JPH03222861A - エンジンの燃料噴射装置 - 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、エンジンの燃料噴射装置において、燃料噴射
時期および噴射量を調節するものに関する。

（従来の技術および課題） ディーゼルエンジンには燃料噴射ノズルと燃料圧送用プ
ランジャを一体としてシリングヘッドに装着する、いわ
ゆるユニットインジェクタがある。

この種の装置として、従来例えば実開昭６１−６５２６
９号公報では、プランジャ室から余剰燃料をタンクに戻
すリターン通路の途中を開閉する電磁弁が介装され、プ
ランジャの圧縮行程の途中でこの電磁弁が閉じることに
より燃料噴射が行われる。

また、Ｖｆ開昭５７−１３２（３８号公報で・は、圧送
用プランジャとは別にプランジャ室の′０積を可変とす
るタイミングプランジャが備えられ、このタイミングプ
ランジャを駆動する燃料圧力を調節するのにやはり電磁
弁が設けられている。

いずれの場合も、電磁弁は高圧燃料の流れを非常に高速
で遮断する必要があるため、十分なタイミング精度が得
られず、燃料の噴射時期および噴射量を的確に調節する
ことが難しいという問題点があった。

本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。

〈問題点を解決釘るための手段） 上記目的を達成するため本発明では、エンジン回転に同
期して往復駆動されるプランジャと、このプランジャ室
によって伸縮されるプランジャ室と、このプランジャ室
にフィードポンプから吐出する加圧燃料を導く供給通路
と、プランジャ室で圧縮された高圧燃料を噴射ノズルに
導く噴射通路と、プランジャ室から余剰燃料をタンクに
戻すリターン通路とを設けたエンジンの燃料噴射装置に
お（・で、一端がプランジャ室に面しかつ他端がリター
ン通路側に面して摺動可能なフリーピストンと、このフ
リーピストンをプランジャ室が収縮する方向に付勢する
スプリングと、フリーピストンのプランジャ室が拡大す
る方向への変位を規制する手段を設けた。

（作用） プランジャ室にはフィードポンプから供給通路を介して
燃料が充填され、プランジャの圧縮行程初期はプランジ
ャの動きに追従して７リーピストンが摺動して圧力上昇
が少なく、プランジャの摺動がある程度進んて°７リー
ピストンの摺動が変位規制手段により止められることに
よりプランジャ室の圧力が！Ｌ激に上昇し、噴射通路お
よび噴射ノズルを介して燃焼室への燃料噴射が行われる
。

プランジャ室にフィードポンプから吐出する加圧燃料が
光ｊＩｔされる行程で、フリーピストンはスプリングの
付勢力によりプランジャ室の燃料圧力とつり合うス）ｏ
−りだけ突出し、これによりプランジャの圧縮行程で７
リーピストンがプランジャに追従して摺動するストロー
クが決まり、このストロークが小さい程プランジャ室に
おいて圧力上昇が始まるタイミングが早まり、燃料噴射
時期が進角するとともに燃料噴射量が増大する。

このように、フリーピストンの初期ストロークはプラン
ジャ室に導かれる燃料圧力により変わり、燃料噴射時期
および噴射量を精度良く調節することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

ｍｉ図に示すインノエクタ１はエンジンのシリンダヘッ
ドに取付けられ、燃焼室に臨む燃料噴射７：）ニル２と
、燃料を圧送するプランジャ３等がユニット比して設け
られる。

噴射ノズル２はノてルボデイ４の噴口５を開閉する針弁
６が孔９内に摺動自在に収装され、針弁６はノズルスプ
リング７によりリテーナ８を介して開弁方向に付勢され
ている。

プランジャ３は孔１１内に摺動自在に収装され、プラン
ジャスプリング１２によりタペット２５をなして上方向
に付勢され、タペット２５の上端にｍ接する図示しない
カムによりプランジャスプリング１２を圧縮しながら往
復駆動される。このカムはエンジンに同期して回転し、
ピストン上死魚Ａ　前ｔｉて・リフトする所定のプロフ
ィールを有している。

孔】１内に１よプランジャ３によって伸縮されるグラン
ツヤ室１３が画成される。孔１１の途中には燃料供給通
路１４と燃料噴射通路１５および燃料リターン通路１６
がそれぞれ所定位置に接続し、供給通路１４を介して図
示しないフィードポンプからの燃料が圧送され、噴射通
路１５を介して噴射燃料をノズル２に圧送し、リターン
通路１Ｇを介して余剰燃料がタンクに戻される。

プランジャ３は斜めに切欠かれたり一ド１０を有し、プ
ランジャ３が下降する過程でリターン通路１６の開口部
を開く。

プランジャ３と針弁６の開にはフリーピストン１７が孔
１８に摺動自在に収装され、７リーピストン１７と針弁
６の間に画成される低圧室２３はリターン通路１６を介
してタンクに連通する。

フリーピストン１７はスプリング１９１こより上方向に
付勢され、プランジャ室１３に導かれるフィードポンプ
からの燃料圧力によりスプリング１９を圧縮しながら下
降するようになっている。フイ−ドボンプはエンジンに
同期して回転するベーンポンプ等で構成され、その吐出
圧力をエンジン回転数に伴って上昇させる特性を有して
いる。

７リーピストン１７の変位を規制する手段として、フリ
ーピストン１７に当接するリテーナ２１が設けられる。

リテーナ２１はノズルスプリング７の付勢力により座面
２２に着座している。

この実施例ではフリーピストン１７の下端にロッド部２
０が突出し、針弁６がｍ弁位置にありかつ７リーピスト
ン１７がリテーナ２１に着座した状態で、このロッド部
２０の下端と針弁６の上端との間にはリテーナ８を介し
て所定値Ｌ１の隙間が設けられ、ロッド部２０によって
針か６のり７トを一時的に規制する。なお、針弁のす７
トを規制する座面２４と針弁６の端面の開には所定値Ｌ
２（Ｌ２＞Ｌｌ）の隙間が設けられている。

大に作用について説明する。

プランジャ３が引き上げられた状態でプランジャ室１３
にはフィードポンプから供給通路１４を介して加圧燃料
が充填され、プランジャ３の圧縮行程初期はプランジャ
３の動きに追従してフリーピストン１７が摺動するので
プランジャ室１３の圧ノＪ上昇が少なく、プランジャ３
の摺動がある程度進んでフリーピストン１７の摺動がリ
テーナ２１により止められることによりプランジャ室１
３の圧力が急激に上昇し、噴射通路１５を介して針弁６
をリフトさせなから噴口５がら燃焼室への燃料噴射が行
われる。

プランジャ室１３にフィードポンプから吐出する加圧燃
料が充填される行程で、フリーピストン１７はスプリン
グ１９の付勢力によりプランジャ室１３の燃料圧力とつ
り合うストロークＬ、だけ突出し、これによりプランジ
ャ３の圧縮行程でフリーピストン１７がプランジャ３に
追従して摺動するストロークＬ、が決まり、このストロ
ークＬ。

が小さい程プランジャ室１３において圧力上昇が始まる
タイミングが早まり、燃料噴射時期が進角するとともに
燃料噴射量が増大する。

上記フリーピストン１７の初期ストロークＬ。

はプランジャ室１３に導かれるフィードポンプの吐出圧
に応じて変化する。フィードポンプの吐出圧はエンジン
回転数に応じて増大し、低回転時に例えば２〜３　Ｋｇ
／ａｍ？どなってフリーピストン１７のストロークＬ、
を大きくして燃料噴射時期を比較的に遅角側に保つとと
もに燃料噴射量を少なくし、高回転時に例えば１０　Ｋ
ｇ／ｃｔａ２程度となって、フリーピストン１７のスト
ロークＬ、を小さくして、燃料噴射時期を進めるととも
に噴射量を大きくする。このようにして、プランジャ室
１３に導かれる燃料圧力によりフリーピストン１７のス
トロークＬ、を変えて燃料噴射時期および噴射量を的確
に調節することが可能となる。

この実施例の場合、プランジャ３の圧縮行程で、針弁６
の初１７Ｊ閏弁圧に達すると、針弁６はフリーピストン
１７に対する隙間り、だけリフトし、噴口５から燃料が
比較的に低い噴射率で燃焼室に噴射さｔしる。プランジ
ャ３がさらに下降を続け、針弁６に導かれる圧力が上昇
して全開弁圧力に達すると、針弁６はフリーピストン１
７と互いに当接した状態で両者の受圧面積の相異（孔９
は孔１８より大径に設定されている）によりさらに上昇
して最終的には隙間Ｌ２だけ上昇し、噴口５がら燃料が
比較的に高い噴射率で燃焼室に噴射される。

このように針弁６の開弁圧を２段階とし、噴射開始初期
において低噴射率となることにより着火遅れ量を少なく
でき燃費およびスモーク等が改善され、その後高噴射率
となるため短時間燃焼による高効率および高出力化がは
かれる。

次に、他の実施例として、第２図に示すように、フィー
ドポンプとインノエクタ１を結ぶ供給通路１４の途中に
圧力制御電磁弁３１を設け、フントロールユニット３２
は回転数と負荷等のエンジン運転状態に応じて圧力制御
電磁弁３１の開弁率をデユーティＩＩＪ御してプランジ
ャ室１３に導かれる燃料圧力を調節する。

第３図はこの制御によって得られる燃料噴射時期の特性
を示しており、エンジン回転数と負荷の上昇に件って噴
射時期の進角度が大きくなり、燃料噴射量をきめ細かに
調節できる。

また、第４図に示すように、インノエクタ１とタンクを
結ぶリターン通路１６の途中に圧力制御＃３３を設け、
コントロールユニット３４は回転数と負荷等のエンジン
運転状態に応じて圧力制御電磁弁３３の開弁率をデユー
ティ制御し、ブランツヤ室１３の燃料圧力を調節する。

この場合も、エンジン回転数と負荷に応じて燃料噴射時
期および燃料噴射量をきめ細かに調節できる。

犬に、第５図に示釘池の実施例は、フリーピストン１７
に４弁６と当接する部位を設けることがなく、燃料の噴
射行程で４井６のリフトを規制せず、燃料の噴射率がで
、激に立ち上がるようにしたものである。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、エンジン回転に同期して往
復駆動されるブランツヤと、このブランツヤによって伸
縮されるブランツヤ室と、このブランツヤ室にフィード
ポンプから吐出する加圧燃料を導く供給通路と、ブラン
ツヤ室で圧縮された高圧燃料を噴射ノズルに導く噴射通
路と、プランジャ室から余剰燃料をタンクに戻すリター
ン通路とを設けたエンジンの燃料噴射装置において、端
がプランジャ室に面しかつ他端がリターン通路側に面し
て摺動可能なフリーピストンと、このフリーピストンを
プランジャ室が収縮する方向に付勢するスプリングと、
フリーピストンのプランジャ室が拡大する方向への変位
を規制する手段を設けたため、フィードポンプからプラ
ンジャ室に導かれる燃料圧力に応じて７リーピストンの
ストロークが決まり、燃料噴射時期および噴射量を精度
良く調節［ることが可能となり、従来の高圧燃料を連断
する高速電磁弁を不要とし、製作コストダウンや信頼性
の向上がはがれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すインジェクタの断面図で
ある。第２図は他の実施例を示す構成図、第３図は燃料
噴射時期の特性図である。第４図はさらに他の実施例を
示す構成図である。ｍ５図はさらに他の実施例を示すイ
ンジェクタの断面図である。 １・・・インジェクタ、２・・・ノズル、３・・・プラ
ンジャ６・・・側弁、７・・・ノズルスプリング、１３
・・・プランジャ室室、１４・・・供給通路、１５・・
・噴射通路、１６・・リターン通路、１７・・・フリー
ピストン、１９・・スプリング、２１・・・リテーナ、
２３・・・低圧室。 笥 図 第 ２ 図 第３ 図 回転数 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転に同期して往復駆動されるプランジャと、
   このプランジャによって伸縮されるプランジャ室と、こ
   のプランジャ室にフィードポンプから吐出する加圧燃料
   を導く供給通路と、プランジャ室で圧縮された高圧燃料
   を噴射ノズルに導く噴射通路と、プランジャ室から余剰
   燃料をタンクに戻すリターン通路とを設けたエンジンの
   燃料噴射装置において、一端がプランジャ室に面しかつ
   他端がリターン通路側に面して摺動可能なフリーピスト
   ンと、このフリーピストンをプランジャ室が収縮する方
   向に付勢するスプリングと、フリーピストンのプランジ
   ャ室が拡大する方向への変位を規制する手段を設けたこ
   とを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。