JPS62107264A - 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〕 本発明はアキュームレータノズルとして知られる燃料噴
射弁を具備する燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術および問題点〕

多気筒内燃機関においては、各気筒毎に燃料噴射弁が設
けられる。このため燃料噴射ポンプには、これらの燃料
噴射弁に燃料を分配するための機構が必要となり、燃料
噴射ポンプの構造が複雑になるという問題がある。

また燃料噴射弁は、機関負荷が変化すると、噴射量が適
正値になるまでに時間がかかるという問題がある。これ
は、噴射後における燃料噴射弁の内部の燃料圧力が燃料
噴射量の大きさによって変わるためである。例えば少量
噴射から大量噴射に移行する場合、燃料噴射ポンプから
の送油量は要求値に達しているにもかかわらず、燃料噴
射弁の内部の圧力は低い状態から上昇するので、その送
油量に対応する圧力に迅速に達することができず、噴射
量は要求値より少なくなってしまう。数回の燃料噴射後
、燃料噴射弁内は送油量に対応する圧力となり、ここで
始めて要求噴射量を得ることになる。

本発明は上記問題を一挙に解決することを目的としてな
されたものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明に係る燃料噴射装置は、所定量の燃料を吐出可能
な燃料噴射ポンプと、各気筒毎に対応して設けられ、上
記燃料噴射ポンプから供給された燃料を高圧状態で保持
するとともに高圧燃料を噴射するアキュームレータノズ
ルと、途中で気筒数に対応した数に分岐し、一端が上記
燃料噴射ポンプの吐出口に連結され、分岐した側の各端
部が各アキュームレータノズルに連結される燃料管路と
、この燃料管路の途中に設けられ、この燃料管路内の燃
料圧力を増減させる圧力調整手段と、上記アキュームレ
ータノズルを開弁させて高圧燃料を噴射させる制御手段
とを備えることを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す、この
アキュームレータノズル１．２．３．４はエンジンの燃
焼室内に燃料を噴射するために用いられるものであって
、各気筒に１個ずつ、例えば４気筒の場合４個、装着さ
れる。これらのアキュームレータノズル１．２．３．４
には、燃料噴射ポンプ４００から燃料が圧送され、この
噴射ポンプ４００には、通常設けられるタイマ機構、燃
料分配機構、および気筒数に等しいプランジャは設けら
れておらず、単一のプランジャによる調量機構のみを有
している。本実施例においては、燃料噴射ポンプ４００
は、通常、判型ポンプと呼ばれるものである。噴射ポン
プ４００から圧送されてきた燃料は、後述するように、
人口ボート１１がらこのアキュームレータノズル１内の
蓄圧室４ｏに流入し、ニードル弁１２の開閉動作によっ
て噴口１３から噴射される。噴射ポンプによる送油時期
は、通常のように各々の気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）近
辺ではな（、その充分前、例えば圧縮上死点前（ＢＴＤ
Ｃ）　６０°クランクアングルには既に終了している。

噴射ポンプによる１回の送油量は、従来公知のように噴
射ポンプのレバー開度で調量される。

燃料噴射ポンプ４００と各アキュームレータノズル１．
２．３．４を接続する燃料管路７ｏは、一端が噴射ポン
プ４００の吐出口に連結され、途中で気筒数に対応した
数に分岐し、その分岐した側の各側部が各アキュームレ
ータノズル１．２．３．４の入口ポート１１に連結され
る。この燃料管路７０の分岐部分よりも噴射ポンプ４０
０側には、噴射管路７０内の燃料圧力を増減させる圧力
調整手段としての可変容積装置５００が設けられる。可
変容積装置５００は、後述するように、アクセルペダル
８０に連動して燃料管路７０内の燃料圧力を変化させ、
すなわち、アクセル開度が大きいほど燃料圧力を高くし
、アクセル開度が小さいほど燃料圧力を低くする。

アキュームレータノズル１のハウジングは、圧電性アク
チュエータとしてのピエゾアクチュエータ３１を保持す
るアクチュエータ保持体としてのピエゾホルダ２０、後
述するように液圧制御室としての制御油圧室３４を規定
する中空円筒形のディスタンスピース２１、制御油圧室
３４の底部を規定しアキュームレータノズル１を保持す
るノズルホルダ２２、および後述する蓄圧室を規定し下
端部が閉鎖された中空円筒形のノズルボディー２３によ
って形成される。ピエゾホルダ２０はピエゾアクチュエ
ータ３１を固定するように一端が閉鎖され、他端の開口
部側にはディスタンスピース２１が固着配設され、この
ディスタンスピース２１のピエゾホルダ２０とは反対側
には対向して同心状にノズルホルダ２２が設けられてい
る。ノズルホルダ２２はフランジ２４をディスタンスピ
ース２１に密着されており、このノズルホルダ２２とデ
ィスタンスピース２１とピエゾホルダ２０は、ノズルボ
ディー２３により外周から相互に密着して一体結合され
ている。例えば、ノズルボディー２３内壁に形成された
ネジ穴にこれらノズルホルダ２０が螺入されることによ
り、ノズルホルダ２２、ディスタンスピース２１および
ノズルホルダ２０がノズルボディー２３と一体結合され
る。

ピエゾホルダ２０の内部に形成されたボア３０には、ピ
エゾアクチュエータ３１とピストン３２と皿ばね３３が
収容されている。ピエゾアクチュエータ３１の上端は絶
縁板６１を介してボア３０の底部すなわち、ピエゾホル
ダ２０の底部に固定され、またピエゾアクチュエータ３
１の下端には＆ｆｉ縁板６２を介して　ピストン３２の
上面が固着連結されている。ピエゾアクチュエータ３１
の外径は、後述するようにピエゾアクチュエータ３１の
伸張収縮変位を考慮してボア３０の内径よりも小さくし
である。　ピストン３２はボア３０の内径とは〜゛同じ
径を有する大径部３２１と、ボア３０の内径、例えば１
５＋ｕφより径の小さい、例えば１２ｍφの小径部３２
２とから成る。すなわちピストン３２は、大径部３２１
がボア３０内において摺動自在であり、且つ、小径部３
２２がディスタンスピース２１のボア２１１内に油密を
保って摺動自在であるように形成され、これらボア３０
　、３１内に収容されている。尚、上記の如く、小径部
３２２の径をボア３０の内径、すなわちピエゾアクチュ
エータ３１の径より小さくしているのは、ピエゾアクチ
ュエータ３１に大きな応力が繰返し印加した場合、アク
チュエータ３１にか＼る受圧力を緩和し、ピエゾアクチ
ュエータ３１の劣化および破壊を防止するためである。

ディスタンスピース２１の下部とノズルホルダ２２とは
密着して結合されている。ピストン３２の下面とノズル
ホルダ２２の上面との間、およびディスタンスピース２
１の内壁で規定される空隙には、ピストン３２の摺動に
よりその容積が変化する、制御油圧室３４が形成される
。

ノズルホルダ２２の軸中心に穿孔されたボア２２１には
、ニードル弁１２の受圧棒１２１が気密性を保って摺動
自在に収容されている。ニードル弁１２の受圧棒１２１
の下方には、鍔状に突出するスプリングガイド１２４が
形成され、このスプリングガイド１２４の下方には弁体
１２２が形成される。弁体１２２はノズルボディ２３の
中心軸に穿設された小径ボア２３１内に摺動自在に収容
され、また弁体１２２の外周面には、この弁体１２２の
軸心方向に沿って延びる燃料通路１２５が形成される。

弁体１２２の先端は円錐状に成形され、一方、ノズルボ
ディ２３の下端には円錐状のシート面４６が形成される
とともに噴口１３が穿設され、一方、弁体１２２の先端
はシート面４６に密着可能となるよう円錐状に成形され
る。しかしてニードル弁１２が昇降すると、弁体１２２
の先端がシート面４６に接離し、これにより噴口１３が
開閉される。

ノズルボディ２３はディスタンスピース２１の内径と略
同じ内径を有する蓄圧室４０を有し、この蓄圧室４０内
にはニードル弁１２が昇降自在に収容される。ばね４１
は、上端をノズルホルダ２２の下面に、下端をスプリン
グガイド１２２の上面にそれぞれ係止させ、ニードル弁
１２を常時閉弁方向に付勢する。

ピエゾホルダ２０の上端には入口ボート１１が形成され
、またボア３０に沿って、入口ボート１１に連通する通
路５４が穿設される。ディスタンスピース２１には、通
路５４に連通ずる孔が穿設されるとともに、この孔内に
は逆止弁５０が、設けられる。一方、ノズルホルダ２２
には、この孔および油圧制御室３４に連通ずる径方向溝
５６が形成され、さらにこの溝５６に連通ずる孔が穿設
されるとともに、この孔内には逆止弁５１が設けられる
。ノズルホルダ２２の孔は蓄圧室４０に連通する。逆止
弁５０はボール弁５０ａ、ばね５０ｂ、および止めねじ
５０ｃから成り、ばね５０ｂはボール弁５０ａを閉弁方
向に付勢し、止めねじ５０ｃには通路５０ｄが形成され
る。同様に、逆止弁５１はボール弁５１ａ、このボール
弁５１ａを閉弁方向に付勢するばね５１ｂ、および通路
５０ｄを形成された止めねじ５０ｃから成る。

ピエゾホルダ２０．ディスタンスピース２１、ノズルホ
ルダ２２は、ノックビン（図示せず）により位置決めさ
れ、これにより入口ポート１１に流入する燃料は、通路
５４、逆止弁５０、径方向？Ｒ５６、および逆止弁５１
を通り、蓄圧室４０に導かれる。逆止弁５０　、５１は
通路５４内の燃料圧力が所定値以上になった時開弁し、
開弁した時、入口ボート１１、油圧制御室３４、および
蓄圧室４０を相互に連通ずる。

前述の制御油圧室３４の容積は、ピエゾアクチュエータ
３１が軸方向に膨張し、皿ばね３３に抗してピストン３
２を押下げたとき収縮する。一方、ピエゾアクチュエー
タ３１が軸方向に収縮したときあるいはピエゾアクチュ
エータ３１を収縮させるのに充分な高圧の燃料が油圧制
御室３４に供給されたとき、ピストン３２を押し上げて
ピエゾアクチュエータ３１を収縮させ、制御油圧室３４
の容積が膨張する。

ピエゾアクチュエータ３１は、例えば、直径１５ｍｍ、
厚さ０．５鶴の円板状の圧電素子と、直径１５ｍ、厚さ
０．０１ｍｍの銅板とを交互に積層して円柱状にしたも
のであり、各々の圧電素子の厚み方向に並列に電圧を印
加できるように、リード線３５と上記銅板とが結合され
る。リード線３５はグロメット３６を介してピエゾホル
ダ２０の外部へ伸びており、図示しない電気回路に接続
されている。圧電素子は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛
を主成分として焼成された強誘電体セラミックスが用い
られる。この強誘電体セラミックスは、ピエゾ効果を有
する代表的な素子である。その物性は、上記の１個当り
、厚み方向にｓｏｏ　ｖの電圧を、印加すると０．５μ
ｍだけ厚みが増し、逆に５００Ｖの電圧が発生している
時その両端を短絡してその蓄積電荷を放出させると０．
５μｍ厚みが残少する。

また厚み方向に２００　ｋｇ　／　ｃｎｌの圧力を印加
すると、その収縮に伴って厚み方向に２００■の電圧を
発生する。本実施例においては、ピエゾアクチュエータ
３１は、圧電素子を１００枚、電気的並列に結合しであ
るので、５００Ｖの電圧を印加すると合計で５０μｍの
伸長が得られる。か＼るピエゾアクチュエータ３１の軸
方向伸張収縮によりピストン３２が上下動することとな
る。またピストン３２を介して収縮されることにより、
電荷が蓄積される。

次に燃料噴射ポンプ４００の構成について述べる。

この噴射ポンプ４００は１本のプランジャ４０１を有し
、燃料を各噴射弁１．２．３．４に分配するための機構
、および噴射時期を制御するためのタイマ機構を有して
いない。ケーシング４０２に形成されたシリンダボア４
０３内に摺動自在に収容されたプランジャ４０１は、エ
ンジン回転数の１／２に同期して往復運動を行なうよう
構成されているが、ポンプ圧送量の能力に合わせエンジ
ン回転数の１／２．１／１．２／１倍等に同期するよう
構成することもできる。例えば、エンジン回転の１／２
に同期する場合、駆動力はエンジンのクランク軸からギ
アまたはタイミングベルトを介して駆動軸４０５に伝導
され、プランジャ４０１はこの駆動軸４０５に設けられ
たフェイスカム４０６によりエンジン回転の１／２の回
転数だけ上下方向に往復運動を行なう。すなわちプラン
ジャ４０１の下端に形成されたタペット４０７は、スプ
リング４０８により常時図中下方へ付勢されてフェイス
カム４０６に当接するようになっており、プランジャ４
０１は、駆動軸４０５の回転に伴ない、フェイスカム１
０５の形状に合わせて往復運動を行なう。

プランジャ４０１の上端面４０４とシリンダボア４０３
とにより形成される圧力室４０８は、プランジャ４０１
の往復運動により拡大収縮し、圧力室４０８が拡大する
時、フィードポンプ４０９を介して送られてくる燃料は
ケーシング４０２に形成された入口ボート４１７を介し
て圧力室４０８内に吸入され、圧力室４０８が収縮する
時、圧力室４０８内の燃料はデリバリ弁４１０を押開き
、吐出口４１１を介して燃料管路７０へ吐出される。デ
リバリ弁４１０は圧力室４０８を閉塞する弁体４１２と
、この弁体４１２を圧力室４０８側へ付勢するばね４１
３とを有する。弁体４１２は圧力室４０８内の圧力の大
きさに応じて開放して燃料を燃料管路７０側へ通過させ
、圧力室４０８内の圧力が小さくなると、ばね４１３の
弾発力によって圧力室４０８側へ変位し、これにより燃
料管路７０内の圧力を低下させる。すなわち、デリバリ
弁４１０は逆止弁および吸い戻し弁としての機能を存す
る。

プランジャ４０１は、表面にら線状の通路４１４が形成
され、また内部には圧力室４０８に連通ずる中心軸方向
の通路４１５、およびこれらの通路４１４゜４１５を連
結する半径方向の通路４１６が穿設される。

プランジャ４０１が図中下方に移動すると、プランジャ
４０１の上端面４０４が入口ポート４１７より下って圧
力室４０８がこの入口ポート１２２と連通し、フィード
ポンプ４０９を介して燃料が圧力室４０８へ送り込まれ
る。プランジャ４０１が下死点に達し、上方に移動し始
めると、その後プランジャ４０１は入口ボート４１７を
閉塞し、圧力室４０８内の燃料を圧縮する。圧縮された
燃料はデリバリ弁４１０を押開いて燃料管路７０へ吐出
される。プランジャ４０１がさらに上昇しつづけると、
ら線状の通路４１４と入口ボート４１７が連通し、圧力
室４０８の燃料は人口ボート４１７を通ってフィードポ
ンプ４０９側へ逆流し、燃料の圧送を終了する。この時
デリバリ弁４１０の吸いもどし作用により燃料管路７０
の燃料圧力は低下する。

燃料噴射ポンプ４００の燃料吐出量の調整は、プランジ
ャ４０１を回転させてら線状の通路４１４と入口ボート
４１７が連通する時のプランジャ４０１の位置を変える
ことにより行なわれる。例えば第１図の状態では、入口
ボート４１７とら線状の通路伺４とが最も早く導通する
ようになっており、したがって燃料の吐出量は少ない。

これに対し、プランジャ４０１が上方より見て時計まわ
りに回転すると入口ボート４１７と通路４１４が導通す
る時期が遅くなり、燃料吐出量は多くなる。このプラン
ジャ４０１の回転を行なう為に、プランジャ４０１には
、上下方向に多数の溝のあるスプライン４２０が設けら
れ、このスプライン４２０にはビニオンギア４２１が摺
動可能に嵌合されている。ピニオンギア４２１は、リン
ク４２２を介してアクセルペダル８０の動きに連動する
ラック４２３に噛合し、アクセル開度に応じて回転変位
する。すなわち、アクセル開度が小さい時、ラック４２
３は図中左方に位置して、燃料吐出量を少なくし、また
アクセル開度が大きい時、ラック４２３は右側に移動し
て燃料吐出を多くする。

次に可変容積装置５００の構成について述べる。

ケーシング５０１は大径ボア５０２と小径ボア５０３を
有し、小径ボア５０３内にはピストン５０４が摺動自在
に収容されて圧力室５０５が形成される。圧力室５０５
は燃料管路７０に連通し、ピストン５０４が進退動する
ことにより拡大収縮する。すなわち、これにより燃料管
路７０内の燃料圧力が変化する。

なお、ピストン５０４は直径４龍で、ストロークは１０
龍である。また圧力室５０５から大径ボア５０２に漏れ
た燃料は、ケーシング５０１に穿設された孔５１３を通
ってタンクへ戻されるようになっている。

ピストン５０４の基部は大径ボア５０２内に突出し、こ
のボア５０２内に設けられたフェイスカム５０６に係合
する。フェイスカム５０６は回転軸５０７に圧入されて
おり、この回転軸５０７の一端はケーシング５０１の内
壁面に形成された凹部に支持され、他端はケーシング５
０１を貫通し、その突出端にはレバー５０８が固定され
る。レバー５０８はリンク５１４を介してアクセルペダ
ル８０に連結される。レバー５０８は鍔状部５１１　と
ナツト５１２により挟持されて上下方向の動きを止めら
れる。回転軸５０７とケーシング５０１との間には０リ
ング５０９が設けられ、これにより燃料の漏洩が防止さ
れる。回転軸５０７のケーシング５０１から突出した部
分にはサークリップ５１０が設けられ、回転軸５０７の
上下動が防止される。

第２図はフェイスカム５０６とレバー５０８との位置関
係を示す。この図から理解されるように、レバー５０８
はフェイスカム５０６の長径の方向と同じ方向に設けら
れ、アクセル開度が小さい時、実線で示す様にフェイス
カム５０６の短径方向とビストン５０４が当接し、すな
わち、この時ピストン５０４は圧力室５０５内の圧力に
より図中右側に移動し、またアクセル開度が大きい時、
ピストン５０４は左方に移動して圧力室５０５の容積を
小さくするようになっている。なおピストン５０４の端
面には圧力室５０５内の圧力が作用する為、ピストン５
０４は常にフェイスカム５０６に押しつけられ、したが
ってスプリング等を設ける必要がない。また、レバー５
０８はフェイスカム５０６の直径より数倍長くなってい
るので、この比に相当する分だけアクセル８０を踏む力
を減らすことができる。

本実施例は次のように作用して燃料を噴射する。

エンジンのある気筒が圧縮上死点前９０°クランクアン
グルになった時、アキュームレータノズル１．２．３．
４に対して同時に燃料噴射ポンプから燃料が圧送され始
める。この圧送された燃料は、燃料管路７０を経てアキ
ュームレータノズル１．２．３．４へ導びかれる。アキ
ュームレータノズル１において、燃料管路７０がらの燃
料は通路５４、逆止弁５０、径方向溝５６および逆止弁
５１を経て蓄圧室４０に流入する。またこの時、逆止弁
５０および径方向溝５６を通った燃料は制御油圧室３４
へも流入する。

ここで、ニードル弁１２に作用する燃料圧に関し、下向
きに作用する圧力についての受圧面積はニードル弁１２
の受圧棒１２１の断面積に等しいのに対し、上向きに作
用する圧力についての受圧面積は、受圧棒１２１の断面
積から弁体１２２の下端部がシート面４６に密着する部
分を差引いた分の断面積である。したがってニードル弁
１２に作用する燃料圧は下向きの成分の方が大きい。ま
たニードル弁１２には、ばね４１の弾発力が下向きに作
用する。しかしてニードル弁１２は着座状態を維持し、
噴口１３を閉塞しており、アキュームレータノズルｌに
供給された燃料は蓄圧室４０と制御油圧室３４の中に圧
縮されながら流入し、蓄圧される。燃料噴射ポンプ４０
０からの送油は圧縮上死点前６０°には終了するが、そ
れに伴ない逆止弁５０　、５１は閉塞し、蓄圧室４０と
制御油圧室３４は遮断する。ここで燃料噴射ポンプ４０
０のデリバリ弁４１０は吸い戻し作用を行なうので、燃
料管路７０の圧力は、蓄圧室４０および制御油圧室３４
の圧力より低くなっている。

任意の時期、例えば圧縮上死点においてピエゾアクチュ
エータ３１を収縮させると制御油圧室３４の容積が拡大
され、この拡大量に応じてニードル弁１２が上方に変位
し、噴口１３が開放して蓄圧室４０の燃料はエンジン燃
焼室に噴射される。

この燃料噴射によって蓄圧室４ｏ内燃料圧力は低下して
いき、それに従いニードル弁１２は降下していく。そし
て最後には、ニードル弁１２はシート面５６に着座し、
噴口１３を閉塞して燃料噴射を終了する。

他のアキュームレータノズル２．３．４もこの動作を次
々に行ない、各気筒について燃料噴射が行なわれ、エン
ジンの１回転が終了する。第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ
）、（ｄ）は各気筒についての燃料噴射の動作を示し、
第３図（ａ）は燃料管路７ｏ内の圧力、第３図（ｂ）は
ピエゾアクチュエータの駆動信号、第３図（Ｃ１はアキ
ュームレータノズル内の圧力、第３図（ｄｌは噴射率の
変化をそれぞれ示す。なおこの図中、数字はアキューム
レータノズルの参照符号を示す。

燃料噴射ポンプ４００の作用により燃料管路７０内の圧
力が上昇しく第３図（ａｌ）、これにより各アキューム
レータノズル１．２．３．４内の圧力が同時に上昇する
（第３図（Ｃ））。ピエゾアクチュエータ３１に対する
駆動信号は、アキュームレータノズル１．２．３．４の
順に出力され（第３図（ｂ））、これにより各アキュー
ムレータノズル１．２．３．４のピエゾアクチュエータ
３１は、伸長した後収縮する。アキュームレータノズル
１．２．３．４内の圧力は、ピエゾアクチュエータ３１
の伸長により上昇し、その後収縮して急激に下降する（
第３図（Ｃ））。この収縮時、燃料噴射が行なわれる（
第３図（ｄ））。その後、再び燃料噴射ポンプ４００か
ら燃料が吐出されて燃料管路７０内の圧力が上昇し、上
記の動作が繰返えされる。

燃料噴射ポンプ４００からの送油量が少ない場合、すな
わち燃料噴射量の少ない場合には、制御油圧室３４およ
び蓄圧室４０ともに圧力は低く、これにより燃料噴射開
始時における燃料圧力および燃料噴射終了時における燃
料圧力ともに低くなる。

従って燃料噴射終了後の制御油圧室３４および蓄圧室４
０は、噴射量の多い場合に比べて圧力が低い状態で燃料
噴射ポンプ４００からの送油を待つこととなる。このよ
うに燃料噴射量の大きさに応して燃料噴射後の制御油圧
室３４と蓄圧室４０の圧力が異なるので、何ら対策を講
じないと、燃料噴射ポンプ４００からの送油量が変わる
加減速時、噴射圧力の変化の応答遅れが生じる。この応
答遅れを防止するため、本実施例においては可変容積５
００が設けられる。

すなわち、例えば燃料噴射量を増加させるべくアクセル
ペダル８０を踏込むと、これにより圧力室５０５の容積
が小さくなり、燃料管路７０内が圧縮されてこの内部の
燃料圧力が速やかに上昇する。

燃料圧力はその系の容積が１％収縮すれば約１００気圧
上昇する。本実施例では噴射ライン７０の容積は２００
０（ｍｍ”）であるので、可変容積装置５００のピスト
ン５０４が５　（ｍｍ）変位すると約３００　（ｋｇ　
’　／　ｃｔＭ　）の圧力上昇が生じる。逆に減速時に
アクセルペダル８０の開度を小さくすると、ピストン５
０４が油圧力により押戻され燃料管路７０の圧力が低下
する。定常走行時には、ピストン５０４は一定の位置に
あって燃料管路７０の圧力は変化せず、加減速時、ピス
トン５０４を変位させて要求噴射圧すなわち要求噴射量
が迅速に得られる。

以上のように本実施例は、燃料噴射ポンプ４００とアキ
ュームレータノズル１．２．３．４の間の燃料管路７０
に可変容積装置５００を設け、これをアクセルペダル８
０と連動させ、アクセル開度の小さい時には、圧力室５
０５の容積を大きく、逆にアクセル開度の大きい時には
圧力室５０５は小さくしたものである。またアキューム
レータノズル１は圧送されてきた燃料をその内部の蓄圧
室４０に蓄圧し、必要な時期にピエゾアクチュエータ３
１を作動させることにより、噴口１３からエンジンの燃
焼室内に燃料を噴射供給することができる。

したがって本実施例によれば、次の■〜■の効果が得ら
れる。

■従来の副型噴射ポンプに必要であったタイマ機構、お
よびエンジン気筒数と等しいプランジャが必要なく、調
量機構のみを持つ非常に簡単な構成の燃料噴射ポンプ４
００でよい。

■可変容積装置５００を用いることにより加減速時の追
従性が非常によくなる。

■可変容積装置５００は低負荷時には容積を大きくし、
燃料管路７０の圧力を低くしてアキュームレータノズル
１．２．３．４の噴射圧力を低下させ、逆に高負荷時に
は噴射圧力を高くすることができ、エンジン性能上望ま
しい。

また、エンジン回転数と同し回転数、あるいは２倍の回
転数で燃料噴射ポンプ４００を駆動する場合、燃料噴射
量の増減に対して燃料圧力をより迅速に変化させること
ができ、加減速時における応答性を一層向上させること
ができる。

第１の実施例においては、通常判型ポンプと呼ばれる燃
料噴射ポンプ４００が設けられていたがボッシュＶＥ型
ポンプとして知られる分配型の燃料噴射ポンプを用いて
も第１の実施例と同様の効果が得られる。この場合、気
筒分配機構を必要とせず、また例えば４気筒エンジンに
アキュームレータノズルを用いる場合、エンジン回転の
１／２でポンプを駆動させればよい。また通常の様に各
気筒ごとにデリバリ弁を必要とせず、ポンプ圧力室にデ
リバリ弁を１個を装着するだけでよく、これにより分配
機構も必要としない。従って燃料噴射ポンプを非常に簡
単な構成とすることができる。

第４図（ａｌ、（ｂｌ、（Ｃ）、ｆｄｌは、分配型ポン
プを燃料噴射ポンプ４００に用いた第２実施例における
、各気筒についての燃料噴射の動作を示す。この第４図
（ａｌ〜（ｄ）はそれぞれ第３図（ａ）〜（ｄｉと同じ
ものを示し、これらの図を対比すると理解されるように
、燃料噴射ポンプ４００の吐出圧の変化（第３図（ａｌ
および第４図（ａ））およびアキュームレータノズル内
の圧力の変化（第３図ｆｃ）および第４図ｔｃ＋が異な
る。

すなわち、第２実施例によれば、燃料噴射ポンプ４００
のプランジャがエンジン１回転あたり４回往復するので
、燃料管路７０内の圧力はエンジン１回転あたり４回上
昇する。またアキュームレータノズル１．２，３．４内
の圧力はそのノズルのピエゾアクチュエータ３１の伸長
動作に応じていったん上昇し、その後ピエゾアクチュエ
ータ３１の収縮により下降する。この収縮により燃料噴
射が行なわれる（第４図（ｄ））。一方、燃料噴射が行
なわれたアキュームレータノズル内には、圧力の低下に
より管路７０を介して燃料が流入し、アキュームレータ
ノズル内の圧力はアクチュエータ３１の伸縮動作の前の
値に復帰する。

第５図は可変容積装置の他の実施例を示す。

この可変容積装置５５０は、エンジンに発生する負圧を
利用して燃料管路７０内の燃料圧力を変化させるもので
あり、ディーゼルエンジンの場合にはバキュームポンプ
の負圧を利用し、吸気絞り装置を持つ場合にはマニホー
ルド内の負圧を利用する。またガソリンエンジンの場合
は、マニホールド内の負圧を利用し、燃料管路７０の容
積をエンジン負荷に応じて変化させるものである。

ケーシング５５１は、有底筒状部材５５１ａの開口部に
蓋部材５５１ｂをポルト５５２により固定して構成され
、蓋部材５５１ｂに穿設されたポア５５３には、ピスト
ン５５４が摺動自在に収容されて圧力室５５５が形成さ
れる。この圧力室５５５は燃料管路７０に連通ずる。ピ
ストン５５４の圧力室５５５とは反対側には円板５５６
が形成され、この円板５５６はケーシング５５１内に収
容される。ダイヤフラム５５７は、その外周縁部が有底
筒状部材５５１ａと蓋部材５５１ｂにより挟持され、そ
の内周縁部が円板５５６とリテーナ５５８により挟持さ
れて固定される。リテーナ５５８は円板５５６から突出
するねじ部５５９にナツト５６０を螺合して円板５５６
に固定される。しかして、ケーシング５５１内の有底筒
状部材５５１ａ側には変圧室５６１が形成され、また蓋
部材５５１ｂ側には大気圧室５６５が形成される。この
変圧室５６１内にはばね５６２が設けられ、このばね５
６２はリテーナ５５８を介してピストン５５４を圧力室
５５５側に付勢する。

有底筒状部材５５１ａに設けられたパイプ５６３は図示
しない負圧源（例えばバキュームポンプ）に接続され、
通路５６４を介して変圧室５６１に連通ずる。

一方、蓋部材５５１ｂに設けられたドレーンパイプ５６
６は大気に開放され、また大気圧室５６５に連通ずる。

しかして変圧室５６１に導かれる負圧に応じてピストン
５５４は変位し、圧力室５５５の容積を変化させる。な
おピストン５５４の１１１進位置は蓋部材５５１ｂの内
壁面５５１ｃにより規制される。

しかしてピストン５５４は、その端面に作用する圧力室
５５５内の圧力とダイヤフラム５５７に作用する変圧室
５６１内の負圧により左方へ付勢され、ばね５６２の弾
発力により右方へ付勢される。すなわち、ピストン５５
４の位置はこれらの力のつりあいにより定まる。したが
って、低負荷時には、負荷が大きい為に、ピストン５５
４は図中左方へ移動し、圧力室５５５は大きくなる。逆
に高負荷時には、負圧が小さい為、スプリング５６２の
弾発力によりピストン５５４は、図中右方へ移動し、圧
力室５５５の容積は小さくなる。すなわち、この可変容
積装置５５０によっても上記第１実施例における可変容
積装置５５０による場合と同じ効果が得られ、高負荷時
にはより高圧噴射、低負荷時には、より低圧噴射となり
、エンジン性能を向上させることができ、また加減速時
の応答性も向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、燃料噴射ポンプの構造が
簡単になり、また機関負荷の変化に応じて燃料噴射量が
迅速に追従し、応答性が向上するという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はカム
とピストンの位置関係を示す平面図、 第３図は第１図の実施例における作用を示し、第３図は
（ａｌは燃料管路内の圧力を示すグラフ、第３図（ｂｌ
はピエゾアクチュエータの駆動信号を示すグラフ、第３
図（Ｃ）はアキュームレータノズル内の圧力を示すグラ
フ、第３図（ｄ）は噴射率を示すグラフ、 第４図は分配型の燃料噴射ポンプを用いた実施例におけ
る作用を示し、第４図（ａｌは燃料管路内の圧力を示す
グラフ、第４図ｆｂ）はビニ１ヅ、アクチュエ１１、・ −タの駆動信号を示すグラフ、第４図（Ｃ１はアキュー
ムレータノズル内の圧力を示すグラフ、第４図（ｄ）は
噴射率を示すグラフ、 第５図は可変容積装置の他の実施例を示す断面図である
。 １．２．３．４・・・アキュームレータノズル、７０・
・・燃料管路、 ４００・・・燃料噴射ポンプ、 ５００・・・可変容積装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　多気筒内燃機関の各気筒に高圧燃料を供給する燃
   料噴射装置であって、所定量の燃料を吐出可能な燃料噴
   射ポンプと、各気筒毎に対応して設けられ、上記燃料噴
   射ポンプから供給された燃料を高圧状態で保持するとと
   もに高圧燃料を噴射するアキュームレータノズルと、途
   中で気筒数に対応した数に分岐し、一端が上記燃料噴射
   ポンプの吐出口に連結され、分岐した側の各端部が各ア
   キュームレータノズルに連結される燃料管路と、この燃
   料管路の途中に設けられ、この燃料管路内の燃料圧力を
   増減させる圧力調整手段と、上記アキュームレータノズ
   ルを開弁させて高圧燃料を噴射させる制御手段とを備え
   ることを特徴とする燃料噴射装置。
2. ２．　上記圧力調整手段が、ケーシングと、このケーシ
   ング内に摺動自在に収容され、上記燃料管路に連通する
   圧力室を区画形成するピストンとを備え、このピストン
   が進退動して該圧力室の容積を変化させ、上記燃料管路
   内の燃料圧力が調整されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の燃料噴射装置。
3. ３．　上記ピストンが機関負荷の大きさに応じて進退動
   し、機関負荷が大きいほど上記圧力室の容積を小さくす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の燃料噴
   射装置。