JPH0642372A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

燃料噴射制御装置

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JPH0642372A
JPH0642372A JP4217314A JP21731492A JPH0642372A JP H0642372 A JPH0642372 A JP H0642372A JP 4217314 A JP4217314 A JP 4217314A JP 21731492 A JP21731492 A JP 21731492A JP H0642372 A JPH0642372 A JP H0642372A
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JP
Japan
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fuel
chamber
pressure side
valve
armature
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JP4217314A
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Inventor
Toshiaki Kasahara
俊明 笠原
Hiroshi Ishiwatari
宏 石渡
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射ポンプの低圧側と高圧側との間に設
けられるソレノイドバルブを用いて燃料噴射を制御する
燃料噴射制御装置において、高圧側から低圧側への燃料
のスピルに伴う高周圧力波がアーマチュアを収納するア
ーマチュア室に伝搬するのを抑え、ソレノイドの経時的
な変形や浸食を低減させる。 【構成】 燃料噴射ポンプの高圧側と低圧側との間に設
けられたソレノイドバルブに、アーマチュアを収納する
アーマチュア室と弁体の弁頭部を収納し低圧側に接続す
るスピル室とを連通する連通路を設け、更にこの連通路
の途中に通路断面を小さくしたオリフィス部を設け、連
通路を介してスピル室からアーマチュア室に伝搬する高
周圧力波を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等に用いられる燃料噴射ポンプの噴射量制御装置、より
詳しくは、ポンプの高圧側と低圧側との間に設けられる
ソレノイドバルブにより噴射量を制御する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】噴射量制御装置として、従来、燃料噴射
ポンプの圧縮室に通じる高圧側と燃料導入口に通じる低
圧側との間にソレノイドバルブを設け、吸入行程時に高
圧側と低圧側とを連通させて圧縮室に低圧側からの燃料
を導入し、圧縮行程時に高圧側と低圧側とを遮断して圧
縮室内の燃料を噴射し、その噴射終わりを高圧側から低
圧側へ高圧燃料を逃がすタイミング、即ち、ソレノイド
バルブの開成タイミングを調節することにより決定する
ものは公知である。
【０００３】本出願人によって開発されているこの種の
噴射量制御装置は、ソレノイドバルブを構成する弁体に
アーマチュアを接続し、弁体の弁頭部の周囲に高圧燃料
を逃がすスピル室を、また、アーマチュアの周囲にこの
アーマチュアを収納するアーマチュア室を形成し、弁体
のスムーズな動きを確保するために弁体の内部または周
囲にスピル室とアーマチュア室とを接続する連通路を形
成し、スピル室とアーマチュア室との圧力バランスをと
るようしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、噴射終
わりに高圧側からスピルする燃料は、１５００Kg/cm2と
非常に高圧で、ソレノイドバルブの開成に伴って瞬間的
に低圧側に逃げた燃料により、図３の実線で示されるよ
うに、スパイク状の高周圧力波が前記連通路を介してス
ピル室からアーマチュア室へ伝搬し、アマーチュアを回
り込んでソレノイドのステータ等にぶつかり、ソレノイ
ドの表面を経時的に変形、浸食してしまう不都合があっ
た。
【０００５】この圧力波によるダメージを低減するため
に、ステータのアマーチュアとの対向面に薄い金属板を
取り付けることも考えられるが、電磁力の低下を伴い好
ましくない。
【０００６】また、同じく図３の実線で示されるよう
に、前記高周圧力波の前の部分では、アーマチュア室の
圧力が非常に低い状態となっている。実際には、圧力は
負圧になっているものと推定され、ソレノイドバルブの
開成動作を遅らせる要因となっている。これは、燃料噴
射ポンプに要求される噴射切れの良さ、いわゆるラピッ
ドスピル性に悪い影響を与える結果となっている。
【０００７】そこで、この発明においては、弁頭部周囲
のスピル室とアーマチュア周囲のアーマチュア室との圧
力バランスをとる連通路を確保しつつも、スピル室から
アーマチュア室への高周圧力波の伝搬を抑え、もってソ
レノイドの経時的な変形や浸食を低減し、さらに、アー
マチュア室に生じる低圧（負圧）状態を解消することに
よって、ソレノイドバルブの開成動作をより迅速に行え
るようにした噴射量制御装置を提供することを課題とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】しかして、この発明の要
旨とするところは、燃料噴射ポンプの圧縮室に通じる高
圧側と低圧側との間に、該高圧側と低圧側との連通状態
を調節するソレノイドバルブを有し、このソレノイドバ
ルブは、低圧側と接続するスピル室に弁頭部が収納され
た弁体と、この弁体と接続しアーマチュア室に収納され
たアーマチュアと、前記弁頭部を燃料噴射ポンプの圧縮
行程時において弁座に着座するよう前記アーマチュアを
動かすソレノイドと、このソレノイドの電磁力に抗して
前記弁体を付勢するリターンスプリングとを有して成
り、前記弁体を介して前記スピル室とアーマチュア室と
を連通する連通路を設け、更にこの連通路の途中に通路
断面を小さくしたオリフィス部を設けたことにある。
【０００９】
【作用】したがって、燃料噴射ポンプの吸入行程時にお
いては、弁体がリターンスプリングによって開成してお
り、燃料導入口から導入された燃料が低圧側から高圧側
へ流入して低圧燃料が圧縮室へ導かれ、圧縮行程時にお
いては、アーマチュアがソレノイドの電磁力によって吸
引され、弁体が閉成して高圧側の燃料が低圧側への戻る
のを阻止し、圧縮室内で圧縮された燃料が噴射される。
この過程において、弁体は、スピル室とアーマチュア室
とが連通路を介して略等圧力に設定されているため、ス
ムーズに動かされる。
【００１０】そして、圧縮行程時の後期において、弁体
を開成して高圧側の圧力をポンプの噴射開始圧力より低
下させれば噴射は終わる。この場合、高圧側の高圧燃料
が弁頭部の開成と同時に瞬時に低圧側に戻り、スピル室
と連通している各所へスパイク状の高周圧力波を伴う急
激な圧力変動波が伝搬されようとするが、アーマチュア
室へは、連通路に形成されているオリフィス部により高
周圧力波を伴う急激な圧力変動波の伝搬が低減されるの
で、ソレノイドへの圧力衝撃が緩和されると同時に、ア
ーマチュア室が低圧状態になることも解消され、そのた
め、上記課題が達成されるものである。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。
【００１２】図１において、燃料噴射装置は、例えばデ
ィーゼル機関の各気筒内に燃料を噴射供給するユニット
インジェクタ方式の噴射ポンプ１を有し、この噴射ポン
プ１は、プランジャバレル２の基部に形成されたシリン
ダ３にプランジャ４が摺動自在に挿入され、プランジャ
バレル２とプランジャ４とで囲まれた部分に圧縮室５が
形成されている。前記プランジャ４は、これに連結され
たタペット６とプランジャバレル２との間に介在された
スプリング７により、プランジャバレル２から遠ざかる
方向（図の上方向）へ常時付勢されている。タペット６
は、図示しない機関の駆動軸に形成されたカムと当接し
ており、駆動軸が回転すると、前記スプリング７と協働
してプランジャ４を往復動させるようになっている。
【００１３】プランジャ４の先端には、ホルダ部８がホ
ルダナット９をもって組付けられ、このホルダ部８に
は、スペーサ１０を介してノズル１１がリテーニングナ
ット１２をもって連結されている。ホルダ部８には、ス
プリング収納室１３が形成され、このスプリング収納室
１３に収納されたノズルスプリング１４により、図示し
ないノズルの針弁を図中下方向に押圧するようになって
いる。ノズル１１は、その構造自体周知のもので、プラ
ンジャ先端の圧縮室５から所定圧以上の高圧燃料が吐出
孔１６、ホルダ部８に形成された連通孔１７、スペーサ
１０に形成された連通孔１８を介してノズル１１に供給
されると針弁が開かれ、ノズル先端に形成された噴孔か
ら燃料が噴射されるようになっている。
【００１４】ソレノイドバルブ２０は、図２にも示され
るように、ポンプ本体に設けられた弁ハウシング２１に
弁体２２を摺動自在に挿入させ、弁ハウジング２１に弁
体２２の先端に設けられた弁頭部２３と当接する弁座２
４を設け、弁頭部２３を覆うように弁ハウジング２１に
ネジ止めされたヘッダ２５によって、弁体２２のストッ
パ２６が形成されると共に、弁ハウジング２１との間に
弁頭部２３を収納するスピル室２７が形成されている。
【００１５】また、弁体２２は、弁ハウジング２１のヘ
ッダ２５と反対側にネジ止めされているホルダ２８を挿
通し、アーマチュア２９に接続されている。このホルダ
２８には、スペーサ３０を介してソレノイド収納バレル
３１がホルダナット３２により組付けられており、前記
アーマチュア２９は、ホルダ２８とスペーサ３０との間
に形成されたアーマチュア室３３に収納され、スペーサ
３０の取付孔３４を介してソレノイド収納バレル３１に
収納されたソレノイド３５と対峙している。
【００１６】このソレノイド３５は、ステータ３６内に
コイル３７を収納して成り、ステータ３６の端面をスペ
ーサ３０の端面に揃えてある。前記ホルダ２８には、弁
体２２の側面に形成されたスプリング受けとの間にスプ
リング収納室３８が形成され、このスプリング収納室３
８に弁頭部２３を弁座２４から常時離反する方向へ付勢
するためのリターンスプリング３９が収納保持されてお
り、したがって、ソレノイド３５への通電がある場合に
のみ、アーマチュア２９がリターンスプリング３９に抗
してステータ３６に吸引され、弁頭部２３が弁座２４に
着座するようになっている。
【００１７】弁体２２の弁頭部２３よりリターンスプリ
ング側の部位には、径を幾分小さくした環状凹部４０が
形成され、この環状凹部４０は、弁頭部２３が弁座２４
から離れているときに、高圧側と低圧側との間で燃料を
一方から他方ヘ導くための連通溝として機能する。
【００１８】また、燃料供給通路４１は、プランジャバ
レル２に形成され燃料導入口４１ａを有し、一端がシリ
ンダ３のプランジャ側面と常時臨む位置に形成された環
状溝４１ｃに開口する流入孔４１ｂ、一端が環状溝４１
ｃに開口し、他端がスピル室２７へ連通する供給通路４
１ｄ及び前記環状凹部４０に一端が接続され、他端が前
記圧縮室５に開口の供給通路４１ｅとより成り、前記ソ
レノイドバルブ２０にて通路４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、
４１ｄは低圧側となり、通路４１ｅは高圧側となる。
【００１９】尚、４４は、供給通路４１ｅを閉塞する盲
栓である。
【００２０】流入孔４１ｂの燃料導入口４１ａから流入
された燃料は、プランジャ４が上行する吸入行程時に低
圧側から高圧側へ供給されて圧縮室５に導かれ、プラン
ジャ４が下行する圧縮行程時に弁頭部２３が弁座２４に
着座すると、圧縮室内で圧縮されてノズル１１から噴射
される。また、圧縮行程時に弁頭部２３が弁座２４から
離反すると、高圧側の燃料は環状凹部４０を介して逆に
低圧側へリークするようになっている。
【００２１】さらに、ソレノイドバルブ２０の前記弁体
２２には、弁頭部２３を有する一端からアーマチュア２
９と接続する他端にかけて縦孔４６が形成され、この縦
孔のアーマチュア側は、アーマチュア２９を弁体２２に
取り付ける螺子孔となっており、アーマチュア２９の中
央に挿嵌されたネジ４７が螺合し閉塞されている。この
縦孔４６のネジ４７より手前には、スプリング収納室３
８へ開口する横孔４８が形成され、縦孔４６、横孔４
８、スプリング収納室３８、及びホルダ２８と弁体２２
との隙間により、スピル室２７とアーマチュア室３３と
を連通する連通路４９が形成されている。
【００２２】そして、連通路４９の横孔４８より手前に
位置する縦孔４６の途中には、通路断面を小さくしたオ
リフィス部５０が形成されている。
【００２３】上記ソレノイド３５への通電は、コントロ
ールユニット５１により制御されるもので、このコント
ロールユニット５１は、Ａ／Ｄ変換器、マルチプレク
サ、マイクロコンピュータ、メモリ、駆動回路等により
構成され、エンジンの回転状態を検出する回転検出部５
２、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検
出するアクセル開度検出部５３、駆動軸に取り付けられ
て駆動軸が基準角度位置に達する毎にパルスを発生する
基準パルス発生部５４、針弁のリフトタイミングを検出
する針弁リフトセンサ５５等からの各信号を入力するよ
うになっている。そして、これらの信号に基づいて通電
開始および終了タイミング等が演算され、圧縮行程時に
おいてソレノイドへ必要時間通電し、ソレノイドバルブ
の閉弁期間を制御する。
【００２４】上記構成において、燃料噴射ポンプの吸入
行程においては、ソレノイド３５への通電がないため弁
体２２と一体のアーマチュア２９がリターンスプリング
３９によってステータ３６から離反し、同時に弁頭部２
３が弁座２４から離れ、燃料導入口４１ａから低圧側に
導入された低圧燃料が環状凹部４０を介して高圧側に導
かれ、圧縮室５に供給される。そして、圧縮行程におい
ては、ソレノイドへの通電が開始されるので、アーマチ
ュア２９がステータ３６に吸引され、弁頭部２３が弁座
２４に着座する。これにより、低圧側と高圧側との連通
状態が遮断されて圧縮室５内の燃料が圧縮され、圧縮さ
れた燃料はノズル１１から噴射される。
【００２５】圧縮行程後期においては、ソレノイドへの
通電がなくなるので、再び、弁頭部２３が弁座２４から
離れ、高圧側の高圧燃料が環状凹部４０を介して低圧側
へ戻され、高圧側の圧力が急に低下して噴射を終える。
高圧燃料が低圧側に戻される際には、前述の如く高周圧
力波を伴う急激な圧力変動波がスピル室２７と連通する
各所に伝搬されようとするが、スピル室２７と連通する
アーマチュア室３３へは、連通路４９の一部を構成する
縦孔４６のオリフィス部５０により、図３の破線で示さ
れるように高周圧力波を伴う急激な圧力変動波の伝搬が
低減される。このため、アーマチュア２９を回り込んで
ソレノイド３５表面に至る高周圧力波が抑えられるの
で、ステータ３６表面やコイルをコーティングしている
樹脂等への衝撃が緩和され、経時的な変形や浸食を防ぐ
ことができる。さらに、アーマチュア室が低圧状態にな
ることも解消され、ソレノイドバルブの開成動作をより
迅速に行えるものである。
【００２６】尚、この実施例においては、燃料噴射ポン
プ１としてユニットインジェクタを用いた場合を示した
が、本発明にかかる制御は、分配型や列型等、噴射ポン
プの形式を問わず利用できるものである。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ソレノイドバルブのスピル室とアーマチュア室とを連通
する連通路にオリフィス部を設け、燃料噴射ポンプの高
圧側から低圧側へ燃料がリークする際に、このオリフィ
ス部によってアーマチュア室への高周圧力波を伴う急激
な圧力変動波の伝搬が緩和されるので、ソレノイドの表
面に強い衝撃を与えずに済み、ステータ表面や、コイル
をコーティングする樹脂等の経時的な変形や浸食を抑え
ることができる。このため、高周圧力波による衝撃を緩
和するための薄鉄板をステータ表面に敷設する必要もな
く、部品点数の増加を招くこともない上、電磁力を弱め
ることもない。さらに、ソレノイドバルブの開成動作を
より迅速に行えることにより、ラピッドスピル性を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射装置の実施例を示す概略
構成図である。
【図２】図１に係る燃料噴射装置のソレノイドバルブを
示す拡大図である。
【図３】ソレノイドバルブのアーマチュア室内の圧力変
動を示す実験データである。
【符号の説明】
１ 噴射ポンプ ５ 圧縮室 ２０ ソレノイドバルブ ２２ 弁体 ２３ 弁頭部 ２４ 弁座 ２７ スピル室 ３３ アーマチュア室 ３５ ソレノイド ３９ リターンスプリング ４１ 燃料供給通路 ４９ 連通路 ５０ オリフィス部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプの圧縮室に通じる高圧側
    と低圧側との間に、該高圧側と低圧側との連通状態を調
    節するソレノイドバルブを有し、このソレノイドバルブ
    は、低圧側と接続するスピル室に弁頭部が収納された弁
    体と、この弁体と接続しアーマチュア室に収納されたア
    ーマチュアと、前記弁頭部を燃料噴射ポンプの圧縮行程
    時において弁座に着座するよう前記アーマチュアを動か
    すソレノイドと、このソレノイドの電磁力に抗して前記
    弁体を付勢するリターンスプリングとを有して成り、前
    記弁体を介して前記スピル室とアーマチュア室とを連通
    する連通路を設け、更にこの連通路の途中に通路断面を
    小さくしたオリフィス部を設けたことを特徴とする燃料
    噴射制御装置。
JP4217314A 1992-07-23 1992-07-23 燃料噴射制御装置 Pending JPH0642372A (ja)

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US08/094,900 US5357933A (en) 1992-07-23 1993-07-22 Fuel injection device

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