JPH07107372B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents
燃料噴射ポンプInfo
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- JPH07107372B2 JPH07107372B2 JP61208784A JP20878486A JPH07107372B2 JP H07107372 B2 JPH07107372 B2 JP H07107372B2 JP 61208784 A JP61208784 A JP 61208784A JP 20878486 A JP20878486 A JP 20878486A JP H07107372 B2 JPH07107372 B2 JP H07107372B2
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- 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
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/366—Valves being actuated electrically
-
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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
- F02M41/00—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
- F02M41/08—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
- F02M41/10—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
- F02M41/12—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor
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- F02M41/125—Variably-timed valves controlling fuel passages
-
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給
する燃料噴射ポンプに関し、特に内燃機関の噴射開始時
期、噴射量、噴射率（パイロット噴射）の制御を行なう
電歪式噴射制御装置を備えた燃料噴射ポンプに関するも
のである。
する燃料噴射ポンプに関し、特に内燃機関の噴射開始時
期、噴射量、噴射率（パイロット噴射）の制御を行なう
電歪式噴射制御装置を備えた燃料噴射ポンプに関するも
のである。
内燃機関、特にディーゼルエンジンの燃料噴射システム
において、噴射量の高精度化を行なうために電子制御化
が望まれている。
において、噴射量の高精度化を行なうために電子制御化
が望まれている。
燃料噴射量の電子制御としては電磁弁により制御する方
法が従来より公知となっているが、ディーゼルエンジン
の高速化、多気筒化の傾向により、電磁弁以上の高応答
性を有する制御装置が要求されている。
法が従来より公知となっているが、ディーゼルエンジン
の高速化、多気筒化の傾向により、電磁弁以上の高応答
性を有する制御装置が要求されている。
そのため、高応答性を有する電歪素子を用いて、この電
歪素子の伸縮により変圧室の圧力を変化させ、弁体を動
かし、高圧通路と低圧通路とを連通、遮断して噴射開始
時期、噴射量を調整する応答性に優れた電歪式噴射制御
がいくつか考案されている。
歪素子の伸縮により変圧室の圧力を変化させ、弁体を動
かし、高圧通路と低圧通路とを連通、遮断して噴射開始
時期、噴射量を調整する応答性に優れた電歪式噴射制御
がいくつか考案されている。
しかしながら、このような構造の制御装置においては、
高圧通路と低圧通路との連通、遮断により弁体に作用す
る圧力バランスが変動してしまい、確実に弁体が作動せ
ず、最大噴射量及び噴射率が低下してしまうという問題
点があった。
高圧通路と低圧通路との連通、遮断により弁体に作用す
る圧力バランスが変動してしまい、確実に弁体が作動せ
ず、最大噴射量及び噴射率が低下してしまうという問題
点があった。
本発明は以上の様な問題点に鑑みてなされたもので、弁
体の作動を確実なものとすることにより燃料の噴射開始
時期、噴射量、噴射率（パイロット噴射）の制御を高精
度で行なうことができる燃料噴射ポンプを提供すること
を目的としている。
体の作動を確実なものとすることにより燃料の噴射開始
時期、噴射量、噴射率（パイロット噴射）の制御を高精
度で行なうことができる燃料噴射ポンプを提供すること
を目的としている。
前記問題点を解決するために本発明では次のような技術
的手段を講じた。
的手段を講じた。
すなわち、プランジャが往復動することにより、低圧室
から圧力室に吸入された所定圧燃料を加圧して、内燃機
関にこの加圧燃料を噴射する燃料噴射ポンプにおいて、
圧力室内の燃料を溢流する溢流通路と、この溢流通路を
開閉する弁体と、この弁体を閉方向に付勢するための圧
力を保持する変圧室と、電圧の印加に応じて伸縮して変
圧室の容積を変動させる電歪体と、低圧室の所定圧燃料
を変圧室に導入する導入通路と、低圧室から圧力室に所
定圧燃料を吸入する吸入行程時において導入通路を連通
させる切換手段とを備え、電圧の印加に応じて弁体に作
用する変圧室内の圧力が変化して、燃料の噴射開始時
期、噴射終了時期、噴射率の制御が行なわれる。
から圧力室に吸入された所定圧燃料を加圧して、内燃機
関にこの加圧燃料を噴射する燃料噴射ポンプにおいて、
圧力室内の燃料を溢流する溢流通路と、この溢流通路を
開閉する弁体と、この弁体を閉方向に付勢するための圧
力を保持する変圧室と、電圧の印加に応じて伸縮して変
圧室の容積を変動させる電歪体と、低圧室の所定圧燃料
を変圧室に導入する導入通路と、低圧室から圧力室に所
定圧燃料を吸入する吸入行程時において導入通路を連通
させる切換手段とを備え、電圧の印加に応じて弁体に作
用する変圧室内の圧力が変化して、燃料の噴射開始時
期、噴射終了時期、噴射率の制御が行なわれる。
次に、第１図〜第６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縦断面図であ
る。
明する。第１図は本実施例の構成を示す縦断面図であ
る。
第１図において、本実施例の燃料噴射ポンプ１は分配型
ポンプで、シリンダボア113内に摺動自在に支持された
プランジャ11は、図示しないエンジンによって駆動さ
れ、エンジン回転数の２分の１の回転数に同期して回転
往復運動を行なう。
ポンプで、シリンダボア113内に摺動自在に支持された
プランジャ11は、図示しないエンジンによって駆動さ
れ、エンジン回転数の２分の１の回転数に同期して回転
往復運動を行なう。
プランジャ11はその外周に、１個の分配ポート15とエン
ジン気筒数と同数の吸入グルーブ12とが形成され、この
プランジャ11の先端面とシリンダボア113との間には圧
力室131が形成されている。
ジン気筒数と同数の吸入グルーブ12とが形成され、この
プランジャ11の先端面とシリンダボア113との間には圧
力室131が形成されている。
シリンダ13及びケーシング17には、低圧室111とシリン
ダボア113とを連通する吸入通路14と、外部の各噴射弁
２をシリンダボア113に導通可能な分配通路16とが形成
されている。この分配通路16はエンジン気筒数と同数設
けられるとともに、その途中にはそれぞれデリバリ弁７
が設けられている。デリバリ弁７はばね70に抗して開放
可能であり、逆止弁としての機能および吸戻し弁として
の機能を有する。
ダボア113とを連通する吸入通路14と、外部の各噴射弁
２をシリンダボア113に導通可能な分配通路16とが形成
されている。この分配通路16はエンジン気筒数と同数設
けられるとともに、その途中にはそれぞれデリバリ弁７
が設けられている。デリバリ弁７はばね70に抗して開放
可能であり、逆止弁としての機能および吸戻し弁として
の機能を有する。
従って、プランジャ11が図中左行して圧力室131が膨張
する時、すなわち吸入行程時にはいずれかの吸入グルー
ブ12が吸入通路14に導通して低圧室111内の燃料が圧力
室131に吸入され、これとは逆に、プランジャ11が図中
右行して圧力室131が圧縮される時すなわち圧縮行程時
には、分配ポート15がいずれかの分配通路14に導通して
圧力室131内の加圧燃料が外部に吐出される。
する時、すなわち吸入行程時にはいずれかの吸入グルー
ブ12が吸入通路14に導通して低圧室111内の燃料が圧力
室131に吸入され、これとは逆に、プランジャ11が図中
右行して圧力室131が圧縮される時すなわち圧縮行程時
には、分配ポート15がいずれかの分配通路14に導通して
圧力室131内の加圧燃料が外部に吐出される。
なお、プランジャ11が右行し始める時期は、噴射弁２に
噴射開始が要求される時期よりも十分に早く、プランジ
ャ11の右行を停止する時期は、噴射弁２に噴射停止が要
求される時期よりも十分に遅くなるように固定されてい
る。
噴射開始が要求される時期よりも十分に早く、プランジ
ャ11の右行を停止する時期は、噴射弁２に噴射停止が要
求される時期よりも十分に遅くなるように固定されてい
る。
燃料噴射ポンプ１のケーシング17には、圧力室131の圧
力を制御する圧力制御弁８が設けられており、この圧力
制御弁８により燃料噴射ポンプ１の燃料噴射開始時期、
噴射量、噴射率が制御される。
力を制御する圧力制御弁８が設けられており、この圧力
制御弁８により燃料噴射ポンプ１の燃料噴射開始時期、
噴射量、噴射率が制御される。
圧力制御弁８は、電圧の印加に応じて伸縮する本実施例
の電歪体であるピエゾ積層体81と、このピエゾ積層体81
の伸縮変位を受けて変位するピストン82と、このピスト
ン82を図中上方に付勢する皿バネ83と、前記ピエゾ積層
体81、ピストン82、皿バネ83を収納するピエゾハウジン
グ84と、ディスタンスピース87と、本実施例の弁体であ
るバルブニードル85と、このバルブニードル85を常に閉
弁方向に付勢するスプリング86と、前記ディスタンスピ
ース87、バルブニードル85、スプリング86を収納するバ
ルブハウジング88とから構成されている。
の電歪体であるピエゾ積層体81と、このピエゾ積層体81
の伸縮変位を受けて変位するピストン82と、このピスト
ン82を図中上方に付勢する皿バネ83と、前記ピエゾ積層
体81、ピストン82、皿バネ83を収納するピエゾハウジン
グ84と、ディスタンスピース87と、本実施例の弁体であ
るバルブニードル85と、このバルブニードル85を常に閉
弁方向に付勢するスプリング86と、前記ディスタンスピ
ース87、バルブニードル85、スプリング86を収納するバ
ルブハウジング88とから構成されている。
ピエゾハウジング84は、バルブハウジング88に螺着さ
れ、さらに圧力制御弁８はケーシング17に螺着されてい
る。
れ、さらに圧力制御弁８はケーシング17に螺着されてい
る。
皿バネ83は、ピストン82とディスタンスピース87との間
に配設されており、そこにはバルブニードル85を閉弁方
向に付勢するための圧力を保持する変圧室89が形成され
ている。なお、ピストン82の外周には変圧室89内の圧力
が洩れないようにＯリング821が設けられている。
に配設されており、そこにはバルブニードル85を閉弁方
向に付勢するための圧力を保持する変圧室89が形成され
ている。なお、ピストン82の外周には変圧室89内の圧力
が洩れないようにＯリング821が設けられている。
ピエゾ積層体81は、直径15mm、厚さ0.5mmの円板状のPZT
素子と、直径15mm、厚さ0.1mmの銅板とを交互に積層し
て円板状にしたものであり、各々PZT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201と銅板とが
結合されている。リード線201はグロメット202を介して
ピエゾハウジング84の外部へ伸びていて、図示しない制
御回路に接続されている。
素子と、直径15mm、厚さ0.1mmの銅板とを交互に積層し
て円板状にしたものであり、各々PZT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201と銅板とが
結合されている。リード線201はグロメット202を介して
ピエゾハウジング84の外部へ伸びていて、図示しない制
御回路に接続されている。
PZT素子は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であり、電歪効果を有する
代表的な素子である。その物性は、厚み方向に500Vの電
圧を印加すると0.5μｍ厚みが増し、逆に500Vの電圧が
発生している時にこれをショートさせると0.5μｍ厚み
が減り、また厚み方向に200kg/cm2の圧力を作用させる
と厚み方向に200Vの電圧が発生するというものである。
された強誘電体セラミックスであり、電歪効果を有する
代表的な素子である。その物性は、厚み方向に500Vの電
圧を印加すると0.5μｍ厚みが増し、逆に500Vの電圧が
発生している時にこれをショートさせると0.5μｍ厚み
が減り、また厚み方向に200kg/cm2の圧力を作用させる
と厚み方向に200Vの電圧が発生するというものである。
本実施例において、ピエゾ積層体81はPZT素子を100枚積
層して電気的に並列に結合したものであり、500Vの電圧
を印加すると50μｍの伸長が得られる。
層して電気的に並列に結合したものであり、500Vの電圧
を印加すると50μｍの伸長が得られる。
皿バネ83により図中上方に付勢されているピストン92
は、前記ピエゾ積層体81の伸縮を受けてピエゾハウジン
グ84内で摺動し、変圧室89の容積を変動させる。
は、前記ピエゾ積層体81の伸縮を受けてピエゾハウジン
グ84内で摺動し、変圧室89の容積を変動させる。
バルブニードル85はバルブハウジング88内に摺動自在に
配設されており、このバルブニードル85のディスタンス
ピース87側にはスプリング室90が形成されている。ま
た、スプリング室90にはバルブニードル85を常時閉弁方
向に付勢するスプリング86が挿入されていて、このスプ
リング室90はディスタンスピース87に穿設された通路91
を介して変圧室89に導通している。
配設されており、このバルブニードル85のディスタンス
ピース87側にはスプリング室90が形成されている。ま
た、スプリング室90にはバルブニードル85を常時閉弁方
向に付勢するスプリング86が挿入されていて、このスプ
リング室90はディスタンスピース87に穿設された通路91
を介して変圧室89に導通している。
バルブハウジング88内であって、バルブニードル85の圧
力室131側には環状溝92が設けられており、この環状溝9
2によりバルブニードル85が着座するシート部93が形成
されている。
力室131側には環状溝92が設けられており、この環状溝9
2によりバルブニードル85が着座するシート部93が形成
されている。
バルブニードル85はポペットタイプのバルブで、バルブ
ニードル85の先端部は円錐形状になっていて、バルブニ
ードル85がシート部93に着座すると環状溝92に連通する
通路94と環状溝92との連通が遮断される。
ニードル85の先端部は円錐形状になっていて、バルブニ
ードル85がシート部93に着座すると環状溝92に連通する
通路94と環状溝92との連通が遮断される。
バルブハウジング88の下端面には、環状の第１突起95と
環状の第２突起96が一体的に設けられており、この第１
突起95及び第２突起96により、ケーシング17とバルブハ
ウジング88との間には、第１室97と環状の第２室98と環
状の第３室99の３つの室が形成されている。なお、第１
室97、第２室98、第３室99は環状突起95及び96により互
いに連通しないようになっている。
環状の第２突起96が一体的に設けられており、この第１
突起95及び第２突起96により、ケーシング17とバルブハ
ウジング88との間には、第１室97と環状の第２室98と環
状の第３室99の３つの室が形成されている。なお、第１
室97、第２室98、第３室99は環状突起95及び96により互
いに連通しないようになっている。
第１室97は通路94と連通するとともに、ケーシング17及
びシリンダ13に設けられた圧力室通路100を介して圧力
室131と連通している。
びシリンダ13に設けられた圧力室通路100を介して圧力
室131と連通している。
第２室98は、スプリング室90及び変圧室89に連通通路10
1を介して連通するとともに、ケーシング17及びケーシ
ング13に設けられた開放通路102と連通し、この開放通
路102は吸入行程時にプランジャ11の吸入グルーブ12を
介して圧力室131と連通する。
1を介して連通するとともに、ケーシング17及びケーシ
ング13に設けられた開放通路102と連通し、この開放通
路102は吸入行程時にプランジャ11の吸入グルーブ12を
介して圧力室131と連通する。
つまり、開放通路102、第２室98、連通通路101、スプリ
ング室90、通路91により本実施例の導入通路が構成さ
れ、低圧室111より吸入通路14を介して圧力室131に吸入
された所定圧燃料が変圧室89に導入される。従って、吸
入行程が終了してプランジャ11が圧縮行程に入る前に
は、開放通路102と圧力室131との連通はプランジャ11の
回転により遮断され、同様にプランジャ11の圧縮行程が
終了して吸入行程に入ってからは、開放通路102はプラ
ンジャ11の回転により次の吸入グルーブ12を介して圧力
室131と連通する。すなわち、プランジャ11の回転によ
り開放通路102の連通・遮断の切換えが行われ、スプリ
ング室90、変圧室89はプランジャ11の吸入行程時のみ圧
力室131と連通する。
ング室90、通路91により本実施例の導入通路が構成さ
れ、低圧室111より吸入通路14を介して圧力室131に吸入
された所定圧燃料が変圧室89に導入される。従って、吸
入行程が終了してプランジャ11が圧縮行程に入る前に
は、開放通路102と圧力室131との連通はプランジャ11の
回転により遮断され、同様にプランジャ11の圧縮行程が
終了して吸入行程に入ってからは、開放通路102はプラ
ンジャ11の回転により次の吸入グルーブ12を介して圧力
室131と連通する。すなわち、プランジャ11の回転によ
り開放通路102の連通・遮断の切換えが行われ、スプリ
ング室90、変圧室89はプランジャ11の吸入行程時のみ圧
力室131と連通する。
第３室99は、連通孔103を介して環状溝92と連通すると
ともに、低圧室111と低圧通路104を介して連通してい
る。従って、圧力室通路100、第１室97、通路94、環状
溝92、連通孔103、第３室99、低圧通路104により本実施
例の溢流通路が構成され、バルブニードル85が開弁する
と圧力室131は低圧室111と連通する。
ともに、低圧室111と低圧通路104を介して連通してい
る。従って、圧力室通路100、第１室97、通路94、環状
溝92、連通孔103、第３室99、低圧通路104により本実施
例の溢流通路が構成され、バルブニードル85が開弁する
と圧力室131は低圧室111と連通する。
次に、第２図〜第５図を用いて本実施例の作動を説明す
る。第２図〜第４図は本実施例の作動状態を示す断面図
で、第２図は吸入行程時の状態図、第３図は噴射開始時
の状態図、第４図は噴射終了時の状態図、第５図は本実
施例の時間の経過につれての各部の動きを示した作動説
明図である。
る。第２図〜第４図は本実施例の作動状態を示す断面図
で、第２図は吸入行程時の状態図、第３図は噴射開始時
の状態図、第４図は噴射終了時の状態図、第５図は本実
施例の時間の経過につれての各部の動きを示した作動説
明図である。
プランジャ11の吸入行程時には、第２図に示されるよう
に、プランジャ11の吸入グルーブ12は、フィードポンプ
（図示せず）より数気圧に加圧された燃料が供給される
吸入口14に導通し、プランジャ11の図中左方向の移動と
ともに低圧室111の燃料を圧力室131内に吸入する。ここ
で、吸入口14と連通している吸入グルーブ12と180゜ず
れた位置になる別の吸入グルーブ12は開放通路102と導
通しており、スプリング室90及び変圧室89は第５図に示
されるように低圧室111と同じ圧力の5kg/cm2になってい
る。
に、プランジャ11の吸入グルーブ12は、フィードポンプ
（図示せず）より数気圧に加圧された燃料が供給される
吸入口14に導通し、プランジャ11の図中左方向の移動と
ともに低圧室111の燃料を圧力室131内に吸入する。ここ
で、吸入口14と連通している吸入グルーブ12と180゜ず
れた位置になる別の吸入グルーブ12は開放通路102と導
通しており、スプリング室90及び変圧室89は第５図に示
されるように低圧室111と同じ圧力の5kg/cm2になってい
る。
プランジャ11の吸入行程が終了すると、吸入口14と圧力
室131との連通がプランジャ11の回転により遮断され、
開放通路102と圧力室131との連通も同様に遮断される。
室131との連通がプランジャ11の回転により遮断され、
開放通路102と圧力室131との連通も同様に遮断される。
プランジャ11の圧縮行程時には、図示しない制御回路か
ら500Vの噴射開始信号がピエゾ積層体81に印加され、第
３図に示されるようにピエゾ積層体81は伸長し、ピスト
ン82を皿バネ83に抗して押し下げて変圧室89の容積を縮
小させる。このため、変圧室89、スプリング室90の圧力
は第５図に示されるように70kg/cm2に上昇し、バルブニ
ードル85はシート部93に押しつけられて圧力室131と環
状溝92との導通が遮断される。
ら500Vの噴射開始信号がピエゾ積層体81に印加され、第
３図に示されるようにピエゾ積層体81は伸長し、ピスト
ン82を皿バネ83に抗して押し下げて変圧室89の容積を縮
小させる。このため、変圧室89、スプリング室90の圧力
は第５図に示されるように70kg/cm2に上昇し、バルブニ
ードル85はシート部93に押しつけられて圧力室131と環
状溝92との導通が遮断される。
圧力室131の圧力はプランジャ11の右行とともに上昇し
てゆき、ノズル２の開弁圧である160kg/cm2に達すると
第３図に示されるように噴射を開始する。その後、プラ
ンジャ11は右行を続けこの右行につれて圧力室131内の
圧力はさらに上昇する。
てゆき、ノズル２の開弁圧である160kg/cm2に達すると
第３図に示されるように噴射を開始する。その後、プラ
ンジャ11は右行を続けこの右行につれて圧力室131内の
圧力はさらに上昇する。
ここで、バルブニードル85の直径は6mmであり、変圧室8
9内の圧力は70kg/cm2となっている。従って、バルブニ
ードル85の下方向の閉弁力F1は、 となる。また、バルブニードル85のシート径は2.3mmで
あり、圧力室131の圧力がバルブニードル85を開弁する
時の圧力室131内の圧力をP1とすると、 よりP1≒480kg/cm2となる。しかし、本実施例の燃料噴
射ポンプ１の最大圧力は高速時において450kg/cm2であ
るので、全域においてバルブニードル85の閉弁を維持す
ることができる。
9内の圧力は70kg/cm2となっている。従って、バルブニ
ードル85の下方向の閉弁力F1は、 となる。また、バルブニードル85のシート径は2.3mmで
あり、圧力室131の圧力がバルブニードル85を開弁する
時の圧力室131内の圧力をP1とすると、 よりP1≒480kg/cm2となる。しかし、本実施例の燃料噴
射ポンプ１の最大圧力は高速時において450kg/cm2であ
るので、全域においてバルブニードル85の閉弁を維持す
ることができる。
プランジャ11の噴射終了時には、制御回路によりピエゾ
積層体81に印加されていた500Vの印加電圧が解除され、
第４図に示すように、ピエゾ積層体81は収縮し、ピスト
ン82は皿バネ83により上昇する。これにより、変圧室89
の容積は増加し、変圧室89、スプリング室90の圧力は、
第５図に示されるように70kg/cm2から5kg/cm2まで低下
する。この状態では、バルブニードル85の閉弁力F2は となり、また、この閉弁力F2よりP2≒35kg/cm2となる。
従って、圧力室131の圧力が35kg/cm2に低下するまで、
圧力室131の加圧燃料は低圧室111にスピルされる。その
後、吸入グルーブ12が吸入口14と連通すると、圧力室13
1の圧力は低圧室111の圧力まで低下する。
積層体81に印加されていた500Vの印加電圧が解除され、
第４図に示すように、ピエゾ積層体81は収縮し、ピスト
ン82は皿バネ83により上昇する。これにより、変圧室89
の容積は増加し、変圧室89、スプリング室90の圧力は、
第５図に示されるように70kg/cm2から5kg/cm2まで低下
する。この状態では、バルブニードル85の閉弁力F2は となり、また、この閉弁力F2よりP2≒35kg/cm2となる。
従って、圧力室131の圧力が35kg/cm2に低下するまで、
圧力室131の加圧燃料は低圧室111にスピルされる。その
後、吸入グルーブ12が吸入口14と連通すると、圧力室13
1の圧力は低圧室111の圧力まで低下する。
以上のように、本実施例の燃料噴射ポンプ１によれば、
噴射開始時期はピエゾ積層体81の伸長時期を調整するこ
とで制御でき、噴射終了時期（噴射量）はピエゾ積層体
81の収縮時期を調整することで制御できる。
噴射開始時期はピエゾ積層体81の伸長時期を調整するこ
とで制御でき、噴射終了時期（噴射量）はピエゾ積層体
81の収縮時期を調整することで制御できる。
また、変圧室89には吸入行程時に圧力室131の低圧燃料
が導入されるため、バルブニードル85には常に変圧室13
1内の安定した燃料圧が作用し、弁体の作動を確実なも
のとすることができ、最大噴射率及び噴射率の低下を防
止することができる。
が導入されるため、バルブニードル85には常に変圧室13
1内の安定した燃料圧が作用し、弁体の作動を確実なも
のとすることができ、最大噴射率及び噴射率の低下を防
止することができる。
また、本実施例と同一構成で噴射率制御（パイロット噴
射）を行なうことも可能である。第６図は噴射率制御を
行った場合の時間の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６図において、第５図と異なるも
のは、ピエゾ積層体81を伸長させた後、一旦収縮させ、
再び伸長させている点である。
射）を行なうことも可能である。第６図は噴射率制御を
行った場合の時間の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６図において、第５図と異なるも
のは、ピエゾ積層体81を伸長させた後、一旦収縮させ、
再び伸長させている点である。
従って、この収縮の際に変圧室89の圧力が低下し、バル
ブニードル85は瞬間的に開弁し、再び閉じる。これによ
り、圧力室131の圧力も低下し、噴射が一旦途切れ、パ
イロット噴射が行われる。
ブニードル85は瞬間的に開弁し、再び閉じる。これによ
り、圧力室131の圧力も低下し、噴射が一旦途切れ、パ
イロット噴射が行われる。
このように、ピエゾ積層体81の収縮時期及び収縮期間を
変えることでパイロット噴射、メイン噴射の噴射量や、
パイロット噴射とメイン噴射との間隔等を自由に制御す
ることができる。
変えることでパイロット噴射、メイン噴射の噴射量や、
パイロット噴射とメイン噴射との間隔等を自由に制御す
ることができる。
次に、第７図を用いて本発明の第２実施例を説明する。
第７図は本実施例の構成を示す縦断面図である。
第７図は本実施例の構成を示す縦断面図である。
前記第１実施例では弁体としてポペットタイプのバルブ
ニードル85を使用していたが、本実施例では第７図に示
されるように、弁体としてスプール弁850を使用してい
る。
ニードル85を使用していたが、本実施例では第７図に示
されるように、弁体としてスプール弁850を使用してい
る。
第７図において、スプール弁850は大径部851と小径部85
2とを有する段付き円筒形状で、このスプール弁850はバ
ルブハウジング88内で摺動する。また、スプール弁850
の上端面853は変圧室89の圧力を受けやすいように一部
窪んでいる。
2とを有する段付き円筒形状で、このスプール弁850はバ
ルブハウジング88内で摺動する。また、スプール弁850
の上端面853は変圧室89の圧力を受けやすいように一部
窪んでいる。
スプール弁850の小径部852とバルブハウジング88との間
にはスプリング854が挿入されており、このスプリング8
54はスプール弁850を常に上方に付勢している。また、
変圧室89の圧力が上昇すると、スプール弁850はスプリ
ング854に抗して下方へ所定ストローク移動し、小径部8
52の下端面855はバルブハウジングに当接する。
にはスプリング854が挿入されており、このスプリング8
54はスプール弁850を常に上方に付勢している。また、
変圧室89の圧力が上昇すると、スプール弁850はスプリ
ング854に抗して下方へ所定ストローク移動し、小径部8
52の下端面855はバルブハウジングに当接する。
バルブハウジング88には環状溝881が形成されており、
スプール弁850がスプリング854により上方に付勢された
状態では、環状溝881とスプリング854が挿入されること
により形成されるスプリング室855とは導通している。
スプール弁850がスプリング854により上方に付勢された
状態では、環状溝881とスプリング854が挿入されること
により形成されるスプリング室855とは導通している。
一方、変圧室89の圧力が上昇し、スプール弁850が下方
へ移動すると、スプール弁850の大径部851により、環状
溝881とスプリング室855との導通が遮断される。
へ移動すると、スプール弁850の大径部851により、環状
溝881とスプリング室855との導通が遮断される。
環状溝881は、高圧通路882、第１室97、圧力室通路100
を順次介して圧力室131と連通しており、スプリング室8
55は、連通孔883、第３室99、低圧通路104を順次介して
低圧室111と連通している。また、変圧室89は、連通孔1
01、第２室98、開放通路102を順次介して、吸入行程時
のみ圧力室131と連通する。
を順次介して圧力室131と連通しており、スプリング室8
55は、連通孔883、第３室99、低圧通路104を順次介して
低圧室111と連通している。また、変圧室89は、連通孔1
01、第２室98、開放通路102を順次介して、吸入行程時
のみ圧力室131と連通する。
次に、本実施例の作動を説明する。
プランジャ11の吸入行程時には、プランジャ11の吸入グ
ルーブ12はシリンダ13の吸入口14と導通するとともに、
180゜ずれた位置にある別の吸入グルーブ12は開放通路1
02と導通する。従って、変圧室89の圧力は低圧室111及
び圧力室131と同圧になる。
ルーブ12はシリンダ13の吸入口14と導通するとともに、
180゜ずれた位置にある別の吸入グルーブ12は開放通路1
02と導通する。従って、変圧室89の圧力は低圧室111及
び圧力室131と同圧になる。
プランジャ11の吸入行程が終了すると、吸入口14、開放
通路102はプランジャ11の回転により閉鎖される。
通路102はプランジャ11の回転により閉鎖される。
プランジャ11の圧縮行程時には、図示しない制御回路か
ら500Vの噴射開始信号がピエゾ積層体81に印加され、ピ
エゾ積層体81は伸長し、ピストン82を皿バネ83に抗して
押し下げて変圧室89の容積を縮小させる。これにより、
スプール弁850は下方向へ押し下げられ、環状溝881とス
プリング室855とはスプール弁850の大径部851により遮
断される。このため、圧力室131の燃料圧はプランジャ1
1の右行とともに上昇し、ノズル２より噴射される。
ら500Vの噴射開始信号がピエゾ積層体81に印加され、ピ
エゾ積層体81は伸長し、ピストン82を皿バネ83に抗して
押し下げて変圧室89の容積を縮小させる。これにより、
スプール弁850は下方向へ押し下げられ、環状溝881とス
プリング室855とはスプール弁850の大径部851により遮
断される。このため、圧力室131の燃料圧はプランジャ1
1の右行とともに上昇し、ノズル２より噴射される。
プランジャ11の噴射終了時には、ピエゾ積層体81に印加
されていた印加電圧が解除され、ピエゾ積層体81は収縮
し、ピストン82は皿バネ83により上昇する。これによ
り、変圧室89の容積は増加し、スプール弁850は元の位
置まで上昇する。このため、環状溝881とスプリング室8
55とが導通し、圧力室131内の加圧燃料は低圧室111へス
ピルされ、燃料噴射が終了する。
されていた印加電圧が解除され、ピエゾ積層体81は収縮
し、ピストン82は皿バネ83により上昇する。これによ
り、変圧室89の容積は増加し、スプール弁850は元の位
置まで上昇する。このため、環状溝881とスプリング室8
55とが導通し、圧力室131内の加圧燃料は低圧室111へス
ピルされ、燃料噴射が終了する。
以上のように、弁体として本実施例のようなスプール弁
850を用いて前記第１実施例と同様の効果が得られる。
850を用いて前記第１実施例と同様の効果が得られる。
次に、第８図を用いて本発明の第３実施例を説明する。
第８図は本実施例の構成を示す縦断面図である。
第８図は本実施例の構成を示す縦断面図である。
第１図に示される第１実施例においては、バルブニード
ル85の先端の円錐部とシート部93との間に異物が噛み込
んだ場合、圧力室131の燃料はこの異物により常時スピ
ルされてしまう。
ル85の先端の円錐部とシート部93との間に異物が噛み込
んだ場合、圧力室131の燃料はこの異物により常時スピ
ルされてしまう。
従って、噴射終了時において、ピエゾ積層体81を収縮さ
せても圧力室131の燃料圧が低圧であるためバルブニー
ドル85はリフトしない。よって、異物を流し出すことが
できず、エンジンは停止し、再始動不可能になる恐れが
ある。
せても圧力室131の燃料圧が低圧であるためバルブニー
ドル85はリフトしない。よって、異物を流し出すことが
できず、エンジンは停止し、再始動不可能になる恐れが
ある。
このため、本実施例では、第８図に示されるように、圧
力室131と変圧室89とを連通する連通通路101に連通する
導通通路301を設け、この導通通路301を電磁弁200によ
り開閉するようにしたものである。
力室131と変圧室89とを連通する連通通路101に連通する
導通通路301を設け、この導通通路301を電磁弁200によ
り開閉するようにしたものである。
第８図において、電磁弁200はニードル201、コイル20
2、ハウジング203、スプリング204から成り、コイル202
に通電を行なうとコイル202はニードル201を上方つまり
開弁方向へ引き上げる。これにより、変圧室89の燃料は
導通通路301を介してスピルされ、変圧室89の圧力は大
気圧まで低下する。変圧室89が大気圧状態になると、バ
ルブニードル85には下方向より低圧室111の圧力が作用
し、上方向より大気圧が作用するため、バルブニードル
85は最大リフト量で開弁する。このため、噛み込んでい
た異物が流し出され、コイル202の通電を遮断してニー
ドル201を閉弁すれば再び噴射を行なうことができる。
2、ハウジング203、スプリング204から成り、コイル202
に通電を行なうとコイル202はニードル201を上方つまり
開弁方向へ引き上げる。これにより、変圧室89の燃料は
導通通路301を介してスピルされ、変圧室89の圧力は大
気圧まで低下する。変圧室89が大気圧状態になると、バ
ルブニードル85には下方向より低圧室111の圧力が作用
し、上方向より大気圧が作用するため、バルブニードル
85は最大リフト量で開弁する。このため、噛み込んでい
た異物が流し出され、コイル202の通電を遮断してニー
ドル201を閉弁すれば再び噴射を行なうことができる。
なお、電磁弁200の制御は、キースイッチOFF後エンジン
が惰性で回転する数サイクルの期間において通電を行
い、噛み込んで異物を流し出す。また、圧力センサーを
圧力室131に設け、運転中にモニターを行い、圧力室131
の圧力が所定圧以上に立ち上らないことを検出した際、
数サイクルの期間通電を行っても良い。さらに、圧力セ
ンサーのかわりに、ポンプの回転変動により異物の噛み
込みを検出して電磁弁200への通電を行なっても良い。
が惰性で回転する数サイクルの期間において通電を行
い、噛み込んで異物を流し出す。また、圧力センサーを
圧力室131に設け、運転中にモニターを行い、圧力室131
の圧力が所定圧以上に立ち上らないことを検出した際、
数サイクルの期間通電を行っても良い。さらに、圧力セ
ンサーのかわりに、ポンプの回転変動により異物の噛み
込みを検出して電磁弁200への通電を行なっても良い。
なお、第１図に示される第１実施例と同一構成において
も、第９図に示す制御を行なうことにより、異物の噛み
込みに対応することができる。つまり、異物の噛み込み
を検出した場合、第５図に示す制御を第９図に示す制御
に数サイクル期間切換えて行なうようにする。
も、第９図に示す制御を行なうことにより、異物の噛み
込みに対応することができる。つまり、異物の噛み込み
を検出した場合、第５図に示す制御を第９図に示す制御
に数サイクル期間切換えて行なうようにする。
第５図と第９図とで異なるのはピエゾ積層体81が伸長す
る時期である。第５図に示す制御においては、開放通路
102が閉鎖された後でピエゾ積層体81が伸長していた
が、第９図に示す制御では、吸入口14、開放通路102が
開いている時にピエゾ積層体81が伸長するようになって
いる。従って、ピエゾ積層体81の伸長時において変圧室
89の圧力は5kg/cm2に保持され、開放通路102は閉鎖され
る。
る時期である。第５図に示す制御においては、開放通路
102が閉鎖された後でピエゾ積層体81が伸長していた
が、第９図に示す制御では、吸入口14、開放通路102が
開いている時にピエゾ積層体81が伸長するようになって
いる。従って、ピエゾ積層体81の伸長時において変圧室
89の圧力は5kg/cm2に保持され、開放通路102は閉鎖され
る。
その後、ピエゾ積層体81が収縮すると変圧室89の容積は
増大し、変圧室89の圧力は1kg/cm2以下まで低下する。
この時、バルブニードル85の下端面には低圧室111以上
の圧力が加わるためバルブニードル85は最大リフト量
（0.23cm）で開弁し、噛み込んでいた異物を流し出すこ
とができる。この制御は数サイクル期間において行わ
れ、第５図に示す制御に切換わる。ここで、異物が流し
出されていれば第５図に示す制御を続行し、流し出され
ていなければ再び数サイクル期間第９図に示す制御を行
なう。
増大し、変圧室89の圧力は1kg/cm2以下まで低下する。
この時、バルブニードル85の下端面には低圧室111以上
の圧力が加わるためバルブニードル85は最大リフト量
（0.23cm）で開弁し、噛み込んでいた異物を流し出すこ
とができる。この制御は数サイクル期間において行わ
れ、第５図に示す制御に切換わる。ここで、異物が流し
出されていれば第５図に示す制御を続行し、流し出され
ていなければ再び数サイクル期間第９図に示す制御を行
なう。
また、異物の噛み込み防止対策として各回のバルブニー
ドル85のリフトを確実にするために第10図に示す制御を
行っても良い。
ドル85のリフトを確実にするために第10図に示す制御を
行っても良い。
第10図が第３図と異なるのは、噴射終了時に負電圧（−
200V）を加えてピエゾ積層体81を通常時よりさらに縮め
ている点である。これにより、変圧室89の圧力は低圧室
111よりさらに低下し、バルブニードル85のリフトが確
実となり異物が噛み込みにくくなる。また、異物が噛み
込んだとしても、変圧室89の圧力は毎回1kg/cm2以下に
低下するため、バルブニードル85は常に全リフト量で確
実に開弁し、異物を流し出すことが可能となる。
200V）を加えてピエゾ積層体81を通常時よりさらに縮め
ている点である。これにより、変圧室89の圧力は低圧室
111よりさらに低下し、バルブニードル85のリフトが確
実となり異物が噛み込みにくくなる。また、異物が噛み
込んだとしても、変圧室89の圧力は毎回1kg/cm2以下に
低下するため、バルブニードル85は常に全リフト量で確
実に開弁し、異物を流し出すことが可能となる。
なお、噴射率制御（パイロット噴射）を行なう場合に
は、ピエゾ積層体81に印加する印加電圧を、500V→−20
0V→500V→−200V→0Vというように変化させて繰り返し
制御する。また、制御を簡単にするために、パイロット
噴射を行なう時のみ0V→500V→0V→−200V→0Vの制御を
行っても良い。これは、パイロット噴射終了時には圧力
室131の圧力がノズル閉弁圧以下であれば良く、−200V
を印加してバルブニードル85を最大リフトさせる必要が
ないからである。
は、ピエゾ積層体81に印加する印加電圧を、500V→−20
0V→500V→−200V→0Vというように変化させて繰り返し
制御する。また、制御を簡単にするために、パイロット
噴射を行なう時のみ0V→500V→0V→−200V→0Vの制御を
行っても良い。これは、パイロット噴射終了時には圧力
室131の圧力がノズル閉弁圧以下であれば良く、−200V
を印加してバルブニードル85を最大リフトさせる必要が
ないからである。
以上説明したように、本発明によれば、噴射開始時期、
噴射量及び噴射率（パイロット噴射）の制御を高応答性
を有する電歪体により高精度で行なうことができる。ま
た、弁体には吸入行程時に変圧室に導入された燃料の燃
料圧が常に作用するため、弁体の作動を確実なものとす
ることができ、最大噴射量及び噴射率が低下してしまう
ことはない。
噴射量及び噴射率（パイロット噴射）の制御を高応答性
を有する電歪体により高精度で行なうことができる。ま
た、弁体には吸入行程時に変圧室に導入された燃料の燃
料圧が常に作用するため、弁体の作動を確実なものとす
ることができ、最大噴射量及び噴射率が低下してしまう
ことはない。
第１図〜第６図は本発明の第１実施例に関するもので、
第１図は本実施例の構成を示す縦断面図、第２図〜第４
図は本実施例の作動状態を示す縦断面図で、第２図は吸
入行程時の状態図、第３図は噴射開始時の状態図、第４
図は噴射終了時の状態図、第５図は本実施例の時間の経
過につれての各部の動きを示す作動説明図、第６図は本
実施例において噴射率制御（パイロット噴射）を行った
場合の時間の経過につれての各部の動きを示す作動説明
図、第７図は本発明の第２実施例の構成を示す縦断面
図、第８図は本発明の第３実施例の構成を示す縦断面
図、第９図及び第10図は各々異物の噛み込み防止のため
の制御を行った場合の時間の経過につれての各部の動き
を示す作動説明図である。 11……プランジャ,12……吸入グルーブ,81……ピエゾ積
層体（電歪体）,85……バルブニードル（弁体）,89……
変圧室,90……スプリング室（導入通路）,91……通路
（導入通路）,94……通路（溢流通路）,97……第１室
（溢流通路）,98……第２室（導入通路）,99……第３室
（溢流通路）,100……圧力室通路（溢流通路）,101……
連通通路（導入通路）,102……開放通路（導入通路）,1
03……連通孔（溢流通路）,104……低圧通路（溢流通
路）,111……低圧室,131……圧力室。
第１図は本実施例の構成を示す縦断面図、第２図〜第４
図は本実施例の作動状態を示す縦断面図で、第２図は吸
入行程時の状態図、第３図は噴射開始時の状態図、第４
図は噴射終了時の状態図、第５図は本実施例の時間の経
過につれての各部の動きを示す作動説明図、第６図は本
実施例において噴射率制御（パイロット噴射）を行った
場合の時間の経過につれての各部の動きを示す作動説明
図、第７図は本発明の第２実施例の構成を示す縦断面
図、第８図は本発明の第３実施例の構成を示す縦断面
図、第９図及び第10図は各々異物の噛み込み防止のため
の制御を行った場合の時間の経過につれての各部の動き
を示す作動説明図である。 11……プランジャ,12……吸入グルーブ,81……ピエゾ積
層体（電歪体）,85……バルブニードル（弁体）,89……
変圧室,90……スプリング室（導入通路）,91……通路
（導入通路）,94……通路（溢流通路）,97……第１室
（溢流通路）,98……第２室（導入通路）,99……第３室
（溢流通路）,100……圧力室通路（溢流通路）,101……
連通通路（導入通路）,102……開放通路（導入通路）,1
03……連通孔（溢流通路）,104……低圧通路（溢流通
路）,111……低圧室,131……圧力室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 誠幸 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 夏山 幸弘 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59−3169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−53645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−160563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−219422（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−110545（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】プランジャが往復動することにより、低圧
室から圧力室に吸入された所定圧燃料を加圧して、内燃
機関にこの加圧燃料を噴射する燃料噴射ポンプにおい
て、 前記圧力室内の燃料を溢流する溢流通路と、 この溢流通路を開閉する弁体と、 この弁体を閉方向に付勢するための圧力を保持する変圧
室と、 電圧の印加に応じて伸縮して前記変圧室の容積を変動さ
せる電歪体と、 前記低圧室の所定圧燃料を前記変圧室に導入する導入通
路と、 前記低圧室から前記圧力室に所定圧燃料を吸入する吸入
行程時において、前記導入通路を連通させる切換手段と
を備え、 電圧の印加に応じて前記弁体に作用する前記変圧室内の
圧力が変化して、燃料の噴射開始時期、噴射終了時期、
噴射率の制御が行なわれることを特徴とする燃料噴射ポ
ンプ。 - 【請求項２】前記低圧室から前記圧力室に吸入された所
定圧燃料が前記導入通路を介して前記変圧室に導入され
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
射ポンプ。 - 【請求項３】前記切換手段は前記プランジャに形成され
た吸入グループにより構成され、前記プランジャが回転
動することにより吸入行程時において前記導入通路が連
通することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の燃
料噴射ポンプ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208784A JPH07107372B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 燃料噴射ポンプ |
| US07/092,204 US4793314A (en) | 1986-09-04 | 1987-09-02 | Fuel injection pump for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208784A JPH07107372B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 燃料噴射ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365132A JPS6365132A (ja) | 1988-03-23 |
| JPH07107372B2 true JPH07107372B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=16562046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208784A Expired - Lifetime JPH07107372B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 燃料噴射ポンプ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4793314A (ja) |
| JP (1) | JPH07107372B2 (ja) |
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| WO2013157548A1 (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | 株式会社サタケ | 圧電式バルブ、及び該圧電式バルブを利用した噴風手段を備える光学式粒状物選別機 |
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1986
- 1986-09-04 JP JP61208784A patent/JPH07107372B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1987
- 1987-09-02 US US07/092,204 patent/US4793314A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| US4793314A (en) | 1988-12-27 |
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