JPH0610460B2

JPH0610460B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0610460B2
Application number: JP60244126A
Authority: JP
Inventors: 幸弘夏山; 猪頭　　敏彦; 康行 ▲榊▼原; 融吉永; 重樹大道
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS62107264A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はアキュームレータノズルとして知られる燃料噴
射弁を具備する燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術および問題点〕

多気筒内燃機関においては、各気筒毎に燃料噴射弁が設
けられる。このため燃料噴射ポンプには、これらの燃料
噴射弁に燃料を分配するための機構が必要となり、燃料
噴射ポンプの構造が複雑になるという問題がある。

また燃料噴射弁は、機関負荷が変化すると、噴射量が適
正値になるまでに時間がかかるという問題がある。これ
は、噴射後における燃料噴射弁の内部の燃料圧力が燃料
噴射量の大きさによって変わるためである。例えば少量
噴射から大量噴射に移行する場合、燃料噴射ポンプから
の送油量は要求値に達しているにもかかわらず、燃料噴
射弁の内部の圧力は低い状態から上昇するので、その送
油量に対応する圧力に迅速に達することができず、噴射
量は要求値より少なくなってしまう。数回の燃料噴射
後、燃料噴射弁内は送油量に対応する圧力となり、ここ
で始めて要求噴射量を得ることになる。

本発明は上記問題を一挙に解決することを目的としてな
されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る燃料噴射装置は、所定量の燃料を吐出可能
な燃料噴射ポンプと、各気筒毎に対応して設けられ、上
記燃料噴射ポンプから供給された燃料を高圧状態で保持
するとともに高圧燃料を噴射するアキュームレータノズ
ルと、途中で気筒数に対応した数に分岐し、一端が上記
燃料噴射ポンプの吐出口に連結され、分岐した側の各端
部が各アキュームレータノズルに連結される燃料管路
と、この燃料管路の途中に設けられ、この燃料管路を介
して上記アキュームレータノズルに供給される燃料の圧
力を、上記多気筒内燃機関の負荷上昇とともに増加さ
せ、負荷低下とともに減少させる圧力調整手段と、上記
アキュームレータノズルを開弁させて高圧燃料を噴射さ
せる制御手段とを備えることを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す。この
アキュームレータノズル１、２、３、４はエンジンの燃
焼室内に燃料を噴射するために用いられるものであっ
て、各気筒に１個ずつ、例えば４気筒の場合４個、装着
される。これらのアキュームレータノズル１、２、３、
４には、燃料噴射ポンプ400から燃料が圧送され、この
噴射ポンプ400には、通常設けられるタイマ機構、燃料
分配機構、および気筒数に等しいプランジャは設けられ
ておらず、単一のプランジャによる調量機構のみを有し
ている。本実施例においては、燃料噴射ポンプ400は、
通常、列型ポンプと呼ばれるものである。噴射ポンプ40
0から圧送されてきた燃料は、後述するように、入口ポ
ート１１からこのアキュームレータノズル１内の蓄圧室
４０に流入し、ニードル弁１２の開閉動作によって噴口
１３から噴射される。噴射ポンプによる送油時期は、通
常のように各々の気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）近辺では
なく、その充分前、例えば圧縮上死点前(BTDC)６０゜ク
ランクアングルには既に終了している。噴射ポンプによ
る１回の送油量は、従来公知のように噴射ポンプのレバ
ー開度で調量される。

燃料噴射ポンプ400と各アキュームレータノズル１、
２、３、４を接続する燃料管路７０は、一端が噴射ポン
プ400の吐出口に連結され、途中で気筒数に対応した数
に分岐し、その分岐した側の各側部が各アキュームレー
タノズル１、２、３、４の入口ポート１１に連結され
る。この燃料管路７０の分岐部分よりも噴射ポンプ400
側には、噴射管路７０内の燃料圧力を増減させる圧力調
整手段としての可変容積装置500が設けられる。可変容
積装置500は、後述するように、アクセルペダル８０に
連動して燃料管路７０内の燃料圧力を変化させ、すなわ
ち、アクセル開度が大きいほど燃料圧力を高くし、アク
セル開度が小さいほど燃料圧力を低くする。

アキュームレータノズル１のハウジングは、圧電性アク
チュエータとしてのピエゾアクチュエータ３１を保持す
るアクチュエータ保持体としてのピエゾホルダ２０、後
述するように液圧制御室としての制御油圧室３４を規定
する中空円筒形のディスタンスピース２１、制御油圧室
３４の底部を規定しアキュームレータノズル１を保持す
るノズルホルダ２２、および後述する蓄圧室を規定し下
端部が閉鎖された中空円筒形のノズルボディー２３によ
って形成される。ピエゾホルダ２０はピエゾアクチュエ
ータ３１を固定するように一端が閉鎖され、他端の開口
部側にはディスタンスピース２１が面着配設され、この
ディスタンスピース２１のピエゾホルダ２０とは反対側
には対向して同心状にノズルホルダ２２が設けられてい
る。ノズルホルダ２２はフランジ２４をディスタンスピ
ース２１に密着されており、このノズルホルダ２２とデ
ィスタンスピース２１とピエゾホルダ２０は、ノズルボ
ディー２３により外周から相互に密着して一体結合され
ている。例えば、ノズルボディー２３内壁に形成された
ネジ穴にこれらノズルホルダ２０が螺入されることによ
り、ノズルホルダ２２、ディスタンスピース２１および
ノズルホルダ２０がノズルボディー２３と一体結合され
る。

ピエゾホルダ２０の内部に形成されたボア３０には、ピ
エゾアクチュエータ３１とピストン３２と皿ばね３３が
収容されている。ピエゾアクチュエータ３１の上端は絶
縁板６１を介してボア３０の底部すなわち、ピエゾホル
ダ２０の底部に固定され、またピエゾアクチュエータ３
１の下端には絶縁板６２を介して、ピストン３２の上面
が面着連結されている。ピエゾアクチュエータ３１の外
径は、後述するようにピエゾアクチュエータ３１の伸張
収縮変位を考慮してボア３０の内径よりも小さくしてあ
る。ピストン３２はボア３０の内径とほゞ同じ径を有す
る大径部321と、ボア３０の内径、例えば１５mmφより
径の小さい、例えば１２mmΕの小径部322とから成る。
すなわちピストン３２は、大径部321がボア３０内にお
いて摺動自在であり、且つ、小径部322がディスタンス
ピース２１のボア211内に油密を保って摺動自在である
ように形成され、これらボア30，31内に収容されてい
る。尚、上記の如く、小径部322の径をボア３０の内
径、すなわちピエゾアクチュエータ３１の径より小さく
しているのは、ピエゾアクチュエータ３１に大きな応力
が繰返し印加した場合、アクチュエータ３１にかゝる受
圧力を緩和し、ピエゾアクチュエータ３１の劣化および
破壊を防止するためである。

ディスタンスピース２１の下部とノズルホルダ２２とは
密着して結合されている。ピストン３２の下面とノズル
ホルダ２２の上面との間、およびディスタンスピース２
１の内壁で規定される空隙には、ピストン３２の摺動に
よりその容積が変化する、制御油圧室３４が形成され
る。

ノズルホルダ２２の軸中心に穿孔されたボア221には、
ニードル弁１２の受圧棒121が気蜜性を保って摺動自在
に収容されている。ニードル弁１２の受圧棒121の下方
には、鍔状に突出するスプリングガイド124が形成さ
れ、このスプリングガイド124の下方には弁体122が形成
される。弁体122はノズルボディ２３の中心軸に穿設さ
れた小径ボア231内に摺動自在に収容され、また弁体122
の外周面には、この弁体122の軸心方向に沿って延びる
燃料通路125が形成される。弁体122の先端は円錐状に成
形され、一方、ノズルボディ２３の下端には円錐状のシ
ート面４６が形成されるとともに噴口１３が穿設され、
一方、弁体122の先端はシート面４６に密着可能となる
よう円錐状に成形される。しかしてニードル弁１２が昇
降すると、弁体122の先端がシート面４６に接離し、こ
れにより噴口１３が開閉される。

ノズルボディ２３はディスタンスピース２１の内径と略
同じ内径を有する蓄圧室４０を有し、この蓄圧室４０内
にはニードル弁１２が昇降自在に収容される。ばね４１
は、上端をノズルホルダ２２の下面に、下端をスプリン
グガイド122の上面にそれぞれ係止させ、ニードル弁１
２を常時閉弁方向に付勢する。

ピエゾホルダ２０の上端には入口ポート１１が形成さ
れ、またボア３０に沿って、入口ポート１１に連通する
通路５４が穿設される。ディスタンスピース２１には、
通路５４に連通する孔が穿設されるとともに、この孔内
には逆止弁５０が、設けられる。一方、ノズルホルダ２
２には、この孔および油圧制御室３４に連通する径方向
溝５６が形成され、さらにこの溝５６に連通する孔が穿
設されるとともに、この孔内には逆止弁５１が設けられ
る。ノズルホルダ２２の孔は蓄圧室４０に連通する。逆
止弁５０はホール弁50ａ、ばね50ｂ、および止めねじ50
ｃから成り、ばね50ｂはボール弁50ａを閉弁方向に付勢
し、止めねじ50ｃには通路50ｄが形成される。同様に、
逆止弁５１はボール弁51ａ、このボール弁51ａを閉弁方
向に付勢するばね51ｂ、および通路50ｄを形成された止
めねじ50ｃから成る。

ピエゾホルダ２０、ディスタンスピース２１、ノズルホ
ルダ２２は、ノックピン（図示せず）により位置決めさ
れ、これにり入口ポート１１に流入する燃料は、通路５
４、逆止弁５０、径方向溝５６、および逆止弁５１を通
り、蓄圧室４０に導かれる。逆止弁50，51は通路５４内
の燃料圧力が所定値以上になった時開弁し、開弁した
時、入口ポート１１、油圧制御室３４、および蓄圧室４
０を相互に連通する。

前述の制御油圧室３４の容積は、ピエゾアクチュエータ
３１が軸方向に膨張し、皿ばね３３に抗してピストン３
２を押下げたとき収縮する。一方、ピエゾアクチュエー
タ３１が軸方向に収縮したときあるいはピエゾアクチュ
エータ３１を収縮させるのに充分な高圧の燃料が油圧制
御室３４に供給されたとき、ピストン３２を押し上げて
ピエゾアクチュエータ３１を収縮させ、制御油圧室３４
の容積が膨張する。

ピエゾアクチュエータ３１は、例えば、直径１５mm、厚
さ０．５mmの円板状の圧電素子と、直径１５mm、厚さ
０．０１mmの銅板とを交互に積層して円柱状にしたもの
であり、各々の圧電素子の厚み方向に並列に電圧を印加
できるように、リード線３５と上記銅板とが結合され
る。リード線３５はグロメット３６を介してピエゾホル
ダ２０の外部へ伸びており、図示しない電気回路に接続
されている。圧電素子は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛
を主成分として焼成された強誘電体セラミックスが用い
られる。この強誘電体セラミックスは、ピエゾ効果を有
する代表的な素子である。その物性は、上記の１個当
り、厚み方向に500Ｖの電圧を印加すると０．５μｍだ
け厚みが増し、逆に500Ｖの電圧が発生している時その
両端を短絡してその蓄積電荷を放出させると０．５μｍ
厚みが減少する。また厚み方向に200kg／cm²の圧力を印
加すると、その収縮に伴って厚み方向に200Ｖの電圧を
発生する。本実施例においては、ピエゾアクチュエータ
３１は、圧電素子を100枚、電気的並列に結合してある
ので、500Ｖの電圧を印加すると合計で５０μｍの伸長
が得られる。かゝるピエゾアクチュエータ３１の軸方向
伸張収縮によりピストン３２が上下動することとなる。
またピストン３２を介して収縮されることにより、電荷
が蓄積される。

次に燃料噴射ポンプ400の構成について述べる。この噴
射ポンプ400は１本のプランジャ401を有し、燃料を各噴
射弁１、２、３、４に分配するための機構、および噴射
時期を制御するためのタイマ機構を有していない。ケー
シング402に形成されたシリンダボア403内に摺動自在に
収容されたプランジャ401は、エンジン回転数の１／２
に同期して往復運動を行なうよう構成されているが、ポ
ンプ圧送量の能力に合わせエンジン回転数の１／２、１
／１、２／１倍等に同期するよう構成することもでき
る。例えば、エンジン回転の１／２に同期する場合、駆
動力はエンジンのクランク軸からギアまたはタイミング
ベルトを介して駆動軸405に伝導され、プランジャ401は
この駆動軸405に設けられたフェイスカム406によりエン
ジン回転の１／２の回転数だけ上下方向に往復運動を行
なう。すなわちプランジャ401の下端に形成されたタペ
ット407は、スプリング408により常時図中下方へ付勢さ
れてフェイスカム406に当接するようになっており、プ
ランジャ401は、駆動軸405の回転に伴ない、フェイスカ
ム105の形状に合わせて往復運動を行なう。

プランジャ401の上端面404とシリンダボア403とにより
形成される圧力室408は、プランジャ401の往復運動によ
り拡大収縮し、圧力室408が拡大する時、フィードポン
プ409を介して送られてくる燃料はケーシング402に形成
された入口ポート417を介して圧力室408内に吸入され、
圧力室408が収縮する時、圧力室408内の燃料はデリバリ
弁410を押開き、吐出口411を介して燃料管路７０へ吐出
される。デリバリ弁410は圧力室408を閉塞する弁体412
と、この弁体412を圧力室408側へ付勢するばね413とを
有する。弁体412は圧力室408内の圧力の大きさに応じて
開放して燃料を燃料管路７０側へ通過させ、圧力室408
内の圧力が小さくなると、ばね413の弾発力によって圧
力室408側へ変位し、これにより燃料管路７０内の圧力
を低下させる。すなわち、デリバリ弁410は逆止弁およ
び吸い戻し弁としての機能を有する。

プランジャ401は、表面にら線状の通路414が形成され、
また内部には圧力室408に連通する中心軸方向の通路41
5、およびこれらの通路414，415を連結する半径方向の
通路416が穿設される。プランジャ401が図中下方に移動
すると、プランジャ401の上端面404が入口ポート417よ
り下って圧力室408がこの入口ポート122と連通し、フィ
ードポンプ409を介して燃料が圧力室408へ送り込まれ
る。プランジャ401が下死点に達し、上方に移動し始め
ると、その後プランジャ401は入口ポート417を閉塞し、
圧力室408内の燃料を圧縮する。圧縮された燃料はデリ
バリ弁410を押開いて燃料管路７０へ吐出される。プラ
ンジャ401がさらに上昇しつづけると、ら線状の通路414
と入口ポート417が連通し、圧力室408の燃料は入口ポー
ト417を通ってフィードポンプ409側へ逆流し、燃料の圧
送を終了する。この時デリバリ弁410の吸いもどし作用
により燃料管路７０の燃料圧力は低下する。

燃料噴射ポンプ400の燃料吐出量の調整は、プランジャ4
01を回転させてら線状の通路414と入口ポート417が連通
する時のプランジャ401の位置を変えることにより行な
われる。例えば第１図の状態では、入口ポート417とら
線状の通路414とが最も早く導通するようになってお
り、したがって燃料の吐出量は少ない。これに対し、プ
ランジャ401が上方より見て時計まわりに回転すると入
口ポート417と通路414が導通する時期が遅くなり、燃料
吐出量は多くなる。このプランジャ401の回転を行なう
為に、プランジャ401には、上下方向に多数の溝のある
スプライン420が設けられ、このスプライン420にはピニ
オンギア421が摺動可能に嵌合されている。ピニオンギ
ア421は、リンク422を介してアクセルペダル８０の動き
に連動するラック423に噛合し、アクセル開度に応じて
回転変位する。すなわち、アクセル開度が小さい時、ラ
ック423は図中左方に位置して、燃料吐出量を少なく
し、またアクセル開度が大きい時、ラック423は右側に
移動して燃料吐出を多くする。

次に可変容積装置500の構成について述べる。ケーシン
グ501は大径ボア502と小径ボア503を有し、小径ボア503
内にはピストン504が摺動自在に収容されて圧力室505が
形成される。圧力室505は燃料管路７０に連通し、ピス
トン504が進退動することにより拡大収縮する。すなわ
ち、これにより燃料管路７０内の燃料圧力が変化する。
なお、ピストン504は直径４mmで、ストロークは１０mm
である。また圧力室505から大径ボア502に漏れた燃料
は、ケーシング501に穿設された孔513を通ってタンクへ
戻されるようになっている。

ピストン504の基部は大径ボア502内に突出し、このボア
502内に設けられたフェイスカム506に係合する。フェイ
スカム506は回転軸507に圧入されており、この回転軸50
7の一端はケーシング501の内壁面に形成された凹部に支
持され、他端はケーシング501を貫通し、その突出端に
はレバー508が固定される。レバー508はリンク514を介
してアクセルペダル８０に連結される。レバー508は鍔
状部511とナット512により挟持されて上下方向の動きを
止められる。回転軸507とケーシング501との間にはＯリ
ング509が設けられ、これにより燃料の漏洩が防止され
る。回転軸507のケーシング501から突出した部分にはサ
ークリップ510が設けられ、回転軸507の上下動が防止さ
れる。

第２図はフェイスカム506とレバー508との位置関係を示
す。この図から理解されるように、レバー508はフェイ
スカム506の長径の方向と同じ方向に設けられ、アクセ
ル開度が小さい時、実線で示す様にフェイスカム506の
短径方向とピストン504が当接し、すなわち、この時ピ
ストン504は圧力室505内の圧力により図中右側に移動
し、またアクセル開度が大きい時、ピストン504は左方
に移動して圧力室505の容積を小さくするようになって
いる。なおピストン504の端面には圧力室505内の圧力が
作用する為、ピストン504は常にフェイスカム506に押し
つけられ、したがってスプリング等を設ける必要がな
い。また、レバー508はフェイスカム506の直径より数倍
長くなっているので、この比に相当する分だけアクセル
８０を踏む力を減らすことができる。

本実施例は次のように作用して燃料を噴射する。

エンジンのある気筒が圧縮上死点前９０゜クランクアン
グルになった時、アキュームレータノズル１、２、３、
４に対して同時に燃料噴射ポンプから燃料が圧送され始
める。この圧送された燃料は、燃料管路７０を経てアキ
ュームレータノズル１、２、３、４へ導びかれる。アキ
ュームレータノズル１において、燃料管路７０からの燃
料は通路５４、逆止弁５０、径方向溝５６および逆止弁
５１を経て蓄圧室４０に流入する。またこの時、逆止弁
５０および径方向溝５６を通った燃料は制御油圧室３４
へも流入する。

ここで、ニードル弁１２に作用する燃料圧に関し、下向
きに作用する圧力についての受圧面積はニードル弁１２
の受圧棒121の断面積に等しいのに対し、上向きに作用
する圧力についての受圧面積は、受圧棒121の断面積か
ら弁体122の下端部がシート面４６に密着する部分を差
引いた分の断面積である。したがってニードル弁１２に
作用する燃料圧は下向きの成分の方が大きい。またニー
ドル弁１２には、ばね４１の弾発力が下向きに作用す
る。しかしてニードル弁１２は着座状態を維持し、噴口
１３を閉塞しており、アキュームレータノズル１に供給
された燃料は蓄圧室４０と制御油圧室３４の中に圧縮さ
れながら流入し、蓄圧される。燃料噴射ポンプ400から
の送油は圧縮上死点前６０゜には終了するが、それに伴
ない逆止弁50，51は閉塞し、蓄圧室40と制御油圧室34は
遮断する。ここで燃料噴射ポンプ400のデリバリ弁410は
吸い戻し作用を行なうので、燃料管路７０の圧力は、蓄
圧室４０および制御油圧室３４の圧力より低くなってい
る。

任意の時期、例えば圧縮上死点においてピエゾアクチュ
エータ３１を収縮させると制御油圧室３４の容積が拡大
され、この拡大量に応じてニードル弁１２が上方に変位
し、噴口１３が開放して蓄圧室４０の燃料はエンジン燃
焼室に噴射される。この燃料噴射によって蓄圧室４０内
燃料圧力は低下していき、それに従いニードル弁１２は
降下していく。そして最後には、ニードル弁１２はシー
ト面５６に着座し、噴口１３を閉塞して燃料噴射を終了
する。

他のアキュームレータノズル２、３、４もこの動作を次
々に行ない、各気筒について燃料噴射が行なわれ、エン
ジンの１回転が終了する。第３図(a)、(b)、(c)、(d)は
各気筒についての燃料噴射の動作を示し、第３図(a)は
燃料管路７０内の圧力、第３図(b)はピエゾアクチュエ
ータの駆動信号、第３図(c)はアキュームレータノズル
内の圧力、第３図(d)は噴射率の変化をそれぞれ示す。
なおこの図中、数字はアキュームレータノズルの参照符
号を示す。燃料噴射ポンプ400の作用により燃料管路７
０内の圧力が上昇し（第３図(a)）、これにより各アキ
ュームレータノズル１、２、３、４内の圧力が同時に上
昇する（第３図(c)）。ピエゾアクチュエータ３１に対
する駆動信号は、アキュームレータノズル１、２、３、
４の順に出力され（第３図(b)）、これにより各アキュ
ームレータノズル１、２、３、４のピエゾアクチュエー
タ３１は、伸長した後収縮する。アキュームレータノズ
ル１、２、３、４内の圧力は、ピエゾアクチュエータ３
１の伸長により上昇し、その後収縮して急激に下降する
（第３図(c)）。この収縮時、燃料噴射が行なわれる
（第３図(d)）。その後、再び燃料噴射ポンプ400から燃
料が吐出されて燃料管路７０内の圧力が上昇し、上記の
動作が繰返えされる。

燃料噴射ポンプ400からの送油量が少ない場合、すなわ
ち燃料噴射量の少ない場合には、制御油圧室３４および
蓄圧室４０ともに圧力は低く、これにより燃料噴射開始
時における燃料圧力および燃料噴射終了時における燃料
圧力ともに低くなる。従って燃料噴射終了後の制御油圧
室３４および蓄圧室４０は、噴射量の多い場合に比べて
圧力が低い状態で燃料噴射ポンプ400からの送油を待つ
こととなる。このように燃料噴射量の大きさに応じて燃
料噴射後の制御油圧室３４と蓄圧室40の圧力が異なるの
で、何らかの対策を講じないと、燃料噴射ポンプ400か
らの送油量が変わる加減速時、噴射圧力の変化の応答遅
れが生じる。この応答遅れを防止するため、本実施例に
おいては可変容積装置500が設けられる。

すなわち、例えば燃料噴射量を増加させるべくアクセル
ペブル８０を踏込むと、これにより圧力室505の容積が
小さくなり、燃料管路７０内が圧縮されてこの内部の燃
料圧力が速やかに上昇する。燃料圧力はその系の容積が
１％収縮すれば約100気圧上昇する。本実施例では噴射
ライン７０の容積は2000(mm³)であるので、可変容積装
置500のピストン504が５(mm)変位とすると約300(kg^f／c
m²)の圧力上昇が生じる。逆に減速時にアクセルペダル
８０の開度を小さくすると、ピストン504が油圧力によ
り押戻され燃料管路７０の圧力が低下する。定常走行時
には、ピストン504は一定の位置にあって燃料管路７０
の圧力は変化せず、加減速時、ピストン504を変位させ
て要求噴射圧すなわち要求噴射量が迅速に得られる。

以上のように本実施例は、燃料噴射ポンプ400とアキュ
ームレータノズル１、２、３、４の間の燃料管路７０に
可変容積装置500を設け、これをアクセルペダル８０と
連動させ、アクセル開度の小さい時には、圧力室505の
容積を大きく、逆にアクセル開度の大きい時には圧力室
505は小さくしたものである。またアキュームレータノ
ズル１は圧送されてきた燃料をその内部の蓄圧室４０に
蓄圧し、必要な時期にピエゾアクチュエータ３１を作動
させることにより、噴口１３からエンジンの燃焼室内に
燃料を噴射供給することができる。

したがって本実施例によれば、次の〜の効果が得ら
れる。

従来の列型噴射ポンプに必要であったタイマ機構、お
よびエンジン気筒数と等しいプランジャが必要なく、調
量機構のみを持つ非常に簡単な構成の燃料噴射ポンプ40
0でよい。

可変容積装置500を用いることにより加減速時の追従
性が非常によくなる。

可変容積装置500は低負荷時には容積を大きくし、燃
料管路７０の圧力を低くしてアキュームレータノズル
１、２、３、４の噴射圧力を低下させ、逆に高負荷時に
は噴射圧力を高くすることができ、エンジン性能上望ま
しい。

また、エンジン回転数と同じ回転数、あるいは２倍の回
転数で燃料噴射ポンプ400を駆動する場合、燃料噴射量
の増減に対して燃料圧力をより迅速に変化させることが
でき、加減速時における応答性を一層向上させることが
できる。

第１の実施例においては、通常列型ポンプと呼ばれる燃
料噴射ポンプ400が設けられていたがボッシュＶＥ型ポ
ンプとして知られる分配型の燃料噴射ポンプを用いても
第１の実施例と同様の効果が得られる。この場合、気筒
分配機構を必要とせず、また例えば４気筒エンジンにア
キュームレータノズルを用いる場合、エンジン回転の１
／２でポンプを駆動させればよい。また通常の様に各気
筒ごとにデリバリ弁を必要とせず、ポンプ圧力室にデリ
バリ弁を１個を装着するだけでよく、これにより分配機
構も必要としない。従って燃料噴射ポンプを非常に簡単
な構成とすることができる。

第４図(a)、(b)、(c)、(d)は、分配型ポンプを燃料噴射
ポンプ400に用いた第２実施例における、各気筒につい
ての燃料噴射の動作を示す。この第４図(a)〜(d)はそれ
ぞれ第３図(a)〜(d)と同じものを示し、これらの図を対
比すると理解されるように、燃料噴射ポンプ400の吐出
圧の変化（第３図(a)および第４図(a)）およびアキュー
ムレータノズル内の圧力の変化（第３図(c)および第４
図(c)が異なる。すなわち、第２実施例によれば、燃料
噴射ポンプ400のプランジャがエンジン１回転あたり４
回往復するので、燃料管路７０内の圧力はエンジン１回
転あたり４回上昇する。またアキュームレータノズル
１，２，３，４内の圧力はそのノズルのピエゾアクチュ
エータ３１の伸長動作に応じていったん上昇し、その後
ピエゾアクチュエータ３１の収縮により下降する。この
収縮により燃料噴射が行なわれる（第４図(d)）。一
方、燃料噴射が行なわれたアキュームレータノズル内に
は、圧力の低下により管路７０を介して燃料が流入し、
アキュームレータノズル内の圧力はアクチュエータ３１
の伸縮動作の前の値に復帰する。

第５図は可変容積装置の他の実施例を示す。

この可変容積装置550は、エンジンに発生する負圧を利
用して燃料管路７０内の燃料圧力を変化させるものであ
り、ディーゼルエンジンの場合にはバキュームポンプの
負圧を利用し、吸気絞り装置を持つ場合にはマニホール
ド内の負圧を利用する。またガソリンエンジンの場合
は、マニホールド内の負圧を利用し、燃料管路７０の容
積をエンジン負荷に応じて変化させるものである。

ケーシング551は、有底筒状部材551aの開口部に蓋部材5
51bをボルト552により固定して構成され、蓋部材551bに
穿設されたボア553には、ピストン554が摺動自在に収容
されて圧力室555が形成される。この圧力室555は燃料管
路７０に連通する。ピストン554の圧力室555とは反対側
には円板556が形成され、この円板556はケーシング551
内に収容される。ダイヤフラム557は、その外周縁部が
有底筒状部材551aと蓋部材551bにより挟持され、その内
周縁部が円板556とリテーナ558により挟持されて固定さ
れる。リテーナ558は円板556から突出するねじ部559に
ナット560を螺合して円板556に固定される。しかして、
ケーシング551内の有底筒状部材551a側には変圧室561が
形成され、また蓋部材551bには大気圧室565が形成され
る。この変圧室561内にはばね562が設けられ、このばね
562はリテーナ558を介してピストン554を圧力室555側に
付勢する。

有底筒状部材551aに設けられたパイプ563は図示しない
負圧源（例えばバキュームポンプ）に接続され、通路56
4を介して変圧室561に連通する。一方、蓋部材551bに設
けられたドレーンパイプ566は大気に開放され、また大
気圧室565に連通する。しかして変圧室561に導かれる負
圧に応じてピストン554は変位し、圧力室555の容積を変
化させる。なおピストン554の前進位置は蓋部材551bの
内壁面551cにより規制される。

しかしてピストン554は、その端面に作用する圧力室555
内の圧力とダイヤフラム557に作用する変圧室561内の負
圧により左方へ付勢され、ばね562の弾発力により右方
へ付勢される。すなわち、ピストン554の位置はこれら
の力のつりあいにより定まる。したがって、低負荷時に
は、負荷が大きい為に、ピストン554は図中左方へ移動
し、圧力室555は大きくなる。逆に高負荷時には、負圧
が小さい為、スプリング562の弾発力によりピストン554
は、図中右方へ移動し、圧力室555の容積は小さくな
る。すなわち、この可変容積装置550によっても上記第
１実施例における可変容積装置550による場合と同じ効
果が得られ、高負荷時にはより高圧噴射、低負荷時に
は、より低圧噴射となり、エンジン性能を向上させるこ
とができ、また加減速時の応答性も向上させることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、燃料噴射ポンプの構造が
簡単になり、また機関負荷の変化に応じて燃料噴射量が
迅速に追従し、応答性が向上するという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はカムとピストンの位置関係を示す平面図、第３図は第１図の実施例における作用を示し、第３図は
(a)は燃料管路内の圧力を示すグラフ、第３図(b)はピエ
ゾアクチュエータの駆動信号を示すグラフ、第３図(c)
はアキュームレータノズル内の圧力を示すグラフ、第３
図(d)は噴射率を示すグラフ、第４図は分配型の燃料噴射ポンプを用いた実施例におけ
る作用を示し、第４図(a)は燃料管路内の圧力を示すグ
ラフ、第４図(b)はピエゾアクチュエータの駆動信号を
示すグラフ、第４図(c)はアキュームレータノズル内の
圧力を示すグラフ、第４図(d)は噴射率を示すグラフ、第５図は可変容積装置の他の実施例を示す断面図であ
る。１，２，３，４……アキュームレータノズル、７０……燃料管路、 400……燃料噴射ポンプ、 500……可変容積装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉永融愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者大道重樹愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献特開昭61−182456（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒内燃機関の各気筒に高圧燃料を供給
する燃料噴射装置であって、所定量の燃料を吐出可能な燃料噴射ポンプと、各気筒毎に対応して設けられ、上記燃料噴射ポンプから
供給された燃料を高圧状態で保持するとともに高圧燃料
を噴射するアキュームレータノズルと、途中で気筒数に対応した数に分岐し、一端が上記燃料噴
射ポンプの吐出口に連結され、分岐した側の各端部が各
アキュームレータノズルに連結される燃料管路と、この燃料管路の途中に設けられ、この燃料管路を介して
上記アキュームレータノズルに供給される燃料の圧力
を、上記多気筒内燃機関の負荷上昇とともに増加させ、
負荷低下とともに減少させる圧力調整手段と、上記アキュームレータノズルを開弁させて高圧燃料を噴
射させる制御手段とを備えることを特徴とする燃料噴射
装置。
【請求項２】上記圧力調整手段が、ケーシングと、この
ケーシング内に摺動自在に収容され、上記燃料管路に連
通する圧力室を区画形成するピストンとを備え、このピ
ストンが進退動して該圧力室の容積を変化させ、上記燃
料管路内の燃料圧力が調整されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。
【請求項３】上記ピストンが機関負荷の大きさに応じて
進退動し、機関負荷が大きいほど上記圧力室の容積を小
さくすることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
燃料噴射装置。