JPH06503145A - 電子制御式ユニットインゼクタ用減衰アクチュエータ・弁組立体 - Google Patents

電子制御式ユニットインゼクタ用減衰アクチュエータ・弁組立体

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JPH06503145A JP4505270A JP50527092A JPH06503145A JP H06503145 A JPH06503145 A JP H06503145A JP 4505270 A JP4505270 A JP 4505270A JP 50527092 A JP50527092 A JP 50527092A JP H06503145 A JPH06503145 A JP H06503145A
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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】
電子制御式ユニットインゼクタ用減衰アクチュエータ・弁組立体技術の分野 本発明は、全体的には、燃料噴射器に関するものであり、一層詳しくは、電子制 御式ユニットインゼクタに関する。 背景技術 エンジン用の電子制御式ユニットインゼクタの例が、1972年9月5日にLi nksに発行された米国特許第3,689,205号、1983年7月12日に Dechwd等に発行された米国特許t!44.392,612号に示されてい る* Links特許では、ユニットインゼクタの燃料圧送用プランジャは液圧 的に作動させられるが、Dechard等特許では、偽料圧送用プランジャは機 械的に作動させられる。これらの電子制御式ユニットインゼクタでは、共に、ソ レノイド組立体が設けられており、このソレノイド組立体がポペット弁を動かし てユニットインゼクタ内の作動流体または燃料の圧力を制御し、燃料噴射送出量 を制御する。 上記の電子制御式ユニットインゼクタにおいては、ソレノイド組立体のアーマチ ャーの動きは、液圧的に減衰され、ポペット弁が弁座または止めと接触した後に 跳ね返るのを防止するのを助けるようになっている。Dechard等特許では 、アーマチャーは、その移動中に燃料が対応する磁極片またはステータの対向し た作動面に向かって流れるようにアーマチャーを貫いて延びる複数の通路を有す る。 Links特許では、アーマチャーの外面に通路が設けてあり、この通路は、ア ーマチャーの両端部に隣接して設けた一対のチャンバと連通している。 しかしながら、エンジンが停止した後、過剰量の減衰用流体がソレノイド組立体 内に残ることがある。この残っている流体は、エンジンが冷えるにつれて粘着性 を増す。この粘性の流体は、冷えたエンジンの始動時にソレノイド組立体および ポペット弁の応答性を遅くする可能性がある。ソレノイド組立体およびポペット 弁の応答性が遅いということは、燃料噴射送出能力ならびにユニットインゼク夕 の噴射タイミング精度を低下させる。そして、最終的には、ソレノイド組立体内 の減衰用流体が多すぎるということになって、特にエンジンが冷えた状態での急 速始動または動作あるいはこれら両方を妨げる可能性がある。 本発明は、上述した問題の1つまたはそれ以上の問題を解決することを目的とし ている。 光肌9翌示 本発明の一局面によれば、電子制御式ユニットインゼクタ用のアクチュエータ・ 弁組立体を開示する。このアクチュエータ・弁組立体は、電気的に付勢できるア クチュエータ組立体を包含し、このアクチュエータ組立体は、空所を構成する可 動部材と、減衰用流体の速度が選定値より低くなったときにのみ減衰用流体を選 択的に空所と連通させる手段とを包含する。 選択的連通手段は、可動部材が空所内の作動流体に通常与える圧送時の悪影響を 最小限に抑λるのを支援するばかりでなく、可動部材の位置を液圧的に錠止する ことなく空所に連絡した減衰用流体を溜めに戻すこともできる。さらに、この選 択的連通手段は、熱い減衰用流体の少なくとも一部を空所から排出させ、特にエ ンジン冷却状態での急速始動または作動あるいはこれら両方を妨げるおそれのあ る減衰用流体をそこに残さないようにすることもできる。 明を 「 るための の汗≦、ζ 第1〜13図を参照して、これらの図においては、その全体を通じて同じ参照符 号は同じ構成要素または機構を示す。液圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ 燃料装置10の第1実施例は、以下、HEUI燃料噴射装置10と呼ぶ。実施例 のHEUI燃料噴射装置10は、第1.2.12.13図では、ディーゼル・サ イクル直噴型内燃機関(エンジン)12に適用したものとして示しである。■形 8気筒エンジンが第1.12.13図に示してあり、それをここでは説明するが 、本発明が他の形式のエンジン、たとえば、直列型エンジンおよびロークリエン ジンにも応用でき、また、エンジンが8つの気筒あるいは燃焼室より少ないかあ るいは多いいずれかのエンジンでもあり得ることは了解されたい。例示のエンジ ン12(第2図にはほんの一部が示しであるだけである)は、一対のシリンダヘ ッド14を有する。各シリンダヘッド14は、1つまたはそれ以上(たとえば、 4つ)のユニットインゼクタ・ボア16を有する。 第1.2図を参照して、HEUI燃料噴射装置lOは、それぞれ対応したユニッ トインゼクタ・ボア16内に設置するようになっている1つまたはそれ以上の液 圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18と、各ユニットインゼクタ18に液 圧作動流体および減衰用流体を供給する手段または装置20と、各ユニットイン ゼクタ18に燃料を供給する手段またな装置22と、HEUI燃料噴射装置10 を電子制御する手段または装置24とを包含する。 第3図を参照して、各ユニットインゼクタ18は、長手軸線26を有し、アクチ ュエータ・弁組立体28と、ボデー組立体3oと、バレル組立体32と、ノズル ・チップ組立体34とを包含する。長手軸線26は、燃焼室の軸線に対して選定 した角Aをなす。 アクチュエータ・弁組立体28は、第1図に示す電子制御信号S1゜の受信に応 答して、各ユニットインゼクタ18へ比較的高圧の作動流体または比較的低圧の 減衰用流体のいずれかを選択的に送る手段または装置として設けである。第3. 4.6.8図を参照して、アクチェエータ・弁組立体28は、アクチュエータ3 6(好ましくは、ソレノイド組立体の形をしている)と、弁38(好ましくは。 ポペット弁の形をしている)とを包含する。ソレノイド組立体36は、固定すて えた組立体40と可動アーマチャー42とを包含する。 第3.6図に示すように、ステータ組立体40は、1つまたはそれ以上の第1フ アスナ44と、ステータ46と、電気コネクタ48とを包含する。図示していな いが、ステータ46は、たとえば、E形フレームの積重体と、普通の要領でE形 フレームまわりに巻き付けた電線とを包含し得る。 第4.6図に示すように、アーマチャー42は、一対の第1、第2の対面した平 坦面52.54と、ソレノイド組立体36の伸縮空所に関して減衰用流体の送出 ・収集・排出を行う手段または装置56とを有する。第4図に示したように、ア ーマチャー42の第1面52は、ステータ46かも隔たっており、その結果、ア ーマチャー42とステータ46とが一緒になって上方アーマチャー空所57また はギャップを間に構成している。 好ましくは、送出・収集・排出手段56は、第1、第2の面52.54の間を長 平方向に延びる1つまたはそれ以上の通路58を包含する。たとえば、第4.6 図に示すように、これらの通路58は、一対の円形孔の形で設けである。さらに 、送出・収集・排出手段56は、ステータ46に直接対面するアーマチャー42 の第1面52に形成した1つまたはそれ以上の細長い収集溝60を包含する。 各収集溝60は、第1面52の幅を横切って側方へ延びており、それぞれ対応す る通路58と交差すなわち連通している。たとえば、第4.6図に示すように、 一対の互いに平行な収集溝60が設けてあって、上方アーマチャー空所57に送 られ、そこに蓄積した減衰用流体を収集できるようになっている。別の実施例で は、円形横断面の通路58の代わりに、細長いまたは楕円の横断面の通路を設け てもよい。また別の実施例では、収集溝60をアーマチャー42の第1面52に 対面するステータ46の部分にも形成し、アーマチャー42の通路58と連通ず るようにしてもよい。換言すれば、収集溝60は、ステータ46およびアーマチ ャー42のいずれかあるいは両方に形成することができるということである。各 通路58、収集溝60の寸法および位置は、上方アーマチャー空所57を含めて ソレノイド組立体36の空所に関して減衰用流体を適切に送出・収集・排出でき るに充分な大きさの容積を有すると共に、ソレノイド組立体36の適正磁気性能 にとって必要な量の磁束通路をステータ46、アーマチャー42に確保できる程 度に小さいように、注意深く選定する。 ’JL4図に示すように、精密制御される軸線方向間隙またはギャップC1(た とえば、約0.377ミリメードルまたは0.0148インチ)が、アーマチャ ー42が電気的に付勢された位置にあるときに、アーマチャー42とステータ4 6の間に構成される。間隙C6は、上方アーマチャー空所57の一部をなし、こ の間隙CIから周期的に排出される減衰用流体によって可動アーマチャー42に 与えられる減衰量を決定するのを助ける。この間隙C1は、また、ソレノイド組 立体36が電気的に付勢されたときに、ステータ46によってアーマチャー42 に加λられる磁力の量を決定するのも助ける。 第3図ならびに第2.4.6.7図に示すように、ボデー組立体30は、1つま たはそれ以上の第2フアスナ62と、1状アーマチヤー・スペーサ64と、1つ またはそれ以上の第3フアスナ66と、アダプタOリング・シール68と、ポペ ット・アダプタ70と、環状ユニットインゼクタ・クランプ72と、ポペット・ シム74と、ポペット・スリーブまたは部材76と、ポペット・スプリング78 と、ピストン弁ボデー80と、外部配置の第1ボデー0リング・シール82と、 外部配置の第2ボデーOリング・シール84と、内部配置の第3ボデーOリング ・シール86と、増圧ピストン88とを包含する。 第1フアスナ44は、ステータ組立体40およびアーマチャー・スペーサ64を ポペット・アダプタ70に螺合させている。第2フアスナ62は、アーマチャー 42をポペット弁38に螺合させ、その結果、アーマチャー42およびポペット 弁38が一体に変位するようになっている。第3フアスナ66は、ポペット・ア ダプタ70をボデー80に螺合させている。 アーマチャー・スペーサ64は、長手軸線26に沿って測って、アーマチャー4 2の厚さよりも選定量だけ大きい厚さを有する。第40に示すように、アーマチ ャー42の第2面54は、ポペット・アダプタ70から隔たっており、アーマチ ャー42、ポペット・アダプタ7oおよびステータ46が間に下方アーマチャー 空所89を構成している。各通路58および収集溝60の寸法、位置は、下方ア ーマチャー空所89を含めてソレノイド組立体36の空所に関して減衰用流体を 適切に送出・収集・排出できるに充分な大きさの容積を有すると共に、ソレノイ ド組立体36の適正磁気性能にとって必要な量の磁束通路をステータ46、アー マチャー42に確保できる程度に小さいように、注意深く選定する。第6図に示 すように、アーマチャー・スペーサ64は、一対の対面する平坦な第1、第2の 面90.92、内周面94および外周面96を有する。第4図に示すように、ア ーマチャー・スペーサ64の第1面90は、ステータ組立体40に対面し、それ と接触している。アーマチャー・スペーサ64の第2面92は、ポペット・アダ プタ70に対面し、それと接触している。アーマチャー・スペーサ64の第2面 92には、1つまたはそれ以上のドレン通路またはスロット98が形成してあり 、これらのドレン通路は、内周面94かも外周面96まで延びている。あるいは 、アーマチャー・スペーサ64の第1面90がドレン通路またはスロット98を 備えていてもよい、エンジン作動中、アーマチャー・スペーサ64のドレン通路 98は、送出・収集・排出手段56と協働して、上下のアーマチャー空所57. 89に送られた減衰用流体を排出させる。アーマチャー・スペーサ64のドレン 通路98は、好ましくは、エンジン動作中に減衰用流体の流れに選定した絞り作 用を与えてアーマチャー42およびポペット弁38の動きを容易に減衰できるよ うな寸法となっている。アーマチャー・スペーサ64のドレン通路98は、送出 ・収集・排出手段56と協働して、エンジン停止後に上下のアーマチャー空所5 7.89から減衰用流体を排出させる1作動流体および減衰用流体をエンジン潤 滑オイルとなるように選定した場合、アーマチャー・スペーサ64のドレン通路 98は、好ましくは、132図に示すように、シリンダヘッド・カバー99によ って囲まれたスペースと連通ずるようになっている。このスペース内の流体は、 作動流体溜めと連通し、この溜めに戻され得る。 第4.7図に示すように、ポペット・アダプタ70を貫いて、長平方向に延びる 中央配置の主ボア100が形成しである。この主ボア100の一端部には、内部 配置のTI状周周溝02が形成しである。ポペット・アダプタ70も主ボア10 0の他端部に形成した喘ぐり穴104を有する。ポペット・スリーブ76とポペ ット・アダプタ70の端ぐり穴104の間には環状のドレン通路106が設けで ある。ポペット・アダプタ70には、ドレン通路108も形成してあり、このド レン通路は、1状ドレン通路106と交差し、ポペット・アダプタ70の外周面 110まで側方へ延びている。作動流体および減衰用流体をエンジン潤滑オイル となるように選んだ場合、ポペット・アダプタ70のドレン通路108は、第2 図に示すように、シリンダヘッド・カバー99によって囲まれたスペースと連通 するようになっていると好ましい。 第4図に示すように、下方アーマチャー空所89は、アーマチャー42が電気的 に消勢された位置にあるときに、アーマチャー42の第2面54とポペット・ア ダプタ70の間に構成される精密制御された軸線方向間隙またはギャップC2( たとλば、約0120ミリメートルまたは0.00472インチ)を包含する。 この間隙C2は、下方アーマチャー空所89を構成し、この間隙C2から排出さ れた減衰用流体によって可動アーマチャー42に加えられる減衰量を決める。間 隙C2の大きさは、ポペット弁38の質量と使用される減衰用流体の種類(たと えば、粘性)に従って選定する。 環状ユニットインゼクタ・クランプ72は、それぞれ対応したエンジン・シリン ダヘッド14に各ユニットインゼクタ18を取り外し自在に締め付けるために設 けである。好ましくは、117図に示すように、クランプ72は、内周面112 ど、内周面112上に平行な関係で構成された一対の直径方向に対向した平坦な 第1、第2の面114.116と、内周面112に形成された一対の直径方向に 対向した半円筒形のスロット118.120とを有する。各スロッ)118.1 20は、第1、第2の面114.116の間に平行に位置する軸線上に位置して いる。第2図に示すように、各スロット118.120は、クランプ72および ユニットインゼクタ18をエンジン12のシリンダヘッド14に螺合させるファ スナ122,124と係合するようになっている。 第3図に示すように、ポペット・シム74は、ポペット・アダプタ7oとポペッ ト・スリーブ76の間に位置している。ポペット・シム74は、ポペット弁38 の上向きの変位量を決めるように選んだ厚さを有する。 第4図に示すように、ポペット・スリーブ74は、比較的緩い嵌め合い状態でポ ペット・アダプタ70の主ボア100内に摺動自在に位置している。アダプタO リング−シール68は、ポペット・スリーブ76とポペット・アダプタ70の間 の環状の間隙内に位置しており、ポペット・アダプタ70の主ボア100に形成 した環状の周溝102内にシールされている。アダプタOリング・シール68は 、環状間隙が下方アーマチャー空所89と環状ドレン通路106の間に直接作動 流体または減衰用流体を送り込むのを防止するために設けである。第4.7図に 示すように、ポペット・スリーブ76は、中央配置の主ボア126と、環状ドレ ン通路106と主ボア126の間に作動流体または減衰用流体を送る1つまたは それ以上の0111方に延びる通路128(好ましくは、2つ)とを備える。通 路128の寸法は、この通路が流体流量絞りまたは一定流量オリフイスとして作 用してポペット弁38の動きを減衰するように選ぶ。ポペット・スリーブ76の 一端部は、主ボア126への入口まわりの環状(好ましくは、截頭円錐形)の弁 座129と5M状の肩部130を構成している。 第3図に示すように、ポペット・スプリング78の一端はポペット・スプリング 76のI状肩部130と接触し、このポペット・スプリング78の反対端はポペ ット弁38と接触する。ポペット・スプリング78は、好ましくは、d!!IA 旋状の圧縮スプリングであり、ポペット弁38およびアーマチャー42をステー タ46から軸線方向に離れる方向へ片寄せる手段または装置として設けである。 ポペット・スプリング78は、また、ポペット・スプリング76およびポペット ・シム74を固定ポペット・アダプタ70に向かって片寄せしており、この結果 、ポペット弁38は、通常、ポペット・スプリング76上に構成されている1亘 状弁座129から離れている。 第8図に示すように、ポペット弁38は、第1端部132と、中間部134と、 第2端部136とを有する。第4図に示すように、第1端部1321よアーマチ ャー42の第2面54と接触している。第1端部132は、好ましくは、中間部 134に対して小さい直径を有し、ポペット・スプリング76と協働して上方ポ ペット弁空所138を構成する。この上方ポペット弁空所138は、下方アーマ チャー空所89と直接流体連絡している。 ポペット弁38の中間部134は、TI状周面140と1つまたはそれ以上(好 ましくは2つ)の通路142とを有する。ポペット弁38のこの環状周面140 は、1足した環状間隙Cjllに従ってポペット・スプリング76の主ボア12 6内に位置している。このTI状間隙は、好ましくは、ポペット弁38とポペッ ト・スプリング76の間に滑り嵌めを提供し、たとえば、約0.080ミリメー トルまたは0.00315インチの直径方向間隙であり得る。ポペット・スプリ ング76の外周面は、間隙C1よりも大きい選定した直径方向間隙に従ってポペ ット・アダプタ70の主ボア100内に位置している。上方の環状囲fI414 4および環状の第1または上方の弁座146がポペット弁38の環状周面140 上に設けである。長手軸線26に沿って測った、上方環状円満144の幅は、ポ ペット弁38の上方環状円満144がポペット弁38の全選定変位量にわたって ポペット・スプリング76の通路128と連続的に流体連絡し続けるような寸法 とする。ポペット弁38の上方弁座146の形は、好ましくは、半球形であるが 、截頭円錐形であってもよい。ポペット弁の上方弁座146は、ポペット・スプ リング76に形成した環状弁座129と選択的に係脱するようになっている。 ポペット弁38の第2端部136は、好ましくは、中空であって、第4図に示す 下方ポペット弁空所148を構成する。ポペット弁38の通路142は、各々、 選定した流量絞りを有し、上方ポペット弁空所138と下方ポペット弁空所14 8の間に減衰用流体を送り込むようになっている。ポペット弁38の第2端部1 36の一部は、後述するように、ボデー80内で精密に案内される。ポペット弁 38の第2端部136は、環状の第2または下方の弁座149と、環状周縁肩部 150と、下方の環状周溝152とを包含する。ポペット弁下方弁座149の形 は、好ましくは、截頭円錐形である。第1、第2の弁座146.149は、各々 、作動圧力に露出し得る有効面積を有する。 一実施例において、第1弁座146の有効面積は、第2弁座149の有効面積よ りも小さい。この実施例では、ポペット弁38に作用する正味液圧力は、このポ ペット弁38をその第1位置から第3位置へ動かす際にアクチュエータ36の電 気力を支援する。別の実施例では、第1弁座146の有効面積は、第2弁座14 9の有効面積よりも大きくなっている。この実施例では、ポペット弁38に作用 する正味液圧力は、弁38をその第3位置から第1位置へ動かす際にスプリング 78を支援する。 好ましくは、ポペット・スリーブ76は、選定した精密な位!・直径方向公差に 従ってポペット・アダプタ70内に緩く嵌合しており、ポペット弁38は、選定 した位置・直径方向公差に従ってボデー80内により緊密に嵌合している。この 構成は、ポペット弁38がユニットインゼクタ18の長手軸線26に沿って移動 するときにポペット・スリーブ76とポペット弁38の間に生じる可能性のある 不整合を吸収するようになっている。ポペット弁38に形成した環状肩部150 がポペット・スプリング78の反対端と接触している。下方弁座149は、増圧 ピストン88への高圧作動流体の連通を選択的に許す手段として作用する。上方 弁座146は、低圧ドレンへの高圧作動流体の連通ならびに上下のアーマチャー 空所57.89および上下のポペット弁空所138,148への低圧減衰用流体 の連通を選択的に許す手段として作用する。 ポペット弁38は、第1、第2、第3の位置へ移動できる。たとえば、ボペット 弁38の一方向への全軸線方向変位は、約0.25ミリメートルまたは0.00 98インチである。ポペット弁38の第1位置は、ポペット弁下方弁座149が 、通常、ポペット・スプリング78の片寄せ力によりボデー80上に着座してい る位置と定義できる。ボベッ1−弁38のm1位置のところで、ポペット弁上方 弁座146は、通常は、ポペット・スリーブ76の環状弁座129から選定間隙 量だけ離れている。 ステータ組立体40が電気的に付勢されると、アーマチャー42がステータ46 に向かって磁気的に引き寄せられ、その結果、ポペット弁38は、第3位置へ向 かって軸線方向上方へ(第3図に示す向きによる)移動する。ポペット弁38の 第3位置は、ポペット弁38の上方弁座146がポペット・スリーブ76の1状 弁座129に着座する位置と定義できる。ポペット弁38の第3位置のところで 、ポペット弁38の下方弁座129はボデー80から離れる。 第1、第3の位置の間で、ポペット弁38は、その上下の弁座146.149が 共にそれぞれボデー80、ポペット・スリーブ76から離れる第2位置または中 間位置を採る。ポペット弁38の第2位置で、作動流体は、上方環状円満144 、通路128、環状ドレン通路106およびドレン通路108を通って排出され る。さらに、ポペット弁38の第2位置においては、減衰用流体の粘性が充分に 低ければ、減衰用流体が間隙Cm aを経て上下のアーマチャー空所50.89 に流れる。 間隙C1はポペット・スリーブ76の通路128の下流側(すなわち、作動流体 入口通路158に関して下流側)に位置すると好ましい。こうすると、ポペット 弁38が第3位置(すなわち、上方弁座146への着座位置)から第1位置へ移 動するとき、ポペット弁がその第2位置を採り、その第1位置(すなわち、下方 弁座149への着座位置)と採る前に、環状チャンバ163内の作動流体の一部 が減衰用流体として間隙Csaを通して送られる。 ソレノイド組立体36は、第1位置から第2位置へ、第3位置へ、そしてその逆 にポペット弁38を選択的に変位させる電子制御式アクチュエータの多くの可能 性のある具体例の1つである。あるいは、他の夕・イブの電子制御式アクチュエ ータ、たとλば、圧電式アクチュエータをソレノイド組立体36に代えて使用し てもよい。 ポペット弁38の形をした弁は、この応用例では、スプール弁以上の少なくとも 2つの利点を有する。まず、非着座時に、ポペット弁38は少量の軸線方向変位 を可能とすべく比較的大きな流体流れ面積を開く。その結果、ポペット弁38は 、アクチュエータ36に適切な動力を与えるのにスプール弁よりも少ない電気エ ネルギで済むのである。第2に、ポペット弁38は、スプール弁が弁体に関して なす若干量の直径方向間隙よりも各弁座に対して確実なシールを提供するので、 スプール弁よりも良好なシールをなすことができる。ポペット弁38は、また、 単段式(すなわち、一体式)であると好ましい。単段式弁は、本応用例では2段 式またはパイロット作動式弁より有利である。というのは、コストが低く、特殊 な用途のためにユニットインゼクタをパッケージングする際により融通性があり 、そいて、操作が簡単であるからである。 第3〜5図および第8図に示すように、ボデー80は、一対の対面した第1、第 2の盲孔154.156と、1つまたはそれ以上の作動流体入口通路158と、 第1、第2の盲孔154.156を連通する作動流体中間通路160と、外周面 162とを包含する。ポペット弁38の下方環状周面152の、長手軸線26に 沿って測った幅は、ポペット弁38の全選定変位量にわたってこのポペット弁が ボデー80の入口通路158と連続的に流体連絡し続けるような寸法としである 。 ボデー80の第1盲孔154は、アーマチャー42と対面しており、ポペット弁 38の第2端部136、中間部134の両方を受け入れるようになっている。 ボデー80の第1盲孔154およびポペット弁38の第2端部136は協働して 環状のチャンバ163を構成する。この環状チャンバ163に送られた作動流体 は、ポペット弁38がその第1または第2の位置にあるときには、比較的低圧で ある。環状チャンバ163に送られた作動流体は、ポペット弁38がその第3位 置にあるときには、比較的高圧となる。第1盲孔154は1段付きとなっており 、縮径部164と環状(好ましくは、截頭円錐形)の弁座166とを構成してい る。第1盲孔154の縮径部164は、精密に制御された選定直径方向間隙C1 ゜に従ってポペット弁38の第2f#部136を案内する。この間隙Cabは、 間隙C口よりも小さい。ボデー80の環状弁座166は、ポペット弁38の下方 弁座149と選択的に係脱するようになっている。 ボデー80の第2盲孔156は、後述するように、バレル組立体を受け入れるよ うになっている。第5図に示すように、第2盲孔156は、第3ボデーOリング ・シールを設置した内部配置OTl状周溝168を有する。この第3ボデー0リ ング・シール86は、ピストン・ポンプ室190内に存在する作動流体をピスト ン室192内に存在する燃料から確実にシールまたは隔離するための手段または 装置として設けである。この構成では、作動流体および減衰用流体の潤滑性およ び粘を生をffl?4が低下させるのを防ぐことができる。あるいは、環状周溝 168がドし・ン通路(図示せず)によって作動流体溜めへ戻される作動流体の 漏洩のための収集スペースとして作用するならば、この第3ボデーOリング・シ ール86は省略してもよい。第2盲孔156には、弁座170も形成しである。 第4.5.8図に示すように、ボデー80の外周面162は、軸線方向に隔たっ た第1、第2、第3の■責状周溝172,174.176を包含する。外周面1 62!;L、また、平行に対向した平坦な第1、第2の面178,180と、一 対の横方向に延びる肩部182.184も包含する。第2■璽状周満174は、 第1、第3のEl状周周溝72,176の間で軸線方向に位置しており、シリン ダヘッド14に対してIII状の作動流体入口通路を構成している。第1、第2 のボデー0リング・シール82.84は、それぞれ、第1、第3の環状周溝17 2.176の対応したものの中に位置している。第2ボデーOリング・シール8 4は、第21状周溝174付近の作動流体をばれる組立体付近の燃料から確実に シールまたはVA辞する手段または装置として設けである。 クランプ72に形成された平坦な第1、第2の面114.116は、ボデー80 に形成された平坦な第1、第2の面178.180と係合してユニットインゼク タ18をエンジン・シリンダヘッド14に対して正しい向きにするようになって いる。クランプ72は、また、ユニットインゼクタ18が第2図に示すようにシ リンダヘッド14のボア16内にすえ付けられたときにボデー80の肩部182 .184と接触してそこに締め付は荷重を加えるようにもなっている。 第3.5図に示すように、増圧ピストン88は、ボデー80の第2盲孔156内 に摺動自在に設置しである。第9図に示すように、増圧ピストン88は、有効圧 送横断面積A、に対応する外径り、を有するほぼカップ状のシリンダである。 増圧ピストン88は、クラウン部186と、はぼ円筒形の中空スカート部188 とを有する。第5図に示すように、往復動する増圧ピストン88のクラウン部1 86とボデー80の第2盲孔156は、−緒になって、伸縮可能なピストン・ポ ンプN190を構成している。往復動可能な増圧ピストン88のスカート部18 8、バレル組立体32およびボデー80の第2盲孔156は、−緒になって、伸 縮可能なピストン室192を構成している。増幅ピストン88には、また、第1 、第2の止め194,196が形成しである。第1止め194は、好ましくは、 クラウン部186の自由端に設けてあり、ボデー80の弁座170と係脱するよ うになっている。第2止め196は、好ましくは、バレル組立体32と係脱する ようになっている。 第3.5.9.10図に示すように、バレル組立体32は、バl/ル198、リ ング・リテナ200、ワッシャ・リテナ202、プランジャ204、プランジャ ・スプリング206、一方向逆止弁208(好ましくは、ボール弁)および環状 スプリング・リテナ210を包含する。 第5図に示すように、バレル198は、精密形成した中央配Iの長平方向に延び る主ボア212と、ボデー80の第2盲孔156と連通する出口通路214とを 包含する。この出口通路214は、環状(好ましくは、截頭円錐形)の弁座21 6を形成した出口端部を包含する。バレル198の外周面にも、環状周溝218 が形成しである。 バレル198の、増圧ピストン88に面する一端部は、増圧ピストン88の第2 止め196のための座部219として役立つ。第5図に示すように、選定した軸 線方向間隙C4がバレル座部219と増圧ピストン88の第2止め196の間に 設けてあり、増圧ピストン88の最大変位量すなわち行程を決める。 逆止弁208は、出口通路214内に設置してあり、通常は、スプリング・リテ ナ210によって加λられる予荷重によって弁座216に向かって片寄せられで いる。スプリング・リテナ210は、好ましくは、穴またはくぼみを形成した分 割式環状部材である。スジ1ルグ・リテナ210は、バレル198の環状周溝2 18内に設置しであり、逆止弁208を囲A4、でいるばかりでなく、バレル1 98も囲んでい孔道止弁208は、比較的小さい穴内に着座してスブリ〕/グ・ リデナ210がバレル198まわりに回転するのを阻止するようになっている。 これにi、逆止弁20Bがその経路から外ね、て作動した場合(こ、逆止弁20 Bがスプリング・リデナ210の割り部分に対面することになるのを防ぐ。 あるいは、スプリング・リテナ210は、進定した鋭角(たとえば、約55゜) でバレル198を出る出口通路を形成することによって省略することができる。 この別の実施例においては、流体圧力は、逆止弁208をバレル198の環状弁 座216に対して着座させることに依存する。 プランジャ204は、精密許容差嵌めによってバレル198の主ボア212内に 摺動可能に設置されている9ワツシヤ・リテナ202は、好ましくは、締り嵌め によってプランジャ204に連結する。さらに、ワッシャ・リテナ202は、プ ランジャ204の環状周溝220内に位置するリング・リテナ200によってプ ランジャ204に固定しである。プランジャ204は、有効圧送横断面積A2に 一致する外径り、を有する。増圧ピストン88の直径D1は、この直径り、より も選定量なi−J大きい。たとえば、面積A、対面積A、の比は、約7対1であ ると好ましい。この比は、もちろん、成る特定のエンジンの要求に対する噴射時 けを管理するように変えることができる。プランジャ・スプリング206は、バ レル198とワッシャ・リテナ202の間でプランジャ204まわりにほぼ同心 ・に位置している。プランジャ・スプリング206は、好ましくは、螺旋状の圧 縮スプリングであり、プランジャ204および増圧ピストン88をボデー80の 弁座170に向かって上方へ片寄せている。好ましくは、ボデー80は、複数の 硬化鋼とえる222によって正しい角度整合状態でバレル198に連結する。こ れらのドエルは、ボデー80、バレル198に形成された長平方向に延びるドエ ル穴224の対応するものに嵌合している。 第3図に示すように、ノズル・チップ組立体34は、ボール・スプリング226 、ボール・スペーサ228、一方向逆止弁230(好ましくは、ボール逆止弁) 、止め部材232、複数の硬化鋼ドエル234、止めビン236、ニードル・チ ェック・スフ四ング238、リフト・スペーサ240、スリーブ242、燃+4 フィルタ・スクリーン244.環状フィルタ・スクリーン・リテナ246、ニー ドル・チェック248、複数のドエル248、ニー ドル・グ・ニック・チップ 252、ケース254および第1.第2のケースOリング・シール256.25 8を包含する。 止め部材232は、バレル】98とスリーブ242の間で軸線方向に位置してい るい止め部材232は、燃料入口通路262と、1つまたはそれ以上の個別の燃 料吐出通路264とを包含する。入口通路262.吐出通路264は、共に、燃 料ポンプ室260と連通している。入口通路262は、全体的にバl/ル198 に対面する内部配置の環状(好ましくは、截頭円錐形)の弁座266を有する。 逆止弁230、ボール・スペーサ228およびボール・スプリング226は、入 口通路262内に設置してあり、その結果、ボール・スペーサ228がボール・ スブリ:ノグ226と逆止弁230の間に位置し、ボール・スプリング226が バL/ル198とボール・スペーサ228の間に位置し1、逆止弁230がボー ル・スペーサ228と止め部材232の環状弁座226の間に位置することにな る。ボール・スペーサ228は、ボール・スプリング226の一端を逆止弁23 0に力を加えている状態に位置決めしすると共に、逆止弁230のバレル198 に向かう上向きの変位に対する確実止めとしても作用する。ボール・スプリング 226は、好ましくは、逆止弁230を環状弁座226に向かって通常片寄せて いる螺旋圧縮スプリングである。あるいは、ボール−スペーサ228およびボー ル・スプリング226を止め部材232の入口通路262から除いてもよい。 第3.5図に示すように、スリーブ242は、止め部材232とニードル・チェ ック・チップ252の間で軸線方向に位置する。スリーブ242は、はぼ中央配 置・長手方向延在のボア268と、このボア268と連通ずる半径方向に延びて いる段付きの燃料入口通路270と、止め部材232の対応する燃料吐出通路2 64と連通ずる1つまたはそれ以上の燃料吐出通路272とを有する。スリーブ ・ボア268は、対面する第1、第2の端ぐり穴274.276と、これらの間 の縮径ガイド部278とを有する。第1喘ぐり穴274は、止め部材232の入 口通路262と連通している。第2端ぐり穴276は、リフト・スペーサ240 が噴射行程時に上方へ動くときに、キャビテーションを防ぐに充分な燃料体積を 与λる。段付きの燃料入口通路270は、内部配置の環状肩部279を構成して いる。フィルタ・スクリーン244は、環状肩部279に対向して燃料入口通路 270内に位1しており、フィルタ・スクリーン・リテナ246によってそこに 固定しである。 第3図に示すように、リフト・スペーサ240は、止めビン236と二〜ドル・ チェック248の間に軸線方向に位1している。ニードル・チェック・スプリン グ238は止めビン236のまわりに位置している。止めビン236、ニードル ・チェック・スプリング238およびリフト・スペーサ240は、ニードル−チ ェック・スプリング238が予負荷され、止め部材232およびリフト・スペー サ240の両方と接触するように、スリーブ・ボア268内に設置しである。 ニードル・チェック・スプリング238は、スリーブ・ボア268のガイド部分 278によっても支持されている。第40図に示すように、リフト・スペーサ2 40は、その外周面に形成した1つまたはそれ以上の平坦面280を有する。こ れらの平坦面280は、リフト・スペーサ240とスリーブ・ボア268の間に 、可動リフト・スペーサ240の圧送による悪影響を最小限に抑えるに充分な半 径方向間隙を提供する。 第3図に示すように、ニードル・チェック・チップ252は、スリーブ242と ケース254の間に位置している。第5.11図に示すように、ニードル・チェ ック・チップ252は、内部配置の環状(好ましくは、截頭円錐形)の弁座28 2を構成したほぼ中央配置で長手方向に延びる盲孔281と、1つまたはそれ以 上の吐出通路283と、カージオイド室284と、環状吐出通路285とを包含 する。ニードル・チェック248およびニードル・チェック・チップ252は、 好ましくは、弁閉鎖式オリフィス式である。ニードル・チェック・チップ252 の一端部は、少なくとも1つ、好ましくは、複数の燃料噴射スプレィ・オリフィ ス286を構成する。ニードル・チェック・スプリング238は、通常、リフト ・スペーサ240およびニードル・チェック248を下方へ片寄せており、その 結果、二〜ドル・チェック248はニードル・チェック・チップ252の環状弁 座282に着座する。好ましくは、ニードル・チェック・チップ252は、さら に、丁頁状弁座部288と、縮径すてむ部290と、それらの間の中間直径ガイ ド部292とを包含する。ニードル・チェック・チップ252およびスリーブ2 42の両方に形成されたドエル250およびそれに対応するドエル穴296は、 ニードル・チェック・チップ252を正しい角度状態でスリーブ242に連結す る。 ケース254は、多段式で長平方向に延びる第1、第2、第3のボア298.3 00.302と、内部配置の環状弁座304と、外部2雪の環状弁座306と、 1つまたはそれ以上の半径方向に延びる燃料入口穴308の形をした燃料入口通 路と、第1、第2の環状外周溝310.312とを有する。 第3ボア298は、外方配置の環状弁座306と内部配置の環状弁座304の間 でケース254の一端部に位置している。ニードル・チェック・チップ252の 1景状弁座部288は、ケース254の内部環状弁座304に着座して燃焼がす を燃料から完全にシールする。ケース254の外部環状弁座306は、シリンダ ヘッド14のユニットインゼクタ・ボア16に形成した弁座またはユニットイン ゼクタ18とシリンダヘッド14のユニットインゼクタ・ボア16の間に位置す るスリーブに対してシールを行うようになっている。ニードル・チェック・チッ プ252の中間直径ガイド部292は、ケース254の第3ボア302内に全体 的に位置している。ニードル・チェック・チップ252の細長い縮径ステム部2 90は、第3ボア302を経てケース254を貫いて外方へ突出する。ニードル ・チェック・チップ252の段付き形態は、ニードル・チェック・チップ252 、ケース254の、カージオイド室284内の高圧燃料によって生じる高いスト レスを受ける対応する弁座288.304付近で充分な強度材料を与えるために 、有利である。ニードル・チェック・チップ252の中間直径ガイド部292は 、縮径ステム部290にケース254の包囲内で漸次移行を与える。したがって 、この縮径ステム部290が貫通するシリンダヘッド穴を比較的小さくて一定の 直径とすることができ、シリンダヘッド14の強度の低下を防ぐことができる。 燃料入口穴308は、デース254の内壁面、バレル198の外周面、止め部材 232およびスリーブ242によって構成された間隙で構成される環状燃料入口 通路314と連通している。ケース254の燃料人口穴308は、ユニツトイン ゼクタ内へ燃料を流入させる手段または装置として作動するばかりでなく、ケ− ス254の内ねじ山をボデー80の外ねじ山に締めイ1けるのに用いられるスパ ナのタンクと一時的に係合する唯一の手段または装置としでも役立つ。 第1、第2のケースOリングシール256.258は、ケース254の1!41 、wA2の外周環状溝310,312のそれぞれに位置している。第1ケースO リングシール256は、ユニットインゼクタ18の中間部まわりに設けてあって 、作動流体を燃料からシールするようになっている。第2ケースOリングシール 258は、1ニットインゼクタ18の下端部まわりに設けてあって、バレル組立 体32付近の燃料からエンジン燃焼N発生の燃料ガスをシールするようになって いるカップ状のケース254は、ニードル・チェック・チップ252、ニードル ・チェック248、スリーブ242、止め部材232、バレル198、プランジ ャ204、プランジャ・スプリング206および増圧ピストン88をボデー80 に対して密閉する。好ましくは、ケース254は、ねじ結合によってボデー80 に取外自在に連結する。 主として第12図と共に第1.2図も参昭して、液圧作動流体・減衰流体供給手 段20は、主作動流体回路を包含し、この回路は、好ましくは、作動流体溜め3 16、ピックアップ・スクリーン式フィルタ318、一方向逆止弁320、作動 流体転送溜め322、作動流体クーラ324.1つまたはそれ以上の作動流体フ ィルタ326、流体フィルタ326に関して作動流体をバイパスする手段または 装置328、起動またはエンジン始動溜め330、比較的高圧作動流体ポンプ3 32、第1.第2の高圧作動流体マニホルド334,336、これらマニホルド 334.336問およびポンプ332とマニホルド334.336のいずれかと の間における圧力波のへルムホルツ共振の発生を制御する手段または装置338 およびマニホルド334.336内の圧力レベルを制御する手段または装置34 0を包含する。 好ましくは5作動流体として選んだ流体は、燃料ではなくて、同じ条件の下で燃 料よりも比較的高い枯t′f:を有する液体である。たとえば、作動流体は、エ ンジ〉潤滑オイルであってもよい。この例では、作動流体溜め316はエンジン 潤滑オイル溜めである。 逆止弁320は、回路内に作動流体を保持するサイフオン作用防止弁として設け である。エンジン停止後、回路は充分な作動流体を充填し、エンジン12の急速 始動を容易に行うことができる。 移送ポンプ322は普通の設計である。たとえば、移送ポンプ322は、比較的 低い圧力(たとえば、約413kPaまたは60psi)を発生するギアロータ ・ポンプであってもよい。 フィルタ326は、好ましくは、交換可能要素式である。フィルタ・バイパス手 段328は、流体フィルタ326の上流III、下流側に接続したバイパス管路 342を包含する。フィルタ・バイパス手段328は、さらに、バイパス管路3 42に設置したフィルタ・バイパス弁344と、バイパス管路342と溜め31 6の間に接続した戻り管路346とを包含する。フィルタ・バイパス手段328 は、またさらに、戻り管路346に設置した作動流体圧力調整器348を包含す るエンジン作動中、流体フィルタ326にごみが詰まった場合には、その下流側 の圧力が低下し始めることになる。この圧力が選定レベル(たとえば、約138 kPaまたは20psi)より低くなると、フィルタ・バイパス弁344が作動 させられ、作動流体が流体フィルタ326をバイパスし、始動溜め330に向か って流れ続けるのを許す、圧力調整器348は、ポンプ332の上流側にある作 動流体が選定圧力(たとえば、約345kPaまたは50psi)を超えるのを 防ぐ手段として設けである。この選定圧力を超過すると、余分な作動流体が溜め 316に戻る。 流体フィルタ326の下流側には、作動流体は、それがエンジン潤滑オイルであ る場合には、第1、第2の分岐通路350.352に分流させられる。潤滑オイ ルの大部分(たとえば、約57リツトル/分または15ガロン/分)は、エンジ ン潤滑系統(図示せず)の供給を行う1F!1分岐通路350に流れる。全流量 の約25〜33%に相当する残りの潤滑オイル(たとえば、約15リツトル/分 または4ガロン/分)は、主作動流体回路の起動溜め330と連通している第2 分岐通路352に流れる。 起動溜め330は、エンジン始動時に高圧ポンプ332の呼び水をし、急速加圧 を容易にする手段として設けである。起動溜め330は、高圧ポンプ332の呼 び水室の上、li側に位置しており、別体の溜め316よりもポンプ332に先 に連通ずるように配置しである。たとえば、起動溜め330は、エンジン12の 前部カバー(図示せず)と一体に形成してあってもよい。あるいは、起動溜め3 30は、高圧ポンプ332と一体に形成してあってもよい。起動溜め330の流 体面の最高レベルあるいはその付近に、選定された流量絞り356を備えた戻り 管路354がある。好ましくは、この流量絞り356は固定流れ面積オリフィス である。戻り管路354および流量絞り356は、起動溜め330がら空気を抜 き、溜め316(大気に通じているとよい)に戻すために設けである。 クーラ324の上?!fL(Il+には、クーラ/フィルタ・バイパス管路35 8があり、これは、クーラ324および流体フィルタ326を完全にバイパスし 、直接起動溜め330と連通している。クーラ/フィルタ・バイパス管路358 は、作動流体の粘度が比較的高いときに、冷間エンジン始動状態で起動溜め33 0に不足している作動流体を自動的に?lll給する手段または装置として設け である。クーラ/フィルタ・バイパス管路358内には、一方向逆止弁360が 配置しである。 液圧作動流体・減衰流体供給手段20の冷間動作時、逆止弁360は、もし起動 溜め330内の流体圧力が移送ポンプ322の出口の流体圧力よりも退定量だけ 低い場合には、流体をクーラ/フィルタ・バイパス管路358を通して起動溜め 330に流すように開く。この圧力差は、逆止弁360を成る相当程度まで開放 させ、作動流体の一部または全部を濾過することなく起動溜め330に直接送ら せる。起動溜め330に通じる第2通路352が起動溜め330を完全に充填で きないときにはいつでも、クーラ/フィルタ・バイパス管路358を通る流れが 生じる。起動溜め330内の圧力が移送ポンプ322の出口に対して選ばれたレ ベルに達すると、逆止弁360が閉じ、完全に濾過された作動流体の流れが起動 溜め330に対して再開する。 起動溜め330の底(最低レベル)またはその付近には、ポンプ供給通路362 があり、4:れは高圧ポンプ332の入口に接続している。好ましくは、起動溜 め330内の作動流体の最高液面は、高圧ポンプ332のポンプ室内の作動流体 の最高レベルよりも高くなっており、高圧ポンプ332が完全に作動流体の呼び 水を受け続けるようになっている。 好ましくは、コストを最小限に抑えるために、高圧ポンプ332は、エンジン1 2によって機械的に駆動される定容皿形軸方向ピストン・ポンプである。高圧ポ ンプ332は、後述するように一次可変圧力調整器と一緒に作動する。あるいは 、高圧ポンプ332は、−次可変圧力調整器のない可変容量形軸方向ピストン・ ポンプであってもよい。■形エンジン12のHEUI燃料噴射装置lOでは。 高圧ポンプ332は、対のシリンダヘッド14で形成される■字形の先端あるい はその付近でエンジン12の前部に設置すると好ましい。高圧ポンプ332の出 口は第4、第2のマニホルド供給通路364.366と連通している。第1、第 2のマニホルド供給通路364.366の各々はそれぞれ対応したマニホルド3 34.336と連通している。 好ましくは、マニホルド圧力制御手段340は、電子制御式−次圧力調整器36 8を包含する。この−次圧力調整器368は、高圧ポンプ332の出口と、溜め 316と連通している戻り管路370との間に接続している。−次圧力調整器3 68は、マニホルド334,336内の圧力を選定した限度内(たとえば、約2 067−20670kPaまたは300−3000psi )で変更する手段ま たは装置として設けである。マニホルド334,336内の作動流体圧力を変え ることによって、ユニットインゼクタ18によって給送される燃料の噴射圧力を 変^ることができる。マニホルド圧力制御手段340は、さらに、リリーフ弁3 72を包含し、これは、−次圧力調整器368をバックアップし、マニホルド3 34.336が選定圧力(たとえば、275601d’aまたは40QOpai  )を超過するのを防ぐ。 作動時、−次圧力調整器368またはリリーフ弁372あるいはこれら両方は、 溜め316と連通する戻り管路370を通して余剰作動流体を送る。高圧ポンプ 332での流体漏れは、溜め316と連通する戻り管路370に接続したケース ・ドレン通路374を通して送られる。作動流体圧力センサ376がマニホルド 334.336のうちの少なくとも一方に設けてあり、これは、信号S6を電子 制御手段24に送る。 ヘルムホルツ共鳴制御手段338は、高圧作動流体ポンプ332をマニホルド3 34.336の各々と接続する第1.第2のマニホルド供給通路364.366 の各々じ設5Jか一方向逆止弁378.380を包含する。、二のヘルムホIl ・ツ共鳴制御”1−f−f’U 3ニー38 t、」、’:’5 ’) ニ、選 定tJ’::流1!ff’):386.388 ei9ケt=ハ4@ハ ス管路382.38・1を包色!5、(これらの流輩触り:′J1、各逆止弁3 78.380に並列に接続l−7″I−゛ある。あるいは、選定清Jl絞り38 G、388は、逆止弁、37g、380と一体(こ形成してオリフィス付き逆止 弁をm膀してもよい、好まj、<は、各流II絞り:386.38Bt′J1、 一定流れ面積オリフィスであるが、可変ン奇ね面積オリ1イスであってもよい。 ヘルムホルツ共鳴制御手段338は、2つの相互接続した高圧マニホルド334 .336間またはポンプ332といずれかの1°;ホルト334.336の間に 当然生じるであろう圧力波のへルムホルツ共鳴の発生を最小限に抑えるかあるい は阻止するために設けである。ヘルムホルツ共鳴を制御することにより、−次圧 力調整器368の一定圧力設定時に各マニホルド334.336内により均一な 圧力を維持すること二ができる、逆止弁378.380は、一方のマニホルドと 他方のマニホルド内1面体連絡を断つ、バイパス管路382.384および流i 絞り386.388Lj、それぞれの逆止弁378.380が閉じたとき1こ解 放さ第1る流体エネルギを消散させる、−7jのマニホルド334.336から 他方のマニホルドへの流体連絡を最小限に抑λる。バイパス管路382.384 および流量絞り386.388は、また、池に3つの機能も果たす。まず、エン ジン作動中に、電子制御モジュール454が一次圧力調整器368に濡号を与え てマニホルド334.336内の圧力を低下させた後に、各マニホルド334. 336内の圧力を放出させる手段または装置として作用する。また、エンジン停 止後にマニホルド内の高圧を故出し、−ンジン12かも作動流体を漏らすことな くユニッ1−インゼクタ18を取り外せるようにする手段または装置としても作 用する。さらに、エンジン停止後にエンジン12を再始動する際にマニホルド3 34.336かも作動流体が放出されなかった場合、ユニットインゼクタ18は 、黒煙その他の望ましくなシ用[出物を生成すると共に非常にうるさいノッキン グ騒音を発生する傾向がある。第2に、バイパス管路382.384および流量 絞り386.388;よ、燃料噴射装置(10)の作動中に第1.第2のマニホ ルド(334,336)の両方\送られた作動流体の圧力を均等化する手段また は装置として作用1′ル。第3に、バイパスvm382.384j’;、J:び 流tJQ’)386.388LJ。 以1・に譜明する液圧補給回路の一部どなる。各流量絞り38G、388の流れ 面積および逆止弁378.380の質量および容量ば、HE[Jf燃料頃射装置 l(゛)のシステム圧力、要求ン罷
【、作動頻度および液圧構成に従っ1゛選ぶ 。 作動流体体積は、才l、:、作動流体の冷却収縮よl、“・は作動流体からの含 有空気の析出あるいはこわら両方によりエンジン停止後に項れる、各マニホルド 334.336内の間隙に0動的に補給する手段または装置:390も包含する 。この補給手段390の補正効果がないと、各マニホルド334.33G内で失 われた作動流体体積は、高圧ポツプ332がマニホルド334,336の失われ た分の体搏を再充填するまで、エンジン始動を遅らせることになる。補給手段3 90は、奸ましくは、作動流体サイフオン通路392を包含する。づイフォン通 路392は、高圧ポンプ332の入口をバイパスし、起動溜め330とマニホル ド334.33Gの間に直結している。サイフオン通路は、一方向逆止弁394 を有し、これは、起動溜め330からマニホルド:334,336への流れを許 す、?l1li給手段390は、また、それぞれ対応したマニホルド334.3 3Gに作動流体を供給づ”るバイパス管路382.384および流量絞り386 .388も包含する。 好ましくは、1つの作動流体マニホルド334.336が、1バンクのユニット インゼクタ18を有する各シリンダヘッド14と組み合わされる。たとえば、■ 型エンジン12では、2つの作動流体マニホルド334.336が設けである。 第2図に示す実施例では、各作動流体マニホルド334.336は吸気マニホル ド396と一体に形成してあり、この組み合わせユニットはそれぞれ対応したシ リンダヘッド14にボルト止めあるいは他の手段で連結される。あるいは、各作 動流体マニホルド334.336は、それぞれ対応したシリンダヘッド14に接 続する別体の構成要素であってもよい。あるいは、各作動流体マニホルド334 .336は、それぞれ対応したシリンダヘッド14と一体に形成したものであっ てもよい。エンジン12の内部通路として作動流体マニホルド334.336を 一体に設けることの1つの利点は、HEUI燃料噴射装zioのコストを増大さ せ、組み立てを複雑にし、エンジン12に対する偏頭性を低下させるおそれのあ る外部高圧作動流体管路を不要としたことにある。別の利2屯は、エンジン】2 の整頓ができ、外観をよりすっきりしたものとすることができ、これが、また、 修理または部品交換のために接近し易(するということである。エンジンのすっ きりした外〔により、fl々のアプリケーションのすλ付けも容易になる。 各作動流体マニホルド334.336は、1つの共通のレール通路398,40 0と、この共通の1)−小通路398.400と連通する複数のレール分岐通路 402とを有する。レール分岐通路の数は、各シリンダヘッド14に設置するニ フーニットインゼクタ18の数に一致する。各共通レール通路398.400は 、各シリンダヘッド14に設置したユニットインゼクタ18の全バンクに対して 平行に隔たった状態でそれぞれ対応し、たシリンダヘッド(14)を横切って延 びる。 第2図に示したように、レール分岐通路402の各々は、また、シリンダヘッド 14に形成されたそれぞれ対応する二ニッ)・インゼクタ・ボア16ならびにそ れぞね対応したユニットイ〕ノゼクタ18に形成された第2環状周溝174とも 連通している。ユニットインゼクタ18のTi状周溝174およびボア16は、 環体を構成しており、レール分岐通路402によってユニットインゼクタ18に 送られた高圧作動流体がユニットインゼクタ18の全外周まわりにほぼ均一な、 または、釣り合った圧力を加えるようになっている。これにより、ユニットイン ゼクタ18が、レール分岐通路402とユニットインゼクタ18の作動流体入口 通路158の間に1体がない場合のように不均衡な高圧側方荷重を受けることが ない。 主として第13図を参照し、第1.2図も参照して、燃料供給手段22は、燃料 噴射回路404を包含し、この燃I−1噴射回路は、燃料タンク406と、燃料 供給管路408ど、燃料移送・起動ポンプ410と、燃料を状態調整するための 手段または装置412と、各シリンダヘッド14と組み合わせた燃料マニホルド 414.416と、1つまたはそれ以上の燃料戻り管路418,420とを包含 する。 好ましくは、燃料状態調整手段412は、燃料ヒータ422と、燃料フィルタ4 24と、燃料/′水分離器426とを包含する。燃料は、燃料移送ポツプ410 によってタンク406から引き出され、燃料状態調整手段412を通って梳ねる 。この燃料状態調整手段412のところで、燃料は、選定温度まで加軌され、濾 過され、水から分離される。燃料状態調整手段412は、T字管430に接続し た燃料出口通路428を有する。このT字管430は、燃料の流れを2つの部分 に分割するものであり、一対の燃料マニホルド供給通路432.434に連通し ている。各燃料マニホルド供給通路432.434は、各シリンダヘッド14に 形成されたそれぞれ対応する燃料マニホルド414.416と連通している。第 2図に示すように5各燃料マニホルド414.4】6は、それぞれのシリンダヘ ッド14の内部通路とし、で形成されるのが好ましい共通の燃料レール通路の形 をしている。各共通t!A料レール通路は、部分的ではあるが直接的に、対応し たシリンダヘッド14と組み合わせた各ユニットインゼクタ・ボア16と交差し 、このユニットインゼクタ・ボア16と組み合ったユニットインゼクタ18の第 1Jjl状周溝174と連通している。 燃料状態調整手段412は、さらに、別のT字管436を包含しており、このT 字管436は、T字管430の上流側で、燃料流れ回路の最高点またはその付近 であると好ましい位置に位置する。この別のT字管436の一方の分岐部は、空 気抜き戻り通路438に接続しており、この戻り通路は、捕らλられな空気を燃 料タンク406に戻すものである。空気抜き戻り管路438は、そこを通って流 れる燃料の量を最小限に抑えるために選定した流量絞り442を包含していても よい。第13図に示すように(ただし、第1図には示していない)、燃料戻り管 路は、燃料タンク406と連通する共通戻り管路444に合流してもよい。各燃 料マニホルド414.416の出口付近には、選定した流量絞り448(好まし くは、一定流れ面積オリフィスの形をしている)が設置してあり、エンジン動作 中にその燃料マニホルド内の圧力を選定圧力(たとえば、約276〜413kP aまたは40〜60psi)に維持するようになっている。さらに、サイフオン 作用防止弁としても作用し得る圧力調整器450を、個別の流量絞り4448の 代わりあるいはそれに加λで戻り管路444に設けてもよい。燃料状態調整手段 412は、また、燃料フィルタ424が修繕を必要とするときにそれを指示する 、エンジン・オペレータに見えるように光または警告音を発する警報装置452 を包含してもよい第1図を参照して、電子制御手段24は、プログラマブル電子 制御モジュール454と、少なくともパラメータを検出し、検出したパラメータ を示すバラメー夕表示偏号5t−p、t−s(以下、入力データ信号と呼ぶ)を 発生する手段または装置とを包含する2、この検出・信号発生手段は、好才iy  < iプ、1つまたほぞわ、以上の1通のセンサまたはトランスジューサを包 含し、これらのセ〕/ザは、周期的に、1つまたはそれ以上のパラメータ、たと えば、エンジン、変速機の動作状態を検出し、そわに対応する入力デー243号 を発生する。これらの入力デーク信号は、電子制御モジュール454に送られる 。好まlバは、こねもの入力データ信号は、エンジン速IS、、エソジン・クラ ンクシャフト位its、、エンジン冷却液温度S1、エンジン排気背圧S4、吸 気マニホルド圧力S、、スロットル位ff1tたは所望燃料設定値S、を含む。 さらに、エンジン12が自動変速機に連結してt)る場合には、入力データ信号 は、たとえば、変速機のギア設定を示す変速機作動状!!!!表示偲号S。を含 んでもよい。 電子制御モジュール454は、入力データを考慮し、一対の所望のあるいけ鍔適 な出力制御イご号S、、、S、、、を11ii算する)重々の多次元制御戦略ま たはロジックマツプでプログラムされる。1つの出力制御11信号S、は作動流 体マニホルド圧力指令償引℃゛ある。この信号は、−次圧力調整器368に送ら れ、ポンプ332の出力圧力を調整し、次いで、マニホルド334.336内の 作動流体圧力を所望量に調節する6作動流体圧力の調節は、エンジン速度から独 立して燃料噴射圧力を直接調節できるという効果を有する。し5たがって、出力 制御信号S9は、燃料噴射圧力指令信号とも考えられる。 作動流体圧力の精密な制御により、燃料の噴射タイミングおよび噴射量を正確に 制御することができる。作動流体圧力を正確に制御するために、閉ループ・フィ ー−ドパツク回路が設けである。ユニットインゼクタ18に供給された作動流体 の圧力を検出し、検出圧力を示す圧力表示信号S6を発生ずるセンサが設5プで ある。二のセンサは、マニホルド334,336の少なくとも一方に設けてあり 、実際の圧力を周期的にサンプリングすると好ましい。好ましくは、サンプリン グ頻度;ま、無意味な遷移状態に敏感すぎないように平均圧力を検出するように ixばれる。センサは、対応する入力データ信号S、を発生し、この信号が電子 制御モジコーL454に送られる。電子制御モジュール454は、実際の作動流 体圧力を所望あるいは最適設定値と比較し、出力制御信号S、になんらかの必要 な補正を実施する。 他方の出力制御11信。は、各選定したユニットインゼクタ18の電子アクナノ 。エータ組立体36に供給される燃料給送指令信号である。この燃料給送指令信 号S 10は、燃料噴射を開始する時刻および各噴射相時に噴射される燃料の亀 を決定する。好ましくは、電子制御モジュール454によって発生したこの燃料 給送指名信号は電子駆動ユニット−(図示せr)に送られる。この電子駆動ユニ ットは、ユニッ1−インゼクタ18のアクヂュエータ組立体36に送られる選定 波形を発生する。 たとえば、電子駆動ユニットによって発生した波812段関数であってもよい6 第1段階は、アーマチャー42およびポペット弁38を、高圧作動流体を増圧ピ ストン88に連通させる第3位置へ急速移動させるに充分な数アンペアの信号で あってもよい。関数の第2段階は、第1段階の大きさの約半分(たとえば、約3 .5アンペア)の比較的小さい信号であってもよい。この小さい信号でも、燃料 給送指令(8号が電子制御モジュール454によって終るまでアーマチャー42 およびポペット弁38を第3位置に保持するには充分である。電イ制御千ジュー 1し454は、中間の電子駆動ユニットを必要とすることなく、−次圧力調整器 368を直接駆動すると好ましい。 童墓上の利用分野 HEUI燃料噴射装置10は、エンジン12に噴射するのに用いられる燃料とは 別の作動流体・減衰流体を使用する。作動流体、減衰流体のための源として燃料 以りtのエンジン潤滑オイルを使用することによる利点は、次の通りである。エ ンジン潤滑オイルは燃料よりも高い粘性を有し、したがって、ユニットインゼク タ18の高圧作動流体ポンプ332およびボデー組立体30は、特に燃料がまだ 比較的熱いときにエンジンを始動させる場合に過剰なfi洩なしに燃料を圧送す るのに必要とされるであろう程度の精密間隙または付加的なポンプ能力を必要と しない。エンジン潤滑オイルは、たとえば、ディーゼル燃料よりも良好な潤滑を 行う。このような潤滑は、ポペット弁38のガイドおよび弁座で特に必要である 。 エンジンIfll滑オイルは、また、普通のエンジンでは通常存在する溜め31 6に通じるオイル・ドレン経路内タ用することができる。それに対して、作動流 体、滅!!流体として燃料を使用した場合には、燃料を燃料タンクに戻すための 付加的な通路または外部管路を必要とする。シリンダヘッド・カバー99内の比 較的大きな空間としてのこのオイル・ドレン経路は、流れに絞り作用を与えるこ とがないaLn=かって、噴射の終わりで、当然発生する圧力スパイクは、ソレ ノイド組立体36へ反映することなく急速に消散させら第1、比較的ブリフート な構成要素に1傷を与えることがない。燃料供給経路から分離したドレン経路内 への高圧作動流体の排出は、種々のユニットインゼクタ18間での燃料給送量、 噴射タイミングの変動を防ぐことかできる。 エンジン12を始動する効果的な8法を以下に家門する。エンジン12は、最初 、補助動力源、たとえば、バッテリ・スタータ・モータ(図示せず)によって起 動されるが、電子制御モジュール454が作動流体マニホルド圧力Ssをモニタ する。電子制御モジュール454は、作動流体マニホルド圧力S8が少なくとも 選定最低圧力レベルに増加するまで、いかなるユニットインゼクタ18のソレノ イド組立体36も燃料給送指令信号S、。で電気的に付勢することがないように プログラムされる。作動流体マニホルド圧力S、が選定最低圧力レベルに増大す ると、起動し、でいるエンジン12が機械的に高圧作動流体ポンプ323を駆動 して、蓄圧器として作用する作動流体マニホルド334.336内の圧力を急速 に上昇させる。 好ましべは、ユニットインゼクタ18を付勢するのに必要な作動流体の選定最低 圧力レベルは、1つのユニットインゼクタ18が少なくとも1回の燃料噴射を実 施するのに必要な最低圧力である。この選定した最低圧力レベルは、作動流体の 温度または粘性と共に変わり、一般には、軌間エンジン始動状態よりも冷間エン ジン始動状解で高くなるa選定最低圧力レベルは、また、ノズル・チップ組立体 34のノズル開放圧力および増圧ピストン88、プランジャ204間の増圧比の ようなパラメータをカバーするユニットインゼクタ18の実際の液圧状態にも依 存する。 作動流体の温度または粘度を検出するセンサ(図示せず)を設けてもよい。ある い(i、このセンサで、作動流体の温度または粘度を間接的に示す別のエンジン ・パラメータ、たと久ば、エンジン冷却液温度を検知してもよい。いずれの実施 例でも、このセンサの発生する温度または粘度を示す信号は、電子制御モジュー ル454に送られ、電子制御モジュール454は、この信号に応答して適切な最 低圧力レベルを決定あるいは選定する。少なくとも1つのユニットインゼクタ1 8が燃料を噴射した後、エンジン12が点火し、エンジン速度が急速に増大し、 高圧ポンプ332の圧送能力を高めることになる。上記のエンジン始動法の利点 は、急速エンジン始動を達成する必要に応じて、高圧作動流体ポンプ323のサ イズ(すなわち、圧送能力)を最小限に抑える能力である。ポンプ323のサイ ズを最小限に抑えることにより、コストが低下し、エンジン12の寄生馬力損失 も低下する。上記エンジン始動法は、作動流体としてオイル、燃料その他の流体 を利用する任意の液圧作動式燃料系統(HEUI燃料噴射装置10を含む)に応 用できる。 燃料系統10またはエンジン12を始動する種々の別の方法を以下に説明する。 第1の代替法は、エンジン12をクランキングし、複数の液圧作動・電子制御式 ユニットインゼクタ18を液圧的に作動させるのに用いられる作動流体をポンプ 332が加圧する段階を含む。この方法は、さらに、電子制御モジュール454 が一度に1つづつ順次に各ユニットインゼクタ18を電気的に作動させ、作動流 体の加圧中に成る選定した時間が経過した後にのみ燃料噴射を生じさせる段階を 含む。第2の代替法は、複数の液圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18を 液圧的に作動させるのに用いられる作動流体を加圧する段階と、一度に1つづつ 順次に選定数のユニットインゼクタを電気的に作動させて、作動流体の加圧中に 成る選定した時間が経過した後にのみ燃料噴射を生じさせる段階と、一度に1つ づつ順次にすべてのユニットインゼクタを電気的に作動させて燃料系統10また はエンジン12が始動した後に燃料噴射を生じさせる段階とを包含する。第3の 代替法は、複数の液圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18を液圧的に作動 させるのに用いられる作動流体を加圧する段階と、一度に1つづつ順次に選定数 のユニットインゼクタを電気的に作動させて、燃料系統10またはエンジン12 の始動時に燃料噴射を生じさせる段階と、一度に1つづつ順次にすべてのユニッ トインゼクタを電気的に作動させて燃料系統10またはエンジン12が始動1− た後に#8料噴射を生じさゼる段階とを包含する5第4の代替2却j、複数の液 圧作動・電子制御式ユニットインゼクタ18を液圧的に作動させるのに用いられ る作動流体を加圧する段階と、一度に1つづつ順次に選定数のユニットインゼク タを電気的に作動させで、作動流体の加圧中に成る選定した時間が経過した後に のみ燃料噴射を生じさせる段階と、一度に1つづつ順次に電気的に作動させられ て燃料噴射を生じさせるユニットインゼクタの数を漸次増やす段階とを包含する 。もし燃料系統10またはエンジン12が失速したどきには、一度に1つづつ順 次に電気的に作動させられるユニットインゼクタ18の数は減少し、始動法が繰 り返される。 エンジン始動後の1つのユニットインゼクタ18の動作を以下に説明する。第1 .2.13図を参昭して、燃料は、それぞれ対応した燃料マニホルド416によ って比較的低い圧力(たとえば、約276〜413kPaまたは40〜60ps i)でユニットインゼクタ18に供給される。第3.5図を参明して、燃料は、 ケース燃料入口308、環状通路314、スリーブ燃料入口通路270.燃料フ ィルタ・スクリーン244、スリーブ・ボア268を通って流れる。この比較的 低い圧力の燃料は、ソ
【/ノイド組立体36が消勢状態にあり、燃料ポンプN2 60内の圧力が逆止弁230の上流側の圧力よりも選定量だけ低いときには圧縮 ボール・スプリング226の力に抗して逆上弁230を離座させる。逆止弁23 0が離座すると、燃料ポンプ室260に燃料が再充填される。 ソレノイド組立体36がその消勢状態にある間、ポペット弁38は、その第1位 置にあり、作動流体入口通路158とピストン・ポンプ室190の間の流体連絡 を断つと共に、ピストン・ポンプ室190と、溜め316に連通する上方環状周 溝144、通路128、ドレン通路108との間の連通を許す。ピストン・ポン プ室190内に流体圧力が無視し得る場合には、プランジャ・スプリング20日 がプランジャ204および増圧ピストン88を上方へ押し、第4止め194が弁 嘔170と接触する。 噴射を開始させるために、燃料給送指令信号S1゜が電子制御モジュール454 に、よって発生させられ、電子駆動ユニットに送られる。電子駆動ユニットは、 選定されたユニットインゼクタ18のソレノイド組立に36に所定の波形を送る 。 ソレノイド組立体36は、I!磁気的付勢されて、アーマチャー42がステータ 4Gに向かって磁気的に引き寄せられる。 ポペット弁38も移動するアーマチャー42によって引き寄せられる。ポペット 弁38は、まず、その第2位置へ移動する。この第2位置において、下方弁座1 49が開いて作動流体入口通路158とピストン・ポンプ室190との間を流体 連絡をなすと共に、ピストン・ポンプ室190と上方環状周溝144、通路12 8、ドレン通路108との間の流体連絡を維持する。ポペット弁38の変位のこ の部分で、入口通路158から送られてきた比較的高い圧力の作動流体は環状室 163内の比較的低い圧力まで低下し、その一部がポペット・スリーブ76の絞 り通路128を通って溜め316に排出される。熱間エンジン作動状態では、減 圧した作動流体の一部は、減衰流体として用いられ、間隙C3aを通って漏洩し 、ポペット弁38の速度を第3位置に接近するにつれて減速させることができる 、さらに、上方ポペット弁空所138から下方ポペット弁空所148に絞り通路 142を経て排出させられた減衰流体は、ポペット弁38の速度をIn2、第3 の位置に接近するにつれて減速する傾向がある。 ポペット弁38がその第1位置から第2位置に移動する間、絞り通路128は、 ピストン・ポンプ室190内の圧力の若干の増大を許すと共に、溜め316へ充 分な流体を排出させ、燃料噴射の開始を遅らせる手段または装置として作用する 。この作動シーケンスにより、固定第1位置から第2位置へのポペット弁38の 一過性で幾分予測不可能な初期運動は燃料噴射が開始する時期に関して遮断され る、すなわち、それと一致しない、絞り通路128の選定サイズは、ポペット弁 38がその第3位1から第2位置へ移動するときに燃料噴射を急速に終了させる に充分に大きいサイズと、ポペット弁38がその第1位置から第2位置へ移動す る間に溜め316へ排出される作動流体の無駄を最小限に抑えるに充分に小さい サイズとの妥協点である。 ポペット弁38がその第3位置へ移動し続けると、下方弁座149が開いて入口 通路158とピストン・ポンプ室190との間の流体連絡を保ち続けると共に、 上方弁座129がピストン・ポンプ室190と上方環状周溝144、通路128 、ドレン通路108との間の流体連絡を断つ、入口通路158を通って流れる比 較的高い圧力(たとえば、約20670kPaまたは3000psi )の作動 流体は、環状室163、中間通路160およびピストン・ポンプ室190内に捕 らえられ、増圧ピストン88へ駆動力を液圧的に加える。 入口通路158からポペット弁38の第2端部136とぼでえ80の縮径がいど 部分164の間の精密制御の間隙を通って漏洩する可能性のある高圧作動流体は 、下方ポペット弁空所148、通路142、上方ポペット弁空所138、下方ア ーマチャー空所89およびアーマチャー・スペーサ64のドレン通路98と連絡 する。 一方向逆止井208は、往復動可能な増圧ピストン88と協働して、増圧ピスト ン88の下降圧送行程中にピストン室192から!$4を確実に吸い出す手段ま たは装置を安価にかつ容易に組み立てるのを可能とする。この燃料は、プランジ ャ204とバレル198の主ボア212の間の精密制御の環状間隙によって増圧 ピストン88、プランジャ204の引き続く圧送行程間にピストン室192に漏 れる傾向がある。ピストン室192に集まった漏洩流体は、増圧ピストン88の 下降運動によって一方向逆止弁208を通って確実に送出される。このようにし てピストン室192からIJF出された燃料は、一方向逆止弁208によって、 ピストン室192に直接戻るのを阻止される。エンジン動作中のピストン室19 2での燃料の排出は、増圧ピストン88およびプランジャ204の意図した動き に悪影響を与えるおそれのある流体抵抗あるいは流体圧力を排除または最小にす る。 さらに、増圧ピストン88の下降移動によってピストン室192内に発生する大 きな脈圧も最小限に抑λられるか排除される。このような大きな脈圧の排除は、 ユニットインゼクタ18の上流側に位置する燃料フィルタへの損傷を防ぐと共に 、エンジンの他のユニットインゼクタ18の間での燃料噴射率の可能性のある未 制御な変動も防ぐことができる。 高圧作動流体は、圧縮プランジャ・スプリング206による力に抗して増圧ピス トン88およびプランジャ204を変位させる。燃料ポンプ室260内に捕らλ られた%Ilは、増圧ピストン・ポンプN190内の作動流体の圧力および増圧 ピストン88、プランジャ204間の有効面積比A 1/Atの関数であるレベ ルまで加圧される。この加圧された燃料は、燃料ポンプ室260から吐出通路2 64.272.283.285を通して流れ、ニードル・チェック・スプリング 238に加える予荷重に抗してニードル・チェック248に作用する。加圧燃料 は、選定圧力レベルに達した後にニードル・チェック248を持ち上げ、非常に 高い圧力の燃料が噴射スプレィ・オリフィス286を通して噴射される。 −噴 射を終了させるかあるいは噴射された燃料量を制御するために、電子制御モジュ ール454は、電子駆動ユニットへの燃料給送指令信号S l+1を中断する。 1i子駆動ユニツトは、次いで、その波形を中断し、選定ユニットインゼクタ1 8のソレノイド組立体36を電気的に消勢する。対向する磁力がない場合には、 圧縮ポペット・スプリング78が膨張してアーマチャー42およびポペット弁3 8の両方をそれらの第1位置へ戻す、ポペット弁38はその第2位置を通って移 動し、その下方弁座149が開いて入口通路158とピストン・ポンプ室190 の間を流体連絡すると共に、ピストン・ポンプ室190と上方環状周溝144、 通路128、ドレン通路108との間の流体連絡を維持する。ポペット弁38の この変位部分で、入口通路158から送られてきた作動流体は減圧され、そのす べてまたは一部が溜め316に直接排出される。熱間エンジン作動状態では、減 圧作動流体は、間隙C3,を通って漏洩し、ポペット弁38の速度を第1位置に 接近するにつれて減速させ得る減衰流体として用いられる。 第1位置において、ポペット弁38の下方弁座149は、ボデー80の環状弁座 166に着座し、高圧作動流体をピストン・ポンプ室190から遮断する。さら に、ポペット弁3838の上方弁座146は、ポペット・スリーブ76の環状弁 座129から離れ、ピストン・ポンプ室190を上方環状周溝144、通路12 8、ドレン通路108と連通させる。 ひとたびピストン・ポンプ室190が上方環状周溝144、通路128、ドレン 通路108と流体連絡すると、増圧ピストン88に作用している流体圧力も低下 し、増圧ピストン88、プランジャ204の下降変位を停止させる。次に、圧縮 されていたプランジャ・スプリング206が膨張し、プランジャ204および増 圧ピストン88をボデー80の座部170に向かってIF帰させる。膨張する燃 料ポンプ室260内の圧力は減少し、圧縮されていたニードル・チェック・スプ リング238がニードル・チェック248をその弁座282に向かって下向きに 移動させる。燃料ポンプ室260内の減少した圧力は、逆止弁230が離座ツ、 ″るのを許し、それによって燃料ポンプ室260に燃料を再充填させる。 冷間エンジン始動状態では、作動流体としてエンジン潤滑オイルを選択している 場合には、作動流体の粘性は比較的高い。間隙C5、C家内に冷えた非常に粘性 のある作動流体が存在するということは、アーマチャー42およびポペット弁3 8の動きを妨げたり、あるいは、まったく拘束したりする可能性があるために、 望ましいことではない。ボベッ[・弁38とポペット・スリーブ76の間の環状 間隙CNIIのサイズは、好ましくは、エンジン始動時にポペット弁38の上方 環状周溝144から上方ポペット弁空所138、下方アーマチャー空所89への 比較的冷たい作動流体の連通を制限するに充分に小さいように選定する。したが って、可動アーマチャー42およびポペット弁38は、間隙C3、C3内に冷た い枯1生の作動流体が存在していないときには自由に作動できる。間隙Ca11 によって与えられる有効流量絞り(たとえば、横断面積や軸線方向長さ)は1通 常のエンジン動作中に上方1状周溝144、上方ポペット弁空所138、下方ア ーマチャー空所89間で比較的熱い作動流体を流通させるに充分な大きさである ように選ぶヒ好まし、い。これにより、可動アーマチャー42およびポペット弁 38が作動して、間隙C1、C7からの比較的熱い作動流体の排出により選定量 の減衰を与えることができる6環状間隙C1のサイズもまた、アーマチャー42 とポペット・アゲブタ70間の間隙C2についてのサイズの選定と一緒に選定し なければならない。この減衰により、初期接触後にポペット弁38がその弁座】 46.149のいずれかから跳ね返る傾向を最小限に抑えることができる。 収を鷹60および通路58の形をした連通・収集・排出手段56は、通常上方ア ーマチャー空所57に収容されている作動流体に可動アーマチャー42が加金− る任意の圧送効果をも最小限にすることができる。この連通・収集・排出手段5 6およびアーマチャー・スペーサ64のドレン通路98は、上下のアーマチャー 空所57.89に送られている減衰流体が、アーマチャー42、ポペット弁38 の位置を液圧的1こ錠止することなく溜め316に排出するのを許す。連通・収 集・排出子トΩ56およびアーマチャー・スペーサ・ドレン通路98は、また、 軌い作動7奇体が上下のアーマチャー空所57.89から排出して、そこに作動 流体が残って冷え、冷間エンジン始動状態で非常に粘性のある流体となるのを防 ぐ。 冷えたエンジン状態でエンジン12を始動させ得るように、選定された振幅、パ ルス幅および周期を有する1つまたはそれ以上の電気信号(たとえば、電流の方 形パルス)を、エンジン12のクランキング前に選定したタイムスパンにわたっ てアクチュエータ組立体36に与えることができる。この選定された振幅、パル ス幅、周期およびタイムスパンは、アクチュエータ組立体36を過熱して損傷を 勾えないように注意深く選ぶ、′W1流のパルスは、電子駆動ユニットあるいは エンジンバッテリまたはこれら2つの組み合わせで供給してもよい。周期的な電 気信号は、スプリング負荷のアーマチャー42を往復動させ、それによって、上 下のアーマチャー空所57.89かも粘性のある作動流体の少なくとも一部を追 い出すことができる。1つの重要な効果は、アーマチャー42とステータ46の 間の空所57における流体薄膜強度の低減である。別の重要な効果は、アクチュ エータ組立体36を加熱して、減衰流体を加温してからポペット弁38とポペッ ト・スリーブ76の間の間隙C1を経てアクチュエータ組立体36に遅れるよう にすることにある。これらの効果の各々は、ポペット弁38の応答性を向上させ 、燃料噴射送出能力およびエンジン始動時タイミング精度を改善することができ るこのエンジン始動法は、さらに、たとえば、マニホルド334.336の少な (とも1つの中の作動流体の温度を検知し、この温度が選定レベルよりも下のと きにのみこの始動法を実施することによって改良することができるつあるいは、 マニホルド334,336内の作動流体の温度を間接的に示す別のエンジン・パ ラメータ、たとλば、エンジン冷却水温度を検知し、この始動法を実施すべきが どうかを決定するのに用いてもよい。 上記の冷間エンジン始動法に加えて、あるいは、それの代わりに、このような1 つまたはそれ以上の電気信号を、エンジン停止後の選定タイムスパンにわたって アクチュエータ組立体36に付与してもよい。エンジン12が停止したとき、そ れはもはや高圧作動流体ポンプ332を駆動することはないゆこれらの電気信号 は、スプリング負荷のアーマチャー42を往復動させ、それによって、減衰流体 が冷、え、より大きな粘性になる前に上下のアーマチャー空所57.8つから凱 い減衰流体の少なくとも一部を追い出す。この方法は、さらに、周囲空気温度を 検知し、電気信号を、エンジン12の停止後で、周囲空気温度が選定値より低い 値に低下したときにのみ、アクチュエータ組立体36に勾えることによっても改 善できる。 冷間エンジン作動状態では、冷λたエンジン12の始動をなすために、拡張燃料 給送指令信号またはロジックパルスが必要となる。燃料給送指令に必要な時間は 、回路内の種々の圧力低下による作動流体粘性の関数である。オイルの粘度がど のくらいなのかを正確に知らない場合には、冷間エンジン始動状態で燃料給送を 旨令信号に必要な正確な時間を演算または評価するのは難しい。時間が未決定で ある場合、不充分な燃料噴射が行われる1時間が過剰評価されると、余分な燃料 噴射が行オつれて、燃料過剰となり、エンジンを損傷する可能性がある。 冷間エンジン始動能力を改良するについての上記問題に対する]つの解答は、作 動流体の粘性または温度を直接的あるいは間接的に検知し、電子制御モジュール 454に送られる粘性表示または温度表示の信号を発生させ、パルス幅乗算器法 を用いて作動流体の検出粘度または温度の変動を補正するセンサを設けることで ある。電子制御モジュール454は、通常のエンジン作動温度で、最高燃料給送 指令信号S1゜が、エンジン12の制御性を改善あるいは過剰エンジントルクを 回避またはこれら両方を行うように選定した選定最大パルス幅によって制限され るようにプログラムされる。この選定された最大パルス幅は、冷間エンジン始動 を行うには不充分である。したがって、電子制御モジュール454は、エンジン 始動時のみ、選定最大パルス幅に、作動流体の検出粘度または温度の関数として 選んだ因数を掛は合わせてそれを増大させるようにもプログラムされる。一般に 、この心数は、作動流体の検出粘度が増大するかあるいは作動流体の検出温度が 減少するかするにつれて1からそれより大きい数へ増大する。エンジン12が始 動し、作動流体が通常のエンジン作動温度または粘度に達した後、この選定回数 :ま1となる。 たとえば、エンジン12を始動する方法は、電子制御モジュール454が選定第 1ペルス幅の少なくとも1つの電気燃料給送指令信号S1゜をユニットインゼク タ18のアクチュエータ・弁組立体28に付与する段階と、第1パルス幅のfi +4給送指令信号S tGに応答してユニットインゼクタ18へ加圧作動流体を 供給する段階と、第1パルス幅の燃料給送指令信号S、。に応答して第1変位量 にわたってユニットインゼクタ18の増圧ピストン88を液圧的に変位させて* i燃料噴射量を実施する段階と、エンジン始動後に第1パルス幅よりも小さいよ うに選定した第2パルス幅の少なくとも別の電気燃料給送指令信号S 10をユ ニットインゼクタ18に付与する段階とを包含し得る。この方法は、さらに、′ IJ42パルス幅の別の燃料給送指令信号S 16に応答してユニットインゼク タ18に加圧作動流体を供給する段階と、第2パルス幅の別の燃料給送指令信号 S1゜に応答してユニットインゼクタ18の増圧ピストン88を第2の変位量に わたって液圧的に変位させて第2の燃料噴射量を行わせ、第2変位量を第1変位 量よりも少なくした段階とを包含する。その結果、第2燃料噴射量は、第1燃料 噴射量よりも少ない。あるいは、電子制御モジュール454が、エンジン始動時 に、→の電気燃料給送指令信号S、。を付与し、これらの信号のパルス幅を1つ の選定した大きさから別の選定した大きさまで徐々に減少させてもよい。 上記問題の別の解答は、ユニットインゼクタ18へ供給される作動流体の圧力を 選択的に変えることである。この圧力は、−次圧力調整器368への作動流体マ ニホルド圧力指令信号S、を変λる電子制御モジュール454によって変えられ る。たとえば、エンジン12を始動させる方法は、電子制御モジュール454が ユニットインゼクタ18に電気燃料給送指令信号S、。を付与する段階と、この 燃料給送指令信号S、。の付与に応答してユニットインゼクタ18へ選定したi Jl圧力の作動流体を供給する段階と、第1変位量にわたってユニットインゼク タ18の増圧ピストン88を液圧的に変位させて燃料噴射を行わせる段階と、エ ンジン始動後にユニットインゼクタ18へ別の電気燃料給送指令信号S IQを 付与する段階とを含み得る。この方法は、さらに、別の電気燃料給送指令信号S +oの付与に応答してユニットインゼクタ18へ選定した第2圧力の作動流体を 供給し、この第2圧力を第1圧力よりも低いものとする段階と、第2変位量にわ たってユニットインゼクタ18の増圧ピストン88を液圧的に変位させて燃料噴 q1を行わせ、第2変位量を!J1変位量よりも少ないものとする段階とを包含 する。あるいは、ii子制御モジュール454が、エンジン始動時に作動流体供 給圧力を変え、ごの圧力が1つの選定した大きさから別の大きさへ徐々に減少す るようにしてもよい。 上記問題の別の解答は、圧力を選択的に変えるばかりでな(、燃料給送指令信号 S、。のパルス幅をも変えることである。上記の例において、作動流体圧力また は燃料給送指令パルス幅あるいはこれら両方の大きさは、作動流体の粘度または 濃度あるいはこのような粘度または温度を間接的に示す別のパラメータの関数と して選定するとよい。 上記問題の別の解答は、バレル座部219と増圧ピストン88の第2止め196 の間の間隙C4を、増圧ピストン88およびプランジャ204の最大許容有効行 程に対応する選定した軸線方向長さに設定することである。たとえば、間隙C4 は、約3.5ミリメートルまたは0.136インチとしてもよい。ユニットイン ゼクタ18は、こうして、冷間エンジン作動または始動を含む任意の条件下で選 定した最大燃料量を噴射するように機械的に制限される。冷間エンジン作動中、 電子制御モジュール454は、実際のおいる粘度に関係しないが、増圧ピストン 88の最大変位量を行わせるには充分な比較的長い時間またはパルス幅を有する 燃料給送指令信号S1゜を送出する1間隙C4の大きさは、エンジン12の最適 な始動および加速を確保するには充分であるが、エンジン12または駆動列ある いはこれら両方に過剰燃料損傷を与える程は多くない燃料を噴射するように選定 する0間隙C4の大きさは、また、プランジャ204の自由端と止め部材232 との間の間隙よりは小さいように選ぶ。こうして、燃料供給手段22がエンジン 動作中にオーバーランした場合、増圧ピストン88がまずその座部219と接触 し、プランジャ204が止め部材232に衝突し、プランジャ204またはバレ ル198あるいはこれら両方が変形するのを防止する。エンジン始動後、電子制 御モジュール454は、燃料給送指令信号S1゜のパルス幅を所望のエンジン速 度を維持するのに充分な時間まで減らすようにプログラムされる。 以下、!4械的作動の燃料噴射装置としてのHEUI燃料噴射装宜1装置主要な 利、屯を要約する。まず、HEUI燃料噴射装宣10は、燃料圧送プランジャを 作動させるのに用いられる種々の普通の機械的構成要素、たとえば、カム・ロッ カアーム機構を必要としない。このことは、コストを低減し、エンジン12の信 頼性およびパッケージングを改善する。上記の利点により、HEUI燃料噴射装 置1oは、また、電子制御式燃料噴射装置を持たない現存の普通のエンジンにす え付けるについても魅力的である。第2に、HEUI燃料噴射装置10の燃料噴 射圧力は、エンジン12の速度とは独立して、選ぶことができ、最適値への変更 すら可能である。たとえば、エンジン始動時、噴射圧力の大きさは、エンジン1 2の安定性を改良するために選定値まで高めることができる。低エンジン負荷・ 低エンジン速度状態では、噴射圧力の大きさを選定値まで低下させて噴射された 燃料の霧化を減らし、燃料をよりゆっくりと燃焼させ、エンジン12のより静か な運転を可能とすることができる。高エンジン負荷・低エンジン速度状態では、 噴射圧力の大きさを選定まで増大させ、エンジン12の排出する粒子量を減らす ことができる。部分負荷状態では、噴射圧力の大きさを選定値まで低下させて、 エンジン12の燃費を減らすことができる。上記例の各々において、燃料給送指 令信号S、。のパルス幅も、最適なエンジン性能あるいは最小汚染物排出量また はこれら両方を与えるように変えてもよい。閉ループ・フィードバック回路は、 所望の圧力設定値を達成し、それを望むままに長く維持するのを保証する。 本発明の他の局面、目的および利点は、図面、開示および添付請求の範囲の研究 から得ることができる。 フロントページの続き ライブ 1423 53045 ブルックフィールド ヴインセント ドライヴ 20850

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.電子制御式ユニツトインセクタ(18)のためのアクチェエータ・弁組立体 (28)であって、 可動部材(42)を包含し、この可動部材(42)が空所(57、89)を構成 している電気付勢可能なアクチュエータ組立体(36)と、可動部材(42)に 連結した弁(38)と、アクチュエータ組立体(36)の空所に関して減衰流体 の連通、収集排出を行う手段(56)と を包含することを特徴とする電子制御式ユニツトインセクタ。 2.液圧作動・電子制御式ユニツトインセクタ(18)のためのアクチュエータ ・弁組立体(28)であって、 固定ステータ(46)および可動アーマチャー(42)を包含し、このアーマチ ャー(42)が第1、第2の空所(57、89)を構成する第1、第2の面(5 2、54)を有し、アーマチャー(42)の前記第1面(52)がステータ(4 6)に対面している電気付勢可能なソレノイド組立体(36)と、アーマチャー (42)に連結してあり、液圧作動流体をユニツトインセクタ(18)に選択的 に連絡するようになっている弁(38)と、ソレノイド組立体(36)の空所( 57、89)のうち少なくとも1つに関して減衰流体の連通、収集、排出を行う 手段(56)とを包含することを特徴とする電子制御式ユニツトインセクタ。 3.請求の範囲第2項記載のアクチュエータ・弁組立体(28)において前記連 絡・収集・排出手段(56)が、アーマチャー(42)の第1、第2の面(52 、54)の間に延びる通路(58)を包含することを特徴とする電子制御式ユニ ツトインセクタ。 4.請求の範囲第3項記載のアクチュエータ・弁組立体(28)において前記連 絡・収集・排出手段〔56)が、アーマチャー第1面(52)とステータ(46 )のうちの一方に形成した収集溝(60)を包含し、この収集溝(60)がアー マチャー(42)の通路(58)と連通していることを特徴とする電子制御式ユ ニツトインセクタ。 5.請求の範囲第2項記数のアクチュエータ・弁組立体(28)において前記弁 (38)が、第1弁空所(138)を構成する第1端部(132)と、第2弁空 所(148)を構成する第2端部(136)と、これら弁空所(138148) 間に位置する中間部(134)とを有し、この中間部(134)が弁空所(13 81、48)間を連絡する絞り通路(142)を構成していることを特徴とする 電子制御式ユニツトインセクタ。 6.請求の範囲第2項記載のアクチュエータ・弁組立体(28)において前記ソ レノイド組立体(36)がアーマチャー空所(57、89)のうちの1つと連通 するドレン通路(98)を包含することを特徴とする電子制御式ユニツトインセ クタ。 7.液圧作動・電子制御式ユニツトインセクタ(18)のためのアクチュエータ ・弁組立体(28)において、 スリーブ・ボア(126)を構成するスリーブ(76)と、第1、第2のアーマ チャー空所(57、89)を構成する可動部材(42)を包含する電気付勢可能 なアクチュエータ組立体(36)と、可動部材(42)に連結してあり、ユニツ トインセクタ(18)に液圧作動流体を選択的に連通するようになっている弁( 38)であり、所定の直径方向間隙(C3a)に従ってスリーブ・ポア(126 )内に位置決めされる端部(132)を有する弁(38)と、 アクチュエータ組立体(36)の空所(57、89)のうちの少なくとも1つに 関して減衰流体の連通、収集、排出を行う手段(56)とを包含し、前記直径方 向間隙が、減衰流体の粘性に従って空所(57、89)のうちの少なくとも1つ への減衰流体の連通を効果的に制御する所定の長さ、直径を有することを特徴と する電子制御式ユニツトインセクタ。 8.電子制御式ユニツトインセクタ(18)のためのアクチュエータ・弁組立体 (28)であって、 空所(57、89)を構成する可動部材(42)を包含する電気付勢可能なアク チュエータ組立体(36)と、減衰流体の粘度が選定値より低いときにのみ空所 (57、89)に関して減衰流体を選択的に連通させる手段(56)とを包含す ることを特徴とする電子制御式ユニツトインセクタ。 9.請求の範囲第8項記載のアクチュエータ・弁組立体(28)において選択的 に連通を行う手段(56)が減衰流体の粘度に従って空所(57、89)に関す る減衰流体の流量を制御することを特徴とする電子制御式ユニツトインセクタ。
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