fuel injection hole 8, and a throttle part 16d arranged in the fuel injection hole 8, The throttle section 16
A certain distance is formed between d and the wall surface of the fuel nozzle hole 8. Further, a nozzle spring 17 for biasing the needle valve 16 in the closing direction is compressed in the spring chamber 12, and high-pressure fuel from the fuel injection pump is supplied from the fuel inlet 9 to the fuel passage 15.
When the fuel is introduced into the pressure chamber 14 through the fuel pressure, the needle valve 16 is opened against the urging force of the nozzle spring 17 due to the action of the fuel pressure on the pressure receiving part 16b of the needle valve 16, and the fuel is injected. The fuel is injected into the combustion chamber 5 of the engine through the hole 8, and at that time, the distance between the throttle portion 16d and the wall surface of the fuel injection hole 8 changes depending on the lift amount of the needle valve 16. 16 and the opening area of the fuel injection hole 8 are configured to change. That is, after the needle valve 16 is opened,
First, the throttle portion 16d is located within the fuel nozzle hole 8, and enters the throttle range where the opening area of the fuel nozzle hole 8 is kept approximately constant by the throttle of the fuel nozzle hole 8 of the throttle portion 16d. When the throttle part 16d escapes from the position, the opening area of the fuel injection hole 8 increases in proportion to the lift amount of the needle valve 16, and then the throttle part 16d shifts to a proportional change range, and then is lifted to the frill lift position. Reference numeral 19 denotes an exhaust gas recirculation passage, through which leaked fuel leaked from the fuel pressure chamber 14 into the spring chamber 12 through the small gap between the needle valve 16 and the needle valve support hole 13 is transferred to the fuel tank outside the nozzle (Fig. (not shown).

さらに、上記スプリング室12後側のノズル本
体10には上記ニードル弁16と同軸上に、スプ
リング室12と連通するシリンダ11が形成さ
れ、該シリンダ11は圧力通路20を介してノズ
ル本体10外の、燃料を圧力媒体とする圧力源
(図示せず)に連通されている。また、上記シリ
ンダ11からスプリング室12に亘る空洞部内に
はニードル弁16の軸心と一致するプランジヤ部
材18が摺動自在に嵌装されている。該プランジ
ヤ部材18は、上記スプリング室12内に配置さ
れたロツド部18aと、上記シリンダ11内に嵌
合配置されたプランジヤ部18bと、ロツド部1
8aとプランジヤ部18bとの間に位置するつば
部18cとからなり、上記つば部18cがスプリ
ング室12の後端壁とスプリング室12中間部位
に配設したストツパ部27とに当接するまでのス
トローク範囲を移動可能に設けられ、かつ上記つ
ば部18cのストツパ部材27への当接によりプ
ランジヤ部材18のニードル弁16側への移動が
規制された状態では上記ロツド部18aの先端、
すなわちプランジヤ部材18の先端がニードル弁
16の後端部たるスプリング受部16aに所定の
間隔dをあけて対峙するように位置決めされてい
る。しかして、ニードル弁16がリフトしてその
スプリング受部16aがプランジヤ部材18のロ
ツド部18a先端に当接した状態において、プラ
ンジヤ部材18のプランジヤ部18b後端面に作
用する圧力源からの所定の圧力によりニードル弁
16のリフト量が抑制されるように構成されてい
る。
Furthermore, a cylinder 11 that communicates with the spring chamber 12 is formed coaxially with the needle valve 16 in the nozzle body 10 on the rear side of the spring chamber 12, and the cylinder 11 is connected to the outside of the nozzle body 10 through a pressure passage 20. , and a pressure source (not shown) using fuel as a pressure medium. Furthermore, a plunger member 18 that coincides with the axis of the needle valve 16 is slidably fitted in the cavity extending from the cylinder 11 to the spring chamber 12. The plunger member 18 includes a rod portion 18a disposed within the spring chamber 12, a plunger portion 18b fitted within the cylinder 11, and a rod portion 18a disposed within the spring chamber 12.
8a and a flange portion 18c located between the plunger portion 18b, and the stroke until the flange portion 18c abuts against the rear end wall of the spring chamber 12 and a stopper portion 27 disposed at an intermediate portion of the spring chamber 12. The tip of the rod portion 18a is movable within a range, and when the movement of the plunger member 18 toward the needle valve 16 side is restricted by the contact of the collar portion 18c with the stopper member 27, the tip of the rod portion 18a,
That is, the tip of the plunger member 18 is positioned so as to face the spring receiving portion 16a, which is the rear end of the needle valve 16, with a predetermined distance d therebetween. Thus, when the needle valve 16 is lifted and its spring receiving portion 16a is in contact with the tip of the rod portion 18a of the plunger member 18, a predetermined pressure from the pressure source is applied to the rear end surface of the plunger portion 18b of the plunger member 18. The lift amount of the needle valve 16 is suppressed by this.

さらに、上記プランジヤ部材18のプランジヤ
部18b後端面に連通する圧力通路20において
そのノズル本体10外側部分には連通路28を介
して上記燃料排出通路19が接続され、圧力通路
20の上記連通路28との接続部分には、圧力通
路20内においてプランジヤ部材18のプランジ
ヤ部18b後端面に作用する燃料圧を減少するよ
うに制御するデユーテイバルブよりなる圧力制御
弁21が配設されている。そして、この圧力制御
弁21を作動制御する制御システムと説明する
と、22はエンジンの回転数を検出するための回
転数センサ、23はエンジンの負荷状態を検出す
るための負荷センサ、24は排気還流装置による
排気還流率を検出するための排気還流率センサ、
25は上記各センサ22,23,24の出力を受
け、圧力制御弁21のデユーテイソレノイドを駆
動するためのソレノイド駆動回路26を作動制御
する制御回路であつて、以上の制御回路25及び
ソレノイド駆動回路26により制御装置29が構
成されている。そして、この制御装置29によ
り、エンジンの運転状態に応じて圧力制御弁21
を作動制御し、第4図に示すようにエンジンが低
負荷で且つ低回転状態にあるときには、圧力制御
弁21に送られるデユーテイ比を低くしてプラン
ジヤ部材18への印加圧力を高くし、エンジンが
高負荷高回転領域になると圧力制御弁21へのデ
ユーテイ比を高くしてプランジヤ部材18への印
加圧力を低くするような基本制御を行い、かつそ
の基本制御を補正すべく、第6図に示すように排
気還流装置による排気還流率が上昇する程、その
上昇に比例して圧力制御弁21へのデユーテイ比
を低く補正し、プランジヤ部材18後端面に作用
する燃料圧力を上昇させて、ニードル弁16のス
ロツトル範囲が長くなるように補正制御を行うよ
うになつている。
Further, in a pressure passage 20 communicating with the rear end surface of the plunger portion 18b of the plunger member 18, the fuel discharge passage 19 is connected to the outer side of the nozzle body 10 via a communication passage 28. A pressure control valve 21, which is a duty valve, is arranged in the pressure passage 20 at the connection portion with the plunger member 18 to reduce the fuel pressure acting on the rear end surface of the plunger portion 18b of the plunger member 18. The control system for controlling the operation of the pressure control valve 21 is as follows: 22 is a rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed, 23 is a load sensor for detecting the engine load state, and 24 is an exhaust gas recirculation system. an exhaust gas recirculation rate sensor for detecting the exhaust gas recirculation rate by the device;
25 is a control circuit that receives the outputs of the sensors 22, 23, and 24 and controls the operation of a solenoid drive circuit 26 for driving the duty solenoid of the pressure control valve 21; The drive circuit 26 constitutes a control device 29 . The control device 29 controls the pressure control valve 21 according to the operating state of the engine.
As shown in FIG. 4, when the engine is in a low load and low rotation state, the duty ratio sent to the pressure control valve 21 is lowered to increase the pressure applied to the plunger member 18, and the engine In order to correct the basic control, the duty ratio to the pressure control valve 21 is increased and the pressure applied to the plunger member 18 is lowered when the pressure control valve 21 is in a high-load, high-speed region. As shown in the figure, as the exhaust gas recirculation rate by the exhaust gas recirculation device increases, the duty ratio to the pressure control valve 21 is corrected to be lower in proportion to the increase, and the fuel pressure acting on the rear end surface of the plunger member 18 is increased. Correction control is performed so that the throttle range of the valve 16 becomes longer.

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16bを押
圧して該ニードル弁16をノズルスプリング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。そして、燃料圧力室14内に導入
された燃料圧力の増大によりニードル弁16のリ
フト量が増大してそのスプリング受部16aがプ
ランジヤ部材18に当接すると、それ以後、ニー
ドル弁16はプランジヤ部材18と一体になつて
リフトするようになる。
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 16b of the needle valve 16, causing the needle valve 16 to be connected to the nozzle spring 17.
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. Then, when the lift amount of the needle valve 16 increases due to an increase in the fuel pressure introduced into the fuel pressure chamber 14 and the spring receiving part 16a comes into contact with the plunger member 18, from then on, the needle valve 16 moves to the plunger member 18. It becomes one with the lift.

また、圧力源から圧力通路20を通つて燃料噴
射ノズル7のシリンダ11に導入された燃料圧は
該シリンダ11内のプランジヤ部材18後端面に
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への圧力の印
加により上記スプリング受部16aがプランジヤ
部材18に当接した後のニードル弁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、第3図に示す制御フローチヤート
に沿つて説明すれば、スタート後のステツプS1
回転数センサ22からの回転数信号が、次のステ
ツプS2で負荷センサ23からの負荷信号がそれぞ
れ制御装置29に入力され、この後、ステツプS3
で上記回転数信号及び負荷信号に基づいてエンジ
ンの運転状態に対応する基本デユーテイ比が予め
記憶されている第4図に示すようなデユーテイ比
マツプから読み込まれる。次いで、ステツプS4
おいて、排気還流率センサ24から制御装置29
に入力された信号により排気還流率(EGR率)
が読み込まれた後、ステツプS5において、第6図
に示すように排気還流率が上昇するのに伴つて圧
力制御弁21へのデユーテイ比信号を低くするよ
うな補正係数が読み込まれ、ステツプS6におい
て、上記補正係数により上記基本デユーテイ比が
補正され、最後に、ステツプS7において、上記補
正されたデユーテイ比に応じて圧力制御弁21の
デユーテイソレノイドが駆動されて圧力制御弁2
1によりプランジヤ部材18に印加する燃料圧力
が制御され、しかる後、上記ステツプS1に戻つて
それ以降のステツプS2〜S7が繰り返される。
Further, the fuel pressure introduced from the pressure source into the cylinder 11 of the fuel injection nozzle 7 through the pressure passage 20 acts on the rear end surface of the plunger member 18 in the cylinder 11 to press the plunger member 18 toward the needle valve 16 side. By applying pressure to the plunger member 18, the lift operation of the needle valve 16 after the spring receiving portion 16a contacts the plunger member 18 is controlled. The control of the needle valve 16 will be explained according to the control flowchart shown in FIG . The load signals from S3 are respectively input to the control device 29, and then step S3
Based on the rotational speed signal and load signal, the basic duty ratio corresponding to the operating state of the engine is read from a previously stored duty ratio map as shown in FIG. Next, in step S4 , the exhaust gas recirculation rate sensor 24 to the control device 29
The exhaust gas recirculation rate (EGR rate) is determined by the signal input to the
is read, at step S5 , a correction coefficient is read that lowers the duty ratio signal to the pressure control valve 21 as the exhaust gas recirculation rate increases, as shown in FIG. In step S6 , the basic duty ratio is corrected by the correction coefficient, and finally, in step S7 , the duty solenoid of the pressure control valve 21 is driven in accordance with the corrected duty ratio.
1 controls the fuel pressure applied to the plunger member 18, and then returns to step S1 and repeats steps S2 to S7 .

そして、この場合、エンジンが第5図に示すよ
うに排気還流領域(低中負荷回転領域)にある場
合において、排気還流率が低いとき、つまりエン
ジンが低中負荷低回転領域にあるときには、制御
装置29から基本デユーテイ比信号を補正した補
正デユーテイ比信号としての高デユーテイ比信号
が圧力制御弁21に送られることにより、プラン
ジヤ部材18に印加される燃料圧力が低くなつ
て、該プランジヤ部材18によるニードル弁16
のリフト抵抗力の減少によりニードル弁16はそ
のスロツトル部16dが燃料噴孔8から脱出する
途中の比例変化範囲内でのリフト位置等に達する
までリフト抑制を受けることがなくスムーズにリ
フトされるようになり、その結果、エンジンへの
燃料噴射量(燃料噴射率)が適量に確保されてエ
ンジンの出力の向上等を図ることができる。
In this case, when the engine is in the exhaust recirculation region (low-medium load rotation region) as shown in Fig. 5, when the exhaust recirculation rate is low, that is, when the engine is in the low-medium load low rotation region, By sending a high duty ratio signal as a corrected duty ratio signal obtained by correcting the basic duty ratio signal from the device 29 to the pressure control valve 21, the fuel pressure applied to the plunger member 18 is lowered, and the fuel pressure applied to the plunger member 18 is lowered. Needle valve 16
Due to the reduction in the lift resistance force, the needle valve 16 is lifted smoothly without being subjected to lift suppression until the throttle portion 16d reaches a lift position within the proportional change range on the way out of the fuel injection hole 8. As a result, the amount of fuel injected into the engine (fuel injection rate) is ensured at an appropriate amount, and the output of the engine can be improved.

一方、排気還流率が高いとき、つまりエンジン
が低負荷低回転領域にあるときには、制御装置2
9から補正デユーテイ比信号としての低デユーテ
イ比信号が圧力制御弁21に送られることによ
り、プランジヤ部材18に印加される燃料圧力が
高くなつて該プランジヤ部材18によるニードル
弁16のリフト抵抗力が増大し、このプランジヤ
部材18のリフト抵抗力の増大によりニードル弁
16はそのスプリング受部16dがプランジヤ部
材18に当接した後でスロツトル部16dが燃料
噴孔8を絞つた状態のスロツトル範囲にあるとき
にリフトを抑制されるようになり、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、噴射燃料の微粒化が促進されて燃焼性
が高まり、よつて排気還流率増大時のスモークの
悪化を低減することができる。
On the other hand, when the exhaust gas recirculation rate is high, that is, when the engine is in a low load and low rotation region, the control device 2
9 as a corrected duty ratio signal is sent to the pressure control valve 21, the fuel pressure applied to the plunger member 18 increases, and the lifting resistance force of the needle valve 16 by the plunger member 18 increases. However, due to the increase in the lift resistance force of the plunger member 18, the needle valve 16 is in the throttle range where the throttle part 16d throttles the fuel nozzle hole 8 after the spring receiving part 16d contacts the plunger member 18. 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 is improved, and therefore it is possible to reduce the deterioration of smoke when the exhaust gas recirculation rate increases.

尚、エンジンが排気還流を行わない運転領域
(高負荷域又は高回転域)にあるときには基本デ
ユーテイ比信号を補正する補正係数が零となつ
て、基本デユーテイ比信号がそのまま圧力制御弁
21に送られ、このことによりエンジンの運転状
態に応じてエミツシヨン性能の向上、出力の向上
等が図られる。
Note that when the engine is in an operating range (high load range or high rotation range) in which exhaust gas recirculation is not performed, the correction coefficient for correcting the basic duty ratio signal becomes zero, and the basic duty ratio signal is sent as is to the pressure control valve 21. As a result, emission performance and output can be improved depending on the operating state of the engine.

尚、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流室式デイーゼ
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。
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図は制御系のフロ
ーチヤート図、第4図はエンジンの運転状態と圧
力制御弁に出力するデユーテイ比信号との関係を
示す説明図、第5図はエンジンの運転状態と排気
還流率との関係を示す説明図、第6図は排気還流
率とデユーテイ比信号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、16c…弁部、1
6d…スロツトル部、18…プランジヤ部材、1
8a…ロツド部、18b…プランジヤ部材、20
…圧力通路、21…圧力制御弁、22…回転数セ
ンサ、23…負荷センサ、24…排気還流率セン
サ、29…制御装置。
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the main parts of a diesel engine, FIG. 2 is an overall configuration diagram of a fuel injection device, FIG. 3 is a flowchart of a control system, and FIG. The figure is an explanatory diagram showing the relationship between the engine operating status and the duty ratio signal output to the pressure control valve. Figure 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the engine operating status and the exhaust gas recirculation rate. Figure 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the engine operating status and the exhaust gas recirculation rate. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between a duty ratio signal and a duty ratio signal. 5... Combustion chamber, 7... Fuel injection nozzle, 8... Fuel injection hole, 9... Fuel inlet, 11... Cylinder, 14... Fuel pressure chamber, 16... Needle valve, 16c... Valve part, 1
6d...Throttle part, 18...Plunger member, 1
8a...Rod part, 18b...Plunger member, 20
...Pressure passage, 21...Pressure control valve, 22...Rotation speed sensor, 23...Load sensor, 24...Exhaust gas recirculation rate sensor, 29...Control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 リフト量に応じて燃料噴孔の開口面積を変化
させ、リフト範囲に燃料噴孔を絞るスロツトル範
囲が設けられたニードル弁と、該ニードル弁の軸
心と一致し、一端がニードル弁と対峙してその軸
方向に摺動自在なプランジヤ部材とを備え、プラ
ンジヤ部材の他端面に圧力源から所定の圧力を作
用させて、上記ニードル弁のリフト量を所定圧で
抑制する構成としたピントル型燃料噴射ノズルを
有し、かつ排気還流装置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プランジヤ部材他端面に
圧力を作用させる圧力通路に該圧力を制御する圧
力制御弁を設けるとともに、上記排気還流装置に
よる排気還流率の上昇に比例して、上記プランジ
ヤ部材他端面に作用する圧力が上昇してニードル
弁のスロツトル範囲が長くなるように上記圧力制
御弁を作動制御する制御装置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。
[Scope of Claims] 1. A needle valve that is provided with a throttle range that changes the opening area of the fuel nozzle hole according to the lift amount and throttles the fuel nozzle hole within the lift range; A plunger member whose one end faces the needle valve and is slidable in its axial direction is provided, and a predetermined pressure is applied from a pressure source to the other end surface of the plunger member to suppress the lift amount of the needle valve at a predetermined pressure. In a diesel engine fuel injection device having a pintle-type fuel injection nozzle and equipped with an exhaust gas recirculation device, the pressure is controlled in a pressure passage that applies pressure to the other end surface of a plunger member of the fuel injection nozzle. A pressure control valve is provided, and the pressure control valve is configured such that the pressure acting on the other end surface of the plunger member increases in proportion to the increase in the exhaust gas recirculation rate by the exhaust gas recirculation device, and the throttle range of the needle valve increases. A fuel injection device for a diesel engine, characterized in that it is provided with a control device for controlling operation.
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DE10126954A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-12 Bosch Gmbh Robert Injector for injecting fuel under high pressure has biased spring fixed at one end, supported on needle via pressure body at distance from injector housing wall at other to exert closing force

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54111015A (en) * 1978-01-28 1979-08-31 Bosch Gmbh Robert Method of and apparatus for measuring fuel for internal combustion engine
JPS5786532A (en) * 1980-11-17 1982-05-29 Mazda Motor Corp Fuel injection device of diesel engine

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