JP5760095B2 - Electronically controlled fuel injection valve - Google Patents
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Description
本発明は、電子制御燃料噴射弁に関し、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて燃料噴射時期と噴射量を制御することができるようにし、燃料噴射が行われない場合には、ノズル部に燃料が供給されず、ノズル部に高圧が常時作用することを防止する電子制御燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to an electronically controlled fuel injection valve, which enables the fuel injection timing and the injection amount to be controlled in accordance with a control signal independently of the engine operating condition, and when fuel injection is not performed. The present invention relates to an electronically controlled fuel injection valve that prevents fuel from being supplied to a nozzle portion and prevents high pressure from constantly acting on the nozzle portion.
電子制御技術の発展に伴い、電子制御エンジンが急速に広がっている傾向の中で、低負荷においても高圧噴射が可能であり、制御信号に応じての噴射制御が容易なコモンレール型の燃料噴射方式が、電子制御エンジンに主に適用されている。 With the development of electronic control technology, electronic control engines are spreading rapidly. Common rail fuel injection system that enables high-pressure injection even at low loads and easy injection control according to control signals. However, it is mainly applied to electronic control engines.
コモンレール燃料噴射システムの中核装置である電子制御燃料噴射弁について、多くの研究開発が行われており、燃料噴射弁の性能向上のために様々な燃料噴射弁駆動方式の特許が多数出願されている。 Much research and development has been conducted on electronically controlled fuel injection valves, which are the core device of common rail fuel injection systems, and many patents for various fuel injection valve drive systems have been filed to improve fuel injection valve performance. .
従来の機械式燃料噴射弁は、ノズル部のチャンバー内に注入される燃料の圧力のみによって、ニードルを持ち上げて燃料を噴射する構造であって、燃料の噴射時期と噴射量等の噴射特性が常に一定であるので、エンジンの運転条件とは独立して燃料噴射制御が行われないという問題点がある。 A conventional mechanical fuel injection valve has a structure in which fuel is injected by raising a needle only by the pressure of fuel injected into a chamber of a nozzle part, and the injection characteristics such as fuel injection timing and injection amount are always constant. Since it is constant, there is a problem that fuel injection control is not performed independently of engine operating conditions.
また、従来の電子制御燃料噴射弁の場合、燃料供給口を通してノズル部に供給される燃料が常時ノズル部に供給されることにより、ノズル部に高圧が常時作用してノズルのニードルやバルブシートの損傷などの問題発生時に、多くの燃料が燃焼室へ漏れてしまう問題がある。 In the case of a conventional electronically controlled fuel injection valve, the fuel supplied to the nozzle part through the fuel supply port is always supplied to the nozzle part, so that a high pressure is constantly applied to the nozzle part, so that the nozzle needle and valve seat When a problem such as damage occurs, there is a problem that a large amount of fuel leaks into the combustion chamber.
前記のような問題点を解決するための本発明の目的は、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて燃料の噴射時期や噴射量などを制御できるようにし、燃料噴射の制御方式においては、制御ニードルを通して高圧の燃料を下部圧力チャンバーに伝達して噴射制御部のカットオフニードルを持ち上げる力を増加させることによって、燃料噴射の制御が迅速に行われるようにし、燃料噴射が行われない場合は、ノズル部に燃料が供給されず、ノズル部に高圧が常時作用することを防止し、ニードル等の部品損傷時に、多くの燃料が燃焼室へ漏れてしまうことを防止し、第２流路の構造が簡単であるため、加工が容易になる、電子制御燃料噴射弁を提供することにある。 The object of the present invention for solving the above-described problems is different from the conventional mechanical fuel injection valve, and the fuel injection timing, the injection amount, etc. according to the control signal independently of the engine operating conditions. In the fuel injection control system, high-pressure fuel is transmitted to the lower pressure chamber through the control needle to increase the force for lifting the cut-off needle of the injection control unit, thereby quickly controlling the fuel injection. When fuel injection is not performed, fuel is not supplied to the nozzle portion, and high pressure is prevented from constantly acting on the nozzle portion. It is an object of the present invention to provide an electronically controlled fuel injection valve that is easy to process because the structure of the second flow path is simple and the processing is easy.
前記のような目的を達成し、従来の欠点を除去するための課題を遂行する本発明は、燃料供給口を通して注入される燃料の移動のための第1流路が内部に形成され、上部に制御バルブハウジングが設けられているバルブボディと、前記バルブボディの下部に結合され、内部にノズルチャンバーとニードルを備えるノズル部であって、前記第1流路を通して供給される燃料が前記ノズルチャンバーに満たされ、前記ニードルが上側方向に加圧されて持ち上げられることにより、燃料を噴射するノズル部と、前記バルブボディの内部において前記第１流路を開閉できるように設けられ、ノズル部を通じた燃料の噴射を制御できるようにする噴射制御部と、前記噴射制御部の下部に位置し、前記ノズル部のニードルに下側方向に加圧するノズル加圧部と、前記噴射制御部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによって噴射制御部を下側方向に下降させるための圧力が形成されるようにする上部圧力チャンバーと、前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって前記噴射制御部を上側方向に上昇させるための圧力が形成されるようにする下部圧力チャンバーと、前記下部圧力チャンバーの下部に位置し、前記第1流路を通して移動する燃料が満たされることによって前記噴射制御部を上昇させるための圧力が形成できるようにするカットオフ圧力チャンバーと、前記制御バルブハウジングを経て前記バルブボディに形成され、前記下部圧力チャンバーに接続されて下部圧力チャンバーに燃料が供給できるようにする第2流路と、前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、前記制御チャンバーに接続し、制御チャンバー内の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスと、を含むことを特徴とする。 The present invention achieves the above-mentioned object and accomplishes the problem to eliminate the conventional drawbacks. In the present invention, the first flow path for the movement of the fuel injected through the fuel supply port is formed inside, and the upper part is formed in the upper part. A valve body provided with a control valve housing, and a nozzle portion coupled to a lower portion of the valve body and having a nozzle chamber and a needle therein, and fuel supplied through the first flow path is supplied to the nozzle chamber filled, the needle by being lifted is pressurized in the upper direction, and Roh nozzle unit for injecting fuel is provided so that it can open and close the first flow path in the interior of the valve body, through the nozzle unit An injection control unit that enables control of fuel injection, and a nozzle pressurization unit that is positioned below the injection control unit and pressurizes the needle of the nozzle unit in a downward direction An upper pressure chamber formed at an upper portion of the injection control unit and configured to form a pressure for lowering the injection control unit by being filled with fuel injected through a fuel supply port; and A lower pressure chamber located at the lower part of the upper pressure chamber and configured to form a pressure for raising the injection control unit upward when the fuel is filled; and a lower part of the lower pressure chamber; A cut-off pressure chamber that allows a pressure for raising the injection control unit to be formed when the fuel moving through the first flow path is filled, and is formed in the valve body via the control valve housing, A second flow path connected to the lower pressure chamber to supply fuel to the lower pressure chamber; A control needle, which is provided in the valve housing and controls the flow rate of fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the second flow path according to a control signal, and the valve body to be connected to the lower pressure chamber. A control chamber formed and filled with fuel in the lower pressure chamber when the fuel is discharged, and a control orifice connected to the control chamber and allowing the fuel in the control chamber to be discharged to the outside of the valve body. It is characterized by.
また、前記噴射制御部は、前記バルブボディの中心に設けられ、前記下部圧力チャンバーとカットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上昇し、第1流路を開閉してノズル部への燃料供給を制御できるようにするカットオフ部と、前記カットオフ部の上部に設けられ、上部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって、前記カットオフ部を下側方向に加圧する圧力ピストンと、前記圧力ピストンに嵌るように設けられ、前記カットオフ部を下側方向に加圧するバネと、を含むことを特徴とする。 The injection control unit is provided at the center of the valve body, and rises due to fuel pressure filled in the lower pressure chamber and the cut-off pressure chamber, opens and closes the first flow path, and supplies fuel to the nozzle unit A cut-off part that can control the pressure part, a pressure piston that is provided above the cut-off part and pressurizes the cut-off part downward by the pressure of the fuel that fills the upper pressure chamber, and the pressure piston And a spring that pressurizes the cut-off portion downward.
また、前記カットオフ部は、前記下部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧されるスピンドルと、前記スピンドルの下部においてスピンドルと分離するようになっており、カットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧され、前記スピンドルと一緒に上側方向に駆動時に第1流路を開放するカットオフニードルとを含むことを特徴とする。 Further, the cut-off part is separated from the spindle pressurized upward by the fuel pressure filled in the lower pressure chamber and the spindle at the lower part of the spindle, and fills the cut-off pressure chamber. And a cutoff needle that is pressurized upward by the pressure of the fuel to be opened and opens the first flow path when driven in the upward direction together with the spindle.
一方、本発明は、燃料供給口を通して注入される燃料の移動のための第1流路が内部に形成され、上部に制御バルブハウジングが設けられているバルブボディと、前記バルブボディの下部に結合され、内部にノズルチャンバーとニードルを備えるノズル部であって、前記第1流路を通して供給される燃料が前記ノズルチャンバーに満たされ、前記ニードルが上側方向に加圧されて持ち上げられることにより、燃料を噴射するノズル部と、前記バルブボディの内部において前記第１流路を開閉できるように設けられ、ノズル部を通じた燃料の噴射を制御できるようにする噴射制御部と、前記噴射制御部の下部に位置し、前記ノズル部のニードルに下側方向に加圧するノズル加圧部と、前記噴射制御部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによって噴射制御部を下側方向に下降させるための圧力が形成されるようにする上部圧力チャンバーと、前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって前記噴射制御部を上側方向に上昇させるための圧力が形成されるようにする下部圧力チャンバーと、前記下部圧力チャンバーの下部に位置し、前記第1流路を通して移動する燃料が満たされることによって前記噴射制御部を上昇させるための圧力が形成できるようにするカットオフ圧力チャンバーと、前記制御バルブハウジングを経て前記噴射制御部の内部へ形成され、前記下部圧力チャンバーに接続されて下部圧力チャンバーに燃料が供給できるようにする第2流路と、前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、前記制御チャンバーに接続し、制御チャンバー内の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスと、を含むことを特徴とする。 On the other hand, in the present invention, the first flow path for the movement of the fuel injected through the fuel supply port is formed inside, and the control valve housing is provided at the upper part, and the lower part of the valve body is coupled to the valve body. is, a nozzle portion including a nozzle chamber and a needle therein, the fuel supplied through the first flow path is filled in the nozzle chamber, by which the needle is lifted is pressurized in the upper direction, the fuel and Bruno nozzle portion for injecting the provided so as to open and close the first flow path in the interior of the valve body, and the injection control unit to be able to control the injection of fuel through the nozzle portion, the injection control unit A nozzle pressurization part located at the bottom and pressurizing the needle of the nozzle part downward, and formed at the top of the injection control part, injected through the fuel supply port An upper pressure chamber configured to form a pressure for lowering the injection control unit when the fuel is filled; and a lower portion of the upper pressure chamber, the fuel being filled with the injection A lower pressure chamber for forming a pressure for raising the control unit in an upward direction; and the injection control by being filled with fuel that is located under the lower pressure chamber and moves through the first flow path A cut-off pressure chamber that allows pressure to be raised, and is formed inside the injection control unit through the control valve housing and connected to the lower pressure chamber to supply fuel to the lower pressure chamber A second flow path that enables the second flow path to be provided in the control valve housing and according to a control signal A control needle for controlling the flow rate of the fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the valve, and a control needle formed on the valve body so as to be connected to the lower pressure chamber, and filling the fuel in the lower pressure chamber when the fuel is discharged And a control orifice connected to the control chamber and configured to discharge fuel in the control chamber to the outside of the valve body.
また、前記噴射制御部は、前記制御バルブハウジングに嵌るように設けられ、前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、上記下部圧力チャンバーとカットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上昇し、第1流路を開閉するカットオフ部と、前記カットオフ部に嵌るように設けられ、カットオフ部を下側方向に加圧するバネと、を含むことを特徴とする。 The injection control unit is provided so as to be fitted to the control valve housing, is located at a lower part of the upper pressure chamber, and rises by a pressure of fuel filled in the lower pressure chamber and the cutoff pressure chamber, It includes a cut-off portion that opens and closes the flow path, and a spring that is provided so as to fit in the cut-off portion and pressurizes the cut-off portion in the downward direction.
また、前記のカットオフ部は、前記制御バルブハウジングが挿入されるように中心部に挿入孔が形成され、前記挿入孔の内部において下部圧力チャンバーへ第2流路の燃料が供給できるように、多数の接続孔が形成されて下部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧されるスピンドルと、前記スピンドルの下部においてスピンドルと分離するように構成され、カットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧され、前記スピンドルと一緒に上側方向に駆動時に、第1流路を開放するカットオフニードルと、を含むことを特徴とする。 Further, the cut-off part has an insertion hole formed at the center so that the control valve housing is inserted, and the fuel of the second flow path can be supplied to the lower pressure chamber inside the insertion hole. A spindle that is pressurized upward by the pressure of fuel that fills the lower pressure chamber with a plurality of connection holes formed therein, and a fuel that is configured to be separated from the spindle at the lower portion of the spindle and that fills the cutoff pressure chamber And a cut-off needle that opens the first flow path when driven in the upward direction together with the spindle.
一方、前記バルブボディには、前記カットオフ圧力チャンバーの燃料が前記カットオフニードルの外径とバルブボディの内径との間のギャップを通して下部圧力チャンバーに漏洩され、前記スピンドルに漏洩燃料による圧力が付加的に作用することを防止するために、燃料流出孔が更に形成されることを特徴とする。 On the other hand, the fuel in the cutoff pressure chamber is leaked to the lower pressure chamber through the gap between the outer diameter of the cutoff needle and the inner diameter of the valve body, and pressure due to the leaked fuel is applied to the spindle. In order to prevent this, the fuel outflow hole is further formed.
また、前記ノズル加圧部は、前記噴射制御部によって第1流路が開放する場合に、燃料が満たされるように上部に凹形状のチャンバーが形成され、前記ニードルの上部に設けられて燃料による圧力によってニードルを下側方向に加圧するニードルスピンドルと、前記ニードルスピンドルの上部に設けられ、ニードルスピンドルを下側方向に加圧するノズルバネとを含むことを特徴とする。 In addition, the nozzle pressurizing unit is formed with a concave chamber in the upper part so that the fuel is filled when the first flow path is opened by the injection control unit, and is provided on the needle and is made of fuel. A needle spindle that pressurizes the needle downward by pressure and a nozzle spring that is provided on the needle spindle and pressurizes the needle spindle downward.
以上で説明したように、本発明によると、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して制御信号に応じて制御ニードルを作動することによって、燃料の噴射時期と噴射量を制御することができ、燃料噴射の制御方式においては、制御ニードルを通して高圧の燃料を下部圧力チャンバーに伝達して噴射制御部のカットオフニードルを持ち上げる力を増加させることによって、燃料噴射の制御が迅速に行われるようになっている。 As described above, according to the present invention, unlike the conventional mechanical fuel injection valve, by operating the control needle in accordance with the control signal independently of the engine operating condition, The injection amount can be controlled. In the fuel injection control system, high-pressure fuel is transmitted to the lower pressure chamber through the control needle to increase the force for lifting the cut-off needle of the injection control unit. Control is performed quickly.
また、構造が簡単であるため、部品の交換が容易であり、スピンドルとピストンを分離・製作して高精度の加工が必要な加工面を最小化することによって、部品の精密加工が容易になり、製造コストを削減することができ、第2流路が制御バルブハウジングに形成されることによって、流路の加工が容易になり、精密加工の必要な加工面を最小化することによって、部品の精密加工が容易で、製作費を削減することができる効果がある。 In addition, since the structure is simple, parts can be easily exchanged, and the spindle and piston can be separated and manufactured to minimize the machining surface that requires high-precision machining, facilitating precision machining of parts. The manufacturing cost can be reduced, and the second flow path is formed in the control valve housing, which facilitates the processing of the flow path and minimizes the processing surface that requires precision machining, thereby reducing the Precise machining is easy and the production cost can be reduced.
また、燃料の噴射が行われない期間には、カットオフニードルがノズル部への燃料伝達を遮断し、ノズル部に高圧が常時作用することを防止することにより、部品の問題発生時に多量の燃料が燃焼室に漏れることを防止するため、非常に安全であり、ノズル部のニードルを押すバネのサイズを小さくしたり、ノズル部の開放と閉鎖の圧力を増加させたりすることが容易であるため、非常に有用な発明である。 Also, during periods when fuel injection is not performed, the cut-off needle cuts off the fuel transmission to the nozzle part and prevents high pressure from constantly acting on the nozzle part. Because it is very safe to prevent leakage into the combustion chamber, it is easy to reduce the size of the spring that pushes the needle of the nozzle part, and to increase the pressure for opening and closing the nozzle part It is a very useful invention.
以下、本発明の実施形態である構成とその作用を、添付図面に鑑みて詳細に説明すると、次の通りである。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知の機能あるいは構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を余計に不明確にすると判断された場合には、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Further, in describing the present invention, when it is determined that a specific description of a related known function or configuration will unnecessarily obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
図1は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁を示す例示図であり、図2は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルの取り付け構造を詳細に示す例示図であり、図3は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁のスピンドルと下部圧力チャンバーの構造を詳細に示す例示図であり、図4は、本発明の第1の実施形態によるカットオフ部のスピンドルとカットオフニードルとの接触部分に設けられた燃料流出孔を示す例示図であり、図5は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが閉じて燃料が噴射されていない場合における動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図6は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが開いて燃料が噴射されている場合における動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図7は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが再び閉じ、燃料噴射が終了する場合における動作状態および燃料の流れを示す例示図である。 FIG. 1 is an exemplary diagram showing a fuel injection valve according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exemplary diagram showing in detail a control needle mounting structure of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exemplary view showing in detail the structure of the spindle and lower pressure chamber of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exemplary view showing a fuel outflow hole provided in a contact portion between a spindle of a cut-off portion and a cut-off needle, and FIG. FIG. 6 is an exemplary diagram showing an operation state and a fuel flow when fuel is not injected, and FIG. 6 is a diagram when fuel is injected by opening the control needle of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention. Operating conditions and fuel flow A to illustration, FIG. 7 is a first embodiment closes again control needle of the fuel injection valve according to the, exemplary diagram showing a flow of the operation state and the fuel when the fuel injection ends of the present invention.
図に示すように、本発明による燃料噴射弁100は、燃料供給口210を通して注入される燃料が移動できるように、第1流路220が内部に形成され、上部に制御バルブハウジング 241が設けられているバルブボディ200と、前記バルブボディ200の下部に結合され、前記第1流路220を通して供給される燃料が満たされて内部に設けられるニードル520を上側方向に加圧することによって、ニードル520を持ち上げて燃料がノズル孔530を通して噴射されるようにノズルチャンバー510が形成されているノズル部500と、前記バルブボディ200の内部において前記第1流路220を開閉できるように設けられ、前記ノズル部500を通じた燃料の噴射を制御できるようにする噴射制御部300と、前記噴射制御部300の下部に位置するように前記バルブボディ200の内部に設けられ、ノズル部500のニードル520に下側方向に加圧するノズル加圧部400と、前記噴射制御部300の上部に形成され、燃料供給口210 を通して注入される燃料が満たされることによって、噴射制御部300を下側方向に下降させるための圧力が形成されるようにする上部圧力チャンバー230と、前記上部圧力チャンバー230の下部に位置し、燃料が満たされることによって、前記噴射制御部300を上側方向に上昇させるための圧力が形成されるようにする下部圧力チャンバー231と、前記下部圧力チャンバー231の下部に位置し、前記第1流路220を通して移動する燃料が満たされることによって、前記噴射制御部300を上昇させるための圧力が形成されるようにするカットオフ圧力チャンバー232と、前記制御バルブハウジング241を経て前記バルブボディ200に形成され、前記下部圧力チャンバー231に接続されて下部圧力チャンバー231に燃料を供給できるようにする第2流路221と、前記制御バルブハウジング241に設けられ、制御信号に応じて前記第2流路 221を開閉することによって、下部圧力チャンバー231に供給される燃料の流量を制御する制御ニードル240と、前記下部圧力チャンバー231と接続するようにバルブボディ200に形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバー231の燃料が満たされる制御チャンバー233と、前記制御チャンバー233に接続され、制御チャンバー233の内部の燃料がバルブボディ200の外部に排出されるようにする制御オリフィス 234を含む。
As shown in the figure, the
前記制御ニードル240は、制御信号に応じて動作するドライバ（actuator、図示せず）によって作動され、前記第2流路221を開閉して前記下部圧力チャンバー231に流入する燃料の流量を制御できるようになっている。
The
前記噴射制御部300は、バルブボディ200の中心に設けられ、前記下部圧力チャンバー231とカットオフ圧力チャンバー232に満たされる燃料の圧力によって上昇し、前記第1流路220を開閉してノズル部500への燃料供給を制御できるようにするカットオフ部310と、前記カットオフ部310の上部に設けられ、上部圧力チャンバー230に満たされる燃料の圧力によって前記カットオフ部310を下側方向に加圧する圧力ピストン350と、前記圧力ピストン350に嵌るように設けられ、前記カットオフ部310を下側方向に加圧するバネ340を含む。
The
このような本発明の第1の実施例は、前記のようにカットオフ部310と圧力ピストン350を分離して備えることにより、精密加工の必要な圧力ピストン350及びカットオフ部310の外径と、これらが設けられるバルブボディ200の内部空間の内径とのギャップ調節が容易となり、これにより、バルブの製作が容易であり、製造コストが削減される。
In the first embodiment of the present invention, the cut-off
すなわち、上部圧力チャンバー230と下部圧力チャンバー231の内部に満たされる高圧の燃料が、圧力ピストン350及びカットオフ部310と、バルブボディ200の内部空間の内径との間のギャップに漏出することを防止するために、ギャップを非常に小さく精密加工しなければならないが、カットオフ部310及び圧力ピストンが一体に形成されると、1つの部品に精密加工の必要な加工面が非常に多くなるため、加工が難しかった。本発明の第1実施例は、前記のようにカットオフ部310と圧力ピストン350とを分離して備えることによって、それぞれの部品において精密加工の必要な加工面を最小限に抑えるように設計することができ、部品の精密加工が容易になるメリットがある。
That is, high-pressure fuel filled in the
一方、前記のカットオフ部310は、前記下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧されるスピンドル320と、前記スピンドル320の下部においてスピンドル320と分離するようになっており、カットオフ圧力チャンバー232に満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧され、前記スピンドル320と共に上側方向に駆動時に第1流路220を開放するカットオフニードル330を含む。
Meanwhile, the cut-off
このように、カットオフ部310をスピンドル320とカットオフニードル330とに分離して備えることにより、前記カットオフ部310と圧力ピストン350とを分離して備えたように、それぞれの部品において精密加工の必要な加工面を最小限に抑えるように設計して部品の精密加工が容易であるメリットがある。
In this way, by providing the cut-off
一方、前記制御チャンバー233と制御オリフィス234は、スピンドルが上側方向に駆動される時には、下部圧力チャンバー231と接続し、下部圧力チャンバー231の内部の燃料をバルブボディ200の外部に排出する反面、スピンドル320が駆動されていない場合には、下部圧力チャンバー231との接続が遮断され、燃料が排出されないように形成されている。
一方、前記バルブボディ200には、前記のカットオフ圧力チャンバー232の燃料が前記カットオフニードル330の外径とバルブボディ200内径との間のギャップを通して、下部圧力チャンバー231に漏洩されて前記スピンドル 320に漏洩燃料による圧力が付加的に作用することを防止するために、燃料流出孔235が更に形成される。
On the other hand, the
Meanwhile, the fuel in the cut-off
この燃料流出孔235は、前記スピンドル320とカットオフニードル330との接触部分に位置するように形成され、カットオフ圧力チャンバー232から漏洩する燃料がより容易に排出できるようにするものである。
The
一方、前記ノズル加圧部400は、前記噴射制御部300のカットオフ部310によって第1流路220が開放する場合、燃料が満たされるように上部に凹形状のチャンバー411が形成さされ、前記ノズル部500のニードル520上部に設けられ、燃料の圧力によってニードル520を下側方向に加圧するニードルスピンドル410と、前記ニードルスピンドル410の上部に設けられ、ニードルスピンドル410を下側方向に加圧するノズルバネ420を含む。
一方、前記スピンドル320とカットオフニードル330には、下部圧力チャンバー231及びカットオフ圧力チャンバー232において満たされる燃料の圧力によって、上側方向に駆動力が作用するように、段差のある圧力作用面333が形成される。
On the other hand, when the
On the other hand, the
このように構成される本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁の動作状態を説明する。
まず、燃料が噴射されていない場合には、前記燃料供給口210を通して供給される高圧の燃料は、噴射制御部300の上部、すなわち、圧力ピストン350の上部に形成されている上部圧力チャンバー230及び第1流路220を通して前記カットオフ圧力チャンバー232に満たされる。
The operation state of the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described.
First, when the fuel is not injected, the high-pressure fuel supplied through the
このように燃料噴射が行われない待機期間には、制御ニードル240が第2流路221を密閉して閉じているため、燃料が第2流路221を通して下部圧力チャンバー231に伝達されない。
Thus, during the standby period in which fuel injection is not performed, the
このため、上部圧力チャンバー230に充填された燃料の圧力によって圧力ピストン350上部から下側方向に作用する力と、バネ340によって下側方向に作用する力との合力が、カットオフ圧力チャンバー232を通してカットオフ部310に上側方向に作用する圧力による力よりも大きいので、カットオフ部310が閉じている状態を維持する。
For this reason, the resultant force of the force acting downward from the top of the
このように、第1流路220がカットオフ部310に閉じられ、高圧の燃料がノズル部500に伝達されなくなるにつれて、ノズル部500のニードル520も下側方向に作用するノズルバネ420 の力によって閉状態を維持するようになり、ノズル孔530を通して燃料噴射が発生しなくなる。
As described above, as the
一方、燃料噴射が開始した場合には、制御信号に応じてドライバ（actuator）が作動して制御ニードル240を上昇させると、制御ニードル240を防いでいる第2流路221が開放され、高圧の燃料が下部圧力チャンバー231に伝達され、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力が、カットオフ部310の軸320に形成されている圧力作用面333に作用する。
これにより、カットオフ部310のスピンドル320とカットオフニードル330に上側方向に作用する燃料の圧力による力が、上部圧力チャンバー230に満たされた燃料の圧力によって圧力ピストン350の上部に作用する力と、バネ340によって下側方向に作用する力との合力よりも大きくなり、カットオフニードル330が上昇することになり、これにより、第1流路220が開放されることによって、高圧の燃料が、ニードルスピンドル 410の上部に形成されたチャンバー411とノズル部500のノズルチャンバー510に伝達されることになる。
このようにノズルチャンバー510に伝達された燃料の圧力によってノズル部500のニードルを持ち上げる力が、ニードルスピンドル410の上部のチャンバー411に満たされた燃料によって下側方向に作用する圧力による力と、ノズルバネ420によってニードルスピンドル410の下側方向に作用する力との合力よりも大きくなると、ノズル部500のニードル520が上昇してノズル孔530を通して燃料の噴射が行われるようになる。
On the other hand, when the fuel injection is started, when the driver (actuator) is operated according to the control signal to raise the
As a result, the force due to the fuel pressure acting on the
Thus, the force by which the needle of the
ここで、ニードルスピンドル410の上部に形成されたチャンバー411に満たされる燃料によってニードルスピンドル410の上部に作用する圧力による力とノズルバネ420の力によって、ノズルの開放圧力が決定されるが、この場合、ノズルバネ420のみでノズル部500のニードル520を押す場合に比べて、ノズルバネ420の力を減らすことができるので、ノズルバネ420のサイズを小さくしたり、ノズル部500 の開放圧力を増加させたりすることが容易である。
Here, the opening pressure of the nozzle is determined by the force of the pressure acting on the upper portion of the
一方、燃料噴射が終了する場合には、制御信号に応じて前記制御ニードル240が下側方向に移動して第2流路221を遮断することになる。
On the other hand, when the fuel injection is finished, the
このように、第2流路221が遮断されると、下部圧力チャンバー231には、更なる燃料供給がない一方、制御オリフィス234を通して燃料が排出され、下部圧力チャンバー231内の圧力が下がることになる。
Thus, when the
これにより、スピンドル320とカットオフ圧力チャンバー232に満たされてカットオフニードル330を上昇させる燃料の圧力による力が、上部圧力チャンバー230に満たされる燃料による圧力ピストン350の上部に作用する圧力による力と、バネ340によってスピンドル320とカットオフニードル330を押す力との合力よりも小さくなる。
As a result, the force due to the pressure of the fuel that fills the
このため、カットオフニードル330が下降して第1流路220が遮断され、更なる高圧燃料は、第1流路220を通してニードルスピンドル410の上部に形成されたチャンバー411とノズル部 500のノズルチャンバー510に伝達されない。
For this reason, the cut-off
また、前記のようにカットオフニードル330が閉じた後には、第1流路220に残っていた燃料は、ノズル部500のノズル孔530を通して噴射されることによって、ノズルチャンバー510の圧力が減少し、ノズル部500のニードル520を押し上げる力が減少することになり、この力が、ニードルスピンドル410の上部のチャンバー411に満たされた燃料によってニードルスピンドル410の上部に作用する力とノズルバネ420によって作用される力との合力よりも小さくなると、ノズル部500のニードル520が下降してノズル孔530への流路を遮断するようになり、燃料の噴射が終了する。
In addition, after the
このような本発明の第1の実施形態による燃料噴射弁は、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して、制御信号に応じて制御ニードル240を操作して燃料の噴射時期と噴射量を制御することができるようになる。
Unlike the conventional mechanical fuel injection valve, the fuel injection valve according to the first embodiment of the present invention operates the
また、燃料噴射の制御方式においては、制御ニードル240を通して高圧の燃料を下部圧力チャンバー231に伝達し、噴射制御部300のカットオフニードル330を持ち上げる力を増加させることによって、燃料噴射の制御が迅速になる。
In the fuel injection control method, high-pressure fuel is transmitted to the
また、構造が簡単であるため、部品の組み立てや交換が容易であり、特に、ノズル部500の交換が容易であるというメリットがある。
Further, since the structure is simple, it is easy to assemble and replace parts, and in particular, there is an advantage that the
また、燃料噴射が行われない期間中は、カットオフニードル330が閉じて、第1流路220を遮断することにより、ノズル部500への燃料伝達が遮断されてノズル部500に高圧が常時作用することを防止し、ノズル部500のニードル520やバルブのシートの損傷などの問題発生時に、多量の燃料が燃焼室へ漏れることを防止する安全機能を有する。
In addition, during the period when fuel injection is not performed, the
また、ニードルスピンドル410の上部に作用する圧力による力と、ノズルバネ420の力によってノズル部500の開放圧力が決定することにより、ノズルバネ420のみでノズル部500のニードル
520を押す場合に比べて、ノズルバネ420の力を減らすことができるので、ノズルバネ420のサイズを小さくすることができ、ノズル部500の開放および閉鎖圧力を増加させることが容易であるというメリットがある。
In addition, the opening pressure of the
Compared to pressing 520, the force of the
一方、図8は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁を示す例示図であり、図9は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルの取り付け構造を詳細に示す例示図であり、図10は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁のスピンドルと下部圧力チャンバーの構造を詳細に示す例示図であり、図11は、本発明の第2の実施形態によるカットオフ部のスピンドルとカットオフニードルとの接触部分に設けられた燃料流出孔を示す例示図であり、図12は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが閉じて燃料が噴射されていない場合における動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、
図13は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが開いて燃料が噴射されている場合における動作状態および燃料の流れを示す例示図であり、図14は、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の制御ニードルが再び閉じ、燃料噴射が終了する場合における動作状態および燃料の流れを示す例示図であって、
図に示すように、本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁100は、燃料供給口210を通して注入される燃料が移動することができるように、第1流路220が内部に形成され、上部に制御バルブハウジング241が設けられているバルブボディ200と、前記バルブボディ200の下部に結合され、前記第1流路220を通して供給される燃料が満たされて内部に設けられているニードル520 を上側方向に加圧することによって、ニードル520を持ち上げて、燃料がノズル孔530を通して噴射されるようにノズルチャンバー510が形成されているノズル部500と、前記バルブボディ200の内部において前記第1流路220を開閉できるように設けられ、ノズル部500を通じた燃料の噴射を制御できるようにする噴射制御部300と、前記噴射制御部300の下部に位置するように前記バルブボディ200の内部に設けられ、ノズル部500のニードル520を下側方向に加圧するノズル加圧部400と、前記噴射制御部300の上部に形成され、燃料供給口210を通して注入される燃料が満たされることによって、噴射制御部300を下側方向に下降させるための圧力が形成されるようにする上部圧力チャンバー230と、前記上部圧力チャンバー230の下部に位置し、燃料が満たされることによって、前記噴射制御部300を上側方向に上昇させるための圧力が形成されるようにする下部圧力チャンバー231と、前記下部圧力チャンバー231の下部に位置し、前記第1流路220を通して移動する燃料が満たされることによって、前記噴射制御部300を上昇させるための圧力が形成されるようにするカットオフ圧力チャンバー232と、前記制御バルブハウジング241を通して前記噴射制御部300の内部へ形成され、前記下部圧力チャンバー231に接続されることによって、下部圧力チャンバー231に燃料を供給できるようにする第2流路221と、前記制御バルブハウジング241に設けられ、制御信号に応じて前記第2流路221を開閉することによって、下部圧力チャンバー231に供給される燃料の流量を制御する制御ニードル240と、前記下部圧力チャンバー231と接続するようにバルブボディ200に形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバー231の燃料が満たされる制御チャンバー233と、前記制御チャンバー233に接続し、制御チャンバー233の内部の燃料がバルブボディ100の外部に排出されるようにする制御オリフィス234を含む。
On the other hand, FIG. 8 is an exemplary view showing a fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows in detail a control needle mounting structure of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is an exemplary view showing in detail the structure of the spindle and lower pressure chamber of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a second embodiment of the present invention. FIG. 12 is an exemplary view showing a fuel outflow hole provided in a contact portion between a spindle and a cut-off needle of a cut-off portion according to a form, and FIG. 12 shows a control needle of a fuel injection valve according to a second embodiment of the present invention closed It is an exemplary diagram showing the operating state and the flow of fuel when the fuel is not injected,
FIG. 13 is an exemplary view showing an operating state and a flow of fuel when the control needle of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention is opened and fuel is injected, and FIG. FIG. 7 is an exemplary diagram showing an operation state and a fuel flow when the control needle of the fuel injection valve according to the second embodiment is closed again and fuel injection is terminated,
As shown in the figure, the
前記制御ニードル240は、制御信号に応じて動作するドライバ（actuator、図示せず）によって作動され、前記第2流路221を開閉して前記下部圧力チャンバー231に流入する燃料の流量を制御することができるようになっている。
The
前記噴射制御部300は、前記制御バルブハウジング241に嵌るように設けられ、上部圧力チャンバー230の下部に位置し、前記下部圧力チャンバー231とカットオフ圧力チャンバー232に満たされる燃料の圧力によって上昇して第1流路220を開閉するカットオフ部310と、前記カットオフ部310に嵌るように設けられ、カットオフ部310を下側方向に加圧するバネ340 を含む。
The
前記カットオフ部310は、制御バルブハウジング241を挿入できるように中心部に挿入孔321が形成され、制御バルブハウジング241に形成されている第2流路221が前記下部圧力チャンバー231と接続するように、前記挿入孔321の内部に下部圧力チャンバー231と接続する複数の接続孔322が形成され、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧されるスピンドル320と、前記スピンドル320の下部においてスピンドル320と分離するように構成され、カットオフ圧力チャンバー232に満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧され、前記スピンドル320と一緒に上側方向に駆動時に、第1流路220を開放するカットオフニードル330を含む。
The cut-off
このような本発明の第2の実施形態は、前記制御バルブハウジング241に第2流路221を形成し、この制御バルブハウジング241をスピンドル320の挿入孔321に挿入することにより、スピンドル320の内部に第2流路221が位置することになる。
In the second embodiment of the present invention, the
このような第2流路は、前記のように制御バルブハウジング241に形成することにより、第2流路221の構造が単純になり、バルブボディ200に流路を形成する場合と比べ、第2流路221の加工が容易である。
By forming the second flow path in the
また、カットオフ部310のスピンドル320とカットオフニードル330を分離して備えることにより、精度加工の必要なスピンドル320とカットオフニードル330の外径と、これらが設けられるバルブボディ200の内部空間の内 径とのギャップを調節することが容易になり、バルブの製作が容易で、かつ、製造コストを削減することができる。
In addition, the
すなわち、上部圧力チャンバー230、下部圧力チャンバー231、及びカットオフ圧力チャンバー232に満たされる高圧の燃料が、スピンドル320及びカットオフニードル330と、バルブボディ200の内部空間の内径との間のギャップに漏洩されることを防止するために、ギャップを非常に小さく精密加工しなければならないが、スピンドル320とカットオフニードル330が一体に形成されると、1つの部品に精密加工の必要な加工面が非常に多くなるため、加工が難しかった。ところが、本発明は、前記のように、スピンドル320とカットオフニードル330を分離して備えるため、それぞれの部品において精密加工の必要な加工面を最小限に抑えるように設計することができ、部品の精密加工が容易であるというメリットがある。
That is, high-pressure fuel that fills the
一方、前記制御チャンバー233と制御オリフィス234は、スピンドル320が上側方向に駆動される場合には、下部圧力チャンバー231と接続されて下部圧力チャンバー231の内部の燃料をバルブボディ200の外部に排出する反面、スピンドル320が駆動されていない場合には、下部圧力チャンバー231との接続が遮断され、燃料が排出されないように形成されている。
On the other hand, the
一方、前記バルブボディ200には、前記のカットオフ圧力チャンバー232の燃料が、前記カットオフニードル330の外径とバルブボディ200の内径との間のギャップを通して下部圧力チャンバー231に漏洩され、前記スピンドル 320に対して漏洩燃料による圧力が付加的に作用することを防止するために、燃料流出孔235が更に形成される。
Meanwhile, the fuel in the
このような燃料流出孔235は、前記スピンドル320とカットオフニードル330との接触部分に位置するように形成され、カットオフ圧力チャンバー232から漏れる燃料がより容易に排出されることができるようにする。
The
一方、前記ノズル加圧部400は、前記噴射制御部300のカットオフ部310によって第1流路220が開放する場合、燃料が満たされるように上部に凹形状のチャンバー411が形成され、前記ノズル部500のニードル520の上部に設けられ、燃料による圧力でニードル520を下側方向に加圧するニードルスピンドル410と、前記ニードルスピンドル410の上部に設けられてニードルスピンドル410を下側方向に加圧するノズルバネ420とを含む。
On the other hand, when the
一方、前記スピンドル320とカットオフニードル330には、下部圧力チャンバー231とカットオフ圧力チャンバー232で満たされる燃料の圧力によって上側方向に駆動力が作用するように、段差のある圧力作用面333が形成される。
On the other hand, the
このように構成される本発明の第2の実施形態による燃料噴射弁の動作状態を説明する。
まず、燃料が噴射されていない場合には、前記燃料供給口210を通して供給される高圧の燃料は、噴射制御部300の上部、すなわち、噴射制御部300を構成するカットオフ部310のスピンドル320上部に位置する上部圧力チャンバー230及び前記第1流路220を通して前記カットオフ圧力チャンバー232に満たされる。
The operation state of the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described.
First, when the fuel is not injected, the high-pressure fuel supplied through the
このように燃料噴射が行われない待機期間には、制御ニードル240が第2流路221を密閉して閉じているため、燃料が第2流路221を通して下部圧力チャンバー231に伝達されない。
Thus, during the standby period in which fuel injection is not performed, the
このため、上部圧力チャンバー230に充填された燃料の圧力によってスピンドル320の上部から下側方向に作用する力と、バネ340によって下側方向に作用する力との合力が、カットオフ圧力チャンバー232を通してカットオフ部310に上側方向に作用する圧力による力よりも大きいため、カットオフ部310が閉じている状態を維持する。
Therefore, the resultant force of the force acting downward from the top of the
このように、第1流路220がカットオフ部310によって閉じられ、高圧の燃料がノズル部500に伝達されなくなるにつれて、ノズル部500のニードル520も下側方向に作用するノズルバネ420の力によって閉状態を維持するようになり、ノズル孔530を通して燃料噴射が発生しなくなる。
Thus, as the
一方、燃料噴射が開始する場合には、制御信号に応じてドライバ（actuator）が作動して制御ニードル240を上昇させると、制御ニードル240を防いでいる第2流路221が開放され、高圧の燃料が、制御バルブハウジング241に形成されている第2流路221を通してスピンドル320の内部から接続孔322を経て、下部圧力チャンバー231に伝達され、下部圧力チャンバー231に満たされる燃料の圧力がスピンドル320の圧力作用面333に作用する。
続いて、カットオフ圧力チャンバー232と下部圧力チャンバー231を通してカットオフ部310のスピンドル320とカットオフニードル330に上側方向に作用する燃料の圧力による力が、上部圧力チャンバー 230に満たされた燃料の圧力によってスピンドル320の上部に作用する力と、バネ340によって下側方向に作用する力との合力よりも大きくなり、カットオフニードル330が上昇することになり、これにより、第1流路220が開放されることによって、高圧の燃料がニードルスピンドル410の上部に形成されたチャンバー411とノズル部500のノズルチャンバー510に伝達されることになる。
On the other hand, when the fuel injection is started, when the driver (actuator) is operated according to the control signal to raise the
Subsequently, the force of the fuel pressure acting upward on the
このように、ノズルチャンバー510に伝達された燃料の圧力によりノズル部500のニードル520を持ち上げる力が、ニードルスピンドル410の上部のチャンバー411に満たされた燃料によって下側方向に作用する圧力による力と、ノズルバネ420によってニードルスピンドル410に下側方向に作用する力との合力よりも大きくなると、ノズル部500のニードル520が上昇してノズル孔530を通して燃料の噴射が行われるようになる。
As described above, the force by which the
ここで、ニードルスピンドル410の上部に形成されたチャンバー411に満たされる燃料によってニードルスピンドル410の上部に作用する圧力による力とノズルバネ420の力によってノズルの開放圧力が決定されるが、この場合、ノズルバネ420のみでノズル部500のニードル520を押す場合と比べて、ノズルバネ420の力を減らすことができるので、ノズルバネ420のサイズを小さくしたり、ノズル部500の開放圧力を増加させたりすることが容易である。
Here, the opening pressure of the nozzle is determined by the force of the pressure acting on the upper portion of the
一方、燃料噴射が終了する場合には、制御信号に応じて前記制御ニードル240が下側方向に移動して第2流路221を遮断することになる。このように、第2流路221が遮断されると、下部圧力チャンバー231には、更なる燃料供給がない一方、制御オリフィス234を通して燃料が排出され、下部圧力チャンバー231内の圧力が下がることになる。
On the other hand, when the fuel injection is finished, the
これにより、カットオフ圧力チャンバー232に満たされてカットオフニードル330を上昇させる燃料の圧力による力が、上部圧力チャンバー230に満たされる燃料によるスピンドル320の上部に作用する圧力による力と、バネ340によってスピンドル320とカットオフニードル330を押す力との合力よりも小さくなる。
Thus, the force due to the pressure of the fuel that fills the cut-off
このため、カットオフニードル330が下降して第1流路220が遮断され、更なる高圧燃料は、第1流路220を通してニードルスピンドル410の上部に形成されたチャンバー411とノズル部 500のノズルチャンバー510に伝達されない。
For this reason, the cut-off
また、前記のように、カットオフニードル330が閉じた後には、第1流路220に残っていた燃料がノズル部500のノズル孔530を通して噴射されることによって、ノズルチャンバー510の圧力が減少し、ノズル部500のニードル520を押し上げる力が減少することになり、この力が、ニードルスピンドル410の上部のチャンバー411に満たされた燃料によってニードルスピンドル411の上部に作用する力と、ノズルバネ420によって作用する力との合力よりも小さくなると、ノズル部500のニードル520が下降してノズル孔530への流路を遮断するようになり、燃料の噴射が終了する。
In addition, as described above, after the
このような本発明の第2の実施形態の燃料噴射弁は、従来の機械式燃料噴射弁とは異なり、エンジンの運転条件とは独立して、制御信号に応じて制御ニードル240を操作して燃料の噴射時期と噴射量を制御することができるようになる。
Unlike the conventional mechanical fuel injection valve, the fuel injection valve according to the second embodiment of the present invention operates the
また、第2流路221が制御バルブハウジング241を通して形成されることによって、バルブボディ200に第2流路221を形成することよりも流路の加工が容易になり、バルブの製作が容易である。
In addition, since the
また、燃料噴射の制御方式においては、制御ニードル240を通して高圧の燃料を下部圧力チャンバー231に伝達して、噴射制御部300のカットオフニードル330を持ち上げる力を増加させることによって、燃料噴射の制御が迅速である。
Further, in the fuel injection control system, high-pressure fuel is transmitted to the
また、構造が簡単であるため、部品の組み立てや交換が容易であり、特に、ノズル部500の交換が容易であるというメリットがある。
Further, since the structure is simple, it is easy to assemble and replace parts, and in particular, there is an advantage that the
また、燃料噴射が行われない期間中は、カットオフニードル330が閉じて第1流路220を遮断することにより、ノズル部500への燃料伝達が遮断されてノズル部500に高圧が常時作用していることを防止し、ノズル部500のニードル520やバルブのシート損傷などの問題発生時に、多量の燃料が燃焼室に漏れることを防止する安全機能を有する。
Further, during the period in which fuel injection is not performed, the
また、ニードルスピンドル410の上部に作用する圧力による力と、ノズルバネ420の力によってノズル部500の開放圧力が決定されることにより、ノズルバネ420のみでノズル部500のニードル520を押す場合と比べて、ノズルバネ420の力を減らすことができるので、ノズルバネ420のサイズを小さくすることができ、ノズル部500の開放及び閉鎖の圧力を増加させることが容易であるというメリットがある。
In addition, since the opening pressure of the
本発明は、上述した特定の好ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも多様な変形実施が可能なのはもちろん、そのような変更は、請求の範囲の記載の範囲内にある。 The present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and has ordinary knowledge in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the present invention claimed in the scope of claims. Anyone can make various modifications, and such modifications are within the scope of the claims.
100：燃料噴射弁
200：バルブボディ
210：燃料供給口
220：第1流路
221：第2流路
230：上部圧力チャンバー
231：下部圧力チャンバー
232：カットオフ圧力チャンバー
233：制御チャンバー
234：制御オリフィス
235：燃料流出孔
240：制御ニードル
241：制御バルブハウジング
300：噴射制御部
310：カットオフ部
320：スピンドル
321：挿入孔
322：接続孔
330：カットオフニードル
333：圧力作用面
340：バネ
350：圧力ピストン
400：ノズル加圧部
410：ニードルスピンドル
411：チャンバー
420：ノズルバネ
500：ノズル部
510：ノズルチャンバー
520：ニードル
530：ノズル孔
100: Fuel injection valve
200: Valve body
210: Fuel supply port
220: 1st flow path
221: Second channel
230: Upper pressure chamber
231: Lower pressure chamber
232: Cut-off pressure chamber
233: Control chamber
234: Control orifice
235: Fuel outflow hole
240: Control needle
241: Control valve housing
300: Injection control unit
310: Cut-off part
320: Spindle
321: Insertion hole
322: Connection hole
330: Cut-off needle
333: Pressure acting surface
340: Spring
350: Pressure piston
400: Nozzle pressure unit
410: Needle spindle
411: Chamber
420: Nozzle spring
500: Nozzle
510: Nozzle chamber
520: Needle
530: Nozzle hole
Claims (8)
前記バルブボディの下部に結合され、内部にノズルチャンバーとニードルを備えるノズル部であって、前記第1流路を通して供給される燃料が前記ノズルチャンバーに満たされ、前記ニードルが上側方向に加圧されて持ち上げられることにより、燃料を噴射するノズル部と、
前記バルブボディの内部において前記第1流路を開閉できるように設けられ、ノズル部を通じた燃料の噴射を制御できるようにする噴射制御部と、
前記噴射制御部の下部に位置し、前記ノズル部のニードルを下側方向に加圧するノズル加圧部と、
前記噴射制御部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることのよって、噴射制御部を下側方向に下降させるための圧力が形成されるようにする上部圧力チャンバーと、
前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって、前記噴射制御部を上側方向に上昇させるための圧力が形成されるようにする下部圧力チャンバーと、
前記下部圧力チャンバーの下部に位置し、前記第1流路を通して移動する燃料が満たされることによって、前記噴射制御部を上昇させるための圧力が形成できるようにするカットオフ圧力チャンバーと、
前記制御バルブハウジングを経て前記バルブボディに形成され、前記下部圧力チャンバーに接続して下部圧力チャンバーに燃料を供給できるようにする第2流路と、
前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって、下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、
前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、
前記制御チャンバーに接続し、制御チャンバー内部の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスと、を含むことを特徴とする電子制御燃料噴射弁。 A valve body in which a first flow path for movement of fuel injected through the fuel supply port is formed, and a control valve housing is provided at the top;
Coupled to said lower portion of the valve body, a nozzle unit comprising a nozzle chamber and a needle therein, the fuel supplied through the first flow path is filled in the nozzle chamber, the needle is pressed out upwardly by lifted Te, and Roh nozzle unit for injecting fuel,
An injection control unit that is provided so as to be able to open and close the first flow path inside the valve body, and that can control fuel injection through the nozzle unit;
A nozzle pressurizing unit located under the injection control unit and pressurizing the needle of the nozzle unit in a downward direction;
An upper pressure chamber formed at an upper portion of the injection control unit and configured to form a pressure for lowering the injection control unit by being filled with fuel injected through a fuel supply port;
A lower pressure chamber located at a lower portion of the upper pressure chamber and configured to form a pressure for raising the injection control unit in an upward direction when the fuel is filled;
A cut-off pressure chamber located below the lower pressure chamber and filled with fuel that moves through the first flow path to allow pressure to be raised to the injection control unit; and
A second flow path formed in the valve body via the control valve housing and connected to the lower pressure chamber to supply fuel to the lower pressure chamber;
A control needle that is provided in the control valve housing and controls the flow rate of fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the second flow path in response to a control signal;
A control chamber formed in the valve body to connect to the lower pressure chamber and filled with fuel in the lower pressure chamber when the fuel is discharged;
An electronic control fuel injection valve, comprising: a control orifice connected to the control chamber and configured to discharge fuel inside the control chamber to the outside of the valve body.
前記バルブボディの中心に設けられ、前記下部圧力チャンバー及びカットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上昇し、第1流路を開閉してノズル部への燃料供給を制御できるようにするカットオフ部と、
前記カットオフ部の上部に設けられ、上部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって、前記カットオフ部を下側方向に加圧する圧力ピストンと、
前記圧力ピストンに嵌るように設けられ、前記カットオフ部を下側方向に加圧するバネと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子制御燃料噴射弁。 The injection control unit
Cut-off that is provided at the center of the valve body and rises by the pressure of the fuel that fills the lower pressure chamber and the cut-off pressure chamber, and controls the fuel supply to the nozzle part by opening and closing the first flow path And
A pressure piston that is provided above the cut-off portion and pressurizes the cut-off portion in a downward direction by the pressure of fuel that fills the upper pressure chamber;
The electronically controlled fuel injection valve according to claim 1, further comprising: a spring that is fitted to the pressure piston and pressurizes the cutoff portion in a downward direction.
前記下部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって、上側方向に加圧されるスピンドルと、
前記スピンドルの下部においてスピンドルと分離するように備わり、カットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧され、前記スピンドルと一緒に上側方向に駆動時に第1流路を開放するカットオフニードルと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子制御燃料噴射弁。 The cut-off part is
A spindle pressurized in the upward direction by the pressure of the fuel filling the lower pressure chamber;
Cut-off provided at the lower part of the spindle so as to be separated from the spindle, pressurized upward by the fuel pressure filled in the cutoff pressure chamber, and opening the first flow path when driven in the upward direction together with the spindle The electronically controlled fuel injection valve according to claim 2, further comprising a needle.
前記バルブボディの下部に結合され、内部にノズルチャンバーとニードルを備えるノズル部であって、前記第1流路を通して供給される燃料が前記ノズルチャンバーに満たされ、前記ニードルが上側方向に加圧されて持ち上げられることにより、燃料を噴射するノズル部と、
前記バルブボディの内部において前記第1流路を開閉できるように設けられ、ノズル部を通じた燃料の噴射を制御できるようにする噴射制御部と、
前記噴射制御部の下部に位置し、前記ノズル部のニードルを下側方向に加圧するノズル加圧部と、
前記噴射制御部の上部に形成され、燃料供給口を通して注入される燃料が満たされることによって、噴射制御部を下側方向に下降させるための圧力が形成されるようにする上部圧力チャンバーと、
前記上部圧力チャンバーの下部に位置し、燃料が満たされることによって、前記噴射制御部を上側方向に上昇させるための圧力が形成されるようにする下部圧力チャンバーと、
前記下部圧力チャンバーの下部に位置し、前記第1流路を通して移動する燃料が満たされることによって、前記噴射制御部を上昇させるための圧力が形成されるようにするカットオフ圧力チャンバーと、
前記制御バルブハウジングを経て前記噴射制御部の内部へ形成され、前記下部圧力チャンバーに接続することによって、下部圧力チャンバーに燃料を供給できるようにする第2流路と、
前記制御バルブハウジングに設けられ、制御信号に応じて前記第2流路を開閉することによって、下部圧力チャンバーに供給される燃料の流量を制御する制御ニードルと、
前記下部圧力チャンバーと接続するようにバルブボディに形成され、燃料の排出時に下部圧力チャンバーの燃料が満たされる制御チャンバーと、
前記制御チャンバーに接続され、制御チャンバー内部の燃料がバルブボディの外部に排出されるようにする制御オリフィスと、を含むことを特徴とする電子制御燃料噴射弁。 A valve body in which a first flow path for movement of fuel injected through the fuel supply port is formed, and a control valve housing is provided at the top;
Coupled to said lower portion of the valve body, a nozzle unit comprising a nozzle chamber and a needle therein, the fuel supplied through the first flow path is filled in the nozzle chamber, the needle is pressed out upwardly by lifted Te, and Roh nozzle unit for injecting fuel,
An injection control unit that is provided so as to be able to open and close the first flow path inside the valve body, and that can control fuel injection through the nozzle unit;
A nozzle pressurizing unit located under the injection control unit and pressurizing the needle of the nozzle unit in a downward direction;
An upper pressure chamber formed at an upper part of the injection control unit and configured to form a pressure for lowering the injection control unit by being filled with fuel injected through a fuel supply port;
A lower pressure chamber located at a lower portion of the upper pressure chamber and configured to form a pressure for raising the injection control unit in an upward direction when the fuel is filled;
A cut-off pressure chamber located below the lower pressure chamber and filled with fuel moving through the first flow path to form a pressure for raising the injection control unit;
A second flow path formed inside the injection control unit through the control valve housing, and connected to the lower pressure chamber to allow fuel to be supplied to the lower pressure chamber;
A control needle that is provided in the control valve housing and controls the flow rate of fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the second flow path in response to a control signal;
A control chamber formed in the valve body to connect to the lower pressure chamber and filled with fuel in the lower pressure chamber when the fuel is discharged;
An electronically controlled fuel injection valve, comprising: a control orifice connected to the control chamber and configured to discharge fuel inside the control chamber to the outside of the valve body.
前記制御バルブハウジングに嵌るように設けられ、上部圧力チャンバーの下部に位置し、前記下部圧力チャンバーとカットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上昇して第1流路を開閉するカットオフ部と、
前記カットオフ部に嵌るように設けられ、カットオフ部を下側方向に加圧するバネと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の電子制御燃料噴射弁。 The injection control unit
A cut-off portion that is provided so as to fit in the control valve housing, is located at a lower portion of the upper pressure chamber, and is opened by a pressure of fuel that fills the lower pressure chamber and the cut-off pressure chamber to open and close the first flow path; ,
The electronic control fuel injection valve according to claim 4, further comprising: a spring that is provided so as to fit into the cut-off portion and pressurizes the cut-off portion in a downward direction.
前記制御バルブハウジングが挿入されるように中心部に挿入孔が形成され、前記挿入孔の内部には、第2流路の燃料が下部圧力チャンバーへ供給できるように多数の接続孔が形成され、下部圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧されるスピンドルと、
前記スピンドルの下部においてスピンドルと分離するように備わり、カットオフ圧力チャンバーに満たされる燃料の圧力によって上側方向に加圧され、前記スピンドルと共に上側方向に駆動時に第1流路を開放するカットオフニードルと、を含むことを特徴とする請求項５に記載の電子制御燃料噴射弁。 The cut-off part is
An insertion hole is formed at the center so that the control valve housing is inserted, and a number of connection holes are formed inside the insertion hole so that fuel in the second flow path can be supplied to the lower pressure chamber, A spindle pressurized in the upward direction by the pressure of the fuel filling the lower pressure chamber;
A cut-off needle provided to be separated from the spindle at a lower portion of the spindle, pressurized upward by a fuel pressure filled in a cut-off pressure chamber, and opening the first flow path when driven in the upper direction together with the spindle; The electronically controlled fuel injection valve according to claim 5, comprising:
前記噴射制御部によって、第1流路が開放する場合に、燃料が満たされるように上部に凹形状のチャンバーが形成され、前記ニードルの上部に設けられ、燃料の圧力によってニードルを下側方向に加圧するニードルスピンドルと、
前記ニードルスピンドルの上部に設けられ、ニードルスピンドルを下側方向に加圧するノズルバネと、を含むことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の電子制御燃料噴射弁。 The nozzle pressurizing part is
When the first flow path is opened by the injection control unit, a concave chamber is formed in the upper part so as to be filled with fuel, and provided in the upper part of the needle, and the needle is moved downward by the pressure of the fuel. A needle spindle for pressurization;
The electronically controlled fuel injection valve according to claim 1, further comprising a nozzle spring provided on an upper portion of the needle spindle and pressurizing the needle spindle downward.
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