CN102108927B - 燃料喷射装置 - Google Patents
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Abstract
一种燃料喷射装置,在孔板(7)内部构成了从燃料供给流路(16)向控制室(12)内导入高压燃料的燃料导入流路(22)和对间隙(42)进行开关控制的止回阀。由此能够缩短从电磁控制阀开阀开始、到针(4)开阀为止的时间(开阀响应时间)。另外,能够缩短从电磁控制阀关阀开始、到针(4)关阀为止的时间(关阀响应时间)。由此能够加快针(4)的关阀,提高关阀响应性。另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针(4)开阀的喷射期间内,止回阀封闭流路截面面积大的燃料导入流路(22),因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针(4)关阀之类的异常喷射动作。
Description
技术领域
本发明涉及向内燃机的燃烧室内喷射燃料的燃料喷射装置,特别是涉及一种至少使用2个第1、第2控制阀对控制室内的燃料压力进行控制,从而改善了针(ニ一ドル)的开阀响应性和针的关阀响应性的燃料喷射装置(喷射器)。
背景技术
以往,如图10和图11所示,一种公知的燃料喷射装置(现有技术1的喷射器)具备以下构件(例如,参照日本特开平09-032681号公报):针102,用于开关向内燃机(发动机)的燃烧室内喷射燃料的喷孔101;喷嘴室103,其内部的燃料压力对针102施加沿喷孔开阀方向的油压力(开阀力:F1);控制室104,其内部的燃料压力对针102施加沿喷孔关阀方向的油压力(关阀力:F2);弹簧105,其对针102赋予沿喷孔关阀方向的作用力(关阀力:F3);和电磁控制阀,其落位(着座)到孔板(orifice plate)106的座面时将燃料排出流路封闭,脱离座面后使燃料排出流路打开。
而且,现有技术1的喷射器具备:燃料供给流路111~113,从输送泵P经由共轨R向喷嘴室103供给高压燃料;燃料导入流路114、115,使高压燃料从燃料供给流路111流入控制室104;和燃料排出流路116、117,使燃料从控制室104排出到燃料箱。另外,燃料导入流路115中设置有连通燃料供给流路111和控制室104的入口节流器(入口节流孔118)。
此外,电磁控制阀具有:阀门121,用于开关使燃料从控制室104排出(流出)的流出口(port)120;和用于驱动该阀门121的电磁促动器(actuator)。该电磁促动器由以下部件等构成:电枢122,向阀孔开阀方向驱动阀门121;电磁铁(螺线管),产生吸引该电枢122的电磁力;和弹簧123,对阀门121赋予指向阀孔关阀方向的作用力。另外,螺线管以下部件等构成:线圈125,通过内置有EDU的ECU124而被通电;和定子126,其具有与电枢122的磁极面之间隔开预定间隙而相对的磁极面。
该现有技术1的喷射器中针102的受压面积在轴方向上下相等,因此被称为压力平衡型喷射器。此外,现有技术1的喷射器中针102的受压面积在轴方向上下相等,因此具有喷射器内部的高压燃料泄漏少的特征。
但是,其缺点是响应性差,特别是在燃料喷射结束时针102的关阀响应性差。这是因为,电磁控制阀的阀门121关闭后高压燃料会流入控制室104,导致控制室104内的燃料压力(控制室室压)上升,而由于针102的受压面积在轴方向上下相等,因此在控制室104内的燃料压力上升达到与弹簧105的设定负荷量相当的压力差之前,针102不会开始关阀。
为了消除该缺点,可以加大入口节流孔118的流路截面面积。但是,如果过度加大入口节流孔118的流路截面面积,入口节流孔118的流路截面面积就会变得大于例如在燃料开始喷射时电磁控制阀的阀门121脱离孔板106的座面而被打开的燃料排出流路116、117的流路截面面积。这样一来,控制室104内的燃料压力就会下降而变得不足,针102无法开阀。
为了解决该问题,人们提出了一种如图12和图13所示那样具备中间阀门108的燃料喷射装置(现有技术2的喷射器)(例如,参照日本特开昭62-282164号公报和与其对应的美国专利4,826,080号以及国际公开WO2008/046238号公报)。
该现有技术2的喷射器按照以下方式构成,即:中间阀门108上形成有连通控制室104和燃料排出流路116的出口节流器(出口节流孔119),利用弹簧129的作用力将中间阀门108按压到孔板106的座面上,对燃料导入流路115进行开关控制。另外,其形成方式为,入口节流孔118不向控制室104开口,燃料导入流路114经由控制室104迂回而连通到燃料排出流路116。
根据该现有技术2的喷射器结构,在电磁控制阀的阀门121关闭而结束燃料喷射时,燃料导入流路114内的高压燃料不会从入口节流孔118泄漏到燃料排出流路一侧,被附着到中间阀门108的图示上端面上。因此,中间阀门108被按压下去,高压燃料就会从不存在入口节流孔118的燃料导入流路115流入控制室104的内部。由此,控制室104内的燃料压力在短时间内升高,针102的关阀加快。因此,能够解决现有技术1的喷射器的问题,即提高关阀响应性。
然而,在现有技术2的喷射器的情况下,在电磁控制阀的阀门121开阀时,控制室104内的燃料会从出口节流孔119流出而导致控制室104内的燃料压力下降,而且很多高压燃料会因流经燃料排出流路116的燃料流速产生的抽吸作用、即所谓的喷雾效果(或喷射器效果)而从入口节流孔118排出到低压端。
另外,针102的开阀引起的喷射水击(压力变动)会从燃料供给流路111~113和燃料导入流路114、115施加到中间阀门108上,导致中间阀门108开阀。该中间阀门108的开阀有可能使高压燃料在燃料喷射中途流入控制室104内部,导致针102关阀,引起燃料喷射中断。
而且,由于中间阀门108是平板形状,与孔板106座面的接触(落位)是在平面内实现的,因此,在针102开阀时容易发生高压燃料从燃料导入流路115向控制室104内的泄漏,有可能影响稳定的燃料喷射。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高针的关阀响应性和针的开阀响应性的燃料喷射装置。另外,本发明的目的在于提供一种能够防止针在燃料喷射期间关阀之类的异常喷射动作的燃料喷射装置。
为实现本发明的目的,本发明的一个实施方式提供的燃料喷射装置的特征在于,具备:针,用于开关向内燃机的燃烧室喷射燃料的喷孔;喷嘴室,其内部的燃料对所述针施加喷孔开阀方向的力;控制室,其内部的燃料对所述针施加喷孔关阀方向的力;针加力机构,在喷孔关阀方向上对所述针施加作用力;燃料供给路径,从产生高压燃料的高压生成部向所述喷嘴室供给高压燃料;燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入所述控制室;燃料排出路径,使燃料从所述控制室排出;第1控制阀,设置在该燃料排出路径上,对所述燃料排出路径进行开关控制;以及第2控制阀,设置在所述燃料导入路径上,对所述燃料导入路径进行开关控制,在该燃料喷射装置中,通过对所述第1控制阀进行关阀或开阀来增减所述控制室内的燃料压力,由此使所述针开阀或关阀,进行燃料的喷射控制,所述第2控制阀具有:阀塞,用于开关向所述控制室内导入燃料的阀孔;背压室,其内部的燃料对所述阀塞施加阀孔开阀方向的力;压力室,其内部的燃料对所述阀塞施加阀孔关阀方向的力;中间室,经由所述阀孔连通所述压力室和所述控制室;以及阀塞加力机构,在阀孔开阀方向上对所述阀塞施加作用力,所述压力室与所述燃料供给路径连通,从所述高压生成部被供给高压燃料,所述燃料导入路径具有第1燃料导入路径和第2燃料导入路径,该第1燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述阀孔、所述中间室流入所述控制室,该第2燃料导入路径使燃料从所述燃料供给路径经由所述背压室、所述燃料排出路径流入所述控制室,所述燃料排出路径具有连通所述控制室和所述第1控制阀的出口节流器,所述第2燃料导入路径具有第1入口节流器和第2入口节流器,该第1入口节流器面向所述出口节流器开口,并连通所述背压室和所述出口节流器,该第2入口节流器连通所述燃料供给路径和所述背压室,所述第1入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述出口节流器的流路截面面积,所述第2入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述第1入口节流器的流路截面面积。
本发明的另一个实施方式提供的燃料喷射装置的特征在于,具备:针,用于开关向内燃机的燃烧室喷射燃料的喷孔;喷嘴室,其内部的燃料对所述针施加喷孔开阀方向的力;控制室,其内部的燃料对所述针施加喷孔关阀方向的力;针加力机构,在喷孔关阀方向上对所述针施加作用力;燃料供给路径,从产生高压燃料的高压生成部向所述喷嘴室供给高压燃料;燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入所述控制室;燃料排出路径,使燃料从所述控制室排出;第1控制阀,设置在该燃料排出路径上,对所述燃料排出路径进行开关控制;以及第2控制阀,设置在所述燃料导入路径上,对所述燃料导入路径进行开关控制,在该燃料喷射装置中,通过对所述第1控制阀进行关阀或开阀来增减所述控制室内的燃料压力,由此使所述针开阀或关阀,进行燃料的喷射控制,所述第2控制阀具有:阀塞,用于开关向所述控制室内导入燃料的阀孔;背压室,其内部的燃料对所述阀塞施加阀孔开阀方向的力;压力室,其内部的燃料对所述阀塞施加阀孔关阀方向的力;中间室,经由所述阀孔连通所述压力室和所述控制室;以及阀塞加力机构,在阀孔开阀方向上对所述阀塞施加作用力,所述压力室与所述燃料供给路径连通,从所述高压生成部被供给高压燃料,所述燃料导入路径具有第1燃料导入路径和第2燃料导入路径,该第1燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述阀孔、所述中间室流入所述控制室,该第2燃料导入路径使燃料从所述燃料供给路径经由所述中间室流入所述控制室,所述燃料排出路径具有出口节流器和第1入口节流器,该出口节流器连通所述控制室和所述第1控制阀,该第1入口节流器面向所述出口节流器开口,并连通所述背压室和所述出口节流器,所述第2燃料导入路径具有连通所述燃料供给路径和所述中间室的第2入口节流器,所述第1入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述出口节流器的流路截面面积,所述第2入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述第1入口节流器的流路截面面积。
本发明的再一个实施方式提供的燃料喷射装置的特征在于,具备:针,用于开关向内燃机的燃烧室喷射燃料的喷孔;喷嘴室,其内部的燃料对所述针施加喷孔开阀方向的力;控制室,其内部的燃料对所述针施加喷孔关阀方向的力;针加力机构,在喷孔关阀方向上对所述针施加作用力;燃料供给路径,从产生高压燃料的高压生成部向所述喷嘴室供给高压燃料;燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入所述控制室;燃料排出路径,使燃料从所述控制室排出;第1控制阀,其设置在该燃料排出路径上,对所述燃料排出路径进行开关控制;以及第2控制阀,其设置在所述燃料导入路径上,对所述燃料导入路径进行开关控制;在该燃料喷射装置中,通过对所述第1控制阀进行关阀或开阀来增减所述控制室内的燃料压力,由此使所述针开阀或关阀,进行燃料的喷射控制,所述第2控制阀具有:板,用于开关向所述控制室内导入燃料的阀孔;背压室,其内部的燃料对所述板施加阀孔开阀方向的力;压力室,其内部的燃料对所述板施加阀孔关阀方向的力;以及板加力机构,在阀孔开阀方向上对所述板施加作用力,所述压力室与所述燃料供给路径连通,从所述高压生成部被供给高压燃料,所述燃料导入路径具有第1燃料导入路径和第2燃料导入路径,该第1燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述阀孔流入所述控制室,该第2燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述背压室、所述燃料排出路径流入所述控制室,所述燃料排出路径具有连通所述控制室和所述第1控制阀的出口节流器,所述第2燃料导入路径具有第1入口节流器和第2入口节流器,该第1入口节流器面向所述出口节流器开口,并连通所述背压室和所述出口节流器,该第2入口节流器连通所压力室和所述背压室,所述第1入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述出口节流器的流路截面面积,所述第2入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述第1入口节流器的流路截面面积。
附图说明
图1是表示共轨式燃料喷射装置的概略结构图(实施例1)。
图2(a)是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图,(b)是表示在止动件(stopper)上形成的十字槽的俯视图(实施例1)。
图3是表示喷射器的工作状态的时序图(实施例1)。
图4(a)是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图,(b)是表示在止动件上形成的十字槽的俯视图(实施例2)。
图5是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图(实施例3)。
图6(a)是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图,(b)是表示在止动件上形成的十字槽的俯视图(实施例4)。
图7(a)是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图,(b)是表示在止动件上形成的十字槽的俯视图(实施例5)。
图8(a)是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图,(b)是表示在止动件上形成的十字槽的俯视图(实施例6)。
图9(a)是表示喷射器的孔板周边部位的主要部分剖视图,(b)是表示在止动件上形成的十字槽的俯视图(实施例7)。
图10是表示现有技术1的喷射器的示意图(现有技术)。
图11是表示现有技术1的喷射器的工作状态的时序图(现有技术)。
图12是表示现有技术2的喷射器的示意图(现有技术)。
图13是表示现有技术2的喷射器的工作状态的时序图(现有技术)。
具体实施方式
[实施例1]
[实施例1的结构]
图1至图3表示的是本发明的实施例1,图1是表示共轨式燃料喷射装置的图,图2(a)是表示喷射器的孔板周边部位的图,图2(b)是表示在止动件上形成的十字槽的图,图3是表示喷射器的工作状态的时序图。
本实施例的内燃机的燃料供给装置装配在汽车等车辆的发动机室(engine room)内,由共轨式燃料喷射系统(蓄压式燃料喷射系统)构成,这种共轨式燃料喷射系统被用作具有多个气缸的柴油发动机等内燃机(发动机)所使用的燃料喷射系统。
共轨式燃料喷射系统具备:输送泵1,对吸入的燃料进行加压;共轨2,从该输送泵1的喷出口导入高压燃料;多个燃料喷射装置(以下称之为喷射器),从该共轨2的各燃料出口向这些喷射器分配供给高压燃料;燃料供给配管,从燃料箱延伸到各喷射器;和燃料回流配管,使从输送泵1、共轨2和各喷射器等燃料供给设备(燃料喷射设备)溢出(泄漏)或排出(流出)的剩余燃料回流到燃料箱内。
这里,共轨式燃料喷射系统按照以下方式构成,即,在共轨2的内部进行蓄压的高压燃料经由各喷射器喷射供给到发动机的各气缸的燃烧室内。
燃料供给配管具有用于从输送泵1的喷出口向共轨2的进入口(inletport)供给高压燃料的供给配管,以及用于从共轨2的各排出口(outlet port)向多个喷射器的各进入口供给高压燃料的供给配管。
输送泵1内置有具有众所周知的结构的进给泵(feed pump)(低压燃料泵),该进给泵从燃料箱中汲取燃料。该输送泵1是一种高压燃料泵,其将从进给泵经由电磁阀吸入到加压室内的燃料进行加压后形成高压燃料,然后通过加压输送将该高压燃料供给到共轨2。输送泵1的电磁阀是一种燃料流量调节阀,其通过调整从进给泵吸入到加压室内的燃料的吸入量而对输送泵1的喷出口(喷出port)所喷出的燃料喷出量进行控制。
在共轨2的内部形成有蓄压室,对高压燃料进行蓄压,使燃料压力达到喷射压力,喷射供给到发动机的各气缸的燃烧室内。
此外,输送泵1或共轨2构成了用于产生高压燃料的高压生成部。
与发动机的各气缸分别对应着装配的喷射器是一种直接喷射型燃料喷射阀(内燃机的燃料喷射阀),其将在共轨2内部蓄压形成的高压燃料直接以雾状喷射供给到燃烧室内。该喷射器具备:针4,对用于喷射燃料的喷孔3进行开关;以自由滑动的方式支承着该针4(或者与该针4相连的指令活塞(command piston))的缸5;具有该缸5的喷嘴主体6;内部形成有节流孔的孔板7;和内置有电磁控制阀的喷射器主体8。
另外,喷射器具备第1控制阀和第2控制阀,第1控制阀是一种电磁控制阀,其落位到孔板7的阀门座面上时会将阀孔(燃料流路孔、燃料排出流路)封闭,从孔板7的阀门座面上脱离时会将阀孔打开,第2控制阀是一种止回阀,其落位到孔板7的阀门板(座部)上时会将阀孔(燃料流路孔、燃料导入流路)封闭,从孔板7的阀门板上脱离时会将阀孔打开。此外,电磁控制阀构成为受到由发动机控制单元(ECU9)施加的螺线管驱动信号(喷射器驱动电流)的电子控制。
另外,喷射器具备:弹簧(关阀力赋予机构)10,对针4赋予喷孔关阀方向的作用力(关阀力);喷嘴室11,其内部的燃料压力对针4施加喷孔开阀方向的油压力(开阀力);控制室12,其内部的燃料压力对针4施加喷孔关阀方向的油压力(关阀力);燃料供给路径,从高压生成部(输送泵1、共轨2)向喷嘴室11供给高压燃料;燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入控制室12内;和燃料排出路径,使燃料从控制室12排出到燃料箱。
针4具有被支承在缸5内可自由滑动的滑动部,其落位或脱离喷嘴主体6的座面时会将多个喷孔3封闭或打开。另外,在针4的轴线方向的中央部位设置有圆环状的凸缘13。另外,在针4的轴线方向的顶端部位(图示下端部)设置有圆锥形状的面。此外,在针4的圆锥形状面和圆柱形状面(曲面)之间形成的圆环状边缘作为与喷嘴主体6的座面液密式抵接(落位)的座部而发挥作用。
缸5被收容在沿喷嘴主体6的轴线方向延伸的喷嘴孔的内部,可相对于喷嘴主体6自由移动(或自由滑动)。该缸(cylinder)5借助于弹簧10的作用力而被按压到孔板7的第1接触面上。另外,缸5上形成有缸孔(滑动孔)14,针4的轴线方向的图示上端一侧可以在该缸孔中滑动。
在喷嘴主体6的轴线方向的顶端部位(图示下方)设置有倒圆锥形状的座面(阀座),其内部形成有圆锥形状的空间。在该座面上设置有多个喷孔3,用于向发动机的各气缸的燃烧室内喷射高压燃料。另外,在喷嘴主体6的轴线方向的后端面(图示上端面)上设置有与孔板7的第1接触面液密式连接的第1连接面。
在孔板7的轴线方向(板厚度方向)的两侧设置有与喷嘴主体6的第1连接面贴紧的第1接触面,以及与喷射器主体8的第2连接面贴紧的第2接触面。此外,在孔板7的第2接触面的中央部位形成有实施了平面化处理的阀座面。另外,孔板7被用作止回阀的阀体。
喷射器主体8通过锁紧螺母15固定在喷嘴主体6的图示上端部,形成了将孔板7包夹在喷射器主体8与喷嘴主体6之间的状态。在该喷嘴主体8的轴线方向的前端面(图示下端面)上设置有与孔板7的第2接触面液密式连接的第2连接面。
弹簧10构成了针加力机构,在将针4的座部按压到喷嘴主体6的座面上的方向(喷孔关阀方向)上施加作用力。该弹簧10设置在缸5的弹簧座部和凸缘13的弹簧座部之间。
喷嘴室11形成在缸5和喷嘴主体6之间。该喷嘴室11内的燃料压力按照上述方式对针4施加喷孔开阀方向的油压力(开阀力:F1)。另外,喷嘴室11形成在比孔板7更靠近燃料流方向的下游端的位置。
控制室12形成在缸5和孔板7之间。该控制室12内的燃料压力按照上述方式对针4施加喷孔关阀方向的油压力(关阀力:F3)。
这里,在孔板7的内部形成有燃料导入路径(第1、第2燃料导入路径2个路径)。第1燃料导入路径具有从燃料供给路径(燃料供给流路16~18)向控制室12内导入(流入)高压燃料的燃料导入流路22。另外,第2燃料导入路径具有从燃料供给路径(燃料供给流路16~18)绕过(旁路)燃料导入流路22而向控制室12内导入(流入)高压燃料的燃料导入流路23。
喷射器主体8中形成有经由燃料供给配管与共轨2的各排出口相连接的进入口,以及经由燃料回流配管与燃料箱相连接的排出口。
另外,在孔板7的内部形成有用于限制从燃料供给路径(燃料供给流路16~18)导入(流入)控制室12的燃料流量的入口节流器,以及用于限制从控制室12排出(流出)到燃料排出路径(燃料排出流路27~29)的燃料流量的出口节流器。
入口节流器由第1、第2入口节流孔(以下称为第1、第2节流孔31、32)2个入口节流孔等构成,这第1、第2入口节流孔2个入口节流孔对用于向控制室12内导入燃料的燃料流路(连通路、燃料导入流路23)的流路截面面积进行收缩控制。另外,出口节流器由至少1个出口节流孔(以下称为第3节流孔33)等构成,所述出口节流孔对用于从控制室12排出燃料的燃料流路(燃料排出流路27、28)的流路截面面积进行收缩控制。
此外,孔板7、各流路16~18、22、23、27~29和第1~第3节流孔31~33将在后面进行详细叙述。
电磁控制阀设置在燃料排出流路内,构成了对燃料排出流路进行开关控制的第1控制阀。该电磁控制阀对高压端的第1燃料排出流路(燃料排出流路27、28)和低压端的第2燃料排出流路(燃料排出流路29)之间的连通状态和切断状态进行切换控制。
电磁控制阀具有:阀35,用于开关使燃料从控制室12排出(流出)的阀孔(排出孔、流出口;以下称为燃料排出流路28);和用于驱动该阀35的电磁促动器。
电磁促动器具备:喷射器主体8,也被用作内部形成有燃料排出流路29的阀体;孔板7,在燃料排出流路28的开口周边部位具有阀座面,阀门35可以落位于该阀座面上;电枢36,将阀门35向脱离孔板7的阀座面的一侧(阀孔开阀方向)进行驱动;电磁铁(螺线管),产生吸引该电枢36的电磁力;和弹簧(阀门加力机构、第1弹簧)37,产生将阀门35推压到孔板7的阀座面一侧(阀孔关阀方向)的作用力。
阀门35是一个对燃料排出流路28进行开关的半球体形状的球(ball),具有:与电枢36的收容凹部的底面抵接的抵接部,以及与孔板7的阀座面抵接(落位)的座部。
若阀门35的座部落位到孔板7的阀座面上从而将燃料排出流路28封闭,则高压端的控制室12和燃料排出流路27、28与低压端的燃料排出流路29的连通状态就被切断。
另外,若阀门35的座部脱离(离开座位)孔板7的阀座面从而使燃料排出流路28打开,则高压端的控制室12和燃料排出流路27、28与低压端的燃料排出流路29就会连通。
由此,燃料从控制室12经由燃料排出流路27、第3节流孔33、燃料排出流路28向燃料排出流路29流出。
在喷射器主体8的内部形成有燃料排出流路29,该燃料排出流路29经由燃料排出流路27、28与控制室12连通。该燃料排出流路29具有电枢收容室,其中收容的电枢36可以往返移动。在电枢收容室中形成有滑动孔,使电枢36可以滑动。
电枢36具有以可以自由滑动的方式支承在喷射器主体8的滑动孔内的滑动部。在该电枢36的轴向顶端部位一侧设置有收容阀门35的收容凹部。
弹簧37是用来对阀门35赋予阀孔关阀方向的作用力(关阀力)的关阀力赋予机构。
螺线管是在双重圆筒状定子38的环状空间部卷绕线圈39而形成的,供给电流量经由与线圈39相连接的线圈引线进行供给。
这里,对输送泵1的电磁阀的线圈的供给电流量以及对多个喷射器的各电磁控制阀的线圈39的供给电流量是按照由包含着喷射器驱动电路(EDU)而构成的ECU9进行控制的方式构成的。
除了EDU之外,ECU 9中还内置有:包含CPU、ROM、RAM等构成的众所周知的微型计算机,以及与输送泵1的电磁阀相连接的泵驱动电路。此外,安装在共轨2上的共轨压力传感器产生的传感器信号及各种传感器产生的传感器信号通过A/D变换电路进行A/D变换后被输入到微型计算机。这里,微型计算机的输入部连接着曲柄角度传感器、加速踏板开度传感器、冷却水温度传感器、燃料温度传感器和吸入空气温度传感器等。
另外,微型计算机按照以下方式构成,即:点火开关打开(IG/ON)后,基于共轨压力传感器及上述各种传感器产生的传感器信号和存储器(ROM、RAM)内所保存的控制程序计算出最佳的燃料喷射特性,以电子方式控制对输送泵1的电磁阀的线圈的供给电流量(所谓的泵驱动电流)和对多个喷射器的各电磁控制阀的线圈39的供给电流量(所谓的喷射器驱动电流)。
此外,最佳的燃料喷射特性指的是向发动机的每个气缸的燃烧室内喷射燃料的压力(指令喷射压力)、各喷射器的燃料喷射开始时期(指令喷射时期)、各喷射器的开阀期间(根据燃料喷射量和指令喷射压力求得的指令喷射期间)等的最适值。
止回阀设置于燃料流入路径内,构成了用于对燃料流入路径进行开关控制的第2控制阀。该止回阀具备:阀体,内部形成有阀塞(spool)孔(内部空间)以及开口截面面积比该阀塞孔大的压力室41;圆柱状阀塞(滑阀)43,用于开关从燃料供给流路16经由燃料导入流路22向控制室12导入高压燃料的阀孔(供给孔、流入路径:以下称为间隙(clearance)42);和弹簧(弹簧加力机构、第2弹簧)44,对该阀塞43赋予指向该阀塞轴的轴线方向的一侧(阀孔开阀方向)的作用力。
在本实施例中,使用孔板7作为阀体支承阀塞43的滑动部(以下称为中径挡圈(ランド)45),使其可以在该阀塞轴的轴线方向上自由地往返滑动。该孔板7的阀塞孔是利用阀塞43的中径挡圈45等划分为背压室46和中间室47构成的2个房间(空间)而形成的。
另外,压力室41的开口部被塞子液密式塞住。该塞子的阀塞孔侧面上设置有圆板状止动件(限制部)48,用于限制阀塞43的移动范围(特别是全开位置)。
这里,止动件48具有比阀塞43的阀塞轴的图示右端部更大的外径。该止动件48上形成有十字槽49,至少在阀塞43的阀塞轴接触到止动件48时(阀塞43开阀时)使高压燃料在其内部流通。也可以不设置该十字槽49。
此外,止回阀的详细情况将在后文描述。
下面,基于图1至图2(b)说明本实施例的燃料供给路径。
燃料供给路径具有燃料供给流路16和燃料供给流路17、18等,所述燃料供给流路16从共轨2经由供给配管向止回阀的压力室41供给高压燃料,所述燃料供给流路17、18从该燃料供给流路16或压力室41向喷嘴室11供给高压燃料。
燃料供给流路16形成在喷射器主体8的内部和孔板7的内部。该燃料供给流路16是将在各喷射器主体8的图示上端面上开口的进入口和止回阀的压力室41连通起来的燃料流路孔。
燃料供给流路17形成在孔板7的内部。该燃料供给流路17是将燃料供给流路16或压力室41和喷嘴室11连通起来的燃料流路孔。
燃料供给流路18形成在喷嘴主体6的内部(包含在其与缸5之间形成的筒状燃料流路孔)。该燃料供给流路18是将燃料供给流路17和喷嘴室11连通起来的燃料流路孔。
下面,基于图1至图2(b)说明本实施例的燃料导入路径的详细情况。
燃料导入路径具有:使燃料从燃料供给流路16经由压力室41、间隙42、中间室47流入控制室12的第1燃料导入路径;以及使燃料从燃料供给流路16经由背压室46、第3节流孔33、燃料排出流路27流入控制室12的第2燃料导入路径。
第1燃料导入路径具有:形成在燃料供给流路16和燃料供给流路17之间的压力室41,从该压力室41向中间室47导入高压燃料的间隙42,和从中间室47向控制室12导入高压燃料的燃料导入流路(第1燃料导入流路)22。燃料导入流路22形成在孔板7的内部。该燃料导入流路22是将中间室47的燃料流出口和控制室12的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。
第2燃料导入路径具有:从燃料供给流路16向背压室46导入高压燃料的燃料导入流路(第2燃料导入流路)23;从该燃料导入流路23向流通流路内导入高压燃料的背压室46;将背压室46和第3节流孔33连通起来的连通路;以及将第3节流孔33和控制室12连通起来的燃料排出流路27。
燃料导入流路23形成在孔板7的内部。该燃料导入流路23是将燃料供给流路16的分叉部和背压室46的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。另外,在燃料导入流路23的燃料流方向的下游端设置有将燃料供给流路16和背压室46连通起来的第2节流孔32。该第2节流孔32形成在与阀塞43的轴线方向正交的方向,直接连到背压室46。另外,第2节流孔32以对燃料导入流路23的燃料流方向的下游端的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第2节流孔32在背压室46的阀塞孔壁面上面向背压室46开口。
连通路形成在孔板7的内部。该连通路是将背压室46的连通口和第3节流孔33的汇合部(截面T字型的汇合部)连通起来的燃料流路孔。另外,本实施例的连通路构成了将背压室46和第3节流孔33连通起来的第1节流孔31。该第1节流孔31以对连通路的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第1节流孔31沿阀塞43的轴线方向从连通路的一端朝另一端笔直地形成,将背压室46和第3节流孔33直接连接起来。此外,第1节流孔31的一侧在第3节流孔33的控制孔壁面上面向第3节流孔33开口。
下面,基于图1至图2(b)说明本实施例的燃料排出路径的详细情况。
燃料排出路径具有:将燃料从控制室12排出(流出)到电磁控制阀的第1燃料排出路径;以及将燃料从电磁控制阀排出(流出)到喷射器主体8的排出口的第2燃料排出路径。
第1燃料排出路径具有燃料排出流路(第1燃料排出流路)22。另外,第1燃料排出路径具有将高压端的控制室12以及燃料排出流路27、28与低压端的燃料排出流路29连通起来的第3节流孔33。
燃料排出流路27、28形成在孔板7的内部。该燃料排出流路27、28是将控制室12和燃料排出流路29连通起来的燃料流路孔。另外,燃料排出流路27、28以连通孔板7的板厚度方向的两个端面(第1、第2接触面)的方式贯穿孔板7的板厚度方向。
第3节流孔33以对第1燃料排出路径的燃料流方向的中间部位(连通燃料排出流路27、28的燃料流方向的上游端和下游端的连通路)的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。该第3节流孔33形成在燃料排出流路27、28的中间部位。另外,第3节流孔33的流路截面面积被设定为大于第1、第2节流孔31、32的流路截面面积。
第2燃料排出路径具有燃料排出流路(第2燃料排出流路)29,该燃料排出流路29包含电枢收容室。燃料排出流路29形成在喷射器主体8的内部。该燃料供给流路29是将电磁控制阀的燃料排出流路28和排出口连通起来的燃料流路孔。
而且,从控制室12经由燃料排出流路27、28流入燃料排出流路29内部的燃料被从喷射器主体8中设置的排出口排出到喷射器的外部。此外,排出口连接到燃料回流配管(回流管、溢流管),燃料回流配管使从喷射器溢出或排出的燃料返回到燃料箱内。
下面,基于图1至图2(b)说明本实施例的孔板7的详细情况。
孔板7构成了分区构件,区分出高压端的控制室12和低压端的燃料排出流路29。在该孔板7的内部形成有以将2个第1、第2接触面连通起来的方式贯穿其中的贯穿孔。该贯穿孔被用作第1燃料排出路径(燃料排出流路27、第3节流孔33、燃料排出流路28),使燃料从控制室12流出到第2燃料排出路径(燃料排出流路29)。
另外,在孔板7的内部形成有阀塞孔和压力室41,止回阀的阀塞43的中径挡圈45在阀塞孔内滑动,压力室41连通到燃料供给流路16,高压燃料从高压生成部(输送泵1、共轨2)供给到压力室41内。该阀塞孔以在与第1燃料排出路径的轴线方向(孔板7的板厚度方向)正交的垂直方向上延伸的方式而形成。
另外,在开口截面面积小的阀塞孔和开口截面面积比该阀塞孔大的压力室41之间形成有圆环状的阶梯差(段差)。在该阶梯差上设置有圆环状座部53,在止回阀关阀时阀塞43的阀门头部(大径挡圈)51的梯形圆锥状的圆锥座面(圆锥面)52就会接触(落位)到该圆环状座部53。
另外,在孔板7的内部形成有用于从共轨2向喷嘴室11供给高压燃料的燃料供给流路16、17。另外,在孔板7的内部形成有用于从燃料供给流路16经由止回阀向控制室12内导入高压燃料的燃料导入流路22。另外,在孔板7的内部形成有用于从燃料供给流路16经由止回阀、第3节流孔33向控制室12内导入高压燃料的燃料导入流路23。
另外,第1节流孔31的流路截面面积被设定为小于第3节流孔33的流路截面面积。另外,第2节流孔32的流路截面面积被设定为小于第1节流孔31的流路截面面积。即,假设第2节流孔32的流路截面面积为S 1、第1节流孔31的流路截面面积为S2、第3节流孔33的流路截面面积为S3,则其满足S1<S2<S3的关系。
另外,第3节流孔33的流路截面面积被设定为小于燃料导入流路22的流路截面面积。另外,燃料导入流路22的流路截面面积被设定为小于止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积(截面总面积)。另外,止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积被设定为小于燃料供给流路16~18的流路截面面积。即,假设第3节流孔33的流路截面面积为S3、燃料导入流路22的流路截面面积为S4、止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积为S5、燃料供给流路16~18的流路截面面积为S6,则其满足S3<S4<S5<S6的关系。
下面,基于图1至图2(b)说明本实施例的止回阀的详细情况。
止回阀是由内部形成有中空部的孔板7、在该孔板7的中空部内往返移动的阀塞43以及设置在阀塞43和阀塞孔壁面之间的弹簧44等构成的。
孔板7的中空部具有压力室41和阀塞孔(背压室46、中间室47)等。
弹簧44是对阀塞43赋予沿阀孔开阀方向的作用力(开阀力:F4)的开阀力赋予机构。另外,背压室46内的燃料压力(背压室室压)对阀塞43施加阀孔开阀方向的油压力(开阀力:F5)。另外,压力室41内的燃料压力(高压室室压)对阀塞43施加阀孔关阀方向的油压力(关阀力:F6)。
背压室46构成了收容弹簧44的弹簧收容室。另外,背压室46的容积形成为与控制室12的容积相比非常小的容积。
阀塞43具有在阀塞孔内沿轴线方向往返移动的阀塞轴。在该阀塞轴的轴线方向的图示左侧设置有被支承在阀塞孔内可自由滑动的滑动部(中径挡圈)45。另外,在阀塞轴在轴线方向的图示右侧设置有凸缘状阀门头部(大径挡圈)51,其突出到阀塞轴的外周部位的半径方向的外径一侧。
另外,阀塞轴具有位于中径挡圈45和大径挡圈51之间的小径部。在该小径部的周围形成有环状槽。该环状槽在其与阀塞孔壁面之间形成了圆筒状中间室47。
中径挡圈45将阀塞孔分区而形成了背压室46和中间室47。
大径挡圈51具有比中径挡圈45的外径以及阀塞孔的孔径更大的外径。在该大径挡圈51的环状槽一侧形成有梯形圆锥状圆锥座面(圆锥面)52,该圆锥座面52相对于孔板7的座部53(在压力室41和中间室47之间形成的边(エッジ))落位或脱离,就会封闭或打开间隙42。
这里,当止回阀开阀时,即阀塞43全开时,在孔板7的座部53和大径挡圈51的圆锥座面52之间会形成燃料可以通过的间隙42。
若止回阀开阀,则阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52脱离(离座)孔板7的座部53从而使阀塞43的阀塞轴接触到止动件48,燃料供给流路16与燃料导入流路22就会连通。由此,从燃料供给流路16供给到压力室41的高压燃料就会穿过间隙42流入中间室47。而且,流入中间室47的高压燃料穿过尚未形成固定节流器的燃料导入流路22而被导入到控制室12。
另外,一旦止回阀关阀,即阀塞43的阀塞轴脱离(离座)止动件48从而使阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52接触(落位到)孔板7的座部53,燃料供给流路16与燃料导入流路22的连通状态就会被切断。由此,从燃料导入流路22向控制室12的高压燃料导入就会停止。
[实施例1的作用]
下面,基于图1至图3简单地说明本实施例的共轨式燃料喷射系统的作用。这里,图2(a)表示的是电磁控制阀关阀、止回阀开阀后的状态。
由输送泵1的喷出口喷出的高压燃料经由供给配管流入共轨2的内部(蓄压室),在该蓄压室内暂时进行蓄压。而且,由共轨2供给的高压燃料从喷射器的进入(inlet port)流入燃料供给流路16的内部。流入该燃料供给流路16的内部的高压燃料会流入压力室41的内部。
而且,流入压力室41内部的高压燃料从压力室41经由燃料供给流路17→燃料供给流路18而流入喷嘴室11的内部。
另外,流入压力室41内部的高压燃料因止回阀处于开阀状态而从压力室41经由间隙42→中间室47→燃料导入流路22而流入控制室12的内部。
另一方面,流入燃料供给流路16内部的高压燃料从燃料供给流路16经由燃料导入路径23→第2节流孔32而流入背压室46的内部。流入该背压室46内部的高压燃料从背压室46经由第1节流孔31→第3节流孔33→燃料排出流路27而流入控制室12的内部。
由此,针4就会受到因喷嘴室11内的燃料压力而产生的上推方向(喷孔开阀方向)的开阀力的作用,并且受到因控制室12内的燃料压力而产生的下压方向(喷孔关阀方向)的关阀力的作用。
这里,如果ECU9未对电磁控制阀的螺线管的线圈39通电、电磁控制阀的阀门35落位到孔板7的阀座面上而堵塞了燃料排出流路28,则由于止回阀处于开阀状态,喷嘴室11的内部以及控制室12的内部充满了高压燃料。此时,针4上被弹簧37施加了对针4赋予喷孔关阀方向上的作用力的关阀力。
即,针4受到由喷嘴室11内的燃料压力而产生的开阀力(F1)、由弹簧10的作用力(弹簧负荷)产生的关阀力(F2)和由控制室12内的燃料压力产生的关阀力(F3)的作用,并且F1<F2+F3的关系成立。因此,在ECU9未对电磁控制阀的螺线管的线圈39通电从而使电磁控制阀关阀的情况下,就整体而言,图2(a)中图示向下的力占优。
其结果是,当电磁控制阀关阀时,针4的座部被按压到喷嘴主体6的座面上(落位),针4的座部堵塞了喷嘴主体6的各喷孔3。
因此,该喷射器处于针4关阀的关阀状态,燃料不会喷射到发动机的气缸的燃烧室内。
此外,当电磁控制阀关阀时,弹簧44的作用力(弹簧负荷)产生的开阀力(F4)和背压室46内的燃料压力产生的开阀力(F5)以及压力室41内的燃料压力产生的关阀力(F6)作用在止回阀的阀塞43上,并且F4+F5>F6的关系成立。因此,止回阀的阀塞43如图2(a)所示,阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52被牵引而脱离孔板7的座部53,止回阀开阀。
另一方面,一旦变为该喷射器的喷射时序(燃料喷射时期)而且ECU9输出了燃料喷射开始指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就被导通。即,电磁控制阀的螺线管的线圈39中开始通电,阀门35和电枢36一起被弹簧37的作用力(弹簧负荷)提升。由此,阀门35被从孔板7的阀座面上拉开,电磁控制阀的阀门35开阀。因此,阀门35打开燃料排出流路28,使高压端的控制室12和燃料排出流路27、28连通到低压端的燃料排出流路29。
而且,电磁控制阀开阀后,从共轨2导入而充满了控制室12内部的高压燃料就会从控制室12经由燃料排出流路27→第3节流孔33→燃料排出流路28流出到电磁控制阀一侧(低压端)的燃料排出流路29。
这里,控制室12内的高压燃料与第3节流孔33的流路截面面积成比例地从控制室12经由燃料排出流路27→第3节流孔33→燃料排出流路28流向燃料排出流路29,燃料流量与高压端的控制室12和低压端的燃料排出流路29的压力差的平方根成比例。这时,穿过第3节流孔33的燃料的流速达到高速,并且在燃料压力下降而形成的喷雾效果(喷射器效果)作用下,充满了背压室46内部的燃料被从面向第3节流孔33开口的第1节流孔31中抽吸出来。背压室46内的燃料被抽吸到该第3节流孔33内部之后,经由第1节流孔31→第3节流孔33→燃料排出流路28而被排出到燃料排出流路29。
这里,第2节流孔32的流路截面面积形成为小于第1节流孔31的流路截面面积。由此,从背压室46经由第1节流孔31流出到燃料排出流路28、29的燃料流量大于从燃料供给流路16经由燃料导入流路23→第2节流孔32而流入背压室46内部的燃料的流量,因此,背压室46内的燃料压力急剧下降。
由此,背压室46和压力室41之间产生压力差,比弹簧44的阀孔开阀方向的作用力更大的关阀力就会作用到止回阀的阀塞43上。此外,一旦F4+F5<F6的关系成立,压力室41内的燃料压力所产生的阀孔关阀方向的关阀力就会使阀塞43向图示左侧移动,阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52就会落位到孔板7的座部53。由此,止回阀的阀塞43关阀,因此,阀塞43封闭间隙42,压力室41与中间室47的连通状态被切断。
而且,止回阀关阀后,充满了控制室12的内部的燃料从控制室12经由燃料排出流路27→第3节流孔33→燃料排出流路28→燃料排出流路29→排出口→燃料回流配管而返回到燃料箱内。
因此,控制室12内的燃料压力快速下降。而且,喷嘴室11与控制室12之间的压力差增大,作用在针4上的开阀力增大,弹簧10在阀孔关阀方向上的作用力也增大。而且,一旦F1>F2+F3的关系成立,喷嘴室11内的燃料压力产生的上推方向(喷孔开阀方向)的开阀力就会使针4上升(开始升程),针4的座部离开(脱离、离座)喷嘴主体6的座面。其结果是,形成针4开阀的开阀状态,喷嘴室11内的高压燃料从各喷孔3喷射出来。
因此,该喷射器开始向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料。
而且,从喷射时序开始经过了该喷射器的开阀期间(根据燃料喷射量和指令喷射压力求得的指令喷射期间:预定的ECU驱动脉冲时间)之后,从ECU9输出燃料喷射结束指令。一旦输出了该燃料喷射结束指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就被截止,因此,吸引电枢36的力消失。这样一来,电枢36就会因弹簧37的作用力(弹簧负荷)而向远离定子38的磁极面的方向移动。
即,弹簧37以其作用力按压电枢36,使电磁控制阀的阀门35落位到孔板7的阀座面上。由此,电磁控制阀的阀门35关阀。因此,电磁控制阀的阀门35封闭电磁控制阀的阀孔即燃料排出流路28,高压端的控制室12和燃料排出流路27、28与低压端的燃料排出流路29的连通状态被切断。
由此,燃料停止从控制室12流出到燃料排出流路29,因此,从共轨2经由燃料供给流路16→燃料导入流路23→第2节流孔32流入背压室46内部的高压燃料使背压室46内的燃料压力得以恢复。由此,一旦弹簧44的作用力超过了背压室46和压力室41的压力差所产生的关阀力,弹簧44的作用力所产生的开阀力就会作用到止回阀的阀塞43上。而且,一旦F4+F5>F6的关系成立,弹簧44作用力所产生的阀孔开阀方向上的开阀力就会使阀塞43向图示右侧移动,阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52就会脱离孔板7的座部53。因此,止回阀的阀塞43开阀,阀塞43因而打开间隙42,压力室41与中间室47形成连通状态。
而且,止回阀开阀后,压力室41内的高压燃料就会经由在阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52与孔板7的座部53之间所形成的间隙42流入中间室47的内部。流入到该中间室47内部的高压燃料从中间室47经由燃料导入流路22流入控制室12的内部,使控制室12内的燃料压力快速上升。
而且,喷嘴室11与控制室12之间的压力差减小,使针4开阀的开阀力一旦降低到弹簧37在阀孔关阀方向上的作用力以下,即控制室12内的燃料压力快速上升而使F1<F2+F3的关系成立,针4就会向喷孔关阀方向移动,针4的座部落位到喷嘴主体6的座面上。其结果是,针4的座部被按压到喷嘴主体6的座面上堵塞了各喷孔3,该喷射器恢复到针4关阀的关阀状态。由此,各喷孔3的燃料喷射结束。
下面,基于图1至图3简单地说明利用本实施例的喷射器所得到的效果。这里,图3是表示实施例1的喷射器的工作状态的时序图。
首先,基于图10和图11说明现有技术1的喷射器(压力平衡型喷射器)的详细情况。
若来自ECU124的螺线管驱动信号变为ON,则电磁控制阀的螺线管的线圈125中就会产生喷射器驱动电流。而且,线圈125中产生的电磁力会吸引电枢122,电磁控制阀的阀门121相应于磁特性的延迟大小而延迟开阀。电磁控制阀一旦开阀,由于燃料排出流路116的流路截面面积大于入口节流孔118的流路截面面积,控制室104内的燃料压力就会下降。而且,一旦控制室104内的燃料压力降低到满足针102的开阀条件的燃料压力,针102就会在经过了开阀响应时间(To)之后开阀。
这里,开阀响应时间(To)指的是从对电磁控制阀的螺线管的线圈125开始通电(ON)开始、到针102实际开始打开为止所经过的时间。
而且,若ECU124输出的螺线管驱动信号变为OFF,则对电磁控制阀的螺线管的线圈125进行的喷射器驱动电流供给就会被切断。这样一来,吸引力消失,电磁控制阀的阀门121关阀。由此,流出口120关闭,燃料排出流路116和燃料排出流路117的连通状态被切断。因此,控制室104内的燃料压力因高压燃料从入口节流孔118的流入而上升。此外,入口节流孔118控制燃料导入流路114、115的流路截面面积,因此,达到针102开始关阀的燃料压力之前的控制室104内的压力上升减缓。由此,针102经过漫长的关阀响应时间(Tc)之后关阀。
这里,关阀响应时间(Tc)指的是从停止对电磁控制阀的螺线管的线圈125通电(OFF)开始、到针102实际关阀为止所经过的时间。
而且,现有技术1的喷射器中,针102在轴向上下的受压面积相同,因此,仅靠弹簧105的作用力而关阀。因此,在电磁控制阀关阀后,必须增加流入控制室104内部的高压燃料,以便使控制室104内的燃料压力快速达到针102的关阀压力。
针对该问题采用的对策是图12所示的现有技术2的喷射器。
下面,基于图12和图13说明现有技术2的喷射器(带有中间阀门的压力平衡型喷射器)的详细情况。
电磁控制阀的动作与现有技术1的喷射器相同,因此省略其说明。电磁控制阀关阀时控制室104内的压力下降随着孔板106上所形成的入口节流孔118与中间阀门108上所形成的出口节流孔119的流路截面面积关系的变化而变化,但基本上可以认为与现有技术1的喷射器相同。
针102因控制室104内的压力下降而开阀后,燃料开始喷射。开阀响应时间(To)基本与现有技术1相同。
若来自ECU的螺线管驱动信号变为OFF从而使电磁控制阀关阀,则电磁控制阀的关阀会导致正的水击从燃料导入流路114、115施加到中间阀门108的图示上端面上。由此,中间阀门108开阀,燃料导入流路114、115和控制室104变成连通状态。
此外,燃料供给流路111和燃料导入流路114、115中未设置对流路截面面积进行收缩控制的节流孔(固定节流器),因此,高压燃料会在短时间内从燃料导入流路114、115流入控制室104,控制室104内的燃料压力在短时间内达到高压,因而加快针102的关阀。由此,与现有技术1的喷射器相比,现有技术2的喷射器能够缩短从电磁控制阀的螺线管的线圈125变为OFF开始、到针102实际关阀为止的关阀响应时间(Tc),因而能够提高关阀响应性。
不过,现有技术2的喷射器中,针102的开阀所产生的喷射压力为负的水击会因现有技术2的喷射器或者连结现有技术2的喷射器与共轨的供给配管的开口端反射而反转为正的水击,该水击被施加到中间阀门108上。
而且,该水击压与控制室104内的燃料压力之间的压力差所产生的针对中间阀门108的开阀力超过弹簧129的设定负荷量后,导致中间阀门108开阀。而且,由于燃料供给流路111和燃料导入流路114、115中没有节流控制,中间阀门108的开阀导致高压燃料流入控制室104,控制室104内的燃料压力达到高压,使针102关阀而导致燃料喷射中断,发生喷射异常问题。
因此,本实施例的喷射器以解决上述问题为目的,在对控制室12内的燃料压力进行增减控制之前,先对背压室46内的燃料压力进行控制。
如图2(a)所示,针4的开阀所产生的水击通过在喷射器内部形成的各流路16~18、22、23、27~29和第1~第3节流孔31~33之中流路截面面积最小的第2节流孔32而从燃料供给流路16经由燃料导入流路23导入到背压室46的内部。因此,背压室46内的燃料压力的变化程度不会影响止回阀的开阀,而且水击施加到止回阀的压力室41一侧(高压供给端),在阀孔关阀方向上对止回阀的阀塞43施加作用力。
因此,不会发生现有技术2的喷射器中产生的燃料喷射中断之类的喷射异常。螺线管驱动信号变为OFF从而使螺线管的线圈39中的通电停止后,电磁控制阀关阀。
如上所述,通过使止回阀开阀,压力室41的高压燃料通过未设置固定节流器的燃料导入流路22流入控制室12的内部而在短时间内提高了控制室12内的燃料压力,使针4关阀。
因此,不需要像现有技术2的喷射器那样使高压燃料绕过中间阀门108的半径方向流入,因而与现有技术2的喷射器相比,能够缩短关阀响应时间(Tc)。由此,本实施例的喷射器与现有技术2的喷射器相比,能够进一步提高关阀响应性。
[实施例1的效果]
首先,在燃料开始喷射时,利用第3节流孔33的喷雾效果快速降低止回阀的背压室46的燃料压力(背压室室压),从而使止回阀关阀。此外,通过使止回阀关阀,将具有大流路截面面积的燃料导入流路22封闭,实质上切断高压燃料向控制室12内的流入。由此,通过快速降低控制室12内的燃料压力(控制室室压),能够提高针4的开阀响应性。
另外,如图1至图2(b)所示,发挥入口节流器功能的2个第1、第2节流孔31、32包夹着背压室46而串联配置。因此,从背压室46穿过第1节流孔31流向第3节流孔33的燃料少,并且第2节流孔32的流路截面面积被设定为小于第1节流孔31的流路截面面积。由此,在止回阀关阀时,背压室46内的燃料压力(背压室室压)保持低压状态。
另外,在燃料喷射期间内,针4的开阀有可能产生水击压力波而导致压力室41内的燃料压力(高压室室压)发生大幅度变化。但是,由于止回阀处于关阀状态,因而仅会从流路截面面积最小的第2节流孔32对控制室12内的燃料压力产生影响。由此,控制室12内的燃料压力(控制室室压)能够保持低压状态,能够防止在燃料喷射期间内发生针4关阀之类的喷射异常。
另外,在燃料喷射时,特别是在止回阀关阀时,容积比控制室12小的背压室46的容积会进一步减小止回阀的行程容积大小,而在燃料喷射结束时,从第2节流孔32流入的高压燃料导致背压室46内的燃料压力(背压室室压)更快地上升,能够缩短止回阀的开阀时间。由此,止回阀的开阀导致高压燃料从流路截面面积大的燃料导入流路22流入控制室12,使控制室12内的燃料压力(控制室室压)更快速地上升,从而能够提高针4的关阀响应性。
另外,在针4关阀时也会产生水击压力波,水击压力波也可能会经由止回阀的中间室47而附加到控制室12的内部。但是,该水击压力波在针4的喷孔关阀方向上产生作用力,因此,在针4关阀时不会发生2次喷射。
如上所述,在本实施例的共轨式燃料喷射系统中,根据上述说明可知,能够改善现有技术1的喷射器(压力平衡型喷射器)的问题即针102的开阀响应性和关阀响应性的迟延以及现有技术2的喷射器(带有中间阀门的压力平衡型喷射器)的问题即不稳定的燃料喷射,从而提供稳定性和可控性良好的喷射器。
另外,其保持了现有技术1的喷射器没有静态燃料泄漏的优点。
另外,利用背压室46内的燃料压力的喷雾效果或者由小容积实现的快速降压效果,止回阀在瞬间关闭流路截面面积大的燃料导入流路22。而且,2个第1、第2节流孔31、32串联配置,因而阻碍了穿过第2节流孔32、第1节流孔31、第3节流孔33的燃料量的增加。由此也保持了较少的动态燃料泄漏。
另外,本实施例的共轨式燃料喷射系统中所使用的柴油发动机用喷射器采用了在孔板7的内部设置止回阀的结构,取代了现有技术2的喷射器中所设置的中间阀门108,所述止回阀利用阀塞43连通、切断(对从燃料供给流路16经由燃料导入流路22向控制室12导入高压燃料的间隙42进行开关控制)燃料供给流路16和燃料导入流路22以及控制室12之间的流路。
另外,止回阀不是平面座状,而是采用了在阀塞43的大径挡圈51的环状槽一侧形成落位于孔板7的座部53之上的圆锥形圆锥座面52、使高压供给端的压力变动沿阀孔关阀方向附加到止回阀的阀塞43上的结构。
利用这种结构,既能够消除在止回阀关阀时座部53与圆锥座面52之间的泄漏,又能够在指令喷射期间、即电磁控制阀的开阀时使止回阀关阀、将背压室46内的燃料压力保持为低压状态。因此,能够防止止回阀因高压供给端的压力变动而开阀所导致的控制室12内的燃料压力上升、燃料喷射中断的问题。
另外,在燃料喷射结束时,止回阀开阀,高压燃料从流路截面面积大的燃料导入流路22流入控制室12,使控制室12内的燃料压力快速上升到高压。由此能够提高针4的关阀响应性。
另外,在燃料喷射开始指令过程中,通过使第1节流孔31面向第3节流孔33开口,比第1节流孔31更靠近燃料流方向的上游端、即背压室46内的燃料被从控制室12穿过第3节流孔33的燃料流产生的喷雾效果抽吸出来。由此,背压室46内的燃料压力快速下降,能够加快止回阀的关阀。因此,从流路截面面积大的燃料导入流路22向控制室12的高压燃料流入被切断,燃料从控制室12经由燃料排出流路27、28流出到燃料排出流路29一侧,控制室12内的燃料压力快速下降。由此能够提高针4的开阀响应性。
如上所述,在本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器中,利用喷雾效果(喷射器效果)能够加快止回阀的关阀,另外,利用止回阀的阀塞43对流路截面面积大的燃料导入流路22进行开关控制,从而能够加快控制室12内的燃料压力的上升和下降。
利用这种结构,能够缩短从电磁控制阀的螺线管的线圈39变为ON开始、到针4实际开阀为止的开阀响应时间(To),因而能够提高针4的开阀响应性。另外,能够缩短从电磁控制阀的螺线管的线圈39变为OFF开始、到针4实际关阀为止的关阀响应时间(Tc),因而能够提高针4的关阀响应性。
另外,还能够获得既能够保持喷射器低内部泄漏、又能够降低执行喷射动作时的燃料泄漏量的易于制造的喷射器。由此,能够实现发动机油耗的降低。这样,在使高压燃料从燃料供给流路16流入控制室12的燃料导入路径的中途配置止回阀,提高针4的开阀响应性和关阀响应性,获得燃料泄漏少的喷射器,由此能够提供耗油量低的高性能发动机。
[实施例2]
图4(a)和图4(b)表示的是本发明的实施例2,图4(a)是表示喷射器的孔板周边部位的图,图4(b)是表示在止动件上形成的十字槽的图。这里,图4(a)表示的是电磁控制阀关阀、止回阀开阀、针4关阀的状态。
本实施例的止回阀具有:孔板(阀体)7,内部形成有中空部(阀塞孔、压力室41);圆筒状阀塞(滑阀)43,用于开关从燃料供给流路16经由燃料导入流路22向控制室12导入高压燃料的间隙(阀孔)42;和弹簧(阀塞加力机构)44,对该阀塞43赋予指向阀孔开阀方向的作用力。
阀塞孔收容着用于开关止回阀的间隙42的阀塞43,使阀塞43可以沿该阀塞轴的轴线方向(移动方向)往返移动。另外,与实施例1相同,阀塞孔通过外径比阀塞43的大径挡圈51的外径小的中径挡圈45分区而形成了背压室46、中间室47等。
另外,阀塞43的中径挡圈45被支承在孔板7的阀塞孔内且可以自由地往返滑动。另外,与实施例1相同,在阀塞43的大径挡圈51的环状槽一侧形成有圆锥形状的圆锥座面52。
另外,在止回阀的阀塞43的内部形成有沿其阀塞轴的轴线方向(移动方向)贯穿其中的贯穿孔54。该贯穿孔54被用作通过压力室41而连通燃料供给流路16和背压室46的燃料流路孔(燃料导入流路23)。而且,在贯穿孔54的燃料流方向的下游端设置有通过压力室41将燃料供给流路16和背压室46连通起来的第2节流孔32。另外,与实施例1相同,在孔板7的内部形成有将背压室46和第3节流孔33连通起来的连通路。与实施例1相同,该连通路构成了将背压室46和第3节流孔33连通起来的第1节流孔31。
即,在孔板7的内部设置有使燃料从燃料供给流路16经由压力室41→作为燃料导入流路23的贯穿孔54→第2节流孔32→背压室46→第1节流孔31→第3节流孔33→燃料排出流路27流入控制室12的第2燃料导入流路。
本实施例的止回阀具有圆板状止动件48,其上形成有十字槽49。此外,也可以不设置十字槽49。在未设置十字槽49的情况下,当止回阀开阀时,作为燃料导入流路23的贯穿孔54位于压力室一侧的开口部被止动件48以液密式封闭,因此,燃料开始喷射时背压室46内的燃料压力(背压室室压)的下降比实施例1更快。由此,与实施例1相比,能够进一步提高针4的开阀响应性。
如上所述,与实施例1相同,本实施例的共轨式燃料喷射系统中所使用的柴油发动机用喷射器采用了在孔板7的内部设置止回阀的结构,所述止回阀利用阀塞43连通、切断(对从燃料供给流路16经由燃料导入流路22向控制室12导入高压燃料的间隙42进行开关控制)燃料供给流路16和燃料导入流路22以及控制室12之间的流路。
由此,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀开阀开始、到针4开阀为止的时间(开阀响应时间)。由此能够提高针4的开阀响应性。另外,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀关阀开始、到针4关阀为止的时间(关阀响应时间)。由此能够提高针4的关阀响应性。
另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀的期间(向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间)内,止回阀封闭流路截面面积大的燃料导入流路22和间隙42。因此,仅会从具有2个第1、第2节流孔31、32的第2燃料导入路径对控制室12内的燃料压力产生影响。由此,与实施例1相同,即使在伴随着针4的开阀而发生了压力变动的情况下,控制室12内的燃料压力也能够保持低压状态。因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针4关阀之类的异常喷射动作。
另外,本实施例的喷射器与实施例1不同,其在止回阀的阀塞43内部设置了贯穿孔54作为燃料导入流路23,因而能够对止回阀的阀塞43进行集中加工。由此,与实施例1相比,能够降低喷射器、特别是孔板7的制造成本。
[实施例3]
图5表示的是本发明的实施例3,其是表示喷射器的孔板周边部位的图。这里,图5表示的是电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀后从喷孔3喷射出燃料的状态。
本实施例的止回阀具有:阀体,内部形成有中空部(阀塞孔、压力室41);圆柱状阀塞(滑阀)43,用于开关从燃料供给流路16经由燃料导入流路22向控制室12内导入高压燃料的间隙(阀孔)42;和弹簧44,对该阀塞43赋予指向阀孔开阀方向的作用力。
阀体由孔板7和喷射器主体8等构成。
中空部由在孔板7的第2接触面上开口的凹部(阀塞孔)和在喷射器主体8的第2连接面上开口的凹部(压力室41)等构成。
另外,阀塞孔以沿孔板7的板厚度方向(与燃料排出流路27、28的轴线方向平行的方向、与针4的移动方向平行的方向)延伸的方式而设置。另外,与实施例1相同,阀塞孔通过外径比阀塞43的大径挡圈51的外径小的中径挡圈45分区而形成了背压室46、中间室47等。
阀塞43具有沿孔板7的板厚度方向延伸的阀塞轴。另外,阀塞43的中径挡圈45被支承在孔板7的阀塞孔内可以自由地往返滑动。另外,在阀塞43的大径挡圈51的环状槽一侧形成有可以落位到孔板7的座部(棱边(edge))53上的圆锥形状的圆锥座面52。
本实施例的燃料导入路径具有:使燃料从燃料供给流路16经由止回阀(压力室41→间隙42→中间室47)流入控制室12的第1燃料导入路径,以及使燃料从燃料供给流路17经由止回阀(背压室46)、第3节流孔33、燃料排出流路27流入控制室12的第2燃料导入路径。
第1燃料导入路径具有:将高压燃料从燃料供给流路16导入压力室41内的燃料导入流路(第1燃料导入流路)21、将高压燃料从压力室41导入中间室47内的间隙42、将高压燃料从中间室47导入控制室12内的燃料导入流路(第1燃料导入流路)22。
燃料导入流路21形成在孔板7的第2接触面和在喷射器主体8的第2连接面上开口的连通槽的槽底面之间。该燃料导入流路21是将燃料供给流路16的分叉部和压力室41的燃料导入口连通起来的燃料流路孔(连通路)。
燃料导入流路22形成在孔板7的内部。该燃料导入流路22是将中间室47的燃料流出口和控制室12的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。
第2燃料导入路径具有:将过高压燃料从燃料供给流路17导入止回阀的背压室46内的燃料导入流路(第2燃料导入流路)23以及将背压室46和第3节流孔33连通起来的连通路24。
燃料导入流路23形成在孔板7的内部。该燃料导入流路23是将燃料供给流路17的分叉部和背压室46的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。另外,在燃料导入流路23中途设置有将燃料供给流路17和背压室46连通起来的第2节流孔32。该第2节流孔32以对燃料导入流路23的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。
连通路24形成在孔板7的内部。该连通路24是将背压室46的连通口和第3节流孔33的汇合部(T字型汇合部)连通起来的燃料流路孔。另外,在连通路24位于第3节流孔一侧的端部设置有将背压室46和第3节流孔33连通起来的第1节流孔31。该第1节流孔31以对连通路24的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第1节流孔31在第3节流孔33的控制孔壁面上面向第3节流孔33开口。
另外,假设第2节流孔32的流路截面面积为S1、第1节流孔31的流路截面面积为S2、第3节流孔33的流路截面面积为S3,则其满足S1<S2<S3的关系。
另外,第3节流孔33的流路截面面积被设定为小于燃料导入流路21、22的流路截面面积。另外,燃料导入流路21、22的流路截面面积被设定为小于止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积。另外,止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积被设定为小于燃料供给流路16~18的流路截面面积。即,假设第3节流孔33的流路截面面积为S3、燃料导入流路21、22的流路截面面积为S4、止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积为S5、燃料供给流路16~18的流路截面面积为S6,则其满足S3<S4<S5<S6的关系。
另外,背压室46的容积形成为小于控制室12的容积。
如上所述,与实施例1相同,本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器中采用的是在孔板7的内部设置止回阀的结构,所述止回阀对从燃料供给流路17经由燃料导入流路22向控制室12内导入高压燃料的间隙42进行开关控制。
由此,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀开阀开始、到针4开阀为止的时间(开阀响应时间)。由此能够提高针4的开阀响应性。另外,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀关阀开始、到针4关阀为止的时间(关阀响应时间)。由此能够提高针4的关阀响应性。
另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀的期间(燃料喷射期间)内,止回阀封闭流路截面面积大的燃料导入流路22。因此,仅会从具有2个第1、第2节流孔31、32的第2燃料导入路径对控制室12内的燃料压力产生影响。由此,与实施例1相同,即使在伴随着针4的开阀而发生了压力变动的情况下,控制室12内的燃料压力也能够保持低压状态。因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针4关阀之类的异常喷射动作。
另外,本实施例的喷射器中利用喷射器主体8的压力室41的壁面构成了对止回阀的阀塞43的移动范围(特别是全开位置)进行限制的止动件(限制部)。由此能够废除实施例1和2的止动件48。另外,在孔板7的第2接触面上设置了阀塞43的大径挡圈51的圆锥座面52落位于其上的座部53,因此能够简化座部53的加工作业。由此可以进一步降低制造成本。
此外,也可以像实施例2那样在阀塞43的内部形成贯穿阀塞轴的贯穿孔,将该贯穿孔用作具有第2节流孔32的燃料导入流路23。
[实施例4]
图6(a)和图6(b)表示的是本发明的实施例4,图6(a)是表示喷射器的孔板周边部位的图,图6(b)是表示在止动件上形成的十字槽的图。这里,图6(a)表示的是电磁控制阀开阀、止回阀关阀、中间阀门关阀、针4开阀后从喷孔3喷射出燃料的状态。
本实施例的喷射器具备:电磁控制阀(第1控制阀),其落位到孔板7的第2接触面的中央部位处所设置的阀座面(第1座部:以下称为座面55)时会将燃料排出流路(第1阀孔)28封闭,脱离座面55后会使燃料排出流路28打开;止回阀(第2控制阀),其落位到孔板7的座部(第2座部)56时会将间隙(第2阀孔)42封闭,脱离座部56后会使间隙42打开;和中间阀门(第3控制阀),其落位到孔板7的第1接触面的中央部位处所设置的阀座面(第3座部:以下称为座面57)时会将燃料导入流路(第3阀孔)22封闭,脱离座面57后会使燃料导入流路22打开。
中间阀门设置在控制室12的内部,构成了用于对燃料导入流路22进行开关控制的第3控制阀。该中间阀门具有对燃料导入流路22进行开关的板(板状阀门)61以及对该板61赋予指向阀孔关阀方向的作用力的弹簧(板加力机构、第3弹簧)62。
板61在控制室12内部沿图示上下方向往返移动。即,板61是板状阀门,其落位到孔板7的座面57上就会封闭燃料导入流路22,脱离座面57就会使燃料导入流路22打开。另外,板61上形成有贯穿其板厚度方向(移动方向)的贯穿孔。该贯穿孔被用作将控制室12和具有第3节流孔33的燃料排出流路27、28连通起来的第4节流孔34。此外,第4节流孔34的流路截面面积被设定为小于第1节流孔31的流路截面面积但大于第2节流孔32的流路截面面积。
这里,控制室12构成了第1压力室,其内部的燃料对板61施加阀孔关阀方向的关阀力(油压力)。另外,燃料导入流路22构成了第2压力室,其内部的燃料对板61施加阀孔开阀方向的开阀力(油压力)。
弹簧62是对板61赋予沿阀孔关阀方向的作用力(关阀力)的关阀力赋予机构。
此外,在针4的轴线方向的图示上端部(针4的头顶部位)设置有用于限制中间阀门的板61的移动范围(特别是全开位置)的圆板状止动件(限制部)63。
如上所述,在本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器中,一旦ECU9输出了燃料喷射开始指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就会变为ON,如图6(a)所示,电磁控制阀开阀。
而且,电磁控制阀开阀后,与实施例1相同,在穿过第3节流孔33的燃料所产生的喷雾效果(喷射器效果)作用下,充满了背压室46内部的燃料被从面向第3节流孔33开口的第1节流孔31中抽吸出来,背压室46内的燃料压力急剧下降。由此,F4+F5<F6的关系成立,止回阀在压力室41内的燃料压力所产生的阀孔关阀方向的关阀力作用下关阀。
这时,中间阀门的板61封闭燃料导入流路22。因此,控制室12经由第4节流孔34、燃料排出流路27、第3节流孔33、背压室46、第2节流孔32、燃料导入流路23而连通到燃料供给流路16,控制室12内的燃料压力快速下降。由此能够加快针4的开阀。
另外,一旦ECU9输出了燃料喷射结束指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就变为OFF,电磁控制阀关阀。
而且,电磁控制阀关阀后,与实施例1相同,燃料停止从控制室12流出到燃料排出流路29,因此,从共轨2经由燃料供给流路16→燃料导入流路23→第2节流孔32流入背压室46内部的高压燃料使背压室46内的燃料压力得以恢复。由此,F4+F5>F6的关系成立,止回阀在弹簧44的作用力所产生的阀孔开阀方向的开阀力作用下开阀。
若止回阀开阀,则高压燃料被从燃料供给流路16经由压力室41→间隙42→中间室47→燃料导入流路22导入到控制室12的内部。这时,在通过燃料导入流路22流入控制室12内部的燃料压力作用下,中间阀门的板61被按压下去。由此,中间阀门的板61开阀,因此,高压燃料被从燃料导入流路22经由板61的外周与缸5的内周之间的间隙导入到控制室12的内部。因此,控制室12内的燃料压力快速上升。由此能够加快针4的关阀。
如上所述,与实施例1相同,本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器能够缩短从电磁控制阀开阀开始、到针4开阀为止的时间(开阀响应时间)。由此能够提高针4的开阀响应性。另外,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀关阀开始、到针4关阀为止的时间(关阀响应时间)。由此能够提高针4的关阀响应性。
这里,中间阀门的板61能够防止在燃料开始喷射时止回阀关闭之前高压燃料从燃料供给流路16经由压力室41→间隙42→中间室47→燃料导入流路22而流入控制室12的内部。由此,其优点是能够减少在燃料开始喷射时止回阀关闭之前的期间内从控制室12经由燃料排出流路27→第3节流孔33→燃料排出流路28而流出到电磁控制阀一侧的燃料排出流路29一侧的燃料量。
另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、中间阀门关阀、针4开阀的期间(燃料喷射期间)内,止回阀和中间阀门封闭流路截面面积大的燃料导入流路22。由此,与实施例1相同,即使在伴随着针4的开阀而发生了压力变动的情况下,控制室12内的燃料压力也能够保持低压状态。因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针4关阀之类的异常喷射动作。
[实施例5]
图7(a)和图7(b)表示的是本发明的实施例5,图7(a)是表示喷射器的孔板周边部位的图,图7(b)是表示在止动件上形成的十字槽的图。这里,图7(a)表示的是电磁控制阀关阀、止回阀开阀、针4关阀的状态。
本实施例的燃料导入路径具有:使燃料从燃料供给流路16经由止回阀(压力室41、间隙42、中间室47)流入控制室12的第1燃料导入路径,以及使燃料从燃料供给流路16经由止回阀(背压室47)流入控制室12的第2燃料导入路径。
第1燃料导入路径具有:从燃料供给流路16导入高压燃料的压力室41,从该压力室41向中间室47导入高压燃料的间隙42,和从中间室47向控制室12导入高压燃料的燃料导入流路(第1燃料导入流路)25。燃料导入流路25形成在孔板7的内部。该燃料导入流路25是将中间室47的燃料流出口和控制室12的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。
第2燃料导入路径具有:将过高压燃料从燃料供给流路16导入止回阀的中间室47内的燃料导入流路(第2燃料导入流路)23以及兼作第1燃料导入路径的燃料导入流路(第2燃料导入流路)25。
燃料导入流路23形成在孔板7的内部。该燃料导入流路23是将燃料供给流路16的分叉部和中间室47的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。另外,在燃料导入流路23的燃料流方向的下游端设置有将燃料供给流路16和中间室47连通起来的第2节流孔32。该第2节流孔32形成在与阀塞43的轴线方向正交的方向,直接连到中间室47。另外,第2节流孔32以对燃料导入流路23的燃料流方向的下游端的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第2节流孔32在中间室47的阀塞孔壁面上面向中间室47开口。
本实施例的燃料排出路径具有使燃料从控制室12排出(流出)到电磁控制阀的第1燃料排出路径以及使燃料从电磁控制阀排出(流出)到喷射器主体8的排出口的第2燃料排出路径。
第1燃料排出路径具有燃料排出流路(第1燃料排出流路)27、28以及将背压室46和第3节流孔33连通起来的连通路。另外,在燃料排出流路27和燃料排出流路28之间、即第1燃料排出路径的中间部位设置有第3节流孔33,第3节流孔33具有比第1、第2节流孔31、32的流路截面面积大的流路截面面积。
连通路形成在孔板7的内部。该连通路24是将背压室46的连通口和第3节流孔33的汇合部连通起来的燃料流路孔。另外,就本实施例的连通路而言,该连通路整体构成了将背压室46和第3节流孔33连通起来的第1节流孔31。该第1节流孔31以对连通路的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第1节流孔31的一侧在背压室46的阀塞孔壁面上面向背压室46开口。另外,第1节流孔31的另一侧在第3节流孔33的控制孔壁面上面向第3节流孔33开口。
另外,第1节流孔31的流路截面面积被设定为小于第3节流孔33的流路截面面积。另外,第2节流孔32的流路截面面积被设定为小于第1节流孔31的流路截面面积。即,假设第2节流孔32的流路截面面积为S1、第1节流孔31的流路截面面积为S2、第3节流孔33的流路截面面积为S3,则其满足S1<S2<S3的关系。
另外,第3节流孔33的流路截面面积被设定为小于燃料导入流路25的流路截面面积。另外,燃料导入流路25的流路截面面积被设定为小于止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积。另外,止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积被设定为小于燃料供给流路16~18的流路截面面积。即,假设第3节流孔33的流路截面面积为S3、燃料导入流路25的流路截面面积为S4、止回阀开阀时的间隙42的流路截面面积为S5、燃料供给流路16~18的流路截面面积为S6,则其满足S3<S4<S5<S6的关系。
如上所述,在本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器中,一旦ECU9输出了燃料喷射开始指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就会变为ON,电磁控制阀开阀。
而且,电磁控制阀开阀后,与实施例1相同,在穿过第3节流孔33的燃料所产生的喷雾效果(喷射器效果)作用下,充满了背压室46内部的燃料被从面向第3节流孔33开口的第1节流孔31中抽吸出来,背压室46内的燃料压力急剧下降。由此,F4+F5<F6的关系成立,止回阀在压力室41内的燃料压力所产生的阀孔关阀方向的关阀力作用下关阀。
这里,第2节流孔32的流路截面面积形成为小于第3节流孔33的流路截面面积。由此,从控制室12经由燃料排出流路27→第3节流孔33→燃料排出流路28流出到燃料排出流路29一侧的燃料流量大于从燃料供给流路16经由燃料导入流路23→第2节流孔32→中间室47→燃料导入流路25而流入控制室12内部的燃料的流量,因此,控制室12内的燃料压力快速下降。由此能够加快针4的开阀。
另外,一旦ECU9输出了燃料喷射结束指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就变为OFF,如图7(a)所示,电磁控制阀关阀。
而且,电磁控制阀关阀后,与实施例1相同,燃料停止从控制室12流出到燃料排出流路29,因此,从共轨2经由燃料供给流路16→燃料导入流路23→第2节流孔32→中间室47→燃料导入流路25→控制室12→燃料排出流路27→第3节流孔33→第1节流孔31而流入背压室46内部的高压燃料使背压室46内的燃料压力得以恢复。由此,F4+F5>F6的关系成立,止回阀在弹簧44的作用力所产生的阀孔开阀方向的开阀力作用下开阀。
若止回阀开阀,则高压燃料被从燃料供给流路16经由压力室41→间隙42→中间室47→燃料导入流路25导入到控制室12的内部。由此,控制室12内的燃料压力快速上升。由此能够加快针4的关阀。
如上所述,与实施例1相比,本实施例的喷射器能够使电磁控制阀关阀后背压室46内的燃料压力下降更快。其结果是,背压室46内的燃料压力比实施例1更快地下降,因而能够加快止回阀的关阀,使燃料开始喷射时刻提前。即,能够提高针4的开阀响应性。
另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀的期间(燃料喷射期间)内,止回阀封闭流路截面面积大的间隙42。因此,仅会从具有第2节流孔32的燃料导入流路23对控制室12内的燃料压力产生影响。由此,与实施例1相同,即使在伴随着针4的开阀而发生了压力变动的情况下,控制室12内的燃料压力也能够保持低压状态。因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针4关阀之类的异常喷射动作。
[实施例6]
图8(a)和图8(b)表示的是本发明的实施例6,图8(a)是表示喷射器的孔板周边部位的图,图8(b)是表示在止动件上形成的十字槽的图。这里,图8(a)表示的是电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀后从喷孔3喷射出燃料的状态。
本实施例的喷射器具备:电磁控制阀(第1控制阀),其落位到孔板7的阀座面上时会将燃料排出流路(第1阀孔)28封闭,脱离孔板7的阀座面后会使燃料排出流路28打开;和止回阀(第2控制阀),其落位到孔板7的阀座面上时会将燃料导入流路(第2阀孔)22封闭,脱离孔板7的阀座面后会使燃料导入流路22打开。
本实施例的止回阀设置在燃料导入路径内,构成了对燃料导入路径进行开关控制的第2控制阀。该止回阀具有:内部形成有中空部(内部空间)的阀体;对燃料导入流路22进行开关的板71;以及对该板71赋予指向阀孔开阀方向的作用力的弹簧(板加力机构、第2弹簧)72。
阀体是由孔板7和喷射器主体8等构成的。
中空部由在孔板7的第2接触面上开口的凹部(弹簧收容室、第1压力室:以下称为背压室46)和在喷射器主体8的第2连接面上开口的凹部(板(阀门)收容室、第2压力室:以下称为压力室41)等构成。另外,中空部(压力室41、背压室46)以沿孔板7的板厚度方向(与燃料排出流路27、28的轴线方向平行的方向、与针4的移动方向平行的方向)延伸的方式而设置。
此外,背压室46的流路截面面积被设定为小于压力室41的流路截面面积。由此,孔板7在燃料导入流路22和背压室46的燃料导入口的开口周边部位具有板71可以落位于其上的阀座面(以下称为座面73)。该座面73是通过平面研磨加工等实施了平面化处理的平面形状的阀座。
板71在压力室41内部沿图示上下方向往返移动。即,板71是板状阀门,其落位到孔板7的座面73上就会封闭燃料导入流路22(压力室41的燃料流出口)和背压室46的燃料导入口,脱离孔板7的座面73后会使燃料导入流路22和背压室46的燃料导入口打开。另外,板71上形成有贯穿其板厚度方向(移动方向)的贯穿孔。该贯穿孔被用作连通压力室41和背压室46的第2节流孔32。
被收容在背压室46内部的弹簧72是对止回阀的板71赋予指向阀孔开阀方向的作用力(开阀力:F4)的开阀力赋予机构。另外,背压室46内的燃料压力(背压室室压)对止回阀的板71施加阀孔开阀方向的油压力(开阀力:F5)。另外,压力室41内的燃料压力(高压室室压)对止回阀的板71施加阀孔关阀方向的油压力(关阀力:F6)。
另外,在压力室41的壁面(与孔板7的座面73相向的相向面)上设置有用于限制板71的移动范围(特别是全开位置)的圆板状止动件(限制部)74。
这里,止动件74具有比圆板形状的板71的外径更小的外径。该止动件74上形成有十字槽75,至少在板71接触到止动件74时(板71开阀时)使高压燃料在其内部流通。也可以不设置该十字槽75。
此外,止回阀的燃料导入流路22和背压室46的燃料导入口在孔板7的座面73上开口。
本实施例的燃料导入路径具有:使燃料从燃料供给流路16经由止回阀流入控制室12的第1燃料导入路径,以及使燃料从燃料供给流路16经由止回阀、第3节流孔33、燃料排出流路27流入控制室12的第2燃料导入路径。
第1燃料导入路径具有:燃料导入流路(第1燃料导入流路)21,将高压燃料从燃料供给流路16导入压力室41;压力室41,高压燃料从该燃料导入流路21导入其中;当止回阀开阀时在板71和座面73之间所形成的间隙(包含止回阀的板71外周与喷射器主体8的压力室壁面之间的间隙);燃料导入流路(第1燃料导入流路)22,通过该间隙将高压燃料从压力室41导入控制室12。
燃料导入流路21形成在孔板7的第2接触面和在喷射器主体8的第2连接面上开口的连通槽的槽底面之间。该燃料导入流路21是将燃料供给流路16的分叉部和压力室41的燃料导入口连通起来的燃料流路孔(连通路)。
燃料导入流路22以在孔板7的板厚度方向上贯穿孔板7的方式而形成。该燃料导入流路22是绕过背压室46而将压力室41的燃料流出口和控制室12的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。
第2燃料导入路径具有:兼作第1燃料导入路径的燃料导入流路21;高压燃料从该燃料导入流路21导入其中的压力室41;连通该压力室41和背压室46的第2节流孔32;以及连通背压室46的连通口和第3节流孔33的连通口的连通路24。
连通路24形成在孔板7的内部。该连通路24是连通背压室46和第3节流孔33的燃料流路孔。另外,在连通路24位于第3节流孔一侧的端部设置有将背压室46和第3节流孔33连通起来的第1节流孔31。该第1节流孔31以对连通路24的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第1节流孔31在第3节流孔33的控制孔壁面上面向第3节流孔33开口。
另外,第1节流孔31的流路截面面积被设定为小于第3节流孔33的流路截面面积。另外,第2节流孔32的流路截面面积被设定为小于第1节流孔31的流路截面面积。即,假设第2节流孔32的流路截面面积为S1、第1节流孔31的流路截面面积为S2、第3节流孔33的流路截面面积为S3,则其满足S1<S2<S3的关系。
如上所述,在本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器中,一旦ECU9输出了燃料喷射开始指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就会变为ON,如图8(a)所示,电磁控制阀开阀。
而且,电磁控制阀开阀后,与实施例1相同,在穿过第3节流孔33的燃料所产生的喷雾效果(喷射器效果)作用下,充满了背压室46内部的燃料被从面向第3节流孔33开口的第1节流孔31中抽吸出来,背压室46内的燃料压力急剧下降。由此,F4+F5<F6的关系成立,止回阀的板71在压力室41内的燃料压力所产生的阀孔关阀方向的关阀力作用下落位到孔板7的座面73上。即,止回阀关阀。
而且,止回阀关阀后,充满了控制室12的内部的燃料从控制室12经由燃料排出流路27→第3节流孔33→燃料排出流路28→燃料排出流路29→排出口→燃料回流配管而返回到燃料箱内。因此,控制室12内的燃料压力快速下降。由此能够加快针4的开阀。
另外,一旦ECU9输出了燃料喷射结束指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就变为OFF,电磁控制阀关阀。
而且,电磁控制阀关阀后,与实施例1相同,燃料停止从控制室12流出到燃料排出流路29,因此,从共轨2经由燃料供给流路16→燃料导入流路21→压力室41→第2节流孔32流入背压室46内部的高压燃料使背压室46内的燃料压力得以恢复。由此,F4+F5>F6的关系成立,止回阀的板71在弹簧44的作用力所产生的阀孔开阀方向的开阀力作用下提升到与止动件74抵接的位置。即,止回阀开阀。
若止回阀开阀,则高压燃料被从燃料供给流路16经由燃料导入流路21→压力室41→间隙→燃料导入流路22导入到控制室12的内部。由此,控制室12内的燃料压力快速上升。由此能够加快针4的关阀。
如上所述,本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器与实施例1相同,采用了在压力室41的内部设置止回阀的结构,利用板71对燃料导入流路22进行开关控制。
由此,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀开阀开始、到针4开阀为止的时间(开阀响应时间)。由此能够提高针4的开阀响应性。另外,与实施例1相同,能够缩短从电磁控制阀关阀开始、到针4关阀为止的时间(关阀响应时间)。由此能够提高针4的关阀响应性。
另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀的期间(向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间)内,止回阀封闭流路截面面积大的燃料导入流路22。因此,仅会从具有2个第1、第2节流孔31、32的第2燃料导入路径对控制室12内的燃料压力产生影响。由此,与实施例1相同,即使在伴随着针4的开阀而发生了压力变动的情况下,控制室12内的燃料压力也能够保持低压状态。因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针4关阀之类的异常喷射动作。
另外,在本实施例的喷射器中,不同于实施例1~5,其将止回阀从圆锥形状的座面形状变更为平板形状的座面73,另外,在止回阀的板71的内部形成有第2节流孔32。由此,与实施例1相比,能够降低喷射器特别是止回阀、孔板7的制造成本。
[实施例7]
图9(a)和图9(b)表示的是本发明的实施例7,图9(a)是表示喷射器的孔板周边部位的图,图9(b)是表示在止动件上形成的十字槽的图。这里,图9(a)表示的是电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀后从喷孔3喷射出燃料的状态。
本实施例的止回阀具有:内部形成有中空部(内部空间)的阀体;对背压室46的燃料导入口(第2阀孔)进行开关的板71;以及对该板71赋予指向阀孔开阀方向的作用力的弹簧72。
阀体是由孔板7和喷射器主体8等构成的。
此外,在背压室46的燃料导入口的开口周边部位设置有可以使板71落位于其上的座面73。另外,背压室46的燃料导入口在孔板7的座面73上开口。
板71是板状阀门,其落位到孔板7的座面73上就会封闭背压室46的燃料导入口,脱离孔板7的座面73就会使燃料导入口打开。另外,板71上形成有贯穿其板厚度方向(移动方向)的贯穿孔。该贯穿孔被用作连通压力室41和背压室46的第2节流孔32。
本实施例的燃料导入路径具有:使燃料从燃料供给流路16经由止回阀流入控制室12的第1燃料导入路径,以及使燃料从燃料供给流路16经由止回阀、第3节流孔33、燃料排出流路27流入控制室12的第2燃料导入路径。
第1燃料导入路径具有:燃料导入流路(第1燃料导入流路)21,将高压燃料从燃料供给流路16导入压力室41;压力室41,高压燃料从该燃料导入流路21导入其中;当止回阀开阀时在板71和座面73之间所形成的间隙(包含止回阀的板71外周与喷射器主体8的压力室壁面之间的间隙);燃料导入流路(第1燃料导入流路)26,通过该间隙将高压燃料从背压室46导入控制室12。
燃料导入流路21是将燃料供给流路16的分叉部和压力室41的燃料导入口连通起来的燃料流路孔。
燃料导入流路26是将背压室46的燃料流出口与控制室12的燃料导入口连通起来的燃料流路孔,沿孔板7的板厚度方向笔直地延伸。
第2燃料导入路径具有:兼作第1燃料导入路径的燃料导入流路21;高压燃料从该燃料导入流路21导入其中的压力室41;连通该压力室41和背压室46的第2节流孔32;以及连通背压室46和第3节流孔33的连通路24。
连通路24是将背压室46的连通口和第3节流孔33的连通口连通起来的燃料流路孔。另外,在连通路24位于第3节流孔一侧的端部设置有将背压室46和第3节流孔33连通起来的第1节流孔31。该第1节流孔31以对连通路24的流路截面面积进行收缩控制的方式而设置。另外,第1节流孔31在第3节流孔33的控制孔壁面上面向第3节流孔33开口。
另外,第1节流孔31的流路截面面积被设定为小于第3节流孔33的流路截面面积。另外,第2节流孔32的流路截面面积被设定为小于第1节流孔31的流路截面面积。即,假设第2节流孔32的流路截面面积为S 1、第1节流孔31的流路截面面积为S2、第3节流孔33的流路截面面积为S3,则其满足S1<S2<S3的关系。
如上所述,在本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器中,一旦ECU9输出了燃料喷射开始指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就会变为ON,如图9(a)所示,电磁控制阀开阀。
而且,若电磁控制阀开阀,则与实施例6相同,背压室46内的燃料压力就会急剧下降。由此,F4+F5<F6的关系成立,止回阀在压力室41内的燃料压力所产生的阀孔关阀方向的关阀力作用下关阀。
而且,止回阀关阀后,充满了控制室12的内部的燃料就会从控制室12返回到燃料箱内,控制室12内的燃料压力快速下降。由此能够加快针4的开阀。
另外,一旦ECU9输出了燃料喷射结束指令,电磁控制阀的螺线管的线圈39就变为OFF,电磁控制阀关阀。
而且,电磁控制阀关阀后,与实施例6相同,燃料停止从控制室12流出到燃料排出流路29,因此,从共轨2经由燃料供给流路16→燃料导入流路21→压力室41→第2节流孔32流入背压室46内部的高压燃料使背压室46内的燃料压力得以恢复。由此,F4+F5>F6的关系成立,止回阀在弹簧44的作用力所产生的阀孔开阀方向的开阀力作用下开阀。
若止回阀开阀,则高压燃料被从燃料供给流路16经由燃料导入流路21→压力室41→间隙→背压室46→燃料导入流路26导入到控制室12的内部。由此,控制室12内的燃料压力快速上升。由此能够加快针4的关阀。
如上所述,本实施例的共轨式燃料喷射系统所使用的柴油发动机用喷射器与实施例1和6相同,采用了在压力室41的内部设置止回阀的结构,利用板71对背压室46的燃料导入口进行开关控制。
由此,与实施例1和6相同,能够缩短从电磁控制阀开阀开始、到针4开阀为止的时间(开阀响应时间)。由此能够提高针4的开阀响应性。另外,与实施例1和6相同,能够缩短从电磁控制阀关阀开始、到针4关阀为止的时间(关阀响应时间)。由此能够提高针4的关阀响应性。
另外,在电磁控制阀开阀、止回阀关阀、针4开阀的期间(向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间)内,止回阀封闭流路截面面积大的间隙。因此,至少仅会从第2节流孔32对控制室12内的燃料压力产生影响。由此,与实施例1和6相同,即使在伴随着针4的开阀而发生了压力变动的情况下,控制室12内的燃料压力也能够保持低压状态。因此,在向发动机的气缸的燃烧室内喷射燃料的期间内能够防止针4关阀之类的异常喷射动作。
另外,电磁控制阀关阀时,背压室46的压力因与控制室12连通而比实施例4中的背压室46的压力下降慢,但比控制室12的压力下降快。因此,开始喷射的延迟与实施例4程度相同,但易于形成燃料导入流路26,能够降低制造价格。
[变形例]
本实施例中在孔板7上构成了止回阀,但也可以在喷射器主体8的内部或者在喷嘴主体6的内部构成止回阀。
在本实施例中采用了由电磁促动器驱动阀门的电磁控制阀作为第1控制阀,但只要是能够对通过开关燃料排出流路而增大或减小控制室12内的燃料压力的阀门进行驱动的驱动装置即可,也可以采用具备电动促动器、压电促动器、负压促动式等其他的促动器的控制阀。
Claims (20)
1.一种燃料喷射装置,其特征在于,具备:
(a)针,用于开关向内燃机的燃烧室喷射燃料的喷孔;
(b)喷嘴室,该喷嘴室内部的燃料对所述针施加喷孔开阀方向的力;
(c)控制室,该控制室内部的燃料对所述针施加喷孔关阀方向的力;
(d)针加力机构,在喷孔关阀方向上对所述针施加作用力;
(e)燃料供给路径,从使高压燃料产生的高压生成部向所述喷嘴室供给高压燃料;
(f)燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入所述控制室;
(g)燃料排出路径,使燃料从所述控制室排出;
(h)第1控制阀,设置在该燃料排出路径上,对所述燃料排出路径进行开关控制;以及
(i)第2控制阀,设置在所述燃料导入路径上,对所述燃料导入路径进行开关控制,
在该燃料喷射装置中,通过对所述第1控制阀进行关阀或开阀来增减所述控制室内的燃料压力,由此使所述针开阀或关阀,进行燃料的喷射控制,
所述第2控制阀具有:阀塞,用于开关向所述控制室内导入燃料的阀孔;背压室,该背压室内部的燃料对所述阀塞施加阀孔开阀方向的力;压力室,该压力室内部的燃料对所述阀塞施加阀孔关阀方向的力;中间室,经由所述阀孔连通所述压力室和所述控制室;以及阀塞加力机构,在阀孔开阀方向上对所述阀塞施加作用力,
所述压力室与所述燃料供给路径连通,从所述高压生成部被供给高压燃料,
所述燃料导入路径具有第1燃料导入路径和第2燃料导入路径,该第1燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述阀孔、所述中间室流入所述控制室,该第2燃料导入路径使燃料从所述燃料供给路径经由所述背压室、所述燃料排出路径流入所述控制室,
所述燃料排出路径具有连通所述控制室和所述第1控制阀的出口节流器,
所述第2燃料导入路径具有第1入口节流器和第2入口节流器,该第1入口节流器面向所述出口节流器开口,并连通所述背压室和所述出口节流器,该第2入口节流器连通所述燃料供给路径和所述背压室,
所述第1入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述出口节流器的流路截面面积,
所述第2入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述第1入口节流器的流路截面面积。
2.如权利要求1所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第2燃料导入路径具有从所述燃料供给路径向所述背压室导入高压燃料的燃料导入流路,
所述第2入口节流器面向所述背压室开口,被设置在所述燃料导入流路上。
3.如权利要求1所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第2燃料导入路径具有从所述燃料供给路径经由所述压力室向所述背压室导入高压燃料的燃料导入流路,
所述第2入口节流器面向所述背压室开口,被设置在所述燃料导入流路上。
4.如权利要求3所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第2控制阀具有阀体,阀体中形成有收容所述阀塞的阀塞孔,所述阀塞能够在所述阀塞孔内往返移动,
所述阀塞具有贯穿其移动方向的贯穿孔,
所述贯穿孔被用作所述燃料导入流路。
5.如权利要求1所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第2燃料导入路径具有从所述燃料供给路径向所述背压室导入高压燃料的燃料导入流路以及连通所述背压室和所述出口节流器的连通路,
所述第1入口节流器设置在所述连通路上,
所述第2入口节流器设置在所述燃料导入流路上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述燃料排出路径具有从所述控制室排出燃料的燃料排出流路,
所述出口节流器设置在所述燃料排出流路上。
7.如权利要求1至5中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第1燃料导入路径具有从所述中间室向所述控制室导入高压燃料的燃料导入流路;
所述燃料喷射装置还具备第3控制阀,该第3控制阀设置在所述控制室内,对所述第1燃料导入路径的燃料导入流路进行开关控制;
所述第3控制阀具有对所述第1燃料导入路径的燃料导入流路的控制室侧开口进行开关的板以及对该板赋予开口关阀方向的作用力的板加力机构;
所述控制室构成了第1压力室,该第1压力室的内部燃料对所述板施加开口关阀方向的力;
所述第1燃料导入路径的燃料导入流路构成了第2压力室,该第2压力室的内部燃料对所述板施加开口开阀方向的力;
所述板具有贯穿其板厚度方向的贯穿孔;
所述贯穿孔被用作连通所述控制室和所述出口节流器的节流孔。
8.一种燃料喷射装置,其特征在于,具备:
(a)针,用于开关向内燃机的燃烧室喷射燃料的喷孔;
(b)喷嘴室,该喷嘴室内部的燃料对所述针施加喷孔开阀方向的力;
(c)控制室,该控制室内部的燃料对所述针施加喷孔关阀方向的力;
(d)针加力机构,在喷孔关阀方向上对所述针施加作用力;
(e)燃料供给路径,从使高压燃料产生的高压生成部向所述喷嘴室供给高压燃料;
(f)燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入所述控制室;
(g)燃料排出路径,使燃料从所述控制室排出;
(h)第1控制阀,设置在该燃料排出路径上,对所述燃料排出路径进行开关控制;以及
(i)第2控制阀,设置在所述燃料导入路径上,对所述燃料导入路径进行开关控制,
在该燃料喷射装置中,通过对所述第1控制阀进行关阀或开阀来增减所述控制室内的燃料压力,由此使所述针开阀或关阀,进行燃料的喷射控制,
所述第2控制阀具有:阀塞,用于开关向所述控制室导入燃料的阀孔;背压室,该背压室内部的燃料对所述阀塞施加阀孔开阀方向的力;压力室,该压力室内部的燃料对所述阀塞施加阀孔关阀方向的力;中间室,经由所述阀孔连通所述压力室和所述控制室;以及阀塞加力机构,在阀孔开阀方向上对所述阀塞施加作用力,
所述压力室与所述燃料供给路径连通,从所述高压生成部被供给高压燃料,
所述燃料导入路径具有第1燃料导入路径和第2燃料导入路径,该第1燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述阀孔、所述中间室流入所述控制室,该第2燃料导入路径使燃料从所述燃料供给路径经由所述中间室流入所述控制室,
所述燃料排出路径具有出口节流器和第1入口节流器,该出口节流器连通所述控制室和所述第1控制阀,该第1入口节流器面向所述出口节流器开口,并连通所述背压室和所述出口节流器,
所述第2燃料导入路径具有连通所述燃料供给路径和所述中间室的第2入口节流器,
所述第1入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述出口节流器的流路截面面积,
所述第2入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述第1入口节流器的流路截面面积。
9.如权利要求8所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述燃料排出路径具有从所述控制室排出燃料的燃料排出流路;
所述出口节流器设置在所述燃料排出流路上。
10.如权利要求8所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第1燃料导入路径和所述第2燃料导入路径具有从所述中间室向所述控制室导入高压燃料的燃料导入流路。
11.如权利要求2至5、10中任一项所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述出口节流器的流路截面面积被设定为小于所述燃料导入流路的流路截面面积。
12.如权利要求1或8所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述背压室的容积形成为小于所述控制室的容积。
13.一种燃料喷射装置,其特征在于,具备:
(a)针,用于开关向内燃机的燃烧室喷射燃料的喷孔;
(b)喷嘴室,该喷嘴室内部的燃料对所述针施加喷孔开阀方向的力;
(c)控制室,该控制室内部的燃料对所述针施加喷孔关阀方向的力;
(d)针加力机构,在喷孔关阀方向上对所述针施加作用力;
(e)燃料供给路径,从使高压燃料产生的高压生成部向所述喷嘴室供给高压燃料;
(f)燃料导入路径,使高压燃料从该燃料供给路径流入所述控制室;
(g)燃料排出路径,使燃料从所述控制室排出;
(h)第1控制阀,设置在该燃料排出路径上,对所述燃料排出路径进行开关控制;以及
(i)第2控制阀,设置在所述燃料导入路径上,对所述燃料导入路径进行开关控制,
在该燃料喷射装置中,通过对所述第1控制阀进行关阀或开阀来增减所述控制室内的燃料压力,由此使所述针开阀或关阀,进行燃料的喷射控制,
所述第2控制阀具有:板,用于开关向所述控制室内导入燃料的阀孔;背压室,该背压室内部的燃料对所述板施加阀孔开阀方向的力;压力室,该压力室内部的燃料对所述板施加阀孔关阀方向的力;以及板加力机构,在阀孔开阀方向上对所述板施加作用力,
所述压力室与所述燃料供给路径连通,从所述高压生成部被供给高压燃料,
所述燃料导入路径具有第1燃料导入路径和第2燃料导入路径,该第1燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述阀孔流入所述控制室,该第2燃料导入路径使燃料从所述压力室经由所述背压室、所述燃料排出路径流入所述控制室,
所述燃料排出路径具有连通所述控制室和所述第1控制阀的出口节流器,
所述第2燃料导入路径具有第1入口节流器和第2入口节流器,该第1入口节流器面向所述出口节流器开口,并连通所述背压室和所述出口节流器,该第2入口节流器连通所压力室和所述背压室,
所述第1入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述出口节流器的流路截面面积,
所述第2入口节流器的流路截面面积被设定为小于所述第1入口节流器的流路截面面积。
14.如权利要求13所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述板具有贯穿其板厚度方向的贯穿孔;
所述贯穿孔被用作所述第2入口节流器。
15.如权利要求13或14所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第1燃料导入路径具有从所述压力室经由所述阀孔向所述控制室导入高压燃料的燃料导入流路。
16.如权利要求15所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述燃料导入流路在所述压力室的壁面上或者在所述板能够落位的座面上开口。
17.如权利要求13或14所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述第1燃料导入路径具有从所述压力室经由所述阀孔、所述背压室向所述控制室导入高压燃料的燃料导入流路。
18.如权利要求17所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述燃料导入流路在所述背压室的壁面上开口。
19.如权利要求15所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述出口节流器的流路截面面积被设定为小于所述燃料导入流路的流路截面面积。
20.如权利要求13或14所述的燃料喷射装置,其特征在于,
所述背压室的容积形成为小于所述控制室的容积。
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