JPS6161961A - 電磁ユニツト燃料噴射器 - 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】 いわゆるジャーク式のユニット燃料噴射器がディーゼル
エンジンの対応したシリンダに液体燃料を噴射するのに
応く用いられている。

周知のように、このようなユニット燃料噴射器はブシン
グ付きプランジャの形をしたポンプを包含しており、こ
のポンプはたとえばエンジン駆動式のカムによって作動
させられて燃料を適当な高さの圧力に加圧し、この単位
燃料噴射器に組込まれた燃料噴射ノズル内で圧力作動式
噴射弁の離座を行なわせる。

成る形態では、プランジャがらせん体を備え、これがブ
シングにあるボートと協働してプランジャのポンプ行程
中の加圧作用、したがって燃料の噴射を制御する。

別の形態では、ソ１ツノイド弁が単位燃料噴射器に組込
んであって、たとえばポンプ室からの燃料のドレン量を
制御する。この場合、燃料噴射はプランジャのポンプ行
程中に所望に応じてソレノイド升の付勢によって制御さ
れ、ドレン流を止めてプランジャが燃料の圧力を高め、
対応した燃料噴射ノズルの噴射弁の離座を行なわせるこ
とができる。このよう々電磁ユニット燃料噴射器のいく
つかの例が例えば米国特許第４，１２９，２５５号、同
第４，１２９．。

２５６号、同第４，３９２，６１２号に開示されている
。

しかしながら、これら公知の電磁ユニット燃料噴射器は
すべて基本的に計量スピル式である。すなわち、噴射モ
ード中を除いて噴射器から燃料を自由に流出させるよう
な構造となっているのである。そして、対応したシステ
ムマイクロプロセッサが電磁作動式制御弁に指令を与え
て計量とタイミングを制御するようになっている。この
形式の電磁ユニット燃料噴射器では、噴射率がエンジン
のカムデザインおよびカム速度（ＲＰ　Ｍ　）の関数で
ある。ポンププランジャがカムによって駆動されるから
である。したがって、噴射モード時常数内で得られるピ
ーク圧力は限られる。

また、噴射終了特性がテイーゼルエンジンからの炭火水
素放出量を抑える主要ファクタとなり得ることも知られ
ている。たいていの噴射器で、燃料の噴射はノズル弁ば
ね対システム圧力、有効ノズル弁ジャーナル面積の力釣
合状態以下にノズルシステム圧力を低下させることによ
って止められる。たいていの機樟式、電磁式単位燃料噴
射器の噴射減衰時常数は０５から１０ミリ秒である。

このような従来の噴射器の改良が上記の米国特許第４，
１２９，２５５号、同第４，１２９，２５６号に開示さ
れており、これらの米国特許は燃料噴射弁と組合った液
体圧サーボ謂幅器室からのこぼれ量を制御するソレノイ
ド作動式開側１弁を有し、噴射弁の開閉圧力をエンジン
速度の関数として調整する電磁ユニット噴射器の種々の
例を示している。しかしながら、この形式の単位燃料噴
射器では、成る特定のエンジンの最高回転数に対して燃
料噴射圧力が所望のピーク圧力を超えることがある。

成る特定の多シリンダエンジンでは、もちろん、予め選
定した均一な最高ピーク圧力ですべての電磁ユニット燃
料噴射器が作動するのが望寸しい。しかしながら、これ
らのこぼれ式ユニット燃料噴射器ではポンプ容量を噴射
すべき量以上に設計しであるので、ユニット燃料噴射器
の直径方向のプランジャ対シリンダ壁間隙の変化がこれ
らのユニット噴射器で得られるピーク圧力の対応する変
化を生じさせることになる。

本発明は、流体圧サーボ謂幅器室を有し、これを用いて
エンジン１１転数の関数としてノズル弁の開放圧力（ｖ
ｏｐ）と閉鎖圧力（ｖｃｐ）に関して目的の噴射特性を
与えるように圧力を変６周するようになっており、丑だ
、アキュムレータ／マニホルドシステムを有し、これが
ユニット噴射器のソレノイド・コイルの付勢前に圧力溜
め利用を可能とし、ユニット噴射器のプランジのポンプ
行程中にドレン流を制御するのに用いられるソレノイド
作動式制御弁の動きを生じさせ、この制御弁がポペット
弁の形をしており、これによって、この制御弁が噴射器
のピーク圧力を制限する圧力逃し弁としても作用するよ
うになっている電磁ユニット燃料噴射器に関する。

こうして、流体圧サーボ増幅器室と組合わせたソレノイ
ド作動式ポペット型制御弁を包含し、対応した噴射ノズ
ル弁の開閉圧力をエンジン速度の関数として調整するよ
うになっており、制御弁が所定の旨いピーク圧力で燃料
のドレン作用を生じさせ、それによってピーク圧力を制
限する圧力逃し弁としても作用する改良電磁式燃料噴射
器を得ることができる。

この形態の噴射器では旨い噴射率を得ることができる。

この電磁ユニット燃料噴射器には余分に第２の圧力逃し
弁が組込んでろって作動中に燃料の排出、したかつてピ
ーク圧力の制限を行ってもよい。

以下、添付図面を参照しながら本発明を説明する。

捷ず第１図を参照して、ここに示す本発明による電磁ユ
ニット燃料噴射器の第１実施例は、電磁作動式ポペット
型開側ｊ弁を組込んだユニット燃料噴射器・ポンプ組立
体であり、後に詳しく説明する要領でこの組立体の噴射
器部分からの燃料放出量を制御するようになっている。

制Ｈｅは圧力逃し弁としても作動する。

図示構造において、電磁ユニット燃料噴射器はハウシン
クを有し、このハウシング（は噴射器ボテ−１と、この
ボアー−１の下端に螺合していてポデー帆長部となって
いるナツト２（ＩＪ） とを包含する。図示実施例において、ボテ−１とナツト
２はそれぞれ段付きの外彩を持ち、０リングシール３．
３ａを受は入れる環状の溝が形成しである。、ｆｌ立体
は内燃機関のシリンダヘッド５に設けられた噴射器ソケ
ット４内に装着するように橙っており、燃料が１つまた
はそれ以上の燃料レール捷たはキャラリー、たとえば、
公知要領でシリンダヘッドに設けた、単位燃料噴射器を
囲むフィルタ８付きの環状空所６ａを包含する共通の貫
通供給／ドレン通路６を経て燃料噴射器に供給されたり
、捷だそこから排出させられたりするような配置となっ
ている。

図示構造では、噴射器ボデー１はポンプボデ一部１ａと
側ボデ一部１ｂとを包含する。

４１図で最も良くわかるように、ポンプボテ一部１ａは
それを−Ｈいて段付き孔が設けてあり、ポンププランジ
ャ１１を摺動自在に受は入れる円筒形中間下壁（フシン
グ）１０と、プランジャ・アクチュエータ従動子１４を
摺動自在に受は入れる大きい内径の上壁１２とを構成し
ている。従動子１４はポンプボテ−１ａの一端から突出
しており、それによって、この従動子とそれに連結した
プランジャ１１がエンジン１駆動要素によって往復動さ
せられるようになっており、寸だ、普通の要領でプラン
ジャ戻しばね１５によって戻るようになっている。後述
するソレノイド組立体には止めクリップ７が固定してあ
り、これけ従動子１４の上向き移動を制限するように位
置している。

ポンププランジャ１１はブシング１０の下端にポンプ室
１６を形成しており、このポンプ室は後に詳しく説明す
る逆止弁１８をゆるく受は入れるような内径の環状くぼ
み（弁室）１７に向って開いている。

図示のように、ナツト２はその下端に開口２ａを有し、
この開口を通って普通の燃料噴射ノズル組立体の組合わ
せ噴射器／スプレィ先端弁ホテー２０（以下、スプレィ
チップと呼ぶ）の下４が延びている。普通と同様に、ス
プレィチップ２０の上端は拡大してあって肩部２０ａを
与えている。この肩部２０ａはナツト２０段付き貫通孔
によって与えられる内側肩部２ｂに着座している。

スプレィチップ２０の上端とポンプボデー１ａの下端の
間には、スプレィチップ２ｏから順次に、サーボ室ケー
ジ２１、弁ばねケージ２２（蓄積室としても作用する）
、ディレタタボデ−２３、逆止弁ケージ２４が設置しで
ある。

第１図に示すように、ナツト２はポンプボデー１ａの下
ｔ？’ＪＫある外ねじ２６と螺合するための内ねじ２５
を備えている。ナツトＸのポンプボデー１ａへの螺合に
より、スプレィチップ２０、サーボ室ケージ２１、弁ば
ねケージ２２、ディレクタケージ２３、逆止弁ケージ２
４がスプレィチップの上面とポンプボデー１ａの底面の
間で槓み重なって締付けられる。上記構成要素はすべて
ラップ仕上げした保合面を有し、互に圧力密封状態に保
持される。さらに、これら構ノ或要索のポンプホゾ−１
ａおよび相互に対する所定の角度方向は周ヂ■の要領で
これらの構成要素に設けた盲孔２８に入れたドエル（整
合）ピン２７によって維持きれる。第１図にこれらドエ
ルビンが１つだけ示しである。

第１図で最も良くわかるように、ボンフ０ホテー１ａは
弦方向に平らにへこんだスロット３０を１藺え、このス
ロットはこの単位燃料噴射器をシリシタヘット５内に装
着し、普通の要領で適当な抑えクランプ（図示せす）に
よって軸線方向に保持されたときに供給／ドレンン通路
６と連通する供給／ド１ノン空所捷たけ室３２を構成す
る位置において下方縮径ねじ部２６の上端のところで対
向面５１によって境されている。

さらに、第２図で最も良くわかるように、逆止弁ケージ
２４の片側には弦方向平坦部２４ａか設けてあり、ナツ
ト２の上方内壁面の一部と共に燃料室２３を構成してい
る。この燃料室２３は第１図に示すようにポンプホゾ−
１ａの縮径下端に形成した垂直方間の供給通路３４によ
って供給／ドレン空所３２と連絡するように位置してい
る。

ポンプ室１６は逆止弁ケージ２４の供給通路３５（第２
．３図）をＭて燃料室３３が燃料の供給を受ける。この
供給通路３５は弦方向平坦部２４ａから半径方向に延ひ
、弁室１７（第１図）に上端を開口している中央垂ｉｊ
′−１供給通路３６と交差する。供給通路３６の上端は
逆１［−弁１８が着座する環状の平用な弁座３７によっ
て囲まれており、それによって、との弁芒索は一方向逆
市弁として作動し得る。

こうして、・燃料はプランジャ１１の吸込行程中に」−
配の弁制御式供給通路手段を釉で流れ得るが、プランジ
ャ２２のポンプ行程中には燃料の戻り流が生じること（
ｄ、ない。

作動中、プランジャ１１のポンプ行程で、加圧燃泊１が
ポンプ室１６から弁室をわミて放出通路手段（全体的に
３８で示す）の入ｒｌ端に放出き扛る。この放出通路手
段３８の一部として、第】から３図に示すように、逆１
に弁ケージ２４の上端に環状の＠４０が設けてあり、こ
の溝ｄ升）坐３７の半径方向外側で供給通路３６を囲み
、弁＄１７と連通しかつ放出通路手段３８の上端を構成
している。図示央屑１１例では、逆止弁１８は溝付きデ
イスク弁、すなわち、層形切欠き付き外周を持っており
、弁室１７を構成している拡大環状くぼみを経てポンプ
室へ、捷だそこからの流れを許すようになっている。

さらに、第１図で最も良くわかるように、逆止弁ケージ
２４は垂直の段付き孔通路４１を備えており、この通路
は溝４０の妊から姑びて逆１ト弁２４の下面に設けだか
き穴形の空所４２に開口している。図示構造では、通路
４１は可能なかぎり圧力変化を滑めらかにすべく所定の
流れ面積のショック止めオリフイス手段を備えていると
好ましい。

放出通路手段３８は垂直通路４４も包容し、この通路は
テイレクタケージ２３を貝通し、第１図でわかるように
その上端が空所４２と連絡し、その反対端が弁ばねケー
ジ２２を貫通する長手方向通路４５およびサーボ室ケー
ジ２１を貫通する同様の通路４６とギ合するように位置
している。通路４６の下端はスプレィチップ２０の少な
くとも１つの傾斜した１山路４８をＭ４てスプレィデツ
プ内に可動状態゛で設瞳された普通のニードル式ノズル
（噴射弁）５１を囲む中央通路５０と連通するような位
置においてサーボ室ケージ２１の下面に設ｒｌ″ｊ′た
環状の溝４７は開口している。通路５０の下端には噴射
弁５１のテーパ付き環状弁座５２に燃料を給送するだめ
の出口があり、弁座の下方には１つ以上の接続スプレィ
オリフイス５３がある。スプレィチップ２０の上端にｄ
噴射弁５１の拡大径ステム部５１ａを案内するガイド孔
５４が設けてあり、とのガイド孔は図示構造でスプレィ
チップ２０の上而に設けた空所５４ａによって四重れて
いる。

本発明の−ｑ、！ｌ徴によれは、サーボ室ケージ２１は
所定内径の軸線方回段付き回通孔を備え、上方ピストン
ガイド孔５５と、第１図に示す構造では空所５４ａと共
に圧力変調（サーボ制御）室５６を構成している拡大内
径下壁とを構成している。圧力変調室５６はその下端で
空所５４ａと連絡している。

第１図に示すよう（岸、噴射弁５１の縮径ステム５１ｂ
が、後述する目的のために、サーボ制御室５６内に所定
距離突入している。

プランジャ１１のポンプ行程中、加圧燃料はディレクタ
ケージ２３（第１図）の軸線方向通路５７を経てサーボ
制御室５６に供給される。この軸線方向通路５７はこの
上端を空所４２の一部と連絡し、この下端を弁ばねケー
ジ２２の」二端Ｋ　Ｓけたアキュムレータ／マニホルド
室５８に開口している。このアキュムレータ／マニホル
ド室５８は後述する噴射弁戻しはね６５のだめの室とし
て役立つ。第４図で最も良くわかるように、次に燃料は
アキュムレータ／マニホルド室５８から弁はねケージ２
２の下端に設けたＵｆ足流れ面積の絞りオリフイス通路
６０およびサーボ室５６に開口するようにサーボ室ケー
ジ２１に形成した傾斜通路６１を経て流れる。

所定直径のサーボピストン手段６２がガイド孔５５内に
摺動自在にかつ密封状態で装着してあり、このサーボピ
ストン手段はその下１瑞がサーボ制御室５６内にゆるく
突入し、噴射弁５１のステム部５１ｂの上方自由端と衝
合するような軸線方向長さを持つ。サーボピストン手段
６２の上端は弁ばねケージ２２の中央開口６３を通って
ばね室５８内に突入し、ばね坐６４と衝合している。ば
ね座６４とディレクタケージ２３の下面の間でコイル状
の弁仄しはね６５が圧縮されており、このばねはサーボ
ピストン手段６２を介して噴射弁５１を弁座５２と衝合
するように連常片宵せている。この噴射弁の閉位置は第
１図に示しく２０） である。

要素６２をここではサーボピストン手段と呼んだか、こ
れは、第５図に示すように別体の器素として形成するこ
ともでき、ステム部６２ａとピストン部６２ｂとを備え
ることができ、このピストン部が噴射弁５１のステム５
１ａと同じ直径を持ち、それによって、サーボ制御室５
６内の燃料圧力が噴射弁５１の閉鎖方向においてステム
６２ａ１ピストン６２ｂの有効面積差に作用し得るから
である。

あるいは、製作、組立てを容易にするために、第１図に
示すように、什−オピストン十段６２を噴射弁５１のス
テム部５１ｂと同じ直径Ｉ／（作り、噴射弁５１の拡大
ステム部５１ａがサーボピストン手段６２の作動ピスト
ン部となるようにしてもよい。あるいは、第７．８図に
示すように、サーボピストン手段６２′を噴射弁５１′
の一体部分として形成してもよい。この実施例について
は後に詳しく説明する。

プランジャ１１のポンプ行程中、実際の噴射開始、終了
、また、噴射弁５１の開閉圧力は全体的に６６で示すこ
ｅジ、れ（ドレン）通路手段〆（よってサーボ室５６か
らのドレン量を制御することによって調整される。この
ドレン通路を通る流れはソレノイド６７で作動させるパ
イロットポペット型の制御弁６８によって制御される。

この制御弁は本発明の特徴によればリリーフ弁としても
作用する。

ド！ノン〕用路手段６６の下端は傾斜通路７０によって
構成されており、この傾斜通路は第１図が示すようにサ
ーボ室ケージ２１に設けてあり、サーボ制御室５６から
上方に延びていて弁ばねケージ２２を貫通している長手
方向賄賂７１の下端と連通している。通路７１はその上
端をディレクタケージ２３を貫通している同様の通路７
２の下端と連通させている。通路７２の上端は逆止弁ケ
ージ２４に設けた峨斜ｉ１’［路７３の下端と連絡して
おり、この傾斜通路の上端はポンプポデー１に設けた垂
直通路７４の下端と連通している。通路７４ばその反対
端で傾斜通路７５の下端と交差しており、この１頃斜辿
路７５の上端は後述するように側ボテ一部１ｂ内に位置
し、そこを通る流れが後述のようにパイロット制御弁６
８によって制御され得るようになっている。

この目的のためＩＬ、’！た後述する別の目的のために
、第１図に示す実施例では、・ポンプボテ−１の側ボテ
一部１ｂはそこを肯通ずる段付き孔を備え、土壁７６、
上方中１司壁７７、下方中間弁ステムガイド壁７８、下
壁７９を含む円形の内壁面を構成している。ガイド壁７
８は、図示のように、壁７６．７７．７９よりも小さい
内径となっている。壁７６．７７は平坦な肩部８ｎａで
つ々がっており、この肩部８０ａの終端は傾斜壁面とな
っていて壁７７を囲む環状の円錐形弁座８０を構成して
いる。壁７８．７９は平坦な肩部８につながっている。

葦た、図示のように、上方中間壁７７とガイド壁７８の
間に知：環状溝８２が設けである。

本兜明の特徴によれば、第１．５．６図に示すように、
パイロット制御弁６８はポペット弁の形をしており、円
錐形の弁座面６８ｂを持ったヘッド６８ａとそこから吊
下がったステムとを包含する。このステムはヘッド６８
ａに隣接しだ袷径部６８Ｃと、ガイド壁７８に摺動自在
に受は入れられる直径の中間ステム杓１Ｘ６８ｄと、下
方縮径、例ねし付き自由端部６８ｅとを包含する。ステ
ムの羅径部６８ｅは溝８２といっしょに環状空所８３を
構成しており、この空所はドレン通路７５の上端と連通
している。

パイロット制御弁６８は通常弁閉鎖方向に片寄せられて
おり、縁のところで弁用８０に着座する。この片寄せは
孔壁７９でゆるく囲まれた所定力の弁戻しはね８４によ
ってなされ、弁座８０は第１．５．６図に示す位置にお
いて壁７７とつなかつている。このばね８４の一端は制
ｆＡ１升６８のねじ刊きステム端６８ｅＫ適当に固定し
た管状はね座８５と衝合し、反対端は平坦肩部８１と衝
合している。側ボデー１ｂの下面にはねし８７などによ
ってキャップ８６が取付けてあり、壁γ９および肩部８
１といっしょに後述の目的で圧力均等化室６８を構成し
ている。

パイロット制御弁６８が弁開改方向に通常の動きを行う
の（ｄ：直接ソレノイド組立体６７による。したがって
、第１図でわかるように、電機子９０がパイロット制御
−１ｆ６８のヘッド６８ａの上端にねじ９１などによっ
て固定されている。電機子９０はリング状のソレノイド
・スペーサ９３に設けた対応した形状の電機子空所９２
にゆるく受は入れられて対応する磁極片に対して動ける
ようになっている。

図示のように、ソレノイド６７はさらに全体的に９５で
示す固定子組立体を包含する。

この固定子組立体はガラス充填ナイロン（ポリアミド）
のような適当なプラスチック材料で作った逆カップ状の
ソレノイドケース９６ｋｍし、これはねじ９７によって
１則ボデ一部１ｂの上面に取付けである。そして、ソレ
ノイドケースと側ボデ一部の聞１／（：ソレノイドスペ
ーサ９３が密封状態ではさんであって孔壁７６を囲んで
いる。図示のように、止めクリップ７をソレノイドケー
ス９６の上面に対して保持すべくねじ９７の１つまたは
それ以上のものも１更用されている。ソレノイドコイル
１０１とセグメント式の多片型磁極片１０２を支えてい
るコイルボビン１００がソレノイドケース１６内に支持
されており、この固定子組立体は前記の米国特許第４，
３９２，６１２号に開示されているものに類似している
。

図示構造では、磁極片１０２の下面は第１図に示すよう
にソレノイドケース９６の下面と整合している。この配
置では、ソレノイドスペーサ９３の厚みは、制御弁６８
がその閉位置にあるときに側ホゾー都１ｂの上面より上
方にあるように電機子９０の高さに対して予め選んであ
り、その結果、電機子の上方作川面とソレノイドスペー
サの上向の間に所定の間隙が仔在し、ヤれによって、電
憬子と磁極片の対向した作用面間に作動エアキャップが
存在することになる。

普通のように、ソレノイドコイル１０１は燃料噴射′電
子制御回路（図示せず）を、Ｉヰて電源に接続されるよ
うになっており、ソレノイドコイルは周知の侠領てエン
ジンの作動状態の関数として月参され得る。

固定子組立体９１：、こうして、ソレノイドスペーサ９
３の電機子空所９２、壁７６および側ボデー１ａの肩部
８０ａと共にこぼれ（ドレン）室１０３を形成している
。

したがって、ソレノイドコイル１０１が付勢されて電機
子９０を上昇させ、制御弁６８を開いたとき、所定流れ
ｌｆ７積のドレン放出オリフイスが制徊］弁の升座面と
弁ｊ坐８０の間に存在する流７１−而、１責によってだ
められる々どして与えられる。

第１．５図に示すように、１則ボデ一部１ｂには通路手
段１０５が設けてあり、圧力均等化室８８をドレン室１
０３に接続している。

それによって、パイロット制４Ａｉ弁６８の両端に作用
する圧力がほぼ等しく保たれることになる。さらに、ド
レン通路手段６６の連続部として、ドレン室１０３が１
…斜通路１０６によって供給／ドレン室３２と連絡して
いる。

この傾斜通路は肩部８０ａから下方に延びており、プラ
ンジャ１１を囲む環状空所１０７に侵入し、次にポンプ
ボデー１ａの垂直通路１０日の上端とつながる。垂直通
路の下端は第１図に示すように供給／ドレン室３２に開
口している。

ｔ１＃に第１．５図を参照して、エンジン作動中、燃料
タンク（図示せず）からの燃料がポンプ（図示せず）に
よって供給／ドレン通路６と環状空所６ａを通して所雉
の供給圧力で対応した電磁式単位燃料噴射器の供給／ド
レン室３２に供給される。すべての：ｉｌ！ｌ路、室が
燃料でいっばいと仮定すると、プランジャ１１の吸込付
根で、燃料は通路３４、燃料室３３、通路３５．３６を
経て逆止弁１８を通ってポンプ室１６に流れる。

その後、ポンプ行程でプランジャ１１が下方に動くと、
燃料がポンプ室１６から排出され、ポンプ室および隣接
の通路内で燃料の圧力が高捷る。これ（グ、もちろん、
逆止弁を直ちに弁座３７に着座させ、通路３６を通して
逆流が生じるのを防ぐ。

次に、加圧された燃料は通路４１を経て、ショック止め
オリフイス手段４３を曲って空所４２に流れ、ここから
通路４４．４５．４６、溝４７および通路４８を経て噴
射弁５１を囲むスプレィチップ２０の通路５０に流入す
る。

同時に、燃料ｄ：空ＰＪＴ４２から通路５７を経てアキ
ュムレータ／マニホルド室５８に流れ、次いで絞りオリ
フイス通路６０、通路６１を通ってサーボ開側１室５６
に流入する。アキュムレータ／マニホルド室５８は電子
制御［す１路噴射指令の前に圧力燃料溜めの利用をＩ′
ｉＴ能とする。サーボ制御室５６はドレン通路手段６６
とも連通しており、ここを通る流れはソレノイド作動式
の通常開のポペット型パイロット制御弁によって制菌さ
れる。

噴射弁５１は、通常は戻しくはね６５０力Ｆ１によって
閉位置に保持されているので、この弁のステム下端上の
面積差に作用している燃料圧力がばね６５の力を党服す
る大きさとなっている場合には通常開いている。

しかしながら、図示の配置では、プランジャ１１のポン
プ行程の最初の段階では、そして制御弁が第１．５図に
示す通常開の位置にある場合には、すなわち、ソレノイ
ド６７が消勢されている場合には、噴射弁５１は弁戻し
ばね６５の力とサーボピストン手段６２の有効面積に作
用しているサーボ制御室５６内の燃料圧力の合計力によ
って弁座５２に着座した状態に維持される。

その後、プランジャ１１が引読いて下降する間に、ソレ
ノイドコイル１０１に加えられている限定された特性お
よび持続時間（たとえば、カム＠トロツカアームリンク
機（苦に関するピストンの上死点に対する時間）の電気
（電流）パルスが電機子９０を引付ける電イ６界を発生
させ、電機子を磁極片１０２に向って上方に移動させる
。この電機子９０の上昇で制ｍｌ弁６８が弁座８０から
離れ、サーボ制御室５６からドレン通路手段６６を通し
ての制御された燃料の流れを許し、絞りオリフイス通路
６０および開側１弁６８のヘッド、弁座８０で構成され
たオリフイス通路のそれぞれの流れ面積によって制呻さ
れる率でこのサーボ制御室内の圧力を確放させる。

これらオリフイス通路のそれぞれの流れ面積は、所望に
応じて、圧力変調式サーボ制御室５６内の圧力低下率を
制御する手段として予め選定しておき、噴射弁５１のリ
フト率、したがって、ノズルからの燃料の噴射率を制御
するようにしてもよい。

サーボ制御室５６内の圧力１代下は噴射弁５（今や上昇
している）を抑える合成静液圧力を低下させ、プランジ
ャ１１の引続く下降によって発生じた圧力水頭で噴射が
開始される。

上述したように、噴射弁５１のリフト率は、所望に１忘
じて、ドレン放出弁ヘッド／弁座オリフイス対絞りオリ
フイス６０の流れ面積比の所定の選定によって制御され
る。

ソレノイドコイル１０１への電流パルスが正寸ると、電
磁界は消滅し、ばね８４が凋びパイロット制御弁６８を
閉ざし、放出通路手段６６を通る流れを閉止し、サーボ
制御室５６内の圧力を再び増大させる。サーボ制御室５
６内の圧力が高まり、サーボ機購の力釣合点を通過し、
噴射弁５１を閉ざすと、はとんど瞬時に噴射が終了する
。このサーボ機構は、しだがって、公知の噴射システム
では普通である可変圧力減衰率、オフセット、トリブリ
ングをなくすように作動する。

この静液体圧釣合ステムのパイロット制刹１弁６８の制
限された制御により、引続く噴射をプログラムしたり、
あるいは、統合したり、もしくはこれら両方を行なった
りしてエンジン作動中に効果的に騒音を減らせるように
所望に応じてパイロット噴射を行なうことができる。

本発明の特徴によれば、パイロット制御弁６８はポペッ
ト弁として形成され、圧力逃し弁としても作用できるよ
うに配置しである。

この目的のだめに、第６図で最も良くわかるように、壁
７７の内径はガイド壁７８の内径よりも大きい値となっ
ており、それによって、環状空所８３内の燃料の圧力（
Ｐ）が弁開放方向、特にこの図で見て上方に有効弁面積
差（△Ａ）に作用することになる。

弁戻しばね８４の力（Ｆｓ）は、したがって、ソレノイ
ドコイル１０１が消勢されている場合でも所定のピーク
噴射圧力を超え始めたときに制御弁が開くことになるよ
うに選定される。さらに、この形式の不釣合制＠ｊ升６
８の使用によって、環状空所８３内の燃料圧力が高する
につれてソレノイド６７で発生させる必要のある有効制
御弁開放力（Ｆ）が低下することになる。

たとえば、成る特定の電磁式ユニット燃料噴射器では、
この弁面積差△Ａは１９３−（０，００３平方インチ）
であるように選ばれ、しだがって、弁戻しばね８４の閉
市力は２４５ｙ＜、７　（５４ボンド）に選ばれた。こ
の用途では、環状空所８３内の燃料堕力が約１２４，１
０５ｋＰａ（１８，０００ｐｓｉ　）を超えたとき制御
弁６８が圧力逃し弁として作用する。

上述したように、ドレンオリフイスの流れ面積、すなわ
ち、制御弁６８のヘッド６８ａと弁座８０の間の流れ面
積が、ソレノイド付勢時にサーボ制御室５６内の圧力低
下を調整するように絞りオリフイス６０の流れ面積に対
して予め選定されているので、成る種の電磁式ユニット
燃料噴射器では圧力逃し能力は不適当であるかも知れな
い。

したかつて、第７．８図に示すような本発明によるｔｉ
イ激式ユニット燃料噴射器の別の実施？ｌが考えられる
。この実施例では、同様の部分は同様の符号で示しであ
るが、二次圧力逃し升を含めて適当と思われるものには
タラシュ記号が付けである。

第７図に示すように、この実施例のナツト２はスプレィ
チップ２０′、スリーブ１１０、サーボ室ケージ２１′
、圧力凋整器ケージ１１１、オリフイスプレート１１２
および逆止弁ケージ２４′を保持するのに使用してあり
、これらの構成要素は第１図の実施例に関連して先に説
明したと同様の要領で端方向に積重ねられ、締付けられ
る。

第７図の実施例の逆止弁ケージ２４′は第１図の実施例
に関連して説明したケージ２４と同様のものである。た
だし、溝４０を放出通路手段３８′の上部においてこの
ケージの底に設けた空所４２につなぐ通路４１内にはシ
ョック止めオリフイス手段が設けてない。

この放出通路手段３８′の連続部として、オリフイスプ
１ノート１１２は通路１１４を備えており、この通路は
一端で空所４２と連通し、反対端で圧力調整器ケージ１
１１の通路１１５と連通している。通路１１５はその下
端で半径方向空所１１６に開口し、この空所はサーボ室
ケージ２１′の長手方向通路４６′の上端と連絡してい
る。通路４６′の下端はスリーブ１１０の内面によって
構成される燃料室１１７と連絡している。

図示構造においては、スプレィチップ２０′は軸線方向
の段付き通路１２０を備えており、この通路は−Ｆ端で
燃料室１１７と連通し、反対端で１つ捷たけそれ以上の
放出オリフイス５３およびこれら放出オリフイスの上流
で通路１２０内に設けた弁座５２と連絡する。

燃料室１１７内にはスリーブ１１０の内面から側方に隔
たってフランジ付きの管上弁ガイドフランジ１２１が設
けてあり、このガイドフランジはそれを貫通する所定内
径の中央孔１２２を有し、この中央孔は噴射弁５１′の
上方仏犬直径ピストン１２３ステム端を摺動自在に受は
入れるようになっており、また、フランジの上端には半
径方向フランジ１２１ａが設けてあり、このフランジの
上端はサーボ室ケージ２１′の下面と衝合する環状、座
面を有する。

第７図に示す実施例では、噴射弁５１′はピストン１２
４ステム端と、ピストン１２３を拡大半径フランジ（カ
ラー）１２５に連結する中間縮径ステム部１゛２４と、
カラー１２５から吊下っていて弁座５２と密封係合する
形態の円錐形升チップ１２７で終っている細長いステム
１２６とを包含する。

所定のばね負荷すなわちばね力のコイル弁戻しばね６５
′が燃料室１１７内に設置してあってフランジ１２１を
ゆるく囲んでおり、その一端はカラー１２１ａの下面と
衝合し、反対端はカラー１２５と衝合している。ばね６
５′は噴射弁５１′を弁座５２と係合させるように通常
片寄せている。

第７図の実施例においては、サーボ室ケージ２１′は、
軸線方向の段付き通路孔５５′と共に空所１１６から下
方に延びていてフランジ１２１の孔１２２内に開口して
おり、それによって、サーボ制御室５６′を構成してお
シ、そこへの燃料の流れは孔道路５５′内に設置した絞
りオリフイス６０′によって制御される。

第７図の実施例では、ドレン通路手段６６はサーボ室ケ
ージ２１′の１頃斜ドレン通路７０と、圧力調整器ケー
ジ１１１を貫通する通路７１′とオリフイスプレート１
１２を通る通路７２′とを包含することになる。この通
路７２′は逆止弁ケージ２４′の通路７２を経て先に説
明した噴射器ボデー１の通路７４．７５につながってい
る。

＄１図実施例に関連して説明したように圧力逃し弁とし
てパイロット制御弁（この実施例では６８′）のみを使
用する代りに、第７図の実施例では、別体の圧力逃し弁
手段がす−ボ室ケージ２１′の上流位置でナツト内に含
まれる構成要素に組込まれている。

この目的のために、圧力調整器ケージ１１１はカップ状
の形態を持ち、所定の力のばね１３１をゆるく受は入れ
る内側ばね室１３０を構成している。咀７図に示すよう
に、ばね１３１の一端（１：ばね室１３０の下端を構成
している底壁１３２と爾合し、−ト端はデイスク弁の形
をした圧力逃し弁１３３と衝合し、デイスク弁１３３を
通常オリフイスプレート１１２の下面に片寄せていてオ
リフイスプレート１１２の中央通路１３４を通る流れを
［Ｓ１市している。この中央通路１３４は逆止弁ケージ
２４′の空所４２と連絡している。さらに、圧力調整器
ケージ１１１は逃しボート１３５を備えており、この逃
しボートはばね室１３０を供給／ドレン室３２と連通さ
せている。

この第７図の実施例の機能は第１．５図の実施例のもの
と同様であるが、ただし、第７図の実施例での最高ピー
ク圧力逃しがばね１３に片寄ぜている圧力逃しデイスク
弁１３３によっても制御される点で異なる。

好ましくは、ばね１３１の力は、この二次ピーク圧力逃
し弁１３３が対応した制御弁６８′が開くようにセット
したと同じ圧力で開くように予め選定される。したがっ
て、上記実施例を用いるならば、制御弁６８を約１２４
．１０５ｋＰａ　（１８，０００ｐｓｉ　）で開くよう
にセットした場合、逃し弁１３３も約１２４，１０５ｋ
Ｐａ　　（１８，０００ｐｓｉ　）で開くようにセット
されることになる。中央通路１３４の流れ面積は所望に
応じてポンプ能力に合わせて選定し、ドレンオリフイス
通路の流れ能力（たとえば、制御弁６８および弁座８０
によって定められる）と無関係に、充分々圧力逃しドレ
ン流が生じて最高ピーク圧力を所定のレベルに制限する
ようにすることができる。

次に第９図を参照して、ここに示す単位燃料噴射器の一
部（は第１図に示す実施例の変形例である。この第９図
の実施例では、第１図の学位燃料噴射器のテイレクタケ
ージ２３の代りにオリフイスプレート１１２と圧力調整
器ケージ１１１やばね１３１、第６図の実施例における
ような圧力逃しデイスク弁１３３を用いる。さらに、弁
ばねケージ２２′が設けてあり、これは先に説明した弁
ばねケージ２２とほぼ同僚であるが、通路１１５．４５
かもばね室５８に通じる上方の半径方向スロット１３６
も備えている。

噴射弁５１の弁開放圧力ｖｏｐとこのＶＯＰに対して一
定の圧力比の弁閉鎖圧力ｖＣＰは第１．５図の実施例に
関しては次の式に従う。

Ｖ　ＯＰ　＝　Ｐｍ　＝　［Ｐｓ　（Ａ２　　Ａａ−Ａ
＋）　−Ｆｓ〕／Ａ２−ＡＨＶ　ＣＰ　’＝　〔Ｐｓ　
（Ａ２−Ａ４）　　Ｆｓ〕／　Ａ４ここで、Ｐｍ　はパ
イロット制御弁が開いているときにサーボ制御室５６で
定められる変調圧力であり、この変調圧力１・Ｊ：先に
説明したように絞りオリフイスとドレンオリフイスの流
れ面積化の関数であり、Ａｌはサーボピストンの横断面
積（噴射ノズルのステム５１ｂと同じ）であり、Ａ２は
サーボピストンまたはステム５１ａの横断面積であり、
Ａ３は噴射弁５１のニードルチップの有？／Ｊｊ　ｅＴ
出面積であり、Ｆｓは弁戻しはね６５の力であり、Ｐｓ
はシステム圧力である。

成る！時定の単位燃料噴射器用途では、面積Ａ１、Ａ２
、Ａ３は次の通りである。

Ａ　１＝Ｏ，ＯＯ６３６Ｊ Ａ２＝０．０２０８７諭２ Ａ３＝０．００７１６■２ しだがって、この用途でのＶＯＰＸｖＣＰは次の通りで
ある。

ＶＯＰ−Ｐｓ　（０，００７３５）−ＦｓＯ，０１４５
］ システム圧力（Ｐｓ）率がプランジャ１１の速度（ポン
プ室１６からの燃料排出数）の関数であるから、弁開放
圧力（ｖｏｐ）と弁閉鎖圧力（ＶＣＰ）はエンジン速度
に正比ｆ＋ｌＪして請人する。

当該流体圧力サーボ制御型東磁ユニット燃料噴射器は次
の利点を持つ。

ａ）噴射形状（噴射プロファイル）の率、すなわち、噴
射器駆動カム回転度あたりの燃料噴岨量が満足できるも
のである。

ｂ）噴材停止速度が高い。

Ｃ）エンジン回転数々共（で変化するノズル弁■０Ｐ０ ｄ）ノズル弁ｖｃｐに対する一定圧力比として１７）Ｖ
ＯＰ（ＶＣＰｏ ｅ）パイロット噴射制御をプログラムに刊める。すなわ
ち、単位燃料噴射器の噴射特性を成る特定のディーセル
エンジンについて所望に応じて予め決めてエンジン性能
および放出廃棄物量制御を最大限に行なえる。

さらに、制御弁６８を圧力逃し弁としても作動するよう
に配置したので、好１しくに二次圧力逃し弁を′に磁弐
単位燃料噴射器に組込んだので、多シリンダエンジン用
途で使用されるこのような単位燃料噴射器すべてがほぼ
均一な最高ピーク圧力作動条件で作動するように配置で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁ユニット燃料噴射器の第１実
施例の縦断面図であり、噴射器の構成要素をポンプ行程
の上端にポンプのプランジャが位置する状態および電磁
弁手段を消勢した状態で示す図である。 第２図は第１図の２−２線矢視方向の、第１図のユニッ
ト燃料噴射器の拡大断面図である。 第３図は第１図のユニット燃料噴射器の逆１１−升その
ものの拡大縦断面図である。 第４図は第１図のユニット燃料噴射器の弁はねケージお
よびサーボピストン手段シの拡大縦Ｒ′ｉ面図であり、
第１図に示すこれらの要素に対して９０＃回転させた図
である。 第５図は第１図のユニット燃料噴射器の作動している構
成要素を示す概略図である。 第６図は第１．５図のユニット燃料噴射器の制御弁の拡
大概略図である。 第７図は本発明による電磁ユニット燃料噴射器の別の実
施例の下部を示す縦断面図である。 第８図は第７図のユニット燃料噴射器の作動している構
成要素の概略図である。 第９図は第１図のものに類似した電磁ユニット燃料噴射
器のネらに別の実施例の下部を示す縦端面図であるが、
それに付加的に組込んだ圧力逃し組立体を示す図である
。 〔主妥部分の符号の説明〕 １．２・・・ハウジング手段、１０・・・ポンプ・シリ
ンダ手段、１１・・・外部作動式プランジャ。 １６、・、ポンプ室、１８・・・一方向弁、２０・・・
弁体、３１から３６・・入口通路手段、４１から５０・
・放出通路手段、４３・・・絞りオリフイス。 ５１・・・噴射弁手段、５１ａ・・・サーボピストン手
段、５３・・・スプレィ出口、５６・・・サーボ室。 ６５・・・はね手段、６６・・ドレン通路手段。 ６γ・・・ソレノイド、６８・・・制御弁、６８ａ・・
・ヘッド、６８ｂ・・・弁座面、６８Ｃ・・・縮径ステ
ム部、６８ｄ・・・ステム、７５・・・オリフイス通路
手段、８０・・・弁座、８３・・・環状室、８８・・・
圧力均等化学手段、８４・・弁戻しはね、９０・・電機
子手段、１０３・・・ドレン室手段。 １０５・・・段付き孔。 （４に）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジング手段（１、２）がポンプ・シリンダ手段
   （１０）を有し、外部作動式プ ランジヤ（１１）がシリンダ手段（１０） 内で該シリンダ手段と共にポンプ室（１６）を画成する
   ように往復可能であり、該ポン プ室（１６）は一端で開いており、プラン ジヤ（１１）のポンプ行程中に燃料の放出 を行ない、吸引行程中に燃料の吸込みを行 うようになつており、一方向弁（１８）を 備えた入口通路手段（３１から３６）が一 端でポンプ室（１６）と流れ連通しており、他端で適当
   な供給圧力の燃料源に接続可能 となつており、ハウジング手段（１、２） が弁体（２０）を包含しており、該弁体が 一端に燃料放出のためのスプレイ出口（５３）を有し、
   噴射弁手段（５１）がスプレイ出 口（５３）を通る流れを制御するように弁 体（２０）内で可動であり、圧力変調式サ ーボ室（５６）がハウジング手段（１、２）に配置して
   あり、ばね手段（６５）および サーボピストン手段（５１ａ）が噴射弁手 段（５１）に作動連結してあり、サーボピ ストン手段（５１ａ）が圧力変調式サーボ 室（５６）内の燃料圧力の作用を受けるよ うに位置しており、ハウジング手段（１、２）に設けら
   れた放出通路手段（４１から５０）がポンプ室（１６）
   をスプレイ出口（５３）と圧力変調式サーボ室（５６）
   に接続して おり、また、該放出通路手段が圧力変調式 サーボ室（５６）への燃料の流量を制御す る所定流れ面積の絞りオリフイス（４３） を有し、ハウジング手段（１、２）に設け られたドレン通路手段（６６）が一端で適 当な供給圧力の燃料源に接続可能となつて おり、ソレノイド（６１）作動式の制御弁 （６８）で制御されるオリフイス通路手段 （７５）が設けてあつて圧力変調式サーボ 室（５６）とドレン通路手段（６６）とを 流れ連通している電磁ユニツト燃料噴射器 において、制御弁（６８）が予め選定した 力の弁戻しばね（８４）によつて通常は閉 位置に片寄せられた不釣合圧力ポペツト弁 の形態をしており、これによつて、制御弁 （６８）が圧力逃し弁としても作動して所 定の最高ピーク圧力で燃料の放出を行なう ことを特徴とする電磁ユニツト燃料噴射器。 ２．特許請求の範囲第１項記載の電磁ユニツト燃料噴射
   器において、前記ポンプ室（１６）が放出通路手段（３
   ８）により前記噴射弁 （５１）によつて制御される前記スプレイ 出口（５３）に接続しており、前記ドレン 通路手段（６６）が一端で前記サーボ室 （５６）と流れ連通し、他端で所定圧力の 燃料源と連絡しており、前記ドレン通路手 段（６６）が互に軸線方向に隔たつていて 間に段付き孔（１０５）が延びているドレ ン室手段（１０３）と圧力均等化室手段 （８８）とを包含し、円錐形の弁座（８０）がガイド孔
   をそのドレン室側端で囲んでお り、前記制御弁（６８）がハウジング手段 （１、２）内に設置された圧力反応式制御 弁を包含し、孔（７８）内に摺動自在に受 けられたステム（６８ｄ）とドレン室（１０３）内にゆ
   るく受けられたヘツド（６８ａ）と を包含し、このヘツドが弁座（８０）に対 して動くことのできる弁座面（６８ｂ）を 有し、弁座から離れたときにドレンオリフ イスを画成するようになつており、前記ス テム（６８ｄ）が前記ヘツド（６８ａ）の 弁座面（６８ｂ）に隣接して縮径ステム部 （６８ｃ）を包含し、これによつて前記孔 （７８）と共にドレン通路手段（６６）の 一部としての環状室（８３）を画成してお り、前記ソレノイド（６７）がハウジング 手段（１、２）内に支持されたプル式ソレ ノイド手段を包含し、このソレノイド手段 が制御弁（６８）と作動状態に組み込まれた電機子手段
   （９０）を包含しており、弁戻 しばね（８４）が制御弁（６８）と作動状 態で組合わせてあつて通常ヘツド（６８ａ）の弁座面（
   ６８ｂ）を弁座（８０）を係合 するように片寄せており、燃料通路手段 （６）が一端で適当な供給圧力の燃料源に 接続し、他端でポンプ室（１６）と作動流 れ連通しており、前記段付き孔（１０５） が弁座（６０）に隣接して拡大内径部（７６）を包含し
   、それによつて、前記環状空所 （８３）内の燃料圧力が弁開放方向に前記 ヘツド（６８ａ）に対して作用するように なつていることを特徴とする電磁ユニツト 燃料噴射器。 ３．特許請求の範囲第１項または第２項記載の電磁ユニ
   ツト燃料噴射器において、前記 ハウジング手段（１、２）が二次圧力逃し 弁手段（１３３）を包含し、該弁手段（１３３）が一端
   で前記放出通路手段（４１−５０） と流れ連通し、他端で前記サーボ室（５６）から前記ド
   レン通路手段（６６）を通つて 流れる方向で見て前記ドレン室手段（３２）の下流にお
   いて前記ドレン通路手段（６６）と流れ連通しているこ
   とを特徴とする電磁 ユニツト燃料噴射器。