JP2010084524A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧ポンプ21から吐出され蓄圧器22に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁100であって、該燃料噴射弁100は、ノズル1の先端部に形成された噴孔4を開閉する針弁2と、該針弁2と一体に往復動作するコマンドピストン8と、該コマンドピストン8の背後に形成され燃料が流入する制御室32と、該制御室32の燃料が流出するアウトレットオリフィス10と、該アウトレットオリフィス10の開閉を制御する制御弁9とを備え、前記制御室32に臨むコマンドピストン8の端部に突起部80を設け、該突起部80は、コマンドピストン8がフルリフトの状態にある時アウトレットオリフィス10内に挿入され、アウトレットオリフィス10の流路面積を縮小するように形成されている。
【選択図】図2
Description
該噴射弁本体7内においては、2つの燃料通路14a及び14bに分岐され、その一方である燃料通路14aは針弁2が臨む燃料溜り5に連通している。他方の燃料通路14bは、インレットオリフィス13を通して制御室32に連通している。該制御室32は、前記コマンドピストン8の上部8bに臨んで形成され、アウトレットオリフィス10を経てリーク通路16に連通している。
これにより、前記燃料通路14aを通して燃料溜り5内に送られていた高圧燃料の圧力は、上記したように燃料通路14bがオープンになっているため、該高圧燃料の圧力が針弁2の下側から作用して、該針弁2をシート部5aから上方に離間させて該針弁2を開弁させる。
そして、燃料溜り5内の高圧燃料は、前記シート部5aを通して前記ノズル1の噴孔4からエンジンの燃焼室内に噴射される。
また、制御室32内の圧力降下の度合いは、インレットオリフィス13の径、アウトレットオリフィス10の径、及び制御弁9のリフト量に影響される。
燃料噴射弁の迅速な開弁のためには、制御室内の圧力を素早く低下させる必要があり、この観点からアウトレットオリフィスの径は大きいほど好ましいとされる。しかしながら、アウトレットオリフィスの径が大きすぎると、開弁期間中に、インレットオリフィスから制御室へ燃料が流入し、そのまま制御室を通過してアウトレットオリフィスから流出する燃料量が多くなり、インジェクタ効率が低下してしまうという問題があった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、流出通路(アウトレットオリフィス)からの燃料流出を最小限に抑え、インジェクタ効率を向上させることが可能な蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁を提供することを目的とする。
高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御室に臨む前記弁体の端部に突起部を設け、該突起部は、前記弁体がフルリフトの状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする。
さらに本発明では、弁体に突起部を設ける構成としているため燃料噴射弁の構造自体が簡素となり容易に製造可能である。
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御弁の先端に連結部を介して突起部が設けられ、該突起部は制御室内に位置し、該突起部は、前記制御弁が開いた状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする。
さらに本発明では、弁体側ではなく制御弁側に突起部を設ける構成としているため、弁体の重量が増加することなく、該弁体の加速度を高く維持できる。
これにより、制御室への燃料流入と流出のバランスを好適に保ち、弁体のフルリフト状態を安定的に保持することが可能となる。
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記流入通路の上流側に上流側開閉弁が設けられるとともに、前記流出通路の下流側に下流側開閉弁が設けられ、夫々の開閉弁が前記制御弁の動作に連動して開閉制御されることを特徴とする。
また、弁体に突起部を設ける構成とすることにより、燃料噴射弁の構造自体が簡素となり容易に製造可能となる。
さらに、制御弁に突起部を設ける構成とすることにより、弁体の重量を増加させることなく、該弁体の加速度を高く維持できる。
さらにまた、制御室の上流側と下流側に夫々開閉弁を設け、制御弁と連動して開閉制御されるように構成することにより、制御に自由度が増し、適切な制御が可能となる。
図1は本発明の第1実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。図1に示すように第1実施形態に係る燃料噴射装置は、燃料供給源である燃料タンク20から燃料を汲み上げて所定圧力で送り出す高圧ポンプ21と、該高圧ポンプ21から供給される燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧器(コモンレール)22と、該蓄圧器22と燃料入口管12aで接続された燃料噴射弁100と、を備えている。
前記燃料噴射弁100は、先端部に燃料を噴射する噴孔4が形成されたノズル1を備えている。該ノズル1は、その内周に針弁2が往復摺動可能に嵌合されており、燃料の無噴射時には、該針弁2の先端部が該ノズル1のシート部5aに当接されることにより噴孔4が閉じた状態となり、燃料が燃料溜り5に貯留される。
前記ノズル1は筒状の噴射弁本体7内に収納され、ノズル支持リング3を該噴射弁本体7下部のネジ7aにねじ込むことにより、スペーサ6と共同にて噴射弁本体7に固定されている。
前記制御室32は、前記コマンドピストン8の上端部8cに臨んで形成されるとともに、インレットオリフィス13を通して後述する燃料通路14bに連通している。
前記燃料入口通路12の出口側は噴射弁本体7内にて2つに分岐される。この分岐された一方の通路は制御室32に通じる燃料通路14bで、他方の通路は針弁2が臨む燃料溜り5に通じる燃料通路14aである。
前記燃料通路14bは制御室32に連通しており、該制御室32はアウトレットオリフィス10を介してリークライン16に連通している。また、前記燃料通路14aは燃料溜り5を介して噴孔4に連通している。
燃料の無噴射時には、制御弁9が下方に位置して制御室32とリークライン16が閉じた状態にあり、制御室32内に保持された燃料の圧力、即ちコマンドピストン8と針弁2を下方に押し下げる圧力が、これらを押し上げる圧力よりも大となって、コマンドピストン8及び針弁2が下方に位置し、噴孔4を閉じている。
即ち本第1実施形態では、前記制御室32に臨むコマンドピストン8の上端部8cに、突起部80を設けた構成としている。該突起部80は柱状に形成され、突起部80の軸方向に対する断面積はアウトレットオリフィス10の開口面積より小さく形成されている。また、コマンドピストン8がフルリフト状態の時、即ち燃料噴射弁100(針弁2)が全開状態の時に、前記突起部80もコマンドピストン8とともにリフトされてアウトレットオリフィス10内に、該突起部80の少なくとも先端部が挿入されるようになっている。
従来の燃料噴射弁100は、制御弁32をリフトするとこれに伴い制御室圧が降下し、これによりコマンドピストン8のリフト動作に連動して針弁2のリフト位置が上昇する。フルリフト状態における制御室圧の圧力降下はA1となる。そして、制御弁32を閉弁する側に制御すると、制御室圧が上昇してコマンドピストン8とともに針弁2のリフト位置が下がる。
図4は本発明の第2実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。尚、以下の第2実施形態及び第3実施形態において、上記した第1実施形態と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
図4に示すように、第2実施形態に係る燃料噴射装置は、燃料タンク20から汲み出した燃料を所定の高圧で送り出す高圧ポンプ21と、該高圧ポンプ21からの燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧器22と、該蓄圧器22からの高圧燃料が供給される燃料噴射弁100と、を備えている。
図6は本発明の第3実施形態に係る燃料噴射装置の軸心線に沿う断面図である。
図6に示すように、第3実施形態に係る燃料噴射装置は、燃料タンク20から汲み出した燃料を所定の高圧で送り出す高圧ポンプ21と、該高圧ポンプ21からの燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧器22と、該蓄圧器22からの高圧燃料が供給される燃料噴射弁100と、を備えている。
前記制御弁9の開時には、上流側開閉弁41を閉とし、下流側開閉弁42を開とする。これにより、すばやい制御室32の圧力降下を図り、コマンドピストン8を迅速にリフトすることが可能である。また、制御弁9の開弁期間中における燃料の無駄な流出を防止でき、インジェクタ効率を向上させることが可能である。
一方、前記制御弁9の閉時には、上流側開閉弁41を開とする。
尚、本第3実施形態の構成は、上記した第1実施形態及び第2実施形態の構成に付加することも可能である。
2 針弁
4 噴孔
5 燃料溜り
7 噴射弁本体
8 コマンドピストン
9 制御弁
10 アウトレットオリフィス(流出通路)
11 インレットコネクタ
12 燃料入口通路
13 インレットオリフィス(流入通路)
14a、14b 燃料通路
15s 制御弁ユニット
20 燃料タンク
21 高圧ポンプ
22 蓄圧器
80、90 突起部
90a 突起先端部
90b 連結部
90c 孔部
100 燃料噴射弁
Claims (4)
- 高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御室に臨む前記弁体の端部に突起部を設け、該突起部は、前記弁体がフルリフトの状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。 - 高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記制御弁の先端に連結部を介して突起部が設けられ、該突起部は制御室内に位置し、該突起部は、前記制御弁が開いた状態にある時前記流出通路内に挿入され、該流出通路の流路面積を縮小するように形成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。 - 前記流出通路の開口面積と前記突起部の断面積に差をもたせ、前記突起部が前記流出通路に挿入された時、前記流出通路と前記突起部の隙間から所定量の燃料が流出し、前記制御室内の圧力が前記弁体をフルリフト状態に保持する圧力以下となるように、前記突起部の断面積を設定することを特徴とする請求項1若しくは2記載の蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。
- 高圧ポンプから吐出され蓄圧器に蓄圧された燃料が供給される燃料噴射弁であって、
前記燃料噴射弁は、ノズル先端部に形成された噴孔を開閉する弁体と、前記噴孔に連通した燃料溜りに前記燃料を供給する燃料通路と、前記弁体の背後に形成され、前記燃料通路から分岐された燃料が流入通路を介して導入される制御室と、前記制御室内の燃料が流出する流出通路と、前記流出通路を開閉する制御弁と、を備え、前記制御室に導入された燃料の圧力で弁体を押圧して噴孔を閉じ、前記制御室から燃料を排出して圧力を低下させることにより噴孔を開くように構成された蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁において、
前記流入通路の上流側に上流側開閉弁が設けられるとともに、前記流出通路の下流側に下流側開閉弁が設けられ、夫々の開閉弁が前記制御弁の動作に連動して開閉制御されることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射弁。
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