JP4099738B2

JP4099738B2 - 燃料噴射装置

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Publication number: JP4099738B2
Application number: JP33080898A
Authority: JP
Inventors: 哲也鳥谷尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP2000161174A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に電気的に制御されて高圧燃料を内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）に噴射する燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧供給ポンプによって加圧圧送される高圧燃料を電気制御によってエンジンに噴射する燃料噴射装置は、ＥＰ０７５３６５８号公報に開示されるようなものが知られている。ＥＰ０７５３６５８号公報に開示される燃料噴射装置を図１２に示す。
【０００３】
この燃料噴射装置は、ノズルニードルと、ノズルニードルと一体或いは別体に配置された制御ピストン４０１と、第１の油圧絞り４０２と、第１の油圧絞り４０２を介して常時高圧燃料通路４０３と連通すると共に制御ピストン４０８の上端面が挿入される制御室４０４と、制御室４０４と低圧燃料通路４０５を連通する第２の油圧絞り４０６と、第２の油圧絞り４０６と低圧燃料通路４０５との間に位置し、電気制御によって両者の連通と遮断をする電磁二方弁４０７とを備える。
【０００４】
この燃料噴射装置によると、所定時刻に所定時間だけ電磁二方弁４０７を開弁させることによってエンジンへの燃料噴射を制御する。すなわち、制御室４０４内の高圧燃料を低圧燃料通路４０５に流通させ、制御ピストン４０１上面に作用する油圧力を低下させてノズルを開くことで噴射が開始される。噴射時以外は、電磁コイル４０９への通電を遮断して制御室４０４と低圧燃料通路４０５の間にある第２の油圧絞り４０６を閉じ、制御室４０４の圧力を噴射圧力と等しい圧力に維持することにより、制御ピストン及びノズルニードルを閉弁させた状態を保つ。したがって電磁二方弁４０７には、制御室４０４内の高圧燃料による開弁方向の油圧力を上回る付勢力が必要となる。
【０００５】
この付勢力は、最大の噴射圧力が制御室内に発生した状態において、油圧力（油圧力≒第２の油圧絞り径×最大噴射圧力）によって電磁二方弁４０７が開弁しない極めて大きな力を発生するスプリング４０８によって提供される。一方、電磁コイル４０９は、この付勢力と油圧力の差を上回る吸引力を発生する必要がある。したがって、制御室４０４内の圧力が低いと電磁二方弁４０７に作用する開弁方向の油圧力が殆ど得られないため、エンジンアイドル時等の噴射圧力が低い運転領域において最も大きな吸引力が必要となる。実用上、約７０Ｎから１００Ｎの吸引力が電磁コイル４０９に必要とされ、約５０Ｎ〜８０Ｎの付勢力がスプリング４０８に必要とされる。
【０００６】
したがって、電磁二方弁４０７のハウジング４１０は、強力な吸引力を発生する電磁コイル４０９を収容するため体格がノズルの体格に対して相対的に大きくなるという問題が生じていた。また、電磁二方弁４０７のハウジング４１０の外径がノズルの外径に対して大きくなりすぎると小型エンジンヘの搭載が極めて困難になるという問題が生じていた。
【０００７】
ＥＰ０７９８４５９号公報に開示される電気制御式の燃料噴射装置を図１３に示す。図１２に示す燃料噴射装置と実質的に同一の部分には同一の符号を付す。この問題を解決するため、ＥＰ０７９８４５９号公報に開示される電気制御式の燃料噴射装置では、電磁二方弁に油圧バランス型のバルブ４２１を採用することで小型化を実現している。この燃料噴射装置によれば、電磁二方弁が開弁状態又は閉弁状態にある時、制御室の油圧によって発生する電磁二方弁への油圧力は開弁方向及び閉弁方向のいずれの方向にも作用しない。したがって、強力なスプリング４２２の付勢力や電磁コイル４２３の吸引力を必要としないため小型化が可能となり、ノズルと電磁二方弁の外径を同等程度まで小さくすることができる。この燃料噴射装置によると、スプリング４２２に必要とされる付勢力及び電磁コイル４２３に必要とされる吸引力は、前述の例に示す燃料噴射装置の約１／２〜１／３である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のＥＰ０７５３６５８号公報及びＥＰ０７９８４５９号公報に示される燃料噴射装置では、制御ピストン及びノズルの閉弁方向に働く油圧力が噴射ノズル先端の弁座部に作用する開弁方向の油圧力より小さくなるまで噴射は開始されない。したがって、制御室の圧力をノズルニードルが開弁するまで減圧させるために所定の時間を要する。このため、電磁二方弁が作動する直後にノズルを開弁させることができず、開弁の遅れが発生する。またノズル閉弁時においても同様に閉弁の後れが発生する。この開弁の遅れは極めて高速で作動する電磁二方弁によっても解消することができない。このため、ディーゼルエンジンにおいて騒音低減やNOx低減のための有効な手段であるパイロット噴射を行う際のパイロット噴射とメイン噴射のインターバルを短くできないという問題があった。
【０００９】
また、エンジン性能を向上させるブーツ状の噴射率波形も得られないという問題があった。さらに、２つの油圧絞りを用いて制御室への高圧燃料の流入と流出を行うため構造が複雑になり、油圧絞りの流量特性のばらつきによる制御室の油圧増減時間にばらつきが発生し、噴射特性がばらつくという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の間題を解決するためのものであって、体格が小さく、低い製造コストで製造することが可能で、優れた応答性を備え、かつ噴射特性のばらつきの少ない燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射装置によると、弁座、噴孔及びノズルボデー先端の端面と連通する小径孔がノズルボデーに形成され、ノズルニードルを往復摺動可能に支持するノズルニードル支持部を備える。ノズルニードルに、小径孔に挿入されるガイド部、噴孔近傍の括れ部、弁座に当接する当接部、及びノズルニードル支持部に摺接する摺動部が形成され、ガイド部の外径と、摺動部の外径と、当接部が弁座に当接する部位の外径であるシート径とが実質的に同一であるため、高圧燃料によってノズルニードルに作用する油圧力の合力は、閉弁状態にあるとき開弁方向に作用せず、開弁状態にあるとき閉弁方向に作用しない。したがって、ノズルニードルを開弁させる付勢力及び閉弁させる付勢力を小さくすることができる。このため、燃料噴射装置の体格を小さくすることができるとともに低いコストで製造することができる。また、ノズルニードルは瞬時に電気アクチュエータの動きに追従するため、優れた応答性を備えた燃料噴射装置を提供することができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載の燃料噴射装置によると、弁座と噴孔を連通する小径孔がノズルボデーに形成され、ノズルニードルを往復摺動可能に支持するノズルニードル支持部を備える。ノズルニードルに、小径孔に挿入されるガイド部、噴孔近傍の括れ部、弁座に当接する当接部、及びノズルニードル支持部に摺接する摺動部が形成され、ガイド部の外径と、摺動部の外径と、当接部が弁座に当接する部位の外径であるシート径とが実質的に同一である。さらに、ノズルニードルには、ガイド部の先端の端面からノズルニードル支持部側の先端の端面に通ずる低圧燃料流路が内部に形成されるため、低圧リーク燃料を確実に排出することができる。また、小径孔がノズルボデー先端の端面と連通していないため燃焼室の燃焼ガスによってノズルニードルの作動が影響されることが抑制される。
【００１３】
本発明の請求項３記載の燃料噴射装置によると、ガイド部の外径、当接部のシート径、及び摺動部の外径は、０．７ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であるため、製造公差や摩耗等によってそれぞれの外径が均等でなくなった場合に外径の差分によってノズルニードルに作用する油圧力の合力は極めて小さい。例えば、シート径と摺動部の外径に１０μｍの差が生じ１６０ＭＰａの噴射圧力である場合、閉弁状態においてノズルニードルに作用する油圧力の合力は、シート径０．７ｍｍのとき１．８Ｎ、シート径２．５ｍｍのとき６．３Ｎである。
【００１４】
本発明の請求項４記載の燃料噴射装置によると、弁座は、下流側から上流側に広がる円錐台状に形成され、上流側の外径は当接部のシート径より０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下大きい。上流側の外径とシート径の差が小さいため、当接部の表面に生じる圧力差によってノズルニードルに作用する油圧力の合力は極めて小さい。
【００１５】
本発明の請求項５記載の燃料噴射装置によると、ガイド部は、３μｍ以上１０μｍ以下の径方向クリアランスにて小径孔に挿入され、摺動部は３μｍ以上５μｍ以下の径方向クリアランスにてノズルニードル支持部に摺接するため、径方向クリアランスによって、ノズルニードルに作用する油圧力の合力は極めて小さい。
【００１６】
本発明の請求項６記載の燃料噴射装置によると、ノズルニードルの弁座近傍にノズル室内面に摺接する略円盤状の支持部を設けることにより、ノズルニードルの弁座側の位置決めをする。支持部側面の２、３又は４箇所に支持部の上面から底面に通じる溝が形成され、溝とノズルボデーの間にできる隙間を燃料が流通する。このため、支持部の体格を大きくすることができ、高い加工精度を得ることができる。また、支持部のノズルボデーに摺接する面が摩耗することによってノズルニードルに油圧力の合力が作用することがない。
【００１７】
本発明の請求項８記載の燃料噴射装置によると、括れ部は、下流側から上流側に２段の段差で括れて細くなり、段差面とノズルニードルの軸とでなす角は墳孔とノズルニードルの軸とでなす角と実質的に同一であるため、括れ部から噴孔へ流入する燃料の流量係数を大きくすることができる。
【００１８】
本発明の請求項８記載の燃料噴射装置によると、電気アクチュエータは、高リフト時の開弁速度を低リフト時の開弁速度より相対的に速くしてノズルニードルを摺動させる。
本発明の請求項９記載の燃料噴射装置によると、電気アクチュエータは、開弁直後の略５〜２０μｍの低リフト時に開弁速度を開弁直後の速度の１／３以下の速度に一旦減速させてノズルニードルを摺動させる。
本発明の請求項１０記載の燃料噴射装置によると、ノズルニードルは、所定リフト到達時にノズルニードル支持部の下部平面と当接する当接平面を形成するフランジを有し、当接平面に高圧燃料をノズル室から下部平面に導入するための燃料溝が形成されるため、開弁時においてノズルニードルに油圧力の合力が作用することがない。
【００１９】
本発明の請求項１１記載の燃料噴射装置によると、ガイド部、当接部及び摺動部の表面は、TiN、TiC、TiCN、CrN、DLC又はWC／Cのコーティング処理が施されているため、摩耗によってノズルニードルに油圧力の合力が作用することが抑制される。
【００２０】
本発明の請求項１２記載の燃料噴射装置によると、噴孔内面と小径孔内面との境界は、油脂に砥粒を混合させたスラリーを用い、ノズルボデーの軸線に沿って双方向に流体研磨加工が施されているため、滑らかな連続面を形成している。このため、燃料の流路が変形することがなく同一の噴射特性を長期間維持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について説明する。
（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〜図６に基づいて説明する。
図１に示す電磁制御式の燃料噴射装置は、図示しないディーゼルエンジンの各気筒に設けられ、高圧燃料を蓄圧する図示しないコモンレールから高圧燃料を供給する図示しない燃料配管が接続され、電気的に制御されて燃焼室内に高圧燃料を間欠噴射する。
【００２２】
第１インジェクタボデー１は、電磁コイル３へ通電するハーネスに接続されるコネクタ１１と、燃料配管が接続されるネジ部１２と、インレット１３に圧入固定される燃料フィルタ１４を有し、低圧リーク燃料回収通路１５を形成する棒状中空ボルト１６をねじ固定する。
【００２３】
第２インジェクタボデー２は、第１インジェクタボデー１とリテーニングナット１７によって結合され、電磁コイル３と、電磁コイル３の磁気回路を構成するプラグ３１と、ばね４を係止するばねセット荷重調整部材４１と、高圧燃料通路２１、２２とを有する。電気アクチュエータとしての電磁コイル３は、図５及び図６に示すように、ボビン３２、電磁コイルターミナル３３、及び第２インジェクタボデー２及び第１インジェクタボデー１と絶縁するための樹脂部３４を有し、可能な限り体格を大きくして吸引力を増大するように第２インジェクタボデー２の軸からオフセットして配置される。電磁コイル３の両端には、図１に示すように２つのＯリング３５、３６が設けられ低圧リーク燃料と電磁コイル３がシールされている。ばね４は、一端が後述するアーマチャ５に当接してノズルニードル６を閉弁方向に付勢し、他端に当接するばねセット荷重調整部材４１によって１０Ｎのばね荷重に調整されている。
【００２４】
ノズルニードル支持部７は、軸方向に貫通する高圧燃料通路７１を有し、電磁コイル３とノズルニードル支持部７とのエアギャップを調整するためのエアギャップ調整用スペーサ７２とともにノズルリテーニングナット７３によりノズルボデー８と第２インジェクタボデー２の間に締結される。図２及び図４に示すようにノズルニードル支持部７は、４つの燃料溝７４を下部平面７５に形成する。燃料溝７４は、幅０．７ｍｍ×長さ４ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。エアギャップ調整用スペーサ７２は軸方向に貫通する高圧燃料通路７６を有する。高圧燃料通路７１及び高圧燃料通路７６は、図４に示す２本の位置決めピン７７によって位置決めされ連通している。ノズルニードル支持部７及びエアギャップ調整用スペーサ７２の中心を貫通する貫通孔の内面にノズルニードル６が摺接する。
【００２５】
ノズルボデー８は、図３に示すように、底部に弁座８１を形成するノズル室８２を有し、弁座８１から外部先端８３に通じる小径孔８４と、小径孔８４とノズルボデー８外面を連通する噴孔８５が形成される。弁座８１は、円錐台面を有しシート角は１２３°である。噴孔８５の噴孔角度は１５０°である。噴孔８５の内面と小径孔８４の内面の境界は、ナフテン系油脂に炭化珪素砥粒を混合させた粘度５００ＣＰ〜１５００ＣＰ程度のスラリー等を用いて、１００秒から３００秒程度の時間、軸の上下両方向に流体研磨加工が施され滑らかに連続している。
【００２６】
ノズルニードル６は、図２及び図３に示すように主軸６１の一端にガイド部６２、括れ部６３、当接部６４を有し、主軸６１の他端に摺動部６５、フランジ６６を有する。ノズルニードル６のストロークは０．２０ｍｍである。
ガイド部６２は、外径が０．８ｍｍで小径孔８４に径方向クリアランス３〜５μｍで挿入され、ノズルニードル６の噴孔側の位置決めをする。
【００２７】
当接部６４は、円錐台面を有し、上流部の最大外径は０．８３ｍｍ、シート径は０．８ｍｍ、シート角は１１９°である。弁座８１に当接部６４が着座すると燃料供給が遮断される。また、弁座８１、ガイド部６２及び摺動部６５の表面は、TiN、TiC、TiCN、CrN、DLC、WC／C等のコーティング処理が施されている。
【００２８】
括れ部６３は、噴孔８５近傍に位置し、外径は０．５７ｍｍである。当接部６４が弁座８１から離座すると括れ部６３と小径孔８４の隙間から高圧燃料が噴孔８５に流入する。
フランジ６６に、ノズルニードル６が所定リフト到達時にノズルニードル支持部７の下部平面７５と当接する当接平面６７が形成される。フランジ６６は外径３．３ｍｍである。
【００２９】
摺動部６５は外径０．８ｍｍであり、ノズルニードル支持部７の貫通孔に摺接し、径方向クリアランス３〜５μｍにてノズルニードル支持部７に往復摺動可能に支持される。摺動部６５上部に、かしめ接合又はレーザー溶接接合等の機械的接合方法でアーマチャ５が接合される。
【００３０】
次に本実施例による燃料噴射装置の作動を説明する。
高圧燃料は、燃料配管から燃料噴射装置に供給され、燃料フィルタ１４を透過し、高圧燃料通路２１、２２、７６、７１、及び燃料溝７４を通ってノズル室８２に流入する。
【００３１】
このとき高圧燃料は、ノズルニードル６がばね４によって閉弁方向に付勢されているため、噴孔８５から噴射されない。また、当接部６４のシート径、および摺動部６５の外径が等しいため、高圧燃料による油圧力の合力はノズルニードル６に対して軸方向のいずれの方向にも作用しない。
【００３２】
電磁コイル３に通電を開始すると、アーマチャ５が電磁コイル３に吸引され、アーマチャ５に接合されているノズルニードル６がリフトを開始する。当接部６４が弁座８１から離れると高圧燃料がノズルニードルの括れ部６３と小径孔８４の隙間に流入し、噴孔８５から高圧燃料の噴射が開始される。
【００３３】
ノズルニードル６のリフト量が大きくなるに従い、弁座８１と当接部６４の開口面積が大きくなる。噴孔８５の総断面積よりその開口面積が大きくなるあたりから、括れ部６３と小径孔８４の隙間を流通する高圧燃料による油圧力がノズル室８２を流通する高圧燃料による油圧力と等しくなる。この状態において、ガイド部６２の外径、当接部６４のシート径、摺動部６５の外径が全て等しいため、閉弁時と同様に、高圧燃料による油圧力の合力はノズルニードル８に対して軸方向のいずれの方向にも作用しない。
【００３４】
ノズルニードル６が所定リフトに達すると、ノズルニードル６の当接平面６７がノズルニードル支持部７の下部平面７５に当接する。燃料溝７４を通じてノズル室８２から当接平面６７に高圧燃料が導かれるため、ノズル室８２内と等しい油圧力が常に当接平面６７に作用する。また、ガイド部６２の外径、当接部６４のシート径、摺動部６５の外径が全て等しいため、高圧燃料による油圧力の合力はノズルニードル８に対して軸方向のいずれの方向にも作用しない。このため当接平面６７が下部平面７５と当接した状態においても瞬時に閉弁可能である。仮に燃料溝７４がないとすれば、当接平面６７が下部平面７５に当接した場合、当接平面６７に高圧燃料が導かれず高圧燃料による油圧力の均衡状態が崩れ、ノズルニードル６の開弁方向に油圧力の合力が作用する。
【００３５】
ここで、リフト量が非常に小さい状態、すなわち当接部６４と弁座８１の開口面積が非常に小さい状態では、ノズル室８２から括れ部６３と小径孔８４の隙間への燃料供給が絞られるため、括れ部６３と小径孔８４の隙間を流通する高圧燃料による油圧力は、ノズル室８２を流通する高圧燃料による油圧力より低い。このため、当接部６４の表面に沿って圧力差が発生する。しかしながら、当接部６４の最大径は、シート径よりわずかに０．０３ｍｍ大きいだけであるため、高圧燃料による油圧力の合力がノズルニードル６に作用する力は電磁コイルの吸引力に対して極めて小さくノズルニードル６の開閉弁は容易になされる。
【００３６】
所定の噴射時間が経過した後に電磁コイル３への通電を遮断すると、ばね４の付勢力によってノズルニードル６が閉弁を開始し、弁座８１と当接部６４の開口面積が小さくなる。噴孔８５の総断面積よりその開口面積が小さくなるあたりから、括れ部６３と小径孔８４の隙間を流通する高圧燃料による油圧力がノズル室８２を流通する高圧燃料による油圧力より低くなり、高圧燃料による油圧力の均衡状態が崩れる。
【００３７】
ガイド部６２と小径孔８４の径方向クリアランスは３〜５μｍであり、加工ばらつきによって生じるガイド部６２の外径、当接部６４のシート径、及び摺動部６５の外径の３カ所の製造公差は１０μｍ程度であるため、油圧力の均衡状態がクリアランス及び製造公差によって大きく崩れることはない。
【００３８】
また、当接部６４、ガイド部６２、及び摺動部６５には、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＤＬＣ、ＷＣ／Ｃ等のコーティング処理が施されているため、寸法の経年変化は１〜２μｍ程度であり、油圧力の均衡状態が経年変化により大きく崩れることはない。
また、噴孔８５と小径孔８４の境界は流体研磨加工により滑らかな連続面を形成しているため、高圧燃料の流通によってエッジが削りとられて噴孔流量特性が変わるといった不具合は発生しない。したがって、同一の噴射特性を長期間維持できる。
【００３９】
（変形例）
図７に示すように、括れ部６３を、２段の段差によって下流側から上流側に括れて細くなるように形成し、かつその段差面の傾斜角度θ２を噴射方向と軸がなす角θ１と実質的に同一とすれば、低リフト状態（図示する中心線より右の状態）において括れ部６３から噴孔８５へと流れる燃料の流量係数を大きくできる。
【００４０】
本実施例による燃料噴射装置によると、開弁及び閉弁時においてノズルニードル６に作用する油圧力の合力が極めて小さいため、ばね４の付勢力を小さくし電磁コイル３の体格を小さくして小型化を実現することができる。
【００４１】
また、ノズルニードル６の作動は電磁コイル３の作動に素早く追従するため、極めて短いインターバルのパイロット噴射、低リフト時の開弁速度を小さくして高リフト時の開弁速度を早くするニードル制御、及び開弁直後の低リフト時に開弁速度を一旦ゼロ近傍まで減速するニードル制御等が可能となる。このため、初期噴射率を小さくしたり、いわゆる周知のブーツ型噴射が実現できる。
また、極めて簡単な構造により噴射制御を行うため、安価である上、噴射特性のばらつきを低減できる。さらにまた、噴射特性の経年変化が極めて小さい。
【００４２】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による燃料噴射装置を図８及び図９に示す。第１実施例と実質的に同一の部分には同一符号を付す。本実施例による燃料噴射装置は、ノズルニードル６の噴孔近傍にノズル室８２内面と摺接する第２ノズルニードル支持部が形成される。ノズルニードル６の噴孔側を第２ノズルニードル支持部２００によって位置決めする。
【００４３】
第２ノズルニードル支持部２００の断面は、円周上の３箇所が凹んだ略円形状を有し、凹みから形成される溝２０１が高圧燃料の通路となる。溝２０１は２箇所又は４箇所であってもよい。第２ノズルニードル支持部２００は外径４．０ｍｍで、径方向クリアランス３〜５μｍでノズル室８２内面と摺接する。ノズルニードル６の摺動部６５は、第２ノズルニードル支持部２００の貫通孔に直径方向クリアランス３〜５μｍで摺接する。
【００４４】
ガイド部６２と小径孔８４との径方向クリアランスは５〜１０μｍとし、実質的には第２ノズルニードル支持部２００によってノズルニードル６の噴孔側の位置決めがされる。
本実施例による燃料噴射装置によると、第２ノズルニードル支持部２００は、電磁コイル３の吸引力の大小にかかわらず大径化が図れるため加工精度を得やすい。また、摩耗により第２ノズルニードル支持部２００の外径が変化しても油圧の均衡が崩れることはないため作動の信頼性が高い。
【００４５】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による燃料噴射装置を図１０及び図１１に示す。第１実施例と実質的に同一の部分には同一符号を付す。
【００４６】
本実施例による燃料噴射装置は、ノズルニードル３０１と、ノズルニードル３０１を閉弁方向に付勢するためのばね３０２、ノズルニードル３０１とアーマチャ３０３のエアギャップを調整するためのエアギャップ調整部材３０４、電磁コイル３０５、電磁コイルハウジング３０６、電磁コイルターミナルの絶縁と燃料シールを行うための第１ターミナル支持部材３０７及び第２のターミナル支持部材３０８、電磁コイル３０５と第１のターミナル支持部材３０７、及び第２ターミナル支持部材３０８を位置決めするための位置決めピン３０９、３１０を有する。
【００４７】
電磁コイル３０５は、平板型ソレノイドである。平板型ソレノイドは、プランジャ型ソレノイドより吸引力が大きく、確実にノズルニードル３０１を作動させる。電磁コイル３０５はプランジャ型ソレノイドであってもよい。
ノズルニードル３０１は、アーマチャ３０３側の端面と噴孔側の端面を連通する低圧燃料流路３１１を有し、噴孔側の端面から低圧リーク燃料を排出する。
【００４８】
このため、本実施例による燃料噴射装置は、燃焼室の燃焼ガスによる影響が少なく、低圧リーク燃料を確実に回収できニードル先端への耐デポジットを高くすることができ、またノズルニードル６の作動の信頼性が高い。
【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を示す部分断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】第１実施例の変形例によるノズルニードルの作動を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す部分断面図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【図１０】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す部分断面図である。
【図１１】図９の部分拡大図である。
【図１２】従来の燃料噴射装置を示す部分断面図である。
【図１３】従来の燃料噴射装置を示す部分断面図である。
【符号の説明】
３電磁コイル（電気アクチュエータ）
６ノズルニードル
６２ガイド部
６３括れ部
６４当接部
６５摺動部
６６フランジ
６７当接平面
７ノズルニードル支持部
７４燃料溝
７５下部平面
８ノズルボデー
８１弁座
８３外部先端（ノズルボデー先端の端面）
８４小径孔
８５噴孔
２００第２ノズルニードル支持部（支持部）
２０１溝
３１１低圧燃料流路

Claims

燃料配管から燃料の供給を受け、電気制御により前記内燃機関の燃焼室に燃料を間欠噴射する燃料噴射装置において、
底部に弁座が形成されるノズル室を有するノズルボデーと、
前記弁座から離座又は前記弁座に着座することにより燃料流路を遮断又は流通させるノズルニードルと、
前記ノズルニードルを往復摺動可能に支持するノズルニードル支持部と、
直接前記ノズルニードルを往復摺動させる電気アクチュエータとを備え、
前記ノズルボデーは、前記弁座及びノズルボデー先端の端面を連通する小径孔と、前記小径孔及びノズルボデー外面を連通する噴孔とを有し、
前記ノズルニードルは、前記小径孔に挿入されるガイド部と、前記噴孔近傍の括れ部と、前記弁座に当接する当接部と、前記ノズルニードル支持部に摺接する摺動部とを有し、前記ガイド部の外径と、前記当接部のシート径と、前記摺動部の外径とが実質的に同一であることを特徴とする燃料噴射装置。
燃料配管から燃料の供給を受け、電気的に制御されて前記内燃機関の燃焼室に燃料を間欠噴射する燃料噴射装置において、
底部に弁座が形成されるノズル室を有するノズルボデーと、
前記弁座から離座又は前記弁座に着座することにより前記噴孔への燃料流路を遮断又は流通させるノズルニードルと、
前記ノズルニードルを往復摺動可能に支持するノズルニードル支持部と、
直接前記ノズルニードルを往復摺動させる電気アクチュエータとを備え、
前記ノズルボデーは、前記弁座に前記ノズルボデーを貫通しない小径孔と、前記小径孔及びノズルボデー外面を連通する噴孔とを有し、
前記ノズルニードルは、前記小径孔に挿入されるガイド部と、前記噴孔近傍の括れ部と、前記弁座に当接する当接部と、前記ノズルニードル支持部に摺接する摺動部とを有し、前記ガイド部の先端の端面から前記ノズルニードル支持部側の先端の端面に通ずる低圧燃料流路が内部に形成され、前記ガイド部の外径と、前記当接部のシート径と、前記摺動部の外径とが実質的に同一であることを特徴とする燃料噴射装置。
前記ガイド部の外径、前記当接部のシート径、及び前記摺動部の外径は、０．７ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射装置。
前記弁座は、下流側から上流側に広がる円錐台状に形成され、上流側の外径は前記当接部のシート径より０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下大きいことを特徴とする１、２又は３記載の燃料噴射装置。
前記ガイド部は、３μｍ以上１０μｍ未満の径方向クリアランスにて前記小径孔に挿入され、前記摺動部は３μｍ以上５μｍ以下の径方向クリアランスにて前記ノズルニードル支持部に摺接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
前記ノズルニードルは、前記弁座近傍で前記ノズル室内面に摺接する略円盤状の支持部を有し、前記支持部側面の２、３又は４箇所に前記支持部の上面から底面に通じる溝が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
前記括れ部は、下流側から上流側に２段の段差で括れて細くなり、段差面と前記ノズルニードルの軸とでなす角は前記墳孔と前記ノズルニードルの軸とでなす角と実質的に同一であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
前記電気アクチュエータは、高リフト時の開弁速度を低リフト時の開弁速度より相対的に速くして前記ノズルニードルを摺動させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料噴射装置。
前記電気アクチュエータは、開弁直後の略５〜２０μｍの低リフト時に開弁直後の速度の１／３以下の速度に一旦減速させて前記ノズルニードルを摺動させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
前記ノズルニードルは、所定リフト到達時に前記ノズルニードル支持部の下部平面と当接する当接平面を形成するフランジを有し、前記当接平面に高圧燃料を前記ノズル室から前記下部平面に導入するための燃料溝が形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
前記ガイド部、当接部及び摺動部の表面は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＤＬＣ又はＷＣ／Cのコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
前記噴孔内面と前記小径孔内面との境界は、油脂に砥粒を混合させたスラリーを用い、前記ノズルボデーの軸線に沿って双方向に流体研磨加工が施されていることを特徴とする請求項１又は３〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。