JP3605810B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射装置に関するもので、例えばディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−１４７０５０号公報に開示される燃料噴射装置は、燃料噴射弁の燃料通路に生ずる圧力脈動を良好に減衰させることで、パイロット噴射の直後に安定したメイン噴射を実現させている。
図７に示すように、このような従来の燃料噴射装置の例として、三方電磁弁１０１と燃料噴射弁１３０とから構成されている燃料噴射装置がある。この燃料噴射装置の三方電磁弁１０１では、図７で上側に弁押圧杆１３８を付勢する図示しない燃料溜室に導入される高圧燃料によるニードル弁付勢力と、図７で下側に弁押圧杆１３８を付勢する制御室１３４内に導入される高圧燃料によるニードル弁付勢力との大小関係をアウタバルブ１１２およびインナバルブ１１４からなる切り換え弁によって切換えている。
【０００３】
そして、パイロット噴射終了時、高圧燃料を第２燃料通路１４８から環状溝１３３および３本の供給通路１０９を経由して制御室１３４に流入させている。このとき、１本の第２燃料通路１４８に対して３本の燃料供給通路１０９が環状溝１３３を介して連通していることから、第２燃料通路１４８から制御室１３４に至るまでの高圧燃料通路が３種類生じ、しかもその長さはそれぞれ異なる。そのため、長さの異なる高圧燃料通路ごとに圧力脈動の周波数が異なることなり、脈動に対して生ずる相殺効果により圧力脈動の減衰を速め、パイロット噴射直後のメイン噴射を安定させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の燃料噴射装置によると、アウタバルブ１１２に形成された嵌装孔１１５内を摺動するインナバルブ１１４の外周壁と嵌装孔１１５の内周壁との間にはわずかな隙間１１５ａがあり、また弁本体１０２に形成された摺動孔１０３の内周壁とアウタバルブ１１２の外周壁との間にもわずかな隙間１０３ａがあることから、アウタバルブ１１２の往復動に伴いこれらの隙間１１５ａ、１０３ａを介してアーマチャ室１３１ａ内に燃料が流入することになる。そのため、このアーマチャ室１３１ａ内に流入したリーク燃料は分岐通路１１１を経由して低圧側に排出されている。このように分岐通路１１１は、アーマチャ室１３１ａ内に流入したリーク燃料を低圧側に排出する機能を持っており、またアウタバルブ１１２の開弁したとき、制御室１３４内に導入される高圧燃料が急激に低圧側に排出されるために生ずる圧力脈動をアーマチャ室１３１ａ内に伝播させる機能をも持合わせている。
【０００５】
ところが、排ガス規制に対応するため、燃料噴射圧の高圧化が進められることにより前述した従来の燃料噴射装置によると次の問題を生ずるおそれがある。
▲１▼アウタバルブ１１２とインナバルブ１１４との隙間１１５ａおよび弁本体１０２とアウタバルブ１１２との隙間１０３ａを介してアーマチャ室１３１ａ内に流入するリーク燃料量が増加し、アーマチャ室１３１ａ内から分岐通路１１１を介して低圧側に排出される燃料量が増加する。そのため、アウタバルブ１１２が開弁したときに生ずる圧力脈動の伝播が分岐通路１１１内を流れるリーク燃料の流れによって妨げられ伝播時間が長くなることから、アウタバルブ１１２の下方に位置するリセス１０７内の圧力変化とアーマチャ室１３１ａ内の圧力変化との間に時間差を生ずることになる。したがって、アウタバルブ１１２を下方から押上ようとするリセス１０７内の燃料による油圧力とアウタバルブ１１２を上方から押下げようとするアーマチャ室１３１ａ内の燃料による油圧力とのバランスが大きく崩れる。▲２▼また、燃料噴射圧の高圧化により圧力脈動の振幅が増大することから、アウタバルブ１１２の両端に加わる油圧力のバランスがさらに大きく崩れる。▲３▼これにより、アウタバルブ１１２が正常に着座した後、大きくバウンズする領域が発生し、この領域において燃料噴射が不安定になることから、エンジンの振動が増大するなどの問題を生ずるおそれがある。
【０００６】
本発明は、安定した燃料噴射を行う燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明による請求項１記載の燃料噴射装置は、高圧燃料を導入可能な燃料溜室と、この燃料溜室に連通し軸方向に形成される摺動孔と、この摺動孔の燃料下流側端部に位置する噴孔と、この噴孔より燃料上流側に位置しかつ前記燃料溜室より燃料下流側に位置する弁座とを有する弁ボディと、
前記摺動孔に往復摺動可能に収容され、前記燃料溜室と前記噴孔との連通を前記弁座に着座時に遮断し離座時に導通させるノズルニードルと、
前記弁座に前記ノズルニードルが着座する方向に前記ノズルニードルを付勢する付勢手段と、
前記燃料溜室内の燃料圧に抗して前記ノズルニードルを着座方向に付勢する燃料が蓄えられる制御圧力室と、
前記制御圧力室に高圧燃料を導入可能な高圧燃料通路と、
前記制御圧力室に対して反ノズルニードル側に位置し、通電することにより電磁吸引力を発生するコイル部と、
前記制御圧力室と前記コイル部との間に位置し、前記コイル部の通電時、前記コイル部に吸引されるアーマチャが収容されるアーマチャ室と、
前記アーマチャ室と低圧側とを連通させる複数の通路と、
前記アーマチャ室と前記制御圧力室との間に位置し前記アーマチャの往復移動により制御可能な弁手段であって、前記制御圧力室と前記複数の通路との連通を導通させ前記高圧燃料通路と前記制御圧力室との連通を遮断させる第１の状態と、前記制御圧力室と前記複数の通路との連通を遮断させ前記高圧燃料通路と前記制御圧力室との連通を導通させる第２の状態とを有する弁手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項１記載の燃料噴射装置は、前記複数の通路は、それぞれの通路長が互いに異なることを特徴とする。
さらに、本発明による請求項２記載の燃料噴射装置は、請求項１記載の燃料噴射装置において、前記アーマチャ室は、前記複数の通路方向に拡張されることで前記複数の通路の通路長を短縮する空間部を有することを特徴とする。
【０００９】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、往復移動により弁手段を制御可能なアーマチャが収容されるアーマチャ室と、弁手段の第１の状態時に制御圧力室と導通する低圧側とを複数の通路によって連通させることから、この弁手段の制御状態が第２の状態から第１の状態に切換わるときに制御圧力室内の高圧燃料が低圧側に排出されることで生ずる圧力脈動を前記複数の通路によってアーマチャ室に伝播させることができる。これにより、アーマチャ室と制御圧力室との間に位置する弁手段に作用する油圧力の不均衡を抑制する。したがって、制御状態切換後の弁手段の制御状態を安定させることができ、制御状態の不安定による二次噴射等を防止し安定した燃料噴射ができる効果がある。またアーマチャ室と低圧側とを連通する通路の本数が複数であることから、例えばこの通路が１本の場合と較べ通路断面積をほぼ通路の本数倍に増加させることができる。これにより、燃料噴射圧を増加させ高圧化した場合、弁手段の制御状態が第２の状態から第１の状態に切換わるときに制御圧力室内の高圧燃料が低圧側に排出されることで生ずる圧力脈動の振幅を低減させ、燃料噴射圧の高圧化に伴う圧力脈動の振幅の増大を抑制する効果がある。
【００１０】
また、本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、複数の通路はそれぞれの通路長が互いに異なることから、通路長によって決定される圧力脈動の周波数をそれぞれの通路に応じて設定することができる。これにより、周波数の異なる圧力脈動同士が互いに打消すように周波数を選択し各通路長を設定することで、圧力脈動を速やかに減衰させる効果がある。
【００１１】
さらに、本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、アーマチャ室は、複数の通路方向に拡張されることで複数の通路の通路長を短縮する空間部を有することから、弁手段の制御状態が第２の状態から第１の状態に切換わるときに制御圧力室内の高圧燃料が低圧側に排出されることで生ずる圧力脈動がアーマチャ室に伝播する時間を短縮する効果がある。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図１および図２に示す。
図１は燃料噴射装置の上部に形成される三方電磁弁２０の縦断面図を示したものであり、この三方電磁弁２０の下方にはボディロア１１、ピストン１２等からなる図示しない燃料噴射弁が位置している。
【００１３】
この燃料噴射弁は、図示しないインレット、弁ボディ、ノズルニードルおよび付勢手段としての圧縮コイルスプリングから構成されている。
図示しない弁ボディ内には、インレットから高圧燃料が導入可能な燃料溜室と、この燃料溜室に連通し軸方向に形成される摺動孔と、この摺動孔の燃料下流側に位置する噴孔と、この噴孔より燃料上流側に位置しかつ燃料溜室より燃料下流側に位置する弁座とが形成されている。そして、この摺動孔には図示しないノズルニードルが往復摺動可能に収容されており、ノズルニードルが弁座に当接することで閉弁し離間することで開弁している。これにより、燃料溜室に導入された高圧燃料の噴孔からの噴射を制御している。またこの弁ボディ内には、ノズルニードルを閉方向に付勢する圧縮コイルスプリングが収容されている。
【００１４】
図１に示すように、三方電磁弁２０は、燃料噴射弁の上方に設けられケース１７内に収容されており、弁手段とこの弁手段に取付けられたアーマチャと、このアーマチャを吸引するコイル部とから構成されている。
弁手段は、アウタバルブ３１、インナバルブ４１およびバルブボディ５１から構成されている。
【００１５】
ボディロア１１の図１で上側には、リテーニングリング１３によりねじ締結されているバルブボディ５１が位置しており、このバルブボディ５１に形成されているシリンダ５２内にアウタバルブ３１が摺動自在に嵌合され、そのアウタバルブ３１に軸方向に延びるように形成される内部孔３３にはインナバルブ４１が摺動自在に嵌合されている。アウタシート５３はシリンダ５２に形成されており、このアウタシート５３にアウタバルブ３１が離接する。またインナシート３５はアウタバルブ３１に形成されており、このインナシート３５にインナバルブ４１が離接する。アウタバルブ３１には、径方向に貫通する貫通孔３６が例えば９０°間隔で４個形成されている。
【００１６】
コイル部は、ソレノイドハウジング２４内に収容されるボビン２５、ステータ２６、コイル２７、シャフト２３および圧縮コイルスプリング２８並びにソレノイドハウジング２４の上部に取付けられる２本のターミナル２２から構成されている。アーマチャ２９を吸引する固定鉄心としてのステータ２６の周囲にはボビン２５が位置しておりこのボビン２５の外周壁にはコイル２７が巻回されている。そして、このコイル２７の一端と他端は２本のターミナル２２にそれぞれ電気的に接続されている。またボビン２５の軸中心には連通孔２５ａが形成されており、この電通孔２５ａ内には中央にスプリング座部が形成されたシャフト２３が固定されている。
【００１７】
アウタバルブ３１の上部にはアーマチャ２９が固定されており、このアーマチャ２９はソレノイドハウジング２４とバルブボディ５１との間に形成されるアーマチャ室３０内に収容されている。このアーマチャ室３０の軸方向長さはソレノイドハウジング２４とバルブボディ５１との間に位置する環状のスペーサ１８の軸方向の長さによって決められいる。またアウタバルブ３１の上部にはアウタバルブ３１を図１で下方に付勢する圧縮コイルスプリング２８が前述したシャフト２３のスプリング座部とアウタバルブ３１の上部との間に位置している。これにより、コイル２７が非通電状態のとき、アーマチャ２９がステータ２６に吸引されないことから圧縮コイルスプリング２８によって反吸引方向、すなわち図１で下方に付勢されることになる。ターミナル２２に電圧が印加されコイル２７が通電状態になると、アーマチャ２９がステータ２６側に吸引され、圧縮コイルスプリング２８の付勢力に抗してステータ側、すなわち図１で上方にアーマチャ２９が吸引されることなる。したがって、アウタバルブ３１はコイル２７に非通電時、反ステータ２６側に位置し、コイル２７に通電時、ステータ２６側に移動することになる。
【００１８】
前述したアウタバルブ３１およびインナバルブ４１から弁手段を構成する弁ボディ５１には複数の通路が形成されている。すなわち、バルブボディ５１のステータ２６側端部にはボディロア１１側に向かって環状溝５４が深く形成されており、この環状溝５４に連通する通路５６、５８がさらにボディロア１１方向に形成されている。そして、一端が環状溝５４に連通する通路５６の他端は、ボディロア１１に形成されている燃料通路１１ａに空間部６１を介して連通している。また、一端が環状溝に連通する通路５８の他端は、後述するリセス５５に通路５９を介して連通しており、この通路５９は空間部６１に連通している。これにより、通路５６と通路５８とは空間部６１を介して互いに連通している。バルブボディ５１には通路５６、５８の他にアウタバルブ３１の４つの貫通孔３６に連通する環状の通路５７が形成されており、ボディロア１１に形成されている燃料通路１１ｂと一端が連通する通路６０の他端がこの通路５７に連通している。
【００１９】
また、バルブボディ５１に形成されるアウタート５３の上方にシリンダ５２の下端でもある環状のリセス５５が形成されており、このリセス５５には一端が空間部６１と連通する通路５９の他端が連通している。そしてこの通路５９の途中には前述した通路５８の他端が連通している。アウタシート５３のボディロア１１側にはシリンダ５２とボディロアに形成されている制御圧力室１５と連通する通路が形成されている。
【００２０】
さらに、空間部６１はバルブボディ５１のボディロア１１側に形成されている切欠部５１ａとボディロア１１のバルブボディ５１側上端部とリテーニングリング１３の内周壁とから区画形成される環状の空間部である。
このような複数の通路をバルブボディ５１に形成し、かつバルブボディ５１とボディロア１１との間に環状の空間部６１を形成することにより、図２に示すようなモデル図による燃料排出経路（ａ） が形成される。この燃料排出経路によると、環状溝５４とリセス５５とを通路５９を介して連通する通路５８が、アウタバルブ３１を開弁したときに生ずる圧力脈動をアーマチャ室３０に伝播させる通路に相当する。一方、環状溝５４と燃料通路１１ａとを連通させる通路５６がアーマチャ室３０内に流入したリーク燃料を低圧側に排出するための通路である。このように、圧力脈動を伝播させるための通路５８とリーク燃料を排出させるための通路５６とに分けることにより、アーマチャ室３０から排出される燃料が圧力脈動の伝播を妨げるのを抑制するため圧力脈動の伝播を速めることができる。さらに、アーマチャ室３０の下方に位置する環状溝５４のボディロア１１側に深さを深くかつ幅広くなるように形成することで、環状溝５４を見かけ上アーマチャ室３０の一部とみることができることから、アーマチャ室３０に連通する通路長を見かけ上、短くすることができる。これにより、さらに圧力脈動の伝播時間を短縮することができ、リセス５５に生ずる圧力脈動とアーマチャ室３０に生ずる圧力脈動との間の時間差を短縮することができる。
【００２１】
また、環状の空間部６１を設けることによりリセス５５からアーマチャ室３０への脈動伝播経路が通路５８および環状溝５４を経由する経路と、通路５９、空間部６１、通路５６および環状溝５４を経由する経路との２経路存在することになる。これにより、図２に示す従来例の燃料排出経路（ｂ） を第１実施例の燃料排出経路（ａ） と比較すると、従来例によるものではリセス１０７からアーマチャ室１３１ａへの脈動伝播経路が通路１１１を経由する位置経路に限定されている。したがって、通路断面積を比較すると第１実施例の燃料排出経路（ａ） の通路断面積の方が２経路ある分、比較例の燃料排出経路（ｂ） の通路断面積よりほぼ２倍に増加していることになる。これにより、圧力脈動の振幅を低減させることができ、噴射圧の高圧化に伴う圧力脈動の振幅の増大を抑制することができる。
【００２２】
さらに、リセス５５からアーマチャ室３０への圧力脈動を伝達する２つの経路は経路長が互いに異なるため一方の経路の長さと他方の経路の長さの組合せにより生ずる相殺効果によってリセス５５とアーマチャ室３０との圧力脈動を速やかに減衰させることができる。つまり、一方の経路である通路５９、空間部６１および通路５６を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ１ と、他方の経路である通路５９の一部および通路５８を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ２ との組合せを選択することにより相殺効果を生じさせることで、リセス５５とアーマチャ室３０との圧力脈動を速やかに減衰させることができる
次に、燃料噴射装置の作動を図１、図３および図７に基づいて説明する。ここで、図３は、コイル２７の非通電時、通電時に伴う電磁吸引力、ノズルニードルのリフト量、アウタバルブのリフト量、アーマチャ室３０内の燃料圧およびリセス５５内の燃料圧の各状態変化をコンピュータシュミレーションにより表した特性図である。
【００２３】
図示しないインレットから高圧燃料が供給されると、燃料通路１１ｂを介して図示しない燃料溜室に供給されるとともに三方電磁弁２０も供給される
図１に示すように、コイル２７の非通電時、アウタバルブ３１は圧縮コイルスプリング２８の付勢力によりアウタシート５３に着座しており、インナバルブ４１がインナバルブシート３５から離座している。すると、燃料通路１１ｂから流入した高圧燃料が通路６０、５７、貫通孔３６および内部孔３４を経由してワンウェイオリフィス１４の制御圧力室１５に流入する。この高圧燃料の流入に伴いピストン１２が押下げられ、図示しないノズルニードルが閉弁状態を保持する。
【００２４】
コイル２７の通電時、ステータ２６に発生する電磁吸引力によってアーマチャ２９がステータ２６に吸引されるため、アウタバルブ３１が図１で上方へ吸引される。このアウタバルブ３１の移動にともないアウタバルブ３１がアウタシート５３から離座し、インナバルブ４１がインナバルブシート３５に着座する。すると、貫通孔３６と内部孔３４との連通が遮断され、ワンウェイオリフィス１４の制御圧力室１５とリセス５５との連通が動通することから、制御圧力室１５内の高圧燃料が通路５９を介して低圧側に流れようとする。
【００２５】
このとき、図３（ａ） 、（ｂ） に示す時期▲１▼の直後では、ステータ２６に発生する電磁吸引力によりアウタバルブ３１がステータ２６方向に急激にリフトする。そして、図３（ａ） に示す第１実施例によるものでは、このアウタバルブ３１のリフトによってアーマチャ室３０内の燃料圧に脈動を生じ、またリセス５５内の燃料圧もアーマチャ室３０の燃料圧の脈動のカーブと近似したカーブを描きながら圧力脈動を生ずる。このようなアーマチャ室３０内の燃料圧とリセス５５内の燃料圧とが近似したカーブを描きながら脈動しているのは、通路５６、５８および空間部６１が形成されているため圧力脈動の伝播時間が短いことによるためである。
【００２６】
一方、図３（ｂ） に示す従来例によるものでは、アーマチャ室１３１ａ内の燃料圧の脈動とリセス１０７内の燃料圧の脈動とが異なったカーブを描いているのが読取れる。特に、アーマチャ室１３１ａ内の燃料圧の脈動がリセス１０７内の燃料圧の脈動より遅れ、時間差が生じていることが判る。これは、リセス１０７からアーマチャ室１３１ａへの圧力脈動の伝播経路が通路１１１による経路に限定されることから、前述したようにアーマチャ室１３１ａから排出されるリーク燃料の流れがリセス１０７から伝播する圧力脈動を妨げ圧力脈動の伝播時間を長くしているためである。
【００２７】
なお、図３（ａ） 、（ｂ） に示すように、アウタバルブ３１、１１２がリフトしているにもかかわらずノズルニードルがリフトしていないのは、ワンウェイオリフィス１４を経由して高圧燃料が徐々に低圧側に排出されているためである。そのため、ノズルニードルは遅れてリフトし始めることになり、またアウタバルブ３１、１１２が着座した後も制御圧力室１５に徐々に高圧燃料が流入することからノズルニードルは遅れて下方に押下げられることになる。
【００２８】
アウタバルブ３１が所定時間リフトすると、コイル２７への電圧の印加が断たれる。コイル２７の非通電時、圧縮コイルスプリング２８の付勢力によりアウタバルブ３１がアウタシート５３に着座する。このアウタバルブ３１の着座時期は、図３（ａ） の時期▲３▼に対応している。
図３（ａ） に示すように、この時期▲３▼の前後では、前述したアウタバルブ３１のリフトによりアーマチャ室３０内およびリセス５５内での圧力脈動が続いている。ところが、図３（ｂ） に示す従来例によるものでは、前述したようにアーマチャ室１３１ａ内およびリセス１０７内の圧力脈動に時間差があることから、時期▲２▼、▲４▼においてアーマチャ室１３１ａ内の燃料圧とリセス１０７内の燃料圧とに圧力差が生ずる。これにより、アウタバルブ１１２を下方から押上ようとするリセス１０７内の燃料圧による油圧力とアウタバルブ１１２を上方から押下げようとするアーマチャ室１３１ａ内の燃料圧による油圧力とのバランスが大きく崩れ、アウタバルブ１１２が正常に着座した後の図３（ｂ） に示す一点鎖線Ｂの円内でアウタバルブ１１２が大きくバウンズしているのが判る。
【００２９】
これに対し、図３（ａ） に示す第１実施例によるものでは、アーマチャ室３０内およびリセス５５内の圧力脈動に時間差が殆どないことから、時期▲２▼、▲４▼においてアーマチャ室３０内の燃料圧とリセス５５内の燃料圧との圧力差が抑えられている。これにより、アウタバルブ３１の両端に作用する燃料圧による油圧力のバランスが大きく崩れることがない。したがって、図３（ａ） に示す一点鎖線Ａの円内のように、アウタバルブ３１が正常に着座した後のバウンズを抑えることができる。
【００３０】
アウタバルブ３１が正常に着座すると、制御圧力室１５から通路５９への燃料の流れが停止されるとともに、通路６０、５７、環状溝および内部孔３４を経由してワンウェイオリフィス１４の制御圧力室１５に流入する。この高圧燃料の流入に伴いピストン１２が押下げることでノズルニードルを着座させ、噴孔からの燃料噴射を終了させる。
【００３１】
第１実施例によると、アウタバルブ３１の上端に位置するアーマチャ室３０とアウタバルブ３１の下端に位置するリセス５５とが、通路５９の一部、通路５８および環状溝５４を経由する経路と、通路５９、空間部６１、通路５６および環状溝５４を経由する経路との２本の経路によって連通していることから、この２本の経路をアウタバルブ３１の開弁により生ずる圧力脈動をリセス５５からアーマチャ室３０に伝播させる経路と、アーマチャ室３０に流入したリーク燃料を低圧側に排出させる経路とにそれぞれ分けることができる。これにより、アーマチャ室３０から排出される燃料が圧力脈動の伝播を妨げるのを抑制するため圧力脈動の伝播を速めることができ、アウタバルブ３１の両端に作用する油圧力の不均衡を抑制する。したがって、アウタバルブ３１の着座時のバウンズを低減することから、着座後のアウタバルブ３１のバウンズによる二次噴射を防止し、安定した燃料噴射ができる効果がある。
【００３２】
また、第１実施例によると、アーマチャ室３０の下方に設けられた環状溝５４がボディロア１１側に向かって深くかつ幅広く形成されていることから、環状溝５４を見かけ上アーマチャ室３０の一部とみることができる。これにより、アーマチャ室３０に連通する通路長を見かけ上、短くすることができるため、圧力脈動の伝播時間を短縮することができる。したがって、リセス５５に生ずる圧力脈動とアーマチャ室３０に生ずる圧力脈動との間の時間差を短縮し、圧力脈動の伝播を速める効果がある。
【００３３】
さらに、第１実施例によると、アーマチャ室３０とリセス５５とを連通させる経路が２本あることから、従来の経路が１本のものと較べ、通路断面積がほぼ２倍に増加している。これにより、圧力脈動の振幅を低減させることができ、例えば排ガス規制に対応するための燃料噴射圧の高圧化に伴う圧力脈動の振幅の増大を抑制できる。
【００３４】
さらにまた、第１実施例によると、通路５９、空間部６１および通路５６を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ１ と、他方の経路である通路５９の一部および通路５８を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ２ との組合せを選択し、それぞれの通路長を所定長さにすることにより相殺効果を生じさせ圧力脈動を速やかに減衰させることができる。これにより、アウタバルブ３１の着座時のバウンズを低減することから、着座後のアウタバルブ３１のバウンズによる二次噴射を防止し、安定した燃料噴射ができる効果がある。
【００３５】
（第２実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図４に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。
図４に示す第２実施例は、第１実施例においてバルブボディ５１のステータ２６側端部に形成されていた環状溝５４を取除いた例である。これにより、バルブボディ５１に環状溝５４を形成しないことから、バルブボディ５１の加工工数を削減する効果がある。
【００３６】
（第３実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図５に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。
図５に示す第３実施例は、複数の通路を介することなくリセス５５とアーマチャ室３０とを直接連通させるための通路７１をバルブボディ５１に設けた例である。
【００３７】
リセス５５とアーマチャ室３０とを直接連通させるための通路７１と、リセス５５と空間部６１とを直接連通させるための通路７２とがリセス５５の出口で枝分かれするようにバルブボディ５１に形成されている。これにより、アウタバルブ３１の開弁により生ずる圧力脈動をリセス５５からアーマチャ室３０に直接伝播させる通路７１と、制御圧力室１５内の燃料をリセス５５から空間部６１に直接排出させる通路７２とにそれぞれ分けることができる。したがって、制御圧力室１５内から排出される燃料の排出効率を向上させる効果がある。
【００３８】
（第４実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図６に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。
図６に示す第４実施例は、通路５６と通路５８とを連通させかつ低圧側に連通する環状の空間部８２の容積を第１実施例の空間部６１の容積より大きくした例である。
【００３９】
バルブボディ５１のボディロア１１側端部の外周壁には径方向および軸方向に深く形成された環状溝８３が位置している。そして、この環状溝８３の径方向外側には、バルブボディ５１とボディロア１１とをねじ締結するリテーニングリング１３が位置しており、環状溝８３の外周壁とリテーニングリング１３の内周壁とボディロア１１のバルブボディ５１側端面とによって大容量の空間部８２が区画形成されている。
【００４０】
この空間部８２は低圧側に連通するとともに、通路５６、５８、８１が連通している。そして、通路５６、５８により空間部８２とアーマチャ室３０とが連通し、通路８１により空間部８２とリセス５５とが連通している。
この通路５６、５８、８１に連通する大容量の空間部８２を設けたことから、制御圧力室１５からリセス５５を経由して低圧側に排出される燃料およびアーマチャ室３０から通路５６または通路５８を経由して低圧側に排出される燃料を空間部８２に一時的に蓄えることができる。これにより、低圧側への燃料の排出特性を良好にする効果がある。
【００４１】
なお、以上説明した第１実施例から第４実施例では、アーマチャ室３０と低圧側としてのリセス５５とを連通する通路を２本設ける場合について説明したが、本発明ではこれに限られることはなく、アーマチャ室と低圧側とを接続する通路を３本以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例の燃料排出経路（ａ） 、従来例の燃料排出経路（ｂ） をそれぞれ示すモデル図である。
【図３】電磁吸引力、リフト量および燃料圧の各状態変化を示した特性図である。
【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図７】従来例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１ａ 燃料通路 （高圧燃料通路）
１１ｂ、１１ｃ 燃料通路 （低圧側）
１５ 圧力室 （制御圧室）
２０ 三方弁
２５ ボビン （コイル部）
２６ ステータ （コイル部）
２７ コイル （コイル部）
２９ アーマチャ
３０ アーマチャ室
３１ アウタバルブ （弁手段）
３５ インナーシート（弁手段）
４１ インナーバルブ（弁手段）
５１ バルブボディ （弁手段）
５３ アウターシート（弁手段）
５４ 環状溝 （空間部）
５５ リセス （複数の通路）
５６、５８、５９、７２、８１ 通路（複数の通路）
６０ 通路 （高圧燃料通路）
６１、８２ 空間部 （複数の通路）
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射装置に関するもので、例えばディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−１４７０５０号公報に開示される燃料噴射装置は、燃料噴射弁の燃料通路に生ずる圧力脈動を良好に減衰させることで、パイロット噴射の直後に安定したメイン噴射を実現させている。
図７に示すように、このような従来の燃料噴射装置の例として、三方電磁弁１０１と燃料噴射弁１３０とから構成されている燃料噴射装置がある。この燃料噴射装置の三方電磁弁１０１では、図７で上側に弁押圧杆１３８を付勢する図示しない燃料溜室に導入される高圧燃料によるニードル弁付勢力と、図７で下側に弁押圧杆１３８を付勢する制御室１３４内に導入される高圧燃料によるニードル弁付勢力との大小関係をアウタバルブ１１２およびインナバルブ１１４からなる切り換え弁によって切換えている。
【０００３】
そして、パイロット噴射終了時、高圧燃料を第２燃料通路１４８から環状溝１３３および３本の供給通路１０９を経由して制御室１３４に流入させている。このとき、１本の第２燃料通路１４８に対して３本の燃料供給通路１０９が環状溝１３３を介して連通していることから、第２燃料通路１４８から制御室１３４に至るまでの高圧燃料通路が３種類生じ、しかもその長さはそれぞれ異なる。そのため、長さの異なる高圧燃料通路ごとに圧力脈動の周波数が異なることなり、脈動に対して生ずる相殺効果により圧力脈動の減衰を速め、パイロット噴射直後のメイン噴射を安定させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の燃料噴射装置によると、アウタバルブ１１２に形成された嵌装孔１１５内を摺動するインナバルブ１１４の外周壁と嵌装孔１１５の内周壁との間にはわずかな隙間１１５ａがあり、また弁本体１０２に形成された摺動孔１０３の内周壁とアウタバルブ１１２の外周壁との間にもわずかな隙間１０３ａがあることから、アウタバルブ１１２の往復動に伴いこれらの隙間１１５ａ、１０３ａを介してアーマチャ室１３１ａ内に燃料が流入することになる。そのため、このアーマチャ室１３１ａ内に流入したリーク燃料は分岐通路１１１を経由して低圧側に排出されている。このように分岐通路１１１は、アーマチャ室１３１ａ内に流入したリーク燃料を低圧側に排出する機能を持っており、またアウタバルブ１１２の開弁したとき、制御室１３４内に導入される高圧燃料が急激に低圧側に排出されるために生ずる圧力脈動をアーマチャ室１３１ａ内に伝播させる機能をも持合わせている。
【０００５】
ところが、排ガス規制に対応するため、燃料噴射圧の高圧化が進められることにより前述した従来の燃料噴射装置によると次の問題を生ずるおそれがある。
▲１▼アウタバルブ１１２とインナバルブ１１４との隙間１１５ａおよび弁本体１０２とアウタバルブ１１２との隙間１０３ａを介してアーマチャ室１３１ａ内に流入するリーク燃料量が増加し、アーマチャ室１３１ａ内から分岐通路１１１を介して低圧側に排出される燃料量が増加する。そのため、アウタバルブ１１２が開弁したときに生ずる圧力脈動の伝播が分岐通路１１１内を流れるリーク燃料の流れによって妨げられ伝播時間が長くなることから、アウタバルブ１１２の下方に位置するリセス１０７内の圧力変化とアーマチャ室１３１ａ内の圧力変化との間に時間差を生ずることになる。したがって、アウタバルブ１１２を下方から押上ようとするリセス１０７内の燃料による油圧力とアウタバルブ１１２を上方から押下げようとするアーマチャ室１３１ａ内の燃料による油圧力とのバランスが大きく崩れる。▲２▼また、燃料噴射圧の高圧化により圧力脈動の振幅が増大することから、アウタバルブ１１２の両端に加わる油圧力のバランスがさらに大きく崩れる。▲３▼これにより、アウタバルブ１１２が正常に着座した後、大きくバウンズする領域が発生し、この領域において燃料噴射が不安定になることから、エンジンの振動が増大するなどの問題を生ずるおそれがある。
【０００６】
本発明は、安定した燃料噴射を行う燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明による請求項１記載の燃料噴射装置は、高圧燃料を導入可能な燃料溜室と、この燃料溜室に連通し軸方向に形成される摺動孔と、この摺動孔の燃料下流側端部に位置する噴孔と、この噴孔より燃料上流側に位置しかつ前記燃料溜室より燃料下流側に位置する弁座とを有する弁ボディと、
前記摺動孔に往復摺動可能に収容され、前記燃料溜室と前記噴孔との連通を前記弁座に着座時に遮断し離座時に導通させるノズルニードルと、
前記弁座に前記ノズルニードルが着座する方向に前記ノズルニードルを付勢する付勢手段と、
前記燃料溜室内の燃料圧に抗して前記ノズルニードルを着座方向に付勢する燃料が蓄えられる制御圧力室と、
前記制御圧力室に高圧燃料を導入可能な高圧燃料通路と、
前記制御圧力室に対して反ノズルニードル側に位置し、通電することにより電磁吸引力を発生するコイル部と、
前記制御圧力室と前記コイル部との間に位置し、前記コイル部の通電時、前記コイル部に吸引されるアーマチャが収容されるアーマチャ室と、
前記アーマチャ室と低圧側とを連通させる複数の通路と、
前記アーマチャ室と前記制御圧力室との間に位置し前記アーマチャの往復移動により制御可能な弁手段であって、前記制御圧力室と前記複数の通路との連通を導通させ前記高圧燃料通路と前記制御圧力室との連通を遮断させる第１の状態と、前記制御圧力室と前記複数の通路との連通を遮断させ前記高圧燃料通路と前記制御圧力室との連通を導通させる第２の状態とを有する弁手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項１記載の燃料噴射装置は、前記複数の通路は、それぞれの通路長が互いに異なることを特徴とする。
さらに、本発明による請求項２記載の燃料噴射装置は、請求項１記載の燃料噴射装置において、前記アーマチャ室は、前記複数の通路方向に拡張されることで前記複数の通路の通路長を短縮する空間部を有することを特徴とする。
【０００９】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、往復移動により弁手段を制御可能なアーマチャが収容されるアーマチャ室と、弁手段の第１の状態時に制御圧力室と導通する低圧側とを複数の通路によって連通させることから、この弁手段の制御状態が第２の状態から第１の状態に切換わるときに制御圧力室内の高圧燃料が低圧側に排出されることで生ずる圧力脈動を前記複数の通路によってアーマチャ室に伝播させることができる。これにより、アーマチャ室と制御圧力室との間に位置する弁手段に作用する油圧力の不均衡を抑制する。したがって、制御状態切換後の弁手段の制御状態を安定させることができ、制御状態の不安定による二次噴射等を防止し安定した燃料噴射ができる効果がある。またアーマチャ室と低圧側とを連通する通路の本数が複数であることから、例えばこの通路が１本の場合と較べ通路断面積をほぼ通路の本数倍に増加させることができる。これにより、燃料噴射圧を増加させ高圧化した場合、弁手段の制御状態が第２の状態から第１の状態に切換わるときに制御圧力室内の高圧燃料が低圧側に排出されることで生ずる圧力脈動の振幅を低減させ、燃料噴射圧の高圧化に伴う圧力脈動の振幅の増大を抑制する効果がある。
【００１０】
また、本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、複数の通路はそれぞれの通路長が互いに異なることから、通路長によって決定される圧力脈動の周波数をそれぞれの通路に応じて設定することができる。これにより、周波数の異なる圧力脈動同士が互いに打消すように周波数を選択し各通路長を設定することで、圧力脈動を速やかに減衰させる効果がある。
【００１１】
さらに、本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、アーマチャ室は、複数の通路方向に拡張されることで複数の通路の通路長を短縮する空間部を有することから、弁手段の制御状態が第２の状態から第１の状態に切換わるときに制御圧力室内の高圧燃料が低圧側に排出されることで生ずる圧力脈動がアーマチャ室に伝播する時間を短縮する効果がある。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図１および図２に示す。
図１は燃料噴射装置の上部に形成される三方電磁弁２０の縦断面図を示したものであり、この三方電磁弁２０の下方にはボディロア１１、ピストン１２等からなる図示しない燃料噴射弁が位置している。
【００１３】
この燃料噴射弁は、図示しないインレット、弁ボディ、ノズルニードルおよび付勢手段としての圧縮コイルスプリングから構成されている。
図示しない弁ボディ内には、インレットから高圧燃料が導入可能な燃料溜室と、この燃料溜室に連通し軸方向に形成される摺動孔と、この摺動孔の燃料下流側に位置する噴孔と、この噴孔より燃料上流側に位置しかつ燃料溜室より燃料下流側に位置する弁座とが形成されている。そして、この摺動孔には図示しないノズルニードルが往復摺動可能に収容されており、ノズルニードルが弁座に当接することで閉弁し離間することで開弁している。これにより、燃料溜室に導入された高圧燃料の噴孔からの噴射を制御している。またこの弁ボディ内には、ノズルニードルを閉方向に付勢する圧縮コイルスプリングが収容されている。
【００１４】
図１に示すように、三方電磁弁２０は、燃料噴射弁の上方に設けられケース１７内に収容されており、弁手段とこの弁手段に取付けられたアーマチャと、このアーマチャを吸引するコイル部とから構成されている。
弁手段は、アウタバルブ３１、インナバルブ４１およびバルブボディ５１から構成されている。
【００１５】
ボディロア１１の図１で上側には、リテーニングリング１３によりねじ締結されているバルブボディ５１が位置しており、このバルブボディ５１に形成されているシリンダ５２内にアウタバルブ３１が摺動自在に嵌合され、そのアウタバルブ３１に軸方向に延びるように形成される内部孔３３にはインナバルブ４１が摺動自在に嵌合されている。アウタシート５３はシリンダ５２に形成されており、このアウタシート５３にアウタバルブ３１が離接する。またインナシート３５はアウタバルブ３１に形成されており、このインナシート３５にインナバルブ４１が離接する。アウタバルブ３１には、径方向に貫通する貫通孔３６が例えば９０°間隔で４個形成されている。
【００１６】
コイル部は、ソレノイドハウジング２４内に収容されるボビン２５、ステータ２６、コイル２７、シャフト２３および圧縮コイルスプリング２８並びにソレノイドハウジング２４の上部に取付けられる２本のターミナル２２から構成されている。アーマチャ２９を吸引する固定鉄心としてのステータ２６の周囲にはボビン２５が位置しておりこのボビン２５の外周壁にはコイル２７が巻回されている。そして、このコイル２７の一端と他端は２本のターミナル２２にそれぞれ電気的に接続されている。またボビン２５の軸中心には連通孔２５ａが形成されており、この電通孔２５ａ内には中央にスプリング座部が形成されたシャフト２３が固定されている。
【００１７】
アウタバルブ３１の上部にはアーマチャ２９が固定されており、このアーマチャ２９はソレノイドハウジング２４とバルブボディ５１との間に形成されるアーマチャ室３０内に収容されている。このアーマチャ室３０の軸方向長さはソレノイドハウジング２４とバルブボディ５１との間に位置する環状のスペーサ１８の軸方向の長さによって決められいる。またアウタバルブ３１の上部にはアウタバルブ３１を図１で下方に付勢する圧縮コイルスプリング２８が前述したシャフト２３のスプリング座部とアウタバルブ３１の上部との間に位置している。これにより、コイル２７が非通電状態のとき、アーマチャ２９がステータ２６に吸引されないことから圧縮コイルスプリング２８によって反吸引方向、すなわち図１で下方に付勢されることになる。ターミナル２２に電圧が印加されコイル２７が通電状態になると、アーマチャ２９がステータ２６側に吸引され、圧縮コイルスプリング２８の付勢力に抗してステータ側、すなわち図１で上方にアーマチャ２９が吸引されることなる。したがって、アウタバルブ３１はコイル２７に非通電時、反ステータ２６側に位置し、コイル２７に通電時、ステータ２６側に移動することになる。
【００１８】
前述したアウタバルブ３１およびインナバルブ４１から弁手段を構成する弁ボディ５１には複数の通路が形成されている。すなわち、バルブボディ５１のステータ２６側端部にはボディロア１１側に向かって環状溝５４が深く形成されており、この環状溝５４に連通する通路５６、５８がさらにボディロア１１方向に形成されている。そして、一端が環状溝５４に連通する通路５６の他端は、ボディロア１１に形成されている燃料通路１１ａに空間部６１を介して連通している。また、一端が環状溝に連通する通路５８の他端は、後述するリセス５５に通路５９を介して連通しており、この通路５９は空間部６１に連通している。これにより、通路５６と通路５８とは空間部６１を介して互いに連通している。バルブボディ５１には通路５６、５８の他にアウタバルブ３１の４つの貫通孔３６に連通する環状の通路５７が形成されており、ボディロア１１に形成されている燃料通路１１ｂと一端が連通する通路６０の他端がこの通路５７に連通している。
【００１９】
また、バルブボディ５１に形成されるアウタート５３の上方にシリンダ５２の下端でもある環状のリセス５５が形成されており、このリセス５５には一端が空間部６１と連通する通路５９の他端が連通している。そしてこの通路５９の途中には前述した通路５８の他端が連通している。アウタシート５３のボディロア１１側にはシリンダ５２とボディロアに形成されている制御圧力室１５と連通する通路が形成されている。
【００２０】
さらに、空間部６１はバルブボディ５１のボディロア１１側に形成されている切欠部５１ａとボディロア１１のバルブボディ５１側上端部とリテーニングリング１３の内周壁とから区画形成される環状の空間部である。
このような複数の通路をバルブボディ５１に形成し、かつバルブボディ５１とボディロア１１との間に環状の空間部６１を形成することにより、図２に示すようなモデル図による燃料排出経路（ａ） が形成される。この燃料排出経路によると、環状溝５４とリセス５５とを通路５９を介して連通する通路５８が、アウタバルブ３１を開弁したときに生ずる圧力脈動をアーマチャ室３０に伝播させる通路に相当する。一方、環状溝５４と燃料通路１１ａとを連通させる通路５６がアーマチャ室３０内に流入したリーク燃料を低圧側に排出するための通路である。このように、圧力脈動を伝播させるための通路５８とリーク燃料を排出させるための通路５６とに分けることにより、アーマチャ室３０から排出される燃料が圧力脈動の伝播を妨げるのを抑制するため圧力脈動の伝播を速めることができる。さらに、アーマチャ室３０の下方に位置する環状溝５４のボディロア１１側に深さを深くかつ幅広くなるように形成することで、環状溝５４を見かけ上アーマチャ室３０の一部とみることができることから、アーマチャ室３０に連通する通路長を見かけ上、短くすることができる。これにより、さらに圧力脈動の伝播時間を短縮することができ、リセス５５に生ずる圧力脈動とアーマチャ室３０に生ずる圧力脈動との間の時間差を短縮することができる。
【００２１】
また、環状の空間部６１を設けることによりリセス５５からアーマチャ室３０への脈動伝播経路が通路５８および環状溝５４を経由する経路と、通路５９、空間部６１、通路５６および環状溝５４を経由する経路との２経路存在することになる。これにより、図２に示す従来例の燃料排出経路（ｂ） を第１実施例の燃料排出経路（ａ） と比較すると、従来例によるものではリセス１０７からアーマチャ室１３１ａへの脈動伝播経路が通路１１１を経由する位置経路に限定されている。したがって、通路断面積を比較すると第１実施例の燃料排出経路（ａ） の通路断面積の方が２経路ある分、比較例の燃料排出経路（ｂ） の通路断面積よりほぼ２倍に増加していることになる。これにより、圧力脈動の振幅を低減させることができ、噴射圧の高圧化に伴う圧力脈動の振幅の増大を抑制することができる。
【００２２】
さらに、リセス５５からアーマチャ室３０への圧力脈動を伝達する２つの経路は経路長が互いに異なるため一方の経路の長さと他方の経路の長さの組合せにより生ずる相殺効果によってリセス５５とアーマチャ室３０との圧力脈動を速やかに減衰させることができる。つまり、一方の経路である通路５９、空間部６１および通路５６を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ１ と、他方の経路である通路５９の一部および通路５８を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ２ との組合せを選択することにより相殺効果を生じさせることで、リセス５５とアーマチャ室３０との圧力脈動を速やかに減衰させることができる
次に、燃料噴射装置の作動を図１、図３および図７に基づいて説明する。ここで、図３は、コイル２７の非通電時、通電時に伴う電磁吸引力、ノズルニードルのリフト量、アウタバルブのリフト量、アーマチャ室３０内の燃料圧およびリセス５５内の燃料圧の各状態変化をコンピュータシュミレーションにより表した特性図である。
【００２３】
図示しないインレットから高圧燃料が供給されると、燃料通路１１ｂを介して図示しない燃料溜室に供給されるとともに三方電磁弁２０も供給される
図１に示すように、コイル２７の非通電時、アウタバルブ３１は圧縮コイルスプリング２８の付勢力によりアウタシート５３に着座しており、インナバルブ４１がインナバルブシート３５から離座している。すると、燃料通路１１ｂから流入した高圧燃料が通路６０、５７、貫通孔３６および内部孔３４を経由してワンウェイオリフィス１４の制御圧力室１５に流入する。この高圧燃料の流入に伴いピストン１２が押下げられ、図示しないノズルニードルが閉弁状態を保持する。
【００２４】
コイル２７の通電時、ステータ２６に発生する電磁吸引力によってアーマチャ２９がステータ２６に吸引されるため、アウタバルブ３１が図１で上方へ吸引される。このアウタバルブ３１の移動にともないアウタバルブ３１がアウタシート５３から離座し、インナバルブ４１がインナバルブシート３５に着座する。すると、貫通孔３６と内部孔３４との連通が遮断され、ワンウェイオリフィス１４の制御圧力室１５とリセス５５との連通が動通することから、制御圧力室１５内の高圧燃料が通路５９を介して低圧側に流れようとする。
【００２５】
このとき、図３（ａ） 、（ｂ） に示す時期▲１▼の直後では、ステータ２６に発生する電磁吸引力によりアウタバルブ３１がステータ２６方向に急激にリフトする。そして、図３（ａ） に示す第１実施例によるものでは、このアウタバルブ３１のリフトによってアーマチャ室３０内の燃料圧に脈動を生じ、またリセス５５内の燃料圧もアーマチャ室３０の燃料圧の脈動のカーブと近似したカーブを描きながら圧力脈動を生ずる。このようなアーマチャ室３０内の燃料圧とリセス５５内の燃料圧とが近似したカーブを描きながら脈動しているのは、通路５６、５８および空間部６１が形成されているため圧力脈動の伝播時間が短いことによるためである。
【００２６】
一方、図３（ｂ） に示す従来例によるものでは、アーマチャ室１３１ａ内の燃料圧の脈動とリセス１０７内の燃料圧の脈動とが異なったカーブを描いているのが読取れる。特に、アーマチャ室１３１ａ内の燃料圧の脈動がリセス１０７内の燃料圧の脈動より遅れ、時間差が生じていることが判る。これは、リセス１０７からアーマチャ室１３１ａへの圧力脈動の伝播経路が通路１１１による経路に限定されることから、前述したようにアーマチャ室１３１ａから排出されるリーク燃料の流れがリセス１０７から伝播する圧力脈動を妨げ圧力脈動の伝播時間を長くしているためである。
【００２７】
なお、図３（ａ） 、（ｂ） に示すように、アウタバルブ３１、１１２がリフトしているにもかかわらずノズルニードルがリフトしていないのは、ワンウェイオリフィス１４を経由して高圧燃料が徐々に低圧側に排出されているためである。そのため、ノズルニードルは遅れてリフトし始めることになり、またアウタバルブ３１、１１２が着座した後も制御圧力室１５に徐々に高圧燃料が流入することからノズルニードルは遅れて下方に押下げられることになる。
【００２８】
アウタバルブ３１が所定時間リフトすると、コイル２７への電圧の印加が断たれる。コイル２７の非通電時、圧縮コイルスプリング２８の付勢力によりアウタバルブ３１がアウタシート５３に着座する。このアウタバルブ３１の着座時期は、図３（ａ） の時期▲３▼に対応している。
図３（ａ） に示すように、この時期▲３▼の前後では、前述したアウタバルブ３１のリフトによりアーマチャ室３０内およびリセス５５内での圧力脈動が続いている。ところが、図３（ｂ） に示す従来例によるものでは、前述したようにアーマチャ室１３１ａ内およびリセス１０７内の圧力脈動に時間差があることから、時期▲２▼、▲４▼においてアーマチャ室１３１ａ内の燃料圧とリセス１０７内の燃料圧とに圧力差が生ずる。これにより、アウタバルブ１１２を下方から押上ようとするリセス１０７内の燃料圧による油圧力とアウタバルブ１１２を上方から押下げようとするアーマチャ室１３１ａ内の燃料圧による油圧力とのバランスが大きく崩れ、アウタバルブ１１２が正常に着座した後の図３（ｂ） に示す一点鎖線Ｂの円内でアウタバルブ１１２が大きくバウンズしているのが判る。
【００２９】
これに対し、図３（ａ） に示す第１実施例によるものでは、アーマチャ室３０内およびリセス５５内の圧力脈動に時間差が殆どないことから、時期▲２▼、▲４▼においてアーマチャ室３０内の燃料圧とリセス５５内の燃料圧との圧力差が抑えられている。これにより、アウタバルブ３１の両端に作用する燃料圧による油圧力のバランスが大きく崩れることがない。したがって、図３（ａ） に示す一点鎖線Ａの円内のように、アウタバルブ３１が正常に着座した後のバウンズを抑えることができる。
【００３０】
アウタバルブ３１が正常に着座すると、制御圧力室１５から通路５９への燃料の流れが停止されるとともに、通路６０、５７、環状溝および内部孔３４を経由してワンウェイオリフィス１４の制御圧力室１５に流入する。この高圧燃料の流入に伴いピストン１２が押下げることでノズルニードルを着座させ、噴孔からの燃料噴射を終了させる。
【００３１】
第１実施例によると、アウタバルブ３１の上端に位置するアーマチャ室３０とアウタバルブ３１の下端に位置するリセス５５とが、通路５９の一部、通路５８および環状溝５４を経由する経路と、通路５９、空間部６１、通路５６および環状溝５４を経由する経路との２本の経路によって連通していることから、この２本の経路をアウタバルブ３１の開弁により生ずる圧力脈動をリセス５５からアーマチャ室３０に伝播させる経路と、アーマチャ室３０に流入したリーク燃料を低圧側に排出させる経路とにそれぞれ分けることができる。これにより、アーマチャ室３０から排出される燃料が圧力脈動の伝播を妨げるのを抑制するため圧力脈動の伝播を速めることができ、アウタバルブ３１の両端に作用する油圧力の不均衡を抑制する。したがって、アウタバルブ３１の着座時のバウンズを低減することから、着座後のアウタバルブ３１のバウンズによる二次噴射を防止し、安定した燃料噴射ができる効果がある。
【００３２】
また、第１実施例によると、アーマチャ室３０の下方に設けられた環状溝５４がボディロア１１側に向かって深くかつ幅広く形成されていることから、環状溝５４を見かけ上アーマチャ室３０の一部とみることができる。これにより、アーマチャ室３０に連通する通路長を見かけ上、短くすることができるため、圧力脈動の伝播時間を短縮することができる。したがって、リセス５５に生ずる圧力脈動とアーマチャ室３０に生ずる圧力脈動との間の時間差を短縮し、圧力脈動の伝播を速める効果がある。
【００３３】
さらに、第１実施例によると、アーマチャ室３０とリセス５５とを連通させる経路が２本あることから、従来の経路が１本のものと較べ、通路断面積がほぼ２倍に増加している。これにより、圧力脈動の振幅を低減させることができ、例えば排ガス規制に対応するための燃料噴射圧の高圧化に伴う圧力脈動の振幅の増大を抑制できる。
【００３４】
さらにまた、第１実施例によると、通路５９、空間部６１および通路５６を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ１ と、他方の経路である通路５９の一部および通路５８を経由する経路の長さにより決定される圧力脈動の周波数ｆ２ との組合せを選択し、それぞれの通路長を所定長さにすることにより相殺効果を生じさせ圧力脈動を速やかに減衰させることができる。これにより、アウタバルブ３１の着座時のバウンズを低減することから、着座後のアウタバルブ３１のバウンズによる二次噴射を防止し、安定した燃料噴射ができる効果がある。
【００３５】
（第２実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図４に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。
図４に示す第２実施例は、第１実施例においてバルブボディ５１のステータ２６側端部に形成されていた環状溝５４を取除いた例である。これにより、バルブボディ５１に環状溝５４を形成しないことから、バルブボディ５１の加工工数を削減する効果がある。
【００３６】
（第３実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図５に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。
図５に示す第３実施例は、複数の通路を介することなくリセス５５とアーマチャ室３０とを直接連通させるための通路７１をバルブボディ５１に設けた例である。
【００３７】
リセス５５とアーマチャ室３０とを直接連通させるための通路７１と、リセス５５と空間部６１とを直接連通させるための通路７２とがリセス５５の出口で枝分かれするようにバルブボディ５１に形成されている。これにより、アウタバルブ３１の開弁により生ずる圧力脈動をリセス５５からアーマチャ室３０に直接伝播させる通路７１と、制御圧力室１５内の燃料をリセス５５から空間部６１に直接排出させる通路７２とにそれぞれ分けることができる。したがって、制御圧力室１５内から排出される燃料の排出効率を向上させる効果がある。
【００３８】
（第４実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射装置を図６に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。
図６に示す第４実施例は、通路５６と通路５８とを連通させかつ低圧側に連通する環状の空間部８２の容積を第１実施例の空間部６１の容積より大きくした例である。
【００３９】
バルブボディ５１のボディロア１１側端部の外周壁には径方向および軸方向に深く形成された環状溝８３が位置している。そして、この環状溝８３の径方向外側には、バルブボディ５１とボディロア１１とをねじ締結するリテーニングリング１３が位置しており、環状溝８３の外周壁とリテーニングリング１３の内周壁とボディロア１１のバルブボディ５１側端面とによって大容量の空間部８２が区画形成されている。
【００４０】
この空間部８２は低圧側に連通するとともに、通路５６、５８、８１が連通している。そして、通路５６、５８により空間部８２とアーマチャ室３０とが連通し、通路８１により空間部８２とリセス５５とが連通している。
この通路５６、５８、８１に連通する大容量の空間部８２を設けたことから、制御圧力室１５からリセス５５を経由して低圧側に排出される燃料およびアーマチャ室３０から通路５６または通路５８を経由して低圧側に排出される燃料を空間部８２に一時的に蓄えることができる。これにより、低圧側への燃料の排出特性を良好にする効果がある。
【００４１】
なお、以上説明した第１実施例から第４実施例では、アーマチャ室３０と低圧側としてのリセス５５とを連通する通路を２本設ける場合について説明したが、本発明ではこれに限られることはなく、アーマチャ室と低圧側とを接続する通路を３本以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例の燃料排出経路（ａ） 、従来例の燃料排出経路（ｂ） をそれぞれ示すモデル図である。
【図３】電磁吸引力、リフト量および燃料圧の各状態変化を示した特性図である。
【図４】本発明の第２実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４実施例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【図７】従来例による燃料噴射装置の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１ａ 燃料通路 （高圧燃料通路）
１１ｂ、１１ｃ 燃料通路 （低圧側）
１５ 圧力室 （制御圧室）
２０ 三方弁
２５ ボビン （コイル部）
２６ ステータ （コイル部）
２７ コイル （コイル部）
２９ アーマチャ
３０ アーマチャ室
３１ アウタバルブ （弁手段）
３５ インナーシート（弁手段）
４１ インナーバルブ（弁手段）
５１ バルブボディ （弁手段）
５３ アウターシート（弁手段）
５４ 環状溝 （空間部）
５５ リセス （複数の通路）
５６、５８、５９、７２、８１ 通路（複数の通路）
６０ 通路 （高圧燃料通路）
６１、８２ 空間部 （複数の通路）
Claims (2)
- 高圧燃料を導入可能な燃料溜室と、この燃料溜室に連通し軸方向に形成される摺動孔と、この摺動孔の燃料下流側端部に位置する噴孔と、この噴孔より燃料上流側に位置しかつ前記燃料溜室より燃料下流側に位置する弁座とを有する弁ボディと、
前記摺動孔に往復摺動可能に収容され、前記燃料溜室と前記噴孔との連通を前記弁座に着座時に遮断し離座時に導通させるノズルニードルと、
前記弁座に前記ノズルニードルが着座する方向に前記ノズルニードルを付勢する付勢手段と、
前記燃料溜室内の燃料圧に抗して前記ノズルニードルを着座方向に付勢する燃料が蓄えられる制御圧力室と、
前記制御圧力室に高圧燃料を導入可能な高圧燃料通路と、
前記制御圧力室に対して反ノズルニードル側に位置し、通電することにより電磁吸引力を発生するコイル部と、
前記制御圧力室と前記コイル部との間に位置し、前記コイル部の通電時、前記コイル部に吸引されるアーマチャが収容されるアーマチャ室と、
前記アーマチャ室と低圧側とを連通させる複数の通路と、
前記アーマチャ室と前記制御圧力室との間に位置し前記アーマチャの往復移動により制御可能な弁手段であって、前記制御圧力室と前記複数の通路との連通を導通させ前記高圧燃料通路と前記制御圧力室との連通を遮断させる第１の状態と、前記制御圧力室と前記複数の通路との連通を遮断させ前記高圧燃料通路と前記制御圧力室との連通を導通させる第２の状態とを有する弁手段とを備え、
前記複数の通路は、それぞれの通路長が互いに異なることを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記アーマチャ室は、前記複数の通路方向に拡張されることで前記複数の通路の通路長を短縮する空間部を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
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| JP10738395A JP3605810B2 (ja) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | 燃料噴射装置 |
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|---|---|---|---|
| JP10738395A JP3605810B2 (ja) | 1995-05-01 | 1995-05-01 | 燃料噴射装置 |
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| JPH08303316A (ja) | 1996-11-19 |
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