JPS5853645A - 燃料噴射装置 - Google Patents

燃料噴射装置

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JPS5853645A
JPS5853645A JP57154721A JP15472182A JPS5853645A JP S5853645 A JPS5853645 A JP S5853645A JP 57154721 A JP57154721 A JP 57154721A JP 15472182 A JP15472182 A JP 15472182A JP S5853645 A JPS5853645 A JP S5853645A
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    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/18—Pressure in a control cylinder/piston unit

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は９分配形噴射Ｉンゾと種々のパラメータに応じ
て調整可能な噴射量調節部材とを有している内燃機関用
燃料噴射装置に関する。
この形式の公知の噴射装置は噴射量並びに噴射時期を調
速機によって機械的又は機械液力的に調節する。このよ
うな調節運動伝達形式の場合に遊びによって生ずる誤調
節をできるだけわずかにするためには、伝動装置部材の
間に多数の精密かん合部を設ける必要があるが、このた
め伝達機構全体が極めて高価になる。
また暖機運転時などの修正値を組み込むために必要な付
加的な手段によっても高価になる。
これに対し特許請求の範囲第１項の構成要件を具備した
本発明による燃料噴射装置においては、製作費が安価で
９重Ｉが軽Ｉでかつ摩滅する部品がわずかであるにもか
かわらず、噴射始め及び噴射期間をより正確に決定する
ことができる。また、必要な場合に極めて多数の・ξラ
メータを極めて簡単に組、み込むことができ＼る。
特許請求の範囲第２項以下は本発明の有利な実施態様を
記載したものである。
以下においては図面に示した実施例を参照しながら本発
明の構成を具体的に説明する。
第１図に示した第１実施例において、２部分よシ成るケ
ーシングｌ内に軸２が支承されている。更にケーシング
１は、軸２と結合されているベーンｌンプ３及び複ピス
トンポンゾ４を室５・６内に収容している。
軸２の複ピストンポンプ側の端部は分配器７として構成
されている。
ケーシングｌは更に燃料供給導管のための接続部８を有
しておシ、この接続部８から通路９及び１０がベーンＩ
ンゾ３の室５に通じている。
通路１１が室５の吐き出し側を室６に接続している。室
６からは通路１２が圧力制限弁１３を介して燃料戻し導
管の接続部１４に通じている。
室６内には軸２のフランジ１５が配置されており、この
７ランジ１５は、その直径方向に延びるシリンダ孔１６
を有している。このシリンダ孔１６内には１対のピスト
ン１７が移動可能に支承されている。両方のピストン１
７は互いに向き合う底面に孔１８を有しており、これら
の孔内に押しコイルばね１９が予ばね力をもって挿入さ
れている。軸２内に形成されている縦孔２０はその端部
をプラグ２１によって密閉されている。この縦孔２０は
シリンダ孔１６を横切って、軸２の駆動側端部に向かっ
て延長されていて９円すい部を経てアキシャル孔２２に
移行している。このアキシャル孔２２はラジアル孔２３
によって室６に接続されている。縦孔２０からアキシャ
ル孔２２への移行円すい部には逆止め弁２４の玉が当て
付けられている。各ピストン１７の外方端部は１対のロ
ーラ２５に支えられている。これによりローラ２５はカ
ム１ノング２６のカム状の内周面に押し付けられる。プ
ラグ２１のすぐ手前のところで軸２はラジアル孔２７を
有している。このラジアル孔２７は軸２の回転位置に応
じて、軸２の回りに放射状に配置されている多数の通路
２８の１つに接続される。通路２８は接続部２９を経て
噴射ノズルに通じている。軸２に形成されている別のラ
ジアル孔３０が、軸２の分配器７側の端部を収容してい
るケーシング１の孔に形成されているリング溝３１に通
じており、このリング溝３１から通路３２がケーシング
１の接続面３３に通じている。この接続面３３には圧電
・液力式の制御ブロック３５の接続面３４が密着せしめ
られている。圧電・液力式の制御ブロックは、スツール
ケーシング３６と駆動子ケーシング３７とから成ってい
る。スツールケーシング３６の孔３８内には制御スゾー
ル３９が支承されている。
制御スゾールの長さは次のように定められている。すな
わち、孔３８の両端部を外部に向かって閉鎖している２
つのねじＩル）４０と４１との間で制御スプールが調整
可能な距離だけ往復に制御運動し得るように々っている
。接続面３３及び３４が互いに所定の状態で密着せしめ
られている場合に、スツールケーシング３６の通路４２
はケーシング１の通路３２に接続している。通路４２は
孔３８に通じており、その開口部と合致し得る範囲にお
いて制御スプール３９に転削溝４３が形成されており、
この転削溝の一方の側縁が通路４２から孔３８内への開
口部を開閉するようになっている。転削溝４３の軸方向
の長さはこの場合次のように定められている。すなわち
、転削溝によって、スプールケーシング３６内を圧力逃
がし弁４５を経て燃料戻し導管の接続部４６にまで達し
ている通路４４が常時孔３８に接続されているようにし
である。
圧力逃がし弁４５の上流側で通路４４から別の通路４７
が分岐しており、これは、駆動子ケーシング３７のカッ
マー５４内を通って駆動子ケーシング３７の載着部４８
内の室４９に開口している。室４９はダイヤフラム５０
によって仕切られているが、このことは必ずしも必要で
はない。室４９の１つの壁面は駆動子ケーシング３７に
よって形成されている。この壁面に通路５］の一端が開
口しており、その他端はシリンダ室５２内に開口してい
る。シリンダ室５Ｘ２はピストン５３を収容していて、
外部に向かってカッ”−５４によって閉じられている。
ピストン５３はシリンダ室５２を２つの別個の圧力室５
５及び５６に分割している。この場合ピストン５３は絞
りすきま５７及び５８を形成しており。
これらの絞りすきまによって圧力室５５及び５６は通路
５１に接続されている。ピストン５３の外周面に形成さ
れている転削部５９は両方の絞りすきま５７及び５８を
明確に分けている。
ピストン５３は更にビン６ｏによって圧電セラミックよ
り成る駆動子６１に固定されている。
この駆動子６１は柱体として構成されていて。
ねじビン６２を介して駆動子ケーシング３７に結合され
ている。駆動子６１への電気接続はケーブル６３を介し
て行われ、このケーブルはシール部６４を経て外部に導
き出されている。また圧力室５５及び５６は、駆動子ケ
ーシング３７及びスプールケーシング３６内を延びてい
る通路６５及び６６によって、孔３８内の制御スプール
３９の両側の制御室に接続されている。
燃料噴射装置が作動せしめられる場合、軸２が回転せし
められ、これにより駆動されるに一ンボンプ３が燃料を
接続部８から吸い込んで。
室５から通路１１を経て室６内に送る。
このようにして燃料で満たされた室６から燃料は複ピス
トンポンプΦによって逆止め弁２４を通して吸い込まれ
て、ピストン１７により分配器７の縦孔２０内に送られ
る。そこから燃料は。
ラジアル孔２７及び通路の１つを経て１つの噴射ノズル
に送られるとともに、ラジアル孔３０及び通路３２・＋
２を経て制御スプール３９に送られる。通路４２の開口
部が制御スプール３９によって開かれていると９通路４
４及び４７を通って、圧力逃がし弁４５により制限きれ
る燃料圧力が室４９内にも生ぜしめられる。圧力が上昇
すると、過剰の燃料が圧力逃がし弁４６を通って逃がさ
れる。燃料圧力はダイヤフラム５０を介して駆動子ケー
シング３７の圧力液体に作用する。
駆動子ケーシング３７及び載着部＋８０内部並びに通路
６５・６６内及び制御スプール３９の両側の自由スペー
スはすべて圧力液体で気泡なしに満たされている。駆動
子６１に電圧がかけられると、駆動子は伸長じて、ピス
トン５３を第１図で見て右に向かって押す。これにより
衝撃的に圧力室５６内の圧力が増大し、かつ圧力室５５
内の圧力が減小する。この圧力差によって制御スプール
３９が左に向かって動かされ。
孔３８内への通路４２の開口部が閉じられる。
同時に複ピストンポンプ内及び分配器７内に噴射圧力が
生ぜしめられ２分配器７の位置に応じて燃料が噴射ノズ
ルの１つから噴射される。
電圧が遮断されると、圧力室５５及び５６内の圧力状態
が切り替わる。すなわち、圧力室５５内の圧力が増大し
、圧力室５６内の圧力が減小する。これにより制御スプ
ール３９は第１図に示しだ閉鎖位置から右に向かって開
放位置に動かされる。ねじＩルト４１によってこの開放
位置は調整可能である。また閉鎖位置もねじゼルト４０
によって調整可能である。制御スプール３９が開放位置
に動かされると、噴射過程が終了する。
ベーン−ンプ３から送られても複ピストンボンプキによ
って受は取られない燃料は圧力制限弁１３を経て燃料タ
ンクに戻される。
駆動子６１によって動かされるピストン５３の小さな距
離を制御スゾール３９の大きな運動距離に変換する場合
に重要なことは、圧力媒体（ディーゼル油）内に気はう
が存在していないようにすることである。このことを達
成するために、駆動子ケーシング及びスゾールケーシン
グに充てんされる油は脱ガスされ、運転中に圧力室５５
及び５６は室４９内の圧力によって常時液力負荷されて
いる。複動型のピストン５３の場合には、単動型のピス
トンの場合と異なって、案内すきまを通ってガスが圧力
液体内に入り込む危険はない。更に制御ピストンの操作
は常に圧力室内の圧力媒体の圧縮によって行われるので
、ガスが遊離して気はうを生じることは々い。駆動子６
１による小さなピスト＾運動を制御運動に直接に転換す
る場合の特別な問題は温度変動に基づく駆動子６１の長
さ変化である。
更に液力を介して変換する場合に圧力液体と駆動子ケー
シング３７との熱膨張の相違が問題となる。これらの問
題を解決するために次のような手段が講じられている： １、制御スプール３９の運動距離は調整可能な機械的な
ストン、ｏによって制限されている。
２、圧力室５５及び５６は絞シすきま５７及び５８によ
って互いに接続されている。
３、圧力室５５及び５６は絞りすきま５７及び５８によ
って室４９に接続されている。
４、制御スプール横断面に対するピストン横断面の比（
液力伝達比）はピストン運動距離に対する制御スプール
運動距離の比よりも大きい ５、制御スゾール３９は押しばね６７によって。
通路４２と４４とを接続する休止位置に向かって負荷さ
れている。
６　ピストン５３の熱膨張率は駆動子ケーシング３７の
熱膨張率よりも大きい。
第２図に示した実施例では、圧電・液力式の制御ブロッ
ク３５の代わりに、圧電式に制御可能な多数の曲げ変形
部材より成る制御ブロック６８が使用されている。この
制御ブロック６８は、接続面７０を有する支持体６９を
備えている。通路７１は通路３２（第１図）に接続され
る。この通路７１は孔７２及び通路７３を経て燃料タン
クへの戻し導管に通じている。孔７２内には制御スプー
ル７４が支承されており、この制御スプール７４は第１
図の制御スプール３９に相当する。制御スプール７４も
転削部７５を有している。この制御スゾール７４の一端
部は孔７２から突出して、多数の圧電式曲げ変形部材７
６の自由端部と結合されている。これらの曲げ変形部材
の他方の端部は柱体７７に固定されており、柱体７７自
体は支持体６９に固定されている。
第２図においては制御スゾール７４は開放位置にあり、
燃、料は通路７１から通路７３（流れることができる。
したがってこの状態では噴射は行われない。曲げ変形部
材７６は電圧をかけられておらず、休止位置にある。曲
げ変形部材７６に電圧が印加されると２曲げ変形部材は
制御スゾール７４を通路７１の閉鎖位置に動かす。
これにより第１図に関連して説明したように噴射が行わ
れる。
第４図は、１つの曲げ変形部材７６を示し。
これは金属条片７８とその両側に例えば焼結により固定
されたセラミック板７９とから成っている。
第５図には、第４図の曲げ変形部材７６を前後に並べて
堆り付けた状態が示されているが。
曲げ変形部材７６を左右に並べて取り付けることも可能
である。
第６図には、金属を挾まないで多数のセラミック条片８
１をまとめた）ξイル８ｏが示されている。電気接続部
８２及び８３はこの場合例々のセラミック条片が異なっ
て分極されるように設けられている。このことは矢印８
４によって示されている。機能上の理由から２個々のセ
ラミック条片の間に滑り層を設けておくとよい。
第７図はプラスチック又は金属よシ成る支持体８５を示
し、これは複数のウェブ８６を有しており、これらのウ
ェブ８６自体は両側にセラミック条片８７を備えている
。
このような曲げ変形部材の運動を緩衝するために、第８
図に示すように、互いに間隔をおいて配置されている曲
げ変形部材の間に摩擦ウェブ８８を設けておくとよい。
圧電式の曲げ変形部材に対する電圧印加の制御は第３図
に概略的に示したような周知の制御装置８９によって行
うどとができる。この制御装置８９には２機関回転数信
号・負荷信号・上死点（ＯＴ）の位、置を表す信号・油
温度信号・冷却水温度信号・空振温度信号・燃料種類を
表す信号・空気圧力又は過給圧力を表す信号などがノぞ
ラメータとしてインプットされる。第１の出力点９０は
圧電式曲げ変形部材に対する制御電圧の接続・遮断信号
を供給する。
別の出力点からは９例えば排ガス再循環制御信号（ＡＲ
Ｐ）又は内燃機関の非常停止信号が取り出される。
【図面の簡単な説明】
第１図は圧電・液力式制御ブロックを有する燃料噴射装
置の縦断面図、第２図は多数の圧電式曲げ変形部材より
成る制御ブロックを示した図、第３図は制御装置の概略
図、第４図・第５図・第６図・第７図及び第８図は種々
の圧電式曲げ変形部材を示した図である。 １・・・ケーシング、２・・・軸、３・・・（−ンボン
ソ。 養・・・複ピストンポンプ、５及び６・・・室、７・・
・分配器、８・・・接続部、９〜１２・・・通路、１３
・・・圧力制限弁、１４・・・接続部、１５・・・フラ
ンジ、１６・・・シリンダ孔、１７・・・ビス「ン、１
８・・・孔。 １９・・・押しコイゝルばね、２０・・・縦孔、２１・
・・プラグ、２２・・・アキシャル孔、２３・・・ラジ
アル孔。 ２４・・・逆止め弁、２５・・・ローラ、２６・・・カ
ムリング、２７・・・ラジアル孔、２８・・・通路、２
９・・・接続部、３０・・・ラジアル孔、３１・・・リ
ング溝。 ３２・・・通路、３３及び３４・・・接続面、３５・・
・制御ブロック、３６・・・スプールケーシング、３７
・・・駆動子ケーシング、３８・・・孔、３９・・・制
御スプール、４０及び４１・・・ねじゼルト、４２・・
・通路、４３・・・転削溝、４４・・・通路、４５・・
・圧力逃がし弁、４６・・・接続部、４７・・・通路、
４８・・・載着部、＋９・・・室、５０・・・ダイヤフ
ラム、５１・・・通路、５２・・・シリンダ室、５３・
・・ピストン、５養・・・カバー、５５及び５６・・・
圧力室、５７及び５８・・・絞りすきま、５９・・・転
削部、６０・・・ビン。 ６１・・・駆動子、６２・・・ねじピン、６３・・・ψ
−ゾル、６４・・・シール部、６５及び６６・・・通路
、６７・・・押しばね、６８・・・制御ブロック、６９
・・・支持体、７０・・・接続面、７１・・・通路、７
２・・・孔。 ７３・・・通路、７４・・・制御スプール、７５・・・
転削部、７６・・・曲げ変形部材、７７・・・柱体、７
８・・・金属条片、７９・・・セラミック板、８０・・
・Ａイル。 ８１・・・セラミック条片、８２及び８３・・・電気接
続部、８４・・・矢印、８５・・・支持体、８６・・・
ウェブ、８７・・・セラーミック条片、８８・・・摩擦
ウェブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　分配形噴射ポンプと種々の・ξラメータに応じて
    調整可能な噴射量調節部材とを有している内燃機関用燃
    料噴射装置において、噴射量調節部材が圧電制御される
    制御スプール（３９・７４）であることを特徴とする燃
    料噴射装置 ２、回転する燃料分配器（７）が設けられていて、その
    圧力逃がし管路内に制御スゾール（３９・７４）が挿入
    されている特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置 ３　分配器（７）が回転噴射Ｉンプの一部である特許請
    求の範囲第２項記載の燃料噴射装置屯　噴射ポンプを駆
    動する軸（２）が、ベーンｌンゾ（３）として構成され
    た前搬送ポンプも駆動する特許請求の範囲第３項記載の
    燃料噴射装置 ５、４−ンポンゾ（３）と、複ピスト＾テンプ（４）と
    して構成された噴射ポンプと２分配器（７）とが１つの
    共通のケーシング（１）を有している特許請求の範囲第
    ４項記載の燃料噴射装置 ６、圧電制御部材が電子的制御装置（８９）に接続され
    ており、この制御装置には１機関回転数・負荷・冷却水
    温度・潤滑油温度・燃料種類・空気圧力・過給圧力など
    のような多数のパラメータがインプットされて、噴射始
    め及び噴射終わシのだめの制御信号が形成され。 この制御信号が制御装置から圧電制御部材に供給されて
    、圧電制御部材のための制御電圧が交互にオン・オフさ
    れる特許請求の範囲第５項記載の燃料噴射装置 ７、　圧電・液力式の制御ブロック（３５）が設けられ
    ており、この制御ブロックは、圧電式に作用する駆動子
    （６１）と、この駆動子に結合されていて液体で満たさ
    れている室を２つの圧力室（５５・５６）に仕切ってい
    るピδトン（５３）と、制御スプール（３９）とを有し
    ておシ、制御スプールは、駆動子（６１）に結合されて
    いるピストン（５３）よりも著しく小さな横断面を有し
    ていて、制御スプールを収容している孔（３８）をそれ
    ぞれ前記圧力！（５５・５６）の１つに接続されている
    ２つの圧力室に仕切って似るとともに、制御スプールの
    中央部には横断面減小部が形成されており、この横断面
    減小部はそれが占めることのできる少なくとも１つの位
    置において燃料分配器（７）の圧力逃がし管路を開放す
    るとともに、少なくとも１つの別の位置においては該圧
    力逃がし管路からずれて、これによシ圧力逃がし管路が
    遮断されるようにした特許請求の範囲第２項記載の燃料
    噴射装置８　制御スプール（３９）を　収容している孔
    （３８）が制御スプール（３９）の両側で。 制御スプール（３９）のための調整可能な機械的なスト
    ツノクによって閉じられている特許請求の範囲第７項記
    載の燃料噴射装置 ９、　ピストン（５３）の両側の圧力室へ５５・５６）
    が絞りすきま（５７・５８）によって。 制御スプール（３９）の制御液力系統に、かつ相互に、
    接続されている特許請求の範囲第８項記載の燃料噴射装
    置 １０、制御スプール横断面に対するピストン横断面の比
    が、圧電的に作用する駆動子から取り出される距離に対
    する制御スプール距離の比よりも大きい特許請求の範囲
    第９項記載の燃料噴射装置 １１、制御スプール（３９）が押しばね（６７）によっ
    て、圧力逃がし管路を開放する休止位置に向かって負荷
    されている特許請求の範囲第１ｏ項記載の燃料噴射装置 １２、　　ピストン（５３）の熱膨張率がピストンを取
    り囲んでいるケーシング（３７）の熱膨張率よりも大き
    い特許請求の範囲第１１項記載の燃料噴射装置 １３、　　圧電的に制御可能な多数の曲げ変形部材より
    成る制御ブロック（６８）が設けられている特許請求の
    範囲第２項記載の燃料噴射装置１４、各曲げ変形部材が
    金属条片（７８）とそれに対称的に取り付けられた２つ
    のセラミック板（７９）とから成っている特許請求の範
    囲第１３項記載の燃料噴射装置 １５　　金属条片（７８）の両端部がセラミック板（７
    ９）から突出していて、接続端子として役立つ特許請求
    の範囲第１４項記載の燃料噴射装置 １６　　制御ブロックが、異なって分極されている多数
    のセラミック条片（８１）のコンパクトな・ξイル（８
    ｏ）から成っている特許請求の範囲第１３項記載の燃料
    噴射装置 １７、　　制御ブロックが、異なって分極されている多
    数の曲げ変形部材のコン・ξクトな・ぐイルから成って
    いる特許請求の範囲第１３項記載の燃料噴射装置 １８　　個々のセラミック条片若しくは曲げ変形部材の
    間に滑り層が設けられている特許請求の範囲第１６項又
    は第１７項記載の燃料噴射装置９．　　個々のセラミッ
    ク条片若しくは曲げ変形部材の間にスペーサが設けられ
    ている特許請求の範囲第１６項又は第１．７項記載の燃
    料噴射装置 ２０、　制御ブロックが、セラミック条片（８７）を備
    えたプラスチック又は金属の支持体（８５）から成って
    いる特許請求の範囲第１３項記載の燃料噴射装置 ２１、　　曲げ変形部材の間に、変形運動を緩衝するだ
    めの摩擦ウェブ（８８）が取り付けられている特許請求
    の範囲第１３項記載の・燃料噴射装置 ２２、　　曲げ変形部材の自由端部が制御スプール（７
    ４）と結合されている特許請求の範囲第１３項記載の燃
    料噴射装置 ２３、摩擦ウェブ（８８）が曲げ変形部材と剛性的に結
    合されたプラスチックウェブであって。 その弾性変形が内部摩擦によって緩衝されるようにした
    特許請求の範囲第２１項記載の燃科噴射装置
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