JPH0942034A - Fuel injector of directly injecting diesel engine - Google Patents

Fuel injector of directly injecting diesel engine

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Publication number
JPH0942034A
JPH0942034A JP21239095A JP21239095A JPH0942034A JP H0942034 A JPH0942034 A JP H0942034A JP 21239095 A JP21239095 A JP 21239095A JP 21239095 A JP21239095 A JP 21239095A JP H0942034 A JPH0942034 A JP H0942034A
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JP
Japan
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nozzle
pressure
fuel
fuel injection
spring
Prior art date
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Pending
Application number
JP21239095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Morisane
健一 森実
Shohei Kumano
昌平 熊野
Masatsugu Sakimoto
正嗣 崎本
Hirobumi Yamauchi
博文 山内
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0942034A publication Critical patent/JPH0942034A/en
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve emission and fuel consumption by reducing combustion noise in low speed/low load range of a directly injecting diesel engine without inducing any drop of output and additionally expediting atomization of fuel. SOLUTION: In a two step fuel injection nozzle, for instance, an intermediate lift area is set on the idle side, and in the intermediate lift area, the constant of a spring 39 is set so as to hold the intermediate lift (for instance, 30μ), while the lift of a needle valve 33 can not reach a pre-lift (for instance 60μ). Namely, spring constants are set in such a way that relationship among the valve opening pressure (PN1 ) of a nozzle 31 regulated by the load of a spring before opening of the valve, an injection pressure (PN2 ) equivalent to the load of spring immediately after opening the valve, and a nozzle internal pressure (PN0 ) having correlation to an ejection pressure satisfies PN2 >PN0 >PN1 in an idle range and satisfies PN0 >PN2 >PN1 in order than the idle range.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、直噴ディーゼルエ
ンジンの燃料噴射装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection device for a direct injection diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば特開平2−22167
4号公報に記載されているように、プレリフトとフルリ
フトの二段リフトを行うようエンジンの燃料噴射ノズル
を構成し、低速・低負荷域ではプレリフト主体による噴
射期間の長い燃料噴射を行って燃焼音の低減を図るよう
にしたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 22167/1990.
As described in Japanese Patent Publication No. 4, the fuel injection nozzle of the engine is configured to perform a two-stage lift of a pre-lift and a full lift, and in the low speed / low load region, the fuel is injected by the pre-lift mainly for a long injection period to generate combustion noise. It is known to reduce the above.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】燃料噴射ポンプで計量
加圧した燃料を燃料噴射ノズルによって燃焼室内に直接
噴射する所謂直噴ディーゼルエンジンは、出力特性に優
れ、また、燃費も良いことから、従来から車両用として
も多用されている。しかし、直噴ディーゼルエンジン
は、燃焼音が大きく、乗用車用に用いる場合は、とくに
アイドル時の燃焼騒音が問題であり、いかにしてアイド
ルを含む低速・低負荷域の燃焼騒音を低減するかが課題
である。
A so-called direct injection diesel engine, which directly injects fuel metered and pressurized by a fuel injection pump into a combustion chamber by a fuel injection nozzle, has excellent output characteristics and good fuel consumption. It is also widely used for vehicles. However, the direct injection diesel engine has a large combustion noise, and when it is used for passenger cars, the combustion noise at idle is a problem, and how to reduce the combustion noise at low speed and low load including idle. It is an issue.

【0004】本発明は、出力の低下を招くことなく直噴
ディーゼルエンジンの低速・低負荷側のアイドル域等に
おける燃焼騒音を低減し、併せて、燃料の微粒化を促進
し、エミッションおよび燃費の改善を図ることを目的と
する。
The present invention reduces combustion noise in a low-speed / low-load side idle region of a direct-injection diesel engine without causing a reduction in output, and at the same time promotes atomization of fuel to reduce emissions and fuel consumption. The purpose is to improve.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料を計量加
圧しエンジン回転数に略比例した吐出圧で吐出する燃料
噴射ポンプと、ノズル内圧が開弁前のスプリングのバネ
荷重により規定される所定のノズル開弁圧を越えたとき
に開弁リフトする針弁を備えた燃料噴射ノズルとからな
り、燃料噴射ノズルが燃料噴射ポンプに連結され、計量
加圧され吐出された燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射
装置を前提とする。そして、そのような燃料噴射装置に
おいて、開弁前のスプリングのバネ荷重により規定され
るノズル開弁圧(PN1)と、開弁直後のスプリングの
バネ荷重に相当する噴射圧(PN2)と、吐出圧と相関
関係にあるノズル内圧(PNo)との関係が、低速・低
負荷域におけるPNoをPNOLとし、高速・高負荷域に
おけるPNoをPNOHとしたときに、低速・低負荷側の
所定領域、例えばアイドル域においてはPN2>PNOL
>PN1となり、高速・高負荷域においてはPNOH>P
2>PN1となり、かつ、PNOL<PNOHとなるよう、
スプリングのバネ定数を設定し、また、ノズル内圧特性
を設定する。そうすることにより、低速・低負荷側の所
定領域においては、燃料噴射ノズルの針弁は開弁はする
もののリフトが増大せず、通常のプレリフトにも達しな
い中間的な微小リフト量のまま推移する。そのため、噴
射期間が長くなり、燃焼期間が長くなって急速燃焼が防
止されることによって、燃焼音が低減されるとともに、
噴射期間が長く、かつ、噴射がノズル先端の噴口面積よ
り隙間面積の小さい針弁シート部のシート隙間を絞り部
とする速度の大きい隙間噴射となることによって、燃料
の微粒化が促進され、燃焼が良好となって、エミッショ
ンおよび燃費性能が向上する。また、ノズル開弁圧を変
える必要がないため、燃料の微粒化による燃焼改善を高
圧条件下で達成し、高出力化を図ることができる。
According to the present invention, a fuel injection pump for metering and pressurizing fuel and discharging it at a discharge pressure substantially proportional to an engine speed, and a nozzle internal pressure are defined by a spring load of a spring before valve opening. A fuel injection nozzle having a needle valve that opens and lifts when a predetermined nozzle opening pressure is exceeded, the fuel injection nozzle is connected to a fuel injection pump, and the fuel that is metered and pressurized is discharged into the combustion chamber. It is premised on a fuel injection device for injection. In such a fuel injection device, the nozzle opening pressure (PN 1 ) defined by the spring load of the spring before valve opening and the injection pressure (PN 2 ) corresponding to the spring load of the spring immediately after opening the valve are set. , the relationship between the discharge pressure and the nozzle pressure are correlated (PN o) is the PN o in the slow and low-load region and PN OL, the PN o in high-speed and high-load region when the PN OH, low speed and In a predetermined area on the low load side, for example, in the idle area, PN 2 > PN OL
> PN 1 , PN OH > P in high speed / high load range
N 2 > PN 1 and PN OL <PN OH
The spring constant of the spring is set, and the nozzle internal pressure characteristic is also set. By doing so, the needle valve of the fuel injection nozzle opens, but the lift does not increase in the predetermined region on the low speed / low load side, and the intermediate small lift amount does not reach the normal pre-lift amount. To do. Therefore, the injection period becomes longer, the combustion period becomes longer, and rapid combustion is prevented, so that the combustion noise is reduced and
The injection period is long, and the injection is a high-velocity gap injection in which the sheet gap of the needle valve seat portion, which has a smaller clearance area than the nozzle opening area of the nozzle tip, is used as the throttle portion. Is improved, and emission and fuel efficiency performance are improved. Further, since it is not necessary to change the nozzle opening pressure, it is possible to achieve combustion improvement by atomizing the fuel under high pressure conditions and to achieve high output.

【0006】本発明において、燃料噴射ノズルは、低速
・低負荷側にプレリフト域を形成する多段リフト式の燃
料噴射ノズルであってよい。そして、多段リフト式の燃
料噴射ノズルに適用する場合は、ノズル開弁圧と噴射圧
とノズル内圧との関係が、プレリフト域においてPN2
>PNOL>PN1となるようにするのがよく、そうする
ことにより、プレリフトの中間リフト位置による微小隙
間噴射が可能で、多段特性による効果が加わって低速・
低負荷域における燃焼音低減の効果が一層大きくなる。
In the present invention, the fuel injection nozzle may be a multi-stage lift type fuel injection nozzle that forms a pre-lift region on the low speed / low load side. When applied to the multi-stage lift type fuel injection nozzle, the relationship between the nozzle opening pressure, the injection pressure and the nozzle internal pressure is PN 2 in the pre-lift region.
> PN OL > PN 1 is preferable, and by doing so, it is possible to inject a small gap by the intermediate lift position of the pre-lift, and the effect of the multi-stage characteristics is added
The effect of reducing the combustion noise in the low load range is further enhanced.

【0007】また、燃料噴射ノズルは一段リフト式であ
ってもよい。
Further, the fuel injection nozzle may be a one-stage lift type.

【0008】また、燃料噴射ノズルは、ノズル開弁圧が
機械的に固定されるものであってよい。
Further, in the fuel injection nozzle, the nozzle opening pressure may be mechanically fixed.

【0009】また、多気筒エンジンの場合に、各気筒毎
に燃料噴射ノズルを配置するが、気筒間で燃料噴射ノズ
ルのスプリングのバネ定数等にばらつきがあると、低速
・低負荷域において気筒間で噴射タイミングおよび噴射
期間がばらつきが生じ、そのために、燃焼にばらつきが
生じ角速度変動が大きくなって振動成分が悪化する。そ
こで、低速・低負荷側の所定領域における噴射期間が等
間隔となるようフィードバック信号によって燃料噴射ポ
ンプを制御するのがよい。
Further, in the case of a multi-cylinder engine, a fuel injection nozzle is arranged for each cylinder. However, if there is variation in the spring constant of the spring of the fuel injection nozzle among the cylinders, etc. in the low speed / low load region, In this case, the injection timing and the injection period vary, which causes variations in combustion, resulting in large angular velocity fluctuations and deterioration of vibration components. Therefore, it is preferable to control the fuel injection pump by a feedback signal so that the injection periods in the predetermined region on the low speed / low load side are evenly spaced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1に本発明の実施の形態の一例
に係る二段リフト式燃料噴射ノズルの模式構造を示す。
この燃料噴射ノズル1は、ノズルボディー2に針弁3が
装着されたものであって、針弁3は、摺動部3aがノズ
ルボディー2の先端のノズル部2aを摺動自在とされ、
該摺動部3aの先端にはノズルボディー2先端の噴口4
内に突出するピントル部3bが設けられ、また、摺動部
3aをピントル部3bとの間に円錐テーパ状のシート面
3cが形成されている。そして、ノズルボディー2の内
部中央に一段目バネ受け部2bが設けられ、該一段目バ
ネ受け部2bと針弁3後端との間に一段目バネ5が装着
されている。また、ノズルボディー2には、上記一段目
バネ受け部2bを貫通して、一段目バネ5と反対の側か
ら中間ロッド6が軸方向移動自在に遊嵌されている。こ
の中間ロッド6は、一段目バネ受け部2bのバネ受け面
と反対の側の面に着座する平板部6aと、該平板部6a
の中央からノズルボディー2の軸方向に延設されたロッ
ド部6bとからなり、ロッド部6bは一段目バネ受け部
2bを貫通し、常時は針弁3との間に所定間隙を形成す
る。また、ノズルボディー2の後端部には二段目バネ受
け部2cが設けられ、平板部6aはノズルボディー2の
内部を二段目バネ受け部2cに向けて移動自在で、この
中間ロッド6の平板部6aとノズルボディー2の二段目
バネ受け部2cとの間に二段目バネ7が装着されてい
る。また、図1において、8は燃料導入通路であり、9
は燃料逃がし通路である。この燃料噴射ノズル1は、エ
ンジンの各気筒毎に設けられ、それぞれ燃焼室の略中央
に噴口4が開口するよう配置される。そして、後述の燃
料噴射ポンプ10に噴射管を介して連結される。
FIG. 1 shows a schematic structure of a two-stage lift type fuel injection nozzle according to an example of the embodiment of the present invention.
In this fuel injection nozzle 1, a needle valve 3 is attached to a nozzle body 2, and a sliding portion 3a of the needle valve 3 is slidable on a nozzle portion 2a at the tip of the nozzle body 2.
The nozzle body 2 has a nozzle 4 at the tip of the sliding portion 3a.
A pintle portion 3b protruding inward is provided, and a conical tapered seat surface 3c is formed between the sliding portion 3a and the pintle portion 3b. A first-step spring receiving portion 2b is provided in the center of the inside of the nozzle body 2, and a first-step spring 5 is mounted between the first-step spring receiving portion 2b and the rear end of the needle valve 3. Further, the intermediate rod 6 is loosely fitted in the nozzle body 2 from the side opposite to the first-step spring 5 so as to be axially movable, passing through the first-step spring receiving portion 2b. The intermediate rod 6 has a flat plate portion 6a which is seated on the surface of the first-stage spring receiving portion 2b opposite to the spring receiving surface, and the flat plate portion 6a.
And a rod portion 6b extending from the center of the nozzle body 2 in the axial direction of the nozzle body 2. The rod portion 6b penetrates the first-stage spring receiving portion 2b and always forms a predetermined gap with the needle valve 3. A second-stage spring receiving portion 2c is provided at the rear end of the nozzle body 2, and the flat plate portion 6a is movable inside the nozzle body 2 toward the second-stage spring receiving portion 2c. A second-stage spring 7 is mounted between the flat plate portion 6a and the second-stage spring receiving portion 2c of the nozzle body 2. Further, in FIG. 1, 8 is a fuel introduction passage, and 9
Is a fuel escape passage. The fuel injection nozzle 1 is provided for each cylinder of the engine, and is arranged so that the injection port 4 is opened at substantially the center of the combustion chamber. Then, it is connected to a fuel injection pump 10 described later via an injection pipe.

【0011】燃料噴射ノズル1の燃料導入通路8には、
燃料噴射ポンプ10で計量加圧され吐出された燃料が送
り込まれる。そして、燃料噴射ポンプ10から吐出され
る燃料の圧力(吐出圧)をPPとすると、燃料噴射ノズ
ル1内部の圧力(ノズル内圧)PN0は噴射管等の影響
があってPPより若干大きな値となり、このノズル内圧
PN0がノズル開弁圧PN1を越えると一段目バネ5が圧
縮されて針弁2が開く。ここで、ノズル開弁圧PN
1は、開弁前すなわちセット時の一段目バネ5のバネ荷
重をF1、開弁前の針弁3の受圧面積をA1としたとき
に、PN1=F1/A1で定義されるものであって、F1
1×x01(但し、x01はセット時の一段目バネ5の短
縮長)であり、PN1=k1×x01/A1である。
In the fuel introduction passage 8 of the fuel injection nozzle 1,
The fuel which is metered and pressurized by the fuel injection pump 10 and discharged is sent. When the pressure of the fuel discharged from the fuel injection pump 10 (discharge pressure) is P P , the pressure inside the fuel injection nozzle 1 (nozzle internal pressure) PN 0 is slightly larger than P P due to the influence of the injection pipe and the like. When the nozzle internal pressure PN 0 exceeds the nozzle opening pressure PN 1 , the first stage spring 5 is compressed and the needle valve 2 opens. Here, the nozzle opening pressure PN
1, the spring load of the first stage spring 5 at the valve opening before ie set when a F 1, a pressure receiving area of the needle valve 3 before opening and A 1, as defined in PN 1 = F 1 / A 1 And F 1 =
k 1 × x 01 (where x 01 is the shortened length of the first-stage spring 5 at the time of setting), and PN 1 = k 1 × x 01 / A 1 .

【0012】針弁3が開くと、一段目バネ5のバネ荷重
が増大する。すなわち、針弁3が開き、一段目バネ5の
短縮長がxp1(一段目リフト量)だけ大きくなったとき
のバネ荷重をF2とすると、F2=k1×(x01+xp1
であり、F2は針弁3の一段目リフト量xp1が大きくな
る程増大する。また、針弁3が開くと受圧面積も変化す
る。そして、開弁後の受圧面積をA2とすると、針弁3
が中間ロッド6に当接するまでは、ノズル内圧PN0
2/A2より大きい限り一段目リフト量xp1が増大す
る。また、F2/A2とPN0が釣り合えば、その位置で
リフト量が固定される。また、針弁3が中間ロッド6に
当接すると、針弁3にはノズル内圧PN0と一段目バネ
5のバネ荷重F2のほか、中間ロッド6を介して二段目
バネ7のセット状態のバネ荷重F3が加わる。ここで、
セット時の二段目バネ7の短縮長をx02とすると、F3
=k2×x02である。そして、ノズル内圧PN0が(F2
+F3)/A2を越えるまでは針弁3は動かず、プレリフ
ト(例えば60μ)を保持する。また、PN0が(F2
3)/Aを越えると、中間ロッド7を押し上げて針弁
3のリフトが再度増大する。そして、そのリフトの増量
分すなわち二段目リフト量をxp2、二段目リフト時の一
段目バ,ネ5のバネ荷重をF4、二段目リフト時の二段
目バネ7のバネ荷重をF5とすると、F4=k1×(x01
+xp1+xp2)、F5=k2×(x02+xp2)である。そ
して、ノズル内圧PN0が(F4+F5)/A2と釣り合う
まで、あるいはストッパ(図示せず)により規制される
フルリフトに達するまでリフトが増大する。
When the needle valve 3 opens, the spring load of the first stage spring 5 increases. That is, if the spring load when the needle valve 3 is opened and the shortened length of the first-step spring 5 is increased by x p1 (first-step lift amount) is F 2 , F 2 = k 1 × (x 01 + x p1 ).
And F 2 increases as the first stage lift amount x p1 of the needle valve 3 increases. Further, when the needle valve 3 is opened, the pressure receiving area also changes. When the pressure receiving area after opening the valve is A 2 , the needle valve 3
Until the nozzle abuts the intermediate rod 6, the first stage lift amount x p1 increases as long as the nozzle internal pressure PN 0 is larger than F 2 / A 2 . If F 2 / A 2 and PN 0 are in balance, the lift amount is fixed at that position. When the needle valve 3 comes into contact with the intermediate rod 6, in addition to the nozzle internal pressure PN 0 and the spring load F 2 of the first-stage spring 5, the second-stage spring 7 is set to the needle valve 3 via the intermediate rod 6. Spring load F 3 is applied. here,
If the shortened length of the second step spring 7 at the time of setting is x 02 , F 3
= K 2 × x 02 . Then, the nozzle internal pressure PN 0 becomes (F 2
The needle valve 3 does not move until + F 3 ) / A 2 is exceeded, and the pre-lift (for example, 60 μ) is maintained. Also, PN 0 is (F 2 +
When F 3 ) / A is exceeded, the intermediate rod 7 is pushed up and the lift of the needle valve 3 increases again. Then, the increased amount of the lift, that is, the second-stage lift amount is x p2 , the spring load of the first-stage bar / net 5 at the time of the second-stage lift is F 4 , and the spring load of the second-stage spring 7 at the time of the second-stage lift. Is F 5 , F 4 = k 1 × (x 01
+ X p1 + x p2 ) and F 5 = k 2 × (x 02 + x p2 ). Then, the lift increases until the nozzle internal pressure PN 0 is balanced with (F 4 + F 5 ) / A 2 or reaches the full lift regulated by a stopper (not shown).

【0013】ノズル内圧PN0は燃料噴射ポンプ10の
吐出圧PPによって規定される。そして、吐出圧PPは後
述のように燃料噴射ポンプ10のプランジャ速度によっ
て決まるもので、具体的には燃料噴射ポンプ10のドラ
イブシャフトの回転速度とカムプロフィールに依存す
る。また、ドライブシャフトの回転速度はエンジン回転
数によって変化し、カムプロフィールはエンジン回転
数,負荷等に応じた噴射量制御に伴って変化する。した
がって、ノズル内圧PN0はエンジンの回転数と負荷に
よって特性が変化する。そのため、図2に示すように、
エンジン回転数と負荷の領域図において、低速・低負荷
側は一段目リフトのみの一段リフト域となり、高速・
高負荷側はプレリフトとフルリフトの二段リフト域と
なる。また、この例は、一段リフト域のアイドル側に
中間リフト域を設定するものであって、この中間リフ
ト域では針弁3のリフトがプレリフト(例えば60
μ)に達しないで例えば30μといった中間リフトを保
持するよう、一段目バネ5のバネ定数が設定される。つ
まり、開弁前のスプリングのバネ荷重により規定される
ノズル開弁圧(PN1)と、開弁直後のスプリングのバ
ネ荷重に相当する噴射圧(PN2)と、吐出圧と相関関
係にあるノズル内圧(PNo)との関係が、低速・低負
荷域におけるPNoをPNOLとしたときに、上記中間リ
フト域においてはPN2>PNOL>PN1となるよう、
また、中間リフト域を除く低速・低負荷の一段リフト
域および高速・高負荷の二段リフト域では、PNo
をPNOHとしたときに、PNOH>PN2>PN1となるよ
う、バネ定数が設定される。PNOLとPNOHは、PNOL
<PNOHの関係にある。
The nozzle internal pressure PN 0 is defined by the discharge pressure P P of the fuel injection pump 10. The discharge pressure P P is determined by the plunger speed of the fuel injection pump 10 as described later, and specifically depends on the rotational speed of the drive shaft of the fuel injection pump 10 and the cam profile. Further, the rotation speed of the drive shaft changes depending on the engine speed, and the cam profile changes according to the injection amount control according to the engine speed, the load, and the like. Therefore, the characteristic of the nozzle internal pressure PN 0 changes depending on the engine speed and the load. Therefore, as shown in FIG.
In the region diagram of engine speed and load, the low-speed / low-load side is the first-stage lift area only for the first-stage lift,
The high-load side has a two-stage lift area of pre-lift and full lift. Further, in this example, the intermediate lift region is set on the idle side of the first stage lift region, and the lift of the needle valve 3 is pre-lifted (for example, 60
The spring constant of the first stage spring 5 is set so as to maintain an intermediate lift of, for example, 30 μ without reaching (μ). That is, there is a correlation between the nozzle opening pressure (PN 1 ) defined by the spring load of the spring before opening the valve, the injection pressure (PN 2 ) corresponding to the spring load of the spring immediately after opening, and the discharge pressure. The relationship with the nozzle internal pressure (PN o ) is such that PN 2 > PN OL > PN 1 in the above intermediate lift region when PN o is PN OL in the low speed / low load region.
In the low-speed, low-load first-stage lift area and the high-speed, high-load two-stage lift area, excluding the intermediate lift area, PN o
The when the PN OH, PN OH> PN 2 > PN 1 and so as the spring constant is set. PN OL and PN OH are PN OL
<There is a PN OH relationship.

【0014】このようにして中間リフト域と一段リフ
ト域と二段リフト域が設定されることによる針弁リ
フト量の特性(ノズルリフト特性)は、図3に示すよう
なものであって、アイドル時には針弁3のリフトはプレ
リフト(例えば60μ)に達しない中間リフト(例えば
30μ)で推移する。そのため、噴射期間が長くなり、
燃焼期間が長くなって、急速燃焼が防止され、燃焼音が
低減されるとともに、燃料の微粒化が促進され、燃焼が
良好となって、エミッションおよび燃費性能が向上す
る。また、その他の運転域では通常の二段リフト特性と
なる。
The characteristic of the needle valve lift amount (nozzle lift characteristic) by setting the intermediate lift region, the first stage lift region and the second stage lift region in this way is as shown in FIG. At times, the lift of the needle valve 3 changes to an intermediate lift (for example, 30μ) that does not reach the pre-lift (for example, 60μ). Therefore, the injection period becomes longer,
The combustion period is prolonged, rapid combustion is prevented, combustion noise is reduced, fuel atomization is promoted, combustion is improved, and emission and fuel efficiency performance are improved. In addition, in other operating regions, the normal two-stage lift characteristic is obtained.

【0015】図4は燃料噴射ノズル1に加圧燃料を圧送
する燃料噴射ポンプ10の一例を示している。図4に示
す燃料噴射ポンプ10は所謂分配型噴射ポンプであっ
て、エンジンのクランクシャフトにより回転駆動される
ドライブシャフト11と、ドライブシャフト11の回転
によって駆動されるカムディスク12と、カムディスク
12のドライブシャフト11側端面外周に設けられた気
筒数だけのフェイスカム13と、カムディスク12のフ
ェイスカム13と反対の端面中央に連結されるプランジ
ャ14と、フェイスカム13に当接することによって、
回転するカムディスク12をプランジャ14と共に持ち
上げるローラ15と、カムディスク12をローラ15に
押し付ける方向にプランジャ14を付勢するプランジャ
スプリング16と、ドライブシャフト11により駆動さ
れるベーンタイプの燃料供給ポンプ17と、燃料供給ポ
ンプ17から供給された燃料をプランジャ室18に導入
するインレットポート19と、プランジャ13の回転に
よりプランジャ14の吐出ポート20と順次出会うよう
設けられた気筒数だけのアウトレットポート21と、各
アウトレットポート21の先端に設けられたデリバリバ
ルブ22と、プランジャ14の逃がしポート23を開く
位置を調整して噴射期間と噴射量を変えるコントロール
スリーブ24と、インレットポート19を開閉すること
によって最大噴射量を規制するフューエルカット・ソレ
ノイド25を備えている。燃料噴射ポート10には、そ
のほか、ギヤ26を介して駆動されエンジン回転数に応
じてコントロールスリーブ24の位置を調整し最高速度
を規制するガバナが設けられ、また、エンジン回転数に
応じてローラ15のドライブシャフト11に対する位相
を調整することにより噴射時期を制御するタイマが設け
られる。
FIG. 4 shows an example of a fuel injection pump 10 for pumping pressurized fuel to the fuel injection nozzle 1. The fuel injection pump 10 shown in FIG. 4 is a so-called distributed injection pump, and includes a drive shaft 11 that is rotationally driven by a crankshaft of an engine, a cam disk 12 that is driven by the rotation of the drive shaft 11, and a cam disk 12. By as many face cams 13 as the number of cylinders provided on the outer periphery of the end surface on the side of the drive shaft 11, a plunger 14 connected to the center of the end surface of the cam disk 12 opposite to the face cam 13, and abutting on the face cam 13,
A roller 15 for lifting the rotating cam disk 12 together with the plunger 14, a plunger spring 16 for urging the plunger 14 in a direction to press the cam disk 12 against the roller 15, and a vane type fuel supply pump 17 driven by the drive shaft 11. , An inlet port 19 for introducing the fuel supplied from the fuel supply pump 17 into the plunger chamber 18, an outlet port 21 for the number of cylinders provided so as to sequentially meet the discharge port 20 of the plunger 14 by the rotation of the plunger 13, and The delivery valve 22 provided at the tip of the outlet port 21, the control sleeve 24 that changes the injection period and the injection amount by adjusting the opening position of the escape port 23 of the plunger 14, and the maximum injection by opening and closing the inlet port 19 Is equipped with a fuel-cut solenoid 25 to regulate the. In addition, the fuel injection port 10 is provided with a governor that is driven through a gear 26 and adjusts the position of the control sleeve 24 according to the engine speed to regulate the maximum speed, and the roller 15 according to the engine speed. A timer is provided for controlling the injection timing by adjusting the phase of the drive shaft 11 with respect to the drive shaft 11.

【0016】上記燃料噴射ポンプ10において、燃料は
燃料供給ポンプ17により送られ、インレットポート1
9からプランジャ室18に導かれる。そして、エンジン
のクランクシャフトによってドライブシャフト11が駆
動され、カムディスク12が回転と同時に往復移動する
ことにより、プランジャ室18の燃料が加圧され、プラ
ンジャ13の吐出ポートと各アウトレットポート21と
連通することによって、デリバリバルブ22を介し各気
筒の燃料噴射ノズル1へ分配される。また、コントロー
ルスリーブ24の制御により、プランジャ13の有効ス
トロークが調整されて、それによって、噴射期間と噴射
量が制御される。コントロールスリーブ24はガバナに
よって制御され、また、後述のようにECU(エンジン
コントロールユニット)によってフィードバック制御さ
れる。また、ローラ15はタイマによってエンジン回転
数の上昇とともにドライブシャフト11の回転と逆方向
に動かされ、それによって、フェイスカム13のリフト
時期が早められる。また、タイマはECUによってフィ
ードバック制御される。
In the fuel injection pump 10 described above, fuel is sent by the fuel supply pump 17, and the inlet port 1
9 leads to the plunger chamber 18. Then, the drive shaft 11 is driven by the crankshaft of the engine, and the cam disk 12 reciprocates simultaneously with the rotation, so that the fuel in the plunger chamber 18 is pressurized and communicates with the discharge port of the plunger 13 and each outlet port 21. As a result, the fuel is distributed to the fuel injection nozzles 1 of each cylinder via the delivery valve 22. Further, the effective stroke of the plunger 13 is adjusted by the control of the control sleeve 24, and thereby the injection period and the injection amount are controlled. The control sleeve 24 is controlled by a governor, and is feedback-controlled by an ECU (engine control unit) as described later. Further, the roller 15 is moved by the timer in the direction opposite to the rotation of the drive shaft 11 as the engine speed increases, whereby the lift timing of the face cam 13 is advanced. Further, the timer is feedback-controlled by the ECU.

【0017】燃料噴射ポンプ10の吐出圧PPは、プラ
ンジャ速度によって決まり、プランジャ速度は、ドライ
ブシャフト11の回転速度と、フェイスカム13のカム
プロフィールによって決まる。そして、エンジン低回転
時には、ドライブシャフト11の回転速度が低いため、
プランジャ速度が低く、したがって、吐出圧PPが低
い。また、エンジン回転が上がれば、吐出圧PPも上昇
する。また、ノズル内圧PN0は、燃料噴射ポンプ10
と燃料噴射ノズル1を結ぶ噴射管等の影響により、PP
より若干高く、やはり、エンジン回転とともに上昇する
ものである。
The discharge pressure P P of the fuel injection pump 10 is determined by the plunger speed, and the plunger speed is determined by the rotational speed of the drive shaft 11 and the cam profile of the face cam 13. And, at the time of low engine speed, the rotation speed of the drive shaft 11 is low,
The plunger speed is low and therefore the discharge pressure P P is low. Further, as the engine speed increases, the discharge pressure P P also increases. Further, the nozzle internal pressure PN 0 is equal to the fuel injection pump 10
The influence of the injection tube or the like connecting the fuel injection nozzle 1, P P
It is slightly higher, and again rises with engine rotation.

【0018】ノズルリフト特性は、上記のとおりアイド
ル時に中間リフトを達成するよう設定するものである
が、各気筒の燃料噴射ノズル1のバネ定数にばらつきが
あると、噴射時期および噴射期間が気筒毎に異なってく
る可能性があり、そうした場合に、燃焼にばらつきが生
じ角速度変動が大きくなってエンジンの振動成分が悪化
する懸念がある。そこで、ECUにより、ガバナを介し
てコントロールスリーブ24をフィードバック制御し、
また、タイマをフィードバック制御することにより、図
5においてt1=t2=t3=t4とし、気筒間噴射ばらつ
きによる振動成分の悪化を抑制する。図6は、そのよう
なフィードバック制御を行う制御系のブロック図であ
る。
The nozzle lift characteristic is set so as to achieve the intermediate lift at the idle time as described above. However, if the spring constant of the fuel injection nozzle 1 of each cylinder varies, the injection timing and the injection period vary from cylinder to cylinder. In such a case, there is a concern that variations in combustion will occur, the angular velocity fluctuation will increase, and the vibration component of the engine will deteriorate. Therefore, the ECU feedback-controls the control sleeve 24 via the governor,
Further, by performing feedback control of the timer, t 1 = t 2 = t 3 = t 4 in FIG. 5 and the deterioration of the vibration component due to the inter-cylinder injection variation is suppressed. FIG. 6 is a block diagram of a control system that performs such feedback control.

【0019】本発明は、燃料噴射ノズルが一段リフト式
の場合にも適用できる。図7は本発明を適用する一段リ
フト式燃料噴射ノズルの一例を示す。この燃料噴射ノズ
ル31は、ノズルボディー32に針弁33が装着されて
なり、ノズルボディー32はテーニングナット34によ
ってホルダボディー35に固定されている。そして、針
弁33は、摺動部33aとニードル部33bとからな
り、ニードル部33bには、ノズルボディー32の噴孔
36に面して円錐テーパ状のシート面33cが形成され
ている。針弁33のリフトはホルダボディー35の端面
によって規制される。また、そのホルダボディー35の
端面を貫通してプレッシャピン37が設けられ、そのプ
レッシャピン37の先端は針弁33の頭部に当接してい
る。そして、ホルダボディー35にアジャステイングス
クリュー38が取り付けられ、プレッシャピン37とア
ジャステイングスクリュー38との間にスプリング39
が装着されている。そして、ノズルボディー34には、
針弁33の摺動部33aとニードル部33bとの接続部
分を囲む位置に油だまり40が形成され、また、この油
だまり40に燃料を導入する燃料通路41が形成されて
いる。また、アジャステイングスクリュー38を貫通し
て逃がし通路42が設けられている。燃料噴射ノズル3
1はエンジンの各気筒毎に設けられ、それぞれ燃焼室の
略中央に噴孔36が開口するよう配置される。
The present invention can also be applied to the case where the fuel injection nozzle is of the one-stage lift type. FIG. 7 shows an example of a single stage lift type fuel injection nozzle to which the present invention is applied. In this fuel injection nozzle 31, a needle valve 33 is attached to a nozzle body 32, and the nozzle body 32 is fixed to a holder body 35 by a taining nut 34. The needle valve 33 includes a sliding portion 33a and a needle portion 33b, and a conical taper seat surface 33c is formed on the needle portion 33b so as to face the injection hole 36 of the nozzle body 32. The lift of the needle valve 33 is restricted by the end surface of the holder body 35. Further, a pressure pin 37 is provided so as to penetrate the end surface of the holder body 35, and the tip of the pressure pin 37 is in contact with the head of the needle valve 33. Then, an adjusting screw 38 is attached to the holder body 35, and a spring 39 is provided between the pressure pin 37 and the adjusting screw 38.
Is installed. And, in the nozzle body 34,
An oil reservoir 40 is formed at a position surrounding a connecting portion between the sliding portion 33a of the needle valve 33 and the needle portion 33b, and a fuel passage 41 for introducing fuel into the oil reservoir 40 is formed. An escape passage 42 is provided so as to penetrate the adjusting screw 38. Fuel injection nozzle 3
No. 1 is provided for each cylinder of the engine, and the injection holes 36 are arranged so as to open at substantially the center of the combustion chamber.

【0020】燃料噴射ノズル31はやはり例えば図4に
示す燃料噴射ポンプ10に接続され、燃料通路42に計
量加圧され吐出された燃料が送り込まれる。そして、ノ
ズル内圧PN0がノズル開弁圧PN1を越えると、スプリ
ング39が圧縮され、針弁32が開く。ここで、スプリ
ング39のバネ定数は、ノズル内圧PN0と、開弁前の
バネ荷重に相当するノズル開弁圧PN1と、開弁後のス
プリング39のバネ荷重に相当する噴射圧PN2との関
係が、アイドル時には、PN2>PNO>PN1となり、
アイドル以外では、PNO>PN2>PN1となるよう設
定する。このような設定することによって、ノズルリフ
ト特性は図8に示すようになり、アイドル時には針弁3
のリフトはフルリフト(例えば60μ)に達しない中間
リフト(例えば30μ)で推移し、噴射期間が長くな
る。その結果、アイドル時の燃焼音が低減されるととも
に、燃料の微粒化が促進され、エミッションおよび燃費
性能が向上する。その他の運転域では通常の一段リフト
特性となる。
The fuel injection nozzle 31 is also connected to, for example, the fuel injection pump 10 shown in FIG. 4, and the fuel which is metered and pressurized and discharged is fed into the fuel passage 42. Then, when the nozzle internal pressure PN 0 exceeds the nozzle opening pressure PN 1 , the spring 39 is compressed and the needle valve 32 opens. Here, the spring constant of the spring 39 is the nozzle internal pressure PN 0 , the nozzle opening pressure PN 1 corresponding to the spring load before valve opening, and the injection pressure PN 2 corresponding to the spring load of the spring 39 after valve opening. The relationship of PN 2 > PN O > PN 1 when idle
Outside idle sets PN O> PN 2> PN 1 and becomes like. By making such settings, the nozzle lift characteristic becomes as shown in FIG.
Is changed to an intermediate lift (for example, 30 μ) that does not reach the full lift (for example, 60 μ), and the injection period is lengthened. As a result, combustion noise during idling is reduced, atomization of fuel is promoted, and emission and fuel efficiency performance are improved. In other driving ranges, the normal one-step lift characteristic is obtained.

【0021】本発明は、また、図9に示すようなセント
ラルプランジャタイプの燃料噴射ノズルにも適用でき
る。この燃料噴射ノズル51は、やはりノズルボディー
52に針弁53が装着されたものである。そして、針弁
53は、摺動部53aとニードル部53bとからなり、
ニードル部53bには、ノズルボディー52の噴孔54
に面して円錐テーパ状のシート面53cが形成され、そ
の先端にピントル部53dが形成されている。また、ノ
ズルボディー52内部に形成されたスプリング室55に
は、針弁53側の端部にプレッシャピン56が配置さ
れ、プレッシャピン56とスプリング室55の他端との
間にスプリング57が装着されている。また、プレッシ
ャピン56と対向してスプリング室55の他端に燃圧室
58が形成されるとともに、この燃圧室58に一端がシ
リンダ嵌合する燃圧ロッド59が設けられて、該ロッド
59の他端はセット時にプレッシャピン56に対し所定
の隙間をもって対峙する配置とされている。そして、燃
圧室58に燃圧を供給する通路60と、スプリング室5
5に燃圧を供給する通路61が設けられ、それら二つの
通路60,61が一つの燃圧供給路62に接続され、そ
の接続部にデューティ制御式のソレノイドバルブ63が
設けられている。上記ソレノイドバルブ63は、エンジ
ンの負荷と回転数に応じてデューティ制御するもので、
それにより、燃圧室58およびスプリング室55の燃圧
バランスを変え、実質バネ定数が変化するようにしてい
る。また、ノズルボディー52には、針弁53の摺動部
53aとニードル部53bの接続部分を囲む位置に油だ
まり64が形成され、また、この油だまり64に燃料を
導入する燃料通路65が形成されている。
The present invention can also be applied to a central plunger type fuel injection nozzle as shown in FIG. In this fuel injection nozzle 51, a needle valve 53 is attached to a nozzle body 52. The needle valve 53 includes a sliding portion 53a and a needle portion 53b,
The needle portion 53b has a nozzle hole 54 of the nozzle body 52.
A seat surface 53c having a conical taper shape is formed to face, and a pintle portion 53d is formed at the tip thereof. Further, a pressure pin 56 is arranged at an end portion on the needle valve 53 side in a spring chamber 55 formed inside the nozzle body 52, and a spring 57 is mounted between the pressure pin 56 and the other end of the spring chamber 55. ing. Further, a fuel pressure chamber 58 is formed at the other end of the spring chamber 55 so as to face the pressure pin 56, and a fuel pressure rod 59 whose one end fits into a cylinder is provided at the other end of the rod 59. Are arranged to face the pressure pin 56 with a predetermined gap at the time of setting. Then, the passage 60 for supplying the fuel pressure to the fuel pressure chamber 58 and the spring chamber 5
5 is provided with a passage 61 for supplying fuel pressure, these two passages 60, 61 are connected to one fuel pressure supply passage 62, and a duty control solenoid valve 63 is provided at the connecting portion. The solenoid valve 63 performs duty control according to the engine load and rotation speed,
Thereby, the fuel pressure balance between the fuel pressure chamber 58 and the spring chamber 55 is changed, and the substantial spring constant is changed. Further, in the nozzle body 52, an oil reservoir 64 is formed at a position surrounding a connecting portion of the sliding portion 53a of the needle valve 53 and the needle portion 53b, and a fuel passage 65 for introducing fuel into the oil reservoir 64 is formed. Has been done.

【0022】この燃料噴射ノズル51はエンジンの各気
筒毎に設けられ、それぞれ燃焼室の略中央に噴孔54が
開口するよう配置されるもので、やはり例えば図4に示
す燃料噴射ポンプ10に接続され、燃料通路42に計量
加圧され吐出された燃料が送り込まれる。そして、ノズ
ル内圧PN0がノズル開弁圧PN1を越えると、スプリン
グ57が圧縮され、針弁53が開く。ここで、ソレノイ
ドバルブ61により調整される燃圧を加えた実質バネ定
数は、ノズル内圧PN0と、開弁前のバネ荷重に相当す
るノズル開弁圧PN1と、開弁後のスプリング57のバ
ネ荷重に相当する噴射圧PN2との関係が、アイドル時
には、PN2>PNO>PN1となり、アイドル以外で
は、PNO>PN2>PN1となるよう設定する。この場
合、ノズルリフト特性は図3あるいは図8のいずれにも
設定可能である。
The fuel injection nozzle 51 is provided for each cylinder of the engine, and is arranged so that the injection hole 54 opens in the approximate center of the combustion chamber. Also, for example, it is connected to the fuel injection pump 10 shown in FIG. Then, the fuel that has been metered and pressurized and discharged is fed into the fuel passage 42. Then, when the nozzle internal pressure PN 0 exceeds the nozzle opening pressure PN 1 , the spring 57 is compressed and the needle valve 53 opens. Here, the substantial spring constant added with the fuel pressure adjusted by the solenoid valve 61 is the nozzle internal pressure PN 0 , the nozzle opening pressure PN 1 corresponding to the spring load before valve opening, and the spring 57 spring after valve opening. relationship between the injection pressure PN 2 corresponding to the load is, during idling, PN 2> PN O> PN 1 , and the outside idle sets PN O> PN 2> PN 1 and becomes like. In this case, the nozzle lift characteristic can be set in either FIG. 3 or FIG.

【0023】次に、図1〜図6の係る実施の形態を例に
とって、本発明による各種特性の実験データを説明す
る。
Next, experimental data of various characteristics according to the present invention will be described by taking the embodiments of FIGS. 1 to 6 as examples.

【0024】図10は、アイドル時のノズルリフトを示
す針弁リフトセンサー波形である。データは、ノズル開
弁圧を230kgf/cm2とした場合、200kgf
/cm2とした場合、180kgf/cm2とした場合の
3種類を示している。プレリフトはいずれも60μ、エ
ンジン回転数はいずれも700rpmである。このデー
タから判るように、ノズル開弁圧を230kgf/cm
2とすることによって中間リフトが得られる。
FIG. 10 is a needle valve lift sensor waveform showing the nozzle lift during idling. The data is 200kgf when the nozzle opening pressure is 230kgf / cm 2.
/ Cm 2 and 180 kgf / cm 2 are shown. The pre-lift is 60μ and the engine speed is 700 rpm. As can be seen from this data, the nozzle opening pressure is 230 kgf / cm.
An intermediate lift can be obtained by setting the value to 2 .

【0025】図11は、同じくアイドル時で、エンジン
回転数が700rpm、静的噴射タイミングをTDC
(上死点)としたときの筒内圧力の波形図である。デー
タは、一段目のセット圧(ノズル開弁圧)が230kg
f/cm2で二段目のセット圧が260kgf/cm2
場合と、一段目のセット圧が200kgf/cm2で二
段目のセット圧が260kgf/cm2の場合と、一段
目のセット圧が180kgf/cm2で二段目のセット
圧が260kgf/cm2の場合である。このデータか
ら判るように、ノズル開弁圧を230kgf/cm2
することによって急速燃焼を抑制することができる。
FIG. 11 shows that the engine speed is 700 rpm and the static injection timing is TDC when the engine is idling.
It is a wave form diagram of cylinder pressure when it is set (top dead center). The data shows that the first set pressure (nozzle opening pressure) is 230 kg.
and if the set pressure of the second stage at f / cm 2 is 260kgf / cm 2, and if the set pressure of the first stage is set pressure of the second stage at 200 kgf / cm 2 is 260kgf / cm 2, a set of first stage pressure is if the set pressure of the second stage at 180 kgf / cm 2 is 260kgf / cm 2. As can be seen from this data, the rapid combustion can be suppressed by setting the nozzle opening pressure to 230 kgf / cm 2 .

【0026】図12は、NOx(窒素酸化物)とPM
(微粒子)の濃度を示す1500、Pe=3(エンジン
回転数1500rpm、平均有効圧3kgf/cm2
の通常運転時のデータと、IDLE(アイドル)時のデ
ータであって、丸印は230/260(一段目が230
kgf/cm2で二段目が260kgf/cm2)の場
合、三角印は140/260(一段目が140kgf/
cm2で二段目が260kgf/cm2)の場合、四角印
は200/230(一段目が200kgf/cm2で二
段目が230kgf/cm2)の場合をそれぞれ示して
いる。なお、1500、Pe=3とIDLEではスケー
ルが変えてある。このデータから判るように、ノズル開
弁圧を230kgf/cm2とすることによってアイド
ル時のNOxおよびPMを低減することができ、また、
通常運転時のPMを低減することができる。
FIG. 12 shows NOx (nitrogen oxide) and PM.
1500 indicating the concentration of (fine particles), Pe = 3 (engine speed 1500 rpm, average effective pressure 3 kgf / cm 2 ).
The data at the time of normal operation and the data at the time of IDLE (idle), circles are 230/260 (the first stage is 230
If the second stage in kgf / cm 2 is 260kgf / cm 2), triangles 140/260 (one stage 140kgf /
If the second stage in cm 2 is 260kgf / cm 2), square marks indicate the case of the 200/230 (second stage the first stage is at 200 kgf / cm 2 is 230 kgf / cm 2), respectively. Note that the scale is changed for 1500 and Pe = 3 and IDLE. As can be seen from this data, NOx and PM during idling can be reduced by setting the nozzle opening pressure to 230 kgf / cm 2, and
PM during normal operation can be reduced.

【0027】図13は、アイドル時の静的噴射タイミン
グによる最高噴射圧Pmaxの変化を示すデータであ
り、図14は、同噴射圧の最高上昇率dp/dθ ma
xを示すデータである。また、図15は同様にアイドル
時の静的噴射タイミングによる燃焼音レベル(SPL)
を示すデータである。これらデータはいずれもノズル開
弁圧が230kgf/cm2、200kgf/cm2、1
80kgf/cm2の場合のものである。これらデータ
から判るように、ノズル開弁圧を230kgf/cm2
とすることによってアイドル時のPmaxおよびdp/
dθ maxを低下させ、騒音を低減することができ
る。
FIG. 13 is data showing changes in the maximum injection pressure Pmax due to the static injection timing during idling, and FIG. 14 is the maximum increase rate dp / dθ ma of the injection pressure.
It is data showing x. Further, FIG. 15 similarly shows the combustion sound level (SPL) at the static injection timing during idling.
Is the data indicating All of these data show that the nozzle opening pressure is 230 kgf / cm 2 , 200 kgf / cm 2 , 1
This is for 80 kgf / cm 2 . As can be seen from these data, the nozzle opening pressure was set to 230 kgf / cm 2
By setting Pmax and dp /
Noise can be reduced by reducing dθ max.

【0028】図16は、アイドル時の静的噴射タイミン
グによる燃費の変化を示すデータである。データは、ノ
ズル開弁圧が230kgf/cm2、200kgf/c
2、180kgf/cm2の場合のものである。このデ
ータから判るように、ノズル開弁圧を230kgf/c
2とすると、噴射タイミングをTDCを中心とした通
常の範囲に設定する限りは、少なくともノズル開弁圧が
200kgf/cm2の場合よりアイドル時に燃費が良
くなる。
FIG. 16 is data showing changes in fuel consumption due to static injection timing during idling. The data shows that the nozzle opening pressure is 230 kgf / cm 2 and 200 kgf / c.
It is for m 2 and 180 kgf / cm 2 . As can be seen from this data, the nozzle opening pressure is 230 kgf / c.
When m 2 is set, as long as the injection timing is set in a normal range centered on TDC, the fuel economy at idle becomes better than at least when the nozzle opening pressure is 200 kgf / cm 2 .

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、直噴ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射装置において、低速・低負荷側のアイドル
等の領域でのノズルリフトを微小リフトとすることがで
き、かつ、微小リフトによる燃料の微粒化と燃焼騒音の
低減と、出力要求域での通常リフトによる出力の向上
を、高噴射圧条件のもとに達成することができる。
According to the present invention, in a fuel injection device for a direct injection diesel engine, a nozzle lift in a region such as idle on a low speed / low load side can be made a minute lift, and the fuel can be lifted by the minute lift. It is possible to achieve the atomization of No. 1 and the reduction of combustion noise, and the improvement of the output by the normal lift in the output required region under the high injection pressure condition.

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

【図1】本発明に係る二段リフト式燃料噴射ノズルの模
式構造図である。
FIG. 1 is a schematic structural diagram of a two-stage lift type fuel injection nozzle according to the present invention.

【図2】図1の燃料噴射ノズルのリフト領域図である。FIG. 2 is a lift region diagram of the fuel injection nozzle of FIG.

【図3】図1の燃料噴射ノズルのリフト特性図である。FIG. 3 is a lift characteristic diagram of the fuel injection nozzle of FIG.

【図4】本発明に係る分配型燃料噴射ポンプの構造図で
ある。
FIG. 4 is a structural diagram of a distributed fuel injection pump according to the present invention.

【図5】本発明における各気筒の燃料噴射時期および噴
射期間を示すタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing a fuel injection timing and an injection period of each cylinder in the present invention.

【図6】本発明におけるポンプフィードバック制御系の
ブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a pump feedback control system according to the present invention.

【図7】本発明に係る一段リフト式燃料噴射ノズルの構
造図である。
FIG. 7 is a structural diagram of a one-stage lift type fuel injection nozzle according to the present invention.

【図8】図7の燃料噴射ノズルのリフト特性図である。FIG. 8 is a lift characteristic diagram of the fuel injection nozzle of FIG.

【図9】本発明に係るセントラルプランジャタイプの燃
料噴射ノズルの模式構造図である。
FIG. 9 is a schematic structural diagram of a central plunger type fuel injection nozzle according to the present invention.

【図10】アイドル時のノズルリフトを示すセンサー波
形図である。
FIG. 10 is a sensor waveform diagram showing a nozzle lift during idling.

【図11】アイドル時の筒内圧力の波形図である。FIG. 11 is a waveform diagram of cylinder pressure during idling.

【図12】NOxおよびPM濃度のグラフである。FIG. 12 is a graph of NOx and PM concentration.

【図13】アイドル時の最高噴射圧のグラフである。FIG. 13 is a graph of the maximum injection pressure during idling.

【図14】アイドル時の噴射圧の最高上昇率のグラフで
ある。
FIG. 14 is a graph of the maximum increase rate of injection pressure during idling.

【図15】アイドル時の燃焼音レベルのグラフである。FIG. 15 is a graph of combustion sound level during idling.

【図16】アイドル時の燃費のグラフである。FIG. 16 is a graph of fuel consumption during idling.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射ノズル(二段リフト式) 3 針弁 5 一段目バネ 6 中間ロッド 7 二段目バネ 10 燃料噴射ポンプ 14 プランジャ 24 コントロールスリーブ 31 燃料噴射ノズル(一段リフト式) 33 針弁 39 スプリング 51 燃料噴射ノズル(セントラルプランジャタイプ) 53 針弁 57 スプリング 1 Fuel injection nozzle (two-stage lift type) 3 Needle valve 5 First stage spring 6 Intermediate rod 7 Second stage spring 10 Fuel injection pump 14 Plunger 24 Control sleeve 31 Fuel injection nozzle (one stage lift type) 33 Needle valve 39 Spring 51 Fuel Injection nozzle (central plunger type) 53 Needle valve 57 Spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 博文 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hirofumi Yamauchi 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Motor Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料を計量加圧しエンジン回転数に略比
例した吐出圧で吐出する燃料噴射ポンプと、ノズル内圧
が開弁前のスプリングのバネ荷重により規定される所定
のノズル開弁圧を越えたときに開弁リフトする針弁を備
え前記燃料噴射ポンプに連結されて該燃料噴射ポンプに
より計量加圧され吐出された燃料を燃焼室内に噴射する
燃料噴射ノズルとからなる直噴ディーゼルエンジンの燃
料噴射装置において、前記ノズル開弁圧と開弁直後の前
記スプリングのバネ荷重に相当する噴射圧と前記ノズル
内圧との関係が、前記ノズル開弁圧をPN1、前記噴射
圧をPN2、前記ノズル内圧をPNoとし、また、低速・
低負荷域におけるPNoをPNOL、高速・高負荷域にお
けるPNoをPNOHとしたときに、低速・低負荷側の所
定領域においてはPN2>PNOL>PN1となり、高速・
高負荷域においてはPNOH>PN2>PN1となり、か
つ、PNOL<PNOHとなるよう、前記スプリングのバネ
定数および前記ノズル内圧特性を設定したことを特徴と
する直噴ディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
1. A fuel injection pump for measuring and pressurizing fuel to discharge at a discharge pressure substantially proportional to an engine speed, and a nozzle internal pressure exceeding a predetermined nozzle opening pressure defined by a spring load of a spring before valve opening. Fuel for a direct injection diesel engine, which includes a needle valve that opens and lifts when opened, and a fuel injection nozzle that is connected to the fuel injection pump and injects the fuel metered and pressurized by the fuel injection pump into the combustion chamber. In the injection device, the relationship between the nozzle opening pressure, the injection pressure corresponding to the spring load of the spring immediately after the valve opening, and the nozzle internal pressure is such that the nozzle opening pressure is PN 1 , the injection pressure is PN 2 , the nozzle internal pressure and PN o, also, low-speed,
PN o the PN OL in the low load region, the PN o when the PN OH in high-speed and high-load region, PN 2> PN OL> PN 1 becomes in a predetermined area of the low-speed, low-load, high-speed,
Fuel for a direct injection diesel engine, characterized in that the spring constant of the spring and the nozzle internal pressure characteristic are set so that PN OH > PN 2 > PN 1 and PN OL <PN OH in the high load range. Injection device.
【請求項2】 前記燃料噴射ノズルが、低速・低負荷側
にプレリフト域を形成する多段リフト式の燃料噴射ノズ
ルであり、前記ノズル開弁圧と前記噴射圧と前記ノズル
内圧との関係が、前記プレリフト域においてPN2>P
OL>PN1となる請求項1記載の直噴ディーゼルエン
ジンの燃料噴射装置。
2. The fuel injection nozzle is a multi-stage lift type fuel injection nozzle that forms a pre-lift region on the low speed / low load side, and the relationship between the nozzle opening pressure, the injection pressure, and the nozzle internal pressure is: PN 2 > P in the pre-lift area
The fuel injection device for a direct injection diesel engine according to claim 1 , wherein N OL > PN 1 .
【請求項3】 前記燃料噴射ノズルが一段リフト式であ
る請求項1記載の直噴ディーゼルエンジンの燃料噴射装
置。
3. The fuel injection device for a direct injection diesel engine according to claim 1, wherein the fuel injection nozzle is a one-stage lift type.
【請求項4】 前記ノズル開弁圧が機械的に固定された
ものである請求項1,2または3記載の直噴ディーゼル
エンジンの燃料噴射装置。
4. The fuel injection device for a direct injection diesel engine according to claim 1, wherein the nozzle opening pressure is mechanically fixed.
【請求項5】 当該エンジンが多気筒エンジンで、低速
・低負荷側の前記所定領域における噴射期間が等間隔と
なるようフィードバック信号によって前記燃料噴射ポン
プを制御する手段を備えた請求項1,2,3または4記
載の直噴ディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
5. The means for controlling the fuel injection pump by a feedback signal so that the engine is a multi-cylinder engine and the injection periods in the predetermined region on the low speed / low load side are equidistant. , 3 or 4, a fuel injection device for a direct injection diesel engine.
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