JPS5823265A - ユニツトインジエクタ - 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】 この発明は１機関回転速度に応じて駆動されるカム軸の
回転にＬリプランジャが往復動して燃料の吸入、圧送を
行ない、圧送時燃料を噴射する工うにした、内燃機関特
にディーゼル機関に使用されるユニットインジェクタの
改良に関する。

通常のディーゼル機関用燃料噴射装置では、燃料噴射ポ
ンプと噴射弁とは比較的長い噴射管で接続されており、
燃料は噴射ポンプのプランジャにより圧送された装噴射
管を通って噴射弁エリ噴射される。従ってプランジャか
らの圧送燃料は噴射管の長さや容積等に１って影響を受
けるため、噴射弁による噴射率をプランジャの送油率で
完全に制御することは不可能である。従ってたとえば、
プランジャによる燃料送出期間がカム角度で同じでも、
実際の噴射期間が回転速度と共に長くなったり、少噴射
量域での噴射量の制御が困難となったりする等の不具合
を生じていた。こうした問題を解決するため、噴射ポン
プと噴射弁とを一体化して噴射管を省略する工うにした
ユニットインジェクタが種々提案されている。

しかしながらこれまで提案されたユニットインジェクタ
においては、噴射開始および終了時期を機関の運転状態
に応じて自由に設定できるＬうにすることで噴射ｋｆｆ
ｉ正確に制御する工うにしたものはなかった。

この発明の目的は１機関の運転状態に応じて設定される
電気信号で作動する切換弁を設け、この切換弁によりプ
ランジャ室への燃料の供給、遮断時期を制御してプラン
ジャ室内の燃料圧力を調整し、これに工り前述した噴射
時期や噴射量の制御を可能にした新規なユニットインジ
ェクタを提供することである。

次にこの発明を図示実施例について説明する。

インジェクタ本体ｌの先端の軸方向孔／ａ内にている。

ノズルスプリングｌは前記軸方向孔ｌａと連通ずるばね
室／ｌ）内に収容され、このばね室／ｌ）はリーク孔４
ｔを介して低圧側と通じ、軸方向孔１１からばね室／ｌ
）内に漏洩した噴射燃料を逃がすようにされている。−
刃本体ｌ基端の軸方向孔ｌｃにはプランジャスプリング
！のばね力を受けるプランジャ６が油密かつ摺動自在に
挿入され。

機関回転速度に応じて駆動されるカム軸７のカム７ａＫ
従動するようにされている。前記プランジャスプリング
！は本体ｌの基端に形成した凹部／ｄとプランジャ乙の
つば部４ａとの間に支持されている。プランジャ室ざを
形成する軸方向孔ｌｃ値燃料の入口りｆ備え、げね１０
不−介１−て送出弁ｌ／が配置づれた通孔／　ｅ、と通
じている。この通孔ｌｅは通孔Ｉｆ、燃料溜り７ｇに通
じており、入口２からプランジャ室ｒ内に供給され、た
燃料はプランジャ６に工り圧送づれて送出弁ｉｉがら通
孔ｌｅ。

／ｆを経て燃料溜り／Ｈに送られ、その圧力がノズルス
プリングコのセット力に打勝つと、針弁２を抑圧ばて本
体先端の噴孔／１１より噴射される。

燃料タンク／、２内の燃料げ機関とけ独立し、て常時作
動する′１ノイ磁ポンプ／３によって管／ｙがら汲上げ
られて圧力制御弁ｉｓ’に送られ、ここで電磁ポンプ１
３による脈動が除去されると共に一定圧力Ｖ！−調圧さ
れる。圧力制徊Ｉ弁ｌ！からのリーク燃料は管／ｌ　、
１７を通って燃料タンク／、２へ戻されるが、圧力制御
弁ｌ！を出た燃料は管ｉｔを介して切換弁／りに送ら力
た稜本体ｌの入ロタへ供給さカーる。この切換弁ｌりは
前記管／Ｉｒに対して直角に配置され、交互に！ＰｏＯ
の角度位置をとる工う揺動運動を行なうロータリ型のも
ので５機関の運転状態やシランジャｔの動きに関連して
デジタルノぐルスモータ、２０　Ｋ　、ｃり駆動される
。このデジタルノぐルスモーター〇は機関の運転状態に
関する様々なファクター（例えば、機関回転速度、カム
軸回転角度、負荷、冷却水温度等）を入力とする図示さ
れていないコントロールユニットで設定される電気信号
に工って作動し、切換弁ｌりを前述の」うに駆動する工
うにされている。第２，３゜７図に示され几ように、切
換弁ｌりは一本の半径方向通路コ／Ｂ、、２１ｂとこれ
らを接続する軸方内通ｗＩ−２１ｃとを持つ円柱状本体
、２／お工びこの本体−２／ｌ嵌合したハウジング２−
２を有し、このハウジングココは前記管ｉｔが接続され
てその管ｔｔｒと本体−２１の半径方向通路−２／、と
を連通きせる開口−２−２ｊ、−２−２ｂと管１７が接
続されてその管１７と半径方向通路２１ｂとを連通させ
る開口２−ｉ！ｃを備えている。第２図の■位置は切換
弁ｌりがプランジャ乙の上昇時すなわちプランジャ乙の
燃料吸入行程時にとる位ｔを示し、この位置では半径方
向通Ｍ−２／ａけ圧力制御弁ｉｓからの供給燃料の通る
管ｉｓ’を連通させ、管１ｇ中の供給燃料を入口りから
プランジャ室ｒへ導くようにされる。この際の余剰燃料
は管ｉｔ、半径方向通路２１ａ、軸方向通路−２／ｃ、
＃−径方向通路−２１ｂｅ　４１　テ管／７［送られ、
燃料タンクｌ−２へ戻されるが、管１７の除中にはオリ
フィス１７ａが設けられ、急激な圧力降下を防止するＬ
うにされている。第３図の■位置は前記１位ＩＮと同じ
位１ｋを示しているが、プランジャｔは前述の吸入行程
を終了して下降し始め、圧送行程を行なっている。従っ
てプランジャ室ざの容積はしだいに減少し、プランジャ
室ざ内の燃料は送出弁１／をばねｌＯに抗して押し開き
、燃料溜り１ｇに蓄積婆れる一方。

余剰燃料は切換弁ｌりを経て燃料タンクｌ−２に戻され
る。第弘図の璽位ｍは、切換弁ｌりがデジタルノぐルス
モーターＯの働きに工り２０°揺動し。

それまで連通していた管／７．／Ｉｆを遮断した位置を
示している。この状態ではプランジャＡｉｄ圧送行程を
続けているため、燃料溜り／ｇ内の燃料圧力は直ちに上
昇し、そｔｌ、がノズルスプリングコのセット力エリも
上昇すると噴射が行なわれる。

この燃料噴射は切換弁ｌりがデジタルノξルスモータコ
θの作動により再びりＯ０揺動じて第２図の元の１位置
に戻り、シランジャ室ｇ内の燃料が低圧側へ開放された
特産で終了する。

以上の工うに構成されたユニットインジェクタの作動を
第５図について説明する。

初めに切換弁ｌりは第２図の■位置にあり、プランジャ
６￥１．プランジャスプリングｊのばね力に工りカム軸
７０カム７ａに従動して上昇し、吸入行程を行なってい
るものとする。このため燃料タンクｌ−２内の燃料は電
磁ポンプ１３にＸｔ）管ｌグから圧力制御弁／Ｊ’へ送
られて管／Ｊ’を経て切換弁ｌりに導かれた後、その円
柱状本体−２１の半径方向通路Ｕ／ａを通ってインジェ
クタ本体／の入ロタからプランジャ室ｒに供給されてい
る。

さらにカム軸７が回転すると、プランジャ６は第ｊ図（
１１で示すようにプランジャスプリング！に抗して下降
し始め、圧送行程を行ない始める。この状態における切
換弁ｌりの位置は第２図の１位置と同じ第３図の■位置
であり、シランジャ乙の下降に、ｃるプランジャ室ｔの
容積の減少Ｖｒよってプランジャ室を内に充満した燃料
は入口りから管ｉｔ％切換弁本体２１の通路、２／ａ　
、、２／ｃ。

、２／ｂ、お工び通路１７を通って燃料タンクｌ−２に
戻される。この燃料圧送行程中１図示されていないコン
トロールユニットからテシタルノにルスモータ２０へＷ
ｊ図（２）のように噴射タイミング信号としてのパルス
が供給炉れると、切換弁ｌりは第ｊ図（３）で示すよう
にモータ２０の作動により即座にりθ０揺動じて第Ｖ図
の■位置をとる。これに！ｖｖ／には遮断されてシラン
ジャ室ざが閉鎖されるため、前述した工うにシランジャ
室ｒ内の燃料は送出弁／／ｆ押し開き５通孔／ｆから燃
料溜り／ｇ内に流入した後、第５図（４）の工うに針弁
３をノズルスプリングλに抗してリフトさせ、噴孔／ｈ
、Ｃり噴射される。その後コントロールユニットの指令
にエリモーター２０が作動し７て切換弁ｌりが第２図の
１位置に復帰し、管ｔｒが連通してプランジャ室？が管
１７と通じると、針弁３に作用していた燃料溜り／ｇ内
の燃料圧力は低下するため、針弁３はノズルスプリング
−〇セントカで着座し、噴射が終了する。

従って切換弁ｌりがプランジャ室ｇを閉鎖した場合に噴
射が行なわれるため、噴射開始時期はその切換弁ｌりの
作動時期を変えることで自由に変化させることができる
。第ｊ図において破線および一点鎖線はそれぞれ噴射開
始時期を早くした際お工び遅くした際の噴射タイミング
信号、切換弁ｌりの作動時期お工び針弁リフトを示して
いる。

また噴射終了時期については、切換弁ｌりがシランジャ
室ｌを低圧側に開放した時期を第５図の二点鎖線の工う
に変化させることで任意に設定することができる。従っ
て燃料噴射量は噴射開始から終了までの間すなわち切換
弁ｌりによるプランジャ室閉鎖期間に裏って決定される
ことができるため、噴射量の工り正確で細かな制御を可
能とすることができる。たとえば５通常では第５図の破
線のように噴射開始時期を早くシ九場合には、噴射量も
その分増加することになるが、これを二点鎖線のように
噴射終了時期を早くすることで噴射量−を変えずに噴射
開始時期だけを可変とすることができる。

第６図は切換弁ｌりの別の実施例を示し、これｔｄ　前
述したコントロールユニットからのノぞルスを受ける電
磁コイル、２３とげね２１との働きＫＬり往復動するプ
ランジャー２！を有している。このプランジャー２夕は
半径方向に貫通する１本の通路、Ｚｊａを有してハウジ
ング−１６内に油密かつ摺動自在に挿入さ力１１通常は
ばね、２弘の作用にエリ管／Ｊをプランジャ室ｒと連通
させている。電磁コイル２３が励磁されると、プランジ
ャ、２ｊは吸引されて図示のようにばね２弘に抗して下
方動し。

管ｌにを遮断してプランジャ室ｆｆ閉鎖する工うにされ
ている。なお、この場合では戻り燃料の通る管１７は燃
料供給管ｉｒＫ厘接接接接続ている。

このようにこの発明によれば、ユニットインジェクタに
おいて、プランジャ室に直結した燃料通路にこの通路を
連通、遮断する切換弁を設け、そしてこの切換弁を機関
の運転状態に応じて設定される電気信号に工り？ｆｊｌ
Ｊ御するようにしたため、噴射開始および終了時朋を非
常に簡単な構成に工り運転状態に応じて正確か１実に制
御することができ、この結果噴射量の正確でしかも様々
な制御が可能となる。従って騒音や排気ガス浄化対策に
貢献できるだけでなく、カーノック、機関ノ・ン千ング
を防止しかつ燃料消費率をも向上させ１機関性能の向上
に寄与することができる。また始動性に関しても、燃料
の供給に電磁ポンプを用いており。

機関とは力（Ｆ関係な燃料供給方式であるため、所定の
噴射圧力が容易に得られ、始動性を改善することができ
る。さらに前記切換弁はオンオフ作動弁であるため構成
が極めて簡単であり、また燃料供給通路に対して直角方
向に設けられているので。

燃料の流れと平行に設けた場合と比較して明らかに直接
的な燃料圧力を受けることがなく１作動が確夾である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるユニットインジェクタの一実施
例を示す概略説明図であり、第２，３゜グ図はぞ力、ぞ
）１．切換弁の作動位１３召・示す縦断面図であり、第
５図はこの実施例の作＊ｒ説明線図であり、第６図ｔｉ
切換弁の別の実施例を示す概略ｆｆ１ｌＪ、開園である
。 ｌ・・・インジェクタ本体、２・・・プランジャ、７・
・・カム軸、ｌり・・・切換弁 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転速度に応じて駆動されるカム軸の回転に１リプ
   ランジヤが往復動して燃料の吸入、圧送を行ない、圧送
   時燃料を噴射する工うにしたユニットインジェクタにお
   いて、プランジャ室に直結し几燃料通路にこの通路を連
   通、遮断する切換弁を設け、この切換弁を機関の運転状
   態に応じて設定される電気信号にエリ制御するＬうにし
   たことを特徴とするユニットインジェクタ、