JP3844092B2

JP3844092B2 - Accumulated fuel injection system

Info

Publication number: JP3844092B2
Application number: JP02611397A
Authority: JP
Inventors: 祥博都筑; 由晴野々山
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2017-01-23
Also published as: JPH10205404A; DE19751527A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の各気筒へ燃料を噴射するために使用される蓄圧式燃料噴射装置に関し、特に燃料の噴射を制御する電磁弁の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を噴射するシステムの１つとして、蓄圧式燃料噴射装置が用いられている。蓄圧式燃料噴射装置は、エンジンの各気筒に装着される燃料噴射弁に共通の蓄圧配管（コモンレール）を備え、高圧ポンプによって蓄圧配管内の燃料圧力を一定に保持しつつ、燃料噴射弁により所定のタイミングで燃料を各気筒に噴射している。
【０００３】
この種の蓄圧式燃料噴射装置としては、例えば欧州特許第０４８４８０４Ｂ１号に開示されるものがあり、燃料噴射孔を開閉するニードル弁の背圧を電磁弁で制御することにより燃料の噴射を制御している。この装置では、ニードル弁と一体に上下動するロッドの背面に高圧燃料が供給される制御室を設けて、該制御室内に蓄圧される燃料の圧力により上記ニードル弁を下方に付勢し、燃料噴射孔を閉鎖している。上記制御室とドレン通路との間には、これを開閉するための弁部材が配設してあり、該弁部材はソレノイドによって吸引駆動されるアーマチャと一体に設けられている。しかして、上記ソレノイドに通電すると上記制御室とドレン通路とが連通して、上記制御室内が低圧になり、上記ニードル弁が上方に移動して燃料噴射孔が開き、燃料が噴射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の燃料噴射装置では、ドレン通路が、上記電磁弁の中央部を貫通するように設けられ、上記制御室から流出するドレン燃料は、上記制御室直上のアーマチャ室、スプリング室を経て、上記電磁弁の上端面より外部へ導出される。しかしながら、この構成は、上記ドレン通路が電磁弁の上端面に開口することから外部ドレンとの接続が容易である等の利点があるが、一方で、ドレン燃料が、上記制御室下流のアーマチャ室内に収容されるアーマチャを直撃するという問題がある。このようなドレン燃料の流れは、通電停止時の上記アーマチャの移動方向に対し大きな抵抗となり、上記アーマチャと一体の上記弁部材の閉弁応答性を低下させるおそれがあった。
【０００５】
さらに、ドレン燃料の流入が比較的狭いアーマチャ室内の内圧を上昇させ、大きな圧力脈動を生じさせるため、上記弁部材がバウンスし、閉弁特性が低下する不具合がある。このため、微小調量精度の低下、および多重噴射時の制御性の低下をまねき、噴射性能を低下させるという問題が生じていた。
【０００６】
しかして、本発明の目的は、ドレン通路が電磁弁の上端面に開口する構成の燃料噴射装置において、ドレン燃料がアーマチャが直撃することを防止し、制御室とドレン通路との間を開閉する弁部材の閉弁応答性を向上させるとともに、上記弁部材のバウンスを低減して閉弁特性を改善し、噴射性能を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明請求項１の構成において、蓄圧式燃料噴射装置は、先端に燃料噴射孔を設けた中空ハウジング内を摺動して該燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、上記ニードル弁と一体に上記ハウジング内を摺動するコマンドピストンを有し、該コマンドピストンの後端面に面して形成した制御室内部に充填される高圧燃料の圧力によって上記ニードル弁を閉弁方向に付勢している。上記ハウジング内には、該制御室内に高圧燃料を導入する導入路と、上記制御室を上記ハウジング後端面で開口して高圧燃料を外部に導出するドレン通路に連通する導出路が形成され、上記ハウジングの後端部内に収容されるソレノイドの上記制御室側端面に対向してアーマチャが配設してある。上記ソレノイドに通電すると、該アーマチャおよびこれと一体に設けた弁部材が吸引駆動され、該弁部材が、上記ソレノイドへの通電時に上記ドレン通路と上記導出路との間を開放して上記制御室内の圧力を低下させる。
【０００８】
上記ドレン通路は、上記アーマチャが収容されるアーマチャ室の外周部に配置してあり、さらに上記導出路を該アーマチャ室を経由せずに上記ドレン通路に接続する連通路が設けてある。また、上記アーマチャ室と上記ドレン通路とを１つの通路のみで連通させ、該通路の少なくとも一部を、上記アーマチャ室を油密に維持可能な上記ドレン通路より小径のしぼりとしてある。
【０００９】
上記構成において、上記制御室からのドレン燃料は、上記連通路より上記アーマチャ室の外周部を迂回してハウジング後端面に至る。また、上記ドレン通路から上記アーマチャ室への通路は、その少なくとも一部を上記ドレン通路より小径のしぼりとしたので、ドレン燃料は、そのほとんどが大径の上記ドレン通路を流れ、アーマチャを直撃することがない。従って、上記アーマチャの作動がドレン燃料の流れの影響を受けることを防止し、上記弁部材の閉弁応答性を大きく向上させることができる。
【００１０】
また、上記アーマチャの作動を安定化するには上記アーマチャ室内が油密であるのがよいが、上記構成では、上記通路の小径部である上記しぼりを介して、上記アーマチャ室内を油密にするのに必要なごく小量の燃料を導入することができる。よって、上記アーマチャの作動を安定化させて、上記弁部材のバウンスを防止し、閉弁特性、調量精度を大幅に向上させて、噴射性能の優れた燃料噴射装置を実現できる。
【００１１】
請求項２の構成では、上記通路を、上記アーマチャ室と上記ドレン通路とを連通する連通路とその途中に形成されるしぼりで構成する。このしぼり径を適宜調整することで上記制御室内へ導入される燃料の流量を調整し、所望の閉弁特性を得ることができる。
【００１２】
請求項３の構成では、上記導出路の流路断面積を上記導入路の流路断面積より大きくする。これにより、上記弁部材の開弁時、上記制御室からのドレン燃料をより流路断面積の大きい上記導出路へ速やかに導出し、上記ドレン通路を経て排出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図３は内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示す図である。図中、燃料タンクＴ内の燃料は低圧ポンプＰ１にて高圧ポンプＰ２に供給され、高圧に加圧されてコモンレール（高圧蓄圧配管）Ｒに送出される。コモンレールＲは、コモンレール圧力を検出する圧力センサＳを備え、エンジン制御コンピュータＥＣＵは、この圧力センサＳからの信号が、アクセル開度、エンジン回転数などのエンジン運転条件を基に決定される圧力となるように、高圧ポンプＰ２を制御する。
【００１４】
コモンレールＲには、エンジンＥの各気筒にそれぞれ対応して設けられた複数の燃料噴射弁Ｉが接続され、エンジン制御コンピュータＥＣＵによって噴射制御されている。燃料噴射弁Ｉからは余剰の燃料がドレンＤを介して燃料タンクＴに戻される。
【００１５】
次に、図２により燃料噴射弁Ｉの詳細について説明する。図において、噴射弁Ｉは、略円筒状のハウジング１と、その下端にディスタンスピース１１を介してリテーニングナット１２で締付け固定されたノズルボディ２を有し、上記ハウジング１の上端には詳細を後述する噴射制御用電磁弁ＢのバルブハウジングＢ１が固定されている。
【００１６】
上記ノズルボディ２は先端を燃料噴射孔２１とする筒状体で、筒内には該燃料噴射孔２１を開閉するためのニードル弁３が摺動自在に嵌装されている。ニードル弁３の上端部は、上記ハウジング１内に収容されるコマンドピストン４とスプリングホルダ４１を介して連結しており、スプリングホルダ４１の外周にはノズルスプリング４２が配設されて上記ニードル弁３を下方に付勢している。上記コマンドピストン４の上方には、高圧燃料が導入される制御室５が形成されており、該制御室５内の高圧燃料の圧力によって、コマンドピストン４およびこれと一体の上記ニードル弁３が下方に移動し、ノズルボディ２先端の上記燃料噴射孔２１を閉鎖するようになしてある。
【００１７】
上記ノズルボディ２内には、上記ニードル弁３の外周に油溜まり３１が設けられ、図３に示したコモンレールＲからの高圧燃料が、上記ハウジング１の上端部側壁に設けたインレット１３からバーフィルタ１４、燃料通路１５を経て常時供給されている。上記ニードル弁３の開閉は、上記電磁弁Ｂによって制御され、この電磁弁Ｂに通電することにより上記ニードル弁３が上方へ移動すると、上記燃料噴射孔２１が開いて高圧燃料が噴射される。
【００１８】
図１は上記電磁弁Ｂの拡大図で、該電磁弁Ｂは上記ハウジング１の上端開口に固定される筒状ハウジングＢ１と、その下半部内に保持されるバルブボディ６を有している。図２に示した上記インレット１３から導入される高圧燃料は、同時に、燃料通路１６を経て上記電磁弁Ｂ内へ導入され、バルブボディ６内に設けた導入路たるインオリフィス５１を経て、上記制御室５へ導入される。上記制御室５の上方には導出路たるアウトオリフィス５２が設けられ、その上端開口は弁部材７にて閉鎖されている。
【００１９】
上記弁部材７は、ソレノイド８の下方に対向して配したアーマチャ９の下端面より突出するロッド７１と、該ロッド７１の下端部に形成した半球状の凹部内に保持されるボール７２からなり、ボール７２は上記アウトオリフィス５２の上部開口縁に突出形成した環状のシート部７３に着座している。上記アーマチャ９はアーマチャ室９１内に収容され、スプリングホルダ８１に保持されるバルブスプリング８２により下方に付勢されている。上記アーマチャ９の外周にはスペーサ９２が配され、このスペーサ９２の高さによって上記弁部材７のリフト量が調整される。
【００２０】
上記弁部材７の下端部外周には、ドレン室６１が設けられ、上記ソレノイド８に通電することによりアーマチャ９が上方に吸引駆動されると、上記ボール７２が離座して、上記アウトオリフィス５２より高圧燃料が上記ドレン室６１に流出する。ここで、上記アウトオリフィス５２は、流路断面積が上記インオリフィス５１より大きくなるようにし、上記制御室５内の燃料が上記アウトオリフィス５２よりドレン通路６２への連通路となる環状のドレン室６１へ速やかに流れるようにしてある。
【００２１】
上記ドレン室６１上方の上記電磁弁Ｂ外周部には、上記バルブボディ６および上記ハウジングＢ１の内周壁に沿うように環状のドレン通路６２が形成され、その下端が上記ドレン室６１上端面に開口している。上記ドレン通路６２は、上記ハウジングＢ１の上端開口を閉鎖する筒状部材Ｂ２に設けた連通路６３を介して外部のドレンＤ（図３参照）と連通する。
【００２２】
上記アーマチャ室９１は、上記ドレン通路６２と連通路６４にて連通しており、該連通路６４の上記ドレン通路６２側の端部には、しぼり６５が形成してある。しかして、上記ドレン室６１から流出する燃料の一部は該しぼり６５および連通路６４を介してアーマチャ室９１内に流入可能である。ここで、しぼり６５の径は、アーマチャ室９１内を油密にするに必要なわずかな流量が確保できる程度の大きさがあればよく、例えばドレン通路６２の径が２〜３mmの時、０．５mm程度とする。これにより、しぼり６５を介して必要な少量の燃料のみをアーマチャ室９１に導入し、かつアーマチャ室９１内部の圧力が外部圧力の影響を受けないようにすることができる。
【００２３】
次に上記構成の燃料噴射装置の作動について説明する。上記ソレノイド８に通電することにより、上記スプリング８２に抗して上記アーマチャ９が上方へ吸引駆動されると、上記ロッド７１およびボール７２が上方へ移動して上記シート部７３から離座する。これに伴い上記制御室５内の燃料が上記アウトオリフィス５２より流出し、上記ドレン室６１より上記ドレン通路６２を経て、上記連通路６３より外部へ導出される。
【００２４】
これにより上記制御室５内の圧力が低下して、上記コマンドピストン４を下方に付勢している力が弱まり、上記ニードル弁３の受圧部に作用する高圧燃料がこれを上方へ押し上げる力が勝ると、上記ニードル弁３が上方に移動して燃料噴射孔２１から燃料が噴射される。一定時間開弁し、所望量の燃料が噴射された後、上記ソレノイド８への通電を停止すると、ソレノイド８によって吸引されていた上記アーマチャ９がバルブスプリング８２により下方に押し下げられ、上記弁部材７のボール７２がシート部７３に着座して、上記ドレン室６１と上記アウトオリフィス５２の間を遮断する。
【００２５】
続いて、上記インオリフィス５１から高圧燃料が導入されることにより、上記制御室５内の圧力が上昇すると、上記コマンドピストン４が再度下方へ押し下げられ、上記ニードル弁３が上記燃料噴射孔２１を閉鎖して、噴射が停止する。
【００２６】
以上、上記構成によれば、上記ドレン通路６２を上記アーマチャ室９１の外周に配置するとともに、上記アーマチャ室９１と上記ドレン通路６２とをしぼり６５を有する上記連通路６４を介して連通させたので、ドレン室６１から流出する燃料が直接アーマチャ室９１へ流入してアーマチャ９を直撃することがない。よって、上記ソレノイド８への通電を停止した時に、上記アーマチャ９の作動がドレン燃料の流れの影響を受けることがなく、作動が安定して、上記弁部材７の閉弁応答性が向上する。
【００２７】
また、上記アーマチャ室９１の内部が油密になっていないと、上記弁部材７の作動時に、逆に、より大きなバウンスが生じるおそれがあるが、本発明では、上記アーマチャ室９１と上記ドレン通路６２とをしぼり６５を有する連通路６４を介して連通させたので、上記ドレン通路６２を流通する燃料の一部をアーマチャ室９１へ導入可能である。この時、上記アーマチャ室９１内部のエアはアーマチャ室９１上部にある上記スプリングホルダ８１と上記ソレノイド８とで形成される微小間隙を介して上方の連通路６３へ排出される。ここでは、スプリングホルダ８１とソレノイド８の間の間隙を利用したが、上記アーマチャ室９１上部と上記連通路６３を連通する通路を設けその途中にしぼりを設けて排出するような構成としてもよい。
【００２８】
図４（ａ）は、制御室から導出されるドレン燃料が直接アーマチャ室へ流入する従来構造の燃料噴射装置において、制御室の導出路とドレン通路の間を開閉する弁部材のバルブリフトの挙動を示す図である。図に示されるように、従来構成では弁部材の閉弁時にアーマチャを燃料が直撃し、弁部材の閉弁方向に対して大きな抵抗となって、閉弁の速度（バルブリフトの下降側の傾き）が遅くなる。さらにアーマチャ室に生じる大きな圧力脈動により、アーマチャが振動することから、弁部材の着座後に大きなバウンスが生じている。これは、アーマチャの振動によってシート部からのドレン燃料の流出量が変化することにより、コモンレール圧の変化が噴射量を変えようと噴射パルス幅が変わるために起こり、バウンスの大きさがさまざまに変化するため、２−Ｑ特性（噴射パルス幅に対する噴射量の特性）を低下させ、調量精度を悪化させることになる。
【００２９】
一方、図４（ｂ）は、上記図１〜３に示した本発明の燃料噴射装置において、同一の制御パルスに対する弁部材７のバルブリフトの挙動を示す図である。図に明らかなように、本発明の構造では、ドレン燃料が上記アーマチャ９を直撃しないため、上記弁部材７の閉弁の速度が速くなっていることがわかる。また、上記アーマチャ室９１内部の圧力も、上記しぼり６５を介して上記ドレン通路６２と連通していることで、ほとんど外部の影響を受けず、圧力脈動が生じないので、バウンスもほとんど生じていない。
【００３０】
以上のように、本発明によれば、噴射制御用電磁弁Ｂの閉弁応答性を向上するとともに、閉弁特性を大幅に向上でき、調量精度を向上して、高精度な噴射量制御が可能となる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、上記アーマチャ室９１と上記ドレン通路６２とを、上記連通路９４およびしぼり６５にて連通させたが、上記ドレン通路６２より小径の一定径の通路で連通させてもよい。また、しぼり６５の位置は上記連通路９４の途中に形成してもよい。このように、アーマチャ室９１への通路の少なくとも一部がドレン通路６２より小径であれば同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す燃料噴射装置の電磁弁構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態における燃料噴射装置の主要部の断面図である。
【図３】第１の実施の形態における燃料噴射装置の全体構成概略図である。
【図４】（ａ）は本発明の燃料噴射装置におけるバルブリフトの挙動を示す図、（ｂ）は従来の燃料噴射装置におけるバルブリフトの挙動を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ電磁弁
Ｂ１筒状ハウジング（ハウジング）
Ｉ燃料噴射弁
１筒状ハウジング（ハウジング）
２ノズルボディ（ハウジング）
２１燃料噴射孔
３ニードル弁
３１燃料溜まり
４コマンドピストン
５制御室
５１インオリフィス（導入路）
５２アウトオリフィス（導出路）
６バルブボディ
６１ドレン室（連通路）
６２ドレン通路
６３連通路
６４連通路（通路）
６５しぼり（通路）
７弁部材
７１ロッド
７２ボール
７３シート部
８ソレノイド
８１スプリングホルダ
８２バルブスプリング
９アーマチャ
９１アーマチャ室
９２スペーサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure accumulation fuel injection device used for injecting fuel into each cylinder of an internal combustion engine, and more particularly to a configuration of an electromagnetic valve that controls fuel injection.
[0002]
[Prior art]
As one of systems for injecting fuel into an internal combustion engine such as a diesel engine, a pressure accumulation type fuel injection device is used. The accumulator fuel injection device includes an accumulator pipe (common rail) common to the fuel injectors installed in each cylinder of the engine, and the fuel pressure in the accumulator pipe is kept constant by a high-pressure pump, and is predetermined by the fuel injector. At this timing, fuel is injected into each cylinder.
[0003]
An example of this type of pressure accumulator type fuel injection device is disclosed in European Patent No. 0484804B1, which controls the fuel injection by controlling the back pressure of the needle valve that opens and closes the fuel injection hole with an electromagnetic valve. ing. In this device, a control chamber to which high-pressure fuel is supplied is provided on the back of a rod that moves up and down integrally with the needle valve, and the needle valve is urged downward by the pressure of the fuel accumulated in the control chamber. The injection hole is closed. A valve member for opening and closing the control chamber and the drain passage is disposed between the control chamber and the drain passage, and the valve member is provided integrally with an armature that is driven by suction by a solenoid. When the solenoid is energized, the control chamber and the drain passage communicate with each other, the pressure in the control chamber becomes low, the needle valve moves upward, the fuel injection hole is opened, and fuel is injected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional fuel injection device, the drain passage is provided so as to penetrate the central portion of the electromagnetic valve, and the drain fuel flowing out from the control chamber passes through the armature chamber and the spring chamber directly above the control chamber. , Led out from the upper end surface of the solenoid valve. However, this configuration has the advantage that the drain passage opens to the upper end surface of the solenoid valve, and therefore, it is easy to connect to the external drain. On the other hand, the drain fuel is supplied to the armature chamber downstream of the control chamber. There is a problem of directly hitting the armature housed in. Such a flow of drain fuel becomes a large resistance with respect to the moving direction of the armature when energization is stopped, and there is a possibility that the valve closing response of the valve member integrated with the armature is lowered.
[0005]
Furthermore, since the flow of drain fuel increases the internal pressure in the armature chamber which is relatively narrow and causes a large pressure pulsation, the valve member bounces and the valve closing characteristic is deteriorated. For this reason, there has been a problem that the fine adjustment amount accuracy and the controllability at the time of multiple injection are reduced, and the injection performance is reduced.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to prevent the drain fuel from hitting the armature directly and to open and close between the control chamber and the drain passage in the fuel injection device having the drain passage opened to the upper end surface of the solenoid valve. In addition to improving the valve closing response of the valve member, the bounce of the valve member is reduced to improve the valve closing characteristics and improve the injection performance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the configuration of the first aspect of the present invention, the accumulator type fuel injection device includes a needle valve that slides in a hollow housing having a fuel injection hole provided at a tip thereof to open and close the fuel injection hole, and the needle valve integrated with the needle valve. A command piston sliding inside the housing is provided, and the needle valve is urged in the valve closing direction by the pressure of high-pressure fuel filled in a control chamber formed facing the rear end surface of the command piston. In the housing, an introduction path for introducing high-pressure fuel into the control chamber, and a lead-out path communicating with a drain passage for opening the control chamber at the rear end face of the housing and leading the high-pressure fuel to the outside are formed. An armature is disposed facing the control chamber side end surface of the solenoid housed in the rear end portion of the housing. When the solenoid is energized, the armature and the valve member provided integrally therewith are sucked and driven, and when the solenoid is energized, the valve member opens the drain passage and the outlet passage to open the control chamber. Reduce the pressure.
[0008]
The drain passage is disposed on the outer peripheral portion of the armature chamber in which the armature is accommodated, and a communication passage is provided for connecting the lead-out path to the drain passage without passing through the armature chamber. Further, the above-mentioned armature chamber and the drain passage communicates with only one passage, at least a portion of the passage, there as aperture of smaller diameter than the drain passage capable of maintaining the armature chamber oil-tight.
[0009]
In the above configuration, drain fuel from the control chamber bypasses the outer periphery of the armature chamber from the communication path and reaches the rear end surface of the housing. Also, passage to the armature chamber from the drain passage, since the least part was squeezing of smaller diameter than the drain passage, the drain fuel, most of flow through the drain passage of the larger diameter, to hit the armature There is nothing. Therefore, the operation of the armature can be prevented from being influenced by the flow of drain fuel, and the valve closing response of the valve member can be greatly improved.
[0010]
Further, in order to stabilize the operation of the armature, it is preferable that the armature chamber is oil-tight. However, in the above configuration, the armature chamber is made oil-tight through the squeezing which is a small diameter portion of the passage. It is possible to introduce a very small amount of fuel necessary for this. Therefore, the operation of the armature can be stabilized, the bounce of the valve member can be prevented, the valve closing characteristics and the metering accuracy can be greatly improved, and a fuel injection device with excellent injection performance can be realized.
[0011]
In the structure of Claim 2, the said channel | path is comprised by the communicating path | route which connects the said armature chamber and the said drain channel | paths, and the throttle formed in the middle. By appropriately adjusting the squeezing diameter, the flow rate of the fuel introduced into the control chamber can be adjusted, and a desired valve closing characteristic can be obtained.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the flow passage cross-sectional area of the lead-out path is made larger than that of the introduction path. As a result, when the valve member is opened, the drain fuel from the control chamber can be quickly led out to the lead-out passage having a larger flow-path cross-sectional area and discharged through the drain passage.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of an accumulator fuel injection device for an internal combustion engine. In the figure, the fuel in the fuel tank T is supplied to the high pressure pump P2 by the low pressure pump P1, pressurized to a high pressure, and sent to the common rail (high pressure accumulating piping) R. The common rail R includes a pressure sensor S that detects a common rail pressure, and the engine control computer ECU determines that a signal from the pressure sensor S is determined based on engine operating conditions such as an accelerator opening degree and an engine speed. Thus, the high pressure pump P2 is controlled.
[0014]
A plurality of fuel injection valves I provided corresponding to the cylinders of the engine E are connected to the common rail R, and injection control is performed by the engine control computer ECU. Excess fuel is returned from the fuel injection valve I to the fuel tank T via the drain D.
[0015]
Next, details of the fuel injection valve I will be described with reference to FIG. In the drawing, an injection valve I has a substantially cylindrical housing 1 and a nozzle body 2 fastened and fixed to a lower end of the housing 1 by a retaining nut 12 via a distance piece 11. A valve housing B1 of a later-described electromagnetic valve B for injection control is fixed.
[0016]
The nozzle body 2 is a cylindrical body having a fuel injection hole 21 at the tip, and a needle valve 3 for opening and closing the fuel injection hole 21 is slidably fitted in the cylinder. The upper end of the needle valve 3 is connected to the command piston 4 accommodated in the housing 1 via a spring holder 41, and a nozzle spring 42 is disposed on the outer periphery of the spring holder 41, and the needle valve 3. Is energized downward. A control chamber 5 into which high-pressure fuel is introduced is formed above the command piston 4, and the command piston 4 and the needle valve 3 integrated therewith are moved downward by the pressure of the high-pressure fuel in the control chamber 5. The fuel injection hole 21 at the tip of the nozzle body 2 is closed.
[0017]
In the nozzle body 2, an oil sump 31 is provided on the outer periphery of the needle valve 3, and high-pressure fuel from the common rail R shown in FIG. 3 flows from the inlet 13 provided on the side wall of the upper end of the housing 1 to a bar filter. 14 is always supplied through the fuel passage 15. The opening and closing of the needle valve 3 is controlled by the electromagnetic valve B. When the needle valve 3 moves upward by energizing the electromagnetic valve B, the fuel injection hole 21 is opened and high-pressure fuel is injected.
[0018]
FIG. 1 is an enlarged view of the electromagnetic valve B. The electromagnetic valve B has a cylindrical housing B1 fixed to the upper end opening of the housing 1 and a valve body 6 held in the lower half thereof. The high-pressure fuel introduced from the inlet 13 shown in FIG. 2 is simultaneously introduced into the electromagnetic valve B through the fuel passage 16 and through the in-orifice 51 provided in the valve body 6 as the introduction path. It is introduced into the chamber 5. Above the control chamber 5, an out orifice 52 serving as a lead-out path is provided, and an upper end opening thereof is closed by a valve member 7.
[0019]
The valve member 7 includes a rod 71 projecting from a lower end surface of an armature 9 arranged facing the lower side of the solenoid 8, and a ball 72 held in a hemispherical recess formed in the lower end portion of the rod 71. The ball 72 is seated on an annular seat portion 73 formed to protrude from the upper opening edge of the out orifice 52. The armature 9 is housed in the armature chamber 91 and is urged downward by a valve spring 82 held by a spring holder 81. A spacer 92 is disposed on the outer periphery of the armature 9, and the lift amount of the valve member 7 is adjusted by the height of the spacer 92.
[0020]
A drain chamber 61 is provided on the outer periphery of the lower end portion of the valve member 7, and when the armature 9 is suctioned upward by energizing the solenoid 8, the ball 72 is separated and the out orifice 52. Higher pressure fuel flows into the drain chamber 61. Here, the out-orifice 52 has a channel cross-sectional area larger than that of the in-orifice 51, and the annular drain chamber in which the fuel in the control chamber 5 serves as a communication path from the out-orifice 52 to the drain passage 62. 61 so as to flow quickly.
[0021]
An annular drain passage 62 is formed on the outer periphery of the electromagnetic valve B above the drain chamber 61 so as to extend along the inner peripheral wall of the valve body 6 and the housing B1, and its lower end opens to the upper end surface of the drain chamber 61. is doing. The drain passage 62 communicates with an external drain D (see FIG. 3) via a communication passage 63 provided in a cylindrical member B2 that closes the upper end opening of the housing B1.
[0022]
The armature chamber 91 communicates with the drain passage 62 through the communication passage 64, and a squeezed 65 is formed at the end of the communication passage 64 on the drain passage 62 side. Thus, part of the fuel flowing out from the drain chamber 61 can flow into the armature chamber 91 through the throttle 65 and the communication passage 64. Here, the diameter of the squeezing 65 only needs to be large enough to secure a small flow rate necessary to make the armature chamber 91 oil-tight. For example, when the diameter of the drain passage 62 is 2 to 3 mm, it is 0. About 5mm. As a result, only a small amount of required fuel can be introduced into the armature chamber 91 through the squeezing 65, and the pressure inside the armature chamber 91 can be prevented from being affected by the external pressure.
[0023]
Next, the operation of the fuel injection device having the above configuration will be described. By energizing the solenoid 8, when the armature 9 is suctioned upward against the spring 82, the rod 71 and the ball 72 move upward and are separated from the seat portion 73. Accordingly, the fuel in the control chamber 5 flows out from the out orifice 52 and is led out from the drain chamber 61 to the outside through the drain passage 62 and the communication passage 63.
[0024]
As a result, the pressure in the control chamber 5 is reduced, the force that biases the command piston 4 downward is weakened, and the high-pressure fuel that acts on the pressure receiving portion of the needle valve 3 pushes it upward. When winning, the needle valve 3 moves upward and fuel is injected from the fuel injection hole 21. When the energization to the solenoid 8 is stopped after a desired amount of fuel is injected for a predetermined time, the armature 9 sucked by the solenoid 8 is pushed downward by the valve spring 82, and the valve member 7 The ball 72 is seated on the seat portion 73 to block between the drain chamber 61 and the out orifice 52.
[0025]
Subsequently, when high pressure fuel is introduced from the in-orifice 51 and the pressure in the control chamber 5 rises, the command piston 4 is pushed down again, and the needle valve 3 pushes the fuel injection hole 21. Close and spray stops.
[0026]
As described above, according to the above configuration, the drain passage 62 is disposed on the outer periphery of the armature chamber 91, and the armature chamber 91 and the drain passage 62 are communicated with each other via the communication passage 64 having the squeezing 65. The fuel flowing out from the drain chamber 61 does not directly flow into the armature chamber 91 and hit the armature 9 directly. Therefore, when the energization of the solenoid 8 is stopped, the operation of the armature 9 is not affected by the flow of drain fuel, the operation is stabilized, and the valve closing response of the valve member 7 is improved.
[0027]
If the inside of the armature chamber 91 is not oil-tight, on the contrary, a larger bounce may occur when the valve member 7 is operated. In the present invention, however, the armature chamber 91 and the drain passage are provided. 62 is communicated via the communication passage 64 having the squeezing 65, so that part of the fuel flowing through the drain passage 62 can be introduced into the armature chamber 91. At this time, the air inside the armature chamber 91 is discharged to the upper communication path 63 through a minute gap formed by the spring holder 81 and the solenoid 8 above the armature chamber 91. Here, the gap between the spring holder 81 and the solenoid 8 is used. However, a passage that communicates the upper portion of the armature chamber 91 and the communication passage 63 may be provided, and a discharge may be provided in the middle of the passage.
[0028]
FIG. 4 (a) shows the behavior of the valve lift of the valve member that opens and closes between the outlet passage of the control chamber and the drain passage in the fuel injection device having the conventional structure in which the drain fuel derived from the control chamber directly flows into the armature chamber. FIG. As shown in the figure, in the conventional configuration, when the valve member is closed, the fuel directly hits the armature, resulting in a large resistance in the valve member closing direction, and the valve closing speed (inclination on the lower side of the valve lift) ) Is slow. Furthermore, since the armature vibrates due to a large pressure pulsation generated in the armature chamber, a large bounce occurs after the valve member is seated. This occurs because the amount of drain fuel flowing out of the seat changes due to armature vibration, and the change in common rail pressure causes the injection pulse width to change to change the injection amount. Therefore, the 2-Q characteristic (characteristic of the injection amount with respect to the injection pulse width) is lowered, and the metering accuracy is deteriorated.
[0029]
On the other hand, FIG. 4B is a diagram showing the behavior of the valve lift of the valve member 7 with respect to the same control pulse in the fuel injection device of the present invention shown in FIGS. As can be seen from the drawing, in the structure of the present invention, the drain fuel does not hit the armature 9 directly, so that the valve closing speed of the valve member 7 is increased. Further, the pressure inside the armature chamber 91 is also communicated with the drain passage 62 through the throttle 65, so that it is hardly affected by the outside and pressure pulsation does not occur, so there is almost no bounce. .
[0030]
As described above, according to the present invention, the valve closing response of the electromagnetic valve B for injection control can be improved, the valve closing characteristic can be greatly improved, the metering accuracy can be improved, and the highly accurate injection amount control can be performed. Is possible.
[0031]
In the above embodiment, the armature chamber 91 and the drain passage 62 are communicated with each other by the communication passage 94 and the squeezing 65. However, the passage may be communicated with a passage having a constant diameter smaller than the drain passage 62. Good. Further, the position of the squeezing 65 may be formed in the middle of the communication path 94. Thus, the same effect can be obtained if at least part of the passage to the armature chamber 91 has a smaller diameter than the drain passage 62.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic valve of a fuel injection device showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the fuel injection device according to the first embodiment.
FIG. 3 is an overall schematic diagram of a fuel injection device according to the first embodiment.
4A is a view showing the behavior of a valve lift in the fuel injection device of the present invention, and FIG. 4B is a view showing the behavior of the valve lift in the conventional fuel injection device.
[Explanation of symbols]
B Solenoid valve B1 Tubular housing (housing)
I Fuel injection valve 1 Tubular housing (housing)
2 Nozzle body (housing)
21 Fuel injection hole 3 Needle valve 31 Fuel reservoir 4 Command piston 5 Control chamber 51 In-orifice (introduction path)
52 Out orifice (leading path)
6 Valve body 61 Drain chamber (communication path)
62 Drain passage 63 Communication passage 64 Communication passage (passage)
65 Squeezing (passage)
7 Valve member 71 Rod 72 Ball 73 Seat portion 8 Solenoid 81 Spring holder 82 Valve spring 9 Armature 91 Armature chamber 92 Spacer

Claims

先端に燃料噴射孔を設けた中空ハウジング内を摺動して該燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、上記ニードル弁と一体に上記ハウジング内を摺動するコマンドピストンと、該コマンドピストンの後端面に面して形成され内部に充填される高圧燃料の圧力によって上記ニードル弁を閉弁方向に付勢する制御室と、該制御室内に高圧燃料を導入する導入路と、上記制御室を上記ハウジング後端面で開口して高圧燃料を外部に導出するドレン通路に連通する導出路と、上記ハウジングの後端部内に収容されるソレノイドと、該ソレノイドの上記制御室側端面に対向し上記ソレノイドによって吸引駆動されるアーマチャと、該アーマチャと一体に設けられ上記ソレノイドへの通電時に上記ドレン通路と上記導出路との間を開放して上記制御室内の圧力を低下させる弁部材とを具備する蓄圧式燃料噴射装置において、上記ドレン通路を上記アーマチャが収容されるアーマチャ室の外周部に配置し、上記導出路を該アーマチャ室を経由せずに上記ドレン通路に接続する連通路を設けるとともに、上記アーマチャ室と上記ドレン通路とを１つの通路のみで連通させ、該通路の少なくとも一部を、上記アーマチャ室を油密に維持可能な上記ドレン通路より小径のしぼりとしたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。A needle valve that slides in a hollow housing provided with a fuel injection hole at the tip to open and close the fuel injection hole, a command piston that slides in the housing integrally with the needle valve, and a rear end surface of the command piston A control chamber that urges the needle valve in the valve closing direction by the pressure of the high-pressure fuel that faces and fills the inside, an introduction path for introducing the high-pressure fuel into the control chamber, and the control chamber in the housing A lead-out path that opens at the rear end face and communicates with a drain passage for leading high-pressure fuel to the outside, a solenoid that is housed in the rear end of the housing, and is opposed to the end face on the control chamber side of the solenoid and is sucked by the solenoid The armature to be driven and the pressure in the control chamber by opening the drain passage and the outlet passage when the solenoid is energized and energized to the solenoid. In the accumulator type fuel injection device comprising a valve member for lowering, the drain passage is disposed in an outer peripheral portion of an armature chamber in which the armature is accommodated, and the lead-out path is connected to the drain passage without passing through the armature chamber. The communicating passage is provided, and the armature chamber and the drain passage are communicated with only one passage, and at least a part of the passage is squeezed with a diameter smaller than that of the drain passage capable of maintaining the armature chamber oil-tight. An accumulator fuel injection device characterized by that.

上記通路が、上記アーマチャ室と上記ドレン通路を連通する連通路とその途中に形成されるしぼりからなる請求項１記載の蓄圧式燃料噴射装置。 2. The accumulator fuel injection apparatus according to claim 1, wherein the passage is composed of a communication passage communicating the armature chamber and the drain passage and a throttle formed in the middle thereof.

上記導出路の流路断面積を上記導入路の流路断面積より大きくした請求項１または２のいずれか記載の蓄圧式燃料噴射装置。 The pressure accumulation type fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein a flow path cross-sectional area of the lead-out path is larger than a flow path cross-sectional area of the introduction path.