JPS5844262A

JPS5844262A - 内燃機関用の燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS5844262A
Application number: JP14488482A
Authority: JP
Inventors: ル−ドルフ・シユロル
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1981-08-22
Filing date: 1982-08-23
Publication date: 1983-03-15
Also published as: JPH0514104B2; DE3133288C2; CH657422A5; DE3133288A1

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】本発明は、内燃機関用の燃料噴射装置ｆあって、各機関
シリンダに１つの燃料噴射弁が設けられていて、＃燃料
噴射弁の弁ニードルが、供給される燃料の圧力によって
閉鎖ばねのカに抗して開放方向に運動せしめ、られるよ
うになっている形式のものに関する。

汎用の燃料噴射装置１は各機関シリンダに１つの燃料噴
射弁が設けられていて、この燃料噴射弁に燃料噴射ポン
プから燃料が供給されるようになっている。この燃料噴
射ポンプはカム軸のカムによって作動され、通常回動可
能なポンプピストンを有して埴る。仁のポンプピストン
の回動は相応な調整ロッドによって行なわれる。

燃料噴射ポンプにはさらにフィードポンプが前置されて
いて、このフィードポンプ（二よって必要な燃料は燃料
タンクから燃料噴射ポンプに供給される。このような形
式の燃料噴射装置の他にまた、燃料噴射ポンプなしに働
く高圧噴射装置も周知であるが、この高圧噴射装置はし
かしながら燃料噴射ポンプの代わりに付加的に高圧蓄圧
器と複、雑な油圧制御回路並びに電子制御回路とを有し
ており、これらは通常さらに複雑な機能監視装置を必要
としている。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料噴射装
置を改良して著しく簡単に構成されていてかつ複雑な構
成部材を僅かしか有していないにもかかわらず、高圧噴
射装置の必要条件を満たしている、内燃機関用の燃料噴
射装置を提供することモある。

この課題を解決するために本発明の構成−ｔ’ｔｌｊ冒
頭に述べた形式の燃料噴射装置シーおいて、燃料噴射弁
（＝、最大噴射燃料量を収容するための緩衝蓄圧器が前
置されており、該緩衝蓄圧器が燃料フィードポンプに接
続されていて、該燃料フィードポンプから連続的に燃料
を供給されるようになっており、この供給される癒料の
圧力が燃料噴射弁の開放圧よりも低く設定されており、
燃料が緩衝蓄圧器から、機関サイクルに合わせてニュー
マチック式に制御される圧力伝達ピストンによって燃料
噴射弁に供給されるようになっており、緩衝蓄圧器と燃
料噴射弁との間の導管が機関サイクルに合わせて前置弁
によって開閉制御されるようになっていて、前置弁の閉
鎖後に、流れ方向１見て前置弁に後置されている放圧弁
じよって放圧されるように構成されている。

本発明による燃料噴射装置（二は燃料噴射ポンプは不必
要ｆあり、単純な１つのフィード２ンプしか必要ｆない
。ゆえに、燃料噴射ポンプ及びそのカム制御装置にかか
る費用並びにポンプピストンの回動を制御する制御装置
にかかる費用は、本発明による燃料噴射装置では節約さ
れている。さらに汎用の燃料噴射弁を有利な形式−ｒ！
使用することが１きるの１、既に使用されている内燃機
関に本発明Ｃ：よる燃料噴射装置を後から取付けること
も可能である。さらに有利には本発明の燃料噴射装置に
は、］１イドロリツク式に制御される燃料噴射弁を備え
た先に述べた高圧噴射装置とは異なり、制御のためのサ
ージオイル回路が不必要である。本発明の燃料噴射装置
１は制、御媒体としては、周囲に無制限叫ある空気だけ
が使用される。本発明の燃料噴射装置におけるさら：二
別の利点としては、燃料フィードポンプの吐出圧が燃料
噴射弁の開放圧よりも低いことによって、前置弁が開放
位置にひっかかった場合にも非所望の噴射を回避可能ｆ
あるということが挙げられる゛。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

図面において燃料を通す導管は交互に白黒の部分を備え
たダブルラインｆ示されているのに対して、空気を通す
導管は白抜きのダブールラインｆ示され、電流を通す導
線はシングルラインｆ示されている。さらに図面に描か
れている矢印は燃料を通す導管及び空気を通す導管１は
燃料の流れ方向ないしは空気の圧力方向を示し、電流を
通す導線ｆは信号伝達の方向を示している。

図面には内燃機関用の図示の燃料噴射装置の１部として
、機関シリンダＣ：配属された１つの燃料噴射弁が示さ
れている。この燃料噴射弁の弁ニードル２は、供給導管
５を介して燃料貯え室４に供給された燃料の力によって
閉鎖ばね３の力に抗して開放方向Ｉ：運動可能ｆある。

本発明によれば燃料噴射弁（：、噴射される燃料量を収
容するための緩衝蓄圧器６が前置されている。緩衝蓄圧
器６は、有利には電動機７によって駆動される燃料フィ
ードポンプ８に接続されていて、この燃料フィードポン
プ８から連続的に燃料を供給されるようになっている。

・この供給される燃料の吐出圧は燃料噴射弁１の開放圧
よりも低く設定されている。燃料は緩衝蓄圧器６から、
機関サイクルに合わせてニューマチック式ζ；作動され
る圧力伝達ピストン９を介して燃料噴射弁１に供給され
る。緩衝蓄圧器６と燃料噴射弁１との間の導管１０には
、この導管１０を機関サイクルに合わせて開閉制御する
前置弁１１が取付けられている。導管１０はさらに前置
弁１１の閉鎖後にその都度流れ方向１見て前置弁１１に
後説さ力、ている放圧弁１２によって、導管ＩＯから分
岐していて燃料タンク１３に燃料を戻す放圧導管１４を
介して放圧されるようになっている。

緩衝蓄圧器６はポンプシリンダ１５によって形成されて
おり、このポンプシリンダ１５内では圧力伝達ピストン
９の吐出ぎストン１６が作業している。吐出ピストン１
６の後ろ側には、圧カシリンダ１７内ｆ作業する大径の
ピストン１８が接続さねておりこのピストン１８は圧力
シリンダ１７の壁と協働して空気圧力室１９を制限して
いる。ポンプシリンダ１５からは一方では導管１０が分
岐し、他方ではポンプシリンダ１５に燃料供給導管２０
が開口している。燃料供給導管２０は、燃料フィード２
ンプ８の吐出部に接続されていてかつすべての燃料噴射
弁に燃料を供給するために働く燃料搬送導管２１から分
岐している。燃料供給導管２ｏには、燃料供給方向にだ
け通過を許しひいては圧力伝達ピストン９の吐出行程時
に緩衝蓄圧器６から燃料搬送導管２１への燃料の逆流を
阻止する逆止弁２２が設けられている。燃料フィードポ
ンプ８はフィルタ２３及び吸込み導管２４を介して炉料
タンク１３から燃料を吸込み、この燃料を、燃料噴射弁
１の開放圧よりも約１０〜２０％低い圧力で燃料搬送導
管２１に吐出する。所望の吐出圧を調節及び維持するた
めに燃料フィードポンプ８には圧力調整弁２５が配属さ
れている。この圧力調整弁２−５は圧力監視導管に設け
られており、この圧力監視導管は燃料フィードポンプ８
の下流で燃料搬送導管２１から分岐し、流れ方向で見て
燃料フイードポンゾ８の前で再び吸込み導管・２４に開
口している。

各空気圧力室１９に圧力空気を供給するために空気タン
ク２６が設けられており、この空気タンク２６には、電
動機２７によって駆動されるコンプレッサ２８によって
圧力空気が供給されるよう°になっている。コンプレッ
サ２８は必要１島へフィルタ２９及び吸込み導管３ｏを
介して吸込み、圧縮された空気を搬送導管３１を介して
空気タンク２６に圧送する。搬送導管３１には、搬送方
向に開放する逆止弁３２及び圧力調整弁３．３が設けら
れており、圧力調整弁３３は内燃機関の所定の運転ファ
クタに関連して調節されるよう（二なっている。

空気タンク２６からは、すべての空気圧力室１９に圧力
空気を供給するために働く空気主導管３４が分岐してい
る。各空気圧力・室１９には、空気主導管３４から分岐
して仏る空気供給導管３５を介して圧力空気−Ｉ！を供
給される。空気供給導管３５には、電磁石によって作動
される２方向切換え制御弁３６が設けられており、この
２方向切換え制御弁３６は１つの入口と２つの出口を有
しており、この場合入口には空気供給導管３５が、第１
の出口には空気圧力室１９と接続された加圧兼放圧導管
３７が、第２の出口には放圧導管３８が接続きわている
。空気損失を回避するために、空気圧力室１９の放圧時
に生じる空気は有利な形式ｆ放圧導管３８及び主集合導
管４０を介して共通の空気集合タンク３９に送られ、こ
の空気集合タンク３９から、吸込み導管３ｏに開口して
いる流出導管４１を介してコンプレッサ２８によって吸
込まれる。空気集合タンク３９における圧力は大気圧よ
りも高いので、吸込み導管３０（二は流出導管４１の開
口箇所の前後に、吸込み方向に開放する逆止弁４２．４
３が１つずつ設けられている。このことに関して付加え
ておくと、空気圧力室１９の放圧が大気中に行なわれる
ことも可能である。ポンプシリンダ１５から、すなわち
、圧力伝達ヒストン９の往復動時（二圧力伝達ピストン
９の吐出ピ、ストン１６によって解放されないポンプシ
リンダ範囲からは、燃料タンク１３（＝通じている漏れ
燃料導管４４が分岐している。この漏れ燃料導管４４に
は圧力調整弁４５が設けらｎており、この圧力調整弁４
５は、漏れ燃料圧が燃料噴射弁の開放圧と等しいか又は
それよりも高くなるように調節されている。

緩衝蓄圧器９と燃料噴射弁ｌとの間の導管１０には、流
ね、方向１見て前置弁１１の後ろに圧力監視装置４６が
接続されている。この圧力監視装置４６は噴射過程にお
いて起こり得る不規則性を信号、化するためにアラーム
装置４７及び（又は）、非常停止処置をトリガすること
ができしかもマイクロプロセッサを有していて燃料噴射
装置に固有な電子式の調整兼制御装置４８と接続されて
いてもよい。

前置弁１１、放圧弁１２及び２方向切換え制御弁３６は
それぞれ過励磁されるリフティング磁石によって作動さ
れるようになっており、このリフティング磁石は圧力調
整弁３３並びに場合によっては燃料噴射装置の別の２つ
の圧力調整弁２５．４５と同様に、電子式の調整兼制御
装置４８から制御命令を与えられる。圧力調整弁３３は
この場合機関の運転ファクタ例えば回転数、吸気圧又は
これに類したものに関連して刺節さｈ、この結果冬空気
圧カ室１９（二は、機関の現在の又は望まれている運転
条件にその都度適合した圧力を空気が供給されるように
なっている。このように空気圧が可変であることによっ
て、燃料側において噴射過程に相応な影響を与えること
、ひいては噴射過程を機関の現在の又は所望の運転条件
に適合させることが保証されている。

次に本発明による燃料噴射装置の作用形式を完全な噴射
サイクルに基づいて記載する。出発位置は次のように仮
定されている。緩衝蓄圧器６は既に燃料によって満たさ
れており、さらに前置弁１１は閉鎖位置に、放圧弁１２
は開放位置に位置しており、２方向切換え制御弁３６は
放圧のための切換え位置を占めている。これによって空
気圧力室１９は放圧されており、さらに２方向切換え制
御弁３６の入口には所望の圧力の空気がある。

噴射過程を行なうことが望まれると、調整兼制御装置４
８から制御導線４９を介して２方向切換え制御弁３６に
・ぞルス信号が送られ、制御導線４９に接続されている
リフティング磁石が２方向切換え制御弁３６を引寄せて
、図面に示されている貫流位置に移動させる。これによ
って、空気供給導管３５内ｆ２方向切換え制御弁３６の
入口にある圧力空気は加圧兼放圧導管３７を介して、空
気圧力室１９に供給される。適当な時期に調整兼制御装
置４８から制御導線５０を介して前置弁１１のリフティ
ング磁石に、ｅルス信号が送られ、この結果前置弁１１
は開放し、燃料路は緩衝蓄圧器６から導管ｌＯを介して
燃料噴射弁１に向かって開放される。同時に制御導線５
１を介して放圧弁１２のリフティング磁石に・ぐルス信
号が送られ、放圧弁１２は閉鎖して放圧導管１４は遮断
される。空気圧力室１９における圧力空気によって圧力
伝達ピストン９は図面を見て下に向かって移動せしめら
れＪ圧力伝達ピストン９の吐出ピストン１６は緩衝蓄圧
器６内の燃料を緩衝蓄圧器６から押出し、燃料噴射弁１
に圧送する。燃料噴射弁ｌの燃料貯え室４における燃料
圧が燃料噴射弁１の開放圧を越えるやいなや、燃料噴射
′弁１は開放して噴射過程が完了する。この場合、あら
かじめ緩衝蓄圧器６に貯えられていた燃料量が最大限に
噴射され得る。噴射過程が終了すると、前置弁ｌｌは再
び閉鎖さね、同時に調整兼制御装置４８からは制御導線
５１を介して放圧弁１２のリフティング磁石に、ｅルス
信号が送られ、この結果放圧弁１２は開放し、前置弁１
１の下流の燃料路における圧力は放圧導管１４を介して
降下される。同時に調整兼制御装置４Ｂは制御導線５２
を介して２方向切換え制御弁３６の他方のリフティング
磁石に命令が与えられて、２方向切換え制御弁３６は放
圧位置に移動せしめられる。この放圧位置１は加圧兼放
圧導管３７は放圧導管３８と接続されて、空気圧力室１
９内の空気圧は接続さ五た導管路を介して低下せしめら
れる。次いｆ緩衝蓄圧器６は燃料供給導管２０を介して
新た（二燃料を満たされ、圧力伝達ビストン９は再び出
発位置に戻される。これによって燃料噴射装置は新たな
噴射過程のための準備状態になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による燃料噴射装置の原理的な構成を略示
する回路図である。ｌ・・・燃料噴射弁、２・・・弁ニードル、３・・・閉
鎖ばね、４・・・燃料貯え室、５・・・供給導管、６・
・・緩衝蓄圧器、７，２７・・・電動機、８・・・燃料
フィードポンプ、９・・・圧力伝達ピストン、１０・・
・導管、１１・・・前置弁、１２・・・放圧弁、１３・
・・燃料タンク、１４・・・放圧導管、１５・・・ポン
プシリンダ、１６・・・吐出ピストン、１７・・・圧力
シリンダ、１８・・・ピストン、１９・・・空気圧力室
、２０・・・空気供給導管、２１・・・燃料搬送導管、
２２，３２．４２．４３・・・逆止弁、２３・・・フィ
ルタ、２４・・・吸込み導管、２５・・・圧力調整弁、
２６・・・４空気タンク、２８・・・コンプレッサ、、
２？・・・空気フィルタ、３０・・・吸込み導管、３１
・・・搬送導管、３３・・・圧力調整弁、３４・・・空
気主導管、３５・・・空気供給導管、３６・・・２方向
切換え制御弁、３７・・・加圧兼放圧導管、３８・・・
放圧導管、３９・・・空気集合タンク、４０・・・主集
合導管、４１・・・流出導管、４４・・・漏れ燃料導管
、４５・・・圧力調整弁、４６・・・圧力監視装置、４
７・・・アラーム装置、４８・・・調整兼制御装置、４
９，５０，５１．５２・・・制御導線

Claims

【特許請求の範囲】１、内燃機関用の燃料噴射装置であって、各機関シリン
ダに１つの燃料噴射弁が設けられていて、該燃料噴射弁
の弁ニードルが、供給される燃料の圧力によって閉鎖ば
ねの力（二抗して開放方向（＝運動せしめられるように
なっている形式のものにおいて、（イ）燃料噴射弁（１）に、最大噴射燃料量を収容する
ための緩衝蓄圧器（６）が前置されており、（ロ）緩衝蓄圧器（６）が燃料フィードポンプ（８）ｌ
：、接続されていて、該燃料フィードポンプ（８）から
連続的艦；燃料を供給されるようになっており、この供
給される燃料の圧力が燃料噴射弁（１）の開放圧よりも
低く設定されており、（ハ）燃料が緩衝蓄圧器（６）から、機関サイクルに合
わせてニューマチック式に制御される圧力伝達ピストン
（９）によって燃料噴射弁（１）に供給されるようじな
っており、に）緩衝蓄圧器（６）と燃料噴射弁（１）との間の導管
（１０）が機関サイクルに合わせて前置弁（１１）によ
って開閉制御されるようになっていて、前置弁（１１）
の閉鎖後（二、流れ方向を見て前置弁（１１）に後置さ
れている放圧弁（１２）によって放圧されるように構成
されていることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射装置。２　緩衝蓄圧器（６）がポンプシリンダ（１５）によっ
て形成されており、該ポンプシリンダ内で圧力伝達ピス
トン（９）の吐出ピストン（１６）が作業しており、該
吐出ピストン（１６）に、圧力タリノ／（１７）内ｆ働
く大径のピストン（１Ｂ）が接続されており、該ぜスト
ン（１Ｂ）が空気圧力室（１９）を後方（二面かうて制
限している特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。３、　圧力伝達ビ供トン（９）の作動のために、連続的
に圧力空気を供給される空気タンク（２６）から空気圧
力室（１９）に空気が供給されるようになっており、空
気圧力室（１９）に通じる空気供給導管（３５，３７）
に設けられて、いて空気圧力室（１９）を機関サイクル
に合わせて加圧及び放圧するため（＝働く電磁式に作動
される２方向切換え制御弁（３６）が設けられている特
許請求の範囲第２項記載の燃料噴射装置。４、　空気タンク（２６）に圧力空気を１給するために
電動機によって駆動されるコンプレッサ（２８）が設け
られており、コンプレッサ（２８）から空気タンク（２
’６）に通じている搬送導管（３１）ｌ二、搬送方向に
開放する逆止弁（３２）と、機関の規定の運転ファクタ
に関連して調節可能な圧力調整弁（３３）とが設けられ
ている特許請求の範囲第３項記載の燃料噴射装置。５．２方向切換え制御弁の放圧出口が第２の空気タンク
（３９）に接続されており、該空気タンク（３９）から
、戻さｈた圧力空気がコンプレッサ（２Ｂ）によって吸
込まれて系に新たに導入されるようになっている特許請
求の範囲第３項記載の燃料噴射装置。６、　前置弁（１１）と放圧弁（１２）と２方向切換え
制御弁（３６）とが、過励磁されるリフティング磁石に
よって作動されるようになっており、該リフティング磁
石及び圧力調整弁（３３）が、マイクロプロセッサを備
えた電子式の調整兼制御装置（４８）から制御命令を受
けるようＣ＝なっている特許請求の範囲第１項記載の燃
料噴射装置。７、　燃料フィードポンプ（８）に接続されている燃料
搬送導管（２１）、から分岐していて緩衝蓄圧器（６）
に通じている燃料供給導管（２０）に、搬送方向に開放
する逆止弁（２２）が設けられている特許請求の範囲第
１項記載の燃料噴射装置。 −８，燃料フィードポンプ（８）が電動機によって駆動
されるようになっており、調節される吐出圧を一定（二
保つために燃料フィードポンプ（８）に圧力調整弁（２
５）が配属されている特許請求の範囲第１項記載の燃料
噴射装置。９　緩衝蓄圧器（６）と燃料噴射弁（１）との間の導管
（ｌＯ〕に、流れ方向で見て前置弁（１１）の後ろ側に
圧力監視装置（４６）が接続されており、該圧力監視装
置（４６）が、噴射過程中に起こり得る不規則性を信号
化するため（二、緊急停止処置をトリガする調整兼制御
装置（４８）及び（又は）アラーム装置（４７）と接続
されている特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。１０、　　圧力伝達ピストン（？）の吐出ピストン（１
６）の往復運動時に搬送ピストン（１６）によって解放
されないポンプシリンダ範囲、））ら、燃料タンク（１
３）に通じている漏れ：食料導管（４４）が分岐してお
り、該漏れ燃料導管（４４）に圧力調整弁（４５）が接
続さｔｌていて、漏れ燃料圧が燃料噴射弁（１）の開放
圧と等しいか又はそれ以上になるように調節されている
特許請求の範囲第２項記載の燃料噴射装置。