JPS63170556A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射装置 - 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の燃料噴射装置に関する
。

〔従来の技術〕

いわゆる増圧式の燃料噴射装置は、増圧ピストンの上昇
および下降によって燃料の吸入および噴射を行なうイン
ジェクタと、エンジンに同期して作動し、低圧蓄圧器の
内部圧と高圧蓄圧器の内部圧を上記ピストンに交互に作
用、させて該ピストンを上昇および下降させるロータリ
バルブとを備え、上記低圧蓄圧器の内部圧で噴射量を設
定し、上記高圧蓄圧器の内部圧で噴射圧を設定するよう
に構成されている。

この燃料噴射装置は、ジャーク式の噴射装置に比して大
きな噴射圧を得ることができ、かつ噴射圧がエンジン回
転数によらずほぼ一定に保持されるという特性をもつ。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記燃料噴射装置を採用したディーゼルエンジンの加速
性を向上するには、燃料の噴射圧を高くして燃焼効率を
高めればよい。

しかし、従来は上記高圧蓄圧器の圧力供給源であるポン
プおよび噴射系の耐久性が損なわれない範囲で噴射圧を
設定していたので、上記エンジンの加速性は上記設定さ
れた噴射圧によって制限を受けていた。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明では、上記問題点を解決するために、エンジンの
加速状態を検出する加速検出手段と、該加速検出手段に
よって上記エンジンの加速状態が検出された際に上記高
圧蓄圧器の内部圧を上昇させる圧力上昇手段とを備えて
いる。

〔作用〕

上記エンジンが加速状態にある場合に、噴射圧を上昇さ
せるように上記圧力上昇手段が制御される。

〔実施例〕 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案に係るｉ料噴射装置の一実施例を示した
ブロック図である。

まず、この種の燃料噴射装置の基本的な構造と作用につ
いて説明する。

同図において、高圧ポンプ１は図示されていないタンク
の燃料を高圧蓄圧器２に圧送→するも。

のであり、図示されていないエンジンによって駆動され
る。しかして高圧蓄圧器２に流入した燃料は、該高圧蓄
圧器２においてその圧力変動が低減されたのち、後述す
るロータリバルブ３に供給される。なお、ポンプ１は、
可変容量型のものである。この可変容量型のポンプには
、ラックコントロールによって吐出量を変化させるもの
と、斜板角コントロールによって吐出量を変化させるも
の等とがあり、後者の場合にはその斜板１ａが後述する
斜板駆動用アクチュエータ４０により駆動される。

上記ロータリバルブ３は、上記高圧蓄圧器２より吐出さ
れる高圧（例えば１５０　ｋｇ／ｃｊ）の燃料を上記エ
ンジンの各気筒に対応したインジェクタ４に分配供給す
る作用をなすものであり、ハウジング５内に筒状のロー
タリスリーブ６を回動自在に嵌合させるとともに、該ス
リーブ６内にロータリシャフト７を回動自在に嵌合させ
た構成をもつ。

なお同図は説明を容易にするため単気筒エンジンに適用
するロータリバルブの構成を示している。

上記ハウジング５にはポート８，９および１０が、また
上記ロータリスリーブ６には上記各ボートに対応するポ
ー）１１．１２および１３が各々設けてあり、ボート８
は前記高圧蓄圧器２に、ボート９はインジェクタ４に、
さらにポート１０は低圧蓄圧器１４に各々連結されてい
る。

上記ロータリシャフト７は、前記エンジンのカム軸（図
示せず）に同期して所定方向たとえば時計方向に回動さ
れ、その外周部所定位置にはその周方向に沿う切欠部１
５および１６が各々形成されている。

なお、上記ロータリスリーブ６を回動させて上記ポー）
１１．１２および１３を移動させれば、インジェクタ４
の噴射時期が変化される。

上記ハウジング５のポート１０に連結された低圧蓄圧器
１４は、可変絞り１７を介して図示していないドレンタ
ンクに連結されている。そして上記絞り１７は、コント
ローラ１８の出力信号により駆動されるモータ１９によ
ってその開度が調整される。

インジェクタ４は、増圧ピストン２１と、ピストンプラ
ンジャ２２と、該プランジャを介して上記ピストン２１
を常時シリンダ室２３側に付勢させるリターンスプリン
グ２４と、上記ピストンプランジャ２２の下端面２５の
位置によってその内容積が変化されるチャンバ２６と、
上記シリンダ室２３と該チャンバ２６間を逆止弁２７お
よび２８を介して連通させる通路３４と、上記チャンバ
２６内の燃料を噴射するノズル２９とを備えている。な
お、上記増圧ピストン２１の増圧比は、該ピストンの面
積と上記ピストンプランジャ２２の端面２５の面積との
比で決定される。

いま、上記ロータリバルブ３のロークリシャフト７が第
１図に示した回動位置にあるとすると、高圧蓄圧器２よ
り吐出された高圧の燃料は、前記ボート８．１１→切欠
部１５→ボート１２．９を通して前記インジェクタ４の
シリンダ室２３に流入するので、上記増圧ピストン２１
が前記リターンスプリング２４に抗して押下げられる。

したがって前記ピストンプランジャ２２がその下端面２
５でチャンバ２６内の燃料および該チャンバと前記ノズ
ル２９間を結ぶ通路３０内の燃料を押圧し、その結果、
該ノズル２９に設けられた針弁３１が上方に付勢されて
該ノズル先端より燃料が噴射される。このとき、燃料の
噴射圧は上記高圧蓄圧器２の内部圧によって決定される
。

上記ピストン２１がストロークエンドまで下降されると
、上記プランジャ２２の下端面２５より下部側方に至る
通路３２を介してチャンバ２６とドレン通路３３とが連
通される。したがって上記チャンバ２６および通路３０
内の圧力が急激に低下し、これによって上記針弁３１が
バネ力で押し下げられてノズル２９が閉塞される。すな
わちこの時点で噴射が停止される。なお、上記通路３２
を設けていない場合には、上記通路３０内の圧力が過渡
的に降下することになるので、噴射後における燃料の後
だれや針弁３１のハンチングによる２次噴射を生じる虞
れがある。

上記噴射が終了して、前記ロータリシャフト７が第２図
に示す位置まで回転されると、上記高圧蓄圧器２とイン
ジェクタ４間がロータリシャフト７で遮断されるととも
に、上記ロータリバルブ３を介してインジェクタ４のシ
リンダ室２３と前記低圧蓄圧器１４間が連通されるので
、上記シリンダ室２３内の圧力、つまりピストン２１の
背圧が低下する。これによって前記リターンスプリング
２４によって上記ピストン２１およびピストンプランジ
ャ２４が上動し、これに伴なってチャンバ２６内の圧力
も低下する。この結果、前記チェック弁２７および２８
が開弁し、これらの弁および通路３４を介して上記ピス
トンプランジャ２２の上動性だけチャンバ２６内に燃料
が供給される。

上記ピストン２１およびピストンプランジャ２２は、上
記低圧蓄圧器１４の内部圧Ｐ２に対応した速度で上動し
、上記ロータリバルブ３のロータリシャフト７が再び第
１図に示した位置まで回動した時点で下降を開始する。

したがって上記ピストンプランジャ２２がストロークエ
ンドより上動する距離、つまり該プランジャ２２が次の
サイクルで下降するさいにおける燃料の噴射量は、上記
低圧蓄圧器１４の内部圧Ｐ２つまり上記ピストン２１の
背圧によって決定される。つまりたとえば、上記絞り１
７の開度を大きくして上記内部圧Ｐ２を低下させれば、
上記ピストンプランジャ２２の上昇速度が大きくなるの
でその上昇ストロークも大きくなり、したがって燃料の
噴射量が増加する。

上記するように、この種の噴射装置では、燃料の噴射圧
が高圧蓄圧器２の内部圧Ｐ１で、また燃料の噴射量が低
圧蓄圧器１４の内部圧Ｐ２で決定される。

ここで、コントローラ１８によって行なわれる低圧蓄圧
器１４の内部圧Ｐ２の制御について簡単に説明する。コ
ントローラ１８は、エンジンの目標回転数を示すアクセ
ルセンサ３５の出力信号と、エンジンの実際の回転数を
示すエンジン回転数センサ３６の出力信号の偏差をとり
、この偏差に対応した信号を前記モータ１９に加えてこ
の偏差がなくなるように該モータ１９を駆動する。

このモータ１９で作動される前記絞り１７は、上記蓄圧
器１４の内部圧Ｐ２を変化させるので、結局、上記モー
タ１９の制御はエンジンが目標回転数となるように燃料
の噴射量を制御すること、つまりいわゆるガバナ制御を
意味し、この制御の詳細は本出願人に係る特願昭５７−
６８４６９号に開示されている。

つぎに、この実施例に係る装置の主たる制御の特徴をコ
ントローラ１８の処理手順を示した第３図を参照して説
明する。

この手順では、まずエンジンが加速状態にあるか否かが
判断される（ステップ１００）。エンジンを加速する場
合には、アクセルセンサ３５で検出される目標回転数と
エンジン回転数検出器３６で検出される実際のエンジン
回転数との偏差が大きくなる。そこで、この実施例では
上記偏差が一定以上大きくなった場合にエンジンが加速
状態にあると判断している。

ステップ１００で、エンジンが加速状態にあると判断さ
れた場合には、高圧蓄圧器２の目標内部圧Ｐ　としてＰ
Ｉ＋が設定され（ステップ１０１）、また加速状態にな
いと判断された場合には上記目標内部圧Ｐ　としてＰｔ
、が設定される（ステップ１０２）。

上記目標内部圧Ｐ　％Ｐ　は共にポンプ１の吐Ｌ 出量で決定され、またこの吐出量は該ポンプ１の斜板角
１　の傾転角で決定される。

上記目標内部圧ＰＬは、ポンプ１および噴射系の機械的
寿命を考慮した定常圧であり、この目標内部圧ＰＬを得
る斜板角傾転角でポンプ１を運転すれば、ポンプ１や噴
射系の耐久性低下が少ない。

一方、目標内部圧ＰＩ＋は、上記目標内部圧Ｐｔ。

よりも大きく設定されている。

次に、コントローラ１８では、圧力検出器３８の出力に
基づいて、高圧蓄圧器２の内部圧Ｐ１が検出され（ステ
ップ１０”３）、この内部圧Ｐ１と上記高圧蓄圧器２の
目標圧力Ｐ　との偏差Δｐ−Ｐ　　−Ｐｌが演算される
（ステップ１０４）。そしてこの偏差に対応する信号が
ポンプ１の斜板１ａを制御する信号として駆動回路３９
に加えられ、この結果、上記偏差信号が零となるように
、ポンプ１の斜板傾転角が制御される（ステップ１０５
）。

したがって、この実施例によれば、エンジンが加速され
ていない場合に、高圧蓄圧器２の内部圧Ｐ１が、目標圧
力Ｐｔ、（定常圧）となるようポンプ１の斜板傾転角が
制御され、またエンジンの加速時において同蓄圧器２の
内部圧Ｐ１が目標圧力Ｐ１！（高圧）となるように高圧
ポンプ１の斜板傾転角が制御される。

この結果、加速時の燃料噴射圧が非加速時のそれよりも
大きくなり、これによってエンジンの加速性が向上する
。また、加速時の黒煙の発生量も少なくなる。

なお、上記目標圧Ｐ１１が得られるような斜板傾転角で
ポンプ１を長時間運転した場合、該ポンプ１や噴射系の
機械的寿命が低下する虞れがあるが、上記実施例におい
てエンジンの加速に要する時間は短＜、シたがってかか
る不都合は生じない。

上記実施例では、スロットルペダルで指令される目標エ
ンジン回転数と実際のエンジン回転数の偏差に基づいて
加速状態を判断しているが、他の手段たとえば燃料の噴
射量を示す圧力検出器３７の出力信号に基づいて加速状
態を判断する゛ことも可能である。

〔発明の効果〕

上記するように本発明によれば、エンジンの加速時にの
み、燃料の噴射圧を定常時の噴射圧よりも大きくするこ
とができるので、ポンプおよび噴射系の耐久性を損なう
ことなく、エンジンの加速時における燃焼効率を向上す
ることができる。したがってエンジンの加速性が向上し
、かつ加速時の黒煙の発生量を少なくすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る燃料噴射装置の一実施例を示した
ブロック図、第２図は第１図に示したロータリバルブの
ロータリシャフトが回転した様子を示した図、第３図は
コントローラ内の処理手順の一例を示したフローチャー
トである。 １・・・ポンプ、１ａ・・・斜板、２・・・高圧蓄圧器
、３・・・ロータリバルブ、４・・・インジェクタ、１
４・・・低圧蓄圧器、１７・・・可変絞り、１８・・・
コントローラ、３６・・・エンジン回転数検出器、３７
．３８・・・圧力検出器、４０・・・斜板駆動用アクチ
ュエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 増圧ピストンの上昇および下降によって燃料の吸入およ
   び噴射を行なうインジェクタと、 エンジンに同期して作動され、低圧蓄圧器の内部圧と高
   圧蓄圧器の内部圧を上記ピストンに交互に作用させて該
   ピストンを上昇および下降させるロータリバルブとを備
   え、 上記低圧蓄圧器の内部圧で噴射量を設定し、上記高圧蓄
   圧器の内部圧で噴射圧を設定するように構成されたディ
   ーゼルエンジンの噴射装置において、 上記エンジンの加速状態を検出する加速検出手段と、 該加速検出手段によって上記エンジンの加速状態が検出
   された際に上記高圧蓄圧器の内部圧を上昇させる圧力上
   昇手段 とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料
   噴射装置。