(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャ部と噴射ノズル部とが一体的に組み込まれたユニットインジェクタと、燃料を前記ユニットインジェクタに圧送する燃料供給部と、前記燃料供給部から前記ユニットインジェクタに燃料を送る噴射管に介装されたメイン電磁弁と、前記ユニットインジェクタにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプにサブ電磁弁とオリフィスとを直列に介装し、前記オリフィス絞り流路面積が、機関回転数及び機関負荷に対し、低回転数域あるいは低負荷域での絞り流路面積を小さく、高回転数域あるいは高負荷域になるに従い大きくなるように可変に設定されているとともに、メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記オリフィス及びサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
プランジャ部と噴射ノズル部とが一体的に組み込まれたユニットインジェクタと、燃料を前記ユニットインジェクタに圧送する燃料供給部と、前記燃料供給部から前記ユニットインジェクタに燃料を送る噴射管に介装されたメイン電磁弁と、前記ユニットインジェクタにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている開ポジションとを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れてサブ電磁弁が閉にして燃料噴射圧力が略一定になる期間Ｔ１を設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、前記Ｔ２の期間をＴ１の期間より長くなるように制御して燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
プランジャ部と噴射ノズル部とが一体的に組み込まれたユニットインジェクタと、燃料を前記ユニットインジェクタに圧送する燃料供給部と、前記燃料供給部から前記ユニットインジェクタに燃料を送る噴射管に介装されたメイン電磁弁と、前記ユニットインジェクタにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている絞りポジションと、開ポジションを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れて前記絞りポジションを経由してサブ電磁弁が閉にして燃料噴射圧力が略一定になる期間Ｔ１を設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、前記Ｔ２の期間をＴ１の期間より長くなるように制御して、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
プランジャ部と燃料通路とこの燃料通路に介装されたメイン電磁弁とを有する燃料噴射ポンプと、燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給部と、前記燃料噴射ポンプから噴射ノズル部に燃料を送る燃料噴射管と、前記燃料噴射ポンプにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプにサブ電磁弁とオリフィスとを直列に介装し、前記オリフィス絞り流路面積が、機関回転数及び機関負荷に対し、低回転数域あるいは低負荷域での絞り流路面積を小さく、高回転数域あるいは高負荷域になるに従い大きくなるように可変に設定されているとともに、メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記オリフィス及びサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
プランジャ部と燃料通路とこの燃料通路に介装されたメイン電磁弁とを有する燃料噴射ポンプと、燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給部と、前記燃料噴射ポンプから噴射ノズル部に燃料を送る燃料噴射管と、前記燃料噴射ポンプにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている開ポジションとを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れてサブ電磁弁が閉にして燃料噴射圧力が略一定になる期間Ｔ１を設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、前記Ｔ２の期間をＴ１の期間より長くなるように制御して燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
プランジャ部と通路とこの燃料通路に介装されたメイン電磁弁とを有する燃料噴射ポンプと、燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給部と、前記燃料噴射ポンプから噴射ノズル部に燃料を送る燃料噴射管と、前記燃料噴射ポンプにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている絞りポジションと、開ポジションを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れて前記絞りポジションを経由してサブ電磁弁が閉にして燃料噴射圧力が略一定になる期間Ｔ１を設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、前記Ｔ２の期間をＴ１の期間より長くなるように制御して、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項７】
燃料供給部から送給された燃料を加圧するプランジャを備えたプランジャ部と、該プランジャ部から燃料噴射管を経て圧送された高圧燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射する噴射ノズル部と、前記燃料供給部と前記燃料噴射管とを並列に接続する２つの燃料通路と、前記２つの燃料通路の夫々に介装されて該燃料通路を開閉する２つの電磁弁とを備えた燃料噴射装置において、前記２つの燃料通路の夫々に介装されて該燃料通路の流路面積を絞る第１、第２のオリフィスと、前記第１のオリフィス及び第２のオリフィスの作動を切り換えるオリフィス切換装置とを備え、前記第１及び第２のオリフィスは絞り流路面積がことなるように構成され、機関回転数若しくは機関負荷に対応させて前記第１若しくは第２のオリフィスに切り替えて選出することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項８】
前記内燃機関の機関回転数を検出する回転検出器と、前記内燃機関の負荷あるいは出力を検出する負荷検出器と、前記機関回転数及び負荷あるいは出力の検出信号に基づき前記第１のオリフィスあるいは第２のオリフィスの作動の要否を判断して前記オリフィス切換装置に出力するオリフィス制御装置とを備えてなることを特徴とする請求の範囲第７項記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
第１のオリフィスと第２のオリフィスとは、絞り流路面積が異なる固定絞りオリフィスに夫々構成されてなることを特徴とする請求の範囲第７項または８項記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
第１のオリフィスと第２のオリフィスとは、絞り流路面積が可変な可変絞りオリフィスに夫々構成されてなることを特徴とする請求の範囲第７項または８項記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、特にディーゼル機関の燃料噴射装置に関し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生低減を図ると共に機械的信頼性を向上させるように工夫した燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関では、シリンダ内に吸入した空気を高い圧縮比で圧縮し、高温・高圧になった空気の中に燃料を霧状にして噴射して自己着火させ、発生する燃焼ガスの圧力によりピストンを押し動力を発生させている。このためかかるディーゼル機関では適切な噴射時期に適切な噴射量で以って燃料を燃焼室内へ噴射するための燃料噴射装置を備えることが必須となる。
【０００３】
ここで、従来のディーゼル機関用燃料噴射装置の構成を、燃料噴射系統図である第１３図を参照して説明する。同図は燃料を機関の燃焼室内に噴射する噴射ノズル部と該噴射ノズル部に高圧燃料を圧送するプランジャ部とをインジェクタボディ内に一体的に組み込んだユニットインジェクタ３３を用いた燃料噴射系統を示しており、同図に示すように、燃料供給部１０は、燃料タンク１１と供給ポンプ１２とボリューム１３とで構成されている。
該燃料タンク１１内の燃料は供給ポンプ１２により圧送され、高圧状態でボリューム１３に一旦貯蔵されてから送出される。
前記燃料供給部１０から圧送された燃料は燃料通路２１を介して前記ユニットインジェクタ３３の燃料噴射管３９に送られ、該ユニットインジェクタ３３にてリークした燃料は、該燃料噴射管３９からオーバフローパイプ２２を通って燃料供給部１０に戻ってくる。尚、前記リークの態様については後述する。
前記燃料通路２１にはこれを開閉するメイン電磁弁４１が介装されると共に、前記オーバフローパイプ２２にはこれを開閉するサブ電磁弁４２及び前記燃料噴射管３９側から燃料供給部１０側にのみ燃料の流れのみを許容する逆止弁４３が介装されている。前記メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２は、開ポジションと閉ポジションとを有する２ポジション型のノーマル・オープンの方向制御電磁弁である。また前記電磁弁４１、４２の開閉制御動作は後述する。
前記ユニットインジェクタ３３は、プランジャ部３１と噴射ノズル部３５とをインジェクタボディ（図示省略）内に一体的に組み込んだもので、前記プランジャ部３１と噴射ノズル部３５とが直列的に配置されて構成され、該プランジャ部３１と噴射ノズル部３５とは、ユニットインジェクタ３３内に形成した燃料噴射管３９を介して連通されている。
前記プランジャ部３１のプランジャ３２にはローラ５１が連結されており、このローラ５１は、カム５２に転接している。該カム５２は、ディーゼル機関の出力軸（クランク軸）から回転力が伝達されて回転し、該カム５２の回転に応じてプランジャ３２が往復運動をする。したがって、前記電磁弁４１、４２の双方が閉状態のときにプランジャ３２が押されると該プランジャ３２により加圧された燃料が燃料噴射管３９を通って噴射ノズル部３５に圧送される。
前記噴射ノズル部３５の燃料弁（ノズルニードル）３６は、プレッシャスプリング３７により付勢されてノズルシート面に密着するようになっている。このため前記プランジャ部３１から圧送された燃料の圧力（燃料噴射圧力）がプレッシャスプリング３７の圧力よりも大きくなると、燃料弁３６がプレッシャスプリング３７側に押され、燃料がノズル３８から霧状になってシリンダの燃焼室内に噴射される。
次に、かかる燃料噴射装置において、燃料噴射期間における動作を動作タイミング図である第１４図を参照して説明する。なお、第１４図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、次のものを示している。
第１４図（ａ）・・・噴射率
第１４図（ｂ）・・・燃料弁リフト
第１４図（ｃ）・・・燃料噴射圧力
第１４図（ｄ）・・・メイン電磁弁リフト
第１４図（ｅ）・・・サブ電磁弁リフト
第１４図（ｆ）・・・カムリフト
前記カム５２のカムリフト量が増加していき予め設定したリフト量になると、メイン電磁弁４１が開状態から閉状態に移行する。このときプランジャ３２が押出されるので燃料噴射圧力が増加していく。前記オーバフローパイプ２２の逆止弁４３にはバネが内蔵されており、このバネのバネ力よりも燃料噴射圧力が大きくなった後に逆止弁４３が開状態となり、燃料がオーバフローパイプ２２を通って燃料供給部１０側にリークしていく。また燃料噴射圧力が上昇していくことにより燃料弁３６のリフト量が大きくなり、噴射率が増加してくる。
前記カム５２のカムリフト量が更に増加してくると、前記サブ電磁弁４２は開状態から閉状態になる。メイン電磁弁４１が完全閉状態になった時点からサブ電磁弁４２が開状態となっているため、燃料がオーバフローパイプ２２を通って燃料供給部１０側にリークしていき、燃料噴射圧力はフラット（一定）になる。なお、設計状態によっては、燃料噴射圧力はフラットではなくフラット状態から若干の割合で増加したり減少したりすることもあるが、燃料噴射圧力は略フラットになる。
期間Ｔ１における燃料噴射圧力がフラットになるため、この期間Ｔ１における噴射率は第１４図（ａ）に示すように抑制される。
前記メイン電磁弁４１が完全閉状態になり、更にサブ電磁弁４２も完全閉状態になると、燃料噴射圧力がフラット状態から上昇し、抑制されていた噴射率は抑制が解除されて増加する。
その後に、メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２が閉状態から開状態に移行していくと燃料噴射圧力が低下し、噴射率が低下していき噴射率が零になる。
このように、かかる燃料噴射装置においては、前記２つの電磁弁４１、４２を開閉制御しているため、燃料噴射期間のうち初期期間、特に期間Ｔ１における噴射率を抑制でき、燃料をシリンダ内に一気に噴射することがなくなり、噴射初期期間での噴射量を抑制することができる。この結果、噴射初期期間から多量の燃料が急激に燃焼することを防止でき、シリンダ内温度を低く抑えることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制することができる。
第１３図及び第１４図に示される従来技術にあっては、オーバフローパイプ２２の管路に逆止弁４３を用いており、該逆止弁４３にはバネや弁体等の機械的可動部があるため、長期に亘り使用すると機械的な故障が発生し易く、燃料噴射装置の耐久性に課題があった。
また燃料噴射期間の初期において、機関における噴射率を更に抑制して、更なる窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減を図ることが要求されているが、従来技術では、かかる要求に応えることができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる従来技術に鑑み、機関の全運転域において適性な燃料噴射性能が得られ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の更なる低減を図ることができると共に、機械的信頼性の高い燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するもので、請求の範囲第１項ないし第３項記載の発明はユニットインジェクタを備えた燃料噴射装置に係るものであり、請求の範囲第１項の発明は、プランジャ部と噴射ノズル部とが一体的に組み込まれたユニットインジェクタと、燃料を前記ユニットインジェクタに圧送する燃料供給部と、前記燃料供給部から前記ユニットインジェクタに燃料を送る噴射管に介装されたメイン電磁弁と、前記ユニットインジェクタにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプにサブ電磁弁とオリフィスとを直列に介装し、前記オリフィス絞り流路面積が、機関回転数及び機関負荷に対し、低回転数域あるいは低負荷域での絞り流路面積を小さく、高回転数域あるいは高負荷域になるに従い大きくなるように可変に設定されているとともに、メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記オリフィス及びサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする。
請求の範囲第２項記載の発明は、プランジャ部と噴射ノズル部とが一体的に組み込まれたユニットインジェクタと、燃料を前記ユニットインジェクタに圧送する燃料供給部と、前記燃料供給部から前記ユニットインジェクタに燃料を送る噴射管に介装されたメイン電磁弁と、前記ユニットインジェクタにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている開ポジションとを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れてサブ電磁弁が閉になるように設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする。
請求の範囲第３項記載の発明は、プランジャ部と噴射ノズル部とが一体的に組み込まれたユニットインジェクタと、燃料を前記ユニットインジェクタに圧送する燃料供給部と、前記燃料供給部から前記ユニットインジェクタに燃料を送る噴射管に介装されたメイン電磁弁と、前記ユニットインジェクタにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている絞りポジションと、開ポジションを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れて前記絞りポジションを経由してサブ電磁弁が閉になるように設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする。
請求の範囲第４項ないし６項記載の発明は、燃料噴射ポンプと噴射ノズル部とを燃料噴射管で接続してなる別体型燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射装置に係るものであり、請求の範囲第４項記載の発明は、プランジャ部と燃料通路とこの燃料通路に介装されたメイン電磁弁とを有する燃料噴射ポンプと、燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給部と、前記燃料噴射ポンプから噴射ノズル部に燃料を送る燃料噴射管と、前記燃料噴射ポンプにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプにサブ電磁弁とオリフィスとを直列に介装し、前記オリフィス絞り流路面積が、機関回転数及び機関負荷に対し、低回転数域あるいは低負荷域での絞り流路面積を小さく、高回転数域あるいは高負荷域になるに従い大きくなるように可変に設定されているとともに、メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記オリフィス及びサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする。
請求の範囲５項記載の発明は、第プランジャ部と燃料通路とこの燃料通路に介装されたメイン電磁弁とを有する燃料噴射ポンプと、燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給部と、前記燃料噴射ポンプから噴射ノズル部に燃料を送る燃料噴射管と、前記燃料噴射ポンプにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている開ポジションとを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れてサブ電磁弁が閉になるように設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする。
請求の範囲６項記載の発明は、第プランジャ部と通路とこの燃料通路に介装されたメイン電磁弁とを有する燃料噴射ポンプと、燃料を前記燃料噴射ポンプに供給する燃料供給部と、前記燃料噴射ポンプから噴射ノズル部に燃料を送る燃料噴射管と、前記燃料噴射ポンプにてリークさせる燃料を前記燃料供給部に戻すオーバフローパイプに介装されたサブ電磁弁とを備え、前記サブ電磁弁は、閉ポジションと、開度が絞られている絞りポジションと、開ポジションを有するとともに、前記メイン電磁弁より遅れて前記絞りポジションを経由してサブ電磁弁が閉になるように設定し、前記メイン電磁弁が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２の間、前記開度が絞られている開ポジションにあるサブ電磁弁を介して燃料がオーバフローパイプを通って燃料供給部側に戻し、燃料噴射圧力を抑制させることを特徴とする。
請求の範囲第１項ないし第６項記載の発明によれば、オーバフローパイプにオリフィスを設けるとともに、メイン電磁弁及びサブ電磁弁を上述したように開閉制御しているため、燃料噴射期間の初期期間における噴射の立ち上がりを従来技術に比べて更に抑制できて燃料をシリンダ内に急激に噴射することがなくなり、初期期間での噴射量を従来技術に比べて更に抑制することができる。
この結果、初期期間から多量の燃料が急激に燃焼することを防止できるのでシリンダ内温度をより低く抑えることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を更に抑制することができる。
また前記オリフィスは機械的な可動部が無いため、長期間に亘り使用しても故障することがなく耐久性があり、従来の逆止弁等に比べ機械的な信頼性が高くなる。
また、前記オリフィスは開口面積が可変である構成としたので、オーバフローパイプを通ってのリーク量を最適に調整することができる。
また、かかる発明によれば、前記オーバフローパイプにおける燃料のリーク流れ方向に関して前記オリフィスが上流側に配置され前記サブ電磁弁が下流側に配置され、あるいは前記オーバフローパイプにおける燃料のリーク流れ方向に関して前記サブ電磁弁が上流側に配置され前記オリフィスが下流側に配置される構成としたことにより、燃料噴射装置にとって最適な配置構成を任意に選択することができる。
また、かかる発明によれば、サブ電磁弁を閉ポジションと開度が絞られている開ポジションとを有する構成としたり、前記サブ電磁弁を閉ポジションと開度が絞られている絞りポジションと開ポジションを有する構成とすることにより、オリフィスを別個に設けることなくサブ電磁弁によって絞り機能を果たすことができ、燃料噴射装置の構成を簡単化することができる。
請求の範囲第７項ないし第１０項記載の発明は、前記ユニットインジェクタ及び別体型燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射装置の双方に適用できる発明であり、請求の範囲第７項記載の発明は、燃料供給部から送給された燃料を加圧するプランジャを備えたプランジャ部と、該プランジャ部から燃料噴射管を経て圧送された高圧燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射する噴射ノズル部と、前記燃料供給部と前記燃料噴射管とを並列に接続する２つの燃料通路と、前記２つの燃料通路の夫々に介装されて該燃料通路を開閉する２つの電磁弁とを備えた燃料噴射装置において、前記２つの燃料通路の夫々に介装されて該燃料通路の流路面積を絞る第１、第２のオリフィスと、前記第１のオリフィス及び第２のオリフィスの作動を切り換えるオリフィス切換装置とを備え、前記第１及び第２のオリフィスは絞り流路面積がことなるように構成され、機関回転数若しくは機関負荷に対応させて前記第１若しくは第２のオリフィスに切り替えて選出することを特徴とする。
請求の範囲第８項記載の発明は請求の範囲第７項において、前記内燃機関の機関回転数を検出する回転検出器と、前記内燃機関の負荷あるいは出力を検出する負荷検出器と、前記機関回転数及び負荷あるいは出力の検出信号に基づき前記第１のオリフィスあるいは第２のオリフィスの作動の要否を判断して前記オリフィス切換装置に出力するオリフィス制御装置とを備えてなることを特徴とする。
請求の範囲第９項記載の発明は請求の範囲第７項または第８項において、第１のオリフィスと第２のオリフィスとは、絞り流路面積が異なる固定絞りオリフィスに夫々構成されてなることを特徴とする。
請求の範囲第１０項記載の発明は請求の範囲第７項または第８項において、第１のオリフィスと第２のオリフィスとは、絞り流路面積が可変な可変絞りオリフィスに夫々構成されてなることを特徴とする。
請求の範囲第７項ないし第８項記載の発明によれば、機関の高回転数域では、オリフィス制御装置により、絞り流路面積が大きいオリフィスを作動させることにより、噴射圧力の上昇が緩やかとなる。
これにより、機関の高回転数域（あるいは高負荷域）において急激な燃焼が抑制されてシリンダ内最高圧力及びシリンダ内温度の上昇が防止され、燃焼室周り構成部材の耐久性が向上されるとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が低減される。
また、機関の低回転数域あるいは低負荷域では、絞り流路面積が小さいオリフィスを作動させることにより、燃料噴射の初期期間においてプランジャ部からの送油量に対応して絞り流路面積を小さくして該初期期間における噴射圧力の低下を防止し、正常な噴射圧力モードを得ることができる。
これにより、機関の低回転数域あるいは低負荷域において噴射圧力の低下による燃焼不良の発生が防止されて良好な燃焼がなされ、排煙の悪化や燃料消費率の増加を防止できる。
【発明の効果】
【０００６】
以上記載のごとく、請求の範囲第１項ないし第６項記載の発明によれば、オーバフローパイプにオリフィスを設けるとともにメイン電磁弁及びサブ電磁弁を自在に開閉制御しているため、燃料噴射期間の初期期間における噴射の立ち上がりを従来技術に比べて更に抑制できて燃料をシリンダ内に急激に噴射することがなくなり、初期期間での噴射量を従来技術に比べて更に抑制することができる。
この結果、初期期間から多量の燃料が急激に燃焼することを防止できるのでシリンダ内温度をより低く抑えることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を更に抑制することができる。
また前記オリフィスは機械的な可動部が無いため、長期間に亘り使用しても故障することがなく耐久性があり、従来の逆止弁等に比べ機械的な信頼性が高くなる。
また請求の範囲第２項及び第８項のように構成すれば、前記オリフィスは開口面積が可変である構成としたので、オーバフローパイプを通ってのリーク量を最適に調整することができる。
また前記オーバフローパイプにおける燃料のリーク流れ方向に関してオリフィスが上流側にサブ電磁弁が下流側に夫々配置され、あるいは前記オーバフローパイプにおける燃料のリーク流れ方向に関してサブ電磁弁が上流側にオリフィスが下流側に夫々配置される構成としたことにより、燃料噴射装置にとって最適な配置構成を任意に選択することができる。
また請求の範囲第２項、第３項及び請求の範囲第５項、第６項のように構成すれば、サブ電磁弁を閉ポジションと開度が絞られている閉ポジションとを有する構成としあるいは前記サブ電磁弁を閉ポジションと開度が絞られている絞りポジションと開ポジションを有する構成とすることにより、オリフィスを別個に設けることなくサブ電磁弁によって絞り機能を果たすことができ、燃料噴射装置の構成を簡単化することができる。
さらに請求の範囲第１項及び４項の発明によれば、機関の高回転数域では、オリフィス制御装置により、絞り流路面積が大きいオリフィスを作動させることにより、噴射圧力の上昇が緩やかとなり、これにより機関の高回転数域（あるいは高負荷域）において急激な燃焼が抑制されてシリンダ内最高圧力及びシリンダ内温度の上昇が防止され、燃焼室周り構成部材の耐久性が向上されるとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が低減される。
また請求の範囲第７項ないし第１０項の発明によれば、機関の低回転数域あるいは低負荷域では、絞り流路面積が小さいオリフィスを作動させることにより、燃料噴射の初期期間においてプランジャ部からの送油量に対応して絞り流路面積を小さくして該初期期間における噴射圧力の低下を防止し、正常な噴射圧力モードを得ることができ、これにより機関の低回転数域あるいは低負荷域において噴射圧力の低下による燃焼不良の発生が防止されて良好な燃焼がなされ、排煙の悪化や燃料消費率の増加を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
第１図は本発明の第１実施例に係るユニットインジェクタを用いた燃料噴射装置の系統図であり、図において、１０は燃料供給部、３３は噴射ノズル部３５と該噴射ノズル部３５に高圧燃料を圧送するプランジャ部３１とをインジェクタボディ内に一体的に組み込んでなるユニットインジェクタである。
前記燃料供給部１０は、燃料タンク１１と供給ポンプ１２とボリューム１３とで構成されている。該燃料タンク１１内の燃料は供給ポンプ１２により圧送され、高圧状態でボリューム１３に一旦貯蔵されてから送出される。
前記燃料供給部１０から圧送された燃料は燃料通路２１を介して前記ユニットインジェクタ３３の燃料噴射管３９に送られ、該ユニットインジェクタ３３にてリークした燃料は、該燃料噴射管３９からオーバフローパイプ２２を通って燃料供給部１０に戻ってくるように構成されている。
前記燃料通路２１にはこれを開閉するメイン電磁弁４１が介装されると共に、前記オーバフローパイプ２２にはこれを開閉するサブ電磁弁４２が介装されている。前記メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２は、開ポジションと閉ポジションとを有する２ポジション型のノーマル・オープンの方向制御電磁弁よりなる。
前記ユニットインジェクタ３３は、プランジャ部３１と噴射ノズル部３５とをインジェクタボディ（図示省略）内に一体的に組み込んだもので、前記プランジャ部３１と噴射ノズル部３５とが直列的に配置されて構成され、該プランジャ部３１と噴射ノズル部３５とは、ユニットインジェクタ３３内に形成した燃料噴射管３９を介して連通されている。
前記プランジャ部３１のプランジャ３２にはローラ５１が連結されており、このローラ５１は、カム５２に転接している。該カム５２は、ディーゼル機関の出力軸（クランク軸）から回転力が伝達されて回転し、該カム５２の回転に応じてプランジャ３２が往復運動をする。したがって、前記電磁弁４１、４２の双方が閉状態のときにプランジャ３２が押されると該プランジャ３２により加圧された燃料が燃料噴射管３９を通って噴射ノズル部３５に圧送される。
前記噴射ノズル部３５の燃料弁（ノズルニードル）３６は、プレッシャスプリング３７により付勢されてノズルシート面に密着するようになっている。このため前記プランジャ部３１から圧送された燃料の圧力（燃料噴射圧力）がプレッシャスプリング３７の圧力よりも大きくなると、燃料弁３６がプレッシャスプリング３７側に押され、燃料がノズル３８から霧状になってシリンダの燃焼室内に噴射される。
以上の構成は第１３図に示される従来技術と同様である。本発明においてはメイン電磁弁４１が介装される燃料通路２１及びサブ電磁弁４２が介装される燃料戻り管路（オーバフローパイプ２２）の部分を改良している。
即ち、第１実施例を示す第１図において、前記オーバフローパイプ２２には、前記サブ電磁弁４２と前記ユニットインジェクタ３３の燃料噴射管３９との間の部位に開口面積が可変な可変オリフィス６０ａが介装されている。つまり、図に示される従来技術における逆止弁４３の代わりに前記可変オリフィス６０ａが設けられている。
かかる構成からなるユニットインジェクタの燃料噴射装置において、前記メイン電磁弁４１が閉状態となりかつサブ電磁弁４２が開状態になっているときに、プランジャ３２が押されて燃料噴射圧力が上昇したときには、前記可変オリフィス６０ａと第１３図に示される従来技術に係る逆止弁４３とでは、次のような作用効果の相違がある。
即ち、前記可変オリフィス６０ａにおいては、燃料噴射圧力が上昇すると直ちに燃料噴射管３９側の燃料をオーバフローパイプ２２を通してサブ電磁弁４２及び燃料供給部１０側にリークさせることができるのに対し、従来技術にかかる逆止弁４３においては燃料噴射圧力がプランジャバネ３２のバネ力よりも大きくなってから燃料をリークさせ始めるので、燃料リークのタイミングが異なっている。
このように、かかる実施例と従来技術とでは燃料リークのタイミングが異なっているため、燃料噴射期間における動作が異なることとなる。そこで、かかる実施例における燃料噴射期間での動作タイミングを第２図を参照しつつ説明する。なお、第２図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ次のものを示している。
第２図（ａ）・・・噴射率
第２図（ｂ）・・・燃料弁リフト
第２図（ｃ）・・・燃料噴射圧力
第２図（ｄ）・・・メイン電磁弁リフト
第２図（ｅ）・・・サブ電磁弁リフト
第２図（ｆ）・・・カムリフト
また第２図において、実線は本発明の実施例、点線は従来技術を示す。
前記カム５２のカムリフト量が増加してき予め設定したリフト量になると、メイン電磁弁４１が開状態から閉状態に移行する。このときプランジャ３２が押出されるので燃料噴射圧力が増加していく。燃料噴射圧力が増加していくと、オーバフローパイプ２２に介装した可変オリフィス６０ａ及びサブ電磁弁４２を通って燃料が直ちに燃料供給部１０側にリークしていく。一方、燃料噴射圧力が上昇していくことにより、燃料弁３６のリフト量が大きくなり、噴射率が増加してくる。
カム５２のカムリフト量が更に増加してくると、サブ電磁弁４２は開状態から閉状態になる。メイン電磁弁４１が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁４２が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２では、可変オリフィス６０ａ及びサブ電磁弁４２が開状態となっているため、燃料がオーバフローパイプ２２を通って燃料供給部１０側にリークしていき、燃料噴射圧力は従来技術における特性（点線の特性）に比べて抑制されている。
しかも、かかる実施例において燃料噴射圧力が抑制されている期間Ｔ２は、従来技術において燃料噴射圧力が抑制されている期間Ｔ１に比べて長い。また可変オリフィス６０ａによるリークが直ちに始まるため、期間Ｔ２における噴射率の始点は、期間Ｔ１の始点に比べて早い時点となっている。
前記期間Ｔ２における燃料噴射圧力が従来技術に比べて更に抑制されているため、この期間Ｔ２における噴射率は、第２図（ａ）に示すように従来技術における特性（点線の特性）に比べて更に抑制される。
メイン電磁弁４１が完全閉状態になり、更にサブ電磁弁４２も完全閉状態になると、燃料噴射圧力が抑制状態から上昇し、抑制されていた噴射率は抑制が解除されて増大する。
その後に、メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２が閉状態から開状態に移行していくと、燃料噴射圧力が低下し、噴射率が低下していき噴射率が零になる。
このように、かかる実施例によれば、前記オーバフローパイプ２２に前記可変オリフィス６０ａを設けるとともに、前記電磁弁４１、４２を上述したように開閉制御しているため、燃料噴射期間の初期期間、特に期間Ｔ２における噴射率を従来技術に比べて更に抑制でき、燃料をシリンダ内に一気に噴射することがなくなり、初期期間での噴射量を従来技術に比べて更に抑制することができる。この結果、初期期間から多量の燃料が急激に燃焼することを防止でき、シリンダ内温度をより低く抑えることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を更に抑制することができる。
また前記可変オリフィス６０ａは機械的な可動部が無いため、長期間に亘り使用しても故障することがなく耐久性があり、機械的な信頼性が高い。
【０００８】
次に、本発明の要部であるオーバフローパイプ及びサブ電磁弁近傍の構成例を第３図（ｂ）〜第３図（ｅ）に示す。
第３図（ｂ）、（ｃ）の例では、サブ電磁弁４２と、開口面積が可変な前記可変オリフィス６０ａをオーバフローパイプ２２に介装しており、第３図（ｂ）の例では上流側に可変オリフィス６０ａを下流側にサブ電磁弁４２を配置し、第３図（ｃ）の例では上流側にサブ電磁弁４２を下流側に可変オリフィス６０ａを配置している。
第３図（ｄ）の例では、オーバフローパイプ２２にサブ電磁弁４２ａのみを配置している。このサブ電磁弁４２ａは開ポジションにおける開度（開口面積）がオリフィスと同程度の開度に絞られている。
第３図（ｅ）の例では、オーバフローパイプ２２に３ポジション型のサブ電磁弁４２ｂを配置している。このサブ電磁弁４２ｂは、開ポジションと絞りポジションと閉ポジションとを有しており、絞りポジションにおける開度（開口面積）はオリフィスと同程度の開度に絞られている。
このため、開ポジションから閉ポジションに移行するときに必ず絞りポジションを通ることとなり、他の実施例と同様な動作が行われ、燃料噴射期間の初期における燃料噴射率を抑制することができる。
第４図は本発明の第２実施例に係る燃料噴射装置の系統図である。この実施例においては、燃料噴射ポンプと噴射ノズルとが別体の別体型燃料噴射装置を備えており、図において、３０は燃料噴射ポンプ、３１は該燃料噴射ポンプ３０のプランジャ部、３５は噴射ノズル部、３９は該プランジャ部の燃料出口と前記噴射ノズル部３５とを接続する燃料噴射管である。
かかる第２実施例においては、別体型燃料噴射装置において、燃料噴射ポンプ３０のオーバフローパイプ２２に、サブ電磁弁４２と可変オリフィス６０ａとを介装している。つまり、第１図に示される従来技術における逆止弁４３の代わりに前記可変オリフィス６０ａが設けられている。
【０００９】
また、第５図〜第９図は第４図に示される第２実施例における燃料噴射ポンプ３０の構造及び電磁弁配置を示し、第５図は燃料噴射ポンプの平面図、第６図は第５図のＡ−Ａ線断面図、第７図は第５図のＢ−Ｂ線断面図、第８図は第６図のＣ−Ｃ線断面図、第９図は第８図のＤ部拡大図である。
これらの図では、メイン電磁弁４１が介装された燃料通路２１を、通路２１ａ及び２１ｂに分けて示しており、またサブ電磁弁４２及び可変オリフィス６０ａが介装されたオーバフローパイプ２２をパイプ２２ａ及び２２ｂに分けて示している。即ち、
（１）前記通路２１ａは、前記燃料通路２１のうち、メイン電磁弁４１と燃料供給部１０との間に配置した部分であり、
（２）通路２１ｂは、燃料通路２１のうち、メイン電磁弁４１とプランジャ部３１との間に配置した部分であり、
（３）パイプ２２ａは、オーバフローパイプ２２のうち、サブ電磁弁４２と燃料供給部１０との間に配置した部分であり、
（４）パイプ２２ｂは、オーバフローパイプ２２のうち、サブ電磁弁４２とプランジャ部３１との間に配置した部分である。
一方、第８図に示すように、前記プランジャ部３１の上面には、メイン電磁弁４１とサブ電磁弁４２とが水平に平行配置されている。メイン電磁弁４１は電磁石４１ａとスプール４１ｂを主要部材として構成されており、サブ電磁弁４２は電磁石４２ａとスプール４２ｂを主要部材として構成されている。尚、前記スプール４１ｂとスプール４２bとは同径でもよい。前記両電磁弁４１、４２のリフトは目標とする噴射率に応じて決定されるが、前記のように同径の電磁弁４１、４２を用いる場合には、サブ電磁弁４２の方がメイン電磁弁４１よりも小さなリフトに設定される。前記の他、前記電磁弁４１、４２のリフトＬ（第９図に図示）を同一として双方の径を目標とする噴射率に応じて決定することもできる。即ち同リフトの電磁弁を用いる場合にはサブ電磁弁４２の径はメイン電磁弁４１の径よりも小さく設定することとなる。
第６図〜第７図のように、前記燃料噴射ポンプ３０の上部には吐出部０７０が形成されており、この吐出部０７０に前記燃料噴射管３９が接続される。そして該吐出部０７０とプランジャ部３１との間には吐出弁０７１が介装されている。前記噴射ノズル部３５に供給される燃料は、プランジャ部３１→吐出弁０７１→吐出部０７０→燃料噴射管３９→噴射ノズル部３５という経路に沿って送られる。
【００１０】
第１０図ないし第１２図は本発明の第３実施例に係る燃料噴射装置を示し、第１０図は燃料噴射装置の系統図、第１１図は第１、第２オリフィスの制御ブロック図、第１２図は噴射圧力及びオリフィス切換タイミング線図である。
この実施例においては、前記第２実施例と同様に燃料噴射ポンプと噴射ノズルとが別体の別体型燃料噴射装置を備えており、図において、３０は燃料噴射ポンプ、３１は該燃料噴射ポンプ３０のプランジャ部、３５は噴射ノズル部、３９は該プランジャ部３１の燃料出口と前記噴射ノズル部３５とを接続する燃料噴射管である。
前記プランジャ部３１のプランジャ３２にはローラ５１が連結されており、このローラ５１は、カム５２に転接している。該カム５２は、ディーゼル機関の出力軸（クランク軸）から回転力が伝達されて回転し、該カム５２の回転に応じてプランジャ３２が往復運動をするようになっている。
１０は燃料供給部である。該燃料供給部１０は、燃料タンク１１と供給ポンプ１２とボリューム１３とで構成されており、該燃料タンク１１内の燃料は供給ポンプ１２により圧送され、高圧状態でボリューム１３に一旦貯蔵されてから送出されるようになっている。
２１は前記燃料供給部１０と前記燃料噴射管３９とを接続する燃料通路である。２２はオーバフローパイプで前記燃料噴射管３９の前記燃料通路２１との接続部よりも下流側部位と前記燃料供給部１０とを接続している。
前記燃料通路２１にはこれを開閉するメイン電磁弁４１が介装されると共に、前記オーバフローパイプ２２にはこれを開閉するサブ電磁弁４２が介装されている。尚、第１０図においては、メイン電磁弁４１が介装された燃料通路２１を、通路２１ａ及び２１ｂに分けて示し、またサブ電磁弁４２が介装されたオーバフローパイプ２２をパイプ２２ａ及び２２ｂに分けて示している。
前記メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２は、開ポジションと閉ポジションとを有する２ポジション型のノーマル・オープンの方向制御電磁弁よりなる。
従って、前記メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２の双方が閉状態のときにカム５２によりプランジャ部３１のプランジャ３２が押されると、該プランジャ３２により加圧された燃料が燃料噴射管３９を通って前記噴射ノズル部３５に圧送されることとなる。
また、前記噴射ノズル部３５において、３６は燃料弁（ノズルニードル）で該燃料弁３６は、プレッシャスプリング３７により付勢されてノズルシート面に密着するようになっている。このため前記プランジャ部３１から圧送された燃料の圧力（燃料噴射圧力）がプレッシャスプリング３７の圧力よりも大きくなると、燃料弁３６がプレッシャスプリング３７側に押されて開弁し、燃料がノズル３８から霧状になってシリンダの燃焼室内に噴射されることとなる。
以上の構成は前記第２実施例と同様である。この第３実施例においては前記燃料通路２１及びオーバフローパイプ２２に第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２を夫々介装している。
即ち、第１０図において６１は第１オリフィスで、前記燃料通路２１の前記メイン電磁弁４１と燃料噴射管３９との間の燃料通路２１ｂに介装されている。また６２は第２オリフィスで前記オーバーフローパイプ２２の前記サブ電磁弁４２と燃料噴射管３９との間の燃料通路２２ｂに介装されている。
尚、前記第１オリフィス６１は前記メイン電磁弁４１と燃料供給部１０との間の燃料通路２１ａに介装し、前記第２オリフィス６２は前記サブ電磁弁４２と燃料供給部１０との間の燃料通路２２ａに介装してもよい。
さらに第３図（ｅ）に示されるように、前記メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２を絞りポジションを有する３ポジション式電磁弁に構成し、前記第１オリフィス６１をメイン電磁弁４１に内蔵し、前記第２オリフィス６２をサブ電磁弁４２に内蔵するようにしてもよい。
前記燃料通路２１にメイン電磁弁４１とともに介装された第１オリフィス６１と前記オーバフローパイプ２２にサブ電磁弁４２とともに介装された第２オリフィス６２とは、絞り流路面積の異なる固定絞り式のオリフィスにて構成されている。
７９はオリフィス切換装置、７０はオリフィス制御装置で、該オリフィス制御装置７０より後述するような切換制御信号が該オリフィス切換装置７９に入力され、該オリフィス切換装置７９により回線０７９を介して前記第１オリフィス６１が併設されたメイン電磁弁４１及び第２オリフィス６２が併設されたサブ電磁弁４２を開閉させることにより前記第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２の作動を切り換えるようになっている。
７１は前記ディーゼル機関の機関回転数を検出する回転検出器、７２は前記機関の負荷（あるいは出力）を検出する負荷検出器であり、該回転検出器７１からの機関回転数の検出信号及び負荷検出器７２からの機関負荷の検出信号は前記オリフィス制御装置７０に入力される。
かかる構成からなる燃料噴射装置を備えたディーゼル機関の運転時において、第２図（ａ）〜（ｆ）に示すように（ここで、前記のように、第２図（ａ）・・・噴射率、第２図（ｂ）・・・燃料弁リフト、第２図（ｃ）・・・燃料噴射圧力、第２図（ｄ）・・・メイン電磁弁リフト、第２図（ｅ）・・・サブ電磁弁リフト、第２図（ｆ）・・・カムリフトであり、実線は本発明の実施例、点線は従来技術を示す）、カム５２のカムリフト量が増加していき予め設定したリフト量になると、メイン電磁弁４１が開状態から閉状態に移行する。
このときプランジャ３２から燃料が押出されるので、第２図（ｃ）のように、燃料噴射圧力が増加していく。該燃料噴射圧力が増加していくと、オーバフローパイプ２２に介装した第２オリフィス６２及びサブ電磁弁４２を通って燃料が直ちに燃料供給部１０側にリークしていく。一方、燃料噴射圧力が上昇していくことにより、燃料弁３６のリフト量が大きくなり噴射率が増加してくる。
カム５２のカムリフト量が更に増加してくると、サブ電磁弁４２は開状態から閉状態になる。メイン電磁弁４１が開状態から閉状態に向って移行を始めた時点からサブ電磁弁４２が完全閉状態になる時点までの期間Ｔ２では、第２オリフィス６２及びサブ電磁弁４２が開状態となっているため、燃料がオーバフローパイプ２２を通って燃料供給部１０側にリークしていき、燃料噴射圧力は従来技術における特性（点線の特性）に比べて抑制されている。
メイン電磁弁４１が完全閉状態になり、更にサブ電磁弁４２も完全閉状態になると、燃料噴射圧力が抑制状態から上昇し、前記のようにして抑制されていた噴射率は抑制が解除されて増大する。
その後に、メイン電磁弁４１及びサブ電磁弁４２が閉状態から開状態に移行していくと、燃料噴射管３９側の燃料は第１オリフィス６１及びメイン電磁弁４１を通り、また第２オリフィス６２及びサブ電磁弁４を通り燃料供給部１０に戻される。これにより燃料噴射圧力が低下して噴射率が低下していき噴射率が零になる。
かかる作動時において、前記第１、第２実施例においては、機関の高回転数域（あるいは高負荷域）において急激な燃焼を抑制してシリンダ内温度を低く抑え窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制するため、前記メイン電磁弁４１の絞り通路面積及び前記可変オリフィス６０ａを含むサブ電磁弁４２の絞り通路面積を機関の高回転数域（あるいは高負荷域）に適合させ大きめに設定すると、第１２図（Ｃ）のように、機関の低回転数域（あるいは低負荷域）での燃料噴射の初期期間Ｓにおいて、プランジャ３２からの送油量に対して絞り通路面積が過大となり、噴射圧力が第１２図（Ｃ）のように低下して良好な燃焼が得られ難く、排煙の悪化や燃料消費率の増加を招く。
一方、前記のような不具合の発生を回避し機関の低回転数域（あるいは低負荷域）での燃焼を改善するため、前記絞り通路面積を機関の低回転数域（あるいは低負荷域））に適合させて小さく設定すると、高回転数域（あるいは高負荷域）において噴射圧力が過大となって、シリンダ内最高圧力が過大となり構成部材の耐久性を低下させるとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量の増大を招く。
そこで、かかる第３実施例においては、前記のように、前記燃料通路２１にメイン電磁弁４１とともに介装された第１オリフィス６１、及び前記オーバフローパイプ２２にサブ電磁弁４２とともに介装された第２オリフィス６２を設け、第１オリフィス６１と第２オリフィス６２とを絞り流路面積が異なるようにして、オリフィス切換装置７９により前記第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２の作動を切り換えるように構成しているので、次のように作動することにより前記のような問題点を解決している。
即ち前記ディーゼル機関の運転時において、第１１図に示すように、回転検出器７１からの機関回転数の検出信号及び負荷検出器７２からの機関負荷（あるいは出力）の検出信号は前記オリフィス制御装置７０のオリフィス絞り面積算出部７３に入力される。
該オリフィス絞り面積算出部７３においては、機関回転数及び機関負荷（あるいは出力）の検出値に対応するオリフィス絞り流路面積を算出しオリフィス選出部７６に入力する。
前記オリフィス絞り流路面積は機関回転数及び機関負荷に対し、低回転数域（あるいは低負荷域）での絞り流路面積を小さく、高回転数域（あるいは高負荷域）になるに従い大きくなるように関係づけられており、該オリフィス絞り面積算出部７３においては機関回転数及び機関負荷の検出値が入力されると、該検出値に対応するオリフィス絞り流路面積を算出（あるいは選出）する。
７４は第１オリフィス絞り量設定部で前記第１オリフィス６１の絞り流路面積が設定されており、７５は第２オリフィス絞り量設定部で前記第２オリフィス６２の絞り流路面積が設定されている。
該絞り流路面積は前記のように、第１オリフィス６１と第２オリフィス６２とは異なる値となっており、第１オリフィス絞り量設定部７４の絞り流路面積は機関の高回転数域（あるいは高負荷域）に適合した大きい絞り流路面積に設定され、第２オリフィス絞り量設定部７５の絞り流路面積は機関の低回転数域（あるいは低負荷域）に適合した小さい絞り流路面積に設定されている。
尚、前記とは逆に、第１オリフィス絞り量設定部７４の絞り流路面積を小さく、第２オリフィス絞り量設定部７５の絞り流路面積を大きく設定してもよい。
前記オリフィス選出部７６においては、前記オリフィス絞り面積算出部７３にて算出された機関回転数及び機関負荷（あるいは出力）の検出値に対応するオリフィス絞り流路面積を第１オリフィス絞り量設定部７４及び第２オリフィス絞り量設定部７５に突き合わせ、第１オリフィス６１及び前記第２オリフィス６２のうち、前記オリフィス絞り流路面積算出値に適合する絞り流路面積が設定されているオリフィスを選出する。
即ち、オリフィス選出部７６においては、前記オリフィス絞り流路面積算出値が一定値よりも小さい低回転数域（あるいは低負荷域）においては、小さい絞り流路面積が設定されている第２オリフィス絞り量設定部７５を選出し、前記オリフィス絞り流路面積算出値が一定値よりも大きい高回転数域（あるいは高負荷域）においては、大きい絞り流路面積が設定されている第１オリフィス絞り量設定部７４を選出する。
前記オリフィス選出部７６での選出信号は前記オリフィス切換装置７９に出力され、該オリフィス切換装置７９においては前記のようにして選出された、第１オリフィス６１側のメイン電磁弁４１あるいは第２オリフィス６２側のサブ電磁弁４２を開放せしめる。
以上の動作により、第１２図のＡに示すように、機関の高回転数域では絞り流路面積が大きいオリフィス１即ち前記第１オリフィス６１側の電磁弁１即ちメイン電磁弁４１を開くことにより、噴射圧力の上昇が緩やかとなる。
これにより、機関の高回転数域（あるいは高負荷域）において急激な燃焼が抑制されてシリンダ内最高圧力及びシリンダ内温度の上昇が防止され、燃焼室周り構成部材の耐久性が向上されるとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が低減される。
また、第１２図のＢに示すように、機関の低回転数域では絞り流路面積が小さいオリフィス２即ち前記第２オリフィス６２側の電磁弁２即ちサブ電磁弁４２を開くことにより、燃料噴射の初期期間Ｓにおいてプランジャ３２からの送油量に対応して絞り流路面積が小さくなっており、該初期期間Ｓにおける噴射圧力の低下が防止され、図の実線に示すような正常な噴射圧力モードが得られる。
これにより、機関の低回転数域（あるいは低負荷域）において噴射圧力の低下による燃焼不良の発生が防止されて良好な燃焼がなされ、排煙の悪化や燃料消費率の増加が防止される。
尚、前記第３実施例においては前記第１、第２オリフィス６１、６２を固定絞り式オリフィスとしたが、該第１、第２オリフィス６１、６２を可変絞りオリフィスとして、前記オリフィス切換装置７９により前記第１、第２オリフィス６１、６２の絞り流路面積（開口面積）を、機関の低回転数域（あるいは低負荷域）と高回転数域（あるいは高負荷域）とで変化させるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
以上記載のごとく、本発明によれば、機関の全運転域において適性な燃料噴射性能が得られ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の更なる低減を図ることができると共に、機械的信頼性の高い燃料噴射装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例に係るデイーゼル機関用燃料噴射装置の系統図である。
【図２】各実施例における燃料噴射系の動作特性を示すタイミング線図である。
【図３】各実施例における燃料噴射装置の要部系統図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るデイーゼル機関用燃料噴射装置の系統図である。
【図５】前記第２実施例における燃料噴射ポンプの平面図である。
【図６】前記燃料噴射ポンプの縦断面図（第５図のＡ−Ａ線断面図）である。
【図７】前記燃料噴射ポンプの縦断面図（第５図のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図８】第５図のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】第８図のＤ部拡大図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係るデイーゼル機関用燃料噴射装置の系統図である。
【図１１】第１、第２オリフィスの制御ブロック図である。
【図１２】噴射圧力及びオリフィス切換タイミング線図である。
【図１３】従来技術を示す第１図対応図である。
【図１４】従来技術を示す第２図対応図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０    燃料供給部
３３    ユニットインジェクタ
４１    メイン電磁弁
４２    サブ電磁弁
２２    オーバフローパイプ
６０    オリフィス
６１    第１オリフィス
６２    第２オリフィス
【図１】
0003825406.tif 000002
【図２（ａ）】
0003825406.tif 000003
【図２（ｂ）】
0003825406.tif 000004
【図２（ｃ）】
0003825406.tif 000005
【図２（ｄ）】
0003825406.tif 000006
【図２（ｅ）】
0003825406.tif 000007
【図２（ｆ）】
0003825406.tif 000008
【図３（ａ）】
0003825406.tif 000009
【図３（ｂ）】
0003825406.tif 000010
【図３（ｃ）】
0003825406.tif 000011
【図３（ｄ）】
0003825406.tif 000012
【図３（ｅ）】
0003825406.tif 000013
【図４】
0003825406.tif 000014
【図５】
0003825406.tif 000015
【図６】
0003825406.tif 000016
【図７】
0003825406.tif 000017
【図８】
0003825406.tif 000018
【図９】
0003825406.tif 000019
【図１０】
0003825406.tif 000020
【図１１】
0003825406.tif 000021
【図１２】
0003825406.tif 000022
【図１３】
0003825406.tif 000023
【図１４（ａ）】
0003825406.tif 000024
【図１４（ｂ）】
0003825406.tif 000025
【図１４（ｃ）】
0003825406.tif 000026
【図１４（ｄ）】
0003825406.tif 000027
【図１４（ｅ）】
0003825406.tif 000028
【図１４（ｆ）】
0003825406.tif 000029