KR950013543B1 - 연료분사장치 - Google Patents

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KR950013543B1
KR950013543B1 KR1019910701265A KR910701265A KR950013543B1 KR 950013543 B1 KR950013543 B1 KR 950013543B1 KR 1019910701265 A KR1019910701265 A KR 1019910701265A KR 910701265 A KR910701265 A KR 910701265A KR 950013543 B1 KR950013543 B1 KR 950013543B1
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fuel
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fuel injection
solenoid valve
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타이죠 시마다
마사카즈 요코야마
히로시 이시이
키요하루 야마다
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미쯔비시 지도오샤 고오교오 가부시기가이샤
나까무라 유이찌
미쯔비시 엔지니어링 가부시기가이샤
난파 무네찌가
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Priority claimed from JP2169265A external-priority patent/JPH0458046A/ja
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
연료분사장치
[도면의 간단한 설명]
제 1 도 내지 제 7 도는 본 발명의 제 1 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제 1 도는 연료분사 장치의 제어계를 설명하기 위한 블록도.
제 2 도 및 제 3 도는 제 1 도에 표시한 제어부의 특성을 일례를 각각 설명하기 위한 선도.
제 4 도 및 제 5 도는 제 1 도에 표시한 제어부의 작용을 각각 설명하기 위한 선도.
제 6 도는 제 1 도에 표시한 제어부의 다른 작용을 설명하기 위한 선도.
제 7 도는 제 1 도에 표시한 장치의 상세한 내용을 표시한 단면도.
제 8 도 내지 제 14 도는 본 발명의 제 2 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제 8 도는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 연료분사장치의 제어계를 설명하기 위한 블록도.
제 9 도 및 제 10 도는 제 8 도에 표시한 제어계의 작용을 각각 설명하기 위한 선도.
제 11(a)(b)도 및 제12도(a)(b)(c)는 제 8 도에 표시한 제어계에 장비되어 있는 각종 맵의 일례를 각각 설명하기 위한 선도.
제 13 도는 제 8 도에 표시한 제어계의 작용을 설명하기 위한 선도
제14도는 제 8 도에 표시한 장치의 상세한 내용을 표시한 단면도
제15도 내지 제17도는 본 발명의 제 3 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제15도는 연료분사장치의 개략구성을 설명하기 위한 모형도
제16도는 제15도에 표시한 구성의 작용을 설명하기 위한 선도
제17도는 제15도에 표시한 구성에 있어서의 다른 작옹을 설명하기 위한 선도.
제18도 차지 제23도는 본 발명의 제 4 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제18도는 연료분사장치의 개략구성을 설명하기 위한 모형도.
제19(a)도 내지 제19(e)도는 제18도에 표시한 구성의 작용을 설명하기 위한 선도.
제20도 및 제21도는 제18도에 표시한 구성의 일부변형예를 각각 설명하기 위한 모형도
제22(a)도는 제18도에 표시한 구성의 다른 변형예를 설명하기 위한 모형도.
제22(b)도는 제22(a)도 중 부호 B-B선으로 표시한 방향의 사시단면도.
제23(a)도 내지 제23(e)도는 제18도에 표시한 구성에 있어서의 다른 작용을 설명하기 위한 선도.
제24도 내지 제29도는 본 발명의 제5실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제24도는 연료분사장치의 전체 구성도.
제25도는 동 상기 장치가 행하는 제어특성도.
제26도는 상기 장치내의 콘트롤러가 내장하는 전진각량 T 및 분사율(△q/△t)의 산출맵의 특성선도.
제27도는 동 상기 장치내의 콘트롤러가 내장하는 분사량의 산출맵의 특성선도.
제28(a)(b)도는 동 상기 장치의 제어프로그램의 순서도.
제29도는 제24도에 표시한 장치의 변형예를 표시한 연료분사장치의 전체구성도.
제30도 내지 제34도는 본 발명의 제 6 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제30도는 본 발명의 제 6 실시예로서의 연료분사장치의 전체구성도.
제31도는 동 상기 장치가 행하는 제어시의 각부의 작동특성선도.
제32도 및 제33도는 각각 다른 동 상기 장치의 콘트롤러에 내장되는 분사시기 및 송유율산출맵의 특성선도.
제34(a)(b)도는 동 상기 장치의 제어프로그램의 순서도.
제35도 내지 제41도는 본 발명의 제 7 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제35도는 본 발명의 제 7 실시예로서의 연료분사장치의 전체구성도.
제36도는 제35도중의 유압타이머의 측단면도
제37도는 동 상기 유압타이머의 작동특성도.
제38도는 동 상기 장치의 콘트롤러에 내장되는 △Du 산출맵의 특성선도.
제39도는 동 상기 장치가 행하는 제어시의 각부의 작동특성선도.
제40(a)(b)도는 동 상기 장치내의 콘트롤러가 내장하는 분사율(△q/△t) 및 전진각량 T의 산출맵의 특성선도
제41(a)(b)도는 동 상기 장치의 제어프로그램의 순서도.
제42도 및 제43도는 본 발명의 제 8 실시예로서의 연료분사장치를 표시한 도면이며, 제42도는 전자밸브부착연료분사장치의 개략도.
제43도(a)(b)(c)는 제42도에 표시한 장치에 있어서의 분사율과 크랭크각, 플런저속도 및 캠의 윤곽의 관계를 설명하기 위한 도면.
제44도는 종래의 연료분사장치의 요부단면도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은, 내연기관의 연료분사펌프에 의해서 가압된 연료를 연소실에 분사하는 장치. 특히 디젤엔진의 행렬형 연료분사펌프나 분배형 연료분사펌프에 의한 연료가압하는 연료분사장치에 관한 것이다.
[배경기술]
주지한 바와 같이, 디젤엔진에 사용되는 행렬헝 분사펌프에 있어서는, 연료의 압송구조로서 다음에 설명하는 구조를 구비한 것이 있다.
즉, 펌프엘리먼트를 구성하는 실린더의 플런저배렬에 형성되어 있는 스필포오트(연료빼기구멍)에 대해서 이 플런저배럴내를 접동하는 플런저에 형성되어 있는 경사진 플런저 리이드를 대향시킬때까지의 동안의 기간을 연료의 압송기간으로서 설정하는 구조이다.
그리고, 분사펌프에 있어서 양이 조정된 연료를 분사노즐로부터 분사하는데 있어서는, 분사펌프와 분사노즐을 분사관에 의해 접속한 구조로 한 경우, 분사관내를 연료가 흐르는 동안에 발생하는 시간지연에 의해 착화지연기간을 발생하는 경우가 있다.
이 착화지연기간은, 고속회전이 될 수록 착화까지의 동안에 회전하는 크랭크각이 커지고, 이에 의해서 가장 좋은 연소시기를 벗어나게 된다.
그래서, 이와 같은 현상의 발생을 방지하기 위하여, 엔진쪽의 회전수에 의해 얻어지는 원심력을 이용한 타이머를 사용한 전진각기구를 분사펌프의 캠축에 장비하는 것이 실행되고 있다.
이 전진각기구는, 엔진쪽의 크랭크축과 분사펌프의 캠축과의 사이에 개재되어 있으며, 크랭크축쪽이 고속회전할때에 얻어지는 원심력에 의해, 내부의 타피머웨이트가 직경방향으로 확장변위했을때에 캠축쪽의 위상을 초기위치로부터 나아가도록 되어 있다.
그런데, 최근에 있어서는 디젤엔진에서의 연소효율을 개선하는 것이 배기가스중의 유해성분의 발생정도를 낮추는 점에서 효과적이라는 것이 고려되고 있다.
이와 같은 요구에 대해서는 연료분사의 고압화를 촉진하는 것이 제안되고 있다.
즉, 상기한 제안은 고압의 연료분사에 의해 연료를 미립화하고, 이 미립화된 연료분무내에의 공기도입량을 증가시켜서 분무의 평균공기 과잉률을 상승시키므로써 양호한 혼합기의 형성을 행하려고 하는 것이다.
그러나, 이와 같은 제안에는 본 발명이 해결할려고 하는 다음의 문제가 있었다.
즉, 상기한 분사펌프를 포함한 연료분사장치의 구조에서는 분사펌프의 플런저가 캠에 의해 구동되도록 되어 있기 때문에 고압화에 알맞는 분사펌프쪽의 구동캠의 구동토오크를 크게 하지 않으면 안되고, 또한 이 캠의 대형화에 따라서 상기한 전진각기구도 대형화하지 않을 수 없는 상황이 될 염려가 있다.
또한, 이와 같은 고압화를 촉진하는 경우에는 장치의 대형화에 덧붙여서 엔진회전수의 변화에 의해, 연료의 분사압력이 일정해지지 않는다는 문제가 있다.
즉, 고회전에서는 고압이, 또 저회전에서는 저압이 된다.
그리고 이와 같은 현상은, 연료의 미세화에 영향을 미치고, 고속회전시의 연료분사의 고압화는, 상기한 이유에 의해 양호한 혼합기의 형성촉진에 있어서 좋은 결과를 얻을 수 있으나, 이 반면 분사압력이 낮아지는 저회전시에는 이와 같은 결과를 얻을 수 없게 된다.
이 때문에, 저회전시에서의 분사펌프의 분사율을 증가시킬 목적으로, 저회전시의 연료분사율에 맞추어서 분사펌프내에서의 연료분사 압력을 높이려고 하면, 고회전시에는 과잉의 분사관내 압력이 되고, 구조적으로 강성을 높이거나 할 필요를 발생하나, 이것이 생산비용의 상승을 초래하게 되므로, 함부로 상기한 생각을 답습할 수는 없게 된다.
이와 같은 사정에서, 상기한 연료분사장치를 구비한 디젤엔진에 있어서는, 차속 및 부하에 따라서 배기가스중의 유해성분의 발생이 달라진다.
즉, 배기가스중의 유해성분으로서는, 하이드로카아본(HC), 질소산화물(NOx) 및 파티큘레이트라고 불리는 그을음을 핵으로 해서 그 주위에 미연소가스중의 하이드로카아본이 부착한 물질이 있다. 그리고, 이들 성분은 예를 들면, 하이드로카아본(이하 HC라고 함)의 경우, 비교적 저속 혹은 저부하영역에서 발생이 현저하며 또 질소산화물(이하 NOx라고 함)의 경우, 비교적 연소온도가 높아지는 고속 혹은 고부하에서, 그리고 파티큘레이트는 연소실온도가 높은 경우에는 잔류하지 않으나, 저부하 혹은 저속영역에서는 연소실온도가 낮은데 따른 HC의 잔류량이 많은것과 더불어 비교적 많이 잔류한다.
또, 상기한 행렬형 연료분사펌프와는 별도로 연료분사펌프에는 분배형이라고 불리는 것도 있으며, 이 분배형 연료분사펌프는 단일의 플런저를 왕복운동시켜 연료가압을 행하는 동시에 동 플런저를 회전시켜 복수기통에의 연료분배를 행하고 있다.
이와 같이, 행렬형 연료분사펌프에 대해서 분배형 연료분사펌프는 부품점수가 비교적 자고, 소형화를 도모하기 쉬워 많이 사용되고 있다.
그런데 이 분배형 연료분사펌프는 제44도에 그 일례가 표시된 바와 같이, 펌프슬리이브(01)내에서 접동회전하는 플런저(02)에 대해서 엔진쪽으로부터의 회전력이 전달되고, 일체결합된 정면캠(03)에 로울러(04)가 구름접촉하므로써 플런저(02)가 접동해서 펌프작동하도록 구성되어 있다. 여기서, 로울러(04)의 돌쩌귀지지부재(05)는 유압타이머에 의해 회전방향 R로 이동조정되고, 이 기구에 의해 펌프의 분사시기를 조정하고, 다른 한편 플런저(02)에는 스필링(06)이 끼워지고, 이 링이 스필포오트(07)를 개방하는 위치에 따라서 송유량이 조정되도록 구성되어 있다. 그러나, 이와 같은 구조에 있어서는 본 발명이 해결하려고 하고 있는 다음의 문제가 있었다.
즉, 이와 같이, 종래의 연료분사장치에서 사용하는 분배형 연료분사펌프는, 그 연료분사량이나 시기를 조정하기 위하여, 유압타이머나 스필링 및 거버너(governor)등의 수단을 필요로 하고, 장치의 소형화를 충분히 도모할 수 없었다.
또한, 종래의 유압타이머나 스필링 및 거버너등은 비교적 그 제어영역이 좁고 또 기관의 회전수영역에 따라 그 제어특성이 제어되기 쉬워 문제가 발생하고 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 첫째로, 분사펌프와 분사노즐을 분사관에 의해 접속한 구조의 연료분사장치에 있어서, 회전수에 따른 분사시기 및 분사량의 설정시에 발생하는 문제에 비추어 회전수에 덧붙여서 부하의 변동상태에 있어서도 구조를 복합한 것으로 하는 일없이 배기가스중의 유해성분의 발생을 낮게 억제할 수 있는 연료분사장치를 얻는데 있다.
또, 본 발명의 두 번째의 목적은, 분사펌프와 분사노즐을 분사관에 의해 접속하고, 그 분사관의 일부를 분기시켜서 그 분기된 분기관에 연료의 압송압력을 설정하기 위하여 전자밸브를 개장한 구조의 연료분사장치에 있어서 회전수에 따라서 분사시기 및 분사량과 분사율을 독립해서 제어할 수 있고, 이에 의해 연소소음의 발생이나 배기가스중의 유해성분의 발생을 억제할 수 있고, 또한 연비를 양호한 것으로 하는 데에도 최적의 조건에서 연료분사를 행하게 할 수 있는 연료분사장치를 얻는데 있다.
또, 발명의 세 번째 목적은, 분사펌프와 분사노즐을 분사관에 의해 접속한 구조의 연료분사장치에 있어서, 복수기통을 가진 디젤엔진에서의 연료의 양조정 및 압송기간의 설정을 행하는 구조를 간략화해서 분사장치의 대형화를 억제하고, 또한 배기가스중의 유해성분의 발생이나 연소소음을 낮게 억제할 수 있는 연료분사장치를 얻는데 있다.
그리고, 본 발명의 네 번째의 목적은, 소음의 저감이나 응답성, 제어성의 향상을 도모할 수 있는 분배형의 연료분사펌프를 구비한 연료분사장치를 얻는데 있다.
또한 본 발명의 다섯 번째의 목적은, 종래의 캠의 윤곽을 편향시키고 파일럿 분사의 분사율을 그 분사시기에 관계없이 일정하게 함으로써 연소를 안정시키고, 또한 파일럿 분사와 주분사의 간격을 최적의 것으로 할 수 있는 연료분사장치를 얻는데 있다.
[발명의 개시]
이 때문에, 본 발명의 연료분사장치는 다음과 같은 특징사항을 포함한 장치로서 구성되어 있다.
① 하우징에 형성된 플런저실에 접동가능하게 배설되고, 엔진에 의해 구동되는 캠에 작동적으로 연결된 플런저를 가지고, 상기 하우징내에 형성되는 동시에 연료탱크로부터 공급되는 연료가 상기 플런저에 의해 가압되는 가압실을 구비한 연료분사펌프와, 상기 가압실로부터 상기 연료가 공급되는 연료분사노즐과, 상기 사압실 및 상기 연료분사노즐사이의 연료압을 제어하는 연료수단을 구비하고, 상기 연료제어수단은, 상기 가압실과 상기 연료분사노즐의 사이를 적시에 개폐하는 전자밸브와 상기 엔진의 회전수 및 부하를 제어신호로서 입력하고, 상기 전자밸브에 구동신호를 출력하는 콘트롤러를 구비하고, 상기 콘트롤러가 상기 플런저의 가압영역내의 소정시한에 있어서 상기 구동신호를 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사장치.
② 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 연료분사펌프는, 상기 플런저가 상기 캠에 의해 상기 펄런저실내에서 왕복운동을 행하는 행렬형 연료분사펌프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
③ 상기 ②의 특징에 덧붙여서, 상기 콘트롤러는, 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 전진각맵 및 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 분사개시기와 부사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 위쪽에 따라서 상기 맵으로부터 얻어지는 전진각, 분사시기 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
④ 상기 ②의 특징에 덧붙여서, 상기 콘트롤러는, 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사시기 및 분사기간을 설정하는 분사기간설정맵을 가지고 있는 동시에, 상기 연료분사제어수단은, 상기 엔진쪽에 위치하는 구동축과 상기 캠을 구동하는 피구동축의 사이에 배치되는 편심캠식 타이머와 상기 편심캠식 타이머를 구동하는 작동기를 가지고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 전진각맵으로부터 얻어지는 전진각이 되도록 상기 작동기를 작동시키는 동시에 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 분사기간설정맵으로부터 얻어지는 분사개시시기 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑤ 상기 ③의 특징에 덧붙여서, 상기 전진각맵은, 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 상기 엔진회전이 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑥ 상기 ④의 특징에 덧붙여서, 상기 전진각설정맵은 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 상기 엔진회전이 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑦ 상기 ③의 특징에 덧붙여서, 상기 분사기간설정맵은, 상기 부하가 높아짐에 따라서 분사량이 증대하도록 상기 분사기간이 길어지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑧ 상기 ④의 특징에 덧붙여서, 상기 분사기간설정맵은 상기 부하에 따라서 상기 분사기간이 길어지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑨ 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 플런저는, 외주면에 리이드를 갖지 않는 원주형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑩ 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 전자밸브는, 상기 가압실과 상기 연료탱크를 통상 개방상태로 유지하는 노오멀오픈형식의 전자밸브로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑪ 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 전자밸브는, 상기 분사펌프와 상기 연료분사노즐을 연통시키는 분사관 도중에 연통시키는 동시에 상기 분사관위에 있어서의 상기 분사펌프와 상기 전자밸브연결부의 거리를 l1라고하고, 상기 전자밸브연결부와 상기 연료분사노즐의 거리를 l2라고 했을 때 l1〉l2가 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑫ 상기 ①의 특징에 덧붙여서 상기 콘트롤러가 상기 파일럿분사를 행할때에 상기 캠이 전진각 상태 혹은 지연각상태의 여하에 관계없이, 상기 파일럿분사가 행해지고 있는 기간은 상기 플런저의 속도가 일정해지도록 상기 캠윤곽을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑭ 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 캠은, 상기 엔진회전수와 동일 회전수로 회전시키는 동시에 상기 전자밸브는 상기 캠의 2회전에 1회전의 비율로 상기 가압실과 상기 연료분사노즐의 사이를 개폐제어해서 연료분사를 행하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
⑮ 상기 ⑭의 특징에 덧붙여서, 상기 연료제어수단은, 상기 캠의 회전에 연동하는 작동부재와, 상기 작동부재의 회전궤적중에 위치하는 개소에 설치되고, 또한 상기 콘토롤러에 신호를 출력하는 캠센서를 구비하고, 상기 신호에 의해 상기 콘트롤러가 상기 전자밸브를 개폐제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(16) 상기 ⑮의 특징에 덧붙여서, 상기 연료제어수단은, 상기 전자밸브와 상기 연료분사노즐의 사이에 설치되어 있고, 상기 전자밸브로부터의 분사관이 입력쪽에 접속되고, 상기 엔진의 기통마다 설치되어 있는 상기 연료분사노즐의 복수개를 출력쪽에 접속되어 있는 연료압송방향절환밸브와, 상기 연료압송방향절환밸브에 접속되고, 상기 캠의 회전속도를 상기 복수개의 연료분사노즐에 따른 배수로 설정했을때의 회전위상을 검지하는 연료압송절환부재를 구비하고, 상기 연료압송절환부재가 압축행정쪽의 상기 연료분사노즐에 연료가 공급되도록 상기 연료압송방향절한밸브를 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(17) 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 연료분사펌프는, 상기 플런저가 상기 하우징내에 지지된 로울러위를 접동하는 상기 캠에 의해 상기 플런저실내에서 왕복운동 및 회전운동을 행하는 분배형 연료분사펌프로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(18) 상기 (17)의 특징에 덧붙여서 상기 콘트롤러는 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 전진각설정맵 및 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사시기와 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사시기와 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(19) 상기 (17)의 특징에 덧붙여서 상기 콘트롤러는 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 전진각설정맵 및 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사개시시와 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 또한 상기 연료제어수단은, 상기 로울러의 지지부를 상기 하우징에 대해서 회전시키는 작동기를 가지고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 전진각설정맵으로부터 얻어지는 전진각이 되도록 상기 작동기를 작동시키고, 또한 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 분사기간설정맵으로부터 얻어지는 분사개시시 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(20) 상기 (18)의 특징에 덧붙여서 상기 전진각설정맵은, 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(21) 상기 (19)의 특징에 덧붙여서 상기 전진각설정맵은 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(22) 상기 (18)의 특징에 덧붙여서 상기 분사기간설정맵은 상기 부하가 높아짐에 따라서 분사량이 증대하도록 상기 분사기간을 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(23) 상기 (19)의 특징에 덧붙여서, 상기 분사기간설정맵은 상기 부하가 높아짐에 따라서 분사량이 증대하도록 상기 분사기간을 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(24) 상기 ①의 특징에 덧붙여서, 상기 연료분사펌프는 상기 플런저가 로커아암 및 푸시로드를 개재해서 상기 캠에 의해 구동되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
(25) 상기 (24)의 특징에 덧붙여서 상기 콘트롤러는 상기 엔진회전수 및 상기 부하에 따른 전진각설정맵 및 상기 엔진회전수 및 상기 부하에 따라서 분사개시시 및 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 맵으로부터 얻어지는 전진각, 분사개시시 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 장치에 의하면, 연료분사펌프에 있어서의 급배유구멍이 폐쇄되어 있는 시점에서, 엔진회전수 및 부하에 따른 맵에 의거해서 분사개시에 상당하는 시기에 전자밸브가 폐쇄됨으로써, 연료분사노즐내의 밸브개방압력실에 이르는 분사관내의 압력이 상승해서 연료의 분사가 행해지고, 또 상기한 맵으로부터의 분사기간에 의거한 상기 전자밸브의 폐쇄시간에 의해 분사량이 설정된다.
또, 상기한 전자밸브쪽에서의 개폐제어에 의해 분사시기 및 분사량이 설정되므로 분사펌프쪽의 플런저는 종래의 플런저와 달리 플런저리이드를 필요로 하지 않는다.
또, 본 발명의 장치에 의하면, 연료분사펌프에 있어서의 급배유구멍이 폐쇄되어 있는 시점에서 엔진회전수 및 부하에 따른 맵에 의거해서 분사개시에 상당하는 시기에 전자밸브가 폐쇄되고, 그리고 그 폐쇄되어 있는 동안의 시간에 따라 연료의 분사량이 설정되고, 이 분사량으로부터 엔진회전수 및 부하에 따라서 최적의 연소상태를 얻을 수 있는 전진각설정이 유압구동형 편심타이머에 의해서 행해진다.
또 본 발명의 장치에 의하면, 구동캠의 회전내에서 엔진쪽에서의 피스톤의 상사점위치로의 이동시에 있어서 연소행정에 상당하는 이동이 행해졌을때만, 환언하면 분사시기에만 전자밸브가 환류부를 폐쇄하고 연료의 분사를 행한다.
그리고 본 발명의 장치에 의하면, 분사펌프쪽에서의 구동캠의 회전위상으로부터 엔진쪽에서의 캠위상을 검지하고, 피스톤의 상사점 도달에 해당하는 기통에 대한 연료의 압송방향을 압송방향절환밸브에 의해 설정하고, 전자밸브가 개방상태로부터 폐쇄되었을때의 분사펌프로부터의 압송압력을 분사노즐의 밸브개방압력실에 인가해서 그 분사노즐로부터의 연료분사가 행해진다.
한편 상기한 상사점으로부터 하사점에서의 변위로 이행했을때에는, 상기 압송방향절환밸브가 다음의 연소행정에 이행하는 기통에의 연료압송방향을 절환된다.
또 상기한 전자밸브는 개방상태로부터 폐쇄되고 일단 개방됨으로써 주분사전의 소량분사를 설정한다.
또 본발명의 장치에 의하면, 콘트롤러가 주구동신호에 앞서서 항상 파일럿신호를 출력하므로, 연료분사밸브가 주분사에 앞서서 항상 파일럿분사할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 장치에 의하면, 항상 개방된 전자밸브가 압송실과 스필포오트의 사이를 적시에 폐쇄할 수 있고, 타이머전자밸브가 유압타이머를 전진각 혹은 지연각시키는 압유를 급배조작할 수 있고, 이들 전자밸브를 콘트롤러에 의해 제어할 수 있으므로, 이 콘트롤러가 송유율을 독립해서 조정할 수 있는 동시에 분사시기를 독립해서 조정할 수 있게 된다.
또 본 발명의 장치에 의하면, 플런저 속도가 높은 시기 또는 낮은 시기에 분사시기를 적당하게 설정함으로써 주분사시에서의 분사율을 변화시켰을 경우, 파일럿분사의 분사율에 영향을 주는 플런저속도가 일정해져 파일럿분사율에 변화가 발생하지 않는다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
이하 제1도 내지 제7도에 있어서 본 발명의 제1실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제1도는 본 발명 제1실시예에 의한 연료분사장치의 요부를 설명하기 위한 모형도이며, 제7도는 제1도의 장치를 상세하게 표시한 단면도이다.
제1도 및 제7도에 있어서, 연료분사펌프(1)는, 내부에 피스톤형상의 플런저(1A)를 구비하고 있으며 이 플런저(1A)는 펌프(1)에 부설되어 있는 구동캠(2)에 의해 하우징(1B)의 일부인 플런저배럴(1C)내를 접동 자재하게 되어 있다.
그리고 연료분사펌프(1)로부터 압송되는 연료는, 연료분사노즐(3)내의 니들밸브용 개방압력실(3A)에 대해서 분사관(4)에 의해 공급된다.
상기한 분사관(4)은 그 도중에 있어서 분사펌프(1)로부터의 거리(l1)와 분사노즐(3)까지의 거리(l2)가 l1〉l2가 되는 위치에서, 환언하면 분사노즐(3)까지의 거리가 짧아지는 위치에서 분기하고 있으며, 분기한 분사관(4A)의 단부는 실린더(5)에 접속되어 있다.
즉 실린더(5)는 그 내부에 있어서 일부에 상기한 분사관(4)의 분기단부가 접속되어 있으며, 그리고 이 일부와는 다른 위치에 연료탱크(30)(제7도 참조)에 연통하는 연료의 환류부(5A)가 형성되어 있다. 그리고 이 실린더(5)에는 연료제어수단의 일부를 구성하는 전자밸브(6)가 부설되어 있다.
상기한 전자밸브(6)는 실린더(5)내에 삽입되어 접동자재한 개폐밸브(6A)와 이것을 작동하는 전자석(6B)을 구비하고 있으며, 이 개폐밸브(6A)는 실린더(5)내의 환류부(5A)에 대응해서 배치되어 있다.
또한, 연료분사펌프(1)는 제7도에 있어서, 캠(2)을 회전시키는 피구동축인 캠축(2A)을 가지고 캠축(2A)의 회전에 의해 로울러 (2C)를 개재해서 플런저(1A)가 왕복운동을 행하고, 플런저(1A)의 왕복운동에 따라서 연료실(1E)에 공급된 연료는 플런저 배럴(1C)의 흡입구(1F)를 개재해서 가압실(1D)에 공급되고, 플런저(1A)의 상승에 따라서 플런저(1A)가 흡입구(1F)를 폐색함으로써, 가압실(1D)의 연료가 토출밸브(1G)를 개재해서 연료분사노즐(3)에 공급되도록 되어 있다.
또 제7도에, 전자밸브(6)는 분사관(4)과 연료분사노즐(3)의 니들밸브용 개방압력실(3A)을 서로 연통한 실린더실(5B)을 가지고, 실린더실(5B)과 연료탱크(30)와의 연통의 개폐를 행하는 개폐밸브(6A)가 전자석(6B)에 의해서 구동되도록 되어 있다.
그리고, 제1도에 있어서 이 개체밸브(6A)는 환류부와 반대쪽의 단부를 전자석(6B)에 대향시키고 있으며, 통상시에는 도시하지 않은 부세수단에 의해 환류부(5A)를 개방하는 노오멀오픈형식으로 되어 있다.
한편, 상기한 전자석(6B)에는 이것에 감겨있는 코일에 통전하는 구동부(7)가 배치되어 있으며, 이 구동부(7)는 후술하는 제어부(8)에 접속되어 있다.
또한 콘트롤러 C는 구동부(7)가 제어부(8)로 구성되어 있다.
즉, 제어부(8)는 출력쪽에 상기한 구동부(7)가 접속되어 있으며, 그리고 입력쪽에는 엔진회전수센서(9) 및 액셀러레이터페달의 답입량을 검지하는 부하센서(10)가 각각 접속되어 있다.
본 제1실시예에 있어서 연료제어수단은 전자밸브(6)의 외에 콘트롤러 C를 가지고 있다.
이 콘트롤러 C의 제어부(8)는 제2도 및 제3도에 표시한 맵을 구비하고 있으며, 엔진회전 수 및 부하의 각 정보에 따라서 맵으로부터의 분사시기 및 분사시간을 선택해서, 구동부(7)에의 구동신호를 출력한다.
즉, 제2도에는 엔진회전수 및 부하에 따른 전진각(T)에 관한 맵의 일례가 표시되어 있으며, 또 제3도에는 엔진회전수 및 부하에 따른 분사시간(t)에 관한 맵의 일례가 표시되어 있다.
그리고, 제2도의 맵에 있어서는, 단위시간에 대한 분사량의 미분치에 의해 구해지는 분사율의 크기에 따라서 전진각의 정도가 결정되고 있으며, 고속회전에서는 전진각을 크게해서 종래와 같은 분사율로 해서 최적연소시기를 설정하고, 또 저속회전시에는 분사율을 높여서 고압분사를 행할 수 있는 시기를 설정하도록 되어있다. 또한 저속회전저부하시로서 아이들회전시가 있으므로, 이 경우에도 대처하기 위한 맵도 설정하고 있다.
또, 제3도의 맵에 있어서는, 회전영역에 관계없이 부하정보에 의해 필요량의 연료를 분사하기 위한 분사시간이 설정되어 있다.
따라서, 제2도에 표시한 맵에 의한 분사개시시기는 제4도에 있어서 부호 T로 표시한 캠각도에 있어서의 상사점위치로부터의 전진각 값의 선택에 의해 구해지고 그리고 제3도에 표시한 맵에 의한 분사시간은 제4도에 있어서 부호 t로 표시한 시간폭을 선택함으로써 구해지게 된다.
제4도에 있어서는, 예를 들면 제3도의 캡에 있어서의 마찬가지 분사시간을 설정한 경우에, 제2도의 맵에 있어서의 저속회전시에서의 분사시기(부호 β로 표시한 위치)와 고속회전시에서의 분사시기(부호 α로 표시한 위치)의 2가지 상태가 표시되어 있으며 저속회전시에는 캠속도가 클 때, 환언하면, 플런저속도가 높고 연료의 압송압력이 상승경향에 있을때를 선택하고 있으며, 그리고 고속 회전시에는 캠속도가 작을 때, 환언하면, 종래대로 연료의 압송압력이 얻어지는 경향일때를 선택하고 있다.
본 제1실시예는 이상과 같은 구조이므로, 그 동작은 제5도에 표시한 타이밍차트에 표시한 바와 같다.
즉, 제1도에 표시한 제어부(8)에 대해서 엔진회전수센서(9), 부하센서(10)로부터의 입력정보에 의거해서 제2도 및 제3도에 표시한 맵으로부터의 분사시기 및 분사시간을 선택해서 구동부(7)에 신호를 출력한다.
따라서, 전자밸브(6)는 제5도에 표시한 바와 같이, 노오멀오픈의 상태로부터 전자석(6B)이 여자(勵磁) 시점에서 실린더(5)의 환류부(5A)를 폐쇄한다.
그리고 분사펌프(1) 내에서의 플런저(1A)의 상승과정에 있어서 펌프내의 급배유구멍이 폐쇄됨에 따라서 분사관(4) 내에서의 분사노즐(3)에 이르는 동안의 연료압송압력을 상승시키고, 밸브개방압력실(3A)내의 압력을 올림으로써 분사노즐(3)로부터의 연료분사를 허용한다.
또한 제5도에 있어서 2점쇄선으로 표시한 동작시기는, 예를 들면 분사시간을 일정하게 한 경우에, 엔진회전수 및 부하에 따라서 분사개시시기를 맵내에서 변경할 수 있는 것을 표시하고 있다.
이상, 본 제1실시예에 의하면, 분사관(4)에 있어서의 분기위치를 연료분사노즐(3)에 가까운 위치로 했으므로, 분사종료시에의 연료의 복귀에 소요되는 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서 소위 분사종료시의 특성인 「연료의 끊김」이 좋아지고, 분사종료시에 저압으로 분사되는 연료의 양을 적게할 수 있고, 이 연료가 미연연료로서 남는 것이 원인이 되어 일어나는 검은연기의 발생이나 배기가스 중의 잔류유해성분, 예를 들면 HC의 발생을 낮게 억제할 수 있고 또한 필요없는 연료의 소비가 억제된다.
또, 본 제1실시예의 연료분사장치에 있어서는 전자밸브(6)의 개폐시기를 조정함으로써 분사시기를 조정할 수 있으므로 예를 들면 제6도에 표시한 바와 같이 연료의 분사형태로서 대량의 연료를 분사하는 주분사에 앞서서(제6도중, 부호 L로 표시한 시간), 소량의 연료를 분사해서 화염의 연속전파를 행하는 파일럿분사를 행하게 하는것도 가능하다. 따라서, 이와 같은 파일럿분사를 행함으로써 일시기에 집중해서 일어나는 연소에 의한 소음의 발생이나 집중연소에 의한 고온촉진에 의한 NOx의 발생을 낮은 것으로 할 수 있다.
또 상기한 전자밸브에 의해 분사시기 및 분사량을 설정할 수 있으므로, 종래, 분사시기의 설정에 사용되고 있었던 타이머에 의한 전진각기구 및, 분사펌프쪽의 플런저에 형성되어 있는 플런저리이드 또한 이 플런저리이드의 위치를 변경하기 위한 콘트롤랙이 각각 불필요해져 구조를 극히 간소화할 수 있다.
다음에 제8도 내지 제14도를 사용해서 제2실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제8도는 본 발명 제2실시예에 의한 연료분사장치의 요부를 설명하기 위한 제1도는 상당의 모형도이며, 그리고 제14도는 제8도에 표시한 장치의 상세단면을 표시하고 있으며, 제1도 및 제7도에 표사한 것과 동일한 구조부품에 대해서는 동일부호에 의해 표시하고 있다.
본 제2실시예의 특징은, 전자밸브에서의 개폐제어에 의해 설정되는 분사시기 및 분사시간에 의한 분사량을 엔진회전수 및 부하에 대해서 연소소음이나 진동음 및 연비에 대해서 최적의 결과가 얻어지도록 타이머에서의 전진각설정에 의해 분사시기를 설정하는 점에 있다.
즉, 연료분사펌프(1)의 구동캠(2)의 캠축은, 주지의 타이머인 유압구동구조를 구비한 편심캠식타이머(20)에 연결되어 있으며, 이 유압구동형 편심캠식 타이머(2)의 유압작동기는 전자구동식의 방향절환제어밸브로 구성되고 구동부(21)를 개재해서 제어부(8)의 출력쪽에 접속되어 있다.
제2실시예에 있어서, 연료제어수단은 전자밸브(6), 콘트롤러 C, 유압구동형 편심캠식타이머 및 유압작동기(21)를 포함한다.
상기한 제어부(8)는 제9도에 표시한 바와 같이, 상기한 전자밸브(6)에 대한 분사시기(제9도중 부호T) 및 분사량(제9도중 부호t)을 선택하기 위한 맵에 덧붙여서, 제10도에 표시한 바와 같이 표준이 되는 구동캠쪽의 위상에 대해서 전진각 혹은 지연각시키기 위한 맵을 구비하고 있다.
즉, 상기한 전진각설정맵은, 제12도에 표시한 바와 같이, 엔진회전수 및 부하에 의해 제9도에서 표시한 분사시기 즉 전자밸브(6)쪽에서의 분사시기(제12(a)도 참조)와 엔진회전수 및 부하로부터 요구되는 분사율(제12(b)도 참조)이 얻어지는 분사시기를 설정하기 위한 것이며, 전자밸브(6)쪽에서 선택된 분사시기를 표준으로 한 경우에 그 분사시기로부터 보아서 적정한 분사율을 얻기 위한 보정량을 전진각 및 지연각맵으로한 것이다.(제12(c)도 참조.)
따라서 엔진회전수 및 부하에 의해서 전자밸브(6)쪽에 있어서 선택된 부사시기 및 분사량은, 제13도에 있어서 실선으로 표시한 바와 같이 전자밸브(6)쪽에서 분사시기 및 분사량을 엔진회전수 및 부하에 따라서 선택한 것에 대해서 전진각설정맵으로부터 선택된 전진각(제13도중 일점쇄선으로 표시한 상태) 혹은 지연각(제13도중 파선으로 표시한 상태)방향으로 분사시기가 결정된다.
따라서, 예를 들면 제13도중 실선으로 표시한 상태에서의 분사시기와 동일한 분사시기(도면중 부호 T1)로 표시한 시기)로 한 경우, 제4도의 경우와 마찬가지로 저회전시의 분사시기(도면중 부호 α로 표시한 시기)에 이어서 제13도중 파선으로 표시한 바와 같이 지연각하면 캠속도가 낮은 소위 플런저속도가 저하된 상태에서 압송압력이 낮아지는 시기로 설정된다. 이 상태는 분사율이 낮아지는 상태이다.
또, 이와는 반대로 제8도의 경우와 마찬가지로 고회전시의 분사시기(도면중 부호 β로 표시한 시기)에 있어서, 제13도중, 일점쇄선으로 표시한 바와 같이 전진각하면 캠속도가 높은 소위 플런저속도가 상승한 상태에서 플런저속도가 높아지는 시기로 설정된다. 이 상태는 분사율이 높아지는 상태이다.
즉, 전자밸브(6)쪽에서 설정된 분사시기 및 분사량을 토대로, 그 엔진회수 및 부하에 대해서 소음이나 연비의 악화 그리고 배기가스중에 유해성분이 잔류하는 것을 초래하지 않는 최적연소를 얻을 수 있는 분사시기를 제12도에 표시한 전진각설정맵으로부터 선택해서 타이머에서의 전진각 혹은 지연각설정을 행하도록 되어 있다.
본 제2실시예는 이상과 같은 구조이므로, 제어부(8)에 대해서 엔진회전수정보 및 부하정보가 입력되면 제어부(8)는 제4도에 표시한 맵으로부터 분사시기(T) 및 분사량(t)을 선택하는 동시에, 이 분사시기 및 분사량으로부터 입력된 엔진회전수 및 부하에 따른 분사율이 얻어지는 분사시기를 제12도에 표시한 맵으로부터 선택해서 전자밸브(6) 및 유압작동기의 구동부(21)에 출력한다.
따라서, 전자밸브(6)에서는 상기한 맵으로부터의 분사시기 및 분사량에 알맞는 개폐제어가 행해지고, 이와 동시에, 유압구동형 편심캠식타이머(20)는 구동부(21)를 개재한 유압작동기의 작동에 의해 전진각 설정 혹은 지연각설정을 행할 수 있다.
다음에, 제15도 내지 제17도에 있어서, 본 발명의 제3실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제15도는 본 발명 제17도에 있어서, 본 발명의 제3실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제15도에 있어서, 연료분사펌프(1)는, 내부에 피스톤형상의 플런저(1A)를 구비하고 있으며, 플런저(1A)는 펌프(1)에 부설되어 있는 구동캠(2)에 의해 플런저배럴내를 접동자재하게 되어 있다.
그리고, 연료분사펌프(1)로부터 압송되는 연료는, 연료분사노즐(3)내의 니들밸브용 개방압력실(3A)에 대해서 분사관(4)에 의해 공급된다.
상기한 분사관(4)은, 그 도중에 있어서, 분사펌프(1)로부터의 거리(l1)와 분사노즐(3)까지의 거리(l2)가 l1〉l2가 되는 위치에서, 환언하면 분사노즐(3)까지의 거리가 짧아지는 위치에서 분기하고 있으며, 분기한 분사관(4A)의 단부는 실린더(5)에 접속되어 있다.
즉, 실린더(5)는 그 내부에 있어서 일부에 상기한 분사관(4)의 분기단부가 접속하고 있으며, 그리고 이 일부와는 다른 위치에 연료의 환류부(5A)가 형성되어 있다. 그리고 이 실린더(5)에는 전자밸브(6)가 부설되어 있다.
상기한 전자밸브(6)는 실린더(5)내에 삽입되어 접동자재한 개폐밸브(6A)와 이것을 작동하는 전자석(6B)을 구비하고 있으며, 이 개폐밸브(6A)는 실린더(5)내의 환류부(5A)에 대응해서 배치되어 있다.
그리고, 이 개폐밸브(6A)는, 환류부와 반대쪽의 단부를 전자석(6B)에 대향시키고 있으며, 통상시에는 부세스프링(6C)에 의해 환류부(5A)를 개방하는 노오멀오픈형식으로 되어 있다.
한편, 상기한 전자석(6B)에는 이것에 감겨있는 코일에 통전하는 콘트롤러 C의 일부인 구동부(7)가 배치되어 있으며, 이 구동부(7)는 후술하는 위상센서로서 기능하는 캠센서(8A)에 접속되어 있다.
제3실시예에서는, 연료제어수단은 캠센서(8A)가 포함되어 있다.
즉 캠센서(8A)는 구동캠(2)의 회전으로부터 엔진쪽에서의 밸브개폐타이밍을 검지하기 위한 것이며, 엔진쪽 회전의 2배의 속도로 회전하고 있는 구동캠(2)의 축에 장착되어 있는 작동편(2B)의 회전궤적중에 위치하는 작동기(8A1)를 구비한 마이크로스위치로 구성되어 있다.
그리고, 구동캠(2)은 1회전중에서 연소실내에서의 피스톤의 압축상사점과 흡배기시에 있어서의 상사점에 대응하는 시기에 작동편(2A)을 캠센서(8A)에 대향시켜서 작동기(8A1)를 작동시키도록 되어 있다. 이 캠센서(8A)로부터의 신호는 전자밸브(6)의 구동회로(7)에 출력되고, 구동회로(7)에 있어서는 구동캠(2)의 회전중에서, 상기한 출력신호중, 엔진쪽의 1회전에 상당하는 2회전중 1회의 비율로 압축상사점에 대응하는 신호가 입력되었을때만 전자밸브(6)에 대해서 구동전류를 인가해서 전자밸브(6)를 여자한다. 따라서 전자밸브(6)는 구동캠(2)의 2회전에서 1회의 여자를 행하게 된다.
본 제 3 실시예는 이상과 같은 구조이므로, 그 동작은 제16도의 타이밍차아트에 표시한 바와 같다.
즉, 구동캠(2)의 회전중, 구동캠(2)의 2회전중에서 1회의 비율로 캠센서(8A)로부터 출력되는 신호중의 피스톤이 압축상사점위치에 상당했을때의 신호가 구동회로(7)에 출력되면 이 구동회로(7)로부터 전자밸브(6)에 대해서 여자구동신호가 출력된다.
따라서, 전자밸브(6)는 노오멀오픈의 상태로부터 부세스프링(6C)에 대항해서 개폐밸브(6A)를 동작시킴으로써 환류부(5A)를 폐쇄하고, 분사펌프(1) 내에서의 플런저(1A)이 상승과정에 있어서 펌프(1)내의 급배유 구멍이 폐쇄됨에 따라서 분사관(4) 내에서의 분사노즐(3)에 이르는 동안의 연료압송압력을 상승시키고, 개방압력실(3A)내의 압력을 올림으로써, 분사노즐(3)로부터의 연료분사를 허용한다.
이때의 플런저(1A)의 이동속도는 구동캠(2)의 회전속도가 크랭크축보다도 빠르게 설정되어 있음으로써 증가하고 있으며, 이만큼 연료의 압송속도를 높여서 압송압력이 높게 되어 있다. 이 상태는 제16도에 있어서, 분사압력의 부분에 이점쇄선으로 표시한 종래의 것과의 압력차 P로 표시된다.
또한 상기한 구동캠(2)의 회전은 제3실시예의 경우와 같이 엔진쪽의 회전의 2배로 하는 것에 한정되는 것이 아니고, 정수배를 적당하게 선택한 것이다. 이 경우에는 선택된 배수중의 1회를 전자밸브의 여자시기로서 설정한다.
본 제3실시예에 의하면, 분사관(4)은, 그 도중에 있어서, 분사펌프(1)로부터의 거리(l1)와 분사노즐(3)까지의 거리가 짧아지는 위치에서 분기하고 있으며, 분기한 분사관(4A)의 단부는 실린더(5)에 접속되어 있으므로, 전자밸브(6)가 노오멀오픈으로 복귀한 경우에는, 분사노즐(3)로부터 실린더(5)내의 환류부(5A)에 이르는 관로길이가 짧을 수록 유동저항이 적어진다. 따라서 분사를 마친 연료의 복귀가 양호하게 행해지고, 소위 연료의 끊김을 좋게해서 연료의 나중흘림에 의한 검은 연기의 발생을 억제할 수 있다.
또 제3실시예에 있어서는, 상기한 전자밸브(6)의 개폐시기를 변화시킴으로써 주분사전의 분사를 행할 수 있도록 할 수도 있다.
즉, 제17도는 이 경우의 특성을 표시하고 있으며, 전자밸브(6)에 있어서의 전자석(6B)의 구동회로(7)는 상기한 구동캠(2)의 2회전중 1회의 비율로 전자밸브(6)에의 구동전류를 인가할때에, 이 구동전류의 인가상태를 한결같이 하는 것이 아니고, 인가개시로부터 소정시간후에 그 전류의 인가를 중단해서 전자밸브(6)의 노오멀오픈상태를 설정하고, 그후, 재차 소정시간의 여자를 행하도록 구성됨으로써 제17도에 표시한 바와 같이, 대량분사가 행해지는 주분사전에 소량의 분사를 행하고, 연소실내에서의 화염전파를 연속적으로 하고, 일시적으로 집중해서 연소한 경우의 연소소음이나 진동소음의 발생을 낮게 억제할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 분사압력은 구동캠(2)의 회전속도를 올린 만큼, 제17도에 표시한 종래의 분사장치의 분사압력특성에 비교해서, 플런저의 이동속도가 높아짐으로써, 제17도중의 분사압력의 난에서 부호 P로 표시한 바와 같이 상승시킬 수 있다.
또 상기한 분할분사를, 주분사후에 있어서도 적용하면, 즉 제17도에 있어서의 전자밸브리프트에 있어서 이 점쇄선으로 표시한 바와 같이 주분사용 여자후에 또 한번의 여자에 의한 연료의 소량분사를 행함으로써 배기가스중의 유해성분의 하나인 NOx를 줄이는 것도 가능하다.
다음에 제18도 내지 제23도에 있어서 본 발명의 제4실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제18도는 본 제4실시예에 의한 연료분사장치의 요부를 설명하기 위한 모형도이며, 이 실시예에 있어서는, 분사펌프쪽에서의 1개의 플런저에 의해 2기통분의 분사노즐에 대한 연료의 분배를 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 제18도에 있어서, 연료분사펌프(1)는 내부에 피스톤형상의 플런저(1A)를 구비하고 있으며, 이 플런저(1A)는 펌프(1)에 부설되어 있는 구동캠(2)에 의해 플런저배럴내를 접동자재하게 되어 있다. 상기한 구동캠(2)의 회전속도는 본 실시예의 경우 연료의 분배를 받는 분사노즐의 수에 맞춘 배수가 되고, 구체적으로는 엔진쪽의 캠속도의 2배로 되어 있다.
그리고, 연료분사펌프(1)로부터 압송되는 연료는 후술하는 복수의 연료분사노즐(3)(40) 내의 니들밸브용 개방압력실(3A)(40A)에 대해서 분사관(4)에 의해 공급된다. 본 실시예에 있어서는 복수의 분사노즐로서 제1, 제2로 호칭하는 2개(3,40)를 접속한 경우가 표시되어 있다.
상기한 분사관(4)은 그 도중에 있어서 분기하고 있으며, 분기한 분사관(4A)의 단부는 실린더(5)에 접속 되어 있다.
즉, 실린더(5)는 그 내부에 있어서 일부에 상기한 분사관(4)의 분기단부가 접속되어 있으며, 그리고 이 일부와는 다른 위치에 연료의 환류부(5A)가 형성되어 있다. 또 실린더(5)에는 전자밸브(6)가 부설되어 있다. 상기한 실린더(5)에는 전자밸브(6)가 배치되어 있으며, 이 전자밸브(6)는 실린더(5)내에 삽입되어 접동자재한 개폐밸브(6A)와 이것을 작동하는 전자석(6B)를 구비하고 있으며, 이 개폐밸브(6A)는 실린더(5)내의 환류부(5A)에 대응해서 배치되어 있다.
그리고, 이 개폐밸브(6A)는 환류부(5A)와 반대쪽의 단부를 전자석(6B)에 대향시키고 있으며, 통상시에는 복귀스프링(6C)의 부세에 의해 환류부(5A)를 개방하는 노오멀오픈형식으로 되어 있다.
한편 상기한 전자밸브(6)를 향하여 분기하고 있는 분사관(4)은 이 분기위치로부터 다시 연장되어 압송방향절환밸브(70)의 입력쪽에 접속되어 있다.
즉 압송방향절환밸브(70)는, 본 실시예의 경우, 전자구동식의 스푸울밸브로 구성되어 있으며, 내부에는 제1밸브실(70A), 제2밸브실(70B) 및 이들 각실의 사이에 위치하는 중립실(70C)과, 이들 각실내를 접동자재한 스푸울(70A)을 개방해서 연료의 통과를 허용하는 위치상태로 되어 있으며, 이 위치상태는 전자석(70E)에 부설되어 있는 스프링(70F)의 부세에 의해 설정되어 있다.
그리고, 제1, 제 2 밸브실(70A)(70B)에는 상기한 제1, 제 2 분사노즐(3)(40)의 개방압력실(3A)(40A)에 이르는 분사관(4B)(4C)이 접속되어 있다.
또, 상기한 전자석(70E)은 압송방향절환밸브(70)의 위치상태를 설정하기 위한 구동부재이며, 분사펌프(1)에 있어서의 구동캠(2)의 회전위상에 의해 구동위치상태를 설정하도록 되어 있다.
즉 분사펌프(1)의 구동캠(2)의 회전은, 엔진쪽의 캠속도에 대해서, 연료를 분배하는 분사노즐의 수에 맞춘 배수를 곱한 속도로 설정되어 있으며, 이 회전을 전달기구(8B)를 개재해서 분사노즐의 수를 등분할 수 있는 둘레길이를 가진 원반(9)에 전달된다. 그리고, 이 원반(9)의 둘레방향에는 부분적으로 도통부(9A)가 형성되어 있다. 본 실시예의 경우, 분사노즐의 수에 상당하는 2개를 등분할 수 있는 반둘레부에 도통부(9A)는 형성되어 있으며, 이 도통부(9A)를 포함한 둘레면에는 도통부(9A)를 폐쇄회로의 일부로 하는 단자(10A) 및 (11)가 각각 접촉하고 있으며, 이 각 단자는 상기한 압송방향절환밸브(70)에 있어서의 전자석(70E)의 코일에 접속되어 있다.
따라서, 상기한 원반(9)위의 도통부(9A) 및 단자(10A)(11)는 전자석(70E)에 대한 구동위치상태설정부재를 구성하고 있으며, 원반(9)이 반회전한 경우, 도통부(9A)가 단자(10A)(11)와 대응함으로써 폐쇄회로가 구성되어 전자석(70D)에 전류가 인가되고, 이 경우에는 스푸울(70E)이 스프링(70F)의 부세에 대항해서 전자석쪽에 흡인되도록 되어 있다. 그리고, 상기한 도통부(9A)와 단자(10A)(11)와의 대향관계는 본 실시예의 경우, 압송절환밸브(70)가 초기 위치상태에 있을때는 이들 각 부재에 의한 폐쇄회로가 구성되지 않는 상태를 설정하고 있다.
한편, 상기한 개폐밸브(6A)를 구비한 전자밸브(6)를 구동회로(6D)를 개재해서 플런저(1A)의 구동캠(2)의 위상을 검지하는 위상센서(8A)에 접속하고 있으며, 구동캠(2)이 그 꼭대기부를 플런저(1A)에 대향시킬때까지의 동안의 소정위치에 도달한 것을 위상센서(8A)에 의해 검지한 시점에 환류부(5A)를 소정시간 동안 폐쇄하는 방향으로 전자밸브(6)의 개폐밸브(6A)를 변위시키는 신호를 출력한다.
본 실시예에서는 연료제어수단은, 전달기구(8B)로부터 압송절환밸브(70)까지의 신호전달부재를 포함하고 있다.
본 실시예는 이상과 같은 구조이므로, 그 작동은 제19도에 표시한 바와 같다.
즉, 엔진에 있어서의 제1번기통이 압축행정에 있을때는 이 기통에 설치되어 있는 분사노즐(3)에 연통하는 분사관(4B)은, 초기위치상태에 있는 압송방향절환밸브(70)의 제 1 밸브실(70A)에 연통하고 있다.
즉, 압송절환밸브(70)의 전자밸브(70E)는 단자(10A)(11)가 원반(9)에 있어서의 도통부(9A)와 대향하지 않는 위치상태로 됨으로써 구동되지 않는 상태를 유지하고, 이에 의해 제19(a)도에 표시한 바와 같이 스푸울(70D)이 제2밸브실(70B)을 폐쇄한 위치상태로 이행한 그대로로 되어 있다.
따라서 이 상태에 있어서 구동캠(2)이 그 꼭대기부를 플런저(1A)에 대향시킬때까지의 동안의 소정위치에 도달한 것을 위상센서(B)에 의해 검지하면, 전자밸브(6)는 구동회로(6D)를 개재해서 소정시간의 동안 제19(b)도에 있어서 이점쇄선으로 표시한 바와 같이 전자석(6B)에 대한 여자전류가 인가되고, 개폐밸브(6A)가 복귀스프링(6C)의 부세에 대항해서 전자석(6B)쪽에 흡인된다.
따라서 전자밸브(6)의 개폐밸브(6A)는, 실린더(5)의 환류부(5A)를 폐쇄해서 플런저(1A)의 상승변위에 따라서 분사관(4)내 및 제 1 밸브실(70A)내의 압력을 상승시키고, 제1 분사노즐(3)에 있어서의 개방압력실(3A)의 압력을 높여서 개방압력에 달한 시점에서 제19(d)도에 표시한 바와 같이 니들밸브의 이동을 허용해서 연료의 분사를 행한다.
이때의 분사관(4)의 압력, 환언하면 분사압력의 변화는 제19(e)도에 있어서 이점쇄선으로 표시한 바와 같다.
한편, 원반(9)이 회전해서 도통부(9A)가 단자(10A)(11)와 대향하면, 압송방향절환밸브(70)의 전자석(70E)에 대한 폐쇄회로가 구성되고, 전자석(70E)에의 구동전류가 인가되어 스푸울(70D)이 스프링(70F)의 부세에 대항해서 흡인된다. 따라서 압송방향절환밸브(70)의 스푸울(70D)은, 제 1 밸브실(70A)과 분사관(4)과의 연통상태를 설정하고 있었던 초기위치상태로부터 제18도 및 제19(a)도에 있어서 아래쪽을 향해서 변위하고, 제 2 밸브실(70B)과 분사관(4)과의 연통상태를 설정한다.
이 상태에 있어서 전자밸브(6)가 제19(b)도에 있어서 실선으로 표시한 바와 같이, 상기한 경우와 마찬가지로 여자되면 플런저(1A)의 상승변위에 따라서 분사관(4) 및 제 2 밸브실(70B)의 압력을 상승시키고, 분사관(4)내의 압력이 높아져서 분사노즐(40)에 있어서의 개방압력실(40A)의 압력을 올리고, 그 압력이 개방압력에 달한 시점에서 분사노즐(40)의 니들밸브를 개방해서 연료의 분사를 행하게 한다. 이때의 분사압력의 변화는 제19(e)도에 있어서 실선으로 표시한 바와 같다.
상기한 제 4 실시예에 의하면, 구동캠(2)의 회전속도를 연료가 분배되는 분사노즐의 수에 맞춘 배수를 곱해서 설정했으므로, 고속도로 할 수 있고, 이에 의해 플런저(1A)의 이동속도를 올려서 연료의 압송압력을 높임으로써 고압분사를 행할 수 있다. 따라서 저속 혹은 저부하시에서의 연료의 분사가 고압에서 행해지므로, 하얀 연기나 파티큘레이트의 발생을 미연에 억제할 수 있다.
또한 상기한 압송방향절환밸브(70)는 제18도에 표시한 스푸울밸브로 구성하는 경우에는 분사노즐의 수를 2개로 한정하지 않고, 제20도 및 제21도에 표시한 바와 같이, 압송방향절환밸브(70)와 마찬가지 구조의 절환밸브를 복수조합함으로써, 제20도의 경우는 4개의 분사노즐에 대응시키고 또 제21도의 경우는 3개의 분사노즐에 대응시킬 수 있다. 또 상기한 스푸울밸브에 대신해서 제 22 도에 표시한 바와 같이 실린더내에서 회전가능한 회전식 밸브로 하고 이 회전식 밸브에 형성되어 있는 분사관의 개구를 각 분사노즐에 접속된 분사관에 대향시키도록 해도 된다.
또, 제 4 실시예에 있어서도, 제 3 실시예의 경우와 마찬가지로, 상기한 전자밸브(6)의 개폐시기를 변화시킴으로써, 주분사전의 분사를 행하도록 할 수 있다.
즉, 제23도는 이 경우 특성을 표시하고 있으며, 전자밸브(6)에 있어서의 전자석(6B)의 구동회로(6A)는 구동캠(2)의 꼭대기부가 플런저(1A)에 대향할때까지의 동안의 소정위치에 도달한 것을 위상센서(8A)에 의해 검지된 시점에서 소정시간의 여자를 행하는 동시에, 이 소정시간이 지난 시점에서 순시적으로 전자석(6B)을 초기위치상태로 복귀시키고, 그후, 재차 소정시간의 여자를 행하도록 구성함으로써, 제23도에 표시한 바와 같이 분사형태를 주분사전에 송량의 분사를 행할 수 있는 형태로 한다. 이와 같이 구동회로를 구성함으로써 일시적인 집중분사에 의한 집중연소를 방지해서 연소소음이나 진동소음의 발생을 억제하고, 또한 집중연소에 의한 배기가스중의 유해성분의 발생도 억제할 수 있다.
다음에 제24도 내지 제28도에 있어서 본 발명의 제5실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제24도에 표시한 연료분사장치는 다기통디젤엔진의 연료공급계(100)에 부설되어 있다.
이 디젤엔진의 연료공급계(100)는 연료탱크(111)의 연료를 도시하지 않은 필터를 개재해서 분배형 연료분사펌프(이후 간단히 분사펌프라고 기록)(112)에 공급하고, 동 펌프에 의해서 가압된 연료를 분사관(113)을 개재해서 연료분사밸브(114)에 공급하도록 구성되어 있다.
여기서 연료분사밸브(114)는 엔진의 기통수만큼 준비되고, 각각은 분사관(113)을 개재해서 분사펌프(112)에 접속되어 있다. 또한 여기서는 분사관(113) 및 연료분사밸브(114)를 1개만 표시했다.
여기서 부호(115)는 드레인로를 표시하고 있다.
연료분사장치는 분배형 연료분사펌프(112)와 동 펌프의 항상 개방된 전자밸브(131)를 구동하는 콘트롤러(170)와 이 콘트롤러(170)에 접속된 부하센서(118), 크랭크각센서(119) 및 회전수센서(141)로 구성되어 있다.
연료분사밸브(114)에는 도시하지 않은 니들밸브가 배설되고, 동 니들밸브는 분사관(113)을 개재해서 압송되는 연료분사펌프(112)로부터의 연료를 받고, 그 분사관내의 분사압력 Pf를 변화시키고, 분사압력 Pf의 변화에 따라서 도시하지 않은 니들밸브를 리프트 R시키고 예를 들면 제25도에 표시한 바와 같은 소정의 분사량패턴으로 연료를 분사한다.
연료분사펌프(112)는 기체로서의 케이싱(120)에 피벗지지되는 회전축(121)과, 회전축(121)에 장착된 피이드펌프(122)와, 기체의 일부인 펌프슬리이브(123)와 회전축(121)에 조인트(124)를 개재해서 결합되는 동시에 펌프슬리이브(123)의 플런저구멍(125)에 접동 및 회전자재하게 삽압된 플런저(126)와, 케이싱(120)에 피벗지지된 로울러(127)에 구름접촉함으로써 회전방향과 직교하는 펌프작동방향 P로 왕복운동하는 정면캠(128)과, 펌프슬리이브(123)내에서 플런저구멍(125)의 일부를 이루는 압송실(129)과 드레인로(115)에 연통하는 스필포오트(130)와의 사이를 적시에 폐쇄하는 항상 개방된 전자밸브(131)를 구비한다.
정면캠(128)에는 4개의 리프트부 γ이 형성되고, 이 부분이 4개의 로울러(127)에 대향하면 펌프작동방향 P로 정면캠(128) 및 플런저(126)가 접동하고, 제25도에 표시한 바와 같이 플런저(126)의 리프트량(Rp)이 변화하도록 구성되어 있다. 또한 조인트(124)는 회전축(121)과 플런저(126)의 일단부를 상대적으로 접촉분리가능하게 또한 일체화 이동가능하게 연결하도록 구성되어 있다.
플런저(126)는 그 타단부에 압송실(129)에 연통하는 중앙로(132)를 구비하고, 그 일단부의 분배홈(133)이 펌프슬리이브(123)의 4개의 분배통로(134)에 순차대향하도록 구성되고, 또한 압송실(129)에 항상 대향하는 흡입홈(135)이 펌프슬리이브(123)의 흡입통로(136)에 대향하도록 구성되어 있다.
여기서, 흡입통로(136)는 캠실(137)을 개재해서 피이드펌프(122)에 접속되어 있다. 또한 부호(138)는 드레인로(115)에 설치된 오우버플로우 오리피스를 표시하고, 부호(139)는 플런저(126)의 복귀스프링을 표시하고, 부호(140)는 송출밸브를 표시하고 있다.
전자밸브(131)는 항상 개방이며, 폐쇄출력을 받았을 때에 제24도에 표시한 바와 같이 폐쇄위치로 절환된다.
콘트롤러(170)는 제어회로(171), 기억회로(172), 입출력회로(173) 및 구동회로(174) 및 도시하지 않은 전원회로등으로 구성된다.
본 제 5 실시예에 있어서 연료제어수단은 전자밸브(131), 콘트롤러(170)를 포함한 것이다.
콘트롤러(170)내의 입출력회로(173)는 상기의 부하센서(118), 크랭크각센서(119), 엔진회전수정보를 출력하는 회전수센서(141)로부터 각 검출신호를 받도록 구성된다.
기억회로(172)는 제28(a)(b)도에 표시한 분사제어 프로그램이나 제26도, 제27도에 표시한 바와 같은 각각 다른 전진각량 T 및 송유율(△q/△t)의 산출맵이 각각 설정되어 기억처리된다.
제26도의 전진각량 T 및 송유율(△q/△t)의 산출맵에서는 다음과 같은 특성이 설정된다.
여기서, 저회전 고부하에 있어서는 고송유율(△q/△t)로 지연각화를 도모하고(제25도에 부호 ta 영역으로서 표시한다), 이에 의해 고압분사에 의한 출력맵을 가능하게 한다. 다른 한편 고회전영역에서의 전진각량 T를 상대적으로 나아가게 하고, 또한 분사율(△q△t)을 낮게 설정해서(제25도에 부호 tb영역으로서 표시한다), 고속회전영역에서의 과잉의 연료분사를 억제한다.
제27도의 전진각량 산출맵에서는 엔진회전에는 관계없이, 부하 L의 증대에 따라서 송유량(t로 표시된다)이 증가하도록 구성되어 있다.
제어회로(171)는 기억회로(172)의 분사제어프로그램을 따라서 제어량을 산출하고, 구동회로(174)를 개재해서 전자밸브(131)를 구동하고, 분사압력 Pf의 압력조정제어를 행하도록 구성되어 있다.
여기서 연료분사장치의 작동을 제28(a)(b)도에 표시한 분사제어프로그램에 따라서 설명한다.
엔진의 도시하지 않은 메인스위치가 ON됨으로써 콘트롤러(170)는 메인루우틴의 작동을 개시한다.
먼저, 현재의 엔진회전수 N, 부하 L, 크래크각 θ등의 각 정보를 받아들여, 소정의 영역에 격납한다.
그리고, 엔진회전수 N, 부하 L에 따른 전진각량 T, 송유율(△q/△t)에 제26도, 제27도에 표시한 전진각량 T 및 송유율(△q/△t)의 산출맵에 의거해서 산출되고, 소정의 영역에 격납되고 스텝 al에 복귀한다.
다른 한편, 도시하지 않은 제어루우틴에 의해 크랭크각신호 θ가 개입중단처리에 의해 순차 카운트된다.
또 기준신호의 개입중단에 의해, 스텝 bl에 달하고, 여기서 전진각량 T에 따른 전자밸브 ON일 때 t1이 산출되어, 카운터에 세트되고 송유량 q를 확보할 수 있는 분사시간 t가 경과한 후, 전자밸브 OFF일 때 t2가 산출되고, 카운터에 세트되어 복귀한다.
이와 같은 연료분사장치는 저회전고부하에서, 제25도의 부호 ta영역에서의 특성으로 작동하고, 고송유율(△q/△t)에서의 분사를 가능하게 해서 저속영역에서의 출력향상을 도모할 수 있다. 다른 한편 고회전고부하에서는 부호 tb영역에서의 특성으로 작동하고, 전진각량 T를 나아가게 해서 저송유율(△q/△t)에서의 분사를 가능하게 해서 과잉분사를 방지하고, 분사계나 엔진의 내구성을 향상시킬 수 있고, 엔진회전에 의한 진동, 소음의 저감을 도모할 수 있다.
특히, 이 연료분사장치는, 유압식타이머, 스필링 및 거버너를 배제할 수 있어, 장치의 소형화를 도모하기 쉽다.
또, 전자밸브의 ON, OFF제어에 의해 전진각량 T, 분사시기, 분사량을 정확하게 조정할 수 있고, 분사시기등의 제어성, 응답성이 비약적으로 향상하므로, 시동성, 시동시의 하얀연기의 저감, 과도시의 연기배출 저감, 가속시 소음저감을 도모할 수 있다.
한편, 제29에 표시한 연료분사장치는 제 5 실시예의 변형예이며, 제24도 내지 제28도에 표시한 제5실시예와 다른점은, 항상 개방된 전자밸브(116)의 장착위치가 분사관(113)의 도중에 형성되어 있는 점이다.
즉, 분사관(113)은 그 도중에 있어서 분사펌프(112)로부터의 거리(l1)와 분사노즐(114)까지의 거리(l2)와의 관계가 l1〉l2가 되는 위치에서, 환언하면 분사노즐(114)까지의 거리가 짧아지는 위치에서 분기하고 있으며, 분기한 분사관(113)의 단부는 실린더실(123A)에 접속되어 있다.
따라서, 제29도에 표시한 제5실시예의 변형예에 의하면, 제5실시예에 대해서 상기한 효과의 외에, 분사관(113)은 그 도중에 있어서, 분사펌프(112)로부터의 거리(l1)와 분사노즐(114)까지의 거리(l2)가 l1〉l2가 되는 위치에서, 환언하면 분사노즐(114)까지의 거리가 짧아지는 위치에서 분기하고 있으며, 분기한 분사관(113)의 단부는 실린더실(123A)에 접속되어 있으므로, 전자밸브(116)가 노오멀오픈으로 복귀한 경우에는, 분사노즐(114)로부터 실린더실(123A)내의 환류부(5A)에 이르는 관로 길이가 짧을수록 유동저항이 적어진다. 따라서 분사를 마친 연료의 복귀가 양호하게 향해지고, 소위 연료의 끊김을 좋게 해서 연료의 나중흘림에 의한 검은 연기의 발생을 억제할 수 있다는, 효과가 얻어진다.
다음에 제30도 내지 제34도에 있어서 본 발명의 제6실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제30도에 표시한 연표분사장치는 다기통디젤엔진의 연료공급계(100)에 부설되어 있다.
이 디젤엔진의 연료공급계(100)는 연료탱크(11)의 연료를 도시하지 않은 필터를 개재해서 분배형연료분사펌프(이후 간단히 분사펌프라고 기록)(112)에 공급하고, 동 펌프에 의해서 가압된 연료를 분사관(113)을 개재해서 연료분사밸브(114)에 공급하도록 구성되어 있다.
여기서 연료분사밸브(114)는 엔진의 기통수만틈 준비되고, 각각은 분사관(113)을 개재해서 분사펌프(112)에 접속되어 있다. 또한 여기서는 분사관(113) 및 연료분사밸브(114)를 1개만 표시했다.
여기서 부호(115)는 드레인로를 표시하고 있다.
연표분사장치는 분배형연료분사펌프(112)와 동펌프의 항상 개방된 전자밸브(116)를 구동하는 콘트롤러(170)와 이 콘트롤러에 접속된 부하센서(118), 크랭크각센서(119) 및 회전수센서(141)로 구성되어 있다.
연료분사밸브(114)에는 도시하지 않은 니들밸브가 배설되고, 동 니들밸브는 분사관(113)을 개재해서 압송되는 분사펌프(112)로부터의 연료를 받고, 그 분사관내의 분사압력 Pf를 변환시키고, 분사압력 Pf의 변화에 따라서 도시하지 않은 니들밸브를 기프트 R시키고 예를 들면 제31도에 표시한 바와 같은 소정의 분사량패턴으로 연료를 분사한다.
연료분사펌프(112)는 기체로서의 케이싱(120)에 피벗지지되는 회전축(121)과, 회전축(121)에 장착된 피이드펌프(122)와, 기체의 일부인 펌프슬리이브(123)와, 회전축(121)에 조인트(124)를 개재해서 결합되는 동시에 펌프슬리이브(123)의 플런저구멍(125)에 접동 및 회전자재하게 삽입된 플런저(126)와 케이싱(120)쪽에 지지된 4개의 로울러(127)와 이들 로울러(127)에 구름접촉하는 정면캠(128)과, 펌프슬리이브(123)내에서 플런저구멍(125)의 일부를 이루는 압송실(129)과 드레인로(115)에 연통하는 스필포오트(130)와의 사이를 적시에 폐쇄하는 항상 개방된 전자밸브(116)를 구비한다.
여기서 정면캠(128)에는 4개의 리프트부 r이 형성되고, 이 부분이 4개의 로울러(127)에 대향하면 펌프작동방향 p로 정면캠(128) 및 플런저(126)가 리프트작동하고, 제31도에 표시한 바와 같이 플런저(126)의 리프트량(Rp)이 변화하도록 구성되어 있다.
또한 조인트(124)는 회전축(121)과 플런저(126)의 일단부를 상대적으로 접촉분리가능하게 또한 일체화 이동가능하게 연결하도록 구성되어 있다.
플런저(126)는 그 타단부에 압송실(129)에 연통하는 중앙로(132)를 구비하고, 그 일단부의 분배홈(133)이 펌프슬리이브(123)의 4개의 분배통로(134)에 순차 대향하도록 구성되고, 또한 압송실(129)에 항상 대향하는 흡입홈(135)이 펌프슬리이브(123)의 4개의 분배통로(134)에 순차 대향하도록 구성되어 있다.
여기서, 흡입통로(136)는 캠실(137)을 개재해서 피이드펌프(122)에 접속되어 있다. 또한 부호(138)은 드레인로(115)에 설치된 오우버플로우 오리피스를 표시하고, 부호(139)는 플런저(126)의 복귀스프링을 표시하고, 부호(140)는 송출밸브를 표시하고 있다.
전자밸브(116)는 항상 개방이며, 구동신호를 받았을 때에 제30도에 표시한 바와 같은 폐쇄위치로 절환된다.
콘트롤러(170)는 제어회로(171), 기억회로(172), 입출력회로(173) 및 구동회로(174) 및 도시하지 않은 전원회로 등으로 구성된다.
또한, 전자밸브(116)의 위치는 제5실시예의 변형예인 제29도에 표시한 구조와 마찬가지로, 연료분사노즐(114)과 분배형 연료분사펌프(112)와의 사이에 개장해도 되는 것이다.
본 실시예에 있어서, 연료제어수단은 전자밸브(116), 콘트롤러(170)를 포함한 것이다.
콘트롤러(170)내의 입출력회로(173)는 상기의 부하센서(118), 크랭크각센서119), 엔진회전수정보를 출력하는 회전수센서(141)등으로부터 각 검출신호를 받도록 구성된다. 기억회로(172)는 제34(a)(b)도에 표시한 분사제어프로그램이나 제32도의 송유율(△q/△t) 및 분사시기 T의 산출맵, 혹은, 제33도의 분사량(전자밸브의 ON시간 ton(ton1+ton2)에 따른 값)의 산출맵이 각각 설정되어 기억처리된다.
특히 콘트롤러(170)는 전자밸브(116)의 구동제어시, 각 분사시기 T에 주분사에 앞서서 파일럿분사를 행하기 위하여 전자밸브(116)를 2번 폐쇄작동시키기 위하여 4개의 타이머의 세트처리를 행한다.
즉, 주분사용 밸브폐쇄처리로서 주분사 온타이머의 세트를 행하고, 주분사용 밸브개방처리로서 주분사오프타이머의 세트를 행하고, 또 각 분사시기 T에 주분사에 앞서서 파일럿용 밸브폐쇄처리로서 파일럿온타이머의 세트를 행하고, 파일럿용밸브 개방처리인 파일럿오프타이머의 세트를 행한다.
여기서 제32도의 송유율(△q/△t) 및 분사시기 T의 산출맵에서는 다음과 같은 특성이 얻어지도록 설정된다.
여기서 저회전고부하에 있어서는, 고송유율(△q/△t)화를 도모하고, 이에 수반하여 분사시기 T의 지연각화를 도모할 수 있고, 이에 의해 고압분사에 의한 출력맵을 가능하도록 한다. 다른 한편 고회전에서의 송유율(△q/△t)을 상대적으로 저감하고, 이에 따라서 분사시기 T의 전진각화를 도모하고 과잉분사를 방지해서 내구성향상, 파티큘레이트 HC의 저감을 도모한다. 또, 아이들영역에서의 지연각화, 고송유율(△q/△t)화를 도모하여 아이들회전의 안정화, 아이들소음의 저감을 도모한다.
다른 한편, 제33도의 분사량 q의 산출맵에서는 엔진회전에서는 관계없이 부하의 증대에 따라서 분사량 q(전자밸브의 ON시간 ton에 따른 값이 된다)가 증가하도록 설정되어 있다.
제어회로(171)는 기억회로(172)의 분사제어프로그램에 따라서 제어량을 산출하고, 전자밸브(116)를 그 구동회로(174)를 개재해서 구동하고 분사압력 Pf의 압력조정제어를 행하도록 구성되어 있다.
여기서 연료분사장치의 작동을 제34(a)(b)도에 표시한 분사제어프로그램에 따라서 설명한다.
엔진의 도시하지 않은 메인스위치가 ON됨으로써 콘트롤러(170)는 메인루우틴의 작동을 개시한다.
먼저, 현재의 엔진회전수 N, 부하 L, 크랭크각 θ, 분사시기 T등의 각 정보를 받아들여 소정의 영역에 격납한다.(스텝 C1).
그리고, 엔진회전수 N, 부하 L에 따른 목표이 분사시기 T나 송유율(△q/△t)이 제32도에 표시한 분사시기 T 및 송유율(△q/△t)의 산출맵에 의거해서 산출되고(스텝 C2), 소정의 영역에 격납되어 스텝 C1로 복귀한다.
다른 한편 도시하지 않은 제어루우틴에 의해 크랭크각신호 θ가 개입중단처리에 의해 순차 카운트된다.
또, 각 기통마다의 기준신호 θ0의 개입중단에 의해 전자밸브구동루우틴에 들어가고 스텝 dl에 달한다. 여기서 목표의 분사시기 T에 따른 파일럿분사(제31도의 ton1영역 참조)의 파일럿신호 ON일 때 tp1 및 OFF일 때 tp2가 산출되고, 순차 파일럿온 카운터 및 파일럿 오프카운터에 세트된다.
또 스텝 d2에 달한다. 여기서는, 목표의 분사시기 T에 따른 주분사(제31도의 ton2 영역참조)의 주분사신호 ON일때 t1이 산출되어, 주분사온카운터에 세트되고, 또 목표의 분사시기 T에 따른 주분사신호 OFF일때 t2가 산출되고, 주분사오프카운터에 세트(스텝 d3)되어 복귀한다.
이 처리에 의해, 파일럿분사가 소정시한(ton1) 분사펌프로부터 연료분사밸브(114)에 연료가 공급되고, 동밸브에서는 개방압력 pa를 상회한 시점에서 분사밸브가 리프트하여, 파일럿분사가 행해지고, 계속해서 주분사가 소정시한(ton2) 분사펌프로부터 연료분사밸브(114)에 연료가 공급되고, 동 밸브에서는 개방압력 pa를 상회한 시점에서 분사밸브가 리프트하여, 주분사가 행해진다.
또한 분사시기 T의 정진각화에 의해 제31도에 파선으로 표시한 바와 같은 작동특성으로 절환되게 된다.
이와 같이 이 연료분사장치는, 콘트롤러에 의해서 조작되는 조작밸브(116)가 주분사에 앞서서 파일럿분사를 행할 수 있으므로, 과도의 통내압의 상승을 방지할 수 있고, 엔진소음의 저감을 도모할 수 있고, NOx의 저감을 도모할 수 있다.
다른 한편, 고회전저부하에서는 저분사율(△q/△t)에서의 분사를 해서 과잉분사를 방지하고, 분사계나 엔진의 내구성을 향상시키고 엔진회전에 의한 진동, 소음의 저감을 도모할 수 있다.
또, 이 연료분사장치는 거버너를 구비한 액셀링크계에 의해 작동되는 스필링이나 분사시기의 조정을 하는 유압타이머를 배제할 수 있어 장치의 소형화를 도모하기 쉽다.
또, 전자밸브(116)의 ON, OFF제어에 의해 송유율(△q/△t), 분사시기 T를 정확하게 조정할 수 있어, 이들 제어시의 응답성이 향상한다.
다음에 제35도 내지 제41도에 있어서, 본 발명의 제7실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제35도에 표시한 연료분사장치는 다기통디젤엔진의 연료공급계(100)에 부설되어 있다.
이 디젤엔진의 연료공급계(100)는 연료탱크(111)의 연료를 도시하지 않은 필터를 개재해서 분배형 연료분사펌프(이후 간단히 분사펌프라고 기록)(112)에 공급하고, 동 펌프에 의해서 가압된 연료를 분사관(113)을 개재해서 연료분사밸브(114)에 공급하도록 구성되어 있다.
여기서 연료분사밸브(114)는 엔진의 기통수만큼 준비되고, 각각은 분사관(113)을 개재해서 분사펌프(112)에 접속되어 있다. 또한 여기서는 분사관(113) 및 연료분사밸브(114)를 1개만 표시했다.
여기서 부호(115)는 드레인로를 표시하고 있다.
연료분사장치는 분배형 연료분사펌프(112)와 동 펌프의 항상 개방된 제 1 전자밸브(116)와 타이머전자밸브로서의 제2, 제3전자밸브(142)(143)를 구동하는 콘트롤러(170)와 이 콘트롤러(170)에 접속된 부하센서(118), 크랭크각센서(119) 회전수센서(141) 및 전진각센서(144)로 구성되어 있다.
연료분사밸브(114)에는 도시하지 않은 니들밸브가 배설되고, 동 니들밸브는 분사관(113)을 개재해서 압송되는 분사펌프(112)로부터의 연료를 받고, 그 분사관내의 분사압력 Pf를 변화시키고, 분사압력 Pf의 변화에 따라서 도시하지 않은 니들밸브를 리프트 R시키고 예를 들면 제36도에 표시한 바와 같은 소정의 분사량패턴으로 연료를 분사한다.
분사펌프(112)는 기체로서의 케이싱(120)에 피벗지지되는 회전축(121)과, 회전축(121)에 장착된 피이드펌프(122)와, 기체의 일부인 펌프슬리이브(123)와 회전축(121)에 조인트(124)를 개재해서 결합되는 동시에 펌프실리이브(123)의 플런저구멍(125)에 접동 및 회전자재하게 삽입된 플런저(126)와, 4개의 로울러(127)를 피벗지지하는 회동프레임(145)을 플런저(126)의 회동방향을 R로 회동하는 유압타이머(146)와, 케이싱(120)쪽에 지지된 로울러(127)에 구름접촉하는 정면캠(128)과, 펌프슬리이브(123)내에서 플런저구멍(125)의 일부를 이루는 압송실(129)과 드레인로(115)에 연통하는 스필포오트(130)와의 사이를 적시에 폐쇄하는 항상 개방된 제1전자밸브(116)를 구비한다.
여기서 회동프레임(145)은 4개의 로울러(127)를 환형상으로 배열해서 피벗지지하고 있으며, 이 회동프레임이 그 일부의 계지편(係止片)을 개재해서 유압타이머(146)에 의해 구동된다.
제36도에 표시한 바와 같이, 유압타이머(146)는 케이싱(120)의 일부에 형성된 유압실(148)과, 그곳에 접동자재하게 끼워맞추어서 복귀스프링(149)에 의해 지연각방향 α로 부세되고 있는 피스톤(147)으로 구성된다.
이 유압실(148)은 피이드펌프(122)의 압유를 제2전자밸브(142)를 개재해서 공급하는 동시에 분기관(130)상의 제3전자밸브(143)를 개재해서 드레인로(115)에 압유를 복귀시키도록 구성되어 있다. 이 유압타이머(146)는 제37도에 표시한 바와 같이, 공급되는 유압 Po이 증가하는데 따라서 제36도에 있어서의 전진각방향 b로 회동해서, 회전프레임(145)의 각 로울러(127)를 지연각최소위치(min)로부터 전진각 최대위치(ma)로 절환하여 이동시키도록 구성되어 있다.
또한 제2, 제3 전자밸브(142)(143)는 듀티밸브이며, 듀티비 Du의 증가에 따라서 그 밸브개방율을 증가시키도록 구성되어 있다.
정면캠(128)에는 4개의 리프트부 r이 형성되고, 이 부분이 4개의 로울러(127)에 대향하면 펌프작동방향 P로 정면캠(128) 및 플런저(126)가 리프트작동하고, 제39도에 표시한 바와 같이 플런저(126)의 리프트량(Rp)이 변화하도록 구성되어 있다. 또한 조인트(124)는 회전축(121)과 플런저(126)의 일단부를 상대적으로 접촉분리가능하게 또한 일체화 이동가능하게 연결하도록 구성되어 있다.
플런저(126)는 그 타단부에 압송실(129)에 연통하는 중앙로(132)를 구비하고, 그 일단부의 분배홈(133)이 펌프슬리이브(123)의 4개의 분배통로(134)에 순차 대향하도록 구성되고, 또한 압송실(129)에 항상 대향하는 흡입홈(135)이 펌프슬리이브(123)의 흡입통로(136)에 대향하도록 구성되어 있다.
여기서, 흡입통로(136)는 캠실(137)을 개재해서 피이드펌프(122)에 접속되어 있다.
또한 부호(138)는 드레인로(115)에 설치된 오우버플로우 오리피스를 표시하고, 부호(139)는 플런저(126)의 복귀스프링을 표시하고, 부호(140)는 송출밸브를 표시하고 있다.
제1전자밸브(116)는 항상 개방이며, 폐쇄출력을 받았을 때에 제35도에 표시한 바와 같이 폐쇄위치로 절환된다.
콘트롤러(170)는 제어회로(171), 기억회로(172), 입출력회로(173) 및 구동회로(174)(175) 및 도시하지 않은 전원회로등으로 구성된다.
또한, 전자밸브(116)의 위치는 제5실시예의 변형예인 제29도에 표시한 구조와 마찬가지로, 연료분사노즐(114)과 분배형 연료분사펌프(112)와의 사이에 개장해도 되는 것이다.
제 7 실시예에 있어서, 연료제어수단은, 전자밸브(116), 콘트롤러(170)를 포함한 것이다.
콘트롤러(170)내의 입출력회로(173)는 상기의 부하센서(118), 크랭크각센서(119), 엔진회전수정보를 출력하는 회전수센서(141), 분사시기 T를 유압타이머(146)쪽으로부터 검출하는 전진각센서(144)등으로부터 각 검출신호를 받도록 구성된다. 기억회로(172)는 제41(a)(b)도에 표시한 분사제어프로그램이나 제38도에 표시한 바와 같은 유압타이머의 분사시기 T를 유압타이머의 분사시기 T의 조정용 제2, 제3전자밸브(142)(143)의 du비의 산출맵이나, 제40(a)(b)도의 송유율(△q/△t)의 산출맵, 분사시기 T의 산출맵이 각각 설정되어 기억처리된다.
여기서 제40(a)도의 송유율(△q/△t)의 산출맵에서는 다음과 같은 특성이 얻어지도록 설정된다.
여기서, 저부하 전체영역 혹은 고회전 전체영역에서 저송유율(△q/△t)화를 도모하여 과잉분사를 방지해서 내구성향상, 파티큘레이트, HC의 저감을 도모하고, 저, 중회전의 중, 고부하에 있어서는 고송유율화를 도모하고 이에 의해 고압분사에 의한 출력업을 가능하게 한다.
다른 한편, 제40(b)도의 분사시기 T의 산출맵에서는 다음과 같은 특성이 설정된다. 여기서 저회전 저부하에서 지연각화를 도모하고, 아이들소음의 저감을 도모하고, 고속고부하에서도 지연시켜서, 기관의 내구성의 향상을 도모하고 배기가스, HC의 저감을 도모한다.
제어회로(171)는 기억회로(172)의 분사제어프로그램에 따라서 제어량을 산출하고, 제1전자밸브(116)의 구동회로(174), 제2, 제3전자밸브(142)(143)의 구동회로(175)를 구동하여 분사압력 Pf의 압력조정제어를 행하도록 구성되어 있다.
여기서 연료분사장치의 작동을 제41(a)(b)도에 표시한 분사제어프로그램에 따라서 설명한다.
엔진의 도시하지 않은 메인스위치가 ON됨으로써 콘트롤러(170)는 메인루우틴의 작동을 개시한다.
먼저, 현재의 엔진회전수 N, 부하 L, 크랭크각 θ, 분사시기 T 등의 각 정보를 받아들여 소정의 영역에 격납한다.
그리고, 엔진회전수 N, 부하 L에 따른 목표분사시기 T나 송유율(△q/△t)이 제40(a)(b)도에 표시한 분사시기 T 및 송유율(△q/△t)의 산출맵에 의거해서 산출되고, 소정의 영역에 격납된다.
스텝 e3에서는 현 분사시기 Tn과 목표분사시기 T와의 차분 △T(=T-Tn)를 산출하고, 그 차분 △T에 따른 △Du비를 Du비 산출맵(제38도 참조)으로부터 산출한다. 그런후에 현 듀티비 Du를 △Du비의 가감산에 의해 수정하여 갱신한다.
스텝 e4에서는 갱신된 Du비로 제2, 제3전자밸브(142)(143)를 구동하고, 스텝 el로 복귀한다. 이 경우, 현분사시기 Tn을 다시 차분 △T만큼 전진각시키고 싶은 경우라면, 그 보정량 △Du비는 정의 값이 되고, 제2 전자 밸브(142)의 듀티비를 갱신해서, 동출력으로 구동한다. 다른 한편, 현분사시기 Tn을 차분 △T만큼 지연각시키고 싶은 경우라면, 그 보정량 △Du비는 부의 값이 되고, 제3전자밸브(143)의 듀티비를 갱신해서 동출력으로 갱신한다.
다른 한편, 도시하지 않은 제어루우틴에 의해, 크랭크각신호θ가 개입중단처리에 의해 순차 카운트된다.
또 각 기통마다의 기준신호θ0의 개입중단에 의해, 스텝 f1에 달하고, 여기서 현분사시기 Tn에 따른 전자밸브 ON일 때 t1이 산출되어, 카운터에 세트되고, 또 부하정보 L에 따른 분사량 q를 확보할 수 있는 분사시간 t가 얻어지는 전자밸브 OFF일대 t2가 산출되어 카운터에 세트되고(스텝 f2)복귀한다.
이 처리에 의해, 소정시한(t1∼t2) 분사펌프로부터 연료분사밸브(114)에 연료가 공급되고 동밸브에서는 개방압력 pa를 상회한 시점에서 분사밸브가 리프트하여 연료분사가 행해지고, 제40(a)(b)도의 맵에 따른 특성이 얻어진다.
이와 같이, 이 연료분사장치는, 콘트롤러에 의해 조작되는 제1전자밸브(116)가 송유율(△q/△t)의 조정(제39도의 ta위치보다 tb위치의 송유율이 작다)을 행하는 동시에, 분사시기 T가 제2, 제3전자밸브(142)(143)에 의해 조작되는 유압타이머(146)에 의해 조작(제39도의 플런저리프트 및 그 속도 Vp가 실선의 지연각쪽으로부터 이점쇄선의 전진각쪽으로 조정된다.)되므로, 송유율(△q/△t), 분사시기 T, 분사량을 엔진회전 영역 및 부하영역에서 최적의 상태로 자유롭기 설정할 수 있다. 이 때문에, 아이들시의 소음저감이나, 저속 고부하에서의 출력향상을 도모할 수 있다. 다른 한편, 고회전저부하에서는 저분사율(△q/△t)에서의 분사를 해서 과잉분사를 방지하고, 분사계나 엔진의 내구성을 향상시키고, 엔진회전에 의한 진동, 소음의 저감을 도모할 수 있다.
또 이연료분사장치는 거버너를 구비한 액셀링크계에 의해 조작되는 스필링을 배제할 수 있어 장치의 소형화를 도모하기 쉽다.
또, 전자밸브의 ON, OFF제어에 의해 송유율(△q/△t), 분사시기 T, 분사량을 정확하게 조정할 수 있어 이들 제어식의 응답성이 향상한다.
다음에, 제42도 및 제43도에 있어서 본 발명의 제8실시예의 상세한 내용을 설명한다.
제42도에 있어서 부호(201a)는 캠을 표시하고, 캠(201a)은 크랭크축의 회전에 의해서 회전하는 캠축(201b)에 설치되어 있다.
부호(207)는 연료를 분사노즐까지 송출하는 펌프를 표시하고, 펌프(207)는 플런저, 실린더(207b)부, 플런저(207)를 실린더부(207b)로부터 밖으로 나오는 방향으로 이동시키는 스프링(207c)에 의해서 구성되어 있다. 부호(202)는 푸시로드(204)의 일단부에 장착되어 있는 로울러 태피트를 표시하고, 로울러 태피트(202)는 스프링(203)의 탄성력에 의해서 항상 캠(201a)에 당접되어 있다. 푸시로두(204)의 타단부는 로커축(206)을 중심으로 요동자재한 로커아암(205)의 일단부에 피벗장착되어 있으며, 로커아암(205)의 타단부는 플런저(207a)의 외단부에 당접되어 있다. 부호(208)는 밸브(209a)를 폐쇄하는 방향으로 탄성력을 부여하는 스프링(209b), 밸브(209a)를 개방하는 방향으로 힘을 부여하는 전자석(209c)으로 이루어지고, 전자석(209c)은 밸브(209a)를 개방하는 시기를 결정하는 신호를 내는 콘트롤러(210)에 접속되어 있다.
상기와 같은 구성에 의한 플런저(207a)의 속도는 캠(201a)의 윤곽과 크랭크축의 회전속도에 따라서 결정된다.
본 제 7 실시예에 의해서, 연료제어수단은 전자밸브(209)와 콘트롤러(210)를 포함하는 것이다.
본 제7실시예에서는, 제43도(b)의 실선(217)으로 표시한 바와 같이, 플런저속도가 일정속도로 상승하여 최고속도에 달하기 직전의 크랭크각도로 또한 하일럿분사가 행해지는 범위의 크랭크각의 사이의 1시기에 플런저속도를 일정하게 하고, 최고속도에 달하면 이번에는 부의 일정가속도에 의해서 플런저속도를 감소한다는 플런저속도와 크랭크각의 관계(엔진회전수가 일정한 경우)로 하고 싶다. 따라서, 예를 들면, 동 도면(c)직선부를 포함한 2차곡선(218)(제42도에 의한 역학계모델이 바뀌면 이곡선은 변화한다.)으로 표시한 바와 같은 캠의 윤곽과 크랭크각과의 관계로 할 필요가 있다. 연료분사시기가 늦은 경우와 빠른 경우에 따라서 그 분사율을 제43(a)도의 상단의 도면의 실선(213)(214), 하단의 도면 파선(215)(216)으로 표시하나, 상기 캠의 윤곽과 크랭크각의 관계를 채용한 경우, 주분사의 분사율은 플런저속도의 차이에 따라서 변화하나, 파일럿분사에 있어서는 그 플런저속도가 일정하므로 그 분사율은 변화하지 않는다.
[산업상의 이용가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관한 연료분사장치는, 디젤엔진에 있어서의 최적연소를 얻기 위하여 유효하게 이용할 수 있고, 특히 엔진회전수 및 부하에 따른 연소특성을 설정할 수 있고, 소음이나 배기가스중의 유해성분의 발생을 극력 억제한다는 요구에 대하여 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

Claims (23)

  1. 하우징(1B)에 형성된 플런저실(1C)에 접동가능하게 배설되고, 엔진에 의해 구동되는 캠(2)에 작동적으로 연결된 플런저(1A)를 가지고, 상기 하우징(1B)내에 형성되는 동시에 연료탱크(30)로부터 공급되는 연료가 상기 플런저(1A)에 의해 가압되는 가압실(1D)을 구비한 연료분사펌프(1)와, 상기 가압실(1D)로부터 상기 연료가 공급되는 연료분사노즐(3)과, 상기 가압실(1D) 및 상기 연료분사노즐(3)사이의 연료압을 제어하는 연료제어수단을 구비하고 상기 연료제어수단은, 상기 가입실(1D)과 상기 연료분사노즐(3)의 사이를 적시에 개폐하는 전자밸브(6)와 상기 엔진의 회전수 및 부하를 제어신호로서 입력하고, 상기 플런저의 가압영역내의 소정시한에 있어서, 상기 전자밸브(6)에 구동신호를 출력하는 콘트롤러(C)를 구비하고, 상기 전자밸브(6)는, 상기 연료분사펌프(1)와 상기 연료분사노즐(3)을 연통시키는 분사관(4) 도중에 연통시키는, 동시에 상기 분사관(4) 위에 있어서의 상기 연료분사펌프(1)와 상기 전자밸브연결부와의 거리를 l1라고 하고, 상기 전자밸브연결부와 상기 연료분사노즐(3)과의 거리를 l2라고 했을 때에, l1〉l2가 되도록 구성되어 있는 동시에, 상기 콘트롤러(C)는 연료이 주분사에 앞서 소량의 연료를 분사하는 파일럿분사를 행하도록 전자밸브(6)에 파일럿분사를 행하기 위한 신호와 주분사를 행하기 위한 신호를 2번 출력하는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  2. 제 2 항에 있어서, 상기 연료분사펌프는 상기 플런저가 상기 캠에 의해 상기 플런저실내에서 왕복운동을 행하는 행렬형 연료분사펌프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 콘트롤러는, 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 전진각맵 및 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 분사개시시와 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 위쪽에 따라서 상기 맵으로부터 이어지는 전진각, 분사시기 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 콘트롤러는, 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사시기 및 분사기간을 설정하는 분사기간설졍맵을 가지고 있는 동시에, 상기 연료분사제어수단은, 상기 엔진쪽에 위치하는 구동축과 상기 캠을 구동하는 피구동축의 사이에 배치되는 편심캠식 타이머와 상기 편심캠식 타이머를 구동하는 작동기를 가지고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 전진각맵으로부터 얻어지는 전진각이 되도록 상기 작동기를 작동시키는 동시에 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 분사기간설정맵으로부터 얻어지는 분사개시기 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 전진각맵은, 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 상기 엔진회전이 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전진각설정맵은 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 상기 엔진회전이 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 분사기간설정맵은 상기 부하가 높아짐에 따라서 분사량이 증대하도록 상기 분사기간이 길어지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 분사기간설정맵은 상기 부하에 따라서 상기 분사기간이 길어지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 플런저는, 외주면에 리이드를 갖지 않는 원주형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전자밸브는 상기 가압실과 상기 연료탱크를 통상 개방상태로 유지하는 노오멀오픈형식의 전자밸브로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤러가 상기 파일럿분사를 행할 때에 상기 캠이 전진각상태 혹은 지연각상태의 여하에 관계없이, 상기 파일럿분사가 행해지고 있는 기간은 상기 플런저의 속도가 일정해지도록 상기 캠윤곽을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 캠은, 상기
    엔진회전수와 동일 회전수로 회전시키는 동시에 상기 전자밸브는 상기 캠의 2회전에 1회전의 비율로 상기 가압실과 상기 연료분사노즐의 사이를 개폐제어해서 연료분사를 행하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 연료제어수단은, 상기 캠의 회전에 연동하는 작동부재와, 상기 작동부재의 회전궤적중에 위치하는 개소에 설치되고 또한 상기 콘트롤러에 신호를 출력하는 캠센서를 구비하고, 상기 신호에 의해 상기 콘트롤러가 상기 전자밸브를 개폐제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 연료제어수단은, 상기 전자밸브와 상기 연표분사노즐의 사이에 설치되어 있고, 상기 전자밸브로부터의 분사관이 입력쪽에 접속되고, 상기 엔진의 기통마다 설치되어 있는 상기 연료분사노즐의 복수개를 출력쪽에 접속되어 있는 연료압송방향절환밸브와, 상기 연료압송방향절환밸브에 접속되고, 상기 캠의 회전속도를 상기 복수개의 연료분사노즐에 따른 배수로 설정했을때의 회전위상을 검지하는 연료압송절환부재를 구비하고, 상기 연료압송절환부재가 압축행정쪽의 상기 연료분사노즐에 연료가 공급되도록 상기 연료압송방향절환밸브를 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 연료분사펌프는, 상기 플런저가 상기 하우징내에 지지된 로울러위를 접동하는 상기 캠에 의해 상기 플런저실내에서 왕복운동 및 회전운동을 행하는 분배형 연료분사펌프로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 전진각설정맵 및 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사시기와 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따른 전진각설정맵 및 상기 엔진회전수와 상기 부하에 따라서 분사개시시와 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 또한 상기 연료제어수단은, 상기 로울러의 지지부를 상기 하우징에 대해서 회전시키는 작동기를 가지고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 전진각설정맵으로부터 얻어지는 전진각이 되도록 상기 작동기를 작동시키고, 또한 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 분사기간설정맵으로부터 얻어지는 분사개시시 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전진각설정맵은, 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 전진각설정맵은 상기 엔진회전수가 저회전이고 고부하의 상태로부터 고회전이고 저부하의 상태로 향함에 따라서 전진각을 나아가도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 분사기간설정맵은 상기 부하가 높아짐에 따라서 분사량이 증대하도록 상기 분사기간이 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  21. 제17항에 있어서, 상기 분사기간설정맵은 상기 부하가 높아짐에 따라서 분사량이 증대하도록 상기 분사기간이 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 연료분사펌프는 상기 플런저가 로커아암 및 푸시로드를 개재해서 상기 캠에 의해 구동되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
  23. 제23항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 엔진회전수 및 상기 부하에 따른 전진각설정맵 및 상기 엔진회전수 및 상기 부하에 따라서 분사개시시 및 분사기간을 설정한 분사기간설정맵을 구비하고, 상기 엔진회전수와 상기 부하의 각 정보에 따라서 상기 맵으로부터 얻어지는 전진각, 분사개시시 및 분사기간이 되도록 상기 전자밸브를 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사장치.
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