JPS6341575Y2 - - Google Patents

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JPS6341575Y2
JPS6341575Y2 JP1983134501U JP13450183U JPS6341575Y2 JP S6341575 Y2 JPS6341575 Y2 JP S6341575Y2 JP 1983134501 U JP1983134501 U JP 1983134501U JP 13450183 U JP13450183 U JP 13450183U JP S6341575 Y2 JPS6341575 Y2 JP S6341575Y2
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fuel
valve
injection
accumulator
nozzle
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の燃料噴射装置に係り、とく
に燃料噴射ポンプによつて燃料を加圧し、加圧さ
れた燃料を噴射ノズルに供給して霧状にして噴射
するようにした燃料噴射装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and in particular, to a fuel injection device for an internal combustion engine. The present invention relates to a fuel injection device.

圧縮点火機関を構成するデイーゼルエンジンに
おいては、燃料を燃料噴射ポンプによつて加圧
し、エンジンの各シリンダに設けられている噴射
ノズルによつて噴射するようになつている。そし
て燃料噴射装置による燃料の噴射率は、シリンダ
内における燃焼に大きな影響を及ぼし、また排気
ガス中における有害物質の生成に大きく影響す
る。一般に排気ガス中における有害物質、とくに
窒素酸化物の量を低減するためには、燃料の噴射
のタイミングを遅くすればよい。これによつて燃
焼温度が低くなり、窒素酸化物の生成を抑制する
ことができる。
In a diesel engine that constitutes a compression ignition engine, fuel is pressurized by a fuel injection pump and injected by injection nozzles provided in each cylinder of the engine. The injection rate of fuel by the fuel injection device has a large effect on combustion within the cylinder, and also has a large effect on the generation of harmful substances in exhaust gas. Generally, in order to reduce the amount of harmful substances, particularly nitrogen oxides, in exhaust gas, the timing of fuel injection can be delayed. This lowers the combustion temperature and suppresses the production of nitrogen oxides.

しかるに噴射のタイミングを遅らせることによ
つて窒素酸化物の生成を抑制するようにすると、
シリンダ内において燃料が完全燃焼しなくなつて
燃費が悪化する。さらに不完全燃焼により一酸化
炭素やハイドロカーボンが排気ガス中に多くな
る。また排気ガスに黒煙が含まれることになり、
好ましくない。
However, if the generation of nitrogen oxides is suppressed by delaying the injection timing,
The fuel is not completely combusted in the cylinder, resulting in poor fuel efficiency. Furthermore, incomplete combustion increases carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas. In addition, the exhaust gas will contain black smoke,
Undesirable.

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、排気ガス中における有害物質を低減
するとともに、燃費が悪化しないようにした内燃
機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする
ものである。
The present invention was developed in view of these problems, and aims to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that reduces harmful substances in exhaust gas and prevents fuel efficiency from deteriorating. It is something.

斯る目的を達成するために本考案では、燃料を
加圧する燃料噴射ポンプから噴射ノズルに至る燃
料供給パイプに開閉弁を介装するとともに、この
開閉弁より燃料噴射ポンプ側の燃料供給パイプに
アキユムレータを介装している。
In order to achieve this purpose, the present invention includes an on-off valve interposed in the fuel supply pipe leading from the fuel injection pump that pressurizes the fuel to the injection nozzle, and an accumulator in the fuel supply pipe on the side of the fuel injection pump from the on-off valve. is interposed.

そして、開閉弁を開いて燃料噴射ポンプで加圧
された(燃料噴射ポンプから吐出された)燃料を
噴射ノズルに供給してパイロツト噴射を行なわせ
た後に、この開閉弁を閉じることによつて加圧さ
れた燃料を前記アキユムレータに蓄え、所定時間
が経過した後に前記開閉弁を開いて前記アキユム
レータに蓄えられている燃料を前記噴射ノズルに
供給して主噴射を行なわせるようにしたことを特
徴としている。
Then, after opening the on-off valve and supplying the fuel pressurized by the fuel injection pump (discharged from the fuel injection pump) to the injection nozzle to perform pilot injection, the on-off valve is closed. Pressurized fuel is stored in the accumulator, and after a predetermined time has elapsed, the on-off valve is opened to supply the fuel stored in the accumulator to the injection nozzle for main injection. There is.

従つて、燃料の噴射初期においては、燃料噴射
ポンプから吐出された燃料が開閉弁を経て噴射ノ
ズルに供給されてパイロツト噴射が行なわれる。
又、このようにしてパイロツト噴射が行なわれた
後に開閉弁が閉じられるので、燃料噴射ポンプか
ら吐出された燃料がアキユムレータに蓄えられ
る。
Therefore, at the initial stage of fuel injection, fuel discharged from the fuel injection pump is supplied to the injection nozzle via the on-off valve to perform pilot injection.
Furthermore, since the on-off valve is closed after the pilot injection has been carried out in this manner, the fuel discharged from the fuel injection pump is accumulated in the accumulator.

そして、所定の時間が経過すると開閉弁が再び
開かれるために、今度はアキユムレータに蓄えら
れている燃料が開閉弁を経て噴射ノズルに一気に
供給されて主噴射が行なわれる。
Then, after a predetermined period of time has elapsed, the on-off valve is opened again, so that the fuel stored in the accumulator is now supplied to the injection nozzle at once through the on-off valve, and main injection is performed.

尚、このような主噴射は、パイロツト噴射によ
つて生じた火炎の存在のもとに行なわれるため
に、多量の燃料を噴射したとしても良好な燃焼が
行なわれる。このために、燃焼に伴なう窒素酸化
物の生成を抑制すべく主噴射のタイミングを遅ら
せたとしても燃費及び排気特性が悪化することが
ない。
Incidentally, since such main injection is performed in the presence of the flame generated by the pilot injection, good combustion is achieved even if a large amount of fuel is injected. For this reason, even if the timing of main injection is delayed in order to suppress the production of nitrogen oxides accompanying combustion, fuel efficiency and exhaust characteristics will not deteriorate.

以下に本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。第1図は本実施例に係るデイーゼルエ
ンジンの燃料噴射装置を示すものであつて、この
燃料噴射装置は燃料噴射ポンプ1を備えており、
タイマ2を介してカムシヤフト3によつて駆動さ
れるようになつている。またこの燃料噴射ポンプ
1は、一回に供給する燃料の供給量を制御するた
めのメカニカルガバナ4を備えている。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a fuel injection device for a diesel engine according to this embodiment, and this fuel injection device is equipped with a fuel injection pump 1.
It is designed to be driven by a camshaft 3 via a timer 2. The fuel injection pump 1 also includes a mechanical governor 4 for controlling the amount of fuel supplied at one time.

上記燃料噴射ポンプ1はエンジンのシリンダ数
と同数のプランジヤポンプを備えており、このプ
ランジヤポンプの吐出側は燃料供給パイプ5を介
して燃料噴射ノズル6と接続されている。ノズル
6はエンジンのシリンダ7の上部において、シリ
ンダヘツド8に固着されており、ピストン9の頂
部に形成された燃焼室10に向けて燃料を噴射す
るようになつている。そして上記燃料供給パイプ
5には開閉弁11とアキユムレータ12とが設け
られている。なお開閉弁11がアキユムレータ1
2よりもノズル6側に取付けられている。
The fuel injection pump 1 includes the same number of plunger pumps as the number of engine cylinders, and the discharge side of the plunger pumps is connected to a fuel injection nozzle 6 via a fuel supply pipe 5. The nozzle 6 is fixed to a cylinder head 8 at the top of the cylinder 7 of the engine, and is adapted to inject fuel toward a combustion chamber 10 formed at the top of the piston 9. The fuel supply pipe 5 is provided with an on-off valve 11 and an accumulator 12. Note that the on-off valve 11 is the accumulator 1.
It is attached closer to the nozzle 6 than the nozzle 2.

つぎにこの開閉弁11の構造について説明する
と、開閉弁11は第2図に示すようにボデイ13
を備えており、このボデイ13の中心部には軸線
方向に貫通する貫通孔14が形成されている、こ
の貫通孔14内には圧電棒15が配されており、
この圧電棒15には押圧キヤツプ16が被せられ
ている。圧電棒15はチタン酸バリウム、ジルコ
ン酸鉛等の圧電物質から構成されており、その上
端側はホルダ17に支持されている。そしてホル
ダ17は一対のロツクナツト18によつて押えら
れている。
Next, to explain the structure of this on-off valve 11, the on-off valve 11 has a body 13 as shown in FIG.
A through hole 14 is formed in the center of the body 13 and extends in the axial direction.A piezoelectric rod 15 is disposed within the through hole 14.
This piezoelectric rod 15 is covered with a pressure cap 16. The piezoelectric rod 15 is made of a piezoelectric material such as barium titanate or lead zirconate, and its upper end is supported by a holder 17. The holder 17 is held down by a pair of lock nuts 18.

さらにこの開閉弁11のボデイ13の下側に
は、上記貫通孔14と連通する凹部19が設けら
れており、この凹部19には円盤状をなす弁20
が収納されている。弁20は小孔21を備えると
ともに、ボデイ13に形成された燃料通過孔22
の開閉を行なうようになつている。そしてこの弁
20は下側のキヤツプ23の凹部24内に収納さ
れたスプリング25によつて押されるようになつ
ている。そしてキヤツプ23にも燃料通過孔26
が形成されており、この通過孔26を介して、開
閉弁11は燃料供給パイプ5と接続されている。
同様にボデイ13の上側にもキヤツプ27が取付
けられており、このキヤツプ27に形成された燃
料通過孔28は、ノズル6と接続されている燃料
供給パイプ5と、ボデイ13の燃料通過孔22と
を連通させている。
Further, a recess 19 communicating with the through hole 14 is provided on the lower side of the body 13 of the on-off valve 11, and a disk-shaped valve 20 is provided in the recess 19.
is stored. The valve 20 includes a small hole 21 and a fuel passage hole 22 formed in the body 13.
It is designed to open and close. The valve 20 is pushed by a spring 25 housed in a recess 24 of the lower cap 23. And the fuel passage hole 26 is also in the cap 23.
is formed, and the on-off valve 11 is connected to the fuel supply pipe 5 via this passage hole 26.
Similarly, a cap 27 is attached to the upper side of the body 13, and a fuel passage hole 28 formed in this cap 27 connects the fuel supply pipe 5 connected to the nozzle 6 and the fuel passage hole 22 of the body 13. are communicating.

つぎにアキユムレータ12について説明する
と、開閉弁11の下側のキヤツプ23には横方向
に延びる突部29が形成されており、この突部2
9には、上記燃料通過孔26と連通する燃料通過
孔30が形成されており、しかも突部29の先端
側にはアキユムレータ12が固着されている。ア
キユムレータ12は円筒状をなす圧力容器から構
成されるとともに、その内部にはピストン31が
収納され、しかもピストン31はスプリング32
によつて押されるようになつている。従つてこの
アキユムレータ12によつて燃料を加圧した状態
で蓄えておくことが可能となる。
Next, the accumulator 12 will be explained. A protrusion 29 extending in the horizontal direction is formed on the lower cap 23 of the on-off valve 11.
9 is formed with a fuel passage hole 30 that communicates with the fuel passage hole 26, and an accumulator 12 is fixed to the tip side of the protrusion 29. The accumulator 12 is composed of a cylindrical pressure vessel, and a piston 31 is housed inside the accumulator 12, and the piston 31 is connected to a spring 32.
It is starting to be pushed by Therefore, this accumulator 12 makes it possible to store fuel in a pressurized state.

以上のような構成において、第1図に示す燃料
噴射ポンプ1はエンジンによつて、タイマ2を介
して駆動されるようになつており、タイマ2によ
つて噴射のタイミングが制御されるようになつて
いる。そしてカムシヤフト3に固着されたカムが
プランジヤポンプのプランジヤを突上げると、バ
レル内の燃料が加圧され、開閉弁11に導かれ
る。このときには開閉弁11の圧電棒15は伸び
ており、従つてこの圧電棒15が押圧キヤツプ1
6を介して弁20をスプリング25に抗して下方
へ押しており、この弁20は燃料通過孔22の入
口を開いている。
In the above configuration, the fuel injection pump 1 shown in FIG. 1 is driven by the engine via the timer 2, and the injection timing is controlled by the timer 2. It's summery. When the cam fixed to the camshaft 3 pushes up the plunger of the plunger pump, the fuel in the barrel is pressurized and guided to the on-off valve 11. At this time, the piezoelectric rod 15 of the on-off valve 11 is extended, and therefore this piezoelectric rod 15 is connected to the pressure cap 1.
6 pushes the valve 20 downward against the spring 25, and this valve 20 opens the entrance of the fuel passage hole 22.

このように開閉弁11が開かれている場合には
従来と同様にして燃料の噴射が行なわれる。すな
わち開閉弁11の下側から供給された燃料は、燃
料通過孔26、弁20の小孔21、通過孔22,
28を通つて上側のパイプ5に導かれ、ノズル6
に供給されることになる。従つてこのノズル6に
よつて燃料の噴射が行なわれる。この燃料の噴射
は極めて短時間しか行なわれず、これによつてパ
イロツト噴射が行なわれるようになつている。
When the on-off valve 11 is opened in this manner, fuel injection is performed in the same manner as in the conventional case. That is, the fuel supplied from the lower side of the on-off valve 11 is transmitted through the fuel passage hole 26, the small hole 21 of the valve 20, the passage hole 22,
28 to the upper pipe 5, and the nozzle 6
will be supplied to Therefore, fuel is injected through this nozzle 6. This injection of fuel is performed for only a very short period of time and is used as a pilot injection.

すなわち加圧された燃料が少量だけ開閉弁11
を通過した後に、外部から加えられる電気信号に
よつて圧電棒15が収縮する。するとこの圧電棒
15による弁20の押圧力が解除される。すると
弁20はスプリング25によつて押され、燃料通
過孔22の入口を閉塞することになる。従つてこ
れによつてパイロツト噴射が終了する。このとき
の状態は第3図に示すグラフから明らかにされて
おり、開閉弁11が開かれている間にパイロツト
噴射が行なわれ、開閉弁11が閉じるとパイロツ
ト噴射が終了する。
In other words, only a small amount of pressurized fuel flows through the on-off valve 11.
After passing through the piezoelectric rod 15, the piezoelectric rod 15 contracts due to an electrical signal applied from the outside. Then, the pressing force of the piezoelectric rod 15 on the valve 20 is released. Then, the valve 20 is pushed by the spring 25 and closes the entrance of the fuel passage hole 22. This therefore ends the pilot injection. The state at this time is made clear from the graph shown in FIG. 3, and the pilot injection is performed while the on-off valve 11 is open, and the pilot injection ends when the on-off valve 11 is closed.

開閉弁11が閉じると燃料噴射ポンプ1によつ
て加圧された燃料はノズル6に行くことができな
いために、この開閉弁11よりも燃料噴射ポンプ
1側に設けられたアキユムレータ12に蓄えられ
ることになる。すなわち弁20が閉じると燃料通
過孔26および30を通してアキユムレータ12
内に燃料が蓄えられることになる。しかもこの燃
料はピストン31およびスプリング32によつて
加圧されるために、加圧された状態で蓄えられる
ことになる。
When the on-off valve 11 is closed, the fuel pressurized by the fuel injection pump 1 cannot reach the nozzle 6, so it is stored in the accumulator 12 provided on the side of the fuel injection pump 1 rather than the on-off valve 11. become. That is, when the valve 20 is closed, the fuel is passed through the fuel passage holes 26 and 30 to the accumulator 12.
Fuel will be stored inside. Moreover, since this fuel is pressurized by the piston 31 and the spring 32, it is stored in a pressurized state.

そして所定の時間後に再び外部から電気信号が
供給され、圧電棒15が伸びるために、弁20は
スプリング25に抗して下方へ移動し、燃料通過
孔22の入口が開かれることになる。するとアキ
ユムレータ12内に蓄えられていた燃料はこの開
閉弁11を通つてノズル6に供給されることにな
り、これによつて噴射ノズル6が主噴射を行な
う。この主噴射の状態も第3図に示すグラフによ
つて明らかにされている。なお第3図において点
線で示す特性は、開閉弁11およびアキユムレー
タ12を備えない従来の燃料噴射装置の噴射特性
を示すものである。
Then, after a predetermined time, an electric signal is again supplied from the outside and the piezoelectric rod 15 is extended, so that the valve 20 moves downward against the spring 25, and the entrance of the fuel passage hole 22 is opened. Then, the fuel stored in the accumulator 12 is supplied to the nozzle 6 through the on-off valve 11, and the injection nozzle 6 thereby performs the main injection. The state of this main injection is also made clear by the graph shown in FIG. Note that the characteristics shown by the dotted line in FIG. 3 represent the injection characteristics of a conventional fuel injection device that does not include the on-off valve 11 and the accumulator 12.

このように本実施例の燃料噴射装置は、燃料噴
射ポンプ1と噴射ノズル6との間に開閉弁11を
設けるとともに、開閉弁11と噴射ポンプ1との
間にアキユムレータ12を接続するようにしたも
のである。従つてパイロツト噴射を行なつた後に
いつたん開閉弁11を閉じ、ポンプ1につて加圧
された燃料をアキユムレータ12に蓄えておき、
所定の時間後に上記開閉弁11を開いてアキユム
レータ12内に蓄えられていた燃料を噴射ノズル
6に供給して主噴射を行なうことが可能となる。
従つて主噴射のタイミングが遅くなり、これによ
つて窒素酸化物の生成を抑制することができる。
しかもこの主噴射によつてシリンダ7内に噴射さ
れた燃料はパイロツト噴射によつて生じた火炎に
よつて完全燃焼を行なうために、燃費が改善され
るとともにハイドロカーボンや一酸化炭素の発生
を抑制することが可能となる。また排気ガス中に
おける黒煙の量を少なくできる。
As described above, in the fuel injection device of this embodiment, the on-off valve 11 is provided between the fuel injection pump 1 and the injection nozzle 6, and the accumulator 12 is connected between the on-off valve 11 and the injection pump 1. It is something. Therefore, after performing the pilot injection, the on-off valve 11 is immediately closed, and the fuel pressurized by the pump 1 is stored in the accumulator 12.
After a predetermined time, it becomes possible to open the on-off valve 11 and supply the fuel stored in the accumulator 12 to the injection nozzle 6 for main injection.
Therefore, the timing of the main injection is delayed, thereby suppressing the production of nitrogen oxides.
Moreover, the fuel injected into the cylinder 7 by this main injection is completely combusted by the flame generated by the pilot injection, which improves fuel efficiency and suppresses the generation of hydrocarbons and carbon monoxide. It becomes possible to do so. Additionally, the amount of black smoke in the exhaust gas can be reduced.

以上本考案を図示の一実施例につき述べたが、
本考案は上記実施例によつて限定されることな
く、本考案の技術的思想に基づいて各種の変更が
可能である。例えば上記実施例は直噴型デイーゼ
ルエンジンの燃料噴射装置に関するものである
が、本考案はその他各種の内燃機関の燃料噴射装
置に応用可能である。また開閉弁11やアキユム
レータ12の構造については種々に設計変更可能
である。
Although the present invention has been described above with reference to an illustrated embodiment,
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. For example, although the above embodiment relates to a fuel injection device for a direct injection type diesel engine, the present invention can be applied to fuel injection devices for various other internal combustion engines. Furthermore, the structures of the on-off valve 11 and the accumulator 12 can be modified in various ways.

以上に述べたように本考案は、燃料噴射ポンプ
と噴射ノズルとの間に開閉弁を設けるとともに、
この開閉弁と燃料噴射ポンプとの間にアキユムレ
ータを設け、開閉弁を開いてパイロツト噴射を行
なつた後にこの開閉弁を閉じ、加圧された燃料を
上記アキユムレータに蓄え、所定の時間後に上記
開閉弁を開いてアキユムレータに蓄えられている
燃料によつて主噴射を行なうようにした燃料噴射
装置に関するものである。従つて本考案によれば
主噴射のタイミングを遅らせることができ、これ
によつて燃焼時における窒素酸化物の生成を抑制
することができるとともに、主噴射によつて供給
された燃料を、パイロツト噴射によつて生じた火
炎によつて完全燃焼させることができるために、
燃費の悪化を防止することができ、またハイドロ
カーボンや一酸化炭素の量をも少なくすることが
可能となる。さらに排気ガス中の黒煙の量をも低
減することができる。
As described above, the present invention provides an on-off valve between the fuel injection pump and the injection nozzle, and
An accumulator is provided between this on-off valve and the fuel injection pump, and after opening the on-off valve and performing pilot injection, this on-off valve is closed, pressurized fuel is stored in the above-mentioned accumulator, and the above-mentioned opening/closing is performed after a predetermined time. This invention relates to a fuel injection device in which a valve is opened to perform main injection using fuel stored in an accumulator. Therefore, according to the present invention, it is possible to delay the timing of the main injection, thereby suppressing the production of nitrogen oxides during combustion, and to transfer the fuel supplied by the main injection to the pilot injection. Because complete combustion can be achieved by the flame generated by
It is possible to prevent deterioration of fuel efficiency and also to reduce the amount of hydrocarbons and carbon monoxide. Furthermore, the amount of black smoke in exhaust gas can also be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例に係る燃料噴射装置
を示す正面図、第2図はこの燃料噴射装置に設け
られている開閉弁とアキユムレータの縦断面図、
第3図はこの燃料噴射装置による噴射特性を示す
グラフである。 なお図面に用いた符号において、1……燃料噴
射ポンプ、6……噴射ノズル、11……開閉弁、
12……アキユムレータである。
FIG. 1 is a front view showing a fuel injection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an on-off valve and an accumulator provided in this fuel injection device.
FIG. 3 is a graph showing the injection characteristics of this fuel injection device. In addition, in the symbols used in the drawings, 1...Fuel injection pump, 6...Injection nozzle, 11...Opening/closing valve,
12...It is an accumulator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 燃料噴射ポンプによつて加圧された燃料を噴射
ノズルに供給して噴射するようにした装置におい
て、前記燃料噴射ポンプから前記噴射ノズルに至
る燃料供給パイプに介装した開閉弁と、この開閉
弁より燃料噴射ポンプ側の燃料供給パイプに介装
したアキユムレータとを備え、前記開閉弁を開い
て加圧された燃料を噴射ノズルに供給してパイロ
ツト噴射を行なわせた後にこの開閉弁を閉じて加
圧された燃料を前記アキユムレータに蓄え、所定
の時間後に前記開閉弁を開いて前記アキユムレー
タに蓄えられている燃料を前記噴射ノズルに供給
して主噴射を行なわせるようにしたことを特徴と
する燃料噴射装置。
A device configured to supply fuel pressurized by a fuel injection pump to an injection nozzle and inject it, comprising: an on-off valve interposed in a fuel supply pipe extending from the fuel injection pump to the injection nozzle; and the on-off valve. and an accumulator interposed in a fuel supply pipe closer to the fuel injection pump, and after opening the on-off valve and supplying pressurized fuel to the injection nozzle to perform pilot injection, the on-off valve is closed and the fuel is injected. The fuel is characterized in that pressurized fuel is stored in the accumulator, and after a predetermined time, the opening/closing valve is opened to supply the fuel stored in the accumulator to the injection nozzle for main injection. Injection device.
JP13450183U 1983-08-31 1983-08-31 fuel injector Granted JPS6041571U (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56117057U (en) * 1980-02-08 1981-09-08

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