JP2000002164A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

蓄圧式燃料噴射装置

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JP2000002164A
JP2000002164A JP16882298A JP16882298A JP2000002164A JP 2000002164 A JP2000002164 A JP 2000002164A JP 16882298 A JP16882298 A JP 16882298A JP 16882298 A JP16882298 A JP 16882298A JP 2000002164 A JP2000002164 A JP 2000002164A
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valve
solenoid
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pressure
fuel
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Sachihiro Tsuzuki
祥博 都筑
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Nippon Soken Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リテーニングナットを高圧燃料がシールでき
る程度に締付けても、ソレノイド制御弁のバルブリフト
の調整と管理を容易に行うことが可能な構成のソレノイ
ド制御弁を有する蓄圧式燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 ソレノイド12の上端面を下方へ付勢す
る弾性部材11を備えているので、ソレノイド12に所
定値以上の力がかからず、ソレノイド11の歪みを防止
することができる。また、ソレノイド下端面にバルブリ
フト調整用スペーサ10を設けているので、バルブリフ
トを一定の寸法に管理することが容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の各気筒
へ燃料を噴射するために使用される蓄圧式燃料噴射装置
に関し、特に燃料の噴射を制御する電磁弁の構成に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の内燃機関の各気
筒内へ燃料を噴射するシステムの1つとして、いわゆる
蓄圧式燃料噴射装置が用いられている。蓄圧式燃料噴射
装置は、エンジンの各気筒に装着される燃料噴射弁に共
通の蓄圧配管(コモンレール)を備えていて、高圧ポン
プによって蓄圧配管内の燃料圧力を一定に保持しつつ、
燃料噴射弁により所定のタイミングにおいて蓄圧配管内
の燃料を各気筒内に噴射する。
【0003】この種の蓄圧式燃料噴射装置としては、例
えば欧州特許第0740068A2号公報に記載された
ものがある。この例では、燃料噴射孔を開閉するニード
ル弁の背圧を電磁弁によって制御することにより燃料の
噴射を制御している。そして、ニードル弁の背面に高圧
燃料が供給される制御室を設けて、噴射停止の状態では
制御室内に蓄圧される燃料の圧力によりニードル弁を下
方に付勢し、燃料噴射孔を閉鎖している。制御室とドレ
ン通路との間には、これを開閉するための電磁弁の弁部
材が配設してあり、弁部材はソレノイドによって吸引駆
動されるアーマチャと一体に設けられている。運転状態
においてソレノイドに通電すると、アーマチャが吸引さ
れて弁部材が開弁位置をとるので、制御室とドレン通路
とが連通して制御室内が低圧になり、ニードル弁を押し
上げる方向に作用している燃料の油圧によってニードル
弁が上方に移動して燃料噴射孔が開き、燃料がエンジン
の各気筒内へ噴射される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来例のような構成の
ものでは、200MPa近い超高圧の燃料を確実にシー
ルするために、リテーニングナットはかなり大きな締付
けトルクで締めつける必要がある。しかしながら、この
ような大きな力で締め付けると、ソレノイドに歪みが生
じてしまい、バルブリフトを一定の寸法に管理すること
は極めて困難である。
【0005】また、ソレノイド自体の寸法をいくら管理
しても、このように大きな締付けトルクで締め付ける場
所では、オリフィスプレートなどの部材自体が変形する
ため、バルブリフトを一定に調整することは極めて困難
である。逆に、歪みを防止しようとして、締付けトルク
を低くおさえれば、超高圧下でのシール性が損なわれて
しまい高圧燃料がもれてしまうため、適正なシールとバ
ルブリフトの管理を両立させることは従来、不可能であ
った。
【0006】本発明は前記問題点に鑑み、リテーニング
ナットを高圧燃料がシールできる程度に締付けても、ソ
レノイド制御弁のバルブリフトの調整と管理を容易に行
うことが可能な構成のソレノイド制御弁を有する蓄圧式
燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、請求項1ないし請求項6に記載の技術的手段
を採用する。請求項1に記載の発明によれば、ソレノイ
ドの上端面を下方へ付勢する弾性部材を備えているの
で、ソレノイドに所定値以上の力がかからず、ソレノイ
ドの歪みを防止することができる。また、ソレノイド下
端面にバルブリフト調整用スペーサを設けているので、
バルブリフトを一定の寸法に管理することが容易にな
る。
【0008】また、請求項2に記載の発明によれば、弁
部材のガイド部の周囲に形成されるガイドクリアランス
を介してアーマチャを収容しているアーマチャ室へ高圧
燃料の一部を導入しているので、アーマチャのバウンス
に対するダンパ効果が得られる。また、その燃料をアー
マチャ室から所定の圧力において開弁する逆止弁を介し
てドレン通路へ流出させるので、アーマチャ室内の圧力
は一定値になり、安定したダンパ効果が得られる。
【0009】また、請求項3に記載の発明によれば、弾
性部材として皿バネを用いているので、燃料噴射弁をコ
ンパクトに形成することができる。また、請求項4に記
載の発明によれば、弾性部材としてコイルバネを用いて
いるので、リテーニングナットの締付け荷重の設定が容
易となる。また、請求項5および請求項6に記載の発明
によれば、弁部材として種々の形式を選ぶことができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】図1ないし図3は本発明の第1実
施形態に関するものであり、図1は燃料噴射弁207の
中心線に沿う横断面図、図2は図1の燃料噴射弁207
で用いられる流出燃料を外部のドレン通路208へ流出
させる逆止弁105の中心線に沿う横断面図であり、図
3は内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示す図
である。
【0011】図3において、燃料タンク200内の燃料
は低圧ポンプ201によって高圧ポンプ202に供給さ
れ、それによって高圧に加圧されてコモンレール(高圧
蓄圧配管)203に送出される。コモンレール203は
コモンレール圧力を検出する圧力センサ204を備えて
おり、エンジン制御コンピュータECU205は、この
圧力センサ204からの信号が、アクセル開度、エンジ
ン回転数などのエンジン運転条件に基づいて決定された
圧力となるように、高圧ポンプ202を制御する。
【0012】コモンレール203には、4気筒のエンジ
ン206の各気筒にそれぞれ対応して設けられた複数の
燃料噴射弁207が接続され、エンジン制御コンピュー
タECU205によって噴射制御されている。燃料噴射
弁207からは余剰の燃料がドレン通路208と、その
集合部209を介して燃料タンク200に戻される。図
1に示すように、燃料噴射弁207のノズルボディ1は
高圧燃料配管3からの高圧燃料を導入する導入路をなす
インオリフィス2を介して、制御室4へと導く通路と、
油溜まり5へ導く配管をもっている。
【0013】制御室4からオリフィスプレート6の中に
形成されたアウトオリフィス7からバルブプレート8中
に摺動自在に配設された弁部材をなすポペット弁9へ燃
料は導かれる。ポペット弁9はガイド径とシート径が同
径であるので、ポペット弁9に油圧作用力が作用しな
い。
【0014】ポペット弁9のバルブリフトは、リング状
のスペーサ10とポペット弁9の段差により選択するこ
とが可能である。スペーサ10の材質は非磁性のステン
レスなどが好適である。ソレノイド12にはその上端面
に弾性部材をなす皿バネ11が組み込まれており、リテ
ーニングナット13の締付け力とは無関係に一定の押し
付け力で下方へ押し付けられており、ソレノイド12の
下端面がスペーサ10へ適切な一定の押し付け力で組み
付けることを可能としている。
【0015】以下、簡単に作動を説明する。図1におい
て、ポペット弁9はスプリング17により下方へ付勢さ
れており、シート部18で着座している。噴射する時に
は、ソレノイド12へ通電し、ソレノイド12に吸引力
が発生することで、アーマチャ100が吸引されアーマ
チャ100と一体になったポペット弁9が上方へリフト
し、離座することで、制御室4とドレン通路に連通する
導出路をなす低圧ポート14が連通し、制御室4の圧力
が低下し、ニードル弁19が上昇して噴射が開始する。
【0016】噴射を停止するには、ソレノイド12への
通電をオフすることでポペット弁9がスプリング17に
て下方へ押されてシート部18が着座し、制御室4の圧
力がインオリフィス2からの高圧燃料でもとの圧力に戻
るとニードル弁19が下方へ移動し、噴射が終了する。
また、ポペット弁9のガイドクリアランス16からは少
量の燃料がリークするが、これはアーマチャ室15へ流
入してアーマチャ100がバウンスするのを防止する。
【0017】この流入燃料は図2に示すようなアーマチ
ャ室15と連通する逆止弁流路30を介して逆止弁10
5を経て逆止弁アウトレット35から外部のドレンへ流
出される。図2において逆止弁105はステンレス製の
鋼球31を受け座32を介してスプリング33が逆止弁
流路30側へ押し付け、その押し付け力、すなわち逆止
弁105の開弁圧は底面に連通路を有するスクリュ部材
34のネジ込み深さにより調整できるようになってい
る。
【0018】逆止弁105を設けるのは、この逆止弁1
05により下流側の圧力脈動によるポペット弁9の作動
不良を防止するためである。この逆止弁105は無くて
も十分に作動するが、バラツキの少ない安定作動のため
には、逆止弁105を用いるのが良い。図4は本発明の
第2実施形態の燃料噴射弁207の中心線に沿う横断面
図である。第1実施形態との相違は皿バネ11の代わり
に弾性部材をなすコイルバネ40を用いた点であり、そ
の他の構成については、第1実施形態と同様である。
【0019】噴射弁の体格の許容値が大きければ、第2
の実施形態のようにコイルバネ40を用いた方がリテー
ニングナット13の締め付け荷重の設定が容易である。
図5は本発明をプレートシート式2方弁50を備えた噴
射弁に適用した本発明の第3実施形態である。アウトオ
リフィス52から流出した燃料は、ドレン51から図示
しない通路を通って、外部のタンク200へ戻される。
【0020】図6は本発明をバランス型2方弁60を備
えた噴射弁に適用した本発明の第4実施形態である。ア
ウトオリフィス61から流出した燃料は、ドレン62か
ら図示しない通路を通って外部のタンク200へ戻され
る。バランスロッド63の径と、バルブシート径64を
ほぼ等しくすることで、バランス型2方弁60は、油圧
作用力をほとんど受けなくすることが可能である。
【0021】また、図5、図6の例については、皿バネ
11に代えて第2実施形態のようなコイルバネ40を適
用できる。以上のように、本発明の構成を用いること
で、バルブリフトの適切な管理と、高圧シールの両立が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に関するものであり、燃
料噴射弁207の中心線に沿う横断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に関するものであり、図
1の燃料噴射弁207で用いられる流出燃料を外部のド
レン通路208へ流出させる逆止弁105の中心線に沿
う横断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態に関するものであり、内
燃機関の蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示す図であ
る。
【図4】本発明の第2実施形態の燃料噴射弁207の中
心線に沿う横断面図である。
【図5】本発明をプレートシート式2方弁50を備えた
噴射弁に適用した本発明の第3実施形態である。
【図6】本発明をバランス型2方弁60を備えた噴射弁
に適用した本発明の第4実施形態である。
【符号の説明】
2 導入路(インオリフィス) 4 制御室 9 弁部材(ポペット弁) 10 バルブリフト調整用スペーサ 11 皿バネ 12 ソレノイド 14 導出路(低圧ポート) 15 アーマチャ室 16 ガイドクリアランス 19 ニードル弁 40 コイルバネ 50 プレートシート式2方弁 60 バランス型2方弁 100 アーマチャ 105 逆止弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA33 BA40 BA59 BA67 CC06T CC08T CC14 CC64T CC66 CC67 CC68U CC69 CC70 CD10 CD14 CE13 CE24 CE34 DC18 3H106 DA07 DA13 DA23 DA35 DB02 DB12 DB23 DB32 DC06 DC17 DD05 EE19 EE35 EE48 GA24 GC29 KK18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に燃料噴射孔を設けた中空のハウジ
    ング内を摺動して前記燃料噴射孔を開閉するニードル弁
    と、該ニードル弁の後端面に面して形成され内部に充填
    される高圧燃料の圧力によって前記ニードル弁を閉弁方
    向に付勢する制御室と、該制御室内へ高圧燃料を導入す
    る導入路と、前記制御室から高圧燃料を外部へ導出する
    ドレン通路に連通する導出路と、さらに、電磁弁を構成
    するために前記ハウジングの後端部内に収容されるソレ
    ノイドと、該ソレノイドの前記制御室側端面に対向し前
    記ソレノイドによって吸引駆動されるアーマチャと、該
    アーマチャと一体に設けられ前記ソレノイドへの通電時
    に前記制御室と前記導出路とを連通させて前記制御室内
    の圧力を低下させる弁部材とを具備する蓄圧式燃料噴射
    装置において、前記ソレノイドの上端面を下方へ付勢す
    る弾性部材を備え、かつ、ソレノイド下端面にバルブリ
    フト調整用スペーサを設けたことを特徴とする蓄圧式燃
    料噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記弁部材のガイド部の周囲に形成され
    るガイドクリアランスを介して前記アーマチャを収容し
    ているアーマチャ室へ高圧燃料の一部を導入するととも
    に、その燃料を前記アーマチャ室から所定の圧力におい
    て開弁する逆止弁を介して前記ドレン通路へ流出させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装
    置。
  3. 【請求項3】 前記弾性部材が皿バネであることを特徴
    とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
  4. 【請求項4】 前記弾性部材がコイルバネであることを
    特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
  5. 【請求項5】 前記弁部材がプレートシート式2方弁で
    あることを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射
    装置。
  6. 【請求項6】 前記弁部材がバランス型2方弁であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006257874A (ja) * 2004-04-30 2006-09-28 Denso Corp インジェクタ
CN100359156C (zh) * 2001-07-16 2008-01-02 株式会社博世汽车系统 燃油喷射器
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CN112901391A (zh) * 2021-03-08 2021-06-04 上海钧风电控科技有限公司 一种阀杆组件、高压燃料喷射阀及发动机电控燃料喷射系统

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