JPS61129457A - 多燃料弁噴射装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関の燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来のディーゼル機関の燃料噴射装置を示す。

図において、０１は燃料ポンプ本体。

０２はプランジャバレル、０３はプランツヤ。

０４はプランツヤリード、０５は給排油孔、０６は給油
室、０７′は吐出弁弁座、０８′は吐出弁。

０９′は吐出弁吸戻しカラー、１０′は吐出弁ばね。

１ｒは吐出弁押え金物、１２′はコントロールラックで
ある。また、１０１は燃料弁本体、１０２はノズルチッ
プ、１０３は袋ナツトで、ノズルチップ１０２を燃料弁
本体１０１に締めつけている。

１０４は燃料弁内油路、１０５はノズルチップ内油路、
１０６は油溜り部である。１０７は針弁。

１０８は噴孔、１０９は針弁押棒、１１Ｏはばね受、１
１１はばねで、１１２は針弁開弁圧調整ねじである。３
２０１は燃料ポンプと燃料弁とをつなぐ高圧噴射管であ
る。

燃料ポンプ０１内の給油室０６には図示しない燃料供給
ノ／プにより燃料が充満しており、給排油孔０５からプ
ランツヤ０３の上部にも入っている。次にポンプの作用
について述べると図示しない機関のクランク軸と同期し
て回転するカムによジグランツヤ０３が上昇し、給排油
孔０５を閉じると燃料の圧縮が始まり、高圧になった燃
料は吐出弁０８を押しあけ、噴射管２０１．燃料弁内油
路１０４．ノズルチノゾ内油路１０５を通って油溜り部
１０６に導かれる。ここで針弁１０７に油圧が作用し、
ばね１　］、　１によシ押えられている力より油圧が大
きくなると、針弁１０７が開き、噴孔１０８より図示し
ない機関のシリンダ内へ燃料が噴射される。プランツヤ
０３がさらに上昇すると、プランツヤリード０４が給排
油孔０５にかかり高圧のプランツヤ上部と低圧の給油室
０６とが通じるため圧力が下がり吐出が終ることになる
。

これより逐次系内の圧力も下がり油溜り部１０６の圧力
も下がり、油圧にばね力が打ち勝って針弁が閉じ噴射を
終る。通常噴射路りの圧力は噴射始、めの圧力より約４
割程度低いものである。また。

吐出路り時圧力が下がると吐出弁０８’はすぐに閉じ、
このとき燃料弁とポンプの間に噴射管２０１を介して閉
止した長い管路が形成されるため、この間で圧力波の往
復が残り、この圧力波により針弁１０７が再開し、噴孔
からの再噴射が起きたり。

管路内や油溜り部に空洞を生じたりすることがある。こ
の再噴射現象を通常２次噴射と称している。

第７図に噴射圧力、針弁の動きを示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のものには次の欠点がある。

上述のように噴射路りの圧力は噴射開始圧力よシも低い
。これはすでに燃焼を開始し空気の消費がなされている
シリンダ内に粗い噴霧での噴射を行うことになり、燃焼
の悪化、煙の発生につながるもので機関にとって好まし
くない。また、２次噴射も同様に低圧の噴射であると共
に遅い時期での噴射であるので前述のものよりさらに悪
い現象となる。空洞の発生は、その程度が大きいものに
なるとキャビチー７ヨンエロージヨンを生じ、噴射管２
、針弁等の破損につながることもある。また。

／−ル部の悪化や針弁摺動部の焼付きに至ることもある
。また、低負荷、低回転域ではカム速度の低下から噴射
圧が低くなるため相対的に噴孔面積が大きくなり粒の大
きい噴霧となり燃焼が悪化する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は上記の点に着目し、２次噴射及び空洞の
発生がなく、同時に高圧で噴射を完了し。

俗に言う「噴射の切れ」を向上させ、さらに低負荷（低
回転）域で燃料弁の一部を閉じることにより噴射圧を上
げ燃焼を良好に保つことのできる燃料噴射装置へ提供す
ることであり、その特徴とするところは、ノヤーク式燃
料ポンプから分岐して１個の７リングに複数個の燃料弁
を設けたディーゼル機関の燃料噴射装置において、燃料
弁の上部に設けられ油圧により針弁を押圧して噴射終期
を制御すると共に油圧により上記燃料弁のうち１個また
は数個を各サイクル毎に交互に閉止させるピストン、上
記油圧の作用時期を機関の回転数及びｆｉ？ｙ！ラスク
位置により設定して記憶すると共に上記設定された時期
にトリガ信号を発するマイクロコンピュータ、上記油圧
の作用を噴射系とは別の油圧源からの油圧を上記トリガ
信号により制御して行う２個の電磁弁、上記燃料ポンプ
にそれぞれ設けられ吐出時に作用する逆上弁と吐出終了
時に作用し絞りを付設した逆上弁を備えたことである。

〔作用〕

この場合は、噴射の後期に高圧のままで噴射を完了でき
ること、及びポンプ側で圧力を吸収することによって、
２次噴射やキャビテーショ／の問題もない。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。

第１図は本発明による１実施例の燃料噴射装置を示す説
明図である。

図に分いて、０１は燃料ポンプ本体、０２はシランジャ
／ぐレル、０３はプランジャ、０４はプランツヤＩＪ　
＋−ド、０５は給排油孔、０６は給油室。

０７は弁座、０８はボール弁即ち逆上弁、０９はばね、
１０はばね受で油路が設けられている。

１１はボール弁即ち逆上弁、１２はばね、１３はばね受
で油路をもっている。】４はオリフィス。

１５は押え金物、１６はコントロールランクである。

１０１は燃料弁本体、１０２はノズルチップ。

１０３は袋ナツトで、ノズルチップ１０２を燃料弁本体
１０１に締めつけている。１０４は燃料弁内油路、１０
５はノズルチップ内油路、１０６は油溜り部である。１
．０７は針弁、１０８は噴孔。

１０９は針弁押棒、１１０はばね受、１１１はげはピス
トンである。、１１．６はピストン押棒、１１７ばばね
、〕１８はビス（・ン上部金物である。

２０１は燃料ポンプと燃料弁とをつなぐ高圧噴射管であ
る。

３０１は油圧管、３０２は電磁弁取付金物。

３０３は電磁弁（Ｎｏｒｍａｌ　Ｃ１ｏｓｅ　）　、　
３０４は電磁弁（Ｎｏｒｍａｌ　０ｐｅｎ　）　、　３
０５は逃し管、３０６゜３０７は油圧管、３０８は針圧
器、３０９はボン７°、３１０は油タンクである。

４０１はラック位置検出器（例えばポテンショメータ）
、４０２はトリガ信号発生器、４０３は回転・ぐルス発
生器である。

上記構成の場合の作用について述べる。

まずマイクロコンピータの働きについて述べる。

゛コンピュータには記憶部として１機関回転数Ｎいとポ
ンプラックＲｃに対して、クランク回転角の何度でトリ
ガ信号を発すれば良いかあらかじめインプットされてい
る。

そこに２機関回転数・ぐルス、ランク位置信号及びトリ
ガ信号が入力されると９機関回転数が演算され、ラック
位置が決まり、入力されたトリガ信号と所要トリだタイ
ミングが演算され、トリガ信号が発せられる。

次に新設された油圧系であるが、タンク３１０の油、は
ボンデ３０９により高圧になり、蓄圧器３０８の作用に
より定圧に保たれる。電磁弁取付金物３０２は油路が形
成されており、電磁弁３０３と３０４が取付けられてい
る。電磁弁３０３はＮｏｒｍａｌ　ｃｌｏｓｅ　ｔｙｐ
ｅで通常に閉じており、電磁弁３０４はＮｏｒｍａｌ　
ｏｐｅｎ　ｔｙｐｅで通常は開放であり、油圧管３０１
及び逃し管３０５はタンクへ開放している。

電磁弁３０３と３０４は電磁弁コントローラにより作動
時間が設定されており、マイクロコンピュータからのト
リガ信号により駆動される。

まず高負荷時の噴射系の作用について述べる。

燃料ボン７’ＯＩ内の給油室０６には図示しない燃料供
給ポンプにより燃料が充満しており、給排油孔０５から
フ０ランツヤ０３の上部にも入って℃・る。図示しない
機関のクランク軸と同期して回転するカムによりプラン
ツヤ０３が上昇し、給排油孔０５を閉じると燃料の圧縮
が始まり、高圧になった燃料はゾール弁０８を押しあけ
、噴射管２０１゜燃料弁内油路１０４．ノズルチップ内
油路１０５を通って油溜り部１０６に導かれる。ここで
針弁］、　０７に油圧が作用し、ばね１１１により押え
られている力より油圧が大きくなると、針弁１０７が開
き噴孔１０８より図示しない機関のシリンダ内へ燃料が
噴射される。

プランツヤ０３がさらに上昇し、プランツヤリード０４
が給排油孔０５にかかると高圧のプランツヤ上部と低圧
の給油室０６とが通じるだめ圧力が下がり吐出を終る。

これにより逐次系内の圧力も下がる。このとき先述の油
圧系及び電磁弁がすでに作動しており、油圧管３０１を
通して油圧がピストン１１５の上部に作用する。ピスト
ン１１５は針弁１０７より大きく数倍の径を有している
ので、油溜り１０６の圧力の士数分の一以下でバランス
する。ピストン上部の油圧がそれ以上になると、ピスト
ンは下降し、ピストン押棒１１６．ばね受１１０．押棒
１０９を介して針弁１０７も下がシ噴射を完了する。こ
のとき油溜り部１０６の圧力は高いのにもかかわらす針
弁が下がシ噴孔が閉じられるため、さらに圧力が上がり
ポンプ側へと伝播する。しかし、ポンプ側ではオリフィ
スを通してボール弁１１を押しあけ適当に減速され圧力
が下がる。そこでノズル側への高圧での圧力伝播はなく
なる。油溜り部１０６に高圧が作用しなくなったところ
で、電磁弁の作動が解除されピストン１１５上部の圧力
が下がる。ピストンはばね１１７により戻される。この
とき油溜り部１０６の圧力は十分下がっておりばね１１
１により針弁１０７は閉じている。

このように噴射の後期に高圧で噴射を終了することがで
きる。

第２図に本発明による場合の噴射現象を示した。

噴射の後期にピストンに油圧が作用し、ノズル側圧力は
まだ相当高いのに噴射が完了しているのがわかる。その
閉弁によりノズル側圧力は高くなっているにもかかわら
ずポンプ側では圧力が吸収されているのがわかる。

ここでは、１個の燃料弁につき説明したが、複数個設置
された他の燃料弁についても勿論同じことになっている
。

次に複数個の燃料弁として第３図に示す３個の燃料弁を
もつ噴射装置につき、中負荷及び低負荷の作用について
述べる。

第４図に中負荷域での数サイクルのノズル圧力。

針弁リフト、油圧の作動について示す。これは各サイク
ル毎に３個の燃料弁のうち１個の燃料弁を完全に閉じる
ように油圧を作用させたもので１図の１サイクル目では
燃料弁０２次にす１次にａ。

次にＣ・・・というように各サイクルごとに無噴射にな
る燃料弁が変わるように油圧が作用する時期を設定して
いる（これは勿論マイクロコンピュータに入力された回
転数とラック位置によりあらかじめ油圧の作動時期が記
憶されており、それによシ作動するものである）。

このとき、噴孔面積は従来のものの２／３に絞られるた
め、高圧での噴射となるものである。さらに他の２個の
燃料弁については、先述のように噴射の後期に油圧を作
用させ高圧で噴射を完了させることを行うものである。

次にさらに負荷あるいは回転数が下がり従来のものでは
相当に噴射圧が低い場合について第５図により説明する
。

ここでは、各サイクル毎に３個の燃料弁のうち２個の燃
料弁を完全に閉じるように油圧を作用させるのである。

即ち２図の１サイクル目では噴射しているのは燃料弁１
１次にｃ＋ｂ＋ａ・・といった具合に３個のうち１個の
燃料弁のみしか噴射しないのである。しかしながら作動
する燃料弁は交互に変るのである。このとき、噴孔面積
は従来のものの１／３になるため、負荷１回転数が相当
に低くても、高圧での噴射が実現できる。

〔発明の効果〕

上述の場合には次の効果がある。

以上のように噴射の後期に高圧のままで噴射を完了でき
ること及びポンプ側で圧力を吸収することにより２次噴
射やキャビチー７ヨンの問題もないことから。

（１）噴射後期の低圧でのだらだらした噴射がなくなり
、微粒化の悪い噴霧がなくなること及び噴射が速やかに
完了することによシ機関での良好な燃焼が確保でき性能
改善につながる。

（２）機関性能に悪影響を及ぼす２次噴射または耐久性
の低下をもたらすキャビチージョンの発生もなくなるこ
とから信頼性の高℃・機関の噴射系を提供することがで
きる。

また１部分負荷域において、複数個の燃料弁の一部を閉
じることにより噴孔面積が絞られ高圧噴射を実現できる
こと、及びその休止させる燃料弁が毎サイクル同じもの
でなく交互に行わさせることによシ。

（３）部分負荷での燃焼性能の改善が実現できる。

（４）　　また休止によシ懇念される燃料弁の劣化また
はカーピンつまり等の不具合も交互にその休止を行うこ
とにより問題がなくなり高い信頼度を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１実施例の装置を示す説明図、第
２図は第１図の装置のピストン油圧、針弁リフト、ノズ
ル圧力、ポンプ圧力を示す線図。 俯３図は３個の燃料弁をもつ噴射装置を示す説明図、第
４図は各サイクル毎に３個の燃料弁のうち交互に１個の
燃料弁を無噴射とした場合の状態を示す線図、第５図は
同じく交互に２個の燃料弁を無噴射とした場合の状態を
示す線図、第６図は従来の燃料噴射装置を示す説明図、
第７図は第６図の装置の性能を示す線図である。 ０１・・・燃料ポンプ本体、０８，１１・・・逆止弁。 １０１・・・燃料弁本体、１０７・・・針弁、１１５・
・・ピストン、２０１・・・噴射管、３０４，３０５・
・電磁弁０ １尺。 大２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ジャーク式燃料ポンプから分岐して１個のシリンダ
   に複数個の燃料弁を設けたディーゼル機関の燃料噴射装
   置において、上記燃料弁の上部に設けられ油圧により針
   弁を押圧して噴射終期を制御すると共に油圧により上記
   燃料弁のうち１個または数個を各サイクル毎に交互に閉
   止させるピストン、上記油圧の作用時期を機関の回転数
   及びポンプラック位置により設定して記憶すると共に上
   記設定された時期にトリガ信号を発するマイクロコンピ
   ュータ、上記油圧の作用を噴射系とは別の油圧源からの
   油圧を上記トリガ信号により制御して行う２個の電磁弁
   、上記燃料ポンプにそれぞれ設けられ吐出時に作用する
   逆止弁と吐出終了時に作用し絞りを付設した逆止弁を備
   えたことを特徴とする多燃料弁噴射装置。