JPH0551775B2 - - Google Patents

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の改良に関す
る。なお、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。

（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。

ところが、この従来のものでは、プランジヤ部
材には燃料噴射ポンプから供給される燃料の圧力
がそのまま印加されるものであり、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、
エンジンの種々の運転状態に応じて燃料の微粒化
や燃料噴射率の変更を目的とした機能を積極的に
使い分けることができず、エンジンの燃焼促進、
エミツシヨン性改善、出力向上等の切換制御を行
うことが困難であつた。

特に、エンジン始動時のように低負荷・低回転
時においては、上記プランジヤ部材に作用する圧
力によりニードル弁のリフト制御が行なわれるよ
うになることから、燃料噴射率、燃料噴射量が低
下し、エンジン始動を行うときに完爆するまでに
長いクランキング時間を要して始動性が低下する
ものであり、外気温度が低いときには特にクラン
キング時間が長くなつてバツテリに大きな負担が
かかる問題を有する。

すなわち、通常は上記始動性（完爆性）を確保
するために、燃料噴射ポンプからの燃料吐出量は
第９図に示すように、クランキング時には燃料噴
射ノズルに対する噴射燃料を増量する始動時過給
Ａが行なわれているものであり、セントラルプラ
ンジヤタイプでない従前の燃料噴射ノズルではニ
ードル弁のリフト制御作用を有していないことか
ら、第１０図に実線で示すように、この始動増量
が行なわれた燃料噴射ポンプの吐出特性に対応し
た噴射量の増大があり、比較的短いクランキング
時間で完爆が行われ良好な始動性が得られてい
る。これに対して、前記セントラルプランジヤタ
イプのものでは、ニードル弁のリフト抑制が行な
われることから、前記と同様に第９図に基づく特
性で燃料噴射ポンプから燃料吐出があつても、実
際の燃料噴射ノズルからの噴射量は第１０図に破
線で示すように、上記セントラルプランジヤタイ
プでないもの（実線）より低い噴射量となり、こ
れに起因して始動時の完爆にまで要するクランキ
ング時間が長くなつている。

例えば、外気温度が−15℃でアクセルレバーが
全開状態における始動性を比較すると、下記の通
りである。

初爆時間 完爆時間 1.5〜1.8sec 30〜35sec 2.0 sec 24 sec ここで、初爆時間とは着火が起こるまでの時間
であり、完爆時間とは始動モータを停止しても自
力でエンジンが回転するまでの時間である。上記
がセントラルプランジヤタイプの燃料噴射ノズ
ルによるもので、がセントラルプランジヤを有
しない燃料噴射ノズルによるものである。この結
果から分るように、両者は初爆時間にはそれ程の
差はないが、完爆時間については６〜11秒の大き
な差があり、セントラルプランジヤタイプのもの
で始動性が低下している。

ところで、燃料噴射ポンプから圧送された燃料
を燃料噴射ノズルから噴射するについて、この燃
料噴射ノズルから噴射される燃料は、ノズルの開
口面積に対応する燃料噴射率すなわち単位時間当
りの燃料噴射量で噴射され、全体としてはこの燃
料噴射率に噴射時間を掛けて求められる燃料量が
噴射されることになる。換言すれば、同一燃料量
を噴射するについても、噴射率が低いと噴射時間
が長くなり、また噴射率が高いと噴射時間が短く
なる。

一方、燃料が噴射されてから着火するまでには
遅れが生じ、この着火遅れ期間中に噴射された燃
料は、直ぐには燃焼しないことから霧化され空気
とのミキシングが十分にされ、この期間中の燃料
が予混合燃焼して着火性が良好であるが、着火後
に噴射された燃料は拡散燃焼するものである。こ
の拡散燃焼の割合はエンジントルクに大きく影響
し、トルクを確保する際には拡散燃焼を増大する
ように着火後の燃料噴射量を増加する必要があ
る。

そこで、本発明では、エンジンの冷間始動時に
は燃料の噴射率を高めて着火するまでに噴射して
予混合燃焼する燃料量を増大して着火性を向上
し、良好な完爆性を得るものであるが、完爆後に
エンジン回転数がアイドル回転数にまで速やかに
上昇することもエンジンの始動性を改善する上で
は重要である。

この完爆後のエンジン回転数の上昇期において
は、エンジン温度はまだ低く失火が起きやすく燃
焼性の向上が要求され、また、エンジン回転数の
上昇を速やかに行うためにはエンジントルクを上
昇させる必要があり、これらの各種要求に対応し
て燃料の噴射率特性を制御することで良好な始動
性が得られることになる。

（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
フトを抑制するためのプランジヤ部材に直接もし
くは間接的に印加する圧力すなわちニードル弁の
リフト抑制をエンジンの運転状態に応じて変化さ
せることにより、デイーゼルエンジンの始動時を
含む運転状態に応じて燃料噴射ノズルによるエン
ジンへの燃料噴射特性を燃焼性の向上によるエミ
ツシヨン性の改善やエンジン出力の向上、および
始動性の向上を意図した特性に変更制御するよう
にすることにある。

（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、プランジヤ部材に直接もしくは
間接的に作用する圧力の制御によりニードル弁の
リフトを制御するようにしたピントル型燃料噴射
ノズルを有するデイーゼルエンジンの燃料噴射装
置において、燃料噴射ノズルのプランジヤ部材端
面に直接もしくは間接的に作用する圧力を制御す
る圧力制御弁を設け、エンジン回転数および負荷
の少なくとも一方の増大に応じて上記プランジヤ
部材に作用する圧力を低下させて噴射率を増加さ
せる一方、エンジンの冷間始動時における完爆ま
でのクランキング時にはこのプランジヤ部材に作
用する圧力を低下させて噴射率を増加させるとと
もに、完爆後におけるエンジン回転数がアイドル
回転数まで上昇するときにはプランジヤ部材に作
用する圧力を高くして噴射率を減少させるよう圧
力制御弁を駆動する制御装置を設けたものであ
る。このことにより、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
てそのリフト抑制開始時期、抑制状態をエンジン
の始動時に含む運転状態に応じて可変制御するよ
うにしたものである。

（発明の効果） したがつて、本発明によれば、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プラ
ンジヤ部材に直接もしくは間接的に作用する圧力
の制御によりニードル弁のリフトの抑制状態をエ
ンジンの運転状態に応じて可変制御し、エンジン
回転数および負荷の少なくとも一方が増大する
程、プランジヤ部材に作用する圧力を低下させて
噴射率を向上してエンジン出力の向上を図ると同
時に、エンジン回転数および負荷が低い時にはプ
ランジヤ部材に作用する圧力を増大させて噴射率
を低減してエミツシヨン性を向上し、出力および
エミツシヨン性を満足できる。

さらに、エンジンの冷間始動時における完爆ま
でのクランキング時には、プランジヤ部材に作用
する圧力を低下させて噴射率を高めることによ
り、噴射開始時からの燃料供給量が増大して着火
前に噴射され着火するまでに霧化、ミキシングが
十分にされて着火性が良好な予混合燃焼を行う燃
料量を増大して、この着火性の確保で完爆までの
クランキング時間を短縮して完爆性を高めること
ができる。

また、上記完爆後後におけるエンジン回転数が
アイドル回転数まで上昇するときには、プランジ
ヤ部材に作用する圧力を高くして噴射率を減少さ
せることにより、噴射が開始された初期には開口
面積を絞つて噴射圧を高めて噴射燃料の微粒化を
促進して燃焼性を改善して失火の発生を防止する
とともに、この噴射率の低下にともなつて初期に
絞られた燃料を後期に噴射することで、拡散燃焼
を行う燃料の割合を増加し、エンジントルクを向
上して速やかなエンジン回転数の上昇を得ること
ができ、全体として良好な始動性を確保すること
ができるものである。

（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。

実施例 １ 第１図はこの実施例にかか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。

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、エンジンの吸気行程で燃焼室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。

また、上記シリンダヘツド３には、エンジン始
動時に上記燃焼室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。

上記ピントル型の燃料噴射ノズル７は、第２図
に示すように、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１
０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、上記スプリング室１
２内に配置されたスプリング受部１６ａ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１６ｄ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１
７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１
６ｄ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
開口面積とが変化するように構成されている。

すなわち、ニードル弁１６のリフト量と開口面
積との関係は第３図に示すように、弁部１６ｃの
開弁に従つて初期開口面積が増大した後、まずス
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、フルリフト位置に
リフトされる。

なお、第２図において、１９は燃料排出通路で
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。

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との間に位置する鍔部
１８ｃとからなり、上記鍔部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
設したストツパ部材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、かつ上記鍔部
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〓
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
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。

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内の圧力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。

この圧力制御弁２１を作動制御する制御システ
ムを説明すると、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は外気温
度を検出するための外気温センサ、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およびソレノイド
駆動回路２６により、エンジンの運転状態に応じ
て圧力制御弁２１を作動制御する制御装置２９が
構成されている。

上記制御装置２９は、例えば第４図に示すよう
に、エンジンが低負荷・低回転状態にあるときに
は圧力制御弁２１に低デユーテイ比信号を送つて
プランジヤ部材１８に印加する燃料圧力を高く
し、エンジンがフルロードＦ／Ｌに近付く高負荷
状態でかつ高回転状態にあるときには圧力制御弁
２１に高デユーテイ比信号を送つてプランジヤ部
材１８に印加する燃料圧力を低くするように、エ
ンジン回転数および負荷の少なくとも一方が増大
する程プランジヤ部材１８に作用する圧力を低下
させるように制御するものである。

さらに、上記制御装置２９は、エンジン始動時
には第５図に示すような始動時補正を行う。すな
わち、エンジン回転数がアイドル回転数（例えば
750rpm）より低い設定回転数（例えば600rpm）
以下のエンジン始動時におけるクランキング時に
は、エンジン回転数に対する上記プランジヤ部材
１８に作用する圧力は、実線で示す第４図の基本
制御特性に基づく圧力制御に対して、始動時には
破線で示すように600rpm以下の完爆前のクラン
キング時では圧力を大幅に低くして実質的に圧力
通路２０を燃料排出通路１９に連通してシリンダ
１１の圧力をリークし、プランジヤ部材１８の作
動によつてニードル弁１６のリフト制御を行わな
いように解放して噴射率を増大するものであり、
600rpmから750rpmまでの完爆後のアイドル回転
数までは圧力を徐々に上昇させてアイドル回転数
で上記基本制御の圧力として噴射率を低下させる
ものである。

なお、上記圧力通路２０には燃料導入口９に供
給する燃料を分岐して供給するようにするか、も
しくは別途の圧力源からの圧力を供給するように
してもよく、前者の燃料ポンプ吐出圧を利用する
場合には圧力通路２０の圧力が燃料導入口９に作
用しないように両者間にチエツク弁を介設するの
が好ましい。

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１
４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
れる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と一体となつてリ
フトするようになる。

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１
６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
６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で外気温センサ２
４から外気温信号Ｔが、次のステツプＳ２で回転
数センサ２２からの回転数信号Ｎがそれぞれ入力
され、ステツプＳ３で上記外気温Ｔが５℃未満の
低温度かどうかを判断し、YES（５℃未満）のと
きには、ステツプＳ４でエンジン回転数Ｎがアイ
ドル回転数（750rpm）以下かどうか判断し、両
判断がNOすなわち低温始動時以外の領域におい
ては、ステツプＳ５で負荷センサ２３からの負荷
信号Peが入力され、この後、ステツプＳ６で上
記回転数信号および負荷信号に基づいてエンジン
の運転状態に対応するデユーテイ比が、前記第４
図の基本制御特性に基づいて予め記憶されている
デユーテイ比マツプから読み込まれ、ステツプＳ
８にて上記ステツプＳ６で読み込まれたデユーテ
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、圧力制御弁２１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る。し
かる後上記ステツプＳ１に戻つてそれ以後のステ
ツプが繰り返される。

一方、前記ステツプＳ３およびＳ４の判断が
YESの時すなわち低温始動時には、ステツプＳ
７で前記第５図の始動時補正の制御特性に基づい
て予め記憶されているデユーテイ比マツプから始
動時用の大きなデユーテイ比が読み込まれ、ステ
ツプＳ８ではこの始動時用の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
される。

このことにより、エンジンが低温始動時を除く
低負荷低回転領域にあるときには、制御装置２９
から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１６ａ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て燃料噴孔の微粒化が促
進され、燃料の着火性、燃焼性が高まつてHCの
排出が低減しエミツシヨン性能の向上等が図られ
る。また、エンジンが高負荷高回転領域にあると
きには、制御装置２９から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
ト抵抗力が減少し、このプランジヤ部材１８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
中の比例変化範囲でのリフト位置、またはスロツ
トル部１６ｄの脱出完了後のフルリフト位置に達
するまでリフト抑制をうけることなくスムーズに
リフトされるようになり、その結果、エンジンへ
の燃料噴射量が確保されてエンジン出力の向上を
図ることができる。

さらに、低温始動時においてエンジンがクラン
キングされるときには、上記基本制御特性による
デユーテイ比より高い値に設定されたデユーテイ
比を有するデユーテイ比信号が制御装置２９から
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大幅に低くな
つて該プランジヤ部材１８によるニードル弁１６
のリフト抵抗力が減少し、燃料噴射率の向上に伴
つて噴射初期の予混合燃焼を行う燃料量を増大
し、着火性を高めて短時間で完爆するように完爆
性を改善している。また、完爆後にエンジン回転
数がアイドル回転数まで上昇する時には、上記プ
ランジヤ部材１８に作用する圧力を高くして基本
制御とすることにより、噴射率を減少させて噴射
初期の噴射圧を高めて噴射燃料の微粒化促進によ
り燃焼性を改善して、完爆後の冷間状態における
半失火現象の発生を低減できるとともに、拡散燃
焼を行う後期噴射量を増大し、エンジントルクを
向上してエンジン回転数をアイドル回転数に速や
かに上昇させることができ、良好な始動性を確保
している。

実施例 ２ この実施例は第７図に示すように、他の燃料噴
射ノズル７′の例を示し、プランジヤ部材１８の
上端面に直接もしくは間接的に作用する圧力を３
段階に切換制御することによつてニードル弁１６
のリフト抑制を可変に行うようにしたものであ
る。

すなわち、前例と同様のリフト特性（第３図参
照）に形成されたニードル弁１６に対し、プラン
ジヤ部材１８はスプリング受部１６ａとの間に間
〓を保つことなく一体に移動可能に連接され、こ
のプランジヤ部材１８のプランジヤ部１８ｂが摺
動するシリンダ１１の中間部にはピストン３０が
介装され、このピストン３０の下方におけるシリ
ンダ１１には第１のリーク通路３３およびこれの
上方に第２のリーク通路３４がそれぞれ接続開口
され、第２のリーク通路３４には開閉弁よりなる
第１の圧力制御弁３１が介設されている。また、
ピストン３０より上方のシリンダ１１はロータリ
バルブよりなる第２の圧力制御弁３２を介して圧
力通路３６によつて燃料通路１５に連通されて燃
料圧力が供給されるとともに、このピストン３０
上方のシリンダ１１は第２の圧力制御弁３２の切
換位置において第３のリーク通路３５に連通され
るように設けられている。

上記第１および第２の圧力制御弁３１，３２の
作動は、回転数センサ２２、負荷センサ２３およ
び外気温センサ２４の信号を受け、制御回路２５
と駆動回路２６とを備えた制御装置２９からエン
ジンの運転状態に応じて出力される制御信号に応
じて制御され、第１の圧力制御弁３１が開作動し
てシリンダ１１を第２のリーク通路３４を介して
リークした時に、このシリンダ１１の圧力すなわ
ちプランジヤ部材１８に直接作用する圧力を低下
させる一方、第２の圧力制御弁３２を切換作動し
てシリンダ１１を第３のリーク通路３５を介して
リークした時に、このシリンダ１１の圧力すなわ
ちプランジヤ部材１８に間接的に作用する圧力を
低下させるようにしたものである。その他、前例
の第２図と同一構成のものには同一符号を付して
その説明を省略する。

上記制御は第８図に示すような特性に応じて行
われ、エンジンの運転状態が、低負荷・低回転域
の第１領域と、中負荷・中回転域の第２領域
と、高負荷・高回転域の第３領域とに区画さ
れ、これらの領域、、に応じてニードル弁
１６のリフト抑制状態が変更され、噴射率が変更
されるものである。

上記領域では、第１の圧力制御弁３１は閉じ
て第２の圧力制御弁３２は第７図に示された圧力
通路３６に連通した状態に制御し、ニードル弁１
６のリフトに対し、プランジヤ部材１８のプラン
ジヤ部１８ｂによつて第１のリーク通路３３の開
口が閉じられるまではリフト抑制は作用せず、こ
の第１のリーク通路３３の開口が閉じた時から第
１の圧力制御弁３１が閉じていることにより、プ
ランジヤ部材１８はピストン３０の上面に作用す
る燃料圧によつてリフト抑制を受ける。また、領
域では、第１の圧力制御弁３１が開となり、プ
ランジヤ部材１８は第１および第２のリーク通路
３３，３４の開口がプランジヤ部１８ｂによつて
閉じるまではリフト抑制を受けることなくリフト
し、これが閉じた後にピストン３０の移動に伴う
燃料圧によるリフト抑制を受け、上記領域より
抑制範囲が狭くなるものである。さらに、領域
では、第１の圧力制御弁３１を開き、第２の圧力
制御弁３２を第３のリーク通路３５側に切換え
て、ピストン３０の上下のシリンダ１１をリーク
解放して圧力が低下し、ニードル弁１６はリフト
抑制を受けることなくフルフリトまでリフトす
る。

上記構造において、始動時のような低負荷・低
回転域では領域のように制御されるが、前例と
同様の制御フローに基づき、低温始動時のクラン
キング時には制御装置２９によつて上記領域の
制御態様と同様に第１の圧力制御弁３１を開き、
第２の圧力制御弁３２をリーク側に切換えるよう
に制御されるものであつて、ピストン３０の上下
シリンダ１１がリーク解放されて、プランジヤ部
材１８の上端面に直接および間接的に作用する圧
力は低下して、ニードル弁１６のリフトは抑制さ
れず、噴射率が増大するものである。

この噴射率の向上に伴つて噴射初期の予混合燃
焼を行う燃料量が増大し、着火性が高まつて完爆
時間の短縮化が得られる。また、完爆後にエンジ
ン回転数がアイドル回転数まで上昇する時には、
始動時の基本制御特性である上記領域の制御態
様で制御され、ニードル弁１６のリフトを抑制し
て噴射率が低下するものである。この噴射率の低
減で噴射初期の噴射圧が高まり噴射燃料の微粒化
促進により燃焼性が改善され、完爆後の冷間状態
における半失火現象の発生が低減するとともに、
拡散燃焼を行う後期噴射量が増大し、エンジント
ルクが向上してエンジン回転数のアイドル回転数
への速やかな上昇が得られる。

上記した第２の実施例では、シリンダ１１は圧
力通路３６によつて直接燃料導入口９に連通する
ように構成されているが、前例と同様に別系統と
してもよい。また、前例ではニードル弁１６とプ
ランジヤ部材１８との間に間〓が形成されている
が、この例ではシリンダ１１に第１のリーク通路
３３を連通したことにより上記間〓を不要として
いる。よつて、このニードル弁１６とプランジヤ
部材１８とは一体形成するようにしてもよい。

なお、本発明は上記両実施例に限定されるもの
ではなく、種々の変形例をも包含するものであ
り、例えば上記両実施例では、エンジン回転数お
よび負荷に基づき燃料噴射ノズル７のプランジヤ
部材１８に印加する燃料圧力を制御してニードル
弁１６のリフト抑制開始時期を変化させるように
しているが、エンジン始動後のエンジンの冷機状
態には白煙が排出されやすいので、エンジンの吸
気温度または冷却水温度を検出してエンジンの白
煙発生運転状態（燃焼室での吸気の圧縮温度が低
い状態）を判別し、エンジンが白煙発生運転状態
にあるときにはプランジヤ部材１８への印加圧力
を高めることにより、燃料の燃焼性を向上させて
白煙の発生を低減するようにしてもよい。

一方、過給機付デイーゼルエンジンに適用し
て、吸気の過給圧が低いときにはプランジヤ部材
１８への印加圧力を高圧にすることにより、燃焼
室内の吸気に対する燃料の分配性を高めて燃焼性
を良好にし、吸気の過給圧が高いときにはプラン
ジヤ部材１８への印加圧力を低圧にすることによ
り、燃料噴射量を確保してエンジン出力を向上さ
せることも可能である。

さらに、排気還流システムを備えたデイーゼル
エンジンに適用して、排気還流率が大きいときに
はプランジヤ部材１８への印加圧力を高圧にする
ことにより、スモークの悪化を防止することもで
きる。

さらにまた、上記実施例の構成において、エン
ジンの燃焼室に発生する吸気スワールの強弱をコ
ントロールするスワール制御装置を付加して、エ
ンジンの運転状態に応じてプランジヤ圧力とスワ
ールとを同時に制御することにより、エンジンの
低負荷域でのエミツシヨン性能の向上、低速域で
のスモーク発生の低減、高速域での出力向上を図
るようにしてもよい。

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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるデイーゼル
エンジンの要部縦断面図、第２図は第１の実施例
における燃料噴射ノズルを縦断面にして示す燃料
噴射装置の全体構成図、第３図は第２図における
燃料噴射ノズルにおけるニードル弁のリフト量と
燃料噴孔開口面積との関係を示す特性図、第４図
は第２図における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図はエンジン始動時におけるエンジン
回転数に対するプランジヤ部材に作用させる圧力
の制御特性を示す説明図、第６図は制御系のフロ
ーチヤート図、第７図は第２の実施例における燃
料噴射ノズルを縦断面にして示す燃料噴射装置の
全体構成図、第８図は第７図におけるエンジンの
運転状態と制御領域との関係を示す説明図、第９
図は燃料噴射ポンプによる吐出燃料の始動増量を
示す特性図、第１０図は燃料噴射ノズルのセント
ラルプランジヤの有無に対応した始動時の燃料噴
射量の変化を示す実験結果図である。 ７，７′……燃料噴射ノズル、８……燃料噴孔、
９……燃料導入口、１０……ノズル本体、１１…
…シリンダ、１４……燃料圧力室、１５……燃料
通路、１６……ニードル弁、１６ｃ……弁部、１
６ｄ……スロツトル部、１７……ノズルスプリン
グ、１８……プランジヤ部材、１８ａ……ロツド
部、１８ｂ……プランジヤ部、２０……圧力通
路、２１……圧力制御弁、２２……回転数セン
サ、２３……負荷センサ、２５……制御回路、２
６……駆動回路、２９……制御装置、３０……ピ
ストン、３１，３２……圧力制御弁、３３，３
４，３５……リーク通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ニードル弁の軸心と一致し、かつ一端がニー
   ドル弁と対峙して、その軸方向に摺動自在なプラ
   ンジヤ部材を設け、該プランジヤ部材の他端面に
   直接もしくは間接的に圧力を作用させてニードル
   弁のリフト量を抑制する構成としたピントル型燃
   料噴射ノズルを有する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
   ルのプランジヤ部材他端面に直接もしくは間接的
   に作用する圧力を制御する圧力制御弁を設け、か
   つ、エンジン回転数および負荷の少なくとも一方
   の増大に応じて上記プランジヤ部材に作用する圧
   力を低下させて噴射率を増加させる一方、エンジ
   ンの冷間始動時における完爆までのクランキング
   時にはこのプランジヤ部材に作用する圧力を低下
   させて噴射率を増加させるとともに、完爆後にお
   けるエンジン回転数がアイドル回転数まで上昇す
   るときにはプランジヤ部材に作用する圧力を高く
   して噴射率を減少させるよう圧力制御弁を駆動す
   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。