JPH0224941Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案はエンジン、特にデイーゼルエンジン
の燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルとを結ぶ燃料
噴射管内の圧力が機関の回転数に応じて適正な状
態となるように制御する燃料噴射装置に於ける管
内圧制御装置に関するものである。

〔従来例〕

一般に燃料噴射ノズルと燃料噴射ポンプとを接
続する燃料噴射管内の最高管内圧は、リーク手段
を装着しない場合には第１図の実線に示すように
機関の回転数に比例して急激に上昇する傾向にあ
る。最高管内圧が大きく、噴射ノズルの噴射圧が
あがると、低速域ではスモーク（排気ガス中に含
有する黒煙）を良好にし、更に燃焼を良くして燃
費の向上を図る上においては極めて有効なもので
ある。

ところが、前述のように最高管内圧は機関の回
転数に比例して上昇するため機関高速回転時には
燃料噴射管の管内圧力が異常に上昇し、燃料噴射
ポンプが破損したり、NOxの発生を有効に低減
することができないと言う問題があつた。

そこで上記のような問題を解決するため、例え
ば特開昭57−129250号公報に開示されているよう
に燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルとを結ぶ燃料
噴射管の途中に、管内圧に対応してスプリングの
セツト圧力により開閉する制御弁を介設し、機関
高速回転時に管内圧が設定圧力以上となつた場合
に制御弁を開弁させて燃料の一部をリークさせ、
最高管内圧を第１図の点線に示すように低減する
ようにした燃料噴射装置が提案されている。

然し乍ら、このような燃料噴射通路に制御弁を
単に介設した従来装置にあつては、機関高速回転
時に管内圧が設定圧力以上となつた場合に、制御
弁を全開させて燃料の一部をリークさせる為、管
内圧が落ち過ぎ、この結果スモークや燃費が悪化
し、更にはNOxの発生を有効に低減することは
できないと言う問題があつた。

また、実開昭58−94874号公報により燃料噴射
管に噴射圧力に変化に応動して容積が変化する可
変容量室を設けた燃料噴射装置が提案されてお
り、この公報のものは、機関高速回転時の管内圧
が一定以上になつた場合、燃料噴射管の容積を増
加させる為、上述した特開昭57−129250号公報と
同様に、管内圧が落ち過ぎるという欠点があつ
た。

さらに、実開昭49−120920号公報には、低圧用
の第１ピストンと高圧用の第２ピストンとを並設
し、この高圧用の第２ピストンにより圧力の上昇
を吸収し、最高圧力を一定状態に保持するように
した構造の噴射率調整装置が開示されているが、
この公報のものは、最高圧力が一定以上になつた
場合、第２ストンが上動して容積が増加するの
で、上述の特開昭57−129250号公報と同様に、管
内圧が落ち過ぎるという欠点があつた。

また、管内圧制御装置として米国特許第
4014213号公報のように、コンテナー内に設けた
ピストンを、２重スプリングに附勢することは公
知であるが、この外側のスプリングと内側のスプ
リングとの間に、所定距離の遊びが介在されたも
のではない。

そこで、本考案は上述した従来の実情に鑑み、
その問題点を解消すべく創案されたもので、機関
の高速域における燃料噴射管内圧の下がり過ぎを
防止できる燃料噴射装置に於ける管内圧制御装置
を提供することを目的として実施するものであ
る。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本考案は、燃料噴射ノズル
に至る噴射管に設けたケーシング内に、圧力調整
シリンダ内に摺動する調圧ピストンの所定距離以
内の上昇を附勢する第１スプリングと、所定距離
を超えた上昇を附勢する第２スプリングを、所定
距離内では第２スプリングが作用しない間隔を保
持させて上下に対設し、一定距離を超えて上昇す
る調圧ピストンを、第１スプリングに加わる第２
スプリングの附勢力により低速状態に規制してな
るものである。

〔実施例〕

以下添付図面に基いて、この考案の実施例を説
明する。

第２図はこの考案に係る管内圧制御装置を燃料
噴射装置に実施した概略構成図を示し、燃料タン
ク１の燃料Ｆをフイードポンプ２により燃料フイ
ルタ３を介して燃料噴射ポンプ４に供給し、この
燃料噴射ポンプ４で燃料Ｆを加圧して燃料噴射管
５を通じて燃料噴射ノズル６から図示しないシリ
ンダ内に噴射させるようになつている。７はリー
クオフ管、８，９はオーバーフロー管であり、過
剰燃料を燃料タンク１に戻す働きをするものであ
る。

この考案では、前記燃料噴射管５の途中に管内
圧が設定圧を越えた場合に管内圧の上昇を抑える
制御装置１０を介設している。

次に制御装置１０の具体的実施例を第３図〜第
５図に基づいて説明する。

第３図に示す第１の実施例において、制御装置
１０は、前記燃料噴射管５の途中に継手１３を介
して装着されたものであり、略Ｔ字状のケーシン
グ１４の内部には前記燃料噴射管５の燃料噴射通
路５ａに連通する通路１５と、この通路１５から
通路１９を介して分岐した圧力調整シリンダ１
６、およびこの圧力調整シリンダ１６に連続する
これより大径のシリンダ１８が形成されている。

前記シリンダ１６，１８を内部に有するケーシ
ング１４はボデイ部１４ａとキヤツプ部１４ｂと
に分割され、その結合部のケーシング１４に内面
には外周部にねじの設けられたスペーサ１７が螺
着されている。このスペーサ１７は前記ボデイ部
１４ａとキヤツプ部１４ｂとによりシリンダ１８
を第１シリンダ１８ａと第２シリンダ１８ｂとに
区画すると共に、連通孔１７ａによりこれらを連
通している。１２はキヤツプ部１４ａに設けられ
たリーク通路であり、第２シリンダ１８ｂに流入
してきた燃料Ｆを燃料タンク１に戻すものであ
る。

そして、前記圧力調整シリンダ１６内には調圧
ピストン２０が昇降自在に挿入され、この調圧ピ
ストン２０は前記スペーサ１７との間に装着され
た第１スプリング２１により第１シリンダ１８ａ
側から前記圧力調整シリンダ１６を常時閉鎖する
方向に付勢されている。

さらに、前記圧力調整シリンダ１６と第１シリ
ンダ１８ａとはボデイ部１４ａ内に設けられた燃
料逃がし通路２２により連通しているが、この燃
料逃がし通路２２の圧力調整シリンダ１６側の開
口部２２ａは、前記ピストン２０が管内圧により
前記第１スプリング２１に抗して第１シリンダ１
８ａ側に所定距離移動した時に初めて圧力調整シ
リンダ１６を連通するように設けられている。

一方、前記スペーサ１７の中央部には貫通孔１
７ｂが設けられており、この貫通孔１７ｂ内には
前記第１、第２シリンダ１８ａ，１８ｂ両側に両
端部が突出するプツシユロツド２４が摺動自在に
設けられている。このプツシユロツド２４は第２
シリンダ１８ｂ内に設けられた第２スプリング２
３により第１シリンダ１８ａ側に付勢されている
と共に、その第１シリンダ内の端部２４ａは、前
記調圧ピストン２０の第１シリンダ１８ａ側の端
部２０ａと、前記ピストン２０が圧力調整シリン
ダ１６を閉鎖した状態で間隔Ｓをもつようにシリ
ンダ１８内に保持されているので、調圧ピストン
２０が間隔Ｓを超えて上昇しない限りプツシユロ
ツド２４、つまり第２スプリング２３は附勢され
ることがない。

なお、前記燃料逃がし通路２２の開口部２２ａ
は、前記調圧ピストン２０が管内圧の増大により
第１スプリング２１に抗して上昇して、その端部
２０ａが前記プツシユロツド２４の端部２４ａに
当接した状態では、スプリング２０により全開し
ないような位置に設けられている。この後さらに
管内圧が増大してピストン２０が所定距離（間隔
Ｓ）を超えて上昇する場合には、前記ピストン２
０は第１スプリング２１と第２スプリング２３の
２つのスプリングの付勢力を受けることになる。

従つて、この調圧ピストン２０の上昇ストロー
クに対するスプリング２１，２３による付勢力
（セツト力）は第７図に示すように距離Ｓを境界
にして段階的に変化する。

次に前述のような制御装置１０の作用について
説明すると、まず、燃料噴射通路５ａ内の燃料圧
力や増大して調圧ピストン２０を上昇させると、
圧力調整シリンダ１６の容量が増え、この容量増
加分で管内圧は若干低減する。そして、管内圧が
更に増大して調圧ピストン２０が燃料逃がし通路
の開口部２２ａを開口し始めると、燃料の一部は
この逃がし通路２２を通つてシリンダ１８ａ、連
通孔１７ａ、シリンダ１８ｂを通つてリーク通路
１２から燃料タンク１に戻り始め、その増加が抑
制される。

そしてこのような状態から機関回転数が更に大
きくなり、管内圧力が上昇してピストン２０の端
部２０ａが前記プツシユロツド２４の端部２４ａ
に当接する。この後は第７図に示したようにピス
トン２０に作用する付勢力は増大するので、ピス
トン２０の管内圧増加度に対する上昇度は小さく
なり、管内圧の増大度が逃がし通路２２の開口部
面積の増加による圧力低下を上回つて管内圧は再
び増加する。

前述のような制御装置１０の特性による最高管
内圧は、第６図の線図における鎖線のような曲線
となる。即ち、燃料噴射通路５ａ内の管内圧が高
くなつて調圧ピストン２０が上昇を開始すると、
管内圧の上昇度は下がり始め（Ｘ点）、ピストン
２０が燃料逃がし通路２２の開口部２２ａを開口
し始めると（Ｙ点）、管内圧の上昇度は横ばい状
態になり、この後ピストン２０がプツシユロツド
２４に当接してその上昇度が遅くなると、管内圧
は再び増加し始める（Ｚ点）のである。

この考案は上記のように料噴射通路５ａ内の管
内圧が上昇した際、制御装置１０内に設けた調圧
ピストン２０にかかる付勢力が管内圧の上昇に対
応して段階的に設定してあるため、第６図の鎖線
で示すように、機関低速域では管内圧を下げ、機
関中速域では管内圧を抑制し、機関高速域では再
び管内圧を増加させるようにしたので、燃費やス
モークを良好にすることが出来、またNOxを有
効に低減出来るものである。

次に第４図は、上記制御装置１０の第２の実施
例を示し、この実施例は燃料逃し通路２２を第１
の実施例に於ける調圧ピストン２０内に形成した
もので、この燃料逃し通路２２は調圧ピストン２
０の燃料噴射通路５ａ側の底部中心と、第１シリ
ンダ１８ａ側の側面とを連通するように略Ｔ字状
に形成され、通常は側面の開口部２２ａは圧力調
整シリンダ１６の内壁面によつて閉鎖されてい
る。

この実施例においても、ピストン２０のストロ
ークに対する開口部２２ａの開口面積を前記第１
の実施例と同じにしておけば、管内圧は第１の実
施例と同じに変化する。

なお、その他の構成及び作用については、上記
の第１の実施例と同様なので省略する。

第５図はこの考案の第３の実施例を示してお
り、この実施例は燃料をリークさせず、圧力調整
シリンダ１６の容積変化だけで管内圧を調整する
ようにしたものである。この実施例においても調
圧ピストン２０は、管内圧の増加による上昇スト
ロークの途中で第１、第２スプリング２１，２３
による段階的な付勢力を受けるので、最高管内圧
は前記実施例同様に第６図の鎖線のように変化す
る。

この結果機関高速、高負荷域における管内圧の
時間的な変化は、第８図の破線に示すようにな
り、機関高速、高負荷域における管内圧の低下が
抑えられてNOxの低減及び燃費の向上を図るこ
とができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案は燃料噴射ノズ
ルに至る噴射管に設けたケーシング内に、圧力調
整シリンダ内に摺動する調圧ピストンの所定距離
以内の上昇を附勢する第１スプリングと所定距離
を超えた上昇を附勢する第２スプリングを、所定
距離以内では第２スプリングが作用しない間隔を
保持して上下に対設し、所定距離を超えて上昇す
る調圧ピストンを、第１スプリングに加わる第２
スプリングの附勢力により低速状態に規制してな
るが故に、調圧ピストンの上昇を夫々附勢する第
１スプリングと第２スプリングとの間には、所定
距離内では第２スプリングが作用しない間隔が保
持されているので、第１スプリングにより附勢さ
れる所定距離以内における調圧ピストンの上昇範
囲では、ケーシングに設けた圧力調整シリンダ内
の容積が増加するので、管内圧を下げ、機関の低
速減でのスモークを低減させ燃焼を良好にして燃
費の向上を図ることが出来る。しかも、この調圧
ピストンは、所定距離を超えて上昇した時、上記
第１スプリングに加わる第２スプリングの附勢力
の増大によつて、その上昇度が遅く規制される結
果、管内圧の増加によつて機関の高速域での管内
圧の下がり過ぎが防止できるので、機関の高速域
におけるNOxの発生を有効に低減させることが
出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機関回転数に対する最高管内圧
の特性を示すグラフ説明図、第２図は管内圧制御
装置の概略構成図、第３図は本考案の制御装置の
拡大断面図、第４図及び第５図は制御弁の他の実
施例を示す断面図、第６図は本考案による機関回
転数−最高管内圧特性を示す線図、第７図は本考
案の調圧ピストンのピストンストローク−スプリ
ングセツト力特性を示す線図、第８図は本考案に
よる時間−管内圧特性を示す線図である。 １……燃料タンク、４……燃料噴射ポンプ、５
……燃料噴射管、６……燃料噴射ノズル、１０…
…制御装置、１２……リーク通路、１４……ケー
シング、１６……圧力調整シリンダ、１７……ス
ペーサ、１８……シリンダ、２０……調圧ピスト
ン、２１，２３……スプリング、２２……逃がし
通路、２４……プツシユロツド、Ｆ……燃料。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料噴射ノズルに至る噴射管に設けたケーシン
   グ内に、圧力調整シリンダ内に摺動する調圧ピス
   トンの所定距離以内の上昇を附勢する第１スプリ
   ングと、所定距離を超えた上昇を附勢する第２ス
   プリングを、所定距離内では第２スプリングが作
   用しない間隔を保持させて上下に対設し、所定距
   離を超えて上昇する調圧ピストンを、第１スプリ
   ングに加わる第２スプリングの附勢力により低速
   状態に規制してなる燃料噴射装置に於ける管内圧
   制御装置。