[发明专利]内燃发动机的燃料喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机的燃料喷射系统，主要是涉及用于农用机械或建筑机械等的产业用发动机的内燃发动机的燃料喷射系统。

背景技术

以往，在搭载在农用机械或建筑机械等上的产业用发动机中，作为从柴油发动机的燃料喷射部喷射燃料的燃料喷射系统，使用了具有盒式泵和燃料喷射喷嘴的燃料喷射系统。该燃料喷射系统利用安装在发动机上的盒式泵压送高压化后的燃料，且从燃料喷射喷嘴将所压送的燃料喷射至柴油发动机的气缸内。

在这样的燃料喷射系统中，燃料喷射喷嘴使用在燃料的压力超过既定值时开放、而在低于既定值时关闭的单向阀构造的阀，主要在盒式泵侧控制燃料的喷射量及喷射时序。

作为这样的盒式泵，如图12所示，是在具备凸轮的柴油发动机上可安装拆卸的泵300，该泵具备：保持在壳体301内的圆筒状的柱塞套303；可自由往复运动地配置在柱塞套303内而用于根据凸轮的旋转将燃料加压的柱塞305；向着与将燃料加压的方向的相反的方向对柱塞305施力的弹簧307；以及用于将利用柱塞305加压后的燃料排出的排出阀309(例如，参照专利文献1及2)。

该盒式泵在柱塞下降的状态下经由设置在壳体上的燃料通路而将燃料送入燃料加压室，且柱塞伴随着发动机所具备的凸轮的旋转而上升，关闭吸入口而使燃料加压室内的燃料高压化。并且，在燃料超过既定压力时，燃料经由排出阀被压送至对应的燃料喷射喷嘴。

在这样的盒式泵中，使用由设置在柱塞上的沿相对于轴方向倾斜的方向形成的槽构成的导通路、以及用于使该柱塞以轴为中心旋转的齿条机构来进行压送的燃料的流量控制。详细地说，由于在柱塞上设置有导通路，因此在柱塞上升至既定位置时燃料加压室和燃料通路连通，燃料加压室内的燃料经由导通路溢出至燃料通路侧，限制所压送的燃料的流量。并且，由于导通路沿相对于柱塞的轴方向倾斜的方向设置，因此利用柱塞的旋转位置来限制燃料加压室内的燃料返回的时刻下的燃料加压室内的容量，将排出的燃料的流量控制为所期望的值。这样的柱塞的旋转位置，是通过由与发动机连接的调节机构等控制齿条机构来决定的。

并且，在这样的盒式泵中，燃料的喷射时序的控制是通过例如设置定时器、使凸轮轴具有前置角而实现柱塞的上升时序的调整来进行的。

这样，以往的产业用发动机中的燃料喷射系统是利用泵的机械的结构来控制燃料的喷射量及喷射时序的，与用于汽车或大型车用的其他的燃料喷射系统相比，成为小型且机械的结构。

另一方面，作为用于汽车或大型车用的发动机的燃料喷射系统，提出了各种使用了储压器(共轨)的储压式燃料喷射系统(下面，有时称为共轨系统)。该储压式燃料喷射系统如图13所示，具备泵本体411、进料泵407、调量阀419，且具备：在泵410自身上具备凸轮415的燃料供给用泵410；将从泵410压送的高压燃料储存且对于多个喷射器进行压送的储压器420；以及对于内燃发动机的气缸喷射所压送的燃料的喷射器(未图示)。

在这样的储压式燃料喷射系统400中，通过电磁地控制燃料供给用泵410的调量阀或喷射器的开阀程度来进行燃料的喷射量控制。并且，通过电磁地控制开放喷射器的喷射孔的时序来进行燃料的喷射时序的控制。

这样的储压式燃料喷射系统能够将燃料的压力进一步高压化，且能够精密地控制燃料的喷射量及喷射时序，因此能够容易地实现发动机的运转状态的控制及所排出的排气的清洁化。

【专利文献1】特公平7-117017号公报(图6)

【专利文献2】特开平11-343944号公报(图1)

但是，专利文献1中所记载的使用盒式泵的燃料喷射系统是利用盒式泵的机械的结构来进行喷射量及喷射时序的控制的，为了更高精度地进行控制，各个部件的构造需要复杂化，另一方面，要求泵或凸轮的高精度的设计。

并且，为了适应与近年来的排气限制的高度化对应的燃料的更加高压化的要求，需要增大柱塞的直径或冲程量，或改良发动机侧的凸轮峰部的形状。并且，以往的盒式泵需要提供防止由高压燃料溢出造成的磨损或损伤的对策，为了适应进一步的高压化，需要使部件的构造进一步复杂化。另一方面，在使这些部件的结构复杂化时，有时强度降低且耐久性降低，或燃料的高压化达到极限。