JPH10148167A - 噴射装置 - Google Patents

噴射装置

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JPH10148167A
JPH10148167A JP9294313A JP29431397A JPH10148167A JP H10148167 A JPH10148167 A JP H10148167A JP 9294313 A JP9294313 A JP 9294313A JP 29431397 A JP29431397 A JP 29431397A JP H10148167 A JPH10148167 A JP H10148167A
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valve
control
needle
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injection
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Andrew Roger Knight
アンドリュー・ロジャー・ナイト
Andrew Male
アンドリュー・メイル
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ZF International UK Ltd
Caterpillar Inc
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Lucas Industries Ltd
Caterpillar Inc
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な形状からなる噴射制御弁を含む
噴射器を提供することにある。 【構成】 制御室内の燃料の圧力の作用により座と係合
して押圧される弁針からなる噴射装置が開示される。針
制御弁は高圧での燃料源と制御室との間の、かつまた制
御室と低圧排出管との間の連通を制御する。針制御弁は
弁部材を含み、該弁部材は低圧排出管と連通するポート
を閉止するために弁部材の軸線に対して垂直な平面内に
延びる面と係合し得る端部を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダへ、圧力下の燃料を供給するのに使用する噴射装置に
関する。とくに、本発明は噴射器がそれと関連するそれ
ぞれのポンプ、例えば、ポンプ／噴射器または噴射器が
そのポンプにパイプによつて接続される長いパイプ装置
を有する噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知のポンプ／噴射器装置は孔内に置か
れる燃料を加圧するためにハウジングに設けた孔内で往
復動可能なプランジヤを備えている。孔はいつたん孔内
の燃料圧力が予め定めたレベルを超えると、噴射器が開
きかくして噴射が始まるように燃料圧力作動の噴射器と
連通する。
【０００３】噴射圧力および噴射のタイミングの独立し
た制御を許容するために、孔と連通する圧力制御弁、お
よび針の運動を制御すべく噴射器の針の表面によつて、
部分的に画成される制御室に印加される圧力を制御する
噴射制御弁を設けることは知られている。使用におい
て、圧力制御弁はプランジヤの初期の内向運動の間中開
いたままである。続いて、圧力制御弁は閉止され、プラ
ンジヤのさらに他の内向運動は孔内の圧力を加圧する。
噴射が開始しようとするとき噴射制御弁は低圧排出管に
制御室を接続すべく作動されかくして噴射を開始するた
めにその座から離れる針の運動を許容する。
【０００４】幾つかの公知の装置において、圧力制御弁
および噴射制御弁は単一の電磁アクチユエータによつて
作動される。かかる装置は噴射器への電気的接続が、弁
が独立のアクチユエータによつて制御される場合より少
なくて良いため好都合である。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】単一のアクチユエータを含む
１つの装置は弁部材が燃料がそれを通って噴射器の座に
向かって供給される供給ラインの１部分を形成する軸方
向に延びる通路を含む噴射制御弁を含んでいる。明らか
なように、かかる装置においては、弁部材はその中の燃
料圧力に抗するように十分に厚い壁厚を備えるために比
較的大きくする必要がある。
【０００６】本発明の目的は比較的簡単な形状の噴射制
御弁を含む噴射装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポンプ
プランジヤがその中で往復動し得る孔、および該孔と低
圧排出容器との間の連通を制御すべく配置される圧力制
御弁、座と係合可能で、該座と係合して弾力的に偏倚さ
れている噴射針、それへの高圧燃料の印加が前記噴射針
をその座に向かって押圧するように配置される制御室、
前記孔と前記制御室との間のかつ前記制御室と低圧排出
容器との間の連通を制御すべく配置される針制御弁、お
よび前記圧力制御弁および前記針制御弁を互いに独立し
て作動するための個々のアクチユエータ装置を含む噴射
器からなる噴射装置において、前記針制御弁が孔内で摺
動し得る弁部材を備え、該弁部材の一端が前記低圧容器
と連通しているポートを閉止するために前記弁部材の軸
線に対して垂直な平面内に延びる面と密封して係合可能
であることを特徴とする噴射装置が提供される。
【０００８】かかる装置は弁の信頼し得る制御が比較的
容易に達成され得るために好都合である。さらに、制御
弁部材と実質上同軸に排出ポートを設けることにより、
公知の装置におけるような、制御弁部材の軸線に沿って
延びる供給ラインを設けることが回避され得る。
【０００９】加えて、制御弁部材がそれと同軸の座とよ
りむしろ弁部材の軸線に対して垂直な平面に延びる面と
係合し得る配置の使用は製造の不正確に対する許容誤差
を増大する。
【００１０】ポンプおよび噴射器はポンプ／噴射器を形
成すべく結合されることも可能であるか、または互いに
間隔が置かれ、パイプがポンプから噴射器へ燃料を搬送
するために配置されても良い。
【００１１】さらに、本発明を添付図面を参照して例と
して説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１および図２に示される燃料噴
射器はそれに形成された孔１２を有するハウジング部分
１１を含む多部分からなるハウジング１０を備えてい
る。プランジヤ１４がカム装置の作用により孔内で往復
動可能で、戻しばね１６がプランジヤ１４を孔１２から
引き出すために設けられる。孔１２は通路１８を介して
圧力制御流出弁２０と連通し、該圧力制御弁は通路１８
と低圧排出容器２２との間の連通を制御する。
【００１３】図示のごとく、流出弁２０はそのアーマチ
ユアが弁部材２６に接続されるアクチユエータ２４を含
む電磁作動弁を備え、弁部材は座２８と係合し得る拡大
された直径の領域２６ａを含み、座２８は拡径領域２６
ａがそれと係合するとき通路１８と低圧排出管２２との
間の連通が許容されず、その座から拡径領域２６ａが離
れる運動を行うとき連通を許容するように配置される。
ばね３０が弁部材２６を、その拡径領域２６ａがその座
２８から間隔が置かれる位置に向かって偏倚するように
配置され、アクチユエータ２４の付勢は通路１８と低圧
排出管２２との間の連通を中断すべくばね３０の作用に
抗して弁部材２６を動かす。
【００１４】多部分からなるハウジング１０はさらに弁
針３４がその中で摺動可能である孔を画成するノズル本
体３２を備え、弁針３４はノズル本体３２の端部に設け
られた１またはそれ以上の出口開口（図示せず）に向か
う燃料の流れを制御するために座と係合し得る。ノズル
本体３２は該ノズル本体に設けられた孔と同軸の通孔を
含む間隔部片３６に当接し、該間隔部片の通孔は拡大さ
れた直径の領域を含んでいる。
【００１５】第１弁ハウジング３８がノズル本体３２か
ら離れた間隔部片３６の端部に当接し、第１弁ハウジン
グ３８は間隔部片３６の通孔の拡径領域内に延びる突起
３８ａを含み、第１弁ハウジング３８と間隔部片３６は
ばね４０がその中に配置されるばね室をともに画成す
る。ばね４０は第１弁ハウジング３８と弁針３４の端部
に当接するばね受け台部材４２との間に係合させられ
る。
【００１６】突起３８ａは受け台部材４２の１部分を形
成する突起４２ａがその中で摺動可能である盲穴(blind
bore)を含み、該穴と突起４２ａは通路４６を介して間
隔部片３６から離れて向かい合う第１弁ハウジング３８
の端面と連通する制御室４４をともに画成する。
【００１７】間隔部片３６から離れて向かい合う第１弁
ハウジング３８の面は弁部材５０がその中で摺動し得る
通孔を備える第２弁ハウジング４８に当接する。弁部材
５０はステータハウジング５６内に配置されるステータ
５４の影響下で可動であるアーマチユア５２に固定さ
れ、ステータハウジング５６は第２弁ハウジング４８と
ハウジング部分１１との間に置かれている。キヤツプナ
ツト５８はハウジング部分１１とねじ係合しており、キ
ヤツプナツト５８はノズル本体３２、間隔部片３６、第
１および第２弁ハウジング３８，４８およびステータハ
ウジング５６をハウジング部分１１に固定している。ハ
ウジング部分１１、ステータハウジング５６、第１およ
び第２弁ハウジング３８，４８、間隔部片３６およびノ
ズル本体３２はともに供給ライン６０を形成する穿孔を
備え、供給ラインは燃料を孔１２から針３４をその座か
ら離して押圧すべく針３４の適宜に方向付けられた推力
面に抗して作用するようにノズル本体３２に設けられた
孔へ流れさせる。
【００１８】穿孔６２が第２弁ハウジング４８内に設け
られ、穿孔６２は通路４６と供給ライン６０との間に連
通路を設ける。図２に最も明瞭に示されるごとく、穿孔
６２は第２弁ハウジング４８の通孔と連通し、穿孔６２
は第２弁ハウジング４８の端面での通孔の部分が非円形
形状からなるように配置され、穿孔６２は第２弁ハウジ
ングの端面で通孔に入り込んでいる。通孔は弁部材５０
の拡径領域５０ａが座に係合するとき、通路４６と供給
ライン６０との間の連通が遮断されるように配置された
座を画成するように形作られ、その座から離れる拡径領
域５０ａの運動はかかる連通を許容しかくして供給ライ
ン６０内の燃料圧力と実質上等しい制御室４４内の燃料
圧力を結果として生じる。理解されることは、かかる状
況において、制御室４４内の圧力によりかつばね４０の
作用によりその座と係合して弁針３４を押圧する弁針３
４に作用する力は弁針３４の推力面に対して燃料の作用
によりその座から離して弁針３４を押圧する力より大き
いということである。弁針３４はそれゆえかかる状況に
おいて弁針がその座に係合する位置を占める。
【００１９】弁部材５０の端部は第２弁ハウジング４８
に向かい合っている第１弁ハウジング３８の表面と密封
して係合可能で、かかる密封係合は第２弁ハウジング４
８の通孔と第２弁ハウジング４８の通孔と実質上同軸に
第１弁ハウジング３８に設けられた穿孔６４との間の連
通を遮断し、穿孔６４は適宜な排出通路を介して適宜な
低圧排出容器と連通するように配置されている。排出通
路がさらにばね室と連通しかくしてばね受け台部材４２
は、使用において、ばね室内の燃料の顕著な加圧を結果
として生じない。凹所が第１弁ハウジング３８に向かい
合っている弁部材５０の端面に好都合に設けられ、凹所
は穿孔６４と整列されている。
【００２０】使用において、図１に示した位置から出発
して、弁部材５０は第１弁ハウジング３８と係合してお
りかくして制御室４４内の燃料圧力は供給ライン６０内
の燃料圧力に実質上等しい。前に示したごとく、かかる
状況において、弁針３４はその座に係合しかくして噴射
は行われない。プランジヤ１４はその最も外方の位置に
あり、孔１２は燃料で充填されており、そして弁２０は
通路１８と低圧排出管２２との間の連通が許容される位
置を占有する。この位置から、プランジヤ１４は孔１２
内に内向運動を開始する。かかる運動は弁２０を介して
低圧排出容器２２へ移動されている燃料を結果として生
じる。
【００２１】孔１２内の燃料の加圧が開始すべきである
ことが決定されるとき、弁２０のアクチユエータ２４は
付勢されて拡径領域２６ａをその座と係合させるような
弁部材２６の運動を結果として生じかくして孔１２から
低圧排出容器２２への燃料の流れを終了する。プランジ
ヤ１４の連続の内向運動はそれゆえ孔１２内の燃料の圧
力を増加させることが理解されよう。弁針３４の推力面
に印加される燃料の圧力かつまた制御室４４に印加され
る燃料の圧力はかくしてまた増加する。制御室４４と供
給ライン６０との間の連通は、十分に高い力が弁針３４
と座との間の係合を維持するためのかかる加圧の間中弁
針３４に印加されかくして噴射が開始しないことを保証
する。
【００２２】噴射が開始されるとき、ステータ５４はば
ね６８の作用に抗してステータに向かってアーマチユア
５２を引き付けるように付勢され、アーマチユア５２の
運動は第１弁ハウジング３８の端面から離して弁部材５
０の端部を持ち上げかつ弁部材５０の拡径領域５０ａを
その座と係合させるような弁部材５０の運動を結果とし
て生じる。弁部材５０のかかる運動は制御室４４と供給
ライン６０との間の連通を遮断しそして代わりに制御室
４４と低圧排出容器との間の連通を許容する。それゆえ
制御室４４内の圧力は降下する。制御室４４内の減少さ
れた圧力はその座と係合して弁針３４を押圧する力の減
少を結果として生じ、そして弁針３４の推力面に対して
作用する圧力がばね４０の作用および制御室４４内の燃
料圧力を克服して弁針３４をその座から離して持ち上げ
かつそれゆえノズル本体３２の座を通って出口開口へ燃
料を流れさせかつそれゆえ噴射を開始するのに十分であ
る点が達成される。
【００２３】噴射を終了するために、ステータ５４は消
勢されかくしてアーマチユア５２と弁部材５０は図１お
よび図２に示される位置へばね６８の作用により戻る。
この位置において、制御室４４はもはや低圧排出容器と
連通せずかつ代わりに供給通路６０と連通する。制御室
４４内の燃料圧力がそれゆえ増加し、そして制御室４４
内の燃料圧力が弁針３４をその座に向かって戻しかくし
て噴射を終了するのに十分である点が達成される。噴射
の終了時またはその後、弁２０は消勢されしたがつてそ
の弁部材２６がばね３０の作用により孔１２からの燃料
が弁２０を通って低圧排出容器２２へ流れることができ
る位置に動く。それゆえ孔１２内の燃料圧力は降下す
る。プランジヤ１４の連続の内向運動は弁２０を通って
低圧排出容器２２へ移動されるさらに他の燃料を結果と
して生じる。続いて、プランジヤ１４はばね１６の作用
により孔１２から引き出されかくして燃料は弁２０を介
して低圧排出容器２２から孔１２へ引き込まれる。燃料
はプランジヤ１４がその最も外方の位置を占めるまで孔
１２内に流れ続け、弁２０はプランジヤ１４の外向運動
の間中その消勢された状態のままである。プランジヤ１
４の連続の外向運動は次の汲み上げおよび噴射サイクル
の開始に備える図１および図２に示される位置へ戻る噴
射器を結果として生じる。
【００２４】図３は図１および図２の装置と同様である
装置を示すが、ばね受け台部材４２が一体の突起４２ａ
よりむしろ別個の突起を含んでいる。一体の突起４２ａ
はばね受け台部材４２が案内される利点を持つが、ばね
受け台部材４２が比較的複雑な形状からなるという不都
合を有する。それゆえ、突起がばね受け台部材４２と一
体でない図３の装置を使用するのに言及される状況があ
るかも知れない。
【００２５】図４は突起４２ａが弁針に係合するばね受
け台部材４２の１部分と一体であるさらに他の実施例を
示し、ばね受け台部材４２はそれに設けられた肩部４２
ｃと係合可能である別個の環状受け台部材４２ｂを含
み、該環状受け台部材４２ｂは使用においてばね４０に
係合するように配置されている。
【００２６】理解されることは、噴射制御弁が比較的簡
単な形状からなり、そして噴射器への燃料の供給が噴射
制御弁を通過しないとき、噴射制御弁は制御室４４内の
圧力を制御するのに単に使用されており、圧力制御弁の
弁部材５０は比較的小さな直径からなることができると
いうことである。さらに、圧力制御弁および噴射制御弁
は別個のアクチユエータを使用して制御され、弁の信頼
し得る制御が比較的容易に達成され得る。
【００２７】前の説明はポンプ／噴射器についてである
けれども、本発明がまたポンプが噴射器から離して間隔
が置かれ、適宜なパイプが燃料をポンプによつて噴射器
へ供給させるためにポンプと噴射器を相互に接続するの
に使用される噴射装置に適用し得ることは理解されよ
う。
【００２８】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、ポンププラン
ジヤがその中で往復動し得る孔、および該孔と低圧容器
との間の連通を制御すべく配置される圧力制御弁、座と
係合可能で、該座と係合して弾力的に偏倚されている噴
射針、それへの高圧燃料の印加が前記噴射針をその座に
向かって押圧するように配置される制御室、前記孔と前
記制御室との間のかつ前記制御室と低圧排出容器との間
の連通を制御すべく配置される針制御弁、および前記圧
力制御弁および前記針制御弁を互いに独立して作動する
ための個々のアクチユエータ装置を含む噴射器からなる
噴射装置において、前記針制御弁が孔内て摺動し得る弁
部材からなり、該弁部材の一端が前記低圧容器と連通し
ているポートを閉止するために前記弁部材の軸線に対し
て垂直な平面内に延びる面と密封して係合可能である構
成としたので、弁の信頼し得る制御が比較的容易に達成
され得る比較的簡単な形状の噴射制御弁を含む噴射装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による噴射器を示す断面図であ
る。
【図２】図１の１部分を示す拡大図である。
【図３】代替の噴射器を示す図２と同様な拡大図であ
る。
【図４】さらに他の代替の噴射器の１部分を示す概略断
面図である。
【符号の説明】
１２ 孔 １４ プランジヤ ２０ 圧力制御弁 ２２ 低圧容器（低圧排出管） ２４ アクチユエータ装置 ３４ 噴射針（弁針） ４０ ばね ４２ ばね受け台部材 ４２ａ 当接部材（突起） ４４ 制御室 ５０ 針制御弁（弁部材） ５０ａ 弁部材の１部分 ６４ ポート（穿孔）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597117422 キャタピラー・インコーポレイテッド Ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ Ｉｎｃ. アメリカ合衆国 イリノイ州 61629− 6490，ペオリア，アダムスストリート，エ ヌ．イー． 100 (72)発明者 アンドリュー・ロジャー・ナイト イギリス国 エッチピー15 ６エルエッ チ，バックス，ハイ・ウィコムベ，フォ ー・アッシィズ，キングスヒル・ロード, バーン・ロッヂ（番地なし) (72)発明者 アンドリュー・メイル イギリス国 ダブリュー３，オーピューユ ー，ロンドン，ノース・アクトン，パー ク・ビュー 69

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポンププランジヤ（１４）がその中で往
    復動し得る孔（１２）、および該孔（１２）と低圧排出
    管（２２）との間の連通を制御すべく配置される圧力制
    御弁（２０）、座と係合可能で、該座と係合して弾力的
    に偏倚されている噴射針（３４）、それへの高圧燃料の
    印加が前記噴射針（３４）をその座に向かって押圧する
    ように配置される制御室（４４）、前記孔（１２）と前
    記制御室（４４）との間のかつ前記制御室（４４）と低
    圧排出容器（２２）との間の連通を制御すべく配置され
    る針制御弁（５０）、および前記圧力制御弁（２０）お
    よび前記針制御弁（５０）を互いに独立して作動するた
    めの個々のアクチユエータ装置（２４，５２，５４）を
    含む噴射器からなる噴射装置において、前記針制御弁
    （５０）が孔内で摺動し得る弁部材（５０）を備え、該
    弁部材（５０）の一端が前記低圧排出容器（２２）と連
    通しているポート（６４）を閉止するために前記弁部材
    （５０）の軸線に対して垂直な平面内に延びる面と密封
    して係合可能であることを特徴とする噴射装置。
  2. 【請求項２】 前記低圧排出容器（２２）と連通する前
    記ポート（６４）が前記弁部材（５０）と略同軸的に配
    置されることを特徴とする請求項１に記載の噴射装置。
  3. 【請求項３】 その端部から間隔が置かれた前記弁部材
    （５０）のポート（５０ａ）が前記孔（１２）と前記制
    御室（４４）との間の連通を制御するために座と係合し
    得ることを特徴とする請求項１または２に記載の噴射装
    置。
  4. 【請求項４】 さらに、前記制御室（４４）内の燃料圧
    力に晒される面を有する当接部材（４２ａ）からなり、
    該当接部材（４２ａ）が前記制御室（４４）内の燃料圧
    力の作用による力を前記噴射針（３４）に伝達すること
    を特徴とする特許請求の範囲の前項いずれか１項に記載
    の噴射装置。
  5. 【請求項５】 さらに、前記噴射針（３４）をその座に
    向かって弾力的に偏倚するばね（４０）を備え、該ばね
    （４０）が前記当接部材（４２ａ）とともに動き得るば
    ね受け台部材（４２）に係合することを特徴とする請求
    項４に記載の噴射装置。
  6. 【請求項６】 前記ばね受け台部材（４２）が前記当接
    部材（４２ａ）と一体であることを特徴とする請求項５
    に記載の噴射装置。
  7. 【請求項７】 前記当接部材（４２ａ）が前記ばね受け
    台部材（４２）に係合しおり、前記制御室（４４）内の
    燃料圧力による力が前記ばね受け台部材（４２）を介し
    て前記噴射針（３４）に伝達されることを特徴とする請
    求項５に記載の噴射装置。
  8. 【請求項８】 前記ばね当接部材（４２ｂ）が前記受け
    台部材（４２）によつて支持されることを特徴とする請
    求項５に記載の噴射装置。
  9. 【請求項９】 前記噴射器が前記ポンプに取り付けられ
    ることを特徴とする特許請求の範囲の前項いずれか１項
    に記載の噴射装置。
  10. 【請求項１０】 前記ポンプおよび前記噴射器が互いに
    離れて間隔が置かれ、パイプが前記ポンプの前記孔を前
    記噴射器に接続することを特徴とする請求項１ないし８
    のいずれか１項に記載の噴射装置。
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