JPH0754730A - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディーゼルエンジンの通常運転状態における
パイロット要求噴射間隔以内ではメイン噴射時に不斉が
生じないようにして高圧燃料の噴射量のばらつきをなく
し、ディーゼルエンジンの振動を抑えるようにすること
を可能にする。 【構成】 段付肩部５６に着座する第２バルブ８を主背
圧室５２内に摺動自在に設け、その第２バルブ８に主背
圧室５２と連通路６６を連通する第２オリフィス８３を
形成した。そして、第２バルブ８の外周面に、ノズルホ
ルダー５の内周面に摺接する円筒シール部８４を設ける
ことにより、第２バルブ８の外周の流路を廃止した。さ
らに、第２バルブ８を段付肩部５６側に付勢するコイル
スプリング９のスプリング力を非常に弱くして、ディー
ゼルエンジンの通常運転状態におけるパイロット要求噴
射間隔以内では第２バルブ８が段付肩部５６に着座しな
いようにして、メイン噴射時に凸型の噴射率を得るよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コモンレールに高圧
燃料を蓄圧し、この蓄圧した高圧燃料を内燃機関へ噴射
する内燃機関用燃料噴射装置に関するもので、とくにパ
イロット噴射時にデルタ型噴射用バルブの初期位置への
復帰を遅延させて安定したメイン噴射が得られるように
したディーゼルエンジン用燃料噴射装置にかかわる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コモンレールと呼ばれる一種
のサージタンクに高圧燃料を蓄圧し、この蓄圧した高圧
燃料をディーゼルエンジンへ噴射するディーゼルエンジ
ン用蓄圧式燃料噴射装置（特開昭５９−１６５８５８号
公報等）が提案されている。この蓄圧式燃料噴射装置
は、主噴射の開始時から安定した燃焼を行うようにして
ディーゼルエンジンの振動を抑える目的で、三方電磁弁
を２回駆動することによって、主噴射（メイン噴射）の
前に少量の高圧燃料を先立ち噴射（所謂パイロット噴
射）を行うようにしている。そして、蓄圧式燃料噴射装
置は、高圧燃料を噴射する噴射孔を開閉するニードルを
有するノズルと、このノズルの噴射時期および噴射量を
制御する三方電磁弁とから構成されている。

【０００３】また、ノズルは、図１５ないし図１７に一
部示したように、ニードル（図示せず）を駆動する油圧
ピストン１０１、高圧燃料が給排される背圧室１０２を
有するノズルホルダー１０３を備えている。さらに、ノ
ズルの背圧室１０２の内部には、ノズルホルダー１０３
内に遊嵌された可動弁体（所謂ワンウェイオリフィス）
１０４、この可動弁体１０４を三方電磁弁のバルブボデ
ィ１１０に形成された弁座１１１に押圧するコイルスプ
リング１０５、およびこのコイルスプリング１０５保持
用の座１０６が配されている。そして、可動弁体１０４
には、背圧室１０２からバルブボディ１１０に形成され
た連通路１１２への高圧燃料の排出速度を遅延させるた
めの絞り部１０７が形成されている。

【０００４】次に、この蓄圧式燃料噴射装置の非パイロ
ット噴射時の作動を図１８のタイムチャートを用いて簡
単に説明する。燃料噴射開始時には、三方電磁弁のバル
ブが上昇することにより連通路１１２を介して背圧室１
０２内の高圧燃料の排出が開始される。このため、図１
５に示したように、弁座１１１に着座している可動弁体
１０４の絞り部１０７を通って高圧燃料がゆっくりと排
出される。これにより、ニードルがゆっくりと上昇して
噴射孔から高圧燃料の噴射が開始される。

【０００５】燃料噴射終了時には、三方電磁弁のバルブ
が下降することにより連通路１１２を介して背圧室１０
２内への高圧燃料の導入が開始されるため可動弁体１０
４が弁座１１１より離される。このとき、図１６および
図１７に示したように、可動弁体１０４の外周面とノズ
ルホルダー１０３の内周面との隙間を通って高圧燃料が
背圧室１０２内に瞬時に導入され、油圧ピストン１０１
が一気に下降する。これにより、ニードルが一気に下降
して噴射孔を閉じ、燃料噴射が終了するため、デルタ型
の噴射率となる。なお、燃料噴射の終了後に可動弁体１
０４は、背圧室１０２内に高圧燃料が充満することによ
り、背圧室１０２の内圧と連通路１１２の内圧が等しく
なると、コイルスプリング１０５の付勢力により弁座１
１１に着座する。

【０００６】次に、この蓄圧式燃料噴射装置のパイロッ
ト噴射からメイン噴射までの噴射間隔の大きい場合の作
動を図１９のタイムチャートを用いて簡単に説明する。
パイロット要求噴射間隔が大きい場合には、パイロット
噴射が終了した後に可動弁体１０４が弁座１１１に着座
（初期位置に復帰）してからメイン噴射が始まるため、
非パイロット噴射時と同様なデルタ型の噴射率となる。

【０００７】次に、この蓄圧式燃料噴射装置のパイロッ
ト噴射からメイン噴射までの噴射間隔の小さい場合の作
動を図２０のタイムチャートを用いて簡単に説明する。
パイロット噴射からメイン噴射までの間隔が小さい場合
には、可動弁体１０４が弁座１１１に着座（初期位置に
復帰）する前にメイン噴射が始まるため、非パイロット
噴射時より噴射率の大きい凸型の噴射率となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の蓄圧
式燃料噴射装置においては、ディーゼルエンジンが通常
運転状態であってもパイロット噴射からメイン噴射まで
の噴射間隔が大きい場合と噴射間隔が小さい場合とが存
在する。このような場合には、可動弁体１０４が弁座１
１１に着座（初期位置に復帰）したり、しなかったりす
ることによって、図２１に示したように、メイン噴射時
にデルタ型の噴射率と凸型の噴射率との不斉を引き起こ
してしまう。このような不斉領域においては、ディーゼ
ルエンジンの燃焼室内への高圧燃料の噴射量にばらつき
が生じるので、ディーゼルエンジンの振動が大きくなっ
てしまうという問題が生じていた。

【０００９】この発明は、内燃機関の通常運転状態にお
けるパイロット噴射からメイン噴射までの噴射間隔以内
ではメイン噴射時に不斉が生じないようにして高圧燃料
の噴射量のばらつきをなくし、内燃機関の振動を抑える
ようにすることのできる内燃機関用燃料噴射装置の提供
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、内燃機関へ
高圧燃料を噴射するメイン噴射の前にパイロット噴射を
行うようにした内燃機関用燃料噴射装置において、高圧
燃料を噴射する噴射孔、燃料が給排される背圧室、この
背圧室の前記噴射孔側と逆側に設けられた弁座、および
この弁座で開口した連通路を有する管状部材と、この管
状部材内に移動可能に配され、前記背圧室内に燃料が導
入されると前記噴射孔を閉じ、前記背圧室内から燃料が
排出されると前記噴射孔を開くニードルと、前記管状部
材の背圧室内に移動自在に配され、前記背圧室側の内圧
が前記連通路側の内圧以下に低下しているときに前記弁
座に着座して前記背圧室と前記連通路とを遮断すると共
に、前記背圧室と前記連通路とを連通して前記背圧室内
から前記連通路への燃料の排出速度を遅らせる絞り部を
有する可動弁体と、内燃機関の通常運転状態におけるパ
イロット噴射からメイン噴射までの噴射間隔以内では前
記可動弁体が前記弁座に着座することを遅延させる遅延
手段とを備えた技術手段を採用した。

【００１１】遅延手段としては、可動弁体の外周面と管
状部材の背圧室の内周面との隙間をなくす。これによ
り、背圧室内へ燃料を導入する時に可動弁体の周囲より
燃料が流れ込まないようにする。また、遅延手段として
は、可動弁体を弁座側に付勢するスプリングを設け、こ
のスプリングのセット荷重およびばね定数を非常に弱く
する。これにより、内燃機関の通常運転状態におけるパ
イロット噴射からメイン噴射までの噴射間隔以内では可
動弁体が弁座に着座しないようにする。さらに、遅延手
段としては、背圧室の軸方向寸法を大きくして可動弁体
の移動範囲を大きくする。これにより、内燃機関の通常
運転状態におけるパイロット噴射からメイン噴射までの
噴射間隔以内では可動弁体が弁座に着座しないようにす
る。

【００１２】

【作用】この発明によれば、背圧室より連通路へ可動弁
体の絞り部を介して燃料が排出される場合には、絞り部
により燃料の排出速度が制限されるためニードルがゆっ
くりと噴射孔を開いてパイロット噴射が開始される。そ
して、連通路より燃料が背圧室内に導入されると、可動
弁体が弁座より離れてニードルが噴射孔を閉じることに
より、パイロット噴射が終了する。

【００１３】そして、可動弁体の絞り部を介して燃料が
ゆっくりと導入されて可動弁体より背圧室側の内圧と連
通路側の内圧とが釣り合うと可動弁体が弁座に着座する
側に変位する。このとき、遅延手段によって、内燃機関
の通常運転状態におけるパイロット噴射からメイン噴射
までの噴射間隔以内では可動弁体が着座しないようにな
っている。これにより、パイロット噴射からメイン噴射
までの噴射間隔の大小に拘らず可動弁体が着座する前に
メイン噴射が開始されるので、メイン噴射が不斉に入る
ことを防げる。

【００１４】

【実施例】この発明の内燃機関用燃料噴射装置を図１な
いし図１４に示す複数の実施例に基づき説明する。

【００１５】〔第１実施例の構成〕図１ないし図１２は
この発明の第１実施例を示したもので、図１（Ａ）はデ
ィーゼルエンジン用の蓄圧式燃料噴射装置の主背圧室の
付近を示した図で、図１（Ｂ）は蓄圧式燃料噴射装置の
噴射孔付近を示した図で、図２はその蓄圧式燃料噴射装
置の全体構造を示した図である。

【００１６】蓄圧式燃料噴射装置１は、ディーゼルエン
ジン（図示せず）の各シリンダに取り付けられ、共通の
サージタンク（図示せず）から分岐した導入管（図示せ
ず）に接続されている。また、蓄圧式燃料噴射装置１
は、ディーゼルエンジンにより回転駆動される燃料ポン
プ（図示せず）によってサージタンクから汲み上げられ
た高圧燃料が導入管より常に供給されている。

【００１７】このような蓄圧式燃料噴射装置１は、図２
に示したように、ニードル２、ノズルボディ３、油圧ピ
ストン４、ノズルホルダー５および三方電磁弁６等から
構成されており、ディーゼルエンジンの全運転領域に渡
ってメイン噴射の前にパイロット噴射を行う。なお、ニ
ードル２、ノズルボディ３、油圧ピストン４およびノズ
ルホルダー５によりノズル（噴射弁）を構成している。

【００１８】ニードル２は、図１（Ｂ）にも一部示した
ように、先端側にノズルボディ３のノズルシート部３３
に着座するシート部２１を有する。このニードル２は、
端部が油圧ピストン４に連結され、油圧ピストン４が三
方電磁弁６側に移動することによってシート部２１がノ
ズルシート部３３より離れ、油圧ピストン４が元の位置
に戻ることによってシート部２１がノズルシート部３３
に着座する。

【００１９】また、このニードル２は、燃料噴射開始時
から燃料噴射終了時にかけて、図５、図１０および図１
１のタイムチャートに示したように、往復方向に移動
（リフト）する。図５、図１０および図１１において上
端位置はニードル２のフルリフトを表す。

【００２０】ノズルボディ３は、図１（Ｂ）にも一部示
したように、内周でニードル２を摺動自在に保持し、導
入管を介してサージタンクから高圧燃料が常に供給され
る燃料溜まり３１、高圧燃料を噴射する噴射孔３２、こ
の噴射孔３２に連なり、ニードル２が着座するノズルシ
ート部３３、および先端に形成されたサック室３４を有
する。なお、噴射孔３２からの高圧燃料の噴射は、ニー
ドル２がノズルシート部３３より離れて燃料溜まり３１
とサック室３４とが連通した際になされる。

【００２１】油圧ピストン４は、図２において図示下端
部がプレッシャピン４１を介してニードル２に連結さ
れ、背圧が低圧となったときにノズルボディ３内の圧力
によりコイルスプリング４２の付勢力に打ち勝って図２
において図示上方（三方電磁弁６側）に移動する。

【００２２】また、油圧ピストン４は、背圧が高圧とな
ったときに受圧面積の差およびコイルスプリング４２の
付勢力によりノズルボディ３内の圧力に打ち勝って図２
において図示下方（ノズルボディ３側）に移動する。

【００２３】ノズルホルダー５は、燃料通路５１、主背
圧室５２、副背圧室５３、第１バルブ７、第２バルブ８
およびコイルスプリング９を有する。燃料通路５１は、
ノズルボディ３内の燃料溜まり３１と導入管とを連通し
て、燃料溜まり３１に高圧燃料を常に導く通路である。

【００２４】主背圧室５２は、ノズルホルダー５の三方
電磁弁６側の端面５４で開口しており、しかもノズルボ
ディ３側に形成された段付肩部５５と三方電磁弁６の端
面に形成された段付肩部５６との間に囲まれている。

【００２５】副背圧室５３は、主背圧室５２より径が小
さく、主背圧室５２に段付肩部５５を介して連通してい
る。また、副背圧室５３は、油圧ピストン４を摺動自在
に保持している。

【００２６】主背圧室５２および副背圧室５３は、三方
電磁弁６から内部に高圧燃料が供給されると内部圧力が
高圧となり、高圧燃料が内部から排出されると内部圧力
が低圧となる。また、主背圧室５２および副背圧室５３
が高圧となると、油圧ピストン４が段付肩部５５より所
定のリフト量Ｌ（図１参照）だけ第１バルブ７より余分
にニードル２側に移動するように構成されている。な
お、段付肩部５５は、円環状に形成され、第１バルブ７
が着座する。また、段付肩部５６は、本発明の弁座であ
って、円環状に形成され、第２バルブ８が着座する。

【００２７】第１バルブ７は、円筒状を呈し、主背圧室
５２の段付肩部５５側内に往復移動可能に配設されてい
る。この第１バルブ７は、中心において段付肩部５５側
の端面７１と段付肩部５６側の端面７２とを連通する第
１オリフィス７３を有し、外周面とノズルホルダー５の
内周面との間に隙間が形成されるように主背圧室５２の
径より外径が小径とされている。

【００２８】第１オリフィス７３は、主背圧室５２と副
背圧室５３とを連通して、主背圧室５２より副背圧室５
３への高圧燃料の導入速度を遅らせて油圧ピストン４の
移動速度を遅くするものである。

【００２９】そして、第１バルブ７は、油圧ピストン４
が主背圧室５２内に突出している際は常に段付肩部５５
側の端面７１が着座している。また、第１バルブ７は、
主背圧室５２内に高圧燃料が導入されると油圧ピストン
４をニードル２側に押圧しながら端面７１が段付肩部５
５に着座して主背圧室５２と副背圧室５３との連通状態
を遮断し、主背圧室５２より高圧燃料が排出されると油
圧ピストン４を伴って端面７１が段付肩部５５より離れ
る。

【００３０】第２バルブ８は、本発明の可動弁体であっ
て、円筒状を呈し、主背圧室５２の段付肩部５６側内に
往復移動可能に配設されている。この第２バルブ８は、
中心において段付肩部５５側の端面８１と段付肩部５６
側の端面８２とを連通する第２オリフィス８３を有し、
図３にも示したように、外周面はノズルホルダー５の内
周面との隙間を埋めるように円筒シール部８４とされて
いる。この円筒シール部８４は、本発明の遅延手段であ
って、ノズルホルダー５の内周面と第２バルブ８の外周
面との間から高圧燃料が漏洩することを防止する。

【００３１】第２オリフィス８３は、本発明の絞り部で
あって、主背圧室５２と後記する連通路６６とを連通し
て、連通路６６より主背圧室５２への高圧燃料の導入速
度を遅らせてニードル２と油圧ピストン４の移動速度を
遅くするものである。また、第２オリフィス８３は、主
背圧室５２より連通路６６への高圧燃料の排出速度を遅
らせてニードル２と油圧ピストン４の移動速度を遅くす
るものである。

【００３２】そして、第２バルブ８は、主背圧室５２内
に高圧燃料が導入されると端面８２が段付肩部５６より
離れてコイルスプリング９を介して第１バルブ７を押圧
し、主背圧室５２より高圧燃料が排出されるとコイルス
プリング９を介して第１バルブ７を伴って移動して端面
８２が段付肩部５６に着座して主背圧室５２と連通路６
６との連通状態を遮断する。

【００３３】なお、第１、第２バルブ７、８の端面７
１、８２、すなわち、第１、第２バルブ７、８の段付肩
部５５、５６との当接面は、シール性を維持するため平
面仕上げされている。

【００３４】コイルスプリング９は、本発明の遅延手段
であって、第１バルブ７の端面７２と第２バルブ８の端
面８１とに支持され、第１バルブ７を段付肩部５５側に
付勢し、第２バルブ８を段付肩部５６側に付勢してい
る。このコイルスプリング９は、図４のグラフに示した
ように、ディーゼルエンジンの通常運転状態におけるパ
イロット要求噴射間隔（例えば０．５msec〜２msec）以
内で第２バルブ８が段付肩部５６に着座（初期位置に復
帰）しない程度のスプリング力に設定されている。

【００３５】三方電磁弁６は、コイル６１、インナバル
ブ６２、アウタバルブ６３およびバルブボディ６４を有
する。インナバルブ６２は、アウタバルブ６３内に摺動
自在に配設されている。アウタバルブ６３は、バルブボ
ディ６４内に摺動自在に配設され、内部に油路６５を有
する。

【００３６】バルブボディ６４は、内周でアウタバルブ
６３を摺動自在に保持し、内部に連通路６６、燃料通路
６７、６８および収納室６９を形成している。なお、バ
ルブボディ６４は、ノズルボディ３およびノズルホルダ
ー５と共に本発明の管状部材を構成する。

【００３７】連通路６６は、ノズルホルダー側端面（段
付肩部５６）で開口し、ノズルホルダー５の主背圧室５
２に臨む。この連通路６６は、一端がノズルホルダー５
の主背圧室５２に連通し、他端がアウタバルブ６３を収
納する収納室６９に連通している。

【００３８】燃料通路６７は、ノズルホルダー５側端面
で開口し、内部に常時高圧燃料が導入されている。この
燃料通路６７は、一端がノズルホルダー５の燃料通路５
１に連通し、他端が収納室６９に連通している。燃料通
路６８は、ノズルホルダー５側の端面で開口し、一端が
サージタンク内に燃料を戻す低圧ライン（図示せず）に
連通し、他端が収納室６９に連通している。

【００３９】なお、三方電磁弁６は、コイル６１がオン
されると、インナバルブ６２を伴ってアウタバルブ６３
を図２において図示上方に移動させて連通路６６と燃料
通路６７との連通状態を遮断し、連通路６６と燃料通路
６８とを収納室６９を介して連通させて、ノズルホルダ
ー５の主背圧室５２内の高圧燃料を排出させる。

【００４０】また、三方電磁弁６は、コイル６１がオフ
されると、アウタバルブ６３のみを図２において図示下
方に移動させて連通路６６と燃料通路６８との連通状態
を遮断し、連通路６６と燃料通路６７とを油路６５を介
して連通させて、ノズルホルダー５の主背圧室５２内へ
高圧燃料を導入させる。

【００４１】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
非パイロット噴射時の作動を図１ないし図９に基づき説
明する。この非パイロット噴射はディーゼルエンジンが
高負荷運転状態（例えばエンジン回転速度４０００ｒｐ
ｍ以上の高速回転）のときに行われ、噴射間隔は例えば
３０msecである。

【００４２】三方電磁弁６のコイル６１がオフされてい
るときは、アウタバルブ６３が初期位置ｈ0 （図５のタ
イムチャート参照）にあり、主背圧室５２および副背圧
室５３内に高圧燃料が充填され、主背圧室５２および副
背圧室５３の内圧が高圧となっている。このため、図１
（Ａ）に示したように、第１バルブ７の端面７１が段付
肩部５５に着座し、油圧ピストン４が第１バルブ７の端
面７１より所定のリフト量Ｌだけ降下した位置に配置さ
れる。よって、油圧ピストン４とプレッシャピン４１を
介して連結されているニードル２が初期リフト位置ａ
（図５のタイムチャート参照）に配置される。

【００４３】この結果、ニードル２のシート部２１は、
図１（Ｂ）に示したように、ノズルボディ３のノズルシ
ート部３３に着座することによって、燃料溜まり３１と
サック室３４とが遮断される。よって、噴射孔３２から
の燃料の噴射はなされない。

【００４４】三方電磁弁６のコイル６１がオンされる
と、アウタバルブ６３がフルリフト位置ｈ1 （図５のタ
イムチャート参照）に上昇することにより、連通路６６
内の高圧燃料が排出され、主背圧室５２および副背圧室
５３内の高圧燃料も第２バルブ８に形成された第２オリ
フィス８３を通ってゆっくりと排出され、主背圧室５２
および副背圧室５３の内圧が低圧になっていく。このた
め、図６に示したように、油圧ピストン４が上昇し第１
バルブ７の端面７１に当接し、さらに主背圧室５２内の
高圧燃料が排出されるにしたがって油圧ピストン４と第
１バルブ７とが段付肩部５５よりゆっくりと上昇する。
このため、ニードル２がフルリフト位置ｂ（図５のタイ
ムチャート参照）まで上昇する。

【００４５】この結果、ニードル２のシート部２１は、
ノズルボディ３のノズルシート部３３よりゆっくりと離
れることによって、噴射孔３２が開かれ、ディーゼルエ
ンジンの燃焼室内へ高圧燃料が噴射される。なお、噴射
期間中は、図７に示したように、主背圧室５２および副
背圧室５３の内圧は低圧となっており、油圧ピストン４
は第１バルブ７の端面７１に当接した状態でフルリフト
位置に配置されるため、ニードル２もフルリフト位置ｃ
（図５のタイムチャート参照）に配置される。

【００４６】そして、燃料の噴射が終了すると、三方電
磁弁６のコイル６１がオフされ、アウタバルブ６３が初
期位置ｈ0 （図５のタイムチャート参照）に戻ることに
より、連通路６６内に高圧燃料が導入されて連通路６６
内が高圧となり、この圧力により第２バルブ８が押し下
げられ、第２バルブ８の端面８２が段付肩部５６（初期
位置ｈ0 ）より離れて下降する（図５のタイムチャート
参照）。

【００４７】すなわち、第２バルブ８が一気にフルリフ
ト位置ｈ1 （図５のタイムチャート参照）まで下降する
ことにより、主背圧室５２内が一気に高圧となり、この
圧力により油圧ピストン４を伴って第１バルブ７が素早
く押し下げられ、図８に示したように、第１バルブ７の
端面７１が段付肩部５５に瞬時に着座し、ニードル２が
リフト位置ｄ（図５のタイムチャート参照）に配置さ
れ、良好な噴射切れがなされると共に、初期噴射率を低
減したデルタ型の噴射率が得られる。

【００４８】そして、第１バルブ７の端面７１が段付肩
部５５に瞬時に着座した後は、副背圧室５３内への高圧
燃料の導入速度が第１オリフィス７３の径に応じて制限
されるため、油圧ピストン４の移動速度が遅くなる。そ
の後に、図９に示したように、油圧ピストン４が第１バ
ルブ７の端面７１より離れてから所定のリフト量Ｌだけ
降下すると、ニードル２が初期リフト位置ｅ（図５のタ
イムチャート参照）に戻る。なお、主背圧室５２および
連通路６６内に高圧燃料が充満した際には、図１（Ａ）
および図５のタイムチャートに示したように、第２バル
ブ８の両端面８１、８２に加わる圧力が釣り合うため、
コイルスプリング９の付勢力により第２バルブ８の端面
８２も段付肩部５６に着座する。

【００４９】したがって、ニードル２のシート部２１が
ノズルボディ３のノズルシート部３３に着座し、噴射孔
３２が閉じられる。なお、ニードル２の着座速度は、油
圧ピストン４の移動速度が遅くなるため、従来のものよ
り遅くなり、ニードル２がノズルボディ３のノズルシー
ト部３３に着座したときのノズルシート部３３の衝撃荷
重がかなり軽減される。

【００５０】次に、この実施例のパイロット要求噴射間
隔が大きい場合の作動を図１０のタイムチャートに基づ
き説明する。この実施例では、ディーゼルエンジンが通
常運転状態のときにメイン噴射の開始時から安定した燃
焼を行うようにしてディーゼルエンジンの振動を抑える
目的で、メイン噴射の前に少量の高圧燃料を噴射するパ
イロット噴射を行う。ここで、パイロット要求噴射間隔
が大きい場合には、三方電磁弁６のコイル６１が例えば
２msec間隔でオンされ、アウタバルブ６３がフルリフト
位置ｈ1 （図１０のタイムチャート参照）まで昇降を繰
り返す。

【００５１】先ずパイロット噴射が終了した時に三方電
磁弁６のコイル６１がオフされ、アウタバルブ６３が初
期位置ｈ0 （図１０のタイムチャート参照）に戻ると、
第２バルブ８の端面８２が段付肩部５６から離れてフル
リフト位置ｈ1 （図１０のタイムチャート参照）まで下
降する。これにより、ニードル２が初期リフト位置ｈ0
に戻って、ニードル２のシート部２１がノズルボディ３
のノズルシート部３３に着座することにより噴射孔３２
が閉じられるためパイロット噴射が終了する。そして、
少量の高圧燃料が噴射されたディーゼルエンジンでは若
干の着火遅延時間を経て燃料と空気との混合気が自己着
火する。

【００５２】次に、メイン噴射を開始するために、パイ
ロット噴射後に三方電磁弁６のコイル６１がオンされる
と、アウタバルブ６３がフルリフト位置ｈ1 （図１０の
タイムチャート参照）だけ上昇する。このとき、この実
施例では、第２バルブ８の円筒シール部８４とノズルホ
ルダー５の内周面との間に流路が形成されないようにし
ていると共に、コイルスプリング９のスプリング力を図
４に示したように非常に弱くしている。

【００５３】これにより、図１０のタイムチャートに示
したように、第２バルブ８の端面８２が段付肩部５６に
着座する（初期位置ｈ0 に戻る）前にメイン噴射が開始
されるため、デルタ型より初期噴射率を増加した凸型の
噴射率が得られる。なお、パイロット噴射の後に少量の
燃料と空気との混合気を自己着火したディーゼルエンジ
ンではメイン噴射と同期して安定した燃焼が開始される
ので、ディーゼルエンジンの振動が抑えられる。

【００５４】次に、この実施例のパイロット要求噴射間
隔が小さい場合の作動を図１１のタイムチャートに基づ
き説明する。パイロット要求噴射間隔が小さい場合に
は、三方電磁弁６のコイル６１が例えば０．５msec間隔
でオンされ、アウタバルブ６３がフルリフト位置ｈ1
（図１１のタイムチャート参照）まで昇降を繰り返す。

【００５５】このようなパイロット要求噴射間隔が小さ
い場合には、図１１のタイムチャートに示したように、
パイロット噴射が終了した後に第２バルブ８の端面８２
が段付肩部５６に着座する（初期位置ｈ0 に戻る）前に
ニードル２が噴射孔３２を開いてメイン噴射が開始され
るため、デルタ型より初期噴射率を増加した凸型の噴射
率が得られる。

【００５６】〔第１実施例の効果〕以上のように、この
実施例の蓄圧式燃料噴射装置１は、図１２のグラフに示
したように、ディーゼルエンジンの通常運転状態におけ
るパイロット要求噴射間隔（例えば０．５msec〜２mse
c）以内では第２バルブ８の端面８２が段付肩部５６に
着座（初期位置に復帰）することはなく、常に凸型のメ
イン噴射率を得ることができる。これにより、メイン噴
射時にデルタ型の噴射率が得られる場合と凸型の噴射率
が得られる場合との不斉が生じなくなるため、高圧燃料
の噴射量のばらつきがなくなり、パイロット噴射時にお
いても安定したメイン噴射を行うことができるので、デ
ィーゼルエンジンの振動を抑えることができる。また、
非パイロット噴射時には、噴射終了後に次回の噴射まで
には第２バルブ８の初期位置への復帰が完了しているた
め、デルタ型の噴射率を得ることができる。

【００５７】さらに、燃料噴射終了時に、ニードル２が
ノズルボディ３のノズルシート部３３に着座する直前で
ニードル２の着座速度を抑えることにより、良好な噴射
切れを維持した状態で、ノズルボディ３のノズルシート
部３３の衝撃荷重を著しく軽減することができる。この
結果、ノズルシート部３３の強度を現状のものより向上
させる必要はなく、ノズルシート部３３周辺の板厚を広
くする必要はない。よって、サック室３４のボリューム
が大きくならないので、燃料消費率の悪化、排気温度の
上昇やＨＣの増加等の悪影響を防止することができる。

【００５８】〔第２実施例〕図１３はこの発明の第２実
施例を示したもので、ディーゼルエンジン用の蓄圧式燃
料噴射装置の背圧室付近を示した図である。この実施例
では、背圧室５８内に１個のバルブ８を摺動自在に配
し、メイン噴射の終了時にバルブ８の端面８１が段付肩
部５５に着座するようにした例を示す。また、バルブ８
の外周面には、ノズルホルダー５の内周面に摺接する円
筒シール部８４が形成されている。さらに、油圧ピスト
ン４とバルブ８との間に保持されたコイルスプリング９
は、バルブ８に第１実施例と同様な作用を与えるスプリ
ング力に設定されている。この実施例の場合には部品点
数を減少しながらも第１実施例と同様な効果を有するこ
とができる。

【００５９】〔第３実施例〕図１４はこの発明の第３実
施例を示したもので、ディーゼルエンジン用の蓄圧式燃
料噴射装置の背圧室付近を示した図である。この実施例
では、油圧ピストン４の背圧室５８側にコイルスプリン
グ９を保持する座４３を設けている。この実施例のバル
ブ８の外周面には、ノズルホルダー５の内周面に摺接す
る円筒シール部８４が形成されている。さらに、油圧ピ
ストン４とバルブ８との間に保持されたコイルスプリン
グ９は、バルブ８に第１実施例と同様な作用を与えるス
プリング力に設定されている。

【００６０】〔変形例〕本実施例では、遅延手段として
コイルスプリング９および円筒シール部８４の両方を使
用したが、遅延手段としてコイルスプリング９または円
筒シール部８４のいずれか一方のみを使用しても良い。
また、第２バルブ（可動弁体）のフルリフト量を大きく
するように背圧室の軸方向の寸法を長くしても良い。本
実施例では、管状部材をノズルボディ３、ノズルホルダ
ー５およびバルブボディ６４の３個の管状部材で構成し
たが、管状部材を１個または２個の管状部材で構成して
も良く、また４個以上の管状部材で構成しても良い。本
実施例では、油圧ピストン４によりプレッシャピン４１
を介してニードル２を駆動したが、油圧ピストン４によ
り直接ニードルを駆動しても良い。

【００６１】本実施例では、第１、第２バルブ７、８の
当接面に対して段付肩部５５、５６の当接面（弁座）を
平坦面としたが、第１、第２バルブ７、８の当接面に対
して段付肩部５５、５６の当接面（弁座）を傾斜面や曲
面等としても良い。また、段付肩部５５、５６の当接面
（弁座）に対して第１、第２バルブ７、８の当接面を傾
斜面や曲面等としても良い。

【００６２】

【発明の効果】この発明によると、内燃機関の通常運転
状態におけるパイロット噴射からメイン噴射までの噴射
間隔以内では、メイン噴射時にデルタ型の噴射率が得ら
れる場合と凸型の噴射率が得られる場合との不斉が生じ
ない。このため、メイン噴射の安定性を向上させること
ができるので、内燃機関への噴射量のばらつきをなくす
ことにより内燃機関の振動を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１実施例にかかる蓄圧式
燃料噴射装置の主背圧室付近を示した縦断面図で、
（Ｂ）は蓄圧式燃料噴射装置の噴射孔付近を示した縦断
面図である。

【図２】図１の蓄圧式燃料噴射装置の全体構造を示した
縦断面図である。

【図３】図１の蓄圧式燃料噴射装置の主背圧室付近を示
した横断面図である。

【図４】第２バルブの復帰時間とスプリング力との関係
を示したグラフである。

【図５】非パイロット噴射時の三方電磁弁のアウタバル
ブ、第２バルブおよびニードルの作動状態を示したタイ
ムチャートである。

【図６】図１の蓄圧式燃料噴射装置の作用説明図であ
る。

【図７】図１の蓄圧式燃料噴射装置の作用説明図であ
る。

【図８】図１の蓄圧式燃料噴射装置の作用説明図であ
る。

【図９】図１の蓄圧式燃料噴射装置の作用説明図であ
る。

【図１０】パイロット要求噴射間隔の大きい場合の三方
電磁弁のアウタバルブ、第２バルブおよびニードルの作
動状態を示したタイムチャートである。

【図１１】パイロット要求噴射間隔の小さい場合の三方
電磁弁のアウタバルブ、第２バルブおよびニードルの作
動状態を示したタイムチャートである。

【図１２】この発明のディーゼルエンジンの通常運転状
態のパイロット要求噴射間隔とメイン噴射の不斉領域を
示したタイムチャートである。

【図１３】この発明の第２実施例にかかる蓄圧式燃料噴
射装置の背圧室付近を示した縦断面図である。

【図１４】この発明の第３実施例にかかる蓄圧式燃料噴
射装置の背圧室付近を示した縦断面図である。

【図１５】従来の蓄圧式燃料噴射装置の背圧室付近を示
した縦断面図である。

【図１６】従来の蓄圧式燃料噴射装置の背圧室付近を示
した縦断面図である。

【図１７】従来の蓄圧式燃料噴射装置の背圧室付近を示
した横断面図である。

【図１８】非パイロット噴射時の三方電磁弁のバルブ、
第２バルブおよびニードルの作動状態を示したタイムチ
ャートである。

【図１９】パイロット噴射からメイン噴射までの噴射間
隔の大きい場合の三方電磁弁のバルブ、第２バルブおよ
びニードルの作動状態を示したタイムチャートである。

【図２０】パイロット噴射からメイン噴射までの噴射間
隔の小さい場合の三方電磁弁のバルブ、第２バルブおよ
びニードルの作動状態を示したタイムチャートである。

【図２１】ディーゼルエンジンの通常運転状態の噴射間
隔とメイン噴射の不斉領域を示したタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 蓄圧式燃料噴射装置（内燃機関用燃料噴射装置） ２ ニードル ３ ノズルボディ（管状部材） ５ ノズルホルダー（管状部材） ８ 第２バルブ（可動弁体） ９ コイルスプリング（遅延手段） ５６ 段付肩部（弁座） ８３ 第２オリフィス（絞り部） ８４ 円筒シール部（遅延手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関へ高圧燃料を噴射するメイン噴
   射の前にパイロット噴射を行うようにした内燃機関用燃
   料噴射装置において、 （ａ）高圧燃料を噴射する噴射孔、燃料が給排される背
   圧室、この背圧室の前記噴射孔側と逆側に設けられた弁
   座、およびこの弁座で開口した連通路を有する管状部材
   と、 （ｂ）この管状部材内に移動可能に配され、前記背圧室
   内に燃料が導入されると前記噴射孔を閉じ、前記背圧室
   内から燃料が排出されると前記噴射孔を開くニードル
   と、 （ｃ）前記管状部材の背圧室内に移動自在に配され、前
   記背圧室側の内圧が前記連通路側の内圧以下に低下して
   いるときに前記弁座に着座して前記背圧室と前記連通路
   とを遮断すると共に、前記背圧室と前記連通路とを連通
   して前記背圧室内から前記連通路への燃料の排出速度を
   遅らせる絞り部を有する可動弁体と、 （ｄ）内燃機関の通常運転状態におけるパイロット噴射
   からメイン噴射までの噴射間隔以内では前記可動弁体が
   前記弁座に着座することを遅延させる遅延手段とを備え
   た内燃機関用燃料噴射装置。