JPH06108948A - 電気油圧作動式燃料噴射装置の制御装置 - Google Patents

電気油圧作動式燃料噴射装置の制御装置

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JPH06108948A
JPH06108948A JP5132625A JP13262593A JPH06108948A JP H06108948 A JPH06108948 A JP H06108948A JP 5132625 A JP5132625 A JP 5132625A JP 13262593 A JP13262593 A JP 13262593A JP H06108948 A JPH06108948 A JP H06108948A
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    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
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    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インジェクタ針弁の開放及び迅速な閉鎖移動
を正確に制御して、そのために必要な燃料供給を削減す
ること。 【構成】 第１通路360 が、一端部で弁座表面354 に、
他端部で大横断面積の噴射装置の燃料入口通路356、358
に連通し、インジェクタ弁部材であるピストン部材336
の開放移動中は弁体332 が弁座表面354 と係合して、第
１通路360 から制御室350 へ燃料がほぼ流れないように
し、弁体332 内に設けられた第２通路352が制御室350
を吐き出し通路364 に連通させ、軸部76の開放移動によ
って少なくとも吐き出し通路364 、第２通路352 及び制
御室350 内で圧力が降下して、ピストン部材が、つまり
インジェクタ弁部材が開放移動できるようにし、軸部76
が閉鎖移動して弁座70に係合することによって、弁体33
2 が弁座表面354 から瞬間的に離脱して、第１通路360
ら制御室350 へ燃料が流れて、インジェクタ弁部材のピ
ストン部材が迅速に閉鎖移動可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの燃焼室
へ燃料を間欠的に噴射する電気油圧作動式燃料噴射装置
のインジェクタ針弁の開閉移動を制御する装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】異なった構造の電気油圧作動式燃料噴射
装置が米国特許第3,610,529 号及び第4,566,416 号に記
載されている。これらの特許に開示されている噴射装置
では、インジェクタ針弁の開閉移動が、インジェクタ針
弁のピストンの両側に作用する燃料圧力によって制御さ
れている。インジェクタ針弁の先端部及び弁座に向き合
っている針弁ピストンの端面は、制御室内の燃料圧力に
よって押し付けられている。この制御室に開いた入口オ
リフィスが、制御室を高圧燃料供給線に連通させてい
る。この制御室からの出口オリフィスは、電磁作動式オ
ン／オフパイロット弁によって開閉できる。ソレノイド
が励磁されると、パイロット弁が出口オリフィスで弁座
から後退してそれを開き、また入口オリフィスの絞りに
よって制御室内の圧力が十分に降下して、インジェクタ
針弁部材が開放移動し、噴射が開始されるようにする。
ソレノイドへ送られる電気パルスの終了後にパイロット
弁が再び着座すると、入口オリフィスから制御室に流入
する燃料によって制御室内で圧力が上昇する。このよう
に圧力が上昇すると、インジェクタ針弁が閉鎖して、噴
射が終了する。
【０００３】内燃エンジンの燃焼プロセスを向上させる
ため、燃焼の迅速かつ清浄な終了が必要であり、これは
インジェクタ弁部材の迅速な閉鎖によって達成される。
エンジンサイズに対応した寸法の噴射オリフィスが必要
であり、これによって針弁座の直径が決まり、さらには
針弁ピストンの直径が決まる。前記入口オリフィスが大
きくなるほど、制御室の再充填が速くなり、従ってイン
ジェクタ針弁の閉鎖移動が速くなる。
【０００４】しかし、入口オリフィスが大きくなること
は、出口オリフィスが大きくなることを意味しており、
そうでなければ制御室内の圧力降下が不十分になる。パ
イロット弁が後退した時、両オリフィスは十分に開放す
るため、噴射中に相当な量の燃料が両オリフィスを迂回
する。この形式の典型的な噴射装置の場合、フルエンジ
ントルクでは噴射燃料に加えて50％が２つの制御オリフ
ィスを通って迂回する。部分的なエンジン負荷状態では
この割合が増加し、場合によっては噴射燃料よりも多く
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、インジェクタ針弁の開放及び迅速な閉鎖移動
を、その移動を実行するために必要な燃料を大幅に減少
させながら正確で常に反復可能に制御することができる
上記形式の燃料噴射装置用のインジェクタ針弁の移動を
油圧制御する装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも１つの第１通路が、一端部で
弁座表面に、他端部で大横断面積の噴射装置の燃料入口
通路に連通しており、少なくともインジェクタ弁部材
の、従ってピストン部材の開放移動中は弁体が前記弁座
表面と係合して、前記少なくとも１つの第１通路から前
記制御室へ燃料がほぼ流れないようにしており、前記弁
体内に設けられた少なくとも１つの第２通路が前記制御
室を前記吐き出し通路に連通させており、前記軸部の開
放移動によって少なくとも前記吐き出し通路、前記第２
通路及び前記制御室内で圧力が降下して、前記ピストン
部材が、従って前記インジェクタ弁部材が開放移動でき
るようにし、また前記軸部が閉鎖移動して前記弁座に係
合することによって、前記弁体が前記弁座表面から瞬間
的に離脱して、前記少なくとも１つの第１通路から前記
制御室へ燃料が流れて、前記インジェクタ弁部材の前記
ピストン部材が迅速に閉鎖移動可能となることを特徴と
している。
【０００７】フランス特許第2,541,379 号及びフランス
特許第2,543,647 号には、電気油圧作動式針弁部材及び
針弁部材の開閉移動を制御する３方弁を設けた燃料噴射
装置が開示されている。針弁ピストンの端面と吐き出し
通路との間にオリフィスを備えたシーリング弁プレート
が介在しているため、インジェクタ針弁の開放移動が低
速になる。噴射装置が閉鎖する間は弁プレートが大きい
断面積の燃料通路を開くため、インジェクタ針弁の閉鎖
移動は速い。閉鎖を行うための燃料は、３方弁によって
開放する入口通路を通って供給される。その結果、特に
燃料噴射装置を高燃料圧力状態で作動させるように想定
している場合、３方弁の構造が複雑となり、製造コスト
が高くなる。
【０００８】
【作用】本発明では、インジェクタ針弁の開放移動を制
御するために簡単なオン／オフ弁を用いることができる
が、インジェクタ針弁を迅速に閉鎖させるため、その閉
鎖移動の初期段階で中間弁体が圧力制御部材に機械加工
された大型の燃料入口通路を一時的に自動で開放する。
インジェクタ針弁の開放移動中は、これらの燃料入口通
路は中間弁体によってほぼ閉鎖されているため、噴射時
にパイロット弁座を通って漏れる燃料を最小限に抑える
ことができる。
【０００９】
【実施例】本発明は、添付の図面を参照した好適な実施
例についての以下の詳細な説明からさらに明らかになる
であろう。
【００１０】図１は、インジェクタ針弁ピストンの上部
の制御室内の圧力を制御できる本発明による電気油圧作
動式インジェクタ針弁を備えた噴射装置の一部だけの構
造を示している。図１及び噴射装置全体の構造に関する
欧州特許第0228578 号の図４及び図５を参照しながら説
明する。
【００１１】インジェクタ針弁の針弁ピストン336 （一
部だけが図示されており、燃料吐き出しオリフィスを閉
鎖し、一時的に開放する）に小径の上部338 が設けられ
ている。この小径部分338 上にばね340 が載置されてい
る。ばね340 の他端部側は、中間弁体332 の小径部分と
係合しており、ばね340 のこの端部は弁体332 肩部に当
接している。中間弁体332 の上部と噴射装置ハウジング
344 に機械加工された針弁ピストン336 用のガイド孔34
2 の上方細長部分との間に、横断面積が比較的大きい環
状のリング形空間346 が設けられている。中間弁体332
には小孔348 が設けられ、その一端部はインジェクタ針
弁ピストン336 の上部の制御室350 に連通している。小
孔348 の他端部は、中間弁体332 に機械加工された大径
の孔352に連通している。
【００１２】中間弁体332 には、圧力制御部材334 の弁
座表面と共に作用する弁座表面354設けられている。制
御部材334 には、横断面積が大きい孔358 によって噴射
装置の高圧入口接続部（図示せず）に連通したリング孔
356 が設けられている。制御部材334 に機械加工された
多数の孔360 がリング孔356 を制御部材334 の弁座表面
と連通させている。弁座表面354 は、図示のように平坦
にするか、わずかに球形にしたり、円錐形にしてもよ
い。
【００１３】小孔362 がリング部材356 を圧力制御部材
334 の長手方向軸線に機械加工された小孔364 に連通さ
せている。小孔364 の一端部は弁座表面70に連通してお
り、電磁作動式オン／オフソレノイド針弁72（詳細に示
されていない）の軸部76によって開閉できる。ソレノイ
ド針弁72の構造及び作用は欧州特許第0228578 号に記載
されている。小孔364 の他端部は大径の孔366 に連通し
ており、この孔366 は中間弁体332 に機械加工された孔
352 に連通している。制御部材334 及びインジェクタ針
弁ピストン336 はガイド孔342 に緊密状にはめ込まれ
て、高圧側燃料領域から低圧側燃料領域への燃料の漏れ
を最小限に抑えることができるようにしている。
【００１４】図１の構造の変更実施例を幾つか用いるこ
とができるが、その内の２つを以下に簡単に説明する。
第１変更例では、用例によってはガイド孔342 を直径が
異なる２つの部分で構成して、一方が針弁ピストン336
を案内し、他方が制御部材334 を案内するようにし、ま
た制御部材334 をガイド孔に圧入することもできる。さ
らに、ばね340 の内径部分を案内する代わりに、それを
針弁ピストン336 の円筒形凹部にはめ込んで、凹部がば
ね340 の外径を案内するようにしてもよい。この方法に
よってガイド孔342 の長さを最短にすることができる。
【００１５】制御室350 内の圧力がインジェクタ針弁の
開閉移動を制御できるようにする図１の実施例の作動モ
ードは以下の通りである。噴射開始の前は、中間弁体33
2 が制御部材334 に接触しているため、弁座表面354 に
よって燃料が孔360 をほとんど通過できないようになっ
ている。ソレノイド針弁72が弁座70から後退すると、小
孔364 内の燃料圧力が、従って大径の孔366 及び352
内、小孔348 内、さらには制御室350 内の燃料圧力も急
激に降下することによって、欧州特許第0228578号に詳
細に記載されているように、インジェクタ針弁が上方へ
移動して、噴射を開始することができる。
【００１６】噴射を終了するためには、ソレノイド針弁
72がまず小孔364 の出口を閉鎖する。この時、燃料は小
孔362 から小孔364 の一部を通って流れて、大径の孔36
6 及び352 内の圧力を増大させる。これと、孔360 内に
広がっている燃料圧力とによって、中間弁体332 が制御
部材334 との係合位置から瞬間的に離れる。これによっ
て、孔360 及びリング形空間346 の間に大きい流れ面積
が生じて、インジェクタ針弁を迅速に閉鎖するために燃
料を供給することができる。
【００１７】従って、この方法の第１の利点として、イ
ンジェクタ針弁の開放移動時の制御を維持しながら非常
に迅速な閉鎖移動を行うことができる。また、噴射中に
小孔364 を通る燃料の漏れが、従来の方法に比べて大幅
に減少する。
【００１８】変更例として、小孔364 の代わりに小孔36
2 を孔366 に接続すれば、機械加工がさらに簡単にな
る。
【００１９】第２変更実施例では、中間弁体332 内の小
孔348 が省略され、従って孔352 が制御室350 を孔366
に接続している。この場合、リング形空間346 も省略さ
れ、中間弁体332 がガイド孔342 内を比較的緊密状に滑
りばめ状態で案内される。孔352 を適当な大きさにする
ことによって、インジェクタ針弁の閉鎖移動中に燃料が
孔360 から制御室350 へ流れるための大きい通路が提供
される。ここでは、インジェクタ針弁の開放移動は、小
出口孔364 及び小孔362 の断面によって制御される。イ
ンジェクタ針弁の閉鎖中の中間弁体332 の瞬間的移動
は、孔360 内に存在している燃料圧力によって引き起こ
される。
【００２０】第３変更実施例では、小孔362 が省略され
る。弁座表面354 の一部に、例えば小さい半径方向溝等
を適当な機械加工で形成することによって、インジェク
タ針弁の閉鎖移動中に中間弁体332 の瞬間的移動を引き
起こす燃料圧力が提供される。
【００２１】上記変更例の１つまたは複数を本発明の主
たる特徴と組み合わせることによって、インジェクタ針
弁の開閉移動をあるエンジン用例に対する最適値に微調
整することができる。
【００２２】インジェクタ針弁の開閉移動を決定する部
材、すなわちソレノイド針弁72の軸部76、制御部材334
、中間弁体332 及びばね340 は、制御室350 を除いた
噴射装置の適当な位置に配置することができ、従って、
必ずしも図１に示されている配置にしなくてもよい。こ
れらの部材は、針弁ピストン336 の長手方向軸線に対し
ていずれの角度に設けることもできる。この場合、連結
路が制御室350 を中間弁体332 の弁座表面354 側とは反
対側に連通させなければならない。
【００２３】
【発明の効果】前述したように、本発明は、噴射中に小
孔364 から漏れる燃料を大幅に減少させることができ
る。この事実によって、あるエンジンサイズに対する小
孔364 の大きさを従来技術の場合よりも小さくすること
ができる。従って、小孔364 内の燃料圧力からソレノイ
ド弁軸部76に伝達される油圧力が小さくなるため、小型
の電磁アクチュエータを用いることができるようにな
り、これも好都合である。しかし、上記利点を促進する
ためには、小孔364 をちょうどその円周で密封するソレ
ノイド弁座70を用いなければならない。これは、平坦な
弁座70を設けた図１の構造において言える。孔364 をち
ょうどその円周で密封するわずかに円錐形または球形の
弁座または一般的に耐久力のある弁座を用いることもで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気油圧作動式インジェクタ針弁
の一部の拡大部分軸方向断面図である。
【符号の説明】
70 ソレノイド弁座 72 ソレノイド弁 76 軸部 332 弁体 336 ピストン部材 342 ガイド孔 344 ハウジング 350 制御室 352 、360 孔 354 弁座表面 364 小孔

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃エンジンの燃焼室へ燃料を間欠的に
    噴射する燃料噴射装置のインジェクタ弁部材の開放及び
    迅速な閉鎖を制御するために、ハウジング(344) と、閉
    鎖位置にあるインジェクタ弁部材を燃料吐き出し開口を
    備えた弁座に押し付けるピストン部材(336) と、前記ピ
    ストン部材(336) 用のガイド孔(342)と、制御室(350)
    とを有し、前記ピストン部材(336) は、前記制御室(35
    0) 内の燃料圧力を受けるようになっており、さらに軸
    部(76)を備えた電磁作動式ソレノイド弁(72)が設けら
    れ、前記軸部(76)がソレノイド弁座(70)と係合して開閉
    位置間を移動することによって、吐き出し通路(364) の
    出口側を開閉する装置において、 少なくとも１つの第１通路(360) が、一端部で弁座表面
    (354) に、他端部で大横断面積の噴射装置の燃料入口通
    路(356、358) に連通しており、少なくともインジェクタ
    弁部材の、従ってピストン部材(336) の開放移動中は弁
    体(332) が前記弁座表面(354) と係合して、前記少なく
    とも１つの第１通路(360) から前記制御室(350) へ燃料
    がほぼ流れないようにしており、前記弁体(332) 内に設
    けられた少なくとも１つの第２通路(352) が前記制御室
    (350) を前記吐き出し通路(364)に連通させており、前
    記軸部(76)の開放移動によって少なくとも前記吐き出し
    通路(364) 、前記第２通路(352) 及び前記制御室(350)
    内で圧力が降下して、前記ピストン部材が、従って前記
    インジェクタ弁部材が開放移動できるようにし、また前
    記軸部(76)が閉鎖移動して前記弁座(70)に係合すること
    によって、前記弁体(332) が前記弁座表面(354) から瞬
    間的に離脱して、前記少なくとも１つの第１通路(360)
    から前記制御室(350) へ燃料が流れて、前記インジェク
    タ弁部材の前記ピストン部材が迅速に閉鎖移動可能とな
    ることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの第１通路(360) 及
    び前記吐き出し通路(364) は、前記ハウジング(344) の
    孔(342) 内にほぼ密着状にはめ込まれている円筒形部材
    (334) 内に設けられており、前記部材(334) は一端部側
    に前記弁座表面(354) を備え、他端部側に前記ソレノイ
    ド弁座(70)を備えていることを特徴とする請求項１の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記円筒形部材(334) または前記ハウジ
    ング(344) 内に機械加工された環状通路(356) が前記少
    なくとも１つの第１通路(360) を前記燃料入口通路(35
    8) に連通させていることを特徴とする請求項２の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記インジェクタ弁部材の前記円筒形部
    材(334) 、前記弁体(332) び前記ピストン部材(336)
    は、軸方向に整合していることを特徴とする請求項２の
    装置。
  5. 【請求項５】 さらなる絞り通路(362) が前記燃料入口
    通路(358) を前記吐き出し通路(364) に、または一端部
    で前記吐き出し通路(364) に、他端部で前記弁体(332)
    の前記少なくとも１つの第２通路(352) に連通している
    別の通路(366) に連通させていることを特徴とする請求
    項１または２の装置。
  6. 【請求項６】 前記弁体(332) は、一端部で前記制御室
    (350) に、他端部で前記第２通路(352) に連通している
    絞りオリフィス(348) を有しており、前記弁体(332) は
    前記弁座表面(354) と前記制御室(350) との間に少なく
    とも１つの連絡通路(346) を設けており、前記連絡通路
    (346) の横断面積は前記絞りオリフィス(348) の横断面
    積よりも相当に大きいことを特徴とする請求項１の装
    置。
  7. 【請求項７】 前記弁体(332) はその外周部が孔(342)
    内を案内され、前記インジェクタ弁部材の前記ピストン
    部材(336) の迅速な閉鎖移動中に、少なくとも１つの第
    １通路(360) から前記制御室(350) へ流れる燃料がほと
    んど前記弁体(332) 前記通路(352) を通って流れること
    を特徴とする請求項１の装置。
  8. 【請求項８】 前記弁座表面(354) はほぼ平坦状か、わ
    ずかに球形または円錐形をしていることを特徴とする請
    求項１の装置。
  9. 【請求項９】 前記軸部(76)は、前記ソレノイド弁座(7
    0)と係合した閉鎖位置にある時、前記吐き出し通路(36
    4) をほぼその出口側の円周で閉鎖することを特徴とす
    る請求項１の装置。
  10. 【請求項１０】 前記ソレノイド弁座(70)及び前記軸部
    (76)の先端が平坦な弁座を形成する構造であることを特
    徴とする請求項９の装置。
JP5132625A 1985-12-02 1993-05-10 電気油圧作動式燃料噴射装置の制御装置 Expired - Lifetime JP2603896B2 (ja)

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