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JPS63147967A - 燃料噴射システム - Google Patents

燃料噴射システム

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JPS63147967A
JPS63147967A JP62239079A JP23907987A JPS63147967A JP S63147967 A JPS63147967 A JP S63147967A JP 62239079 A JP62239079 A JP 62239079A JP 23907987 A JP23907987 A JP 23907987A JP S63147967 A JPS63147967 A JP S63147967A
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injector
pressure
injection
pump
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • 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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    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • 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
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/005—Measuring or detecting injection-valve lift, e.g. to determine injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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） 本発明は内燃エンジン用の燃料噴射システムに関するも
のである０本噴射システムは電子的に制御され、高い燃
料圧で作動するため、内燃エンジンの各シリンダの燃焼
室への直接噴射に特に適している。たとえばこれはディ
ーゼルサイクルエンジンに丁度具合よく利用できる。
（発明の背景） 種々の公知の開示で、本発明で提示する燃料噴射システ
ムと類似したシステムが述べられている。これらは西独
特許出願公開３２２７７４２　（ベルットールド）、英
国特許出願公開ＧＢ２１６５８９５Ａ　（ボッシュ）お
よび西独特許出願公開３１２６３９３ＡＩ　（ルーカス
）である。
西独特許出願公開３２２７７４２では次のような噴射シ
ステムが開示されている。このシステムで重要なのは、
各噴射の間に噴射される燃料の最大容積よりも十分に大
Ｓい容積をもつアキュミュレータ容桔またはチャンバー
がインジェクタ本体内であってインジェクタ・ニードル
舎バルブの弁座の上流側に置かれていることである。噴
射オリフィスはこの弁座の下流に位置する。これらのオ
リフィスは使用する内燃エンジンの燃焼室と通じている
。アキュミュレータ・チャンバに高圧で蓄えられた燃料
は、一部は各噴射時に噴射オリフィスを通って噴射され
、この時同時にチャンバー内の圧力が低下する。インジ
ェクタのアキュミュレータはオリフィスを介して噴射シ
ステムの高圧の燃料供給ラインとつながる。このオリフ
ィスは、流路断面積が小さいため、各噴射の間に燃料供
給ライン内に大きい圧力波が形成されるのを防ぐ。この
ような圧力波があると、多気筒エンジンにおける均一な
燃料分配や単一インジェクタにおけるサイクルからサイ
クルへの噴射安定性は大きな悪影響を受ける。
エンジン出力、効率、排ガスに関して良好なエンジン性
能を得るためには、多気筒エンジンにおいてはエンジン
の各作動ポイントでシリンダからシリンダへの燃料分配
が極めて均一でなければならない、同じことは各インジ
ェクタのサイクルからサイクルへの燃料分配についても
あてはまる。
各インジェクタのアキュミュレータと燃料供給ライン間
の前記オリフィスに加えて、噴射システムのすべてのイ
ンジェクタの燃料供給ラインと連絡しているプレナム燃
料チャンバーが、均一な燃料分配を達成するために上述
の特許開示に採用されている。ブレナムトチャンバーは
その容積が比較的大きいため、高圧燃料供給ポンプで生
ずる圧力脈動を均一化し、こうしてすべてのインジェク
タに対する境界条件として等圧レベルを作り出す。
”Ａｒするエンジン作動範囲の点では異なる燃料噴射圧
力が要求される。例えば、低エンジン負荷時とアイドル
運転時には低噴射圧を、高エンジン負荷時と高速時には
高噴射圧を用いるのが好都合である。
乗用車エンジンでは過渡的な速度・・負荷条件が最も頻
繁に発生し、変動するドライバーの要求に噴射システム
が迅速に順応しなければならない。
噴射システムはプレナムチャンバー内の燃料圧を迅速に
増減できなければならないが、このチャンバーの容積が
大きいため、これは達成困難な課題である。
英国特許出願公開ＧＢ２１６５８９５Ａの噴射システム
では高圧ポンプで計量し汲出された燃料°は燃料マニホ
ールドに送られる。燃料ラインはこのマニホールドから
各インジェクタに接続し、１”つのインジェクタが燃料
マニホールドにつながる各ライン部分に電気で作動する
Ｏ　Ｎ１０　Ｆ　Ｆバルブが設けである。重要なのは、
このシステムの１個のインジェクタを瞬間的に噴射させ
るためにはこのバールブを開にしなければならないこと
である。それに引続いて、電気式バルブからニードルバ
ルブ弁座へと伝わる燃料圧によってインジェクタ・ニー
ドルバルブが、スプリングの閉鎖付勢力にさからって開
かれる。この瞬間的な噴射動作を終了させるためにはＯ
Ｎ１０　Ｆ　Ｆ弁をＯＦＦにしなければならない。これ
によってインジェクタの燃Ｈ圧がニードル・バルブ・ス
プリングの付勢力以下に低下し、その結果、スプリング
がインジェクタのニードルバルブを閉じる。１つのイン
ジェクタにおける２回の噴射動作の間のライン部分内圧
力はインジェクタ・ニードル・バルブ開放圧力よりも低
く、従って噴射動作中の噴射圧力よりも十分に低い。こ
の従来技術の本質的な欠点は、噴射動作終了時の実際の
噴射圧力がインジェクタ・ニードルバルブ・スプリング
の閉鎖力によって低くなり、このため燃料霧化が不十分
になり当該内燃エンジンの汚染物質排出増加を招くこと
である。
西独特許出願公開３１２６３９３Ａ１の噴射システムで
は燃料は、西独特許出願公開３２２７７４２のプレナム
・チャンバーに似た燃料チャンバーに高圧で送られる。
燃料は次にこのチャンバから噴射システムのインジェク
タに内径の小さい燃ネ′１ラインで供給される。重量な
のは、各噴射動作中の各インジェクタにおける圧力降下
信号を、各インジェクタから当該内燃エンジンの燃焼室
内に供給される燃料のコントロールに利用していること
である。この最後のシステムは、西独特許出願公開３２
２７７４２のものと同じ基本的な不利点を有するように
思える。すなわち、エンジン過ａ？Ｅ１転中にシステム
圧力の応答が不十分なことである。
（発明の目的） 本発明はこのようなＪＴ情に鑑みなされたものであり、
エンジンの各作動ポイントに必要とする均一な燃料分配
を可能とし、上記のプレナム・チャンバを削除すること
ができる電子制御式の燃料噴射システムを提供すること
を第１の目的とする。
また本発明は、燃料霧化が良好で、内燃エンジンの汚染
物質の排出を低減することができる燃料噴射システムを
提供することを第２の目的とする。
さらに本願発明は、複数のインジェクタ間に伝わる圧力
脈動が各インジェクタに悪影響を及ぼすことのない燃料
噴射システムを提供することを第３の目的とする。
（発明の構成） 本発明によればこの目的は、エンジン駆動の高圧燃料ポ
ンプから供給される高圧燃料を、少くとも１つの電磁作
動式の燃料インジェクタを介して内燃エンジンに間欠的
に噴射する燃料噴射システムにおいて、前記高圧燃料ポ
ンプから前記燃料インジェクタの噴射オリフィスに至る
燃料ラインの流路断面積を、前記噴射オリフィスの合計
断面積よりも大きくしたことを特徴とする燃料噴射シス
テムにより達成される。
（実施例） 第１図は、本発明に従って提案する゛電子制御式燃料噴
射システムの概略図、第２図はそのインジェクタの部分
軸断面拡大図である。第３図は第１図に提案した電子制
御式噴射システムの他の実施例の概略図である。第４図
はさらに別の実施例の概略図である。
第１図を参照すると、この提案された電子制御式噴射シ
ステムは符号２で示す４気筒エンジンに用いている。第
１〜４図に関しては、同じ符号は企図を通じて同じ部品
を表わす。エンジンの上部には、加圧燃料をエンジン２
の燃焼室（図示せず）に噴射するため４個の電子制御式
インジェクタ４が配置されている。燃料は燃料タンク６
から供給される。高圧ポンプ１０の間欠的な吸引効果の
ため、燃料は低圧パイプを通り燃料フィルタ８に至り、
別の低圧パイプを通って高圧ポンプ１０に至る。高圧ポ
ンプ１０は、適用条件次第で単シリンダポンプでも多シ
リンダポンプでもよい。ポンプはエンジン２により、た
とえば歯車または歯付ベルトを介してまたはポンプｌＯ
から延びる軸５によって一定の伝動比で駆動される０重
要事項として、ポンプ・プランジャ（１個または複数個
）の動作は調和的であり、かつ各ポンプ動作はポンプ駆
動軸５ひいてはエンジン・クランクシャフト７の回転の
大角度にわたって起こるものとする。エンジン拳りラン
クシャルト７の１回転当たりのポンプｌＯの最大燃料吐
出量は、エンジン・クランクシャフト７の１回転の間に
噴射システムのインジェクタ４の全体によってエンジン
に供給され、またタンクに還流される燃料の最大量に等
しくなければならない。
さらに、生起するポンプのストローク数は、噴射動作の
数と同じかまたはその整数倍とする。
第１図でエンジン２が４ストロ一ク番エンジンの１８合
は、エンジン・クランク・シャフトの１回転毎に２回の
燃焼と２回の噴射が起こる。この場合、ポンピングスト
ロークと同数の噴射を得るために、エンジン２によって
伝動比１：１で駆動される２プランジヤのポンプｌＯを
使うこともできる。各ポンピング動作はこうしてクラン
クシャフト回転角の１８０’ごとに起こる。ポンピング
動作は広いクランクシャフト角にわたって起こるが噴射
動作は比較的小さいクランクシャフト角内で起こるから
、ポンプ・プランジャのどれかの瞬間的なポンピング率
とインジェクタ４のどれかの噴射率との間には関係がな
い。それでも、噴射システムのインジェクタ４の各々の
噴射動作は、ボン７’ＬＯのポンピング動作の１つのポ
ンピング・ストロークの間に起こるのが適当である。
第１図に示すのと同じ４気筒エンジンに対して、エンジ
ン２で駆動されるポンプ軸５とクランクシャフト７との
間に２＝１の伝動比を持つ単一プランジャ壷ポンプ１０
を用いてもよい。また伝動比はｌ：１であるがポンプ軸
５の１回転当たりプランジャ２ストロークを生ずるカム
・プロファイルをもつ単一ブランジャ・ポンプＩ　Ｏヲ
用いてもよい。
第１図の噴射システム内の複数の高圧ライン１２によっ
て形成される高圧部にポンプ１ｏによって供給される燃
料は、すでに用いられているインΦラインまたはディス
トリビュータ型の燃料噴射ポンプに普通にみられる方法
の１つで、エンジン運転条件に応じてポンプ１０内で調
節できる０図示したように、この過程は電子制御ユニッ
ト２０により電気接続１９を介して、またポンプ１０の
本体内に設けた通出なアクチュエータ２１によって処理
される（図中には詳しく示さず）。
制御ユニット２０は各インジェクタ４のソレノイドも操
作する。制御ユニット２０への主な入力信号はピックア
ップ・センサー２２により検出されるクランクシャフト
回転角位置とスロットルペダル位置２４である。このほ
かエンジン冷却液温度、吸入空気圧すなわちブースト圧
、等のような入力信号２６も同様にモニターできる。制
御ユニット２０はバッテリ２８から動力を得る。制御ユ
ニット２０はワンチップ命マイクロプロセッサと必要な
入・出力パワーモジュールから成る。入力信号とインジ
ェクタ・ソレノイドおよびポンプ１０のアクチュエータ
２１へ送られる出力信号との間の望ましい関係がマイク
ロプロセサーにプログラムされている。出力信号の瞬間
値を瞬間入力信号の関数として決定するのに必要なデー
タがマイクロプロセサ・メモリに入力されている。マイ
クロプロセサはエンジン拳燃料噴射の複合システムの故
障探求診断を行うためにも利用できる。
第１図の噴射システムの高圧部は、高圧パイプ１２と各
インジェクタ４の高圧部３４とから成る。各インジェク
タ４からの低圧逃がしパイプ３８およびこのパイプ３８
をすべて連結する低圧パイプ４０が、各インジェクタ４
から放出される低圧燃料を燃ネ４タンク６に還流させる
。
各インジェクタ４の高圧部３４の設計は、第２図による
説明の際に後述する。
ここで述べておくべき重要なことは、インジェクタ４の
１つについて詳細部分図Ａで示すように、高圧ポンプｌ
Ｏの出口側と各インジェクタ４の先端のインジェクタ・
ニードルバルブの弁座回り部分との間に高圧バイブ１２
によって直接的な無制限の液圧接続がなされているため
、各高圧パイプ１２がインジェクタ４と直接にかつ何の
制限もなく接続しているということである。
高圧パイプ１２と各インジェクタ４内の高圧部３４から
成る第１図の噴射システムの高圧部の上述したレイアウ
トを用いれば、２つの西独特許出願公開３２２７７４２
および３１２６３９３Ａｌの燃料プレナムチャンバーを
、これら二つの特許公開公報の中で述べるようにインジ
ェクタ本体内に設けられるアキュムレータ容積と同様に
不要とすることができる。
五 本発明のシステムのに重要基準は次のとおりである。
−ライン１２と各インジェクタの高圧部分３４に高圧で
封じこめられる全燃料容積は、制約されない自由な方法
により高圧部内で液圧的に連絡していること； −　　ポンプ１０の出口から噴射システムの各インジェ
クタ４のどれかのインジェクタ・ニードルバルブ弁座周
辺領域に至るすべての高圧流路の断面積は、１個のイン
ジェクタ４の噴射オリフィスの合計断面積よりも十分に
、少くとも１０倍は大きいこと； エンジン匣転中、全高圧部がエンジンの所与運転条件に
適した噴射圧力に実質的に等しい圧力に恒久的に加圧さ
れていること； 従って本発明によれば、インジェクタシステムの合計高
圧容積を前述した従来技術のものに比べて大幅に（１桁
以−ヒ）減少することが可能になった。これによってエ
ンジン２の過渡運転中に迅速な応答を行うことがロエ能
になり、また大サイズのポンプｌＯや、エンジン過渡運
転条件に対処する複雑な制御手段などを必要とせずに噴
射システムを乗用車等に適用する場合にも実用化するこ
とが可能になる。
加圧燃料容積を、与えられた用途に合せて最小限にまで
減少することが本発明の中心課題である。
しかしながら、前述のようにシステム内に生ずる圧力波
のため、インジェクタ４の燃料吐出量を希望するように
均一に保つためには、このシステムには圧力波に影響を
１ソいインジェクタ設計を抄Φしなければならない。こ
のような設計のイン、ジェツタ４を第２図に示す。
本発明の噴射システムを、乗用車用エンジンのような広
い速度範囲をもつエンジンに用いる場合は、各ボンピン
グがエンジンクランク軸（７）の回転角の広い角度にわ
たって起こることが大切である。エンジンによって伝動
比ｌ二１で駆動される２つのプランジャ・ポンプを持つ
第１図のような装置では、各ポンピング動作はクランク
シャフト７の１８００回転角内で生じている。この低速
の、調和したポンピング動作によって、噴射システ・コ
ンポーネントの機械的耐久性にとって有害なエンジン高
速回転時の高圧スパイクを避けることができる。同時に
ポンプ・プランジャの瞬間送出し率とどのインジェクタ
の噴射率との間にも何等関係がないという事実のため、
エンジンが低速の詩に噴射圧を高レベルに維持できる。
この両属性ニヨっテハワー、騒音、排ガスに関してエン
ジン性Ｒを最適化することができる。
噴射システムの高圧部を燃料ライン１２の配列に対して
第１図に示・すように左右対称になるように作成すれば
より一層有利である。従って圧力波がインジェクタ４の
いずれかからポンプ１０の出口側へ至る蒔間が、用いて
いるすべてのインジェクタについて同じになる。第１図
に示していないが、本発明による噴射システムの他の可
能な構成では、各インジェクタ４を長さの等しい燃料ラ
イン１２でポンプ１０のハウジングに直接に接続するこ
とができる。この場合は、同時に燃料ライン１２間゛の
流体接続をポンプ１０のハウジング内に設ける必要があ
ろう。
第２図は本発明によるインジェクタ４の独特の部分の設
計を示す。これは第１図の噴射システムと合せて有効に
用いることができる。第１図の高圧ライン１２の１つか
ら入ってくる加圧燃料はインジェクタ４のハウジング４
４に機械加工した通路４２を通ってインジェクタ４に入
る。通路４２はニードルバルブ弁座５６まで下方に延び
るポア５４に接続している。
ポア５４内に設けられたインジェクタ争ニードルバルブ
５２も、インジェクタ・ネック５５内をニードルバルブ
弁座５６まで下方に速びている。
第２図に示すように、ニードルバルブ５２の先端は弁座
５６に噛み合っており、加圧燃料が弁座５６と噴射オリ
フィス５８を通って、インジェクタ４から当該内燃エン
ジンの燃焼室内に噴射されるのを妨げている。すでに述
べたように、通路４２から弁座５６への管路の流路断面
１（流積）は噴射オリフィス５８の合計流積に比べて大
きい。ニードルバルブ５２は所望量の燃料噴射を生じる
ために瞬間的に軸方向に移動させることができる。
インジェクタ・ニードルバルブ５２の先端と反対側の端
は外径の異なる二つの部分をもつニードルバルブ・ピス
トン６０になっている。その下部セクシゴン６３の外径
はガイドピース６２の内径にびったリマッチしている。
ガイドピース６２の拡大部はシーリングやリング６９と
共に内部六角ネジ６６によってインジェクタ・ハウジン
グ４４の拡大平坦部に押しつけられ、インジェクタ４の
高圧部をシールしている。
ニードルバルブ・ピストン６０の上部セクション６９の
外径は下部セクション６３の外径よりも大きい。外径の
異なる二つの部分をもつニードルバルブ中ピストン６０
は、図に示すようにインジェクタ・ニードルバルブ５２
と一体作成するか、あるいはいくつかの部品を圧入また
は溶接するか、あるいはその他のタイプの確実な接合に
よるかして、インジェクタ・ニードルバルブ５２にしっ
かりと接続する。ニードルバルブ令ピストン６０の内部
に油孔６５が加工されており、その一部がインジェクタ
のポア５４に連絡している。油孔６５の他端は、油孔６
５の断面積に比べて十分に小さい流積をもつ制限オリフ
ィス６７に接続している。オリフィス６７の他端はニー
ドルバルブ・ピストン６０の太い部分６９のＬ端に貫通
している。
太い部分６９の外径はピース７１の内腔にびったりとマ
ツチしている。このピース７１は一端で閉じており、そ
こにオリフィス７０がある。ピース７１はニードルバル
ブ中ピストン６０の太い部分６９と共に内部に円板状ス
ペース７２を作る。
両オリフィス６７．７０は共にインジェクタの縦の中心
軸上に位置している。
ソレノイド７４はソレノイドバルブ７６を作動させるこ
とができる。第２図に示すように、ソレノイドバルブ７
６はスプリング７８の付勢力によってオリフィス７０の
出口を閉じており、燃料がオリフィス７０を通って、隣
接する低圧部７８に流れるのを防いでいる。この低圧部
７８は復帰ライン３８に接続している（第１図を参照）
、ピース７１は、燃料圧から生じる円板状スペース７２
内の内圧によって、サポート７９の平坦面に押しつけら
れる。このサポート７９はピース７１の軸上位置を決定
し、同時にソレノイドバルブ７６をガイドする。
大切なのは、ピース７１が、ニードルバルブ・ピストン
６０の太い部分６９の外径によってのみ、その内径にぴ
ったり合った関係で案内されることである。ピース７１
の外径は案内を受ない。
このことから、ゆるいはめ合いガイドによる漏れを排除
するシールタイト設計および噴射動作中のインジェクタ
・ニードルバルブ５２の軸方向への自由な動作が可能に
なる。ピースを外径上でも案内しなければならない場合
は、きっちりした流体蜜月のために必要な締りばめため
、すべての締りばめが互いに完全に同心できなければ、
ニードルバルブ・ピストン６０の焼きつきまたは少くと
も望ましからざる大きな摩擦力を覚悟しなければならな
い。
インジェクタ４の作動モードは次のとおりである。ソレ
ノイド７４が所望の時点で所定の持続時間の電気パルス
によって作動すると、ソレノイドバルブ７６がその弁座
から後退し、オリフィス７０の出口が開く。２個のオリ
フィス６７と７０で１本の燃料ジェットが形成されるた
め、円板状スペース７２内の圧力が突然に低下する。イ
ンジェクタ・ニードルバルブ拳ピストン６０の下部セク
ション６３の下側に作用する燃料圧によってニードルバ
ルブ５２は今や開位置に移され、噴射動作が始まり燃料
が弁座５６を通り噴射オリフィス５８を通って噴射され
る。燃料の噴射は、インジェクタから第１図の噴射シス
テムの高圧部に伝搬する負圧波の起点である。
ソレノイド７４への電気パルスが切れると、ソレノイド
バルブ７６はスプリング７８によってオリフィス７０の
出口にあるその弁座に戻される。
円板状スペース７２内の圧力は急激に上昇する。
ニードルバルブ・ピストン６０の上部の太い部分６９と
下部の細い部分６３との間には面積差が存在するから、
ポア５４内の燃料圧が円板状スペース７２内の圧力と等
しくても、インジェクタ・ニードルバルブ５２を３速に
元の位置に戻し、こうして噴射動作を終らせる力が常に
与えられる。
システム内の圧力波さえもインジェクタ・ニードルバル
ブの閉鎖を著しく妨げることはない、これは、インジェ
クタφニードルバルブ・ピストンの外径が上下とも同じ
である西独特許出願公開３２２７７４２に開示した解決
策でのやり方ではできないものである。この１３）！示
された解決策の場合はニードルバルブ中ピストンの下側
の圧力波はインジェクタ・ニードルバルブの閉動作に、
したがって燃料送り出しの均一性に強烈に影響する。
このため、インジェクタΦニードルバルブの反復閉鎖動
作を保証するためにインジェクタ会ハウジング内のアキ
ュミュレータ・チャンバおよびこのアキュミュレータと
燃料供給ライン゛の間のオリフィスを設けなければなら
なかった。
ｔｉｒｆ述の圧力波は噴射動作量の噴射率の形状に影響
を及ぼす。多気筒エンジンの全てのインジェクタが確実
に同一性能を持つようにするためには第１図の噴射シス
テムの高圧部を対称的に作成するのが適切であろう。
本発明による第３図に示す燃料噴射システムのレイアウ
ト別室では、電子制御ユニット２０が電゛気駆動式の高
圧→低圧部がしバルブ８０を制御する。第１図の電線１
９とポンプｌＯのハウジング内゛のアクチュエータ２１
は不用となる。この場合は高圧ポンプ１０はポンプ軸５
の１回転当たり一定の燃料吐出量をもち、この吐出量は
（ポンプ１０における少々の漏れを除いて）そっくりそ
のまま高圧ライン１２に送り出される。逃がしバルブ８
０は、ＯＮ１０　Ｆ　Ｆタイプの弁として作られ、この
バルブ８０は、ポンプ１０が吐出する余分の燃料を返送
ライン３０に放出し、ライン１２内にエンジン２の運転
状態に応じた所望の圧力を確立するのに適した方法で制
御ユニット２０によってその作動タイミングを制御され
る。
電線８２は制御ユニット２０と電気駆動式０Ｎ１０ＦＦ
Ｊがしバルブ８０を接続する。このバルブ８０はまた、
燃料ポンプ１０によって発生するか、インジェクタ４が
ひき起す望ましからざる圧力脈動をある程度平均化する
ことができる非常に敏感な調節可能な圧力調節バルブと
することができる。エンジンの部分負荷運転状態に対し
ポンプ１０に要求される出力は、この場合余分の燃料を
加圧しなければならないため、第１図の設計案に比べて
幾らか高いであろう、しかしながら、第３図のレイアウ
トには以下に説明するように他の利点がある。
逃がしバルブ８０が電気駆動式ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ弁であ
れば、制御ユニット２０の電気信号によって切替えられ
ると燃料はポンプ１０からライン部１２ａにあるバルブ
８０に流れるであろう、バルブ８０がオフになるとライ
ン１２ａ内に流れる燃料はせき止められ、正の動的圧力
波がインジェクタに至る残余のライン１２へ伝わるど同
時に、バルブ８０の上流のライン１２ａの中に伝搬する
。
所定の走行時間の後に、この正の動的圧力波は１つ以上
のインジェクタ４の弁座５６（図２）に到達する。
噴射動作が始まる時に正の動的圧力波がインジェクタ４
に到達するようにバルブ８０のＯＦＦ信号を制御ユニッ
）２０で適当にタイミングをとることによって、正の動
的圧力波を伴わな゛い静的圧力に比べてより高い（２０
〜３０％高い）有効な噴射圧力を得ることが可能である
。これ°は、エンジンの最大負荷運転条件で有効噴射圧
を上昇するのに高い噴射圧力が必要な場合、特に有利で
ある。ポンプｌＯはより低い圧力を発生すればよく、従
って機械的な軸入力馬力が小さくて済むからである。
バルブ８０のＯＦＦ信号のタイミングは電子制御ユニッ
ト２０で決められるから、必要ならば異なった運転条件
と負荷条件においてもタイミングを柔軟に調節し、噴射
システムに用いられるすべてのインジェクタ４に対して
所望の効果を得ることができる。前記の正の動的圧力波
の利点を生かすためには、先に第１図の説明の中で述べ
たように本発明の噴射システムの最重要基準をやはり利
用しなければならないということを心に止めなければな
らない。
本発明による燃料噴射システムの第４図に示す第２のレ
イアウト別宴では、ポンプ１０は汲上げた燃料を高圧バ
イブ１４に送り出す。バイブ１４は２個のチェックバル
ブ１６と１７、および１個の放出バルブ１８に接続して
いる。チェックバルブ１６．１７は、たとえば、ばね圧
を付与されたポールバルブであってもよい。ポンプ１０
と放出バルブ１８は、図３の説明で述べたのと類似した
構成に作られている。ライン１４内の燃料圧は放出バル
ブ１８によってエンジン２の所与運転条件に応じこれに
適した圧力レベルに保たれる。
高圧ポンプ１０の燃料吐出量を制御するこの方法は、英
国特許出願公開ＧＢ２１６５８５９Ａに述べられたもの
と同じではない、該出願明細書記載のものとは反対に、
ここに述べる本発明においては、エンジン２の運転中宮
に、恒久的に高燃料圧下にある高圧燃料ライン部１４は
、ポンプ１０の出口側とチェックバルブ１６．１７との
間に用いられる。なお、他の多くの公知の流体システム
におけると同じく、ポンプｌＯもまた高圧出口の前に設
けた少くとも１個の付加的なチェックバルブをポンプハ
ウジング内に有しなければならない（このチェックバル
ブは付図には示していない）。
チェックバルブ１６．１７のそれぞれを適切に配置する
ことによって、ライン部１４からチェックバルブ１６．
１７を通り噴射システムのそれに続く部分へという方向
に向う燃料流は実用上動げなく流れることができる点に
注目すべきである。
従ってこの方向での流路は実質的に制限されていない。
反対方向への流れだけが阻止される。その結果、前記英
国特許出願公開とは反対に、燃料インジェクタ４は、イ
ンジェクタのどれかの間欠的な噴射動作の間だけでなく
、エンジン運転中は常時高燃料圧下にある。
チェックバルブ１６と１７の下流にはそれぞれ高圧ライ
ン１２とインジェクタ４から成る液圧的に分離した２つ
のグループが形成されており、そのそれぞれのグループ
は１個のチェックバルブに接続している。この構成は６
．８および１２気筒エンジンといった多くのシリンダを
有するエンジンに都合よく用いることができる。各イン
ジェクタが１個のチェックバルブに通じている２以上の
インジェクタのグループを、エンジン・シリンダの点火
順序に応じて適切な方法で形成することができる。各噴
射動作中に各インジェクタによって１つのグループのラ
イン１２内にひき起される圧力波は他のグループには伝
搬できず、不安定な噴射状態を生じさせるもとになるそ
のような圧力波の致命的な重なりを避けられる。ところ
が一方では、ポンプ１０からくる燃料が１個のチェック
バルブを通じて、燃料圧の低いグループだけに注入され
る。
また第１図の制御方法を噴射システムの高圧燃料需要に
対して高圧燃料吐出をマツチさせるのに用いることもで
きる。重要なのは、そうした１つのグループ内でインジ
ェクタ４が第１図の説明で述べたように、実質的に相互
に障害のない仕方で液圧的に連絡していることである。
噴射を行うための１グル一プ内最適加圧燃料合計量を得
るのに燃料チャンバーを付加するのがより実際的である
ような特定の適用に対する代案として、第４図に点線に
示したように、グループごとに燃料チャンバー３６を付
加してもよい。
本発明の好ましい実施例は図示を目的として説明されて
いるが、上述の説明はこの発明の限界とみなすべきでは
ない０．それゆえ、この分野の技術に熟達した人ならば
、本発明の真意と範囲から逸脱することなく種々の改修
、適応、および代案・乞 を２いつくかもしれない。
以下本発明の好ましい実施例を付記する。
Ｃ以丁伍白） （伺記） （１）加圧燃料を内燃エンジン（２）に噴霧する少くと
も１個の電磁作動式の燃料インジェクタ（４）を含み、
タンク（６）からインジェクタ（４）に燃料を送り出す
ためのエンジン（２）駆動の高圧燃料ポンプ（１０）を
含み、ポンプ（１０）から該燃料インジェクタ（４）に
至り、その中に燃料を高圧で貯える少くとも１個の噴射
ライン（１２）、　　インジェクタ本体（４４）内で該
インジェクタ（４）のインジェクタ・バルブ部材（５２
）の弁座（５６）の直近領域に接続する（３４．４２．
５４）高圧燃料の流路のための燃料ライン（１２）内の
内部層、前記ポンプ（１０）の出口側から前記弁座（５
６）の直近周辺および上流の前記領域に至る燃料通路（
１２，３４，４２゜５４）を形成する前記燃料ライン（
１２）および前記通路（３４，４２，５４）［インジェ
クタ先端（５５）から少なくもと１つの噴射オリフィス
（５８）を通して、該内燃エンジン（２）の燃焼室への
燃料の流路を、前記インジェクタ・バルブ部材（５２）
が前記弁座（５６）と噛み合った時に、妨げ、前記イン
ジェクタバルブ部材（５２）が前記弁座（５６）から瞬
間的に引離されている間に所望量の燃料の瞬間的な噴射
を許す前記弁座（５６）］を含む内燃エンジン（２）の
燃焼室内に間欠的に燃料を噴射する燃焼噴射システムに
おいて、前記燃料通路（１２，３４，４２，５４）内に
含まれる燃料が、前記ポンプ（１０）の前記出口側と前
記弁座（５６）のまわりおよび直近上流の領域との間で
常に妨げなく（何らの障害物なしに）連絡していること
、またエンジン運転中、前記の瞬間的噴射動作の前、間
、後で前記の全燃料通路（１２，３４，４２，５４）に
おける燃料圧が［前記瞬間的噴射動作中の１燃料噴射圧
に実質的に等しいこと、前記高圧ポンプ（１０）から前
記弁座（５６）に至る前記通路（１２，３４゜４２．５
４）についての全燃料流路の断面積が前記インジェクタ
（４）の１つの全噴射オリフィス（５８）の合計断面積
よりも十分に大きいこと。
（２）前記高圧ポンプ（ｌＯ）のポンピング・ストロ一
り回数が、特定用途に用いられる噴射システムのインジ
ェクタ（４）の全部の前記瞬間的噴射動作の回数と等し
いかまたはその整数倍である、第１項による燃料噴射シ
ステム。
（３）エンジン−クランクシャフト（７）と前記ポンプ
（ｌＯ）の駆動軸（５）、の間の駆動比が１：ｌかまた
はｌ：ｌの整数倍である、第１項による燃料噴射システ
ム。
（４）前記高圧ポンプ（ｌＯ）のポンピング・プランジ
ャが調和関数に従って動く、第１項による燃料噴射シス
テム。
（５）前記瞬間的噴射動作のいずれかが高圧ポンプ（ｌ
Ｏ）のポンピング・プランジャのいずれかのポンピング
Φストロークの一部として起こる、第１．２および４項
のいずれか１つによる燃料噴射システム。
（６）ポンプ軸（５）の回転当り燃料吐出量が一定であ
るポンプ（ｌＯ）が、ポンプ（１０）によって吐出する
全燃料を燃料噴射システムの高圧部（１２ａ、１２，１
４，３４，４２．５４）に送り出し、該ポンプはエンジ
ン（２）によっテ駆動され、ポンプ軸（５）とクランク
・シャフト（７）の間に一定の伝動比をもち−、システ
ム内の電気駆動ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ式逃がしバルブ（８０
）は前記内燃エンジン（２）の運転状態に応じて制御ユ
ニツ）（２０）によってコントロールされ、ポンプ（１
０）によって前記高圧部（１２ａ、１２．３４，４２．
５４）に送り出す燃料量を、前記内燃エンジン（２）の
前記運転条件に応じて、燃料噴射システムのニーズに合
せるために、前記ポンプ（１０）から吐出される燃料の
何分の１（※）かを前記高圧部（１２ａ、１２，１４，
３４．４２．５４）から低圧返送ライン（３０）に逃す
、クレームｌによる燃料噴射システム。
（※）註、エンジン（２）の出力の急激な低下（過渡出
力低下）が必要な場合には、この分数はｌに等しいかｌ
より大になってもよい。
（？）　ＯＮ１０　Ｆ　ＦＡがしバルブ（８０）を閉じ
る信号（ＯＦＦ信号）に対するタイミングが、該０Ｎ１
０ＦＦバルブ（８０）の閉動作によって前記高圧部（１
２ａ、１２，１４，３４，４２．５４）内にひき起され
る圧力波が、前記の一つのインジェクタ（４）の瞬間的
噴射動作の直前またはその最中に一つ（またはそれ以上
）のインジェクタ（４）の前記インジェクタバルブ部材
（５２）の弁座（５６）の直近周辺と上流に到達するよ
うに選ばれる、第６項による燃料噴射システム。
（８）少くとも２個のインジェクタ（４）から成る少く
とも一つのグループが形成され、ぞのような一つのグル
ープ内のインジェクタ（４）が燃料ライン（１２）によ
って障害のない方法で互いに連絡し、さらにそのような
各グループが一つの燃料ライン（１２）で他の燃料ライ
ン（１４）と連絡し、燃料ライン（１４）が前記ポンプ
（ｌＯ）の高圧出口側に接続し、前記グループの一つに
接続し前記燃料ライン（１２）の各一つと並行に接続し
ている。第１．２．４および６項による燃料噴射システ
ム。
（９）少くとも２個のインジェクタ（４）から成る各グ
ループが前記燃料ライン（１４）につながる前記の１つ
の燃料ライン部（１２）の中に一つのチェックバルブ（
１６，１７）をもち、該チェックバルブ（１６，１７）
が前記一つの燃料ライン部（１２）から前記燃料ライン
（１４）への方向で閉じる、第８項による燃料噴射シス
テム。
（１０）１グループ内のすべての前記インジェクタ（４
）と燃料ライン（１２）に含まれる加圧燃料容積に、一
つの燃料チャンバー（３６）という方法で付加的な加圧
燃料容積を加え、該燃料チャンバー（３６）が一つのグ
ループ内でインジェクタ（４）の外部にインジェクタ（
４）に関して左右対称の位置に設けられ、障害のない方
法で燃料ライン（１２）によってそのような一つのグル
ープ内のすべてのインジェクタ（４）に接続される、第
８および９項による燃料噴射システム。
（１１）噴射システムと共に用いる燃料インジェクタ（
４）インジェクタ（４）の付図に関してここに記述し、
図に描いたように実質的に作動するように作製されたら
、第１から第１０項までのいずれかによる燃料噴射シス
テム。
（発明の効果） 本発明は以上のように、高圧燃料ポンプから燃料インジ
ェクタの噴射オリフィスに至るまでの高圧燃料ラインの
流路断面積を、前記噴射オリフィスの合計断面積よりも
大としたから、インジェクタの高圧部内には常に均一な
燃料圧力が加わることになり、プレナム・チャンバーを
省くことが可能となる。
また、本発明の噴射システムの各インジェクタは電磁的
に作動する。インジェクタ令ニードルバルブはニードル
バルブ・ピストンの両側に作用する圧力によって開閉す
る。１２個の′ｒｒＬ磁作動バルブがニードルバルブ・
ピストンの最上端で燃料圧を制御する。このように、本
発明の第２の利点としてインジェクタ・ニードルバルブ
の弁座のすぐ上流の領域内の燃料圧レベル、各間欠噴射
動作中の最高圧力とほとんど同じくろい高い圧力レベル
でインジェクタ・ニードルバルブバルブを開争閉するこ
とが可能である。したがって燃料霧化は良好゛で、当該
内燃エンジンの汚染物質排出が改善される。
さらに本発明の第３の利点として、各インジェクタのニ
ードルバルブバルブ・ピストンの新しい進歩した設計の
ため、西独特許出願公開３２２７７４２に用いられるア
キュムレータ・チャンバーが不用になり、また同時に各
インジェクタのアキュムレータと燃料供給ラインの間の
前記オリフィスを不用にすることができる。インジェク
タのニードルバルブ・ピストンがこうした設計になって
いるため、各インジェクタへの燃料供給ライン内の圧力
レベルを一定に保つことはもはや重要ではない、圧力脈
動があっても、それが全インジェクタに対して同じであ
る限り、さしつかえない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に従って提案する電子制御式燃料噴射
システムの概略図、第２図はそのインジェクタの部分軸
断面拡大図である。第３図は第１図に提案した電子制御
式噴射システムの他の実施例の概略図である。第４図は
さらに別の実施例の概略図である。 ２・・・エンジン、 ４・・・インジェクタ、 １０・・・高圧燃料ポンプ、 １２．３４，４２．５４・・・高圧燃料ライン、５８・
・・噴射オリフィス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エンジン駆動の高圧燃料ポンプから供給される高圧燃料
    を、少くとも１つの電磁作動式の燃料インジェクタを介
    して内燃エンジンに間欠的に噴射する燃料噴射システム
    において、 前記高圧燃料ポンプから前記燃料インジェクタの噴射オ
    リフィスに至る燃料ラインの流路断面積を、前記噴射オ
    リフィスの合計断面積よりも大きくしたことを特徴とす
    る燃料噴射システム。
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