JPH0435611B2

JPH0435611B2 -

Info

Publication number: JPH0435611B2
Application number: JP59015746A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Sato; So Kashima
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1992-06-11
Also published as: JPS60162022A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、内燃機関を停止することなく、また
内燃機関の回転速度に依存せず、燃料噴射時期お
よび燃料噴射量、燃料噴射圧力を容易に調節でき
る内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

背景技術一般に内燃機関、特にデイーゼル機関において
は、燃料噴射時期は機関性能特に燃料消費率に大
きく影響する。また燃料噴射圧力は高圧力化して
燃料噴霧の微細化と噴射期間の短縮を図り燃焼効
率を高めることにより燃料消費率の低減が図れる
が、内燃機関が低負荷のときの高圧力噴射は、デ
イーゼルノツクの原因となり内燃機関に無理が生
じ、内燃機関の寿命の短縮や過大な騒音につなが
る。噴射の時期や圧力の最適値は、内燃機関の運
転状態や燃料油の質により大きく変化するので、
内燃機関の運転中でも燃料噴射時期や燃料噴射圧
力が自由に調節できれば、燃料の大幅な節約が内
燃機関に無理を強いることなく可能となり、石油
価格の高騰する現状から考え、大きな利益を生
む。

従来、内燃機関の運転に同期して騒動される定
行程式燃料噴射ポンプと、閉止弁付自動噴射ノズ
ルとを直接燃料噴射管を介して接続して構成され
る内燃機関の燃料噴射装置は、広く世界で採用さ
れている。この従来式の燃料噴射装置において、
燃料噴射時期はカムの設定位置により定まり、燃
料噴射時期を変更する場合、カムのカム軸への設
定位置を変えることが必要であり、一旦内燃機関
を停止しなければならない。また燃料噴射圧力
は、内燃機関の回転速度と噴射ノズルの寸法とに
よつて定まり、自由に調節することはできない。

一方、特開昭56−143344においてすでに公知で
ある燃料噴射装置では、閉止弁付噴射ノズルに電
気油圧式サーボ弁を装備し、燃料とは別の液体圧
を利用して燃料流路を切換えることにより、高圧
力燃料源に蓄圧された燃料を噴射ノズルから気筒
内に噴射供給し、その噴射の開始および終了は前
記電気油圧式サーボ弁に与える電気パルス信号で
制御される燃料噴射装置があるが、このような装
置によれば、燃料噴射時期および燃料噴射量は前
記電気パルス信号の送出時期とパルス幅とにより
決まり、また高圧力燃料源に蓄圧された燃料圧力
により燃料噴射圧力が決まるので、燃料噴射時
期、燃料噴射量および燃料噴射圧力は内燃機関の
速度やカムの取付けに関係なく自由に調節するこ
とができる。しかしながらこのような装置では、
噴射期間にかかわりなく常時、高圧力燃料源に噴
射圧相当の高圧力燃料を蓄圧した状態を保持して
おく必要があり、高圧力燃料源と燃料弁の間の配
管による圧力損失と燃料噴射時の吐出による瞬間
的な圧力降下とを補償しなければ燃料弁からの高
い燃料噴射率を維持できず、噴射圧力の高圧化が
達成できない。

舶用機関での燃料噴射圧力は通常600〜1500
Kg／cm²と非常に高い圧力かつ可燃物質であるた
め、高圧力燃料源の圧力変動を緩和する手段は通
常油圧管路系に使用されるガス圧によるアキユム
レータではなく燃料自身の体積弾性を利用した圧
力容器とせざるを得ない。

したがつて圧力容器の容積は、最大吐出量と供
給量とのバランスにおいて圧力変動幅をどの程度
まで許容するかによつて定まる。舶用機関での燃
料噴射期間は約30度クランク角であるので、機関
回転数を500rpmとすれば約10〓の時間となる。
このような短い時間内における圧力変動を考える
場合、実用上供給量は無視できるので、例えば１
サイクルあたりの吐出量を15mlとして、噴射期間
内における許容圧力変動幅を30Kg／cm²とすれば、
単純計算では約8.5の容積が必要となる。

このように多量のしかも超高圧力の燃料を保持
する圧力容器の構造寸法は、強度上内燃機関の従
来の燃料噴射ポンプの寸法に比較してかなり大き
くならざるを得ず、製作コストおよび機関への配
設方法に問題がある。また上記圧力容器はその寸
法の大きさゆえに、燃料噴射弁の配設されるシリ
ンダヘツドとは離れて配設せざるを得ないので、
超高圧燃料は噴射管によつて圧力容器と燃料噴射
弁を通過せしめられるが、超高圧力に耐え得るよ
う噴射管や継手部の強度およびシール性能を高め
る必要がある。さらに比較的長い噴射管を通して
超高圧燃料を非常に短い期間内に供給する必要が
あり、管内流速が早くなるので前述したように圧
力損失が大きくなつてその分所定の噴射圧力より
も圧力容器における元圧を高くする必要があるば
かりでなく、噴射管内における圧力脈動のため噴
射管内圧力が異常に高くなつたり低くなつたりし
て噴射管および継手部において破損の危険性が生
じるとともに、２次、３次噴射等の不整噴射を生
じるという問題がある。さらに高圧の燃料を蓄圧
した容器が大型化し、高圧の燃料が通る噴射管も
長くなればそれだけ、燃料のもれる機会も多くな
る。高圧の燃料がもれた場合、霧化されることが
多く、それだけ火災に対する危険性も大きくな
る。船上における火災は、船および乗員の生命に
多大の損害を与える。

一方、上記問題を解決するために燃料の噴射圧
力を超高圧化する手段としてパスカルの原理を応
用したブースターによる増圧構造を採用している
先行技術がある。この先行技術では、低圧力であ
る駆動側の圧力室に供給する作動油の供給量は燃
料の噴射量よりも増圧比分だけ多くなる。

例えば噴射圧1500Kg／cm²の燃料の必要噴射量を
10〓の噴射時間で15mlとすれば、増圧比７の場
合、単純に計算すれば約214Kg／cm²の作動油を10
〓のうちに105mlだけ供給する必要があるという
ことになる。燃料噴射の開始は上記作動油を圧力
源とブースターの駆動側圧力室を電磁弁により連
通せしめることによつて達成されるから、電磁弁
の圧油の通過流量は約630／minとなる。

電磁弁には電磁力によりスプールを動かして圧
油の流路を切換える直動式と直動式電磁弁により
切換えた圧油の駆動力によりメインスプールを動
かして圧油の流路の切換えを行うパイロツト式と
がある。大流量の場合直動式では切換え動作時、
流体力がスプールに作用して切換え不能となるの
で通常、パイロツト式が採用される。ところがパ
イロツト式の場合、複数段階操作であるため構造
上速い応答性を得るには限界がある。一方、内燃
機関の燃料噴射に要求される制御精度は１〜２度
クランク角であり、500rpmの回転数では0.3〜0.7
〓の極端に微小な時間精度となる。したがつて上
記のような高圧力、大流量を扱う電磁弁により、
内燃機関の精度の高い燃料噴射制御を行なうこと
は現状の技術では不可能である。

目的本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、燃料
の超高圧力化に要する増圧構造ブースタへ送給す
る大流量の圧油の制御を行なう電磁弁と内燃機関
の制度の高い燃料噴射制御を行なう小流量の電磁
弁とに燃料噴射の機能を分担せしめることによ
り、上記問題点の解決を図つたものであり、内燃
機関を停止することなく、また内燃機関の回転速
度に依存せず、燃料噴射時期および燃料噴射量、
燃料噴射圧力を容易に調節でき、かつ燃料圧力が
高圧化でき、高信頼度で安価な内燃機関の燃料噴
射制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１圧力源１からの作動油を、少な
くとも燃料噴射期間Ｗ１以上の期間Ｗ２だけ開弁
状態となる第１電磁弁５を介して、ブースタ３に
おける移動体７，８の一端の大径部受圧面７１側
に導き、移動体７，８の他端の小径受圧面７２側
の圧力室１０には、第２圧力源２から燃料油を第
１逆止弁１３を介して導入し、この圧力室１０か
らの燃料油は第２逆止弁１１を介して蓄圧室１２
に与え、蓄圧室１２からの燃料油は噴射弁４のノ
ズル孔１０６を開閉する弁体１００の一端の第１
受圧面に臨み、さらに、弁体１００の一端の第１
受圧面の反対側にある閉止ピストン１１１の第２
受圧面１１２に臨んでおり、弁体１００を作動さ
せるために制御ピストン１０９が前記弁体１００
と閉止ピストン１１１に結合されていて、燃料噴
射期間Ｗ１で開弁状態となる第２電磁弁６によつ
て制御ピストン１０９の弁体１００側の圧力室３
８が第１圧力源１からの導管４３と逃し導管４５
とに選択的に接続可能になつており、弁体１００の第１受圧面の径をｄ１とし、第２
受圧面１１２の径をｄ２とし、制御ピストン１０
９の径をＤとするとき、Ｄ＞d2＞d1＞d0 とし、蓄圧室１２の燃料油の圧力Pfと、導管４３を
介する作動油の圧力Paとは、弁体１００が、ノ
ズル孔１０６を閉じているときにノズル孔１０６
側に臨む径をｄ０とするとき、各径Ｄ，ｄ１，ｄ
２，ｄ０に関して、 π／４（d1²−d0²）Pf＋π／４（D²−d1²）Pa＞π／４
・d2²・Pf が成立する値に選ぶことを特徴とする内燃機関の
燃料噴射制御装置である。

実施例図面によつて本発明の実施例を説明する。第１
図は本発明の第１の実施例を示す構成図である。
第１圧力源１は、導管５５、逆止弁１７および第
１電磁弁５を介して導管１５によりブースタ３の
接続口１９から圧力室９に接続されており、導管
５５から分岐する導管４３により逆止弁４２およ
び第２電磁弁６を介して燃料噴射弁４の接続口３
９から通路４１を経て圧力室３８に接続可能にな
つている。導管１５，４３には、管路内の圧力脈
動を吸収するためのアキユムレータ１８，４４が
接続されている。第２圧力源２は、導管２７を介
して、ブースタ３の接続口２１から、ばね付勢さ
れている逆止弁１３を経て、圧力室１０に接続さ
れる。

ブースタ３内には、上部シリンダ６７を滑動す
るプランジヤ８が配設されており、ピストン７と
プランジヤ８は押接している。シリンダ６６とピ
ストン７の上端部の大径受圧面である頂部７１と
によつて形成される圧力室９には、第１圧力源１
から供給される作動油が第１電磁弁５を介して供
給可能となつている。シリンダ６７とプランジヤ
８の下端部の小径受圧面である面７２によつて形
成される圧力室１０には、ばねつきの逆止弁１１
を介してブースタ３下部に配設された蓄圧室１２
に接続されている。蓄圧室１２には通路２２によ
つて燃料噴射弁４に連通している。通路２２は通
路３５によつて燃料貯め４８に連通している。

燃料噴射弁４は制御部Ａと弁部Ｂとから構成さ
れる。

第２図は第１図のセクシヨンの拡大断面図で
ある。弁体１００は、軸部１０１と段付部１０２
と、小径部１０３と、先端部１０４とを含む。先
端部１０４は、座面１０５に着座してノズル孔１
０６を閉じて閉弁状態とすることができる。ノズ
ル孔１０６からの燃料は、デイーゼル機関のシリ
ンダ室に噴射される。軸部１０１は、シリンダ１
０７によつて軸線方向に案内される。

軸部１０１には、制御部Ａにおいて、シリンダ
１０８に収納された制御ピストン１０９が固定さ
れる。制御ピストン１０９には、シリンダ１１０
によつて閉止ピストン１１１が固定される。

燃料貯め４８において、軸部１０１、段付部１
０２および小径部１０３は第１受圧面を構成す
る。軸部１０１および小径部１０３の外径をｄ
１，ｄ０とする。閉止ぴピストン１１１の頂面１
１２は、第１受圧面とは反対側であり、第２受圧
面を構成する。閉止ピストン１１１の外径をｄ２
とする。制御ピストン１０９の圧力室３８に臨む
表面は第３受圧面１１３を構成する。第３受圧面
は第１受圧面と同一の向きであり、頂面１１２に
対向する本実施例においては、軸部１０１の外径
ｄ１は閉止ピストンのそれより小さくなるように
構成されている。

シリンダ１０７は導管１１４を介して、またシ
リンダ１０８の圧力室３８とは反対側の部屋１１
５は導管１１６を介して、タンク１１７に連通さ
れる。

第１圧力源１では、作動油はタンク６１から、
フイルタ５９を介してポンプ５８によつて昇圧さ
れる。調圧鞭７によつて圧力調整された圧油はフ
イルタ５６を介して導管５５に供給される。第２
圧力源２では、燃料油はタンク６５からフイルタ
６４を介してポンプ６３によつて高圧化され、弁
６２によつて圧力調整された圧油が導管２７に供
給される。

なお、ピストン７およびプランジヤ８の最大ス
トロークは、プランジヤ８の最大ストロークボリ
ユームが１回の最大噴射量と高圧蓄圧に要する燃
料の圧縮容積の合計よりも若干大きくなるように
選ばれる。この最大ストロークボリユームを適当
に制限することにより最大の噴射量が規定でき、
例えば第２電磁弁６が故障したとき、許容以上の
燃料を内燃機関に供給することが防げる。

制御ピストン１０９の圧力室３８は、第２電磁
弁６により導管４３を介して第１圧力源１に接続
されたり、逃がし導管４５を介してタンクに接続
されたりする。

蓄圧室１２に連通して安全弁１２０が設けられ
る。この安全弁１２０はピストン１２１と、ピス
トン１２１によつて規定されるれ緩衝室１２２の
容積が小さくなる方向にばね付勢するばね１２３
とを含む。蓄圧室１２が異常な高圧力となつたと
きには、ピストン１２１はばね１２３のばね力に
抗して第１図の下方に変位し、これによつて圧力
室１２２と通路１２４とが連通し、導管１２５を
介してタンク６５に連通する。シリンダ６６、ピ
ストン７およびプランジヤ８によつて規定される
空間２０は接続口２６から管路２８を経てタンク
６５に接続される。

作動について説明する。第１電磁５の左側のソ
レノイドが励磁されて位置５ｂにあるとき、圧力
室９に関して絞り弁６０が介在されている。戻り
導管１６を介してブースタ３の接続口１９をタン
ク６１に連通するように流路を切換えている。こ
のときブースタ３の圧力室１０には、逆止弁１３
のクラツキング圧以上の圧力で第２圧力源２から
導管２７、ブースタ３の接続口２２および逆止弁
１３を会して燃料が供給され、その圧力でプラン
ジヤ８およびピストン７が圧力室９の容積を小さ
くする方向に押しあげられ、ピストン７の頂部７
１がシリンダ６６の端面７４に圧接して停止す
る。プランジヤ８およびピストン７の移動速度
は、戻り導管１６の途中に配設された絞り弁６０
によつて制限されているので、ポンプ６３により
高圧化された燃料によりピストン７が暴走するの
を防止し、ストロークエンドにおける衝撃力が緩
和される。

第２電磁弁６は、右側のソレノイドが励磁され
て位置６ａにあつて、圧力室３８の接続口３９が
逃し導管４５を介してタンク６１に連通するよう
流路を切換えている。燃料噴射弁４において通路
２２からの燃料油は、燃料貯め４８においける弁
体１００の第１受圧面と、背圧室１２６における
閉止ピストン１１１の上面とに作用する。弁体１
００の受圧面の径をｄ１とし、閉止ピストン１１
１の受圧面１１２の径をｄ２とするとき、 d2＞d1 ……(1) であるので、小径部１０３は座面１０５を着座し
て弁部Ｂは閉弁状態となつている。

ブースタ３の蓄圧室１２には第２圧力源２から
供給圧力よりも高い超高圧力の燃料が貯留され
る。この蓄圧室１２は逆止弁１１、安全弁１２０
および弁部Ｂによつて気密となつている。

次に第１電磁弁５の右側のソレノイドが付勢さ
れて第３図(1)のように時刻ｔ１〜ｔ４で期間Ｗ２
だけ第１電磁弁５の流路が切換つて位置５ａとな
ると導管１５と接続口１９が連通して第１圧力源
１から圧油が圧力室９に供給される。そのためピ
ストン７およびプランジヤ８が第１図の下方に押
下げられ、圧力室１０に充満した燃料を圧縮す
る。この際、アキユムレータ１８は導管１５内の
圧油の圧力の瞬間的な低下を防ぐために有効に働
く。プランジヤ８の面７２に対するピストン７の
頂面７１の面積比をＫ（Ｋ＞１）とすると、圧力
室１０には圧力室９の圧力のＫ倍の圧力が発生す
る。Ｋを増圧比と言う。増圧比を大きくして、噴
射圧力を高圧化すれば、噴射率が向上し、また燃
料の微粒化が行なわれるので、燃料性能が向上
し、燃費低減に効果がある。しかし、増圧比を大
きくとれば、それに比例して第１電磁弁５を通過
する作動油の油量は大きくなり、第１電磁弁５は
大形化する。圧力室１０の圧力と、蓄圧室１２の
圧力はほとんど同じになり、したがつて逆止弁１
１はばね力によつて閉弁している。第２電磁弁６
は位置６ａを保持しており、弁部は閉じている。

その後、第２電磁弁６が第３図(2)のように時刻
ｔ２〜ｔ３の燃料噴射期間Ｗ１（ただしＷ１＜Ｗ
２）だけ流路が切換つて位置６ｂとなると、圧力
室３８は第１圧力源１に接続され、制御ピストン
１０９は上方に付勢される。このため第１受圧面
に上方に働く燃料圧力による力と、制御ピストン
１０９を上方に付勢するの合力は、閉止ピストン
１１１を下方に付勢する力を上回り、弁体１００
は上方に移動し、弁部Ｂは開弁する。即ち第２式
が成立する。ここで蓄圧室１２の燃料油の圧力を
Pfとし、導管４３を介する作動油の圧力をPaと
する。制御ピストン１０９の径をＤとし、弁体１
００がノズル孔１０６を閉じるときにノズル孔１
０６側に臨む小径部１０３の径をｄ０とすると
き、 π／４（d1²−d0²）Pf＋π／４（D²−d1²）Pa＞π／４d
2²Pf……(2) したがつて弁体１００が第１図の上方に変位
し、通路３５からの燃料は、燃料貯め４８からノ
ズル孔１０６を経て、燃料噴射期間Ｗ１において
噴射される。

噴射開始後蓄圧室１２から通路２２を介してノ
ズル孔１０６に燃料が供給排出されるとともに、
逆止弁１１が開き蓄圧室１２には圧力室１０から
高圧の燃料が補給される。第１圧力源１から充分
な圧油の供給をうけてピストン７はプランジヤ８
を移動させる。そのため圧力室１０は高圧に保持
されており、燃料はその噴射圧力が高圧に保たれ
たままでノズル孔１０６からシリンダ室に噴射補
給される。

所定の噴射期間Ｗ１の経過の後、時刻ｔ３では
第２電磁弁６が切換えられた位置６ａとなり接続
口３９がタンク６１に接続されると、制御ピスト
ン１０９を上方に付勢していた作動油はタンク６
１に排油されその力を失う。軸部１０１の断面積
は閉止ピストン１１１のそれより小さいため、閉
止ピストン１１１の力が弁体１００を上方に駆動
する力を上回り、弁体１００が第１図の下方に移
動して閉弁状態となる。

π／４d1²Pf＜π／４d2²Pf ……(3) 弁部Ｂの閉弁時に、蓄圧室１２および圧力室１
０にはピストン７およびプランジヤ８の加速度に
より瞬間的に高圧が発生する。このとき、蓄圧室
１２に開口している安全弁１２０の圧力室１２２
の容積は、ばね１２３のばね力に抗して滑動する
ピストン１２１の変位によつて大きくなり、その
ため衝撃圧力が吸収される。つまり圧力室１２２
は緩衝ボリユームとして働く。何らかの異常によ
りピストン１４がある一定値以上第１図の下方に
移動すると、通路１２４が圧力室１２２に連通し
て高圧燃料が動管１２５からタンク６５に排出さ
れる。そのため蓄圧室１２が異常に高圧になるの
が防止される。蓄圧室１２の圧力がピストン７お
よびプランジヤ８の停止に伴なつて平準化される
に従い、ピストン１２１はばね１２３によつて押
し戻される。

燃料噴射の終了後、第３図(1)の時刻ｔ４で、第
１電磁弁５が切換えられて位置５ｂとなり、流路
が接続口１９と戻り導管１６が連通するように切
換わると圧力室９の圧油は、戻り導管１６から絞
り弁６０を介してタンク６１に排出される。この
際、圧力室９からの圧油の排出に伴ない、圧力室
１０の燃料の駆動力により、ピストン７およびプ
ランジヤ８がは上方に移動し、圧力室１０の容積
が増大して圧力が下がる。圧力室１０は、逆止弁
１１によつて蓄圧室１２とは遮断されるので、蓄
圧室１２には高圧力が保持される。圧力室１０の
圧力が接続口２１の圧力よりも逆止弁１３のクラ
ツキング圧だけ低くなると、逆止弁１３が開弁
し、第２圧力源から高圧燃料が補給去れ、ピスト
ン頂面７１がシリンダ６６の座面７４に押圧され
て停止する。戻り導管１６の途中に配設された絞
り弁６０の開度は、圧力室１０の圧油の駆動力に
よるピストン７およびプランジヤ８がの移動速度
を制限するように調整されている。

第１電磁弁５を通過する作動油の流量は、燃焼
性能を向上させるため増圧比を大きくとりかつ大
きい噴射量を短時間に出すため大流量となる。回
転数500rpmで、11ccの燃料をクランク角25度で
噴射するとき、増圧比を８とすると、Ｑ＝６×500／25×11×60／1000×８＝633／min ……(4) このため第１電磁弁５は、パイロツト作動方式
にせざるを得ず、パイロツト作動方式の電磁弁は
応答性が悪いが、圧力室１０への燃料の補充は噴
射期間以外の充分長い時間内で行なえばよく、第
１電磁弁５の切換えに第２電磁弁６のような高速
性が要求されない。事実、500rpmで回転する内
燃機関において噴射期間や噴射時期をクランク角
１度単位で制御する場合、 100／500×６＝0.33〓 ……(5) 程度の応答性が第２電磁弁６に要求されるが、第
１電磁弁５は噴射時期を25度とすると、（360−25）×1000／500×６＝112〓……(6) の間に流路を切り切換え、第２電磁弁６と比べ応
答性は1/10以上でよい。

上記のごとく構成された実施例では、１回の噴射周期ごとに超高圧燃料を蓄圧し、
噴射期間内に燃料を常に補充するようにブース
タ３が作用するので、安定した噴射率が得られ
る。大容量の超高圧圧力容器が不要である。

蓄圧容器であるブースタ３が小形化できるの
でブースタ３を噴射弁４と近接あるいは直接結
合できる。そのため圧力容器である蓄圧室１２
からの噴射弁４までの噴射通路短くでき、噴射
通路での圧力損失を小さくしうるとともに、ま
た配管の省略によつて燃料漏れの発生を抑え、
火災の発生を防ぐことができる。

大容量の超高圧圧力容器が不要で作動油圧力
源からブースタまでは噴射圧力に比べ小さな圧
力配管でよいので、配管、継手はは従来のもの
が使用でき、安価である。

従来の油圧作動による増圧式燃料噴射装置で
はブースタのピストンやプランジヤの着座時に
発生する衝撃力が問題であつたが、本発明の場
合、増圧部に関して蓄圧室１２に配設した衝撃
吸収ピストンと安全弁を構成するピストン１２
１により蓄圧室の過圧を防止することができ
る。

蓄圧室１２に逆止弁１１，１３を配設するこ
とにより、燃料の供給が可能となり、少量の噴
射も可能となる。

増圧のための高圧作動油の供給には、大容量
の電磁弁が必要であるが、従来の場合、応答
性、再現性とともに非常に高い制御精度の要求
される噴射タイミングの制度を単一の電磁弁で
行なわしめているので、大容量と精度を達成す
ることは両立しない。本発明では、増圧に要す
る油圧駆動力を発生させる機能と噴射期間の制
御を行なう機能を個別の電磁弁５，６により分
担せしめることにより、油圧作動による燃料噴
射を達成し得る。

１気筒毎にブースタ３と噴射弁４とが設けら
れ、噴射系気筒毎独立しているので高圧式噴射
装置のように気筒間の干渉が防げるとともに、
１気筒分のこのような構成が故障しても、内燃
機関の運転を他の気筒で続行することができる
ので、エンジンの信頼性が高い。

第４図は本発明の第２の実施例を示す構成図で
ある。この実施例は第１の実施例と類似してお
り、対応する部分には同一の参照符を付す。注目
すべきは、第２電磁弁６に４方向電磁弁を用いた
ことであり、制御ピストン１０９の両側に配した
圧力室３８ａ，３８ｂは、第２電磁弁６により第
１圧力源１と逃し導管４５にそれぞれ交互に接続
可能となつており、切換え位置６ａでは下方向
に、切換え位置６ｂでは上方向にそれぞれ制御ピ
ストン１０９は第１圧力源１の作動油により付勢
される。第４図示では第１電磁弁５が切換え位置
５ｃにあり（期間Ｗ２の間）第２電磁弁６が切換
え位置６ａにあり、第３図において時刻ｔ１とｔ
２の間にある状態を示している。圧力室１０と蓄
圧室１２とにはブースタ３により増圧された高圧
燃料油が保持されていて、噴射弁４の弁部Ｂはま
だ開いていない。つまり、燃料貯め４８において
弁体１００を上方に付勢する燃料油圧による力
は、背圧室１２６において閉止ピストン１１１を
下方に付勢する燃料圧力と、圧力室３８ｂにおい
て制御ピストン１０９を下方向に付勢する作動油
圧力による力との合力より小さいので、弁体は弁
座１０５に押し付けられていて弁部Ｂは閉じてい
る。

時刻Ｔ２において第２電磁弁６が切換えられ、
６ｂに示す位置となると、圧力室３８ｂは逃し導
管４５に、圧力室３８ａは圧力が付加された導管
４３に接続され、制御ピストン１０９は第１圧力
源の作動油により上方に付勢される。燃料貯め４
８で弁体を上方に付勢する燃料油による力と、こ
の制御ピストン１０９の上向きの力の合力が背圧
室１２６において閉止ピストン１１１を下方に付
勢する力を上回り、弁体１００は移動し、弁部Ｂ
は開弁し、シリンダ室（図示せず）に燃料噴射が
行なわれる。

時刻ｔ３になると、第２電磁弁６は再び切換え
位置６ａとなり、制御ピストン１０９は作動油の
圧力により下方向に付勢される。これにより弁体
１００は下方に移動し、弁部Ｂは閉じ、噴射は終
了する。本実施例において軸部１０１の外径ｄ１
は閉止ピストン１１１の外径ｄ２より若干小さく
作られているので、導管４３における作動油の圧
力が失われたとき、閉止ピストン１１１を下方向
に付勢する力を上回り、弁部Ｂは閉弁し、予期せ
ぬ噴射が防げる。予期せぬ噴射はエンジンの故障
や火災につながる。ｄ１とｄ２には若干の差しか
ないので、弁体１００は小さな力で駆動できるよ
うになつている。制御ピストン１０９の外径Ｄは
ｄ１，ｄ２よりも大きく作られており、大きな力
を発生するので、弁体１００き大きな力（したが
つて大きな加速度）で付勢され、弁部Ｂの閉弁が
極めて瞬時に行なわれるので、いわゆる「燃料の
切れ」がよく、燃料効率上好ましい。

以上のように本発明によれば、内燃機関を停止
することなく、また内燃機関の回転速度に依存せ
ず、燃料噴射時期および燃料噴射量、燃料噴射圧
力を容易に調節でき、しかも燃料圧力が高圧化で
きるようになる。特に本発明では、弁体１００の
第１受圧面の径ｄ１は、閉止ピストン１１１の第
２受圧面１１２の径ｄ２よりも小さく選ばれてい
るので、燃料の予期せぬ噴射を防ぐことができ
る。

さらにまた制御ピストン１０９の径Ｄは、前記
径ｄ１，ｄ２よりも大きく選ばれているので、弁
体１００は大きな力で付勢され、開弁を瞬時に行
なうことができ、正確なタイミングで燃料の供給
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
第１図のセクシヨンの拡大断面図、第３図は第
１図および第２図示の実施例の動作を説明するた
めの波形図、第４図は本発明のさらに他の実施例
の構成図である。１……第１圧力源、２……第２圧力源、３……
ブースタ、４……噴射弁、５，６……電磁弁、７
……ピストン、８……プランジヤ、１０……圧力
室、１１，１３……逆止弁、１２……蓄圧室、１
００……弁体。

Claims

【特許請求の範囲】１第１圧力源１からの作動油を、少なくとも燃
料噴射期間Ｗ１以上の期間Ｗ２だけ開弁状態とな
る第１電磁弁５を介して、ブースタ３における移
動体７，８の一端の大径受圧面７１側に導き、移
動体７，８の他端の小径受圧面７２側の圧力室１
０には、第２圧力源２から燃料油を第１逆止弁１
３を介して導入し、この圧力室１０からの燃料油
は第２逆止弁１１を介して蓄圧室１２に与え、蓄
圧室１２からの燃料油は噴射弁４のノズル孔１０
６を開閉する弁体１００の一端の第１受圧面に臨
み、さらに、弁体１００の一端の第１受圧面の反
対側にある閉止ピストン１１１の第２受圧面１１
２に臨んでおり、弁体１００を作動させるために
制御ピストン１０９が前記弁体１００と閉止ピス
トン１１１に結合されていて、燃料噴射期間Ｗ１
で開弁状態となる第２電磁弁６によつて制御ピス
トン１０９の弁体１００側の圧力室３８が第１圧
力源１からの導管４３と逃し導管４５とに選択的
に接続可能になつており、弁体１００の第１受圧面の径をｄ１とし、第２
受圧面１１２の径をｄ２とし、制御ピストン１０
９の径をＤとするとき、Ｄ＞d2＞d1＞d0 とし、蓄圧室１２の燃料油の圧力Pfと、導管４３を
介する作動油の圧力Paとは、弁体１００が、ノ
ズル孔１０６を閉じているときにノズル孔１０６
側に臨む径をｄ０とするとき、各径Ｄ，ｄ１，ｄ
２，ｄ０に関して、 π／４（d1²−d0²）Pf＋π／４（D²−d1²）Pa＞π／４
・d2²・Pf が成立する値に選ぶことを特徴とする内燃機関の
燃料噴射制御装置。