JPS6313023B2

JPS6313023B2 -

Info

Publication number: JPS6313023B2
Application number: JP57151603A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1982-08-30
Publication date: 1988-03-23
Also published as: JPS5939961A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子油圧制御方式に適した内燃機関用
燃料噴射装置に関するもので、ソレノイドへの荷
重を少なくして昇温によるソレノイド特性の変化
を少なくし、又サーボピストンの応答性を速くす
ることを目的としている。

従来電子油圧制御燃料噴射装置としてスプール
弁の作動ストロークが長いものは既に各種提案さ
れている（例えば米国特許第2598528号、特開昭
55−49571）。ところがスプール弁の作動ストロー
クが長くなるとソレノイドの作動速度が遅くな
り、又作用力も弱くなる。それらの問題点を少な
くするためにソレノイドの通電力を強めた場合
は、ソレノイドの温度上昇が大きくなり、ソレノ
イドの特性（吸引力、時間経過に対する吸引力の
大きさ）が変化する。

サーボピストンに対するパイロツト弁としてポ
ペツト弁を使用した場合は、高圧側弁座の開鎖力
が大きくなるため、その閉鎖力を少なくするため
にパイロツト弁に圧力バランス機構を採用したも
の（例えば特公昭54−35254）においては構造が
複雑になる。又高圧側弁座の閉鎖力を少なくする
ために、高圧側弁座径を小さくした場合、流入口
面積が少なくなり、サーボピストンへの流入口を
確保するためメインバルブを介在する必要が生ず
る。又パイロツト弁にスプール弁を用いた場合と
比較すると、ソレノイドの吸引力はより強力さを
必要とし、ソレノイドの昇温による特性の劣化対
策が必要になる。

メインバルブにポペツト弁を使用した場合（例
えば特公昭54−26651）、高圧側弁座の閉鎖力が大
きくなるため、強力なソレノイドを必要とし、ソ
レノイドの容量、大きさ、昇温も大となる。又サ
ーボピストンへの流入口確保も制限される。メイ
ンバルブにスプール弁を使用した場合（例えば実
公昭57−80656）、ソレノイドの容量並びに応答性
の点からスプール弁の作動ストロークを小さくす
る必要があり、サーボピストンへの流入口面積確
保とスプール弁の摩耗耐久性（オーバラツプスト
ローク部）に問題が残る。

本発明はソレノイドへの荷重を少なくして昇温
によるソレノイド特性の変化を少なくし、又サー
ボピストンの応答性を速くしようとするもので、
次に図面により説明する。ソレノイドへの電流通
電時（燃料噴射行程）を示す第１図において１はエンジン、S₁は電気制御シ
ステム、S₂は燃料供給システム、S₃はインジエク
ターシステムである。電気制御システムS₁内にお
いて、エンジン１のフライホイール２には回転位
相角センサー３が対向し、センサー３は信号路４
を介してマイクロコンピユータ５に接続し、マイ
クロコンピユータ５の各気筒に対応した出力端子
６は信号路７をへてインジエクターシステムS₃内
のコイル８（ソレノイド）に接続している。

燃料供給システムS₂内にはエンジン１で駆動さ
れる供給ポンプ９があり、ポンプ９の吸込口はフ
イルター１０をへて燃料タンク１１に接続し、ポ
ンプ９の吐出口は油路１２をへてインジエクター
ボデイ１３の燃料流入口１４（油圧源）に接続し
ている。ポンプ９に並列に圧力調整弁１５が配置
され、これにより油路１２内の油圧が一定値に保
持される。又油路１２にはアキユムレータ１５が
接続されるか又は油路１２の一部がアキユムレー
タ機能を発揮する集合管を形成している。

インジエクターポデイ１３内において、燃料流
入口１４には第１油路１７（一部を１７′とする）
と切換弁室１９が共に下向きに開口しており、又
切換弁室１９と同芯の円錐弁座２０と第３油路２
１、第４油路２２が共に上向きに開口している。
第１油路１７，１７′はスプール弁室２３を介し
て切換弁室１９の上端に接続し、流入口１４と連
通しない位置の第２油路１８（一部を１８′とす
る）は、サーボピストン室４６を切換弁室１９と
流出口２４をへて排出油路２５に接続している。
第２油路１８，１８′は切換弁４１の外周溝４８
により開閉される。

スプール弁室２３にはスプール弁２６が昇降自
在に嵌合し、スプール弁室２３の底面とスプール
弁２６の間に縮設したソレノイドスプリング２７
により上方へ付勢され、ソレノイドコイル８に囲
まれたアクテイブコア２８に当接してコア２８を
ソレノイドバルブスプリング２９の弾力に抗して
上端位置に保持している。スプール弁２６の中間
高さ部分に設けた外周溝３０は第１油路１７′を
流出口３１に接続している。又スプール弁２６の
下方のばね室３２は油路３３を介してスプール弁
室２３の上端部に接続し、更にボデイ１３内の孔
３４とコア室３５と、コア２８内の孔３６をへて
コア室３５の上端部に連通している。スプリング
２９はストツパーを兼ねるアジヤストボルト３７
の下端部外周に嵌めてあり、アジヤストボルト３
７はボデイ１３の上端部に螺合し、ナツト３８に
よりロツクされている。アジヤストボルト３７の
中央の孔３９はコア室３５の上端部を排出油路２
５に接続している。

切換弁室１９内には上開きカツプ状の差動型切
換弁４１が摺動自在に嵌合し、切換弁室１９の上
端面と切換弁４１の間に縮設したスプリング４２
により下方へ付勢されている。切換弁４１は下半
部の外径が圧力肩部４３を境に減少し、更に下端
近傍の円錐形フエース部４４で下方にゆくにつれ
て縮径し、その下方に小径の絞り部４５が形成さ
れている。フエース部４４は円錐弁座２０に着座
する部分であり、絞り部４５は弁座２０とサーボ
ピストン室４６をつなぐ孔４７に僅かな隙間をへ
だてゝ嵌合する部分である。切換弁４１の外周溝
４８は第１図の状態（後述する第２切換位置）に
おいて第２油路１８，１８′を遮断している。

サーボピストン室４６内のサーボピストン５０
には、プランジヤ室５１内のプランジヤ５２が接
続（当接又は固着）されている。サーボピストン
室４６の下端部は流出口５３をへて排出油路２５
に接続する。プランジヤ室５１の下端は油路５４
をへてノズル５５のノズル油溜室５６に接続し、
又プランジヤ室５１と並列のサプライバルブ室５
７の下端にも接続している。バルブ室５７は上端
が第４油路２２に接続し、室５７内には上端に円
錐形フエース部５８を有する下開きカツプ状のサ
プライバルブ５９が嵌合し圧縮スプリング６０に
より上方に付勢され、フエース部５８が第４油路
２２の下端の弁座に着座して第４油路２２を閉塞
している。室５７の上端部はサプライバルブ５９
内の孔６１を介して室５７の下端部に連通してい
る。ノズル５５内のニードル弁６３の上端部はば
ね室６４内に突出し、ばね室６４内の圧縮スプリ
ング６５により下方へ付勢されている。ばね室６
４は第３油路２１に接続している。

次に作動を説明する。第１図はソレノイドコイ
ル８への電流通電時（燃料噴射行程）を示してお
り、エンジン１の回転中における所定タイミング
にマイクロコンピユータ５の出力端子６から信号
路７をへてコイル８に信号が送られ、コイル８に
所定時間通電される。コイル８に対する通電時間
により噴射量が次のように定まる。即ちエンジン
１の運転中には燃料供給システムS₂の作動により
燃料流入口１４に常時所定圧の燃料油が供給され
ており、その状態においてコイル８に通電され、
アクテイブコア２８がスプリング２９の弾力に抗
して矢印方向に第１図の上死点位置迄上昇する
と、スプール弁２６もソレノイドスプリング２７
の弾力によりアクテイブコア２８に追従して上昇
し、これによりスプール弁２６は第１油路１７を
第１図の如く遮断すると共に、第１油路１７′を
外周溝３０を介して流出口３１に接続する。これ
により切換弁室１９内の油圧は消滅するため差動
型切換弁４１が流入口１４内の油圧によりスプリ
ング４２の弾力に抗して上昇し、切換弁４１が第
２油路１８，１８′を遮断すると同時に円錐弁座
２０を開放する（第２切換位置）。これにより流
入口１４内の燃料油は孔４７をへてサーボピスト
ン室４６へ流入し、サーボピストン５０を介して
プランジヤ５２を押し下げる。プランジヤ室５１
内の燃料油は油路５４をへてノズル油溜室５６に
供給され、ニードル弁６３をスプリング６５の弾
力に抗して押し上げ、ノズル５５から噴出する。
その間サプライバルブ５９はスプリング６０の弾
力及び燃料油の圧力により第４油路２２を閉塞状
態に保つ。

所定の通電時間が経過するとコイル８による上
方への吸引力が消え、アクテイブコア２８はスプ
リング２９の弾力により第２図のように下降し、
スプール弁２６もアクテイブコア２８に押されて
下降する（第１切換位置）。そうすると第１油路
１７，１７′は外周溝３０を介して連通し、切換
弁室１９には流入口１４内の加圧燃料油が供給さ
れ、切換弁４１に作用する燃料油圧が相殺され、
スプリング４２の弾力により切換弁４１は下降し
てフエース部４４が弁座２０に着座し、同時に第
２油路１８，１８′は外周溝４８を介して連通し、
従つてサーボピストン室４６内の油圧は消滅す
る。このため第４油路２２内の油圧によりサプラ
イバルブ５９がスプリング６０の弾力に抗して下
降し、プランジヤ室５１内へ流入口１４内の加圧
燃料油が充填される。このように第２図はソレノ
イドコイル８への電流遮断時（燃料充填行程）を
示している。

以上説明したように本発明においてはインジエ
クターS₃のプランジヤ５２作動用サーボピストン
５０と、サーボピストン５０の嵌合したサーボピ
ストン室４６を油圧源１４と流出口２４に択一的
に接続する差動プランジヤ型切換弁４１と、差動
プランジヤ型切換弁４１の嵌合した切換弁室１９
を油圧源と流出口に択一的に接続するパイロツト
用スプール弁２６と、スプール弁２６に連結した
ソレノイドアクテイブコア２８とを備え、スプー
ル弁２６がその外周溝３０で開閉される第１油路
１７を介して油圧源と切換弁室１９を接続し、切
換弁４１がその外周溝４８で開閉される第２油路
１８を介してサーボピストン室４６と流出口２４
を接続し、第１油路開放時のみに切換弁が油圧源
とサーボピストン室間を遮断し、第２油路を開放
し、スプール弁室２３の一端と他端を油路３３を
介して連通すると共にアクテイブコア室３５とア
クテイブコアアジヤストボルト３７内の孔３９を
介して排出油路２５に接続し、ソレノイドへの電
流通電と電流遮断によりサーボピストン５０が動
作するようにしたので、次のような特殊な効果が
期待できる。

(1) パイロツト弁しとしてスプール弁２６を採用
し、しかもスプール弁２６の両端が油路３３に
より連通するため、スプール弁２６の作動がス
ムーズになり、弁開閉時の油圧荷重がポペツト
弁に比較して大幅に減少する。又スプール弁２
６の部分からの漏油がソレノイド内を還流する
ので、ソレノイド運動部の耐摩耗性が向上し冷
却にも有効である。従つてソレノイド（コイル
８）の昇温が少なくなり、昇温対策が容易にな
る。

(2) 差動型切換弁４１の他にパイロツト用のスプ
ール弁２６を採用しているので、スプール弁２
６の移動ストロークを小さく設定でき、パイロ
ツト弁（スプール弁２６）の速度も増大する。
これにより応答性が向上する。

(3) スプール弁２６の流出口面積がポペツト弁と
比較して大きく設定できるので、この面からも
メインバルブ（切換弁４１）並びにサーボピス
トン５０の応答性が速くなる。

(4) アジヤストボルト３７を採用しているので、
スプール弁２６のストロークの設定が容易にな
る。

第３図、第４図は第１図、第２図中のソレノイ
ドアクテイブコア２８がコイル８へ通電時上昇す
るのに対し、通電時下降する形式を採用した場合
の別の実施例であり、第３図はソレノイドへ電流
通電時（燃料噴射行程）、第４図はソレノイドへ
の電流遮断時（燃料充填行程）を示しており、第
１、第２図中の符号と同一符号は対応部分であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子油圧制御燃料噴射装
置の構造略図（ソレノイドへの電流通電時）であ
り、第２図はソレノイドへの電流遮断時における
インジエクターの縦断面図、第３図、第４図は別
の実施例を示すための第１、第２図に対応する図
面である。８…コイル（ソレノイド）、１９…切
換弁室、２４…流出口、２６…スプール弁、２８
…アクテイブコア、４１…差動型切換弁、４６…
サーボピストン室、５０…サーボピストン、５２
…プランジヤ、S₃…インジエクター。

Claims

【特許請求の範囲】

１インジエクターS₃のプランジヤ５２作動用サ
ーボピストン５０と、サーボピストン５０の嵌合
したサーボピストン室４６を油圧源１４と流出口
２４に択一的に接続する差動プランジヤ型切換弁
４１と、差動プランジヤ型切換弁４１の嵌合した
切換弁室１９を油圧源と流出口に択一的に接続す
るパイロツト用スプール弁２６と、スプール弁２
６に連結したソレノイドアクテイブコア２８とを
備え、スプール弁２６がその外周溝３０で開閉さ
れる第１油路１７を介して油圧源と切換弁室１９
を接続し、切換弁４１がその外周溝４８で開閉さ
れる第２油路１８を介してサーボピストン室４６
と流出口２４を接続し、第１油路開放時のみに切
換弁が油圧源とサーボピストン室間を遮断し、第
２油路を開放し、スプール弁室２３の一端と他端
を油路３３を介して連通すると共にアクテイブコ
ア室３５とアクテイブコアアジヤストボルト３７
内の孔３９を介して排出油路２５に接続し、ソレ
ノイドへの電流通電と電流遮断によりサーボピス
トン５０が動作するようにしたことを特徴とする
燃料噴射装置。