JPH0681936B2

JPH0681936B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0681936B2
Application number: JP63029664A
Authority: JP
Inventors: 俊哉鹿野; 俊平長谷川; 秀伸長瀬
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1988-02-10
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH01208562A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、主としてディーゼルエンジンの燃焼室に燃料
を直接噴射するために用いられる燃料噴射装置に関し、
特に、エンジンのクランク軸に連動するカム軸により作
動され、一回の作動毎に一定量の燃料を吐出し得るプラ
ンジャ型噴射ポンプと、この噴射ポンプの吐出側に連通
し、噴射ポンプの吐出圧力が所定値以上になると噴孔を
開く針弁を有する燃料ノズルと、この燃料ノズルからの
燃料噴射量を調節する噴射量調節装置とを備えたものの
改良に関する。

（２）従来の技術かかる燃料噴射装置は、例えば特開昭58−204962号公報
に開示されているように、既に知られており、その燃料
噴射装置では、噴射量調節装置を、噴射ポンプの吐出側
から噴射ノズルに至る通路に介装される第１電磁弁と、
噴射ノズルから噴射ポンプの吸入側に至る通路に介装さ
れる第２電磁弁とから構成し、これら電磁弁の開閉タイ
ミングを制御することにより噴射ノズルからの燃料噴射
量を調節している。

（３）発明が解決しようとする課題従来の燃料噴射装置による噴射量の調節は、噴射ポンプ
の極めて短い作動期間中に２個の電磁弁の開閉タイミン
グを制御することにより行われるので、電磁弁及びそれ
を制御する電子制御装置に高い応答性が要求され、必然
的に装置全体がコスト高となる傾向がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、噴射ポ
ンプの作動期間に比べ遥かに長い不作動期間中に噴射量
調節装置の制御を行い得るようにし、しかも低コストで
作動精度の高い燃料噴射装置を提供することを目的とす
る。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段上記目的を達成するために本発明によれば、エンジンの
クランク軸に連動するカム軸により作動され、一回の作
動毎に一定量の燃料を吐出し得るプランジャ型噴射ポン
プと、この噴射ポンプの吐出側に連通し、噴射ポンプの
吐出圧力が所定値以上になると噴孔を開く針弁を有する
燃料ノズルと、この燃料ノズルからの燃料噴射量を調節
する噴射量調節装置とを備えた燃料噴射装置において、
噴射量調節装置は、シリンダと、このシリンダ内に嵌装
されてその内部を圧力流体源に連なる第１室及び噴射ポ
ンプの吐出側に連なる第２室に区画する計量ピストン
と、噴射ポンプの不作動期間中、圧力流体源から第１室
に常閉型電磁弁を通じ流体を所定量供給制御して計量ピ
ストンを後退限から所定量前進させ、また噴射ポンプの
作動時には噴射ポンプの吐出燃料の一部を第２室に収容
すべく計量ピストンの後退限までの後退を許容する手段
とを備えている。

（２）作用噴射ノズルからの燃料噴射量Ｑは、噴射ポンプからの燃
料吐出量Q₁（一定）から、噴射量調節装置においてピス
トンの後退により第２室に吸収された燃料量Q₂を差引い
たものとなり、しかもQ₂は噴射ポンプの不作動期間中
に、圧力流体源の流体を第１室に充填する量に相当する
から、その充填量を制御することにより噴射量Ｑを調節
することができる。

特にその第１室への流体充填量の制御は、噴射ポンプの
作動期間より遥かに長い不作動期間中に、該ポンプに対
応した唯１個の電磁弁に対する単なる開弁制御により行
うことができるため、第１室への流体を充填する手段が
特別高度の応答性を備えずとも噴射量の調節を精度よく
行い得る。更に電磁弁は、第１室と圧力流体源間に１個
設けるだけで足り、その上、噴射ポンプの高い吐出圧力
に直接曝されることもないため特別高度の耐圧性は要求
されない。

（３）実施例以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図はディーゼルエンジンの燃料供給系を示
すもので、エンジンの運転中、燃料ポンプ１は燃料タン
ク２の燃料を吸上げて定圧流路３へ供給する。定圧流路
３内の燃料圧力は公知の調圧弁４により常に一定に保た
れ、余剰燃料は戻り流路５を通して燃料タンク２へ還流
する。

定圧流路３の燃料は、エンジンのシリンダヘッドに装着
されるユニットインジェクタ６に導入され、そこで高圧
に昇圧されてエンジンの燃焼室へ直接噴射される。その
燃料噴射量は、噴射量調節装置７により、噴射時期は噴
射時期調節装置８によりそれぞれ調節される。また、こ
れら調節装置7,8は電子制御装置９によりエンジンの運
転条件、例えば回転数、負荷、温度等に応じて制御され
る。

噴射量調節装置７は、その作動流体として、定圧流路３
の燃料が分岐流路10を通して供給される。

第２図において、前記ユニットインジェクタ６は、プラ
ンジャ型の噴射ポンプ11及び噴射ノズル12を一体的に結
合して構成される。

噴射ポンプ11は、インジェクタ本体13の中間部に固設さ
れた上下方向のシリンダ14と、このシリンダ14内に挿入
されてシリンダ下部にポンプ室15を画成するプランジャ
16とを備える。このプランジャ16の上端に取付けられた
リテーナ17とインジェクタ本体13との間に戻しばね18が
縮設され、これによってプランジャ16はポンプ室15の容
積拡張方向へ付勢される。またインジェクタ本体13の上
端部には、リテーナ17に内端壁を当接させるカップ状の
カムフォロア19が摺動自在に嵌挿され、このカムフォロ
ア19の上端面にエンジンのクランク軸（図示せず）に連
動して回転するカム軸20のカム20aが係合される。

インジェクタ本体13とシリンダ14の間には、前記定圧流
路３に連なる環状の導入室21が形成されており、この導
入室21及びポンプ室15間を連通する吸入ポート23がシリ
ンダ14の側壁に穿設される。この吸入ポート23は、プラ
ンジャ16の下降途中でプランジャ16の側面に隠れるよう
になっている。

一方、プランジャ16には、その軸線に対し一定角度で傾
斜した斜面24が下端に形成され、またその斜面24と平行
なスリット25が周壁に切られ、さらにこのスリット25を
ポンプ室15に連通する連通凹部26が下端面中心部に穿設
される。上記斜面24及びスリット25間の距離はカム20a
のプランジャ16に与える押下げ量より小さく設定され
る。

またシリンダ14の外周にはピニオン27が回転自在に嵌合
され、このピニオン27は前記カムフォロア19内でジョイ
ント28を介してプランジャ16と連結される。ジョイント
28はプランジャ16の昇降を許容しつゝピニオン27の回動
をプランジャ16に伝達し得る公知のものである。ピニオ
ン27には、インジェクタ本体13に摺動自在に支承される
ラック29が噛合され、ラック29に前記噴射時期調節装置
８が連結される。

前記噴射ノズル12は、シリンダ14の下部に順次配置され
る第1,第2,第３中間部材31,32,33及びノズル管34を有
し、これらはインジェクタ本体13の下部に螺着されるキ
ャップ35によって保持される。ノズル管34には、その先
端の噴孔36を開閉する針弁37が装着される。この針弁37
は、第2,第３中間部材32,33間に設けられたばね室38に
上端を突入させており、その突入端を閉弁方向へ付勢す
る弁ばね39がばね室38に収容される。

また針弁37はノズル管34の上部に摺動自在に支承される
大径の受圧部37aを有し、その受圧部37aの下端面はノズ
ル管34内の圧力室34aに臨んでいる。圧力室34aは第１〜
第３中間部材31〜33に設けられた一連の吐出通路40を介
して前記ポンプ室15と常時連通する一方、針弁37の開弁
時のみ噴孔36と連通するようになっている。

前記噴射量調節装置７は、インジェクタ本体13の中間部
一側面から張出した取付部41に固設されるシリンダ42及
び、このシリンダ42内に嵌装される段付の計量ピストン
43を備える。シリンダ14内には、計量ピストン43の大径
部43a外端面が臨む第１室44、大径部43aの内端面が臨む
大気圧室46及び小径部43bの外端面が臨む第２室45が形
成され、大気圧室46には計量ピストン43を第１室44側へ
付勢する戻しばね47が縮設される。この戻しばね47の力
によって、計量ピストン43は、通常、第１室44の端壁に
当接する後退限に保持される。

第１室44は、取付部41上面に装着された電磁弁48を介し
て前記分岐流路10に接続され、また第２室45は前記吐出
通路40に連通される。

上記電磁弁48は、ソレノイド48aの通電時のみ開弁する
常閉型であり、しかもソレノイド48aの消勢時でも第１
室44の圧力が所定値以上に上昇すると開弁するようにな
っている。その開弁圧力は前記噴射ノズル12の針弁37の
開弁圧力より小さく設定される。而して常閉型電磁弁48
と、該弁48内のチェック弁機構（即ち前述のようにレノ
イド48aの消勢時でも第１室44の圧力が針弁37の開弁圧
力よりも小さい所定値以上に上昇すると開弁するように
したチェック機能を達成するための内部機構）とは協働
して本発明の手段Ａを構成している。

次にこの実施例の作用について説明する。

エンジンの運転中、噴射ポンプ11のプランジャ16は、回
転するカム20aの押下げ作用と戻しばね18の戻し作用を
受けて上下に往復動する。而して、プランジャ16が上昇
位置にあるとき、定圧流路３からの燃料が導入室21及び
吸入ポート23を経てポンプ室15を満たし、さらに吐出通
路40を経て第２室45及び圧力室34a等を満たす。

このようにプランジャ16が上昇位置を占める期間中に、
電子制御装置９から電磁弁48へエンジンの運転条件に応
じた時間だけ通電が行われ、それに伴い電磁弁48が閉弁
すると、定圧流路３から分岐流路10を通して第１室44に
燃料が供給される。その結果、計量ピストン43の両端面
には定圧流路３の圧力が等しく作用するが、計量ピスト
ン43の、第１室44に臨ませた受圧面は第２室45に臨ませ
た受圧面よりも広いので、その受圧面積差により発生す
る推力が計量ピストン43を後退限から第２室45側へ前進
せしめ、結局、第１室44には電磁弁48の通電時間に応じ
た量の燃料が充填される。

その後、噴射時期の到来により、カム20aがプランジャ1
6を押下げると、プランジャ16の側面が吸入ポート23を
閉じている間、即ちプランジャ16の下端縁が吸入ポート
23の開口端を通過してからスリット25が吸入ポート23と
対面するまでの間、ポンプ室15はプランジャ16により加
圧され、一定量の燃料を吐出通路40へ吐出する。

このポンプ室15の吐出圧力は吐出通路40を介して第２室
45及び圧力室34aへ伝達して計量ピストン43を第１室44
側へ、また針弁37の受圧部37aを開弁側へ押圧するが、
電磁弁48の開弁圧力は針弁37のそれより低く設定されて
いるので、先ず電磁弁48が第１室44の上昇する圧力によ
り開弁し、第１室44から分岐流路10への燃料の逆流を許
容するので、計量ピストン43は当初の後退限まで押し戻
される。このような計量ピストン43の後退により、ポン
プ室15からの吐出燃料の一部は第２室45に吸収される。

計量ピストン43が後退限に達すると、ポンプ室15の吐出
圧力は更に上昇し、今度は針弁37が開弁するため、残余
の吐出燃料が噴孔36からエンジンの燃焼室へ噴射され
る。

したがって、燃焼室への燃料の噴射量Ｑは、ポンプ室22
から吐出通路40への吐出量Q₁（一定）から第２室45の吸
収量Q₂を差引いた量となる。しかも、Q₂は計量ピストン
43の後退量に比例し、換言すれば該ピストン43の前進
量、即ち電磁弁48の通電時間に比例するので、その通電
時間をエンジンの運転条件に応じて制御することにより
噴射量Ｑを自由に調節することができる。

特に、電磁弁48の通電時間の制御は燃料噴射が行われな
い長い期間中に行うものであるから、制御時間に充分な
余裕があり、電子制御装置９及び電磁弁48に多少の応答
遅れがあっても、計量ピストン43を所望の位置へ確実に
作動し、所望の噴射量Ｑを正確に得ることができる。

また比較的高価な電磁弁48は、使用個数がユニットイン
ジェクタ61個につき、１個で足り、その上、噴射ポンプ
11の高い吐出圧力に曝されないから高度の耐圧性も要求
されずに済み、コストの低減に大いに寄与し得る。

一方、燃料の噴射時期は次のようにして調節される。先
ず、プランジャ16が上昇限に位置を占めているとき、噴
射時期調節装置８によりラック29を介してピニオン27を
回動し、ジョイント28を介してプランジャ16を同角度回
動する。すると、プランジャ16の下端面は斜面24になっ
ているため、プランジャ16の下端から吸入ポート23まで
の距離が変化する。そして、その距離が大きくなると、
カム20aによりプランジャ16が押下げられたとき、プラ
ンジャ16の側面により吸入ポート23が閉じられる時期、
即ちポンプ室15の加圧開始時期が遅くなる。燃料の噴射
時期が遅くなり、反対に上記距離が小さくなると、噴射
時期は早くなる。

尚、プランジャ16の回動調節によるも、斜面24とスリッ
ト25とは互いに平行であるから、プランジャ16のポンプ
室15に対する有効加圧ストロークは不変であり、したが
ってポンプ室15から吐出通路40への燃料の吐出量は常に
一定である。

以上において、定圧流路は本発明の圧力流体源に対応す
る。

C.発明の効果以上のように本発明によれば、噴射量調節装置は、シリ
ンダと、このシリンダ内に嵌装されてその内部を圧力流
体源に連なる第１室及び噴射ポンプの吐出側に連なる第
２室に区画する計量ピストンと、噴射ポンプの不作動期
間中、圧力流体源から第１室に常閉型電磁弁を通じ流体
を所定量供給制御して計量ピストンを後退限から所定量
前進させ、また噴射ポンプの作動時には噴射ポンプの吐
出燃料の一部を第２室に収容すべく計量ピストンの後退
限までの後退を許容する手段とを備えるので、噴射ポン
プの作動期間より遥かに長い不作動期間中に、該ポンプ
に対応した唯１個の電磁弁に対する単なる開弁制御によ
り、圧力流体源から第１室への流体充填量を制御して噴
射ノズルからの燃料噴射量を調節することができ、した
がって第１室への流体を充填する手段が特別高度の応答
性を備えずとも噴射量の正確な調節が可能である。また
電磁弁は、第１室と圧力流体源間に１個設けるだけで足
り、その上、噴射ポンプの高い吐出圧力に直接曝される
こともなくて特別高度の耐圧性を要求されないから、前
述の如く特別高度の応答性を備えずともよい効果とも相
俟って、構造の簡素化、延いてはコストの節減に大いに
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
の燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンの燃料系の
概要図、第２図はその要部の縦断面図である。３……圧力流体源としての定圧流路、６……ユニットイ
ンジェクタ、７……噴射量調節装置、11……噴射ポン
プ、12……噴射ノズル、16……プランジャ、42……シリ
ンダ、43……計量ピストン、44……第１室、45……第２
室、48……電磁弁、Ａ……手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのクランク軸に連動するカム軸
（20）により作動され、一回の作動毎に一定量の燃料を
吐出し得るプランジャ型噴射ポンプ（11）と、この噴射
ポンプ（11）の吐出側に連通し、噴射ポンプ（11）の吐
出圧力が所定値以上になると噴孔（36）を開く針弁（3
7）を有する燃料ノズル（12）と、この燃料ノズル（1
2）からの燃料噴射量を調節する噴射量調節装置（７）
とを備える燃料噴射装置において、噴射量調節装置
（７）は、シリンダ（42）と、このシリンダ（42）内に
嵌装されてその内部を圧力流体源（３）に連なる第１室
（44）及び噴射ポンプ（11）の吐出側に連なる第２室
（45）に区画する計量ピストン（43）と、噴射ポンプ
（11）の不作動期間中、圧力流体源（３）から第１室
（44）に常閉型電磁弁（48）を通じ流体を所定量供給制
御して計量ピストン（43）を後退限から所定量前進さ
せ、また噴射ポンプ（11）の作動時には噴射ポンプ（1
1）の吐出燃料の一部を第２室（45）に収容すべく計量
ピストン（43）の後退限までの後退を許容する手段
（Ａ）とを備えることを特徴とする、燃料噴射装置。
【請求項２】前記圧力流体源は、所定圧力に加圧された
燃料が供給される定圧流路（３）である、特許請求の範
囲第（１）項に記載の燃料噴射装置。