JPS61123723A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンの燃料噴射装置に関する。

〔従来技術〕

ディーゼルエンジンにおいては燃料はエンジン運転条件
に応じた燃料噴射時期および噴射量をもって燃料噴射ポ
ンプによって圧送され、燃料噴射ノズルから燃焼室また
は予燃焼室に噴射される。

燃料噴射ノズルの開弁圧は、一般には、ノズルニードル
を付勢するプレッシャスプリングのセント荷重をアジャ
ストスクリューで関節することにより予め設定された値
に調節される。

開弁圧を高く設定すると、燃料噴霧の貫通力が増大する
ので、高速高負荷時のスモークの発生量が減少し、高出
力が得られる。特に過給機付きディーゼルエンジンでは
筒内圧力が高くなるため、噴射ノズル内への吹き返しを
避けるためにも開弁圧を高く設定する必要がある。

反対に、アイドリングの様な低速低負荷運転に際しては
、開弁圧が高いと燃料噴霧の貫通力が大きいので燃料が
液状に燃焼室壁面に付着し、燃え残りを生じるので、排
気ガス中の肛が増大する傾向となる。この傾向は特に渦
流室式ディーゼルエンジンにおいて著しい。また、アイ
ドリング時の騒音（アイドルノック）も大きい。従って
、開弁圧は低く設定しておくことが望ましい。

そこで、従来技術においては、エンジン運転条件に応し
て開弁圧を変化させることの可能な可変開弁圧式噴射ノ
ズルが提案されている。例えば、特開昭５７−１７３５
５７号公報に記載の噴射ノズルでは、カム機構を用いて
プレッシャスプリングのセント荷重を増減させることに
より開弁圧を可変としている。また、プレッシャスプリ
ングのセント荷重を変化させるソレノイドアクチュエー
タを用い、ソレノイドへの通電を制御することにより開
弁圧を変化させる方式も慣用されている。

〔解決しようとする問題点〕

しかし、この種の可変開弁圧式噴射ノズルを備えた噴射
装置では、噴射ノズル開弁圧を低下させると、噴射ポン
ププランジャの圧送ストロークにおいてより早期に噴射
ノズルが開弁することとなり、実際の噴射時期が早くな
る。その結果、騒音を十分に低減させることができなく
なるか、或いは騒音の増大を招く。

〔発明の目的〕

本発明は叙上の問題点に鑑み案出されたもので、可変開
弁圧式噴射ノズルの利点を最大限に発揮させながらも騒
音を抑制することの可能な燃料噴射装置を提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、燃料噴射時期を進角制御するためのタイマー
機構を備えた燃料噴射ポンプと、この燃料噴射ポンプに
作動的に接続された可変開弁圧式燃料噴射ノズル、とを
備えた燃料噴射装置において、エンジンの低速低負荷運
転時に前記タイマー機構の進角量を減少させるための手
段を設けたことを特徴とするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の燃料噴射装置の全体配置を示す。燃料
噴射ポンプｌＯは市販の分配型噴射ポンプを若干改造し
たもので、後述するタイマー機構を除いては従来のもの
と同様である。この型式の噴射ポンプは周知であるので
、その構成および作用については略述するに止める。エ
ンジンクランク軸と同期回転する駆動軸１２はカムプレ
ート１４およびプランジャ１６に力・ノブリングされて
おり、カムプレート１４のカムフェースがローラリング
に担持されたローラ１８に乗り上げることによりプラン
ジャ１６がシリンダ２０内でストロークを行うと共に駆
動軸１２と同期して回転し得る様になっている。燃料は
駆動軸１２により回転されるヘーン型のフィードポンプ
２２　（第１図では、便宜上、９０°転回して示しであ
るが、実際にはこのフィードポンプは駆動軸１２を中心
として回転する）によって加圧され、ポンプハウジング
２４の内室２５に入り、そこから吸入ポート２６を経て
加圧室２８に吸込まれ、プランジャ１６により加圧され
て分配ポート３０から各気筒の分配通路３２に分配され
、デリベリバルブ３４、バイブ３６を介して各気筒の噴
射ノズル３日に供給される。噴射量の制御は、制御回路
４０により制御されるソレノイドアクチュエータ４２を
用いてスピルコントロールレバー４４を操作してスピル
リング４６の位置を決定することにより行われる。

一方、噴射時期の制御はタイマー機構４８により行われ
るもので、ローラ１８を担持したローラリングに連結さ
れたスライドピン５０をタイマーピストン５２により角
変位させることにより１コーう１６に対するカムプレー
ト１４の位相を変化させ、噴射時期を進角または遅角さ
せる（タイマーピストン５２は第１図では、便宜上、９
０”転回して示しである）。タイマーピストン５２には
内室２５内の燃料圧力が作用する様に構成されているの
で、噴射時期は、基本的には、フィードポンプ２２の吐
出圧、即ち駆動軸１２の回転数に応じて制御されるもの
であり、副次的には、後述する進角量減少手段によって
補正される。駆動軸１２の回転数は回転数センサ５４に
より検出され、その信号は制御回路４０に入力される。

以上の構成および作用は実質的に従来の分配型噴射ポン
プと異なるところがない。

さて、本発明に従い、噴射ポンプＩＯのタイマー機構４
８には進角量減少手段が組合せである。

この手段は、タイマーピストン５２の高圧倒５６と低圧
側ばね室５８とを結ふりリーフ通路６０に設けた電磁弁
６２（以下、タイマーコントロールバルブという）を含
んで成る。このタイマーコントロールハルプロ２はその
開弁時に高圧倒５６から低圧倒５８　（これはフィード
ポンプ２２の吸込側に通じている）へと燃料をリリーフ
すること番こよりタイマー機構４８の進角量を減少させ
るものである。タイマーコントロールハルプロ２は制御
回路４０により電子制御される。タイマーピストン５２
の変位、ひいてはスライドビン５０の角位置はタイマー
ピストン５２に連繋されたタイマーポジションセンサ６
４によって検出され、その出力信号は制御回路４０に入
力される。制御回路４０にはアクセルペダルに連繋され
た例えば０Ｎ１０ＦＦ式のアクセルスイッチ６６からの
信号が入力される。アクセルスイッチ６６は、例えば、
比較的低負荷の設定負荷以上でＯＮとなり、それ以下で
ＯＦＦとなる様に構成することができる。

第２図は制御回路４０のプロ・ツク図で、６８は回転数
センサ５４からのアナログ出力をデジタル値に変換する
Ａ／Ｄコンバータまたはカウンタ、７０はマイクロプロ
セッサ、７２はメモリ、７４はＤ／Ａコンバータ、７６
はＤ／Ａコンノ＼−タフ４の出力値からタイマーポジシ
ョンセンサ６４の出力値を減算する減算器、７８は減算
器７６の出力を増幅してタイマーコントロールハルプロ
２に出力するドライバである。

次に作動を説明するに、回転数センサ５４およびアクセ
ルスイッチ６６からの信号によりマイクロプロセッサ７
０はエンジン回転数および負荷が夫々設定値以下である
ことを検出し、口／＾コンバータ７４に噴射時期に対応
した信号を送る。減算器７６にはタイマーポジションセ
ンサ６４からの出力がフィードバンク信号として入力さ
れている。減算器７６は口／＾コンバータ７４からの出
力とセンサ６４からの出力との差を出力し、この出力は
ドライバ７８で増幅されてタイマーコントロールバルブ
６２に送られ、それを開弁させる（タイマーコントロー
ルパルプ６２の開度をデユーティ比制御したい場合には
、ドライハフ８はパルス幅変調装置で構成し、減算器７
６からのアナログ出力を要求デユーティ比のパルス信号
に変換してタイマーコントロールバルブ６２に供給する
ことができる。）。従って、エンジンの低速低負荷時に
は、タイマーピストン５２の高圧倒５６に作用する燃料
はタイマーコントロールパルプ６２の開度に応じてリリ
ーフ通路６０を介して低圧倒５８にリリーフされること
となり、タイマー機構４８の進角量は遅角側に補正され
る。

第３図のグラフは本発明の噴射装置による噴射率カーブ
を従来の噴射装置のものと対比して示したもので、カー
ブＡは本発明装置における中〜高速、中〜高負荷時の噴
射率を示す。カーブＢで示す如く、ただ単に噴射ノズル
の開弁圧を低下させた時は、噴射時期は早められる。カ
ーブＣは本発明装置における低速低負荷時の噴射率カー
ブを示すもので、噴射時期はカーブＡと同程度まで遅ら
せることができる。

第４図は他の実施例を示し、噴射時期の補正にソレノイ
ドアクチュエータ８０を用いたものである。ソレノイド
８２に通電するとプランジャ８４が図中右方に吸引され
、タイマースプリング８６のセント荷重を増加させるの
で、タイマーピストン５２への右方付勢力が増加して進
角量が減少される。この実施例ではタイマーポジション
センサ６４は不要である。

第５図は負圧を動力源とした実施例を示す。タイマース
プリング８６のセット荷重は負圧アクチュエータ８８に
より補正される今ので、アクチュエータ８８の作用負圧
は例えばブレーキブースタ用の真空ポンプ９０に接続さ
れたアキュームレータ９２の負圧を電磁弁９４により制
御して得る。

或いは、第６図に示す様に、モータ９６とギヤボックス
９８を用いてタイマースプリング８６のセント荷重を関
節してもよい。

以上の実施例では、噴射ノズル３８は電磁式にその開弁
圧が増減されるものを想定したが、特開昭５７−１７３
５５７号公報に記載の如くカム機構により開弁圧を可変
とする型式の噴射ノズルを用いてもよい。

また、第１図および第２図に示した制御回路４０には水
温センサを接続し、冷却水温に応じて噴射時期を補正す
ることも可能である。更に、制副回路４０はマイクロプ
ロセツサ７０に代えてハードワイヤードロジックを用い
て構成することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可変開弁圧式噴射ノズルの開弁圧が低
下すると同時にタイマー機構の進角量が減少させられる
ので、噴射ノズルの実際の噴射時期が進むのを防止する
ことができる。従って、開弁圧低下時にも最適なりラン
ク角度で燃料噴射を開始させることができるので、可変
開弁圧式噴射ノズルの効果を最大限に享受しながらもア
イドルノックの様な騒音を有効に抑制できるという顕著
な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る燃料噴射装置の模式
的全体図、第２図は制御回路のブロック図、第３図は噴
射ノズルの噴射率カーブを示し、第４図から第６図は他
の実施例の一部の断面図である。 １０・・・燃料噴射ポンプ、 ３８・・・可変開弁圧式噴射ノズル、 ４０・・・制御回路、　　　４８・・・タイマー機構、
５０・・・スライドピン、 ５２・・・タイマーピストン、 ６０・・・リリーフ通路、 ６２・・・タイマーコントロールバルブ、６４・・・タ
イマーポジションセンサ、４０　、６０　、６２・・・
進角量減少手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料噴射時期を進角制御するためのタイマー機構を備え
   た燃料噴射ポンプと、前記燃料噴射ポンプに作動的に接
   続された可変開弁圧式燃料噴射ノズル，とを備えて成る
   ディーゼルエンジン用燃料噴射装置において、 エンジンの低速低負荷運転時に前記タイマー機構の進角
   量を減少させるための手段を設けたことを特徴とする燃
   料噴射装置。