JPS6278472A - 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］ 本発明は、ディーゼルエンジン等における燃料噴射装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、燃料噴射用のノズルホルダは、ノズル噴孔をエン
ジンの燃焼室に露呈させ、そのノズル噴孔が開閉するこ
とによって、燃料油をエンジンにおける燃焼室へ噴出し
、あるいはその噴出を停止させる構成としている。

この場合において、そのノズル噴孔の開閉は、ニードル
がノズル噴孔を開閉する構成となっており、その開閉す
る構成は、下記のようになっている。

ニードルには、ノズル噴孔を閉じる方向にスプリング附
勢力を与えておき、これに対し、燃料噴射ポンプからの
燃料油の圧力がニードルを押し上げてノズル噴孔を開弁
させる方向に作用する構成としている。

したがって、 ａ：燃料噴射ポンプからの燃料油の作動圧力が、そのス
プリング附勢力より小さくなっている状態においては、
そのスプリング附勢力によってニードルがノズル噴孔を
閉じて、ノズル噴孔からエンジンの燃焼室への燃料噴出
を停止させ、 ｂ＝燃料噴射ポンプからの加圧された燃料油の作動圧力
によるニードル押し上げ力が、そのスプリング附勢力よ
り大きくなって、その燃料油の圧力によってニードルが
押し上げられたとき、そのニードルの押し上げによって
ノズル噴孔が開き、そのことによって、ノズル噴孔から
加圧されている燃料油が燃焼室へ噴出するようになって
いる。

【発明が解決しようとする問題点］ 上記における従来の構成には、下記のような問題点が存
在する。

燃料噴射ポンプからノズルホルダへ圧送される燃料油の
作動圧力ｐとエンジンの回転角αとの関係は、第１図に
示す関係となっている。

第１図の特性において、ａからｂまでの太実線図示のパ
ラメータは、エンジンの回転速度が増大するにつれ１作
動圧力ｐがａからｂの方向に変化してゆく関係を誇張し
て表現したものである。

また、第１図における特性Ａは、上記したニードルに加
えられているスプリング附勢力に比例した値であって、
その値は、上記加圧された燃料油がニードルの受圧部分
に作用してニードルを押し上げようとしているその受圧
面積でスブリング附勢力を除した値、すなわちそのスプ
リング附勢力を燃料油の作動圧力ｐと同じ圧力の次元に
換算した値である。

、上記第１図において、大実線図示のａからｂまでの特
性はニードルをノズル噴孔から押し上げようとしている
力に比例し、特性Ａはニードルをノズル噴孔の閉じる方
向に押し下げようとしている力に比例しているものであ
り、その比例常数は、特性ａ−ｂと特性Ａ共に、上記ニ
ードルにおける受圧面積となっているものであるしたが
って、特性ａ−ｂが特性Ａより上方に位置している状態
においては、ニードルが、燃料油の作動圧力によって押
し上げられて、ノズル噴孔が開弁じ、特性Ａが特性ａ−
ｂより上方に位置している状態においては、ニードルが
、スプリング附勢力によって押し下げられて、ノズル噴
孔が閉弁している状態となっている。

第１図において、ニードルを押し下げようとしているス
プリング附勢力の特性Ａは、エンジンの回転速度とは無
関係にそのスプリングの一罷゛的な性質から一定値とな
っており、これに附し、燃料油の作動圧力特性ａ−ｂは
、回転速度によって変化している。

その結果、ニードルがノズル噴孔を開弁する開弁圧は、
エンジンの回転速度が低い特性ａの状態において、８１
点においてノズル噴孔が開弁じ、その開弁からａ２まで
の間においてノズル噴孔から燃料油が噴出し、ａ２点に
おいて閉弁し、エンジンの回転速度が高い特性すの状態
において、ｂ１点においてノズル噴孔が開弁じ、その開
弁からｂ２までの間においてノズル噴孔から燃料油が噴
出し、ｂ２点において閉弁し、いずれもその開５？圧ｐ
Ｏの高さは、エンジンの回転速度が変化しても同じ値と
なっている。

また、噴射時期ａｌ、ｂｌは自動的に定まり、任意に変
化させることができない。

しかし、ノズル噴孔から燃料油が噴出し始める燃料油の
作動圧力状態、すなわちノズル噴孔が開弁する作動圧力
ｐＯの高さは、エンジンのアイドリング状態あるいはエ
ンジンの高負荷状態等によって、それぞれその開弁圧ｐ
ｏを変化させ、そのノズル噴孔からの燃料油の噴射圧力
を変化させることが望ましく、例えば、その開弁圧ＰＯ
とエンジンの回転速度ｎとの関係は、個々のエンジンの
要求特性に合わせることが望ましく、一般的な傾向とし
ては、第２図の関係になること′が望ましいことであり
、このことは公知である。

同時に、噴射時期もあらゆるエンジンの使用範囲で要求
時期に合わせることが望ましい。

ここで、第２図におけるｃ−ｆのパラメータは、アクセ
ルペダルの踏み込み量が少ない状態からアクセルペダル
の踏み込み量の大きくなるにつれて、開弁圧特性が特性
Ｃから特性ｆのようになってゆくことを示している。

しかし、従来は、上述のように、スプリング附勢力によ
ってノズル噴孔を一義的に開弁あるいは閉弁させる方法
しかとれなかったため、ノズル噴射圧および燃料噴射時
期を可変とすることが困難であった・ 本発明の目的は、上記のような問題に対して、ノズル噴
射圧および燃料噴射時期を可変とすることのできる燃料
噴射装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は下記のような構成からなっている。

エンジンにおける燃焼室に露呈したノズル噴孔を開閉す
るニードルには、スプリング附勢力が与えられ、 前記スプリング附勢力は、前記ニードルが前記ノズル噴
孔を閉じる方向に附勢しており、前記ニードルには、前
記スプリング附勢力に抗する方向へ、燃料ポンプからの
燃料油の圧力が作用する受圧部分を設け、 前記ノズル噴孔は、 ａ：該ノズル噴孔が開くことによって、高圧の前記燃料
油を前記燃焼室へ噴出し、 ｂ：該ノズル噴孔が閉じることによって、前記燃料油の
前記燃焼室へ噴出することを停止させる構成としている
、 上記構成において、 前記燃料ポンプにおける吐出管路の一部には１．大気の
側へ開口して弁座を削設し、第１のアクチュエータによ
る押圧力は、弁を前記弁座の方向へ選択的に押圧する構
成をなし且つ、第１のアクチュエータにおける押圧力は
、前記エンジンの作動状態によって変化させる構成とな
し、 前記ニードルには、前記スプリング附勢力に加えて、前
記ノズル噴孔を閉じる方向へ押圧力を選択的に与える第
２のアクチュエータを付設し、 前記第２のアクチュエータは、該第２のアクチュエータ
に流す電流を制御することによって、前記ニードルに加
える押圧力を変化させる構成とし、 前記第１のアクチュエータによる押圧力を発生させるこ
とによって前記吐出管路に発生する燃料油の圧力は、前
記スプリング附勢力勢力を前記ニードルにおける受圧部
分の受圧面積によって除した値より大なる関係にあり、 比つ、前記第２のアクチュエータによる抑圧力を発生さ
せたことによって前記ニードルに生ずる、該第２のアク
チュエータの抑圧力と前記スプリング附勢力の和を前記
受圧面積によって除した値は、前記吐出管路に発生させ
る燃料油の圧力値よりも大なる関係にあり。

前記第１のアクチュエータによる押圧力と、前記第２の
アクチュエータによる押圧力との関係について。

ａ：前記第１のアクチュエータによる押圧力発生を、前
記第２の押圧力が発生している間に発生させ、 ｂ：且つ、前記第１のアクチュエータによる押圧力消滅
は１前記第２の押圧力を消滅させた後に消滅させる関係
とすることによって、前記ノズル噴孔から前記燃料油を
噴射させる構成としている。

［作用］ 第１のアクチュエータが弁に押圧力を与えていないとき
は、燃料ポンプの吐出管路が弁座を介して大気に解放し
ているため、その燃料ポンプの吐出管路における燃料油
圧力は大気圧となっている。

これに対して、第１のアクチュエータが弁に押圧力を与
えているときは、弁が弁座かも流出しようとしている燃
料油の噴出に対して抵抗を与えることになるため、燃料
ポンプからの吐出管路には燃料油の圧力が生ずる。

この場合において、その燃料ポンプの吐出管路に生ずる
燃料油の作動圧力は、弁座の開口面積Ａｂと燃料ポンプ
の吐出管路に生ずる作動圧力ｐとの積が、ゴｔに加えら
れている押圧力Ｆに等しいから、 ＦミＡｂＸｐ あるいは Ｐ＝Ｆ／Ａｂ　　　　　　　　　　　（１）となる。

ここで弁座の開口面積Ａｂは一定値であるから、作動圧
力ｐは、第１のアクチュエータが弁を押圧する押圧力Ｆ
に比例していることになるすなわち、燃料ポンプの吐出
管路に生ずる作動圧力ｐは、第１のアクチュエータへ発
生させる押圧力Ｆを変化させることによって変化させる
ことができることになる。

また、この燃料ポンプからの吐出管路に生じる作動圧力
ｐは、ニードルにおける受圧部分に作用して、ニードル
がノズル噴孔を開弁させる方向へ抑圧する成分となって
いる。

したがって、作動圧力ｐが上昇する程、すなわちｆｆ１
ｌのアクチュエータにおける押圧力Ｆが大きくなる程、
ニードルのノズル噴孔を開弁させる力成分を大きくさせ
ることになる。

このようなノズル噴孔を開弁させる成分に対して、ノズ
ル噴孔を閉じる方向へ加えている力成分は、スプリング
附勢力とＳｇ２のアクチュエータから加えられる押圧力
の両者であり、そのうち、スプリング附勢力は、そのス
プリングの一般的な性質から一定の力となっているから
、ニードルに加えられているスプリング附勢力は常に一
定の力となっており、これに加え、第２のアクチュエー
タによって加えられる押圧力は、第２のアクチュエータ
に加えられる電流の大きさを変えることによって変化さ
せることが可能となっている。

その結果、ニードルに加わる力のうち、ニードルによっ
てノズル噴孔を閉じさせる方向の力としては、常にスプ
リング附勢力が存在し、その附勢力に加え第２のアクチ
ュエータによる可変の押圧力も加え得るようになってい
る。

また２上記ノズル噴孔を開弁させる成分とノズル噴孔を
閉弁させる成分との関係において、ａ：第１のアクチュ
エータによる押圧力を発生させることによって吐出管路
に発生させる燃料油の作動圧力ｐは、スプリング附勢力
をニードルにおける受圧部分の受圧面積によって除した
値より大きな値となる関係としている。

このことは、作動圧力ｐとニードルにおける受圧面積と
の積が、ニードルをノズル噴孔から持ち上げる力となっ
ているものであるから、この上記ａの条件は、ニードル
に第２のアクチュエータによる押圧力が生じていない状
態、すなわちニードルにスズリング附勢力のみが作用し
ているときは、燃料油に作動圧力ｐを生じさせたとき、
必ずその作動圧力ｐは、スプリング附勢力に勝って、ニ
ードルをノズル噴孔から押し上げることになることを意
味している。

また、上記ノズル噴孔を開弁させる成分とノズル噴孔を
閉弁させる成分との関係において、ｂ：第２のアクチュ
エータによる押圧力を発生させたことによってニードル
に生ずる、該第２のアクチュエータの押圧力とスプリン
グ附勢力との和をニードルにおける受圧面積によって除
した値は、吐出管路に発生させる燃料油の作動圧力値ｐ
よりも大きな値となる関係にさせている。

このことは、上記のように吐出管路に発生させた作動圧
力Ｐとニードルにおける受圧面積との積、すなわちニー
ドルをノズル噴孔から押し上げる力に対して、第２のア
クチュエータの押圧力とスプリング附勢力との和が大き
な値となって、ニードルがノズル噴孔を閉じる状態とな
ることを意味している。この状態における第１のアクチ
ュエータ、弁座および弁は、作動圧力ｐを維持する調圧
弁の機能を有している。

このようなニードルに作用する力成分関係において、第
１のアクチュエータに発生させる押圧力と第２のアクチ
ュエータに発生させる押圧力の発生させる順序を以下に
説明する。

ａ：第１のアクチュエータによる押圧力発生は、第２の
アクチュエータにおける押圧力が発生している間に発生
させる。

その結果、この状態においては、第１のアクチュエータ
における押圧力を発生させることによって吐出管路に作
動圧力ｐを発生させて、ニードルをノズル噴孔から押し
上げようとしても、その押し上げる力よりも第２のアク
チュエータに生じさせている押圧力とスプリング附勢力
とのニードルを押し下げている力が大きく、ノズル噴孔
は開弁じない状態になっている。

ｂ二次に、その第１のアクチュエータに発生させている
押圧力をそのままにして、すなわち吐出管路に燃料油の
作動圧力ｐを発生させたまま、第２のアクチュエータに
おける押圧力を消滅させる。

その結果、この状態は、作動圧力ｐがスプリング附勢力
に勝って、作動圧力ｐがニードルを押し上げ、ノズル噴
孔が開弁することになる。

すなわち、この状態は、ノズル噴孔が開弁することによ
って、エンジンの燃焼室にノズル噴孔から燃料油が噴出
することになる。

Ｃ：次に、この燃料油がノズル噴孔から噴出している状
態において、第１のアクチュエータにおける押圧力を消
滅させて、吐出管路における作動圧力ｐを零とする。

その結果、作動圧力ｐによるニードルをノズル噴孔から
押し上げる力が消滅し、ノズル噴孔が閉弁すると同時に
、ノズル噴孔からの燃料油の噴出も停止する。

このことは、 −ａ：第１のアクチュエータに発生させている押圧力を
そのままにして、第２のアクチュエータにおける押圧力
を消滅させる時期を外部からの制御によって適切に選択
すれば、その選択時期に合わせてノズル噴孔を開弁させ
、ノズル噴孔からの燃料が噴出し、 ｂ：続いて第１のアクチュエータにおける押圧力の消滅
させる時期を外部からの制御によって適切に選択すれば
、その選択時期に合わせてノズル噴孔を閉弁させ、ノズ
ル噴孔における燃料噴射が停止する時期および噴射量を
適切に制御することが可能になり、 Ｃ：また、上記作用において、第１のアクチュエータに
生じさせる押圧力を外部からの制御によ；て任意に変化
させれば、燃料油の作動圧力ｐも自由に変化させること
が可能となり、このことはノズル噴孔から噴出する燃料
油の噴射圧力を任意に変化させることができることにな
る。

なお、そのように作動圧力ｐを自白に変化させる場合に
おいて、第２のアクチュエータにおける押圧力とスプリ
ング附勢力との和と、その作動圧力Ｐとの関係は、上述
したように、第２のアクチュエータにおける可変押圧力
とスプリング附勢力との和をニードルの受圧面積によっ
て除した値が、常に作動圧力ｐの値よりも大きくなる関
係に設定されている。

したがって、ノズル噴孔における開弁時期、閉弁時期あ
るいは燃料噴射圧力の関係を適切に選択制御すれば、例
えば、第２図において、エンジンの各回転速度ごとに適
合させて、アクセルペダルの踏み込み量が少ないときは
、開弁圧ｐＯを低く設定（すなわち噴射圧力を低く設定
）し、逆に、アクセルペダルの踏み込み量が大きいとき
は開弁圧ｐｏを高く（すなわち噴射圧力を高く）設定で
きることになり、その噴射圧力の制御はそれぞれのエン
ジン回転速度ごとに適宜調整することができることにな
る。

また、大気温度、エンジン油温度等によっても、同様に
、開弁時期、閉弁時期あるいは噴射圧力をその要求に応
じて適切に制御することが可能となり、且つその開弁時
期と閉弁時期との間隔を適切に設定できることは、燃料
油の噴射量を適切に制御できることになる。

なお、上記の場合において、第１のアクチュエータにお
ける押圧力Ｆによって燃料ポンプにおける吐出管路の作
動圧力ｐを任意に高められるようにしておくためには、
その作動圧力ｐが発生するに十分な燃料ポンプの吐出容
量にしておけばよい。

［実施例〕 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第３図は、本発明における一実施例としての燃料噴射装
置を側断面図によって示したものであり、第２の、アク
チュエータとなっている電磁アクチュエータ３はポデー
２に螺着し、ポデー１は、リテイニングナット４によっ
てポデー２に螺着し、ポデー１に穿設したシリンダ１ａ
には、軸方向への摺動を可能にニードル１ｅが嵌合し、
ポデー１の先端には、図示していないエンジンの燃焼室
へ露呈しているノズル噴孔ｔｇを穿設し、ノズル噴孔１
ｇの上端には座１ｆを削設し、座１ｆには、ニードル１
ｅの先端が選択的に着生する構成をなし、室１ｂには、
燃料ポンプ５からの吐出管路２ａが穿孔１ｃを介して連
通し、ニードルｌｅには、座３ｃを介して、スプリング
３ｂによる下方への附勢力が与えられ、且つニードル１
ｅにはアクチュエータ３におけるロー、ド３ａが連接し
、その連接は、アクチュエータ３に電流が流されたとき
、アクチュエータ３の”ｕｓ力によってロッド３ａがニ
ードルｌｅを下方に押圧し、その電流が消滅したときは
、ロッド３ａに生じていた押圧力が消滅する関係となっ
ている。

アクチュエータ３は、第４図におけるように、ロッド３
ａが可動片３ｍに固着し、鉄心３ｎには複数のコイル３
ｈ、３１．３ｊおよび３ｋ　　’が＠き付けてあり、そ
れら各コイル３ｈ等に対する鉄心３ｎには、鉄心３ｎと
可動片３ｍとの間に磁路を形成させるフランジ３ｄ、３
ｅ、３ｔおよび３ｇを形成させて、いわゆるコレノイド
（商標）となっている。

吐出管路２ａの一部には弁座２ｂを剛毅し、Ｊｆ座２ｂ
には、ロッド６ａの先端に形成した弁６ｂが選択的に着
生する構成をなし、ロッド６ａには、その弁座２ｂの側
へ第１のアクチュエータ６によって押圧力が選択的に与
えられる構成をなし、その押圧力の大きさは、外部から
の制御によって任意に変化させることができる構成とな
っている。

ここ〒、アクチュエータ６は、第４図における電磁アク
チュエータ３と同一の構成となっている。

以上の本発明における実施例の構成において、以下その
作用を説明する。

アクチュエータ６が弁６ｂに押圧力を与えていないとき
は、燃料ポンプ５の吐出管路２ａが弁座２ｂを介して大
気に解放しているため、吐出管路２ａにおける燃ネ４油
圧力は大気圧となっ　　・ている。

これに対して、アクチュエータ６が弁６ｂに押圧力を与
えているときは、弁６ｂが弁座２ｂから流出しようとし
ている燃料油の噴出に対して抵抗を与えることになるた
め、吐出管路２ａには燃料油の作動圧力が生ずる。

この場合において、弁座２ｂの開口面積Ａｂと吐出管路
２ａに生ずる作動圧力ｐとの積が、弁６ｂに加えられて
いる押圧力Ｆに等しいから、吐出管路２ａにおける作動
圧力ｐは、前述のように（１）式の関係となって、作動
圧力ｐは、アクチュエータ６が弁６ｂを押圧する抑圧力
Ｆに比例していることになる。

すなわち、吐出管路２ａに生ずる作動圧力ｐは、アクチ
ュエータ６へ発生させる押圧力Ｆを変化させることによ
って変化させることができることになる。

また、吐出管路２ａに生じる作動圧力ｐは、穿孔ＩＣを
介し、室ｉｂおよび間隙１ｄにおいて、ニードルｌｅに
おける受圧部分に作用する結果、その作動圧力Ｐはニー
ドルｌｅを上方へ押し上げる成分となっている。

したがって、作動圧力ｐが上昇する程、すなわちアクチ
ュエータ６における押圧力Ｆが大きくなる程、！−ドル
１ｅを押し上げる成分、すなわちニードルｌｅを押し上
げてノズル噴孔１ｇを開弁させようとする成分が増大す
ることになる。

このようなノズル噴孔１ｇを開弁させる成分に対して、
ノズル噴孔１ｇを閉弁させる方向へ作用している力成分
は、スプリング３ｂの附勢力とアクチュエータ３かも加
えられる押圧力の両者であり、そのうち、スプリング３
ｂの附勢力は、スプリング一般の性質から一定の力とな
っているから、ニードルｌｅに加えられているスプリン
グ３ｂの附勢力は、常に一定の力となっており、これに
加え、アクチュエータ３によって加えられる押圧力は、
アクチュエータ３に加えられる電流の大きさを変えるこ
とによって変化させることが可能となっている。

この場合、アクチュエータ３の作用は、フィル３ｈ、３
ｉ、３ｊおよび３ｋに電流が流れると、鉄心３ｎにおけ
る各フランジ３ｄ、３ｅ、３ｆおよび３ｇのそれぞれか
ら可動片３ｍへ磁力の磁路が形成することによって、各
フランジ３ｄ、３ｅ、３ｆおよび３ｇがそれぞれ可動片
３ｍを吸引することになるから、その可動片３ｍを下方
へ吸引する力は非常に大きくなって。

ロッド３ａを下方へ強く押圧することになり。

その押圧する力は、コイル３ｈ、３１．３ｊおよび３ｋ
に流れる電流に比例している。

このように、ニードル１ｅに加わる力のうち、ニードル
１ｅによってノズル噴孔１ｇを閉じさせる方向の力とし
ては、常にスプリング３ｂの附勢力が存在し、その附勢
力に加えアクチュエータ３による可変の抑圧力も存在す
ることになる。そのため、ニードル１ｅを下方に押す力
の総合力Ｆは、電流値１に対し第５図に示すようになっ
ている。

また、上記ノズル噴孔１ｇを開弁させる成分とノズル噴
孔１ｇを閉弁させる成分との関係においては、 ａニアクチユニータロによる押圧力を発生させることに
よって吐出管路２ａに発生する燃料油の作動圧力ｐが、
スプリング３ｂの附勢力をニードルｌｅにおける受圧部
分の受圧面積によって除した値より大きな値となる関係
に設定している。

このことは、吐出管路２ａにおける作動圧力ｐとニード
ルｌｅにおける受圧面積との積が、ニードルｌｅをノズ
ル噴孔１ｇから持ち上げる力となっているものであるか
ら、この上記ａの条件は、ニードルｌｅにアクチュエー
タ３による押圧力を生じさせていない状態、すな−わち
ニードル１ｅにスプリング３ｂの附勢力のみが作用して
いるときは、燃料油に作動圧力Ｐを生じさせたとき、必
ず作動圧力ｐは、スプリング３ｂの附勢力に勝って、ニ
ードルｌｅを上方へ押し上げ、その結果、ノズル噴孔１
ｇを開弁させるように関係づけていることを意味してい
る。

また、上記ノズル噴孔１ｇを開弁させる成分とノズル噴
孔１ｇを閉弁させる成分との関係において、 ｂ：アクチュエータ３による押圧力を発生させたことに
よってニードル１ｅに生ずる、該アクチュエータ３の押
圧力とスプリング３ｂの附勢力との和をニードルｌｅに
おける受圧面積によって除した値は、吐出管路２ａに発
生させる燃料油の作動圧力Ｐの値よりも大きな値となる
関係に設定している。

このことは、上記のように吐出管路２ａに発生させた作
動圧力ｐとニードル１ｅにおける受圧面積との積、すな
わちニードル１ｅをノズル噴孔１ｇから押し上げる力に
対して、アクチュエータ３の押圧力とスプリング３ｂの
附勢力との和が大きな値となって、ニードル１ｅがノズ
ル噴孔１ｇを閉じている状態となるように関係づけてい
ることを意味している。

このようなニードル１ｅに作用する力成分関係において
、アクチュエータ６に発生させる押圧力とアクチュエー
タ３に発生させる押圧力の発生させる順序は、第６図に
示す関係となっている。

ここで、第６図は、作動圧力ｐとエンジンの回転角αと
の関係を示し、特性Ａは、第１図において説明したスプ
リング附勢力と同じに、スプリング３ｂの附勢力を圧力
の次元に換算した特性を示し、特性Ｂは、吐出管路２ａ
に発生する作動圧力ｐの特性を示し、特性Ｃは、アクチ
ュエータ３に発生した押圧力を、特性Ａと同様に、ニー
ドル１ｅの受圧面積によって除した値、すなわち圧力の
次元に換算した値を特性Ａ上に付加して示している。

すなわち、第６図において、特性Ａ（ｐ＝ｐＳ一定）あ
るいは特性Ａと特性Ｃの和（ｐ＝ｐｍとなっているα１
くαくα２の間の値）にニードル１ｅにおける受圧面積
を掛けた値がニードル１ｅを下方へ押し下げる力となっ
ており。

また特性Ｂにニードルｌｅにおける受圧面積を掛けた値
が、ニードル１ｅを上方へ押し上げる力となっている。

このような第６図について、その作用を説明すると、下
記のようになっている。

１）エンジンの回転角αがα＝αｌにおいて、アクチュ
エータ３に電流を流し、特性Ｃのように押圧力を発生さ
せる。

この押圧力は、ロッド３ａおよび座３ｃを介してニード
ル１ｅを下方へ押圧し、その結果、ニードル１ｅを下方
へ押圧する成分としては、スプリング３ｂによる附勢力
とロッド３ａに生じているアクチュエータ３の押圧力の
和となっており、その和の値をニードル１ｅにおける受
圧面積によって除した値が、第６図における押圧力ｐｍ
となっている。

２）上記αｌと同時に、あるいはその直後に、アクチュ
エータ６による押圧力を発生させ。

その結果、吐出管路２ａにｐ＝ｐｒ一定の作動圧力が発
生し、ここでｐ＝ｐｒ一定の圧力が発生じていることｌ
ヨ、（１）式において押圧力Ｆを一定とするようにアク
チュエータ６に流す電流を制御していることになる。

−またこの場合、上述したよう゛に、ｐｒの値は、必ず
ｐ　ｓａｐ　ｒ＜ｐｍの関係になるように、アクチュエ
ータ３および６への電流印加の関係としている。

その結果、特性Ｂのように、吐出管路２ａに作動圧力ｐ
＝ｐｒが発生しても、そのｐｒによってニードル１ｅを
押し上げる力よりも、押圧力ｐｍによってニードル１ｅ
を押し下げる力のほうが大きくしであるから、この状態
においてノズル噴孔１ｇは開弁していない。

また、特性Ｂの発生は、このようにノズル噴孔１ｇが開
弁じない条件において発生させればよいのであって、そ
のためには、特性Ｂの発生させる時期は特性Ｃが発生し
ているα１とα２の間に発生させればよい。

３）次に、アクチュエータ６に発生させている押圧力を
そのままにして、すなわち吐出管路２ａに燃料油の作動
圧力ｐ＝ｐｒを発生させたまま、α＝α２において、ア
クチュエータ３における押圧力を消滅させる。

その結果、この状態は、ニードルｌｅを下方に押す力が
スプリング３ｂによる附勢力のみとなったため、作動圧
力ｐ”ｐｒがスプリング３ｂの附勢力（特性Ａ）に勝っ
て、その作動圧力ｐ＝ｐｒがニードルｌｅを押し上げ、
その押し上げによってノズル噴孔１ｇが開弁することに
なり、その開弁は、第６図における２１点において開弁
することになる。

すなわち、この状態は、ノズル噴孔１ｇが開弁すること
によって、エンジンの燃焼室にノズル噴孔１ｇから作動
圧力ｐ＝ｐｒとなっている燃料油が噴出していることに
なり、このことは作動圧力ｐ＝ｐｒがノズル噴孔１ｇか
ら噴出する燃料油の噴射圧力ｐｒになっていることを意
味している。

４）次に、このノズル噴孔１ｇから燃料油が噴出してい
る状態において、α＝α３となったとき、アクチュエー
タ６における押圧力を消滅させて、吐出管路２ａにおけ
る作動圧力ｐｔｐ＝０とする。

その結果、燃料油の作動圧力によってニードル１ｅを押
し上げる力が消滅し、そのことによってニードル１ｅが
スプリング３ｂの附勢力によって押し下げられてノズル
噴孔１ｇが閉弁し、その閉弁によってノズル噴孔１ｇか
らの燃料油噴出も停止し、その閉弁は、第６図における
ｇ２点において閉弁する。

このことは、 ａニアクチユニータロに発生させている押圧力をそのま
まにして、アクチュエータ３における押圧力を消滅させ
て開弁させる時期を外部からの制御によって適切に選択
すれば、その選択時期に合わせてノズル噴孔からの燃料
が噴出しｂ＝続いてアクチュエータ６における押圧力の
消滅させる閉弁時期を外部からの制御によって適切に設
定すれば、ノズル噴孔１ｇにおける燃料噴射の停止する
時期を適切に制御することが可能になり、 Ｃ二また。上記作用において、アクチュエータ６に生じ
させる押圧力Ｆを外部からの制御によって任意に変化さ
せれば、燃料油の作動圧力ｐも自由に変化させることが
可能となり、このことはノズル噴孔１ｇから噴出する燃
料油の噴射圧力ｐｒを任意に変化させることができるこ
とになる。

なお、この場合において、上記のように第６図に示すｐ
　ｓ＜ｐ　ｒ＜ｐｍの関係は常に維持されるように制御
されている。

したがって、ノズル噴孔１ｇにおける開弁時期、閉弁時
期あるいはその噴射圧力ｐｒの関係を適切に選択制御す
れば、例えば、第２図において、エンジンの各回転速度
ｎごとに適合させて、アクセルペダルの踏み込み量が少
ないときは、開弁圧ｐＯを低く設定（すなわち噴射圧力
ｐｒを低く設定）し、逆に、アクセルペダルの踏み込み
量が大きいときは開弁圧ｐｏを高く（すなわち噴射圧力
ｐｒを高く）設定できることになり、その噴射圧力ｐｒ
の制御はそれぞれのエンジン回転速度ｎごとに適宜調整
することができることになる。

また、大気温度、エンジン油温度等によっても、同様に
、開弁時期α２、閉弁時期α３あるいは噴射圧力ｐｒを
その要求に応じて適切に制御することが可能となる。

以上°の実施例において、アクチュエータ６を第４図に
おける電磁アクチュエータと同じ構成としているが、こ
の構成は、第７図のような構成としてもよい。

すなわち、第７図は、油圧源６Ｃからの圧油を圧力制御
弁６ｄを介して押しのけ室６ｅに導き、押しのけ室６ｅ
を形成させているシリンダ６ｆにはピストン６ｇが軸方
向への摺動を可能に嵌合し、ロッド６ａはピストン６ｇ
に固着し、６ｈは戻しスプリングである。

この第７図の構成において、圧力制御弁６ｄの制御によ
って押しのけ室６ｅにおける油圧力を零に設定している
ときは、ピストン６ｇに押圧力Ｆが発生しないから、ロ
ット６ａには押圧力Ｆが生ずることがなく、圧力制御弁
６ｄの制御によって押しのけ室６ｅにおける作動油の圧
力を高めてゆけば、ピストン６ｇを介してロッド６ａに
おける押圧力Ｆが高まってゆくことに１なる。

すなわち、第７図における構成を採用した場合は、圧力
制御弁６ｄによって押しのけ室６ｅの圧力を変化させ、
そのことによって、ロッド６ａの押圧力Ｆを変化させる
ことができる。

［発明の効果］ 以１の説明から明らかなように、本発明における燃料噴
射装置の効果は下記のとおりであるニードル１ｅには、
スプリング３ｂの附勢力に加え第２のアクチュエータ３
からの押圧力が加えられるようにし、目、つ燃料ポンプ
５からの吐出管路２ａには弁座２ｂを設けて、その弁座
２ｂにおいて第１のアクチュエータ６が吐出管路２ａに
おける作動圧力ｐを制御する構成としたことによって、 １）ノズル噴孔１ｇにおける開弁時期α２、閉弁時期α
３および噴射圧力ｐｒを、外部からの制御によってそれ
ぞれ自由に選択制御することが可能になり、このことは
、それぞれのエンジンに適応させてその開弁時期、閉弁
時期あるいは噴射圧力を制御させ、エンジンにおける燃
焼を適切に制御することが可能になり、２）且つ、この
ことは、従来における複雑な構成となっている機械的な
ガバナおよびタイマーが必要なくなることを意味し、燃
料噴射装置全体の構成を単純化し、且つその製造単価を
安価とするものである。

３）また、第２のアクチュエータ３は、アクチュエータ
３のみによってニードル１ｅに押圧力を与えるものでは
無く、ニードルｌｅを押し下げている力のうち、その大
きさを変化させる必要のない力の成分は、スプリング３
ｂが分担し、噴射圧力ｐｒを変化させる場合に必要な成
分のみの力を第２のアクチュエータ３に分担させている
から、アクチュエータ３のサイズを小型にすることがで
きることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、燃料ポンプ５から吐出する燃料油の従来にお
ける作動圧力特性を示し、第２図は、ノズル噴孔の一般
的な傾向としての理想開弁圧特性を示し、第３図は、本
発明における一実施例としての燃料噴射装置を側断面図
によって示し、第４図は、第３図におけるアクチュエー
タ３の側断面図を示し、第５図は、第１図におけるニー
ドル１ｅの下方へ加えられる力の総合力Ｆとアクチュエ
ータ３に流れる電流値ｉとの関係を示したものであり、
第６図は、第３図におけるアクチュエータ３および６の
作動特性を示し、第７図は、第３図におけるアクチュエ
ータ６の他の実施例をシステム図によって示したもので
ある。 実施例に使用した主な符合は下記のとおりである。 １ｅ：ニードル、　　１ｇ＝ノズル噴孔、　　２ａ：燃
料ポンプ５からの吐出管路、　　２ｂ：弁座、　　３お
よび６：アクチュエータ、　　３ａおよび６ａ：ロッド
、　　３ｂ＝スプリング、　　３ｄ、３ｅ、３ｆおよび
３ｇ：フランジ、　　３ｈ、３１．３ｊおよび３に：コ
イル、　３ｍ：可動片、　　３ｎ：鉄心、　６ｂ：弁。 特許出願人　　三輪精機株式会社 代表渚　西海悦史 第２図 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンにおける燃焼室に露呈したノズル噴孔を開
   閉するニードルには、スプリング附勢力が与えられ、 前記スプリング附勢力は、前記ニードルが 前記ノズル噴孔を閉じる方向に附勢しており前記ニード
   ルには、前記スプリング附勢力 に抗する方向へ、燃料ポンプからの燃料油の圧力が作用
   する受圧部分を設け、 前記ノズル噴孔は、 ａ：該ノズル噴孔が開くことによって、高 圧の前記燃料油を前記燃焼室へ噴出し、 ｂ：該ノズル噴孔が閉じることによって、 前記燃料油の前記燃焼室へ噴出することを停止させる構
   成としている、 上記構成において、 前記燃料ポンプにおける吐出管路の一部に は大気の側へ開口して弁座を削設し、 第１のアクチュエータによる押圧力は、弁 を前記弁座の方向へ選択的に押圧する構成をなし、 且つ、第１のアクチュエータにおける押圧 力は、前記エンジンの作動状態によって変化させる構成
   となし、 前記ニードルには、前記スプリング附勢力 に加えて、前記ノズル噴孔を閉じる方向へ押圧力を選択
   的に与える第２のアクチュエータを付設し、 前記第２のアクチュエータは、該第２のア クチュエータに流す電流を制御することによって、前記
   ニードルに加える押圧力を変化させる構成とし、 前記第１のアクチュエータによる押圧力を 発生させることによって前記吐出管路に発生する燃料油
   の圧力は、前記スプリング附勢力を前記ニードルにおけ
   る受圧部分の受圧面積によって除した値より大なる関係
   にあり、 且つ、前記第２のアクチュエータによる押 圧力を発生させたことによって前記ニードルに生ずる、
   該第２のアクチュエータの押圧力と前記スプリング附勢
   力の和を前記受圧面積によって除した値は、前記吐出管
   路に発生させる燃料油の圧力値よりも大なる関係にあり
   前記第１のアクチュエータによる押圧力と 、前記第２のアクチュエータによる押圧力との関係につ
   いて、 ａ：前記第１のアクチュエータによる押圧 力発生を、前記第２の押圧力が発生している間に発生さ
   せ、 ｂ：且つ、前記第１のアクチュエータによ る押圧力消滅は、前記第２の押圧力を消滅させた後に消
   滅させる関係とすることによって前記ノズル噴孔から前
   記燃料油を噴射させ る構成とした燃料噴射装置。
2. ２．第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータ
   は、 ａ：可動片がニードルに連接し、 ｂ：鉄心には、複数のコイルを巻き付け、 ｃ：前記鉄心には、前記それぞれのコイル ごとに、該それぞれのコイルに電流が流れたとき、該鉄
   心と前記可動片とを磁束が一巡するそれぞれの磁路を設
   けている、 上記構成からなっている特許請求の範囲第１項記載の燃
   料噴射装置。