JPS59188069A - デイ−ゼル機関用燃料噴射方法ならびにその装置 - 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】 本発明はディーゼル機関の燃料噴射方法ならびにその装
置に関する。

従来のディーゼル機関の燃料噴射装置においては、燃料
噴射条件（燃料噴射圧力、燃料噴射開始時期および期間
などの条件）を任意に変更することは困難であった。し
かし、近年、実用化されつつある電子回路を用いた燃料
噴射制御システムにおいては自由に燃料噴射条件を変更
することができるので、燃料油性状９機関負荷などに最
も適した機関運転を突現することができる。この噴射制
御システムの内で最も問題となるのは、燃料弁制御を目
標通りに高速作動できるか否かにかかっている。このた
めの制御指令はコンピュータなどの電子回路を利用して
行なえるが、その指令を実行するアクチェータ、すなわ
ち燃料弁などの開発が急務となっている。

例えば、西独ＭＡＮ社が″ＤＩＥＳＥＬ　＆　ＧＡＳ　
ＴＵＲＢＩＮＷＯＲＬＤＷＩＤＥ　ＪＵＬＹ−ＡＵＧＵ
ＳＴ　１９８０”に発表した制御システムを、電子制御
ブロックダイアグラムを示した第１図と燃料弁の詳細を
示した第２図を用いて説明する。図において、燃料ポン
プ（１）で燃料油を高圧にしてアキュームレータ（２）
に蓄わえ、電子制御ユニット（３）からの信号を燃料弁
（４）に付加された流量制御サーボ弁（５）に入力し、
該サーボ弁（５）を作動させてそこを流れる作動油を制
御し、この作動油が燃料弁（４）内の制御ピストンパイ
ロットバルブ（６）、パイロットバルブ（７）、圧力ビ
ストン（８）、制御ピストン噴射弁（９）を作動させ、
噴射を制御するものである。第２図は噴射している時の
状態を示している。

この制御システムでは、アキュームレータ（２）からの
高圧燃料油は弁入口（１０に常時かがっており、制御ピ
ストンパイロットバルブ（６）が左に動くと、パイロッ
トバルブ（７）が開き、高圧の燃料油がニードル弁を押
し上げるように働くとともに、流量制御サーボ弁（５）
のポート（Ａ）からの作動油が制御ピストン噴射弁（９
）を押し上げ、燃料油が噴射される。

閉弁時は上記と反対の動きが起る。つまり、サーボ弁（
５）の働きによりボート（Ｂ）から作動油が入り、制御
ピストンパイロットバルブを右に移動させるとともに、
パイロットバルブ（７）を閉塞し、燃料油がニードル弁
の方に行かないようにする。一方、燃料油の圧力が、圧
力ビストン（８）の上部に制御ピストン噴射弁（９）を
押し下げる方向に常にかかっており、この制御ピストン
噴射弁（９）の下面にかかっている作動油圧力をサーボ
弁（５）を切換えることで減じている。その結果ニード
ル弁は下降し、燃料油の噴射を止める。

従って、この方式の燃料弁においては、（イ）制御ピス
トンパイロットバルブ、パイロットバルブ、制御ピスト
ン噴射弁などが複雑な形状を構成しており、（ロ）噴射
弁の開弁面積は制御ピストン噴射弁の移動距離、すなわ
ち弁リフトによって定まるが、これを変化させることが
できず一定であるなどの問題点がある。

本発明は上記問題点を解決し得るディーゼル機関の燃料
噴射方法ならびにその装置を提供することを目的とする
ものである。

本発明は、作動油をピストン上面または下面に切換えて
作用させるようにて、燃料弁制御を目標通りに高速作動
させるもので、噴射弁の形状を簡略化できるとともに、
弁リフトを変化させることが可能であり、従って噴射弁
の開弁面積を容易に制御できるものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第８
図は本発明の電子燃料噴射のブロックダイアグラム、第
４図はその燃料弁の構造を示す断面図である。

第８図において、０υはクランク軸、＠はピストン、０
３は燃料弁、αΦは燃料弁（至）に付加された方向切換
弁、（至）は燃料弁θ葎に内蔵されたニードル弁開閉セ
ンサ、Ｑｏはクランク位置検出用エンコーダ。

α力は電子制御ユニット、（財）はクランク軸Ｑｌ）に
連動するカム軸、Ｑ傷はカム軸（至）上に取り付けられ
た燃料ポンプ、（ホ）は燃料ポンプ制御器、Ｑ］）は燃
料タンク、＠は燃料アキュームレータ、（至）は緊急停
止用燃料停止弁、（財）は電磁弁、（ハ）はばね式安全
弁、に）は燃料油用の圧力検出器、＠は作動油タンク、
に）は作動油ポンプ、翰は電子制御式圧力調整弁、（至
）は作動油用の検出検出器、０］）は圧力調整弁、（２
）（２）は圧力計である。ここで、実線は燃料油、破線
は作動油、一点鎖線は電気信号をそれぞれ示す。

クランク位置検出用エンコーダ０・の信号が電子制御ユ
ニットαηに入力されて、機関回転数とクランク位置が
求められる。この求められたクランク位置を基準に燃料
噴射開始クランク角度、燃料噴射期間が電子制御ユニッ
ト（ロ）で設定され、開弁指令信号として方向切換弁α
→に入力され、この信号で燃料弁が制御される。

噴射用高圧燃料油は機関のカム軸ａｌ１９上に取り付け
られた燃料ポンプＨによって圧送され、アキュームレー
タ（イ）内に蓄圧される。蓄圧される高圧燃料油の圧力
は希望噴射圧力または最適噴射圧力として電子制御ユニ
ットαηに設定されており、この設定圧力になるように
電子制御ユニット◇ηの指令ｌこもとづいて圧力検出器
（ハ）と燃料ポンプ制御器（２）が作動する。アキュー
ムレータ（２）内圧力が異常に上昇した場合、安全弁（
ハ）により自動的に低下するか、もしくは燃料油用の圧
力検出器に）の圧力信号を電子制御ユニットαηで判断
して電磁弁（ハ）の開弁により低下させる。

一方、作動油は燃料ポンプα１の制御と燃料弁（至）の
制御に用いられ、作動油ポンプ＠で圧送されてそれぞれ
の必要な圧力になるように圧力調整弁（ホ）Ｏｐで制御
される。

次に、燃料弁α→を第４図により説明する。アキューム
レータ（イ）からの燃料油（ａ）は常時ノズル室（至）
に満されており、ニードル弁（至）を押し上げ力は該ニ
ードル弁（至）に連結されたピストン曽の上昇によって
得られ、シート部に）は開き、燃料油を噴射する。ピス
トン（至）の上昇は方向切換弁０→を介して作動油（ｂ
）をピストン（７）の下面に作用させることによって行
なわれる。噴射を止めるには、方向切換弁ａΦを切換え
、作動油（ｂ）をピストン（至）の上面に加え、ピスト
ン（至）を下降させることによって行なわれ、ニードル
弁に）がシート部（ロ）を閉じる。このような構造にし
て、ニードル弁（至）には燃料油による上向きの力が働
かないようにしたので、ピストン（至）は僅かの力で作
動することから、ピストン直径の低減化、作動油圧力の
低圧化が計られる。

なお、シリンダ内ガス圧力は開弁の方向に動くので、こ
れに打ち勝つようにする。

特に、方向切換弁α→を使用する場合、ピストン曽位置
を制御できることから、ニードル弁（２）とシート部（
ロ）の面積、すなわち噴射弁の開弁面積を変えることが
でき、噴射率を変更することができる。

また、方向切換弁Ｑ４に替えてサーボ弁を使用する場合
、その入力をアナログ量的に変化させて入力できること
から噴射パターンを変更することも可能となる。

また、第２図で示した従来の燃料弁の構造では、燃料油
と作動油が混ざりやすいため、本発明では、第４図の鏝
と（至）に示すような燃料油もれ溜と作動油もれ溜が設
けられており、燃料油もれ溜弼と作動油もれ溜（イ）は
それぞれ燃料油もれもどり孔に）と作動油もれもどり孔
（ロ）を通じて大気圧になっている。そのため、燃料油
と作動油のもれ油（ａ′）と（ｂ′）はそれぞれ区別し
て回収できる。そのため、特に作動油の劣化を防止でき
る。

また、燃料噴射制御を向上させるために、燃料弁内に設
けられたセンサ（変位計）（至）を用いてニードル弁の
動作を計測し、そのリフト計測信号をフィードバック信
号として電子制御ユニットへ戻すことにより最適噴射を
実施できる。ここで０埠はリフト計測信号の信号線であ
る。

以上本発明によれば、作動油をピストン上面または下面
に切換えて作用させるので、噴射弁の形状を簡略化でき
るとともに、弁リフトを変化できて噴射弁の開弁面積を
容易に制御できる。しかもピストンは僅かの力で作動可
能であるから、ピストン直径の低減化、作動油圧力の低
圧化が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の電子制御ブロックダイアグラム、第２
図はその燃料弁の詳細を示す断面図、第３図は本発明の
一実施例を示すブロックダイアグラム、第４図はその燃
料弁の詳細を示す断面図である。 （ハ）・・・燃料弁、０ユ・・・方向切換弁、α訃・・
電子制御ユニット、Ｑノ・・・燃料ポンプ、（イ）・・
・アキュームレータ。 翰・・電子制御式圧力調整弁、■・・−ノズル室、（ハ
）・・・ニードル弁、（至）・・・ピストン、＠・・・
シート部、（ハ）・・・燃料もれ溜、ＯＩ・−・作動油
もれ溜、■・・・燃料油もれもどり孔、■・・・作動油
もれもどし孔代理人　　　森　本　義　弘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子回路を用いたディーゼル機関用燃料噴射制御シ
   ステムにおいて、燃料弁の動作を前記燃料弁内に組込ま
   れたピストンで制御する際に作動油をピストン上面また
   は下面に切換えて作用させることを特徴とするディーゼ
   ル機関用燃料噴射方法。 ２、電子回路を用い、かつ燃料弁の動作を前記燃料弁内
   に組込まれたピストンで制御するディーゼル機関用燃料
   噴射装置において、前記ピストンを作動油により上下面
   から作動可能な両面作動ピストンに構成し、該ピストン
   の上下面に作用させる作動油圧力を切換える方向切換弁
   またはサーボ弁を設けたことを特徴とするディーゼル機
   関用燃料噴射装置。