JPH0419354A

JPH0419354A - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0419354A
Application number: JP2119476A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Fukae; 深江　伸宜
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JP2784553B2

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、電子制御式のスピル弁によって燃料供給量
を制御するようにした内燃機関の燃料噴射装置に関する
ものである。

〈従来の技術〉スピル弁の開閉を電子回路によって制御するようにした
燃料噴射装置は広く普及しており、運転状態に応じて適
切に燃料を供給することができるので排気ガスの浄化や
燃料消費の低減等に有効である。

〈発明が解決しようとする課題〉電子制御式の場合には、電子回路やその出力信号によっ
て作動する各種のアクチュエータ、あるいは各部の状態
を電子回路に入力するセンサなどが故障すると正常な動
作ができず、機関の運転を続けることができなくなる。

このため一般には機関を停止させることになるが、舶用
機関における機関停止は漂流や横波による転覆等の人命
にかかわる事故につながる危険性があるので、故障時で
も一応の運転が可能で自刃で帰港できることが望ましい
。

この発明はこのような問題点に着目し、機械的なバック
アップ手段を備えた燃料噴射装置を提供することを目的
としてなされたものである。

く課題を解決するための手段〉上記の目的を達成するために、この発明では、電子制御
式のスピル弁を備えた燃料噴射装置において、プランジ
ャにより圧縮される燃料を溢流させる絞り流出手段を設
け、この絞り流出手段の開度を上記スピル弁の正常時の
開度より小さく、且つ機械的に決定できるように構成し
ている。

また、高圧燃料室のインゼクタ側の部分をスピル弁また
は絞り流出手段のいずれかに連通させる切換弁を設けて
いる。

上記の絞り流出手段は開度を適正な値に調節可能である
ことが望ましく、また、機関の運転状態に応じて作動す
る外部調整手段を絞り流出手段に連結し、この外部調整
手段によって絞り流出手段の開度を自動的に調節するよ
うにしてもよい。

更に、スピル弁の作動不能時にスピル弁の開度を正常時
より小さく且つ絞り流出可能な値に維持する強制開度調
整手段を設けることにより絞り流出手段を構成し、スピ
ル弁で絞り流出手段を兼ねる構成とすることもできる。

また、スピル弁の作動不能時に、切換弁が高圧燃料室の
インゼクタ側の部分を絞り流出手段側に自動的に切り換
えられるようにしており、その−例として切換弁に電磁
弁を用い、無通電時に高圧燃料室のインゼクタ側の部分
を絞り流出手段側に切り換える構成とすることができる
。

また、高圧燃料室への燃料吸入をスピル弁のみを通じて
行うように構成されたものにおいて、スピル弁の作動不
能の際に機関の吸入工程で開弁じて切換弁を経て高圧燃
料室に燃料を供給する吸入弁を設けている。

〈作用〉正常時におけるスピル弁よりも開度の小さい絞り流出手
段を通じて燃料の絞り流出が行われるのて、電子制御装
置の故障でスピル弁が作動不能となっても機関を停止せ
ずに何とか応急運転を行うことが可能となる。

また、切換弁によりスピル弁を通して燃料を絞り流出さ
せる正常時と、絞り流出手段を通して燃料を絞り流出さ
せる故障時の切り換えができる。

また、絞り流出手段の開度を適正な値に調節することに
より、故障時における燃料供給量を調節できる。また、
外部調整手段で絞り流出手段の開度を調節することによ
り、機関の運転状態に応して燃料供給量が制御される。

更に、スピル弁の強制開度調整手段を設けることにより
絞り流出手段を別に設ける必要がなくなる。

また、スピル弁の作動不能時に、切換弁で高圧燃料室の
インゼクタ側の部分を絞り流出手段側に自動的に切り換
えることにより、機関は停止することなく故障時の運転
に切り換えられる。

また、高圧燃料室への燃料吸入をスピル弁のみを通じて
行うように構成された噴射装置においても１機関の吸入
工程で開弁する吸入弁を設けることにより故障時の運転
が可能となる。

〈実施例〉次にこの発明の詳細な説明する。

第１図において、１はインゼクタ、２は燃料噴射ポンプ
、３はこれらが一体となって構成されたユニットインゼ
クタ、４はスピル弁、５はスピル弁駆動用の電磁ソレノ
イド、６は燃料噴射ポンプ２のプランジャバレル部２ａ
に設けられた燃料入口、７はスピル弁４の下流側に設け
られた燃料溢流口、８はユニットインゼクタ３からスピ
ル弁４にかけて燃料圧縮プランジャ２ｂの頂部２Ｃに連
通ずるように形成されている高圧燃料室、９はマイクロ
コンピュータ等を備えたコントローラである。ユニット
インゼクタ３は機関の回転に応じて揺動するロッカーア
ーム３ａによってそのタペット３ｂ上面が押圧駆動され
、燃料人口６から噴射ポンプ２のプランジャ２ｂの頂部
２Ｃと連通ずる高圧燃料室８に供給された燃料を燃料圧
縮プランジャ２ｂで圧縮し、インゼクタ１の噴孔１ａか
ら噴射する。この時の噴射量は各種のセンサ１０から入
力される信号に基づいてコントローラ９が電磁ソレノイ
ド５を駆動し、スピル弁４の弁部４ａを所定のタイミン
グで開閉することによって調節されるようになっている
。図中、１ｂはばね受け。

１ｃはノズルスプリング、１ｄはシム、３Ｃはデリバリ
バルブである。以上の構成は従来から公知の燃料噴射装
置と特に異なる点はない。

１１及び１２はこの発明によって設けられた絞り流出手
段及び切換弁であり、切換弁１２は高圧燃料室８の途中
に設置され、絞り流出手段１１はこの切換弁１２と燃料
溢流ロアの間に形成される絞り流出路１３の途中に設置
されている。

切換弁１２は、切り換え動作によって高圧燃料室８のイ
ンセクタ１側の部分８ａをプランジャ頂部２ｃから連通
溝２ｄを介してスピル弁４側の部分８ｂＬ二連通させた
り、絞り流出手段１１が設けられた絞り流出路１３に連
通させたりするものである。この切換弁１２の切り換え
は手動、自動のいずれで行ってもよく、後述の実施例の
第４図には切換弁１２として電磁弁を用い、無通電時に
自動的に絞り流出路１３側に切り換えるようにした例を
示しである。

また絞り流出手段１１は、切換弁１２が高圧燃料室８の
インセクタ１側の部分８ａを絞り流出路１３に連通させ
た状態の時に、高圧燃料室８内の燃料をその弁部１１ａ
を通じて絞り流出させるものである。絞り流出手段１１
の弁部１１ａはその開度を機械的に決定できるような構
成となっており、開度は正常時におけるスピル弁４の弁
部４ａの開度より小さく選定される。第１図の例では弁
支持体１１ｂがねじになっており、ねじ込み量を調整す
ることによって弁部１１ａの開度を調節する構造であっ
て、例えば工場出荷時に最適な開度となるように調整さ
れる。

この実施例は上述のような構成であり、コントローラ９
や電磁ソレノイド５などが故障して電磁ソレノイド５が
無励磁になると、スピル弁４の弁部４ａは開放したまま
となり、このままでは燃料をインゼクタ１から噴射でき
なくなる。そこで故障時には切換弁１２によって高圧燃
料室８のインセクタ１側の部分８ａを絞り流出路１３側
に切り換え、高圧燃料室８内の燃料をその弁部１１ａを
通して絞り流出させるようにして、その絞り量によって
噴射量を制御するのである。これにより、正常時のよう
な適正な噴射量制御は行えないとしても、一応の噴射量
を確保して機関の応急運転を続けることが可能となり、
港外で船舶の機関の電子制御装置に故障が起きても何と
か自刃で帰港することかでき、重大な事故につながるこ
とが防止されるのである。

第２図は絞り流出手段１１の弁部１１ａの開度を機械的
に決定するための別の実施例である。すなわちこの実施
例では、弁支持体１１ｂを上方に伸ばして操作レバー１
１ｃを取り付け、これを適宜のリンク機構１１ｄを介し
て機関の運転状態に応じて作動する外部調整手段１４、
例えば遠心式ガバナや吸気負圧を利用するニューマチッ
クガバナなどに連結するようにしである。なお、ユニッ
トインゼクタ３は共通であるので図示を省略してある。

従って、機関の運転状態に応じて弁支持体１１ｂが回動
し、ねじ作用で軸方向に移動して燃料噴射量をある程度
制御できるので、上述の実施例のように弁部１１ａの開
度があらかじめ一定の値に設定されるものと比べて、機
関の応急運転をより適切に行うことが可能となるのであ
る。

以上の２つの実施例は絞り流出手段１１と切換弁１２と
を設けたものであるが、第３図は切換弁１２を用いず、
また別個に絞り流出手段１１を設けないでスピル弁４で
絞り流出手段を兼ねるようにした実施例である。

図において、１５はバルブストッパ、１６は調整シムで
あり、バルブストッパ１５をスピル弁４の弁体４ｂの下
部に固定ねじ１７で固定して弁体４ｂの降下を規制する
ようにしである。このため、スピル弁４は電磁ソレノイ
ド５の無通電時に完全には開かず、正常時より小さい開
度に維持されるのであり、コントローラ９や電磁ソレノ
イド５などの故障時における機関の応急運転が可能とな
るのである。調整シム１６はこの時の開度が最適な値と
なるように調整するものである。なお、ユニットインセ
クタ３は第１図と共通であるので図示を省略しである。

第４図は故障時に切換弁１２が自動的に絞り流出手段１
１側に切り換えられるようにした実施例である。

図に示すように、切換弁１２は切換プランジャ２１が電
磁ソレノイド２２で吸引される電磁弁となっている、プ
ランジヤ２１は吸引時には鎖線の位置に移動し、吸引さ
れない時には戻しばね２３により実線の位置に戻るよう
になっており、プランジャ２１には、高圧燃料室８のイ
ンセクタ１側の部分８ａを鎖線位置でスピル弁４側の部
分８ｂに連通し、実線位置で絞り流出路１３に連通ずる
切換通路２４が形成しである。また、電磁ソレノイド２
２はモード切換スイッチ２５を介して駆動電源２６に接
続されており、このスイッチ２５は、正常時にはコント
ローラ９によってオン状態に保持されているが、何らか
の異常が生じてスピル弁４を正常に作動できない状態に
なるとオフされるように構成しである。この異常の検出
は、各センサ１０からの入力データや適宜設けられるシ
ステム異常検出手段２７からの信号によってコントロー
ラ９が判断して行うようにしであるが、コントローラ９
自体が故障して制御不能になるシステムダウン時には、
自動的にモード切換スイッチ２５がオフされるようにな
っている。

従って、正常モードにおいて電源がオンされていれば、
電磁ソレノイド２２は励磁されて切換プランジャ２１は
鎖線位置にあり、インセクタ１側の部分８ａは鎖線位置
でスピル弁４側の部分８ｂに連通しているが、異常モー
ド時にはスイッチ２５がオフとなって電磁ソレノイド２
２が非励磁となり、プランジャ２１は自動的に実線位置
に戻って部分８ａは絞り流出路１３側に切り換えられる
。

このため、故障が発生した時でも機関は停止することな
くそのまま故障時の応急運転に切り換えられることにな
り、操作性や安全性が向上されるのである。

次に、燃料噴射ポンプ２のプランジャバレル部に燃料人
口６を設けず、高圧燃料室８への燃料吸入もスピル弁４
を経て行う形式の燃料噴射装置における実施例を説明す
る。

第５図において、３１は燃料溢流ロアに並べてスピル弁
４側に設けられた燃料入口、３２は吸入弁であり、この
吸入弁３２は絞り流出手段１１が設けられている絞り流
出路１３をバイパスする状態で切換弁１２とスピル弁４
の間に設けられており、スピル弁４から切換弁１２の方
向にのみ流通可能な逆止弁が用いられている。

このように構成されているため、機関の吸入工程ではこ
の吸入弁３２が開弁じて燃料人口３２から供給される燃
料が高圧燃料室８に吸入され、インゼクタ１から噴射さ
れる。また故障時には切換弁１２が絞り流出路１３側に
切り換わるので、前述の各実施例と同様に燃料は絞り流
出手段１１を通じて絞り流比し、故障時の応急運転が行
われるのである。

なお、上述の各実施例はインゼクタ１と燃料噴射ポンプ
２とが一体となったユニットインセクタ３についてのも
のであるが、この発明はインゼクタと燃料噴射ポンプが
別体となっているものにも適用できることはもちろんで
ある。

〈発明の効果〉以上の説明から明らかなように、この発明は。

機械的なバックアップ手段として正常時におけるスピル
弁よりも開度の小さい絞り流呂手段を設け、これを通じ
て燃料の絞り流出が行われるようにしたものであり、電
子制御装置の故障でスピル弁が作動不能となっても機関
を停止せずに何とか運転することが可能となる。

従って、特に舶用機関において人命にかかわる事故につ
ながる危険性のある機関停止を回避し、故障時でも一応
の運転を行って自刃で航行することが可能となり、シス
テムの信頼性と安全性が向上されるのである。

また、切換弁を設けてスピル弁を通して燃料を絞り流出
させる正常時と、絞り流出手段を通じて燃料を絞り流出
させる故障時の切り換えを行うようにしているので、正
常時には絞り流出手段に関係なく通常の制御を行うこと
ができる。

また、絞り流出手段の開度を適正な値に調節することに
より、故障時における燃料供給量を調節でき、特に、外
部調整手段で絞り流呂手段の開度を調節するようにした
ものでは、応急運転時でも機関の運転状態に応じである
程度燃料供給量を制御して安定した運転を行うことが可
能となる。

更に、スピル弁の強制開度調整手段を設けたものでは、
絞り流出手段を別に設ける必要がなく、構造が簡単とな
って安価に装置を提供することができる。

また、スピル弁の作動不能時に、切換弁で高圧燃料室の
インゼクタ側の部分を絞り流出手段側に自動的に切り換
えるようにしており、機関を停止させずに応急運転に切
り換えることができるので、洋上での機関停止等の危険
を回避できて安全性が向上される。

また、高圧燃料室への燃料吸入をスピル弁のみを通じて
行うように構成された噴射装置において、機関の吸入工
程で開弁する吸入弁を設けているので、このような形式
の装置においても故障時の応急運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図。第２図は他の実施例の絞り流出手段の構成を示す図、第
３図は他の実施例のスピル弁の構成を示す図、第４図は
他の実施例の切換弁の構成を示す図、第５図は他の実施
例の構成を示す図である。１・・インゼクタ、２・・・燃料噴射ポンプ、３・・ユ
ニットインセクタ、４・・スピル弁、５・・電磁ソレノ
イド、６・・・燃料入口、７・・・燃料溢流口、８・・
高圧燃料室、９・・・コントローラ、１１・・・絞り流
出手段、１２・・・切換弁、１３・・・絞り流出路、１
４・・外部調整手段、１５・・バルブストッパ、２１・
・・切換プランジャ、２２・・・電磁ソレノイド、２３
・・・戻しばね、２４・・切換通路、２５・・・モード
切換スイッチ、３１・・燃料入口、３２・・・吸入弁。特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社代　理　人　
弁理士　　篠　　１）　　實寧図第図第

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子制御式のスピル弁を備えた燃料噴射装置にお
いて、プランジヤにより圧縮される燃料を溢流させる絞り流出
手段を設け、この絞り流出手段の開度を上記スピル弁の
正常時の開度より小さく、且つ機械的に決定できるよう
に構成したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
（２）高圧燃料室のインゼクタ側の部分をスピル弁また
は絞り流出手段のいずれかに連通させる切換弁を設けた
請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。
（３）絞り流出手段の開度が調節可能である請求項１ま
たは２記載の内燃機関の燃料噴射装置。
（４）絞り流出手段の開度が機関の運転状態に応じて作
動する外部調整手段によって調節されるものである請求
項３記載の内燃機関の燃料噴射装置。
（５）スピル弁の作動不能時にスピル弁の開度を正常時
より小さく且つ絞り流出可能な値に維持する強制開度調
整手段を設けて絞り流出手段を構成した請求項１または
２記載の内燃機関の燃料噴射装置。
（６）スピル弁の作動不能時に、切換弁が高圧燃料室の
インゼクタ側の部分を絞り流出手段側に自動的に切り換
えられるようにした請求項２記載の内燃機関の燃料噴射
装置。
（７）切換弁が電磁弁であり、無通電時に高圧燃料室の
インゼクタ側の部分を絞り流出手段側に切り換えるよう
にした請求項６記載の内燃機関の燃料噴射装置。
（８）高圧燃料室への燃料吸入をスピル弁のみを通じて
行うように構成されており、スピル弁の作動不能時にお
いて機関の吸入工程で開弁して切換弁を経て高圧燃料室
に燃料を供給する吸入弁を設けた請求項２記載の内燃機
関の燃料噴射装置。