WO1992008890A1 - Fuel injection device - Google Patents

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valve
fuel
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Inventor
Toshio Yoshimitsu
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection device for supplying fuel to an engine, and more particularly to a structure of a unit injector for supplying fuel to a diesel engine. Background technology
  • a conventional fuel injection device (unit injector) 70 has a structure as shown in the front sectional view of FIG. 4, where 1 is a cam that rotates in synchronization with the engine, and 11 is a fuel pressurizing device.
  • Plunger, 12 is a spring that urges the plunger 11 toward the cam 1
  • 13 is a pressure chamber
  • 14 is a fuel passage from a fuel feed pump (not shown)
  • 15 is fuel injected into the nozzle 20 It is a passage.
  • Nozzle 20 is composed of needle valve 21, spring 22, valve seat 23 and pupil 24, and presses needle valve 21 to valve seat 23 by spring 22.
  • Reference numerals 25 and 26 denote escape passages for the leaked fuel, which are connected to a fuel tank (not shown).
  • 30 is an electromagnetic valve device
  • 31 is a solenoid connected to a control device (not shown)
  • 32 is a spool having a valve sheet 33 at its tip
  • 34 is a valve seat
  • 35 is a spring.
  • Reference numeral 36 denotes a main fuel passage.
  • the spring 35 urges the tip of the spool 32 to abut the stopper 27, and at this time, a gap exists between the valve seat 33 and the valve seat 34. I have.
  • the solenoid 31 operates, the subroutine 32 is raised, and the valve sheet 33 contacts the valve seat 34 to close the communication passage between the main fuel passage 36 and the relief passage 26. I have.
  • FIG. 5 (a) With the plunger 11 at the top, fuel sent from a fuel feed pump (not shown) is sent to the pressure chamber 13 through the fuel passage 14 and the main fuel Returned to passage 36.
  • a fuel feed pump not shown
  • FIG. 5 (b) when the cam 1 is turned, the plunger 11 is lowered, the inlet of the fuel passage 14 of the pressure chamber 13 is closed, and the fuel pushed out by the plunger 11 is closed. Is released from the release passage 26 through the main fuel passage 36. Further, as shown in FIG.
  • the cam 31 is turned on, the solenoid 31 is actuated by a signal from a control device (not shown) while the plunger 11 is being pushed down as shown in FIG.
  • the contact 33 is brought into contact with the valve seat 34 to close the communication passage between the main fuel passage 36 and the relief passage 26.
  • the pressure of the injection fuel passage 15 leading to the nozzle 20 becomes a negative pressure, and when the upward force applied to the tip of the needle valve 21 becomes larger than the set load of the spring 22, the needle valve 21 becomes the valve seat.
  • Away from 23 low-pressure fuel is injected from orifice 2.
  • the solenoid 31 is actuated in response to a signal from a control unit (not shown), the spool 32 is lowered, and the main fuel passage 36 and the escape passage 2 are released. 6 and communicate. As a result, the fuel pressure drops and the injection is completed.
  • the operation of the solenoid 31 of the solenoid valve device 30 moves the spool 32 up and down to control the fuel injection amount and the injection timing, but the valve seat of the spool 32 is controlled. Since the gap S, between the valve 3 and the valve seat 3 4 has to be determined according to the case where the fuel injection amount is large, the stroke of the spool 32 becomes large. Therefore, when it is necessary to control a small injection amount at high speed, such as at high speed and light load, the stroke is too large and high speed control becomes difficult, and high speed and light load operation of the engine becomes difficult. It was unstable. For this reason, high-speed operation may inevitably occur, but there is a problem of discontinuity when switching between deceleration operation and normal operation.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a fuel injection device which is excellent in high-speed response and can perform minute fuel control. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a plunger that reciprocates in synchronization with an engine, a pressure chamber formed facing one end of the plunger, and communicates with the pressure chamber to open when the injection pressure reaches a predetermined value.
  • a nozzle for injecting fuel and a fuel escape passage communicating with the pressure chamber In a fuel injection device provided with an electromagnetic valve device that opens and closes according to the cultivation state of the engine, a valve stopper that comes into contact with a valve sheet at the end of a spool of the electromagnetic valve device, and the valve stopper is connected to the spool. And a driving means for pushing in the direction.
  • the valve stopper includes a flanged valve that comes into contact with a valve sheet at the tip of the spool, a through hole having a stepped portion of the fuel injection device main body into which the valve is slidably fitted, and a lid that covers the through hole. And a spring for urging the valve in the direction of the lid.
  • the thickness of the flange of this flanged valve is smaller than the depth of the step portion of the fuel injection device main body.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel injection device of the present invention
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views of a first embodiment of a valve stopper of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view of the embodiment
  • FIG. 4 is a front sectional view of a conventional fuel injection device
  • FIGS. 5 (a), (b), (c), and (d) are sharp views of a conventional fuel injection process. is there.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a fuel injection device according to the present invention.
  • the structure from the plunger 11 of the fuel injection device (unit indicator) 10 to the solenoid valve device 30 is shown in FIG. 5 (a). Since it is the same as the conventional one, only the differences from this will be described.
  • a valve stopper 40 is in contact with the valve sheet 33 at the tip of the spool 32 operated by the solenoid 31. The spool 32 is urged by the spring 35 toward the valve stopper 40.
  • the valve stopper 40 is connected to the hydraulic solenoid valve 60 by a hydraulic surface 61, and the hydraulic solenoid valve 60 is operated by a command from a control device (not shown).
  • the valve stopper 40 is pressed by fuel or lubricating oil.
  • Hydraulic solenoid valve 6 0 is connected by another plurality of Yuni' Toys Njiwekuta both hydraulic surfaces path 6 1 3, 6 1 b ⁇ ⁇ '.
  • the operation of the valve stopper 40 may be, for example, an electric type or a mechanical type other than the hydraulic pressure.
  • the details of the first embodiment of the valve stopper 40 will be described with reference to FIG. 2 (a).
  • the main body 2 of the fuel injection device 10 located near the tip of the spool 32 has a through hole 41 having a stepped portion 42, and a valve 43 having a collar 44 is provided. It is slidably fitted.
  • a lid 47 having an oil hole 48 is fastened to the main body 2 with a bolt 49.
  • the oil hole 48 is connected to the hydraulic surface 61.
  • the valve 43 is provided with a small hole 45 and a spring 46 inside. The spring 46 comes into contact with the pulp sheet 33 and the valve 43 and attaches the valve 43 to the lid 47 side. I'm going.
  • the valve sheet 33 contacts the valve 43, and the valve 43 contacts the lid 47. Therefore, there is a gap between the valve seat 33 and the valve seat 34, and a gap C exists between the stepped portion 42 and the collar 44 of the valve 43.
  • the gap S 1 is about 0.2 to 0.3 in terms of vertical stroke, and the gap C is about 0.1.
  • the clearance between the valve seat 33 and the valve seat 34 is S i in the state shown in Fig. 2 (a), It is in the same control state as the conventional one.
  • the hydraulic solenoid valve 60 operates according to a command from the control device and presses the valve stopper 40. . Thereby, the spool 32 is pushed up by being piled on the spring 46 mounted on the valve 43. As shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a valve stem 50 according to a second embodiment of the present invention.
  • a through hole 51 having a stepped portion 52 and a spring chamber 53 is formed in the main body 2.
  • a valve 54 having a flange 55 is slidably fitted in the through hole 51.
  • a lid 57 having an oil hole 58 is fastened to the main body 2 with a bolt 59.
  • a spring 56 is provided in the spring chamber 53 to urge the valve 54 toward the lid 57.
  • the depth of the stepped portion 52 is A, and the thickness of the collar 55 of the valve 54 is B.
  • the present invention is useful as a fuel injection device such as a diesel engine capable of controlling a small amount of fuel injection at a low speed and stably performing a high speed and light meal operation.

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Description

明 細 害 燃料噴射装置 技 術 分 野
本発明は機関に燃料を供袷する燃料噴射装置、 特にディ ーゼルエンジンに燃料 を供給するュニッ トイ ンジ クタの構造に関する。 背 景 技 術
従来の燃料噴射装置 （ユニッ トイ ンジ クタ） 7 0は第 4図の正面断面図に示 すような構造であって、 1 は機関に同期して面転するカム、 1 1は燃料加圧用の ブランジャ、 1 2はブランジャ 1 1をカム 1側に付勢しているばね、 1 3は圧力 室、 1 4は図示しない燃料フィードポンプからの燃料通路、 1 5はノ ズル 2 0へ の噴射燃料通路である。 ノズル 2 0はニー ドル弁 2 1、 ばね 2 2、 弁座 2 3およ び瞳口 2 4とからなっており、 ばね 2 2によりニー ドル弁 2 1を弁座 2 3に圧接 している。 2 5 , 2 6は漏れた燃料の逃がし通路であり図示しない燃料タ ンクに 接続している。 3 0は電磁弁装置であり、 3 1 は図示しない制御装置と接続して いるソ レノ イ ド、 3 2はその先端にバルブシー ト 3 3を有するスプール、 3 4 は 弁座、 3 5はばね、 3 6は主燃料通路である。
ばね 3 5はスプール 3 2の先端がス ト ツバ 2 7に当接するように付勢しており 、 このときバルブシート 3 3と弁座 3 4との間には隙間が存在するようになつて いる。 ソ レノ イ ド 3 1が作動するとスブール 3 2は引き上げられてバルブシー ト 3 3は弁座 3 4に当接して主燃料通路 3 6と逃がし通路 2 6との連絡通路を閉じ るようになっている。
次に、 この燃料噴射装置 7 0の作動について、 第 5図 （a ) , ( b ) , ( c ) , ( d ) に示す燃料噴射行程の説明図により詳述する。 第 5図 （a ) ではプラ ン ジャ 1 1が一番上にある状態で、 図示しない燃料フィードポンプから送られた燃 料は燃料通路 1 4を通って圧力室 1 3に送られ、 主燃料通路 3 6に戻される。 次に第 5図 （b ) のようにカム 1を面転させるとブランジャ 1 1 は下降し、 圧 力室 1 3の燃料通路 1 4の入口は閉じられ、 プラ ンジャ 1 1 により押し出された 燃料は主燃料通路 3 6を経て逃がし通路 2 6から逃がされる。 更に、 カム 1が面 耘して第 5図 （ c ) のごとくブラ ンジャ 1 1を押し下げながらソ レノ ィ ド 3 1を 図示しない制御装置からの信号によって作動させてスプール 3 2を引き上げ、 バ ルブシ一ト 3 3を弁座 3 4に当接させて主燃料通路 3 6と逃がし通路 2 6 との連 絡通路を閉じる。 そうすると、 ノ ズル 2 0に通じる噴射燃料通路 1 5の圧力は髙 圧となり、 二一 ドル弁 2 1の先端にかかる上向きの力がばね 2 2の設定荷重より 大きくなるとニードル弁 2 1は弁座 2 3から離れ、 髙圧の燃料は噴口 2 から噴 射する。 プランジャ押レ下げ行程においては、 第 5図 （d ) のように図示しない 制御装置からの信号を受けてソレノイ ド 3 1を作動させ、 スプール 3 2を下げて 主燃料通路 3 6と逃がし通路 2 6とを連通させる。 その結果、 燃料の圧力は低下 し噴射が完了する。
上記構造によれば電磁弁装置 3 0のソ レノ イ ド 3 1 の作動によってスプール 3 2を上下させて燃料の噴射量と噴射時期とを制御しているが、 スプール 3 2のバ ルブシ一ト 3 3と弁座 3 4 との隙間 S , は燃料噴射量の多い場合に合わせて決め ざるを得ないため、 スプール 3 2のス トロークは大きくなる。 そのため、 髙速、 軽負荷時のように徼少な噴射量の制御を高速で行なうことが必要な場合、 ス トロ ークが大きすぎて髙速制御が困難となり、 機関の高速、 軽負荷運転が不安定であ つた。 そのため、 やむをえず减速運転をする場合もあるが、 減速運転と通常運転 との切り換え時における不連続性の問題がある。
本発明はかかる問題点に着目してなされたもので、 高速応答性に優れ、 且つ微 少な燃料制御のできる燃料噴射装置を提供することを目的としている。 発 明 の 開 示
本発明は、 機関に同期して往復動するプラ ンジャと、 このブラ ンジャの一端に 臨んで形成される圧力室と、 この圧力室と連通し、 噴射圧力が所定値に達すると 開弁して燃料を噴射するノ ズルと、 前記圧力室に連通する燃料逃がし通路に介装 され、 機関の運耘状態に応じて開閉する電磁弁装镢を備えた燃料噴射装置におい て、 前記電磁弁装置のスプール先端のバルブシー 卜に当接するバルブス ト ツバと 、 このバルブス ト ツバを前記スプールに押動する駆動手段とを備えている。 また 、 バルブス ト ッパはスプール先端のバルブシ一 トに当接するつば付きバルブと、 このバルブを摺動可能に嵌入する燃料噴射装置本体の段付部を有する貫通穴と、 この貫通穴を塞ぐ蓋と、 前記バルブを蓋の方向に付勢するばねとから構成されて いる。 このつば付きバルブのつばの厚さは、 燃料噴射装置本体の段付部の深さよ り小さ く している。
髙負荷から高速、 軽負荷に変わる時は、 バルブス ト ッパを押動してバルブのつ ばを燃料噴射装置本体の段付部に当接させ、 スプール先端のバルブシ一トと弁座 との隙間を小さくする。 これにより、 電磁弁装置のスプールのス トロークは小さ くなり、 微少な燃料制御を高速で行ことができる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の燃料噴射装置の全体構成図、 第 2図 （a ) , ( b ) は本発明 のパルブス ト ツバの第 1実施例の断面図、 第 3図はバルブス ト ツバの第 2実施例 の断面図、 第 4図は従来の燃料噴射装置の正面断面図、 第 5図 （a ) , ( b ) , ( c ) , ( d ) は従来の燃料噴射行程の鋭明図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係る燃料噴射装置の実施例について図面を参照して説明する。 第 1図 は本発明の燃料噴射装置の説明図であり、 燃料噴射装置 （ュニッ ト ンィ ンジ ク タ） 1 0のプランジャ 1 1から電磁弁装置 3 0までの構造は第 5図 （a ) の従来 のものと同一なので、 これと異なる部分のみについて説明する。 ソ レノ イ ド 3 1 により作動するスプール 3 2の先端のバルブシー ト 3 3には、 バルブス ト ッパ 4 0が当接している。 スプール 3 2 はばね 3 5によりバルブス ト ッパ 4 0側に付勢 されている。 バルブス トッパ 4 0 は油圧電磁弁 6 0 と油圧面路 6 1 により接続し ており、 油圧電磁弁 6 0は図示しない制御装置からの指令により作動し、 油圧源 からの燃料または澗滑油によりバルブス トッパ 4 0を押圧するようになつている 。 油圧電磁弁 6 0は他の複数のュニッ トイ ンジヱクタとも油圧面路 6 1 3 , 6 1 b · · ' により接続している。 なお、 バルブス ト ッパ 4 0の作動は油圧以外の例 えば電気式、 機械式であってもよい。
バルブス トツバ 4 0の第 1実施例の詳細を第 2図 （a ) により説明する。 スプ ール 3 2の先端付近に位置する燃料噴射装置 1 0の本体 2には、 段付部 4 2を有 する貫通穴 4 1が穿設されており、 つば 4 4を有するバルブ 4 3が摺動可能に嵌 入されている。 バルブ 4 3のつば 4 4の厚さ Bは段付部 4 2の深さ Aの寸法より もわずかに小さく、 その隙間は C = A— Bである。
本体 2には油穴 4 8を有する蓋 4 7がボルト 4 9により締着されている。 油穴 4 8は油圧面路 6 1 と接続している。 バルブ 4 3には小穴 4 5が設けられてばね 4 6が内装されており、 このばね 4 6はパルプシー ト 3 3とバルブ 4 3とに当接 してバルブ 4 3を蓋 4 7側に付勢している。
ソ レノイ ド 3 1 もバルブス ト ッパ 4 0 も作動していない状態では、 バルブシー ト 3 3はバルブ 4 3に当接し、 このバルブ 4 3は蓋 4 7に当接している。 従って 、 パルブジート 3 3 と弁座 3 4との間には隙間 が存在し、 段付部 4 2とパル ブ 4 3のつば 4 4 との間には隙間 Cが存在することとなる。 通常、 隙間 S 1 は垂 直方向のス ト ロークに換算して 0 .2〜 0 , 3匪 程度であり、 隙間 Cは 0 . 1關 程 度である。
次に作動について説明する。 機関が高食荷運転で燃料噴射量が定められた値以 上の場合は、 第 2図 （a ) に示す状態で、 バルブシート 3 3と弁座 3 4との隙間 は S i であり、 従来のものと同様の制御状態にある。 機関が高速、 軽負荷運転と なり燃料噴射量が定められた値以下となった場合は、 制御装置からの指令によつ て油圧電磁弁 6 0が作動し、 バルブス ト ツバ 4 0を押圧する。 これにより、 バル ブ 4 3に內装されたばね 4 6に杭してスプール 3 2を押し上げる。 第 2図 ( ) に示すように、 バルブ 4 3は Cだけ移動してつば 4 4が段付部 4 2に当接し、 バ ルブシート 3 3と弁座 3 4との隙間 S , は滅少して S 2 ( S , > S Z ) となる。 その結果、 スプール 3 2のス トロークは小さくなり、 高速制御が可能となる。 な お、 燃料噴射行程については従来のものと同一なので説明を省略する。
第 3図は本発明の第 2実施例のバルブス ト ツバ 5 0を示すもので、 本体 2には 段付部 5 2 とばね室 5 3 とを有する貫通穴 5 1が穿設されている。 貫通穴穴 5 1 にはつば 5 5を有するバルブ 5 4が摺動可能に嵌入されている。 本体 2には油穴 5 8を有する蓋 5 7がボルト 5 9により締着されている。 ばね室 5 3にはばね 5 6が内装されており、 バルブ 5 4を蓋 5 7側に付勢している。 段付部 5 2の深さ は Aでありバルブ 5 4のつば 5 5の厚さは Bである。 バルブス ト ッノ、 · 5 0が作動 していない状態ではバルブシ一 ト 3 3と弁座 3 4との隙間は S！ である。 なお、 作動については第 1実施例と同様なので説明を省略する。 産業上の利用可能性
本発明は微少な燃料噴射量を髙速で制御し、 髙速、 軽食荷運転を安定して行う こ とのできるディーゼルェンジン等の燃料噴射装置として有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 機関に同期して往復動するブラ ンジャと、 このプラ ンジャの一端に臨んで形 成される圧力室と、 この圧力室と連通し、 噴射圧力が所定値に達すると開弁して 燃料を噴射するノ ズルと、 前記圧力室に連通する燃料逃がし通路に介装され、 機 関の運耘状態に応じて開閉する電磁弁装置を備えた燃料噴射装置において、 前記 電磁弁装置のスプール先端のパルブシー トに当接するバルブス ト ツバと、 このバ ルブス トツパを前記スプールに押勤する駆動手段とを具備し、 機関の運転状態に 応じてスプールのス トロークを可変にしたことを特徴とする燃料噴射装置。
2 . 前記バルブス トツバは、 前記スプール先端のバルブシ一 トに当接するつば付 きバルブと、 このバルブを摺動可能に嵌入する燃料噴射装置本体の段付部を有す る貫通穴と、 この貫通穴の一方を塞ぐ蓋と、 前記バルブをこの蓋側に付勢するば ねとからなることを特徴とする請求の範囲 1記載の燃料噴射装置。
3 . 前記つば付きバルブのつばの厚さは、 このバルブを摺動可能に挿入する燃料 噴射装置本体の段付部の深さより小さいことを特徵とする請求の範囲 2記載の燃 料噴射装置。
PCT/JP1991/001500 1990-11-19 1991-11-01 Fuel injection device WO1992008890A1 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2/313742 1990-11-19
JP31374290A JPH04183966A (ja) 1990-11-19 1990-11-19 燃料噴射装置

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WO (1) WO1992008890A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH04183966A (ja) 1992-06-30

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