JPH08158986A - Fuel injection pressure control device of fuel injection device - Google Patents

Fuel injection pressure control device of fuel injection device

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JPH08158986A
JPH08158986A JP29943494A JP29943494A JPH08158986A JP H08158986 A JPH08158986 A JP H08158986A JP 29943494 A JP29943494 A JP 29943494A JP 29943494 A JP29943494 A JP 29943494A JP H08158986 A JPH08158986 A JP H08158986A
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JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure receiving
chamber
pressure
fuel injection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29943494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Harufuji
茂 春藤
Taizo Shimada
泰三 嶋田
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08158986A publication Critical patent/JPH08158986A/en
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Abstract

PURPOSE: To automatically restrain excessive rise of fuel injection pressure by setting the pressure receiving area of a pressure receiving part giving energization force in the valve opening direction to a valve body closing the outlet side opening interposed in a fuel charge/discharge passage larger than the pressure receiving area of a pressure receiving part giving energization force in the valve closing direction to the valve body. CONSTITUTION: A plunger 7 is reciprocatably fitted in a plunger room 6 communicated to a nozzle 17 to be opened or closed by a usually closed type needle valve 20 through fuel passages 10A, 10B. A fuel chamber 21 is formed on the way of a fuel charge/ discharge passage 11 charging/discharging fuel against the plunger chamber 6, and an opening 21A on the outlet side integratedly formed on one end of the fuel chamber 21 is opened/closed by the valve body 27 driven by an electromagnetic actuator 28. The valve body 27 is formed with a first pressure receiving part 36 giving energization force in the valve closing direction and a second pressure receiving part 37 having the larger pressure receiving area than the first pressure receiving part 36 and giving energization force in the valve opening direction, and hence this device functions to automatically restrain excessive rise of fuel injection pressure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射装置の燃料噴
射圧制御装置、詳しくは、カム駆動式のユニットインジ
ェクタの燃料噴射圧制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection pressure control device for a fuel injection device, and more particularly to a fuel injection pressure control device for a cam-driven unit injector.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料噴射装置の一つであるユニットイン
ジェクタでは、ユニットのハウジング内に形成されたプ
ランジャ室にカム等の駆動部により往復動されるプラン
ジャが摺動自在に支持され、プランジャ室に燃料通路を
介して連通された噴孔を閉方向に付勢されたニードル弁
で閉じている。プランジャ室には、電磁弁によって開閉
される燃料給排通路を介して燃料が供給されていて、適
切な燃料噴射タイミングとなると制御手段からの信号に
よって電磁弁を閉じ、プランジャの往復動によりプラン
ジャ室の燃料を加圧してニードル弁をリフトさせて噴口
を開口して燃料の噴射を行なっている。このようにカム
等の駆動源によってプランジャが駆動されるユニットイ
ンジェクタの場合、プランジャで加圧される燃料の噴射
圧力はエンジン回転数によって決まってくる。即ち、エ
ンジン回転数の上昇に伴い駆動部の駆動速度やプランジ
ャの摺動速度が上昇するので噴射圧力も上昇するが、エ
ンジン回転が低い場合には、噴射圧力が低くなる。
2. Description of the Related Art In a unit injector, which is one of fuel injection devices, a plunger chamber formed in a housing of a unit slidably supports a plunger reciprocated by a driving unit such as a cam, and the plunger chamber is provided in the plunger chamber. The injection hole communicated via the fuel passage is closed by a needle valve that is biased in the closing direction. Fuel is supplied to the plunger chamber through a fuel supply / discharge passage opened / closed by a solenoid valve.When the fuel injection timing is appropriate, the solenoid valve is closed by a signal from the control means, and the plunger chamber is reciprocated by the plunger chamber. The fuel is pressurized to lift the needle valve and open the injection port to inject the fuel. In the case of the unit injector in which the plunger is driven by the drive source such as the cam as described above, the injection pressure of the fuel pressurized by the plunger is determined by the engine speed. That is, as the engine speed increases, the drive speed of the drive unit and the sliding speed of the plunger increase, so the injection pressure also increases, but when the engine speed is low, the injection pressure becomes low.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、カムの形状変
更などによってエンジン低回転域であっても高い噴射圧
力を確保することが考えられるが、このようにすると、
高回転域において噴射圧力、すなわち、燃料圧力が過度
に上昇して装置の破損のおそれや駆動力の増大、あるい
は、高回転域に短時間に多量の燃料が噴射されることで
燃焼排出物の悪化を招いてしまうので、実際には、低回
転域での噴射圧力を犠牲にして高回転域において理想的
な噴射圧力が得られるように設定しており、低回転域で
の噴射圧力の不足による排気ガスや燃費の悪化を招いて
いた。
Therefore, it is possible to secure a high injection pressure even in the low engine speed region by changing the shape of the cam.
The injection pressure, that is, the fuel pressure, rises excessively in the high speed region, which may damage the device or increase the driving force. In practice, the injection pressure in the low speed range is sacrificed, and the ideal injection pressure is obtained in the high speed range. It caused the exhaust gas and fuel consumption to deteriorate.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明では、エンジンの燃焼室に臨む噴孔と、上記噴孔を
開閉する常閉型のニードル弁と、上記噴孔と燃料通路を
介して連通すると共に噴射用の燃料を収容するプランジ
ャ室と、一端が上記プランジャ室内に臨んでいて、上記
エンジンの回転に同期して同プランジャ室内を往復動さ
れ同プランジャ室の容積を増減するプランジャと、上記
プランジャ室内の燃料を給排すべく同プランジャ室に連
通された燃料給排通路と、上記燃料給排通路に介装され
一端に出口側開口が設けられた燃料室と、上記出口側開
口を開閉する傘部及び同傘部に連結されて上記燃料室を
貫通して同燃料室の他端側から燃料室外に突出するステ
ム部とを有する弁体と、上記ステム部に形成され、上記
燃料室内の圧力に基づき上記弁体に閉弁方向への付勢力
を与える第1受圧部と、上記ステム部または上記傘部の
何れかに形成され、上記燃料室内の圧力に基づき上記弁
体に開弁方向への付勢力を与えると共に、上記第1受圧
部より拡大された受圧面積を有する第2受圧部と、上記
プランジャの往復動に対応して上記出口側開口を閉塞す
べく上記弁体を駆動する電磁式アクチュエータとを有す
る電磁式ユニットインジェクタと、上記エンジンの運転
状態を検出する運転状態検出手段と、上記運転状態検出
手段により検出されたエンジンの運転状態に応じて上記
電磁式アクチュエータに制御信号を出力する制御手段と
を備えている。請求項2記載の発明では、ステム部を、
電磁式ユニットインジェクタのハウジング内に摺動自在
に嵌挿された第1ステム部と、同第1ステム部と傘部と
を連結し且つ、上記第1ステム部の断面積よりも小さい
断面積を有する第2ステム部とから構成し、上記燃料室
を上記第2ステム部の廻りに形成した。請求項3記載の
発明では、燃料室に、第1ステム部を嵌挿する摺動孔の
断面積と同一の断面積の内周壁と、出口側開口近傍の上
記内周壁を拡張して形成した拡張部とを形成し、第1受
圧部を上記第1ステム部と第2ステム部の段差部に形成
し、第2受圧部を上記拡張部に臨む傘部に形成した。請
求項4記載の発明では、燃料室に、第1ステム部が嵌挿
される摺動孔の断面積よりも大きな断面積の内周壁を形
成し、第1受圧部を上記第1ステム部と第2ステム部の
段差部に形成し、第2受圧部を傘部に形成した。請求項
5記載の発明では、第1受圧部の受圧面積をS1、第2
受圧部の受圧面積をS2としたとき、受圧面積S1と受
圧面積S2との面積比S2/S1を、S2/S1=1.
1〜2.0の範囲に設定した。請求項6記載の発明で
は、燃料給排通路が、少なくともプランジャ室と低圧燃
料供給源とを連通する燃料供給通路を有している。請求
項7記載の発明では、燃料給排通路が、燃料供給通路か
ら分岐する燃料搬出用の分岐通路を有し、同分岐通路に
出口側開口を介装した。請求項8記載の発明では、燃料
給排通路が、燃料供給通路から独立して設けられると共
にプランジャ室に連通する燃料排出通路を有し、上記燃
料排出通路を出口側開口に介装した。請求項9記載の発
明では、エンジンの中回転域を超える回転域において、
電磁式アクチュエータ及び第1受圧部による弁体への閉
弁方向の付勢圧よりも、第2受圧部による上記弁体への
開弁方向の付勢力が大きくなるように、プランジャ室及
びプランジャを形成した。
Therefore, in the invention according to claim 1, the injection hole facing the combustion chamber of the engine, the normally closed needle valve for opening and closing the injection hole, the injection hole and the fuel passage are provided. A plunger chamber that communicates with each other and accommodates fuel for injection, and one end of which faces the plunger chamber, and reciprocates in the plunger chamber in synchronization with the rotation of the engine to increase or decrease the volume of the plunger chamber. A fuel supply / discharge passage communicating with the plunger chamber for supplying / discharging fuel in / from the plunger chamber, a fuel chamber interposed in the fuel supply / discharge passage and provided with an outlet side opening at one end, and the outlet side. A valve body having an umbrella portion that opens and closes an opening and a stem portion that is connected to the umbrella portion and penetrates the fuel chamber and projects from the other end side of the fuel chamber to the outside of the fuel chamber; The pressure inside the fuel chamber Based on the pressure in the fuel chamber, the first pressure receiving portion for applying an urging force to the valve body in the valve closing direction and the stem portion or the umbrella portion are provided to the valve body in the valve opening direction. An electromagnetic type that applies a biasing force and that drives the valve body to close the outlet side opening in response to the reciprocating movement of the second pressure receiving portion having a pressure receiving area enlarged from the first pressure receiving portion and the plunger. An electromagnetic unit injector having an actuator, operating state detecting means for detecting the operating state of the engine, and outputting a control signal to the electromagnetic actuator according to the operating state of the engine detected by the operating state detecting means. And a control means. In the invention according to claim 2, the stem portion is
A first stem portion slidably fitted in the housing of the electromagnetic unit injector is connected to the first stem portion and the umbrella portion, and a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first stem portion is connected. The second chamber has a second stem part, and the fuel chamber is formed around the second stem part. In the invention according to claim 3, the fuel chamber is formed by expanding the inner peripheral wall having the same sectional area as the sectional area of the sliding hole into which the first stem portion is inserted and the inner peripheral wall near the outlet side opening. An expanded part is formed, a first pressure receiving part is formed in a step part between the first stem part and the second stem part, and a second pressure receiving part is formed in an umbrella part facing the expanded part. In the invention according to claim 4, an inner peripheral wall having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the sliding hole into which the first stem portion is fitted is formed in the fuel chamber, and the first pressure receiving portion is provided with the first stem portion and the first stem portion. The second pressure receiving portion was formed on the step portion of the two stem portions, and the second pressure receiving portion was formed on the umbrella portion. In the invention according to claim 5, the pressure receiving area of the first pressure receiving portion is S1,
When the pressure receiving area of the pressure receiving portion is S2, the area ratio S2 / S1 between the pressure receiving area S1 and the pressure receiving area S2 is S2 / S1 = 1.
The range was set to 1 to 2.0. In the invention according to claim 6, the fuel supply / discharge passage has at least a fuel supply passage that communicates the plunger chamber and the low-pressure fuel supply source. In the invention according to claim 7, the fuel supply / discharge passage has a branch passage for carrying out the fuel, which is branched from the fuel supply passage, and the outlet side opening is provided in the branch passage. In the invention according to claim 8, the fuel supply / discharge passage has a fuel discharge passage which is provided independently of the fuel supply passage and communicates with the plunger chamber, and the fuel discharge passage is interposed in the outlet side opening. In the invention according to claim 9, in a rotation range exceeding the middle rotation range of the engine,
The plunger chamber and the plunger are arranged so that the biasing force of the second pressure receiving portion in the valve opening direction is larger than the biasing pressure of the electromagnetic actuator and the first pressure receiving portion in the valve closing direction. Formed.

【0005】[0005]

【作用】請求項1記載の発明によると、制御手段の制御
信号に基づき電磁式アクチュエータが駆動されて弁体が
出口側開口を閉塞すると、プランジャの、プランジャ室
内の容積減少方向への移動によるプランジャ室内の燃料
の圧力上昇に伴い、噴孔に対して閉付勢されたニードル
弁がリフトされて燃焼室に燃料噴射が行なわれる。ま
た、弁体の第2受圧部にかかる開弁方向への付勢力が、
電磁式アクチュエータ及び第1受圧部による弁体の閉弁
方向への付勢力を超えると、上記弁体が開弁方向に自動
的に変位して上記出口側開口が開口して電磁式ユニット
インジェクタの燃料噴射圧力の上昇が抑えられる。請求
項2記載の発明によると、弁体のステム部を、電磁式ユ
ニットインジェクタのハウジング内に摺動自在に嵌挿さ
れた第1ステム部と、第1ステム部と弁体の傘部とを連
結する第1ステム部の断面積よりも小さい断面積を有す
る第2ステム部とから構成し、第2ステム部の廻りに燃
料室を形成したので、燃料室に向かうの燃料とステム部
との流動抵抗が低減される。請求項3記載の発明による
と、燃料室が、第1ステム部を嵌挿される摺動孔の断面
積と同一の断面積の内周壁と、燃焼室の出口側開口近傍
の上記内周壁を拡張して形成した拡張部とを有し、第1
受圧部が上記第1ステム部と第2ステム部の段差部に形
成され、第2受圧部が上記拡張部に臨む傘部に形成され
ているので、上記第2受圧部に対する内周壁の断面積が
上記第1受圧部に対する内周壁の断面積りも大きくな
り、上記第2受圧部にかかる燃料圧力が第1受圧部にか
かる燃料圧力よりも大きくなる。請求項4記載の発明に
よると、燃料室が、第1ステム部が嵌挿される摺動孔の
断面積よりも大きな断面積の内周壁を有し、第1受圧部
を上記第1ステム部と第2ステム部の段差部に形成し、
第2受圧部を傘部に形成したので、上記第2受圧部に対
する内周壁の断面積が上記第1受圧部に対する内周壁の
断面積よりも大きくなり、上記第2受圧部にかかる燃料
圧力が上記第1受圧部にかかる燃料圧力よりも大きくな
る。請求項5記載の発明によると、第1受圧部の受圧面
積S1と、第2受圧部の受圧面積S2との面積比S2/
S1を、S2/S1=1.1〜2.0に設定したところ
良好な結果が得られた。請求項6記載の発明によると、
燃料給排通路が、少なくともプランジャ室と低圧燃料供
給源とを連通する燃料供給通路を有するので、噴射用の
燃料が低圧燃料供給源によって燃料供給通路を通ってプ
ランジャ室に送られる。請求項7記載の発明によると、
燃料給排通路が、プランジャ室と低圧燃料供給源とを連
通する燃料供給通路から分岐する燃料搬出用の分岐通路
を有し、燃料室の出口側開口が上記分岐通路に介装され
ているので、燃料供給通路からプランジャ室に送られた
噴射用燃料の燃料圧力が上昇して、出口側開口の弁体が
開くと、余剰燃料が燃料室を介して分岐通路に導入され
る。請求項8記載の発明によると、燃料給排通路が、燃
料供給通路から独立して設けられると共にプランジャ室
に連通する燃料排出通路を有し、燃料室の出口側開口が
燃料排出通路に介装されているので、燃料供給通路から
プランジャ室に送られた噴射用燃料の燃料圧力が上昇し
て出口側開口の弁体が開くと、余剰燃料が燃料室を介し
て燃料排出通路に導入される。請求項9記載の発明によ
ると、エンジンの中回転域を超える回転域において、電
磁式アクチュエータ及び第1受圧部による弁体への閉弁
方向の付勢圧よりも、第2受圧部による上記弁体への開
弁方向の付勢力が大きくなるように、プランジャ室及び
上記プランジャを形成したので、エンジン回転が上昇す
るに従いプランジャ室のプランジャの摺動速度があがっ
てプランジャ室の燃料が加圧され、エンジン回転が中回
転域を超えると、第2受圧部にかかる燃料圧力による弁
体を開弁方向に付勢する付勢力が、第1受圧面に掛かる
燃料圧力と電磁アクチュエータの電磁力による弁体を閉
弁方向に付勢する付勢力より大きくなり、弁体が開弁方
向に自動的に変位する。
According to the first aspect of the invention, when the electromagnetic actuator is driven based on the control signal of the control means and the valve body closes the outlet side opening, the plunger moves due to the movement in the volume decreasing direction inside the plunger chamber. As the pressure of the fuel in the chamber rises, the needle valve closed and urged against the injection hole is lifted to inject fuel into the combustion chamber. Further, the urging force applied to the second pressure receiving portion of the valve body in the valve opening direction is
When the urging force of the valve body in the valve closing direction by the electromagnetic actuator and the first pressure receiving portion is exceeded, the valve body is automatically displaced in the valve opening direction and the outlet side opening is opened, so that the electromagnetic unit injector The rise in fuel injection pressure is suppressed. According to the invention of claim 2, the stem portion of the valve body is slidably inserted into the housing of the electromagnetic unit injector, and the first stem portion and the umbrella portion of the valve body are provided. The second stem portion has a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first stem portion to be connected, and the fuel chamber is formed around the second stem portion. Flow resistance is reduced. According to the invention of claim 3, the fuel chamber expands the inner peripheral wall having the same sectional area as the sectional area of the sliding hole into which the first stem portion is inserted and the inner peripheral wall near the outlet side opening of the combustion chamber. And an extension formed by
Since the pressure receiving portion is formed in the step portion between the first stem portion and the second stem portion, and the second pressure receiving portion is formed in the umbrella portion facing the expansion portion, the cross-sectional area of the inner peripheral wall with respect to the second pressure receiving portion. However, the sectional area of the inner peripheral wall with respect to the first pressure receiving portion also becomes large, and the fuel pressure applied to the second pressure receiving portion becomes larger than the fuel pressure applied to the first pressure receiving portion. According to the invention described in claim 4, the fuel chamber has an inner peripheral wall having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the sliding hole into which the first stem portion is inserted, and the first pressure receiving portion is the first stem portion. Formed on the stepped portion of the second stem portion,
Since the second pressure receiving portion is formed on the umbrella portion, the cross-sectional area of the inner peripheral wall with respect to the second pressure receiving portion becomes larger than the cross-sectional area of the inner peripheral wall with respect to the first pressure receiving portion, and the fuel pressure applied to the second pressure receiving portion is increased. It becomes higher than the fuel pressure applied to the first pressure receiving portion. According to the invention of claim 5, the area ratio S2 / of the pressure receiving area S1 of the first pressure receiving portion and the pressure receiving area S2 of the second pressure receiving portion.
When S1 was set to S2 / S1 = 1.1 to 2.0, good results were obtained. According to the invention of claim 6,
Since the fuel supply / discharge passage has at least a fuel supply passage that communicates the plunger chamber and the low-pressure fuel supply source, fuel for injection is sent to the plunger chamber by the low-pressure fuel supply source through the fuel supply passage. According to the invention of claim 7,
The fuel supply / discharge passage has a branch passage for carrying out fuel, which is branched from the fuel supply passage that connects the plunger chamber and the low-pressure fuel supply source, and the outlet side opening of the fuel chamber is interposed in the branch passage. When the fuel pressure of the injection fuel sent from the fuel supply passage to the plunger chamber rises and the valve body of the outlet side opening opens, excess fuel is introduced into the branch passage through the fuel chamber. According to the invention of claim 8, the fuel supply / discharge passage has a fuel discharge passage which is provided independently of the fuel supply passage and communicates with the plunger chamber, and the outlet side opening of the fuel chamber is interposed in the fuel discharge passage. Therefore, when the fuel pressure of the injection fuel sent from the fuel supply passage to the plunger chamber rises and the valve body of the outlet side opening opens, excess fuel is introduced into the fuel discharge passage through the fuel chamber. . According to the invention described in claim 9, in the rotation range exceeding the middle rotation range of the engine, the valve by the second pressure receiving section is more than the biasing pressure in the valve closing direction to the valve body by the electromagnetic actuator and the first pressure receiving section. Since the plunger chamber and the above-mentioned plunger are formed so that the urging force to the body in the valve opening direction becomes large, as the engine speed increases, the sliding speed of the plunger in the plunger chamber increases and the fuel in the plunger chamber is pressurized. When the engine speed exceeds the middle speed range, the urging force that urges the valve body in the valve opening direction by the fuel pressure applied to the second pressure receiving portion is applied to the valve by the fuel pressure applied to the first pressure receiving surface and the electromagnetic force of the electromagnetic actuator. It becomes larger than the urging force that urges the body in the valve closing direction, and the valve body is automatically displaced in the valve opening direction.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1において、符号1は、燃料噴射装置である電
磁式ユニットインジェクタ2の燃料噴射圧制御装置を示
す。電磁式ユニットインジェクタ2は、エンジンEの燃
焼室E1内に噴射用の燃料38を噴射するもので、シリ
ンダーヘッドE2に装着されている。電磁式ユニットイ
ンジェクタ2は、噴射ノズル3と噴射ポンプ4、及び噴
射ポンプ4への燃料38の供給と排出を制御する燃料制
御部5とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel injection pressure control device for an electromagnetic unit injector 2 which is a fuel injection device. The electromagnetic unit injector 2 injects fuel 38 for injection into the combustion chamber E1 of the engine E, and is attached to the cylinder head E2. The electromagnetic unit injector 2 includes an injection nozzle 3, an injection pump 4, and a fuel control unit 5 that controls the supply and discharge of the fuel 38 to the injection pump 4.

【0007】噴射ポンプ4は、電磁式ユニットインジェ
クタ2のハウジング2Aに形成され、燃料38を収容す
るプランジャ室6、同プランジャ室6内に摺動自在に支
持されプランジャ室6の容積を増減するプランジャ7、
プランジャ7を復帰バネ8の弾性力に抗して押圧する駆
動機構9から構成されている。プランジャ室6には、噴
射ノズル3と連通する高圧の燃料通路10Aの流入口1
0aと燃料給排通路11を構成する燃料供給通路22の
流出口22aとがそれぞれ開口している。プランジャ7
は、プランジャ室6の上方で摺動自在に支持され、復帰
バネ8によって上方に向かって付勢されたタペット12
の下端12aに係止されている。タペット12の上端1
2bには、駆動機構9を構成する支軸13に枢着された
ロッカーアーム14の一端14aが当接している。ロッ
カーアーム14の他端14bは、エンジンEの図示しな
いクランク軸の回転数の1/2で回転するカム15と、
同カムによって往復摺動されるプッシュロッド16を介
して接触している。カム15は、図4に実線で示すよう
に、噴孔17からの最高噴射圧力がエンジン低回転域か
ら十分に得られるカムプロフィールに形成されている。
The injection pump 4 is formed in the housing 2A of the electromagnetic unit injector 2, has a plunger chamber 6 for containing the fuel 38, and a plunger for slidably supported in the plunger chamber 6 for increasing or decreasing the volume of the plunger chamber 6. 7,
The drive mechanism 9 is configured to press the plunger 7 against the elastic force of the return spring 8. The plunger chamber 6 has an inlet 1 for a high-pressure fuel passage 10A communicating with the injection nozzle 3.
0a and the outlet 22a of the fuel supply passage 22 forming the fuel supply / discharge passage 11 are open. Plunger 7
Of the tappet 12 is slidably supported above the plunger chamber 6 and is biased upward by a return spring 8.
Is locked to the lower end 12a of the. Top 1 of tappet 12
One end 14a of a rocker arm 14 pivotally attached to a support shaft 13 constituting the drive mechanism 9 is in contact with 2b. The other end 14b of the rocker arm 14 has a cam 15 that rotates at half the rotation speed of a crankshaft (not shown) of the engine E,
They are in contact with each other via a push rod 16 which is reciprocally slid by the cam. As shown by the solid line in FIG. 4, the cam 15 has a cam profile in which the maximum injection pressure from the injection hole 17 is sufficiently obtained from the low engine speed region.

【0008】噴射ノズル3は、プランジャ室6より下方
に位置するハウジング2Bに、ノズルホルダ3Aによっ
て一体締結されている。噴射ノズル3は、その先端に形
成され、燃焼室E2内に臨んだ複数の噴孔17とつなが
るノズル室18と、噴孔17を閉じるべくプレッシャス
プリング19によって閉付勢されたニードル弁20と、
燃料通路10Aとノズル室18とを連通する燃料通路1
0Bとを備えている。ニードル弁20は、図2に示すよ
うに、その先端寄りに形成された受圧部20Aをノズル
室18内に配置していて、ノズル室18内の圧力(以下
「ノズル内圧」と記す)がプレッシャスプリング19の
バネ力よりも大きくなると、上方に向かって摺動して噴
孔17を開口するようになっている。
The injection nozzle 3 is integrally fastened to a housing 2B located below the plunger chamber 6 by a nozzle holder 3A. The injection nozzle 3 has a nozzle chamber 18 formed at the tip thereof and connected to a plurality of injection holes 17 facing the combustion chamber E2, a needle valve 20 biased by a pressure spring 19 to close the injection holes 17,
Fuel passage 1 for communicating the fuel passage 10A with the nozzle chamber 18
And 0B. As shown in FIG. 2, the needle valve 20 has a pressure receiving portion 20A formed near the tip thereof arranged in the nozzle chamber 18, and the pressure in the nozzle chamber 18 (hereinafter referred to as “nozzle internal pressure”) is a pressure. When it becomes larger than the spring force of the spring 19, it slides upward to open the injection hole 17.

【0009】一方、噴射ポンプ4の左方に位置するハウ
ジング2Aには、燃料給排通路11に介装された燃料室
21が形成されている。燃料室21には、フィードポン
プ23及び一方弁24を介して燃料タンク25とつなが
る燃料供給通路22から分岐した分岐通路26に介装さ
れる出口側開口21Aが形成されている。一方弁24
は、フィードポンプ23側から燃料38をプランジャ室
6に供給できる方向に開弁するように構成されている。
On the other hand, in the housing 2A located on the left side of the injection pump 4, a fuel chamber 21 which is interposed in the fuel supply / discharge passage 11 is formed. The fuel chamber 21 is formed with an outlet-side opening 21 </ b> A that is provided in a branch passage 26 that branches from a fuel supply passage 22 that is connected to a fuel tank 25 via a feed pump 23 and a one-way valve 24. One-way valve 24
Is configured to open in the direction in which the fuel 38 can be supplied to the plunger chamber 6 from the feed pump 23 side.

【0010】燃料制御部5は、出口側開口21Aを開閉
する弁体としてのポペット弁27、ポペット弁27を駆
動する電磁式アクチュエータ28、電磁式アクチュエー
タ28を制御する制御手段としてのコントローラ29、
エンジンの運転状態であるエンジン回転数やエンジン負
荷情報を検出する運転状態検出手段としての回転センサ
ー30やアクセル開度センサー31から構成されてい
る。
The fuel control section 5 includes a poppet valve 27 as a valve body for opening and closing the outlet side opening 21A, an electromagnetic actuator 28 for driving the poppet valve 27, and a controller 29 as a control means for controlling the electromagnetic actuator 28.
It is composed of a rotation sensor 30 and an accelerator opening sensor 31 as an operating state detecting means for detecting the engine rotational speed, which is the operating state of the engine, and engine load information.

【0011】ポペット弁27は、ステム部32と傘部3
3とから形成されている。ステム部32は、燃料室21
の上方のハウジング2Aに形成され、燃料室21まで貫
通する摺動孔2Cに摺動自在に嵌挿された第1ステム部
32aと、第1ステム部32Aと傘部33とを連結し、
第1ステム部32Aよりも小径な第2ステム部32bと
に形成されている。第1ステム部32aと第2ステム部
32bの間には、段差が形成されていて、この段差をポ
ペット弁27に閉弁方向への付勢力を与える第1受圧面
36としている。ポペット弁27は、燃料噴射タイミン
グ以外は、出口側開口21Aを開放状態にさせるべく、
出口側開口21Aに形成される弁座21Bと傘部33と
を離間させる位置にコイルスプリング34で付勢されて
いる。
The poppet valve 27 includes a stem portion 32 and an umbrella portion 3.
3 and 3. The stem portion 32 is provided in the fuel chamber 21.
The first stem portion 32a slidably fitted in the sliding hole 2C formed in the housing 2A above the housing and penetrating to the fuel chamber 21, and connecting the first stem portion 32A and the umbrella portion 33,
The second stem portion 32b has a smaller diameter than the first stem portion 32A. A step is formed between the first stem portion 32a and the second stem portion 32b, and this step serves as the first pressure receiving surface 36 that gives the poppet valve 27 a biasing force in the valve closing direction. The poppet valve 27 keeps the outlet side opening 21A open except for the fuel injection timing.
A coil spring 34 urges the valve seat 21B formed in the outlet side opening 21A and the umbrella portion 33 to separate from each other.

【0012】コントローラ29は、その主要部をマイク
ロコンピュータで構成されていて、回転数センサー30
とアクセル開度センサー31、その他エンジンの暖気情
報等を出力する図示しない温度センサー等が接続されて
いる。コントローラ29は、これら各センサーからの情
報に基づいて、適時、最適な燃料噴射タイミングを算出
し、燃料噴射タイミングになると電磁式アクチュエータ
28に通電して電磁力を発生させ、ポペット弁27を吸
引して傘部33で出口側開口21Aを閉塞させるように
なっている。そして、ポペット弁27は、図4に示すよ
うに、電磁式ユニットインジェクタ2の限界圧力範囲A
の燃料圧力よりも低い設定圧力で開弁するように構成さ
れている。つまり、エンジンEの回転数が上昇して設定
圧力となると、第2受圧部37及びコイルスプリング3
4による開弁方向の付勢力の総和が、第1受圧部36及
び電磁アクチュエータ28による閉弁方向への付勢力の
総和を越えるように各部の寸法が設定されている。
The controller 29 is composed of a microcomputer as its main part, and has a rotation speed sensor 30.
An accelerator opening sensor 31, and a temperature sensor (not shown) that outputs warm-up information of the engine and the like are connected. Based on the information from these sensors, the controller 29 calculates the optimum fuel injection timing at a suitable time, and when the fuel injection timing arrives, the electromagnetic actuator 28 is energized to generate an electromagnetic force to suck the poppet valve 27. The umbrella side 33 closes the outlet side opening 21A. The poppet valve 27, as shown in FIG. 4, has a limit pressure range A of the electromagnetic unit injector 2.
It is configured to open at a set pressure lower than the fuel pressure of. That is, when the rotation speed of the engine E increases and reaches the set pressure, the second pressure receiving portion 37 and the coil spring 3
The size of each part is set so that the total sum of the urging forces in the valve opening direction by 4 exceeds the total sum of the urging forces in the valve closing direction by the first pressure receiving portion 36 and the electromagnetic actuator 28.

【0013】出口側開口21Aの内周壁21Cは、図3
に示すように、摺動孔2Cと同じ断面積に形成されてい
て、弁座21B近傍に拡張部35が形成されている。拡
張部35は、その断面積を内周壁21Cの断面積よりも
大きく形成されている。ポペット弁27に開弁方向への
付勢を与える第2受圧部37は、拡張部35内に位置す
る傘部33とされている。すなわち、第1受圧部36に
対する受圧面積S1よりも第2受圧部37に対する受圧
面積S2が大きくなるように設定されている。本実施例
では、受圧面積S2と受圧面積S1の面積比S2/S1
を、S2/S1=1.5に設定している。
The inner peripheral wall 21C of the outlet side opening 21A is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the sliding hole 2C is formed to have the same cross-sectional area, and the expansion portion 35 is formed near the valve seat 21B. The expanded portion 35 is formed so that its cross-sectional area is larger than the cross-sectional area of the inner peripheral wall 21C. The second pressure receiving portion 37 that applies a biasing force to the poppet valve 27 in the valve opening direction is an umbrella portion 33 located inside the expansion portion 35. That is, the pressure receiving area S2 for the second pressure receiving portion 37 is set to be larger than the pressure receiving area S1 for the first pressure receiving portion 36. In this embodiment, the area ratio S2 / S1 between the pressure receiving area S2 and the pressure receiving area S1.
Is set to S2 / S1 = 1.5.

【0014】このような構成の電磁式ユニットインジェ
クタ2の燃料噴射圧制御装置1によると、図示しないイ
グニッションスイッチがオン状態となると、図1に示す
フィードポンプ23が作動して燃料タンク25内の燃料
38が一定の吐出圧で燃料供給通路22からプランジャ
室6に供給される。エンジンEが始動してカム15がこ
こでは反時計方向に回転すると、プッシュロッド16、
ロッカアーム14を介してプランジャ7が下方に向かっ
て摺動してプランジャ室6の燃料を加圧する。この時、
燃料噴射タイミングでなければ、出口側開口21Aは開
状態のままであるので、加圧された燃料38は、燃料供
給通路22、分岐通路26を経て燃料タンク25に逃が
される。
According to the fuel injection pressure control system 1 for the electromagnetic unit injector 2 having such a structure, when the ignition switch (not shown) is turned on, the feed pump 23 shown in FIG. 38 is supplied from the fuel supply passage 22 to the plunger chamber 6 at a constant discharge pressure. When the engine E starts and the cam 15 rotates counterclockwise here, the push rod 16,
The plunger 7 slides downward through the rocker arm 14 to pressurize the fuel in the plunger chamber 6. This time,
If it is not the fuel injection timing, the outlet side opening 21A remains open, so the pressurized fuel 38 is released to the fuel tank 25 via the fuel supply passage 22 and the branch passage 26.

【0015】燃料噴射タイミングとなると、コントロー
ラ29により電磁式アクチュエータ28に通電されてポ
ペット弁27がリフトし、出口側開口21Aが傘部33
によって閉塞される。出口側開口21Aが閉じると、加
圧された燃料38が燃料通路10A、10Bを経てノズ
ル室18に供給されてノズル内圧が上昇し、同ノズル内
圧による開弁方向の付勢力がプレッシャスプリング19
によるニードル弁20への閉弁付勢力を上回ると、ニー
ドル弁20が上方に摺動して燃料噴射が行なわれる。
At the fuel injection timing, the controller 29 energizes the electromagnetic actuator 28 to lift the poppet valve 27, and the outlet side opening 21A opens the umbrella portion 33.
Is blocked by. When the outlet side opening 21A is closed, the pressurized fuel 38 is supplied to the nozzle chamber 18 through the fuel passages 10A and 10B, the nozzle internal pressure rises, and the biasing force in the valve opening direction due to the nozzle internal pressure increases the pressure spring 19.
When the valve closing biasing force applied to the needle valve 20 is exceeded, the needle valve 20 slides upward and fuel injection is performed.

【0016】ここで、図3に示すように、ポペット弁2
7にかかる閉弁方向の力をW、電磁式アクチュエータ2
8による電磁力をF、コイルスプリング34のバネ力を
fs、燃料噴射時における燃料の噴射圧をPとすると、 W=F−fs+Pf(S1−S2)となる。 本実施例では第1受圧部36の受圧面積S1よりも第2
受圧部37の受圧面瀬S2が大きく設定されているの
で、ポペット弁27の開弁する条件、すなわち、W<0
となるのは、 F−fs+Pf(S1−S2)<0 つまり、P>(F−fs)/(S2−S1)となる場合
である。
Here, as shown in FIG. 3, the poppet valve 2
The force in the valve closing direction applied to 7 is W, and the electromagnetic actuator 2
If the electromagnetic force by 8 is F, the spring force of the coil spring 34 is fs, and the fuel injection pressure at the time of fuel injection is P, then W = F-fs + Pf (S1-S2). In this embodiment, the pressure receiving area S1 of the first pressure receiving portion 36 is
Since the pressure receiving surface S2 of the pressure receiving portion 37 is set large, the condition for opening the poppet valve 27, that is, W <0.
This is the case where F-fs + Pf (S1-S2) <0, that is, P> (F-fs) / (S2-S1).

【0017】図4は、エンジン回転数と燃料の最高噴射
圧力の関係を示した図であり、横軸をエンジン回転数、
縦軸を最高噴射圧力としている。実線は本実施例のカム
プロフィールによって得られる最高噴射圧力特性、破線
は従来のカムプロフィールによって得られる最高噴射圧
力特性、一点鎖線は理想的な最高噴射圧力特性をそれぞ
れ示している。符号Aで示す範囲は、電磁式ユニットイ
ンジェクタ2の限界圧力範囲を示している。図5は、エ
ンジン回転数がNe1の時の噴射ノズル3の噴射圧力変
動を示すもので、縦軸を噴射圧力、横軸を時間としてい
る。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the engine speed and the maximum fuel injection pressure. The horizontal axis represents the engine speed.
The vertical axis is the maximum injection pressure. The solid line shows the maximum injection pressure characteristic obtained by the cam profile of this embodiment, the broken line shows the maximum injection pressure characteristic obtained by the conventional cam profile, and the dashed-dotted line shows the ideal maximum injection pressure characteristic. The range indicated by symbol A indicates the limit pressure range of the electromagnetic unit injector 2. FIG. 5 shows the injection pressure fluctuation of the injection nozzle 3 when the engine speed is Ne1, where the vertical axis represents the injection pressure and the horizontal axis represents the time.

【0018】本実施例で用いたカム15のプロフィール
であると、本来、ポペット弁27が電磁式アクチュエー
タ28により出口側開口21Aを閉じた状態である燃料
噴射時の高回転側、例えば、エンジン回転数Ne1時に
は、最高噴射圧力Pfが限界圧力範囲Aに達してしまう
のであるが、第1受圧部36の受圧面積S1に対して第
2受圧部37の受圧面積S2が大きいので、最高噴射圧
Pfが設定圧力である(F−fs)/(S2−S1)よ
り大きくなると、ポペット弁27にかかる力Wがマイナ
スとなる。すなわち、第2受圧部37にかかる開弁方向
への付勢力が大きくなるので、図3に示すように、ポペ
ット弁27が燃料室21内に押されて傘部33と弁座2
1Bとの間に隙間が発生する。
According to the profile of the cam 15 used in this embodiment, originally, the poppet valve 27 is in a state in which the outlet side opening 21A is closed by the electromagnetic actuator 28. At the time of several Ne1, the maximum injection pressure Pf reaches the limit pressure range A, but since the pressure receiving area S2 of the second pressure receiving portion 37 is larger than the pressure receiving area S1 of the first pressure receiving portion 36, the maximum injection pressure Pf Is larger than the set pressure (F-fs) / (S2-S1), the force W applied to the poppet valve 27 becomes negative. That is, since the urging force applied to the second pressure receiving portion 37 in the valve opening direction becomes large, the poppet valve 27 is pushed into the fuel chamber 21 and the umbrella portion 33 and the valve seat 2 as shown in FIG. 3.
A gap is generated between 1B and 1B.

【0019】従って、噴射ノズル3内の加圧された燃料
38が分岐通路26から出口側開口21Aを経て燃料室
21に漏れ、図5に実線で示す本来の最高噴射圧力Pf
が、破線で示すように設定圧力でカットされ、ノズル内
圧の上昇が抑えされる。よって、図4に示す限界圧力領
域Aまで達していたカムプロフィールによる最高噴射圧
力特性が、2点鎖線で示すように、設定圧力以上に上昇
しなくなり、電磁式ユニットインジェクタ2の耐久性が
確保できる。同時に、一度に多量の燃料が燃焼室E1内
に噴射されずに済むと共に、低回転域から十分な燃料噴
射を行なうことができる。よって、燃焼排気物であるN
Ox等の生成や、高回転域における駆動力の損失、ある
いは、燃料圧力不足による燃焼の不安定からくる燃費悪
化を低減することができる。また、第1受圧部36と第
2受圧部37に対する受圧面積S1、S2に差を付ける
という簡単な構成で、ポペット弁27が燃料噴射時期に
おいても自動的に開弁するリミットバルブ機能を実現す
ることができる。なお、本実施例では、受圧面積S2/
受圧面積S1=1.5に設定しているが、これに限定さ
れるものではなく、受圧面積S2/受圧面積S1=1.
1〜2.0の範囲であれば良い。
Therefore, the pressurized fuel 38 in the injection nozzle 3 leaks from the branch passage 26 into the fuel chamber 21 through the outlet side opening 21A, and the original maximum injection pressure Pf shown by the solid line in FIG.
However, as shown by the broken line, the pressure is cut at the set pressure, and the rise in the nozzle internal pressure is suppressed. Therefore, the maximum injection pressure characteristic due to the cam profile that has reached the limit pressure region A shown in FIG. 4 does not rise above the set pressure as shown by the chain double-dashed line, and the durability of the electromagnetic unit injector 2 can be secured. . At the same time, a large amount of fuel does not have to be injected into the combustion chamber E1 at one time, and sufficient fuel injection can be performed from the low rotation speed range. Therefore, N which is a combustion exhaust
It is possible to reduce generation of Ox and the like, loss of driving force in a high rotation range, or deterioration of fuel efficiency due to unstable combustion due to insufficient fuel pressure. Further, with a simple configuration in which the pressure receiving areas S1 and S2 for the first pressure receiving portion 36 and the second pressure receiving portion 37 are made different, a limit valve function of automatically opening the poppet valve 27 even at the fuel injection timing is realized. be able to. In this embodiment, the pressure receiving area S2 /
The pressure receiving area S1 is set to 1.5, but the present invention is not limited to this. The pressure receiving area S2 / pressure receiving area S1 = 1.
It may be in the range of 1 to 2.0.

【0020】次に、図6に示す第1実施例の変形例を説
明する。この変形例は、第1実施例における電磁式ユニ
ットインジェクタ2の燃料噴射圧力制御装置1と、燃料
給排通路以外の構成を同一構成としているので、同一構
成部には、第1実施例で用いた符号を付しその説明及び
作用は省略する。変形例における燃料給排通路11’
は、プランジャ室6につながる燃料供給通路22と、燃
料供給通路22と独立していて一端がプランジャ室6に
直接つながり、他端が燃料タンク25に接続する燃料排
出通路26’とで構成されている。燃料排出通路26’
には、ポペット弁27で出口側開口21Aを開閉される
燃料室21が介装されている。
Next, a modification of the first embodiment shown in FIG. 6 will be described. Since this modification has the same configuration as the fuel injection pressure control device 1 of the electromagnetic unit injector 2 in the first embodiment except the fuel supply / discharge passage, the same components are used in the first embodiment. The same reference numerals are assigned and the description and action are omitted. Fuel supply / discharge passage 11 'in a modified example
Comprises a fuel supply passage 22 connected to the plunger chamber 6 and a fuel discharge passage 26 'which is independent of the fuel supply passage 22 and has one end directly connected to the plunger chamber 6 and the other end connected to the fuel tank 25. There is. Fuel discharge passage 26 '
A fuel chamber 21 having an outlet side opening 21 </ b> A opened and closed by a poppet valve 27 is interposed therein.

【0021】このような構成によると、フィードポンプ
23により燃料タンク25内から汲みあげられる燃料3
8は、燃料供給通路22を通ってプランジャ室6内に供
給される。燃料噴射時期になると、電磁式アクチュエー
タ28が駆動してポペット弁27で出口側開口21Aが
閉塞され、ロッカーアーム14で摺動されるプランジャ
7によって燃料38が加圧されて、噴射ノズル3の噴孔
17から燃焼室E1に噴射される。そして、燃料38の
圧力が設定圧力以上になると、ポペット弁27への開弁
方向への付勢力が同弁への閉弁方向への付勢力よりも大
きくなって、出口側開口21Aが僅かに開口されて、加
圧された燃料38がプランジャ室6、燃料排出通路2
6’から燃料室21に流入し、燃料タンク25へと戻さ
れる。このように、燃料供給通路22に対して燃料排出
通路26’を独立して設けることで燃料給排通路11’
の配管構成に自由度を持たせることができる。
According to this structure, the fuel 3 pumped from the fuel tank 25 by the feed pump 23.
8 is supplied into the plunger chamber 6 through the fuel supply passage 22. At the fuel injection timing, the electromagnetic actuator 28 is driven to close the outlet side opening 21A by the poppet valve 27, and the fuel 38 is pressurized by the plunger 7 slid by the rocker arm 14, and the injection of the injection nozzle 3 is performed. It is injected from the hole 17 into the combustion chamber E1. When the pressure of the fuel 38 becomes equal to or higher than the set pressure, the urging force of the poppet valve 27 in the valve opening direction becomes larger than the urging force of the valve in the valve closing direction, and the outlet side opening 21A is slightly increased. The fuel 38 that is opened and pressurized is in the plunger chamber 6 and the fuel discharge passage 2
6 ′ flows into the fuel chamber 21 and is returned to the fuel tank 25. In this way, by providing the fuel discharge passage 26 ′ independently of the fuel supply passage 22, the fuel supply / discharge passage 11 ′ is provided.
It is possible to give flexibility to the piping configuration of.

【0022】上述した第1実施例及び変形例では、出口
側開口21Aの内周面21Cの断面積をポペット弁27
の第1ステム部32aが嵌挿される摺動孔2Cの断面積
と同一としたが、図7に示すように、摺動孔2Cの断面
積に対して断面積が大きくなる内周面21’Cに形成す
ることでも構わない。この場合においても第2ステム部
32bを出口側開口21A内に位置させて、第1受圧部
36と第2受圧部37とを、第1ステム部32aと第2
ステム部32bの段差と出口側開口21Aに位置する傘
部33にそれぞれ形成し、各受圧部の受圧面積S1,S
2をS2/S1=1.1〜2.0に設定することで、第
2受圧部37にかかる燃料圧力が第1受圧部36にかか
る燃料圧力よりも大きくなる。また、変形例において
は、燃料排出通路26’の一端がプランジャ室6に直接
つながるように構成したが、これに限定されるものでは
なく、プランジャ室6とノズル室18とを連通する燃料
通路10Aまたは燃料通路10Bにつながるように構成
しても無論構わない。
In the above-described first embodiment and modification, the cross-sectional area of the inner peripheral surface 21C of the outlet side opening 21A is set to the poppet valve 27.
The cross-sectional area of the slide hole 2C into which the first stem portion 32a is inserted is the same as that of the slide hole 2C, but as shown in FIG. It may be formed in C. Also in this case, the second stem portion 32b is positioned in the outlet side opening 21A, and the first pressure receiving portion 36 and the second pressure receiving portion 37 are connected to the first stem portion 32a and the second pressure receiving portion 37.
The pressure receiving areas S1 and S of the pressure receiving portions are formed on the step portion of the stem portion 32b and the umbrella portion 33 located at the outlet side opening 21A, respectively.
By setting 2 to S2 / S1 = 1.1 to 2.0, the fuel pressure applied to the second pressure receiving portion 37 becomes higher than the fuel pressure applied to the first pressure receiving portion 36. Further, in the modification, one end of the fuel discharge passage 26 ′ is configured to be directly connected to the plunger chamber 6, but the present invention is not limited to this, and the fuel passage 10A that communicates the plunger chamber 6 and the nozzle chamber 18 with each other. Alternatively, it may of course be configured to connect to the fuel passage 10B.

【0023】[0023]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、燃料給排
通路に介装した出口側開口を閉塞する弁体に開弁方向へ
の付勢力を与える第2受圧部の受圧面積を、弁体に閉弁
方向への付勢力を与える第1受圧部の受圧面積よりも大
きくすることで、第2受圧部に掛かる燃料圧力による付
勢力が第1受圧部にかかる燃料圧力による付勢力と電磁
式アクチュエータによる付勢力の和より大きくなると弁
体が自動的に開き、燃料圧力の上昇が抑えられる。よっ
て、低回転域から高い燃料噴射圧力を出せるカムプロフ
ィールを持つカムを用いて高回転領域において燃料噴射
圧力が過剰に増大しても、第1受圧部にかかる閉方向へ
の付勢力を装置の限界圧力よりも低く設定することで燃
料噴射圧力の上昇が抑えられ、燃料噴射装置の耐久性を
保ちつつ、簡単な構成でエンジン低回転域から高い燃料
噴射圧力を得られる燃料噴射装置の燃料噴射圧制御装置
を提供することができる。
According to the first aspect of the invention, the pressure receiving area of the second pressure receiving portion for applying a biasing force in the valve opening direction to the valve body that closes the outlet side opening provided in the fuel supply / discharge passage, By making it larger than the pressure receiving area of the first pressure receiving portion that gives the valve body an urging force in the valve closing direction, the urging force due to the fuel pressure applied to the second pressure receiving portion becomes equal to the urging force due to the fuel pressure applied to the first pressure receiving portion. When it becomes larger than the sum of the urging forces of the electromagnetic actuator, the valve body automatically opens and the rise in fuel pressure is suppressed. Therefore, even if the fuel injection pressure is excessively increased in the high rotation region by using the cam having the cam profile capable of producing the high fuel injection pressure from the low rotation region, the urging force applied to the first pressure receiving portion in the closing direction of the device is increased. By setting the pressure lower than the limit pressure, the rise of the fuel injection pressure is suppressed, and while maintaining the durability of the fuel injection device, the fuel injection of the fuel injection device that can obtain the high fuel injection pressure from the low engine speed range with a simple configuration A pressure control device can be provided.

【0024】請求項2記載の発明によれば、電磁式ユニ
ットインジェクタのハウジング内に摺動自在に嵌挿され
た弁体の第1ステム部と傘部とを連結する第2ステム部
を第1ステム部の段面積よりも小さい段面積とし、第2
ステム部の廻りに燃料室を形成したので、燃料室に向か
う燃料とステム部との流動抵抗を低減でき、燃料噴射圧
力を速やかに減圧でき、燃料噴射装置の耐久性の向上に
つながる。請求項3,4,5記載の発明によれば、弁体
の傘部に対する受圧面積を弁体のステム部に対する受圧
面積よりも大きくしたので、燃料室を閉塞した弁体の傘
部にかかる燃料圧力がステム部にかかる燃料圧力よりも
大きくなり、弁体が開弁されて加圧燃料が燃料室に逃げ
て過度な燃料噴射圧力の上昇を防止でき、耐久性の向上
を図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the second stem portion for connecting the first stem portion and the umbrella portion of the valve body slidably fitted in the housing of the electromagnetic unit injector to the first stem portion is provided. The step area is smaller than the step area of the stem part, and the second
Since the fuel chamber is formed around the stem portion, the flow resistance between the fuel and the stem portion toward the fuel chamber can be reduced, the fuel injection pressure can be quickly reduced, and the durability of the fuel injection device can be improved. According to the third, fourth and fifth aspects of the invention, the pressure receiving area of the valve body with respect to the umbrella portion is made larger than the pressure receiving area of the valve body with respect to the stem portion. The pressure becomes higher than the fuel pressure applied to the stem portion, the valve body is opened, the pressurized fuel escapes to the fuel chamber, and it is possible to prevent the fuel injection pressure from rising excessively, and the durability can be improved.

【0025】請求項6記載の発明によれば、燃料噴射圧
力の過度な上昇を防止できると共に、噴射燃料給排通路
が、少なくともプランジャ室と低圧燃料供給源とを連通
する燃料供給通路を有することで、噴射用燃料が低圧燃
料供給源によって燃料供給通路を通ってプランジャ室に
送られることにより、燃料の毎回噴射の安定化を図るこ
とができる。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent the fuel injection pressure from rising excessively, and the injection fuel supply / discharge passage has at least a fuel supply passage that connects the plunger chamber and the low pressure fuel supply source. Then, the injection fuel is sent to the plunger chamber through the fuel supply passage by the low-pressure fuel supply source, so that it is possible to stabilize the injection of fuel every time.

【0026】請求項7記載の発明によれば、燃料噴射圧
力の過度な上昇を防止できると共に、プランジャ室と低
圧燃料供給源とを連通する燃料供給通路と分岐する燃料
搬出用の分岐通路を燃料室の出口側開口に介装すること
で、燃料供給通路からプランジャ室に送られた噴射用燃
料の圧力が上昇して出口側開口の弁体が開くと、加圧燃
料が燃料室を介して分岐通路に導入されるので、燃料室
に燃料が溜るのを防止できる。
According to the seventh aspect of the invention, it is possible to prevent the fuel injection pressure from rising excessively, and to use the fuel discharge branch passage branching from the fuel supply passage that connects the plunger chamber and the low-pressure fuel supply source. By interposing it in the outlet side opening of the chamber, when the pressure of the injection fuel sent from the fuel supply passage to the plunger chamber rises and the valve body of the outlet side opening opens, the pressurized fuel passes through the fuel chamber. Since it is introduced into the branch passage, it is possible to prevent fuel from accumulating in the fuel chamber.

【0027】請求項8記載の発明によれば、燃料供給通
路と独立してプランジャ室に連通する燃料排出通路を設
け、同燃料排出通路に燃料室の出口側開口を介装したの
で、燃料給排通路の配管構成の自由度が増す。
According to the present invention, the fuel discharge passage communicating with the plunger chamber independently of the fuel supply passage is provided, and the fuel discharge passage is provided with the outlet side opening of the fuel chamber. The degree of freedom in the exhaust passage piping configuration is increased.

【0028】請求項9記載の発明によれば、エンジン回
転が中回転域を超えると、第2受圧部にかかる燃料圧力
による弁体を開方向に付勢する付勢力が、第1受圧面に
掛かる燃料圧力と電磁アクチュエータの電磁力とによる
弁体を閉方向に付勢する付勢力より大きくなって弁体が
自動的に開弁され、エンジン中回転域より高い回転領域
の燃料噴射圧力を一定にすることできる。よって、燃料
噴射装置の耐久性を向上を図ることができると共に、燃
焼排気物の改善や高回転域における駆動力の損失を低減
することができる。
According to the ninth aspect of the invention, when the engine speed exceeds the middle speed range, the urging force for urging the valve body in the opening direction by the fuel pressure applied to the second pressure receiving portion is applied to the first pressure receiving surface. The fuel pressure becomes larger than the urging force that urges the valve body in the closing direction due to the applied fuel pressure and the electromagnetic force of the electromagnetic actuator, and the valve body is automatically opened. Can be Therefore, it is possible to improve the durability of the fuel injection device, improve the combustion exhaust matter, and reduce the loss of the driving force in the high speed region.

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

【図1】本発明の第1実施例を示す燃料噴射装置の燃料
噴射圧制御装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel injection pressure control device for a fuel injection device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】燃料噴射ノズルの先端の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a tip of a fuel injection nozzle.

【図3】電磁式アクチュエータと弁体及びその近傍の断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an electromagnetic actuator, a valve body, and the vicinity thereof.

【図4】エンジン回転数と最高噴射圧力の関係を示す線
図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between engine speed and maximum injection pressure.

【図5】燃料噴射ノズルの噴射圧力の変化を示す特性図
である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a change in injection pressure of a fuel injection nozzle.

【図6】第1実施例の変形例を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the first embodiment.

【図7】燃料室の変形例を示す側面断面図である。FIG. 7 is a side sectional view showing a modified example of the fuel chamber.

【符号の説明】 1 燃料噴射圧制御装置 2 電磁式ユニットインジェクタ 2A ハウジング 2C 摺動孔 6 プランジャ室 7 プランジャ 10A,10B 燃料通路 11,11’ 燃料給排通路 17 噴孔 20 ニードル弁 21 燃料室 21A 出口側開口 21C、21’C 内周壁 22 燃料供給通路 23 低圧燃料供給源 26 分岐通路 26’ 燃料排出通路 27 弁体 28 電磁式アクチュエータ 29 制御手段 30、31 運転状態検出手段 32 ステム部 32a 第1ステム部 32b 第2ステム部 33 傘部 35 拡張部 36 第1受圧部 37 第2受圧部 38 噴射用燃料 E エンジン E1 燃焼室 S1 第1受圧部の受圧面積 S2 第2受圧部の受圧面積[Explanation of Codes] 1 Fuel injection pressure control device 2 Electromagnetic type unit injector 2A Housing 2C Sliding hole 6 Plunger chamber 7 Plunger 10A, 10B Fuel passage 11, 11 'Fuel supply / discharge passage 17 Injection hole 20 Needle valve 21 Fuel chamber 21A Outlet side opening 21C, 21'C Inner peripheral wall 22 Fuel supply passage 23 Low pressure fuel supply source 26 Branch passage 26 'Fuel discharge passage 27 Valve body 28 Electromagnetic actuator 29 Control means 30, 31 Operating state detection means 32 Stem portion 32a 1st Stem portion 32b Second stem portion 33 Umbrella portion 35 Expansion portion 36 First pressure receiving portion 37 Second pressure receiving portion 38 Fuel for injection E Engine E1 Combustion chamber S1 Pressure receiving area of first pressure receiving portion S2 Pressure receiving area of second pressure receiving portion

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジンの燃焼室に臨む噴孔と、上記噴孔
を開閉する常閉型のニードル弁と、 上記噴孔と燃料通路を介して連通すると共に噴射用の燃
料を収容するプランジャ室と、一端が上記プランジャ室
内に臨んでいて、上記エンジンの回転に同期して同プラ
ンジャ室内を往復動され同プランジャ室の容積を増減す
るプランジャと、上記プランジャ室内の燃料を給排すべ
く同プランジャ室に連通された燃料給排通路と、上記燃
料給排通路に介装され一端に出口側開口が設けられた燃
料室と、上記出口側開口を開閉する傘部及び同傘部に連
結されて上記燃料室を貫通して同燃料室の他端側から燃
料室外に突出するステム部とを有する弁体と、上記ステ
ム部に形成され、上記燃料室内の圧力に基づき上記弁体
に閉弁方向への付勢力を与える第1受圧部と、上記ステ
ム部または上記傘部の何れかに形成され、上記燃料室内
の圧力に基づき上記弁体に開弁方向への付勢力を与える
と共に、上記第1受圧部より拡大された受圧面積を有す
る第2受圧部と、上記プランジャの往復動に対応して上
記出口側開口を閉塞すべく上記弁体を駆動する電磁式ア
クチュエータとを有する電磁式ユニットインジェクタ
と、 上記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 上記運転状態検出手段により検出されたエンジンの運転
状態に応じて上記電磁式アクチュエータに制御信号を出
力する制御手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射装
置の燃料噴射圧制御装置。
1. A nozzle chamber facing the combustion chamber of an engine, a normally closed needle valve for opening and closing the nozzle hole, a plunger chamber communicating with the nozzle hole through a fuel passage and containing fuel for injection. A plunger that has one end facing the plunger chamber and reciprocates in the plunger chamber in synchronization with the rotation of the engine to increase or decrease the volume of the plunger chamber; and the plunger to supply and discharge the fuel in the plunger chamber. A fuel supply / exhaust passage communicating with the chamber, a fuel chamber interposed in the fuel supply / exhaust passage and provided with an outlet-side opening at one end, and an umbrella portion for opening / closing the outlet-side opening and the umbrella portion A valve body having a stem portion penetrating through the fuel chamber and protruding from the other end side of the fuel chamber to the outside of the fuel chamber; and a valve closing direction for the valve body formed on the stem portion based on the pressure in the fuel chamber. 1st receiver that gives urging force to A pressure portion and either the stem portion or the umbrella portion, which applies a biasing force in the valve opening direction to the valve body based on the pressure in the fuel chamber, and which is expanded by the first pressure receiving portion. An electromagnetic unit injector having a second pressure receiving portion having an area and an electromagnetic actuator that drives the valve body to close the outlet side opening in response to the reciprocating movement of the plunger, and an operating state of the engine. A fuel for a fuel injection device, comprising: an operating state detecting means for detecting; and a controlling means for outputting a control signal to the electromagnetic actuator according to the operating state of the engine detected by the operating state detecting means. Injection pressure control device.
【請求項2】上記ステム部が、上記電磁式ユニットイン
ジェクタのハウジング内に摺動自在に嵌挿された第1ス
テム部と、同第1ステム部と上記傘部とを連結し且つ、
上記第1ステム部の断面積よりも小さい断面積を有する
第2ステム部とからなり、上記燃料室が、上記第2ステ
ム部の廻りに形成されたことを特徴とする請求項1記載
の燃料噴射装置の燃料噴射圧制御装置。
2. The stem portion connects a first stem portion slidably fitted in a housing of the electromagnetic unit injector, the first stem portion and the umbrella portion, and
The fuel according to claim 1, comprising a second stem portion having a cross-sectional area smaller than that of the first stem portion, and the fuel chamber being formed around the second stem portion. Fuel injection pressure control device for injector.
【請求項3】上記燃料室が、上記第1ステム部を嵌挿す
る摺動孔の断面積と同一の断面積の内周壁と、上記出口
側開口近傍の上記内周壁を拡張して形成した拡張部とを
有し、上記第1受圧部が上記第1ステム部と第2ステム
部の段差部に形成され、上記第2受圧部が、上記拡張部
に臨む上記傘部に形成されたことを特徴とする請求項2
記載の燃料噴射装置の燃料噴射圧制御装置。
3. The fuel chamber is formed by expanding an inner peripheral wall having the same sectional area as that of a sliding hole into which the first stem portion is fitted and an inner peripheral wall near the outlet side opening. An expansion part, the first pressure receiving part is formed in a step part of the first stem part and the second stem part, and the second pressure receiving part is formed in the umbrella part facing the expansion part. 3. The method according to claim 2,
A fuel injection pressure control device for the fuel injection device described.
【請求項4】上記燃料室が、上記第1ステム部が嵌挿さ
れる摺動孔の断面積よりも大きな断面積の内周壁を有
し、上記第1受圧部が、上記第1ステム部と第2ステム
部の段差部に形成され、上記第2受圧部が、上記傘部に
形成されたことを特徴とする請求項2記載の燃料噴射装
置の燃料噴射圧制御装置。
4. The fuel chamber has an inner peripheral wall having a cross-sectional area larger than a cross-sectional area of a slide hole into which the first stem portion is fitted and inserted, and the first pressure receiving portion is the first stem portion and the first stem portion. The fuel injection pressure control device for a fuel injection device according to claim 2, wherein the second pressure receiving portion is formed on a stepped portion of the second stem portion, and the second pressure receiving portion is formed on the umbrella portion.
【請求項5】上記第1受圧部の受圧面積をS1、上記第
2受圧部の受圧面積をS2としたとき、受圧面積S1と
受圧面積S2との面積比S2/S1を、 S2/S1=1.1〜2.0の範囲に設定したことを特
徴とする請求項1、2、3または4記載の燃料噴射装置
の燃料噴射圧制御装置。
5. When the pressure receiving area of the first pressure receiving portion is S1 and the pressure receiving area of the second pressure receiving portion is S2, the area ratio S2 / S1 between the pressure receiving area S1 and the pressure receiving area S2 is S2 / S1 = The fuel injection pressure control device for a fuel injection device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the range is set to 1.1 to 2.0.
【請求項6】上記燃料給排通路が、少なくとも上記プラ
ンジャ室と低圧燃料供給源とを連通する燃料供給通路を
有することを特徴とする請求項1、2、3、4、または
5記載の燃料噴射装置の燃料噴射圧制御装置。
6. The fuel according to claim 1, wherein the fuel supply / discharge passage has a fuel supply passage that communicates at least the plunger chamber and a low-pressure fuel supply source. Fuel injection pressure control device for injector.
【請求項7】上記燃料給排通路が、上記燃料供給通路か
ら分岐する燃料搬出用の分岐通路を有し、上記出口側開
口が、上記分岐通路に介装されていることを特徴とする
請求項6記載の燃料噴射装置の燃料噴射圧制御装置。
7. The fuel supply / exhaust passage has a fuel discharge branch passage branched from the fuel supply passage, and the outlet side opening is interposed in the branch passage. Item 7. A fuel injection pressure control device for a fuel injection device according to item 6.
【請求項8】上記燃料給排通路が、上記燃料供給通路か
ら独立して設けられると共に上記プランジャ室に連通す
る燃料排出通路を有し、上記出口側開口が、上記燃料排
出通路に介装されていることを特徴とする請求項6記載
の燃料噴射装置の燃料噴射圧制御装置。
8. The fuel supply / discharge passage has a fuel discharge passage which is provided independently of the fuel supply passage and communicates with the plunger chamber, and the outlet side opening is interposed in the fuel discharge passage. The fuel injection pressure control device for a fuel injection device according to claim 6, wherein:
【請求項9】上記第2受圧部による上記弁体の開弁方向
への付勢力が、上記電磁アクチュエータ及び第1受圧部
による弁体への閉弁方向の付勢圧よりも上記エンジンの
中回転域を超える回転域において大きくなるように、上
記プランジャ室及び上記プランジャを形成した請求項1
乃至8の何れかに記載の燃料噴射装置の燃料噴射圧制御
装置。
9. The internal pressure of the engine, wherein the urging force of the second pressure receiving portion in the valve opening direction of the valve body is greater than the urging pressure of the electromagnetic actuator and the first pressure receiving portion in the valve closing direction of the valve body. The plunger chamber and the plunger are formed so as to be large in a rotation range exceeding a rotation range.
9. A fuel injection pressure control device for a fuel injection device according to any one of claims 8 to 8.
JP29943494A 1994-12-02 1994-12-02 Fuel injection pressure control device of fuel injection device Withdrawn JPH08158986A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032965A1 (en) * 1997-01-27 1998-07-30 Komatsu Ltd. Control device and control method for cam driving type electronic control unit injector
US6439202B1 (en) 2001-11-08 2002-08-27 Cummins Inc. Hybrid electronically controlled unit injector fuel system

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