JPH07269440A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置

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JPH07269440A
JPH07269440A JP6367994A JP6367994A JPH07269440A JP H07269440 A JPH07269440 A JP H07269440A JP 6367994 A JP6367994 A JP 6367994A JP 6367994 A JP6367994 A JP 6367994A JP H07269440 A JPH07269440 A JP H07269440A
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の燃料噴射装置に関し、ピストンの
下降移動に追従して燃料を噴射できるようにすることを
目的とする。 【構成】 シリンダヘッド12に噴射燃料溜14が形成
され、この噴射燃料溜14内にピストン34が摺動自在
に挿入されている。ピストン34には燃焼室18と連通
する貫通口20内を摺動する可動ノズル22が連結され
ており、可動ノズル22の噴孔26は常時はバネ38の
付勢力によってピストン34が一次燃料室30側へ移動
されて閉塞されている。そしてコントローラ58からの
指令に従って三方弁54、56が高圧タンク50側へ切
り換えられると、一次燃料室30の圧力が二次燃料室3
2の圧力よりも高くなり、バネ38の付勢力に抗してピ
ストン34が可動ノズル22とともに燃焼室18側へ移
動すると、弁座28が噴孔26から離れ、噴孔26から
燃料が噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に係り、特に、ディーゼルエンジンに燃料を噴射する
に好適な内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンが搭載された
車両において、シリンダヘッドに設けられた燃料噴射弁
から燃焼室内へ燃料を噴射する直接噴射式ディーゼルエ
ンジンが多く用いられている。この燃料噴射弁は図6に
示すように、ノズル1がシリンダヘッド2に固定されて
おり、ノズル1とピストン3との位置がピストン3の移
動に応じて変化するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ノズル
1とピストン3の位置がピストン3の位置に応じて変化
するようになっているため、図7に示すように、ノズル
1から噴射される燃料の噴霧が燃焼室4から外れること
がある。特に高速時には燃料が燃焼室4から外れること
が多く、HCや黒鉛等の排出が著しく増加することがあ
る。
【0004】本発明の目的は、ピストンの運動に追従し
て燃焼室内に燃料を噴射することができる内燃機関の燃
料噴射装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を
貯留する噴射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴
射燃料溜と燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて
一端が閉塞され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入さ
れていると共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入さ
れ、閉塞端側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている
可動ノズルと、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて
一端が噴射燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動
に応じて噴孔を開閉する弁座が形成されている固定ニー
ドルと、固定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料
溜内を一次燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側
が可動ノズルに連結されているピストンと、噴射燃料溜
の二次燃料室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞す
るための付勢力をピストンに作用させる弾性部材と、エ
ンジンの運転状態に応じた時期と期間に一次燃料室と二
次燃料室に高圧燃料を供給する手段を備え、前記ピスト
ンの二次燃料室側には、二次燃料室と可動ノズルの噴孔
とに連通する燃料通路が形成されている内燃機関の燃料
噴射装置を構成したものである。
【0006】また、前記目的を達成するために、本発明
は、シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を貯留する噴
射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴射燃料溜と
燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて一端が閉塞
され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入されていると
共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入され、閉塞端
側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている可動ノズル
と、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて一端が噴射
燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動に応じて噴
孔を開閉する弁座が形成されている固定ニードルと、固
定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料溜内を一次
燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側が可動ノズ
ルに連結されているピストンと、噴射燃料溜の二次燃料
室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞するための付
勢力をピストンに作用させる弾性部材と、燃料を貯留す
る低圧タンクと、低圧タンクからの燃料をエンジン回転
数に応じた圧力の燃料として貯留する高圧タンクと、噴
射燃料溜の一次燃料室と低圧タンクとを結ぶ第1燃料通
路と、噴射燃料溜の二次燃料室と低圧タンクとを結ぶ第
2燃料通路と、第1燃料通路の通路途中から分岐して高
圧タンクに接続された第3燃料通路と、第2燃料通路の
通路途中から分岐して高圧タンクに接続された第4燃料
通路と、第1燃料通路と第3燃料通路との分岐点に設け
られて指令に応じて通路を切り換える第1切換弁と、第
2燃料通路と第4燃料通路との分岐点に設けられて指令
に応じて通路を切り換える第2切換弁と、エンジン回転
数を検出する回転数センサと、エンジンのクランク角を
検出するクランク角センサと、アクセル開度センサと、
回転数センサの検出出力とアクセル開度センサの検出出
力に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段
と、燃料噴射時にクランク角センサの検出出力に応答し
て、燃料噴射量算出手段の算出値に応じた時間だけ第1
切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから高圧タンク
への切り換えを指令する切換指令手段とを備え、前記ピ
ストンの二次燃料室側には噴射燃料溜の二次燃料室と可
動ノズルの噴孔とに連通する燃料通路が形成されている
内燃機関の燃料噴射装置を構成したものである。
【0007】また、前記燃料噴射装置を構成するに際し
ては、燃料噴射量算出手段は、エンジン回転数センサと
アクセル開度センサの検出出力に基づいてパイロット燃
料噴射量と主燃料噴射量を算出してなり、切換指令手段
は、パイロット噴射時にクランク角センサの検出出力に
応答して、燃料噴射量算出手段の算出値に応じた時間だ
け第1切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから高圧
タンクへの切り換えを指令し、その後の主噴射時に、ク
ランク角センサの検出出力に応答して、燃料噴射量算出
手段の算出値に応じた時間だけ第1切換弁と第2切換弁
に対して低圧タンクから高圧タンクへの切り換えを指令
してなるように構成することが望ましい。
【0008】
【作用】前記した手段によれば、燃料の噴射が指令され
ると、第1切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから
高圧タンクへの切り換えが指令され、高圧タンクからの
燃料が噴射燃料溜に送給される。このとき高圧タンクに
はエンジン回転数に応じた圧力の燃料が貯留されている
ため、エンジンのピストンに応動した圧力の燃料が噴射
燃料溜に送給される。そして高圧タンクからの燃料によ
って噴射燃料溜内のピストンが摺動すると、可動ノズル
が燃焼室側へ移動されて噴孔から燃料が噴射される。即
ちエンジンのピストンが下降移動するに応じて可動ノズ
ルが燃焼室側へ移動し燃焼室内に噴霧が行われる。この
ためエンジンが高速状態で運転されていても燃料が燃焼
室外へ噴射されるのを防止することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1において、ディーゼルエンジン10のシリ
ンダヘッド12には噴射燃料溜14が形成されており、
噴射燃料溜14の上部側にはシリンダヘッドカバー16
が固定され、底部側には燃焼室18に連通する貫通孔2
0が形成されている。貫通孔20内には筒状の可動ノズ
ル22が摺動自在に挿入されている。そして噴射燃料溜
14と可動ノズル22内には固定ニードル24が挿入さ
れて噴射燃料溜14と可動ノズル22内が固定ニードル
24によって二分されている。固定ニードル24は一端
がシリンダヘッドカバー16に固定され、他端には可動
ノズル22先端側に形成された噴孔26を開閉する弁座
28が形成されている。また固定ニードル24には、噴
射燃料溜14内に挿入されて噴射燃料溜14内を一次燃
料室30と二次燃料室32とに二分するピストン34が
摺動自在に装着されている。このピストン34の二次燃
料室側には可動ノズル22の開口端側が連結されている
とともに、二次燃料室32と噴孔26とを結ぶ燃料通路
36が形成されている。また二次燃料室32には弾性部
材としての閉弁用バネ38が装着されており、ピストン
34はバネ38からの付勢力を受けて一次燃料室30側
へ移動されるようになっている。即ち、常時は、閉弁用
バネ38の付勢力によってピストン34が一次燃料室3
0側へ付勢されて、噴孔26が固定ニードル24の弁座
28によって閉塞されるようになっている。
【0010】一方、一次燃料室30は第1燃料通路40
を介して低圧タンク42に接続され、二次燃料室32は
第2燃料通路44を介して低圧タンク42に接続されて
いる。第1燃料通路40の通路途中には第3燃料通路4
6が分岐して接続されており、第2燃料通路44の通路
途中には第4燃料通路48が分岐して接続されている。
そして第3及び第4燃料通路46、48はそれぞれ高圧
タンク50に接続されている。この高圧タンク50に
は、低圧タンク42からの燃料が昇圧ポンプ52を介し
て送給されるようになっている。この昇圧ポンプ52は
エンジン回転数に応じた圧力の燃料を高圧タンク50へ
送給するようになっている。
【0011】また第1燃料通路40と第3燃料通路46
との分岐点には第1切換弁としての三方弁54が設けら
れており、第2燃料通路44と第4燃料通路48との分
岐点には第2切換弁としての三方弁56が設けられてい
る。各三方弁54、56はコントローラ58からの指令
に従って通路を切り換えるようになっている。
【0012】コントローラ58には、図2に示すよう
に、アクセル開度センサ60、エンジン回転数センサ6
2、吸気圧力センサ64、冷却水温センサ66、クラン
ク角度センサ68等エンジン10の各種運転状態を検出
するためのセンサ郡からの信号が供給されている。そし
てコントローラ58はエンジン回転数と噴射量及びアク
セル開度から定まる噴射量マップに関するメモリを内蔵
しているとともに、エンジン回転数と噴射時期及びアク
セル開度から定まる噴射時期マップに関するメモリを内
蔵している。そして演算部70において、アクセル開度
センサ60及びエンジン回転数センサ62からの信号を
基に基本噴射時期及び基本噴射量を算出し、吸気圧力セ
ンサ64と冷却水温センサ66の信号に従って噴射時期
を補正するとともに噴射量を補正するようになってい
る。さらにクランク角度センサ68からの信号に従って
噴射時期を設定し、駆動部72から三方弁54、56に
対して駆動信号を出力するようになっている。
【0013】次に本実施例の作用を図3のフローチャー
トに従って説明する。まず、冷却水温センサ66、アク
セル開度センサ60、吸気圧力センサ64、エンジン回
転数センサ62からの信号を取り込み(ステップ1
0)、演算部70において噴射時期及び噴射量を算出す
る(ステップ12)。このあとクランク角度センサ68
の出力を読み込み(ステッップ14)、クランク角が噴
射時期であるか否かの判定を行う(ステップ16)。ク
ランク角が噴射時期と一致したときには駆動部72から
三方弁54、56に対して低圧側から高圧側への切り換
えを指令する(ステップ18)。即ち、図4に示すよう
に、噴射が行われる前は、各三方弁54、56は低圧側
に切り換えられ、一次燃料室30と二次燃料室32はそ
れぞれ低圧タンク42に接続され、閉弁用バネ38の付
勢力によって噴孔26が弁座28によって閉塞されてい
るが、噴射時期になって三方弁54、56が高圧タンク
50側へ切り換えられると、一次燃料室30と二次燃料
室32がそれぞれ高圧タンク50に接続される。この場
合一次燃料室30側のピストン34の受圧面積が二次燃
料室32側のピストン34の受圧面積よりも大きいた
め、一次燃料室30の圧力が二次燃料室32の圧力より
も高くなる。そして一次燃料室30内の圧力がバネ38
の付勢力よりも高くなるとピストン34が二次燃料室3
2側へ移動する。そしてピストン34の移動に伴って可
動ノズル22が燃焼室18側へ移動するため、弁座28
が噴孔26から離れ、噴孔26から燃料が噴射されるこ
とになる。
【0014】噴孔26から燃料が噴射されている間も、
クランク角度センサ68からの信号が読み込まれ(ステ
ップ20)、クランク角が噴射終了時期になったか否か
の判定を行う(ステップ22)。そしてクランク角が噴
射終了時期に達したときには三方弁54、56に対して
高圧側から低圧側への切り換えを指令し(ステップ2
4)、このルーチンでの処理を終了する。
【0015】このように本実施例によれば、燃焼室18
内のピストンが下降移動するときに、可動ノズル22が
ピストンの下降移動に追従して燃焼室18側へ移動して
噴孔26から燃料が噴射されるため、噴霧が燃焼室18
外に噴射されるのを防止することができ、ノックスの低
減及び燃焼騒音の低減に寄与することできる。更に、高
速回転時に、噴射時期遅延や噴孔26を絞る等噴射が遅
くまで続く際にも、噴霧が燃焼室18外へ噴射されるの
を防止することができる。このため燃焼を悪化させるこ
となく噴孔26を絞り、噴射時期の遅延を行うこともで
きる。
【0016】また、図5に示すように、主噴射の前に、
パイロット噴射を行えば、ノックス及び燃焼騒音をより
少なくすることができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼室内のピストンの移動に応じて可動ノズルを燃焼室
側へ移動するようにしたため、噴射時期遅延や噴孔を絞
る等噴射が遅くまで続く際にも噴霧が燃焼室外へ噴射さ
れるのを防止することができ、燃焼を悪化させることな
く噴孔を絞り、噴射機関の遅延を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す全体構成図である。
【図2】コントローラの具体的構成図である。
【図3】本発明の作用を説明するためのフローチャート
である。
【図4】主噴射の作用を説明するためのタイムチャート
である。
【図5】パイロット噴射と主噴射との関係を説明するた
めのタイムチャートである。
【図6】従来例の構成図である。
【図7】従来例の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
10 ディーゼルエンジン 12 シリンダヘッド 14 噴射燃料溜 18 燃焼室 20 貫通孔 22 可動ノズル 24 固定ニードル 26 噴孔 30 一次燃料室 32 二次燃料室 34 ピストン 36 燃料通路 38 閉弁用バネ 40 第1燃料通路 42 低圧タンク 44 第2燃料通路 46 第3燃料通路 48 第4燃料通路 50 高圧タンク 54 三方弁 56 三方弁 58 コントローラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を
    貯留する噴射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴
    射燃料溜と燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて
    一端が閉塞され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入さ
    れていると共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入さ
    れ、閉塞端側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている
    可動ノズルと、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて
    一端が噴射燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動
    に応じて噴孔を開閉する弁座が形成されている固定ニー
    ドルと、固定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料
    溜内を一次燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側
    が可動ノズルに連結されているピストンと、噴射燃料溜
    の二次燃料室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞す
    るための付勢力をピストンに作用させる弾性部材と、エ
    ンジンの運転状態に応じた時期と期間に一次燃料室と二
    次燃料室に高圧燃料を供給する手段を備え、前記ピスト
    ンの二次燃料室側には、二次燃料室と可動ノズルの噴孔
    とに連通する燃料通路が形成されている内燃機関の燃料
    噴射装置。
  2. 【請求項2】 シリンダヘッドに形成されて噴射燃料を
    貯留する噴射燃料溜と、シリンダヘッドに形成されて噴
    射燃料溜と燃焼室とを結ぶ貫通孔と、筒状に形成されて
    一端が閉塞され他端が開口されて燃料噴射溜内に挿入さ
    れていると共にその一部が貫通孔内に摺動自在に挿入さ
    れ、閉塞端側に燃焼室に連通する噴孔が形成されている
    可動ノズルと、噴射燃料溜と可動ノズル内に挿入されて
    一端が噴射燃料溜に固定され他端側に可動ノズルの移動
    に応じて噴孔を開閉する弁座が形成されている固定ニー
    ドルと、固定ニードルに摺動自在に装着されて噴射燃料
    溜内を一次燃料室と二次燃料室とに分離し二次燃料室側
    が可動ノズルに連結されているピストンと、噴射燃料溜
    の二次燃料室内に挿入されて可動ノズルの噴孔を閉塞す
    るための付勢力をピストンに作用させる弾性部材と、燃
    料を貯留する低圧タンクと、低圧タンクからの燃料をエ
    ンジン回転数に応じた圧力の燃料として貯留する高圧タ
    ンクと、噴射燃料溜の一次燃料室と低圧タンクとを結ぶ
    第1燃料通路と、噴射燃料溜の二次燃料室と低圧タンク
    とを結ぶ第2燃料通路と、第1燃料通路の通路途中から
    分岐して高圧タンクに接続された第3燃料通路と、第2
    燃料通路の通路途中から分岐して高圧タンクに接続され
    た第4燃料通路と、第1燃料通路と第3燃料通路との分
    岐点に設けられて指令に応じて通路を切り換える第1切
    換弁と、第2燃料通路と第4燃料通路との分岐点に設け
    られて指令に応じて通路を切り換える第2切換弁と、エ
    ンジン回転数を検出する回転数センサと、エンジンのク
    ランク角を検出するクランク角センサと、アクセル開度
    センサと、回転数センサの検出出力とアクセル開度セン
    サの検出出力に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射
    量算出手段と、燃料噴射時にクランク角センサの検出出
    力に応答して、燃料噴射量算出手段の算出値に応じた時
    間だけ第1切換弁と第2切換弁に対して低圧タンクから
    高圧タンクへの切り換えを指令する切換指令手段とを備
    え、前記ピストンの二次燃料室側には噴射燃料溜の二次
    燃料室と可動ノズルの噴孔とに連通する燃料通路が形成
    されている内燃機関の燃料噴射装置。
  3. 【請求項3】 燃料噴射量算出手段は、エンジン回転数
    センサの検出出力に基づいてパイロット燃料噴射量と主
    燃料噴射量を算出してなり、切換指令手段は、パイロッ
    ト噴射時にクランク角センサの検出出力に応答して、燃
    料噴射量算出手段の算出値に応じた時間だけ第1切換弁
    と第2切換弁に対して低圧タンクから高圧タンクへの切
    り換えを指令し、その後の主噴射時に、クランク角セン
    サの検出出力に応答して、燃料噴射量算出手段の算出値
    に応じた時間だけ第1切換弁と第2切換弁に対して低圧
    タンクから高圧タンクへの切り換えを指令してなる請求
    項2記載の内燃機関の燃料噴射装置。
JP6367994A 1994-03-31 1994-03-31 内燃機関の燃料噴射装置 Expired - Lifetime JP2862123B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069248A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の燃料噴射装置の制御方法、内燃機関の燃料噴射装置および内燃機関

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069248A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の燃料噴射装置の制御方法、内燃機関の燃料噴射装置および内燃機関

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