JPS6120303Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼルエンジンに燃料を噴射供給
する燃料噴射装置に関する。

この種燃料噴射装置は、通常燃料供給ポンプか
ら送られてきた高圧燃料を、エンジンに同期して
往復動されるプランジヤによつて燃料圧送ポンプ
室内で一層加圧し、この燃料圧送ポンプ室内の燃
料を噴射ノズルからエンジンシリンダへ噴霧供給
するようになつていることは知られている。

しかしながらエンジン側に燃料を噴射する場
合、エンジンの運転状況に応じて噴射時期および
噴射量を制御する必要がある。このような制御手
段として従来、特開昭54−50726号公報に記載さ
れているように、電磁弁を用いたものが開発され
ている。このものは電磁弁に対する電磁パルスを
制御すれば噴射タイミングおよび噴射量の制御が
行えるのでエンジンの運転状況に対応させること
ができるものである。しかしながら上記従来の電
磁弁は直接に高圧燃料が負荷されるので耐圧強度
に信頼性が乏しく、高圧噴射が不可能であつた。
このため燃料圧送ポンプ室と電磁弁とを結ぶ通路
に絞りを形成して噴射ポンプ室に伝えられる燃料
圧力を低下させることも考えられるが、このよう
な絞りを用いると噴射終期における噴射量がなだ
らかに減少し、つまり噴射切れが悪く、所定量の
噴射のための噴射時間を長く必要とする欠点があ
つた。

さらに噴射量は噴射ポンプ室の閉弁時間、つま
り噴射時間のみで決まるから、非常に短時間で電
磁弁の開閉制御を行わなければならず、すぐれた
応答性が要求されるとともに、噴射量のばらつき
を防止するため仕上げ精度も高く要求されるな
ど、実際的に不向きである。

本考案はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、エンジンの運転
状況に応じた噴射時期および噴射量の制御が容易
に行えるとともに、耐圧強度を高く必要とせず、
かつ噴射切りが高精度に行える燃料噴射装置を提
供しようとするものである。

すなわち本考案は、圧送シリンダ内にエンジン
と同期して作動される圧送プランジヤを嵌挿して
圧送ポンプ室を形成するとともに、この圧送ポン
プ室に連なる噴射シリンダ内に上記圧送ポンプ室
内の油圧によつて駆動される前記圧送プランジヤ
より小径の噴射プランジヤを収容して噴射ポンプ
室を形成し、該噴射ポンプ室の噴射ノズルに連通
し、この噴射ポンプ室内に調量装置によつて予め
必要噴射量が調量された燃料を調量逆止弁を介し
て送り込むようにし、上記圧送ポンプ室に、この
圧送ポンプ室の圧力が最高圧に達する前に上記圧
送プランジヤに形成されたタイミングリードによ
り閉じられるタイミングポートを開設し、このタ
イミングポートを絞り部を備えた燃料戻し通路に
接続し、この燃料戻し通路の絞り部より下流側に
エンジンの最高噴射時期に該燃料戻し通路を閉止
する電磁弁にて形成された閉止機構を設け、かつ
上記噴射プランジヤの噴射終期にこれに連動して
前記圧送ポンプ室内の高圧燃料を排出する排出機
構を設けたことを特徴とする。

以下本考案の一実施例を図面にもとづき説明す
る。

第１図は燃料噴射装置における全体に流路系統
を図化したものであり、図中１は燃料噴射ユニツ
トを示す。この燃料噴射ユニツト１は第２図にそ
の構成が示されている。つまり、第２図におい
て、１０は燃料圧送シリンダであり、１１は燃料
噴射シリンダ、１２はノズルホルダーを示す。上
記圧送シリンダ１０と噴射シリンダ１１およびノ
ズルホルダ１２はホルダナツト１３によつて軸方
向に一体的に結合されている。上記ノズルホルダ
１２には噴射ノズル１４がリテーニングナツト１
５を介して取り付けられている。

燃料圧送シリンダ１０には圧送プランジヤ１６
が摺動自在に嵌挿されており、上記圧送シリンダ
１０とプランジヤ１６とで圧送ポンプ室１７を構
成している。圧送プランジヤ１６はフオロア１８
に係合されており、該フオロア１８は図示しない
がエンジンの回転と同期するカムによつて図示下
向きに押されるようになつているとともに、フオ
ロアスプリング１９により上方へ押し上げられる
ようになつている。圧送プランジヤ１６には圧送
シリンダ１０に開口した供給孔２０および該供給
孔２０よりも下方に位置して開口されたタイミン
グポート２１を開閉するタイミングリード２２が
設けられているとともに、第１の逃し孔２３を開
閉するスピルリード２４が形成されている。また
圧送シリンダ１６には環状溝２５が形成され、上
記圧送ポンプ室１７とこの環状溝２５とを連通す
る縦孔２６および横孔２７が形成されている。

上記供給孔２０および第１の逃し孔２３は、フ
イード通路２８を介して第１の燃料ポンプ３に連
通されている。この燃料ポンプ３はエンジンによ
つて駆動され、燃料溜り４から燃料を吸入してこ
れを加圧してフイード通路２８に圧送するもので
あるが、調圧リリーフ弁５によつて最高圧を規制
するようになつている。また、タイミングポート
２１は燃料戻し通路３０に連通されている。この
燃料戻し通路３０はタイミング逆止弁３１、絞り
部３２およびタイミング電磁弁３３を介して燃料
溜り４に連通されている。なおタイミング電磁弁
３３は後述するが燃料噴射時期に燃料戻し通路３
０を閉止するものである。

噴射シリンダ１１内には燃料噴射プランジヤ４
０が摺動自在に嵌挿されている。噴射シリンダ１
１の上端は圧送ポンプ室１７に導通されており、
よつて噴射プランジヤ４０は圧送ポンプ室１７の
油圧によつて下動される。噴射シリンダ１１の内
径は圧送シリンダ１０の内径よりも小さく形成さ
れている。そして噴射シリンダ１１の下部には上
記噴射プランジヤ４０との間で噴射ポンプ室４１
が形成されている。

この噴射ポンプ室４１の下端にはメタリングポ
ート４２が形成されており、このメタリングポー
ト４２は圧送通路４３を介して噴射ノズル１４に
通じている。噴射ノズル１４は詳図しない針弁４
４によつて噴孔を開閉する公知のものであり、針
弁４４はノズルスプリング室４５内に収容された
ノズルスプリング４６によつて付勢されている。
なおノズルスプリング室４５はリーク通路４７を
介してフイード通路２８に連通されている。

またメタリングポート４２は調量弁スプリング
室５０に通じている。調量弁スプリング室５０に
は調量逆止弁５１および調量弁スプリング５２が
設置されている。調量逆止弁５１は調量通路５３
とメタリングポート４２との導通を開閉するもの
であり、上記調量通路５３には気筒間のばらつき
をなくするバランスオリフイス５４を介して調量
電磁弁５５が設けられている。調量電磁弁５５は
前記噴射ポンプ室４１へ調量された燃料を供給す
るものである。この調量電磁弁５５はサージタン
ク５６を介して第２の燃料供給ポンプ５７に連結
されており、該ポンプ５７は燃料溜り４から燃料
を吸い上げてこれを加圧し、調圧リリーフ弁５８
によつて一定圧力に調整された燃料をサージタン
ク５６に供給する。なお５９はアキユームレータ
である。

しかして圧送ポンプ室１７の下端には第２の逃
し孔６０が開口されている。この第２の逃し孔６
０は排出通路６１を介して排出弁室６２に連通さ
れている。排出弁室６２は圧送シリンダ１０の一
側壁に形成されており、プランジヤ形排出弁６３
を摺動自在に嵌挿してある。排出弁６３はコイル
ばね６４によつて押圧付勢されている。この排出
弁６３には環状溝６５を有し、排出弁室６２に開
口された上記排出通路６１のスピルポート６６お
よび排出ポート６７との連通を断続する。排出ポ
ート６７はスピル通路６８を介して燃料溜り４に
通じている。上記排出弁室６２の下端には圧力導
入室６９が形成されており、この圧力導入室６９
は導入路７０を介して圧力導入ポート７１に通じ
ている。圧力導入ポート７１は前記燃料噴射シリ
ンダ１１に開口されており、噴射プランジヤ４０
の上端面は該圧力導入ポート７１のメタリングリ
ード７２をなしている。したがつて噴射プランジ
ヤ４０が所定ストローク下動されると圧力導入ポ
ート７１を開き、圧送ポンプ室１７内の高圧燃料
を圧力導入室６９へ送り込むようになつている。
なお圧力導入室６９はオリフイス７３を介して燃
料溜り４へ接続されている。

このように構成された実施例の作用について説
明する。

調量電磁弁５５をたとえば図示しないコンピユ
タなどの電子制御装置により、所定時間開作動す
ると、第２の燃料供給ポンプ５７から一定圧力を
保つて圧送されている燃料を、バランスオリフイ
ス５４、調量逆止弁５１を介してメタリングポー
ト４２に送り込む。メタリングポート４２は燃料
噴射ポンプ室４１に導通されているので、調量電
磁弁５５を開くことはこの噴射ポンプ室４１に第
２の燃料供給ポンプ５７から燃料を供給すること
であり、しかもこの噴射ポンプ室４１内の燃料量
は調量電磁弁５５の開放時間によつて調量される
ことになるから、エンジンの運転状況に応じて調
量された燃料量が該燃料噴射ポンプ室４１に供給
される。このように調量された燃料が噴射ポンプ
室４１に供給されるときは、噴射プランジヤ４０
は上昇過程にあり、圧力導入ポート７１を閉じ
る。

圧送プランジヤ１６はその上死点からエンジン
の回転に同期して図示しないカムにより下方に向
つた押される。このとき、タイミング電磁弁３３
は開放状態になり、圧送ポンプ室１７内には第１
の燃料供給ポンプ３から送り込まれている燃料が
充満されているが、この圧送ポンプ室１７内の圧
送ポンプ室はタイミングポート２１、戻し通路３
０を介して逃がされる。なお、この際排出弁６３
はコイルばね６４によつて押されていて、環状溝
６５がスピルポート６６と排出ポート６７との連
通を遮断している。このため第２の逃し孔６０か
ら圧送ポンプ室が逃げない。

圧送プランジヤ１６の下動によつてタイミング
リード２２が供給孔２０を閉じると、圧送ポンプ
室１７内の燃料はタイミングポート２１からのみ
逃げる。

エンジンの回転速度、負荷等に応じた最適燃料
噴射タイミングを電子制御装置で演算し、これに
よつてタイミング電磁弁３３を閉作動させる。す
るとタイミングポート２１から燃料が排出されな
くなるので、圧送ポンプ室１７内の燃料は圧送プ
ランジヤ１６によつて加圧される。この加圧にも
とづき、圧送ポンプ室１７の導通されている燃料
噴射シリンダ１１内に噴射プランジヤ４０が、圧
送シリンダ１０と噴射シリンダ１１の面積比分だ
け増速されて下方へ押される。噴射プランジヤ４
０は噴射ポンプ室４１内に貯えられていた調量燃
料を加圧し、該燃料を圧送通路４３を介して噴射
ノズル１４に送る。噴射ノズル１４にあつては燃
料圧によつて針弁４４がノズルスプリング４６に
抗して噴孔を開くので、圧送通路４３に送られた
燃料は噴孔からエンジンシリンダへ噴射される。

引続き圧送プランジヤ１６の下降によつて噴射
プランジヤ４０が下動されるので噴射を続ける
が、噴射プランジヤ４０のメタリングシート７２
が圧力導入ポート７１を開くと、圧送ポンプ室１
７から噴射シリンダ１１内に送り込まれていた燃
料が圧力導入ポート７１を介して圧力導入室６９
に供給される。このため排出弁６３は圧力導入室
６９内の圧力を受け、コイルばね６４に抗して押
される。よつて環状溝６５は噴射スピルポート６
６と排出ポート６７とを導通させる。この結果、
圧送ポンプ室１７は第２の逃し孔６０、排出通路
６１、スピルポート６６、環状溝６５および排出
ポート６７を介して燃料溜り４に導通するので、
該圧送ポンプ室１７の燃料が排出される。したが
つて圧送ポンプ室１７内の高圧燃料により噴射プ
ランジヤ４０を押圧するのを停止し、燃料の噴射
を止める。

なお圧力導入室６９の圧力はオリフイス７３に
よつて保たれるので、排出弁６３が直ちに復帰す
ることはない。

上記圧送ポンプ室１７の燃料が第２の逃し孔６
０を介して排出されると、噴射プランジヤ４０を
押圧する力がなくなり、噴射ポンプ室４１の圧力
は噴射ノズル１５の針弁４４が閉じられることに
より、比較的的高く保たれるのに対して圧送ポン
プ室１７の圧力低下が大きいので噴射プランジヤ
４０が上昇され、噴射ポンプ室４１の圧力低下を
招く分だけこの噴射ポンプ室４１の吸い戻し効果
により、噴射ノズル１５における噴射切りを急激
に行う。

圧送プランジヤ１６がさらに下降して、環状溝
２５が第１の逃し孔２３と連通すると、圧送ポン
プ室１７内の燃料は、この第１の逃し孔２３から
も排出される。圧送プランジヤ１６がさらに下降
して下死点に達してこのプランジヤ１６が停止す
ると、スピル通路６８の圧力も下がり、圧力導入
室６９の圧力も低下するので排出弁６３は復帰動
する。よつて第２の逃し孔６０が閉じられること
になる。

次に圧送プランジヤ１６がフオロアスプリング
１９によつて上昇行程に至ると、調量電磁弁５５
の開弁作用によつて第２の燃料供給ポンプ５７か
ら燃料が調量されて噴射ポンプ室４１へ送り込ま
れる。

また圧送プランジヤ１６が供給孔２０を開く
と、第１の燃料ポンプ３から圧送ポンプ室１７に
燃料が送り込まれる。したがつて上記と同様にし
て次の燃料噴射が行われることになる。

しかして上記実施例においては、調量電磁弁５
５の開放時間によつて燃料が調量された噴射ポン
プ室４１へ送り込まれるので、エンジンの運転状
況に応じた燃料量の制御が確実かつ簡単に行え
る。また燃料噴射タイミングはタイミング電磁弁
３３により戻し通路３０を閉止することにより設
定できるので、これもエンジンの運転状況に応じ
た設定が高精度かつ円滑に行える。

しかも調量電磁弁５５は調量逆止弁５１によつ
て噴射ポンプ室４１側の高圧燃料の逆流が阻止さ
れていることから、該電磁弁５５には高圧燃料が
作用せず、したがつて電磁弁５５の耐圧強度を高
くする必要がない。

またタイミング電磁弁３３にあつては、タイミ
ング逆止弁３１、タイミングオリフイス３２によ
つて減圧された燃料圧が作用するので該タイミン
グ電磁弁３３にも高圧が作用しない。またタイミ
ングポート２１は圧送ポンプ室１７内の燃料圧が
最高圧に達する以前にメタリングリード２２によ
つて閉じられるから、このタイミング電磁弁３３
は強度的に保護され、破損等を生じない。

そしてまたこの実施例は、予めエンジン側に必
要とされる燃料量だけを調量して噴射ポンプ室４
１に待期させるため、燃料噴射量が確実に計量さ
れ、その噴射切りも噴射プランジヤ４０で制御さ
れるから高精度となるものである。

なお上記実施例においては、燃料供給ポンプと
して、３および５７で示された通り２台のポンプ
を使用したが、これらは１台のポンプであつても
実施できる。

また、調量電磁弁は電磁力に限らず、機械的に
駆動するものであつてもよい。

以上詳述した通り本考案によると、噴射ポンプ
室に予め調量装置によつて調量された燃料を貯め
ておき、この噴射ポンプ室と区割され、エンジン
と同期して駆動される圧送プランジヤによつて増
圧される圧送ポンプ室の油圧で噴射プランジヤを
押すようにし、かつ圧送ポンプ室はこれに連通し
た燃料戻し通路に設けた閉止機構によりエンジン
の最適噴射時期に該通路を閉止して上記噴射プラ
ンジヤを押圧させるようにしたので、燃料噴射量
は調量装置で管理されるとともに燃料噴射タイミ
ングは閉止機構で制御できるのでこれらの制御を
高精度に行える。しかも調量された燃料は噴射ポ
ンプ室に一時的に貯えられて圧送されるから、噴
射切りが確実に行える。また、調量装置および電
磁弁よりなる噴射時期制御用閉止機構は、それぞ
れ調量逆止弁および絞り部により高圧に加圧され
た燃料圧を受けないようになつているので耐圧強
度を低くすることができるなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は全体
の流路系統図、第２図は燃料噴射ユニツトの断面
図である。 １……燃料噴射ユニツト、１０……圧送シリン
ダ、１１……噴射シリンダ、１４……噴射ノズ
ル、１６……圧送プランジヤ、１７……圧送ポン
プ室、２１……タイミングポート、２２……タイ
ミングリード、３０……燃料戻し通路、３２……
タイミングオリフイス（絞り部）、３３……タイ
ミング電磁弁（閉止機構）、４０……噴射プラン
ジヤ、４１……噴射ポンプ室、５１……調量逆止
弁、５５……調量電磁弁（調量装置）、６３……
排出弁（排出機構）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧送シリンダ内にエンジンと同期して作動され
   る圧送プランジヤを嵌挿して圧送ポンプ室を形成
   するとともに、この圧送ポンプ室に連なる噴射シ
   リンダ内に上記圧送ポンプ室内の油圧によつて駆
   動される前記圧送プランジヤより小径の噴射プラ
   ンジヤを収容して噴射ポンプ室を形成し、該噴射
   ポンプ室の噴射ノズルに連通し、この噴射ポンプ
   室内に調量装置によつて予め必要噴射量が調量さ
   れた燃料を調量逆止弁を介して送り込むように
   し、上記圧送ポンプ室に、この圧送ポンプ室の圧
   力が最高圧に達する前に上記圧送プランジヤに形
   成されたタイミングリードにより閉じられるタイ
   ミングポートを開設し、このタイミングポートを
   絞り部を備えた燃料戻し通路に接続し、この燃料
   戻し通路の絞り部より下流側にエンジンの最高噴
   射時期に該燃料戻し通路を閉止する電磁弁にて形
   成された閉止機構を設け、かつ上記噴射プランジ
   ヤの噴射終期にこれに連動して前記圧送ポンプ室
   内の高圧燃料を排出する排出機構を設けたことを
   特徴とする燃料噴射装置。