JPH04252860A - 蓄圧式燃料噴射装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧燃料を一種のサー
ジタンクである蓄圧配管（以下コモンレールと称する）
に蓄圧し、この蓄圧された高圧燃料を電気制御式のイン
ジェクタによってディーゼル機関に噴射するようにした
蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高圧供給ポンプによってコモ
ンレールに高圧燃料を加圧圧送して蓄圧するとともに、
このコモンレールの高圧燃料を電気制御式のインジェク
タによってディーゼル機関に噴射するようにした蓄圧式
燃料噴射装置が公知である。この構成において、インジ
ェクタに異常が生じた時に、インジェクタへの燃料の供
給を停止する安全装置を設ける必要がある。

【０００３】また、コモンレールに蓄圧されている高圧
燃料は、１５０ΜＰａときわめて高いため、１つの気筒
のインジェクタにより生じた反射波がコモンレールを介
して他の気筒に伝播され、その気筒のインジェクタの開
閉時期に影響を与え、噴射量、噴射時期がばらついてし
まうため、インジェクタの配管中にコモンレールからイ
ンジェクタへの燃料の供給のみ許容し、インジェクタか
らコモンレールへの燃料の圧力伝播を規制する逆止弁を
設けることが本出願人によって既に提案されている。

【０００４】しかしながら、上述した安全装置および逆
止弁は基本的に機能が異なり、それぞれ独立して設けて
おり、その組付作業がきわめて煩わしいという問題があ
る。そこで、本発明では、インジェクタの異常時におけ
るインジェクタの燃料供給を停止することができる安全
装置、およびインジェクタの作動によって生じる反射波
を規制する逆止機構を備え、しかも組付作業性に優れる
蓄圧式燃料噴射装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明では、高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、こ
のコモンレールから高圧燃料を導出する燃料配管と、各
気筒毎に設けられ、前記燃料配管から燃料の供給を受け
、電気的に制御されてディーゼル機関に燃料を噴射する
インジェクタと、前記コモンレール内あるいは前記燃料
配管中に設けられ、内部を流れる燃料量が許容範囲を越
えるとその燃料の流れを遮断する安全装置と、この安全
装置内にて設けられ、前記コモンレールからインジェク
タへの燃料の供給のみを許容し、かつ前記インジェクタ
からコモンレールへの圧力伝搬を規制する逆止機構とを
備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置を採用した
。

【０００６】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図２には本実施例のディーゼル機関
用燃料噴射装置の全体構成を示すとともに、図３にはエ
ンジンの各気筒の燃焼室毎に設けられた噴射弁を示す。 図３において、下部のケーシング部材１はボディロア２
と連結部３とノズルボデー４とからなり、リテーニング
ナット５により各部材２，３，４が一体化されている。 そのノズルボデー４内には弁体摺動孔６及び燃料溜り室
７が形成され、先端にはその燃料溜り室７に連通するノ
ズル孔８が形成されている。上記弁体摺動孔６にはノズ
ルニードル９の大径部１０が摺動自在に嵌合されている
。このノズルニードル９の大径部１０には連結部１１が
形成されるとともに、下方先端部には小径部１２及び弁
体部１３が一体形成されている。そして、この弁体部１
３によりシート部×が開閉されノズル孔８からの噴射が
オン・オフされる。

【０００７】上記ノズルニードル９の連結部１１の先端
には、フランジ１４、ピストンピン１５及びヒンストン
１６が一体的に連結されている。また、ノズルニードル
９は、バネ１７により閉方向に付勢されている。前記ピ
ストン１６はボディロア２に形成されたシリンダ１８内
に摺動自在に嵌合され、また、シリンダ１８内には前ピ
ストン１６の端部を臨ませる圧力制御室１９が形成され
ている。

【０００８】圧力制御室１９上部にはオリフィスを有す
るプレート弁２０が設けられるとともに、そのプレート
弁２０を押圧するバネ２１が配設されている。前記ボデ
ィロア２上には三方制御弁２２（電磁弁）を有する上部
のケーシング部材２３が密着接続されている。即ち、円
筒形状のボディアッパ２４をボディロア２に螺着し、そ
のボディアッパ２４の内部孔に三方弁ボディ２５を配置
しリテーニングナット２６がボディアッパ２４の内部孔
内に螺入されている。

【０００９】前記三方弁ボディ２５内にアウタバルブ２
７が摺動自在に嵌合され、そのアウタバルブ２７の内部
孔にはインナバルブ２８が配設されている。そして、コ
イル２９が消磁されているときにはアウタバルブ２７は
バネ３０の力により下方位置にあり、高圧側通路３１と
圧力制御室１９とが油通路３２を介して連通される。ま
た、コイル２９が励磁されているときにはアウタバルブ
２７は上動し、圧力制御室１９とドレイン通路（低圧側
通路）３３とが油通路３２を介して連通される。

【００１０】前記下部のケーシング部材１には燃料供給
通路３４が形成され、その一端がケーシング部材（ボデ
ィロア２）１の表面に露出され、他端が前記燃料溜り室
７に連通されるとともに、上部のケーシング部材２３の
高圧側通路３１に連通されている。さらに、その下部の
ケーシング部材（ボディロア２）１の表面部においてイ
ンレット３５が螺入され、燃料供給通路３４と連通して
いる。

【００１１】そして、後記コモンレール３８の高圧燃料
は前記インレット３５、燃料供給通路３４を介して燃料
溜り室７に供給されるとともに、三方制御弁２２に供給
される。また、前記ドレイン通路３３の燃料はドレイン
タンクに抜くことができるようになっている。従って、
圧力制御室１９に対して高圧の燃料が供給されていると
きにはこの圧力を受けてピストン１６からノズルニード
ル９に加わる閉弁方向の力が燃料溜り室７の圧力によっ
て開弁方向に加わる力を上回ってノズルニードル９はノ
ズル孔８を閉じている。この状態から三方制御弁２２が
制御され圧力制御室１９が低圧側のドレイン通路３３と
連通して、圧力制御室１９の燃料が低圧側に流出するこ
とによりノズルニードル９が開弁方向に移動して燃料が
噴射されることとなる。このとき、液圧はプレート弁２
０のオリフィスの作用によりゆっくり降下する。

【００１２】図２に示すように、このような各気筒毎の
噴射弁３６は噴射管３７を介して各気筒共通の高圧蓄圧
配管、いわゆるコモンレール３８に接続ている。このコ
モンレール３８には供給管３９、チェックバルブ４０を
介して高圧供給ポンプ４１が接続されている。この高圧
供給ポンプ４１は燃料タンク４２から低圧供給ポンプ４
３を経て吸入された燃料を所定の高圧に昇圧し、所定高
圧に制御するものである。即ち、エンジン４４の回転に
同期してカム４５が回転しシリンダ４６内のヒンストン
４７が往動して低圧供給ポンプ４３からの燃料が加圧さ
れ、コモンレール３８に供給される。また、高圧供給ポ
ンプ４１には常にコモンレール圧を所定圧力に制御する
ため、即ち蓄圧配管３８に圧送する燃料量を制御するた
め、ピストン４７のの圧送行程中所定のタイミングで閉
弁する吐出量制御用電磁弁４８を備えている。

【００１３】電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）
４９は気筒判別センサ５０、クランク角センサ５１及び
負荷センサ５２より回転数と負荷の情報が入力され、こ
れらの信号より判断されるエンジン状態に応じて決定さ
れる最適の噴射時期、噴射量（噴射時期）とするように
ＥＣＵ４９は三方制御弁２２に制御信号を出力する。さ
らに、コモンレール圧を検出する圧力センサ５３がコモ
ンレール３８に配設され、ＥＣＵ４９はこのセンサ５３
の信号が予め負荷や回転数に応じて設定した最適値とな
るように吐出量を制御する。即ち、圧力の負帰還制御を
行って、より精密な圧力設定を行うようになっている。

【００１４】コモンレール３８と噴射管３７との間には
、図１に示すような安全装置５４が設けられている。 安全装置５４は、導入口５６、中空円筒孔６０、圧入孔
６４及び導出口６５が形成されたハウジング５８と、中
空円筒孔６０に摺動自在に配されたピストン５９と、ボ
ール弁５７と、ボール弁５７を導入口５６側へ付勢する
バネ６６とを有している。ピストン５９には、軸方向の
オリフィス５５と、径方向通路６２とが形成されるとと
もに、導入口５６を閉塞する環状シート部６３が形成さ
れている。

【００１５】次に、この安全装置５４の作動を説明する
。この安全装置５４において、通常（正常）時は、イン
ジェクタ３６の作動に伴い、その噴射量に応じた燃料が
コモンレール３８から安全装置５４内へ流入する。この
燃料は、導入口５６からハウジング５８内に流入し、そ
の流量に応じてバネ６６の付勢力に抗してピストン５９
を移動させる。また、このピストン５９の移動に伴い、
ボール５７も一体的に移動する。このボール５７の移動
量は、通常の作動状態においては、その燃料の流れによ
り移動量がボール５７の中心から圧入孔６４までの距離
に対応した許容値を越えないように設定されている。そ
のため、導入口５６から流入した燃料は、環状シート部
６３の外周に形成された環状室６１、径方向通路６２、
オリフィス５５を通って、ボール５７の周囲を通過し、
導出口６５内を通過する。そして、導出口６５から噴射
管３７を通ってインジェクタ３６へ燃料が供給される。

【００１６】また、コモンレール３８からインジェクタ
３６へ流入する燃料が減少すると、ボール５７及びピス
トン５９をバネ６６の付勢力によって押し戻され、環状
シート部６３導入口５６を閉塞する。そのため、インジ
ェクタ３６による燃料噴射が終了し、噴射管３７内にイ
ンジェクタ３６側から蓄圧配管３８側への反射波が発生
したときには、ピストン５９の環状シート部６３が導入
口５６を閉塞し、反射波がコモンレール３８内部に伝搬
するのが防止されている。これにより、噴射時期・噴射
量のばらつきの原因となる気筒間の干渉（コモンレール
３８内の圧力変更）を防止できる。

【００１７】一方、例えば、ＥＣＵ４９のマイコンプロ
グラム中にバグが発生したり、あるいは三方制御弁２２
の異常が生じたりすることで、インジェクタ３６の噴射
期間が長くなると、コモンレール３８から安全装置５４
へ流入する燃料量が増大する。すると、ボール５７及び
ピストン５９の移動量は許容範囲を超え、ボール５７は
圧入孔６４内に圧入され、恒久的に係止される。そのた
め、安全装置５４はインジェクタ３６への燃料の供給を
完全に停止する。

【００１８】以上のように、本実施例によれば、安全装
置５４によって異常時におけるコモンレール３８からイ
ンジェクタ３６への燃料供給を停止することができ、ま
た、インジェクタ３６による燃料噴射終了時にピストン
５９の環状シート部６３が導入口５６を閉塞することで
反射波がコモンレール３８内に伝搬するのを防止できる
。しかも、この２つの異なる機構は安全装置５４内に一
体的に構成されているので、その組付性は大幅に向上す
る。

【００１９】なお、本実施例では、安全装置５４は、コ
モンレール３８と噴射管３７との間に配置されているが
、コモンレール３８からインジェクタ３６への燃料配管
中であればどの位置であっても良い。また、図４に示す
ように、ピストン５９の端部をテーパ形状６７として、
導入口５６のシート面６８を開閉するようにしても良い
。

【００２０】次に、本発明の他の実施例を図５に基づい
て説明する。図５に示す実施例では、ピストン５９に、
軸方向通路７３を形成するとともに、この通路中にシー
ト部７４を形成し、かつこのシート部７４を開閉する逆
止弁７０を配したものである。この逆止弁７０は、プラ
ンジャバルブ７２とスプリング７１とから構成され、コ
モンレール３８側からインジェクタ３６側への燃料の流
れに対して開弁し、インジェクタ３６側からコモンレー
ル３８側への圧力伝搬に対して閉弁するよう構成されて
おり、図１に示される実施例と同様の効果を有する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コモンレール内あるいはインジェクタへの燃料配管中に
設けられ、内部を流れる燃料量が許容範囲を超えるとそ
の燃料の流れを遮断する安全装置の内部にコモンレール
からインジェクタへの燃料の供給のみを許容し、かつ前
記インジェクタからコモンレールへの圧力伝搬を規制す
る逆止機構を設けたことにより、その構成は簡素化され
、組付性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の安全装置の構成を示す断面図
である。

【図２】本発明の実施例の全体構成を示す図である。

【図３】本発明の実施例のインジェクタの構成を示す断
面図である。

【図４】本発明の安全装置の別の実施例の構成を示す断
面図である。

【図５】本発明の安全装置の他の実施例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

３６　　インジェクタ ３７　　噴射管 ３８　　コモンレール ５４　　安全装置 ５９　　ピストン ６３　　環状シート部（逆止機構） ７０　　逆止弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、この
   コモンレールから高圧燃料を導出する燃料配管と、各気
   筒毎に設けられ、前記燃料配管から燃料の供給を受け、
   電気的に制御されてディーゼル機関に燃料を噴射するイ
   ンジェクタと、前記コモンレール内あるいは前記燃料配
   管中に設けられ、内部を流れる燃料量が許容範囲を越え
   るとその燃料の流れを遮断する安全装置と、この安全装
   置内にて設けられ、前記コモンレールからインジェクタ
   への燃料の供給のみを許容し、かつ前記インジェクタか
   らコモンレールへの圧力伝搬を規制する逆止機構とを備
   えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。