JPS63134851A - デイ−ゼルエンジンの蓄圧型燃料噴射装置 - 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蓄圧型燃料噴射装置に
関し、特に、進角装置を簡素化でき、燃料供給装置内に
進角装置を組み込んでその汎用性を高められるようにす
るとともに、進角装置の機構を簡素にして信頼性を高め
、更に、燃料噴射のための圧抜による運転騒音、噴射時
期の誤差及び次回の噴射量不足の発生を防止でき、しか
も、噴射器・燃料噴射ポンプ・ポンプ復動用蓄圧室等を
初期状態に戻す機構を簡素化できるようにしたディーゼ
ルエンジンの蓄圧型燃料噴射装置に関するものである。

く前提構成ン 本発明は、第１図に示すように、燃料タンク１１を調圧
装置１２、調量装置ｆ１４、遮断弁２５及び燃料噴射ポ
ンプ２６を介して蓄圧式燃料噴射器２９に連通連結し、
燃料噴射ポンプ２６に遮断弁を介してポンプ復動用蓄圧
室２７を連通し、調圧装置１２はエンジンの回転速度に
対応して燃料供給圧を高めるように構成したディーゼル
エンジンの蓄圧型燃料噴射装置を前提にして発明された
ものである。ここで、蓄圧型燃料噴射器２９とは、第１
１図に例示するように、燃料を閉弁加圧用燃料室８５及
び逆止弁９５を通って噴射燃料蓄圧室８６に圧入した後
、閉弁加圧用燃料室８５の内圧を減圧し、噴射器２９の
閉弁加圧用燃料室８５の内圧が所定値を下回ると噴射燃
料蓄圧室８６の内圧が閉弁バネ９１の閉弁付勢力及び閉
弁加圧用燃料室８５の内圧に打ち勝って噴射弁８８を開
弁させ、噴射燃料蓄圧室８６の燃料が噴射孔８７から噴
射されるようになっている噴射器を言う。上記閉弁加圧
用燃料室８５は、通常、燃料噴射ポンプ２６のポンプ室
８２に連通される。

〈従来の技術〉 従来、この閉弁加圧用燃料室８５の内圧は、ポンプ室８
２から逆止弁９５を開いて燃料を噴射燃料蓄圧室８６に
圧入した後、プランジャ８１を上昇させることにより減
圧される。そしてプランジャ８１の上昇は、第１４図に
示すように、クランク軸（第２図に示す）に連動する駆
動装置５の燃料噴射カム３０によって直接に、あるいは
、カムフォロア３１、プッシュロッド３２、ロッカーア
ーム３３等を介して制限されている。また、上記カムフ
ォロア３１は、エンジンの肉壁部１０５に回転可能に支
持された進角用の偏心軸１０６に偏心支持され、エンジ
ンの回転速度に対応して偏心軸１０６を進角側あるいは
遅角側に回転させることによりカムフォロア３１と燃料
噴射カム°３ｏとの接触位置を変化させて燃料噴射時期
を調節するように構成されている。

〈先行発明〉 このように構成された従来のディーゼルエンジンの蓄圧
型燃料噴射装置では、部分負荷時にはプランジャ８１が
上死点まで上昇しない結果、運転騒音が発生したり、噴
射時期を高精度に決定することが困難になると言う問題
があった。

そこで、本発明者は、このような問題を解決するために
、本発明に先だって、第１図に示すように、ディーゼル
エンジンの燃料タンク１を調圧装置１２、調量装置１４
、遮断弁２５及び燃料噴射ポンプ２６を介して蓄圧式燃
料噴射器２９に連通連結し、燃料噴射ポンプ２６に遮断
弁を介してポンプ復動用蓄圧室２７を連通したディーゼ
ルエンジンの蓄圧型燃料噴射装置を発明した。

この先行発明によれば、プランジャ８１の下降ストロー
クにおいてポンプ復動用蓄圧室２７に蓄圧された燃料が
プランジャ８１の上昇ストロークにおいてポンプ室８１
に圧入され、プランジャ８１が常時上死点に復帰させら
れることになり、上記の問題は解決される。

しかしながら、噴射時期は燃料噴射ポンプ２６を駆動す
る駆動装置５によって決定されており、この駆動値Ｗ５
はエンジンのサイズ等が異なるごとにその構成、部品の
形状及び寸法等が異ならせられ、汎用性に乏しいという
問題がある。また、進角装置が上記駆動装置５に組み込
まれており、その汎用性も乏しいという問題もある。

そこで、本発明者は更に本発明に先だって、第１図に示
すように、上記の先行発明の構成を備えるディーゼルエ
ンジンの蓄圧型燃料噴射装置において、次のように改良
されたものを発明した。

即ち、調圧装置１２はエンジンの回転速度に対応して燃
料供給圧を高めるように構成し、燃料噴射器２９の閉弁
加圧用燃料室８５に燃料噴射ポンプ２６及び遮断弁２５
を介して噴射時期決定用圧抜弁１９及び噴射時期調節用
進角弁２０を順に接続し、 上記圧抜弁１９は弁箱５６の導入口２４に圧抜用弁体５
７の圧抜用弁体通路５９をクランク軸Ｃに調時連通させ
るように構成し、 上記進角弁２０は前記圧抜用弁体通路５９を圧抜用弁体
５７の回転方向にそって複数個設けるとともに、この複
数個の進角用弁体通路５９に進角用弁体６１の進角用通
路６２を選択連通可能に構成し、 進角用弁体６１を遅角付勢手段６５で遅角側へ付勢する
とともに、進角用受圧室６３の燃料圧で進角側に付勢す
るように構成し、進角用受圧室６３を前記調圧装置１２
に連通させたディーゼルエンジンの蓄圧型燃料噴射装置
を発明した。

この改良された先行発明によれば、燃料が噴射器２９に
圧入された後、圧抜弁１９を開弁して閉弁加圧用蓄圧室
８５の内圧を減圧することにより噴射弁８８が開弁され
る。従って、噴射時期は進角弁２０によって選択された
圧抜弁１９の噴射時期決定用弁体通路５９が弁箱５６の
導入口２４に連通ずるタイミングによって高精度に決定
される。

また、進角用弁体６１の位置が調圧装置１２によりエン
ジンの回転速度に対応して燃料供給圧を高められる進角
用受圧室６３の内圧に依存して決定れるので、噴射時期
を調整する進角装置の機構を簡素化できる。更に、上記
圧抜弁１９及び進角弁２０が燃料供給装置内に組み込ま
れるのでエンジンのサイズ等に無関係に汎用化すること
ができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記の改良された先行発明によれば、燃
料噴射時に閉弁加圧用燃料室８５から燃料が逃されるの
で、これと連通ずるポンプ室８２及びポンプ復動用蓄圧
室２７内の燃料が初期状態よりも少なくなり、プランジ
ャ８１の上昇ストロークにおいてプランジャ８１が上死
点まで戻れな（なり、その結果、駆動装置５の各部品間
あるいは駆動装置５とプランジャ８１との間に隙間がで
きて運転騒音を発生すること、次回に噴射器２９に燃料
を圧入するときに調量された量よりも少なく圧入され、
噴射量が不足すること等の問題も生しることが分かった
。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、進角装置の機構を簡素化でき、燃料噴射装置を進角装
置付にしてその汎用性を高められるようにするとともに
、噴射時期を調節する進角装置の機構を簡素化して信頼
性を高め、更に、燃料噴射後に噴射器、燃料噴射ポンプ
、ポンプ復動用蓄圧室等を確実に初期状態に戻せるよう
にし、しかも、この初期状態に戻すための機構を簡素に
できるようにしたディーゼルエンジンの蓄圧型燃料噴射
装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明では、上記の前提構成を備えるディーゼルエンジ
ンの蓄圧型燃料噴射装置において上記の目的を達成する
ために次のような技術的手段が講じられる。

すなわち、第１図に示すように、燃料噴射器２９の閉弁
加圧用燃料室８５に燃料噴射ポンプ２６及び遮断弁２５
を介して噴射時期決定用圧抜弁１９及び噴射時期調節用
進角弁２０を順に接続し、噴射時期決定用圧抜弁１９は
弁箱５６の導入口２４に圧抜用弁体通路５９をクランク
軸Ｃと調時させて連通させるように構成し、 噴射時期調節用進角弁２０は、前記圧抜用弁体通路５９
を圧抜用弁体の回転方向に沿って複数個設けるとともに
、この複数個の圧抜用弁体通路５９に亘って進角用弁体
通路６２を選択連通可能に構成し、 進角用弁体６１を遅角付勢手段６５により遅角側へ付勢
するとともに、進角用受圧室６３の燃料圧で進角側に付
勢するように構成し、進角用受圧室６３を前記調圧装置
１２に連通させ、圧抜用弁体５７に圧抜用弁体通路５９
から独立した初期圧供給路２３を形成し、初期圧供給路
２３の始端部を前記進角用受圧室６３に連通させるとと
もに、その終端部が前記噴射時期決定用圧抜弁１９の導
入口２４に調時連通可能に構成される。

〈発明の作用〉 本発明のディーゼルエンジンの蓄圧型噴射装置によれば
、進角弁２０によって選択された噴射時期決定用圧抜弁
１９の噴射時３Ｕｌ決定決定体弁路５９がクランク軸Ｃ
に調時して弁箱５６の導入口２４に連通ずると、閉弁加
圧用燃料室８５の燃料が該圧抜弁１９から外部に逃され
、閉弁加圧室８５の内圧が減圧され、噴射弁８８が開弁
されて噴射孔８７から燃料が噴射される。この噴射時期
は、進角弁２０の進角用弁体通路６２がどの圧抜用弁体
通路５９に連通ずるかによって調節される。進角用弁体
通路６２がどの圧抜用弁体通路５９に連通ずるかは、遅
角付勢手段６５と進角用受圧室６３の燃料圧とがバラン
スする進角用弁体６１の位置によって決定される。進角
用受圧室６３は、エンジンの回転速度に対応して燃料の
供給圧力を高めるように構成された調圧装置１２から燃
料を受けるので、上記進角用弁体６１の位置はエンジン
の回転速度に対応して進角側に移動されることになる。

また、燃料噴射終了後には、閉弁加圧用燃料室８５、燃
料噴射ポンプ２６及びポンプ復動用蓄圧室２７が、初期
圧供給路２３、進角用受圧室６３を介して前記調圧装置
１２に連通されるので、閉弁加圧用燃料室８５、燃料噴
射ポンプ２６及びポンプ復動用蓄圧室２７に噴射時に逃
された燃料が調圧装置１２から補充され、それらの内圧
が確実に初期状態に戻されることになる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

このディーゼルエンジンの燃料装置は、第１図に示すよ
うに、燃料タンク１内の燃料を調量供給装置２によりエ
ンジンの負荷条件に対応して調量し、タイミング制御複
合弁装置３の供給時期決定弁１日を介して所定のタイミ
ングでユニットインジェクタ４に供給し、燃料噴射ポン
プ２６を駆動装置５で駆動することにより蓄圧式燃料噴
射器２９に圧入した後、タイミング制御複合弁装置３の
噴射時！ＩＩｌ設定用圧抜弁１９及び噴射時′Ｍ調節用
進角弁２０により蓄圧式燃料噴射器２９の閉弁加圧用燃
料室８５の燃料を圧抜燃料呼吸室２１に逃がして閉弁加
圧用燃料室８５の内圧を減圧し、これにより噴射弁８８
を開弁させて噴射燃料蓄圧室８６から噴射孔８７を介し
て燃料を噴射させ、噴射終了後の所定のタイミングで、
圧抜燃料呼吸室２１内の燃料を圧抜燃料戻し通路２２を
介してユニットインジェクタ４に吐き戻して圧抜により
減量された燃料をユニットインジェクタ４に戻し、この
後、タイミング制御複合弁装置３の初期圧供給路２３を
ユニットインジェクタ４に連通させてユニットインジェ
クタ４を初期状態に復帰させるようになっている。

上記ｉＩＩ量供給装置２は、第２図に示すように、厚内
円筒状のケーシング６内に組み込まれたトランスファポ
ンプ１０、調圧装置１２（第４図）、調量装置１４及び
圧送ポンプ１６を備え、燃料タンク１からトランスファ
ポンプ１０で図示しない燃料パイプ、入口継手８（第４
図）及び入口通路９゛（第４図）を介して燃料を汲み出
し、トランスファポンプ１０から吐出される燃料の圧力
を調圧装置１２でエンジンの回転速度に対応して（例え
ば、正比例させて）増減させ、調圧された燃料を調量装
置１４でエンジンの負荷状態に対応して調量し、調圧・
調量された燃料を圧送ポンプ１６でタイミング制御複合
弁装置３に圧送するように構成されている。

トランスファポンプ１０はケーシング６の前端部に形成
されたポンプ室３４を有し、このポンプ室３４内には、
第３図に示すように、ケーシング６を貫通する主軸７に
固定されるインナロータ３５と、これに偏心状に噛み合
わされたアウタロータ３６が挿入され、入口通路９から
吸入口３７°を経て燃料を両ロータ３５．３６の間に吸
入し、吐出口３８から吐出通路１１に吐出するようにな
っている。

調圧装置１２は、第４図に示すように、吐出通路１１に
分岐接続され、ケーシング６に螺着された調圧プラグ３
９と、これに摺動可能に内嵌された調圧弁体４０と、こ
の調圧弁体４０を閉弁位置に付勢する閉弁バネ４１とを
備える。調圧プラグ３９の周壁には調圧弁孔４２を開口
させてあり、この調圧弁孔４２は入口通路９に連通され
る。上記トランスファポンプ１０の吐出圧はエンジンの
′回転速度に対応して２次関数的に変化し、この吐出圧
を受けて調圧弁体４０が閉弁バネ４１に抗して開弁方向
に付勢される。この調圧装置１２では、調圧弁体４０の
閉弁位置からの変位量に対する調圧弁孔４２の開口面積
を適宜設定することによって、エンジンの回転速度に対
応して調圧装置１２から入口通路９に逃される燃料量を
調節し、吐出通路１１の内圧が正確にエンジンの回転速
度に正比例して増減されるようになっている。もつとも
、調圧装置１２によって制御される吐出通路１１の内圧
とエンジンの回転速度との対応関係は正比例に限定され
るものではなく、例えば、高速になるほど吐出通路１１
の内圧の増加率が減少するように構成してもよく、逆に
高速になるほど吐出通路１１の内圧の増加率が増大する
ように構成してもよい。尚、上記調圧プラグ３つには、
これと調圧弁体４２との間からリークした燃料を排出す
る図示しないドレンバイブを１妾続するためのドレンバ
イブ用継手４３が連設されている。

調量装置１４は、第２図に示すように、主軸７の前半部
に進退可能に内嵌された３１ピストン４４を備えている
。この調量ピストン４４はエンジンの回転速度に対応し
てフライウェイトイ５の推力によりガバナスプリング４
６の圧力に抗して燃料減量方向（ここでは前方）に駆動
されるようになっている。主軸７の内周面には吐出通路
１１に連通する調量弁孔４７が開口され、これに対向し
て１ｉｆｔピストン４４の周面にはその全周にわたって
調量弁体通路４８が凹設されている。そして、エンジン
の回転速度に対応してＩＴ］ｆｆｉピストン４４が進退
することにより、調量弁孔４７と調量弁体通路４８との
接続面積を変更させることによりエンジンの回転速度に
対応するように流量が調整され、主軸７及びケーシング
６内に形成された出口通路４９を経て圧送ポンプ１６に
燃料が導かれる。

尚、ガバナスプリング４６の圧力は速度設定レバー５０
をｔＳ動操作して変更設定できるようになっている。

圧送ポンプ１６は、第２図及び第５図に示すように、主
軸７の周面に形成された駆動カム５１によりスイングア
ーム５２を介して駆動されるプランジャ５３と、プラン
ジャ５３の進退に伴って容積が変化するポンプ室５４と
を備えている。また、この圧送ポンプ１６は上記プラン
ジャ５３のストロークをトルク特性設定装置５５により
変更設定することによりエンジンの用途に適した種々の
トルク特性に対応するポンプ特性を得られるように構成
されている。

タイミング制御複合弁装置３は、小型化及びコンパクト
化を図るために、第２図及び第６図〜第８図に示すよう
に調量供給装置２の内部に組み込まれる。このタイミン
グ制御複合弁装置３は、本質的には第１図に示すように
それぞれ独立して設けることが可能な供給時期決定弁１
８と、噴射時期設定用圧抜弁１９と、噴射時期調整用進
角弁２０と、圧抜燃料呼吸室２１とを、小型化及びコン
パクト化を図るために一体的に組み合わせたちのである
。

即ち、第２図、第６図〜第８図に示すように、各ユニッ
トインジェクタ４に燃料を圧送するタイミングを決定す
る供給時期決定弁１８と、噴射時！ＵＩ設定用圧抜弁１
９はケーシング６の後半部からなる共通の弁箱５６と、
主軸７の後半部からなる共通の弁体５７とを備える。ケ
ーシング６の内周面の後端部には３１ＲＮ供給装置２の
圧送ポンプ１６から導出された圧送通路１７が開口され
、その少し前方に各ユニットインジェクタ４への出入通
路（分配通路）２４が周方向に等間隔をおいて開口させ
である。上記圧送通路１７に対向する主軸７の部分には
供給時期決定用弁体通路５８の連通溝部５８ａが全周に
わたって凹設され、この連通溝部５８ａの周方向の１箇
所から出入通路２４のｉｍ過軌跡ｌに対向する主軸７外
周面の部分まで周面に沿って軸心方向に供給時期決定溝
部５８ｂが連出される。そして、主軸７が図示しないク
ランク軸に連動して回転し、供給時期決定溝部５８ｂが
出入通路２４とが内外に重なり合って連通ずることによ
り圧送通路１７から供給時期決定用弁体通路５８を介し
て出入通路２４に調圧・調量された燃料が圧入されるよ
うになっている。また、出入通路２４の通過軌跡ｌに対
向する主軸７外周面の部分には、供給時期決定溝部５８
ａよりも後の所定のタイミングで出入通路２４と連通さ
れる圧抜弁１９の圧抜用弁体通路５９が開口される。

供給時期決定弁１８と噴射時期設定用圧抜弁１９との共
通の弁体５７である主軸７の後半部は更に噴射時期調節
用進角弁２０の弁箱としての役目を有している。即ち、
主軸７の後半部内にはこれと同心状に円筒形の進角用弁
室６０が形成され、この進角用弁室６０に進角用弁体６
１が主軸７の軸心方向に進退可能に収納される。上記弁
体５７には、その内周面における開口位置が主軸７の回
転方向及び軸心方向に異なる３木の圧抜用弁体通路５９
がその周壁を貫通するように形成され、進角用弁体６１
の周面には、その３本の圧抜用弁体通路５９のうちの１
本または隣合う２本に連通する進角用弁体通路６２が形
成される。この進角用弁体１ｆｆｌ路６２は進角用弁体
６１の周面の全周にわたり凹設された周溝で構成されて
いる。進角用弁室６０は進角用弁体６１によって進角用
受圧室６３と遅角付勢室６４とに区画される。そして、
進角用受圧室６３を調圧装置１２により調圧される吐出
通路ＩＩに連通させ、遅角付勢室６４をほぼ定圧に保持
される入口通路９に連通させ、また、遅角付勢室６４の
内部には、進角用弁体６１を遅角方向に付勢する遅角付
勢手段６５を収納して、後述するように、進角用弁体６
１の位置をエンジンの回転速度に対する調圧特性に依存
して高精度に制御できるように構成される。

尚、ここでは進角用弁体６１が軸心方向に移動されて圧
抜用弁体通路５９に選択的に連通されるようになってい
るが、エンジンの回転速度に対応して進角用弁体６１が
軸心回りに回転して圧抜用弁体通路５９に選択的に連通
されるように構成することも可能である。

圧抜燃料呼吸室２１は、小型化及びコンパクト化を図る
ために進角用弁体６１の内部に形成される。即ち、進角
用弁体６１の内部は段付円筒状の空洞６６が形成され、
この空洞６６はこれの内部に摺動可能に内嵌されたピス
トン６７により圧抜燃料呼吸室２１と吐き戻し付勢室６
８とに区画される。吐き戻し付勢室６８は、遅角付勢室
６４を介して入口通路９に連通され、その内部に吐き戻
し付勢手段６９を収納している。圧抜燃料呼吸室２１は
、呼吸通路７０により進角用弁体通路６２に連通されて
いる。そして、出入通路２４が圧抜用弁体通路５９、進
角用弁体通路６２及び呼吸通路７０を介して圧抜燃料呼
吸室２１に連通ずると、出入通路２４側の燃料圧によっ
てピストン６７が吐き戻し付勢室６８側に押し込められ
、圧抜燃料呼吸室２１に燃料が圧入される。これにより
、出入通路２４に連通している蓄圧式燃料噴射器２９の
閉弁加圧用燃料室８５の内圧が減圧され、噴射弁８７が
開弁されて燃料が噴射されるようになっている。

出入通路２４の通過軌跡ｌに対向する主軸７の周壁の部
分に、圧抜用弁体通路５９よりも後の所定のタイミング
で出入通路２４と連通される圧抜燃料戻し通路２２が形
成されている。そして、圧抜燃料呼吸室２１が呼吸通路
７０、進角用弁体通路６２及び圧抜燃料戻し通路２２を
介して出入通路２４に連通されることにより、吐き戻し
付勢手段６９がピストン６７を圧抜燃料呼吸室２１側に
押し戻し、圧抜燃料呼吸室２１に圧入された燃料が出入
通路２４を経てユニ７）インジェクタ４に吐き戻される
ようになっている。

更に、出入通路２４の通過軌跡ｉに対向する主軸７周壁
の部分に、圧抜燃料戻し通路２２よりも後の所定のタイ
ミングで出入通路２４と連通される初期圧供給路２３が
凹設されている。この初期圧供給路２３は、調圧装置１
２によって調圧されている吐出通路１１に連通されてい
る。

ユニットインジェクタ４は、第１図及び第１１図に示す
ように、出入通路３に接続される複合遮断弁２５と燃料
噴射ポンプ２６と、ポンプ復動用蓄圧室２７と、遮断弁
復動用蓄圧室２８と、蓄圧式燃料噴射器２９とからなり
、燃料噴射ポンプ２６は噴射器２９のボディ８３に内蔵
され、複合遮断弁２５は更に燃料噴射ポンプ２６のプラ
ンジャ８１内に内蔵される。

即ち、燃料噴射ポンプ２６は、ボディ８３の一側に噴射
管８４と平行に、かつ、昇降可能に内嵌されたプランジ
ャ８１と、ボディ８４及びプランジャ８１によって区画
されたポンプ室８２を有する。プランジャ８１は両端が
閉塞された中空筒状に形成され、その内部空間が複合遮
断弁２５の弁室７１を構成している。この弁室７１には
スプール７２が摺動可能に挿入され、このスプール７２
によって弁室７１がスプール７２の移動ストロークの下
死点側のポンプ復動用蓄圧室２７と、その上死点側の遮
断弁復動用付勢室７３に区画される。

この遮断弁復動用付勢室７３は遮断弁復動用蓄圧室２８
に連通されている。プランジャ８１の周壁の中間高さ部
には出入通路２４に連通ずる内部出入通路７４が開口さ
れ、その下部にはポンプ室８２に連通するポンプ連通路
７５が開口され、その上部には遮断弁復動用蓄圧室２８
及び遮断弁復動用付勢室７３にｉ！！通ずる踏圧連通路
７６が開口されている。スプール７２には、その下端面
から上部に延びる中空孔７７が形成され、スプール７２
の周壁にはその中間高さから周面に延びて、常時内部出
入通路７４に連通する連通孔７８と、その下部から周面
に延びて、スプール７２が上死点よりも下方に位置する
ときにポンプ連通路７５に連通されるポンプ弁孔７９と
、その上端部から周面に延びて、スプール７２が上死点
及び下死点に位置するときに蓄圧連通路７６に連通され
る蓄圧弁孔８０とが形成されている。

蓄圧式燃料噴射器２９は、ボディ８３の他側部に内嵌さ
れた噴射管８′４を備え、この噴射管８４内の下半部に
閉弁加圧用燃料室８５と第１蓄圧室９６が上下一連に形
成され、噴射管８４の下端部に１個または複数個（ここ
では２個）の噴射孔８７が形成される。噴射孔８７の近
傍で第１蓄圧室９６と噴射孔８７との接続を遮断する噴
射弁８日はニードル弁で構成され、その弁軸８９の上端
部は、噴射管８４の上半部内に形成された閉弁バネ室９
０に突入させである。閉弁バネ室９０には噴射弁８８を
閉弁付勢する閉弁バネ９１が収納され、この閉弁バネ９
１の付勢力を調整する調整ナツト９２は、噴射管８４の
上端部に油密状に螺着されるカバーナツト９３により覆
われる。カバーナツト９３の内部空間９４は閉弁バネ室
９１と連通され、これとともに遮断弁復動用蓄圧室２８
を構成している。閉弁加圧用燃料室８５と第１蓄圧室９
６とは逆止弁９５により区画される。この逆止弁９５は
弁軸８９の一部分を拡径して形成した弁座１００と、こ
れの板面に接離する円環状の弁体１０１と、これを閉弁
付勢する閉弁バネ１０２からなる。また、噴射管８４の
中間高さ部の周囲には、これとボディ８３により区画さ
れた円環状の第２蓄圧室９７が設けられ、この第２Ｍ圧
室９７は燃料噴射ポンプ２６と反対側のボディ８３内部
に配置された第２蓄圧室用逆止弁９８及び第２蓄圧室用
蓄圧設定弁９９により第１蓄圧室９６に接続され、第１
蓄圧室とともに噴射燃料蓄圧室８６を構成している。尚
、第１蓄圧室９６は比較的小容積に形成され、第２蓄圧
室９７は比較的大容積に形成されている。

尚、上記吐出ｉｌｌ！！ａｌｌは調量装置１２の直前部
分で緊急停止用電磁弁１３により遮断できるように成っ
ており、また、出口通路４９は手動停止弁１５によって
遮断できるように成っている。

次に、この燃料装置の動作を説明する。

第１２図（１）に示すように、初期状態では、プランジ
ャ８１は上死点に位置し、スプール７２は下死点に位置
させられる。また、遮断弁復動用蓄圧室２８、ポンプ復
動用蓄圧室２７、遮断弁復動用付勢室７３及びポンプ室
８２の内圧は調圧袋！１２により調圧された基準圧にな
っている。ここで、第１３図（１）〜第１３図（６）の
ａ時点［以下、単にａ時点という。第１３図（１）ない
し第１３図（６）の他の時点についても同様とする］か
らｂ時点にわたって供給時期決定弁１８の供給時期決定
溝５８ａと出入通路２４が連通され、ｙＩ量・調圧され
た燃料Ｖｉｎがユニットインジェクタ４に圧入される。

この燃料Ｖｉｎはまず第１２図（２）に示すようにポン
プ復動用蓄圧室２７に圧入され、スプール７２は下死点
から中間高さまで押し上げられる。この後のＣ時点から
駆動装置５によってプランジャ８１が下降させられると
、ホンプ室８２、ポンプ復動用蓄圧室２７、遮断弁復動
用付勢室７３及び遮断弁復動用蓄圧室２８の内圧がしだ
いに上昇し、第１２図（３）に示すように、ポンプ室８
２からポンプ復動用蓄圧室２７に最大噴射ｌＶｍａｘと
等しい量の燃料が圧入されたとき、すなわち、プランジ
ャ８１の残りのストロークでポンプ室８２から押し出さ
れる燃料の量が圧入された燃料Ｖｉｎと等しくなったと
きにスプール７２が上死点まで上昇させられる。Ｃ時点
からスプール７２が上死点に達するｄ時点までのプラン
ジャ８１の下降ストローク中は燃料噴射器２９の逆止弁
９５が閉弁されており、燃料噴射器２９には燃料が圧入
されないので、無効ストロークと呼ぶ。スプール７２が
上死点に達するとポンプ室８２の内圧が逆止弁９５の開
弁圧に達するとともにポンプ連通路７５とポンプ弁孔７
９とが遮断される。また、蓄圧弁孔８０が蓄圧連通路７
６と連通され、ポンプ復動用蓄圧室２７の内圧が遮断弁
復動用蓄圧室２８及び遮断弁復動用付勢室７３の内圧と
一敗するように補正される。そして、このｄ時点以後、
プランジャ８１が下降してポンプ室８２の内圧が更に上
昇するに連れ、燃料Ｖｉｎが噴射燃料蓄圧室８６に圧入
される。噴射燃料蓄圧室８６に圧入される燃料は、その
圧力が第２Ｍ圧室９７の内圧に達するｅ時点までは専ら
第１蓄圧室９８に圧入され、その圧力が第２蓄圧室９７
の内圧を上回ると第２Ｍ圧室用逆止弁９８が開弁されて
第２ｍ圧室９７にも圧入される。第２蓄圧室９７の内圧
が蓄圧設定弁９９の設定圧以上になると蓄圧設定弁９９
が開弁され、逆止弁９８は閉弁される。第１２図（４）
に示すようにプランジャ８１が下死点に到達する１時点
では、燃料の圧力上昇が止まり、逆止弁９５が閉弁され
て噴射燃料蓄圧室８６に燃料Ｖｉｎが高圧で蓄圧される
。そして、この後の所定のｇ時点で、出入通路２４が圧
抜用弁体通路５９、進角用弁体通路６２及び呼吸通路７
０を介して圧抜燃料呼吸室２１に連通され、出入通路２
４の内圧が減圧され始める。この減圧開始のタイミング
は、進角用弁体通路６２に連通している圧抜用弁体通路
５９が出入通路２４に連通ずることにより設定されるの
で、エンジンの回転速度が速い場合には標〈心的なタイ
ミングよりも速くなり、エンジンの回転速度が遅い場合
には標準的なタイミングよりも遅くなる。

−即ち、エンジンの回転速度が高くなるとエンジンの回
転速度に正比例して進角用受圧室６３の内圧が高まり、
進角用弁体６１が進角方向に移動され、最も主軸７の回
転上手側の圧抜用弁体通路５９と進角用弁体通路６２が
連通ずることにより、中央の圧抜用弁体通路５９と進角
用弁体通路６２が連通ずる場合よりも早く出入通路２４
が圧抜用弁体通路５９を介して進角用弁体通路６２に連
通され、噴射時期が早められるようになっている。

また、エンジンの回転速度が低くなると、最も主軸７の
回転下手側の圧抜用弁体通路５９と進角用弁体通路６２
が連通することにより、中央の圧抜用弁体通路５９と進
角用弁体通路６２が連通する場合よりも遅く出入通路２
４が圧抜用弁体通路５９を介して進角用弁体通路６２に
連通され、噴射時期が遅れるようになっている。中間の
速度では中央の圧抜用弁体通路５９と進角用弁体通路６
２が連通し、Ｉ５！準的なタイミングで出入通路２４が
圧抜用弁体通路５９を介して進角用弁体通路６２に連通
され、標準的なタイミングで噴射用の圧抜きが行われる
。進角用弁体通路６２は、各圧抜用弁体通路５９に択一
的に連通ずるだけでな（、それらに対応する回転数領域
の過渡領域では中央と最も上手の圧抜用弁体通路５９あ
るいは中央と最も下手の圧抜用弁体１ｊＩｌ路５９の２
本の圧抜用弁体通路５９と同時に連通でき、側圧抜用弁
体通路５９との接続面積の割合によって圧抜の立ち上が
り特性が変化するようになっている。このようにして、
進角用弁体６１の位置を調圧装置１２のエンジン回転速
度に対する調圧特性に依存して節単に高精度に制御でき
るので、進角時期を簡単に高精度に制御できることにな
る。

スプール７２が上死点からしだいに下降し、ポンプ弁孔
７９とポンプ連通路７５の連通が回復されるｈ時点から
閉弁加圧用燃料室８５の内圧が急激に減圧し、所定の開
弁圧まで閉弁加圧用燃料室８５の内圧が降下したｉ時点
から逆止弁９５に作用する差圧が閉弁バネ９１の付勢力
に打ち勝って噴射弁８８が開弁される。

上述のように、スプール７２が上死点に達したときに、
蓄圧弁孔８０と蓄圧連通路７６とが連通されるので、噴
射器２９への燃料圧入時にポンプ室８２からポンプ復動
用蓄圧室２７へのリーク燃料によって生じるポンプ復動
用蓄圧室２７の内圧の上昇が補正され、圧抜時にポンプ
連通路７５とポンプ弁孔７９とが連通ずるタイミングが
遅れることが防止される。そして、この連通の遅れによ
る噴射タイミングの誤差（遅れ）の発生が防止される。

ここでは、ポンプ連通路７５が上下に並ぶ小径ポンプ連
通路７５ａと大径ポンプ連通路７５ｂとで構成され、ス
プール７２が下死点から下降し始めて先に小径ポンプ連
通路７５ａがポンプ弁孔７９に連１ｆｆｉＬ、閉弁加圧
用蓄圧室８６の内圧の減少を比較的緩慢に抑えて、噴射
弁８８の開弁機を小さく制限し、燃料噴射■を少量に抑
えるとともに、燃料噴射による噴射燃料蓄圧室８６の内
圧の減圧が小さく抑えられる。そして、スプール７２が
さらに下降して、例えば、定格回転速度における着火時
点に相当するｊ時点に達すると、大径ポンプ連通路７５
ｂがポンプ弁孔７９に連通し、２ａに閉弁加圧用燃料室
８５の内圧が減圧され、噴射弁８８が急激に太き（開弁
され、多量の燃料が高圧で勢いよく噴射されることにな
る。このように、着火前の燃料噴射量を少量に抑えるこ
とにより着火時の爆発音を減少させて運転騒音を防止す
ることができる。また、着火時以降に高圧で多量の燃料
を噴射することにより運転騒音の減少をはかる上で許さ
れる限り最大の熱効率を得ることができる。また、噴射
圧は噴射撚ｆ：＋蓄圧室８６の内圧が高圧であるので、
所定量の燃料Ｖｉｎを短時間で噴射しきることができる
。そして、噴射燃料蓄圧室８６の内圧が第２蓄圧室用蓄
圧設定弁９９の設定圧以下になるに時点以後は、この蓄
圧設定弁９９が閉弁され、第２Ｍ圧室９７の内圧はその
設定圧以上に保持される。一方、噴射孔８７に連通ずる
噴射燃料蓄圧室８６の容積は、実質上、第１Ｍ圧室９６
のそれに減少され、僅かな量の燃料が噴射されても大き
く第１蓄圧室９６の内圧が減圧され、短時間でこの内圧
が所定の閉弁圧まで減圧されて噴射弁８８が閉弁される
（１時点）。従って、噴射時間を大幅に短縮するとかで
き、エンジンの高速化を図る上で有利になる。燃料噴射
が終了した後、所定のｍ時点になると、駆動装置５の燃
料噴射カム３０のカムリフトが減少し始め、ポンプ室８
２の内圧によりプランジャ８１が駆動装置５のロッカー
アーム３３に押し当てられつつ上昇する。

プランジャ８１が上昇するに連れポンプ室８２の容積が
拡大され、ポンプ室８２、ポンプ復動用蓄圧室２７の内
圧が減圧されるので、遮断弁復動用付勢室７３の圧力に
よってスプール７２が下降させられ、ポンプ復動用蓄圧
室２７からポンプ室８２に最大噴射ＩＪ　Ｖｍａｘに等
しい量の燃料が圧入されるまでポンプ復動用蓄圧室２７
からポンプ室８２に燃料が押し込められる。

ところで、ｇ時点以後の圧抜の期間に、ポンプ復動用蓄
圧室２７から圧抜燃料呼吸室２１側に燃料が逃されるこ
とから、そのままスプール７２を下死点まで下降させた
とすればタイミング制御口複合弁装置３からユニットイ
ンジェクタ４側に封入された燃料の量は初期状態よりも
少なくなり、次に調圧・４１１１された燃料をユニット
インジェクタ４に圧入するとスプール７２がその圧入ｌ
に対応して上昇すべき高さよりも低い位置までしか上昇
せず、運転騒音や噴射時期制御の誤差を生じる上、次回
の燃料噴射量が不足するといった不都合が生しることに
なる。

そこで、スプール７２が下死点の近傍まで下降するｎ時
点で、圧抜燃料呼吸室２１が呼吸通路７０、圧抜燃料戻
し通路２２を介して出入通路２４に連通され、吐き戻し
付勢手段６９によって圧抜燃料呼吸室２１に圧抜のため
に押し込められていた燃料が出入通路２４に吐き戻され
、更に、ポンプ復動用蓄圧室２７及びポンプ室８２に吐
き戻される。このようにして吸い出された燃料をユニッ
トインジェクタ４に吐き戻すことにより、次回の噴射時
の燃料不足の発生が防止される。しかし、圧抜燃料呼吸
室２１に封じ込められていた燃料は初期圧よりも高圧で
あるために、ポンプ復動用蓄圧室２７及びポンプ室８２
の内圧は初期状態よりも高圧になり、スプール７２は下
死点の近傍から少しだけ上死点側に移動させられる。従
って、この状態から初期状態に戻すために、最後に所定
の０時点において、初期圧供給路２３が出入通路２４に
連通され、遮断弁復動用蓄圧室２８、ポンプ復動用蓄圧
室２７、遮断弁復動用付勢室７３及びポンプ室８２の内
圧が調圧袋Ｗｌ　２により調圧された基準圧に戻され、
スプール７２が下死点に戻される。

ところで、遮断弁復動用蓄圧室２８及び遮断弁復動用付
勢室７３の内圧は、第２蓄圧室９７からの燃料リークに
より増圧されたり、圧抜時にポンプ復動用蓄圧室２７へ
のリークにより減圧されたりすることが考えられる。遮
断弁復動用蓄圧室２８及び遮断弁復動用付勢室７３の内
圧が増圧すれば、次回に！ＪｉＩ量供給袋供給装置２料
が圧入されるときに遮断弁復動用蓄圧室２Ｂの内圧によ
ってスプール７２の上昇が妨げられ、ポンプ復動用蓄圧
室２７の蓄圧容積が狭められる。その結果、燃料を噴射
器２９に圧入した後、プランジャ８１の上昇時にポンプ
復動用蓄圧室２７からポンプ室８２に圧入される燃料の
量が不足してプランジャ８１が上死点まで上昇できな（
なり、運転騒音が発生することになる。また、遮断弁復
動用蓄圧室２８及び遮断弁復動用付勢室７３の内圧が減
圧すれば、次回に調量供給装置２から燃料が圧入され、
プランジャ８１を下降させるときにポンプ連通路７５と
ポンプ弁孔７９とが遮断されるタイミングが遅れ、燃料
噴射量が減少することになる。

ここでは、スプール７２が下死点に戻されると、蓄圧弁
孔８０が再び蓄圧連通路７６と連通し、遮断弁復動用蓄
圧室２８及び遮断弁復動用付勢室７３の内圧が基準圧（
初期圧）に補正されるので、これらの内圧の増圧による
運転騒音の発生や、減圧による噴射量の誤差（減少）の
発生が防止されることになるのである。

尚、ここでは噴射燃料呼吸室２１を設けて圧抜燃料を外
部に放出しないようにしであるが、この噴射燃料呼吸室
２１を設けることは本発明に必須のことではなく、これ
を設けずに単に進角用受圧室６３を介して調圧装置１２
に連通された初期圧供給路２３を弁箱５６の出入通路２
４に調時連通させるだけであっても、調圧装置１２から
進角用受圧室６３、初期圧供給路２３、出入通路２４及
び遮断弁２５を介してポンプ復動用蓄圧室２７、ポンプ
室８２及び閉弁加圧用蓄圧室８５に燃料を補充して初期
状態に戻すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明に係るディーゼルエンジンの蓄圧
式燃料噴射装置によれば、進角装置が噴射時期決定用圧
抜通路を有する噴射時期決定用圧抜弁の弁体と、進角用
弁体通路を有する進角用弁体と、この進角用弁体を遅角
方向に付勢する遅角付勢手段と、進角用弁体を進角側に
付勢する進角用受圧室とで１個の弁として構成されてい
るので、進角装置の構成を簡素化できる。また、燃料噴
射装置に噴射時期を決定する機構と噴射時期を調節する
進角装置とが組み込まれているので、エンジンのサイズ
等に無関係に汎用化することができる。

更に、進角装置の作動原理及び構成が簡単なことから、
故障が発生しに＜＜、信頼性が高い。また、噴射時の圧
抜きのために逃す燃料に見合う燃料が初期圧供給路を介
して調圧装置から補充され、燃料噴射器、燃料噴射ポン
プ及びポンプ復動用蓄圧室が確実に初期状態に戻される
ので、プランジャが確実に上死点まで上昇し、燃料噴射
ポンプ駆動用の駆動装置の部品間あるいはその駆動装置
とプランジャとの間に隙間が生じることを防止して、駆
動装置の部品どうしあるいは駆動装置とプランジャとの
打撃による運転騒音や、駆動装置の部品の振動による噴
射時期制御の誤差の発生を防止できるとともに、次回の
燃料噴射時の噴射量不足を防止できる。加えて、燃料噴
射器、燃料噴射ポンプ及びポンプ復動用蓄圧室を初期状
態に戻すための機構は、単に進角用弁体に進角用受圧室
から圧抜用弁体通路に調時連通される初期圧供給路を形
成するだけで済み、簡素にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの
蓄圧型燃料噴射装置の全体構成を示す等価回路図、第２
図はその燃料調量供給装置及びタイミング制御複合弁装
置の縦断側面図、第３図はそのトランスファポンプの縦
断正面図、第４図はその調圧装置の縦断正面図、第５図
はその圧送ポンプの縦断正面図、第６図はそのタイミン
グ制御複合弁装置の縦断側面図、第７図はそのタイミン
グ図された各弁体通路、圧抜燃料戻し通路及び初期圧供
給路の配置を示す展開図、第１１図はそのユニットイン
ジェクタの縦断面図、第１２図（１）〜第１２図（４）
はそのポンプ復動用蓄圧室の動作を順を追って示す各模
式図、第１３図（１）〜第１３図（６）はユニットイン
ジェクタの各部分の動作タイミング、圧力変化及びタイ
ミング制御複合弁装置の動作タイミングの関係を示す各
タイミング図、第１４図は従来の燃料噴射装置及び進角
装置の構成図である。 １・・・燃料タンク、１２・・・調圧装置、１４・・・
調量装置（調量供給装置）、１９・・・噴射時期決定用
圧抜弁、２０・・・噴射時Ｍ調整用進角弁、２１・・・
圧抜燃料呼吸室、２３・・・初期圧供給路、２４・・・
出入通路（導入口）、２５・・・複合遮断弁（遮断弁）
、２６・・・燃料噴射ポンプ、２７・・・ポンプ復動用
蓄圧室、２９・・・蓄圧式燃料噴射器、５Ｇ・・・弁箱
、５７・・・工法用弁体、５９・・・圧抜用弁体通路、
６１・・・進角用弁体、６２・・・進角用弁体通路（進
角用通路）、６３・・・進角用受圧室、６５・・・遅角
付勢手段、８５・・・閉弁加圧用蓄圧室、Ｃ・・・クラ
ンク軸。 特　許　出　願　人　　久保田鉄工株式会社゛ｌニレ−
′ 第３図 第４図 第５図 第６図 第１０図 第１２図（１） 昂 第１２図（２） □−一）矢 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディーゼルエンジンの燃料タンク１を調圧装置１２
   、調量装置１４、遮断弁２５及び燃料噴射ポンプ２６を
   介して蓄圧式燃料噴射器２９に連通連結し、燃料噴射ポ
   ンプ２６に遮断弁を介してポンプ復動用蓄圧室２７を連
   通し、調圧装置１２はエンジンの回転速度に対応して燃
   料供給圧を高めるように構成したディーゼルエンジンの
   蓄圧型燃料噴射装置において、 燃料噴射器２９の閉弁加圧用燃料室８５に燃料噴射ポン
   プ２６及び遮断弁２５を介して噴射時期決定用圧抜弁１
   ９及び噴射時期調節用進角弁２０を順に接続し、 上記圧抜弁１９は弁箱５６の導入口２４に圧抜用弁体５
   ７の圧抜用弁体通路５９をクランク軸Ｃに調時連通させ
   るように構成し、 上記進角弁２０は前記圧抜用弁体通路５９を圧抜用弁体
   ５７の回転方向にそって複数個設けるとともに、この複
   数個の進角用弁体通路５９に進角用弁体６１の進角用通
   路６２を選択連通可能に構成し、 進角用弁体６１を遅角付勢手段６５で遅角側へ付勢する
   とともに、進角用受圧室６３の燃料圧で進角側に付勢す
   るように構成し、進角用受圧室６３を前記調圧装置１２
   に連通させ、 圧抜用弁体５７に圧抜用弁体通路５８から独立した初期
   圧供給路２３を形成し、初期圧供給路２３の始端部を前
   記進角用受圧室６３に連通させるとともに、その終端部
   を前記噴射時期決定用圧抜弁１９の導入口２４に調時連
   通可能に構成したことを特徴とするディーゼルエンジン
   の蓄圧型燃料噴射装置