JPS632022B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用の燃料噴射装置に関する。

燃料噴射の一つの制御形態としてパイロツト噴
射を主噴射に先立つて行うものがある。従来のパ
イロツト噴射の方式には燃料を圧送するプランジ
ヤを２つとしそれぞれ別に駆動するもの、或いは
燃料噴射ノズルを２としてパイロツト噴射と主噴
射とをそれぞれのノズルで行うもの、更には燃料
噴射ノズルの開弁圧を２段階にするものがある。

上記従来技術のうちプランジヤやノズルを２つ
とする方式はその駆動手段が複雑となつたり装置
が大型化する欠点がある。また、開弁圧を２段階
としてパイロツト噴射と主噴射を別々に行うもの
ではノズルが大型化しエンジンへの取付けが困難
である。

かかる従来技術の欠点に鑑み本発明の目的とす
るところは、小型軽量にも係わらずエンジンの運
転条件に適合した噴射量を得ることのできる装置
を提供することにある。

以下図面によつて本発明の構成を説明すると、
シリンダ１とパイロツトシリンダ２（シリンダ１
と一体化しても良い）とノズル５とは順次縦に接
続される。シリンダ１内に圧送プランジヤ３が、
亦パイロツトシリンダ２内にパイロツトプランジ
ヤ４が夫々摺動自在に嵌合される。ノズルホルダ
５の下端にノズル４３が設けられ、その針弁４３
１の上端はノズルホルダ５内のノズルスプリング
室２２に設置したノズルスプリング４２に当接
し、その結果ノズル４３の下端の噴孔は針弁４３
１によつて常時は閉に保持されている。シリンダ
１の上端にカムホロワ５０が摺動自在に挿入され
ている。このカムホロワ５０は圧送プランジヤ３
と係合され、さらにシリンダ１とホロワ５０との
間に駆動用スプリング５１が設置されている。圧
送プランジヤ３は、図示しないエンジンと同期し
て回転する図示しないカムに応動する前記ホロワ
５０によつて下方に駆動され、スプリング５１に
よつて上方に引き上げられる。圧送プランジヤ３
の下側に圧送ポンプ室２０が形成される。

シリンダ１にメタリングポート２８が形成さ
れ、圧送プランジヤ３の下面であるメタリングリ
ード６１によつて圧送ポンプ室２０に対し開閉さ
れる。メタリングポート２８は供給通路３３、エ
ンジン駆動の第１燃料供給ポンプ５３を介し燃料
タンク５２と通じている。従つてメタリングリー
ド６１によつてメタリングポート２８が開放され
たとき、圧送ポンプ室２０への燃料導入が可能と
なる。

圧送プランジヤ３の外面には傾射溝としてのス
ピルリード６２が形成され、このスピルリード６
２はプランジヤ３のストローク中にシリンダ１に
穿設したスピルポート３１（戻り通路３６によつ
て燃料タンク５２と通ずる）を開放し噴射終りを
決定する。プランジヤ３の２面幅部６３にピニオ
ン４０が嵌合し、該ピニオン４０に図示しないラ
ツクが噛合しており、このラツクを駆動すること
によりプランジヤ３の角度位置が変化し、スピル
リード６２がスピルポート３１と連通する時点に
よつて決定するプランジヤの有効ストロークが変
化し、噴射量の制御が行なわれる。

圧送ポンプ室２０の下側に位置する前記パイロ
ツトプランジヤ４はシリンダ１と２の間のパイロ
ツトプランジヤストツパ４１によつて最大リフト
を規制するようになつている。ストツパ４１は環
状であつて連通孔４１ａを有しており、圧送ポン
プ室２０の圧送燃料圧がパイロツトプランジヤ４
に作用するようになつている。圧送ポンプ室２０
の反対側におけるパイロツトプランジヤ４の端面
にパイロツトポンプ室２１が形成される。このパ
イロツトポンプ室２１は次のような燃料供給系か
らの燃料導入を受ける。即ち、第１燃料供給ポン
プ５３から供給される燃料の一部はエンジン駆動
の第２燃料供給ポンプ５４でさらに加圧された後
に調圧弁５６で一定圧に調整され、この調圧され
た燃料は図示しない制御回路によつてエンジン負
荷等に応じて開弁時間が制御される調量手段とし
ての電磁弁５５、気筒間調量のバラツキをなくす
ためのバランスオリフイス５７、逆止弁５８及び
燃料通路３４を介してパイロツトポンプ室２１に
導入されるのである。（尚２台の燃料供給ポンプ
５３，５４を使用せずに一台ですませることも可
能である。） パイロツトシリンダ２内にメインポート２３が
形成され、シリンダ２内の燃料通路２４及びノズ
ルボデイ５内の燃料通路２５を介してノズル４３
内の燃料通路４３２と連絡している。パイロツト
プランジヤ４に形成した肩部７１としてのメイン
リード７１はその下方ストローク時圧送ポンプ室
２０にメインポート２３を開口させ、ノズル４３
からの燃料噴射を行う。パイロツトプランジヤの
下面はパイロツトシリンダ２に穿設したパイロツ
トポート３７をパイロツトポンプ室２１に対し開
閉するパイロツトリード６０として役立つ。パイ
ロツトポート３７は前記の燃料通路２４に連絡さ
れている。更に、パイロツトシリンダ２内にはス
ピルポート７４が穿設され、ノズルスプリング室
２２を低圧の燃料供給ポンプ５３の側へ連絡する
通路２７に合流される。パイロツトプランジヤ４
内には環状溝としてのスピルリード７０が形成さ
れ、プランジヤ４の所定位置でスピルポート７４
をプランジヤ４内の孔７２を介してパイロツトポ
ンプ室２１へ連絡する役目を果す。

尚、以上の装置のうちシリンダ１と一体的に組
みつけられた部分は、ノズル４３の先端がエンジ
ンの燃焼室に臨むように、シリンダ１やノズルホ
ルダ５を利用してエンジンのシリンダヘツドに取
り付けられる。

次に作動の説明をする。まず、第２の燃料供給
ポンプ５４で加圧され、かつ調圧弁５６で一定に
調圧された燃料はパイロツト噴射量に応じた所定
時間だけ開放する電磁弁５５で調量されこの間に
バランスオリフイス５７を通つて逆止弁５８を押
し開けて燃料通路３４を介して、パイロツトポン
プ室２１に送り込まれ、パイロツトプランジヤ４
がパイロツト噴射量に相当するストロークだけ押
し上げられ停止する。

かように、パイロツトポンプ２１に所定量の燃
料が導入されると、次に圧送プランジヤ３が図示
しないカムにより上昇し始める。そして、圧送プ
ランジヤ３のスピルリード６２がスピルポート３
１を閉じてからメタリングリード６１がメタリン
グポート２８を開くまでの間は圧送ポンプ室２０
内に気泡が生ずるが、メタリングポート２８が開
かれると第１燃料供給ポンプ５３から圧送ポンプ
室２０に燃料が供給されてその気泡が消滅し、圧
送プランジヤ３が上死点で止まると圧送ポンプ室
２０内は燃料で満たされ次の圧送行程に入る。

圧送プランジヤ３が図示しないカムにより下方
に向つて駆動され、メタリングリード６１がメタ
リングポート２８を閉じると、圧送ポンプ室２０
内の燃料の加圧が開始されその圧力はパイロツト
プランジヤ４に作用する圧送プランジヤ３の下降
により、圧送ポンプ室２０の燃料圧力が高まり、
パイロツトプランジヤ４を、圧送プランジヤ３と
パイロツトプランジヤ４の径比の平方に比例して
増速し駆動する。その結果パイロツトポンプ室２
１の燃料圧力が上昇し、パイロツトポート３７、
燃料通路２４，２５を介してノズル４３から燃料
を噴射する。パイロツトプランジヤ４がさらに下
降して、スピルリード７０がスピルポート７４を
開孔すると圧送ポンプ室２１の高圧然料は縦孔７
２、横孔７３スピルポート７４、連絡通路２７を
介して燃料通路３３に解放され、噴射は一時停止
する。さらにパイロツトプランジヤ４が下降して
パイロツトリード６０がパイロツトポート３７を
閉じ、続いてメインリード７１がメインポート２
３を開孔し、ノズルボデー５の上端面に当つて停
止する。スピルポート７４がスピルリード７０で
開孔してからパイロツトプランジヤ４がノズルボ
デー５に当り静止するまで噴射は中断される。圧
送プランジヤ３は引き続き下降し圧送ポンプ室２
０の然料圧力を高め、メインポート２３、燃料通
路２４，２５を通じてノズル４３から主噴射を行
う。圧送プランジヤ３はさらに下降を続け、スピ
ルリード６２がスピルポート３１を開孔し、圧送
ポンプ室２０内の高圧燃料は排出通路３６を介し
て解放されタンク５２へ逃がれ圧送プランジヤ３
の圧送ストロークが終了し、噴射が終了する。さ
らに圧送プランジヤ３は若干下降してその下死点
に至る。

以上述べたことから理解されようが、本発明で
は、圧送プランジヤ３の下降開始時パイロツトプ
ランジヤ４はパイロツトポンプ室２１に充填され
る燃料量に応じた位置まで上昇しており、圧送プ
ランジヤ３の圧送開始からスピルポート７４を塞
ぐまでパイロツト噴射を行う。換言すれば、パイ
ロツト噴射量はパイロツトポンプ室２１に導入さ
れる燃料量で制御される。それ故に、パイロツト
ポンプ室２１内の充填燃料量を定める電磁弁５５
の開弁時間をエンジン負荷やその他エンジン回転
数やエンジン冷却水温等を加味して制御すること
により適切なパイロツト噴射量とすることがで
き、排気対策、燃費上すぐれた効果が得られる。
尚、最大パイロツト噴射量はパイロツトプランジ
ヤ４がパイロツトプランジヤストツパー４１によ
つて止められるまでのストロークで規定されるこ
とは言うまでもない。

次に第２図に示す第２の実施例について説明す
ると、第１の実施例と異る点はパイロツトプラン
ジヤ４を圧送プランジヤ内に挿入しパイロツトシ
リンダを廃した点、圧送シリンダ１内に燃料通路
８０、環状溝８２を形成し圧送プランジヤ内に設
けた燃料通路３２、パイロツトポート３７と連絡
するように形成した点、スピルポート７４を圧送
プランジヤ３内にまた圧送シリンダ１内に排出通
路８３を形成した点、更にはストツパ４１はプラ
ンジヤに螺合した点である。

この構成においても、パイロツトプランジヤ４
はパイロツトプランジヤ室２１に送り込まれる燃
料によつて定まるストロークだけ即ちパイロツト
プランジヤ４がパイロツトポンプ室上端面に当接
するまで、圧送ポンプ室２０内に圧力は生ぜず燃
料噴射は行われず、結果としてパイロツト噴射量
が電磁弁５５の開時間によつて制御されることは
第１図と同様である。

なお上記実施例において、燃料供給ポンプをひ
とつとして実施することも可能であり、またパイ
ロツトプランジヤ４のスピル燃料をスピルポート
７４を燃料通路３４だけに連絡することで繰返し
利用し効率を上げることもできる。また、スピル
ポート７４が開孔してからパイロツトプランジヤ
４が停止するまでの距離を変えることで、パイロ
ツト噴射と主噴射の間隔を変えることも可能であ
る。

以上のように本発明によれば、パイロツトポン
プ室２１及び圧送ポンプ室２０を設け、パイロツ
トポンプ室２１から噴射されるパイロツト噴射量
の調量のため電磁弁５５等の調量手段を設けてい
るため、任意のパイロツト噴射量を設定すること
ができる。その上、主噴射の完了を噴射を行つて
いた圧送ポンプ室２０を直接解放することによつ
て制御しているため、急峻な噴射終り特性を得る
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射装置を示す図、第２
図は、別の実施例を示す図。 １…圧送シリンダ、２…パイロツトシリンダ、
３…圧送プランジヤ、４…パイロツトプランジ
ヤ、７０…圧送ポンプ室、２１…パイロツトポン
プ室、２３…メインポート、３７…パイロツトポ
ート、７４…スピルポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧送プランジヤの一端面に形成される圧送ポ
   ンプ室の圧力を受けるパイロツトプランジヤを有
   し、前記圧送ポンプ室の反対側におけるパイロツ
   トプランジヤの端面にパイロツトポンプ室が形成
   され、該パイロツトポンプ室に主噴射に先立ち行
   なわれるべきパイロツト噴射に応じた量の燃料導
   入を行う調量手段を有し、パイロツトポンプ室を
   燃料噴射ノズルに連絡するパイロツトポートと、
   パイロツトポンプ室の燃料圧を解放するスピルポ
   ートと、圧送ポンプ室を燃料噴射ノズルに連絡す
   るメインポートとが前記パイロツトプランジヤの
   ストローク中にパイロツトプランジヤ４により開
   閉されるように設けられ、圧送プランジヤの圧送
   ストローク時パイロツトプランジヤがスピルポー
   トを開口するまでパイロツトポートからの燃料で
   パイロツト噴射が行われ、その後パイロツトプラ
   ンジヤがメインポートを開口し主噴射が開始する
   までパイロツトプランジヤは変位され、パイロツ
   ト噴射と主噴射との間において所定の燃料噴射停
   止期間が得られるようになつている燃料噴射装
   置。