JPH0665871B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

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Publication number
JPH0665871B2
JPH0665871B2 JP15208586A JP15208586A JPH0665871B2 JP H0665871 B2 JPH0665871 B2 JP H0665871B2 JP 15208586 A JP15208586 A JP 15208586A JP 15208586 A JP15208586 A JP 15208586A JP H0665871 B2 JPH0665871 B2 JP H0665871B2
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JP
Japan
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fuel
valve
pressure
fuel injection
nozzle needle
Prior art date
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JP15208586A
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JPS639673A (en
Inventor
義久 山本
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日本電装株式会社
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Publication date
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Publication of JPH0665871B2 publication Critical patent/JPH0665871B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関用燃料噴射装置に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、内燃機関用燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁
は、圧送燃料圧力がノズル針弁の受圧面積と設定された
スプリングの荷重との関係で所定値以上になると開弁
し、所定値以下になるとスプリングの力によって閉弁す
るという作動をする。
Conventionally, a fuel injection valve used in a fuel injection device for an internal combustion engine opens when the pumped fuel pressure exceeds a predetermined value in relation to the pressure receiving area of a nozzle needle valve and a set spring load, and falls below a predetermined value. Then, the valve is closed by the force of the spring.

近年の排気浄化,省燃費の要求から、噴射率の初期は噴
射率をゆるやかに増加し、終期は噴射率を瞬時に減少す
る噴射パターンが望ましいことがわかってきた。
From recent demands for exhaust gas purification and fuel economy, it has been found that an injection pattern in which the injection rate gradually increases at the initial stage of the injection rate and the injection rate decreases instantaneously at the final stage is desirable.

そこで、従来、例えば特公昭59−48302号公報にみられ
るようにノズル針弁に対し背圧室を設けその油圧によっ
てノズル針弁の動きを望ましい形に制御しようとするも
のが公知である。
Therefore, conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-48302, a back pressure chamber is provided for a nozzle needle valve to control the movement of the nozzle needle valve in a desired shape by the hydraulic pressure thereof.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、これら従来のものでは油圧源を必要と
し、また、得られる噴射率パターンもゆるやかな噴射率
の増加だけであり、また、従来の他の例でも噴射終期に
おいて瞬時の減少だけしか得られず、さらに他の例で
は、噴射初期にはゆるやかに増加し、噴射終期には瞬時
に減少する噴射パターンをねらったものがあるがその効
果は満足できなかった。
However, these conventional ones require a hydraulic power source, and the obtained injection rate pattern is only a gradual increase in the injection rate. Also, in other conventional examples, only an instantaneous decrease is obtained at the end of injection. In yet another example, there is one in which the injection pattern is aimed to gradually increase in the initial stage of injection and to decrease instantaneously in the final stage of injection, but the effect is not satisfactory.

また、低速回転時には、背圧室の残圧上昇により異常噴
射が発生したり、噴射量がばらついたりするおそれがあ
るという問題があった。
Further, during low-speed rotation, there is a problem that abnormal injection may occur due to an increase in the residual pressure in the back pressure chamber or the injection amount may vary.

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされるもので、
簡易な構成により、噴射初期における噴射率のゆるやか
な増加と噴射終期における噴射率の瞬時の減少を同時に
達成する噴射率パターンを噴射後の残圧燃料の加圧エネ
ルギーを有効に利用してエネルギーロスなしで実現する
とともに、残圧変動による異常噴射及び噴射量のはらつ
きが発生しない内燃機関用燃料噴射装置を提供すること
を目的としている。
The present invention is made in view of the above problems,
With a simple configuration, an injection rate pattern that simultaneously achieves a gradual increase in the injection rate at the beginning of injection and an instantaneous decrease in the injection rate at the end of injection is used to effectively utilize the pressurization energy of the residual pressure fuel after injection, resulting in energy loss. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device for an internal combustion engine which is realized without the need for abnormal injection and fluctuation of the injection amount due to residual pressure fluctuation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記目的を達成するために次のような技術的手
段を講じた。
The present invention has taken the following technical means in order to achieve the above object.

本発明は、燃料加圧室内の燃料を高圧に加圧するととも
に吐出弁を介して加圧燃料を圧送する燃料噴射ポンプ
と、この燃料噴射ポンプの吐出弁の吐出側と燃料加圧室
側とを連通する連通通路と、噴孔を有するノズル本体
と、燃料噴射ポンプから圧送される加圧燃料の燃料圧を
受けてノズル本体内で往復動するとともにノズル本体の
噴孔を開閉させて内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する
ノズル針弁と、このノズル針弁の燃焼室と反対側の端面
に当接するスプリングと、ノズル針弁の燃焼室と反対側
に形成されるとともにノズル針弁を閉弁させる方向の圧
力を保持する背圧室と、燃料噴射ポンプとノズル針弁の
燃焼室側端面とを連通するとともに背圧室に連通する燃
料通路と、この燃料通路の途中であって、背圧室への流
入部付近に設けられる開閉弁と、この開閉弁をバイパス
するバイパス通路の途中において設けられるバイパス絞
りとを備え、開閉弁の開閉により背圧室内の圧力を調整
して燃料噴射初期における燃料噴射率のゆるやかな増加
と燃料噴射終期における燃料噴射率の瞬時の減少を行な
い、ノズル針弁による燃料の噴射後には燃料噴射ポンプ
の吐出弁の吐出側の所定圧燃料を燃料加圧室側に連通通
路を介して逆流させて、該所定圧燃料の加圧エネルギー
を燃料噴射ポンプの次の加圧行程における加圧エネルギ
ーとして有効に利用するとともに噴射量特性を悪化させ
る残圧変動を防止する。
The present invention provides a fuel injection pump that pressurizes fuel in a fuel pressurizing chamber to a high pressure and pumps pressurized fuel through a discharge valve, and a discharge side of the discharge valve and a fuel pressurizing chamber side of the fuel injection pump. A communication passage communicating with the nozzle body, a nozzle body having an injection hole, and a fuel pressure of a pressurized fuel sent from a fuel injection pump to reciprocate in the nozzle body and open and close the injection hole of the nozzle body to open and close the internal combustion engine. A nozzle needle valve that injects fuel into the combustion chamber, a spring that contacts the end surface of the nozzle needle valve on the opposite side to the combustion chamber, and a nozzle needle valve that is formed on the opposite side of the combustion chamber and closes the nozzle needle valve. The back pressure chamber that holds the pressure in the direction to cause the fuel injection pump to communicate with the end surface of the nozzle needle valve on the combustion chamber side, and the fuel passage that communicates with the back pressure chamber. Provided near the inlet to the room The valve includes a valve closing valve and a bypass throttle provided in the middle of a bypass passage that bypasses the on-off valve. The fuel injection rate at the end of injection is instantaneously reduced, and after the fuel is injected by the nozzle needle valve, a predetermined pressure fuel on the discharge side of the discharge valve of the fuel injection pump is made to flow backward to the fuel pressurizing chamber side through the communication passage. The effective use of the pressurizing energy of the fuel having the predetermined pressure as the pressurizing energy in the next pressurizing stroke of the fuel injection pump and the fluctuation of the residual pressure that deteriorates the injection amount characteristic are prevented.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第1図を用いて本発明の第1実施例を説明する。
第1図は本実施例の構成を示す断面図である。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of this embodiment.

第1図において、燃料噴射ポンプ100は従来公知の噴射
ポンプで、シリンダ102内にはプランジャ101が油密を保
って摺動自在に配設されている。
In FIG. 1, a fuel injection pump 100 is a conventionally known injection pump, and a plunger 101 is slidably disposed in a cylinder 102 while keeping oil tightness.

シリンダ102内の燃料加圧室113には、燃料室(図示せ
ず)からフィードホール(図示せず)を介して燃料が供
給され、プランジャ101が図中上方に摺動することによ
り燃料加圧室113内の燃料は加圧される。
Fuel is supplied from a fuel chamber (not shown) to a fuel pressurizing chamber 113 in the cylinder 102 through a feed hole (not shown), and the plunger 101 slides upward in the figure to pressurize the fuel. The fuel in chamber 113 is pressurized.

燃料加圧室113には弁体104が連結固定されており、この
弁体104内には吐出弁103が摺動自在に配設されている。
A valve body 104 is connected and fixed to the fuel pressurizing chamber 113, and a discharge valve 103 is slidably arranged in the valve body 104.

この吐出弁103は、燃料加圧室113と反対側に形成される
吐出室114内に配設されているバルブスプリング105によ
り燃料加圧室113側に付勢されている。
The discharge valve 103 is urged toward the fuel pressurizing chamber 113 by a valve spring 105 arranged in a discharge chamber 114 formed on the opposite side of the fuel pressurizing chamber 113.

従って、燃料加圧室113内の燃料が加圧されて吐出弁103
の開弁圧以上になると、燃料はバルブスプリング105に
抗じて吐出弁103を開いて吐出室103内に流入し、パイプ
106を通って圧送される。
Therefore, the fuel in the fuel pressurizing chamber 113 is pressurized and the discharge valve 103
When the pressure exceeds the valve opening pressure, the fuel opens the discharge valve 103 against the valve spring 105, flows into the discharge chamber 103, and
Pumped through 106.

吐出弁103内には、燃料加圧室113と吐出室114とを連通
する連通通路112が設けられており、この連通通路112内
には吐出室114から燃料加圧室113への燃料の流れのみを
許容する逆止弁110が設けられている。
A communication passage 112 that communicates the fuel pressurizing chamber 113 and the discharge chamber 114 is provided in the discharge valve 103, and the flow of fuel from the discharge chamber 114 to the fuel pressurizing chamber 113 is provided in the communication passage 112. A check valve 110 is provided to allow only this.

ノズル本体2内にはノズル針弁1が油密を保って摺動自
在に配設されており、ノズル本体2及びノズル針弁1に
より通常のノズル弁が構成されている。ノズル針弁1は
燃料噴射ポンプ100から圧送される加圧燃料の燃料圧を
受けてノズル本体2内で往復動する。この往復動に伴な
い、ノズル針弁1の一端1aはノズル本体2の噴孔2aを開
閉し、図示しない内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射す
る。
The nozzle needle valve 1 is slidably arranged in the nozzle body 2 while keeping oil tightness, and the nozzle body 2 and the nozzle needle valve 1 constitute a normal nozzle valve. The nozzle needle valve 1 receives the fuel pressure of the pressurized fuel pumped from the fuel injection pump 100 and reciprocates in the nozzle body 2. Along with this reciprocating movement, one end 1a of the nozzle needle valve 1 opens and closes the injection hole 2a of the nozzle body 2 to inject fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine (not shown).

ノズル針弁1の他端1b側には、このノズル針弁1を閉弁
させる方向の圧力を保持する背圧室8が形成されてい
る。また、この背圧室8内にはノズル針弁1の他端1b側
の端面に当接するスプリング3が配設されており、スプ
リング3はノズル針弁1を閉弁させる方向に付勢してい
る。
On the other end 1b side of the nozzle needle valve 1, a back pressure chamber 8 for holding a pressure in the direction of closing the nozzle needle valve 1 is formed. In addition, a spring 3 that is in contact with the end surface of the nozzle needle valve 1 on the side of the other end 1b is arranged in the back pressure chamber 8. The spring 3 urges the nozzle needle valve 1 in a direction to close it. There is.

燃料通路6は、燃料噴射ポンプ100とノズル針弁1の一
端1a側の端面とをパイプ106を介して連通するとともに
背圧室8に開閉弁30及び絞り7を介して連通している。
また、背圧室8は開閉弁30をバイパスするバイパス通路
90を介して燃料通路6に連通しており、バイパス通路90
には絞り7より通過抵抗の大きいバイパス絞り9が設け
られている。なお、バイパス通路90にバイパス絞り9を
設けるかわりにバイパス通路90を細い絞り通路としても
別に差りつかえない。
The fuel passage 6 communicates with the fuel injection pump 100 and the end surface of the nozzle needle valve 1 on the side of the one end 1a via a pipe 106, and also communicates with the back pressure chamber 8 via an opening / closing valve 30 and a throttle 7.
The back pressure chamber 8 is a bypass passage that bypasses the on-off valve 30.
90 to the fuel passage 6 through the bypass passage 90
Is provided with a bypass diaphragm 9 having a larger passage resistance than the diaphragm 7. It should be noted that, instead of providing the bypass throttle 90 in the bypass passage 90, the bypass passage 90 may be a narrow throttle passage.

開閉弁30は、ノズル針弁31,弁体32,スプリング33からな
り、ノズル針弁31は弁体32内で油密を保って摺動する。
ノズル針弁31は第1図に示されるように着座状態となる
ようにスプリング33により着座方向に付勢されている。
なお、開閉弁30の開弁圧はノズル弁の開弁圧より僅かに
高く設定してある。
The on-off valve 30 includes a nozzle needle valve 31, a valve body 32, and a spring 33, and the nozzle needle valve 31 slides in the valve body 32 while keeping oil tightness.
The nozzle needle valve 31 is biased in the seating direction by a spring 33 so as to be seated as shown in FIG.
The opening pressure of the on-off valve 30 is set slightly higher than the opening pressure of the nozzle valve.

次に、本実施例の作動について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

第1図において、燃料加圧室113に燃料が供給され、プ
ランジャ101がシリンダ102内を図中上方へ摺動すると燃
料加圧室113内の燃料は加圧される。燃料加圧室113内の
燃料が加圧されて吐出弁103の開弁圧以上になると、燃
料はバルブスプリング105に抗じて吐出弁103を開いて吐
出室114内に流入する。
In FIG. 1, fuel is supplied to the fuel pressurizing chamber 113, and when the plunger 101 slides in the cylinder 102 upward in the drawing, the fuel in the fuel pressurizing chamber 113 is pressurized. When the fuel in the fuel pressurizing chamber 113 is pressurized and becomes equal to or higher than the opening pressure of the discharge valve 103, the fuel flows against the valve spring 105 to open the discharge valve 103 and flow into the discharge chamber 114.

吐出室114に吐出された燃料は、パイプ106を介して燃料
通路6内に圧送される。その後、燃料は二方向に分岐さ
れ、一方はノズル弁、他方は開閉弁30に圧送される。
The fuel discharged into the discharge chamber 114 is pressure-fed into the fuel passage 6 through the pipe 106. After that, the fuel is branched into two directions, one of which is pumped to the nozzle valve and the other to the on-off valve 30.

圧送燃料の圧力が上昇してゆき、ノズル弁の開弁圧(ス
プリング3とノズル針弁1の受圧面積によって決定され
る)に達するとノズル針弁1がスプリング3の付勢力に
抗じて上昇し、ノズル弁が開弁して燃料噴射が開始され
る。
When the pressure of the pumped fuel rises and reaches the valve opening pressure of the nozzle valve (determined by the pressure receiving area of the spring 3 and the nozzle needle valve 1), the nozzle needle valve 1 rises against the urging force of the spring 3. Then, the nozzle valve is opened and fuel injection is started.

このノズル弁の開弁直後において、圧送燃料によって燃
料圧力が上昇し、開閉弁30の開弁圧(スプリング33の設
定荷重と針弁31の受圧面積によって決まる)に達して開
閉弁30が開弁する。これにより燃料通路6から圧送燃料
の一部が絞り7を介して背圧室8に流入する。
Immediately after the nozzle valve is opened, the fuel pressure increases due to the pumped fuel, and the opening pressure of the opening / closing valve 30 (determined by the set load of the spring 33 and the pressure receiving area of the needle valve 31) is reached to open the opening / closing valve 30. To do. As a result, a part of the pumped fuel from the fuel passage 6 flows into the back pressure chamber 8 via the throttle 7.

この時、背圧室8の圧力とノズル針弁1のガイド部断面
積で決まる力をノズル針弁1が閉弁方向に受ける。従っ
て、ノズル針弁1は急激に上昇せずにゆるやかに上昇
し、初期のゆるやかな燃料噴射率が達成される。
At this time, the nozzle needle valve 1 receives a force determined by the pressure of the back pressure chamber 8 and the cross-sectional area of the guide portion of the nozzle needle valve 1 in the valve closing direction. Therefore, the nozzle needle valve 1 does not rise rapidly but rises gently, and the initial slow fuel injection rate is achieved.

圧送燃料がさらに圧送されると、開閉弁30は開弁状態で
あるので、燃料圧力の上昇によりノズル針弁1は閉弁方
向に作用する力に抗じてしだいに開弁し、燃料噴射が行
われる。
When the pumped fuel is further pumped, the on-off valve 30 is in the open state, so the nozzle needle valve 1 gradually opens against the force acting in the valve closing direction due to the increase in the fuel pressure, and the fuel injection is performed. Done.

その後所定の量だけ燃料噴射が行われると、圧送が減少
し、燃料通路6の圧力が低くなる。この時、絞り7によ
って背圧室8内の圧力が燃料通路6内の圧力よりも遅れ
て低下するので、常に背圧室内の圧力が高くなり、その
レベルは絞り7によって調整される。
After that, when the fuel is injected by a predetermined amount, the pressure feed is reduced and the pressure in the fuel passage 6 is lowered. At this time, the pressure in the back pressure chamber 8 is lowered by the throttle 7 later than the pressure in the fuel passage 6, so that the pressure in the back pressure chamber is always increased and the level thereof is adjusted by the throttle 7.

この圧力差とノズル針弁1のガイド部断面積とで決まる
力とスプリング3の力との合力による閉弁力が極めて大
きくなる(すなわち閉弁力が高くなる)ので急激にノズ
ル針弁1の閉弁挙動がなされる。
Since the valve closing force resulting from the combined force of the force determined by the pressure difference and the cross-sectional area of the guide portion of the nozzle needle valve 1 and the force of the spring 3 becomes extremely large (that is, the valve closing force becomes high), the nozzle needle valve 1 suddenly moves. A valve closing behavior is performed.

さらに圧力が下がると開閉弁30も閉弁し、第1図に示さ
れる状態になる。
When the pressure further decreases, the on-off valve 30 also closes, and the state shown in FIG. 1 is obtained.

この時、背圧室8内にはまだ残圧があるが、バイパス絞
り9により圧力の低下した燃料通路6内へ燃料が流出す
る。さらに、この燃料はパイプ106を介して燃料噴射ポ
ンプ100側に導入され、着座状態にある吐出弁103に設け
られた連通通路112及び逆止弁110を順次介して低圧側で
ある燃料加圧室113内に逆流する。従って、次の噴射ま
でには背圧室8,燃料通路6及びパイプ106は低圧レベル
に回復し、燃料加圧室113内の残圧は燃料噴射ポンプ100
の加圧行程における加圧エネルギーとして有効に再利用
され、エネルギーロスという問題は生じない。
At this time, although the residual pressure still exists in the back pressure chamber 8, the fuel flows out into the fuel passage 6 whose pressure has been reduced by the bypass throttle 9. Further, this fuel is introduced into the fuel injection pump 100 side through the pipe 106, and sequentially through the communication passage 112 and the check valve 110 provided in the seated discharge valve 103, the fuel pressurizing chamber on the low pressure side. Backflow into 113. Therefore, by the next injection, the back pressure chamber 8, the fuel passage 6 and the pipe 106 are restored to the low pressure level, and the residual pressure in the fuel pressurizing chamber 113 remains.
Is effectively reused as the pressurizing energy in the pressurizing process of No. 1, and the problem of energy loss does not occur.

さらにこれによって、低速回転域における、背圧室8及
び燃料通路6の残圧上昇とノズル弁の開弁圧上昇との相
乗作用による異常噴射,無噴射の発生及び噴射量のばら
つきを防止することができる。
Further, by this, it is possible to prevent the occurrence of abnormal injection, non-injection, and variation in the injection amount due to the synergistic effect of the increase in the residual pressure of the back pressure chamber 8 and the fuel passage 6 and the increase in the valve opening pressure of the nozzle valve in the low speed rotation range. You can

なお、バイパス通路90は常時背圧室8に連通している
が、バイパス通路90はバイパス絞り9により通路面積が
絞られているので、初期の流入量は小さく、ノズル弁の
開弁にはほとんど影響を与えない。
Although the bypass passage 90 is always in communication with the back pressure chamber 8, since the passage area of the bypass passage 90 is narrowed by the bypass throttle 9, the initial inflow amount is small, and almost no nozzle valve is opened. It has no effect.

また、燃料噴射完了後の低圧レベルは逆止弁110,絞り11
2で予め設定されるが、デッドデリューム(背圧室8,パ
イプ106等により決定される)の大きさ等により、必要
に応じて、吐出弁103に吸い戻しピストンを設けて吸戻
し作用により調整する。
In addition, the low pressure level after the completion of fuel injection is the check valve 110, the throttle 11
2 is set in advance, but depending on the size of the dead delium (determined by the back pressure chamber 8, the pipe 106, etc.), etc. adjust.

次に、第2図及び第3図を用いて本発明の第2実施例を
説明する。第2図は本発明の第2実施例の構成を示す断
面図、第3図は時間経過につれて各部の動きを示した作
動説明図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an operation explanatory view showing the movement of each part with the passage of time.

第2図において、ノズル針弁1の他端1b側には、このノ
ズル針弁1を閉弁させる方向の圧力を保持する背圧室8a
が形成されている。この背圧室8a内にはノズル針弁1の
他端1b側の端面に当接する第1のスプリング3が配設さ
れており、スプリング3はノズル針弁1を閉弁させる方
向に付勢している。
In FIG. 2, on the other end 1b side of the nozzle needle valve 1, a back pressure chamber 8a for holding a pressure in the direction of closing the nozzle needle valve 1 is provided.
Are formed. In the back pressure chamber 8a, a first spring 3 that comes into contact with the end surface of the nozzle needle valve 1 on the side of the other end 1b is arranged, and the spring 3 urges the nozzle needle valve 1 in a direction to close it. ing.

また、ノズル針弁1の他端1b側には、所定間隙を介して
ピン4が設けられており、ノズル針弁1が所定量上昇す
ると、ピン4の一端4aにより係止されるようになってい
る。
In addition, a pin 4 is provided on the other end 1b side of the nozzle needle valve 1 with a predetermined gap, and when the nozzle needle valve 1 moves up by a predetermined amount, it is locked by one end 4a of the pin 4. ing.

ピン4の他端4b側には、ピン4を図中下方に付勢する方
向の圧力を保持する背圧室8bが形成されている。また、
この背圧室8b内にはピン4の他端4b側の端面に当接する
第2のスプリング5が設けられている。
On the other end 4b side of the pin 4, there is formed a back pressure chamber 8b for holding a pressure in the direction of urging the pin 4 downward in the figure. Also,
A second spring 5 is provided in the back pressure chamber 8b so as to come into contact with the end surface of the pin 4 on the side of the other end 4b.

開閉弁30は、ノズル針弁31,弁体32,スプリング33からな
り、ノズル針弁31の一端31a側にはノズル針弁31を図中
下方に付勢する方向の圧力を保持する背圧室35が形成さ
れている。スプリング33は背圧室35内に配設されてお
り、ノズル針弁31を図中下方に付勢している。背圧室35
は背圧室8bと絞り34を介して連通している。
The on-off valve 30 is composed of a nozzle needle valve 31, a valve body 32, and a spring 33, and a back pressure chamber for holding a pressure in a direction for urging the nozzle needle valve 31 downward in the figure on one end 31a side of the nozzle needle valve 31. 35 are formed. The spring 33 is arranged in the back pressure chamber 35 and biases the nozzle needle valve 31 downward in the figure. Back pressure chamber 35
Communicates with the back pressure chamber 8b through the diaphragm 34.

なお、他の構成は前記第1実施例と同様となっている。The other structure is the same as that of the first embodiment.

次に、本実施例の作動について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

燃料噴射ポンプ100で加圧された燃料はパイプ106を介し
て燃料通路6内に圧送される。その後、燃料は二方向に
分岐され、一方はノズル弁、他方は開閉弁30に圧送され
る。
The fuel pressurized by the fuel injection pump 100 is pumped into the fuel passage 6 through the pipe 106. After that, the fuel is branched into two directions, one of which is pumped to the nozzle valve and the other to the on-off valve 30.

圧送燃料の圧力が上昇してゆき、ノズル弁の開弁圧(第
1のスプリング3とノズル針弁1の受圧面積によって決
定される)に達する(第3図中のA)とノズル針弁1が
第1のスプリング3の付勢力に抗じて上昇し、ノズル弁
が開弁する。
When the pressure of the pumped fuel rises and reaches the valve opening pressure of the nozzle valve (determined by the pressure receiving area of the first spring 3 and the nozzle needle valve 1) (A in FIG. 3), the nozzle needle valve 1 Rises against the biasing force of the first spring 3 and the nozzle valve opens.

ノズル弁のノズル針弁1は設定された所定間隙だけ上昇
した所でピン4に当接し停止する(第3図中のA′)。
この状態ではノズル弁が開弁しているので燃料が噴射さ
れる。
The nozzle needle valve 1 of the nozzle valve comes into contact with the pin 4 and stops when it rises by a set predetermined gap (A 'in FIG. 3).
In this state, the nozzle valve is open, so fuel is injected.

ただし、ノズル針弁1はフルストロークまでは上昇せ
ず、小さく設定された所定間隙分だけしか上昇しない。
このため、燃料の流路面積は小さく、また圧送圧力もま
だ小さいので噴射率は小さい。
However, the nozzle needle valve 1 does not rise up to the full stroke, but only rises by a predetermined small gap.
Therefore, the fuel flow passage area is small, and the pumping pressure is still small, so the injection rate is small.

次に圧送燃料がさらに圧送されると、燃料圧力が上昇
し、開閉弁30の開弁圧(スプリング33の設定荷重と針弁
31の受圧面積によって決まる)に達して開閉弁30が開弁
する。これにより燃料通路6からの圧送燃料は絞り34を
介して背圧室35へ流入するとともに絞り7を介して背圧
室8bに流入する。また、背圧室8bは背圧室8aと連通して
いるので、圧送燃料は更に背圧室8aへも流入する。従っ
て、背圧室35と背圧室8aと背圧室8bは等圧力となる。
Next, when the pumped fuel is further pumped, the fuel pressure rises, and the opening pressure of the opening / closing valve 30 (the set load of the spring 33 and the needle valve
(Determined by the pressure receiving area of 31)) and the opening / closing valve 30 opens. As a result, the pumped fuel from the fuel passage 6 flows into the back pressure chamber 35 via the throttle 34 and into the back pressure chamber 8b via the throttle 7. Further, since the back pressure chamber 8b communicates with the back pressure chamber 8a, the pumped fuel further flows into the back pressure chamber 8a. Therefore, the back pressure chamber 35, the back pressure chamber 8a, and the back pressure chamber 8b have equal pressures.

この時、ノズル針弁1は背圧室8aの圧力とノズル針弁1
のガイド部断面積で決まる力を閉弁方向に受ける。これ
によってノズル針弁1は下降して閉弁し(第3図中の
B′),噴射が一端休止する。
At this time, the nozzle needle valve 1 has the pressure of the back pressure chamber 8a and the nozzle needle valve 1
Receives a force that is determined by the cross-sectional area of the guide section in the valve closing direction. As a result, the nozzle needle valve 1 descends and closes (B 'in FIG. 3), and the injection is once stopped.

閉弁したことで燃料通路6内の圧力はさらに上昇し、第
1のスプリング3による付勢力と背圧室8aの圧力による
力との合力とノズル針弁1の受圧面積とで決まる開弁圧
(当初より高くなっている)を超える(第3図中のC)
と再びノズル針弁1は上昇して噴射が再開する。
By closing the valve, the pressure in the fuel passage 6 further rises, and the valve opening pressure determined by the combined force of the urging force of the first spring 3 and the force of the pressure of the back pressure chamber 8a and the pressure receiving area of the nozzle needle valve 1. (Higher than it was initially) (C in Fig. 3)
Then, the nozzle needle valve 1 again rises and the injection is restarted.

圧送燃料がさらに圧送されると、開閉弁30は開弁状態で
あるので、燃料圧力の上昇によりノズル針弁1は第1の
スプリング3をたわめ、次にスプリング5もたわめて主
噴射が行われる。
When the pumped fuel is further pumped, the on-off valve 30 is in the open state, so that the nozzle needle valve 1 bends the first spring 3 and then the spring 5 as well because the on-off valve 30 is open. Injection is performed.

その後所定の量だけ噴射が行われると、圧送が減少し、
燃料通路6の圧力が低くなる。この時、絞り7によって
背圧室8a,8b内の圧力が燃料通路6内の圧力よりも遅れ
て低下するので、常に背圧室8a,8b内の圧力が燃料通路
6内の圧力よりも高くなり、そのレベルは絞り7によっ
て調整される。
After that, when injection is performed by a predetermined amount, pumping decreases,
The pressure in the fuel passage 6 becomes low. At this time, since the pressure in the back pressure chambers 8a, 8b is lowered by the throttle 7 later than the pressure in the fuel passage 6, the pressure in the back pressure chambers 8a, 8b is always higher than the pressure in the fuel passage 6. And the level is adjusted by the diaphragm 7.

この圧力差とノズル針弁1のガイド部断面積とで決まる
力とスプリング3及び5の付勢力の合力によってノズル
弁に対する閉弁力が極めて大きくなる(すなわち閉弁圧
が高くなる)ので急激にノズル針弁1の閉弁挙動がなさ
れる(第3図中のD)。
Due to the resultant force of the pressure difference and the cross-sectional area of the guide portion of the nozzle needle valve 1 and the urging force of the springs 3 and 5, the valve closing force for the nozzle valve becomes extremely large (that is, the valve closing pressure becomes high), so that it suddenly increases. The closing behavior of the nozzle needle valve 1 is performed (D in FIG. 3).

また、この時背圧室35内の圧力も燃料通路6内の圧力よ
り遅れて低下するので、ノズル針弁31にはこの燃料圧と
スプリング33の付勢力との合力による閉弁方向の力が作
用し、燃料通路6内の圧力低下に伴い開閉弁30も閉弁
(第3図中のE〜E′)し、第2図に示される状態にな
る。
Further, at this time, the pressure in the back pressure chamber 35 also decreases later than the pressure in the fuel passage 6, so that the nozzle needle valve 31 receives a force in the valve closing direction due to the resultant force of the fuel pressure and the urging force of the spring 33. The on-off valve 30 also closes (E to E'in FIG. 3) as the pressure in the fuel passage 6 decreases, and the state shown in FIG. 2 is obtained.

なお、以下の作動は前記第1実施例と同様である。The following operation is the same as that of the first embodiment.

以上の説明したように、本実施例の構成によれば、全回
転速度域あるいは特定回転速度域におけるパイロット噴
射を達成することができる。
As described above, according to the configuration of this embodiment, pilot injection can be achieved in the entire rotation speed range or the specific rotation speed range.

また、本実施例と同一の構成でパイロット噴射を行わず
に初期の噴射率を低くおさえることも可能である。
It is also possible to keep the initial injection rate low without performing pilot injection with the same configuration as this embodiment.

この場合には例えば開閉弁30の開弁圧を第2のスプリン
グ5によって決まる第2の開弁圧より高く設定し、ノズ
ル弁のノズル針弁1が最大リフトまで上昇した後に開弁
することで達成できる。
In this case, for example, the valve opening pressure of the opening / closing valve 30 is set higher than the second valve opening pressure determined by the second spring 5, and the nozzle needle valve 1 of the nozzle valve is opened after rising to the maximum lift. Can be achieved.

また、このように設定した場合には、ノズル針弁1は噴
射継続途中では閉弁せず、このためパイロット噴射とは
ならないが、ノズル針弁1が2段のリフト挙動し、1段
目のリフト時点は流路が狭いため初期の噴射率を低めて
燃料噴射率の増加をゆるやかにすることができ、かつ閉
弁時には開閉弁30の開弁により、背圧室8a,8bの圧力上
昇により閉弁力が上げられ、急激な閉弁を可能にする。
Further, in the case of setting in this way, the nozzle needle valve 1 does not close during continuous injection, and therefore pilot injection does not occur, but the nozzle needle valve 1 has a two-stage lift behavior and the first stage Since the flow path is narrow at the time of lift, the initial injection rate can be lowered to gradually increase the fuel injection rate, and when the valve is closed, the opening / closing valve 30 is opened to increase the pressure in the back pressure chambers 8a, 8b. The valve closing force is increased, enabling rapid valve closing.

また1台のエンジンにおいて開閉弁30の開弁圧と絞り7
とを調整することにより、圧送燃料の時間当りの送油率
の小さい低速回転においてはパイロット噴射し、送油率
の大きい高速回転においては噴射中の一時的な閉弁を行
わないように圧送燃料が背圧に打ち勝つようにしてパイ
ロット噴射せず、単に初期噴射率を低くおさえた噴射を
させることも可能である。
Also, in one engine, the opening pressure of the on-off valve 30 and the throttle 7
By adjusting and, the pilot injection is performed at low speed rotations where the oil feed rate per hour of the pumped fuel is small, and at high speed rotations where the oil feed rate is large, the fuel is pumped so that temporary valve closing during injection is not performed. It is also possible not to perform pilot injection so as to overcome the back pressure, but simply perform injection with a low initial injection rate.

次に、第4図を用いて本発明の第3実施例を説明する。
第4図は前記2つの実施例に示される燃料噴射ポンプ10
0の吐出弁103の変形例を示す要部断面図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows the fuel injection pump 10 shown in the two embodiments.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing a modified example of the discharge valve 103 of 0.

第4図において、吐出弁103には連通通路112が設けられ
ており、吐出室114側の連通通路112は絞り115になって
いる。すなわち、噴射後の残圧を低圧レベルに回復する
ための燃料の逆流を絞り115を通して行なうようにした
もので、簡単構成で前記第1実施例と同様の効果を達成
することができる。
In FIG. 4, the discharge valve 103 is provided with a communication passage 112, and the communication passage 112 on the discharge chamber 114 side is a throttle 115. That is, the reverse flow of fuel for recovering the residual pressure after injection to the low pressure level is performed through the throttle 115, and the same effect as the first embodiment can be achieved with a simple configuration.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、噴射初期におけ
る噴射率のゆるやかな増加と噴射終期における噴射率の
瞬時の減少とを同時に達成する噴射率パターンを、噴射
後の残圧燃料の加圧エネルギーを有効に利用してエネル
ギーロスなしで、さらに残圧変動による異常噴射,噴射
量のばらつき無く実現するとともに、残圧変動による異
常噴射及び噴射量のばらつきを防止することが可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the injection rate pattern that simultaneously achieves the gradual increase in the injection rate at the initial injection and the instantaneous decrease in the injection rate at the final injection is used to pressurize the residual pressure fuel after injection. It is possible to effectively use energy without energy loss and to realize abnormal injection due to residual pressure fluctuation and variation in injection amount, and prevent abnormal injection due to residual pressure variation and variation in injection amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の構成を示す断面図であ
る。 第2図及び第3図は第2実施例に関するもので、第2図
は第2実施例の構成を示す断面図、第3図は時間経過に
つれての各部の動きを示した作動説明図である。 第4図は本発明の第3実施例を示す要部断面図である。 1……ノズル針弁,2……ノズル本体,2a……噴孔,3……
スプリング,6……燃料通路,8……背圧室,9……バイパス
絞り,30……開閉弁,90……バイパス通路,100……燃料噴
射ポンプ,103……吐出弁,112……連通通路,113……燃料
加圧室,114……吐出室。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the first embodiment of the present invention. 2 and 3 relate to the second embodiment, FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the second embodiment, and FIG. 3 is an operation explanatory view showing the movement of each part with the passage of time. . FIG. 4 is a cross-sectional view of essential parts showing a third embodiment of the present invention. 1 …… Nozzle needle valve, 2 …… Nozzle body, 2a …… Injection hole, 3 ……
Spring, 6 ... Fuel passage, 8 ... Back pressure chamber, 9 ... Bypass throttle, 30 ... Open / close valve, 90 ... Bypass passage, 100 ... Fuel injection pump, 103 ... Discharge valve, 112 ... Communication Passage, 113 …… Fuel pressurization chamber, 114 …… Discharge chamber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料加圧室内の燃料を高圧に加圧するとと
もに吐出弁を介して加圧燃料を圧送する燃料噴射ポンプ
と、 前記燃料噴射ポンプの吐出弁の吐出側と燃料加圧室側と
を連通する連通通路と、 噴孔を有するノズル本体と、 前記燃料噴射ポンプから圧送される加圧燃料の燃料圧を
受けて前記ノズル本体内で往復動するとともに、一端が
前記ノズル本体の噴孔を開閉させて内燃機関の燃焼室内
に燃料を噴射するノズル針弁と、 このノズル針弁の他端側端面に当接するスプリングと、 前記ノズル針弁の他端側において形成されるとともに前
記ノズル針弁を閉弁させる方向の圧力を保持する背圧室
と、 前記燃料噴射ポンプと前記ノズル針弁の一端側端面とを
連通するとともに前記背圧室に連通する燃料通路と、 この燃料通路の途中であって、前記背圧室への流入部付
近に設けられる開閉弁と、 この開閉弁をバイパスするバイパス通路の途中において
設けられるバイパス絞りとを備え、 前記開閉弁の開閉により前記背圧室内の圧力を調整して
燃料噴射初期における燃料噴射率のゆるやかな増加と燃
料噴射終期における瞬時の減少を行ない、前記ノズル針
弁による燃料噴射完了後に前記燃料噴射ポンプの吐出弁
の吐出側の所定圧燃料を燃料加圧室側に前記連通通路を
介して逆流させて、該所定圧燃料の加圧エネルギーを前
記燃料噴射ポンプの次の加圧行程における加圧エネルギ
ーとして有効に利用するとともに噴射量特性を悪化させ
る残圧変動を防止することを特徴とする内燃機関用燃料
噴射装置。
1. A fuel injection pump for pressurizing fuel in a fuel pressurizing chamber to a high pressure and pumping pressurized fuel through a discharge valve; a discharge side of the discharge valve of the fuel injection pump and a fuel pressurizing chamber side. And a nozzle body having a nozzle hole, and a reciprocating motion in the nozzle body upon receipt of the fuel pressure of the pressurized fuel pumped from the fuel injection pump, and one end of the nozzle body having the nozzle hole. A nozzle needle valve that opens and closes the nozzle to inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine; a spring that abuts the other end side end surface of the nozzle needle valve; and the nozzle needle that is formed on the other end side of the nozzle needle valve. A back pressure chamber for holding the pressure in the direction of closing the valve, a fuel passage communicating with the fuel injection pump and the one end surface of the nozzle needle valve, and a fuel passage communicating with the back pressure chamber, and in the middle of this fuel passage And An opening / closing valve provided near the inflow portion to the back pressure chamber and a bypass throttle provided in the middle of a bypass passage bypassing the opening / closing valve are provided, and the pressure in the back pressure chamber is adjusted by opening / closing the opening / closing valve. The fuel injection rate is gradually increased at the beginning of fuel injection and the fuel injection is instantaneously decreased at the end of fuel injection, and a predetermined pressure fuel on the discharge side of the discharge valve of the fuel injection pump is pressurized with fuel after completion of fuel injection by the nozzle needle valve. Residual pressure that causes reverse flow to the chamber side through the communication passage to effectively use the pressurizing energy of the predetermined pressure fuel as pressurizing energy in the next pressurizing stroke of the fuel injection pump and to deteriorate the injection amount characteristic. A fuel injection device for an internal combustion engine, which prevents fluctuations.
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