JPH0432227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料噴射式内燃機関の燃料噴射装置
に関する。

この種の燃料噴射装置の従来例として、プラン
ジヤを収納したプランジヤバレルの圧油室と噴射
ノズルとの間にデリバリバルブを配設し、プラン
ジヤの摺動による燃料の圧力上昇によりデリバリ
バルブを開弁して噴射ノズルに燃料を供給し、こ
の噴射ノズルから燃焼室内に燃料を噴射する構成
が周知である。（日産自動車(株)、昭和53年６月発
行、技術解説書「デイーゼルエンジン」P.65参
照） ところで、例えば直噴射式デイーゼル機関、特
に１気筒が３〜500c.c.という小型機関の燃料噴射
圧力は1000気圧ないしそれ以上に高い程燃料の微
粒化特性が向上して空気と燃料の混合が良くな
り、燃費の改善、スモーク或いはNOx、HC排出
量の低減が図られ、さらにスワールが弱くても燃
焼の改善が見込まれることが知られている。

かかる燃料噴射圧力の上昇に関しては、上記従
来のものによるとデリバリバルブを通つて圧送さ
れた燃料圧力が噴射ノズル開弁圧以上になつては
じめて噴射ノズルから燃料噴射が始まる構成であ
るから、プランジヤの燃料圧送速度を非常に速く
しないと充分に高い噴射圧力を得ることができな
かつた。これを解決するためにはバルブスプリン
グの開弁設定荷重を増大すればよいようにも思え
るが、この場合には開弁圧を確かに増大すること
ができても、必ずしも噴射圧力の上昇は達成され
ないものである。即ち開弁後の燃料圧力がデリバ
リバルブの閉弁方向に作用すべくバルブ背方に廻
り込むことも加わつてスプリングの設定荷重が大
きい程、開弁リフトが小さくなる。このためデリ
バリバルブの圧力損失が大きくなつて噴射圧力も
小さくなるのである。

これを防止するため、上記の如く燃料圧送速度
を速く、またはカム形状を工夫してプランジヤ速
度を速めなければならず、これには特殊なカム形
状のためカム表面の摩耗が大きくなり、実用性に
欠ける問題が生じる。また、噴射ノズルの開弁圧
力を上げて噴射圧力を高めることもできるが、こ
のようにすると噴射ノズルのばね力を大幅に強く
する必要があり、その結果２次噴射が発生し易く
なるし、噴射ノズルが大型になつてしまう問題が
ある。

本発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、噴射ノズルへ供給する燃料圧力
をプランジヤ圧送過程で蓄圧し、該蓄圧した燃料
を一気に噴射ノズルに供給すると共にその後プラ
ンジヤによる圧送燃料を大量に噴射ノズルに供給
することにより、燃料圧送速度を速くし燃料噴射
圧力を増大することを目的とする。

かかる目的のため、本発明は具体的には、燃料
噴射ポンプのプランジヤにより圧送された燃料の
圧力により開弁して噴射ノズルから燃料を噴射す
るようにした燃料噴射装置において、噴射ポンプ
から噴射ノズルに至る燃料供給通路に介装されて
燃料供給圧力を調整する燃料供給圧力調整装置で
あつて、前記噴射ポンプから圧送される燃料の圧
力の上昇に応じて移動し所定位置で上流側の燃料
供給通路と下流側の燃料供給通路とを連通させる
第１の弁体と、該第１の弁体より下流側に位置し
て第１の弁体との間に蓄圧室を形成すると共に、
該蓄圧室内圧力及びこれに対抗する該第１の弁体
下流の燃料供給通路内の燃料圧力に応じて第１の
弁体下流の燃料供給通路と前記蓄圧室との連通を
開閉する第２の弁体と、を備える一方、前記第１
の弁体に前記燃料の圧力の増大に応じて前記上流
側の燃料供給通路と下流側の燃料供給通路とを連
通させる以前に前記蓄圧室と前記下流側の燃料供
給通路とを連通させる連通路を形成して構成し
た。

以下、本発明を図面に示す実施例により説明す
る。

第１図は本発明の燃料噴射装置に使用される従
来のデリバリバルブに相当するピストンバルブユ
ニツトを示す。ピストンバルブユニツト１は噴射
ポンプボデイ２に取付けられていて、噴射ポンプ
ボデイ２の取付穴３に螺着されているボルダ４を
有し、該ホルダ４内にはシリンダ５および筒状の
バルブガイド６が軸方向に連接して配設されてい
る。シリンダ５はその一端のフランジ５ａが前記
ホルダ４の先端と前記取付穴３の最奥部に装着さ
れたストツパ７との間に挾持され、バルブガイド
６は、ホルダ４の段部８に当接するスペーサ９に
支持されて固定されている。前記ホルダ４の内周
面にはその軸方向に溝を設けて燃料供給通路１０
が形成されている。

前記シリンダ５内にはピストンバルブ（第１弁
体）１１が摺動自在に配設されており、また、前
記バルブガイド６内には調圧バルブ（第２弁体）
１２が摺動自在に配設されている。そして、これ
らのピストンバルブ１１および調圧バルブ１２間
には圧縮コイルばね１３が介装され、蓄圧室１４
が形成されている。ピストンバルブ１１は、通常
は前記ストツパ７に当接して停止しており、ま
た、調圧バルブ１２に設けられた弁体部１５は、
バルブガイド６の端部弁座に当接している。さら
に、前記ピストンバルブ１１は、その右側への移
動距離を調圧バルブに突設されたストツパ１６に
より制限される。

シリンダ５には、その内外を連通して前記燃料
供給通路１０に接続するそれぞれ複数の第１導入
口１７および第２導入口１８が軸方向に間隔を隔
てて突設されており、噴射ポンプボデイ２の取付
穴３の底面に突設された図示しないプランジヤバ
レルの圧力室と連通する燃料供給通路１９からの
燃料が、ストツパ７に形成された開口２０を通過
して、その圧力によりピストンバルブ１１を図に
おいて右方向へ移動せしめ、第１導入口１７から
燃料供給通路１０内に供給されるようになつてい
る。

また、ピストンバルブ１１には、蓄圧室１４お
よび第２導入口１８を連通せしめるＬ字状の連通
路２１が形成されており、この連通路２１は、前
記ピストンバルブ１１が図で右動した際、燃料供
給通路１９と第１導入口１７とが連通する前に蓄
圧室１４と第２導入口１８とを連通するようにな
つている。なお、連通路２１のピストンバルブ１
１の周面への開口端は環状溝２１ａに形成されて
いる。

バルブガイド６の右端部には、このバルブガイ
ド６の内外を連通して前記燃料供給通路１０をホ
ルダ４の燃料供給通路２２に連通せしめる複数の
第３導入口２３が穿設されており、燃料供給通路
２２は、ホルダ４のねじ部２４に螺着される図示
しないインジエクシヨンパイプを介して噴射ノズ
ル（図示せず）に連通している。調圧バルブ１２
の外周面には軸方向の燃料通路２５が形成されて
おり、調圧バルブ１２が図において左側へ移動し
開弁した際に前記燃料供給通路２２および調圧室
１４を連通せしめるようになつている。

次に、前述した実施例の作用を、第１図を簡略
化して示した第２図ａ〜ｈにより説明する。

第２図には、前記燃料供給通路１９と連通する
プランジヤバレル２６の圧力室３０が示されてお
り、プランジヤバレル２６内にはプランジヤ２７
が摺動自在に配設されている。また、プランジヤ
バレル２６の一側には吸込口２８が形成される。
プランジヤ２７には、このプランジヤ２７が最大
限前進（図で右行）したとき燃料供給通路１９お
よび吸入口２８を連通する連通路２９が形成され
ている。

第２図ａはプランジヤ２７の作動前の状態を示
すものであり、圧力室３０の吸入口２８が開かれ
ているため、ピストンバルブ１１に作用する燃料
の圧力は低く、したがつて、ピストンバルブ１１
はばね１３の弾性力により左端に位置して第１導
入口１７を閉じている。また、調圧バルブ１２も
ばね１３により右端に位置して蓄圧室１４を閉じ
ている。

第２図ｂはプランジヤ２７の作動初期の状態を
示すものであり、プランジヤ２７が右側へ移動し
て吸入口２８を閉じることにより圧力室３０内の
燃料の圧力上昇が始まり、ピストンバルブ１１は
右側への移動を開始する。すると、蓄圧室１４内
に密閉されている燃料の圧力も上昇するので、ピ
ストンバルブ１１の右側への急速な移動を阻止す
ることになり、したがつて、この段階では第１導
入口１７を開くまでに至らない。

第２図ｃにおいては、ピストンバルブ１１がさ
らに右側に移動することにより連通路２１が第２
導入口１８と連通し、高圧となつた蓄圧室１４内
の燃料が燃料供給通路１０に供給され、ここから
図示しない噴射ノズルへ達して燃料の噴射が始ま
る。ここにおいて蓄圧室１４内の燃料が供給され
るとその分蓄圧室１４内の圧力が下がろうとする
から圧力室３０から送られる燃料圧力が増大する
こととあいまつてピストンバルブ１１は急激に右
行し、前記第２導入口１８を大幅に開く。この結
果蓄圧室１４内の燃料は圧力損失なく大量に圧送
され、噴射ノズルの開弁圧以上になる燃料圧力の
立ち上がりを良好にする。

第２図ｄは圧送期の状態を示すものである。プ
ランジヤ２７がさらに右側へ移動すると、燃料が
ある程度排出された蓄圧室１４内の圧力が低下し
ようとするためピストンバルブ１１は急速に右側
に移動して第１導入口１７を大きく開き、圧力室
３０内の高圧燃料が圧力損失なく燃料供給通路１
０から噴射ノズルに大量に供給される。従つて、
燃料噴射圧力も上昇する。このとき圧送終端で第
２導入口１８が閉じて蓄圧室１４内の圧力が再上
昇するので、ピストンバルブ１１の右側への移動
は減速され、ピストンバルブ１１の調圧バルブ１
２のストツパ１６への衝突が緩衝される。

第２図ｅは噴射終了期の状態を示すものであ
り、プランジヤ２７の移動によりプランジヤ２７
の連通路２９が吸入口２８と連通し、圧力室３０
内の圧力は急激に低下する。このためピストンバ
ルブ１１に作用する燃料の圧力が弱くなり、ばね
１３の弾性力の作用によりピストンバルブ１１は
左方に戻り始める。このとき、噴射ノズルからの
噴射も燃料圧力が低下するため終了する。

第２図ｆはプランジヤ２７の最も右行した状態
を示すものであり、この状態においても連通路２
９および吸入口２８は連通しているため、ピスト
ンバルブ１１はさらに左方へ戻る。

第２図ｇはプランジヤ２７が圧縮行程を終え戻
り始めた状態を示すものであり、これにつれてピ
ストンバルブ１１はさらに左行することによりピ
ストンバルブ１１の連通路２１が第２導入口１８
から外れ、蓄圧室１４は再び密閉状態となり、こ
の蓄圧室１４内の圧力がピストンバルブ１１の下
流の燃料供給通路２２内の圧力より低くなる。し
たがつて、調圧バルブ１２がばね１３の弾性力に
抗し左動して開弁し、燃料供給通路２２から蓄圧
室１４内へ燃料が流入する燃料吸い戻し作用を行
う。そして、蓄圧室１４および燃料供給通路２２
の圧力がほぼ等しくなると第２図ｈに示すように
調圧バルブ１２は閉じ、第２図ａと同状態に復帰
する。このようにして前述した行程が繰返され
る。

なお、ピストンバルブ１１の開弁圧力設定には
圧縮コイルばね１３も作用するが、この圧力は主
として蓄圧室１４の圧力によつて定まるもので実
質的には圧縮コイルばね１３は必要としない。従
つてピストンバルブ１１の開弁圧力設定は蓄圧室
内の圧力即ちピストンバルブ１１の移動量、燃料
の体積弾性率（1.66×10⁴Kg／cm²程度とされてい
る）および所要圧力を考慮して蓄圧室１４の容積
を決定すればよい。また、ピストンバルブ１１の
戻りは燃料吸い戻しを行つて２次噴射を防止する
作用を持つているが、吸い戻し量が大き過ぎると
図示しないインジエクシヨンチユーブおよび噴射
ノズル内の圧力が負圧になり、時にキヤビテーシ
ヨンを発生させるため、キヤビテーシヨンを発生
しないピストンバルブ１１の戻り量を選定する必
要がある。

以上のように本発明によれば噴射ポンプから圧
送された燃料の圧力によりまず蓄圧室に所定値以
上の圧力の燃料を貯え、開弁と同時に開弁面積を
急増して該蓄圧室から高圧かつ大量の燃料を噴射
ノズルに供給すると共にこれに追随して噴射ポン
プの圧送燃料を開弁面積を急増して噴射ノズルに
供給するから、第１及び第２バルブにより開弁面
積を急増して圧力損失を小さくすることにより、
燃料噴射圧力を高めることができる。よつて噴射
ノズルから噴射される燃料の微粒化特性が改善さ
れ燃焼が良好になつて燃費を向上すると共にスモ
ーク、未燃成分排気量等の排気性状の改善を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る燃料噴射装置の実施例を
示すピストンバルブユニツトの縦断面図、第２図
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは第１図の作動
状態を示す説明図である。 １……ピストンバルブユニツト、１０，１９，
２２……燃料供給通路、１１……ピストンバル
ブ、１２……調圧バルブ、１３……圧縮コイルば
ね、１４……蓄圧室、１７，１８，２３……導入
口、２１……連通路、２７……プランジヤ、３０
……圧力室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射ポンプのプランジヤにより圧送され
   た燃料の圧力により開弁して噴射ノズルから燃料
   を噴射するようにした燃料噴射装置において、噴
   射ポンプから噴射ノズルに至る燃料供給通路に介
   装されて燃料供給圧力を調整する燃料供給圧力調
   整装置であつて、前記噴射ポンプから圧送される
   燃料の圧力の上昇に応じて移動し所定位置で上流
   側の燃料供給通路と下流側の燃料供給通路とを連
   通させる第１の弁体と、該第１の弁体より下流側
   に位置して第１の弁体との間に蓄圧室を形成する
   と共に、該蓄圧室内圧力及びこれに対抗する該第
   １の弁体下流の燃料供給通路内の燃料圧力に応じ
   て第１の弁体下流の燃料供給通路と前記蓄圧室と
   の連通を開閉する第２の弁体と、を備える一方、
   前記第１の弁体に前記燃料の圧力の増大に応じて
   前記上流側の燃料供給通路と下流側の燃料供給通
   路とを連通させる以前に前記蓄圧室と前記下流側
   の燃料供給通路とを連通させる連通路を形成して
   構成したことを特徴とする燃料噴射装置。