JPH045467A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、燃料噴射装置、特に燃料噴射ポンプと燃料
噴射ノズルとか一体に組み込まれたユニ、ト型燃料噴射
装置に関する。

し従来の技術］ 一般に、この種の燃料噴射装置は、往復動するプランジ
ャによって内部の燃料か加圧される燃料加圧室と、燃料
供給ポンプから燃料が供給されるスピル室と、これら燃
料加圧室とスピル室との間を連通・遮断する電磁弁とを
備えており、電磁弁は、その弁体をスピル室の壁面に形
成された弁座に着座させることによって燃料加圧室とス
ピル室との間を遮断する一方、弁体を弁座からスピル室
に設けられたストッパに突き当たるまでリフトさせるこ
とによって燃料加圧室とスピル室との間を連通させるよ
うになっている。この場合、電磁弁の開閉は、プランジ
ャの往復動に応じて行われている。

すなわち、プランジャの往動時に弁体を弁座に着座させ
て電磁弁を閉弁させると、燃料加圧室とスピル室との間
が遮断される結果、燃料加圧室内の燃料が加圧される。

加圧された燃料は燃料噴射ノズルに圧送され、エンジン
の燃焼室に噴射される。プランジャによる燃料加圧時に
弁体を弁座からリフトさせると、燃料加圧室内の高圧燃
料がスピル室に流出（スピル）する。これによって、燃
料加圧が終了し、ひいては燃料噴射が終了する。その後
、弁体はリフト状態を維持する。したがって、プランジ
ャが復動に転じると、燃料供給ポンプによってスピル室
に供給されている燃料が燃料加圧室内に吸引導入される
。その後、再びプランジャが往動するとともに、弁体が
弁座に着座すると、燃料が加圧される。以下、これを繰
り返す。

ところで、上記の燃料噴射装置において、燃料噴射を終
了させるために電磁弁を開弁させるに際しては、弁体を
ストッパに突き当たるまで速やかにリフトさせて全開状
態にする必要がある。これは、仮に弁体がストッパに突
き当たるまでに長時間を要すると、換言すれば電磁弁が
長時間に亙って半開状態になっていると、燃料加圧室か
らスピル室にスピルする燃料の流通抵抗が大きくなるた
め、燃料加圧室内の圧力低下に時間かかかる。この結果
、いわゆる燃料の噴射切れか悪化するという不具合を招
くからである。

このような観点から、実開平２−３７６４号公報に記載
の燃料噴射装置においては、スピル室に開口するスピル
通路を形成している。このスピル通路は、弁体か突き当
たるストｙ　／ｆの端面に一端が開口し、他端が燃料タ
ンクに接続されたものであり、電磁弁の開弁時に燃料加
圧室からスピル室内に高圧の燃料が流入すると、それに
応じてスピル室内の燃料がスピル通路を介して燃料タン
クに戻る。したがって、スピル室の圧力上昇を低圧に抑
えることができ、これによって弁体を速やかにリフトさ
せることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上記公報に記載の燃料噴射装置は、未だ
十分に満足し得るものではなかった。

すなわち、大気に開放するスピル通路を形成することに
より、開弁時におけるスピル室内の圧力上昇を、大気に
開放するスピル通路か形成されていないものに比して低
く抑えることができるものの、その圧力は未だ高圧であ
った。このため、弁体のソフト速度が低下し、燃料の噴
射切れか悪化するという問題を十分には解消することか
できなかった。

この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、燃料
加圧室の高圧燃料が流入することによるスピル室内の圧
力上昇をより一層低く抑えることができ、したがって弁
体をストッパに突き当たるまで速やかにリフトさせて全
開状態にすることができ、ひいては燃料の噴射切れを向
上させることができる燃料噴射装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記の目的を達成するために、往復動する
プランジャによって内部の燃料が加圧される燃料加圧室
と、燃料供給ポンプから燃料が供給されるスピル室と、
一端部が前記スピル室に突出した状態で配置され、スピ
ル室に形成された弁座に着座することによって前記スピ
ル室と前記燃料加圧室との間を遮断し、前記弁座から前
記スピル室に形成されたストッパ部に突き当たるまでリ
フトすることにより前記燃料加圧室と前記スピル室とを
連通させる弁体を有する電磁弁とを備え、前記ストッパ
部には、前記弁体と対向する面に開口し、かつ弁体のリ
フト時にはその弁体によって遮蔽されるスピル孔か形成
された燃料噴射装置において、前記スピル孔を前記燃料
供給ポンプの吸入側に接続したことを特徴とするもので
ある。

［作用］ スピル通路を燃料供給ポンプの吸入側に接続しているの
で、電磁弁の開弁時に燃料加圧室からスピル室内に高圧
燃料が流入すると、その高圧燃料は燃料供給ポンプの吸
入側の負圧によって吸引され、直ちに流出せしめられる
。したがって、スピル室内の圧力上昇をより一層低く抑
えることかできる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について第１図ないし第４図
を参照して説明する。

第３図はこの発明に係る燃料噴射装置の全体構成を示す
ものであり、第３図において符号１は装置本体である。

この装置本体１の上部には、燃料加圧室２内の燃料を加
圧するためのプランジャ３か上下方向へ移動自在に設け
られている。このフラツシヤ３は、ばね４の付勢力によ
り追従部材５を介してカム軸（図示せず）に押圧接触せ
しめられており、カム軸の回転に追随して往復動（上下
動）するようになっている。

プランジャ３の往動（下動）時には、燃料加圧室２内の
燃料が高圧に加圧される。この高圧燃料は、装置本体１
、ばねホルダ６およびスペーサ７に亙って形成された高
圧通路８を介して燃料噴射ノズル９に圧送される。そし
て、燃料の圧力が所定の圧力に達すると、針弁１０をノ
ズルばね１１の付勢力に抗してリフトさせ、噴射孔１２
からエンジン（図示せず）の燃焼室に噴射される。一方
、フラツシヤ３の復動時には、燃料か連通路１３を介し
て燃料加圧室に吸引導入される。

上記装置本体１には、側方へ突出する側部１ａが形成さ
れている。この側部１ａには、プランジャ３による実質
的な燃料加圧開始時期および終了時期を制御するための
電磁弁１４か設けられている。この電磁弁１４のケーン
ング１５は側部１ａの上端面に固定されており、その内
部には、アーマチュア１６か上下方向移動自在に収納さ
れている。このアーマチュア１６は、ばね１７によって
下方へ付勢される一方、ソレノイド１８の磁力によりば
ね１７の付勢力に抗して上動せしめられるようになって
いる。

また、アーマチュア１６には、ナツト１９によって弁体
２０が固定されている。この弁体２０は、後述するスピ
ル室２５と燃料加圧室２との間に形成された連通路１３
を開閉するためのものであり、その下端部は、連通路１
３を横切るようにして形成された弁収納孔２１に摺動自
在に挿入されている。

第１図に示すように、弁体２０の下端部には、弁収納孔
２１の下端開口部に形成された弁座２１ａに着座する頭
部２０ａが形成されるとともに、頭部２０ａに続く部分
に小径部２０ｂか形成されている。この小径部２０ｂと
弁収納孔２１の内周面とによって燃料溜まり２２か形成
されている。

この燃料溜まり２２には、上記連通路１３か開口してお
り、連通路１３および燃料溜まり２２を介して燃料加圧
室２とスピル室２５とか連通せしめられている。

上記構成において、ソレノイド１８に通電すると、弁体
２０が上動せしめられ、頭部２０ａか弁座２１Ｈに着座
する。これによって、燃料加圧室２とスピル室２５との
間が遮断される。ソレノイド１８に対する通電を停止す
ると、弁体２０がばね１７の付勢力によって下方へリフ
トせしめられ、この結果燃料加圧室２とスピル室２５と
か連通する。

なお、ソレノイド１８に対する通電およびその停止は、
マイクロコンピュータからなる制御装置（図示せず）に
よって制御されており、制御装置はエンジンの運転状態
に基づいて燃料噴射時期および燃料噴射量等を演算し、
その演算結果に基づいて通電時期およびその停止時期を
調節している。

第１図および第３図に示すように、上記側部１ａの下端
面には、スピル室構成部材２３が固定されている。この
スピル室構成部材２３の上端面には、弁収納孔２１と対
向する部分に四部２４か形成されている。この凹部２４
と側部１ａの下端面とによってスピル室２５か形成され
ている。このスピル室２５は、側部１ａに形成された供
給通路２６を介して燃料供給ポンプ２７に接続されてお
り、燃料供給ポンプ２７から低圧の燃料か供給されるよ
うになっている。なお、燃料供給ポンプ２７は、この燃
料噴射装置が燃料を供給するエンジンによって駆動され
ている。

また、スピル室２５を形成する凹部２４の底面には、断
面Ｔ字状をなすストッパ２８が螺合固定されている。こ
のストッパ２８の上端面に弁体２０が突き当たることに
より、弁体２０の最大リフト量が規制されている。

さらに、スピル室２５には、弁体２０によって開閉せし
められるスピル通路２９が開口している。

すなわち、スピル通路２９は、上記ストッパ２８に形成
されたスピル孔２８ａを有している。このスピル孔２８
ａは、その一端がスピル室２５に臨むストッパ２８の上
端面に開口しており、弁体２０がストッパ２８に突き当
たった際に弁体２０によって遮蔽されるよう、少なくと
も開口部の直径が弁体２０の頭部２０ａの直径より小さ
くなされている。また、スピル孔２８ａの他端は、スト
・ｙバ２８の下端面に開口しており、スピル室構成部材
２３に形成された孔２３ａ、継手３０および三方弁３１
を介して燃料供給ポンプ２７の吸入側（吸入口）に接続
されている。

なお、三方弁３１は、燃料から空気を分離するためのも
のであり、燃料に空気が混入するおそれがない場合には
不用である。

また、第２図に示すように、ストッパ２８の上端面には
、その−側からスピル孔２８ａの上端開口部を横断して
他側まで延びるＪ２８ｂが形成されている。この溝２８
ｂは、弁体２０かスト、、／　／＜２８に突き当たった
状態においても、スピル孔２８ａをスピル室２５に連通
させるために形成されたものである。したかって、スピ
ル孔２８ａをスピル室２５に常時連通させることができ
るものであれば、溝２８ｂに代えて他のものを形成して
もよい。例えば、溝２８ｂに代え、スピル室２５に臨む
ストッパ２８の外面であって、弁体２０によって遮蔽さ
れない部分に一端か開口し、他端かスピル孔２８ａの内
周面に開口する孔を形成してもよい。

上記構成の燃料噴射装置において、プランジャの往動当
初はソレノイド１８に対する通電が停止しており、弁体
２０が弁座２１ａからリフトしてストッパ２８に突き当
たっている。つまり開弁状態になっている。開弁状態に
おいては、燃料加圧室２とスピル室２５とか連通してい
る。したかって、燃料加圧室２内の燃料は、プランジャ
３の往動に伴ってスピル通路２５内に流出するだけてあ
り、燃料の加圧は行われない。

その後、ツレ／イド１８に通電されると、弁体２０が弁
座２１ａに着座し、燃料加圧室２とスピル室２５との間
を遮断する。したがって、燃料加圧室２内の燃料は、プ
ランジャ３の往動に伴って加圧される。加圧された燃料
は、燃料噴射ノズル９から噴射される。

プランジャ３の往動途中において、ソレノイド１８に対
する通電が停止されると、弁体２０かばね１７の付勢力
によりストッパ２８に突き当たるまでリフトせしめられ
、燃料加圧室２とスピル室２５とが連通ずる。したがっ
て、燃料加圧室２内の高圧燃料がスピル室２５内に流出
する。この結果、実質的な燃料加圧が終了するとともに
、燃料噴射が終了する。

ここで、弁体２０のリフト時に燃料加圧室２からスピル
室２５内に流入した高圧燃料は、スピル室２５内の圧力
を上昇させようとする。しかるにこのとき、スピル室２
５がスピル通路２９を介して燃料供給ポンプ２７の吸入
側に接続されているので、スピル室２５内の燃料は燃料
供給ポンプ２７の吸入側の負圧によって吸引される。し
たかって、スピル通路２９を単に燃料タンクＴに接続し
た場合に比して、スピル室２５内の圧力上昇を低圧に抑
えることかできる。スピル室２５の圧力が低圧に抑えら
れるから、リフト中の弁体２０を弁座２１ａ側へ押し戻
そうとする燃料の押圧力も小さくなる。したがって、弁
体２０をストッパ２８に突き当たるまで速やかにリフト
させて全開状態にすることかできる。よって、燃料の噴
射切れを向上させることができる。

特に、この実施例においては、弁体２０かストッパ２８
に突き当たった状態においても、スピル孔２８ａをスピ
ル室２５に対し溝２８ｂを介して連通させているので、
弁体２０をより一層速やかにリフトさせることができる
。

すなわち、弁体２０がストッパ２８に接近してそれら弁
体２０とストッパ２８との対向面間の間隔が狭くなると
、いわゆる絞り効果により対向面間の燃料に対する流通
抵抗が増大する。このため、仮に溝２８ｂが形成されて
いないものとすると、燃料供給ポンプ２７による吸引効
果が低下し、スピル室２５内の圧力が上昇する。この結
果、弁体２０のリフト速度か低下する。

この点、この実施例の燃料噴射装置においては、溝２８
ｂによってスピル孔２８ａをスピル室２５に常時連通さ
せているので、弁体２０がスト・７／々２８に接近した
後においても、スピル室２５内の燃料は溝２８ｂを介し
て吸引される。したがって、スピル室２５内の圧力上昇
を抑えることができ、これによって弁体２０を速やかに
リフトさせることができる。

次に、プランジャ３が復動に転じると、スピル室２５内
の燃料が連通路１３を介して燃料加圧室２内に吸引導入
される。なおこのとき、スピル室２５内の燃料は、燃料
供給ポンプ２７により溝２８ｂを介して吸引されている
が、供給通路２６を介してスピル室２５内に流入する燃
料が溝２８ｂを介してスピル室２５から流出する燃料よ
り多くなるように、溝２８ｂの流通断面積が設定されて
いる。したがって、スピル室２５内は、低いなからも正
圧になっており、燃料加圧室２への燃料導入に支障を来
すことはない。

第４図は、この発明の上記効果を確認するために行った
実験結果を示すものであり、カムアングルに対する、ソ
レノイド１８への電流、弁体２０のリフト量、燃料噴射
率および燃料の噴射圧の各特性曲線か示されている。図
中、従来の燃料噴射装置（以下、従来品という。）の各
特性曲線か実線で表され、この発明に係る燃料噴射装置
の各特性曲線か破線で表されている。なお、この実験に
おいては、発明品として、スピル通路２９を燃料供給ポ
ンプ２７の吸入側に接続するとともに、溝２８ｂを形成
したものを用いているが、溝２８ｂを形成しない場合に
も、同様な効果が得られている。

従来品としては、スピル通路２９を燃料タンクＴにのみ
接続したものを用いている。勿論、従来品には溝２８ｂ
が形成されていない。

以下、実験結果について説明する。

ソレノイド１８に対する通電を停止すると、弁体２０が
ばね１７の付勢力によってリフトする。

このとき、発明品においては、通電停止後、弁体２０か
ほぼ一定の速度で、しかも高速でリフトしている。これ
に対し、従来品においては、スピル室内の燃料か燃料供
給ポンプによって吸引されていないため、弁体のリフト
速度が遅い。しかも、リフト途中において弁体のリフト
速度か低下している。これは、弁体がストッパに接近す
ると、それらの間の絞り効果により、燃料がスピル室か
ら流出しにくくなるためである。

このように、従来品では、弁体のリフト速度が遅く、し
かもリフト途中においてリフト速度か低下するため、弁
体がリフト開始後ストッパに突き当たるまでに長時間を
要する。このため、燃料の噴射圧の低下が遅（なり、そ
の結果燃料噴射率の低下に長時間かかっている。これは
、いわゆるダラダラ噴射が行われることを意味するもの
であり、燃料の噴射切れが悪化していることが判る。

これに対し、発明品においては、ソレノイド１８に対す
る通電を停止すると、弁体２０が全開状態になるまで速
やかにリフトしているので、燃料の噴射圧か急速に低下
し、これに応じて燃料噴射率が急速に低下している。し
たかって、燃料の噴射切れを向上させることかできる。

なお、この実験においては、ソレノイド１８に対する通
電停止時期を従来品に比して発明品では若干遅くしてい
る。これは、次の理由によるものである。すなわち、発
明品では、燃料の噴射切れが向上する結果、仮に通電停
止時期を同一にすると、発明品の燃料噴射量が従来品よ
り少なくなってしまう。そこで、噴射切れの向上による
燃料噴射量の減少分たけ通電停止時期を遅らせたもので
ある。また、このように通電停止時期を遅らせると、燃
料噴射量が同一であるにも拘わらず、燃料の最大噴射圧
を上昇させることができ、これによって高圧短期間噴射
を実現することかできるという効果も得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の燃料噴射装置によれば
、スピル通路を燃料供給ポンプの吸入側に接続したもの
であるから、弁体の開弁時におけるスピル室の圧力上昇
を低く抑えることかできる。

したかって、弁体を速やかにリフトさせることができ、
ひいては燃料の噴射切れを向上させることかできる。ま
た、噴射切れを向上させることができる結果、同一量の
燃料を噴射させる場合であれば、開弁時期を遅らせるこ
とかでき、これによって燃料の最大噴射圧を高圧にする
ことができ、ひいては高圧短期間噴射を実現することが
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は燃料の循環系を併せて示す要部の拡大断面図
、第２図はストッパの平面図、第３図は全体構成を示す
断面図、第４図は発明品と従来品とのカムアングルに対
する電流、リフト量、燃料噴射率および燃料の噴射圧の
各特性曲線を示す図である。 ２・・燃料加圧室、３・・・プランジャ、１３・・・連
通路、１４・・電磁弁、２０・・・弁体、２１ａ・・弁
座、２５・・・スピル室、２７・・・燃料供給ポンプ、
２８・・・ストッパ、２８ａ・・・スピル孔、２８ｂ溝
、２９・・スピル通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　往復動するプランジャによって内部の燃料が加圧され
   る燃料加圧室と、燃料供給ポンプから燃料が供給される
   スピル室と、一端部が前記スピル室に突出した状態で配
   置され、スピル室に形成された弁座に着座することによ
   って前記スピル室と前記燃料加圧室との間を遮断し、前
   記弁座から前記スピル室に形成されたストッパ部に突き
   当たるまでリフトすることにより前記燃料加圧室と前記
   スピル室とを連通させる弁体を有する電磁弁とを備え、
   前記ストッパ部には、前記弁体と対向する面に開口し、
   かつ弁体のリフト時にはその弁体によって遮蔽されるス
   ピル孔が形成された燃料噴射装置において、前記スピル
   孔を前記燃料供給ポンプの吸入側に接続したことを特徴
   とする燃料噴射装置。