JPS6047471B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液圧を利用してプランジャを駆動し、機関に
燃料を噴射する型式の燃料噴射装置に関する。

従来のこの種の燃料噴射装置においては、スプール弁の
コントロールに２ポジション３ポート電磁弁を用い、ま
た正確な調量の為にさらにもう一つの２ポジション２ポ
ート電磁弁を用いていた。

しかしながら、２ポジション３ポート電磁弁は構造が複
雑で大きさも大きく、さらに製造上きわめて困難な点が
多いという欠点があつた。Ｉ この欠点を解消する方法
として、単純に２ポジション３ポート電磁弁１個の代り
にその機能を２ポジション２ポート電磁弁２個で行なう
方法もあるが、これは２ポジション３ポート電磁弁のも
つ大きな欠点は解消できるが電磁弁の数が増すとい門う
別の欠点が生ずる。

本発明は、前記従来の構成のものの欠点を解消する為、
２ポジション３ボート電磁弁を２ボート開閉弁、例えば
２ボート電磁弁に置き換え、さらにわずかな付加機構を
スプール弁に付けることにより、従来と同様の機能を持
つようにしたものであり、これにより構造が簡単でかつ
コンパクトに構成でき製造も容易な燃料噴射装置を提供
しようとするものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１の実施例を示す第１図において、１はインジェクタ
であり、ボア２とそのボア２の中を自由に摺動するスプ
ール３とばね３ａとによつて構成されるスプール弁と、
ボア４，５およびボア４，５内をそれぞれ摺動する一体
の大径ピストン６およびプランジャ７によつて構成され
る燃料圧縮手段と、ばね８ａによつて負荷される通常の
燃料噴射ノズル８とをもつ。またインジェクタ１はこれ
らをコントロールする為の、開閉弁をなす第１１第２の
２ポジション２ボート電磁弁９，１０を持つ。スプール
弁を構成するボア２には、第１、第２のボート１１，１
２が開口されている。またスプール３左端面とボア２に
よつて形成される圧力室１３は導入通路４０および第２
の電磁弁１０を経て後述する供給圧力源１４に連絡され
る。ピストン６上面とボア４とによつて形成されるピス
トン作動油室２８はボア２内と連絡され，る。プランジ
ャ７の下端面とボア５によつて形成される燃料室１５は
逆止弁１６を経て供給圧力源１４に連絡される。また燃
料室１５はノズル８と連絡するととともにプランジャ７
に設けられた穴１７によつて第１のリング溝１８と連絡
しておζり、プランジャ７のリフトにより、たとえば下
死点から民の距離の間ボア５に設けられた第２のリング
溝１９と連絡する。この第２のリング溝１９は燃料タン
ク２０に連絡される。またスプール弁に開口している第
１のボート１１は供給圧力源１：，４に連絡され、第２
のボート１２は絞り２１及び第１の電磁弁９を経て燃料
タンク２０に連絡される。スプール３の左端側は段付き
になつており、その小径部３ｂが弁体として作動して圧
力室１３と逃し通路２２との間を開閉する。逃し通路２
２４は絞り２３を有し、燃料タンク２０へ連絡される。
なお、第１、第２の電磁弁９，１０は、コントローラＣ
によつて機関Ｅの運転状態等に応じて通電が制御される
。供給圧力源１４は、燃料タンク２０ａからフィルタ２
４を通してポンプ２５によつて燃料を圧送し、調圧弁２
６と蓄圧器２７とによつてその燃料を一定圧力に調整す
る。

次に作動を説明する。

図の状態から第２の電磁弁１０の２つのボートを導通状
態にする（以下１開ョと記す）ことにより、一定圧力源
として働く供給圧力源１４の燃料は通路４０を介して圧
力室１３へ導びかれてスプール３はばね３ａに打ちｊ勝
つて図て右方へ変位する。このとき弁体として働くスプ
ール３の小径部３ｂが逃し通路２２を開くが、絞り２３
によつて逃し流量を制限している為スプール３の作動が
正常に行なわれる。そして、スプール３が右方へ移動す
ることにより第２・のボート１２が閉じ第１のボート１
１が開く。第１のボート１１は圧力源１４と連絡されて
いる為、油圧がピストン作動油室２８へかかりピストン
６を下方に押しやり同時にプランジャ７を下方に変位さ
せる。この時、燃料室１５内の燃料は逆止弁１６で止め
られ圧縮されてノズル８から機関Ｅの燃焼室に噴射され
る。この噴射（圧縮）行程は第１のリング溝１８と第２
のリング溝１９が連絡するまで続き、行程の終りに圧縮
燃料が穴１７，２７のリング溝１８，１９を通つて燃料
タンク２０へ流出して噴射が終る。この間第１の電磁弁
９は閉じたままとなつている。スプール３が右方へ変位
した後適当なタイミングて第２の電磁弁１０を閉じるこ
とにより圧力室１３への流入が止まり、圧力室１３内の
燃料は逃し通路２２を通つて流出するだけとなるのでば
ね３ａの力との関係でスプール３は左方へもどる。

この時スプール３を右方へ押す力となる圧力室１３側の
受圧面積はスプール３の全断面積となつているので、ス
プール３が左方にあつて小径部３ｂが逃し通路２２を閉
じている時の受圧面積より大きい為、スプール３を右方
へ動かすことができる圧力よりも低い圧力となつてはじ
めて左端までもどる。この圧力差はスプール３を左端の
静止位置に安定させるのに役立つ。スプール３が左端の
静止位置まて来ると、次に第１の電磁弁９をある時間開
けることによりピストン作動油室２８内の燃料を第２の
ボート１２を通して燃料タンク２０へ逃がす。これによ
つて圧力源１４からの燃料は逆止弁１６を通り燃料室１
５へ流入してプランジャ７およびピストン６を押し上げ
る。この流入量は第１の電磁弁９の開の時間、従つてピ
ストン６、プランジャ７の上昇量によつて定まる。この
第１の電磁弁９の開の時間と燃料の流入量の関係を調節
しやすくする即ち時間を十分にかけて流入させ．る為に
絞り２１をを設けている。この絞り２１は逆止弁１６の
前に設けても同様の効果が得られる。次に、再度第２の
電磁弁１０を開けることにより、再びスプール３が右方
へ移動し、燃料室１５に流入した燃料が圧縮され噴射さ
れ噴射される。

ここで噴射される量は、プランジャ７の上昇量（ｈ）か
ら両リング溝１８，１９が連絡している期間（１１０）
を引いた有効リフト（ｈ−１１０）にプランジャ７の断
面積を乗じた量となる。上記作動を繰り返することによ
り内燃機関Ｅに連続して燃料を噴射する。ここで、コン
トローラＣからの両電磁弁９，１０への信号を第２図に
て時間ｔに沿つて説明すれは、時刻Ａて第２の電磁弁１
０が開いて噴射作動が開始し、スプール３が右方へ移動
した後時刻Ｂて第２の電磁弁１０を閉じる。

それによつてスプール３が徐々に戻り、その後時刻Ｃで
第１の電磁弁９を開けることにより、ピストン６、プラ
ンジャ７が戻り調量が開始され時刻Ｄに第１の電磁弁９
を閉じて調量を完了する。そして、時刻Ａを機関Ｅの回
転数や負荷等に応じて変えて噴射タイミングを最適なも
のとし、また機関Ｅの負荷等に応じて時間ＣＤを可変と
して燃料噴射量を制御する。

ここで、噴射タイミングと調量は全く独立に制御てきる
ため、加減速度における調量精度が良くなるという効果
がある。なお噴射量が少の場合の制御を第２図中に破線
で示す。第２の実施例の要部を第３図に示す。

第１の実施例と異なる点は、圧力室１３の燃料流出部分
の機構で、第２の実施例においては逃し通路２２を開閉
する弁体はスプール３と別体となる。即ち、圧力室１３
に油圧がかかるとスプール３が右方に移動する。この時
、圧力室１３の油圧は、通路２９によつて油室３０に導
びかれるが、弁体３１がスプリング３２に付勢されて閉
弁しているため流出することはない。スプール３がある
距離だけ右方へ移動すると、スプール３と実質的に一体
て運動するフック３３が弁体３１のフック３４に係合し
スプリング３２に抗して弁体３１を開弁させる。これに
より弁体３１の面積分だけ受圧面積が増える為に閉弁圧
は開弁圧より低くなる。圧力室１３の燃料は通路２９、
油室３０、逃し通路２２を通つて流出するが、第２の電
磁弁１０が開いていれば圧力源１４より所定圧の燃料が
補給されるのでスプール３はもどりはじめない。次に第
２の電磁弁１０が閉じるとその燃料の補給が断たれ、流
出によつて圧力室１３内の圧力は下降する。そこでスプ
ール３がもどりはじめ左端の静止位置まで来た後、弁体
３１が閉弁するようにその受圧面積やスプリング３２を
調整して閉弁圧を適正に設定しておく。この第２の実施
例においては、圧力室１３の燃料の流出の開始か第１の
実施例より遅いので、ムダに燃料を流出させる量が少な
くてすむという利点をもつ。さらに、第４図に示す第３
の実施例について説明する。

第１の実施例と異なる点は、圧力室１３の燃料流出部分
の機構で、第３の実施例においては、ボア２内を気密を
保つて摺動する弁体３５が逃し通路２２を開閉する。第
４図において、第２の電磁弁１０が閉弁している時には
、弁体３５が図示の位置にあり、かつスプール３はその
凸部３−８が弁体３５に接する位置、即ち左方に静止し
ている。この状態から、第２の電磁弁１０の開弁により
副圧力室１３ａに油圧がかかり、同時に弁体３５に形成
した切り欠き３７を通して圧力室１３にもその油圧がか
かるので、スプール３は右方へノ移動を始める。図はそ
の時の状態で、この時弁体３５は左右端面の受圧面積の
差て図示位置に静止したままでいる。次にスプール３が
さらに右方へ移動するとスプール３と実質的に一体で動
くフック３３が弁体３５のフック３６に当り弁体３５を
５強制的に右方へ移動させ、副圧力室１３ａと逃し通路
２２を連通させる。この時、副圧力油１３ａ内の燃料は
逃し通路２２から流出するが第２の電磁弁−１０が開と
なつている間は燃料が補給される為、スプール３はもど
りはじめない。次に第２のθ電磁弁１０が閉じると所定
圧の燃料の補給が断たれるのて、副圧力室１３ａおよび
圧力室１３の圧力が下がつてスプール３が左方へ移動し
、スプール３の凸部３８が弁体３５と接するとスプール
３は弁体３５をも押しもとし、最初の静止位置まで一両
者がもどつた時逃し通路２２が閉じられてもどり過程が
終了する。この第３の実施例においては第２の実施例と
同様に弁体３５の開弁による燃料流出の開始が第１の実
施例より遅いのでムダに燃料を流出させる量が少なくて
すむという利点をもつ。しかも構造的には第２の実施例
よりも簡易である。なお、上記の３つの実施例はいずれ
も多気筒化できるのはもちろんのこと、実際に噴射され
る燃料以外は他の圧力媒体でもよく、使用される部所毎
に別の圧力源とすることも可能である。

また、圧力源１牡圧送プランジャ７、ピストン６および
ノズル８については１つの例しか示していないが、これ
らは他の構成とすることももちろん可能てある。

さらに、電磁弁９，１０は公知のロータリーバルブに置
き換えることも可能で、その際ロータリーバルブは例え
ば機関Ｅに同期させる。

以上述べたように本発明は、スプール弁によつてコント
ロールされる燃料噴射装置において、圧一力源とスプー
ル弁の圧力室との間に２ボート開閉弁を設けると共に、
圧力室と低圧部との間にスプールと共に作動して開閉す
る弁体を設け、更に逃し通路の途中に絞りを設けること
により圧力室からの流出量を適量に制限しているので、
簡易な構成でコンパクトにして、スプール弁のコントロ
ールに２ポジション３ボートバルブを用いたシステムと
同等の機能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す慨略構成図、第
２図はその作動説明図、第３図は第２の実施例の要部の
断面図、第４図は第３の実施例の要部の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比較的高圧の液体を圧送する供給圧力源１４と、そ
   の液圧を受けるピストン６と、このピストン６と連動し
   て前記ピストン６が液圧を受けると燃料を圧縮するプラ
   ンジャ７と、その圧縮燃料を噴射する燃料噴射ノズル８
   と、前記ピストン６への液圧の作用を制御するものであ
   つて、その圧力室１３，１３ａに前記高圧液体が導入さ
   れると前記ピストン６に液圧を作用させるスプール弁２
   ，３，３ａとを備える燃料噴射装置において、前記供給
   圧力源１４からの高圧液体を前記圧力室１３，１３ａに
   導く導入通路４０と、前記圧力室１３，１３ａに導入さ
   れた高圧液体を低圧側へ逃がすための逃し通路２２と、
   前記導入通路４０を開閉する２ポート開閉弁１０と、前
   記スプール弁２，３，３ａにおけるスプール３と連動し
   て前記逃し通路２２を開閉する弁体３ｂ，３１，３５と
   、前記逃し通路２２の途中に設けられた絞り２３とを具
   備し、前記２ポート開閉弁１０を開弁して前記圧力室１
   ３，１３ａへ高圧液体を導入する時には前記圧力室１３
   ，１３ａからの高圧液体の流出が前記絞り２３により制
   限されることにより、前記スプール３が移動されて噴射
   タイミングが制御され、前記２ポート開閉弁１０を閉弁
   して前記圧力室１３，１３ａへの高圧液体の導入を遮断
   する時には、前記圧力室１３，１３ａからの液体の流出
   を前記絞り２３により許して前記スプール３の戻りによ
   り前記弁体３ｂ，３１，３５が前記逃し通路２２を閉じ
   ることを特徴とする燃料噴射装置。 ２ 前記弁体３１，３５と前記スプール３とを中心軸方
   向に所定の間隙をもつてフック３３，３６により係合さ
   せた特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。