JPS61135976A - 内燃機関の燃料制御装置 - 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、内燃機関の燃料供給装置の一部に組込まれ、
燃料噴射ノズルへの燃料供ゝ給を停止もしくは開始させ
るため、ポンプから吐出される燃料を低圧側へ還流、あ
るいはこの還流を停止ｌ−させる燃料制御装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、この種の燃料制御装置として、低圧側の燃料を還
流させるためのリリーフポート（逃がし孔）が電磁弁に
より開閉制御されているものがある。このようなもので
は、電磁弁が万一故障して通電されない時には、リリー
フポートを開くように設定しておかなければならない。

つまり、非通電時にリリーフポートを閉じるもの（ｉｆ
ｆｌ常閉タイプ）では、故障時に最大量の燃料が噴射さ
れて安全性に欠けるため、非通電時にはリリーフポート
を開＜　　（Ｊ常閉タイプ）ようにしなければならない
のである。そこで、このような通常間タイプの燃料制御
装置を示すものとして、例えば特願昭５８−−８４０５
２号が先願として本出願人より出願されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記先願の明細書及び添付図面に示され
る燃料制御装置では、スプールをスプリングによって閉
弁方向に付勢してリリーフポートを閉じているため、閉
弁方向の応答性を向上させるには設定荷重の大きいスプ
リングを用いなければならない。ところが、スプリング
の設定荷重を大きくすると開弁方向の応答性が劣化し、
パイロット噴射が困難になるという問題点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点に鑑み、開弁方向、閉弁方向、共に
その応答性を向上させ、パイロット噴射を容易に可能な
らしめることを目的とし、次のような手段を講じた。

つまり、燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する高圧ポンプ内
の圧力室の燃料圧力を制御する燃料制御装置において、
前記圧力室内の燃料を低圧側に還流させるための逃がし
孔と、一端側より他端側の受圧面積が大きく、両端に作
用する力の差によって前記逃がし孔を開閉する逃がし弁
と、前記逃がし弁の他端側に形成される変圧室と、この
変圧室内に前記圧力室内圧力を作用させるか、あるいは
この変圧室を低圧側に連ｊｆｆｉさせるかの切換えを行
なうソレノイド弁とを備え、前記変圧室に前記圧力室内
圧力が作用している時、前記逃がし弁は一端側に作用す
る力に打ち勝って前記逃がし孔を閉鎖し、前記ソレノイ
ド弁は無通電時には前記変圧室を低圧側に連ｊｍさせる
内燃機関の燃料制御装置とした。

（実施例］ 以下本発明を具体化する実施例について説明すると、第
１図において番号１は高圧ポンプである。

高圧ポンプ１としては通常噴射ポンプとして用いられる
分配型ポンプを用いるが、高圧ポンプにおいてはガバナ
及びタイマはなくてもよい。高圧ポンプ１のプランジャ
１１はカップリング（図示せず）によって軸方向に摺動
は許容した上で駆動軸（図示せず）に連結され、かつプ
ランジャ１１の一端のフェイスカムｌｌａはポンプハウ
ジング４に設けたローラリング上のローラ（共に図示せ
ず）と協力する。その結果、プランジャ１１は、図示し
ないエツジ５ンによって駆動され、エンジンの１７２の
回転で同期して回転及び往復動を行なう。

プランジャ１１の第１の切欠き溝１２がシリンダ１３の
吸入口１４と導ｉＪ！ｌシている時が吸入行程であり、
プランジャ１１は図中の左方へ動きながら燃料油をシリ
ンダ１３とプランジャ１１の先端部により形成される圧
力室５０内に吸入する。プランジャの第２の切欠き溝１
５とシリンダ１３の吐出口１６とが導通している時が吐
出行程であり、プランジャ１１は図中の右方へ動きなが
ら燃料油を圧力室５０から切欠き溝１５、吐出口１６、
高圧ライン１日、デリバリバルブ１９を経て噴射ノズル
２に送り出す。プランジャ１１が右方へ動き始める時期
は、噴射ノズル２に噴射開始が要求される時期よりも十
分に早く、又、右方への動きを停止する時期は、噴射ノ
ズル２に噴射停止が要求される時期よりも十分に遅くな
るような固定された時期が与えられている。

前記ポンプハウジング４内には低圧室１３５が形成され
、この低圧室１３５はフィートポンプ（省図示）より送
られた燃料が満たされている。

そして、この燃料ば低圧室１３５よりシリンダ１３の吸
入口１４に供給され上記高圧ポンプ１の作用によりシリ
ンダ１３の吐出口１６から高圧ライン１８を介して噴射
ノズル２へ供給される。圧力室５０の圧力は次に述べる
ように燃料制御装置８により制御される。

燃料制御装置８は筒状ハウジング８０を備え、このハウ
ジング８０はねじ部８０ａによってポンプハウジング４
に取付けられハウジング８０の前端にはディスク５１が
ねじ込まれる。前記ハウジング８０の外周に環状突起８
０ａが形成され、シリンダ１３の前端面にシールを確保
するように押付けられ、これによって前記の圧力室５０
がプランジャ１１、シリンダ１３、ディスク５１及びハ
ウジング８０によって形成される。

燃料制御装置８は電気式開閉弁としてのソレノイド弁８
１と油圧式開閉弁としてのスプール弁８２とより成る。

スプール弁８２はライナ８２１、スプール８２２、パワ
ーピストン８２３、ディスタンスプレート８２４、バル
ブホルダ８２５より成り、スプール８２２、パワーピス
トン８２３により逃がし弁が構成される。バルブホルダ
８２５はハウジング８０に形成した筒状孔８０１にその
肩部８０１ａに当るまで挿入され、次いでディスタンス
プレート８２４、パワーピストン８２３、ライナ８２１
、ディスタンスピース８２６が挿入され、前記ディスク
５１によって締結保持される。

前記ソレノイド弁８１はドレン通路８１１ａ有するステ
ータコア８１１、このステータコア８１１の外周に配さ
れるボビン８１２、このボビン８１２に巻装されるコイ
ル８１３、前記ステータコア８１１に対向配置されるニ
ードルバルブホルダ８１４、このニードルバルブホルダ
８１４に保持されるニードルバルブ８１５、このニード
ルバルブ８１５の先端に配される鋼球８２８よりなる。

第２図はスプール弁８２の要部拡大図である。

前記ディスク５１は前記ハウジング８０に螺合させるた
めのネジ部５１ｂが形成されており、その中心部には貫
通孔５１ａが穿設されている。このディスク５１の図中
右方にはディスタンスピース８２６が配され、このディ
スタンスピース８２６の中央部にも貫ｊｍ孔８２６ａが
穿設され、前記貫通孔５１ａと連１ｆｆｉＬでいる。ま
た、ディスタンスピース８２６には前記貫通孔８２６ａ
と連通ずる第１制御ｘｆｆｌ　Ｎｌ　８２６　ｂが穿設
されている。

ディスタンスピース８２６のさらに図中右方にはライナ
８２１が配されている。このライナ８２１は内部にスプ
ール８２２とパワーピストン８２３を収納しており、ス
プール８２２はライナ８２１内部に突出する突出部８２
−１ａ内を油密を保って摺動する。前記スプール８２２
の一端８２２ａは平面状に形成されており、この一端８
２２ａが前記ライナ８２１のシート面８２１ｂに当接解
離することにより、前記貫通孔５１ａ、８２６ａと逃が
し孔８２１ｃとの連通を開閉する。この逃がし孔８２１
ｃはライナ８２１の中央部から側方に向けて穿設されて
おり、ライナ８２１の側方部には前記第１制′ａｉＪ回
路８２６ｂと連通ずる第２制御通路８２１ｅが穿設され
ている。

一方、前記スプール８２２の他面８２２ｂは球状に形成
されており、この他端８２２ｂと前記パワーピストン８
２３の一側面８２３ａに当接している。このパワーピス
トン８２３は前記ライナ８２１の中央孔８２１ｄ内を油
密を保って摺動自在であり、他側面８２３ｂには突起８
２３Ｃが形成されている。そして、この他側面８２３ｂ
の面積は前記スプールの−＠　８２２　ａの面積より充
分大きい。

前記ライナ８２１の図中右方にはディスタンスプレート
８２４が配されている。このディスタンスプレート８２
４の一側面８２４ａには前記パワーピストン８２３の突
起８２３Ｃが当接し、パワーヒストン８２３他側面８２
３ｂとディスタンスプレート８２４の一側面８２４ａと
の間に変位室８２７が形成される。また、ディスタンス
プレート８２４には前記第２制御通路８２１ｅと連通す
る第３制御通路８２４ｂが形成され、さらに前記変圧室
８２７と連通ずる圧力通路８２４Ｃが形成されている。

この第３制御通路８２４ｂと圧力通ｆｆ１８２４ｃとは
ディスタンスピース８２４の他側面にて合流し、この合
流点には鋼球１’１２Ｂが配されている。そして、ディ
スタンスピース８２４には前記鋼球８２Ｂが着座する第
１シート部８２４ｄが形成されており、鋼球８２８とデ
ィスタンスピース８２４との間には鋼球８２８を第１シ
ート部８２４ｄより諦れる方向に付勢するスプリング８
２９が配設されている。

前記ディスタンスピース８２４の図中右方にはバルブホ
ルダ８２５が配設されており、このバルブホルダ８２５
の中央部にはバルブ貫通孔８２５ａが穿設されている。

このバルブ貫通孔８２５ａ内には前記ニードルバルブ８
１５のニードル部８１５ａが挿通されており、このニー
ドル部８１５ａの先端は前記鋼球８２８に当接している
。また、バルブホルダ８２５には前記鋼球８２８が性差
するための第２シート部８２５ｂが形成されている。

前記ニードルバルブ８１５は前記ニードル部８１５ａと
固定部８１５ｂとからなり、ニードル部８１５ａは前述
の如くパルプ貫通孔８２５ａを通って鋼球８２８に当接
しており、固定部８１５ｂはニードルバルブホルダ８１
４に保持されている。

そして、このニードルバルブホルダ８１４は前記ステー
タコア８１１の端部に対向配置され、両者の間には両者
を離す方向に付勢するスプリング８１６が配されている
。

尚、前記パワーピストン８２３の一側面８２３ａとライ
ナ８２１及びスプール８２２の他端８２２ｂとで形成さ
れる空間８３０は、ライナ８２１、ディスタンスプレー
ト８２４、バルブホルダ８２５を各々貫通する連絡路８
３１により、ステータコア８１１に設けたドレン通路８
１１ａ側に連通している。

前記ライナ８２１の逃がし孔８２１ｃは、前記ハウジン
グ８０に形成した第１リターン通路８４１　（第１図）
に連通し、この第１リターン通路８４１は前記コイル８
１３の線間を介して第２リターン通路８４２に連通し、
さらに、第２リターン通路８４２はシリンダ１３に設け
た第３リターン通路８４３に連通している。従って、前
記逃がし孔８２１ｃにより流出した燃料は第１リターン
通路８４１を通ってコイル８１３に至り、コイル８１３
を冷却後、第２リターン通路８４２、第３リターン通路
８４３を通って低圧室１３５に戻る。

６１及び６２は、それぞれコイル８１３の両巻端へのコ
ネクタであり、リード線６３．６４によって、ソレノイ
ド弁８１への通電制御を行なう制御回路（省図示）に結
線される。制御回路は、アクセル開度、ポンプ回転数の
信号に応じて適正な時期、適正な期間コイル８１３に通
電する。

次に本実施例の作動について説明する。

プランジャ１１は図示しないエンジンにより駆動され、
エンジンの１／２回転で同期して回転及び往復運動を行
なう。プランジャ１１の第１の切り欠き溝１２がシリン
ダ１３の吸入口１４と導通している時が吸入行程であり
、プランジャ１１は図中左方へ動きながら燃料をシリン
ダ１３とプランジャ１１の先端ぶ形成される圧力室５０
内に吸入する。プランジャ１１の第２の切り欠き溝１５
とシリンダ１３の吐出口１６とがＮ通している時が吐出
行程であり、プランジャ１１は図中右方へ移動しながら
燃料を圧力室５０から切り欠き溝１５、吐出口１６を経
て高圧ライン１８に送り出し、プリパルバルブ１９から
噴射ノズル２へ送り燃料噴射を行なう。

前記プランジャ１１が吐出行程にある時、前記制御回路
が噴射時間を演算し、噴射時間（リリーフ停止）と判定
したときは、コイル８１３に通電を開始する。すると、
ニードルバルブホルダ８１４及びニードルバルブ８１５
がステータコア８１１側、つまり図中右方へ移動する。

すると鋼球８１６はスプリング８２９によりバルブホル
ダ８２５の第２シート部８２６に着座し燃料は第１．２
゜３制？１通路８２６　ｂ、　　８２１　ｅ、　　８２
４　ｂ、圧力１ｆｆｌ路８２４ｃを通り変圧室８２７に
導入される。

ここでパワピストン８２３の他側面８２３ｂの面積はス
プール８２２の一端８２２ａの面積より大きい為、パワ
ーピストン８２３．スプール８０は変圧室８２７内の圧
力により図中左方へ移動する。

そして、スプール８２２の一端８２２ａがシート面８２
１ｂに当接し、逃がし孔８２１ｃを閉じるので、圧力室
５０の燃料は圧力室５０内に閉じ込められ、リリーフさ
れない。

次に、前記制御回路が噴射終了（リリーフ開始）と判断
すると、コイル８１３へ通電を終了させる。

すると、ニードルバルブ８１５はスプリング８１６によ
り図中左方へ移動し、ディスタンスプレート８２４の第
１シート部８２４ｄへ鋼球８２８を着座させる。この結
果、第１．２．３制御通路８２６ｂ、８２１ｅ、８２４
ｂを流れる燃料は鋼球８２８により遮断され、変圧室８
２７の燃料は圧力通路８２４　ｃ、ニードル部８１５ａ
とバルブ貫通孔８２５ａとの間隙、ニードルパルプホル
ダ８１４とボビン８１２との間隙、ドレーン通路８１１
ａを通り図示しない燃料タンクへもどされる。

従って、パワーピストン８２３の他側面８２３ｂに燃料
圧力がかからない為、スプール８２２の一端８２２ａに
かかる燃料圧力８によってパワーピストン８２３とスプ
ール８２２はともに図中右方に移動する。そのため、逃
がし孔８２１ｃが解放されて圧力室５０内の燃料は逃が
し孔８２１ｃを逼り、第１リターン通路８４１、コイル
８１３、　　゛第２リターン１ｆｆｉ路８４２．第３リ
ターン通路８４３を経て低圧室１３５へともどり、噴射
ノズル２からの燃料噴射が終了する。パワーピストン８
２３、スプール８２２．ライナ８２１とで構成される空
間８３０は常にドレーン通路８１１ａと連通しており、
この空間７５に圧力が作用するのを防いでいる。

以上説明した本実施例を用いれば、ソレノイド弁８１に
よってパワーピストン８２３にかかる燃料圧力を制御す
る為、ニードルバルブ８１５の応答性を忠実に反映させ
ることができる。すなわち開弁時のみでなく閉弁時にも
高い応答性がある為、パイロット噴射も可能である。ま
た通常開タイプのソレノイド弁であるので高い安全性も
兼備えており、従来必要であったフューエルカットソレ
ノイドも廃止することができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。第３図は第
２実施例の燃料制御装置８の断面図である。本実施例で
は第１実施例のスプール８２２とパワーピストン８２３
を一体にした形状のスプール８５０を用いている。この
スプール８５０が逃がし弁の作用をなし、その中心部に
は貫通孔８５１が穿設されており、この貫通孔８５１の
途中には絞り８５２が形成されている。このスプール８
５０の他端８５０ｂとディスタンスプレート８２４との
間に形成された変圧室８２７は、ディスタンスプレート
８２４を貫通する通路８２４゛によってバルブホルダ８
２５内に形成された室８２５゛と連１ｆｆｉＬでいる。

この８２５′　はドレーン１ｆｆｉ路８１１ａに連’＋
ｆｆｉシており、また通路８５３を介して前記スプール
８５′０の大径部８５０の背面に連通している。その他
の構成は第１実施例と同様であ゛　　る。

次に、第２実施例の作動について説明する。コイル８１
３に）ｍ電を行なわないとニードルバルブ８１５はスプ
リング８２９によりディスタンスプレート８２４より離
れ、変圧室８２７の燃料をドレーン通路８１１ａより図
示しない燃料タンクへ戻す。この時スプール８５０の一
端８５０ａには圧力室５０より高圧がかかる為、絞り８
５２の前後で圧力差が生じスプール８５０がディスタン
スピース８２６より離れる。するとライナ８２１の逃が
し孔８２１Ｃより圧力室５０の燃料がリリ、−フされる
。このリリーフされた燃料は第１リターン通路８４１．
コイル８１３．第２リターン通路８４２、第３リターン
ｉｌｌ路８４３を介し低圧室１３５へ戻される。燃料噴
射時にコイル８１３に通電を行なうと、ニードルバルブ
８１５はディスタンスプレート８２４に当接し、通路８
２４゛を閉じて変圧室８２７の内の燃料を閉じ込める。

貫通孔８５１の絞り８５２を通り変圧室８２７に燃料が
流入すると、スプール８５０の他端８５０ｂの面積が一
端８５０ａの面積より大きい為、スプール８５０は図中
左方に移動しディスタンスピース８２６に着座し、逃が
し孔８２１Ｃを閉じ、圧力室５０の燃料をリリーフしな
い。

（発明の効果） 以上説明した様に、本発明の燃料制御装置を用いれば、
リリーフの開始、停止を応答性良く行なうことができ、
ひいてはパイロット噴射を可能ならしめ、アイドル時の
騒音を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面図、第２図は第１図の部分
拡大図、第３図は本発明第２実施例の断面図である。 ■・・・分配型ポンプ、８・・・燃料制御装置、５ｏ・
・・圧力室、８１・・・ソレノイド弁、８１３・・・コ
イル、８２・・・スプール弁、８２１ｃ・・・逃がし孔
、８２２・・・スプール、８２３・・・パワーピストン
、８２７・・・変圧室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する高圧ポンプ内の圧力
   室の燃料圧力を制御する燃料制御装置において、前記圧
   力室内の燃料を低圧側に還流させるための逃がし孔と、
   一端側より他端側の受圧面積が大きく、両端に作用する
   力の差によって前記逃がし孔を開閉する逃がし弁と、前
   記逃がし弁の他端側に形成される変圧室と、この変圧室
   内に前記圧力室内圧力を作用させるか、あるいはこの変
   圧室を低圧側に連通させるかの切換えを行なうソレノイ
   ド弁とを備え、前記変庄室に前記圧力室内圧力が作用し
   ている時、前記逃がし弁は一端側に作用する力に打ち勝
   って前記逃がし孔を閉鎖し、前記ソレノイド弁は無通電
   時には前記変圧室を低圧側に連通させる内燃機関の燃料
   制御装置。