JPH02277958A - エンジンの高圧燃料噴射装置 - Google Patents
エンジンの高圧燃料噴射装置Info
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- JPH02277958A JPH02277958A JP1104777A JP10477789A JPH02277958A JP H02277958 A JPH02277958 A JP H02277958A JP 1104777 A JP1104777 A JP 1104777A JP 10477789 A JP10477789 A JP 10477789A JP H02277958 A JPH02277958 A JP H02277958A
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- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 170
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- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 12
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
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〕
本発明は例えば高速ディーゼルエンジンに用いられるエ
ンジンの高圧燃料噴射装置に関するものである。
ンジンの高圧燃料噴射装置に関するものである。
ディーゼルエンジンにおいては、排気の清浄化などはか
るために、燃料噴射初期における燃料噴射率を小さく抑
えた方が好ましく、これに応えるものとしては例えば実
開昭５９−１９２６７１号公報（考案の名称、燃料噴射
制御装置）に開示されたものがある。これは、プランジ
ャで昇圧される圧力室とニードル室とに連通された燃料
供給通路を制御する第１電磁弁を設けると共に、前記圧
力室とニードル室とを連通ずるバイパス通路を設け、こ
のバイパス通路を第２電磁弁で制御するように構成され
ている。
るために、燃料噴射初期における燃料噴射率を小さく抑
えた方が好ましく、これに応えるものとしては例えば実
開昭５９−１９２６７１号公報（考案の名称、燃料噴射
制御装置）に開示されたものがある。これは、プランジ
ャで昇圧される圧力室とニードル室とに連通された燃料
供給通路を制御する第１電磁弁を設けると共に、前記圧
力室とニードル室とを連通ずるバイパス通路を設け、こ
のバイパス通路を第２電磁弁で制御するように構成され
ている。
〔発明が解決しようとする課題］
しかし、このような構造では、燃料噴射装置に特別な電
磁弁やバイパス通路を設ける必要があり、構造がきわめ
て複雑になる。
磁弁やバイパス通路を設ける必要があり、構造がきわめ
て複雑になる。
そこで、本出願人は、形式が異なる種々の燃料噴射装置
について、燃料噴射口を開閉する噴射弁体の作動、およ
びこの噴射弁体の作動に影響を及ぼす種々の原因につい
て考察し、その考察に基づいて実験を繰り返し行った。
について、燃料噴射口を開閉する噴射弁体の作動、およ
びこの噴射弁体の作動に影響を及ぼす種々の原因につい
て考察し、その考察に基づいて実験を繰り返し行った。
その結果、噴射弁体の前後に燃料圧を作用させるいわゆ
るバランス形のものであり、燃料圧によって燃料噴射口
を閉じる一方、燃料噴射時は電磁石で作動される弁体で
噴射弁体の背面の圧力を逃がす弁口を開いて噴射弁体を
後退させることによって、燃料を噴射するように構成さ
れた燃料噴射装置においては、噴射弁体が閉じるのを助
けるばねの弾撥力が噴射弁体の作動に大きな影響を与え
ていることを見出した。
るバランス形のものであり、燃料圧によって燃料噴射口
を閉じる一方、燃料噴射時は電磁石で作動される弁体で
噴射弁体の背面の圧力を逃がす弁口を開いて噴射弁体を
後退させることによって、燃料を噴射するように構成さ
れた燃料噴射装置においては、噴射弁体が閉じるのを助
けるばねの弾撥力が噴射弁体の作動に大きな影響を与え
ていることを見出した。
本発明はこのようなばねの噴射弁体に与える影響に着目
してなされたものであり、簡単な構造で燃料噴射初期に
おける燃料噴射率を小さくすることができるエンジンの
高圧燃料噴射装置を提供するものである。
してなされたものであり、簡単な構造で燃料噴射初期に
おける燃料噴射率を小さくすることができるエンジンの
高圧燃料噴射装置を提供するものである。
本発明に係る高圧燃料噴射装置は、加圧された燃料が導
入される蓄圧室および小室を有するボディーと、このボ
ディー内に後端の大径部が小室内に臨み大径部より前側
の小径部が蓄圧室内に臨むように保持され燃料噴射口を
開閉する噴射弁体と、小室の圧力を逃がす弁口を開閉し
電磁石で作動される弁体と、噴射弁体を燃料噴射口を閉
じる方向に押圧するばねとを備えた高圧燃料噴射装置に
おいて、ばねのセット荷重を、弁口を開いたときの噴射
弁体を開く力が、弁口を閉じたときの噴射弁体を閉じる
力よりも小さくなるように設定したものである。
入される蓄圧室および小室を有するボディーと、このボ
ディー内に後端の大径部が小室内に臨み大径部より前側
の小径部が蓄圧室内に臨むように保持され燃料噴射口を
開閉する噴射弁体と、小室の圧力を逃がす弁口を開閉し
電磁石で作動される弁体と、噴射弁体を燃料噴射口を閉
じる方向に押圧するばねとを備えた高圧燃料噴射装置に
おいて、ばねのセット荷重を、弁口を開いたときの噴射
弁体を開く力が、弁口を閉じたときの噴射弁体を閉じる
力よりも小さくなるように設定したものである。
本発明においては、噴射弁体の燃料噴射口を開く速度が
燃料噴射口を閉じる速度よりも遅くなる。
燃料噴射口を閉じる速度よりも遅くなる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。第
１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置の要部
の概略を示す縦断面図、第２図は噴射装置の全体を示す
縦断面図で、第２図において全体を符号１で示す燃料噴
射装置は全体として略円柱状に形成されている。この燃
料噴射装置１の前端には燃料噴射口２が開口され、後端
には燃料供給口３が軸線方向に沿って後方へ開口されて
いる。この燃料供給口３には燃料ポンプ４により、高圧
（例えば約５００ ｋｇ／ｃｊ）に加圧された燃料が燃
料タンク５から圧送される。
１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置の要部
の概略を示す縦断面図、第２図は噴射装置の全体を示す
縦断面図で、第２図において全体を符号１で示す燃料噴
射装置は全体として略円柱状に形成されている。この燃
料噴射装置１の前端には燃料噴射口２が開口され、後端
には燃料供給口３が軸線方向に沿って後方へ開口されて
いる。この燃料供給口３には燃料ポンプ４により、高圧
（例えば約５００ ｋｇ／ｃｊ）に加圧された燃料が燃
料タンク５から圧送される。
６はボディーで、前部が小径で後部が大径な略円筒状を
呈し内部に蓄圧室７を有する中空の前箱８と、この前箱
８の後部開口に設けた雌ねじに螺合し前箱８の後方およ
び電磁石９の外側を覆う浅箱１０とからなり、前箱８の
外周面に設けられた雄ねじ１１で図示しないエンジン本
体に取付けられる。前箱８と浅箱１０との間にはボディ
ー６内を前後に画成し蓄圧室７の後壁を形成する円板状
の内蓋部材１２が挟持固定されている。
呈し内部に蓄圧室７を有する中空の前箱８と、この前箱
８の後部開口に設けた雌ねじに螺合し前箱８の後方およ
び電磁石９の外側を覆う浅箱１０とからなり、前箱８の
外周面に設けられた雄ねじ１１で図示しないエンジン本
体に取付けられる。前箱８と浅箱１０との間にはボディ
ー６内を前後に画成し蓄圧室７の後壁を形成する円板状
の内蓋部材１２が挟持固定されている。
１３は前記燃料噴射口２を開閉する噴射弁体であり、後
端部には他の部分よりも大径な大径部１４が一体に設け
られている。１５はこの大径部１４の前側に設けられた
小径部であり、蓄圧室７内に臨んでいる。１６は噴射弁
体１３後部の軸線上に設けられた中央通路であり、オリ
フィス１７゜１７を介して蓄圧室７に連通されている。
端部には他の部分よりも大径な大径部１４が一体に設け
られている。１５はこの大径部１４の前側に設けられた
小径部であり、蓄圧室７内に臨んでいる。１６は噴射弁
体１３後部の軸線上に設けられた中央通路であり、オリ
フィス１７゜１７を介して蓄圧室７に連通されている。
１日は噴射弁体１３の後端部に設けられ前記中央通路１
６と後述する小室とを連通ずるオリフィスである。
６と後述する小室とを連通ずるオリフィスである。
前記内蓋部材１２の中央部には前記大径部１５を摺動自
在に保持するシリンダ２１が一体に設けられている。２
２はこの内蓋部材１２の前面側に積層された蓋体であり
、前記大径部１４の前側と蓄圧室７とを画成している。
在に保持するシリンダ２１が一体に設けられている。２
２はこの内蓋部材１２の前面側に積層された蓋体であり
、前記大径部１４の前側と蓄圧室７とを画成している。
２３は前記シリンダ２１の後部に設けられ大径部１４が
臨むきわめて小さな容積の小室であり、内蓋部材１２の
軸線上に配置された弁口２４を介して後述する弁体側と
連通されている。この弁口２４は小室２３内の圧力を後
端１０内へ逃がすもので、シリンダ２１の軸線上に配置
されている。また、蓋体２２と大径部１４との間に形成
された環状室２５は戻し通路２６で後端１０内に連通さ
れている。２７は燃料噴射口２を有するノズルチップで
、噴射弁体１３の前端部を軸線方向に進退自在に保持し
ている。
臨むきわめて小さな容積の小室であり、内蓋部材１２の
軸線上に配置された弁口２４を介して後述する弁体側と
連通されている。この弁口２４は小室２３内の圧力を後
端１０内へ逃がすもので、シリンダ２１の軸線上に配置
されている。また、蓋体２２と大径部１４との間に形成
された環状室２５は戻し通路２６で後端１０内に連通さ
れている。２７は燃料噴射口２を有するノズルチップで
、噴射弁体１３の前端部を軸線方向に進退自在に保持し
ている。
２８は燃料供給口３と蓄圧室７を連通する燃料通路、２
９は後端１０内の燃料を燃料タンク５に戻す燃料戻し管
路である。３１は電磁石９と弁口２４との間に介装され
弁口２４を開閉する弁体である。弁体３１は１６１石９
に進退自在に保持され、外周部にアーマチュアが固定さ
れている。また、弁体３１の上端部は調整ねじて弾１Ω
力が調整された棒ばね３２で常時弁口２４方向へ押圧さ
れている。３３は電磁石９を外部電源に接続するための
外部接続用端子部材である。
９は後端１０内の燃料を燃料タンク５に戻す燃料戻し管
路である。３１は電磁石９と弁口２４との間に介装され
弁口２４を開閉する弁体である。弁体３１は１６１石９
に進退自在に保持され、外周部にアーマチュアが固定さ
れている。また、弁体３１の上端部は調整ねじて弾１Ω
力が調整された棒ばね３２で常時弁口２４方向へ押圧さ
れている。３３は電磁石９を外部電源に接続するための
外部接続用端子部材である。
４１は本発明の要部となり噴射弁体１３を燃料噴射口２
を閉じる方向に押圧するばねとしての圧縮コイルばねで
ある。この圧縮コイルばね４１は噴射弁体１３の鍔部４
２で係止されるばね受け４３と蓋体２２の前面との間に
、圧縮変形してセット荷重が与えられた状態で弾装され
ている。ここで、圧縮コイルばね４１のセット荷重は次
の（１）式を満たす範囲内に設定されている。
を閉じる方向に押圧するばねとしての圧縮コイルばねで
ある。この圧縮コイルばね４１は噴射弁体１３の鍔部４
２で係止されるばね受け４３と蓋体２２の前面との間に
、圧縮変形してセット荷重が与えられた状態で弾装され
ている。ここで、圧縮コイルばね４１のセット荷重は次
の（１）式を満たす範囲内に設定されている。
ＰＡ （ＡＰＺ ＡＺ １／２ ＡＰＩ） １／
２ ＰＩＡ Ｐ ＋ Ｋ Ｎ ・ｈ、ｌ＜ＦｓＥｒ’
＜ＰＡ（ＡＰｚ Ａｚ ）−ｐｍ ・ＡＰ＋
ＫＨ−ｈｓ ・・・（１）ただし、ＰＡ
：蓄圧室内の圧力 ｐＨ＝弁口が開いた状態における小室 内の圧力 ＡＰＢ：噴射弁体の大径部の断面積 ＡＰ２ ：噴射弁体の小径部の断面積Ａｚ ：燃料
噴射口の断面積 ＫＮ ：ばね定数 ｈＮ：ばね変位量 Ｆ、ア ：ばねのセット荷重 これについて詳述する。先ず環状室２５内の圧力Ｐｏは
戻し通路２６が燃料タンク５に連通されているので、Ｐ
Ｃ＝＝ｉ０とする。
２ ＰＩＡ Ｐ ＋ Ｋ Ｎ ・ｈ、ｌ＜ＦｓＥｒ’
＜ＰＡ（ＡＰｚ Ａｚ ）−ｐｍ ・ＡＰ＋
ＫＨ−ｈｓ ・・・（１）ただし、ＰＡ
：蓄圧室内の圧力 ｐＨ＝弁口が開いた状態における小室 内の圧力 ＡＰＢ：噴射弁体の大径部の断面積 ＡＰ２ ：噴射弁体の小径部の断面積Ａｚ ：燃料
噴射口の断面積 ＫＮ ：ばね定数 ｈＮ：ばね変位量 Ｆ、ア ：ばねのセット荷重 これについて詳述する。先ず環状室２５内の圧力Ｐｏは
戻し通路２６が燃料タンク５に連通されているので、Ｐ
Ｃ＝＝ｉ０とする。
いま、噴射弁体１３に作用する力について考察すると、
噴射弁体１３を押し上げようとする力Ｆ。
噴射弁体１３を押し上げようとする力Ｆ。
および噴射弁体１３を押し下げようとする力Ｆは（２）
、 （３）で表すことができる。
、 （３）で表すことができる。
Ｆ、＝Ｐａ （ＡＰ２ ＡＺ ） ・
・・（２）Ｆ−＝Ｆｓ［ｔ ＋ｐａ ＨＡＰ＋ ＋Ｋ
Ｎ ’ ｈＮｌｏ、（３）ただし、弁口２４が閉じられ
ているときはＰＢ −ＰＡとなる。
・・（２）Ｆ−＝Ｆｓ［ｔ ＋ｐａ ＨＡＰ＋ ＋Ｋ
Ｎ ’ ｈＮｌｏ、（３）ただし、弁口２４が閉じられ
ているときはＰＢ −ＰＡとなる。
そして、電磁石９へ電圧が印加され弁口２４が開かれて
噴射弁体１３が上昇するときはＦ。〉Ｆとなり、このと
きの噴射弁体１３を上昇させようとする開弁力Ｆ。は、 ＦＯ＝Ｆ、−Ｆ−・・・（４） となる。一方、電磁石９への電圧印加が解除され噴射弁
体１３が下降するときはＦ、＜Ｆ−となり、このときの
噴射弁体１３を下降させようとする閉弁力ＦＣは、 Ｆ、 −Ｆ−−Ｆや ・・・（
５）となる。なお、（４）式におけるＰｉは弁口２４が
開かれているときの小室２３内の圧力とし、（５）式に
おけるＰＩ！ｌは弁口２４が閉じられているときの小室
２３内の圧力、すなわち、ＰＢ＝Ｐ。
噴射弁体１３が上昇するときはＦ。〉Ｆとなり、このと
きの噴射弁体１３を上昇させようとする開弁力Ｆ。は、 ＦＯ＝Ｆ、−Ｆ−・・・（４） となる。一方、電磁石９への電圧印加が解除され噴射弁
体１３が下降するときはＦ、＜Ｆ−となり、このときの
噴射弁体１３を下降させようとする閉弁力ＦＣは、 Ｆ、 −Ｆ−−Ｆや ・・・（
５）となる。なお、（４）式におけるＰｉは弁口２４が
開かれているときの小室２３内の圧力とし、（５）式に
おけるＰＩ！ｌは弁口２４が閉じられているときの小室
２３内の圧力、すなわち、ＰＢ＝Ｐ。
とする。
ここで、燃料噴射初期における燃料噴射率を小さくする
ためには、小室２３がダンパー室として作用するなどの
要因から、 ＦＣ＞ＦＯ・・・（６） Ｆｏ＞Ｏ・・・（７） を満たすようにすればよいことが実験により確かめられ
たから、これら（６）、 （７）式に（４）。
ためには、小室２３がダンパー室として作用するなどの
要因から、 ＦＣ＞ＦＯ・・・（６） Ｆｏ＞Ｏ・・・（７） を満たすようにすればよいことが実験により確かめられ
たから、これら（６）、 （７）式に（４）。
（５）式および（２Ｌ （３）式を代入して整理する
と前記（１）式が得られる。
と前記（１）式が得られる。
このように構成されたエンジンの高圧燃料噴射装置にお
いては、圧縮コイルばね４１のセット荷重が噴射弁体１
３の上昇速度を遅くする程度の大きさに設定されるよう
になり、弁口２４を開いたときに噴射弁体１３が上昇し
て燃料噴射口２を開く速度を、弁口２４を閉じたときに
噴射弁体１３が下降して燃料噴射口２を閉じる速度より
も遅くすることができる。
いては、圧縮コイルばね４１のセット荷重が噴射弁体１
３の上昇速度を遅くする程度の大きさに設定されるよう
になり、弁口２４を開いたときに噴射弁体１３が上昇し
て燃料噴射口２を開く速度を、弁口２４を閉じたときに
噴射弁体１３が下降して燃料噴射口２を閉じる速度より
も遅くすることができる。
したがって、燃料噴射口２をゆっ（り開き、すばやく閉
じることができるから、燃料噴射初期において燃料噴射
率を小さくすることができる。
じることができるから、燃料噴射初期において燃料噴射
率を小さくすることができる。
第３図は本発明の高圧燃料噴射装置によって得られる燃
料噴射率と時間との関係を示すグラフであり、Ａｔ 、
Ａｚ 、Ａ３はそれぞれエンジンの高速、中速、低速運
転域における燃料噴射率を表す線を示し、Ｂ＋ 、Ｂｚ
、Ｂｉは各速度域における電磁石９の駆動パルスを示
す。燃料供給圧力は運転速度域が高速になるにしたがっ
て高くなるように制御されている。そして、前記噴射率
を表ず線Ａ、−，Ａ：＋は、いずれも燃料噴射初期にお
いて燃料噴射率が小さくなる三角形状になり、燃料噴射
量が一定になるように制御されている。ｔイ１ｔ−２，
乞−３はパルス幅を、θ１１ θ２１ θ３は噴射時間
を、τは噴射遅れをそれぞれ示す。
料噴射率と時間との関係を示すグラフであり、Ａｔ 、
Ａｚ 、Ａ３はそれぞれエンジンの高速、中速、低速運
転域における燃料噴射率を表す線を示し、Ｂ＋ 、Ｂｚ
、Ｂｉは各速度域における電磁石９の駆動パルスを示
す。燃料供給圧力は運転速度域が高速になるにしたがっ
て高くなるように制御されている。そして、前記噴射率
を表ず線Ａ、−，Ａ：＋は、いずれも燃料噴射初期にお
いて燃料噴射率が小さくなる三角形状になり、燃料噴射
量が一定になるように制御されている。ｔイ１ｔ−２，
乞−３はパルス幅を、θ１１ θ２１ θ３は噴射時間
を、τは噴射遅れをそれぞれ示す。
第４図はエンジン運転時の高圧燃料噴射装置の制御方法
を示すグラフであり、横軸にエンジン回転速度をとり、
縦軸に燃料噴射量をとっである。
を示すグラフであり、横軸にエンジン回転速度をとり、
縦軸に燃料噴射量をとっである。
０１〜Ｃ４は燃料噴射率を表す線を簡略化した三角形で
あり、高さは燃料供給圧力を高くすることによって大き
くなる燃料噴射率を示し、底辺の長さは燃料噴射時間を
示す。すなわち、低速低負荷運転域においては、三角形
ｃ１のように、燃料供給圧力を低くすることによって高
さが低く、電磁石９を制御するパルス幅を長くすること
によって底辺が長い三角形状にする。一方、高速低負荷
運転域においては、三角形Ｃ２のように燃料供給圧力を
低速域に比較して高くし、パルス幅を短くすることによ
って底辺が短（高さがやや高い三角形状にする。同様に
低速高負荷運転域においては、燃料供給圧力を高めて三
角形Ｃ，よりも高い三角形Ｃ１とする。高速高負荷運転
域においては、三角形Ｃ２よりも高さが高い三角形ｃ４
とする。このようにすれば、エンジンの運転状況に応じ
て適切な燃料噴射量を得ることができる。
あり、高さは燃料供給圧力を高くすることによって大き
くなる燃料噴射率を示し、底辺の長さは燃料噴射時間を
示す。すなわち、低速低負荷運転域においては、三角形
ｃ１のように、燃料供給圧力を低くすることによって高
さが低く、電磁石９を制御するパルス幅を長くすること
によって底辺が長い三角形状にする。一方、高速低負荷
運転域においては、三角形Ｃ２のように燃料供給圧力を
低速域に比較して高くし、パルス幅を短くすることによ
って底辺が短（高さがやや高い三角形状にする。同様に
低速高負荷運転域においては、燃料供給圧力を高めて三
角形Ｃ，よりも高い三角形Ｃ１とする。高速高負荷運転
域においては、三角形Ｃ２よりも高さが高い三角形ｃ４
とする。このようにすれば、エンジンの運転状況に応じ
て適切な燃料噴射量を得ることができる。
次に、圧縮コイルばね４１のセット荷重を設定にするに
際して燃料室内の圧力が燃料噴射口２を介して噴射弁体
１３に作用すること、および小室２３内の圧力が弁口２
４の開閉によって変化することについて考慮する必要が
ある場合について説明する。
際して燃料室内の圧力が燃料噴射口２を介して噴射弁体
１３に作用すること、および小室２３内の圧力が弁口２
４の開閉によって変化することについて考慮する必要が
ある場合について説明する。
第５図ないし第７図は、このような場合について説明す
るために装置要部の概略を示す縦断面図であり、これら
の図において、第１図に示すものと同一な部材には同一
符号を付しその説明は省略する。第５図は弁口２４が開
いた状態で噴射弁体１３が開く前の状態、第６図は弁口
２４が開いた状態で噴射弁体１３が上昇中の状態、第７
図は弁口２４が閉じた状態で噴射弁体１３が下降中の状
態を示す。第５図に示す状態では大径部Ｉ４に圧力ＰＩ
ＩＯが作用し、第６図に示す状態では圧力ＰＩＩＬＩが
作用し、第７図に示す状態では圧力Ｐ。が作用している
。
るために装置要部の概略を示す縦断面図であり、これら
の図において、第１図に示すものと同一な部材には同一
符号を付しその説明は省略する。第５図は弁口２４が開
いた状態で噴射弁体１３が開く前の状態、第６図は弁口
２４が開いた状態で噴射弁体１３が上昇中の状態、第７
図は弁口２４が閉じた状態で噴射弁体１３が下降中の状
態を示す。第５図に示す状態では大径部Ｉ４に圧力ＰＩ
ＩＯが作用し、第６図に示す状態では圧力ＰＩＩＬＩが
作用し、第７図に示す状態では圧力Ｐ。が作用している
。
このような場合は、圧縮コイルばね４１のセット荷重を
次の（１１）式を満たす範囲内に設定する。
次の（１１）式を満たす範囲内に設定する。
ＰＡ （ＡＰ２ Ａ、Ｚ ）＋ｐＧ ＋ Ａｚ Ｐ
ｇｏ・ＡＰＩ ＞ＦＥＥＴ ＞ＰＡ （ＡＰＺ Ａ
Ｚ ） ＋ＰＧ ・Ａｚ ＫＨ−ｈＮ＋１／２（Ｐ
ｉｕ ｐＨＩ、） ・ＡＰＢ ・・・（１１）た
だし、ＰＡ ：蓄圧室内の圧力 ｐＨＱ：弁口が開いた状態で噴射弁体が閉じているとき
の小室内の圧力 Ｐ■：弁口が開いた状態で噴射弁体が 上昇中の小室内の圧力 Ｐｍｏ：弁口が閉じた状態で噴射弁体が下降中の小室内
の圧力 Ｐ６ ：燃焼室内の圧力 ＡＰＢ：噴射弁体の大径部の断面積 ＡＰ２：噴射弁体の小径部の断面積 Ａｚ ：燃料噴射口の断面積 ＫＨ：ばね定数 ｈＮ ：ばね変位量 ＦＳＥア ：ばねのセ・ノド荷重 これについて詳述する。先ず環状室２５内の圧力Ｐｃは
戻し通路２６が燃料タンク５に連通されているので、ｐ
ｃ＝０とする。
ｇｏ・ＡＰＩ ＞ＦＥＥＴ ＞ＰＡ （ＡＰＺ Ａ
Ｚ ） ＋ＰＧ ・Ａｚ ＫＨ−ｈＮ＋１／２（Ｐ
ｉｕ ｐＨＩ、） ・ＡＰＢ ・・・（１１）た
だし、ＰＡ ：蓄圧室内の圧力 ｐＨＱ：弁口が開いた状態で噴射弁体が閉じているとき
の小室内の圧力 Ｐ■：弁口が開いた状態で噴射弁体が 上昇中の小室内の圧力 Ｐｍｏ：弁口が閉じた状態で噴射弁体が下降中の小室内
の圧力 Ｐ６ ：燃焼室内の圧力 ＡＰＢ：噴射弁体の大径部の断面積 ＡＰ２：噴射弁体の小径部の断面積 Ａｚ ：燃料噴射口の断面積 ＫＨ：ばね定数 ｈＮ ：ばね変位量 ＦＳＥア ：ばねのセ・ノド荷重 これについて詳述する。先ず環状室２５内の圧力Ｐｃは
戻し通路２６が燃料タンク５に連通されているので、ｐ
ｃ＝０とする。
いま、噴射弁体１３に作用する力について考察すると、
小室２３の圧力を逃がす弁口２４が開いた状態で噴射弁
体１３が開く前では、噴射弁体１３を押上げようとする
力Ｆ。。および噴射弁体１３を押下げようとする力Ｆ
−０は次式で表すことができる。
小室２３の圧力を逃がす弁口２４が開いた状態で噴射弁
体１３が開く前では、噴射弁体１３を押上げようとする
力Ｆ。。および噴射弁体１３を押下げようとする力Ｆ
−０は次式で表すことができる。
Ｆ、、＝Ｐ Ａ （ＡＰ ２ −Ａ ２ ） ＋Ｐ
Ｇ ・ Ａｚ ・ １１２）Ｆ−ｏ＝Ｆｓｔ、
ｒ ＋Ｐｇｏ・ＡＰＩ ＝４１３）また
、噴射弁体１３が上昇中の押上げ力Ｆ１．ｕと押下げ力
Ｆ−ｕは次式で表される。
Ｇ ・ Ａｚ ・ １１２）Ｆ−ｏ＝Ｆｓｔ、
ｒ ＋Ｐｇｏ・ＡＰＩ ＝４１３）また
、噴射弁体１３が上昇中の押上げ力Ｆ１．ｕと押下げ力
Ｆ−ｕは次式で表される。
Ｆや。””Ｐａ （ＡＰｚ Ａｚ ） 十ＰＧ ・
Ａｚ・・・（１４）Ｆ−ｕ”Ｆｓｔｔ ＋ＰＩＩｕ・Ａ
ＰＩ−１−Ｃ，・ Ｖｎｕ＋ＫＨ・ｈ８・、・（１５）
ただし、ＣＮ ：粘性抵抗係数 ＶＮＩＩ：噴射弁体１３の上昇中の速度さらに、弁口２
４が閉じた状態で、噴射弁体１３が下降中の押上げ力Ｆ
。、と押下げ力Ｆ、、Ｄは次式で表される。
Ａｚ・・・（１４）Ｆ−ｕ”Ｆｓｔｔ ＋ＰＩＩｕ・Ａ
ＰＩ−１−Ｃ，・ Ｖｎｕ＋ＫＨ・ｈ８・、・（１５）
ただし、ＣＮ ：粘性抵抗係数 ＶＮＩＩ：噴射弁体１３の上昇中の速度さらに、弁口２
４が閉じた状態で、噴射弁体１３が下降中の押上げ力Ｆ
。、と押下げ力Ｆ、、Ｄは次式で表される。
Ｆ、。−ＰＡ （ＡＰ２ ＡＺ ） ＋Ｐｃ
−Ａｚ ・・・（１６）Ｆ−ｏ−ＦＳＥＴ 十Ｐ
ＯＤ−Ａ Ｐ＋＋ ＣＭ 、Ｖｘｏ＋ＫＮ −ｈｎ
・・・（１７）ただし、ＶＮＤ：噴射弁体１３の下降中
の速度ここで、噴射弁体１３が開くためには、Ｆ、ｏ＞
Ｆ−ｏ ・・・（１８）
また、燃料噴射率を燃料噴射初期において小さく燃料噴
射後期において大きいくさび形にするためには、噴射弁
体１３の上昇中の速度ＶＮＬｌと下降中の速度ＶＮＤが
略一定であり、速度ＶＮＩ＋より速度■ＨＤの絶対値が
大きいことが必要であるから、Ｆ＋ＬＩ″−Ｆ−、−０
（１９） Ｆ、。”Ｆ−ｏ ・・・
（２０）ＶＮＬＩＩ ＜ ｌ ＶＪＩＩｌｌ を満たすようにすればよい。
−Ａｚ ・・・（１６）Ｆ−ｏ−ＦＳＥＴ 十Ｐ
ＯＤ−Ａ Ｐ＋＋ ＣＭ 、Ｖｘｏ＋ＫＮ −ｈｎ
・・・（１７）ただし、ＶＮＤ：噴射弁体１３の下降中
の速度ここで、噴射弁体１３が開くためには、Ｆ、ｏ＞
Ｆ−ｏ ・・・（１８）
また、燃料噴射率を燃料噴射初期において小さく燃料噴
射後期において大きいくさび形にするためには、噴射弁
体１３の上昇中の速度ＶＮＬｌと下降中の速度ＶＮＤが
略一定であり、速度ＶＮＩ＋より速度■ＨＤの絶対値が
大きいことが必要であるから、Ｆ＋ＬＩ″−Ｆ−、−０
（１９） Ｆ、。”Ｆ−ｏ ・・・
（２０）ＶＮＬＩＩ ＜ ｌ ＶＪＩＩｌｌ を満たすようにすればよい。
（１８）式に（１２） 、（１３）式を代入して整理し
、（１１）弐に（１４） 、（１５） 、（１６） 、
（１７） 、（１９） 、（２０）を代入して整理する
と、前記（１１）式が得られる。
、（１１）弐に（１４） 、（１５） 、（１６） 、
（１７） 、（１９） 、（２０）を代入して整理する
と、前記（１１）式が得られる。
したがって、圧縮コイルばね４１のセット荷重を（１１
）式を満足する範囲に設定すれば、燃料室内の圧力が噴
射弁体１３に作用したり、小室２３内の圧力が弁口２４
の開閉によって変化することについて考慮する必要があ
る場合であっても、噴射弁体１３が上昇して燃料噴射口
２を開く速度を、噴射弁体１３が下降して燃料噴射口２
を閉じる速度よりも遅くすることができる。そのため、
燃料噴射口２をゆっくり開き、すばやく閉じることがで
きるから、燃料噴射初期において燃料噴射率を小さくす
ることができる。
）式を満足する範囲に設定すれば、燃料室内の圧力が噴
射弁体１３に作用したり、小室２３内の圧力が弁口２４
の開閉によって変化することについて考慮する必要があ
る場合であっても、噴射弁体１３が上昇して燃料噴射口
２を開く速度を、噴射弁体１３が下降して燃料噴射口２
を閉じる速度よりも遅くすることができる。そのため、
燃料噴射口２をゆっくり開き、すばやく閉じることがで
きるから、燃料噴射初期において燃料噴射率を小さくす
ることができる。
以上説明したように本発明によれば、加圧された燃料が
導入される蓄圧室および小室を有するボディーと、この
ボディー内に後端の大径部が小室内に臨み大径部より前
側の小径部が蓄圧室内に臨むように保持され燃料噴射口
を開閉する噴射弁体と、小室の圧力を逃がす弁口を開閉
し電磁石で作動される弁体と、噴射弁体を燃料噴射口を
閉じる方向に押圧するばねとを備えた高圧燃料噴射装置
において、ばねのセット荷重を、弁口を開いたときの噴
射弁体を開く力が、弁口を閉じたときの噴射弁体を閉じ
る力よりも小さくなるように設定したから、噴射弁体の
燃料噴射口を開く速度を燃料噴射口を閉じる速度よりも
遅くすることができる。
導入される蓄圧室および小室を有するボディーと、この
ボディー内に後端の大径部が小室内に臨み大径部より前
側の小径部が蓄圧室内に臨むように保持され燃料噴射口
を開閉する噴射弁体と、小室の圧力を逃がす弁口を開閉
し電磁石で作動される弁体と、噴射弁体を燃料噴射口を
閉じる方向に押圧するばねとを備えた高圧燃料噴射装置
において、ばねのセット荷重を、弁口を開いたときの噴
射弁体を開く力が、弁口を閉じたときの噴射弁体を閉じ
る力よりも小さくなるように設定したから、噴射弁体の
燃料噴射口を開く速度を燃料噴射口を閉じる速度よりも
遅くすることができる。
したがって、特別な部材を必要とすることがなく、簡単
な構造で燃料噴射初期における燃料噴射率を小さくする
ことができる。
な構造で燃料噴射初期における燃料噴射率を小さくする
ことができる。
第１図は本発明に係るエンジンの高圧燃料噴射装置の要
部の概略を示す縦断面図、第２図は噴射装置の全体を示
す縦断面図、第３図は本発明の高圧燃料噴射装置によっ
て得られる燃料噴射率と時間との関係を示すグラフ、第
４図はエンジン運転時の高圧燃料噴射装置の制御方法を
示すグラフ、第５図ないし第７図は他の実施例について
説明するために装置要部の概略を示す縦断面図である。 ６・・・・ボディー、７・・・・蓄圧室、１３・・・・
噴射弁体、１４・・・・大径部、１５・・・・小径部、
２３・・・・小室、２４・・・・弁口、３１・・・・弁
体、４１・・・・圧縮コイルばね。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社
部の概略を示す縦断面図、第２図は噴射装置の全体を示
す縦断面図、第３図は本発明の高圧燃料噴射装置によっ
て得られる燃料噴射率と時間との関係を示すグラフ、第
４図はエンジン運転時の高圧燃料噴射装置の制御方法を
示すグラフ、第５図ないし第７図は他の実施例について
説明するために装置要部の概略を示す縦断面図である。 ６・・・・ボディー、７・・・・蓄圧室、１３・・・・
噴射弁体、１４・・・・大径部、１５・・・・小径部、
２３・・・・小室、２４・・・・弁口、３１・・・・弁
体、４１・・・・圧縮コイルばね。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社
Claims (2)
- （１）加圧された燃料が導入される蓄圧室および小室を
有するボディーと、このボディー内に後端の大径部が小
室内に臨み大径部より前側の小径部が蓄圧室内に臨むよ
うに保持され燃料噴射口を開閉する噴射弁体と、前記小
室の圧力を逃がす弁口を開閉し電磁石で作動される弁体
と、前記噴射弁体を燃料噴射口を閉じる方向に押圧する
ばねとを備えた高圧燃料噴射装置において、前記ばねの
セット荷重を次式を満たす範囲内に設定してなるエンジ
ンの高圧燃料噴射装置。 Ｐ＿Ａ（ＡＰ＿２−Ａ＿ｚ−ｌ／２ＡＰ＿１）−１／２
Ｐ＿ｍＡＰ＿１−Ｋ＿Ｎ・ｈ＿Ｎ＜Ｆ＿Ｓ＿Ｅ＿Ｔ＜Ｐ
＿Ａ（ＡＰ＿２−Ａ＿ｚ）−Ｐ＿８・ＡＰ＿１−Ｋ＿Ｎ
・ｈ＿Ｎ ただし、Ｐ＿Ａ：蓄圧室内の圧力 Ｐ＿Ｂ：弁口が開いた状態における小室 内の圧力 ＡＰ＿１：噴射弁体の大径部の断面積 ＡＰ＿２：噴射弁体の小径部の断面積 Ａ＿ｚ：燃料噴射口の断面積 Ｋ＿Ｎ：ばね定数 ｈ＿Ｎ：ばね変位量 Ｆ＿Ｓ＿Ｅ＿Ｔ：ばねのセット荷重 - （２）加圧された燃料が導入される蓄圧室および小室を
有するボディーと、このボディー内に後端の大径部が小
室内に臨み大径部より前側の小径部が蓄圧室内に臨むよ
うに保持され燃料噴射口を開閉する噴射弁体と、前記小
室の圧力を逃がす弁口を開閉し電磁石で作動される弁体
と、前記噴射弁体を燃料噴射口を閉じる方向に押圧する
ばねとを備えた高圧燃料噴射装置において、前記ばねの
セット荷重を次式を満たす範囲内に設定してなるエンジ
ンの高圧燃料噴射装置。 Ｐ＿Ａ（ＡＰ＿２−Ａ＿ｚ）＋Ｐ＿Ｇ・Ａ＿ｚ−Ｐ＿Ｂ
＿ＯＡＰ＿１＞Ｆ＿Ｓ＿Ｅ＿Ｔ＞Ｐ＿Ａ（ＡＰ＿２−Ａ
＿ｚ）＋Ｐ＿ＧＡ＿ｚ−Ｋ＿Ｎ・ｈ＿Ｎ＋ｌ／２（Ｐ＿
Ｂ＿Ｕ−Ｐ＿Ｂ＿Ｄ）・ＡＰ＿１ただし、Ｐ＿Ａ：蓄圧
室内の圧力 Ｐ＿Ｂ＿Ｏ：弁口が開いた状態で噴射弁体が閉じている
ときの小室内の圧力 Ｐ＿Ｂ＿Ｕ：弁口が開いた状態で噴射弁体が上昇中の小
室内の圧力 Ｐ＿Ｂ＿Ｄ：弁口が閉じた状態で噴射弁体が下降中の小
室内の圧力 Ｐ＿Ｇ：燃焼室内の圧力 ＡＰ＿１：噴射弁体の大径部の断面積 ＡＰ＿２：噴射弁体の小径部の断面積 Ａ＿ｚ：燃料噴射口の断面積 Ｋ＿Ｎ：ばね定数 ｈ＿Ｎ：ばね変位量 Ｆ＿Ｓ＿Ｅ＿Ｔ：ばねのセット荷重
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-333510 | 1988-12-29 | ||
| JP33351088 | 1988-12-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277958A true JPH02277958A (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=18266851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1104777A Pending JPH02277958A (ja) | 1988-12-29 | 1989-04-26 | エンジンの高圧燃料噴射装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5014671A (ja) |
| JP (1) | JPH02277958A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19616812B4 (de) * | 1995-04-27 | 2004-09-30 | Nippon Soken, Inc., Nishio | Kraftstoffeinspritzvorrichtung |
| DE102005028486A1 (de) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Siemens Ag | Kraftstoffinjektor mit einem Servoventil und einer weiteren Druckstufe |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5148987A (en) * | 1990-07-05 | 1992-09-22 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | High pressure fuel injection device for engine |
| WO1999043442A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-02 | Diesel Technology Company | Fuel pumping device with increased needle valve closure pressure |
| US6409102B1 (en) * | 1999-03-15 | 2002-06-25 | Aerosance, Inc. | Fuel injector assembly |
| US20050098660A1 (en) * | 2001-04-24 | 2005-05-12 | Marco Ganser | Fuel-injection valve for internal combustion engines |
| US6928986B2 (en) * | 2003-12-29 | 2005-08-16 | Siemens Diesel Systems Technology Vdo | Fuel injector with piezoelectric actuator and method of use |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2042184T3 (es) * | 1985-12-02 | 1993-12-01 | Marco Alfredo Ganser | Dispositivo para el control de los inyectores de combustible de accionamiento electrohidraulico. |
| JPH01232161A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-18 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンの高圧燃料噴射装置 |
| US4899935A (en) * | 1988-03-14 | 1990-02-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Valve support for accumulator type fuel injection nozzle |
| JPH0224456A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-26 | Mitsui Constr Co Ltd | 高層建築物の構造 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1104777A patent/JPH02277958A/ja active Pending
- 1989-12-27 US US07/457,550 patent/US5014671A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19616812B4 (de) * | 1995-04-27 | 2004-09-30 | Nippon Soken, Inc., Nishio | Kraftstoffeinspritzvorrichtung |
| DE102005028486A1 (de) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Siemens Ag | Kraftstoffinjektor mit einem Servoventil und einer weiteren Druckstufe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5014671A (en) | 1991-05-14 |
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