JPH029944A - 燃料噴射装置 - 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） 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関するものである。

（従来技術） 初めに従来技術としてＷ［昭５９−１６５８５８号公報
に開示されたディーゼルエンジン用燃料噴射装置を第５
図に基づいて説明する。

第５図において、ポンプ２９及び圧力ｒｉ！４整器２６
により一定高圧に加圧された燃料は導管２７を通り、一
方では緩衝装置（例えばアキュムレータ）２８を介して
燃料噴射ノズル１の弁座１ｂの上方に形成した燃料溜ま
り室１ｃに供給され、他方では基準位置を示す下死点検
出器１６よりの信号を受゛ける電子制御装置１５によっ
て制御される三方電磁弁１２を介して導管１１に通じ、
更に制御弁体９及び戻しバネ７を収納した制御室８に到
着している。

制御室８に導入された燃料の圧力は油圧ビストン６、ピ
ン４を介して燃料噴射波ｒａ１のニードル１ａに作用す
るように構成されている。また制御弁体９には一端が制
御室８に、他端が導管１１に開口したオリフィス１０が
形成されでいる。

三方電磁弁１２が励磁されていないとき、１７−り管１
３に接続された三方電磁弁１２の排出ポートＺと制御ボ
ー）Ｙ間は遮断され、制御ボー）Ｙと供給ボー）Ｘ間が
連通され、制御室８には高圧燃料が充満している。燃料
溜まり室ＩＣに到着した燃料はその圧力によりニードル
１ａを押し上げようとするが、油圧ピストン６、ビン４
．７ランジ３を介してニードル１ａへ作用する制御室８
の圧力及びバネ５による力の方が勝っており、その結果
、ニードル１ａは弁座１ｂに着座し、燃料は噴射されな
い。ここで、戻しバネ７は油圧ピストン６が上下運動す
る際に制御弁体９が浮遊しなし・ようにする為のもので
あり、その力はバネ５の力や油圧ピストン６に作用する
圧力に比べて無視できる程極めて小さく設定されている
。

三方電磁弁１２が励磁されると、導管２７と接続された
三方電磁弁１２の供給ボー）Ｘと、導管１１に接続され
た三方電磁弁１２の制御ボー）Ｙ間が遮断され、代わっ
てリーク導管１３に接続された排出ボー）Ｚと制御ボー
）Ｙ間が連通される。

従って導管１１の中の圧力は低下し、さらに制御室８の
中の圧力は制御弁体９に形成したオリフィス１０の作用
により比較的ゆっくりと低下する。

燃料溜まり室ＩＣの中の圧力による上向力と制御室８の
中の圧力による下向力との差がバネ５の力より少しでも
勝ったときニードル１ａは開き始める。ニードル１ａが
僅かの高さだけ上がったとき、その勢いは座の表面に及
ぼされる圧力により加速される。

予め設定された噴射期間が終了すると三方電磁弁１２の
励磁は中断され、導管２７と接続された供給ボー）Ｘが
開きリーク導管１３と接続された排出ボー）Ｚは塞がれ
る。これにより導管２７から高圧の燃料が制御室８へ流
入する。この時制御弁体９は弱い戻りバネ７に抗して図
中下方へ開き、急激に大きな通路面積が確保される。や
がて燃料溜まり室ＩＣの中の圧力と制御室８の中の圧力
による力の差よりバネ５の力が勝るとニードル１ａは押
し下げられ噴射が終了する。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来装置によれば、三方電磁弁１２を励磁し制
御ボー）Ｙと排出ポートＺを連通させたとき、制御室８
の圧力は第１，１　フイス１０の作用により除々に低下
し、ニードル１ａはほぼ一定の速度で弁座１ｂから後退
する。このときのニードル１ａのす７ト量を表す特性曲
線は第３図ｄに一点鎖線で示すような直線となる。

ところで、燃料噴射ノズル１の初期噴射率を抑制するに
はオリフィス１０の径を小さくし、ｔｊＳ３図ｄの二、
α鎖線で示すようにリフト量の特性曲線の傾きを小さく
すれば良いが、そうした場合、第３図ｅの二点鎖線で示
すように噴射率もり７Ｆ量の特性曲線に応じて変化する
ため全噴射期間における最大噴射率期間の割合が小さく
なるという問題点があった。

本発明はかかる問題点に鑑み、最大噴射率期間を短縮す
ることなく初期噴射率を抑えることのできる燃料噴射装
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） 上記目的に沿う本発明の構成は、供給ポートと制御ポー
ト及び排出ポートが設けられ供給ポートと制御ポート間
及び制御ポートと排出ポート間を選択的に連通遮断する
三方電磁弁と、この三方電磁の制御ポートに第１７　フ
イスを介して連通された制御室と、該オリアイスが形成
されると共に制御室に移動可能に配設された制御弁体と
を備え、制御室の圧力低下により燃料噴射ノズルのニー
ドルを進退制御するように構成した燃料噴射装置におい
て、前記三方電磁弁に、電磁手段により開閉作動され制
御ポートと排出ポート間を連通遮断する弁体を設けると
共に該弁体に前記制御弁体に当接する突出部を形成し、
該弁体の開作動の初期行程中、この弁体と前記制御弁体
とが一体的に移動して該制御室の容積が増加するように
構成したことを要旨とする。

（イ乍用） 上記構成によれば、制御ポートと排出ポート管を連通遮
断する弁体の開作動の初期行程中、この弁体と制御弁体
が一体的に移動して制御室の容積が増加する。そのため
制御室の圧力は容積増加に応じて低下する。

一方、弁体の開作動の初期行程が終わると、制御弁体の
移動も停止するので制御室容積は増加しなくなる。従っ
て初期行程を過ぎると制御室圧力はオリアイスの径によ
り定まる速さで低下する。

このように弁体の開作動行程中、制御室の圧力低下の速
度が２段階に変化するのでそれに伴いニードルの後退速
度も２段階に変化する。そのためニードルの初期後退速
度を適宜設定することにより最大噴射率期間を短縮する
ことなく初期噴射率を抑えることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明を適用した実施例の要部拡大断面図であ
る。第１図において、燃料噴射装置に設けられた三方電
磁弁１２は供給ボー）Ｘと制御ポートＹ及び排出ボー）
Ｚを設けた弁本体を有し、弁本体３０の内部には一端が
制御ボー）Ｙに開口する通路３１と、該通路３１の他端
に連設された油室３２及び該油室３２と排出ボー）Ｚと
を連通する通路３３が形成され、これら通路３１、油室
３２、通路３３により制御ポートＹと排出ポートＺが接
続されている。また通路３１と油室３２の連設部には第
１弁座３４が設けられ、該第１弁座３４に対向して第１
ｆ＆合孔３５が穿設されている。

この第１嵌合孔３５には制御ボー）Ｙと排出ボー）２間
を連通遮断する弁体として、アウターバルブ３６が摺動
自在に密表されている。そしてアウターバルブ３６の先
端には第１弁座３４に接離するポペット部３７と前記通
路３１を貫通する突出部３８が形成されている。

一方、前記制御ボー）Ｙに連接して、制御室８が配設さ
れ、該制御室８にはオリフィス１ｏを形成した制御弁体
９が移動可能に配設され、戻しばね７により制御ボー）
Ｙ方向へ付勢されている。

そして前記突出部３８は、ポペット部３７が第１弁座３
４に当接した状態のとき制御ボー）Ｙがら僅かに突出し
て制御弁体９に当接するように設定されている。尚、６
は油圧ピストンである。

次に前記アウターバルブ３６の後端にはアーマチャ３９
が一体的に固着され、また内部には突出部３８の先端面
に開口する通路４０と、この通路４０に連設された油室
４１が形成されており、油室４１は弁本体３０に穿設し
た通路４２に連通され、これら通路４０、油室４１、通
路４２により供給ポートＸと制御ボー）Ｙが接続されて
いる。

また通路４０と油室４１の連設部には第２弁座４３が設
けれ、この第２弁座４３に対向して第２嵌合孔４４が油
室４１に連設されている。

この第２嵌合孔４４には供給ボー）Ｘと制御ボー）Ｙ間
を連通遮断するためのインナーバルブ４５が嵌装され、
アウターバルブ３６とインナーバルブ４５は相対的に摺
動自在に組み立てられている。そしてインナーバルブ４
５の先端には前記第２弁座４３に接離するポペット部４
６が形成され、後端は前記弁本体３０の上部に取り付け
たコア４７の一部に形成したストッパ部４８に当接して
おり、図中上方への移動が阻止されている。４っけコア
４７を磁化するためのソレノイドコイルである。これら
コア４７とソレノイドコイル４９及び前記アーマチャ３
９はアウターバルブ３６を吸引する電磁手段を構成して
いる。５０はアフターバルブ３９を図中下方に付勢し、
ポペット部３７を第１弁座３４に圧接させるためのスプ
リングである。

尚、本実施例の他の構成は第５図にもとづいて説明した
従来の燃料噴射装置と同じであるので説明を省略する。

本実施例は以上の構成からなり、次ぎにその作用を第２
ａ−第２ｄ図に基づいて説明する。

第２ａ図はソレノイドコイル４９に電流が印加されてい
ない状態を示し、このときアウターバルブ３６はスプリ
ング５０及び油圧力により下方に押し下げられ、ポペッ
ト部３７が第１弁座３４に圧接して制御ポートＹと排出
ポート２間を遮断しでいる。

一方、このときインナーパルプ４５のポペット部４６に
は油室４１の油圧力が上向きに作用し、ストッパ部４８
に圧接するまで押し上げられるのでポペット部４６が第
２弁座４３から離脱し、供給ボー）Ｘと制御ボー）Ｙ間
が連通される。そのためポンプ２９から圧送された高圧
燃料がオリフィス１０を介して制御室８に導入される。

その結果、ニードル１ａが弁座１ｂに圧接し、ノズル１
からの燃料噴射が阻止される。

第２ａ図に示す状態から次にツレ／イドフィル４９に電
流を印加すると第２ｂ図に示すように、アーマチャア３
９がコア４７に吸引され、アウターパルプ３６は上方に
摺動しポペット部３７が第１弁座３４から離脱して制ａ
ボー）Ｙと排出ポートＺが連通し、ノズル１がら燃料の
噴射が開始される。更にアウターパルプ３６が上方に吸
引されると＃２ｃ図に示すようにアウターパルプ３６に
形成した第２弁座４３がインナーパルプ４５のポペット
部４６に圧接するのでアウターパルプ３６が停止すると
共に供給ボー）Ｘと制御ポートＹ問が遮断される。

第３図ａに７ウターバルブ３６のリフト量を示す特性曲
線を図示する。時刻ｔ１にソレノイドコイル４９が励磁
されると７ウターバルブ３６は上方に移動を開始し、時
刻ｔ、に第２弁座４３がインナーパルプ４５に当接して
停止する。

アウターパルプ３６が上方に吸引される開作動行程の初
期、即ち第３図に示す時刻ｔ１から時刻し２の開、第３
図すに示すように制御弁体９はその前後に作用する圧力
の差と戻しばね８の付勢力により突出部３８に当接した
ままアウターパルプ３６と一体に上方に移動する。従っ
て制御室８の容積が除々に増加するので第３図Ｃに示す
ように制御室８の圧力は緩やかに低下する。そのため第
３図ｄに示すように時刻ｔ、から時刻Ｌ２の間、ニード
ル１ａが緩やかに上昇し、燃料噴射ノズル１の初期噴射
率は第３図ｅに示すごとく抑制される。

初期行程を過ぎると制御弁体９は制御ボー）Ｙを形成す
る弁本体３０の底面に当接して停止するので、それ以後
制御室８の容積は増加しなくなる。

従って、時刻ｔ２から時刻し、の間、制御室８の圧力は
第３図Ｃに示すようにオリフィス１０の径によって定ま
る割合で急速に低下する。それに応じてニードル１ａ＃
Ｊ急速に上昇し、ノズル１の噴射率は速やかに最高噴射
率に到達する。

次にソレノイドコイル４つの印加電流を遮断するとスプ
リング５０の力と油室４１の圧力によりアウターパルプ
３６が急速に下降してポペット部４６から第２弁座４３
が離脱すると共にボベ−／　）部３７が第１弁座３４に
圧接する。そのため供給ボー）Ｘと制御ボー）Ｙが連通
し、制御ボー）Ｙと排出ボー）Ｚが遮断されるので、制
御室８に高圧燃料が流入し油圧ピストン６、ビン４を介
してニードル１ａが下降し弁座１ａに圧着して燃料噴射
が終了する。

高圧燃料が制御室８に流入するとき第２ｄ図に示すよう
に制御弁体９も押し下げられるが、制御室８に高圧燃料
が充満されると戻しばね９の力で押し上げられ、第２図
ａに示すように突出部３８の先端に当接して停止する。

尚、上記実施例では制御弁体９に単一のオリフィス１０
を形成したが、第４図に示すようにこのオリフィス１０
よりも小径のオリフィス１０ａを形成して制御室８の圧
力低下を適宜ｉｌｌ！整してもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、三方電磁弁の制御ポートと排出ポート
間を連通遮断する弁体に、制御室に配設した制御弁体に
当接する突出部を形成することによりこの弁体の開作動
の初期行程中、弁体と制御弁体とが一体的に移動して制
御室の容積が増加するように構成したので、燃料噴射ノ
ズルのニードルの後退速度を開作動行程の途中から変化
させることができる。そのためニードルの初期後退速度
を適宜設定することにより燃料噴射ノズルの最大噴射率
期間を短縮することなく初期噴射率を抑えることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部拡大断面図、第２ａ
図〜第２ｄ図は第１実施例の作動説明図、第３図ａ−ｅ
はそれぞれ第１実施例に設けられたアウターバルブのり
７ト量、制御弁のリフト量、制御室の圧力低下、ニード
ルのリフト量、噴射ノズルの噴射率を示す特性曲線、第
４図は本発明の！ｌＲ２実施例の要部拡大断面図、第５
図は従来の燃料噴射装置を示す概略構成図である。 １・・・燃料噴射ノズル、１ａ・・・ニードル、８・・
・制御室、９・・・制御弁体、１０＝１０ａ・・・オリ
フィス、１２・・・三方電磁弁、３６・・・（弁体とし
ての）アウターバルブ、３８・・・突出部、３９・・・
アーマチュア、４７・・・コア、４９・・・ソレノイド
コイル、Ｘ・・・供給ポート、Ｙ・・・制御ポート、Ｚ
・・・排出ポート。 第２ａ図 第２ｂ［３ 第２Ｃ図 第 図 ２ｔ３ 第２ｄ図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　供給ポートと制御ポート及び排出ポートが設けられ供
   給ポートと制御ポート間及び制御ポートと排出ポート間
   を選択的に連通遮断する三方電磁弁と、この三方電磁の
   制御ポートにオリフィスを介して連通された制御室と、
   該オリフィスが形成されると共に制御室に移動可能に配
   設された制御弁体とを備え、制御室の圧力低下により燃
   料噴射ノズルのニードルを進退制御するように構成した
   燃料噴射装置において、 前記三方電磁弁に、電磁手段により開閉作動され制御ポ
   ートと排出ポート間を連通遮断する弁体を設けると共に
   該弁体に前記制御弁体に当接する突出部を形成し、 該弁体の開作動の初期行程中、この弁体と前記制御弁体
   とが一体的に移動して該制御室の容積が増加するように
   構成したことを特徴とする燃料噴射装置。