JPS58220958A - ユニットインジェクタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明Ｌ１内撚機関の燃料供給系において燃料圧送を行
にうポンプ部と燃料噴射部とが一体となって構成されて
いる所謂ユニットインジェクターに係シ、特にその噴射
時期成いは噴射ｌ及び噴射率を制御する装置に関するも
のである。

従来、ユニットインジェクターＬ％に大型直噴ディーゼ
ル機関に使用され、噴射管が不要にＡるため、所謂不整
噴射がなく、高噴射率を得やすい、機関回転数に余り影
響され匁い等の利点があシ、噴射機能たけ見れば本質的
に高性能である反面、Ｉング部とノズル部が分離された
ものに較べ、一体化されているため、（１）調速部と噴
射時期制御部が分離され、制御が難しく簡素化され々い
、（２）単体で噴射系１整ができず、整備性が悪い、（
３）気筒間の調整が実機上でたいと効果が小さい等の欠
点があシ、小型機関分野においては未だ一般化されるに
至っていない。

本発明は前記の問題点に鑑み案出されたものであって、
エンジンの制御性、気筒間の噴射量噴射時期の調整機能
を向上させるとともに、機関の運転林料に応じて最適の
噴射率、噴射時期を与え、コンパクトでかつ制御性、整
備性に優れた騒音及び燃費低減効果の太きｆ’　５　＝
ットインジークターを提供することを目的とするもので
ある。

そして、本発明はその目的を達成するため、燃料圧送用
グランジャと燃料噴射ノズルとの間に制御ピストンを介
在させ、核ピストンには所定圧力によって作動する油圧
開閉弁を連通させ、該油圧開閉弁の開閉制御を電気的制
御機構によシ行なうよう構成し、もって該電気的制御機
構によシ前記油圧開閉弁を介して前記制御ピストンを制
御することＫよ多燃料噴射を制御することを特徴とする
ものである。

本発明の実施例を図面に従って説明する。第１図は本発
明の第１実施例を示すもので、本実施例は燃料噴射時期
を制御する構成を示している。エンジンによシ駆動され
るカム１と、カムＩＫよりクベットシム２を介して図中
上下方向に移動するり４ツト３と、図中上方にタベ、ト
３を何部するスプリング４と、ラック８及びこれと噛み
合うピニオンを有するスリーブ７により垂直軸心を中心
に周方向に自由に回動するプランジャ５と、核プランジ
ャ５と嵌合され圧力室１０を形成するバレル９とによシ
燃料圧送部が形成され、この燃料圧送部は図ではがディ
６内に配置されている。

バレル９にれ燃料供給孔１１′及び溢流孔１２゜１３′
が接続されている。なお燃料圧送機構はボッシス式ポン
プと同様であるので説明は省略する。

但しラック８はエンジンの回転信号３４及び負荷信号３
５を入力とする電気制御器３６によシ作動されるアクチ
ェニタ３３とストッ／ｆ３２に一方の端が接する様にさ
れ、エンジン状純に応じてその位置が決定される。前記
の溢流孔１３／は通路１３によシパイロット油圧通路１
７及び油圧開閉弁１８を介して制御ピストン１５と、戻
シ通路２９に通じる油通路１９にそれぞれ接続され、溢
流孔１２も通路１２１を介して戻シ通路２９に接続され
る。

油圧開閉弁１８はその一方の端を通路２ｏにょシミ気制
御器３６にょ多制御される電磁弁２５を介して油圧路１
１２に接続する通路１２０に連結され、該通路１１２は
燃料供給孔１１’に接続する燃料供給路１１に逆止弁１
４を介１て連結されている。

一方油圧路１１２は油タンク２１よｐストレーナ２２を
介して油圧デンジ２３．アキエムレータ−２４，アンロ
ード弁２７を有する油圧回路に接続され、該油圧回路は
油圧路２６を介し１他の気筒へも連結される。

上記の構成よシな石第１実施例の作動を説明すると、油
タンク２１よりストレーナ２２を介して油圧デンゾ２３
によυ吸い上げられた油は電磁弁２５が図の位置にある
時（制＃器３６からの信号が印加されない時）通路１１
２を通シ逆止弁１４を開いて吸入ポー）１１’よシ圧力
室１０へと流入し、ポンプ内にある気泡とともに溢流孔
１２を介して通路１２１を通シ、戻し管２９より油タン
ク２１へ戻る。同時に溢流孔１３から出た油紘一部がパ
イロット油圧通路１７を経て制御ピストン１５の一方の
端に圧力を伝えるが、スゲリング１５〆の作動膜定圧以
下のため、制御ピストン１５は動か々い、。さらに油は
油圧開閉弁１８が図の状態（一方の端に油圧が加わらな
い時、すなわち電磁弁２５が通路２０を戻し通路２９に
接続する時）にある時、通路１３を経て戻し′ｉｆ１路
２９に接続される。これ社圧力屋１０に油を供給すると
ともに泊り系統内の気泡の除去効果の役目を果たす。

カム１の回動によシブランジャ５は下降して溢流孔１２
を閉じるようになるが、油圧開閉弁１８が溢流孔１３’
を開放しているため、プランジャ５の体積排除量は戻シ
通路２９よシ油タンク２１へ戻シ、圧力室１０内の圧力
の発生が殆んど無いため、制御ピストン１５がノズル１
６への燃料供給路１１３と１１５を遮断しており、ノズ
ル１６への燃料供給は行なわれない。

さらにカム１が回動し、制御器３６よジエンジン運転状
態に応じ信号が電磁弁２５に印加されると、電磁弁２５
社通路２０と通路１１２を通路１２０を介して連通し油
圧開閉弁１８の一方の端に油圧が加わシ油圧開閉弁１８
は図中上方向に移動し通路１９と通路１３との連通を遮
断し、それと同時に圧力室１０の圧力が増加するため、
逆止弁１４も閉じ、さらに圧力室１１０内の圧力が増加
しその圧力ｕノ！イロット油圧通路１７を経て制御ピス
トン１５を図中左方向に移動させノズル１６への燃料通
路１１３及び１１５を連通させ、゛ノズル１６への燃料
の圧送が飴マシ、開弁圧に達すると噴射が始まる。

この時制御ピストン１５の孔の断面積を移動量に応じて
変化するようにすれば、送油特性が変化するため、制御
ピストン１５の移動量による送油率の変化に加えて噴射
率が制御される。制御ピストン１５の移動量に対する制
御ピストン１５の孔の断面積変化特性を種々変えること
により任意の噴射率が与えられる。すなわち、本軛流側
では電磁弁２５によシ噴射時期が制御され、制御ピスト
ン１５によυ噴射率が間接的に制御される。

さらにグランジャ５の圧送行程が進みシランジャ５の切
り欠き１０′によシ圧力室１０と溢流孔１２が連通され
ると、（燃料調量が終わると）圧力は急激に低下し制御
ピストン１５社スプリング１５’によル元の位置に復帰
する。との時制御ピストン１５に吸い戻し力ラフを取シ
付けることによシ噴射の切れを良くすることも可能であ
る。さらにカム１が回動し電磁弁２５が制御器３６よシ
の信号が遮断されると再び通路２０と戻シ通路２９を連
通しそのため油圧開閉弁１８は元の状態に復帰し再び通
路１３と通路１“′９を連通する。圧力室１０の圧力は
このため更に低下し、シランジャ５が燃料吸入行程に入
ると逆止弁１４が開き燃料を流入させ初期の状態に戻シ
、次のザイクルが始まる。

第２図は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例は
燃料噴射量を制御する構成を示している。

本実施例は、燃料噴射開始時に第１実施例において油圧
ヂンプ２３から油圧開閉弁１８に油圧を加えるのに代え
て、プランジャ５と連動して動く油圧ピストン１３４及
びスプリング１３３を具備し、該油圧ピストン１３４と
プランジャ５とが、カム１．夕（ットシム２及びタペッ
ト３を共有するようにし、また油圧ビス）７１３４はそ
の先端においてボディ６とともに圧力室１３４′を形成
し、該圧力室１３４′は絞＃）１３６を介して戻り通路
２９に連通する通路１９に接続する通路１３７に通路１
３５により連結される。また圧力室１３４′は電磁弁２
５を介して戻り通路２９に連結する通路２０に接続する
通路１２０及び油圧開閉弁１８の一方の端にも連結され
ている。さらにプランジャ５は第１実施例のような切シ
欠きｌＯ′は持たずその代わシにプランジャ５内に溢流
孔１２と成る時期連通するような通路１０ｍを具備する
。

本実施例の作動は、エンジンへの作動時期を決定された
カム１の回動により油圧ピストン１３４及びプランジャ
５は圧送行程を開始するがこの時電磁弁２５ＶＪ、制御
器３６よりの信号が遮断されているため、図示の位置に
あシ、通路］、　２０と通路２０を連通し圧力室１３４
′のピストン排除量は全て油タンク２１へ戻され圧力室
１３４′内に殆んど圧力ね、発生せず、ぞわにより油圧
開閉弁１８も圧力室１０と油タンク２１へ連通するだめ
、圧力室１０内の圧力も殆んど発生せず、往って制摺１
ピストン１５も作動しかいためノズル】６へは燃料ね、
圧送さねない。

さらにカッ・１の回動行程が進み制御器３６よジエンジ
ンの状態により最適の時期で信号が電磁弁２５に印加さ
れると、電磁弁２５は、通路１２０と通路２０を遮断し
絞シ１３６にょシ決定される圧力が油圧開閉弁１８の一
方の端にかかり通路１１と通路１９を遮断して圧送行程
が開始されるＯとれり降のシランジャ５の作動は第１実
施例と同様で更に行程が進みプラン、シャ５の通路１０
ａが溢流孔１２と連通した時が圧送終シで、通路１１と
通路１９が遮断されてから、通路１０＆が溢流孔１２と
連通ずるまでの間におけるプランジャ５の排除量が送油
量となる。従って本実施例によれば制御器３６による電
磁弁２５の作動が噴射量を決定するとととなる。

なお、油圧発生のだめの油圧ピストン１３４１ｄ本実施
例のようにプラン・シャ５と並列配置せず、シルト型ポ
ンプのようにプランジャ５と同軸的に配置されても良い
。

その他、本発明の実施に当シ、種々の変形が考えられ、
例えは第３図にケすように制御ピストン１５は、カム１
の回動に”より作動する夕４ットシム２に設けた連結腕
２′、リンク機構２００，２０１を介して機械的に駆動
するよう構成しても良く、また第４図に示すように油圧
開閉弁１８はカム２０２により直接駆動しても良い。さ
らに第５図に示すように制御ピストン１５はシランジャ
５の軸心方向に平行に配置しても良く、その場合はピス
トン２０３内にポート２０４及びバネ２０５、圧力抜き
管２０６を具備しポート２０４は縦方向　　　゛に移動
する時通路断面積が変化するようにする。

また仁の噴射率制御手段はプランジャ５を、第６図に示
すようにノズル１６へ通ずる通路１１３を図の破線のよ
うに横手方向に長くした矩形状にし、通路１１３に連通
する通路１０裏の７１？−）１０ｂをその断面積が垂直
方向に変化するよう構成しても良い。

制御ピストン１５及びグランジャ５のポート１０ｂの形
状は第７図のようなその矢印で示される運動方向に沿っ
てその断面積が変化する種々のものが考えられる。

以上説明したよ゛うに、本発明ト燃料噴射時期又は燃料
噴射量が電気的手段により制御されるため、調整が容易
で、かつエンジンの作動状態に応じて最適の制御を正確
に行なうことができ、さらに燃料噴射率を制御するとと
で燃費、開音低減効果の大きいユニットインジェクター
を提供す不ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプランジャ部を拡大断面で示す本発明の第１実
施例のシステム構成図、 第２図は本発明の第２與施例を示す第１図と同様の図、 第３図は本発明における油圧ピストンの作動機構の変形
例を示す模式図、 第４図は本発明におりる油圧開閉弁の作動機構の変形例
を示す模式図、 第５図は本発明における油圧ピストンの変形例を示す模
式図、 第６図は本発明におけるプランジャの変形例を示す模式
図−’ＣＬ（ａ）は正面図、（ｂ）ｔよその左側の部分
側面図、 第７図（ＡＸｂ）は本発明における油圧ピストン又はプ
ランジャのポートの種りの変形例を示すその運動方向に
沿う断面図。 ５・・・プランジャ、９・・・パし／ル、１０・・・圧
力室、１１・・・燃料供給路、Ｉｌ′・・・吸入テート
、１１２・・・油圧路、１１３，１１５・・・燃料通路
、１２．１３’・・・溢流孔、１３・・・通路、】４・
・・逆止弁、１５・・・制御ピストン、１６・・・ノズ
ル、１８・・・油圧開閉弁、２３・・・油圧ポンプ、２
５・・・霜７磁弁、３６・・・制御器、１３４・・・油
圧ピストン、１３４’・・・圧力室。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 ％許出願イ（埋入 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　　中　　山　　恭　　介 弁理士　山　口　昭　之 第１　図 第２図 ＃１４　図 第５図 （Ｃ１） 第７図 （ａ）　　　　　　（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　燃料圧送用プランジャを有する燃料圧送部とこれに
   連通ゴる燃料噴射ノズルとを一体的に形成した＝＝２ト
   イン衾、クターにおいて、燃料圧　、送用プランジャと
   ｆＰ判噴射ノズルとの間に制御ピストンを介在させ、該
   制御ピストンにＬ所定の圧力によって作動する油圧開閉
   弁を連結させ、該油圧開閉弁の開閉制御を電気的制御機
   構にょシ行なうよう構成し、Ｕ″電気的制御機構により
   前記油圧開閉弁を介して前船制御ピストンを制御するこ
   とにより燃料噴射を制御することを特徴とするユニット
   インジェクタ〜。 ２　前記油圧開閉弁の駆動源として油圧ポンプからの圧
   油を用いることにより燃料の噴射時期を制御する゛こと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載のユニットイン
   ジェクター。 ３　前記油圧開閉弁の駆動源として前記燃料圧送７’ラ
   ンジヤと連動する油圧ピストンを用いることＫより燃料
   噴剖月を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のユニットインジェクター。 ４、　　ｔＶＪ記燃判圧送用グランジャの作動に応じて
   そのチートの断面積が変化するよう構成し、もって燃オ
   ゛ｌ、Ｉ！Ｆ’ｌ射率を制御することを特徴とする％Ｗ
   （・請求の１１）四糖１項ないし第３項のいずれか１項
   に記載のユニットインジェクター〇 ５　前記制御ピストンの孔断面積をその移動像に尾、じ
   て変化するよう構成し、もって燃料噴射率を制御するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれか１項に記載のユニットインジェクター。