JPS6187963A - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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- JPS6187963A JPS6187963A JP59209855A JP20985584A JPS6187963A JP S6187963 A JPS6187963 A JP S6187963A JP 59209855 A JP59209855 A JP 59209855A JP 20985584 A JP20985584 A JP 20985584A JP S6187963 A JPS6187963 A JP S6187963A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
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蓄圧式燃料噴射装置ｔＫ関するもの
である。
である。
いわゆる蓄圧式燃料噴射装置（以下噴射装置と云５）は
燃料噴射率を高めると同時に噴射路りの噴射率を急激に
減少させる、いわゆるシャープカットな燃料噴射パター
ンで燃料噴射期間を短縮し、短期間に燃焼を終了させ、
等容度を高めて内燃機関の熱効率を向上させようとする
ものであり、噴射時期を遅らせても黒煙の発生が少なく
、酸化窒素の排出の抑制を容易にする利点を有する。
燃料噴射率を高めると同時に噴射路りの噴射率を急激に
減少させる、いわゆるシャープカットな燃料噴射パター
ンで燃料噴射期間を短縮し、短期間に燃焼を終了させ、
等容度を高めて内燃機関の熱効率を向上させようとする
ものであり、噴射時期を遅らせても黒煙の発生が少なく
、酸化窒素の排出の抑制を容易にする利点を有する。
しかし、公知の蓄圧式燃料噴射装置では針弁が開弁時に
おいて閉弁時より受圧面積が大ぎくなるよ５構成されて
いるため、開弁圧力よりも閉弁圧力が低くなり、従っヱ
この圧力差により燃料の最小噴射量が決定される。この
ため最大、最少燃料噴射量比を大きくすることができず
、内燃機関の低負荷及び無負荷運転をほとんど不可能に
していた。
おいて閉弁時より受圧面積が大ぎくなるよ５構成されて
いるため、開弁圧力よりも閉弁圧力が低くなり、従っヱ
この圧力差により燃料の最小噴射量が決定される。この
ため最大、最少燃料噴射量比を大きくすることができず
、内燃機関の低負荷及び無負荷運転をほとんど不可能に
していた。
又、自動弁である針弁は閉弁時そのばねのみで「摺動部
の面積×揚程×圧力」の仕事をして針弁を着座・させる
ため蓄圧室圧力の低下に追従してその揚程を減じつつ閉
弁することとなり、従って閉弁速度は遅く、前記の針弁
の開弁時と閉弁時との圧力差と相互に作用し燃料噴射量
制御を困難にするばかりか、噴射期間は長くなり、蓄圧
式燃料噴射装置の前記主旨に反する。
の面積×揚程×圧力」の仕事をして針弁を着座・させる
ため蓄圧室圧力の低下に追従してその揚程を減じつつ閉
弁することとなり、従って閉弁速度は遅く、前記の針弁
の開弁時と閉弁時との圧力差と相互に作用し燃料噴射量
制御を困難にするばかりか、噴射期間は長くなり、蓄圧
式燃料噴射装置の前記主旨に反する。
本発明者は先に％紬昭５８−６７０５号により、上記問
題の解決手段を提供した。即ち本発明者は針弁体内に装
入した噴口を開閉する針弁の周囲に蓄圧室を形成すると
ともに、該室と燃料通路間に逆止弁を設けた蓄圧式燃料
噴射装置の前記針弁の大気圧側に連通ずる燃料の通路と
蓄圧室との間の燃料通路に噴射路り制御弁を設置して、
針弁の閉１弁時、これを閉じる方向に圧力を加え、閉弁
速度を高め、噴射期間を従来の蓄圧式燃料噴射装置より
も短縮させた。
題の解決手段を提供した。即ち本発明者は針弁体内に装
入した噴口を開閉する針弁の周囲に蓄圧室を形成すると
ともに、該室と燃料通路間に逆止弁を設けた蓄圧式燃料
噴射装置の前記針弁の大気圧側に連通ずる燃料の通路と
蓄圧室との間の燃料通路に噴射路り制御弁を設置して、
針弁の閉１弁時、これを閉じる方向に圧力を加え、閉弁
速度を高め、噴射期間を従来の蓄圧式燃料噴射装置より
も短縮させた。
更に本発明者は先の特、頓昭５８−８７６８８号により
、上記問題の解決のための更に優れた手段を提供した。
、上記問題の解決のための更に優れた手段を提供した。
即ち本発明者は前記の％願昭５８−６７０５号の構成に
加え、針弁の摺動部より大きな面積を有する針弁制御ピ
ストンを針弁の大気圧側に投１ｄするとともに、噴射路
り制御弁と高圧燃料通路との間に絞りを設置することに
より、針弁の開弁時には開弁速度を低下させ、閉弁時に
は蓄圧室内の高圧の燃料によっ℃針弁制御ピストンを作
動し、針弁を加速して高速度で閉弁させ、燃料噴射期間
をより一層短縮させた。
加え、針弁の摺動部より大きな面積を有する針弁制御ピ
ストンを針弁の大気圧側に投１ｄするとともに、噴射路
り制御弁と高圧燃料通路との間に絞りを設置することに
より、針弁の開弁時には開弁速度を低下させ、閉弁時に
は蓄圧室内の高圧の燃料によっ℃針弁制御ピストンを作
動し、針弁を加速して高速度で閉弁させ、燃料噴射期間
をより一層短縮させた。
本発明は蓄圧式燃料噴射装置におげろより一層の性能向
上のため上記発明に改良を加えた。本発明は針弁の開弁
時に必要な面積を得るために、そのバルブフェースの先
端外径を太きくし、これによって針弁の揚程を小さくし
、且つ針弁の摺動部の面積に比しバルブフェースの面積
を太キ（シて針弁の開弁速さを高めて、開弁時間を短縮
するとともに、針弁を設けた蓄圧室を逆止弁を介し、高
圧燃料通路により燃料噴射ポンプに連結し、高圧燃料通
路内圧力の減圧により針弁を開いて噴射な行う燃料噴射
装置において、前記逆止弁を燃料噴射路りに開く制御器
を設けるとともに、前記逆止弁より燃料噴射ポンプ側の
燃料の通路には該針弁を閉制御 弁させる制御ピストンを設置し、詰−２−ストンには蓄
圧室と燃料噴射ポンプ側とを連通し、針弁を閉じるとき
のみ遮断される通路を有することを要旨とするもので、
針弁の開弁速度とともに閉弁速度をも高めることＫよっ
て燃料噴射期間を短縮し、内燃機関の熱効率の向上を図
ることを目的とする。
上のため上記発明に改良を加えた。本発明は針弁の開弁
時に必要な面積を得るために、そのバルブフェースの先
端外径を太きくし、これによって針弁の揚程を小さくし
、且つ針弁の摺動部の面積に比しバルブフェースの面積
を太キ（シて針弁の開弁速さを高めて、開弁時間を短縮
するとともに、針弁を設けた蓄圧室を逆止弁を介し、高
圧燃料通路により燃料噴射ポンプに連結し、高圧燃料通
路内圧力の減圧により針弁を開いて噴射な行う燃料噴射
装置において、前記逆止弁を燃料噴射路りに開く制御器
を設けるとともに、前記逆止弁より燃料噴射ポンプ側の
燃料の通路には該針弁を閉制御 弁させる制御ピストンを設置し、詰−２−ストンには蓄
圧室と燃料噴射ポンプ側とを連通し、針弁を閉じるとき
のみ遮断される通路を有することを要旨とするもので、
針弁の開弁速度とともに閉弁速度をも高めることＫよっ
て燃料噴射期間を短縮し、内燃機関の熱効率の向上を図
ることを目的とする。
これを図面に基いて詳細に説明する。
本発明の燃料噴射装置は基本的には第１図に示すよ５に
、本体１とこれにナツト４でとりつげられた針弁案内２
とノズル体３により構成されている。
、本体１とこれにナツト４でとりつげられた針弁案内２
とノズル体３により構成されている。
本体１内にはその上部に固定された弁体５と、その中心
孔ｌａ内で摺動する摺動部７を有する制御器６と、これ
を下方に押圧するばね８と、上記制御器６の上方えの移
動を制限するストッパ９と、前記弁体５においてばね１
０によって上方に押圧され、常時は後記蓄圧室２７がら
後記高圧燃料通路１９えの流通を阻止する逆止弁１１と
を有し、該逆止弁１１には前記弁体５．の中心孔ｌａ
内で摺動し上記制御器 ６の摺動部７の下端と接する
弁案内１２を有し、該弁案内１２の孔１４は弁案内１２
と摺動部７との間に形成される室１３と後記室２２とを
連通している。１６は上記本体１の下方に明けた摺動孔
１ｂ ｉＣ嵌入され、針弁案内２の上方内部に設けた
弱いばね１５により又上方に押圧される制御ピストンで
、該制御ピストンには通路１７及び絞り１８を形成する
とともに後記直径ｄ、の摺動部を有する針弁２８の閉弁
を制御するためｄｌより大ぎな直径ｄ、の摺動部を有す
る。
孔ｌａ内で摺動する摺動部７を有する制御器６と、これ
を下方に押圧するばね８と、上記制御器６の上方えの移
動を制限するストッパ９と、前記弁体５においてばね１
０によって上方に押圧され、常時は後記蓄圧室２７がら
後記高圧燃料通路１９えの流通を阻止する逆止弁１１と
を有し、該逆止弁１１には前記弁体５．の中心孔ｌａ
内で摺動し上記制御器 ６の摺動部７の下端と接する
弁案内１２を有し、該弁案内１２の孔１４は弁案内１２
と摺動部７との間に形成される室１３と後記室２２とを
連通している。１６は上記本体１の下方に明けた摺動孔
１ｂ ｉＣ嵌入され、針弁案内２の上方内部に設けた
弱いばね１５により又上方に押圧される制御ピストンで
、該制御ピストンには通路１７及び絞り１８を形成する
とともに後記直径ｄ、の摺動部を有する針弁２８の閉弁
を制御するためｄｌより大ぎな直径ｄ、の摺動部を有す
る。
前記本体１内には、噴射ポンプ（図示せず）と、後記針
弁２８の上端位置で前記針弁案内２の上方に形成された
噴射ポンプ側の室２ｏとを連通ずる高圧燃料通路１９と
、前記室２ｏと通路１７によって連通ずる前記制御ピス
トン１６の上方（蓄圧室側）の室２１と、前記逆止弁１
１の噴射ポンプ側の室２２とを連通する燃料の通路２３
及び 前記逆止弁１１の蓄圧室側の室２４と、後記蓄圧
室２７とを前記針弁案内２内に設けられた通路２６を径
て連通する燃料のＡ路２５を有し℃いる。
弁２８の上端位置で前記針弁案内２の上方に形成された
噴射ポンプ側の室２ｏとを連通ずる高圧燃料通路１９と
、前記室２ｏと通路１７によって連通ずる前記制御ピス
トン１６の上方（蓄圧室側）の室２１と、前記逆止弁１
１の噴射ポンプ側の室２２とを連通する燃料の通路２３
及び 前記逆止弁１１の蓄圧室側の室２４と、後記蓄圧
室２７とを前記針弁案内２内に設けられた通路２６を径
て連通する燃料のＡ路２５を有し℃いる。
一方、前記ノズル体３には前記針弁案内２下面との間で
蓄圧室２７が形成され、該蓄圧室２７内には前記針弁案
内２の中心孔内で摺動する直径ｄ、なる摺動部２９を有
する針弁２８をばね３ｏによって下方に押圧するよう設
置し、針弁２８の先端には第２図に開弁状態を拡大して
示すよ５Ｖｃ、外径ｄ１、先端外径ｄ４のバルブフェー
ス３１を形成し、ノズル体３の弁座３２に着座せしめ、
燃料の噴口３３からの噴出を遮断するとともＫ、該針弁
四は開弁時には上昇し℃、第３図に示すようにバルブフ
ェース３１は噴口３３えの流路を開き、同時に針弁２８
の上端は前記制御ピストン１６の下面と接し、針弁北の
揚程を制限しつつ通路１７の流路を遮断する。
蓄圧室２７が形成され、該蓄圧室２７内には前記針弁案
内２の中心孔内で摺動する直径ｄ、なる摺動部２９を有
する針弁２８をばね３ｏによって下方に押圧するよう設
置し、針弁２８の先端には第２図に開弁状態を拡大して
示すよ５Ｖｃ、外径ｄ１、先端外径ｄ４のバルブフェー
ス３１を形成し、ノズル体３の弁座３２に着座せしめ、
燃料の噴口３３からの噴出を遮断するとともＫ、該針弁
四は開弁時には上昇し℃、第３図に示すようにバルブフ
ェース３１は噴口３３えの流路を開き、同時に針弁２８
の上端は前記制御ピストン１６の下面と接し、針弁北の
揚程を制限しつつ通路１７の流路を遮断する。
尚、前記逆止弁１１は第３図に閉弁状態を示すように１
Ｍ圧室２７内の圧力とばねｌＯの力によっ℃閉弁し、蓄
圧室２７から通路２３ Ｋ向って流れようとする燃料の
流路を遮断するよう設計されている。
Ｍ圧室２７内の圧力とばねｌＯの力によっ℃閉弁し、蓄
圧室２７から通路２３ Ｋ向って流れようとする燃料の
流路を遮断するよう設計されている。
また、第１図は制御器６により前記逆止弁１１が開弁さ
せられた状態を示し℃いる。又、前記制御器６の上端ば
ね受部と本体１に螺着された調整ねじ３４との間には圧
線されたばね８が挾持されており、このばね；（の力に
よっ工制御器６の下端は逆止弁１１の上端を押圧し、蓄
圧室２７内圧力が針弁２８を閉弁すべき圧力に達すると
、「蓄圧室２７内圧力Ｘ逆止弁１１の面積＋ばね１０の
力」に抗し１逆止弁１１を強制的に開弁させ、蓄圧室２
７側から高圧□燃料通路１９に向って流路を開く構成で
ある。
せられた状態を示し℃いる。又、前記制御器６の上端ば
ね受部と本体１に螺着された調整ねじ３４との間には圧
線されたばね８が挾持されており、このばね；（の力に
よっ工制御器６の下端は逆止弁１１の上端を押圧し、蓄
圧室２７内圧力が針弁２８を閉弁すべき圧力に達すると
、「蓄圧室２７内圧力Ｘ逆止弁１１の面積＋ばね１０の
力」に抗し１逆止弁１１を強制的に開弁させ、蓄圧室２
７側から高圧□燃料通路１９に向って流路を開く構成で
ある。
上記調整ねじ３４はナラ）３５１ｃより弛み止めされ、
ナラ）３５に螺着されたねじ３６の一端が前記の如くス
トッパ９を形成し工制御器６の移動を制限しているので
ある。
ナラ）３５に螺着されたねじ３６の一端が前記の如くス
トッパ９を形成し工制御器６の移動を制限しているので
ある。
尚、ねじ３６はロックナツト３７により弛み止めされ、
前記弁体５と制御器６の摺動部７との間で漏洩した燃料
はねじ３６の孔３８を軽重燃料タンク（図示−ヒず）に
戻されるようにな−）Ｃいる。
前記弁体５と制御器６の摺動部７との間で漏洩した燃料
はねじ３６の孔３８を軽重燃料タンク（図示−ヒず）に
戻されるようにな−）Ｃいる。
ところで、本発明の燃料噴射装置に使用される燃料噴射
ポンプ（図示せず）は１．スピルポートを有するバレル
内に摺動するプランジャを有し、その高圧燃料通路に吸
戻し弁又は完残圧弁を有する溝造でありさえすれば本発
明の燃料噴射装置の作動になんらの支障もない。
ポンプ（図示せず）は１．スピルポートを有するバレル
内に摺動するプランジャを有し、その高圧燃料通路に吸
戻し弁又は完残圧弁を有する溝造でありさえすれば本発
明の燃料噴射装置の作動になんらの支障もない。
次に本発明の燃料噴射装置の作動を説明する。
第１図は第６図のｔい即ち燃料噴射ポンプ（図示せず）
が未だ送油を開始しない時期の状態を示している。
が未だ送油を開始しない時期の状態を示している。
時期が第６図のｔ、に達すると、本体１の高圧燃料通路
１９に噴射ポンプから送油された燃料は室２０、通路１
７及び通路２３を経て室２２ Ｋ達し、制御器６によっ
工開弁されている逆止弁１１を経て、更に通路部及び同
２６を経て蓄圧室２７内に流入する。
１９に噴射ポンプから送油された燃料は室２０、通路１
７及び通路２３を経て室２２ Ｋ達し、制御器６によっ
工開弁されている逆止弁１１を経て、更に通路部及び同
２６を経て蓄圧室２７内に流入する。
燃料油は公知の如く弾性流体であり、圧力に比例し℃そ
の体積を減少するので、蓄圧室２７内の圧力は噴射ｙ’
Ｅ ７プからの送油量に比例して第６図の線Ｂの如くに
上昇し、前記高圧燃料通路１９内の圧力も同様に線への
如くに上昇する。
の体積を減少するので、蓄圧室２７内の圧力は噴射ｙ’
Ｅ ７プからの送油量に比例して第６図の線Ｂの如くに
上昇し、前記高圧燃料通路１９内の圧力も同様に線への
如くに上昇する。
時期が第６図のｔ３に達すると、制御器６の摺動部７に
加わる圧力によりばね８の力に抗し制御器６を上昇させ
る。時期がｔ、に達すると蓄圧室２７内の圧力は燃料噴
射路り圧力に達し、制御器６は第６図の線Ｅに示す如く
に上昇し、逆止弁１１はばね１０の力によっ工制御器６
に追随しつつ線Ｆに示す如く閉じようとするが、燃料の
流れは第４図に示す如くばねｌＯの力に抗して逆止弁１
１を開き前記経路を経曵噴射ポンプから蓄圧室２７内に
流入しりつ更に第６図の線Ｂに示す如くその圧力を高め
続ける。この時制御器６の揚程はストッパ９により制限
される。
加わる圧力によりばね８の力に抗し制御器６を上昇させ
る。時期がｔ、に達すると蓄圧室２７内の圧力は燃料噴
射路り圧力に達し、制御器６は第６図の線Ｅに示す如く
に上昇し、逆止弁１１はばね１０の力によっ工制御器６
に追随しつつ線Ｆに示す如く閉じようとするが、燃料の
流れは第４図に示す如くばねｌＯの力に抗して逆止弁１
１を開き前記経路を経曵噴射ポンプから蓄圧室２７内に
流入しりつ更に第６図の線Ｂに示す如くその圧力を高め
続ける。この時制御器６の揚程はストッパ９により制限
される。
この状態におい℃針弁２８を押し下げる力Ｆ１はＦ、＝
ばね３０の力＋π４ｄ：、Ｉ Ｘ室２０内の圧力で、針
弁２８を押し上げる力Ｆ２は Ｆ、＝π／４（ａＦ−ｄ寥）Ｘ蓄圧室２７内の圧力であ
る。
ばね３０の力＋π４ｄ：、Ｉ Ｘ室２０内の圧力で、針
弁２８を押し上げる力Ｆ２は Ｆ、＝π／４（ａＦ−ｄ寥）Ｘ蓄圧室２７内の圧力であ
る。
逆止弁１１を押上げるばね１０の力は小さいので針弁邦
上方の室２０と蓄圧室２７内の圧力は実質的に同じであ
り、上式より自明の如（Ｆ、はＦ、より大きいので、蓄
圧室２７内の圧力増加とともにバルブフェース３１が弁
座３２１Ｃ押しつけられる力は強くなり、燃料が蓄圧室
２７から噴口３３え漏れることはない。
上方の室２０と蓄圧室２７内の圧力は実質的に同じであ
り、上式より自明の如（Ｆ、はＦ、より大きいので、蓄
圧室２７内の圧力増加とともにバルブフェース３１が弁
座３２１Ｃ押しつけられる力は強くなり、燃料が蓄圧室
２７から噴口３３え漏れることはない。
時期が第６図のｔ、に達すると噴射ポンプは送油を終了
し、スピルポートを開き、燃料は噴射ポンプ側に逆流し
、この圧力低下とばね１０により逆止弁１１は閉じる。
し、スピルポートを開き、燃料は噴射ポンプ側に逆流し
、この圧力低下とばね１０により逆止弁１１は閉じる。
高圧燃料通路１９内圧力は急激に低下し、蓄圧室７！７
内の燃料は高圧燃料通路１９に向って逆流しようとする
が逆止弁１１が閉じているので逆流せず、ここで遮断さ
れる。上記により逆止弁１１から噴射ポンプ側の室２２
、孔１４、室１３、通路２３、室２１、通路１７及び室
２０の圧力もまた第６図の線Ａに示す如くに急激に低下
し、ばね３０が針弁２８を押し下げようとする力よりも
、針弁側を押し上げようとする力、 ｐ’３＝＝π／４（ｄＦ−ｄｉ）×蓄圧室２７内の圧力
が大ぎくなり、針弁２８は開弁じ始め、開弁と同時にバ
ルブフェース３１にも蓄圧室２７内の圧力が加わるので
、その瞬間に針弁２８の受圧面積はπ／４ （ｄｉ−ｄ
ｉ ） からπ／４ｄＦに変化し、針弁２８を押し上
げようとする力は Ｆ、＝π／４ｄｉＸ蓄圧室２７の圧力 と
急激に増大し、針弁認は力Ｆ４によってばね３０の力に
抗して加速され、急速に開弁する。
内の燃料は高圧燃料通路１９に向って逆流しようとする
が逆止弁１１が閉じているので逆流せず、ここで遮断さ
れる。上記により逆止弁１１から噴射ポンプ側の室２２
、孔１４、室１３、通路２３、室２１、通路１７及び室
２０の圧力もまた第６図の線Ａに示す如くに急激に低下
し、ばね３０が針弁２８を押し下げようとする力よりも
、針弁側を押し上げようとする力、 ｐ’３＝＝π／４（ｄＦ−ｄｉ）×蓄圧室２７内の圧力
が大ぎくなり、針弁２８は開弁じ始め、開弁と同時にバ
ルブフェース３１にも蓄圧室２７内の圧力が加わるので
、その瞬間に針弁２８の受圧面積はπ／４ （ｄｉ−ｄ
ｉ ） からπ／４ｄＦに変化し、針弁２８を押し上
げようとする力は Ｆ、＝π／４ｄｉＸ蓄圧室２７の圧力 と
急激に増大し、針弁認は力Ｆ４によってばね３０の力に
抗して加速され、急速に開弁する。
本発明の燃料噴射装置においては蓄圧室２７内の圧力が
低いとき、即ち噴射量が少ないとぎでも針弁２８の開弁
速度を高めるに必要な力、前記Ｆ、を高める目的でパル
フェースの外径ｄ、は摺動部の直径ｄ、の１／２または
それ以上に設定することが後述の理由によっ℃可能であ
り、又、外径ｄ、とともに先端外径ｄ４も大きく設定で
きて、針弁側の小さな揚程によって必要な開弁時におけ
る燃料の流路面積を確保することが可能で、これＫよっ
て針弁２８の全揚程に必要な時間、第６図の１．−１．
間の時間を短縮でき、開弁時の応答性を大きく改魯でき
たのである。
低いとき、即ち噴射量が少ないとぎでも針弁２８の開弁
速度を高めるに必要な力、前記Ｆ、を高める目的でパル
フェースの外径ｄ、は摺動部の直径ｄ、の１／２または
それ以上に設定することが後述の理由によっ℃可能であ
り、又、外径ｄ、とともに先端外径ｄ４も大きく設定で
きて、針弁側の小さな揚程によって必要な開弁時におけ
る燃料の流路面積を確保することが可能で、これＫよっ
て針弁２８の全揚程に必要な時間、第６図の１．−１．
間の時間を短縮でき、開弁時の応答性を大きく改魯でき
たのである。
尚前記公知の蓄圧式燃料噴射装置においては針弁はばね
のみによって閉弁する自動弁であり、開弁圧力は ばねの力÷π／４（，１−ｄ：） であるの
に対し、 閉弁圧力は ばねの力÷π／４ｄで と開
弁圧力よりも低くなり、この圧力差によっ−ｃｉ少燃料
噴射量が決定されるので、上記ｄ、に比しｄ。
のみによって閉弁する自動弁であり、開弁圧力は ばねの力÷π／４（，１−ｄ：） であるの
に対し、 閉弁圧力は ばねの力÷π／４ｄで と開
弁圧力よりも低くなり、この圧力差によっ−ｃｉ少燃料
噴射量が決定されるので、上記ｄ、に比しｄ。
は成るべく小さく設定せねばならず、従って前記の理由
によって開弁速度は低く、しかも大きな揚程が必要とな
り、針弁の開弁時の応答性に問題があった。
によって開弁速度は低く、しかも大きな揚程が必要とな
り、針弁の開弁時の応答性に問題があった。
第６図の時期ｔ、では第３図に示すように針弁２８の上
端は制御ピストン１６の下面に衝突し、全揚程に達し、
針弁２８の揚程を制限すると同時に通路１７と室２０と
の間の流路を遮断する。このとき、第６図の線Ｂに示す
ように蓄圧室２７内圧力は高く、燃料噴射率は線りに示
すよ５に最大となる。
端は制御ピストン１６の下面に衝突し、全揚程に達し、
針弁２８の揚程を制限すると同時に通路１７と室２０と
の間の流路を遮断する。このとき、第６図の線Ｂに示す
ように蓄圧室２７内圧力は高く、燃料噴射率は線りに示
すよ５に最大となる。
燃料噴射の進行とともに、第３図に示す状態を保ちつつ
蓄圧室２７内圧力は第６図の線Ｂに、噴射率は線りに示
すように減少し続ける。このとき前述のよ５に蓄圧室２
７内圧力は逆止弁１１により遮断されており、室２２、
同１３、同２１及び同２０は殆んど大気圧に近く、制御
ピストン１６の周囲は同圧力であるから、洩れは発生し
ない。又、制御器６の摺動部７の外周から室１３から孔
３８えの洩れも室１３の圧力は低く実質的には発生しな
い。このとぎ大きな圧力差の洩れ止めをしているのは逆
止弁１１及び針弁２８の摺動部２９のみであり、これら
は従来公知のものと同様の構造で確立された洩れ止め技
術を利用することが可能であり、燃料噴射中の洩れによ
る噴射量の変化や不斉噴射の発生の恐れはない。
蓄圧室２７内圧力は第６図の線Ｂに、噴射率は線りに示
すように減少し続ける。このとき前述のよ５に蓄圧室２
７内圧力は逆止弁１１により遮断されており、室２２、
同１３、同２１及び同２０は殆んど大気圧に近く、制御
ピストン１６の周囲は同圧力であるから、洩れは発生し
ない。又、制御器６の摺動部７の外周から室１３から孔
３８えの洩れも室１３の圧力は低く実質的には発生しな
い。このとぎ大きな圧力差の洩れ止めをしているのは逆
止弁１１及び針弁２８の摺動部２９のみであり、これら
は従来公知のものと同様の構造で確立された洩れ止め技
術を利用することが可能であり、燃料噴射中の洩れによ
る噴射量の変化や不斉噴射の発生の恐れはない。
燃料を噴射し続けて、第６図の時期ｔ、に達すると、（
逆止弁１１の面積×蓄圧室２７内の圧力Ｐ、）＋ばね１
０の力 はばね８０力
に抗し得なくなり、制御器６はばね８に押し下げられて
逆止弁１１を開弁し、蓄圧室２７内の高圧の燃料は通路
２６、同２５、室２４、逆止弁１１、室２２及び通路２
３を経て、室２１内に流入する。このとき制御ピストン
１６の通路１７の下端は、第３図に示すように針弁側の
上端面によって閉ざされ℃いるので、室２１内の圧力は
蓄圧室２７内と同圧力となる。また、このとき室２０内
の圧力は前述のように大気圧近くまで低下しているので
、制御ピストン１６が針弁２８を押し下げる力Ｆ、は ｐ、＝＝π／４ｄ！Ｘ（蓄圧室２７内の圧力）＋ばｆ２
３０のカーばね１５０力
となり、針弁２８を上方に押す力Ｆ６は Ｆ６＝π／１ｄｉｘ（蓄圧室２７内の圧力）
である。前述の設定によりばね１５の力は無視し５る
程に小さく、又、ｄ３）ｄ、であるから当然にＦｓ＞Ｆ
ｓヤあり、Ｆ、＝Ｆ、−Ｆ、なる力で針弁２８を制御ピ
ストン１６を介して下方に加速的に抑圧する。
逆止弁１１の面積×蓄圧室２７内の圧力Ｐ、）＋ばね１
０の力 はばね８０力
に抗し得なくなり、制御器６はばね８に押し下げられて
逆止弁１１を開弁し、蓄圧室２７内の高圧の燃料は通路
２６、同２５、室２４、逆止弁１１、室２２及び通路２
３を経て、室２１内に流入する。このとき制御ピストン
１６の通路１７の下端は、第３図に示すように針弁側の
上端面によって閉ざされ℃いるので、室２１内の圧力は
蓄圧室２７内と同圧力となる。また、このとき室２０内
の圧力は前述のように大気圧近くまで低下しているので
、制御ピストン１６が針弁２８を押し下げる力Ｆ、は ｐ、＝＝π／４ｄ！Ｘ（蓄圧室２７内の圧力）＋ばｆ２
３０のカーばね１５０力
となり、針弁２８を上方に押す力Ｆ６は Ｆ６＝π／１ｄｉｘ（蓄圧室２７内の圧力）
である。前述の設定によりばね１５の力は無視し５る
程に小さく、又、ｄ３）ｄ、であるから当然にＦｓ＞Ｆ
ｓヤあり、Ｆ、＝Ｆ、−Ｆ、なる力で針弁２８を制御ピ
ストン１６を介して下方に加速的に抑圧する。
このとき消費されるエネルギーは
πｉ４＜ｄｓ −ｄ： ＞ ｘ ＜蓄圧室２７内の圧力
）ｘ針弁２８の揚程
であり、このエネルギー消費により蓄圧室２７内の圧
力は時期ｔ、では線ＢのＰ、に低下する。
）ｘ針弁２８の揚程
であり、このエネルギー消費により蓄圧室２７内の圧
力は時期ｔ、では線ＢのＰ、に低下する。
本発明の噴射装置では針弁２８は自動弁ではなく、前記
Ｆ７を大きく設定することによって針弁四の閉弁速度を
高めることが可能で、且つ前述の理由により針弁２８の
揚程も小さく設定され、閉弁時間、即ち第６図のｔ７と
ｔ７間の時間を短縮し、いわゆるシャープカットとする
のである。
Ｆ７を大きく設定することによって針弁四の閉弁速度を
高めることが可能で、且つ前述の理由により針弁２８の
揚程も小さく設定され、閉弁時間、即ち第６図のｔ７と
ｔ７間の時間を短縮し、いわゆるシャープカットとする
のである。
第６図の時期ｔ、からｔ９の間においても線Ｇ及び８ｇ
５図に示す如くに制御ピストン１６は針弁ｎを押し続け
、この間に蓄圧室２７内の燃料は唯一の通路、絞り１８
を流れ、低圧の室２０内にゆるやかに流入し続け、６Ｂ
に示す如く蓄圧室２７及び室２１内圧力は漸次低下し、
ｔ、の時期では （室２１内の圧力）Ｘπ／４ｄ％（ばね１５の力なる状
態、即ち線ＢのＰ、なる圧力に達し、制御ピストン１６
はばね１５によって押し上げられ、ｔｌｌｌ、の時期で
は再び第１図の状態に戻る。
５図に示す如くに制御ピストン１６は針弁ｎを押し続け
、この間に蓄圧室２７内の燃料は唯一の通路、絞り１８
を流れ、低圧の室２０内にゆるやかに流入し続け、６Ｂ
に示す如く蓄圧室２７及び室２１内圧力は漸次低下し、
ｔ、の時期では （室２１内の圧力）Ｘπ／４ｄ％（ばね１５の力なる状
態、即ち線ＢのＰ、なる圧力に達し、制御ピストン１６
はばね１５によって押し上げられ、ｔｌｌｌ、の時期で
は再び第１図の状態に戻る。
このとき針弁四の上端によつ工閉ざされ曵いた通路１７
は開口し、蓄圧室２７内の第６図の線ＢのＰ。
は開口し、蓄圧室２７内の第６図の線ＢのＰ。
なる圧力の燃料は通路１７を流れ、室２０及び高圧燃料
通路１９を経て噴射ポンプ（図示せず）に戻り、時期ｔ
１１ ではすべ℃の機構及び圧力がｔｌの状態、即ち
第１図の如く回復する。
通路１９を経て噴射ポンプ（図示せず）に戻り、時期ｔ
１１ ではすべ℃の機構及び圧力がｔｌの状態、即ち
第１図の如く回復する。
尚、本発明の燃料噴射装置の燃料噴射量の調整は公知の
噴射装置と同様Ｋ、例えば噴射量を少な（する場合は第
６図の一点鎖線に示す如く噴射ポンプから蓄圧室２７え
の送油量を減少することＫより線Ｂ′に示す如く蓄圧室
ｚ７内最高圧力は低くなり、針弁拐の閉弁圧力に達する
と前述の如（針弁は急速に閉じ、噴射率は線びの一点鎖
線に示す如くに変化し、その積分量である噴射量も低下
するのである。
噴射装置と同様Ｋ、例えば噴射量を少な（する場合は第
６図の一点鎖線に示す如く噴射ポンプから蓄圧室２７え
の送油量を減少することＫより線Ｂ′に示す如く蓄圧室
ｚ７内最高圧力は低くなり、針弁拐の閉弁圧力に達する
と前述の如（針弁は急速に閉じ、噴射率は線びの一点鎖
線に示す如くに変化し、その積分量である噴射量も低下
するのである。
また、本発明の噴射量ＲＫおい℃制御ピストン１６の絞
り１８及びばね１５がない場合においても、第６ ｒＡ
１７） ＊ ｗ４ｋｍ ７！ｌ、ｔ−ｙ ｔ４ ｔ
”Ｑｆ） ａｎｙ、 ） ｙ １６ ＆ ｔ）’ ＊ｊ
Ｆ四は第５図に示子状態を続け、時期らにおい℃高圧燃
料通路内圧力がＰ、を超えると制御ピストン１６は押し
上げられ第１図に示す状態となり、燃料は流入し続け、
以後の作動には何の変化もなく絞り又、上記におい℃第
１図に示すように□本発明の制御？％１６は蓄圧室２７
内の圧力を感知するセンサど 。
り１８及びばね１５がない場合においても、第６ ｒＡ
１７） ＊ ｗ４ｋｍ ７！ｌ、ｔ−ｙ ｔ４ ｔ
”Ｑｆ） ａｎｙ、 ） ｙ １６ ＆ ｔ）’ ＊ｊ
Ｆ四は第５図に示子状態を続け、時期らにおい℃高圧燃
料通路内圧力がＰ、を超えると制御ピストン１６は押し
上げられ第１図に示す状態となり、燃料は流入し続け、
以後の作動には何の変化もなく絞り又、上記におい℃第
１図に示すように□本発明の制御？％１６は蓄圧室２７
内の圧力を感知するセンサど 。
逆止弁を開弁させるアクチュエータとしての機能 □を
有しているが、第６図において噴゛射ポ、ンプから □
・の送油量を一定とし、叩ち時期１．における蓄圧室２
７内圧力を一定とし、燃料噴射」力制御は□針考２８の
閉弁開始時Ｍ ｔ！、を時計等の時期センサにより決定
□し、油圧又は電気、等によるアクチュエータにより
、。
有しているが、第６図において噴゛射ポ、ンプから □
・の送油量を一定とし、叩ち時期１．における蓄圧室２
７内圧力を一定とし、燃料噴射」力制御は□針考２８の
閉弁開始時Ｍ ｔ！、を時計等の時期センサにより決定
□し、油圧又は電気、等によるアクチュエータにより
、。
制ｍ ５１６を作動させ、逆止弁１１を開弁じ、制御ピ
ストン１６にまり針弁２８を強制的罠閉弁させ綜Ｄ”に
示すよ５に制御するものであればその溝底を限定しない
。
ストン１６にまり針弁２８を強制的罠閉弁させ綜Ｄ”に
示すよ５に制御するものであればその溝底を限定しない
。
上述の如く、本発明によれば針弁２８の開弁圧を摺動部
２９の直径ｄ、とバルブフェース３１の外径ｄ、及びば
ね３０の押し下げ力を選ぶことによって決定し、閉弁圧
を逆止弁１１０面積とばね８の押し下げＦ決定しうるの
で、針弁四の開弁圧と閉弁圧との差を小さく設計するこ
とが可能で、燃料の最少噴射量を少なくし５るとともＫ
、摺動部２９の直径ｄ、とバルブフェースの外径ｄ、と
の直径差を小さくした□ 針弁、２８を採用することＫ
よ、りて蓄圧室式燃料噴射装置の開弁を確実にし、開弁
速度を高め、更に不゛斉噴射の発生を防止する。又、制
御器６によって逆止弁１１を強岬曽に開き、針弁２８の
摺動部２９の直径ｄ、よりも大きな直径ｄ、である制御
ビス）イ１６に蓄圧室２７内圧力を加え針弁２８を強制
的に押し下げ閉弁させる１ようにしたので閉弁速度を高
め、燃料の最少噴射量を少なくすることができる。また
、燃料、噴射期間が短縮し、以って総合的に噴射率を高
め、て内燃機関の燃焼におい℃燃発生率を高め、等容度
を高めることによっ℃熱効率を高めるととも□に、噴射
時−を遅らせた場合においても一黒煙の発生は少なく、
酸化窒素の発生を抑制する低公害な燃焼を可能にしたの
である。
２９の直径ｄ、とバルブフェース３１の外径ｄ、及びば
ね３０の押し下げ力を選ぶことによって決定し、閉弁圧
を逆止弁１１０面積とばね８の押し下げＦ決定しうるの
で、針弁四の開弁圧と閉弁圧との差を小さく設計するこ
とが可能で、燃料の最少噴射量を少なくし５るとともＫ
、摺動部２９の直径ｄ、とバルブフェースの外径ｄ、と
の直径差を小さくした□ 針弁、２８を採用することＫ
よ、りて蓄圧室式燃料噴射装置の開弁を確実にし、開弁
速度を高め、更に不゛斉噴射の発生を防止する。又、制
御器６によって逆止弁１１を強岬曽に開き、針弁２８の
摺動部２９の直径ｄ、よりも大きな直径ｄ、である制御
ビス）イ１６に蓄圧室２７内圧力を加え針弁２８を強制
的に押し下げ閉弁させる１ようにしたので閉弁速度を高
め、燃料の最少噴射量を少なくすることができる。また
、燃料、噴射期間が短縮し、以って総合的に噴射率を高
め、て内燃機関の燃焼におい℃燃発生率を高め、等容度
を高めることによっ℃熱効率を高めるととも□に、噴射
時−を遅らせた場合においても一黒煙の発生は少なく、
酸化窒素の発生を抑制する低公害な燃焼を可能にしたの
である。
第１図は本発明に係る燃料噴射装置の一実施例の縦断面
図、第２図は噴口附近の拡大断面図、第３図は燃料噴射
中における要部の作動を示す要部断面図、第４図は蓄圧
中における要部の作動を示す要部断面図、第５図は閉弁
中における要部の作動を示す使部断面図、第６図は高圧
燃料通路内圧力、蓄圧室内圧力、針弁の揚程、燃料噴射
率、制御器の揚程、逆止弁の揚程及び制御ピストンの揚
程の各々と時期との関係を示すグラフである。 １・・・本体、１ａ・・・中心孔、１ｂ・・・摺動孔、
２・・・針弁案内、３・・・ノズル体、４・・・ナツト
、５・・・弁体、６・・・制御器、７・・・摺動部、８
、１０ 、１５ 、３０・・・ばね、９・・・ストッ
パ、１１・・・逆止弁、１２・・・弁案内、１３ 、２
０、２１ 、２２ 、２４・・・室、１４・・・孔、１
６・・・制御ピストン、１７ 、２３ 、２５１２６・
・・通路、１８・・・絞り、１９・・・高圧燃料通路、
２７・・蓄圧室、２８・・・針弁、２９・・・摺＠部、
３１・・・バルブフェース、３２・・・弁座、３３・・
・噴口、３４・・・調整ねじ、３５・・・ナンド、３６
・・・ねじ、３７・・・ロックナツト、３８・・・孔。 特許出願人 株式会社兼坂技術研究所第３図
図、第２図は噴口附近の拡大断面図、第３図は燃料噴射
中における要部の作動を示す要部断面図、第４図は蓄圧
中における要部の作動を示す要部断面図、第５図は閉弁
中における要部の作動を示す使部断面図、第６図は高圧
燃料通路内圧力、蓄圧室内圧力、針弁の揚程、燃料噴射
率、制御器の揚程、逆止弁の揚程及び制御ピストンの揚
程の各々と時期との関係を示すグラフである。 １・・・本体、１ａ・・・中心孔、１ｂ・・・摺動孔、
２・・・針弁案内、３・・・ノズル体、４・・・ナツト
、５・・・弁体、６・・・制御器、７・・・摺動部、８
、１０ 、１５ 、３０・・・ばね、９・・・ストッ
パ、１１・・・逆止弁、１２・・・弁案内、１３ 、２
０、２１ 、２２ 、２４・・・室、１４・・・孔、１
６・・・制御ピストン、１７ 、２３ 、２５１２６・
・・通路、１８・・・絞り、１９・・・高圧燃料通路、
２７・・蓄圧室、２８・・・針弁、２９・・・摺＠部、
３１・・・バルブフェース、３２・・・弁座、３３・・
・噴口、３４・・・調整ねじ、３５・・・ナンド、３６
・・・ねじ、３７・・・ロックナツト、３８・・・孔。 特許出願人 株式会社兼坂技術研究所第３図
Claims (1)
- 針弁を設けた蓄圧室に逆止弁を介し、高圧燃料通路に
より燃料噴射ポンプに連結し，高圧燃料通路内圧力の減
圧により針弁を開いて噴射を行う燃料噴射装置において
、前記逆止弁を燃料噴射終りに開く制御器を設けるとと
もに、前記逆止弁より燃料噴射ポンプ側の燃料の通路に
は前記針弁を閉弁させる制御ピストンを設置し、該制御
ピストンには蓄圧室と高圧燃料通路とを連通し、針弁を
閉じるときのみ遮断される通路を形成したことを特徴と
する燃料噴射装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209855A JPS6187963A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 燃料噴射装置 |
| GB08509582A GB2165304B (en) | 1984-10-08 | 1985-04-15 | Accumulation-type fuel injector |
| US06/723,824 US4674688A (en) | 1984-10-08 | 1985-04-16 | Accumulation-type fuel injector |
| FR8506914A FR2571438B1 (fr) | 1984-10-08 | 1985-05-07 | Injecteur de combustible du type a accumulation |
| DE19853516870 DE3516870A1 (de) | 1984-10-08 | 1985-05-10 | Brennstoffeinspritzvorrichtung vom akkumulatortyp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209855A JPS6187963A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 燃料噴射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187963A true JPS6187963A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16579736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209855A Pending JPS6187963A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 燃料噴射装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4674688A (ja) |
| JP (1) | JPS6187963A (ja) |
| DE (1) | DE3516870A1 (ja) |
| FR (1) | FR2571438B1 (ja) |
| GB (1) | GB2165304B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63167068A (ja) * | 1986-09-13 | 1988-07-11 | Kubota Ltd | 蓄圧式燃料噴射装置の進角装置 |
| JPS63167066A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-07-11 | Kubota Ltd | 蓄圧式燃料噴射装置の進角装置 |
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