JPH0459465B2 - - Google Patents

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JPH0459465B2
JPH0459465B2 JP58016819A JP1681983A JPH0459465B2 JP H0459465 B2 JPH0459465 B2 JP H0459465B2 JP 58016819 A JP58016819 A JP 58016819A JP 1681983 A JP1681983 A JP 1681983A JP H0459465 B2 JPH0459465 B2 JP H0459465B2
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JP
Japan
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fuel
valve
pump
pressure
switching
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58016819A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59141763A (en
Inventor
Masaaki Saito
Hiromichi Miwa
Akinobu Moryama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59141763A publication Critical patent/JPS59141763A/en
Publication of JPH0459465B2 publication Critical patent/JPH0459465B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関、特に、デイーゼル機関
の燃料噴射装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, particularly a diesel engine.

従来の燃料噴射装置としては、例えば米国特許
3516395号明細書に記載されたものがある。この
装置は、第1図に示すように、燃料タンク1と燃
料ポンプ2と、噴射ユニツト3と、該ユニツト3
のピストンストローク制御手段4と、から構成さ
れている。噴射ユニツト3は、大径シリンダ5内
に摺動自在に支持されたサーボピストン6と、小
径シリンダ7内に摺動自在に支持されたポンプピ
ストン8と、これらの両ピストン6,8が接する
ように付勢するスプリング9と、を有しており、
大径シリンダ5のサーボ圧力室10には三方切換
弁11を介して、また、小径シリンダ7のポンプ
作業室12には電磁弁13およびチエツク弁14
を介してそれぞれ燃料ポンプ2から所定圧力下の
燃料が供給されるようになされている。また、ポ
ンプ作業室12は図示していない噴射ノズルに連
通している。また、15は大径シリンダ5のリー
ク室を示し、このリーク室15に漏出した燃料は
燃料タンク1へ戻される。前記電磁弁13は制御
回路16によつて開閉制御され、また、前記三方
切換弁11はサーボ圧力室10と燃料タンク1ま
たは燃料ポンプ2とを選択的に連通する。なお、
17は調圧弁である。前述した電磁弁13、制御
回路16、燃料ポンプ2、チエツク弁14は全体
として噴射ユニツト3のピストン6,8のストロ
ークを制御するピストンストローク制御手段4を
構成している。
As a conventional fuel injection device, for example, the U.S. patent
There is one described in the specification of No. 3516395. As shown in FIG. 1, this device includes a fuel tank 1, a fuel pump 2, an injection unit 3, and a
and a piston stroke control means 4. The injection unit 3 includes a servo piston 6 slidably supported within a large-diameter cylinder 5, a pump piston 8 slidably supported within a small-diameter cylinder 7, and a pump piston 8 such that both pistons 6, 8 are in contact with each other. It has a spring 9 that urges the
A three-way switching valve 11 is connected to the servo pressure chamber 10 of the large diameter cylinder 5, and a solenoid valve 13 and a check valve 14 are connected to the pump working chamber 12 of the small diameter cylinder 7.
Fuel under a predetermined pressure is supplied from the fuel pump 2 through the respective fuel pumps. Further, the pump working chamber 12 communicates with an injection nozzle (not shown). Further, reference numeral 15 indicates a leak chamber of the large diameter cylinder 5, and fuel leaked into this leak chamber 15 is returned to the fuel tank 1. The solenoid valve 13 is controlled to open and close by a control circuit 16, and the three-way switching valve 11 selectively communicates the servo pressure chamber 10 with the fuel tank 1 or the fuel pump 2. In addition,
17 is a pressure regulating valve. The solenoid valve 13, control circuit 16, fuel pump 2, and check valve 14 described above collectively constitute a piston stroke control means 4 for controlling the strokes of the pistons 6, 8 of the injection unit 3.

したがつて、このような燃料噴射装置にあつて
は、燃料ポンプ2によつて加圧された燃料は、一
方では三方切換弁11を介してサーボ圧力室10
に、他方では電磁弁13を介してポンプ作業室1
2にそれぞれ供給され、サーボピストン6とポン
プピストン8との受圧面積に比例してポンプ作業
室12内の燃料は増圧された後、噴射ノズルより
噴射される。
Therefore, in such a fuel injection device, fuel pressurized by the fuel pump 2 is supplied to the servo pressure chamber 10 via the three-way switching valve 11 on the one hand.
on the other hand, the pump working chamber 1 via the solenoid valve 13.
The fuel in the pump working chamber 12 is increased in pressure in proportion to the pressure receiving area of the servo piston 6 and the pump piston 8, and then injected from the injection nozzle.

しかしながら、このような従来の燃料噴射装置
にあつては、サーボ圧力室10への燃料の供給を
三方切換弁11により制御する構成となつていた
ため、小型直噴式デイーゼル機関では、高速運転
時、特に、高周波数で燃料噴射を繰り返す場合、
以下の不具合が生じていた。すなわち、燃料噴射
時において、サーボ圧力室10内の圧力と供給燃
料圧力との差を大きくとれないため(もし、これ
らの圧力差を大きくとるとすると、供給燃料圧力
が一定ならばサーボ圧力室10内の圧力を小さく
とらねばならず、その結果、ポンプ作業室12内
の圧力が大きくならない)、切換弁11が大型化
したり、あるいは、該切換弁11によつて制御さ
れるストロークの大きなスリーブ弁を介してサー
ボ圧力室10内への燃料の供給を制御しなければ
ならず、燃料噴射装置そのものが大型化したり、
複雑な機構が必要となり、あるいは、高速運転を
制限しなければならないという問題点があつた。
However, in such a conventional fuel injection device, the supply of fuel to the servo pressure chamber 10 is controlled by the three-way switching valve 11, so in a small direct injection diesel engine, especially during high-speed operation, , when repeating fuel injection at high frequency,
The following problems occurred. That is, at the time of fuel injection, it is not possible to make a large difference between the pressure inside the servo pressure chamber 10 and the supplied fuel pressure (if these pressure differences are made large, if the supplied fuel pressure is constant, the servo pressure chamber 10 (as a result, the pressure in the pump working chamber 12 does not increase), the switching valve 11 becomes large, or the sleeve valve controlled by the switching valve 11 has a large stroke. It is necessary to control the supply of fuel into the servo pressure chamber 10 through the
There were problems in that a complicated mechanism was required or high-speed operation had to be restricted.

この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、燃料ポンプからサーボ圧力室へ
の燃料の給排を、油圧駆動の制御弁の開閉作動に
応動する高圧弁により切換制御することにより、
作動応答性を向上させ機関高速運転時の噴射制御
を可能とすることを目的としている。
This invention was made in view of these conventional problems, and the supply and discharge of fuel from a fuel pump to a servo pressure chamber is switched and controlled by a high-pressure valve that responds to the opening and closing operations of a hydraulically driven control valve. By this,
The purpose is to improve operational response and enable injection control during high-speed engine operation.

この発明の構成は、小径シリンダに往復動自在
に収納されて該シリンダ内にポンプ作業室を画成
するポンプピストンと、ポンプピストンと連動す
るように大径シリンダに往復動自在に収納されて
該大径シリンダ内にサーボ圧力室を画成するサー
ボピストンと、これらのサーボ圧力室およびポン
プ作業室に所定圧力の燃料を供給する燃料ポンプ
と、ポンプ作業室内の燃圧に応動して開弁し燃料
を噴射する噴射ノズルと、を備えた燃料噴射装置
において、一方側に燃料ポンプからの燃圧を受け
る大径部を有し、燃料ポンプからサーボ圧力室へ
の燃料の供給を断続するよう開、閉弁するシート
部を有する高圧弁と、一方側に高圧弁の他方側に
当接し、サーボ圧力室と燃料タンクの連通を断続
するシート部を有するとともに、他方側に高圧弁
の大径部よりも大径の大径部を有し、開弁時、シ
ート部がサーボ圧力室と燃料タンクを連通して高
圧弁のシート部を閉弁させるとともに、閉弁時、
シート部がサーボ圧力室と燃料タンクの連通を遮
断して高圧弁のシート部を開弁させる制御弁と、
該制御弁の大径部および制御弁を摺動自在に収納
するシリンダによつて画成され、燃料ポンプおよ
び燃料タンクに連通される制御圧室と、該制御圧
室と燃料ポンプとを連通する第1切換位置および
制御圧室と燃料タンクとを連通する第2切換位置
に切換えられ、制御圧室の作動油圧の流れを切換
えることにより制御弁のシート部を開、閉弁させ
ることができる1つの切換弁と、該切換弁を第
1、2切換位置に切換えるタイミングおよび第
1、2切換位置にそれぞれ位置する時間を制御す
る制御手段と、を備え、前記切換手段が第2切換
位置に位置するとき、制御弁のシート部を開弁さ
せてサーボ圧力室を燃料タンクに連通するととも
に該位置に位置する時間を制御することにより、
燃料ポンプからポンプ作業室に供給される燃料量
を調整し、該切換弁を第2切換位置から第1切換
位置に所定のタイミングで切換え、制御弁のシー
ト部を閉弁させて燃料ポンプからサーボ圧力室に
燃料を供給することにより、ポンプ作業室を加圧
して該作業室内の燃料を噴射ノズルから噴射する
ようにしたことを特徴とするものである。
The structure of the present invention includes a pump piston that is reciprocatably housed in a small-diameter cylinder and defines a pump working chamber within the cylinder, and a pump piston that is reciprocatably housed in a large-diameter cylinder so as to interlock with the pump piston. A servo piston that defines a servo pressure chamber in a large diameter cylinder, a fuel pump that supplies fuel at a predetermined pressure to these servo pressure chambers and the pump work chamber, and a valve that opens in response to the fuel pressure in the pump work chamber to supply fuel. A fuel injection device equipped with an injection nozzle that injects fuel, which has a large diameter part on one side that receives fuel pressure from the fuel pump, and which opens and closes to intermittently supply fuel from the fuel pump to the servo pressure chamber. A high-pressure valve has a seat portion for valving, a seat portion that contacts the other side of the high-pressure valve on one side and interrupts communication between the servo pressure chamber and the fuel tank, and a seat portion on the other side that is larger than the large-diameter portion of the high-pressure valve. It has a large diameter part, and when the valve is opened, the seat part communicates the servo pressure chamber and the fuel tank to close the seat part of the high pressure valve, and when the valve is closed,
a control valve whose seat part cuts off communication between the servo pressure chamber and the fuel tank and opens the seat part of the high pressure valve;
A control pressure chamber defined by a large diameter portion of the control valve and a cylinder that slidably accommodates the control valve and communicates with the fuel pump and the fuel tank; and a control pressure chamber communicating with the fuel pump. The seat section of the control valve can be opened and closed by switching between the first switching position and the second switching position where the control pressure chamber and the fuel tank are communicated, and switching the flow of hydraulic pressure in the control pressure chamber. a switching valve, and a control means for controlling the timing of switching the switching valve to the first and second switching positions and the time for which the switching valve is located at the first and second switching positions, respectively, the switching means is located at the second switching position. At this time, by opening the seat part of the control valve to communicate the servo pressure chamber with the fuel tank and controlling the time it remains in that position,
The amount of fuel supplied from the fuel pump to the pump working chamber is adjusted, the switching valve is switched from the second switching position to the first switching position at a predetermined timing, the seat part of the control valve is closed, and the servo is switched from the fuel pump to the first switching position. The pump working chamber is pressurized by supplying fuel to the pressure chamber, and the fuel in the working chamber is injected from the injection nozzle.

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第2図、第3図はこの発明に係る燃料噴射装置
の一実施例を示すものである。まず構成を説明す
ると、第2図において、21は噴射ユニツトであ
るポンプノズルを示し、このポンプノズル21
は、上部ハウジング22に形成された大径シリン
ダ23と、下部ハウジング24に形成された小径
シリンダ25と、ホルダ26によつてこれらのハ
ウジング22,24に一体に組み付けられた噴射
ノズル27と、を有している。
FIGS. 2 and 3 show an embodiment of a fuel injection device according to the present invention. First, to explain the configuration, in FIG. 2, reference numeral 21 indicates a pump nozzle which is an injection unit.
includes a large diameter cylinder 23 formed in the upper housing 22, a small diameter cylinder 25 formed in the lower housing 24, and an injection nozzle 27 integrally assembled to these housings 22 and 24 by a holder 26. have.

大径シリンダ23内には摺動自在にサーボピス
トン31が収納されており、このサーボピストン
31によつて該シリンダ23内の一端側に(図中
下端側に)低圧室32が、同じく他端側に(上端
側に)サーボ圧力室33が、それぞれ画成されて
いる。この大径シリンダ23の一端側に固着され
て大径シリンダ23より小径の小径シリンダ25
内にはサーボピストン31と同軸上に配設された
ポンプピストン34が摺動自在に収納されてい
る。ポンプピストン34の一端部は小径シリンダ
25内にポンプ作業室35を画成するとともに、
その他端部は大径シリンダ23内に突出してサー
ボピストン31の下端面に当接している。また、
サーボ圧力室33には作用スプリング36が縮設
されており、このスプリング36によつてサーボ
ピストン31およびポンプピストン34は一体と
つて図中上下方向に往復動するようになされてい
る。
A servo piston 31 is slidably housed in the large diameter cylinder 23, and the servo piston 31 creates a low pressure chamber 32 at one end (lower end in the figure) of the cylinder 23, and also at the other end. A servo pressure chamber 33 is defined on each side (on the upper end side). A small diameter cylinder 25 fixed to one end side of this large diameter cylinder 23 and having a smaller diameter than the large diameter cylinder 23
A pump piston 34 disposed coaxially with the servo piston 31 is slidably housed inside. One end of the pump piston 34 defines a pump working chamber 35 within the small diameter cylinder 25, and
The other end protrudes into the large diameter cylinder 23 and comes into contact with the lower end surface of the servo piston 31. Also,
A working spring 36 is compressed in the servo pressure chamber 33, and the spring 36 causes the servo piston 31 and the pump piston 34 to reciprocate together in the vertical direction in the figure.

噴射ノズル27は、ホルダ26によつて下部ハ
ウジング24の下端に固定されたノズルボデイ4
1と、ノズルボデイ41に上下動可能に保持され
たニードルバルブ42と、ノズルボデイ41の先
端に形成された燃料噴射孔43を閉止する方向に
リテーナ44を介してニードルバルブ42を付勢
するバルブスプリング45と、を有している。バ
ルブスプリング45はニードルバルブ42の後端
側にスペーサ46によつて画成されたスプリング
室47に縮設されており、このスペーサ46とノ
ズルボデイ41との間には該バルブ42のリフト
量を規制するストツパ48が介装されている。4
9はノズルボデイ41に形成された燃料溜であ
り、この燃料溜49にはニードルバルブ42のプ
レツシヤステージが位置している。また、50は
燃料溜49と前記ポンプ作業室35とを連通する
高圧通路を示している。
The injection nozzle 27 has a nozzle body 4 fixed to the lower end of the lower housing 24 by a holder 26.
1, a needle valve 42 held in a nozzle body 41 so as to be able to move up and down, and a valve spring 45 that urges the needle valve 42 via a retainer 44 in a direction to close a fuel injection hole 43 formed at the tip of the nozzle body 41. It has . The valve spring 45 is compressed into a spring chamber 47 defined by a spacer 46 on the rear end side of the needle valve 42, and a spring chamber 47 is provided between the spacer 46 and the nozzle body 41 to regulate the amount of lift of the valve 42. A stopper 48 is interposed therebetween. 4
9 is a fuel reservoir formed in the nozzle body 41, and a pressure stage of the needle valve 42 is located in this fuel reservoir 49. Further, 50 indicates a high pressure passage that communicates the fuel reservoir 49 and the pump working chamber 35.

51は燃料タンク52から燃料を吸い上げて所
定圧力(例えば200Kg/cm2)に加圧する燃料ポン
プであり、機関により駆動されるこの燃料ポンプ
51からの加圧燃料は燃料供給路53によつて前
記サーボ圧力室33およびポンプ作業室35にそ
れぞれ供給される。すなわち、加圧燃料はアキユ
ムレータ54およびプレツシヤレギユレータ55
によつて所定圧力に保持され、途中から三叉に分
岐した燃料供給路53のうちの一つの分岐路53
aを介して高圧通路50に、他の分岐路53bを
介してサーボ圧力室33に供給される。また、さ
らに他の分岐路53cには切換弁としての三方電
磁弁57の第1ポート58に接続されている。5
9は前記分岐路53aに介装されたチエツク弁で
あり、このチエツク弁59は高圧通路50から燃
料供給路53への燃料の逆流を妨げている。分岐
路53bには高圧弁61が介装されており、この
高圧弁61は、分岐路53bの内壁面に着座可能
な円錐状のシート部62と、他方側に形成され分
岐路53b内に遊挿された小径部63と、一方側
に形成され、燃料ポンプ51からの燃圧を受ける
とともに外周面に複数の軸方向溝64が形成され
分岐路53bに摺動自在に(図中左右方向)支持
された大径部65と、からなる。すなわち、高圧
弁61は分岐路53bを開閉して燃料ポンプ51
からサーボ圧力室33への加圧燃料の供給を断続
するものである。71は高圧弁61の開閉作動を
制御する制御弁であり、この制御弁71は前記上
部ハウジング22に形成されたシリンダ72に摺
動自在(図中左右動可能)に収納されている。シ
リンダ72には、その右端に形成されて分岐路5
3bの高圧弁61とサーボ圧力室33の途中に接
続された第1ポート73と、その右端側に形成さ
れてリターン通路74を介して燃料タンク52に
接続された第2ポート75と、その左端に形成さ
れて通路76を介して前記三方電磁弁57の第2
ポート77に接続された第3ポート78と、を有
している。また、制御弁71の他方側に形成され
た大径部としての大径左端部A(その径は前記高
圧弁61の大径部65の径よりも大きい)はシリ
ンダ72の左端側に第3ポート78が開口する制
御圧室79を画成し、この制御弁71の一方側に
形成されたシート部としての小径右端部Bは前記
第1ポート73を開閉可能になされている。さら
に、この制御弁71の右端面には前記高圧弁61
の小径部63の端面が当接している。すなわち、
これらの高圧弁61と制御弁71とは略同一軸線
上に配設されて作動油圧により一体となつて往復
動するようになされている。具体的には、制御弁
71のシート部(小径右端部)Bは開弁時、第1
ポート73を開放して分岐路53bと第2ポート
75を連通するとともに、高圧弁61のシート部
62を閉弁して分岐路53bと燃料供給路53と
の連通を遮断し、また、閉弁時、第1ポート73
を閉塞して分岐路53bと第2ポート75の連通
を遮断するとともに、高圧弁61のシート部62
を開弁して分岐路53bと燃料供給路53を連通
するようになつている。前記三方電磁弁57は、
スプリング81と、スプリング81によつて図中
下方に付勢されて前記第1ポート58と第2ポー
ト77との連通を遮断するアーマチユア82と、
該アーマチユア82を通電により図中上方に吸引
移動するソレノイド83と、を有しており、該ソ
レノイド83への通電は、アクセルセンサ84、
クランク角センサ85、水温センサ86等の検出
信号により機関の運転状態を判別する制御手段と
しての制御回路87によつてその通電時期および
時間が演算制御されている。また、88はリター
ン通路74に接続された第3ポートであり、この
第3ポート88はソレノイド83への通電時第2
図に示すようにアーマチユア82によつて閉止さ
れる。したがつて、この三方電磁弁57は、通電
時、アーマチユア82が第1切換位置に切換えら
れて第3ポート88を閉じ、非通電時、アーマチ
ユア82が第2切換位置に切換られて第1ポート
58を閉じ、第2ポート77と第3ポート88と
を接続連通し、その結果、前記制御弁71の作動
油圧、すなわち制御圧室79への高圧燃料の給排
を、切換えるものであり、このように高圧燃料の
給、排を切換えることにより制御弁71のシート
部(小径右端部)Bは前述したように第1ポート
73を開閉するように図中左右方向に移動するこ
とができる。また、前記リターン通路74は前記
制御弁71の第2ポート75に接続される他、前
記低圧室32および前記スプリング室47、さら
に、小径シリンダ25の軸方向中間部に開口する
逃しポート91にそれぞれ接続されている。この
逃しポート91は、前記ポンプピストン34に形
成されて一端がポンプ作業室35に、他端が該ピ
ストン34の軸方向中間部に環状溝92として開
口する逃し通路93に、連通可能になされてい
る。すなわち、ポンプピストン34が図示のよう
に上方位置にあるときは逃しポート91と環状溝
92との連通は遮断されているが、ポンプピスト
ン34が所定ストロークだけ下降すると逃しポー
ト91と環状溝92とは連通することになる。
Reference numeral 51 denotes a fuel pump that sucks up fuel from the fuel tank 52 and pressurizes it to a predetermined pressure (for example, 200 kg/cm 2 ). The servo pressure chamber 33 and the pump working chamber 35 are each supplied with the air. That is, the pressurized fuel is transferred to the accumulator 54 and the pressure regulator 55.
One branch path 53 of the three-pronged fuel supply path 53 that is maintained at a predetermined pressure by
It is supplied to the high pressure passage 50 via a and to the servo pressure chamber 33 via another branch passage 53b. Further, the other branch path 53c is connected to a first port 58 of a three-way solenoid valve 57 as a switching valve. 5
Reference numeral 9 denotes a check valve disposed in the branch passage 53a, and this check valve 59 prevents the fuel from flowing back from the high pressure passage 50 to the fuel supply passage 53. A high-pressure valve 61 is interposed in the branch passage 53b, and the high-pressure valve 61 has a conical seat portion 62 that can sit on the inner wall surface of the branch passage 53b, and a conical seat portion 62 that is formed on the other side and has a free flow inside the branch passage 53b. The inserted small diameter portion 63 is formed on one side, receives fuel pressure from the fuel pump 51, and has a plurality of axial grooves 64 formed on the outer circumferential surface and is slidably supported in the branch passage 53b (in the left-right direction in the figure). and a large diameter portion 65. That is, the high pressure valve 61 opens and closes the branch passage 53b to open and close the fuel pump 51.
The supply of pressurized fuel from the servo pressure chamber 33 to the servo pressure chamber 33 is interrupted. Reference numeral 71 denotes a control valve that controls the opening and closing operation of the high-pressure valve 61, and this control valve 71 is housed in a cylinder 72 formed in the upper housing 22 so as to be slidable (moveable left and right in the figure). The cylinder 72 has a branch passage 5 formed at its right end.
3b, a first port 73 connected halfway between the high pressure valve 61 and the servo pressure chamber 33, a second port 75 formed on the right end side and connected to the fuel tank 52 via a return passage 74, and a second port 75 on the left end thereof. The second one of the three-way solenoid valve 57 is connected to the
and a third port 78 connected to port 77 . Further, a large-diameter left end portion A (its diameter is larger than the diameter of the large-diameter portion 65 of the high-pressure valve 61) as a large-diameter portion formed on the other side of the control valve 71 is located on the left end side of the cylinder 72. A control pressure chamber 79 is defined by the port 78, and a small diameter right end portion B, which serves as a seat portion, formed on one side of the control valve 71 is capable of opening and closing the first port 73. Further, the high pressure valve 61 is provided on the right end surface of the control valve 71.
The end face of the small diameter portion 63 is in contact with the end face of the small diameter portion 63 . That is,
The high-pressure valve 61 and the control valve 71 are disposed substantially on the same axis and are configured to reciprocate together as a unit by hydraulic pressure. Specifically, the seat portion (small diameter right end portion) B of the control valve 71 is in the first position when the valve is opened.
The port 73 is opened to communicate the branch passage 53b and the second port 75, and the seat portion 62 of the high pressure valve 61 is closed to cut off the communication between the branch passage 53b and the fuel supply passage 53, and the valve is closed. time, 1st port 73
The seat portion 62 of the high pressure valve 61 is blocked to block communication between the branch passage 53b and the second port 75.
The branch passage 53b and the fuel supply passage 53 are communicated with each other by opening the valve. The three-way solenoid valve 57 is
a spring 81; an armature 82 that is biased downward in the figure by the spring 81 and blocks communication between the first port 58 and the second port 77;
The armature 82 has a solenoid 83 that attracts and moves upward in the figure when energized, and the energization of the solenoid 83 is controlled by an accelerator sensor 84
The energization timing and time are computationally controlled by a control circuit 87 serving as a control means that determines the operating state of the engine based on detection signals from the crank angle sensor 85, water temperature sensor 86, and the like. Further, 88 is a third port connected to the return passage 74, and this third port 88 is connected to the second port when the solenoid 83 is energized.
It is closed by armature 82 as shown. Therefore, when the three-way solenoid valve 57 is energized, the armature 82 is switched to the first switching position and closes the third port 88, and when it is not energized, the armature 82 is switched to the second switching position and the first port 88 is closed. 58 is closed, the second port 77 and the third port 88 are connected and communicated, and as a result, the working oil pressure of the control valve 71, that is, the supply and discharge of high-pressure fuel to the control pressure chamber 79 is switched. By switching between supplying and discharging high-pressure fuel, the seat portion (small diameter right end portion) B of the control valve 71 can be moved in the left-right direction in the figure to open and close the first port 73 as described above. In addition, the return passage 74 is connected to the second port 75 of the control valve 71, and is also connected to the low pressure chamber 32, the spring chamber 47, and a relief port 91 that opens in the axially intermediate portion of the small diameter cylinder 25. It is connected. The relief port 91 is formed in the pump piston 34 so that one end can communicate with the pump working chamber 35 and the other end can communicate with a relief passage 93 that opens as an annular groove 92 in the axially intermediate portion of the piston 34. There is. That is, when the pump piston 34 is in the upper position as shown in the figure, the communication between the relief port 91 and the annular groove 92 is cut off, but when the pump piston 34 is lowered by a predetermined stroke, the communication between the relief port 91 and the annular groove 92 is interrupted. will be in communication.

次に作用について説明する。 Next, the effect will be explained.

第3図a〜eは、それぞれ時間tに対するソレ
ノイド83の電流値i、制御弁71のリフト量
S、サーボ圧力室32の圧力P、ポンプピストン
34の下降ストローク量Hp、ニードルバルブ4
2のリフト量Hoの関係を示している。
3A to 3E respectively show the current value i of the solenoid 83 with respect to time t, the lift amount S of the control valve 71, the pressure P of the servo pressure chamber 32, the downward stroke amount Hp of the pump piston 34, and the needle valve 4
2 shows the relationship between the lift amount H o .

今、時点t1まではソレノイド83へ通電されて
おり、その結果、第2図に示すように、三方電磁
弁57のアーマチユア82は第1切換位置に位置
して第1、第2ポート58、77を接続し、制御
弁71は制御圧室79の油圧により第1ポート7
3を閉じ、高圧弁61は分岐路53bを開き、サ
ーボ圧力室33に所定圧力(200Kg/cm2)の燃料
が供給されている。同時に、ポンプ作業室35お
よび燃料溜49にもこの圧力(200Kg/cm2)が作
用しているが、バルブスプリング45によつてニ
ードルバルブ42はリフトしておらず、燃料噴射
は行われていない。
Now, the solenoid 83 is energized until time t1 , and as a result, as shown in FIG. 77 is connected, and the control valve 71 is opened to the first port 7 by the hydraulic pressure of the control pressure chamber 79.
3 is closed, the high pressure valve 61 opens the branch passage 53b, and the servo pressure chamber 33 is supplied with fuel at a predetermined pressure (200 kg/cm 2 ). At the same time, this pressure (200 Kg/cm 2 ) is also acting on the pump working chamber 35 and the fuel reservoir 49, but the needle valve 42 is not lifted by the valve spring 45, and fuel injection is not performed. .

まず、t1時点において、ソレノイド83への電
流iを遮断する(第3図a)と、アーマチユア8
2が第2切換位置に切換られてアーマチユア82
の下動により第2、第3ポート77,88が連通
して制御圧室79はリターン通路72に連通し、
高圧弁61の大径部65への作用圧により所定遅
れ時間τ1後、時点t2にて制御弁71が左動し(第
3図b)(高圧弁61も左動して分岐路53bを
閉じる)、第1ポート73を開きリターン通路7
4に連通したサーボ圧力室33の圧力がさらに所
定遅れ時間τ2経過後t3時点より低下する(第3図
c)。このため、燃料ポンプ51からチエツク弁
59を経てポンプ作業室35に流入した燃料の圧
力によつてポンプピストン34は第2図中上昇す
る(第3図d)。すなわち、アーマチユア82が
第2切換位置に位置する時間(パルス幅τp)に
おいてポンプ作業室35内に燃料が蓄えられ、こ
の燃料が噴射量となる。この後、制御回路87は
前述のt1時点よりパルス幅τp時間経過後、所定の
タイミングt4時点において、ソレノイド83に再
び通電すると、アーマチユア82が第1切換位置
に切換られて第1、第2ポート58,77を接続
し、所定遅れ時間τ4経過後t5時点で制御圧室79
が分岐路53c、燃料供給路53を介して燃料ポ
ンプ51と連通して高圧(200Kg/cm2)が作用す
るため制御弁71は右動して第1ポート73を閉
じ、かつ、高圧弁61を右動させてシート部62
が分岐路53bを開く。この結果、サーボ圧力室
33は所定遅れ時間τ5経過後t6時点から圧力が急
上昇し、(第3図c)、サーボピストン31とポン
プピストン34との受圧面積の差に比例した力に
よりポンプピストン34は押し下げられる(第3
図d)。すなわち、ポンプ作業室35内の燃圧は
増圧されて燃料溜49に作用する結果、所定遅れ
時間τ6経過後t7時点にてニードルバルブ42がリ
フトし高圧化で燃料噴射が行われる(第3図e)。
この後、ポンプピストン34がさらに下降する
と、逃し通路93が逃しポート91に連通し、ポ
ート作業室35の燃圧が急激に低下する。この結
果、ニードルバルブ42は下降して燃料噴射孔4
3を閉じ噴射は終了する(第3図e)。この噴射
期間は第3図e中τ8で示している。なお、ポンプ
ピストン34の下降は所定時間τ7だけ続き、t8
点にてゼロ位置(最下端位置)に至り、停止す
る。以後、上記サイクルが繰り返されることにな
る。
First, at time t 1 , when the current i to the solenoid 83 is cut off (Fig. 3a), the armature 8
2 is switched to the second switching position and the armature 82
Due to the downward movement of , the second and third ports 77 and 88 communicate with each other, and the control pressure chamber 79 communicates with the return passage 72.
After a predetermined delay time τ 1 due to the working pressure on the large diameter portion 65 of the high pressure valve 61, the control valve 71 moves to the left at time t 2 (FIG. 3b) (the high pressure valve 61 also moves to the left and the branch path 53b ), open the first port 73 and return passage 7
After a predetermined delay time τ 2 has elapsed, the pressure in the servo pressure chamber 33 communicating with the servo pressure chamber 33 further decreases from the time t 3 (FIG. 3c). Therefore, the pressure of the fuel flowing from the fuel pump 51 through the check valve 59 into the pump working chamber 35 causes the pump piston 34 to rise in FIG. 2 (FIG. 3d). That is, during the time (pulse width τp) when the armature 82 is located at the second switching position, fuel is stored in the pump working chamber 35, and this fuel becomes the injection amount. Thereafter, when the control circuit 87 energizes the solenoid 83 again at a predetermined timing t4 after the pulse width τp time has elapsed from the aforementioned time t1, the armature 82 is switched to the first switching position and the first and second switching positions are switched. 2 ports 58 and 77 are connected, and the control pressure chamber 79 is opened at time t5 after a predetermined delay time τ4 has elapsed.
communicates with the fuel pump 51 via the branch passage 53c and the fuel supply passage 53 and high pressure (200Kg/cm 2 ) acts on it, so the control valve 71 moves to the right and closes the first port 73, and the high pressure valve 61 Move the seat part 62 to the right.
opens branch road 53b. As a result, the pressure in the servo pressure chamber 33 rises rapidly from time t 6 after a predetermined delay time τ 5 has elapsed (Fig. 3c), and the pump is pumped by a force proportional to the difference in pressure receiving area between the servo piston 31 and the pump piston 34. The piston 34 is pushed down (third
Figure d). That is, the fuel pressure in the pump working chamber 35 is increased and acts on the fuel reservoir 49, and as a result, at time t7 after a predetermined delay time τ6 has elapsed, the needle valve 42 is lifted and fuel injection is performed at a high pressure. Figure 3 e).
After this, when the pump piston 34 further descends, the relief passage 93 communicates with the relief port 91, and the fuel pressure in the port working chamber 35 drops rapidly. As a result, the needle valve 42 descends and the fuel injection hole 4
3 is closed and the injection ends (Fig. 3e). This injection period is indicated by τ 8 in FIG. 3e. Note that the pump piston 34 continues to descend for a predetermined time τ 7 , reaches the zero position (lowest position) at time t 8 , and stops. Thereafter, the above cycle will be repeated.

なお、噴射量を減少するのは、第3図中破線で
示すように、パルス巾τpを小さくしてニードル
バルブ42のリフト時間τ8を短縮すればよい。ま
た、噴射時期の変更はソレノイド83への通電時
期t4を変えるとよい。これらの変更は制御回路8
7により適宜機関の運転状態に応じて設定できる
ことはいうまでもない。
The injection amount can be reduced by reducing the pulse width τp and shortening the lift time τ8 of the needle valve 42, as shown by the broken line in FIG. Further, the injection timing may be changed by changing the energization timing t4 to the solenoid 83. These changes are made in the control circuit 8
7, it goes without saying that the setting can be made as appropriate depending on the operating state of the engine.

以上説明してきたように、この発明によれば、
一方側に燃料ポンプからの燃圧を受ける大径部を
有し、燃料ポンプとサーボ圧力室の連通を断続す
るシート部を有する高圧弁と、一方側に高圧弁の
他方側に当接し、サーボ圧力室と燃料タンクの連
通を断続するシート部を有するとともに、他方側
に高圧弁の大径部よりも大径の大径部を有する制
御弁と、を設け、サーボ圧力室への燃料の流出入
は制御弁並びに高圧弁のシート部の開閉により行
うため、制御弁の小さなストローク量で燃料の供
給を制御することができる。このため、切換弁の
動作に対する制御弁の動作遅れ時間を短縮可能と
なり、更に制御弁のシート部の面積を大きくする
ことができ、高圧弁のシート部のそれも大きくで
きるため、制御弁の動作に対する遅れ時間も短縮
可能となり、切換弁の動作に対するサーボ圧力室
内の圧力の上昇、下降時間を大幅に短縮でき、こ
れらの結果、作動応答性の向上による高速運転時
の噴射制御が可能となつた。また、切換弁を1つ
だけ設け、該切換弁によつて制御弁を作動してい
るので、噴射装置を小型化および軽量化すること
ができ、該装置のコストを低減することができ
る。また、アーマチユアを小型化できるできる結
果、ソレノイド等切換弁としての三方電磁弁を全
体として小型高応答性のものにすることができ
た。
As explained above, according to this invention,
A high pressure valve has a large diameter part on one side that receives fuel pressure from the fuel pump and has a seat part that interrupts communication between the fuel pump and the servo pressure chamber; A control valve is provided that has a seat part that interrupts communication between the chamber and the fuel tank, and has a large diameter part on the other side that is larger than the large diameter part of the high pressure valve, and controls the flow of fuel into and out of the servo pressure chamber. Since this is performed by opening and closing the seat portion of the control valve and the high pressure valve, the fuel supply can be controlled with a small stroke amount of the control valve. Therefore, it is possible to shorten the operation delay time of the control valve with respect to the operation of the switching valve, and it is also possible to increase the area of the control valve's seat part, as well as that of the high-pressure valve's seat part, so that the control valve's operation It has also become possible to reduce the delay time for switching valve operation, and the time for the pressure in the servo pressure chamber to rise and fall in response to the operation of the switching valve can be significantly reduced.As a result, injection control during high-speed operation has become possible due to improved operational response. . Further, since only one switching valve is provided and the control valve is operated by the switching valve, the injection device can be made smaller and lighter, and the cost of the device can be reduced. Furthermore, as a result of being able to downsize the armature, the three-way solenoid valve as a switching valve such as a solenoid can be made compact and highly responsive as a whole.

さらに、上記実施例では、制御弁と高圧弁とを
別部材により形成したため、両弁間のセンタリン
グ精度は厳密さが要求されず、組付工程の簡略化
等により該燃料噴射装置そのものを極めて安価に
生産できる。
Furthermore, in the above embodiment, since the control valve and the high-pressure valve are formed from separate members, the centering accuracy between the two valves is not required to be precise, and the fuel injection device itself can be made at a very low cost due to the simplification of the assembly process. can be produced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の燃料噴射装置を示すその概略回
路図、第2図はこの発明に係る燃料噴射装置の一
実施例を示すその概略全体図、第3図は同装置の
作用説明図である。 23……大径シリンダ、25……小径シリン
ダ、27……噴射ノズル、31……サーボピスト
ン、33……サーボ圧力室、34……ポンプピス
トン、35……ポンプ作業室、51……燃料ポン
プ、52……燃料タンク、57……三方電磁弁、
61……高圧弁、62……シート部、63……小
径部、65……大径部、71……制御弁、79…
…制御圧室、87……制御回路(制御手段)、A
……大径左端部(大径部)、B……小径右端部
(シート部)。
Fig. 1 is a schematic circuit diagram showing a conventional fuel injection device, Fig. 2 is a schematic overall view showing an embodiment of the fuel injection device according to the present invention, and Fig. 3 is an explanatory diagram of the operation of the same device. . 23... Large diameter cylinder, 25... Small diameter cylinder, 27... Injection nozzle, 31... Servo piston, 33... Servo pressure chamber, 34... Pump piston, 35... Pump working chamber, 51... Fuel pump , 52... Fuel tank, 57... Three-way solenoid valve,
61... High pressure valve, 62... Seat part, 63... Small diameter part, 65... Large diameter part, 71... Control valve, 79...
...Control pressure chamber, 87...Control circuit (control means), A
...Large diameter left end (large diameter part), B...Small diameter right end (seat part).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 小径シリンダに往復動自在に収納されて該シ
リンダ内にポンプ作業室を画成するポンプピスト
ンと、ポンプピストンと連動するように大径シリ
ンダに往復動自在に収納されて該大径シリンダ内
にサーボ圧力室を画成するサーボピストンと、こ
れらのサーボ圧力室およびポンプ作業室に所定圧
力の燃料を供給する燃料ポンプと、ポンプ作業室
内の燃圧に応動して開弁し燃料を噴射する噴射ノ
ズルと、を備えた燃料噴射装置において、一方側
に燃料ポンプからの燃圧を受ける大径部を有し、
燃料ポンプからサーボ圧力室への燃料の供給を断
続するよう開、閉弁するシート部を有する高圧弁
と、一方側に高圧弁の他方側に当接し、サーボ圧
力室と燃料タンクの連通を断続するシート部を有
するとともに、他方側に高圧弁の大径部よりも大
径の大径部を有し、開弁時、シート部がサーボ圧
力室と燃料タンクを連通して高圧弁のシート部を
閉弁させるとともに、閉弁時、シート部がサーボ
圧力室と燃料タンクの連通を遮断して高圧弁のシ
ート部を開弁させる制御弁と、該制御弁の大径部
および制御弁を摺動自在に収納するシリンダによ
つて画成され、燃料ポンプおよび燃料タンクに連
通される制御圧室と、該制御圧室と燃料ポンプと
を連通する第1切換位置および制御圧室と燃料タ
ンクとを連通する第2切換位置に切換えられ、制
御圧室の作動油圧の流れを切換えることにより制
御弁のシート部を開、閉弁させることができる1
つの切換弁と、該切換弁を第1、2切換位置に切
換えるタイミングおよび第1、2切換位置にそれ
ぞれ位置する時間を制御する制御手段と、を備
え、前記切換手段が第2切換位置に位置すると
き、制御弁のシート部を開弁させてサーボ圧力室
を燃料タンクに連通するとともに該位置に位置す
る時間を制御することにより、燃料ポンプからポ
ンプ作業室に供給される燃料量を調整し、該切換
弁を第2切換位置から第1切換位置に所定のタイ
ミングで切換え、制御弁のシート部を閉弁させて
燃料ポンプからサーボ圧力室に燃料を供給するこ
とにより、ポンプ作業室を加圧して該作業室内の
燃料を噴射ノズルから噴射するようにしたことを
特徴とする燃料噴射装置。
1. A pump piston that is reciprocatably housed in a small diameter cylinder and defines a pump working chamber within the cylinder, and a pump piston that is reciprocatably housed in a large diameter cylinder and that operates in conjunction with the pump piston. A servo piston that defines a servo pressure chamber, a fuel pump that supplies fuel at a predetermined pressure to these servo pressure chambers and a pump work chamber, and an injection nozzle that opens and injects fuel in response to the fuel pressure in the pump work chamber. A fuel injection device having a large diameter portion receiving fuel pressure from a fuel pump on one side,
A high pressure valve has a seat that opens and closes to interrupt the supply of fuel from the fuel pump to the servo pressure chamber, and one side of the high pressure valve contacts the other side of the high pressure valve to interrupt communication between the servo pressure chamber and the fuel tank. The seat part has a large diameter part on the other side that is larger than the large diameter part of the high pressure valve, and when the valve is opened, the seat part communicates the servo pressure chamber and the fuel tank, and the seat part of the high pressure valve At the same time, when the valve is closed, the seat part cuts off communication between the servo pressure chamber and the fuel tank and opens the seat part of the high pressure valve, and the large diameter part of the control valve and the control valve are slid together. a control pressure chamber defined by a movably housed cylinder and communicating with the fuel pump and the fuel tank; a first switching position communicating the control pressure chamber and the fuel pump; and a control pressure chamber and the fuel tank. The seat of the control valve can be opened and closed by switching the flow of hydraulic pressure in the control pressure chamber.
a switching valve, and a control means for controlling the timing of switching the switching valve to the first and second switching positions and the time for which the switching valve is located at the first and second switching positions, respectively, the switching means is located at the second switching position. At this time, the seat part of the control valve is opened to communicate the servo pressure chamber with the fuel tank, and the amount of fuel supplied from the fuel pump to the pump working chamber is adjusted by controlling the time at which the servo pressure chamber remains in this position. , the switching valve is switched from the second switching position to the first switching position at a predetermined timing, the seat portion of the control valve is closed, and fuel is supplied from the fuel pump to the servo pressure chamber, thereby increasing the pump working chamber. A fuel injection device characterized in that the fuel in the working chamber is injected from an injection nozzle by applying pressure.
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