JPH02267363A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料噴射弁に関し、特にエンジン回転数および
負荷の広い変化範囲で最適燃料噴射を行なう燃料噴射弁
に関する。

［従来の技術］ 車両エンジンの燃料噴射を行なう場合、排気エミッショ
ンの改善や省燃費の点で、噴射初期に噴射量を抑え、あ
るいは特に低速走行時には主噴射に先立ってパイロット
噴射を行なう事が有効である。

そこで例えば特開昭６３−１２０８５１号公報では、燃
料噴射孔を開閉するニードル弁の背後に背圧室を設ける
とともに、該背圧室への圧力燃料の供給を制御し、燃料
圧で作動せしめられる他のニードル弁を設けて、パイロ
ット噴射を実現した燃料噴射弁が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の燃料噴射弁は、背圧室への加
圧燃料の供給制御を、機械的に作動するニードル弁によ
っている為、エンジン回転数の広い範囲での変化に対応
するのが困難であるという問題がある。

そこで、本発明はかかる課題を解決するもので、エンジ
ンの運転状態の広い変化範囲で常に最適な燃料噴射パタ
ーンを実現できる燃料噴射弁を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成を第１図で説明すると、燃料噴射弁は、弁
ハウジング１に設けた燃料噴射孔１１を先端弁部２１に
より開閉するニードル弁２と、該ニードル弁２の基端２
２面に接して上記弁ハウジング１内に形成され、ニード
ル弁２を閉鎖方向へ付勢する背圧室１２と、背圧室１２
内に設けられて上記ニードル弁２を閉鎖方向へ付勢する
バネ部材４と、燃料噴射ポンプから送給される加圧燃料
を上記ニードル弁２の受圧面２ａに供給してニードル弁
２を開放方向へ作動せしめる第１供給流路１３と、上記
加圧燃料を上記背圧室１２へ供給する第２供給流路１４
と、途中に絞り部１５１を有し、上記背圧室１２の加圧
燃料を排出する排出流路１５と、上記第２供給流路１４
を開閉する電磁開閉弁３と、上記加圧燃料の送給サイク
ルの所定タイミングで上記電磁開閉弁３を開閉作動せし
める駆動手段５とを具備している。

［作用］ 加圧燃料の圧力は送給サイクルの開始より次第に上昇し
、最大に達しな後、次第に低下する。送給サイクルの開
始時には上記電磁開閉弁３は閉じられており、背圧室１
２は加圧燃料が排出流路１５により排出されて、低圧と
なっている。

この状態で、加圧燃料の圧力が上昇すると、第１供給流
路１３を経て上記圧力を受圧面２ａに受けたニードル弁
２は、上記バネ部材４の付勢力に抗して開放され、燃料
が噴射される。駆動手段５により適当タイミングで上記
電磁開閉弁３を開放作動せしめると、加圧燃料が第２供
給流路１４を経て背圧室１２へ供給され、排出流路１５
には絞り部１５１が設けであることにより、背圧室１２
の内圧は上昇する。この内圧上昇により、ニードル弁２
は閉鎖方向へ付勢され、−旦これが完全閉鎖し、あるい
はその開度が小さく維持されて、主噴射に先立つパイロ
ット噴射あるいは噴射率の小さい初期噴射が所定量なさ
れる。

所定時間後に上記電磁開閉弁３を閉鎖作動せしめると、
背圧室１２への加圧燃料供給は停止し、背圧室１２内の
加圧燃料は絞り部１５１を有する排出流路１５より漸次
排出されて、背圧室１２の内圧が次第に低下する。この
状態で加圧燃料の圧力はさらに上昇するから、ニードル
弁２は再び開放され、あるいはその開度が大きくなって
、主噴射が行われる。

加圧燃料の圧力が最大近くになった時に、上記電磁開閉
弁３を再び開放作動せしめると、背圧室１２の内圧は再
び増大するが、ニードル弁２の受圧面２ａに印加されて
いる加圧燃料の圧力が大きい為、ニードル弁２は閉鎖し
ない。所定量の燃料が噴射され、噴射の終了行程でその
圧力が漸次低くなって所定値を下回ると、バネ部材４の
バネ力および背圧室１２の内圧により閉鎖方向へ強く付
勢されているニードル弁２は急速に閉鎖し、精度の良い
燃料調量がなされる。

加圧燃料の圧力がさらに低下すると、電磁開閉弁３は閉
じられ、背圧室１２の加圧燃料が排出流路１５より漸次
排出されて、背圧室１２の内圧が低下する。この状態で
次の送給サイクルの開始を待つ。

［第１実施例］ 第１図において、筒状の弁ハウジング１の下端部には、
先端に燃料噴射孔１１を設けた筒状のノズルボデー１６
が連結され、ノズルボデー１６内には、上下に摺動自在
にニードル弁２が配設されて、その先端弁部２１により
上記燃料噴射孔１１が開閉される。

上記ニードル弁２の基端に当接せしめた押圧部材２２の
端面が臨む弁ハウジング１内には背圧室１２が形成され
、該背圧室１２内には一端を上記押圧部材２２の端面に
当接せしめてコイルバネ４が設けられて、ニードル弁２
を下方の閉鎖方向へ付勢している。

上記弁ハウジング１の側面には加圧燃料の供給ボート１
７が突出形成され、ここへ閃格の燃料噴射ポンプより加
圧燃料が送給される。上記供給ポート１７より弁ハウジ
ング１内を下方へ第１供給流路１３が設けられて、その
先端は上記ニードル弁２の受圧面２ａ周りの環状溝に至
っている。上記供給ボート１７からは上方へ第２供給流
路１４が分岐され、これは途中で下方へ屈曲して上記背
圧室１２へ開口している。

上記弁ハウジング１の上端部には電磁開閉弁３を内設し
た止栓部材１８が固着され、上記電磁開閉弁３は、上記
供給流路１４の屈曲部に先端弁部を位置せしめた補助ニ
ードル弁３１と、これを上方へ吸引する電磁コイル３２
より構成されている。

上記補助ニードル弁３１の基端は、弁ハウジング１外の
りザーバタンク６へ通じる低圧室１９内にあり、この低
圧室１９内に設けたコイルバネ３３により補助ニードル
弁３１は下方へ付勢されて上記供給流路１４を閉じてい
る。

上記電磁コイル３２は弁ハウジング１外の駆動回路５に
接続され、駆動回路５は後述する如く、エンジン回転数
およびその負荷状態に応じて、燃料ポンプからの加圧燃
料送給サイクルの所定タイミングで上記電磁コイル３２
に通電し、補助ニードル弁３１を開放作動せしめる。

上記弁ハウジング１と止栓部材１８を貫通して排出流路
１５が設けられ、該流路１５は上記背圧室１２と低圧室
１９を連通ずるとともに、途中に絞り部材１５１が配設
しである。

上記構造の燃料噴射弁の作動を、第２図を参照しつつ、
以下に説明する。

加圧燃料の圧力は送給サイクルの開始より次第に上昇し
、最大に達した後、次第に低下する（第２図（１））。

加圧燃料の送給サイクル前には、上記電磁コイル３２へ
の通電は停止されており、補助ニードル弁３１がコイル
バネ３３の付勢力で下方へ押し下げられて第２供給流路
１４を閉じている（以下、この状態を電磁開閉弁閉鎖と
いう）。

この状態では、背圧室１２は加圧燃料が排出流路１５に
より排出されて、低圧となっている（第２図（３））。

ここで燃料送給サイクルが開始され、加圧燃料の圧力が
上昇すると、第１供給流路１３を経て上記圧力がニード
ル弁２の受圧面２ａに与えられ、ニードル弁２は、上記
バネ部材４の付勢力に抗して開放されて、燃料が噴射さ
れる（第２図（１）Ａ点、同図（４）、（５））。駆動
回路５より適当タイミングで上記電磁コイル３２へ通電
すると、補助ニードル弁３１がコイルバネ３３の付勢力
に抗して上方へ吸引され（第２図Ｂ点、同図（２））上
記供給流路１４を開放する（以下、この状態を電磁開閉
弁開放という）。

上記電磁開閉弁３が開放されると、加圧燃料が供給流路
１４を経て背圧室１２へ供給される。排出流路１５には
絞り部材１５１が設けであることにより、背圧室１２の
内圧は加圧燃料の流入に伴い上昇する（第２図（３））
。この内圧上昇により、ニードル弁２は閉鎖方向へ付勢
され、−旦これが完全閉鎖する（第２図（４）０点〉。

かくして、主噴射に先立つパイロット噴射が所定量なさ
れる。

所定時間後に上記駆動回路は電磁開閉弁３を閉鎮作動せ
しめる（第２図（１）Ｄ点、同図（２））。

背圧室１２への加圧燃料供給は停止し、背圧室１２内の
加圧燃料は絞り部材１５１を設けた排出流路１５より漸
次排出されて、背圧室１２の内圧は次第に低下する（第
２図（３）〉。この状態で燃料圧はさらに上昇するから
、ニードル弁２は再び開放され（第２図（１）Ｅ点、同
図（４）、（５））、主噴射が行われる。

燃料圧が最大近くになった時に、上記電磁開閉弁３を再
び開放作動せしめるとく第２図（１）Ｆ点、同図（２）
）、背圧室１２の内圧は再び増大するが（第２図（３）
）、ニードル弁２の受圧面２ａに印加されている燃料圧
が大きい為、ニードル弁２は閉鎖しない。

所定量の燃料が噴射され、噴射の終了行程でその圧力が
漸次低くなって所定値を下回ると（第２図（１）Ｇ点）
、バネ部材４のバネ力および背圧室１２の内圧により閉
鎖方向へ強く付勢されているニードル弁２は急速に閉鎖
し、燃料噴射が即座に停止して精度の良い燃料調量がな
される。

加圧燃料の圧力がさらに低下すると、電磁開閉弁３は閉
じられ（第２図Ｈ点、同図（２＞）、背圧室１２の加圧
燃料が排出流路１５の絞り部材１５１を経て漸次排出さ
れて、背圧室１２の内圧が低下する。この状態で次の送
給サイクルの開始を待つ。

かくの如く、上記構造の燃料噴射弁によれば、駆動回路
により作動せしめらせる電磁開閉弁により、車両エンジ
ンの運転状態の変化に応じて、広い範囲でパイロット噴
射と主噴射を最適タイミングで行うことができる。

なお、本実施例で、最初の電磁コイル３２への通電量を
調整して、補助ニードル弁３１の開度を小さくなせば、
ニードル弁２１は完全には閉鎖されず、噴射率の抑えら
れた初期噴射となる。

［第２実施例コ 第３図には電磁開閉弁３の他の構造を示す。本実施例で
は、コイルバネ３３のバネ力を小さくなすとともに、電
磁コイル３２を補助ニードル弁３１の基端よりも下方に
設けて、電磁コイル３３により上記補助ニードル弁３１
を下方へ閉鎖吸引する。

この場合の作動を上記第２図により説明する。

加圧燃料の圧力が上昇すると同図のＢ点で補助ニードル
弁３１は押し上げられて開放する。パイロット噴射終了
後、電磁コイル３２へ通電すると、補助ニードル弁３１
は下方へ吸引されて閉鎖状態となる（第２図り点）。

続いてＦ点で上記電磁コイル３２への通電を停止すると
、補助ニードル弁３１は燃料圧により再び開放される。

そして、燃料送給サイクルの終了近くで燃料圧が十分低
下すると（第２図Ｈ点〉、補助ニードル弁３１はコイル
バネ３３により閉鎖される。

なお、上記各実施例において、バネで付勢されたストッ
パ部材を設けて、パイロット噴射時には、ニードル弁２
の基端が上記ストッパ部材に当接してその上昇が規制さ
れることにより噴射量が抑えられ、燃料圧が上昇する主
噴射時には、ニードル弁２が上記ストッパ部材を押し上
げて上昇し、全開噴射する如き構成も採用できる。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明の燃料噴射弁は、ニードル弁を閉鎖
方向へ付勢する背圧室への加圧燃料の流入を制御する電
磁開閉弁を設けたことにより、広いエンジン運転領域に
おいて、最適な燃料噴射特性を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は燃料噴射弁の全体縦断面図、第２図はその作動を示
すタイムチャート、第３図は本発明の第２実施例を示す
燃料噴射弁の全体縦断面図である。 １・・・弁ハウジング １１・・・燃料噴射孔 １２・・・背圧室 １３・・・第１供給流路 １４・・・第２供給流路 １５・・・排出流路 １５１・・・絞り部材（絞り部） １９・・・低圧室 ２・・・ニードル弁 ２ａ・・・受圧面 ２１・・・先端弁部 ２２・・・押圧部材（基端） ３・・・電磁開閉弁 ３１・・・補助ニードル弁 ３２・・・電磁コイル ４・・・コイルバネ（バネ部材） ５・・・駆動回路（駆動手段） ６・・・リザーバタンク 時 間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁ハウジングに設けた燃料噴射孔を先端弁部により開閉
   するニードル弁と、該ニードル弁の基端面に接して上記
   弁ハウジング内に形成され、ニードル弁を閉鎖方向へ付
   勢する背圧室と、背圧室内に設けられて上記ニードル弁
   を閉鎖方向へ付勢するバネ部材と、燃料噴射ポンプから
   送給される加圧燃料を上記ニードル弁の受圧面に供給し
   てニードル弁を開放方向へ作動せしめる第１供給流路と
   、上記加圧燃料を上記背圧室へ供給する第２供給流路と
   、途中に絞り部を有し、上記圧力室の加圧燃料を排出す
   る排出流路と、上記第２供給流路を開閉する電磁開閉弁
   と、上記加圧燃料送給サイクルの所定タイミングで、上
   記電磁開閉弁を開閉作動せしめる駆動手段とを具備する
   燃料噴射弁。