JPS618423A - 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に関し、特にディーゼ
ルエンジンの燃料噴射ノズルへの燃料供給を停止する為
にポンプ室内の燃料圧力を低下させる為のスピル機構を
有した常開型電磁弁の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、分配型のディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに
おいて、溢流を制御してポンプ室内の燃料圧力を低下さ
せるスピル機構を有した技術は、例えば特開昭５９−５
４１号公報などにも見られる。

発明者等はこのスピル機構に電磁弁を適応させた発明の
出願を最近数件出願したが、それらのものは電磁弁の応
答性が個体間によってかなりバラツキがあることがわか
った。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、バルブボディを２分割し、その間に非
磁性体のシムを介在させることによりストロークを適正
値に調整できるようにする構造とすることにより電磁弁
個体間のバラツキを減らし、精度のよい燃料噴射量を可
能とすることを目的とする。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は従来例を示すものである。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は図示しないエ
ンジンによって駆動され、エンジンの１／２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と導通して
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１３１内に吸入する。プ
ランジャの第２の切欠き溝１５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１３１か
ら切欠き溝１５、吐出口１６を経て高圧ライン１８に送
り出す。プランジャ１１が右方へ動き始める時期↓よ、
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。

タンク７内の燃料は、フィードポンプ３により低圧ライ
ン１７を介して圧送され、シリンダ１３の吸入口１４に
供給される。上記高圧ポンプ１の作用によりシリンダ１
３の吐出口１６から吐出された燃料は高圧ライン１８を
介して噴射ノズル２へ供給される。圧力室１３１の圧力
は次に述べるように燃料制御装置８より制御される。

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とにより構成
される。

スプール弁８２はシリンダ部材８２１１スプール８２２
、スプリング８２３より構成される。スプール８２２は
筒状を呈し、シリンダ部材８２１内に嵌合されて図中の
左右方向に摺動自在になっており、その左右の各々の端
部には各々油圧室８２４．８２５が形成される。左の油
圧室８２５は圧力室１３１と直結しており、又スプール
８２２の中心軸部分に形成された絞り８２６を介して、
常時布の油圧室８２４に連通ずる。右の油圧室８２４内
にはスプリング８２３が設けられ、このスプリング力は
スプール８２２を常時左方へ押圧する。左の油圧室８２
５の油圧が油圧室８２４の油圧よりも十分に大きい時、
スプール８２２はスプリング８２３に抗して右方へ移動
し、スプール８゛２２の左端面８２２ｂがシリンダ部材
８２１の内周面に形成された環状溝８２７の一部と重な
った時、左の油圧室８２５内の燃料はこの環状溝８２７
を介してドレーンライン７１にリリーフされる。

右の油圧室８２４はソレノイド弁８１によってドレーン
ライン７１への導通が開閉される。ソレノイド弁８１は
ソレノイド８１１、弁体８１２、小孔８１２ｂより構成
されており、ソレノイド８１１の通電をＯＦＦにした時
、弁体８１２は右の油圧室８２４の油圧で右方へ、移動
し、小孔８１２ｂが開くようになっている。ソレノイド
弁８１が開弁した時、油圧室８２４内の燃料はドレーン
ライン７１にリリーフされる。ソレノイド８１１にはリ
ード線８１４を介して外部の図示しないコントローラに
より通電される。

ソレノイド弁８１のソレノイド８１１への通電はコンピ
ュータ２０により行なう。コンピュータ２０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
な期間ソレノイド８１１に通電する。アクセル開度信号
はアクセルペダル２１に設けたポテンショメータ２１１
によって送信される。ポンプ回転数および時期を知るた
めのエンジン位相の信号は、ポンプケーシング４に設け
た２個のＭＲＥ　（磁気抵抗素子）センサ４１，４２に
よって送信される。センサ４２はプランジャ１１を回転
駆動するドライブシャフト５に固定された歯車５１の凹
凸を検出し、センサ４１は歯車５１の外周近傍の側面に
設けられた１個の突起５１１を検出する。すなわちセン
サ４２は５°間隔に設けられた歯の凹凸を検出し、１回
転あたり７２個のパルス信号をコンピュータ２０へ送り
、またセンサ４１は１回転あたり１個のパルス信号をコ
ンビエータ２０ぺ送信する。コンピュータ２０はこれら
の信号によって、噴射開始時期、終了時期を演算しソレ
ノイド８１１への通電を行なう。

次に上記燃料制御装置８の基本作動を、第２図（ａ）〜
（Ｃ１を併用して説明する。

ｔａ＞　　ＩＪ　ＩＪ−）停止時（噴射開始時及び噴射
期間中）、コンビエータ２０は、ソレノイド８１１への
通電を行ない、この結果弁体８１２はソレノイド８１１
の吸引力により左方へ引き付けられ小孔８１２ｂを塞ぐ
。このため燃料制御装置８のリリーフ通路は全て閉塞さ
れ、高圧ポンプ１から吐出される燃料は実質的に全て切
欠き溝１５および高圧ライン１８を介して噴射ノズル２
へ供給される（第２図（ａｌ参照）。

（ｂｌ　　リ゛リーフ開始時（噴射終了時）、コンピュ
ータ２０はソレノイド８１１への通電を停止する。

この結果弁体８１２は油圧室８２４の油圧で押し開かれ
て小孔８１２ｂを開放する。すなわち燃料は、油圧室８
２５、絞り８２６、油圧室８２４、小孔８１２ｂ、ドレ
ーンライン７１１を介してリリーフを開始する（第２図
（ｂｌ参照）。

ＩｃＩ　　小孔８１２ｂが開口すると、スプール８２２
に設けられた絞り８２６により右の油圧室８２４内の圧
力が低下し、スプール８２２は油圧室８２５．８２４内
の圧力差に応じてスプリング８２３の力に抗して右方へ
移動する。しかしてスプール８２２の左端面８２２ｂと
シリンダ部材８２１の環状溝８２７とが連通ずると、は
とんどの燃料は油圧室８２５、環状溝８２７、ドレーン
ラインの枝管７１２およびドレーンライン７１を介して
タンク７へ還流され大量のメインリリーフが行われる（
第２図（Ｃ）参照）。

以上のように、小孔８１２ｂをほんの僅か開放しただけ
でスプール８２２が変位し、瞬間的に多量の燃料をリリ
ーフさせることができる。すなわち、スプール８２２を
用いたことにより、装置全体が極めて簡単かつ小形にな
り、また大量の燃料リリーフを迅速に行なうことが可能
となった。

しかし、電磁弁間のバラツキが大量いことがわかり、上
記燃料制御装置８の構成および作動において、本発明者
等はさらに以下の改良を行った。

これを第３図により説明する。

まず第１の改良点につき説明する。

上記燃料制御装置８の個体間の応答性を一定にする為に
は、第１図に示す弁体８１２をパルプボディ８３０の方
向に吸引した際に形成される空隙Ａ、弁体８１２と鉄心
８３１との間に形成される空隙Ｂ１弁体８１２のストロ
ークＣを一定にする必要がある。この空隙Ａ、Ｂ、Ｃは
各々に個体間でばらつきがあると、燃料制御弁８の応答
性にもばらつきが生じてくる。

そこで第３図に示す様に、ヨーク８３１とバルブボディ
８３２の間にシム８３３を挿入させシム８３３の厚さを
変更することで空隙へを適正な距離に調整可能とした。

コイルボビン８１３の下端面とハウジング８４０に凹凸
をつける。又ヨーク８３１とハウジング８４０にも各々
凹凸をつけ、鉄心８３２の中心軸と、コア８１４の中心
軸が一致するようにし、空隙Ｂがコア８１４の外周の各
点で一定値となる様にした。

弁体８１２のストロークＣが一定となる様にアジャスタ
ー８５０を設け、シム８５１によって弁体８１２のスト
ロークＣを一定となすことが出来る。

以上の構成により燃料制御弁の各空隙を一定値にあわせ
ることが出来る為、個体間のばらつきを小さくすること
が出来る。

次に第２の改良点につき説明する。

弁体８１２の本体８１５は先端部でシールを行なう為硬
い材料（本実施例では５ＫＨ９）を使用している。又コ
ア８１４は、磁力線が通り易い材料（本実施例ではパー
マロイ）で構成される。しかしパーマロイは非常に柔ら
かい材料である為、ストッパであるアジャスター８５０
（非磁性体ＳＵＳで構成）に繰り返しあたると、すぐに
変形してしまう。そこで本実施例では第３図に示ずごと
く、コア８１４を貫通させ、その中叫本体８１５を挿入
し絞める。そして、本体８１５がストンバーであるアジ
ャスタ８５０に当たるように構成しである。

次に第３の改良点について説明する。

一般的にコア８１４が、移動する際、磁気通路面積が変
化すると、応答性に不利となる。この為、第３図に示す
如く、φｄとφＤのように鉄心の直径を変え、コア８１
４が移動しても、磁気通路面積が変化しないようにして
いる。こうすると、弁体８１２の容積が増すという欠点
もあわせ持ってしまう。そこでコア８１４の上端部をテ
ーパ状にくり抜き重量を軽くすることで応答性を早める
ことができるし、磁気通路面積も変えずにすむ。

次に第４の改良点について説明する。

コイル８１１通電ＯＦＦ時に制御を行なう場合、残留磁
気の影響で、通電ＯＮ時の制御に比べ、応答性が悪化す
ることが一般的に知られている。第１図に示す燃料制御
弁においても、弁体８１２の本体８１５とコア８１４が
接触している為、磁気回路がコア８１４とヨーク８３１
に形成させると共に本体８１５とパルプボディ８３２間
にも形成され、ますます応答性を悪くしている。そこで
第３図に示すごとく、パルプボディー８３２を非磁性体
のＳＵＳや銅板で囲う。又、弁体８１２とコア８１５の
間に非磁性体のＳＵＳのリング８１６を介在させること
により、本体８１５とパルプボディー８３２を通る磁気
回路を遮断し応答性を改良することができる。

次に第５の改良点について説明する。

弁体８１２は通電をＯＦＦにしてから、吸引力は弱まっ
ていく。従って油圧室８２４の油圧が、弁体８１２の本
体８１５を押し開こうとする力に対し吸引力がそれ以下
になった時に、弁体８１２は開弁する。ところが、開弁
と同時に油圧が低下すると吸引力が再び油圧室８２４内
の油圧に勝り、再び閉弁してしまい、制御が不安定とな
る。そこで第３図に示すごとく、弁体８１２とバルブボ
ディー８１５の間にスプリング８６０を挿入し、通電Ｏ
ＦＦで、スプリング力と、油圧室８２４の油圧で開弁す
るようにすることで応答性も向上させる。

次に第６の改良点について説明する。

弁体８１２とアジャスタ８５０との間で磁気回路が形成
されると、前述の様に、弁体８１２とパルプボディー８
３２が磁化し、応答性が悪化する。

そこでアジャスタ８５０を非磁性体（本実施例では５Ｕ
Ｓ）で、構成することで、応答性を改良することができ
る。

次に第７の改良点について説明する。

前述の様に、弁体８１２が、磁化することで、応答性が
悪化する。そこで、弁体８１２の本体８１５を非磁性体
（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等ノセラミソクあるいは５ＵＳ）
で構成することで、応答性を良好にする。

次に第８の改良点を説明する。

第５の改良点でスプリング８６０を設けたが、磁気回路
を構成しない為にこのスプリング８６０を非磁性体（本
実施例ではＳＵＳ＞で構成する。

又、スプリングのストッパー８１７を設は非磁性体（Ｓ
ＵＳ）で構成することにより応答性が良好となる。

〔発明の効果〕 以上述べたように本発明は、バルブボディ′−を２つに
分割し、その間に非磁性体をシムを介在させることによ
りストロークを適正値に自由に調整できるようにする構
造とすることにより、電磁弁個体間のバラツキを調整し
て減らし、精度のよい燃料噴射が可能となるという極め
て優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すシステム図、第２図（ａ
ｌはＩＪ　ＩＪ−）停止時の弁作動説明図、第２図（ｂ
ｌはリリーフ開始時の弁作動説明図、第２図（Ｃ１は・
である。 １・・・高圧ポンプ、２・・・噴射ノズル、３・・・フ
ィードポンプ、５・・・ドライブシャフト、８・・・燃
料制御装置、１１・・・プランジャ、１３・・・シリン
ダ、１４・・・吸入口、１６・・・吐出口、８１・・・
ソレノイド弁、８２・・・スプール弁、８１２・・・弁
体、８３２・・・バルブボディ、８３３，８５１・・・
シム、８５０・・・アジャスタ。

Claims (1)

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
   力室へ連通するとともに、燃料をタンクへ還流させるた
   めの第１および第２リリーフポートを有する筒状のシリ
   ンダ部材と、筒状を呈するとともに上記シリンダ部材内
   に摺動自在に嵌合され、内部孔が上記圧力室と第１リリ
   ーフポートを常時連通し、外周側面が上記第２リリーフ
   ポートを開閉するスプールと、上記第１リリーフポート
   を開閉する電気的作動弁とを備え、この電気的作動弁が
   上記第１リリーフポートを開放することにより上記スプ
   ールの近傍に圧力差が生じてこのスプールが変位し、こ
   れにより上記第２リリーフポートが開放して燃料が還流
   し、上記燃料噴射ノズルへの燃料供給が停止する機構の
   燃料制御装置において、弁体８１２とヨーク８３１との
   間に形成される空隙調整用として、ヨーク８３１とバル
   ブボディ８３２との間にシム８３３を設けたことを特徴
   とする燃料制御装置。 ２　特許請求の範囲第１項に記載の燃料制御装置におい
   て、コイルボビン８１３の下端面とハウジング８４０の
   対向面、およびヨーク８３１とハウジング８４０の対向
   面に各々流体吸着防止用の凹凸をつけたことを特徴とす
   る燃料制御装置。 ３　特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の燃料制御
   装置において、弁体８１２のストローク調整用としてア
   ジャスター８５０とシム８５１を設けたことを特徴とす
   る燃料制御装置。 ４　特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか記載の
   燃料制御装置において、貫通孔を有するコア８１４に弁
   本体８１５を挿入固定したことを特徴とする燃料制御装
   置。 ５　特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか記載の
   燃料制御装置においてコア８１４の上部をテーパ状にく
   り抜いたことを特徴とする燃料制御装置。