JP2002322957A - 燃料噴射装置 - Google Patents

燃料噴射装置

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JP2002322957A
JP2002322957A JP2001129983A JP2001129983A JP2002322957A JP 2002322957 A JP2002322957 A JP 2002322957A JP 2001129983 A JP2001129983 A JP 2001129983A JP 2001129983 A JP2001129983 A JP 2001129983A JP 2002322957 A JP2002322957 A JP 2002322957A
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Japan
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injection
injection hole
fuel
needle valve
valve
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Application number
JP2001129983A
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English (en)
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Kazuhiro Omae
和広 大前
Soichi Matsushita
宗一 松下
Yoshimasa Watanabe
義正 渡辺
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メイン噴射に近接させてアフタ噴射を実行す
る。 【解決手段】 メイン噴射用噴孔1と、アフタ噴射用噴
孔2と、ニードル弁3のシート位置4と、ニードル弁3
の先端部14がサック部15に入ることにより形成され
るシール部16とを、シート位置4、噴孔1、シール部
16、噴孔2の順に配列する。ニードル弁3のリフト量
の減少中に、ニードル弁の先端部14がサック部15に
入り、サック部15内の燃料がニードル弁の先端部14
によって噴孔2を介して押し出されることにより、アフ
タ噴射が実行される。また、噴孔1からのメイン噴射が
終了した後に、燃料がシール部16を通過して噴孔2か
ら遅れて噴射されることによってもアフタ噴射が実行さ
れる。つまり、ニードル弁3のリフト量を増加させるこ
となくアフタ噴射が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、燃料を噴射するための噴孔と、そ
の噴孔を開閉する噴孔開閉弁とを具備し、メイン噴射の
後にアフタ噴射を実行する燃料噴射装置が知られてい
る。この種の燃料噴射装置の例としては、例えば特開平
11−182311号公報に記載されたものがある。特
開平11−182311号公報に記載された燃料噴射装
置では、アフタ噴射を実行することによりエミッション
を向上させることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平11
−182311号公報に記載された燃料噴射装置では、
メイン噴射を実行するために噴孔開閉弁をリフトさせる
アクチュエータがONにされ、次いでメイン噴射を終了
させるためにアクチュエータがOFFに切換えられ、次
いでアフタ噴射を実行するためにアクチュエータが再び
ONに切換えられている。ところが、アフタ噴射を実行
するためにアクチュエータがOFFからONに切換えら
れてから、実際に噴孔開閉弁がリフトしてアフタ噴射が
実行されるまでには、しばらくの時間を要してしまう。
そのため、特開平11−182311号公報に記載され
た燃料噴射装置では、メイン噴射に近接させてアフタ噴
射を実行することができない。詳細には、メイン噴射を
終了させるために噴孔開閉弁のリフト量を減少させてい
る時又は噴孔開閉弁のリフト量を減少させた後に、噴孔
開閉弁のリフト量を再び増加させることなくアフタ噴射
を実行することができない。
【0004】前記問題点に鑑み、本発明はメイン噴射に
近接させてアフタ噴射を実行することができる燃料噴射
装置を提供することを目的とする。詳細には、本発明は
メイン噴射を終了させるために噴孔開閉弁のリフト量を
減少させている時又は噴孔開閉弁のリフト量を減少させ
た後に噴孔開閉弁のリフト量を再び増加させることなく
アフタ噴射を実行することができる燃料噴射装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、燃料を噴射するための噴孔と、その噴孔を開閉
する噴孔開閉弁とを具備し、メイン噴射の後にアフタ噴
射を実行する燃料噴射装置において、メイン噴射時に燃
料が噴射される第一噴孔と、アフタ噴射時に燃料が噴射
される第二噴孔と、噴孔開閉弁の閉弁時に噴孔開閉弁が
着座するシート位置とを具備し、噴孔開閉弁の先端部が
サック部に入ることによってシール部が形成され、第一
噴孔と第二噴孔とシート位置とシール部とがシート位
置、第一噴孔、シール部、第二噴孔の順に配列され、噴
孔開閉弁のリフト量の減少中に、噴孔開閉弁の先端部が
サック部に入り、サック部内の燃料が噴孔開閉弁の先端
部によって第二噴孔を介して押し出されることにより、
アフタ噴射が実行されることを特徴とする燃料噴射装置
が提供される。
【0006】請求項1に記載の燃料噴射装置では、メイ
ン噴射時に燃料が噴射される第一噴孔と、アフタ噴射時
に燃料が噴射される第二噴孔と、噴孔開閉弁の閉弁時に
噴孔開閉弁が着座するシート位置と、噴孔開閉弁の先端
部がサック部に入ることによって形成されるシール部と
が、シート位置、第一噴孔、シール部、第二噴孔の順に
配列され、噴孔開閉弁のリフト量の減少中に、噴孔開閉
弁の先端部がサック部に入り、サック部内の燃料が噴孔
開閉弁の先端部によって第二噴孔を介して押し出される
ことにより、アフタ噴射が実行される。つまり、噴孔開
閉弁のリフト量を再び増加させるときではなく、噴孔開
閉弁のリフト量の減少中にアフタ噴射が実行される。そ
のため、アフタ噴射を実行するために、噴孔開閉弁をリ
フトさせるアクチュエータをメイン噴射終了後にOFF
からONに切換える必要性を排除することができる。そ
の結果、アクチュエータをOFFからONに切換えてか
ら実際に噴孔開閉弁がリフトしてアフタ噴射が実行され
るまでに要していた時間を排除することができる。それ
ゆえ、メイン噴射に近接させてアフタ噴射を実行するこ
とができる。詳細には、メイン噴射を終了させるために
噴孔開閉弁のリフト量を減少させている時に、噴孔開閉
弁のリフト量を再び増加させることなくアフタ噴射を実
行することができる。
【0007】請求項2に記載の発明によれば、燃料を噴
射するための噴孔と、その噴孔を開閉する噴孔開閉弁と
を具備し、メイン噴射の後にアフタ噴射を実行する燃料
噴射装置において、メイン噴射時に燃料が噴射される第
一噴孔と、アフタ噴射時に燃料が噴射される第二噴孔と
を具備し、第一噴孔の入口部と第二噴孔の入口部とを連
通する燃料通路を形成し、その燃料通路に絞り部を配置
したことを特徴とする燃料噴射装置が提供される。
【0008】請求項3に記載の発明によれば、第一噴孔
からのメイン噴射が終了した後に、燃料通路内の燃料が
絞り部を通過して第二噴孔から遅れて噴射されることに
より、噴孔開閉弁のリフト量を増加させることなくアフ
タ噴射が実行されることを特徴とする請求項2に記載の
燃料噴射装置が提供される。
【0009】請求項2及び3に記載の燃料噴射装置で
は、メイン噴射時に燃料が噴射される第一噴孔の入口部
とアフタ噴射時に燃料が噴射される第二噴孔の入口部と
を連通する燃料通路が形成され、その燃料通路に絞り部
が配置されている。詳細には、第一噴孔からのメイン噴
射が終了した後に、燃料通路内の燃料が絞り部を通過し
て第二噴孔から遅れて噴射されることにより、噴孔開閉
弁のリフト量を増加させることなくアフタ噴射が実行さ
れる。つまり、噴孔開閉弁のリフト量を再び増加させる
時ではなく、噴孔開閉弁のリフト量の減少中又は噴孔開
閉弁のリフト量を減少させた後にアフタ噴射が実行され
る。そのため、アフタ噴射を実行するために、噴孔開閉
弁をリフトさせるアクチュエータをメイン噴射終了後に
OFFからONに切換える必要性を排除することができ
る。その結果、アクチュエータをOFFからONに切換
えてから実際に噴孔開閉弁がリフトしてアフタ噴射が実
行されるまでに要していた時間を排除することができ
る。それゆえ、メイン噴射に近接させてアフタ噴射を実
行することができる。詳細には、メイン噴射を終了させ
るために噴孔開閉弁のリフト量を減少させている時又は
噴孔開閉弁のリフト量を減少させた後に、噴孔開閉弁の
リフト量を再び増加させることなくアフタ噴射を実行す
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。
【0011】図1は本発明の燃料噴射装置の第一の実施
形態の部分断面側面図である。図1に示す燃料が噴射さ
れない第一モードにおいては、噴孔開閉弁としてのニー
ドル弁のリフト量がゼロになっている。図1において、
1はメイン噴射を行うための第一噴孔、2はアフタ噴射
を行うための第二噴孔である。3は第一噴孔1及び第二
噴孔2を開閉するためのニードル弁、4はニードル弁3
の閉弁時にニードル弁3が着座するシート位置である。
第一の実施形態では、ニードル弁3は上側にリフトする
ように配置されている。5はニードル弁3を開弁側(図
1の上側)に付勢するための燃料溜り室、6はニードル
弁3を閉弁側(図1の下側)に付勢するための制御室、
7はニードル弁3を閉弁側(図1の下側)に付勢するた
めのスプリング、8は制御室6内に流入する燃料量を設
定するためのインレットオリフィス、9は制御室6から
流出する燃料量を設定するためのアウトレットオリフィ
スである。
【0012】10は制御室6内の圧力を制御するための
圧力制御弁である。第一の実施形態では、圧力制御弁1
0は下側にリフトするように配置されている。11は圧
力制御弁10を収容する制御弁室、12は制御弁室11
内に流入する燃料量を設定するためのインレットオリフ
ィスである。インレットオリフィス12はニードル弁3
の閉弁速度を確保するために設けられているが、他の実
施形態では、このインレットオリフィス12を排除する
ことも可能である。13は圧力制御弁10を駆動するた
めのピエゾ式アクチュエータである。第一の実施形態で
は、圧力制御弁10を駆動するためにピエゾ式アクチュ
エータが用いられているが、他の実施形態では、圧力制
御弁10を駆動するために他の任意のアクチュエータを
使用可能である。
【0013】14はニードル弁3の先端部、15はサッ
ク部、16はニードル弁3の先端部14の外周面とサッ
ク部15の内周面とによって形成されるシール部であ
る。すなわち、シール部16は、ニードル弁3の先端部
14がサック部15に入ることによって形成される。図
1に示すように、第一噴孔1と第二噴孔2とシート位置
4とシール部16とは、燃料流れ方向の上流側からシー
ト位置4、第一噴孔1、シール部16、第二噴孔2の順
に配列されている。
【0014】図1に示す第一噴孔1及び第二噴孔2から
燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力制御弁
10のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁室11
内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制御弁室
11及び制御室6内の圧力が上昇する。その結果、ニー
ドル弁3が閉弁側(図1の下側)に付勢され、ニードル
弁3のリフト量はゼロになっている。
【0015】図2は第一噴孔及び第二噴孔から燃料が噴
射される第二モードを示した図1と同様の図である。図
2に示すように、第一噴孔1及び第二噴孔2から燃料が
噴射される第二モードにおいては、圧力制御弁10がリ
フトせしめられる。そのため、制御室6内の燃料はアウ
トレットオリフィス9及び制御弁室11を介してリター
ン通路に流出できるようになり、制御室6内の圧力が減
少する。その結果、ニードル弁3はリフトせしめられ、
第一噴孔1及び第二噴孔2から燃料が噴射される。
【0016】詳細には、図1に示した第一モードから図
2に示した第二モードに切換えられると、ニードル弁3
がリフトせしめられるのに伴ってニードル弁3がシート
位置4に着座しなくなり、その結果、コモンレールから
燃料溜り室5を介して供給された燃料が第一噴孔1から
噴射される。また、シール部16にはクリアランスが設
けられているため、つまり、ニードル弁3の先端部14
の外周面とサック部15の内周面との間にはクリアラン
スが設けられているため、コモンレールから燃料溜り室
5を介して供給された燃料が、シール部16を通過し、
第二噴孔2からも噴射される。ただし、このクリアラン
スは比較的小さい値に設定されているため、燃料溜り室
5内の燃料がシール部16を通過して第二噴孔2の入口
部に到達するまでには、所定の時間を要する。そのた
め、第二噴孔2からの噴射は、第一噴孔1からの噴射よ
りも遅れて開始する。
【0017】また、第一噴孔1は、第一噴孔1から噴射
された燃料噴霧が比較的高い貫徹力を有し、噴射率が比
較的高くなるように形成され、第二噴孔2は、第二噴孔
2から噴射された燃料噴霧が比較的低い貫徹力を有し、
噴射率が比較的低くなるように形成されている。そのた
め、第一噴孔1から噴射された燃料噴霧は比較的遠くま
で到達できるものの、第二噴孔2から噴射された燃料噴
霧は比較的近くまでしか到達できなくなっている。
【0018】図2に示した第二モードから図1に示した
第一モードに切換えられると、ニードル弁3のリフト量
がゼロにされるのに伴ってニードル弁3がシート位置4
に着座し、その結果、燃料溜り室5から第一噴孔1に燃
料が供給されなくなり、第一噴孔1からの燃料噴射が終
了する。一方、上述したようにシール部16には比較的
小さいクリアランスが設けられているため、燃料溜り室
5内の燃料がシール部16を通過して第二噴孔2の入口
部に到達するまでには所定の時間を要する。それゆえ、
ニードル弁3のリフト量がゼロにされても第二噴孔2か
らの燃料噴射は即座に終了せず、第二噴孔2からの燃料
噴射は第一噴孔1からの燃料噴射よりも遅れて終了す
る。
【0019】図3は図1及び図2に示した燃料噴射装置
のノズルの外観図である。図4は燃焼室内に形成される
燃料噴霧を燃焼室の上側から見た図である。図4におい
て、21は第一噴孔1から噴射された燃料噴霧、22は
第二噴孔2から噴射された燃料噴霧である。
【0020】図5は第一噴孔及び第二噴孔から噴射され
る燃料の噴射率の変化を示した図である。図5に示すよ
うに、時間t1にニードル弁3がリフトせしめられる
と、シート位置4を通過した燃料が第一噴孔1から噴射
される。この第一噴孔1からの噴射は、噴射率が比較的
高いメイン噴射である。シート位置4を通過した燃料は
シール部16内にも流入するが、上述したように燃料が
シール部16を通過するには所定の時間を要するため、
第二噴孔2からの噴射は、時間t1には開始することが
できず、時間t2に開始する。この第二噴孔2からの噴
射は、噴射率が比較的低い噴射である。このように、第
二噴孔2からの噴射を第一噴孔1からの噴射よりも遅ら
せることにより、燃焼室の中心に近い噴霧22に点火す
るのではなく、燃焼室の中心から離れた噴霧21に間接
的に点火することができる(図4参照)。
【0021】次いで時間t3にニードル弁3のリフト量
がゼロにされると、燃料溜り室5内の燃料がシート位置
4を通過できなくなり、第一噴孔1からの噴射が終了す
る。一方、上述したように燃料がシール部16を通過す
るには所定の時間を要するため、燃料溜り室5内の燃料
がシート位置4を通過できなくなっても、時間t3以前
にシート位置4を通過した燃料が、時間t5まで第二噴
孔2から噴射され続ける。この時間t3から時間t5ま
での第二噴孔2からの噴射がアフタ噴射となる。このよ
うに、ニードル弁3のリフト量がゼロにされた状態で第
二噴孔2からアフタ噴射が行われるようにすることによ
り、ニードル弁3のリフト量を再び増加させる必要なく
アフタ噴射を実行することができる。
【0022】尚、図5において破線は従来の燃料噴射装
置におけるアフタ噴射を示している。従来の燃料噴射装
置では、メイン噴射を実行するためにニードル弁をリフ
トさせるアクチュエータがONにされ、次いでメイン噴
射を終了させるためにアクチュエータがOFFに切換え
られ、次いでアフタ噴射を実行するためにアクチュエー
タが再びONに切換えられている。ところが、アフタ噴
射を実行するためにアクチュエータがOFFからONに
切換えられてから、実際にニードル弁がリフトしてアフ
タ噴射が実行されるまでには、しばらくの時間を要して
しまう。そのため、従来の燃料噴射装置では、メイン噴
射に近接させてアフタ噴射を実行することができない。
つまり、メイン噴射が時間t3に終了した後、時間t4
までアフタ噴射を開始することができない。
【0023】一方、第一の実施形態では、図5に示すよ
うにメイン噴射に近接させてアフタ噴射を実行すること
ができる。詳細には、メイン噴射とアフタ噴射とを連続
して実行することができる。更に詳細には、メイン噴射
とアフタ噴射との間で噴射率が落ち込んでしまうことな
く、メイン噴射とアフタ噴射とを連続して実行すること
ができる。
【0024】第一の実施形態によれば、メイン噴射時に
燃料が噴射される第一噴孔1と、アフタ噴射時に燃料が
噴射される第二噴孔2と、ニードル弁3の閉弁時にニー
ドル弁3が着座するシート位置4と、ニードル弁3の先
端部14がサック部15に入ることによって形成される
シール部16とが、シート位置4、第一噴孔1、シール
部16、第二噴孔2の順に配列される。また、ニードル
弁3のリフト量の減少中(図2→図1)に、ニードル弁
3の先端部14がサック部15に入り、サック部15内
の燃料がニードル弁3の先端部14によって第二噴孔2
を介して押し出されることにより、アフタ噴射が実行さ
れる。つまり、従来の燃料噴射装置のようにニードル弁
のリフト量を再び増加させるときではなく、ニードル弁
3のリフト量の減少中にアフタ噴射が実行される(図5
の時間t3付近)。そのため、アフタ噴射を実行するた
めに、ニードル弁をリフトさせるアクチュエータをメイ
ン噴射終了後にOFFからONに切換える必要性を排除
することができる。その結果、アクチュエータをOFF
からONに切換えてから実際にニードル弁がリフトして
アフタ噴射が実行されるまでに要していた時間を排除す
ることができる。それゆえ、図5に示したようにメイン
噴射に近接させてアフタ噴射を実行することができる。
詳細には、メイン噴射を終了させるためにニードル弁3
のリフト量を減少させている時に、ニードル弁3のリフ
ト量を再び増加させることなくアフタ噴射を実行するこ
とができる。
【0025】更に第一の実施形態によれば、メイン噴射
時に燃料が噴射される第一噴孔1の入口部とアフタ噴射
時に燃料が噴射される第二噴孔2の入口部とが連通せし
められ、第一噴孔1の入口部と第二噴孔2の入口部との
間に絞り部としてシール部16が配置されている。詳細
には、第一噴孔1からのメイン噴射が終了した後に、第
一噴孔1の入口部と第二噴孔2の入口部との間の燃料が
シール部16を通過して第二噴孔2から遅れて噴射され
ることにより、ニードル弁3のリフト量を増加させるこ
となくアフタ噴射が実行される。つまり、ニードル弁3
のリフト量を再び増加させる時ではなく、ニードル弁3
のリフト量の減少中(図5のt3付近)又はニードル弁
3のリフト量を減少させた後(図5のt3〜t5)にア
フタ噴射が実行される。そのため、アフタ噴射を実行す
るために、従来の燃料噴射装置のようにニードル弁をリ
フトさせるアクチュエータをメイン噴射終了後にOFF
からONに切換える必要性を排除することができる。そ
の結果、アクチュエータをOFFからONに切換えてか
ら実際にニードル弁がリフトしてアフタ噴射が実行され
るまでに要していた時間を排除することができる。それ
ゆえ、図5に示したようにメイン噴射に近接させてアフ
タ噴射を実行することができる。詳細には、メイン噴射
を終了させるためにニードル弁3のリフト量を減少させ
ている時(図5のt3付近)又はニードル弁3のリフト
量を減少させた後(図5のt3〜t5)に、ニードル弁
3のリフト量を再び増加させることなくアフタ噴射を実
行することができる。
【0026】尚、第一の実施形態ではニードル弁3をリ
フトさせるために制御室6内の圧力が減圧されている
が、他の実施形態では、ニードル弁をリフトさせるため
に例えばソレノイドのようなアクチュエータを用いるこ
とも可能である。
【0027】以下、本発明の燃料噴射装置の第二の実施
形態について説明する。図6は本発明の燃料噴射装置の
第二の実施形態の部分断面側面図である。図6に示す燃
料が噴射されない第一モードにおいては、噴孔開閉弁と
してのニードル弁のリフト量がゼロになっている。図6
において、図1〜図5に示した参照番号と同一の参照番
号は、図1〜図5に示した部品又は部分と同一の部品又
は部分を示している。203は第一噴孔1及び第二噴孔
2を開閉するためのニードル弁、214はニードル弁2
03の先端部、216はニードル弁203の先端部21
4の外周面とサック部15の内周面とによって形成され
るシール部である。すなわち、シール部216は、ニー
ドル弁203の先端部214がサック部15に入ること
によって形成される。図6に示すように、第一噴孔1と
第二噴孔2とシート位置4とシール部216とは、燃料
流れ方向の上流側からシート位置4、第一噴孔1、シー
ル部216、第二噴孔2の順に配列されている。230
は第一噴孔1の入口部と第二噴孔2の入口部とを連通す
る燃料通路、231は燃料通路230に配置された絞り
部としてのオリフィスである。
【0028】図6に示す第一噴孔1及び第二噴孔2から
燃料が噴射されない第一モードにおいては、圧力制御弁
10のリフト量がゼロとされ、そのため、制御弁室11
内の燃料がリターン通路に流出できなくなり、制御弁室
11及び制御室6内の圧力が上昇する。その結果、ニー
ドル弁203が閉弁側(図6の下側)に付勢され、ニー
ドル弁203のリフト量はゼロになっている。
【0029】図7は第一噴孔及び第二噴孔から燃料が噴
射される第二モードを示した図6と同様の図である。図
7に示すように、第一噴孔1及び第二噴孔2から燃料が
噴射される第二モードにおいては、圧力制御弁10がリ
フトせしめられる。そのため、制御室6内の燃料はアウ
トレットオリフィス9及び制御弁室11を介してリター
ン通路に流出できるようになり、制御室6内の圧力が減
少する。その結果、ニードル弁203はリフトせしめら
れ、第一噴孔1及び第二噴孔2から燃料が噴射される。
【0030】詳細には、図6に示した第一モードから図
7に示した第二モードに切換えられると、ニードル弁2
03がリフトせしめられるのに伴ってニードル弁203
がシート位置4に着座しなくなり、その結果、コモンレ
ールから燃料溜り室5を介して供給された燃料が第一噴
孔1から噴射される。また、ニードル弁203の先端部
214には燃料通路230が形成されているため、コモ
ンレールから燃料溜り室5を介して供給された燃料が、
燃料通路230を通過し、第二噴孔2からも噴射され
る。ただし、この燃料通路230には絞り部としてのオ
リフィス231が配置されているため、燃料溜り室5内
の燃料がオリフィス231を通過して第二噴孔2の入口
部に到達するまでには、所定の時間を要する。そのた
め、第二噴孔2からの噴射は、第一噴孔1からの噴射よ
りも遅れて開始する。
【0031】また第一の実施形態と同様に、第一噴孔1
は、第一噴孔1から噴射された燃料噴霧が比較的高い貫
徹力を有し、噴射率が比較的高くなるように形成され、
第二噴孔2は、第二噴孔2から噴射された燃料噴霧が比
較的低い貫徹力を有し、噴射率が比較的低くなるように
形成されている。そのため、第一噴孔1から噴射された
燃料噴霧は比較的遠くまで到達できるものの、第二噴孔
2から噴射された燃料噴霧は比較的近くまでしか到達で
きなくなっている。
【0032】図7に示した第二モードから図6に示した
第一モードに切換えられると、ニードル弁203のリフ
ト量がゼロにされるのに伴ってニードル弁203がシー
ト位置4に着座し、その結果、燃料溜り室5から第一噴
孔1に燃料が供給されなくなり、第一噴孔1からの燃料
噴射が終了する。一方、上述したように燃料通路230
にはオリフィス231が配置されているため、燃料溜り
室5内の燃料がオリフィス231を通過して第二噴孔2
の入口部に到達するまでには所定の時間を要する。それ
ゆえ、ニードル弁203のリフト量がゼロにされても第
二噴孔2からの燃料噴射は即座に終了せず、第二噴孔2
からの燃料噴射は第一噴孔1からの燃料噴射よりも遅れ
て終了する。
【0033】第二の実施形態においても、図5に示すよ
うに、時間t1にニードル弁203がリフトせしめられ
ると、シート位置4を通過した燃料が第一噴孔1から噴
射される。この第一噴孔1からの噴射は、噴射率が比較
的高いメイン噴射である。シート位置4を通過した燃料
は燃料通路230内にも流入するが、上述したように燃
料が燃料通路230のオリフィス231を通過するには
所定の時間を要するため、第二噴孔2からの噴射は、時
間t1には開始することができず、時間t2に開始す
る。この第二噴孔2からの噴射は、噴射率が比較的低い
噴射である。このように、第二噴孔2からの噴射を第一
噴孔1からの噴射よりも遅らせることにより、燃焼室の
中心に近い噴霧22に点火するのではなく、燃焼室の中
心から離れた噴霧21に間接的に点火することができる
(図4参照)。
【0034】次いで時間t3にニードル弁203のリフ
ト量がゼロにされると、燃料溜り室5内の燃料がシート
位置4を通過できなくなり、第一噴孔1からの噴射が終
了する。一方、上述したように燃料がオリフィス231
を通過するには所定の時間を要するため、燃料溜り室5
内の燃料がシート位置4を通過できなくなっても、時間
t3以前にシート位置4を通過した燃料が、時間t5ま
で第二噴孔2から噴射され続ける。この時間t3から時
間t5までの第二噴孔2からの噴射がアフタ噴射とな
る。このように、ニードル弁203のリフト量がゼロに
された状態で第二噴孔2からアフタ噴射が行われるよう
にすることにより、ニードル弁203のリフト量を再び
増加させる必要なくアフタ噴射を実行することができ
る。
【0035】第一の実施形態と同様に、第二の実施形態
においても、図5に示すようにメイン噴射に近接させて
アフタ噴射を実行することができる。詳細には、メイン
噴射とアフタ噴射とを連続して実行することができる。
更に詳細には、メイン噴射とアフタ噴射との間で噴射率
が落ち込んでしまうことなく、メイン噴射とアフタ噴射
とを連続して実行することができる。
【0036】第二の実施形態によれば、メイン噴射時に
燃料が噴射される第一噴孔1と、アフタ噴射時に燃料が
噴射される第二噴孔2と、ニードル弁203の閉弁時に
ニードル弁3が着座するシート位置4と、ニードル弁2
03の先端部214がサック部15に入ることによって
形成されるシール部216とが、シート位置4、第一噴
孔1、シール部216、第二噴孔2の順に配列される。
また、ニードル弁203のリフト量の減少中(図7→図
6)に、ニードル弁203の先端部214がサック部1
5に入り、サック部15内の燃料がニードル弁203の
先端部214によって第二噴孔2を介して押し出される
ことにより、アフタ噴射が実行される。つまり、従来の
燃料噴射装置のようにニードル弁のリフト量を再び増加
させるときではなく、ニードル弁203のリフト量の減
少中にアフタ噴射が実行される(図5の時間t3付
近)。そのため、アフタ噴射を実行するために、ニード
ル弁をリフトさせるアクチュエータをメイン噴射終了後
にOFFからONに切換える必要性を排除することがで
きる。その結果、アクチュエータをOFFからONに切
換えてから実際にニードル弁がリフトしてアフタ噴射が
実行されるまでに要していた時間を排除することができ
る。それゆえ、図5に示したようにメイン噴射に近接さ
せてアフタ噴射を実行することができる。詳細には、メ
イン噴射を終了させるためにニードル弁203のリフト
量を減少させている時に、ニードル弁203のリフト量
を再び増加させることなくアフタ噴射を実行することが
できる。
【0037】更に第二の実施形態によれば、メイン噴射
時に燃料が噴射される第一噴孔1の入口部とアフタ噴射
時に燃料が噴射される第二噴孔2の入口部とを連通する
燃料通路230が形成され、その燃料通路230に絞り
部としてのオリフィス231が配置されている。詳細に
は、第一噴孔1からのメイン噴射が終了した後に、燃料
通路230内の燃料がオリフィス231を通過して第二
噴孔2から遅れて噴射されることにより、ニードル弁2
03のリフト量を増加させることなくアフタ噴射が実行
される。つまり、ニードル弁203のリフト量を再び増
加させる時ではなく、ニードル弁203のリフト量の減
少中(図5のt3付近)又はニードル弁203のリフト
量を減少させた後(図5のt3〜t5)にアフタ噴射が
実行される。そのため、アフタ噴射を実行するために、
従来の燃料噴射装置のようにニードル弁をリフトさせる
アクチュエータをメイン噴射終了後にOFFからONに
切換える必要性を排除することができる。その結果、ア
クチュエータをOFFからONに切換えてから実際にニ
ードル弁がリフトしてアフタ噴射が実行されるまでに要
していた時間を排除することができる。それゆえ、図5
に示したようにメイン噴射に近接させてアフタ噴射を実
行することができる。詳細には、メイン噴射を終了させ
るためにニードル弁203のリフト量を減少させている
時(図5のt3付近)又はニードル弁203のリフト量
を減少させた後(図5のt3〜t5)に、ニードル弁2
03のリフト量を再び増加させることなくアフタ噴射を
実行することができる。
【0038】尚、第二の実施形態ではニードル弁203
をリフトさせるために制御室6内の圧力が減圧されてい
るが、他の実施形態では、ニードル弁をリフトさせるた
めに例えばソレノイドのようなアクチュエータを用いる
ことも可能である。
【0039】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、アフタ
噴射を実行するために、噴孔開閉弁をリフトさせるアク
チュエータをメイン噴射終了後にOFFからONに切換
える必要性を排除することができる。その結果、アクチ
ュエータをOFFからONに切換えてから実際に噴孔開
閉弁がリフトしてアフタ噴射が実行されるまでに要して
いた時間を排除することができる。それゆえ、メイン噴
射に近接させてアフタ噴射を実行することができる。詳
細には、メイン噴射を終了させるために噴孔開閉弁のリ
フト量を減少させている時に、噴孔開閉弁のリフト量を
再び増加させることなくアフタ噴射を実行することがで
きる。
【0040】請求項2及び3に記載の発明によれば、ア
フタ噴射を実行するために、噴孔開閉弁をリフトさせる
アクチュエータをメイン噴射終了後にOFFからONに
切換える必要性を排除することができる。その結果、ア
クチュエータをOFFからONに切換えてから実際に噴
孔開閉弁がリフトしてアフタ噴射が実行されるまでに要
していた時間を排除することができる。それゆえ、メイ
ン噴射に近接させてアフタ噴射を実行することができ
る。詳細には、メイン噴射を終了させるために噴孔開閉
弁のリフト量を減少させている時又は噴孔開閉弁のリフ
ト量を減少させた後に、噴孔開閉弁のリフト量を再び増
加させることなくアフタ噴射を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料噴射装置の第一の実施形態の部分
断面側面図である。
【図2】第一噴孔及び第二噴孔から燃料が噴射される第
二モードを示した図1と同様の図である。
【図3】図1及び図2に示した燃料噴射装置のノズルの
外観図である。
【図4】燃焼室内に形成される燃料噴霧を燃焼室の上側
から見た図である。
【図5】第一噴孔及び第二噴孔から噴射される燃料の噴
射率の変化を示した図である。
【図6】本発明の燃料噴射装置の第二の実施形態の部分
断面側面図である。
【図7】第一噴孔及び第二噴孔から燃料が噴射される第
二モードを示した図6と同様の図である。
【符号の説明】
1…第一噴孔 2…第二噴孔 3…ニードル弁 4…シート位置 5…燃料溜り室 6…制御室 10…圧力制御弁 11…制御弁室 13…ピエゾ式アクチュエータ 14…ニードル弁の先端部 15…サック部 16…シール部 230…燃料通路 231…オリフィス
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 61/18 320 F02M 61/18 320D 350 350B 350Z (72)発明者 渡辺 義正 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA23 CC06T CC08T CC08U CC14 CC17 CC28 CC64T CC66 CC67 CC68U CC70 CE13 CE27 DA12 DA16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料を噴射するための噴孔と、その噴孔
    を開閉する噴孔開閉弁とを具備し、メイン噴射の後にア
    フタ噴射を実行する燃料噴射装置において、メイン噴射
    時に燃料が噴射される第一噴孔と、アフタ噴射時に燃料
    が噴射される第二噴孔と、噴孔開閉弁の閉弁時に噴孔開
    閉弁が着座するシート位置とを具備し、噴孔開閉弁の先
    端部がサック部に入ることによってシール部が形成さ
    れ、第一噴孔と第二噴孔とシート位置とシール部とがシ
    ート位置、第一噴孔、シール部、第二噴孔の順に配列さ
    れ、噴孔開閉弁のリフト量の減少中に、噴孔開閉弁の先
    端部がサック部に入り、サック部内の燃料が噴孔開閉弁
    の先端部によって第二噴孔を介して押し出されることに
    より、アフタ噴射が実行されることを特徴とする燃料噴
    射装置。
  2. 【請求項2】 燃料を噴射するための噴孔と、その噴孔
    を開閉する噴孔開閉弁とを具備し、メイン噴射の後にア
    フタ噴射を実行する燃料噴射装置において、メイン噴射
    時に燃料が噴射される第一噴孔と、アフタ噴射時に燃料
    が噴射される第二噴孔とを具備し、第一噴孔の入口部と
    第二噴孔の入口部とを連通する燃料通路を形成し、その
    燃料通路に絞り部を配置したことを特徴とする燃料噴射
    装置。
  3. 【請求項3】 第一噴孔からのメイン噴射が終了した後
    に、燃料通路内の燃料が絞り部を通過して第二噴孔から
    遅れて噴射されることにより、噴孔開閉弁のリフト量を
    増加させることなくアフタ噴射が実行されることを特徴
    とする請求項2に記載の燃料噴射装置。
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