JPH08334073A - 直接操作式チェックを備えた油圧作動式電子制御ユニット燃料噴射器（ｈｅｕｉ） - Google Patents
直接操作式チェックを備えた油圧作動式電子制御ユニット燃料噴射器（ｈｅｕｉ）Info
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- JPH08334073A JPH08334073A JP8140051A JP14005196A JPH08334073A JP H08334073 A JPH08334073 A JP H08334073A JP 8140051 A JP8140051 A JP 8140051A JP 14005196 A JP14005196 A JP 14005196A JP H08334073 A JPH08334073 A JP H08334073A
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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
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-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接操作式チェックを備えた油圧作動式電子
制御ユニット燃料噴射器（ＨＥＵＩ）を提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン用の燃料噴射システ
ムが、速度レンジ及び荷重範囲を通じて非常に高い圧力
のもとで、それぞれのシリンダに容認される燃料の量の
正確な測定方法を備える。
制御ユニット燃料噴射器（ＨＥＵＩ）を提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン用の燃料噴射システ
ムが、速度レンジ及び荷重範囲を通じて非常に高い圧力
のもとで、それぞれのシリンダに容認される燃料の量の
正確な測定方法を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、燃料噴射器に
関する。より詳細には、直接的に操作されるチェックを
有するＨＥＵＩ燃料噴射器に関する。
関する。より詳細には、直接的に操作されるチェックを
有するＨＥＵＩ燃料噴射器に関する。
【０００２】
【従来技術】例えば、ディーゼルエンジンで使用できる
従来の燃料噴射システムは、一般に、ポンプ・配管・噴
射器タイプ、又はユニット噴射器タイプであった。ポン
プ・配管・噴射器タイプの燃料噴射システムは、例え
ば、103 から138MPa（約15,000から20,000p.s.i.まで)
のような高レベルまで燃料を加圧するメインポンプと、
燃料供給ラインによってポンプに連結される個別の燃料
噴射器とを備える。ユニット噴射器システムでは、低圧
ポンプが複数のユニット噴射器に燃料を送り、そのうち
のそれぞれが、例えば、103 から138MPa（約15,000から
20,000p.s.i.まで) 、又はもっと大きな比較的高い値ま
で燃料を加圧する手段を備える。ユニット噴射器システ
ムの一つの型は、油圧作動式電子制御ユニット噴射器
（ＨＥＵＩ）として知られ、グラッセイの米国特許第5,
191,867 号で開示される。エンジンオイルの形態の作動
流体は、例えば、20.7MPa(3,000p.s.i.)の中間圧力まで
加圧され、それぞれのユニット噴射器に供給される。エ
ンジン制御モジュール（ＥＣＭ）が、それぞれの噴射器
のソレノイド巻線に供給される噴射器作動信号を発生す
る。ソレノイド巻線が、ＥＣＭによって励磁されると
き、ポペットがソレノイドによって圧力作動流体の流れ
を増圧室まで移動させる。その室に加圧作動流体が導入
されることに応じて、増圧ピストンが、高圧室にある燃
料を加圧する方向に変位される。高圧室は、密封面に向
けてばね付勢される細長いチェックを備える室に流体連
通し、エンジンの燃焼室からチェック室を隔離する。チ
ェック室内の圧力がチェックに加えられたばね力によっ
て決定されるバルブ開口圧を越えるとき、チェックが持
ち上げられ、それによって密封面からチェック先端が離
れ、加圧燃料を１つ又は２つ以上の燃焼器ノズルオリフ
ィスを通して、対応するエンジン燃焼室に流出できるよ
うにする。ソレノイド巻線を消磁することによってポペ
ットが加圧作動流体から増圧室を隔離する位置まで移動
し、噴射が終了する。高圧室での燃料の圧力が急に降下
し、それによりばねが密封面に対してチェックを閉じ、
燃料噴射が終了する。
従来の燃料噴射システムは、一般に、ポンプ・配管・噴
射器タイプ、又はユニット噴射器タイプであった。ポン
プ・配管・噴射器タイプの燃料噴射システムは、例え
ば、103 から138MPa（約15,000から20,000p.s.i.まで)
のような高レベルまで燃料を加圧するメインポンプと、
燃料供給ラインによってポンプに連結される個別の燃料
噴射器とを備える。ユニット噴射器システムでは、低圧
ポンプが複数のユニット噴射器に燃料を送り、そのうち
のそれぞれが、例えば、103 から138MPa（約15,000から
20,000p.s.i.まで) 、又はもっと大きな比較的高い値ま
で燃料を加圧する手段を備える。ユニット噴射器システ
ムの一つの型は、油圧作動式電子制御ユニット噴射器
（ＨＥＵＩ）として知られ、グラッセイの米国特許第5,
191,867 号で開示される。エンジンオイルの形態の作動
流体は、例えば、20.7MPa(3,000p.s.i.)の中間圧力まで
加圧され、それぞれのユニット噴射器に供給される。エ
ンジン制御モジュール（ＥＣＭ）が、それぞれの噴射器
のソレノイド巻線に供給される噴射器作動信号を発生す
る。ソレノイド巻線が、ＥＣＭによって励磁されると
き、ポペットがソレノイドによって圧力作動流体の流れ
を増圧室まで移動させる。その室に加圧作動流体が導入
されることに応じて、増圧ピストンが、高圧室にある燃
料を加圧する方向に変位される。高圧室は、密封面に向
けてばね付勢される細長いチェックを備える室に流体連
通し、エンジンの燃焼室からチェック室を隔離する。チ
ェック室内の圧力がチェックに加えられたばね力によっ
て決定されるバルブ開口圧を越えるとき、チェックが持
ち上げられ、それによって密封面からチェック先端が離
れ、加圧燃料を１つ又は２つ以上の燃焼器ノズルオリフ
ィスを通して、対応するエンジン燃焼室に流出できるよ
うにする。ソレノイド巻線を消磁することによってポペ
ットが加圧作動流体から増圧室を隔離する位置まで移動
し、噴射が終了する。高圧室での燃料の圧力が急に降下
し、それによりばねが密封面に対してチェックを閉じ、
燃料噴射が終了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＨＥＵＩ噴射装置は、
対応するエンジン燃焼室への加圧燃料の導入をほぼ上死
点（ＴＤＣ）に対して制御するのに有効であるが、その
ような装置は、間接的に制御するのみであり、つまり、
噴射器チェックを移動する原動力は、直接的に制御可能
な原動力源ではなく、加圧燃料自身によって与えられ
る。したがって、関連規則の基準に応じて、特定の気体
の有害排出物を望ましい程度に減少するために要求され
る制御能力の程度は、最小になる。1995年 6月 6日にギ
ブソンらに付与された米国特許第 5,421,521号で、低力
アクチュエータの手段によって開位置と閉位置との間で
移動可能な力平衡チェックを有する燃料噴射器が開示さ
れる。この燃料噴射器は高い制御能力を備え、高い燃料
噴射圧力で使用でき、それにより望ましくない排気ガス
の有害排出物の所望の減少を生じる。
対応するエンジン燃焼室への加圧燃料の導入をほぼ上死
点（ＴＤＣ）に対して制御するのに有効であるが、その
ような装置は、間接的に制御するのみであり、つまり、
噴射器チェックを移動する原動力は、直接的に制御可能
な原動力源ではなく、加圧燃料自身によって与えられ
る。したがって、関連規則の基準に応じて、特定の気体
の有害排出物を望ましい程度に減少するために要求され
る制御能力の程度は、最小になる。1995年 6月 6日にギ
ブソンらに付与された米国特許第 5,421,521号で、低力
アクチュエータの手段によって開位置と閉位置との間で
移動可能な力平衡チェックを有する燃料噴射器が開示さ
れる。この燃料噴射器は高い制御能力を備え、高い燃料
噴射圧力で使用でき、それにより望ましくない排気ガス
の有害排出物の所望の減少を生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】燃料噴射システムは、設
計が単純で、丈夫でかつ信頼性のある構成要素を使用す
る、燃料噴射器のチェックを直接的かつ迅速に移動させ
る装置を有するＨＥＵＩ燃料噴射器を備える。より詳細
には、本発明の一態様においては、エンジンサイクルの
間、燃焼室に燃料を噴射するように作動可能な燃料噴射
システムが、作動流体を加圧する第一加圧手段、燃焼室
に連結される燃料噴射器、及びエンジンサイクル以下の
持続時間において加圧作動流体を燃料噴射器に供給する
燃料噴射器に連結する手段を備える。燃料噴射器は、燃
料を加圧するために持続時間の間に供給される加圧作動
流体に応じて第二加圧手段、第一チェック端部及び第二
チェック端部を有する細長いチェック、及びチェックを
開位置まで移動させ、それにより燃料を燃焼室に噴射す
るために、持続時間の間に、第一チェック端部及び第二
チェック端部に供給される流体圧力を制御する第二加圧
手段に連結する制御手段を備える。制御手段は、上記持
続時間の間のみにおいて大きな圧力差に曝されるところ
に、すきまばめを２つだけ備える構成とすることが好ま
しい。
計が単純で、丈夫でかつ信頼性のある構成要素を使用す
る、燃料噴射器のチェックを直接的かつ迅速に移動させ
る装置を有するＨＥＵＩ燃料噴射器を備える。より詳細
には、本発明の一態様においては、エンジンサイクルの
間、燃焼室に燃料を噴射するように作動可能な燃料噴射
システムが、作動流体を加圧する第一加圧手段、燃焼室
に連結される燃料噴射器、及びエンジンサイクル以下の
持続時間において加圧作動流体を燃料噴射器に供給する
燃料噴射器に連結する手段を備える。燃料噴射器は、燃
料を加圧するために持続時間の間に供給される加圧作動
流体に応じて第二加圧手段、第一チェック端部及び第二
チェック端部を有する細長いチェック、及びチェックを
開位置まで移動させ、それにより燃料を燃焼室に噴射す
るために、持続時間の間に、第一チェック端部及び第二
チェック端部に供給される流体圧力を制御する第二加圧
手段に連結する制御手段を備える。制御手段は、上記持
続時間の間のみにおいて大きな圧力差に曝されるところ
に、すきまばめを２つだけ備える構成とすることが好ま
しい。
【０００５】望ましくは、持続時間の一部の間のみにお
いて燃焼室に燃料が噴射されるようにするとよい。さら
に、燃料噴射器は、望ましくは、２つのすきまばめを有
する制御バルブを備えるとよい。また望ましくは、すき
まばめの一方が、持続時間の一部の間に大きな圧力差に
曝され、すきまばめの他方が、持続時間の別の一部の間
に大きな圧力差に曝されるようにするとよい。さらに、
チェックの第一端部が、定置バルブ組み立て体内のボア
内に配置され、すきまばめの一つを定め形成するように
構成するとよい。本発明の特別な実施例においては、第
一加圧手段はオイルポンプを備える。さらに、制御手段
が、チェックの第二端部に高圧燃料を送る第二加圧手段
に連結する手段を備えてもよく、チェックの第一端部に
低圧燃料及び高圧燃料のどちらか一方を選択式に適用す
るように三方向制御バルブを設けてもよい。本発明の好
ましい形態においては、三方向制御バルブは、チェック
の第一端部を受ける第一ボアと、中間面によって分離さ
れた第一密封面及び第二密封面と、チェックの第一端部
と中間面との間で流体連通する第二ボアとを有する定置
バルブ組み立て体を備える。可動バルブ要素が、バルブ
組み立て体を囲み、第三密封面及び第四密封面、第三密
封面に低い流体圧力の源を連結する低圧通路、及び第四
密封面に高い流体圧力の源を連結する高圧通路を備え
る。バルブ要素は、第三密封面が第一密封面と密封接触
しチェックの第一端部が高い流体圧力の源に連結する第
一位置と、第四密封面が第二密封面と密封接触しチェッ
クの第一端部が低い流体圧力の源に連結する第二位置と
の間で移動可能である。
いて燃焼室に燃料が噴射されるようにするとよい。さら
に、燃料噴射器は、望ましくは、２つのすきまばめを有
する制御バルブを備えるとよい。また望ましくは、すき
まばめの一方が、持続時間の一部の間に大きな圧力差に
曝され、すきまばめの他方が、持続時間の別の一部の間
に大きな圧力差に曝されるようにするとよい。さらに、
チェックの第一端部が、定置バルブ組み立て体内のボア
内に配置され、すきまばめの一つを定め形成するように
構成するとよい。本発明の特別な実施例においては、第
一加圧手段はオイルポンプを備える。さらに、制御手段
が、チェックの第二端部に高圧燃料を送る第二加圧手段
に連結する手段を備えてもよく、チェックの第一端部に
低圧燃料及び高圧燃料のどちらか一方を選択式に適用す
るように三方向制御バルブを設けてもよい。本発明の好
ましい形態においては、三方向制御バルブは、チェック
の第一端部を受ける第一ボアと、中間面によって分離さ
れた第一密封面及び第二密封面と、チェックの第一端部
と中間面との間で流体連通する第二ボアとを有する定置
バルブ組み立て体を備える。可動バルブ要素が、バルブ
組み立て体を囲み、第三密封面及び第四密封面、第三密
封面に低い流体圧力の源を連結する低圧通路、及び第四
密封面に高い流体圧力の源を連結する高圧通路を備え
る。バルブ要素は、第三密封面が第一密封面と密封接触
しチェックの第一端部が高い流体圧力の源に連結する第
一位置と、第四密封面が第二密封面と密封接触しチェッ
クの第一端部が低い流体圧力の源に連結する第二位置と
の間で移動可能である。
【０００６】さらに、好ましい実施例においては、三方
向制御バルブはさらに、第一位置と第二位置との間でバ
ルブ要素を移動するように作動可能なアクチュエータを
備え、このアクチュエータは、例えば圧電型のようなソ
リッドステートのモータとすることができる。さらに、
供給手段は、第二加圧手段とチェックの第二端部との間
を流体連通させるバルブ組み立て体内の第三ボアにより
構成することができる。また、第二加圧手段は、作動可
能なプランジャにより構成してもよく、さらに、作動可
能なプランジャと第三ボアとの間に連結されたボール型
チェックバルブを備えてもよい。本発明の別の態様にお
いては、燃料噴射器は、噴射器ボディ組み立て体、第一
位置と第二位置との間で移動可能なバルブ要素を有する
三方向制御バルブ、及び噴射器ボディ組み立て体内に配
置され、制御バルブが第二位置にあるとき燃料を燃焼室
に噴射し、制御バルブが第一位置にあるとき燃焼室への
燃料の噴射を遮るように、端部に適用される流体圧力に
応じて移動可能なチェックを備える。アクチュエータ
は、第一位置と第二位置との間でバルブ要素を移動させ
るように選択式に作動可能であり、噴射器が複数の噴射
器サイクルのそれぞれの間で作動可能であり、制御バル
ブがすきまばめを一対だけ備え、すきまばめが各々の噴
射器サイクルの一部分の間のみにおいて大きな圧力差に
曝される。
向制御バルブはさらに、第一位置と第二位置との間でバ
ルブ要素を移動するように作動可能なアクチュエータを
備え、このアクチュエータは、例えば圧電型のようなソ
リッドステートのモータとすることができる。さらに、
供給手段は、第二加圧手段とチェックの第二端部との間
を流体連通させるバルブ組み立て体内の第三ボアにより
構成することができる。また、第二加圧手段は、作動可
能なプランジャにより構成してもよく、さらに、作動可
能なプランジャと第三ボアとの間に連結されたボール型
チェックバルブを備えてもよい。本発明の別の態様にお
いては、燃料噴射器は、噴射器ボディ組み立て体、第一
位置と第二位置との間で移動可能なバルブ要素を有する
三方向制御バルブ、及び噴射器ボディ組み立て体内に配
置され、制御バルブが第二位置にあるとき燃料を燃焼室
に噴射し、制御バルブが第一位置にあるとき燃焼室への
燃料の噴射を遮るように、端部に適用される流体圧力に
応じて移動可能なチェックを備える。アクチュエータ
は、第一位置と第二位置との間でバルブ要素を移動させ
るように選択式に作動可能であり、噴射器が複数の噴射
器サイクルのそれぞれの間で作動可能であり、制御バル
ブがすきまばめを一対だけ備え、すきまばめが各々の噴
射器サイクルの一部分の間のみにおいて大きな圧力差に
曝される。
【０００７】本発明のさらに別の態様においては、燃料
噴射器は、第一端部及び第二端部を有し、燃料を燃焼室
に噴射するように第一端部及び第二端部に適用される流
体圧力に応じて移動可能な細長いチェックと、チェック
の第二端部を高い流体圧力の源に流体連通するように配
置する手段とを備える。定置バルブ組み立て体は、チェ
ックの第一端部を受ける第一ボア、中間面によって分離
された第一密封面及び第二密封面、並びにチェックの第
一端部と中間面との間で流体連通する第二ボアを備え
る。可動バルブ要素が、バルブ組み立て体を囲み、第三
密封面及び第四密封面、第三密封面に低い流体圧力の源
を連結する低圧通路、及び第四密封面に高い流体圧力の
源を連結する高圧通路を備える。バルブ要素は、第三密
封面が第一密封面と密封接触しチェックの第一端部が高
い流体圧力の源に連結される第一位置と、第四密封面が
第二密封面と密封接触しチェックの第一端部が低い流体
圧力の源に連結される第二位置との間で移動可能であ
る。アクチュエータは、第一位置と第二位置との間でバ
ルブ要素を移動させるように作動可能である。本発明の
燃料噴射器のチェックは、直接的に制御されるので、エ
ンジンの排気ガス中の望ましくない有害排出物を減少す
る燃料噴射形態を使用できる。さらに、本発明による燃
料噴射器は、それぞれのエンジンサイクルの僅かの間だ
け高い供給圧力差に曝されるような、すき間タイプの漏
出通路を備える。したがって、漏出は、大巾に減少され
る。
噴射器は、第一端部及び第二端部を有し、燃料を燃焼室
に噴射するように第一端部及び第二端部に適用される流
体圧力に応じて移動可能な細長いチェックと、チェック
の第二端部を高い流体圧力の源に流体連通するように配
置する手段とを備える。定置バルブ組み立て体は、チェ
ックの第一端部を受ける第一ボア、中間面によって分離
された第一密封面及び第二密封面、並びにチェックの第
一端部と中間面との間で流体連通する第二ボアを備え
る。可動バルブ要素が、バルブ組み立て体を囲み、第三
密封面及び第四密封面、第三密封面に低い流体圧力の源
を連結する低圧通路、及び第四密封面に高い流体圧力の
源を連結する高圧通路を備える。バルブ要素は、第三密
封面が第一密封面と密封接触しチェックの第一端部が高
い流体圧力の源に連結される第一位置と、第四密封面が
第二密封面と密封接触しチェックの第一端部が低い流体
圧力の源に連結される第二位置との間で移動可能であ
る。アクチュエータは、第一位置と第二位置との間でバ
ルブ要素を移動させるように作動可能である。本発明の
燃料噴射器のチェックは、直接的に制御されるので、エ
ンジンの排気ガス中の望ましくない有害排出物を減少す
る燃料噴射形態を使用できる。さらに、本発明による燃
料噴射器は、それぞれのエンジンサイクルの僅かの間だ
け高い供給圧力差に曝されるような、すき間タイプの漏
出通路を備える。したがって、漏出は、大巾に減少され
る。
【０００８】
【実施例】図１を参照すると、油圧作動式電子制御ユニ
ット噴射器（ＨＥＵＩ）システム１０は、燃料タンク１
４及びフィルタ１６から燃料を受け、例えば、約0.414M
Pa(60p.s.i.)のような比較的低い圧力で燃料レールライ
ンつまり導管２０を通して燃料噴射器１８に燃料を送る
移送ポンプ１２を備える。エンジンサンプから供給され
るエンジンオイルのような作動流体が、ポンプ２２によ
って、例えば、20.7MPa(3,000p.s.i.)のような中間標準
圧力まで加圧される。電子エンジン制御装置２８によっ
て供給される信号のレベルにより、オイルレールライン
すなわち導管２６を通して噴射器１８に与えるオイル圧
力を調整するように、レール圧力制御バルブ２４を備え
ることができる。エンジン制御装置２８によって発生し
た電子制御信号に応じて、例えば、138MPa(20,000p.s.
i.)、又はもっと大きな高い圧力で、燃料噴射器１８
が、内燃式エンジンの組み合わされた燃焼室つまりシリ
ンダ（図示せず）へと燃料を噴射する。６個の燃料噴射
器１８を図１に示すが、他の場合として、別の数の燃料
噴射器を、それと同数の組み合わされた燃焼室に燃料を
噴射するために使用してもよい。また、燃料噴射システ
ム１０とともに使用できるエンジンは、ディーゼルサイ
クルエンジンや、点火式エンジン、その他燃料噴射が必
要であるか望ましい形式のものである。
ット噴射器（ＨＥＵＩ）システム１０は、燃料タンク１
４及びフィルタ１６から燃料を受け、例えば、約0.414M
Pa(60p.s.i.)のような比較的低い圧力で燃料レールライ
ンつまり導管２０を通して燃料噴射器１８に燃料を送る
移送ポンプ１２を備える。エンジンサンプから供給され
るエンジンオイルのような作動流体が、ポンプ２２によ
って、例えば、20.7MPa(3,000p.s.i.)のような中間標準
圧力まで加圧される。電子エンジン制御装置２８によっ
て供給される信号のレベルにより、オイルレールライン
すなわち導管２６を通して噴射器１８に与えるオイル圧
力を調整するように、レール圧力制御バルブ２４を備え
ることができる。エンジン制御装置２８によって発生し
た電子制御信号に応じて、例えば、138MPa(20,000p.s.
i.)、又はもっと大きな高い圧力で、燃料噴射器１８
が、内燃式エンジンの組み合わされた燃焼室つまりシリ
ンダ（図示せず）へと燃料を噴射する。６個の燃料噴射
器１８を図１に示すが、他の場合として、別の数の燃料
噴射器を、それと同数の組み合わされた燃焼室に燃料を
噴射するために使用してもよい。また、燃料噴射システ
ム１０とともに使用できるエンジンは、ディーゼルサイ
クルエンジンや、点火式エンジン、その他燃料噴射が必
要であるか望ましい形式のものである。
【０００９】望むなら、図１の燃料噴射システム１０
は、ポンプ１２、２２と各々の噴射器１８との間で延び
る別の燃料供給ライン又は別のオイル供給ラインを付加
する形で修正してもよい。他の場合には、またはさらに
加えて、燃料または他の流体を作動流体として使用して
よく、望むなら、エンジン制御装置２８ではなく、機械
的装置又は油圧式装置によって、噴射器のタイミング及
び噴射持続時間を制御してもよい。図１の燃料噴射器の
燃料噴射システム１０とともに使用可能な先行技術の燃
料噴射器１８を図２に示す。グラッセイの米国特許第
5,191,867号に該燃料噴射器が開示されており、この噴
射器の詳細な説明については同特許を参照されたい。燃
料噴射器１８は、噴射器ボディ３３内に配置された噴射
器ボア３２の中に存在するチェック３０を備える。チェ
ック３０は、第一端部３６に配置されたシーリングチッ
プ３４と、第二端部４０に配置された拡張プレートつま
り拡張ヘッド３８とを備える。図３で拡大して詳細に示
すように、ばね４２は弁座４４に抗してシーリングチッ
プ３４を付勢し、１つ又は２つ以上のノズルオリフィス
４８から燃料室４６を隔離する。
は、ポンプ１２、２２と各々の噴射器１８との間で延び
る別の燃料供給ライン又は別のオイル供給ラインを付加
する形で修正してもよい。他の場合には、またはさらに
加えて、燃料または他の流体を作動流体として使用して
よく、望むなら、エンジン制御装置２８ではなく、機械
的装置又は油圧式装置によって、噴射器のタイミング及
び噴射持続時間を制御してもよい。図１の燃料噴射器の
燃料噴射システム１０とともに使用可能な先行技術の燃
料噴射器１８を図２に示す。グラッセイの米国特許第
5,191,867号に該燃料噴射器が開示されており、この噴
射器の詳細な説明については同特許を参照されたい。燃
料噴射器１８は、噴射器ボディ３３内に配置された噴射
器ボア３２の中に存在するチェック３０を備える。チェ
ック３０は、第一端部３６に配置されたシーリングチッ
プ３４と、第二端部４０に配置された拡張プレートつま
り拡張ヘッド３８とを備える。図３で拡大して詳細に示
すように、ばね４２は弁座４４に抗してシーリングチッ
プ３４を付勢し、１つ又は２つ以上のノズルオリフィス
４８から燃料室４６を隔離する。
【００１０】燃料噴射器１８はさらに、燃料供給ライン
と流体連通して配置される燃料入口通路５０を備える。
図３に詳細に示したように、対応するシリンダに燃料を
噴射する場合には、加圧燃料が通路５０を通りチェック
３０と噴射器ボア３２との間の空間に流れ、燃料室４６
に送られる。燃料室４６内の圧力ＰINJ が選択されたバ
ルブ開口圧力（ＶＯＰ）に達すると、チェックのリフト
が生じ、それにより弁座４４からシーリングチップ３４
が離れ、加圧燃料がノズルオリフィス４８を通って組み
合わされた燃焼室に流出する。圧力ＶＯＰを下記のよう
に定める。 ＶＯＰ： Ｓ／Ａ１・Ａ２ ここで、Ｓはばね４２によって加えられた荷重であり、
Ａ１はチェック３０のバルブガイド５２の断面寸法であ
り、Ａ２は弁座４４とシーリングチップ３４の接触によ
って形成される線の直径である。チェックリフトの時点
より後に、噴射器チップ室５６内の圧力ＰSAC が増加
し、次いで、チェック３０が閉位置に戻る点に達するま
で、燃焼室４６内の圧力Ｐ INJ に応じて、選択されたバ
ルブ閉口圧力（ＶＣＰ）が減少する。圧力ＶＣＰは、以
下の式に従って定める。
と流体連通して配置される燃料入口通路５０を備える。
図３に詳細に示したように、対応するシリンダに燃料を
噴射する場合には、加圧燃料が通路５０を通りチェック
３０と噴射器ボア３２との間の空間に流れ、燃料室４６
に送られる。燃料室４６内の圧力ＰINJ が選択されたバ
ルブ開口圧力（ＶＯＰ）に達すると、チェックのリフト
が生じ、それにより弁座４４からシーリングチップ３４
が離れ、加圧燃料がノズルオリフィス４８を通って組み
合わされた燃焼室に流出する。圧力ＶＯＰを下記のよう
に定める。 ＶＯＰ： Ｓ／Ａ１・Ａ２ ここで、Ｓはばね４２によって加えられた荷重であり、
Ａ１はチェック３０のバルブガイド５２の断面寸法であ
り、Ａ２は弁座４４とシーリングチップ３４の接触によ
って形成される線の直径である。チェックリフトの時点
より後に、噴射器チップ室５６内の圧力ＰSAC が増加
し、次いで、チェック３０が閉位置に戻る点に達するま
で、燃焼室４６内の圧力Ｐ INJ に応じて、選択されたバ
ルブ閉口圧力（ＶＣＰ）が減少する。圧力ＶＣＰは、以
下の式に従って定める。
【００１１】ＶＣＰ： Ｓ／Ａ１ 前述したように、ここで、Ｓはばね４２によって加えら
れたばね荷重であり、Ａ１はチェック３０のバルブガイ
ド部分５２の断面直径である。前記したように、燃料噴
射器１８の開閉は間接的にのみ遂行される、例えば、加
圧燃料を噴射器ボア３２に送ることにより生じる力によ
ってのみ遂行される。一つのこの事実の結果は、噴射器
開口圧ＶＯＰ及び噴射器閉口圧ＶＣＰは、噴射器全体の
設計に際して前もって選択され、容易には変更できない
ということである。さらに、気体状及び粒子状の有害排
出物を減少するためには、燃料の正確な測定が遂行され
なければならない。しかし、グラッセイの米国特許第
5,191,867号に説明されるような圧力作動式チェックの
噴射器の使用では、この目的は難題である。図１のシス
テムで燃料噴射器１８として使用できる本発明による燃
料噴射器６０を、図５─７に示す。他の場合として、望
むなら、噴射器６０の主要な特徴、つまり、直接的にか
つ迅速にチェックを移動させる手段が、別の燃料システ
ムでの使用に対して当業者に公知の型に修正されてもよ
い。
れたばね荷重であり、Ａ１はチェック３０のバルブガイ
ド部分５２の断面直径である。前記したように、燃料噴
射器１８の開閉は間接的にのみ遂行される、例えば、加
圧燃料を噴射器ボア３２に送ることにより生じる力によ
ってのみ遂行される。一つのこの事実の結果は、噴射器
開口圧ＶＯＰ及び噴射器閉口圧ＶＣＰは、噴射器全体の
設計に際して前もって選択され、容易には変更できない
ということである。さらに、気体状及び粒子状の有害排
出物を減少するためには、燃料の正確な測定が遂行され
なければならない。しかし、グラッセイの米国特許第
5,191,867号に説明されるような圧力作動式チェックの
噴射器の使用では、この目的は難題である。図１のシス
テムで燃料噴射器１８として使用できる本発明による燃
料噴射器６０を、図５─７に示す。他の場合として、望
むなら、噴射器６０の主要な特徴、つまり、直接的にか
つ迅速にチェックを移動させる手段が、別の燃料システ
ムでの使用に対して当業者に公知の型に修正されてもよ
い。
【００１２】燃料噴射器６０は、噴射器ケース６２及び
噴射器キャビティ６４を備える噴射器ボディ組み立て体
６１を備える。細長いチェック６６は、噴射器キャビテ
ィ６４内に配置され、組み合わされた燃焼室６８に燃料
が噴射されない閉位置と、組み合わされた燃焼室６８に
燃料が噴射される開位置と、の間で移動可能である。チ
ェック６６が第一位置にあるとき、チェック６６のチッ
プ７４は噴射器６０のチップ７８内でシート７６に向か
って密封する。図６を詳細に参照すると、噴射器６０は
さらに、チェック６６と流体連通して配置された３段制
御バルブ８２に連結するアクチュエータ８０を備える。
好適実施例では、アクチュエータ８０が、凹部８６内に
配置され積層された複数の圧電要素を備える半導体モー
タ８４を備える。望むなら、アクチュエータ８０は、別
のタイプ、例えば、ソレノイドでもよい。圧電要素の積
層体が、それを貫通する燃料通路９２を有する上方バレ
ル９０を囲む。半導体モータ８４及び上方バレル９０
は、上方ボディ部材９４と、可動バルブ要素９６及び定
置バルブ組み立て体９７との間に配列される。可動バル
ブ要素９６が、噴射器６０のチップ７８の上方表面１０
０に対して支持する皿形ワッシャー９８によって上方位
置すなわち第一位置まで付勢される。
噴射器キャビティ６４を備える噴射器ボディ組み立て体
６１を備える。細長いチェック６６は、噴射器キャビテ
ィ６４内に配置され、組み合わされた燃焼室６８に燃料
が噴射されない閉位置と、組み合わされた燃焼室６８に
燃料が噴射される開位置と、の間で移動可能である。チ
ェック６６が第一位置にあるとき、チェック６６のチッ
プ７４は噴射器６０のチップ７８内でシート７６に向か
って密封する。図６を詳細に参照すると、噴射器６０は
さらに、チェック６６と流体連通して配置された３段制
御バルブ８２に連結するアクチュエータ８０を備える。
好適実施例では、アクチュエータ８０が、凹部８６内に
配置され積層された複数の圧電要素を備える半導体モー
タ８４を備える。望むなら、アクチュエータ８０は、別
のタイプ、例えば、ソレノイドでもよい。圧電要素の積
層体が、それを貫通する燃料通路９２を有する上方バレ
ル９０を囲む。半導体モータ８４及び上方バレル９０
は、上方ボディ部材９４と、可動バルブ要素９６及び定
置バルブ組み立て体９７との間に配列される。可動バル
ブ要素９６が、噴射器６０のチップ７８の上方表面１０
０に対して支持する皿形ワッシャー９８によって上方位
置すなわち第一位置まで付勢される。
【００１３】可動バルブ要素９６は、上方バレル９０と
チップ７８の上方表面１００との間にある下方バレル１
０２を囲む。下方バレル１０２は、定置バルブ組み立て
体９７の一部分を備える。チェック６６は、間ですきま
ばめを形成するように下方バレル１０２内のボアすなわ
ち通路１０６内にぴったりと適合して摺動関係に配置さ
れる上方端部すなわち第一端部１０４を備え、その結
果、下方バレル１０２がチェック６６に対してガイドと
して作用する。定置バルブ組み立て体９７はさらに、第
一密封面及び第二密封面、すなわち上方バレル９０及び
下方バレル１０２によってそれぞれ支持されるシート１
０８、１１０と、下方バレル１０２によって支持される
中間表面１１２とを備える。第二ボアすなわち通路１１
４が、ボア１０６と中間表面１１２との間に延び、チェ
ック６６の第一端部１０４と中間表面１１２との間で流
体連通する。下方バレル１０２はさらに、室１１６と噴
射器キャビティ６４との間で延びる第三ボアすなわち通
路１１５を備え、チップ７４を備えるチェック１１８の
第二端部すなわち下方端部が燃料通路９２と流体連通す
る。さらに、第四ボアすなわち通路１２０は、ボア１１
５と、可動バルブ要素９６内に形成される高圧環１２２
との間に延びる。
チップ７８の上方表面１００との間にある下方バレル１
０２を囲む。下方バレル１０２は、定置バルブ組み立て
体９７の一部分を備える。チェック６６は、間ですきま
ばめを形成するように下方バレル１０２内のボアすなわ
ち通路１０６内にぴったりと適合して摺動関係に配置さ
れる上方端部すなわち第一端部１０４を備え、その結
果、下方バレル１０２がチェック６６に対してガイドと
して作用する。定置バルブ組み立て体９７はさらに、第
一密封面及び第二密封面、すなわち上方バレル９０及び
下方バレル１０２によってそれぞれ支持されるシート１
０８、１１０と、下方バレル１０２によって支持される
中間表面１１２とを備える。第二ボアすなわち通路１１
４が、ボア１０６と中間表面１１２との間に延び、チェ
ック６６の第一端部１０４と中間表面１１２との間で流
体連通する。下方バレル１０２はさらに、室１１６と噴
射器キャビティ６４との間で延びる第三ボアすなわち通
路１１５を備え、チップ７４を備えるチェック１１８の
第二端部すなわち下方端部が燃料通路９２と流体連通す
る。さらに、第四ボアすなわち通路１２０は、ボア１１
５と、可動バルブ要素９６内に形成される高圧環１２２
との間に延びる。
【００１４】ボアつまり通路１２６、環１２７、及び出
口１２８（図６）によってタンクのような低い圧力源に
連結する低圧環１２４が、可動バルブ部材９６内に形成
される。室１１６は、下方バレル１０２内の室第一部分
１３０と、該室第一部分１３０とは反対側で上方バレル
９０内に形成される室第二部分１３２とを備える。第一
ボール要素１３４及び第二ボール要素１３６が、室第一
部分１３０及び室第二部分１３２内にそれぞれに配置さ
れ、ばね１３８によって室第一部分１３０及び室第二部
分１３２を形成する壁と嵌合するように、外側方向に強
制する。ばね１３９は、第一ボール要素１３４とチェッ
ク６６の上方端部１０４との間で圧縮されて配置され
る。以下で詳細に述べるように、ボール要素１３４、１
３６及び室部分１３０、１３２を形成する壁が、任意の
チェックバルブを形成する。再度、図５、６を参照する
と、上方ボディ部材９４は、増圧器組み立て体１４４の
プランジャ１４２が中に配置されるボア１４０を備え
る。増圧器組み立て体１４４はさらに、中空内面を有す
る上方ピストン１４６と、プランジャ１４２の溝１５２
内で支持されるワッシャー１５０と、上方ボディ部材９
４の上方表面１５４との間に配置されるばね１４８とを
備える。ピストン１４６は、通路１５８によってスプー
ルバルブ１６０に連結されたシリンダ１５６内に配置さ
れる。スプールバルブ１６０は、ソレノイド１６４の電
機子に連結する軸方向可動スプール１６２を備える。ス
プール１６２は、図１のオイルポンプ２２及びレール圧
力制御バルブ２４のようなオイル圧力源からオイルを受
ける高圧環１６８と通路１５８との間で流体連通を備え
るように、ソレノイド１６４によって移動でき、さら
に、例えば、サンプに連結された低圧環１７０を通路１
５８と接続するように移動可能である縮小直径部分１６
６を備える。
口１２８（図６）によってタンクのような低い圧力源に
連結する低圧環１２４が、可動バルブ部材９６内に形成
される。室１１６は、下方バレル１０２内の室第一部分
１３０と、該室第一部分１３０とは反対側で上方バレル
９０内に形成される室第二部分１３２とを備える。第一
ボール要素１３４及び第二ボール要素１３６が、室第一
部分１３０及び室第二部分１３２内にそれぞれに配置さ
れ、ばね１３８によって室第一部分１３０及び室第二部
分１３２を形成する壁と嵌合するように、外側方向に強
制する。ばね１３９は、第一ボール要素１３４とチェッ
ク６６の上方端部１０４との間で圧縮されて配置され
る。以下で詳細に述べるように、ボール要素１３４、１
３６及び室部分１３０、１３２を形成する壁が、任意の
チェックバルブを形成する。再度、図５、６を参照する
と、上方ボディ部材９４は、増圧器組み立て体１４４の
プランジャ１４２が中に配置されるボア１４０を備え
る。増圧器組み立て体１４４はさらに、中空内面を有す
る上方ピストン１４６と、プランジャ１４２の溝１５２
内で支持されるワッシャー１５０と、上方ボディ部材９
４の上方表面１５４との間に配置されるばね１４８とを
備える。ピストン１４６は、通路１５８によってスプー
ルバルブ１６０に連結されたシリンダ１５６内に配置さ
れる。スプールバルブ１６０は、ソレノイド１６４の電
機子に連結する軸方向可動スプール１６２を備える。ス
プール１６２は、図１のオイルポンプ２２及びレール圧
力制御バルブ２４のようなオイル圧力源からオイルを受
ける高圧環１６８と通路１５８との間で流体連通を備え
るように、ソレノイド１６４によって移動でき、さら
に、例えば、サンプに連結された低圧環１７０を通路１
５８と接続するように移動可能である縮小直径部分１６
６を備える。
【００１５】先ず図５を参照すると、エンジンサイクル
の間に一回（つまり、４サイクル用エンジンクランクシ
ャフトの２回転に一回、または２サイクル用エンジンク
ランクシャフトの１回転に一回）爆発する一期間におい
て、図１のエンジン制御装置２８のような制御装置によ
って、ソレノイド１６４が作動され、スプール１６２を
軸方向に移動し、その結果、縮小直径部分１６６が通路
１５８に高圧環１６８を相互接続する。加圧オイルが、
ピストン１４６の上部を下に押し、それによりプランジ
ャ１４２が同様に下流方向に移動し、燃料入口１７１、
入口環１７２、通路１７３、及びチェックバルブ１７４
を通してボア１４０まで送り込まれた燃料を加圧する。
ボア１４０内の燃料の圧力を、例えば、138MPa(20,000
p.s.i.)、又はもっと大きな圧力まで上げる。加圧燃料
は、燃料通路９２を通ってボール１３６を通過して第二
ボア１１５及びキャビティ６４まで送られる。加圧燃料
はまた、第四ボア１２０を通って高圧環１２２に送られ
る。望ましくは、この加圧が、エンジンサイクルの40な
いし50回の間においてだけ、噴射が進行する間の持続時
間を与える。それぞれのエンジンサイクルの他の全ての
期間の間、（つまり、４ストロークエンジンで２回のク
ランクシャフト回転が要求される一期間の残り部分の
間、又は２サイクルエンジンで１回のクランクシャフト
回転が要求される一期間の残り部分の間）スプールバル
ブ１６０の定圧環１７０を通路１５８に連結する位置
に、スプール１６２の縮小直径部分１６６を配置するよ
うに、ソレノイド１６４が作動される。
の間に一回（つまり、４サイクル用エンジンクランクシ
ャフトの２回転に一回、または２サイクル用エンジンク
ランクシャフトの１回転に一回）爆発する一期間におい
て、図１のエンジン制御装置２８のような制御装置によ
って、ソレノイド１６４が作動され、スプール１６２を
軸方向に移動し、その結果、縮小直径部分１６６が通路
１５８に高圧環１６８を相互接続する。加圧オイルが、
ピストン１４６の上部を下に押し、それによりプランジ
ャ１４２が同様に下流方向に移動し、燃料入口１７１、
入口環１７２、通路１７３、及びチェックバルブ１７４
を通してボア１４０まで送り込まれた燃料を加圧する。
ボア１４０内の燃料の圧力を、例えば、138MPa(20,000
p.s.i.)、又はもっと大きな圧力まで上げる。加圧燃料
は、燃料通路９２を通ってボール１３６を通過して第二
ボア１１５及びキャビティ６４まで送られる。加圧燃料
はまた、第四ボア１２０を通って高圧環１２２に送られ
る。望ましくは、この加圧が、エンジンサイクルの40な
いし50回の間においてだけ、噴射が進行する間の持続時
間を与える。それぞれのエンジンサイクルの他の全ての
期間の間、（つまり、４ストロークエンジンで２回のク
ランクシャフト回転が要求される一期間の残り部分の
間、又は２サイクルエンジンで１回のクランクシャフト
回転が要求される一期間の残り部分の間）スプールバル
ブ１６０の定圧環１７０を通路１５８に連結する位置
に、スプール１６２の縮小直径部分１６６を配置するよ
うに、ソレノイド１６４が作動される。
【００１６】加圧オイルが増圧器組み立て体１４４に供
給される時間の間、ソリッドステートモータ８４は、適
当な大きさ及び持続時間の駆動パルスのそれに対する発
生及び適用によりエンジン制御装置２８によって作動さ
れる。ソリッドステートモータ８４が作動するより前
に、チェック６６の上方端部すなわち第一端部１０４
が、第二ボア１１４によって高圧環１２２内の高圧燃料
に連結し、さらに、可動バルブ要素９６の密封面１７５
を第一シート１０８に接触することによって低圧環１２
４から隔離する。ソリッドステートモータ８４が作動す
ると、下流側の圧力が可動バルブ要素９６に適用され、
中間面１１２が高圧環１２２に流体連通する図７に示す
第一位置から、中間面１１２が低圧環１２４に流体連通
して配置される第二位置まで移動する。可動バルブ要素
９６が下流側に移動すると、密封面１７６は第二シート
１１０と密封接触し、密封面１７５は第一シート１０８
との接触状態を脱するように移動する。中間面１１２、
したがって、第二ボア１１４及びチェック６６の第一端
部１０４は、高圧環１２２との流体連通を脱し、低圧環
１２４と流体連通して配置される。同時に、チェック６
６の第二端部すなわち下方端部１１８は、通路１１５及
びキャビティ６４内のそのような燃料のトラッピングの
ために高圧燃料に曝されて残留し、この圧力不均衡がば
ね１３９によって供給される力を越える力を生じ、チェ
ック６６を上流側に変位し、それにより加圧された燃料
が燃焼室６８に漏出する。
給される時間の間、ソリッドステートモータ８４は、適
当な大きさ及び持続時間の駆動パルスのそれに対する発
生及び適用によりエンジン制御装置２８によって作動さ
れる。ソリッドステートモータ８４が作動するより前
に、チェック６６の上方端部すなわち第一端部１０４
が、第二ボア１１４によって高圧環１２２内の高圧燃料
に連結し、さらに、可動バルブ要素９６の密封面１７５
を第一シート１０８に接触することによって低圧環１２
４から隔離する。ソリッドステートモータ８４が作動す
ると、下流側の圧力が可動バルブ要素９６に適用され、
中間面１１２が高圧環１２２に流体連通する図７に示す
第一位置から、中間面１１２が低圧環１２４に流体連通
して配置される第二位置まで移動する。可動バルブ要素
９６が下流側に移動すると、密封面１７６は第二シート
１１０と密封接触し、密封面１７５は第一シート１０８
との接触状態を脱するように移動する。中間面１１２、
したがって、第二ボア１１４及びチェック６６の第一端
部１０４は、高圧環１２２との流体連通を脱し、低圧環
１２４と流体連通して配置される。同時に、チェック６
６の第二端部すなわち下方端部１１８は、通路１１５及
びキャビティ６４内のそのような燃料のトラッピングの
ために高圧燃料に曝されて残留し、この圧力不均衡がば
ね１３９によって供給される力を越える力を生じ、チェ
ック６６を上流側に変位し、それにより加圧された燃料
が燃焼室６８に漏出する。
【００１７】燃料の噴射が終了されるべきときに、ソリ
ッドステートモータ８４に与えられた信号が、除去さ
れ、それによって可動バルブ要素９６が、皿型ワッシャ
ー９８の影響のもとで上流側に移動され、その結果、密
封面１７６はシート１１０との接触状態を脱し、密封面
１７５がシート１０８に密封接触するように移動され
る。第二ボア１１４、したがって、チェック６６の第一
端部１０４が高圧環１２２に流体連結して配置される。
同時に、チェック６６が開位置にあるときでも、加圧燃
料は燃料通路９２からボール１３６を通過して第三ボア
１１５及び第四ボア１２０と高圧環１２２に解放され
る。結果として、チェック６６の第一端部１０４及び第
二端部１１８に適用される圧力が等しくなり、チェック
６６上の流体の力は互いに相殺する。したがって、チェ
ック６６はばね１３９の影響のもと下流側に移動し、そ
の結果、チェック６６の端部７４が噴射器の端部７８内
のシート７６に抗して密封をする。燃料噴射器の作動の
際に生じる流れの妨害を、スムースに出すように、燃焼
室第一部分１３０内に配置されたボール１３４によって
形成されるチェックバルブを与える。そのような流れの
妨害に遭遇しないとき、ボール１３６が室第二部分１３
２からチェック６６の上端１０４を隔離する壁によって
全く置き換えられてよいという意味で、この要素は任意
のものである。この場合において、ばね１３９は、その
ような壁とチェック端部１０４との間で圧縮状態で配置
される。
ッドステートモータ８４に与えられた信号が、除去さ
れ、それによって可動バルブ要素９６が、皿型ワッシャ
ー９８の影響のもとで上流側に移動され、その結果、密
封面１７６はシート１１０との接触状態を脱し、密封面
１７５がシート１０８に密封接触するように移動され
る。第二ボア１１４、したがって、チェック６６の第一
端部１０４が高圧環１２２に流体連結して配置される。
同時に、チェック６６が開位置にあるときでも、加圧燃
料は燃料通路９２からボール１３６を通過して第三ボア
１１５及び第四ボア１２０と高圧環１２２に解放され
る。結果として、チェック６６の第一端部１０４及び第
二端部１１８に適用される圧力が等しくなり、チェック
６６上の流体の力は互いに相殺する。したがって、チェ
ック６６はばね１３９の影響のもと下流側に移動し、そ
の結果、チェック６６の端部７４が噴射器の端部７８内
のシート７６に抗して密封をする。燃料噴射器の作動の
際に生じる流れの妨害を、スムースに出すように、燃焼
室第一部分１３０内に配置されたボール１３４によって
形成されるチェックバルブを与える。そのような流れの
妨害に遭遇しないとき、ボール１３６が室第二部分１３
２からチェック６６の上端１０４を隔離する壁によって
全く置き換えられてよいという意味で、この要素は任意
のものである。この場合において、ばね１３９は、その
ような壁とチェック端部１０４との間で圧縮状態で配置
される。
【００１８】さらに、ボール１３６によって形成された
チェックバルブもまた、任意のものであり、望むなら、
省略されてもよい。図７を詳細に参照すると、制御バル
ブ８２は、２つのすきまばめだけ、つまり、チェック６
６の上端１０４とボア１０６を形成する壁との間の第一
すきまばめ１８０と、下方バレル１０２の表面１８４と
可動バルブ要素９６の壁１８６との間の第二すきまばめ
１８２との２つだけを備える。これらのすきまばめは、
作動オイルが圧力下でピストン１４６に供給される期間
においてのみ、大きな圧力差に曝される。特に、燃料通
路９２内の燃料が加圧されソリッドステートモータ８４
が作動しない期間において、高圧燃料は高圧環１２２内
に存在したが、凹部１８８内の燃料圧力は低圧であり、
それにより、すきまばめ１８２にわたって大きな圧力差
が生じる。モータ８４が作動すると、結局はすきまばめ
１８２にわたる圧力差はなくなり、第二ボア１１４内の
比較的低い燃料圧力と、通路１１５及びキャビティ６４
内の高い燃料圧力とのために、大きな圧力差がすきまば
め１８０の前後に生じる。この噴射器の好適実施例にお
いて、この加圧条件が、エンジンクランクシャフトの他
のどの回転の際にも短い期間の間だけ維持され、この加
圧条件がソレノイド１６４の非作動で排除されると、す
きまばめ１８０、１８２に作用する圧力差が除去され
る。したがって、噴射器が加圧される限界時間の量によ
ってだけでなく、制御バルブ８２内に２つのすきまばめ
だけが存在するという事実とによって、燃料漏出の可能
性が減少される。
チェックバルブもまた、任意のものであり、望むなら、
省略されてもよい。図７を詳細に参照すると、制御バル
ブ８２は、２つのすきまばめだけ、つまり、チェック６
６の上端１０４とボア１０６を形成する壁との間の第一
すきまばめ１８０と、下方バレル１０２の表面１８４と
可動バルブ要素９６の壁１８６との間の第二すきまばめ
１８２との２つだけを備える。これらのすきまばめは、
作動オイルが圧力下でピストン１４６に供給される期間
においてのみ、大きな圧力差に曝される。特に、燃料通
路９２内の燃料が加圧されソリッドステートモータ８４
が作動しない期間において、高圧燃料は高圧環１２２内
に存在したが、凹部１８８内の燃料圧力は低圧であり、
それにより、すきまばめ１８２にわたって大きな圧力差
が生じる。モータ８４が作動すると、結局はすきまばめ
１８２にわたる圧力差はなくなり、第二ボア１１４内の
比較的低い燃料圧力と、通路１１５及びキャビティ６４
内の高い燃料圧力とのために、大きな圧力差がすきまば
め１８０の前後に生じる。この噴射器の好適実施例にお
いて、この加圧条件が、エンジンクランクシャフトの他
のどの回転の際にも短い期間の間だけ維持され、この加
圧条件がソレノイド１６４の非作動で排除されると、す
きまばめ１８０、１８２に作用する圧力差が除去され
る。したがって、噴射器が加圧される限界時間の量によ
ってだけでなく、制御バルブ８２内に２つのすきまばめ
だけが存在するという事実とによって、燃料漏出の可能
性が減少される。
【００１９】図５─７に示した噴射器が、燃料を加圧す
るためにエンジンオイルのような作動流体が「力」とし
て供給され、噴射のタイミング及び持続時間を制御する
ために電気信号が利用されるＨＥＵＩ燃料噴射システム
内で使用するように特別に適応される。そのような装置
は、噴射圧力で噴射持続時間を独立して制御し、その結
果、もっと大きな制御能力を有することができる。しか
し、前記したように、燃料の加圧は別の方法で遂行され
ることができ、例えば、ロッカーアーム又はエンジンの
カムシャフトとの機械的接続を利用したり、又は他の手
段によって遂行されることができる。また、燃料噴射器
の制御は、電気的手段、例えば、油圧作動式又は機械的
作動組み立ての使用を介する以外の他の手段を遂行して
よい。本発明は、チェックの運動を直接的に制御し、エ
ンジンの速度レンジ及び荷重レンジを通じて非常に高い
燃料圧力でさえ、燃料の測定能力を十分に改良する。し
たがって、有害排出物を減少する能力が改良される。ま
た、高圧燃料はそれぞれのエンジンサイクルにおいて短
い期間の間の噴射のみに有効であるので、エネルギーの
節約が得られ、ノズルチェックの漏れによる燃料の使い
過ぎの可能性が減少されたり、除去されたりする。
るためにエンジンオイルのような作動流体が「力」とし
て供給され、噴射のタイミング及び持続時間を制御する
ために電気信号が利用されるＨＥＵＩ燃料噴射システム
内で使用するように特別に適応される。そのような装置
は、噴射圧力で噴射持続時間を独立して制御し、その結
果、もっと大きな制御能力を有することができる。しか
し、前記したように、燃料の加圧は別の方法で遂行され
ることができ、例えば、ロッカーアーム又はエンジンの
カムシャフトとの機械的接続を利用したり、又は他の手
段によって遂行されることができる。また、燃料噴射器
の制御は、電気的手段、例えば、油圧作動式又は機械的
作動組み立ての使用を介する以外の他の手段を遂行して
よい。本発明は、チェックの運動を直接的に制御し、エ
ンジンの速度レンジ及び荷重レンジを通じて非常に高い
燃料圧力でさえ、燃料の測定能力を十分に改良する。し
たがって、有害排出物を減少する能力が改良される。ま
た、高圧燃料はそれぞれのエンジンサイクルにおいて短
い期間の間の噴射のみに有効であるので、エネルギーの
節約が得られ、ノズルチェックの漏れによる燃料の使い
過ぎの可能性が減少されたり、除去されたりする。
【００２０】本発明の多数の変形と他の実施例が、前述
の説明の態様において当業者には明らかになるであろ
う。以上、この説明は例示的なものに過ぎず、当業者に
本発明を遂行する最良の様式を教える目的のものであ
る。本発明の精神から逸脱することなしに構成と方法の
詳細部は変えてもよく、添付の特許請求の範囲内でのす
べての変形を含むものである。
の説明の態様において当業者には明らかになるであろ
う。以上、この説明は例示的なものに過ぎず、当業者に
本発明を遂行する最良の様式を教える目的のものであ
る。本発明の精神から逸脱することなしに構成と方法の
詳細部は変えてもよく、添付の特許請求の範囲内でのす
べての変形を含むものである。
【００２１】
【図１】一般的供給レール燃料噴射システムの結合概略
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】従来技術の燃料噴射器の部分的断面立面図であ
る。
る。
【図３】図２の燃料噴射器の拡大部分断面図である。
【図４】図２の燃料噴射器の作動を示すグラフである。
【図５】本発明による燃料噴射器の詳細な断面図であ
る。
る。
【図６】図５の噴射器の拡大部分断面図である。
【図７】図５の噴射器の拡大部分断面図である。
１０ 油圧作動式電子制御ユニット噴射器（ＨＥＵＩ）
システム １２、２２ ポンプ １４ 燃料タンク １６ フィルタ １８、６０ 燃料噴射器 ２０、２６ 導管 ２４ レール圧力制御バルブ ２８ エンジン制御装置 ３０、６６、７４、７８、１１８ チェック ３２、１０６、１１４、１１５、１２０、１２６、１４
０ ボア ３３ 噴射器ボディ ３４ シーリングチップ ３６、４０、１０４ 端部 ３８ 拡張ヘッド ４２、１３８、１３９ ばね ４４ 弁座 ４６、５６、１１６ 室 ４８ ノズルオリフィス ５０、９２、１２０、１５８、１７３ 通路 ５２ バルブガイド ６１ 噴射器ボディ組み立て体 ６２ 噴射器ケース ６４ 噴射器キャビティ ６８ 燃焼室 ７６、１０８、１１０ シート ８０ アクチュエータ ８２ ３段制御バルブ ８４ モータ ８６ 凹部 ９０、１０２ バレル ９４ ボディ部材 ９６ バルブ要素 ９７ 定置バルブ組み立て体 ９８ 皿形ワッシャー １００、１１２、１５４ 面 １２２、１２４、１２７、１６８、１７０ 環 １２６ 通路 １２８ 出口 １３０、１３２ 室部分 １３４、１３６ ボール要素 １４２ プランジャ １４４ 増圧器組み立て体 １４６ ピストン １５０ ワッシャー １５２ 溝 １５６ シリンダ １６０ スプールバルブ １６２ スプール １６４ ソレノイド １６６ 直径部分 １７１ 燃料入口 １７２ 入口環 １７４ チェックバルブ
システム １２、２２ ポンプ １４ 燃料タンク １６ フィルタ １８、６０ 燃料噴射器 ２０、２６ 導管 ２４ レール圧力制御バルブ ２８ エンジン制御装置 ３０、６６、７４、７８、１１８ チェック ３２、１０６、１１４、１１５、１２０、１２６、１４
０ ボア ３３ 噴射器ボディ ３４ シーリングチップ ３６、４０、１０４ 端部 ３８ 拡張ヘッド ４２、１３８、１３９ ばね ４４ 弁座 ４６、５６、１１６ 室 ４８ ノズルオリフィス ５０、９２、１２０、１５８、１７３ 通路 ５２ バルブガイド ６１ 噴射器ボディ組み立て体 ６２ 噴射器ケース ６４ 噴射器キャビティ ６８ 燃焼室 ７６、１０８、１１０ シート ８０ アクチュエータ ８２ ３段制御バルブ ８４ モータ ８６ 凹部 ９０、１０２ バレル ９４ ボディ部材 ９６ バルブ要素 ９７ 定置バルブ組み立て体 ９８ 皿形ワッシャー １００、１１２、１５４ 面 １２２、１２４、１２７、１６８、１７０ 環 １２６ 通路 １２８ 出口 １３０、１３２ 室部分 １３４、１３６ ボール要素 １４２ プランジャ １４４ 増圧器組み立て体 １４６ ピストン １５０ ワッシャー １５２ 溝 １５６ シリンダ １６０ スプールバルブ １６２ スプール １６４ ソレノイド １６６ 直径部分 １７１ 燃料入口 １７２ 入口環 １７４ チェックバルブ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｍ Ｓ 61/12 61/12 Ｈ０１Ｌ 41/09 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｃ (72)発明者 ドナルド ジェイ ウォールドマン アメリカ合衆国 イリノイ州 61517 ブ リムフィールド シリンク ロード 14409 (72)発明者 スコット エフ シェイファー アメリカ合衆国 イリノイ州 61550 モ ートン ノース カンザス アベニュー 248
Claims (19)
- 【請求項１】 エンジンサイクルの間に、燃焼室に燃料
を噴射するように作動可能なＨＥＵＩ燃料噴射システム
であって、 作動流体を加圧する第一加圧手段と、 前記燃焼室に連結する燃料噴射器と、 前記エンジンサイクル以下の持続時間において、前記燃
料噴射器に加圧された作動流体を供給する前記燃料噴射
器に連結する供給手段と、を備え、 前記燃料噴射器が、 燃料を加圧する持続時間の間に供給される加圧された前
記作動流体に応じる第二加圧手段と、 第一チェック端部及び第二チェック端部を有する細長い
チェックと、 前記チェックを開位置まで移動せさ、それにより２つだ
け備えられたすきまばめが前記持続時間の間だけ大きな
圧力差に曝される前記燃焼室へと燃料を噴射させるよう
に、前記持続時間の間に前記第一チェック端部及び前記
第二チェック端部に供給される流体圧力を制御する前記
第二加圧手段に連結する制御手段と、を備える燃料噴射
システム。 - 【請求項２】 前記持続時間の一部分の間だけにおい
て、燃料が前記燃焼室に噴射されることを特徴とする請
求項１に記載の燃料噴射システム。 - 【請求項３】 前記制御手段が、２つの前記すきまばめ
を有する制御バルブを備えることを特徴とする請求項１
に記載の燃料噴射システム。 - 【請求項４】 前記すきまばめの一方が、持続時間の前
記一部分の間に大きな圧力差を受け、前記すきまばめの
他方が、前記持続時間の別の一部分の間に大きな圧力差
を受けることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射シ
ステム。 - 【請求項５】 チェックの前記第一端部が、定置バルブ
組み立て体内のボア内に配置され、すきまばめの前記一
方を定めることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射
システム。 - 【請求項６】 前記第一加圧手段がオイルポンプを備え
ることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システ
ム。 - 【請求項７】 前記制御手段が、高圧燃料をチェックの
前記第二端部に送る前記第二加圧手段に連結する手段
と、チェックの前記第一端部に高圧燃料及び低圧燃料の
どちらか一方を選択式に適用する三方向制御バルブとを
備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射シス
テム。 - 【請求項８】 前記三方向制御バルブが、 チェックの前記第一端部を受ける第一ボアと、中間面に
よって分離された第一密封面及び第二密封面と、チェッ
クの前記第一端部と前記中間面との間で流体連通する第
二ボアと、を有する定置バルブ組み立て体と、 前記バルブ組み立て体を囲み、第三密封面及び第四密封
面と、低い流体圧力の源を前記第三密封面に連結する低
圧通路と、高い流体圧力の源を前記第四密封面に連結す
る高圧通路とを有し、前記第三密封面が前記第一密封面
と密封接触し、チェックの前記第一端部が高い流体圧力
の前記源に連結する第一位置と、前記第四密封面が前記
第二密封面と密封接触し、チェックの前記第一端部が低
い流体圧力の前記源に連結する第二位置との間で移動可
能である可動バルブ要素と、を備えることを特徴とする
請求項７に記載の燃料噴射システム。 - 【請求項９】 前記三方向制御バルブがさらに、前記第
一位置と前記第二位置との間で前記バルブ要素を移動す
ることが作動可能なアクチュエータを備えることを特徴
とする請求項８に記載の燃料噴射システム。 - 【請求項１０】 前記アクチュエータが、半導体モータ
を備えることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射シ
ステム。 - 【請求項１１】 前記半導体モータが、圧電タイプのも
のであることを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射
システム。 - 【請求項１２】 前記送る手段が、前記第二加圧手段と
チェックの前記第二端部との間で流体連通する前記バル
ブ組み立て体内に配置される第三ボアを備えることを特
徴とする請求項８に記載の燃料噴射システム。 - 【請求項１３】 前記第二加圧手段が、作動可能なプラ
ンジャを備えることを特徴とする請求項１２に記載の燃
料噴射システム。 - 【請求項１４】 前記第二加圧手段がさらに、作動可能
な前記プランジャと前記第三ボアとの間で連結されたボ
ール型チェックバルブを備えることを特徴とする請求項
１３に記載の燃料噴射システム。 - 【請求項１５】 噴射器ボディ組み立て体と、 第一位置と第二位置との間で移動可能なバルブ要素を有
する三方向制御バルブと、 前記噴射器ボディ組み立て体内に配置され、前記制御バ
ルブが前記第二位置内にあるとき燃焼室に燃料を噴射
し、前記制御バルブが前記第一位置内にあるとき前記燃
焼室への燃料噴射を遮るように、端部に適用される流体
圧力に応じて移動可能なチェックと、 前記第一位置と前記第二位置との間で前記バルブ要素を
移動するように選択式に作動可能なアクチュエータと、
を備え、複数の噴射器サイクルのそれぞれにおいて、前
記噴射器が作動可能であり、前記制御バルブが一対のす
きまばめだけを備え、該すきまばめが各々の噴射器サイ
クルの一部分のみの間において大きな圧力差に曝される
油圧作動式電子制御ユニット燃料噴射器。 - 【請求項１６】前記アクチュエータが、前記バルブ要素
と嵌合するようにピストンを移動することが作動可能な
ソリッドステートモータを備えることを特徴とする請求
項１５に記載の燃料噴射器。 - 【請求項１７】 前記三方向制御バルブがさらに、チェ
ックの前記第一端部を受ける第一ボアと中間面によって
分離された第一密封面及び第二密封面とチェックの前記
第一端部と前記中間面との間で流体連通する第二ボアと
を有する定置バルブ組み立て体を備え、前記バルブ要素
が前記バルブ組み立て体を囲み、第三密封面及び第四密
封面と、低い流体圧力の源を前記第三密封面に連結する
低圧通路と、高い流体圧力の源を前記第四密封面に連結
する高圧通路と、を備え、前記バルブ要素が、前記第三
密封面が前記第一密封面に密封接触しチェックの前記第
一端部が高い流体圧力の前記源に連結される第一位置
と、前記第四密封面が前記第二密封面に密封接触しチェ
ックの前記第一端部が低い流体圧力の前記源に連結され
る第二位置との間で移動可能であることを特徴とする請
求項１５に記載の燃料噴射器。 - 【請求項１８】 チェックの前記第二端部に高圧燃料を
送る手段を備えることを特徴とする請求項１７に記載の
燃料噴射器。 - 【請求項１９】 前記送る手段が前記バルブ組み立て体
内に配置された第三ボアを備えることを特徴とする請求
項１８に記載の燃料噴射器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/459269 | 1995-06-02 | ||
| US08/459,269 US5651345A (en) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | Direct operated check HEUI injector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334073A true JPH08334073A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3902682B2 JP3902682B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=23824091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14005196A Expired - Fee Related JP3902682B2 (ja) | 1995-06-02 | 1996-06-03 | 直接操作式チェックを備えた油圧作動式電子制御ユニット燃料噴射器（ｈｅｕｉ） |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5651345A (ja) |
| JP (1) | JP3902682B2 (ja) |
| GB (1) | GB2301626B (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR100349851B1 (ko) * | 1999-12-06 | 2002-08-22 | 현대자동차주식회사 | 배기가스 저감을 위한 인젝터 |
| JP2009532615A (ja) * | 2006-04-12 | 2009-09-10 | エムエーエヌ・ディーゼル・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・エスイー・ティスクランド | クロスヘッド型大型ユニフロー式２サイクルディーゼル機関 |
| JP2010190225A (ja) * | 2010-05-07 | 2010-09-02 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | クロスヘッド型大型ユニフロー式２サイクルディーゼル機関 |
Families Citing this family (32)
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|---|---|---|---|---|
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| US6158419A (en) * | 1999-03-10 | 2000-12-12 | Diesel Technology Company | Control valve assembly for pumps and injectors |
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| US6951204B2 (en) * | 2003-08-08 | 2005-10-04 | Caterpillar Inc | Hydraulic fuel injection system with independently operable direct control needle valve |
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