JPS593164A - 燃料噴射装置 - 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、燃料噴射式内燃機関の燃料噴射装置に関する
。

この種の燃料噴射装置の従来例として、プランジャを収
納したプランジャバレルの圧油室と噴射ノズルとの間に
デリバリバルブを配設し、プランジャの摺動による燃料
の圧力上昇によりデＩＪ　ハＩＪバルブを開弁じて噴射
ノズルに燃料を供給し、この噴射ノズルから燃焼室内に
燃料を噴射する構成が周知である。（白層自動車（株）
昭和５３年６月発行、技術解説書「ディーゼルエンジン
ＪＰ、６５参照） ところで１例えば直噴開式ディーゼル機関、特に１気筒
が３〜５ｏｏｃｃという小型機関の燃料噴射圧力は１０
００気圧ないしはそれ以上に高い程燃料の微粒化特性が
向上して空気と燃料の混合が良くなり、燃費の改善、ス
モーク或いはＮＯｘ、ＨＣ排出量の低減が図られ、さら
にスワールが弱くても燃焼の改善が見込まれることが知
られている。

かかる燃料噴射圧力の上昇に関しては、上記従来のもの
によるとデリバリパルプを通って圧送された燃料圧力が
噴射ノズル開弁圧以上になってはじめて噴射ノズルから
燃料噴射が始まる構成であるから、プランジャの燃料圧
送速度を非常に速（しないと充分に高い噴射圧力を得る
ことができなかった。これを解決するためにはパルプス
プリングの開弁設定荷重な増大すればよいようにも思え
るが、この場合には開弁圧を確かに増大することができ
ても、必ずしも噴射圧力の上昇は達成されないものであ
る。即ち開弁後の燃料圧力がデリバリパルプの閉弁方向
に作用すべくバルブ背方に廻り込むことも加わってスプ
リングの設定荷重が大きい程、開弁リフトが小さくなる
。このためデリバリパルプの圧力損失が大きくなって噴
射圧力も小さくなるのである。

これを防止するため、上記の如く燃料圧送速度を速く、
またはカム形状を工夫してプランジャ速度を速めなけれ
ばならず、これには特殊なカム形状のためカム表面の摩
耗が大きくなり一実用性に欠ける問題が生じる。また、
噴射ノズルの開弁圧力を上げて噴射圧力を高めることも
できるが、このようにすると噴射ノズルのばねカを大幅
に強くする必要があり、その結果２次噴射が発生し易く
なるし、噴射ノズルが大型になってしまう問題がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、噴射ノズルへ供給する燃料圧力をプランジャ圧
送過程で蓄圧し、該蓄圧した燃料な一気に噴射ノズルに
供給すると共にその後プランジャによる圧送燃料を大量
に噴射ノズルに供給することにより、燃料圧送速度を速
くし燃料噴射圧力を増大することを目的とする。

かかる目的の達成のため、本発明は具体的には噴射ポン
プから噴射ノズルに至る燃料供給通路に導入口を介して
連通する蓄圧室と、該蓄圧室に一側受圧面をこれに対抗
する側に前記燃料供給通路に臨む受圧面を夫々有し両受
圧面に作用する圧力バランスに応じ変位して前記燃料供
給通路及び前記導入口を開閉する第１の弁体と、前記蓄
圧室内圧力及びこれに対抗する該第１の弁体下流の燃料
供給通路内の燃料圧力に応じて第１の弁体下流の燃料供
給通路と前記蓄圧室との連通を開閉する第２の弁体と、
を備え、前記第１の弁体は噴射ポンプから圧送される燃
料の圧力増大に応じて前記導入口を燃料供給通路開弁以
前に開くように構成する。

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本発明の燃料噴射装置に使用される従来のデリ
バリパルプに相当するピストンノくルプユニットを示す
。ピストンパルプユニット１は噴射ポンプボディ２に取
付けられていて、噴射ポンプボディ２の取付穴３に螺着
されているホルダ４を有し、該ホルダ４内にはシリンダ
５および筒状のパルプガイド６が軸方向に連接して配設
されている。シリンダ５はその一端のフランジ５ａが前
記ホルダ４の先端と前記取付穴３０最奥部に装着された
ストッパ７との間に挾持され、パルプガイド６は、ホル
ダ４０段部８に当接するスペーサ９に支持されて固定さ
れている。前記ホルダ４の内周　“面にはその軸方向に
溝を設けて燃料供給通路１０が形成されている。

前記シリンダ５内にはピストンパルプ（第１弁体）１１
が摺動自在に配設されており、また、前記パルプガイド
６内には調圧バルブ（第２弁体）１２が摺動自在に配設
されている。そして、これらのピストンバルブ１１およ
び調圧パルプ１２間には圧縮コイルはね１３が介装され
、蓄圧室１４が形成されている。ピストンバルブ１１は
１通常は前記ストッパ７に当接して停止しており、また
。

調圧パルプ１２に設けられた弁体部１５は、パルプガイ
ド６の端部弁座に当接している。さらに、前記ピストン
バルブ１１は、その右側への移動距離を調圧バルブに突
設されたストッパ１６により制限される。

シリンダ５には、その内外を連通して前記燃料供給通路
１０に接続するそれぞれ複数の第１導入口１７および第
２導入口１８が軸方向に間隔を隔てて突設されており、
噴射ポンプボディ２の取付穴３の底面に突設された図示
しないプランジャバレルの圧力室と連通する燃料供給通
路１９かもの燃料が、ストッパＴに形成された開口２０
を通過して、その圧力によりピストンパルプ１１を図に
おいて右方向へ移動せしめ、第１導入口１Ｔかも燃料供
給通路１０内に供給されるようになっている。

また、ピストンパルプ１１には、蓄圧室１４および第２
導入口１８を連通せしめるＬ字状の連通路２１が形成さ
れており、この連通路２１は、前記ピストンパルプ１１
が図で右動した際、燃料供給通路１９と第１導入口１１
とが連通する前に蓄圧室１４と第２導入口１８とを連通
するようになっている。なお、連通路２１のピストンパ
ルプ１１０局面への開口端は環状溝２１ａに形成されて
いる。

パルプガイド６の右端部には、このパルプガイド６の内
外を連通して前記燃料供給通路１０をホルダ４の燃料供
給通路２２に連通せしめる複数の第３導入口２３が穿設
されており、燃料供給通路２２は、ホルダ４のねじ部２
４に螺着される図示しないインジェクションパイプを介
して噴射ノズル（図示せず）に連通している。調圧パル
プ１２の外周面には軸方向の燃料通路２５が形成されて
おり、調圧パルプ１２が図において左側へ移動し開弁じ
た際に前記燃料供給通路２２および調圧室１４を連通せ
しめるようになっている。

次に、前述した実施例の作用を、第１図な簡略化して示
した第２図（ａ）〜（ｈ）により説明する。

第２図には、前記燃料供給通路１９と連通するプランジ
ャバレル２６の圧力室３０が示されており、プランジャ
バレル２６内にはプランジャ２７が摺動自在に配設され
ている。また、プランジャバレル２６の一側には吸入口
２８が形成される。

プランジャ２７には、このプランジャ２Ｔが最大限前進
（図で右行）したとき燃料供給通路１９および吸入口２
８を連通する連通路２９が形成されている。

第２図（ａ）はプランジャ２７の作動前の状態を示すも
のであり、圧力室３ｏの吸入口２８が開かれているため
、ピストンパルプ１１に作用する燃料の圧力は低り、シ
たがって、ピストンパルプ１１はばね１３０弾性力によ
り左端に位置して第１導入口１７を閉じている。また、
調圧パルプ１２もばね１３により右端に位置して蓄圧室
１４を閉じている。

第２図（ｂ）はプランジャ２７の作動初期の状態を示す
ものであり、プランジャ２７が右側へ移動して吸入口２
８を閉じることにより圧力室３０内の燃料の圧力上昇が
始まり、ピストンパルプ１１は右側への移動を開始する
。すると、蓄圧室１４内に密閉されている燃料の圧力も
上昇するので、ピストンパルプ１１の右側への急速な移
動を阻止することになり、したがって、この段階では第
１導入口１Ｔを開くまでには至らない。

第２図（Ｃ）においては、ピストンパルプ１１がさらに
右側に移動することにより連通路２１が第２導入口１８
と連通し、高圧となった蓄圧室１４内の燃料が燃料供給
通路１０に供給され、ここから図示しない噴射ノズルへ
達して燃料の噴射が始まる。

ここにおいて蓄圧室１４内の燃料が供給されるとその分
蓄圧室１４内の圧力が下がろうとするから圧力室３０か
も送られる燃料圧力が増大することとあいまってピスト
ンパルプ１１は急激に右行し、前記第２導入口１８を大
幅に開く。この結果蓄圧室１４内の燃料は圧力損失なく
大量に圧送され。

噴射ノズルの開弁圧以上になる燃料圧力の立ち上がりを
良好にする。

第２図（ｄ）は圧送期の状態を示すものである。プラン
ジャ２７がさらに右側へ移動すると、燃料がある程度排
出された蓄圧室１４内の圧力が低下しようとするためピ
ストンパルプ１１は急速に右側に移動して第１導入口１
１を大きく開き、圧力室３０内の高圧燃料が圧力損失な
く燃料供給通路１０かも噴射ノズルに大量に供給される
。従って、燃料噴射圧力も上昇する。このとき圧送終端
で第２導入口１８が閉じて蓄圧室１４内の圧力が貴上昇
するので、ピストンパルプ１１の右側への移動は減速さ
れ、ピストンパルプ１１の調圧パルプ１２のストッパ１
６への衝突が緩衝される。

第２図（ｅ）は噴射終了期の状態を示すものであり、プ
ランジャ２７の移動によりプランジャ２１の連通路２９
が吸入口２８と連通し、圧力室３０内の圧力は急激に低
下する。このためピストンパルプ１１に作用する燃料の
圧力が弱くなり、ばね１３０弾性力の作用によりピスト
ンバルブ１１は左方に戻り始める。このとき、噴射ノズ
ルからの噴射も燃料圧力が低下するため終了する。

第２図（ｆ）はプランジャ２７の最も右行した状態を示
すものであり、この状態においても連通路２９および吸
入口２８は連通しているため、ピストンパルプ１１はさ
らに左方へ戻る。

第２図（ｇ）はプランジャ２Ｔが圧縮行程を終え戻り始
めた状態を示すものであり、これにつれてピストンパル
プ１１はさらに左行することによりピストンパルプ１１
の連通路２１が第２導入口１Ｂから外れ、蓄圧室１４は
再び密閉状態となり、この蓄圧室１４内の圧力がピスト
ンパルプ１１の下流の燃料供給通路２２内の圧力より低
くなる。したがって、調圧バルブ１２がばね１３の弾性
力に抗し左動して開弁し、燃料供給通路２２から蓄圧室
１４内へ燃料が流入する燃料吸い戻し作用な行う。そし
て、蓄圧室１４および燃料供給通路２２の圧力がほぼ等
しくなると第２図（ｈ）に示すように調圧パルプ１２は
閉じ、第２図（ａ）と同状態に復帰する。このようにし
て前述した行程が繰返される。

なお、ピストンパルプ１１の開弁圧力設定には圧縮コイ
ルはね１３も作用するが、この圧力は主とし”Ｃ蓄圧室
１４の圧力によって定まるもので実質的には圧縮コイル
ばね１３は必豊としない。従ってピストンパルプ１１の
開弁圧力設定は蓄圧室内の圧力即ちピストンパルプ１１
の移動量、燃料の体積弾性率（１，６６Ｘ　１０　Ｋｌ
／ｃｍ２程度とされている）および所要圧力を考慮して
蓄圧室１４の容積を決定すればよい。また、ピストンパ
ルプ１１の戻りは燃料吸い戻しを行って２次噴射を防止
する作用を持っているが、吸い戻し量が大き過ぎると図
示しないインジェクションチューブおよび噴射ノズル内
の圧力が負圧になり、時にキャビテーションを発生させ
るため、キャビテーションを発生しないピストンパルプ
１１の戻り量を選定する必要がある。

以上のように本発明によれば噴射ポンプから圧送された
燃料の圧力によりまず蓄圧室に所定値以上の圧力の燃料
な貯え、開弁と同時に開弁面積な急増して該蓄圧室から
高圧かつ大量の燃料を噴射ノズルに供給すると共にこれ
に追随して噴射ポンプの圧送燃料な開弁面積を急増して
噴射ノズルに　□供給するから、第１及び第２パルプに
より開弁面積を急増して圧力損失な小さぐすることによ
り、燃料噴射圧力を高めることができる。よって噴射ノ
ズルから噴射される燃料の微粒化特性が改善され燃焼が
良好になって燃費を向上すると共にスモーク、未燃成分
排気量等の排気性状の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る燃料噴射装置の実施例な示すピス
トンバルブユニットの縦断面図、第２図（ａ）　、　（
ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）　、　（ｅ）　、　（ｆ
）　、　（ｇ）　、　（ｈ）は第１図の一作動状態な示
す説明図である。 １・・・ピストンパルプユニツ）　　　１０，１９，２
２・・・燃料供給通路　　１１・・・ピストンノくルプ
１２・・・調圧パルプ　　１３・・・圧縮コイルばね１
４・・・蓄圧室　　１７，１８．２３・・・導入口２１
・・・連通路　　２１・・・プランジャ　　３０・・・
圧力室 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　冨二雄 第１図 第２図（ａ） 第２図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射ポンプのプランジャにより圧送された燃料の圧
   力により開弁して噴射ノズルから燃料を噴射するように
   した燃料噴射装置において、噴射ポンプから噴射ノズル
   に至る燃料供給通路に導入口を介して連通する蓄圧室と
   、該蓄圧室に一側の受圧面をこれに対抗する側に前記燃
   料供給通路に臨む受圧面を夫々有し両受圧面に作用する
   圧力バランスに応じ変位して前記燃料供給通路及び前記
   導入口な開閉する第１の弁体と、前記蓄圧室内圧力及び
   これに対抗する該第１の弁体下流の燃料供給通路内の燃
   料圧力に応じ℃第１の弁体下流の燃料の燃料供給通路と
   前記蓄圧室との連通を開閉する第２の弁体と、な備え、
   前記第１の弁体は噴射ポンプから圧送される燃料の圧力
   増大に応じてｍｌＪ記導入口を燃料供給通路開弁以前に
   開くように構成したことを特徴とする燃料噴射装置。