JPH02286868A

JPH02286868A - ユニット型燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH02286868A
Application number: JP10589789A
Authority: JP
Inventors: Shinwa Ri; 李　新和; Kenichi Kubo; 賢一久保
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-11-27

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］この発明は、燃料噴射ノズルが一体に組み込まれたユニ
ット型燃料噴射装置に関する。

［従来の技術］近年、燃料噴射装置においては、インジェクションバイ
ブが不用で、その分だけデッドスペースを減少させるこ
とができ、これによって燃料の高圧化をなし得る等の理
由により、燃料噴射ノズルを一体に組み込んだユニット
型燃料噴射装置が多用されるようになってきた。そのよ
うなユニット型燃料噴射装置としては、特開昭５９−１
９４０７３号公報、特開昭６２−７９７０号公報等にお
いて各種のものが提案されている。

ところで、従来のユニット型燃料噴射装置は、装置本体
の上端部に燃料加圧室内の燃料を加圧するプランジャが
その軸線を上下方向に向けて摺動自在に設けられる一方
、装置本体の下端部に燃料噴射ノズルが設けられており
、プランジャによって加圧された燃料を°装置本体の内
部に形成された高圧通路を介して燃料噴射ノズルに圧送
し、燃料噴射ノズルからエンジンの燃焼室に噴射するよ
うになっている。

また、装置本体には、その側方へ突出する側部が設けら
れており、側部には電磁バルブか設けられている。この
電磁バルブは、プランジャによる実質的な燃料の加圧開
始時期および終了時期を調節するものであり、電磁バル
ブと燃料加圧室との間にはスピル通路が設けられ、電磁
バルブと装置本体に設けられた燃料供給系との間には給
排通路が設けられている。

上記構成において、プランジャの加圧移動（往動）中ニ
”Ｅｆ電磁バルブ閉弁させるとスピル通路が閉じられ、
プランジャによる燃料の実質的な加圧が開始する。逆に
、開弁させると燃料加圧室内の高圧燃料がスピル通路お
よび給排通路を介して燃料供給系に戻される。したがっ
て、プランジャによる燃料の実質的な加圧が終了する。

プランジャの復動中は電磁バルブが開弁じており、燃料
供給系から給排通路およびスピル通路を介して燃料加圧
室に燃料が供給される。

［発明が解決しようとする課題］上記従来のユニット型燃料噴射装置においては、電磁バ
ルブが装置から側方へ突出する側部に設けられているた
め、電磁バルブと燃料加圧室との間には長いスピル通路
を形成しなければならず、スービル通路の分だけいわゆ
るデッドスペースが増大する。このため、インジェクシ
ョンバイブを配設する場合に比して燃料の高圧化を図る
ことができるものの、より一層の高圧化を達成すること
が困難であった。

また、燃料供給系から燃料加圧室内に燃料を導入する際
には、給排通路およびスピル通路を経由しているため、
導入のための通路が長くなり、燃料加圧室に対する燃料
の供給効率が低下してしまうという問題があった。

また、スピル通路および給排通路は、多数の孔を連結し
て形成されており、しかも番孔は細く、かつ長いもので
ある。このため、各通路の加工に手間がかかり、製造コ
ストが高騰するという問題があった。

さらに、電磁バルブを装置本体に取り付けるための側部
が装置本体から側方へ突出して形成されているため、エ
ンジン周りのレイアウト上の自由度が制限されるという
問題があった。

さらにまた、特開昭６２−７９７０号公報に記載のもの
のように、スピル通路がプランジャの軸線に対して傾斜
している場合には、スピル通路と燃料加圧室との交差部
に鋭角部が生じ、そこから装置本体が疲労破壊するおそ
れがあった。

この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
、燃料のより一層の高圧化、燃料加圧室に対する燃料の
供給効率の向上および製造費の低減を達成することがで
き、また、エンジン周りのレイアウトの自由度を向上さ
せることができ、さらに装置本体の疲労破壊を防止する
ことができるユニット型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］この発明は、上記の目的を達成するために、電磁バルブ
を燃料加圧室と燃料噴射ノズルとの間の装置本体の内部
に配設し、電磁バルブによって高圧通路と燃料供給系と
の間を開閉することにより、燃料加圧室と燃料供給系と
の間を連通、遮断させるようにしたものである。

［作用］プランジャによる燃料の加圧中に電磁バルブを開弁させ
ると、燃料は高圧通路から燃料供給系にスピルされる。

また、プランジャの加圧移動方向と逆方向への移動中、
電磁バルブは開弁じており、燃料供給系から高圧通路を
介して燃料が燃料加圧室内に導入される。

このように、高圧通路がスピル通路を兼ねているので、
スピル通路を形成する必要がなく、その分だけデッドス
ペースを小さくすることができる。

これによって、燃料のより一層の高圧化が達成される。

また、電磁バルブが装置本体の内部に配置されているの
で、燃料供給系を電磁バルブに近接して設けることがで
きる。したがって、給排通路を極く短くするか、あるい
は形成の必要がなくなる。

よって、燃料の供給効率を向上させることができる。

スピル通路を形成する必要がなく、しかも給排通路を極
く短くするか、あるいは形成する必要がないので、それ
らの加工に要する手間を大幅に軽減することができ、こ
れによって製造費を低減することができる。

さらに、電磁バルブが装置本体の内部に形成されている
から、装置本体から側方へ突出する側部を形成する必要
がなく、その分だけエンジン周りのレイアウトの自由度
を大幅に向上させることができる。

さらにまた、電磁バルブが燃料加圧室と燃料噴射ノズル
との間に位置しているので、電磁バルブと燃料加圧室と
の間の高圧通路をプランジャの軸線に対して傾斜させる
ことなく、それと平行にすることができる。つまり、高
圧通路を燃料加圧室の壁面に対して直交させることがで
きる。したがって、鋭角部が形成されることがなく、装
置本体の疲労破壊を防止するっことができる。

［実施例コ以下、この発明の一実施例について、第１図および第２
図を参照して説明する。なお、第１図はこの発明に係る
ユニット型燃料噴射装置を示す縦断面図であり、第２図
はその要部の拡大断面図である。

第１図に示すように、このユニット型燃料噴射装置Ｕは
、装置本体１を備えている。この装置本体１は、軸状を
なす上本体部２と、この上本体部２の下端部に互いの軸
線りを一致させた状態で螺合された筒状をなす下本体部
３とから構成されている。

上本体部２には、上端面から下方へ向かって順次、大径
孔４、プランジャ収納孔５および燃料加圧室６がそれぞ
れの軸線を軸線りと一致させて形成されている。プラン
ジャ収納孔５には、燃料加圧室６内に導入された燃料を
加圧するためのプランジャ７の下端部が摺動自在に挿入
されている。

このプランジャ７の上端部は、大径孔４内に突出してお
り、大径孔４に摺動自在に挿入された追従部材８の下端
部に上下方向移動不能に係合されている。これによって
、プランジャ７が追従部材８とともに上下動するように
なっている。追従部材８と上本体部２との間には、追従
部材８を上方へ付勢するばね９が設けられている。この
ばね９の付勢力により、追従部材８の上端面がカム軸の
カム部（いずれも図示せず）に押圧接触せしめられてい
る。また、上本体部２の上端部には、大径孔４から上本
体部２の外周面まで貫通し、上下方向に延びる長孔１０
が形成されており、追従部材８には、長孔ｌＯに一部が
上下方向移動自在に挿入されたビン１１が固定されてい
る。このピン１１が長孔１０の上側の側面に突き当たる
ことにより、追従部材８およびプランジャ７が上本体部
２から上方へ抜は出るのが防止されている。

上記構成において、カム軸が回転すると、それに追随し
て追従部材８およびプランジャ７が上下動する。プラン
ジャ７が下動すると、燃料加圧室６内の燃料が加圧され
る。逆に、プランジャ７が上動すると、燃料加圧室６内
に燃料が導入される。

なお、燃料加圧室６において加圧された燃料がプランジ
ャ収納孔５とプランジャ７との間から外部へ漏出するの
を防止するために、プランジャ収納孔５の中間部内周面
には、環状溝１２が形成されており、この環状溝１２に
溜まった燃料を後述する燃料室３７に戻すために、上本
体部２には戻し孔１３が形成されている。

上記下本体部３の内部には、上端側がら下端側へ向かっ
て順次、後述する電磁バルブ■の軸体４１と、スペーサ
１４とばねホルダ１５とが挿入されている。そして、下
本体部３を上本体部２にねじ込むと、下本体部３によっ
てばねボルダ１５、スペーサ１４および軸体４１が上方
へ向がって押圧され、軸体４１が上本体部２の下端面に
押し付けられる。これによって、ばねホルダ１５、スペ
ーサ１４および軸体４１が下本体部３に保持されるとと
もに、下本体部３がそれらを保持した状態で上本体部２
に固定されている。

ばねホルダＩ５の・下端面中央部には、上方へ向かって
延びるばね収納孔１６が形成されている。

このばね収納孔１６には、後述する針弁２９を下方へ向
かつて付勢するノズルばね１７が収納されている。この
ノズルばね１７の付勢力は、その上端部とばね収納孔１
６の底面との間に配置されたスペーサ１８の厚さを変え
ることによって調節可能である。

また、ばねホルダ１５の下端部には、燃料噴射ノズルＮ
が取り付けられている。すなわち、ばねホルダ１５の下
端部には、軸線を軸線Ｉ７と一致させた筒状のノズルホ
ルダ１９が螺合されている。

このノズルホルダ１５には、その上端側から下端側へ向
かって順次、スペーサ２０およびノズル本体２１が挿入
されている。そして、ノズルホルダ１９をばねホルダ１
５にねじ込むと、ノズルホルダ１９によってノズル本体
２１が上方へ押圧され、ひいてはスペーサ２０がばねホ
ルダ１５の下端面に押し付けられる。これによって、ノ
ズル本体２１およびスペーサ２０がノズルホルダ１９に
保持されるとともに、ノズルホルダＩ９がそれらを保持
した状態でばねホルダ１５に固定されている。

なお、符号２２は、スペーサ２０の位置決め用のピンで
ある。

ノズル本体２１には、軸線り上をその上端面から下方へ
向かって延びる針弁収納孔２３が形成されている。この
針弁収納孔２３の中間部には、それよりも大径の燃料溜
まり２４が形成され、その下端部には弁座２５が形成さ
れている。さらに、ノズル本体２１の下端部には、弁座
２５を介して針弁収納孔２３に連なるサック部２６が形
成され、このサック部２６からノズル本体２１の下端部
外周面まで延びる噴射孔２７が形成されている。

燃料溜まり２４は、高圧通路２８を介して燃料加圧室６
に連通せしめられている。高圧通路２８は、この場合、
ノズル本体２１、スペーサ２０゜ばねホルダ１５、スペ
ーサ１４および軸体４１にそれぞれ形成された孔２１ａ
、２０ａ、１５ａ。

１４ａ、４１並びに上本体部２の下端部に形成された孔
２ａから構成されている。

上記針弁収納孔２３には、針弁２９が摺動自在に挿入さ
れている。この針弁２９は、針弁収納孔２３の上端部に
摺動自在にかつ液密に嵌合せしめられた上端側の大径部
３０と、針弁収納孔２３よりも小径に形成された下端側
の小径部３１と、これら大径部３０と小径部３１との間
に形成された受圧部３２とを備えており、その下端面に
は、弁座２５に着座して針弁収納孔２３とサック部２６
との間を遮断する弁部３３が形成されている。また、針
弁２９の上端面には、軸部３４が形成されている。この
軸部３４は、スペーサ２０の中央部に形成された貫通孔
２Ｏｂ内に突出しており、ばね受け３５を介して上記ノ
ズルばね１７によって下方に付勢されている。そして、
ノズルばね１７の付勢力によって針弁２９が弁座２５に
着座せしめられている。

上記構成において、燃料加圧室６内の高圧燃料が高圧通
路２８を介して燃料溜まり２４に圧送され、受圧部３２
に作用する燃料の押圧力がノズルばね１７の付勢力より
も大きくなると、針弁２９がスペーサ２０に突き当たる
までリフトする。すると、燃料溜まり２４内の燃料が、
針弁２９の小径部３１と弁収納孔２３との間、および弁
部３３と弁座２５との間を通ってサック部２６へ向かい
、噴射孔２７からエンジンの燃焼室に噴射される。

燃料の圧送が中断すると、針弁２９がノズルばね１７の
付勢力によって弁座２５に着座せしめられ、燃料噴射が
終了する。

なお、燃料噴射終了時点から次の燃料噴射が開始するま
での間、燃料溜まり２４内の圧力を所定の圧力に保持す
るために、ばねホルダ１５の上端部で高圧通路２８の中
途部には、孔１４ａから孔１５ａへの燃料の流入を許容
し、孔１５ａから孔１４ａへの燃料の流入を阻止する周
知構造の逆止弁３６が設けられている。

また、上記下本体部３の内部には、上本体部２とばねホ
ルダ１５とによって燃料室３７が区画形成されている。

この燃料室３７は、スペーサ１４に形成された孔１４ｂ
１ばねホルダ１５にそれぞれ形成された孔１５ｂおよび
環状溝１５ｃを介して、下本体部３に形成された燃料流
入孔３８に連通せしめられている。そして、燃料流入孔
３８から燃料が導入されるようになっている。なお、燃
料流入孔３８には、燃料中に含まれるゴミ等を取り除く
ためのフィルタ３９が設けられている。

また、燃料室３７に臨む下本体部３の壁部には、それを
貫通する燃料流出孔４０が形成されている。

この燃料流入孔４０から、燃料室３７内に導入された燃
料のうちの余剰分の燃料が流出するようになっている。

ここで、燃料流入孔３８、環状溝１５ｃ１孔１５ｂ、１
４ｂ、燃料室３７および燃料流出孔４０によって燃料供
給系が構成されており、この場合には、燃料を循環させ
るようにしているが、燃料流出孔４０を形成することな
く、燃料室３７に所定の圧力（数Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　
、程度）の燃料を常時供給するようにしてもよい。

上記燃料室３７内には、電磁バルブ■が設けられている
。この電磁パルプＶは次のように構成されている。

すなわち、燃料室３７内には、軸体４１がその軸線を軸
線りと一致させた状態で上本体部２とスペーサ１４とに
よって挟持固定されている。この軸体４１には、その軸
線上を上端面から下端面まで貫通する縦孔４２が形成さ
れている。この縦孔４２は、高圧通路２８の一部をなす
ものであり、その上端部が孔２ａを介して燃料加圧室６
に連通せしめられている。一方、縦孔４２の下端部は、
孔１４ａ、１５ａ、２０ａおよび２１ａを介して燃料溜
まり２４に連通せしめられている。

軸体４１の内部には、縦孔４２の中間部においてそれと
直交し、両端部が軸体４１の外周面に開口する横孔４３
が形成されている。この横孔４３が開口する軸体４１の
外周面には、環状溝４４が形成されている。この環状溝
４４に対して上側において隣接する軸体４１の外周面に
は、環状の突出部４５が形成されている。この突出部４
５の下側の側面と環状溝４４の上′側の側面とは、１つ
のテーパ面を形成しており、そこが弁座４７とされてい
る。

また、突出部４５より下側の軸体４１の外周面には、ス
リーブ４７が摺動自在に、かつ液密に嵌合せしめられて
いる。このスリーブ４７は、環状溝４４を遮蔽・開放す
ることにより、横孔４３と燃料室３７との間を連通・遮
断するためのものであり、その上端部には弁座４６に着
座する弁部４８が形成されている。

上記構成において、プランジャ７による燃料の加圧中に
スリーブ４７を弁座４６に着座させると、環状溝４４と
燃料室３７との間が遮断される。したがって、燃料加圧
室６から孔２ａを介して縦孔４２に流入した燃料は、孔
１５および高圧通路２８を構成する他の孔を介して燃料
噴射ノズルＮの燃料溜まり室２４に圧送され、燃料の噴
射が開始する。逆に、燃料の加圧中にスリーブ４７を下
方へ移動させて弁座４６からり、フトさせると、縦孔４
２に流入した燃料が横孔４３および環状溝４４を介して
燃料室３７内に流出する。この結果、燃料噴射々（終了
する。

また、燃料室３７に臨むばねホルダ１５の上端部には、
筒体４９が螺合固定されている。この筒体４９の上端部
は、スリーブ４７の中間部まで延びており、その上端部
には内側へ向かって突出する環状のばね受は部５０が形
成されている。このばね受は部５０と、スリーブ４７の
下端部に設けられたばね受は部材５１との間には、スリ
ーブ４７を下方へ付勢して弁座４６からリフトさせるた
めのバルブばね５２が設けられている。このバルブばね
５２の付勢力に抗してスリーブ４７を上方へ移動させて
弁座４６に着座させるために、軸体４１の上端部には、
電磁ソレノイド５３を有するステータ５４が嵌合され、
圧入等の手段によって固定されている。このステータ５
４の磁力をスリーブ４７に効率的に作用させるために、
スリーブ４７の上端部には、そこから外方に向かって突
出し、ステータ５４と対向するフランジ部５５が形成さ
れている。

ここで、スリーブ４７の上端部にフランジ部５５を形成
すると、フランジ部５５とステータ５４との間に存する
燃料がスリーブ４７の上方への移動に対する抵抗として
作用するため、ソレノイド５３に通電した際に、スリー
ブ４７の応答性が悪化するおそれがある。そこで、フラ
ンジ部５５の基端部には、そこを上下に貫通する逃がし
孔５６が形成され、フランジ部５５とステータ５４との
間の燃料を逃がし孔５６を介してフランジ部５５よりも
下側の燃料室３７内に流出させるようになっている。な
お、逃がし孔５６とともに、あるいはそれに代えて、フ
ランジ部５５の中間部に貫通孔を形成してもよい。

上昇構成のユニット型燃料噴射装置Ｕにおいては、プラ
ンジャ７の下方への加圧移動中に電磁ソレノイド５３に
通電すると、スリーブ４７が弁座４６に着座し、プラン
ジャ７による燃料加圧室６内の燃料の実質的な加圧が開
始する。加圧された燃料は、高圧通路２８を介して燃料
噴射ノズルＮの燃料溜まり２４に圧送される。そして、
燃料溜まり２４内の燃料による針弁２９に対する上方へ
の押圧力がノズルばね１７の付勢力よりも大きくなると
、針弁２９が弁座２５からリフトし、噴射孔２７から燃
料が噴射される。

また、プランジャ７の加圧移動中に電磁ツレ／イド５３
に対する通電を停止すると、スリーブ４７がバルブばね
５２の付勢力によって弁座４６からリフトせしめられ、
高圧通路２８（縦孔４２）内の燃料が横孔４３および環
状溝４４を介して燃料室３７内に流出する。この結果、
燃料溜まり２４内ノ圧力が低、下し、針弁２９がノズル
ばね１７の付勢力によって弁座２５に着座せしめられ、
燃料噴射が終了する。なおこのとき、燃料溜まり２４内
の圧力が予め設定された圧力よりも低下しないよう、逆
止弁３６が孔１４ａと孔１５ａとの間を遮断する。

一方、プランジャ７の上動中は電磁ソレノイド５３に対
する通電が停止しており、スリーブ４７は弁座４６から
リフトしている。したがって、プランジャ７の上動に伴
い、燃料室３７内の燃料が環状溝４４、横孔４３、縦孔
４２および孔２ａを介して燃料加圧室６内に導入される
。

このように、上記のユニット型燃料噴射装置Ｕにおいて
は、従来の丘ニット型燃料噴射装置におけるスピル通路
および給排通路が形成されていない。したがって、燃料
の高圧化を阻害するデッドスペースを最小限に抑えるこ
とができ、燃料のより一層の高圧化を達成することがで
き、また燃料加圧室６に対する燃料の供給効率を向上さ
せることができる。さらに、製造費を低減することがで
きる。また、燃料噴射装置Ｕ全体が１つの軸状になって
おり、装置本体１に側部が形成されていない。したがっ
て、側部が形成されていない分だけレイアウトの自由度
を広くすることができる。さらに、燃料加圧室６と交差
するものは、高圧通路２８の孔２ａだけであり、孔２ａ
は燃料加圧室６と直交している。したがって、鋭角部が
形成されることがなく、装置本体１の疲労破壊を防止す
ることができる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものでなく
、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であ
る。例えば、電磁バルブＶについては、その上下の向き
を逆に配置してもよい。また、上記の実施例においては
、バルブばね５２によってスリーブ４７をリフトさせる
一方、電磁ソレノイド５３およびステータ５４によって
スリーブ４７を弁座４６に着座させるようにしているが
、これとは逆に、バルブばね５２によってスリーブ４７
を弁座４６に着座させ、電磁ソレノイド５３およびステ
ータ５４によってスリーブ４７をリフトさせるようにし
てもよい。また、電磁バルブ■に代えて、他の電磁バル
ブを用いてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、この発明のユニット型燃料噴射装
置によれば、電磁バルブを燃料加圧室と燃料噴射ノズル
との間の装置本体の内部に配設し、電磁バルブによって
高圧通路と燃料供給系との間を開閉することにより、燃
料加圧室と燃料供給系との間を連通、遮断させるように
しているから、燃料のより一層の高圧化、燃料加圧室に
対する供給効率の向上および製造費の低減を達成するこ
とができ、また、エンジン周りのレイアウトの自由度を
向上させることができ、さらに装置本体の疲労破壊を防
止することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

添付の第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す
もので、第１図はその縦断面図、第２図は要部の拡大断
面図である。Ｕ・・・ユニット型燃料噴射装置、Ｎ・・・燃料噴射ノ
ズル、■・・・電磁バルブ、し・・・軸線、１・・・装
置本体、５・・・プランジャ収納孔、６・・・燃料加圧
室、７・・・プランジャ、２８・・・高圧通路、３７・
・・燃料室、４１・・・軸体、４２・・・縦孔、４３・
・・横孔、４７・・・スリーブ、５２・・・バルブばね
、５３・・・電磁ソレノイド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一端部に燃料加圧室内の燃料を加圧するプランジ
ャが設けられた装置本体と、この装置本体の他端部に前
記プランジャの軸線上に位置するようにして設けられ、
前記プランジャによって加圧された燃料を噴射する燃料
噴射ノズルと、前記燃料加圧室と前記装置本体の内部に
設けられた燃料供給系との間を連通・遮断する電磁バル
ブとを備え、前記装置本体の内部には、燃料加圧室と燃
料噴射ノズルとを接続するための高圧通路が形成された
ユニット型燃料噴射装置において、前記電磁バルブを前
記燃料加圧室と前記燃料噴射ノズルとの間の前記装置本
体の内部に配設し、この電磁バルブによって前記高圧通
路と前記燃料供給系との間を開閉することにより、前記
燃料加圧室と前記燃料供給系との間を連通、遮断させる
ようにしたことを特徴とするユニット型燃料噴射装置。
（２）前記燃料加圧室と前記燃料噴射ノズルとの間の前
記装置本体の内部には、燃料供給系の一部となる燃料室
が形成されており、前記電磁バルブは、軸線を前記プラ
ンジャの軸線とほぼ一致させて前記燃料室に配設された
軸体と、この軸体の外周に摺動自在に設けられたスリー
ブと、このスリーブを前記軸体の軸線方向の一方向へ付
勢するバルブばねと、このバルブばねの付勢力に抗して
前記スリーブを前記軸体の軸線方向における他方向へ移
動させる電磁ソレノイドとを備え、前記軸体の内部には
、その軸線に沿って延び、前記高圧通路の一部をなす縦
孔が形成されるとともに、この縦孔からそれと交差する
方向に延びて前記燃料室に臨む外周面に開口し、その開
口部が前記スリーブによって開閉せしめられる横孔が形
成されていることを特徴とする請求項（１）に記載のユ
ニット型燃料噴射装置。