JP2001207935A - ソレノイド作動式の改良された逆止弁を有する燃料噴射装置アセンブリ - Google Patents

ソレノイド作動式の改良された逆止弁を有する燃料噴射装置アセンブリ

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JP2001207935A JP2000392246A JP2000392246A JP2001207935A JP 2001207935 A JP2001207935 A JP 2001207935A JP 2000392246 A JP2000392246 A JP 2000392246A JP 2000392246 A JP2000392246 A JP 2000392246A JP 2001207935 A JP2001207935 A JP 2001207935A
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    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射の間の噴射パラメータを低コスト且
つ良好に制御し、制御弁及びノズルアセンブリにおける
圧力波力学の影響が最小化される燃料噴射装置アセンブ
リを提供することである。 【解決手段】 燃料噴射装置アセンブリ１０の噴射装置
胴部２０が、その中心線を確定する長手方向軸線７０を
有し、プランジャ１８と、逆止弁６０と、ノズルアセン
ブリ２８とが中心線に沿って軸線方向に配置され、ナッ
ト２４が低圧燃料逃がし通路７２を確定し、低圧燃料逃
がし通路内に高圧燃料送達システム３０からの未使用の
燃料が収集される。燃料は、ナット２４内の、低圧燃料
逃がし通路７２に隣り合って形成した燃料逃がしポート
７４を介して噴射装置胴部２０から出る。燃料逃がし通
路７２及び高圧燃料通路４８は噴射装置胴部２０内で中
心線から横方向に離間され、且つ、中心線の各側に明確
に位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、内燃機関
のための燃料噴射装置（燃料噴射装置）アセンブリに関
し、詳しくは、ポンプチャンバの下方で且つ噴射装置胴
部内のノズルアセンブリの上方に位置付けた、ソレノイ
ド作動式の改良された逆止弁を有する燃料噴射装置の如
きに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射装置アセンブリは、燃料及び空
気の所定の、調量された混合物を予め選択された間隔で
燃焼チャンバに送達するために内燃機関内に用いられ
る。関連分野で使用される燃料噴射装置は、代表的に
は、主たる噴射装置胴部内に形成した円筒状穿孔を含
み、この円筒状穿孔の内部をプランジャが往復作動して
燃圧を増大させる。ソレノイド作動式の制御弁が燃料噴
射装置側胴部に取り付けられて燃料源と連通される。高
圧燃料通路が、ソレノイド作動式の制御弁と円筒状穿孔
との間に伸延される。非常に高圧の燃料が燃料ノズルア
センブリに送達され、結局、燃料噴射装置から分与され
る。
【０００３】圧縮着火エンジンあるいはディーゼルエン
ジンでは、燃料／空気混合物は比較的高圧下に送達され
る。現在、従来からの燃料噴射装置はこの混合物を２２
０．６４ＭＰａ（３２０００ｐｓｉ）もの高圧下に送達
する。こうした圧力は全く高いものであり、燃料噴射装
置の構造上の一体性、良好なシール特性、燃焼チャンバ
内での燃料の有効な霧化を保証するためには、相当な技
術上の注意が要求される。要約すると、現在のディーゼ
ルエンジンは、実質的な燃料節減を提供しつつ、かつて
無く厳しい排出物規制に適合させる必要がある。しかし
ながら、燃料節減、清浄燃焼、より少ない排出物及びＮ
Ｏｘ制御に対する要求は増大しつつあり、そうした要求
は今後も継続して、燃料噴射装置内の燃圧を増大するこ
とを含む高圧燃料送達システムに対する要求は更に高い
ものとなることが考えられる。部分的にはそうした課題
に答えるために、燃料噴射の開始及び終了、噴射タイミ
ング、燃料品質、を制御して燃料節減を改善すると共
に、排出物条件に適合させるためのエンジンの電子制御
モジュールが使用された。
【０００４】しかしながら問題は尚ある。例えば、斯界
に一般に知られた形式の且つ先に簡単に説明した燃料噴
射装置には、比較的長い内側燃料流れ通路がしばしば含
まれる。こうした通路には、制御弁からポンプチャンバ
に伸延するもの、ポンプチャンバからノズルアセンブリ
に伸延するもの、そして、高圧燃料通路及び任意の低圧
燃料逃がし通路が含まれる。燃料噴射の間、これらの通
路内に圧力波が生じることは珍しくない。そうした圧力
波の力学は燃料噴射に対しマイナスの影響がある。ま
た、燃料送り及び燃料逃がし両用の共用通路を含む燃料
噴射装置はこの問題に特に影響されやすい。しかも、関
連技術での燃料噴射装置内で使用するソレノイド作動式
の制御弁が弁部材を開閉の各位置間でサイクル作動させ
る際に機械的なバウンスを生じることも希ではない。機
械的なバウンスは燃料噴射の開始及び終了時の噴射制御
を不正確化するので望ましいものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】燃料噴射の間、こうし
た噴射パラメータを低コスト且つ良好に制御し、制御弁
及びノズルアセンブリにおける圧力波力学の影響が最小
化される燃料噴射装置アセンブリを提供すること、燃料
送り圧及び燃料逃がし圧の、燃料噴射装置アセンブリの
性能への影響が最小化される燃料噴射装置アセンブリを
提供すること、ソレノイド作動式の逆止弁の一段と正確
な制御が提供されること、に対する要求が斯界には尚、
存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料源と流体
連通する噴射装置胴部を有する、内燃機関エンジンのた
めの燃料噴射装置アセンブリにおいて、関連分野におけ
る不利益を解消する。燃料噴射装置アセンブリは、燃料
噴射中に燃料噴射装置アセンブリから燃料を分与するノ
ズルアセンブリを更に含む。高圧燃料送達システムが高
圧燃料をノズルアセンブリに提供する。噴射装置胴部
は、高圧燃料送達システムから未使用燃料を収集する低
圧燃料逃がし通路をも確定する。高圧燃料送達システム
は、円筒状の穿孔と、この円筒状穿孔内を往復作動する
ために支持されたプランジャとを含む。プランジャと円
筒状穿孔とがポンプチャンバを確定する。噴射装置胴部
のポンプチャンバからノズルアセンブリへと貫いて伸延
する高圧燃料通路が、燃料噴射装置アセンブリからの燃
料を高圧下に分散させる。
【０００７】加えて、燃料噴射装置アセンブリは、ポン
プチャンバとノズルアセンブリとの間、及び低圧燃料逃
がし通路と高圧燃料通路との間に位置付けたソレノイド
作動式の逆止弁を含む。逆止弁は、高圧燃料送達システ
ム内の圧力を制御するべく作動自在である。詳しく説明
すると、高圧燃料通路と低圧燃料逃がし通路との間に流
体連通を確立して高圧燃料送達システム内の圧力を低下
させる開放位置と、高圧燃料通路と低圧燃料逃がし通路
との間の流体連通を妨害して高圧燃料送達システム内の
圧力を高めてポンプチャンバからノズルアセンブリへと
高圧下に燃料を送達しやすくする閉鎖位置との間を可動
である。
【０００８】従って、燃料噴射装置アセンブリは、制御
弁をノズルアセンブリに極めて接近して位置付けた小型
のものである。燃料噴射装置アセンブリは、高圧燃料通
路から制御弁に伸延するのみならず、制御弁から低圧燃
料逃がし通路に伸延する非常に短い流路を使用する。ポ
ンプチャンバもまた、燃料噴射装置アセンブリの垂直方
向長さに沿って比較的低い位置に形成される。しかも、
燃料噴射装置アセンブリは、これをシリンダヘッドに取
り付けるための何らの改変をも必要としない。
【０００９】かくして、本発明の燃料噴射装置アセンブ
リの１つの利益は、極めて短い流路を使用すること、及
び、制御弁をポンプチャンバとノズルアセンブリとの間
の、燃料噴射装置アセンブリにおける低い位置に位置決
めすることにより、制御弁及びノズルアセンブリにおけ
る圧力波力学の影響が最小化されることである。
【００１０】本発明の更に他の利益は、別個の、燃料送
給通路及び燃料逃がし通路を使用することにより、燃料
送り圧及び燃料逃がし圧の、燃料噴射装置アセンブリの
性能への影響が最小化されることである。本発明の他の
利益は、ソレノイド作動式の逆止弁の一段と正確な制御
が提供されることである。この特徴により、燃料噴射の
制御が良好化されて良好なパイロット噴射能力が提供さ
れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図面を参照するに、内燃機関のた
めの燃料噴射装置アセンブリが図１に番号１０で全体を
示されている。燃料噴射装置アセンブリ１０は、シリン
ダヘッド１２により支持された代表的環境下において示
され、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射するようにな
っている。燃料は、燃焼されると出力を発生してクラン
クシャフトを回転させる。カム１４が廻動されてロッカ
ーアーム１６を駆動し、結局、燃料噴射装置アセンブリ
１０により往復作動するように支持されたプランジャ１
８を作動させる。あるいは、斯界に周知のように、エン
ジン被駆動式のカムを用いてプランジャ１８を直接作動
させることもできる。プランジャ１８は、移動すること
により燃料噴射装置アセンブリ１０内部の燃圧を増大さ
せる。燃料は、以下に詳しく説明されるように、最終的
には燃料噴射装置アセンブリ１０により高圧下にシリン
ダ内に噴射される。
【００１２】図２を参照するに、本発明の燃料噴射装置
アセンブリ１０が示され、燃料源と流体連通する状態に
おいて、垂直方向に伸延する噴射装置胴部２０を含んで
いる。噴射装置胴部２０は、ブッシュ２２と、ブッシュ
２２の延長部分を形成する下端にねじ込まれたナット２
４とを含んでいる。ナット２４の下端には、ノズルアセ
ンブリ２８の下端がそこを貫いて伸延する開口２６が含
まれる。噴射中、燃料は以下に詳しく説明するようにノ
ズルアセンブリ２８から分与される。
【００１３】燃料噴射装置アセンブリ１０は、全体を番
号３０で示す高圧燃料送達システムをも含む。高圧燃料
送達システム３０は、高圧下の燃料をノズルアセンブリ
２８に提供する。かくして、高圧燃料送達システム３０
はブッシュ２２に形成した円筒状穿孔３２を含む。プラ
ンジャ１８はこの円筒状穿孔３２により摺動自在に受け
られる。プランジャ１８と円筒状穿孔３２とは相互にポ
ンプチャンバ３４を確定する。プランジャ１８はブッシ
ュ２２の一端部から外側に伸延し、頂部にはカムフォロ
ワ３６が設けられる。ブッシュ２２に形成した棚部４０
と、プランジャバネリテーナ４２との間に支持された戻
しバネ３８とが、プランジャ１８をその完全伸張位置に
偏倚させる。図示しないストッパピンが噴射装置胴部２
０の上方部分を貫いて伸延し、プランジャ１８かあるい
はバネリテーナ４２に形成した軸線方向チャンネルに入
り、戻しバネ３８の偏倚下に誘起されるプランジャの上
方への移動を制限する。
【００１４】燃料レールその他からの低圧燃料が、ブッ
シュ２２に形成した燃料送り通路４４を通して燃料噴射
装置アセンブリ１０に供給される。燃料送り通路４４は
入口ポート４６を介してポンプチャンバ３４と連通す
る。他方、高圧燃料送達システム３０は、全体を番号４
８で示す高圧燃料通路を更に含む。高圧燃料通路４８
は、噴射装置胴部２０を貫いてポンプチャンバ３４から
ノズルアセンブリ２８へと伸延する。
【００１５】ノズルアセンブリ２８は、少なくとも１つ
の、しかし好ましくは複数の孔にして、ノズルアセンブ
リ２８から流体を分与する孔５２を有するスプレーチッ
プ５０を含む。スプレーチップ５０の上端は拡開されて
肩部５４を提供し、この肩部５４が、ナット２４の端ぐ
り穴５７の提供する内側肩部５６に座着する。スプレー
チップ５０とブッシュ２２の下端との間の、ノズルアセ
ンブリ２８の上方の位置には、スプレーチップ５０から
開始されるシーケンスにおいて、全体を番号５８で示す
偏倚部材と、番号６０で示すソレノイド作動式の逆止弁
とが位置決めされる。これらの図面に示されるように、
上述の各要素は製造及び組み立てを容易化するために個
別のパーツとして形成される。ナット２４には内側ネジ
溝６２を設け、これを噴射装置胴部２０の下端位置の内
側ネジ溝６４と合致係合させる。ナット２４を噴射装置
胴部２０にネジ溝結合させたことにより、スプレーチッ
プ５０と、偏倚部材５８と、ソレノイド作動式の逆止弁
６０とが、スプレーチップ５０の上面６６と、噴射装置
胴部２０の底面６８との間でクランプされ且つ端部突き
合わせ状態で積み重ねた状態に保持される。上述の全て
の要素は、重ね状態で合致する表面を有し、それによ
り、相互に圧力シール状態で保持される。
【００１６】噴射装置胴部２０は、その中心線を確定す
る長手方向軸線７０を有する。プランジャ１８と、逆止
弁６０と、ノズルアセンブリ２８とは、各々、この中心
線に沿って軸線方向に配置される。加えて、ナット２４
が低圧燃料逃がし通路（スピルギャラリー）７２を確定
し、この低圧燃料逃がし通路内に、高圧燃料送達システ
ム３０からの未使用の燃料が収集される。燃料は、ナッ
ト２４内の、低圧燃料逃がし通路７２に隣り合って形成
した燃料逃がしポート７４を介して噴射装置胴部２０か
ら出る。燃料逃がし通路７２及び高圧燃料通路４８は噴
射装置胴部２０内で中心線から横方向に離間され、且
つ、中心線の各側に明確に位置決めされる。
【００１７】ノズルアセンブリ２８は、噴射装置胴部２
０の中心線に沿ってスプレーチップ５０に形成したノズ
ル穿孔７６を含む。ノズル穿孔７６は高圧燃料通路４８
と流体連通し、また、噴射キャビティ７８を確定する。
ノズルアセンブリ２８は、全体を番号８０で示すニード
ル弁をも含む。ニードル弁８０はノズル穿孔７６内で燃
圧に応答してその閉鎖位置及び開放位置間を可動の状態
に支持され、その閉鎖位置ではノズルアセンブリ２８か
らは燃料は分与されず、開放位置では、ノズル穿孔内の
圧力が所定のニードル弁開放圧力を上回った場合に、孔
５２を通してスプレーチップ５０から燃料が分与され
る。従って、ニードル弁８０は、噴射キャビティ７８の
内部に相補的に受けられる先端部８２と、弁部分８４と
を有する。先端部８２は、高圧燃料送達システム３０内
の圧力がニードル弁閉鎖圧力以下になったとき、孔５２
を閉鎖するようになっている。他方、ニードル弁８０は
噴射キャビティ７８内の弁部分８４に作用する圧力に応
答してその開放位置に移動して、孔５２を通して燃料噴
射装置アセンブリ１０からの燃料を分与させる。偏倚部
材５８が、噴射装置キャビティ７８内に作用する高圧燃
料送達システム３０からの圧力がニードル弁開放圧力に
達した後においてのみ、所定の力でニードル弁８０をそ
の閉じた位置に移動させて、ニードル弁８０をその開放
位置に移動させる。
【００１８】偏倚部材５８は、その一端がスプレーチッ
プ５０の上面６８と接触する状態で支持されたバネケー
ジ８６を含む。バネケージ８６の内部にはバネチャンバ
８８が含まれ、バネチャンバ８８内には下方バネリテー
ナ９２が含まれる。バネチャンバ８８内にはコイルバネ
９４が格納され、このコイルバネ９４が所定の力で下方
バネリテーナを偏倚させる。バネケージ８６は、下方バ
ネリテーナ９２に相当し且つバネチャンバ８８とノズル
穿孔７６との間を伸延する下方孔９６を含む。ニードル
弁８０は、先端部８２と反対側に配置されたヘッド９８
をも含む。ヘッド９８は、下方孔９６を貫いて受けら
れ、下方バネリテーナ９２と係合する。かくして、下方
バネリテーナ９２は前記所定の力をニードル弁８０に伝
達してニードル弁８０をその閉鎖位置に偏倚させる。
【００１９】図２及び図３に示されるように、ソレノイ
ド作動式の逆止弁６０が、ポンプチャンバ３４とノズル
アセンブリ２８との間で且つ低圧燃料逃がし通路７２と
高圧燃料通路４８との間に位置付けられる。詳しくは、
逆止弁６０は、ポンプチャンバ３４の真下で且つ偏倚部
材５８及びノズルアセンブリ２８の真上に位置付けられ
る。逆止弁６０は、高圧燃料送達システム３０の圧力を
制御するべく作動自在であり、その目的上、逆止弁６０
は，高圧燃料通路４８と低圧燃料逃がし通路７２との間
に流体連通を確立して高圧燃料送達システム３０内の圧
力を減少させる開放位置と、高圧燃料通路４８と低圧燃
料逃がし通路７２との間の流体連通を妨害して高圧燃料
送達システム３０内の圧力を増大させる閉鎖位置との間
を可動である。逆止弁６０が閉じて高圧燃料送達システ
ム３０内の圧力が増大すると、ポンプチャンバ３４から
ノズルアセンブリ２４に高圧の燃料を送りやすくなる。
【００２０】図３に最も良く示されるように、逆止弁６
０は、弁穿孔１０２と、この弁穿孔１０２内に可動状態
で指示された弁部材１０４とを有する弁ハウジング１０
０を含む。弁部材１０４は、弁ヘッド１０８の内部に合
流する減径領域１０６を有する。弁穿孔１０２は弁座１
１０を確定する。弁ヘッド１０８は、逆止弁６０が閉鎖
位置にあるとき弁座１１０とシール係合するようになっ
ている。
【００２１】全体を番号１１２で示すソレノイドアセン
ブリが弁ハウジング１００に隣り合って取り付けられ
る。アーマチャ１１４が、弁部材１０４とソレノイドア
センブリ１１２とを電磁的に相互結合して、弁部材１０
４をその開放位置及び閉鎖位置間で移動させる。弁ハウ
ジング１００内の、弁穿孔１０２と低圧燃料逃がし通路
７２との間を導管１１６が伸延する。更に、弁ハウジン
グ１００内の、弁穿孔１０２と高圧燃料通路４８との間
を結合ポート１１８が伸延される。導管１１６は極めて
短く且つ真っ直ぐであるが、インジェクション胴部２０
の長手方向軸線７０と実質的に直交する状態で伸延す
る。同様に、結合ポート１１８もまた、極めて短く且つ
真っ直ぐであるが、長手方向軸線７０とある角度を成す
状態で伸延する。部分的には、長さが短いこと及び比較
的真っ直ぐな通路であること、のみならず、長手方向軸
線７０に対する夫々の角度位置により、導管１１６と結
合ポート１１８とは、圧力波の出現及び、以下に詳しく
説明する関連する圧力波力学に関する抵抗性を有する。
【００２２】ソレノイドアセンブリ１１２は、支柱部品
１２０と、この支柱部品１２０に巻き付けたコイル１２
２とを含む。コイル１２２は図２に示すターミナル１２
４に電気的に接続され、結局、燃料噴射電子エンジン制
御モジュールを介して電源に接続される。支柱部品１２
０は、閉塞端部１２８と、アーマチャ１１４と相対する
開放端部１３０を有する穿孔１２６とを含む。穿孔１２
６内の、閉塞端部１２８とアーマチャ１１４との間には
コイルバネ１３２が捕捉され、弁部材１０４をその通常
の開放位置に偏倚する。アーマチャ１１４は、支柱部品
１２０の穿孔１２６と整列された開口１３４を含む。締
め具１３６が開口１３４を貫いて伸延し、アーマチャ１
１４を弁部材１０４に相互結合する。コイル１２２が賦
活されて磁束を発生し、この磁束がアーマチャ１１４に
作用すると逆止弁６０が閉鎖され、弁部材は図示される
ように上方に移動する。
【００２３】図２及び図３に示す実施例では、アーマチ
ャ１１４は、このアーマチャを貫いて伸延するチャンネ
ル１３８を含む。弁ハウジング１００は、このチャンネ
ル１３８に緩く受けられてアーマチャ１１４の移動を収
受する段部１４０を含むが、この段部１４０は支柱部品
１２０とはシ−ル状態で接触するようになっている。か
くして、高圧燃料通路４８は、支柱部品１２０を貫き、
弁ハウジング１００の段部１４０を貫いて伸延し得る。
【００２４】（運転）運転に際し、低圧の燃料が燃料レ
ールその他から燃料送給通路４４を通して燃料噴射装置
アセンブリ１０に供給される。燃料は、プランジャ１８
が戻しバネ３８による偏倚作用を受けて図２に示すよう
なその完全伸張位置あるいは休止位置にあるとき、入口
ポート４６を介してポンプチャンバ３４に入る。図１に
示されるように、カム１４は、その全上昇セクション
（点Ｃ及びＤ）の期間中は約１８０°旋回した角度位置
にあるように設計される。プランジャ１８は、ロッカー
アーム１６を介して、その休止位置から最大上昇位置
（あるいは最低位置）へとカムローブに従って降下し、
次いでカムの最初の半分旋回すると休止位置に戻る。プ
ランジャ１８は、カムの残余の半分を旋回する間はその
上部の休止位置に止まっている。カム１４が回転する
と、カムローブによりロッカーアーム１６が作働してプ
ランジャ１８が降下し、降下するプランジャにより入口
ポート３６が閉鎖される。プランジャ１８が降下する
と、高圧燃料送達システム３０内の圧力は最大プランジ
ャ上昇位置での最大圧力に増大する。
【００２５】ソレノイド作動式の逆止弁６０は、通常、
弁部材１０４がコイルバネ１３２による偏倚の影響を受
けて離座する状態下にその開放位置に保持される。この
配置下において、高圧燃料送達システム３０は結合ポー
ト１１８及び導管１１６を介して低圧燃料逃がし通路７
２と流体連通する。詳しくは、逆止弁６０が開放される
と、高圧燃料通路４８からの加圧された燃料が結合ポー
ト１１８を通して弁穿孔１０２に流入する。弁部材１０
４のヘッド１０８は、弁穿孔１０２に形成した弁座１１
０から離間して配置される。かくして、加圧された燃料
は、導管１１６を通して弁部材１０４を通過し、低圧燃
料逃がし通路７２に流入する。従って、高圧燃料送達シ
ステム３０は燃料噴射装置アセンブリの低圧側に通気さ
れるので高い噴射圧力が噴射装置内に発生することがな
い。
【００２６】しかしながら、逆止弁６０はエンジン制御
モジュールその他の制御装置により制御される。詳しく
は、プランジャ１８の下降行程中、ソレノイドアセンブ
リ１１２を賦活して電磁力を発生させることができる。
この電磁力がアーマチャ１１４をソレノイドアセンブリ
１１２の方向に引き寄せ（図で上方）、結局、弁部材１
０４をコイルバネ１３２の偏倚力に抗してその閉鎖位置
に移動させる。この配置下に弁部材１０４のヘッド１０
８は弁座１１０にシール接触して、逆止弁６０を介して
高圧燃料送達システム３０と低圧燃料逃がし通路７２と
の間の連結を妨害する。次いで、高圧燃料送達システム
３０はプランジャ１８の下降行程中のポンプ作用により
加圧される。
【００２７】ノズルアセンブリは、ニードル弁８０のヘ
ッド９８を介して作用するコイルバネ９４の偏倚力によ
り常閉される。ニードル弁８０は、インジェクションキ
ャビティ７８内で弁部分８４に対して作用するシステム
圧力に応答してニードル弁８０をその開放位置に移動さ
せる。逆止弁６０が閉鎖されている状態では、システム
圧力はニードル弁８０が開放されるまで上昇し続け、次
いで燃料噴射が開始される。
【００２８】燃料噴射が終了するとソレノイドアセンブ
リ１１２が停止され、弁部材１０４がコイルバネ１３２
の影響下にその開放位置に偏倚され、高圧燃料送達シス
テム３０が低圧燃料逃がし通路７２に完全通気される。
ニードル弁８０はコイルバネ９４の影響下に再度座着し
てプロセスが反復される。
【００２９】導管１１６及び結合ポート１０８は、部分
的には長さが短いこと及び比較的真っ直ぐな通路である
ことにより、噴射装置胴部２０内に発生し得る圧力波及
び関連する圧力波力学の発生に対する抵抗性がある。こ
の特徴により、逆止弁のみならずノズルアセンブリ２８
の円滑な運転が容易化される。
【００３０】高速のインジェクションカムが使用され、
あるいはプランジャの直径がより遅いエンジン速度ある
いはより小さい負荷で高い噴射圧力を発生させる仕様と
される場合、高いエンジン速度あるいは高負荷時のシス
テム圧力は、噴射装置の一体性に対する試練となって、
故障あるいは早期損耗の原因となる。しかしながら、本
発明の逆止弁６０は、そうした圧力が所定水準に達した
ときに開放位置に移動して高い噴射圧力を制限するため
にも用いられる。同様に、逆止弁６０は、その閉鎖位置
に移動して噴射装置胴部２０内に圧力を蓄積させ、ノズ
ルアセンブリを瞬間的に開放させることで、主たる噴射
に先立って燃焼チャンバ内に燃料の短い燃焼、即ち、
“パイロット噴射”を誘起させるためにも使用され得
る。次いで、逆止弁６０は僅かに開放してシステム圧力
を減少させ、ノズルを閉鎖させる。その後、逆止弁６０
は再度閉じ、システム圧力を再度蓄積させて燃料噴射を
完了させる。
【００３１】本発明のソレノイド作動式の逆止弁６０の
作動が図４に例示される。図４では指令電圧、制御弁作
動、噴射圧力、噴射速度が、燃料噴射装置のためのクラ
ンク角度の度数変化に関して表されている。指令電圧１
４２がソレノイドコイル１３２に送られ、主たる弁部材
１０４が、番号１４４で示されるような閉鎖位置に移動
する。噴射圧力は番号１４６で示すように滑らかに上昇
し始め、番号１４８で示す最大圧力を有する実質的な三
角形状を形成する。噴射速度もまた増大されて、番号１
５０で示すような三角形状を形成する。逆止弁６０は指
令電圧が番号１５２で示すように妨害されるまで閉鎖状
態に保持される。弁部材１０４は番号１５６で示すよう
な最小バウンスを伴いつつ、番号１５４で示すようなそ
の開放位置に即座に移動し始める。圧力は制御電圧が終
了した後、約１〜２のクランク角度で最大圧力１４８に
達し、番号１５８で示すようにその後は鋭く降下する。
図４には、圧力波力学に基づく逆止弁６０作動に対する
影響が極めて僅か若しくは全くないことも例示される。
図４はソレノイド作動式の逆止弁６０の正確な制御が例
示されている。これにより、燃料噴射はより良好に制御
され、それにより、より良好なパイロット噴射能力が提
供される。以上、本発明を実施例を参照して説明した
が、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解され
たい。
【００３２】
【発明の効果】極めて短い流路を使用すること、及び、
制御弁をポンプチャンバとノズルアセンブリとの間の、
燃料噴射装置アセンブリにおける低い位置に位置決めす
ることにより、制御弁及びノズルアセンブリにおける圧
力波力学の影響が最小化される燃料噴射装置アセンブリ
が提供される。別個の、燃料送給通路及び燃料逃がし通
路を使用することにより、燃料送り圧及び燃料逃がし圧
の、燃料噴射装置アセンブリの性能への影響が最小化さ
れる燃料噴射装置アセンブリが提供される。ソレノイド
作動式の逆止弁の一段と正確な制御が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダヘッド内に支持され、カム被駆動ロッ
カーアームにより作動される燃料噴射装置の側方断面図
である。
【図２】本発明の燃料噴射装置アセンブリの側方断面図
である。
【図３】本発明のソレノイド作動式の逆止弁を例示す
る、燃料噴射装置の部分断面図である。
【図４】本発明の燃料噴射装置のための、クランク角度
数における移動に関する、指令電圧、制御弁作動、噴射
圧力、噴射速度を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 燃料噴射装置アセンブリ １２ シリンダヘッド １４ カム １６ ロッカーアーム １８ プランジャ ２０ 噴射装置胴部 ２２ ブッシュ ２４ ナット ２６ 開口 ２８ ノズルアセンブリ ３０ 高圧燃料送達システム ３２ 円筒状穿孔 ３４ ポンプチャンバ ３６ カムフォロワ ３８ 逃がしバネ ４０ 棚部 ４２ バネリテーナ ４４ 燃料送り通路 ４６ 入口ポート ４８ 高圧燃料通路 ５０ スプレーチップ ５２ 孔 ５４ 肩部 ５６ 内側肩部 ５７ 端ぐり穴 ５８ 偏倚部材 ６０ 逆止弁 ６４ 内側ネジ溝 ６６ 上面 ６８ 底面 ７０ 長手方向軸線 ７２ 低圧燃料逃がし通路 ７４ 燃料逃がしポート ７６ ノズル穿孔 ７８ 噴射キャビティ ８０ ニードル弁 ８２ 先端部 ８４ 弁部分 ８６ バネケージ ８８ バネチャンバ ９２ 下方バネリテーナ ９４ コイルバネ ９６ 下方孔 ９８ ヘッド １００ 弁ハウジング １０２ 弁穿孔 １０４ 弁部材 １０６ 減径領域 １０８ 弁ヘッド １１０ 弁座 １１２ ソレノイドアセンブリ １１４ アーマチャ １１６ 導管 １１８ 結合ポート １２０ 支柱部品 １２２ コイル １２４ ターミナル １２６ 穿孔 １２８ 閉塞端部 １３０ 開放端部 １３２ コイルバネ １３４ 開口 １３６ 締め具 １３８ チャンネル １４０ 段部

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のための燃料噴射装置アセンブ
    リであって、 燃料源と流体連通する噴射装置胴部と、 燃料噴射中に燃料噴射装置アセンブリからの燃料を分与
    するノズルアセンブリと、 高圧の燃料を該ノズルアセンブリに提供する高圧燃料送
    達システムと、 含み、 噴射装置胴部が、未使用燃料を高圧燃料送達システムか
    ら収集する低圧燃料逃がし通路を確定し、 高圧燃料送達システムが、円筒状穿孔と、該円筒状穿孔
    内で往復作動するために支持されたプランジャと、該プ
    ランジャ及び円筒状穿孔により確定されるポンプチャン
    バと、該ポンプチャンバからノズルアセンブリへと、前
    記噴射装置胴部を貫いて伸延し、高圧下の燃料を燃料噴
    射装置アセンブリから分与するための高圧燃料通路と、 ポンプチャンバとノズルアセンブリとの間で且つ低圧燃
    料逃がし通路と高圧燃料通路との間に配置されたソレノ
    イド作動式の逆止弁にして、高圧燃料通路と低圧燃料逃
    がし通路との間に流体連通を確立して高圧燃料送達シス
    テム内の圧力を減少させる開放位置と、高圧燃料通路と
    低圧燃料逃がし通路との間の流体連通を阻害して高圧燃
    料送達システム内の圧力を増大させ且つポンプチャンバ
    からノズルアセンブリへの高圧燃料送りを容易化する閉
    鎖位置との間で可動であることにより、高圧燃料送達シ
    ステム内の圧力を制御するべく作動自在の逆止弁と、 を含む燃料噴射装置アセンブリ。
  2. 【請求項２】 噴射装置胴部が、その中心線を確定する
    長手方向軸線を有し、プランジャ、逆止弁、ノズルアセ
    ンブリの各々が、該中心線に沿って軸線方向に配置さ
    れ、燃料逃がし通路及び高圧燃料通路が、前記中心線の
    各側に配置される請求項１の燃料噴射装置アセンブリ。
  3. 【請求項３】 逆止弁が、弁穿孔を有する弁ハウジング
    を含み、弁ハウジングが、弁穿孔内で可動状態で支持さ
    れた弁部材と、弁ハウジングに隣り合うソレノイドアセ
    ンブリと、弁部材とソレノイドアセンブリとを電磁的に
    相互結合し且つ弁部材を開放位置及び閉鎖位置間で移動
    させるためのアーマチャと、を含む請求項１の燃料噴射
    装置アセンブリ。
  4. 【請求項４】 弁ハウジングの、弁穿孔と低圧燃料逃が
    し通路との間を導管が伸延し、弁ハウジング内の、弁穿
    孔と高圧燃料通路との間を結合ポートが伸延する請求項
    ３の燃料噴射装置アセンブリ。
  5. 【請求項５】 ソレノイドアセンブリが、支柱部品と、
    該支柱部品の周囲に巻き付けたコイルとを含み、支柱部
    品が、閉鎖端部と、アーマチャに相対する開放端部とを
    有する穿孔を含み、前記閉鎖端部内の、該閉鎖端部及び
    アーマチャの間に配置したコイルバネが弁部材を開放位
    置に偏倚させるようになっている請求項３の燃料噴射装
    置アセンブリ。
  6. 【請求項６】 アーマチャが、支柱部品内の穿孔と整列
    する開口を含み、該開口を貫いて締め具が伸延し、該締
    め具が、アーマチャと弁部材とを相互結合するようにな
    っている請求項５の燃料噴射装置アセンブリ。
  7. 【請求項７】 アーマチャが、該アーマチャを貫いて伸
    延するチャンネルを含み、弁ハウジングが、該チャンネ
    ル内に緩く受けられる段部にして、アーマチャの移動を
    収受し且つ支柱部品とシール状態で接触するようになっ
    ている請求項６の燃料噴射装置アセンブリ。
  8. 【請求項８】 高圧燃料通路の一部分が、支柱部品を貫
    き且つ弁ハウジングの段部を貫いて伸延される請求項７
    の燃料噴射装置アセンブリ。
  9. 【請求項９】 ノズルアセンブリが、そこを通して燃料
    を分与する少なくとも１つの孔を有するノズルチップ
    と、高圧燃料送達システムと流体連通するノズル穿孔
    と、該ノズル穿孔内で、燃料圧力に応答して閉鎖位置及
    び開放位置間を可動の状態に支持されたニードル弁にし
    て、その閉鎖位置においてはノズルアセンブリから燃料
    が分与されず、その開放位置においては、前記ノズル穿
    孔内の圧力が所定のニードル弁開放圧力を上回った場合
    に、ノズルチップの前記少なくとも１つの孔を通して燃
    料が分与されるニードル弁と、を含む請求項１の燃料噴
    射装置アセンブリ。
  10. 【請求項１０】 ノズル穿孔が、高圧燃料送達システム
    と流体連通する噴射キャビティを確定し、ニードル弁
    が、高圧燃料送達システムにおける圧力がニードル弁を
    閉鎖する圧力以下となった場合にノズルチップ内の少な
    くとも１つの孔を閉鎖するようになっているチップ部分
    と、噴射装置キャビティ内に相補的に受けられる弁部分
    とを含み、該ニードル弁が、高圧燃料送達システムにお
    ける圧力がニードル弁開放圧力となった場合に、前記弁
    部分に作用する圧力に応答してその開放位置に移動する
    請求項９の燃料噴射装置アセンブリ。
  11. 【請求項１１】 ニードル弁を、高圧燃料送達システム
    内の圧力がニードル弁開放圧力に達した後においての
    み、その開放位置に移動するような所定の力によりその
    閉鎖位置に偏倚させるための偏倚部材を更に含む請求項
    ９の燃料噴射装置アセンブリ。
  12. 【請求項１２】 偏倚部材がバネケージを含み、該バネ
    ケージが、内部に形成されたバネチャンバと、下方バネ
    リテーナと、下方バネリテーナに作用して該下方バネリ
    テーナを所定の力で偏倚するコイルバネとを含む請求項
    １１の燃料噴射装置アセンブリ。
  13. 【請求項１３】 下方バネリテーナが、ニードル弁に所
    定の力を伝達して該ニードル弁をその閉鎖位置に偏倚す
    るようになっている請求項１２の燃料噴射装置アセンブ
    リ。
  14. 【請求項１４】 バネケージが、下方バネリテーナに相
    当し且つバネチャンバとノズル穿孔との間を伸延する下
    方孔を含み、ニードル弁が、チップ部分とは反対側に配
    置されたヘッドを含み、該ヘッドが、前記下方孔を貫い
    て受けられ且つ下方バネリテーナと係合し、該ヘッドを
    通して所定の力がニードル弁に作用するようになってい
    る請求項１２の燃料噴射装置アセンブリ。
JP2000392246A 1999-12-28 2000-12-25 ソレノイド作動式の改良された逆止弁を有する燃料噴射装置アセンブリ Withdrawn JP2001207935A (ja)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6571614B1 (en) * 2000-01-19 2003-06-03 Ford Global Technologies, Llc Injection pressure sensor sealing mechanism
US6758415B2 (en) * 2002-07-30 2004-07-06 Robert Bosch Gmbh Fuel injector for diesel engines
US7179060B2 (en) * 2002-12-09 2007-02-20 Caterpillar Inc Variable discharge pump with two pumping plungers and shared shuttle member
US6688578B1 (en) * 2003-01-08 2004-02-10 Robert Bosch Gmbh Electromagnetic actuator for a fuel injector having an integral magnetic core and injector valve body
WO2005010346A1 (en) * 2003-06-30 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh Conduit arrangement in a control valve module for a fuel injector assembly
US7628139B2 (en) * 2006-07-11 2009-12-08 Detroit Diesel Corporation Fuel injector with dual piezo-electric actuator
US20100316506A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine fuel pump drive system
CN115519724A (zh) * 2021-07-28 2022-12-27 宁波佰氏微泡注塑科技有限公司 一种带有余料回收的微泡注塑装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402456A (en) * 1982-04-02 1983-09-06 The Bendix Corporation Double dump single solenoid unit injector
EP0805270A3 (en) * 1993-04-09 1998-02-11 Zexel Corporation Fuel injection system
GB2289313B (en) * 1994-05-13 1998-09-30 Caterpillar Inc Fluid injector system
US5535723A (en) * 1994-07-29 1996-07-16 Caterpillar Inc. Electonically-controlled fluid injector having pre-injection pressurizable fluid storage chamber and outwardly-opening direct-operated check
US5463996A (en) * 1994-07-29 1995-11-07 Caterpillar Inc. Hydraulically-actuated fluid injector having pre-injection pressurizable fluid storage chamber and direct-operated check
JP3383825B2 (ja) * 1995-10-31 2003-03-10 三信工業株式会社 船外機用４サイクルエンジン
US5819704A (en) * 1996-07-25 1998-10-13 Cummins Engine Company, Inc. Needle controlled fuel system with cyclic pressure generation
GB9625000D0 (en) * 1996-11-30 1997-01-15 Lucas Ind Plc Electromagnetic actuator
IT239878Y1 (it) * 1996-12-23 2001-03-13 Elasis Sistema Ricerca Fiat Perfezionamenti ad una valvola di dosaggio a comando elettromagneticoper un iniettore di combustibile.
DE19706467C1 (de) * 1997-02-19 1998-03-26 Daimler Benz Ag Speichereinspritzsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE19744723A1 (de) * 1997-10-10 1999-04-15 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung
US5934559A (en) * 1997-11-03 1999-08-10 Caterpillar Inc., Electronic fuel injector with internal single-pole solenoid and center flow post

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