JPH02169862A - 電磁弁 - 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、内燃機関、特にディーゼルエンジンの各気筒
毎に調量した燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の燃料噴射装置として、例えば、米国特許
４，３９２，６１２号に記載されているものが知られて
いる。すなわち、エンジンの駆動力に同期して往復駆動
されるプランジャにより、電磁弁の作用で液密に状態に
された加圧室内の燃料を加圧し、この加圧燃料を通路を
介して燃料溜り室に導き、この燃料溜り室の液圧による
ノズルニードルに加わる開弁方向の力がばねによる閉弁
方向の力を上回ったときに、ノズルニードルがリフトし
てノズル孔からエンジンのシリンダ内へ燃料を噴霧供給
するようになっている。そして、噴射終了時には、電磁
弁への通電を停止して加圧室及び燃料溜り室の高圧燃料
を低圧側へ逃がすことにより燃料の噴射が終了する。

［発明が解決しようとする課題］ このように、上記従来の装置では、電磁弁の閉弁により
燃料噴射タイミングを調節するとともに、開弁時期によ
り噴射量を調節しているが、電磁弁は、加圧室の液圧の
上昇と下降時期を制御するだけであり、燃料の噴射量の
割合、つまり噴射率自体は、カムプロフィールで一様に
決まり、単一の噴射率のパターンしか設定できない。

ところが、近年、噴！ｉｌｌ率を多様化に設定するこが
、例えば、ＮＯ工や騒音の低減に効果があることが知ら
れている。すなわち、噴射時期の前半に噴射量を少なく
し、後半に噴射量を多くすると、期間の燃焼が緩やかに
なり、ＮＯｘを低減することができると同時に、期間の
急激な燃焼が抑えられるために、騒音低下にも効果があ
ることが知られている。

本発明は、上記従来の技術の課ツに着目し、多様な噴射
率の制御が簡単な構成で実現できる燃料噴射装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためになされた本発明は、内燃機
関の回転に同門して駆動されるプランジャにより加圧室
の燃料を加圧して燃料を圧送する圧送手段と、 圧送手段から圧送される燃料が所定液圧以上に達したと
きに開弁して燃料を噴射する噴射手段と、上記加圧室に
接続された低圧側の通路を開閉する弁体を有し、この弁
体による通路の開閉で加圧室の液圧を調節することによ
り噴射燃料を制御する電磁弁と、 を備え、 上記電磁弁は、 上記弁体と一体的に可動する可動部材と、この可動部材
を電磁力により可動させる電磁部と、 この電磁部を第１の電流値にて励磁したときに上記可動
部材を第１のばねのばね力に抗して第１の位置まで移動
させて上記弁体で低圧側の通路を絞り、電磁部を第１の
電流値より大きい第２の電流噛にて励磁したときに可動
部材を第２のばねのはね力に抗して第２の位置まで移動
させて上記弁体で低圧側の通路を遮断すべく構成した弁
体移動量調節手段と、 を備えたことを特徴とする。

［作用コ 本発明の構成により、内燃機関の回転に同門して駆動さ
れる、圧送手段のプランジャにより加圧室の燃料が加圧
される。この加圧室の燃料は、該加圧室から低圧側に連
通ずる通路に設けられた電磁弁の開閉により高圧状態が
保持または解放されるのであるが、所定液圧以上に達し
たときに、噴射手段の弁体が開いて燃料が噴射される。

さらに、本発明では、電磁部を第１の電流値にて励磁す
ると、可動部材が移動量調節手段の第１のばねのはね力
に抗して第１の位置まで移動し、可動部材と一体の弁体
が低圧側通路を紋り状態にする。これにより、加圧室の
燃料の液圧がやや上昇して、噴射手段から燃料が徐々に
噴射される。

続いて、電磁部を第１の電流値より大きい第２の電流値
にて励磁すると、可動部材が第２のはねのばね力に抗し
て第２の位置まで移動して弁体が低圧側の通路を閉じる
。これにより、加圧室の燃料の液圧が急激に上昇して、
燃料噴射手段から燃料が多く噴射される。

したがって、電磁部への励磁電流の大小により加圧室の
液圧を調節することができ、よって、噴射手段から噴射
される燃料量を段階的に変更することができ、噴射率の
多様な設定が可能となる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は本発明の一実施例によるディーゼルエンジン用
燃料噴躬ポンプを示す断面図である。本燃料噴射ポンプ
１は、エンジンのシリンダヘッド（図示省ａＩ８）の各
気筒毎に取り付けられるものであり、その主要な機構と
して、燃料を加圧する加圧部３と、所定の燃料）復圧で
開弁してエンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射するノズ
ル部５と、加圧した燃料を溢流して燃料噴射時間及び噴
射率を制御する電磁弁７とを備えている。

上記加圧部３は、ハウジング１１内に設けられている。

このハウジング１１内には、フォロア摺動孔１３、プラ
ンジャ摺動孔１５、加圧室１７が図示上部から順次形成
されている。上記フォロア摺動孔１３には、エンジン駆
動によるカムで往復動され、かっばね１９により上方へ
付勢されたフォロア２１が摺動自在に嵌合され、また、
プランジャ摺動孔１５には、上端面でフォロア２１に当
接し、下端面で加圧室１７内の燃料を加圧するプランジ
ャ２３が摺動自在に嵌合されている。

上記ノズル部５は、ハウジング１１の下９１にキャップ
３１を螺着し、このキャップ３１内に上記加圧室１７を
形成する加圧室形成部材３３を収納し、さらに加圧室形
成部組３３に螺着された弁ケーシング３５を備えている
。この弁ケーシング３５内には、先端のノズル孔３７、
燃料溜り富３９、ノズル摺動孔４１が形成されており、
このノズル摺動孔４１にノズルニードル４９が摺動自在
に嵌合され、燃料溜り室３９内の燃料液圧が所定値以上
になった場合にばね室４２内のはね４３に抗して開弁じ
、上記ノズル孔３７を開く。

上記電磁弁７は、ハウジング１１の創部に取り付けられ
ている。このハウジング１１及び連結部材６１を介して
取り付けられた弁本体６２内には、下）在室６３及び上
液室６４が形成されている。また、弁本体６２内に形成
された摺動孔６９には、弁体７１が嵌合されている。こ
の弁体７１は、その下端に上液室６３と上液室６４間を
開閉する開閉部７１ａが形成され、そして上端にアーマ
チュア７３が固定されている。このアーマチュア７３は
、電磁コイル７５より発生した磁束を通す磁性材料から
形成されている。電磁コイル７５は、保持部材７８に固
定されており、第１の電流値による励磁でアーマチュア
７３を第１のはね７９に抗して吸引し、さらに第２の電
流値による励磁でアーマチュア７３及び可動部材８０を
一体的に第２のはね８１に抗して吸引する。つまり、電
磁コイル７５を弱く励磁することにより、アーマチュア
７３と一体の弁体７１を、第１のばね７９に抗して可動
部材８０の突出部Ｂｏａに当接するまで移動させて上下
液室６３．６４間を半開状態にし、一方、強く励磁する
ことによりアーマチュア７３及び可動部材８０を一体的
に第２のばね８１のばね力に抗して開閉部７１ａがシー
ト部８２に着座するまで移動させて上下液室６３．６４
間を閉じる。なお、上記調整ねじ８３は、第２のばね８
１のばね力を調節して弁体７１の開弁力を調節するもの
である。

上記燃料噴射ポンプ１の各部には、燃料を通すための通
路が形成されている。すなわち、図示しない燃料ポンプ
からの燃料は、ノズル部５のキャップ３１に設けた透孔
９１から燃料溜り室９２に供給され、ここから、通路９
３→ばね富４２→通路９４→下液室６３→上液室６４→
通路９５を通して加圧室１７に供給される。この加圧室
１７は、通路９６を介してノズル部５の燃料溜り室３９
に接続されている。

上記電磁弁７の電磁コイル７５への制御信号は図示しな
い電子制御装置から出力される。電子制御装置は、マイ
クロコンピュータ等から構成され、ディーゼルエンジン
の回転位置を検出する位置検出手段（図示省略）からの
検出信号を人力し、所定のプログラムにしたがって電磁
弁７に開閉駆動信号を出力するものである。

次に燃料噴射ポンプ１の動作について第２図の電磁弁７
及び第３図のタイミングチャートとともに説明する。

いま、燃料噴射ポンプ１が、電磁弁７への非通電で上下
液室６３．６４間を連通して加圧室１７の液圧を低圧側
へ逃がしている状態にあり、かつプランジャ２３が最上
位置にあるとする。この場合には、ノズルＦｇＪ５のノ
ズルニードル４９がノズル孔３７を閉じ、かつ、燃料が
燃料溜り富９２から通路９３→ばね室４２→通路９４→
上液室６３→下液室６４→通路９５を介して加圧室１７
に供給される。

この状態において、エンジンの回転駆動力しこ伴いカム
が回転し、フォロア２１を介してプランジャ２３が下降
して加圧室１７の容積が小さくなっても、加圧室１７の
１夜圧は、第２図（Ａ）に示す上液室６３と上液室６４
との連通により上述したと逆の経路等を経て低圧側に伝
わるために上昇しない。

次に、電子制御装置９７が基準信号（例えは、所定クラ
ンク毎の信号）に基づいて、電磁弁７へ電流を流し始め
ると（時点ｔｌ）、電磁弁７のアーマチュア７３が第１
のばね７９のばね力に抗して吸引され、アーマチュア７
３と一体の弁体７１がシート部８２の方向ヘリフトされ
る。そして、通電量が第１の電流値１９まで上昇するま
で、電磁弁７の弁体７１のリフト量もこれに伴って増大
する。

しかし、弁体７１は、アーマチュア７３の一端が可動部
材８０に当接する第１の位置まで移動したとき、電磁力
と第１のはね７９のはね力との均衡により一旦止まる。

この弁体７１の位置にてシート部８２の通路が絞り作用
を生して、加圧室１７内の液圧が上昇し、その）音圧が
ノズルニードル４９の開弁圧以上まで上昇した時点にて
燃料噴射が実行されるが、まだ、電磁弁７のシート部８
２の通路が完全には閉じられていないために、加圧室１
７の液圧上昇は緩やかであり、よってノズル孔３７から
の噴射率も低い。その状態は図示では時点ｔ２まで継続
する。

次に、電磁コイル７５への通電量を第２の電流ｌｉｅま
で上げると（時点ｔ２〜時点ｔ３）、アーマチュア７３
及び弁体７１は、可動部材８０と共に第２のはね８１の
はね力に抗して吸引され、シート部８２に対して完全に
着座してシート部８２の通路を閉じる。これ乞こより、
加圧室１７が液密状態になるために、プランジャ２３の
下降に伴い加圧室１７の燃料圧が急激に上昇して、燃料
がノズル孔３７から高い噴射率で噴射される。

そして、時点ｔ３にて、電磁弁７の電磁コイル７５への
通電が停止されると、第１及び第２のばね７９．８１の
ばね力により弁体７１が通路を開いて噴射が終了する。

したがって、第３図（Ｅ）に示すように、噴射率は時点
ｔ１から時点ｔ２までの間で小さく、時点ｔ２からｔ３
までピーク（直をもつ大きな噴射率の噴射率パターンに
なる。よって、燃料噴射の初期にて、さほど噴射率が大
きく設定されていないので、エンジンのシリンダ内での
急激な燃焼を抑制して適正な燃焼を促し、特に高負荷時
におけるＮＯＸの低減を実現することができるとともに
、アイドル時における騒音の低減について優れた効果を
発揮する。

しかも、第１のはね７９及び第２のはね８１によるセッ
ト荷重を変更するだけで種々の噴射率に変更することが
でき、構成も簡単である。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の燃料噴射装置によれは、
電磁弁への通電タイミングの制御により噴射時間を調節
することができるとともに、電磁弁への励磁電流の大小
により、プランジャで加圧される加圧室の液圧値を調節
することができ、これにより噴射手段から噴射される噴
射率を多様なパターンとすることができる。したがって
、例えば、噴射率を、前半に低く設定し、後半に高く設
定することが可能になり、ＮＯ３の低減や騒音の低下を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるデイ−セル機関用燃料
噴射装置を示す断面図、第２図は同実施例の電磁弁の動
作を示す説明図、第３図は同実施例の動作を示すタイミ
ングチャートである。 １・・・燃料噴射ポンプ　　３・・・加圧部５・・・ノ
ズル部　　　　　７・・・電磁弁１３・・・フォロア摺
動孔 １５・・・プランジャ摺動孔 １７・・・加圧室　　２１・・・フォロア２３・・・プ
ランジャ　　３δ・・・弁ケーシング９・・・燃料溜り
室 ２・・・弁本体　　６ ４・・・上液室　　７ ３・・・アーマチュア ９・・・第１のばね １・・・第２のばね

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の回転に同期して駆動されるプランジャにより
   加圧室の燃料を加圧して燃料を圧送する圧送手段と、 圧送手段から圧送される燃料が所定液圧以上に達したと
   きに開弁して燃料を噴射する噴射手段と、上記加圧室に
   接続された低圧側の通路を開閉する弁体を有し、この弁
   体による通路の開閉で加圧室の液圧を調節することによ
   り噴射燃料を制御する電磁弁と、 を備え、 上記電磁弁は、 上記弁体と一体的に可動する可動部材と、 この可動部材を電磁力により可動させる電磁部と、 この電磁部を第１の電流値にて励磁したときに上記可動
   部材を第１のばねのばね力に抗して第１の位置まで移動
   させて上記弁体で低圧側の通路を絞り、電磁部を第１の
   電流値より大きい第２の電流値にて励磁したときに可動
   部材を第２のばねのばね力に抗して第２の位置まで移動
   させて上記弁体で低圧側の通路を遮断すべく構成した弁
   体移動量調節手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。