JPH08165966A

JPH08165966A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH08165966A
Application number: JP30925794A
Authority: JP
Inventors: Osamu Komazawa; 沢修駒
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】噴射燃料室の燃料圧力と混合室の内圧との差
を常時一定に保つ。【構成】噴射燃料室の燃料圧力の一部をリリーフさせ
る圧力制御弁を混合室内の内圧によって付勢するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射装置に関するも
ので、例えばエンジンのシリンダ内に直接燃料を噴射す
る装置として用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの燃焼室内に混合気
を直接噴射する装置がある。例えば、特表平２−５００
９２５号公報に開示される技術は、所定の容積を有する
混合室と、エンジンの燃焼室と混合室間に配置され、開
閉して両者間を連通・遮断する外開弁とを備える。この
技術は、エンジンの圧縮行程の内、燃焼室が高圧となる
時点で開いておいた外開弁を閉じて圧力を混合室内に封
じ込み、この混合室に適量の燃料を供給した後、次の圧
縮行程の点火前の燃焼室内が低圧の時に外開弁を開いて
高圧の混合気を燃焼室内に送り込むものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、エンジンの運
転条件に伴って燃焼圧が変化することがある。上記従来
技術では、一定のタイミングで外開弁を閉じているの
で、圧縮工程での燃焼圧の上昇カーブがずれると、混合
室に蓄えられる圧力も変わってしまう。このため、燃料
の供給圧力と混合室の圧力との差圧が変動し、混合室内
に燃料を所定時間供給するものでは供給される燃料の量
が変化して混合気形成が不安定になる。通常では、安定
的な混合気形成のため、構造が複雑な可変容量機構をも
つ燃料供給手段を外部に設置しなければならなかった。

【０００４】そこで、本発明においては、燃料の圧力と
混合室の圧力の差圧を一定に保って混合室内に燃料を供
給できるようすることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】燃料ポンプから燃料が導
入される噴射燃料室と、該噴射燃料室から供給された燃
料を高圧ガスと混合する混合室と、混合室内の内圧によ
って付勢され、前記噴射燃料室の燃料圧力と該混合室の
内圧との差を常時一定に保つように前記噴射燃料室の燃
料圧力の一部をリリーフさせる圧力制御弁とから燃料噴
射装置を構成した。

【０００６】

【作用】燃料噴射装置の圧力制御弁が噴射燃料室の燃料
圧力と該混合室の内圧との差を常時一定に保ちながら、
噴射燃料室から混合室に燃料が供給される。

【０００７】

【実施例】図１において、燃料噴射装置１０はエンジン
のシリンダ１１内に燃料を噴射するものであり、メイン
ボディ１５，サブボディー１６及びノズル１７が適宜の
締結手段によって一体化されたハウジングを有してい
る。

【０００８】メインボディ１５には計量用ソレノイド２
０が組み込まれ、噴射燃料室２１への燃料送給を制御し
ている。即ち、ソレノイド２０の固定コア２２内には燃
料通路２３が形成されて、燃料ポンプ１８によって5 〜
20 MPa程度に加圧された燃料を室２４内に導いている。
尚、４３はボビンを示し、そのまわりにはコイル４４が
巻回されている。固定コア２２と対向するように可動コ
ア２５が配置され、両コア２２，２５の間にはスプリン
グ２６が張設されている。このスプリング２６は可動コ
ア２５を弁座部材２７に向けて付勢している。コイル４
４への通電によって可動コア２５はスプリング２６の付
勢力に抗して固定コア２２に吸着される。尚、可動コア
２５の上端面にはプレート状の非磁性体が固着してあ
る。可動コア２５には貫通孔２８が複数穿設され、室２
４から室２９に燃料が常時流通できる。弁座部材２７に
はオリフィス５８および貫通孔３０が形成されて、室２
９から噴射燃料室２１に燃料が流通できる。但し、この
流通は可動コア２５の下端面が弁座部材２７の上端面か
ら離れているときだけ許容される。噴射燃料室２１はメ
インボディ１５に形成された通路３１，３２およびノズ
ル１７内に形成された通路５０，逆止弁５１を介してノ
ズル１７内に形成された混合室５２と連通が可能であ
る。

【０００９】メインボディ１５内には、更に、貫通孔３
３をもつ弁座部材３４が配設され、噴射燃料室２１から
室３５に燃料が流通できる。但し、この流通は弁座部材
３４の下端に着座可能な圧力制御弁３６が着座していな
いときに限られる。圧力制御弁３６はリテーナ３７上に
配設されたスプリング３８によって弁座部材３４へと付
勢される。リテーナ３７の下部には室３９が形成され
る。

【００１０】ノズル１７内には外開弁５３が配設され、
スプリング５４によって常時噴射口５５を閉じるように
付勢されている。外開弁５３内には圧力導入路５７が形
成されると共に、その一部に圧力制御弁３６のロッド部
分が収容されて混合室１７内の圧力を圧力制御弁３６に
付与している。外開弁５３の上端にはリテナ３７との
隙間５９が確保されており、外開弁５３の上端部に室３
９内の燃料圧力が作用する。

【００１１】サブボディ１６には第１ポート７０，第２
ポート７１，第３ポート７２が形成され、それぞれ、メ
インボディ１５の室３５，室２９，室３９と通路４０，
通路４１，通路４２を介して連通している。サブボディ
１６には噴射用ソレノイド７３が組み込まれ、外開弁５
３の開閉を室３９内の燃料圧を変化させることで制御し
ている。即ち、ソレノイド７３の固定コア７４内には燃
料排出路７５が形成されて、室７６内の燃料をリザーバ
１９に導いている。尚、７７はボビンを示し、そのまわ
りにはコイル７８が巻回されている。固定コア７４と対
向するように可動コア７９が配置され、両コア７４，７
９の間にはスプリング８０が張設されている。このスプ
リング８０は可動コア７９と一体化されたボール弁８１
を弁座部材８２に向けて付勢している。コイル７８への
通電によって可動コア７９はスプリング８０の付勢力に
抗して固定コア７４に吸着される。尚、可動コア７９の
左端面にはプレート状の非磁性体が固着してある。可動
コア７９には貫通孔８３が複数穿設され、室８４から室
７６に燃料が常時流通できる。室８４はまた第１ポート
７０と通路８６を介して常時連通している。ボール弁８
１の左方には弁座部材８７が配設され、可動コア７９の
ロッド部をクリアランスを持って受け入れている。弁座
部材８２には貫通孔８５が形成されて、第２ポート７１
から第３ポート７２に燃料が流通できる。但し、この流
通はボール弁８１が弁座部材８２から離れているときだ
け許容される。コイル７８への通電時には、ボール弁８
１は弁座部材８７に着座する。従って、ボール弁８１が
弁座部材８２に着座している状態では第３ポート７２と
室８４とが連通し、ボール弁８１が弁座部材８７に着座
している状態では第２ポート７１と第３ポート７２とが
連通する。

【００１２】尚、９０はＣＰＵ（Central Processing U
nit ）を示し、ソレノイド２０，７３への通電を制御す
る。また、９１はリリーフ弁である。

【００１３】本実施例の作用を図２、図３を参照して説
明する。

【００１４】まず、エンジンは吸排気弁の開閉と点火プ
ラグによる点火により吸入・圧縮・膨張・排気の４行程
を経る。タイミングθ１は圧縮行程中、点火の前に設定
されている。クランク角度がθ１に達すると、外開弁５
３が開けられる。即ち、ＣＰＵ９０が噴射用ソレノイド
７３に通電すると、可動コア７９は固定コア７４に吸引
されて可動コア７９と一体となったボール弁８１が弁座
部材８２から離れて弁座部材８７に着座する。つまり第
２ポート７１と第３ポート７２が連通し、第２ポート７
１に導入されていた燃料圧力は第３ポート７２から室３
９へと導入される。この結果、室３９内の圧力が高まり
外開弁５３を下方へと移動させる（つまり外開弁を開
く）。このとき、燃焼室１１内の圧力は低いので、混合
室５２内の加圧混合気が燃焼室１１内に噴射される。次
に点火がなされ、燃焼室１１内の圧力は急速に上昇す
る。ここで、燃焼室１１の圧力が混合室５２の圧力より
も高まると燃焼室１１から混合室５２に高圧ガスが取り
込まれる。

【００１５】そして、タイミングθ２で外開弁３２が閉
じられ、その時の混合室３３の圧力が保持される。即
ち、ＣＰＵ９０が噴射用ソレノイド７３への通電を停止
し、可動コア７９はスプリング８０の作用によって右方
へと付勢されて可動コア７９と一体となったボール弁８
１が弁座部材８７から離れて弁座部材８２に着座する。
つまり第２ポート７１と第３ポート７２との連通が遮断
され、室３９に導入されていた燃料圧力は第３ポート７
２から弁座部材８７内を通って、燃料排出路７５からリ
ザーバ１９に戻される。

【００１６】更に、クランク角度がθ３に達すると、燃
料計量が開始される。即ち、ＣＰＵ９０が計量用ソレノ
イド２０に通電すると、可動コア２５が固定コア２２に
吸引されて弁座部材２７から離れる。この状態で室２９
内の燃料圧力は弁座部材２７の貫通孔３０から噴射燃料
室２１に流れ込み、圧力制御弁３６の作用を受けて混合
室５２との差圧が所定値（一定）とされて、通路３１，
３２を介して混合室５２に供給される。圧力制御弁３６
の作用について説明すると、混合室５２内の圧力は圧力
導入路５７を介して制御弁３６の下端に付与されてお
り、スプリング３８と共に制御弁３６自体を上方へと付
勢している。従って、噴射燃料室の燃料圧力をＰ１とし
たとき、制御弁３６の付勢力が比較的小さいＦ１（Ｆ１
＜Ｐ１）の場合（つまり混合室５２内の圧力が比較的低
い場合）には、噴射燃料室の燃料圧力が圧力制御弁３６
を下方へと十分に押開き、比較的多量の圧力が室３５か
ら第１ポート７０，燃料排出路７５を介してリザーバ１
９に戻される。逆に、制御弁３６の付勢力が比較的大き
いＦ２（Ｆ１＜Ｆ２＜Ｐ１）の場合（つまり混合室５２
内の圧力が比較的高い場合）には、噴射燃料室の燃料圧
力が圧力制御弁３６を下方へと押開く量が少なく、比較
的少量の圧力が室３５から第１ポート７０，燃料排出路
７５を介してリザーバ１９に戻される。従って、混合室
５２の圧力状態（高低）に応じて噴射燃料室２１内の圧
力は適宜リリーフされ、混合室５２に供給される燃料圧
力は混合室５２の圧力との差圧が一定にされる。なお、
燃料計量は期間ＴＦの間だけ続けられ、エンジンの運転
状態に応じて要求される燃料の量が変わるので、期間Ｔ
Ｆの長さは可変とされる。

【００１７】

【発明の効果】本発明では、燃料噴射装置の圧力制御弁
が噴射燃料室の燃料圧力と該混合室の内圧との差を常時
一定に保ちながら、噴射燃料室から混合室に燃料が供給
されるので、混合室内の高圧ガスが圧力変動しても相対
的には常に一定圧で燃料が供給できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の燃料噴射装置の構成図を示す。

【図２】実施例の作用を示すグラフである。

【図３】実施例の作用を示すグラフである。

【符号の説明】２１・・・噴射燃料室、３６・・・圧力制御弁、５２・
・・混合室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ポンプから燃料が導入される噴射燃
料室と、該噴射燃料室から供給された燃料を高圧ガスと混合する
混合室と、該混合室内の内圧によって付勢され、前記噴射燃料室の
燃料圧力と該混合室の内圧との差を常時一定に保つよう
に前記噴射燃料室の燃料圧力の一部をリリーフさせる圧
力制御弁とを有する燃料噴射装置。