JPH10103183A - 噴射装置 - Google Patents

噴射装置

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JPH10103183A
JPH10103183A JP21079497A JP21079497A JPH10103183A JP H10103183 A JPH10103183 A JP H10103183A JP 21079497 A JP21079497 A JP 21079497A JP 21079497 A JP21079497 A JP 21079497A JP H10103183 A JPH10103183 A JP H10103183A
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JP
Japan
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injection
chamber
fuel
control valve
valve
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Application number
JP21079497A
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English (en)
Inventor
Colin Thomas Timms
コリン・トーマス・ティムス
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ZF International UK Ltd
Original Assignee
Lucas Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的簡単な構造からなる上述した型の噴射装
置を提供する。 【解決手段】汲み上げ室（２６）から圧力下の燃料を受
容するために配置されるノズル本体（７０）からなる噴
射装置が開示される。弁（３４）の形の噴射制御装置が
噴射タイミングを制御しかつ弁（４６）の形の排出制御
装置が前記汲み上げ室（２６）と燃料容器（７４）との
間の連通を制御する。電磁アクチユエータ（５４）が両
方の弁（３４，４６）の作動を制御し、アクチユエータ
（５４）は弁（３４，４６）の両方と連係する単一の、
共通のアーマチユア（５６）を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関（エンジ
ン）のシリンダへ燃料を供給するのに使用するための噴
射装置に関する。とくに、本発明は噴射の時に燃料圧力
が噴射のタイミングから独立して制御可能であるように
作動され得る噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記で述べられたように作動され得る噴
射装置は適宜に低い圧力の容器と高い圧力で噴射ノズル
へ燃料を供給するための供給ラインとの間の連通を制御
すべく作動し得る排出弁、および噴射ノズルに設けられ
た弁針の運動の制御を許容すべく配置される制御弁から
なる。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】噴射のタイミングは制御弁に
よつて制御され、噴射圧力は制御弁の作動のタイミング
に関連して排出弁の作動のタイミングにより決定され
る。複数の電磁アクチユエータが排出および制御弁の作
動を制御するのに設けられる。電磁アクチユエータは排
出および制御弁と連係する個々のアーマチユアからなる
ことができ、該アーマチユアは単一の固定子装置の影響
下で動き得る。かかる従来の装置はその構造が複雑であ
る。
【０００４】本発明の目的は比較的簡単な構造からなる
上述した型の噴射装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、汲み上げ室を含むポンプ手段、出口開口を有するノ
ズル本体、前記汲み上げ室と前記ノズル本体を相互に接
続する燃料ライン、前記汲み上げ室と燃料容器との間の
連通を制御する排出制御手段、前記開口を介してのエン
ジン燃焼室への加圧燃料の噴射を制御するための噴射制
御手段、および前記噴射制御手段および前記排出制御手
段の作動を制御するための共通のアーマチユアを含む電
磁アクチユエータからなる、噴射シーケンスの間中エン
ジンの燃焼室へ燃料を噴射するための噴射装置により解
決される。
【０００６】単一の、共通のアーマチユアを含む単一
の、共通の電磁アクチユエータを設けることは噴射装置
の複雑さを低減し、コントローラへの電気的接続は１つ
の電磁アクチユエータの接続を必要とするのみである。
【０００７】噴射装置は好都合にはポンプ／噴射装置、
噴射装置の１部分を形成するポンプ手段からなる。
【０００８】本発明をさらに、添付図面に示された１つ
の実施例に関連して以下、詳細に説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】添付図面に示される噴射装置は互
いに非常に似ておりそして示されるところは別として後
述の説明は両方の噴射装置に適用し得る。図面におい
て、同様な参照符号は同様な部分を示すのに使用され
る。
【００１０】添付図面に示される噴射装置は各々ノズル
本体７０（図２参照）に形成された孔１２内で摺動し得
る弁針１０からなる。孔１２は環状室１４を含み、該環
状室１４内に受容される針１０の部分は環状室１４への
高圧燃料の印加が座１８から離れて弁針１０を持ち上げ
ようとするように配置されるスラスト面１６を含んでお
り、針１０はばね室２２内に置かれるばね２０によつて
座１８と係合して偏倚される。図２に示されるように、
ばね室２２は、部分的に、ばねハウジング７２内に設け
られた孔によつて画成され得る。弁針１０の端部領域は
ばね室２２内に延びる。環状室１４は汲み上げプランジ
ヤ２８が往復動し得るポンプ室２６と供給通路２４を介
して連通する。汲み上げプランジヤ２８は好都合には汲
み上げ室２６内の燃料を圧縮するようにカムおよびタペ
ツト装置（図示せず）の作用により動かされるように配
置され、汲み上げプランジヤ２８の外向運動が好都合に
ばね（図示せず）の作用下で発生する。供給通路２４は
制限器３０を介してばね室２２と連通する。
【００１１】弁装置は噴射装置の作動を制御するために
設けられ、弁装置は制御弁部材３４がその中で摺動可能
である制御弁ハウジング７３（図２参照）に設けられた
孔３２からなり、ばね３６が孔３２の部分によつてによ
つて画成された座と係合して弁部材３４を偏倚するよう
に配置されている。制御弁部材３４は比較的大きな直径
からなり、そしてばね３６は制御弁部材３４と制御弁ハ
ウジング７３と排出弁ハウジング（後述）との間に画成
された段部との間に係合させられる。座の下流で、孔３
２は通路３８を介して適宜に低い圧力の排出装置７４
（図２参照）と連通する。座の上流で、孔３２は室２２
と連通する環状室４０を画成する。それゆえ、理解され
ることは、制御弁部材３４の位置が室２２が低圧排出装
置と連通するかどうかを決定する。
【００１２】排出弁ハウジング４２が制御弁ハウジング
７３上に取り付けられ、孔４４が排出弁ハウジング４２
に設けられ、孔４４は孔３２と同軸である。排出弁部材
４６は孔４４内で摺動可能であり、排出弁部材４６は該
排出弁部材４６と制御弁部材３４との間に係合されるば
ね４８によつて孔４４の１部分によつて画成される座に
向かって偏倚される。座の上流側で、孔４４および排出
弁部材４６は通路２４と連通する環状室５０を画成し、
座の下流の孔４４の部分は通路５２を介して低圧排出装
置７４と連通する。
【００１３】排出および制御弁部材３４，３６の位置を
制御するために、電磁アクチユエータが設けられる。該
電磁アクチユエータは巻線を備えた固定子５４、および
巻線に電流を印加することにより発生される磁界の作用
により動き得るアーマチユア５６からなる。螺旋ばね５
８がアーマチユア５６を固定子５４から離して偏倚する
のに設けられる。アーマチユア５６は孔３２，４４と同
軸に配置され、アーマチユア５６は孔４４内に延びるロ
ツド６０を備え、該ロツド６０は孔４４からの燃料の漏
洩を実質上阻止するように孔４４と通路５２の接続の下
流で孔４４に密封して係合する。ロツド６０は排出弁部
材４６に設けられた軸方向に延在する孔内のピストン状
摺動嵌合でありかつ同様に制御弁部材３４に設けられた
軸方向に延在する孔内で摺動嵌合である。ロツド６０は
比較的大径の領域６０ａおよび比較的小径の領域６０ｂ
を含み、肩部が部分６０ａおよび６０ｂの接続を画成す
る。排出弁部材４６はばね４８によつて肩部と係合して
偏倚される。ロツド６０の最下方部分は外方に延在する
フランジ６４を含みかつ使用において、後述されるごと
く、フランジ６４は制御弁部材３４の最も下方部分と係
合し得る。
【００１４】使用において、添付図面に示された位置か
ら出発して、巻線は付勢されずかくしてアーマチユア５
６がばね５８によつて固定子５４から離して偏倚されそ
してロツド６０の肩部との排出弁部材４６の係合はその
座から間隔が置かれる位置を占有する排出弁部材４６を
結果として生じる。汲み上げ室２６はそれゆえ低圧排出
装置と連通する。ロツド６０の位置は、フランジ６４が
制御弁部材３４の下方端から間隔が置かれ、そして制御
弁部材３４がばね３６と係合して偏倚されるようになつ
ている。室２２はそれゆえ低圧排出装置と連通せずかつ
室２２内の燃料圧力は実質上汲み上げ室２６内の圧力に
等しい。同様に、環状室１４に印加される圧力は汲み上
げ室２６内の圧力に実質上等しく、そしてスラスト面１
６の面積が室２２内の圧力に曝される針１０の部分の面
積の有効面積より小さいので、ばね２０の作用とともに
針１０上の燃料圧力の作用は座１８と係合している位置
を占有している針１０を結果として生じる。汲み上げプ
ランジヤ２８はばね（図示せず）の作用により外方に押
されておりかくして汲み上げ室２６の容積を増加しかつ
燃料を排出弁部材４６を越えて通路５２を介して汲み上
げ室２６に汲み上げる。
【００１５】続いて、プランジヤ２８はカム装置の作用
により内方運動を開始する。汲み上げプランジヤ２８の
内方運動は排出弁部材４６を越えて通路５２へ戻されて
いる汲み上げ室２６からのかつそれから低圧排出装置へ
の燃料を結果として生じる。汲み上げ室２６内での燃料
の加圧を開始することが望まれるとき、電流が排出弁部
材４６をばね４８の作用によりその座と係合して動かさ
せるのに十分な範囲にばね５８の作用に抗してアーマチ
ユア５６の運動を結果として生じる磁界を発生するため
に巻線に印加される。電流は続いてこの位置にアーマチ
ユアを維持するのに十分な第１保持電流レベルに降下さ
せられる。アーマチユア５６の運動は制御弁部材３４の
下方面と係合してフランジ６４を持ち来すのに十分にし
得るが、好都合には、比較的高く予備負荷されるばね３
６の作用に抗してその座から離して制御弁部材３４を持
ち上げるには不十分である。アーマチユア５６の運動は
それゆえ汲み上げ室２６と低圧排出装置との間の連通を
遮断するのには十分であるが、室２２を低圧排出装置と
連通させるのには不十分である。
【００１６】汲み上げ室２６は低圧排出装置ともはや連
通しないので、汲み上げプランジヤ２８のさらに他の内
方運動は増加する汲み上げ室２６内の圧力を結果として
生じる。室２２に加えられる圧力は室１４に加えられる
圧力に実質上等しいので、針１０は前述されたごとくそ
の座と接触したままでありそれゆえ噴射は開始しない。
【００１７】噴射を開始したいとき、巻線はさらに他の
量だけばね３６，４８，５８の作用に抗してアーマチユ
ア５６を持ち上げるために完全に付勢され、制御弁部材
３４の下方端とのフランジ６４の係合は結果としてその
座から持ち上げられている制御弁部材３４をを生じかく
して室２２と低圧排出装置との間の連通を許容する。電
流は続いてこの位置にアーマチユアを維持するのに自由
分名第２保持電流レベルへ降下させられる。室２２は今
や低圧排出装置と連通するので、室２２内の圧力に曝さ
れる弁針１０の部分に印加される圧力はその座と係合し
て針１０を維持するのに不十分でありかくして弁針１０
はばね２０の作用に抗して動かされかつ燃料がノズル本
体の端部に設けられた出口開口を通って噴射されるよう
に座１８を越えて汲み上げ室２６から供給される。理解
されることは、制限器３０を設けることで室２２への燃
料の流れを制限しかくして室２２が低圧排出装置と連通
するので、室２２への燃料の流れはその座と係合して弁
は理１０の運動を結果として生じるのに十分に大きいレ
ベルに室２２内の圧力を上昇するのには不十分であると
いうことである。
【００１８】噴射を終了するために、巻線に印加される
電流は減少されかくしてアーマチユア５６が制御弁部材
３４をその座と係合して動かさせるのに十分な範囲に固
定子５４から離れてばね３６，４８，５８の作用により
動く。かかる制御弁部材３４の運動は室２２と低圧排出
装置との間の連通を遮断しかくして室２２への制限され
た燃料の流れが針１０をその座との係合に戻すのにばね
を補助するするのに十分な範囲に増加する室２２内の圧
力を結果として生じる。噴射は次いで終了される。
【００１９】他の噴射が要求されるならばプランジヤ２
８は内方に動き続け、例えばパイロツト噴射に続いて主
噴射が行われる場合に、巻線は制御弁部材３４をその座
から離して持ち上げるようにもう一度完全に付勢されか
くして前述されたように再び噴射を開始する。かかる噴
射は前述されたと同一の方法において終了される。
【００２０】噴射が終了された後、巻線は完全に消勢さ
れかつアーマチユア５６はばね５８の作用により示され
た位置に動く。かかるアーマチユア５６の運動はその座
から持ち上げられている排出弁部材４６を結果として生
じかくして汲み上げ室２６から低圧排出装置へ流れるよ
うな燃料を許容する。汲み上げ室２６内の圧力はそれゆ
え緩和される。汲み上げプランジヤ２８の連続する内方
運動は排出弁部材４６を越えて低圧排出装置へ移動され
ている汲み上げ室２６からのさらに他の燃料を結果とし
て生じる。続いて汲み上げプランジヤ２８はばねの作用
により外方運動を開始しかつ汲み上げ室２６の充填は開
始すべき他の汲み上げサイクルに備えるのに前述された
ごとく発生する。
【００２１】理解されることは、別個の排出および制御
装置の存在が噴射のタイミングから独立して制御される
ような噴射の開始における汲み上げ室２６内の燃料の圧
力を許容し、汲み上げ室２６内の圧力が排出弁部材４６
が制御弁部材３４が噴射を開始するためにその座から持
ち上げられるタイミングに関連して閉じるタイミングに
依存しているということである。両方の弁部材の制御が
単一の、共通のアーマチユア５６を含む単一の電磁アク
チユエータを使用して達成されるので、噴射装置の作動
を制御するのに必要とされる唯一の電気的接続は巻線の
接続であることが理解される。噴射装置の製造および取
り付けはそれゆえ比較的簡単である。
【００２２】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、噴射シーケン
ス中エンジンの燃焼室へ燃料を噴射するための噴射装置
において、汲み上げ室を含むポンプ手段；出口開口を有
するノズル本体；前記汲み上げ室と前記ノズル本体を相
互に接続する燃料ライン；前記汲み上げ室と燃料容器と
の間の連通を制御する排出制御手段；前記開口を介して
のエンジン燃焼室への加圧燃料の噴射を制御するための
噴射制御手段；および前記噴射制御手段および前記排出
制御手段の作動を制御するための共通のアーマチユアを
含む電磁アクチユエータからなる構成としたので、噴射
装置の作動を制御するのに必要とされる電気的接続が巻
線の接続だけである、比較的簡単な構造の噴射装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を構成する噴射装置を示す概略
断面図である。
【図２】図１に示した噴射装置と同様な噴射装置を示す
概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 弁針 １６ スラスト面 １８ 座（弁針の） ２２ ばね室（制御室） ２６ 汲み上げ室 ２８ 汲み上げプランジヤ ３０ 制限器 ３４ 制御弁部材（噴射制御弁） ４６ 排出制御弁部材（排出制御弁） ５４ 電磁アクチユエータ ５６ アーマチユア ７０ ノズル本体 ７４ 燃料容器（低圧排出装置）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｚ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 噴射シーケンス中エンジンの燃焼室へ燃
    料を噴射するための噴射装置において、 汲み上げ室（２６）を含むポンプ手段（２８）、 出口開口を有するノズル本体（７０）、 前記汲み上げ室（２６）と前記ノズル本体（７０）を相
    互に接続する燃料ライン（２４）、 前記汲み上げ室（２６）と燃料容器（７４）との間の連
    通を制御する排出制御手段、 前記開口を介してのエンジン燃焼室への加圧燃料の噴射
    を制御するための噴射制御手段、および前記噴射制御手
    段および前記排出制御手段の作動を制御するための共通
    のアーマチユア（５６）を含む電磁アクチユエータ（５
    ４）からなることを特徴とする噴射装置。
  2. 【請求項２】 前記噴射制御手段および排出制御手段
    は、前記アーマチユア（５６）が第１位置を占めると
    き、前記排出制御手段が前記汲み上げ室（２６）と前記
    容器（７４）との間の連通を許容し、前記噴射制御手段
    が前記開口を通る燃料の噴射を阻止し、前記アーマチユ
    ア（５６）が第２の中間位置を占めるとき、前記排出制
    御手段が前記汲み上げ室（２６）と前記容器（７４）と
    の間の連通を遮断し、前記噴射制御手段が噴射を阻止し
    続け、そして前記アーマチユア（５６）が第３位置を占
    めるとき、前記噴射制御手段が前記開口を通る燃料の噴
    射を許容するように配置されることを特徴とする請求項
    １に記載の噴射装置。
  3. 【請求項３】 前記排出制御手段が排出制御弁（４６）
    からなることを特徴とする請求項１または２に記載の噴
    射装置。
  4. 【請求項４】 前記噴射制御手段が噴射制御弁（３４）
    からなることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に
    記載の噴射装置。
  5. 【請求項５】 前記ノズル本体（７０）が弁針（１０）
    がその中で摺動可能である孔を含み、前記弁針（１０）
    が制御室（２２）内の燃料の圧力に晒される前記弁針と
    連係する面を有し、該面が前記制御室（２２）への圧力
    下の燃料の印加がその座（１８）と係合して前記弁針
    （１０）を押圧する該弁針に力を加えるように方向付け
    られ、前記噴射制御弁（３４）が前記制御室（２２）内
    の燃料圧力を制御することを特徴とする請求項４に記載
    の噴射装置。
  6. 【請求項６】 前記制御室（２２）が制限器（３０）を
    介して前記汲み上げ室（２６）と連通し、前記噴射制御
    弁（３４）が前記制御室（２２）と低圧排出装置（７
    ４）との間の連通を制御することを特徴とする請求項５
    に記載の噴射装置。
  7. 【請求項７】 前記噴射制御弁（３４）および排出制御
    弁（４６）は、前記アーマチユア（５６）が第１位置を
    占めるとき、前記排出制御弁（４６）が前記汲み上げ室
    （２６）と前記容器（７４）との間の連通を許容し、前
    記噴射制御弁（３４）が汲み上げ室（２６）内の圧力に
    実質上等しいように前記制御室（２２）内の圧力を制御
    し、前記アーマチユア（５６）が第２の、中間位置を占
    めるとき、前記排出制御弁（４６）が前記汲み上げ室
    （２６）と前記容器（７４）との間の連通を遮断し、前
    記制御室（２２）内の圧力が前記噴射制御弁（３４）の
    制御下で前記汲み上げ室（２６）内の圧力と実質上同一
    の圧力であり、そして前記アーマチユア（５６）が第３
    の位置を占めるとき、前記噴射制御弁（３４）が低いレ
    ベルに落ち込むような前記制御室（２２）内の燃料圧力
    を許容するように配置されることを特徴とする請求項５
    または６に記載の噴射装置。
  8. 【請求項８】 前記アーマチユア（５６）は実質上ゼロ
    電流が前記電磁アクチユエータ（５４）に印加されると
    きその第１位置を占め、前記アーマチユア（５６）は第
    １の低い大きさの保持電流の前記アクチユエータ（５
    ４）への印加により第１ばねの負荷の作用に抗して第２
    位置に保持され、そして前記アクチユエータ（５４）へ
    の第２の、より高い保持電流の印加により第２のばね負
    荷の作用に抗して第３位置に保持されることを特徴とす
    る請求項７に記載の噴射装置。
  9. 【請求項９】 前記アーマチユア（５６）がその第１位
    置を占めるとき、前記排出制御弁（４６）が開かれかつ
    前記噴射制御弁（３４）が閉じられ、その第２位置への
    アーマチユア（５６）の運動が前記排出制御弁（４６）
    を閉じる一方前記噴射制御弁（３４）は閉じられたまま
    でありそしてその第３位置へのアーマチユア（５６）の
    運動が前記噴射制御弁（３４）を開く一方前記排出制御
    弁（４６）は閉じられたままであることを特徴とする請
    求項７または８に記載の噴射装置。
  10. 【請求項１０】 噴射シーケンスの間中エンジンの燃焼
    室へ燃料を噴射するための噴射装置において、 汲み上げ室（２６）を含むポンプ手段（２８）、 出口開口を有するノズル本体（７０）、 前記汲み上げ室（２６）と前記ノズル本体（７０）を相
    互に接続する燃料ライン（２４）、 前記汲み上げ室（２６）と燃料容器（７４）との間の連
    通を制御する排出制御手段、 前記開口を介してのエンジン燃焼室への加圧燃料の噴射
    を制御するための噴射制御手段、および前記噴射制御手
    段および前記排出制御手段の作動を制御するための共通
    のアーマチユア（５６）を含む電磁アクチユエータ（５
    ４）からなり、第１の、比較的低い保持電流が前記アク
    チユエータ（５４）に印加される間に前記排出制御手段
    が前記汲み上げ室（２６）と前記燃料容器（７４）との
    間の連通を遮断し、そして第２の、より高い保持電流が
    前記アクチユエータ（５４）に印加される間に、前記噴
    射制御手段が燃料の噴射を許容することを特徴とする噴
    射装置。
  11. 【請求項１１】 前記排出制御手段が排出制御弁（４
    ６）からなることを特徴とする請求項１０に記載の噴射
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記ノズル本体（７０）が弁針（１
    ０）がその中で摺動可能である孔を含み、前記弁針（１
    ０）が制御室（２２）内の燃料の圧力に晒される前記弁
    針と連係する面を有し、該面が前記制御室（２２）への
    圧力下の燃料の印加がその座（１８）と係合して前記弁
    針（１０）を押圧する該弁針に力を加えるように方向付
    けられ、前記噴射制御手段が前記制御室（２２）内の燃
    料圧力を制御することを特徴とする請求項１１に記載の
    噴射装置。
  13. 【請求項１３】 前記アクチユエータ（５４）がアーマ
    チユア（５６）を含み、前記噴射制御弁（３４）および
    排出制御弁（４６）は、実質上電流が前記アクチユエー
    タ（５４）に印加されないとき、該アクチユエータ（５
    ４）の前記アーマチユア（５６）が、前記排出制御弁
    （４６）が前記汲み上げ室（２６）と前記容器（７４）
    との間の連通を許容する休止位置を占め、前記噴射制御
    弁（３４）が汲み上げ室（２６）内の圧力に実質上等し
    いように前記制御室（２２）内の圧力を制御し、第１の
    電流が前記アクチユエータ（５４）に印加されるとき、
    前記アーマチユア（５６）が前記排出制御弁（４６）が
    前記汲み上げ室（２６）と前記容器（７４）との間の連
    通を遮断する第１の、中間の位置を占め、前記制御室
    （２２）内の圧力が前記噴射制御弁（３４）の制御下で
    前記汲み上げ室（２６）内の圧力と実質上同一の圧力で
    あり、そして第２の電流が前記アクチユエータ（５４）
    に印加されるとき、前記アーマチユア（５６）が前記噴
    射制御弁（３４）が低いレベルに落ち込むような前記制
    御室（２２）内の燃料圧力を許容する第２の位置を占め
    るように配置されることを特徴とする請求項１２に記載
    の噴射装置。
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