JPS62265461A - 多気筒エンジン用燃料噴射装置 - 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（よディーぜルエンジン等に使用される燃Ｈ噴１
．）ｌ装置に関する。

（従来の技術） 一般にこの種の燃料噴射装置は、燃料送油ポンプから燃
料通路を経てフェースカム門構や対向プランジＩ’　１
３構等の燃料加圧装■へ燃料を送り、燃料加圧装置から
デリベリバルブ等を経て燃料噴射弁へ燃料を供給するよ
うになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが一般に、燃料送油ポンプはベーンポンプ等で構
成されており、その吐出圧力に脈動圧が生じている。又
燃料加圧装置はフェースカムは横や対向プランジＦ　Ｂ
３１　ｂＭ等で構成されており、エンジン回転数が低く
なると、カムの回転数も低下して加圧効率が著しく低く
なる場合がある。従って従来構造では、特に低速運転時
に、燃料噴射弁での圧力が不足し、その結果、燃料噴射
弁からの燃料噴霧の粒径が大きくなって燃焼状態が悪化
し、青白煙、黒煙、ＪＪＦ気エミッション排出等が多く
なる。

又従来から燃料通路に調圧弁が併設されており、燃料通
路の圧力を一定値に保つように構成されている。ところ
が従来構造では、調圧弁により燃料通路内の燃料圧力が
常に一定値に維持されるので、燃料加圧装置により燃料
圧力を種々の運転条件に対応させて正確に設定すること
が難しく、このことが燃焼状態を悪化させる一因となっ
ている。

又高速運転１１．１には、燃料圧力をさほど高くする必
要がない場合が多く、その場合にｔよ、燃料送油ポンプ
が無駄に燃料を加圧して動力を浪費する。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、アキュムレータ
を利用して、回転数とは無関係に任意の噴用Ｉ［を達成
しにうどするもので、次のように構成されている。

ずなわら本発明は、燃料送油ポンプの吐出口を燃料通路
、該燃料通路の途中に設けた逆止弁及び燃料加圧機構を
介して燃料分配機構に接続し、上記燃料通路に燃料通路
内の燃料の脈動圧を均圧化するためのアキュムレータを
設けたことを特徴としている。

又本発明は、燃料送油ポンプの吐出口を燃料通路、該燃
料通路の途中に設けた逆止弁及び燃料加圧し１構を介し
て燃料分配機構に接続し、上記燃料通路の上流部に調圧
弁を設けるとともに、調圧弁よりも下流側において燃料
通路に該通路内の脈動圧を均圧化するためのアキュムレ
ータを設け、上記調圧弁を電磁弁等の電気的制御手段で
構成し、該手段により制御油圧を任意可変に調整可能に
したことを特徴としている。

更に実施例では、燃料を加圧するための手段として、ｆ
ｆ１５ｆｌ弁にＪ：り作動油圧が制御される増圧ピスト
ン機構が採用されている。

（作用） 上記構造によると、燃料送油ポンプから吐出された燃料
は燃料通路を経て燃料加圧機構へ送られ、加圧機構で加
圧された後に、燃料分配機構から燃料噴（ト）弁で送ら
れる。ぞして送油ポンプから吐出された燃料は脈動状態
にあるが、その脈動燃料は燃料通路の途中のアキュムレ
ータにより均圧化され、均一圧力の燃ｒ１となって加圧
装四へ送られる。

又後者の発明の如く、電磁弁弐の調圧弁を設けた場合に
は、制御装置ａによりデユーティ比（又は制御ｉｌ信号
の周波数）を変えることにより、調圧弁による調整圧力
、すなわら燃料通路内の圧力を調節できる。従って燃料
噴射弁での所要圧力が低い場合には、調圧弁により燃料
通路内の燃料圧力を下げることがて゛き、撚れ送油ポン
プが燃料をｊＦｔ’、駄に加圧することを防止できる。

（実施例） 第１図は実施例の垂直断面略図、第２図は第１図の■−
■断面を縮小して示１ｙ断面略図である。

第１図において、ケース組立体１の内部に燃料送油ポン
プ２が設けである。ポンプ２は、ベーン２０を取付けた
ロータ２１を回転ポンプ＠２２にスプラインを介して連
結した構造となっている。ポンプ軸２２はケース組立体
１から例えば水平方向に突出しており、ギＶ機構（図示
せず）を介してエンジンのクランク軸に連結している。

第２図の如く、ケース１ｉ立に１の−Ｌ端部には継手１
０が取イ」（）てあり、外８１１の燃料ポンプ（（図示
ぜず）から外部燃料バイブ（図示せず）、継手１０、ク
ース組立体１内部の人口通路１１を経てポンプ２の吸入
部へ燃料が吸入されるようになっている。吸入された燃
ｒ１はベーン２０及びロータ２１が矢印へ方向に回転す
るにつれて圧縮され、吐出口から通路１２へ吐出される
。

通路１２はウース組立体１の内部を斜め上方へ延びてお
り、調圧弁３及びアキュムレータ４を通過して第１図の
コニカルスライドバルブ５まで延びている。

第２図の如く、調圧弁３は電磁ニードルバルブで構成さ
れており、概ね筒状のボディ組立体３０に弁体３１やス
プリング３２、ソレノイド３４等を組込んで構成されて
いる。ボディ組立体３０はケース組立体１の上部に組込
まれており、先端部（下端部）の小径人口孔３５が通路
１２に連通している。λ口孔３５の上端部外周は環状の
弁座３６を構成しており、弁座３６に弁体３１が着座す
るようになっている。ボディ組立体３０の下部には逃し
孔３３が半径方向に設けである。逃し孔３３はボディ組
立体３０内部の逃し通路３８を介して前記燃料入口通路
１１に連通している。

上記ソレノイド３４はボディ組立体３０の上部に組込ま
れており、励磁された場合には、コア３７を上方へ付勢
するようになっている。スプリング３２はコア３７を下
向きに付勢゛するように配置されている。弁体３１は基
端部の上方延長部が］ア３７に連結している。

上記Ｎ４　ｊａｋＪ：ると、ソレノイド３４が励磁され
ると弁体３１が弁座３６から頗れ、それにより入口孔３
５が弁体３１の周囲の隙間を介して逃し孔３３に連通し
、通路１２の圧力が逃し通路３８へ逃げる。ソレノイド
３４が非励磁状態になると、スプリング３２に付勢され
て弁体３１が弁座３６に石座し、入口孔３ｂが閉鎖され
る。従って通路１２の圧力が逃げることはない。

上記説明から明らかなように、ソレノイドの励磁時間が
長くなると、通路１２の圧力が低下し、ソレノイド３４
の励磁時間が短くなると、通路１２の圧力が増加する。

そしてソレノイド３４はマイクロコンピュータ等の制御
装ｒ　（１０６：第３図）にＪ：りその励磁状態が制御
されるようになっており、具体的には、励磁状態と非励
磁状態とに周ｔｌｌｌ的に切換えられる。この切換えに
より弁体３１は概ね振動状態で移動し、入口孔３５を周
ｔｉｌｌ的に開閉する。上記利口ｌＩ装置は、運転条件
に応じてデユーティ比（ｌｉ位時間当たりの励磁時間）
を変更し、それにより弁体３１の入口孔の時間的な間開
率を調節して通路１２の圧力を調整する。

上述の如く通路１２の燃料圧力を制御するために、通路
１２には圧力センサ３９が取付けである。

センサ°３９は通路１２を形成するきり孔の端部に取付
けてあり、上記制６１１装ａに信号ラインを介して接続
している。

アキュムレータ４は調圧弁３に対して下流側に配置され
てＪ′−３つ、ケース組立体１の上部に固定されている
。明確には図示されていないが、アキュムレータ４は通
路１２に連通する発圧゛全を備えており、ポンプ２で発
生した脈動圧を均一化する。

従って第１図のコニカルスライドバルブｂにｔま均一化
された油圧が供給される。

第１図において、コニカルスライドバルブ５は筒状のボ
ディ５０の内部に弁体５１及び圧縮コイルスプリング５
２を組込んで構成されている。ボディ５０は例えば垂直
な姿勢でケース組立体１の上部に組込まれている。ボデ
ィ５０の下部には、上記通路１２どボディ５０の内部空
；１．．＋　５３をつなぐ通路５）４がボディ５０の半
径方向に設けである。

ボディ５０の′Ｆ端部には通路孔５５が設けである。

通路孔５５を囲むボディ５０の環状部分の上端内周は弁
座５６を形成している。図示の状態にＪ３いて、」−記
弁体５１は、下端外周のデーパ面が弁座５６の？１座し
ており、上記空洞５３は弁体５１の下部の周囲に形成さ
れている。ボディ５０の下部には、別の半径方向の通路
５４８が例えば上記通路５４の延長線上に７ＩＱ４ノで
ある。通路５４ａはケース組立体１内部の通路１３と空
洞５３とをつないでいる。

弁体５１は上端が開放した有底筒状の部材で、ぞの丁ζ
部に半径方向に延びる小孔５７を備えている。小孔５７
は弁体５１の内部空洞５８と上記空ｊ＋ｉｌ　５３とを
つないでいる。上記スプリング５２は内ｎ１空洞５８に
配置されてＪ３す、下端が弁体５１の底部に？３座し、
上８１ＳがＭ　ｍ弁６のボディ組立体６０の下面に着Ｐ
Ｐシている。

上記ボディ組立体６０は概ね円筒状で、ボディ５０の上
方延長部の内周に嵌合固定されている。

ボディ組立体６０には弁体６１、ソレノイド６２、スプ
リング６３等が組込まれている。又ボディ組立体６０の
下端部の中心部には上記内部空洞５８の上端に連通する
連通孔６４が設けである。

前記増圧ピストン機構７は、弁体５１や弁体６１と同一
中心線上において、大径のピストン７０と小径のプラン
ジャ７１とをケース組立体１の孔に１！初自在に組込ん
で構成されている。ピストン７０は円形の端壁と、その
外周から下方へ延びるスカート部を備えており、平１■
な円形上端面がボディ５０の下端面に対向している。ピ
ストン７０の上端とボディ５０の下端との間に作動室７
２が形成されている。プランジｐ７１は上端がピストン
７０の端壁中央部に当接し、下半部がケース組立体１の
小径孔（７３）に嵌合している。該小径孔のプランジ１
１７１よりも下側の部分により加圧室７３が形成されて
いる。前記通路１３は逆止弁１４を介して加圧室７３ま
で延びている。

ピストン７０の上端面とプランジャ７１の下端面との面
積化は例えば１０：１である。従って、ｔａ　３１　’
Ｊ−る如く、作動’′Ｌニア　２に例えば５０　Ｋ９　
／　ｃｍの油Ｌ［が供給された場合、プランジレフ１は
加圧室７３の燃ｒ１を５００　Ｋｇ／　ｃｉまで加圧す
る。

作動室７２には油圧制御通路１５（油１ｆ解放通路）の
■端が連通している１１通路１５のＰ端ｔ、１ボデイ５
０の内周まで延びてａ３す、図示の状態においで、弁体
５１の上部外周の環状溝５９に連通している。ボディ５
０には環状溝５９に連通ずる別の油圧制９１１通路１６
（油圧解放通路）が設置プである。通路１６はボディ５
０の内部からボディ組立体６０の１Ｚ部外周まで延び、
史にボディ組立体６０を直径方向に貫通してボディ５０
の内部からケース組立体１の内部まで延びており、先端
がケース組立体１に取付【プた継手１６ａを介して外部
のオーバーフロー通路１６ｂに接続している。

前記分配＠８は、ポンプ軸２２の延長線−ヒにＪ３いて
、ケース組立体１の内部に回転自在に組込まれている。

分配軸８の一端部どポンプ軸２２の大径先端部２５とは
オルダム継手８０を介して連結さ°れている。前記デリ
ベリバルブ９は分配軸８の内部に組込まれている。デリ
ベリバルブ９の入口通路９０は加圧室７３に接続してい
る。デリベリバルブ９の出口通路９１は分配軸８の半径
方向に設けである。ケース組立体１には出口通路９１と
接続可能な例えば４（ｌｆｉｌの通路９２（１周のみ図
示〉が分配軸８の周囲に等角度間隔を隔てて設けである
。各通路９２の出口はケース組立体１に取付けた継手９
３ならびに第３図の高圧燃料バイブ１０９を介して各気
筒の燃料噴射弁１０１に接続している。

前記ポンプ＠２２の大径先端部２５は軸受２６を介して
ケース組立体１に支持されている。軸受２６の近傍にお
いて先端部２５にはパルス発生用ギヤ２７が取（’Ｊ’
　ｆ］である。ギヤ２７の外周近傍においてケース組立
体１には磁気センサ２８が取付けである。このセンサ２
８１まＡ″ヤ２フ同転数に対応づるパルス信号を前記−
Ｉ＋　１１１１１装麿に送る。制０１１装置は、センナ
２８　ｉりその他の運転状態検知レンザ（図示せず）か
らの信号に基づいて、電Ｖａ　フｔ　６やその池の機器
（図示せず）を以下の如く制御する。

第３図の如く、エンジンのクランク軸１０３に６パルス
発生用ギＸ７１０４が取付けてあり、ギヤ１０／Ｉの回
転を検知するし’　＋Ｊ−１０ｂがその近傍に併設され
ている。なＪ′３１０６は１）η記制徨０装：Ｕを構成
Ｊるマイク〔１コンピユータのＣＰＵ、１０７はアクセ
ルペダル、１０８ｉよ燃料タンクである。

前述の如く、ポンプ２からＩｌｌ出された燃料は、調１
．Ｅ　ｆ？−３で調圧され、ア１−］ムレーウ４で均圧
化された後に、通路１２から通路１３ど逆由弁１４を経
て加圧室７３へ１１ＩＩえば５０　Ｋ９．／　ｃｉの油
圧で供給される。

そして図示の如く、ソレノイド６２を励磁しない状ｔ、
ｒｒ：　（ＬＪ、スプリング６３に１・↑！１５されて
弁体６１が下方へ移動し、弁体６１の下端外周のテーバ
面が１ｌｌｊ通孔Ｇ４の上端外１１，１の弁座に看座し
工いる。

従って内部空洞５　Ｂは蜜月されている。この仏間て・
は、；薯１１状態の内部空ｆ１１１１５ｉ　８に対して
通路１２から通路５４、小孔５７を経て油圧が供給され
るので、空洞５８は加圧状態にある。そのためｔこ空Ｊ
ｃ々５８内部の油圧を受けて弁体５１が通路孔５５を閉
鎖している。又弁体５１の環状渦５９は通路１５と通′
ｔ８１６をつないでいる。

この状態では、プランジャ７１は加圧室７３の燃料を圧
縮しない。又デリベリバルブ９の開弁圧は通路１３から
の供給圧よりも高く設定されている。従ってデリベリバ
ルブ９から出口通路９１へ燃料が吐出されることはない
。

次にソレノイド６２を励磁すると、弁体６１が引上げら
れて連通孔６４の上端を間放し、内部空洞５８のｉｌｌ
＋圧は連通孔６４を介して通路１６へ逃げる。従って弁
体５１はその下に１に空洞５３内の？Ｉｆｔ圧を受けて
１１１＋　１．上げられ、弁体５１が弁座５６から離れ
るとともに、環状渦５９が通路１５．１６に対して移動
して通路１５を通路１６に対して！！断する。これによ
り作動室７２の油圧が通路１５から逃げることが防止さ
れる。又空洞５３から連通孔５５を経て作動室７２へ油
圧が供給される。

従って作動〒°７２が加圧されてピストン７０が下方へ
移動し、プランジャ７１が加圧室７３の燃料を加圧する
。

加圧された燃料は人口通路９０からデリベリバルブ９を
経て出口通路９１へ送られ、出１０通路９１から通路９
２、継手９３等を通って燃料ａｒ’を射弁へ供給される
。又出口通路９１から通路９２への燃料供給は、弁配置
１＊８の回転にともなって出１］通路９１の出口が通路
９２の入口と連通している時期にのみ（うわれる。

上述の燃料加圧・噴！８動作は、ソレノイド６２への通
′市を停止することにより終了する。燃ｎ噴０Ａｆ３は
ソレノイド６２への通電時間に対応し、燃料噴射の開始
時期と終了時１９１はソレノイド６２への通ｔｒｉ　ｆ
ｆ１ｌ始ｆｆ、ｙＩｆＪと通電終了時１９Ｊに対応する
。前記制御装置は、ソレノイド６２への通電時期や通電
時間をυ制御する。

上記動作において、送油ポンプ２から吐出された燃料は
脈動状態にあるが、その脈動燃料ｔ、１、前述の如く、
アキュムレータ４により均圧化され、均一圧力の燃Ｈと
なって加圧苗７３へ送られる。

従って加圧室７３からデリベリバルブ９へ送られる燃料
の圧力は、上記脈動圧とは無関係に設定され、一時的に
著しく低下することは４にい。

更に上記動作において、エンジンをＢ速で運転づる場合
には、デリベリバルブ９からの所要吐出圧力（燃１１噴
躬弁での所要噴射圧力）が比較的低くても良い場合があ
る。その場合には、調圧弁３のデユーティ比が前述の如
く変えられ、調圧弁３の設定圧力が下げられる。それに
より通路１２の圧力が下げられ、デリベリバルブ９への
供給圧力が）ζげられる。又このように通路１２の圧力
を下げた場合には、ポンプ２に対する負荷が減少するの
で、ポンプ２の所要動力も低下する。

（発明の効果） 以十説明したように本発明によると、アキュムレータ４
により燃料加圧装置への供給圧力を均一化するようにし
たので、低速運転時等でも燃ｒ１噴射圧力が不足づるこ
とを防止し、燃料噴霧の′ｆ１１１１化を図ることがで
きる。従って常に良好な燃焼状態を維持することができ
る。

又デユーティ比の変更可能な電磁弁式調圧弁３を設置プ
て通路１２のＬＦ力を調′Ｍ−することにＪ：す、高速
運転時笠に、燃料送油ポンプ２が無駄に燃料を加圧りる
ことを防止し、送油ポンプ２での動力浪費を防１Ｆする
ことができる。しかし調圧弁３により燃ｒ１通路１２の
燃料圧力を最適（直に維持できるので、この点にＪ′３
いてもデリベリバルブ９からの川；Ｉ　ｒ〔力を正確に
設定し、燃焼状態を更に向上させることかできる。更に
調圧弁３としてデユーティ比変更式の電磁弁を採用した
ので、電子ａｌｌｌ　ｔｉｌｌ装置により調ＪＥ弁３を
制御２１Ｉづろことが゛容易になる。

又図示の実施例の如く、燃ｔｌの最終的な加ｆ、Ｅ手段
としＩ増圧ピストン別構７を採用し、又１！ｌＩ　ｎ−
ビスＩ〜ン礪横７の動作を制御する手段として＝にカル
スフィトバルブ５ヤ）゛出阻弁６からなる°Ｌｌｉ　Ｅ
ｆ！弁機構を使用するど、比較的構造の部子な装置Ｈ１
ｌ“（こＪ、り加圧特（ＩＩの調節や設定を史に正確に
行うことがで８へ又電子Ｈ，ＩＩ御方式全方式−’Ｊる
場合でも、比較的筒中かつ安＋ｔｌＩｉな装置で制′ｌ
：Ｊ１１を行うことがでひる。

（別の実施例） 図示されていないが、増圧ピストン機Ｍ！ＪＶの近傍に
１個又は複数（例えば２個）の別の増圧ピストン別格を
配置し、図示の増圧ピストン咀横７の作動室７２をその
追加した増圧ピストンは横の作ｖＪ室に連絡通路で接続
することもできる。この構造によると、加圧室７３仝体
の容量を増加させることができ・る。

送油ポンプ２としてギヤポンプを採用することもできる
。

分配軸８専用の駆動手段としてパルスモータを使用する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料送油ポンプの吐出口を燃料通路、該燃料通路
   の途中に設けた逆止弁及び燃料加圧機構を介して燃料分
   配機構に接続し、上記燃料通路に燃料通路内の燃料の脈
   動圧を均圧化するためのアキュムレータを設けたことを
   特徴とする燃料噴射装置。
2. （２）上記燃料加圧機構に、燃料通路に連通する加圧室
   と、加圧室を加圧するための増圧ピストン機構とを設け
   、増圧ピストン機構に、加圧室に面する小径プランジャ
   と、小径プランジャに連結する大径ピストンとを設け、
   大径ピストンを駆動するための作動室に油圧制御通路を
   接続し、該油圧制御通路に電磁弁機構を設けた特許請求
   の範囲第１項に記載の燃料噴射装置。
3. （３）燃料送油ポンプの吐出口を燃料通路、該燃料通路
   の途中に設けた逆止弁及び燃料加圧機構を介して燃料分
   配機構に接続し、上記燃料通路の上流部に調圧弁を設け
   るとともに、調圧弁よりも下流側において燃料通路に該
   通路内の脈動圧を均圧化するためのアキュムレータを設
   け、上記調圧弁を電磁弁等の電気的制御手段で構成し、
   該手段により制御油圧を任意可変に調整可能にしたこと
   を特徴とする燃料噴射装置。
4. （４）上記調圧弁に、燃料通路から圧力解放通路まで延
   びる逃し通路と、上記逃し通路を開閉するための弁体と
   、弁体を駆動するためのソレノイドとを設けた特許請求
   の範囲第３項に記載の燃料噴射装置。