JPS63167068A - 蓄圧式燃料噴射装置の進角装置 - 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、蓄圧式燃料噴射装置の進角装置に関゛し、特
に、簡単な構成で、燃料噴射時期を正確に制御でき、し
かも、小型化を図る上で有利になるようにした蓄圧式燃
料噴射装置の進角装置に関する。

また、この発明が適用される蓄圧式燃料噴射装置は、例
えば第３図に示すように、本体Ｂ内に形成された燃料通
路の終端部に該燃料通路を開閉する噴射弁３を設けると
ともに、その途中に逆流を防止する逆止弁８を介在させ
て上記噴射弁３と逆止弁８との間に蓄圧室を形成し、逆
止弁８の上流に噴射ポンプ室９とこの噴射ポンプ室９へ
の吸入路１１を断続する入口弁１２とを存する燃料噴射
装置である。この種の燃料噴射装置はユニットインジェ
クタとして噴射ポンプ室を１個の本体Ｂ内に組み合わせ
ることが多いが、これに限定されるわけではなく、例え
ば、本体Ｂとは別に噴射ポンプ室９等のポンプ部分を設
け、これらを配管で接続することも可能である。

〈従来技術〉 従来、蓄圧式噴射装置の進角装置としては、例えば、特
開昭４９−７００３１号公報に開示されたものがある。

この従来の蓄圧式噴射装置の進角装置は第１３図に示す
ように、エンジン已に回転可能に支持させた偏心軸１６
にカムフォロア１６°を揺動可能に支持させ、エンジン
回転数に対応して偏心軸１６の位相を変化させることに
より燃料カム１７にカムフォロア１６′が当接される位
置を変化させて噴射時期を調節できるようにしである。

ノズルＮと一体に組立られた噴射ポンプＰは、カムフォ
ロア１６°にブツシュロッド１８及びロッカーアーム１
９を介して連動させである。

この従来の蓄圧式噴射装置の進角装置では、噴射ポンプ
Ｐのプランジャが上昇する時期を変更することによって
逆止弁の上流側の減圧開始のタイミングを調節して噴射
開始時期が調整される。

〈発明が解決しようとする問題点） このような従来の蓄圧式噴射装置の進角装置では、偏心
軸１６の位相がエンジン回転数に対応して正逆両方向に
変化されるのが通例である。この偏心軸１６の軌跡は所
定の円弧を描き、従って、カムフォロア１６°の移動量
は偏心軸２の位相変化に対して正弦的に変化し、エンジ
ン回転数に対して噴射時期をリニアに変化させるために
は、更にカムフォロア１６°の位置変化を偏心軸１６の
位相変化にリニアに対応させるような補正機構を設ける
必要があるが、このような補正機構を付加することは構
造が複雑になるうえ、大型になる。

また、上記のようにブツシュロッド１８を介在させる場
合には、カムフォロア１６′の位置変化に伴ってブツシ
ュロッド１８の傾斜が変化し、ブツシュロッド１８とロ
ッカーアーム１９との間のクリアランスが変化する。こ
のために、打撃音が発生したり、ロッカーアーム１９が
振動したりするうえ、摩耗が進行し易くなり、耐久性を
向上させるうえで不利になるとともに、エンジンの高速
化を図るうえでも不利になる。

更に、偏心軸１６にカムフォロア１６を連結させるため
に、カムフォロア１６°の基端部を２つ割に形成して、
ボルト等を使用して結合する必要があるので、カムフォ
ロア１６′の基端部の構造が不利になる等の問題もある
。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、簡単な構成で、燃料噴射時期を正確に制御でき、しか
も、小型化を図る上で有利になるようにした蓄圧式燃料
噴射装置の進角装置を提供することを目的とするもので
ある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明に係る蓄圧式燃料噴射装置の進角装置は、上記の
目的を達成するために、本体内に形成された燃料通路の
終端部に該燃料通路を開閉する噴射弁を設けるとともに
、その途中に逆流を防止する逆止弁を介在させて上記噴
射弁と逆止弁との間に蓄圧室を形成し、逆止弁の上流に
噴射ポンプ室とこの噴射ポンプ室への吸入路を断続する
入口弁とを有する燃料噴射装置の進角装置であって、上
記逆止弁の上流側に上記噴射弁にこれを閉弁方向に付勢
する圧力を作用させるための閉弁圧力室を設け、この閉
弁圧力室に開閉弁を介して吸出ポンプを接続すると共に
、エンジン回転数に対応して上記開閉弁の開弁開始時期
を調整するタイマ機構とを設けたことを特徴とする。

閉弁圧力室と開閉弁とは逆止弁の上流側の上記燃料通路
の部分とは別の通路で接続することも可能であるが、閉
弁圧力室と開閉弁とを上記燃料通路の部分、噴射ポンプ
室及び入口弁を介して接続する方が構造を簡単にでき、
しかも、コンパクトにできるので有利である。

この場合、入口弁の上流に燃料供給回路と吸出ポンプと
を切換え接続する切換弁を設ける必要があるが、この切
換弁を開閉弁に兼用することができるので、部品点数を
増加させずにすむので有利である。この切換弁は、一つ
の切換通路を有するローフを回転させるようにしても、
複数の開閉弁を連動させるようにしてもよい。

上記人口弁は、噴射ポンプ室に出塁するプランジャとは
別に設けることも可能であるが、プランジャ内に組込む
ことがコンパクト化及び小型化を図るうえで有利である
。

また、この人口弁は逆止弁で構成してもよいが、高速運
転時に閉弁時期が早められるおそれがなく、従って、燃
料噴射量の制御が正確にできるスプール弁を用いる方が
有利である。入口弁をプール弁で構成する場合、噴射開
始制御のための吸出しによってスプール室内一端側の容
積が減少し、燃料噴射量に誤差が生ずるおそれがあるの
で、噴射終了後、噴射ポンプのプラジャが上死点に後退
するまでに所定の圧力で入口弁に燃料を供給する定圧補
給回路を接続し、押込ポンプによる燃料供給開始時のス
プールの位置が一定になるようにすることが有利である
。

タイマ機構は、動弁装置に付設されるタイマ機構と同様
に構成されたものを使用すればよく、動弁装置のタイマ
機構と兼用することも可能である。

更に、噴射管を中心に一例に噴射ポンプ室を、他側に第
２蓄圧室４１と第１蓄圧室６とを接続する逆止弁３９及
び圧力設定弁４０を配置し、第２蓄圧室６を噴射管２の
上部の周囲に配置する場合は、本体内部の通路の形成を
容易にできるとともに、小型化及びコンパクト化を図る
上で有利である。

〈発明の作用〉 上述のように、本発明に係る蓄圧式燃料噴射装置の進角
装置では、閉弁圧力室を開閉弁を介して吸出しポンプに
接続しであるので開閉弁を開弁することにより、閉弁圧
力室の内圧を降下さゼでピストンに作用する差圧を増大
させ、ニードル弁を開弁させることができる。そして、
上記開閉弁の開弁時期をタイマ機構で調節することによ
り、ニードル弁の開弁開始時期を調節できる。このタイ
マ機構は、従来より公知の動弁装置のタイマ機構と同様
に構成すればよいので、エンジン回転数に対して燃料噴
射タイミングを正確にリニアに変化させることが可能で
ある。

〈発明の効果〉 従って、上述の従来例のように複雑な補正機構を設けず
に、簡単な構成で噴射タイミングを正確にエンジン回転
数にリニアに対応させることができる蓄圧式燃料噴射装
置の進角装置を得られるのである。また、従来の進角装
置がポンプ駆動系に組み込まれているのに対して、ポン
プ駆動系から独立して燃料供給系内で進角装置を構成す
ることができるので、汎用性を高めることができる。更
に、カムフォロア、プッシュロンド、ロッカーアーム等
を設けないので、小型化を図る上で極めて有利になる。

〈実施例１〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

燃料噴射装置はユニットインジェクタＵと、これに燃料
を供給する燃料供給回路Ｆ及び定圧補給回路Ｃを有し、
燃料供給回路Ｆ及び定圧補給回路Ｃに共用される燃料タ
ンク２０と上記ユニットインジェクタＵの間に進角制御
回路Ｔが設けられる。

燃料供給回路Ｆ、定圧補給回路Ｃ及び進角制御回路Ｔは
ユニットインジェクタＵの入口弁１２に切換弁■で切換
え接続される。

上記燃料供給回路Ｆは、燃料タンク２０、燃料ポンプ２
１、調圧器２２、ｌｉ量器（ガバナ）２３及び押込みポ
ンプ２４を存し、エンジン回転数に対応して調量された
所定圧の燃料をユニットインジェクタＵに供給するよう
に構成されている。この燃料供給のタイミングは、上記
切換弁■によりて決定される。

ユニットインジェクタＵは、第３図に示すように本体Ｂ
と一体に組立てられる噴射管２を有し、この噴射管２の
下端には、複数の噴射口ｌが開口される。この噴射管２
内にはニードル弁３が、噴射管２を上記噴射口ｌの近傍
で開閉するように進退可能に配置される。このニードル
弁３の弁軸にハピストン４が形成され、このピストン４
により噴射管２内の噴射口１と反対側の部分に閉弁圧力
室５が、噴射口１例の部分に小容量の第１蓄圧室６がそ
れぞれ区画される。ピストン４と噴射管２の内周面との
間には、閉弁圧力室５と蓄圧室６とを連通させる連通路
７が形成され、ピストン４の蓄圧室６側には、これの端
面に接離され、その周面が噴射管２の内周面に摺接する
逆止弁８が挿入される。上記閉弁圧力室５には連通路２
５を介して噴射ポンプ室９が接続され、この噴射ポンプ
室９にプランジャｌＯが進退可能に挿入される。このプ
ランジャ１０内に噴射ポンプ室９への吸入路１１を開閉
する入口弁１２が設けられる。

即ち、プランジャｌＯは本体Ｂに上下方向に進退可能に
支持され、その内部にスプール２６を収納するスプール
室２７が形成される。このスプール２６は、下端から上
端の近傍に延びる中空穴２８を有し、スプール２６及び
プランジャ１０の中間高さ部に切換弁Ｖに連通ずる連通
路２９．３０が形成される。また、プランジャ１０の下
端から所定の位置に噴射ポンプ室９をスプール室２７の
下部の蓄圧室４３に連通させる弁孔３１，３２が形成さ
れ、スプール２６の周壁には、これの下端から所定の高
さに、弁孔３１．３２に対応する弁孔３３が貫通させで
ある。更に、スプール２６の周壁には中空穴２８の上端
から周面に通じるバイアス路３４が形成されている。こ
のバイアス路３４はプランジャ１０に形成された通路３
５を介して、スプール室２７の上部のバイアス室３６と
、本体Ｂ内の閉弁バネ室３７に連通される。

閉弁バネ室３７は閉弁圧力室５の上方に配置され、この
閉弁バネ室３７にはニードル弁３の弁軸の上端が昇降可
能に突入させである。また、この閉弁バネ室３７内には
、該弁軸を下方に付勢する閉弁バネ３８が挿入されてい
る。

上記第１蓄圧室６は逆止弁３９と圧力設定弁４０を介し
て大容漬の第２蓄圧室４１に接続される。

この第２蓄圧室６は、本体Ｂ内でニードル弁３の弁軸の
上部を取り囲む円環形状に形成される。上記逆止弁３９
は、第１Ｍ圧室６の内圧が、例えば７００〜１０００気
圧という高圧になるときに開弁されて、第１蓄圧室６か
ら第２蓄圧室４１に燃料を流入するように構成され、圧
力設定弁４０は第１蓄圧室６の内圧がニードル弁３の開
弁により閉弁圧よりも高い所定圧まで降下したときに開
弁され、第１蓄圧室６及び第２蓄圧室４１の内圧が所定
の閉弁圧（例えば、２７０気圧）に達したときに閉弁バ
ネ４２によって閉弁される。

尚、上記プランジ中１０に形成された両弁孔３１．３２
の一方の弁孔３１は、その他方の弁孔３２に比べてはる
かに小径に形成され、かつ、スプール２６の下死点から
他方の弁孔３２よりも上方に開口されている。

上記定圧補給回路Ｃは燃料供給回路Ｆの調圧器２２の下
流から分岐され、進角制御回路Ｔは、タイマ機構４３に
よって開弁時期が制御される開閉弁としての切換弁■と
、吸出しポンプ４５とを備えている。この吸出しポンプ
４５はプランジャ室４６に進退可能に挿入されたプラン
ジャ４７と、プランジャ４７をプランジャ室４６の容積
が広がる方向に付勢するバネ４８とからなり、図示しな
いクランク軸に連動するカム４９により駆動される。

尚、５０は逆止弁８の閉弁バネ、５１は逆止弁３９の閉
弁バネである。

上記の構成において、燃料がユニットインジェクタＵに
供給され始める第１２図ａの時点では、第３図に示すよ
うに、スプール２６は下死点に位置し、プランジャｌＯ
は上死点に位置させられる。

この時点では、入口弁１２は開弁され、逆止弁８、逆止
弁３９及び圧力設定弁４０は閉弁され、バイアス室３６
はスプール２６の中空穴２８に連通されている。この時
点からプランジャ１０を上死点位置させたまま燃料が供
給され始められると、スプール２６が下死点から上昇し
、第４図に示すように、バイアス室３６とスプール２６
内の中空穴２８とが遮断され、バイアス室３６と蓄圧室
４３との圧力がバランスする位置でスプール２６は停止
し、燃料供給が終了する。第１２図Ｃの時点で図示しな
いカムがプランジャｌＯを下降させ始める。これにより
、噴射ポンプ室９の容積が減少し始める。この容積の減
少にともなって噴射ポンプ室９から弁孔３１，３２を介
して蓄圧室４３に燃料が流入し、スプール２６が再度上
昇する。このスプール２６が上昇する間に閉弁圧力室５
、噴射ポンプ室９及び蓄圧室４３の内圧は上昇する。や
がて第５図に示すように、ｄ時点で入口弁１２が閉弁さ
れ、蓄圧室４３の内圧は一定になる。このｄ時点で逆止
弁８が開弁されるとともに、プランジャ１０の下降はさ
らに続けられ、閉弁圧力室５、噴射ポンプ室９及び第１
蓄圧室６の内圧はさらに上昇し、所定の圧力以上になる
ｅ時点以後第６図に示すように逆止弁３９が開弁され、
プランジャ１０が下死点に達し、閉弁圧力室５、噴射ポ
ンプ室９、第１蓄圧室６及び第２蓄圧室４１の内圧がバ
ランスする１時点で、第７図に示すように、逆止弁８及
び逆止弁３９が閉弁される。この後、ｇ時点で切換弁Ｖ
を切換えて吸入路１１を進角制御回路Ｔに接続すると、
スプール２６の中空穴２８及び蓄圧室４３の内圧が下降
し、その間にスプール２６はバイアス室３６と蓄圧室４
３との差圧によって下降し、ｈ時点で第８図に示すよう
に、小径の弁孔３１が弁孔３３に接続される。これによ
り、ｈの時点から閉弁圧力室５の内圧が徐々に降下する
一方、蓄圧室４３の内圧は閉弁圧力室５の内圧の影響を
受けて昇圧し、スプール２６の位置が上昇する。この間
に閉弁圧力室５の内圧が低下して、ニードル弁３に作用
する閉弁ばね室３７の内圧及び閉弁バネ３８の力に差圧
が打ち勝つ１時点でニードル弁３の開弁が開始される。

ニードル弁３の開弁が開始しても、閉弁圧力室５の内圧
の低下は小径の弁孔３１の絞り作用によって緩慢に進行
するので、ニードル弁３の開弁量も僅かであり、第１Ｍ
圧室６の内圧の低下は小さく抑えられる。スプール２６
の上昇はさらに続き、大径の弁孔３２が弁孔３３に連通
ずるｊ時点以降は閉弁圧力室５及び噴射ポンプ室９と蓄
圧室４３が大きな弁孔３２により連通されるので、閉弁
圧力室５の内圧がさらに減少され、第９図に示すように
ニードル弁３はさらに大きく開弁される。この開弁と同
時に圧力設定弁４０が開弁じて、第２蓄圧室４１から多
量の燃料が第１蓄圧室６及び噴出口１を介して噴出され
る。第１蓄圧室６及び第２蓄圧室４１の内圧が所定値ま
で降下すると、ピストン４に作用する差圧が減少し、閉
弁バネ３８及び閉弁バネ室３７から弁軸に作用する圧力
がピストン４に作用する差圧より大きくなるに時点では
ニードル弁３が閉弁されて、燃料噴射が終了する。この
後１時点以降にプランジャＩＯが下死点から上死点に向
かって上昇する。スプール２６は、第１２図（２）に示
すように燃料噴射終了時までに中間の高さに降下するが
、プランジャ１０の上昇時に更に下死点まで降下する。

この場合、進角制御回路Ｔと吸入路１１との連通によっ
て、蓄圧室４３の内圧が最初のａ時点よりも定圧になり
、次に例えば前回と同じ量の燃料が供給されたとすると
、蓄圧室４３やこれと連通される噴射ポンプ室９の内圧
が前回よりも低くなり、プランジャｌＯとこれを駆動す
るカムとの間に隙間が生じ、打撃音等の騒音を発生する
おそれがあるので、上記スプール２６が下死点に降下し
終わる前の適当な期間にわたって、切換弁Ｖを切換えて
、定圧補給回路Ｃを吸入路１１に接続される。

上記一実施例では、弁孔３１，３２が第１Ｏ図（１）に
示すように大小の円孔で形成されているが、例えば第１
０図（２）に示すように、円孔３２とこれに連続する細
溝３１とで構成してもよく、また、例えば第１０図（３
）に示すように小径部３１と大径部３２とを連続させた
卵形の孔で構成してもよい。

また、上記切換弁Ｖは一つのロータに１本の通路を貫通
させ、このロータをエンジンの回転数と同回転数で回転
させるようにしであるが、このような一体のロークリ式
の切換弁Ｖに限定されるものではなく、複数の連動弁で
切換弁Ｖを構成することも可能である。

更に、第１１図に示すように、入口弁工２が逆止弁で構
成され、バイアス室３６に代えて開弁バネ５２を設け、
第２蓄圧室４１を省略したユニットインジェクタＵ゛を
使用することも可能である。

更に、上述の一実施例では、噴出管２を中心に一例に噴
射ポンプ室９が、他側に第２Ｍ圧室４１と第１Ｍ圧室６
とを接続する逆止弁３９及び圧力設定弁４０が配置され
、第２Ｎ圧室６が噴射管６の上部の周囲に配置されてい
るので、本体内部の通路の形成が容易であり、小型、か
つ、コンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部を概略的に示す等価回路図、第２
図は本発明の一実施例の等価回路図、第３図〜第９図は
そのユニットインジェクタの作動状態を順に示す縦断面
図、第１０図（１）はプランジャの弁孔を示す正面図、
第１０図（２）、第１Ｏ図（３）はそれぞれ異なるプラ
ンジャの弁孔を示す正面図、第１１図は他のユニットイ
ンジェクタの縦断面図、第１２図（１）〜（６）はタイ
ムチャー１・であり、第１２図（１）はスプール室下部
の蓄圧室の内圧変化、第１２図（２）はスプール位置変
化、第１２図（３）はプランジャの位置変化、第１２図
（４）は噴射ポンプ室の内圧変化、第１２図（５）はニ
ードル弁のリフト量変化、第１２図（６）は第１蓄圧室
、第２蓄圧室の内圧変化及び燃料噴射率変化をそれぞれ
示し、第１３図は従来例の構成図である。 ３・・・噴射弁にニードル弁）、５・・・閉弁圧力室、
６・・・第１蓄圧室、８・・・逆止弁、９・・・噴射ポ
ンプ室、１１・・・吸入路、１２・・・入口弁、１４・
・・吸出ポンプ、１５・・・タイマ機構、Ｂ・・・本体
、■・・・開閉弁。 第　４　圓 第　５　川 第　６　図 ￥　７　胆 ］７ 帖　２田 第　？　圓 手続補正書Ｃヶ六°） 昭和６１年１１月２８日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．本体Ｂ内に形成された燃料通路の終端部に該燃料通
   路を開閉する噴射弁３を設けるとともに、その途中に逆
   流を防止する逆止弁８を介在させて上記噴射弁３と逆止
   弁８との間に蓄圧室６を形成し、逆止弁８の上流に噴射
   ポンプ室９とこの噴射ポンプ室９への吸入路１１を断続
   する入口弁１２とを有する燃料噴射装置の進角装置であ
   って、上記逆止弁８の上流側に上記噴射弁３にこれを閉
   弁方向に付勢する圧力を作用させるための閉弁圧力室５
   を設け、この閉弁圧力室５に開閉弁Ｖを介して吸出ポン
   プ１４を接続すると共に、エンジン回転数に対応して上
   記開閉弁Ｖの開弁開始時期を調整するタイマ機構１５を
   設けたことを特徴とする、蓄圧式燃料噴射装置の進角装
   置