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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Links
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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
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
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- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 4
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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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