JP2003021017A - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

蓄圧式燃料噴射装置

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JP2003021017A
JP2003021017A JP2001208938A JP2001208938A JP2003021017A JP 2003021017 A JP2003021017 A JP 2003021017A JP 2001208938 A JP2001208938 A JP 2001208938A JP 2001208938 A JP2001208938 A JP 2001208938A JP 2003021017 A JP2003021017 A JP 2003021017A
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fuel
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injectors
return pipe
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Akira Kunishima
旭 國島
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Bosch Automotive Systems Corp
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M2200/31Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インジェクタが接続する戻し管の圧力脈動を
低減し、各インジェクタから噴射する油量のばらつきを
抑えることができる蓄圧式燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 コモンレール3に蓄積された高圧燃料を
内燃機関の気筒に噴射する複数のインジェクタ4を有
し、背圧制御室の圧力を制御することでインジェクタ4
の噴射を制御するようにし、背圧制御室からリークされ
た燃料油をインジェクタ4に接続された戻し管8を介し
て燃料タンク1へ戻すようにしている蓄圧式燃料供給装
置において、戻し管8のうち、複数のインジェクタ4か
らリークする燃料油が合流する部位よりも下流側の部分
に通路面積を絞るオリフィス56を設ける。戻し管のイ
ンジェクタ間にオリフィスを設けるようにしても、噴射
時期が相前後する異なるインジェクタを異なる管路に接
続するようにしても、戻し管をソフトチューブで構成す
るようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料供給ポンプ
から供給される高圧燃料をコモンレールに一旦蓄積し、
このコモンレールに蓄積された高圧燃料を内燃機関の気
筒毎に設けられた複数のインジェクタから各気筒へ供給
するようにしている蓄圧式燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃料噴射装置に用いられ
るインジェクタとしては、いろいろな形式のものが知ら
れているが、例えば、特開平11−210589号公報
に示されるものは、インジェクタ本体に形成された噴射
孔を開閉する弁体(ノズルニードル)と、この弁体に対
して噴射孔を閉じる方向に作動力を与えるためにコモン
レールからの燃料が導入される背圧制御室(背圧室)
と、ノズルニードルに対して噴射孔を開く方向に作動力
を与えるためにコモンレールからの燃料が導入される油
溜室(油溜まり)と、背圧制御室の燃料油をリークさせ
る開閉弁(バルブ)と、この開閉弁による開閉動作を制
御するアクチュエータ(電磁コイル、バルブを閉弁方向
に付勢するスプリングなど)とを有して構成されてい
る。そして、それぞれのインジェクタの背圧制御室から
リークされた燃料は、インジェクタに接続された共通の
戻し管を介して燃料タンクへ導くようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述よ
うな形式のインジェクタを備えた蓄圧式燃料供給装置に
おいては、アクチュエータのアマチュアなどの可動部が
戻し管に通じる低圧空間に配されており、アクチュエー
タへの通電により可動部を電磁力によってリフトさせ、
通電を解除することで可動部をスプリング反力によって
戻すことで開閉弁の開閉動作を行うようにしているの
で、背圧制御室の燃料油がリークすることなどに起因し
て生じる圧力脈動が戻し管内で持続することになれば、
アクチュエータの可動部に作用する圧力も持続して変動
することとなり、この圧力脈動により開閉弁の動特性が
変化してインジェクタの噴射量が変化してしまうという
不都合がある。即ち、インジェクタは、アクチュエータ
の可動部の安定した動きを想定して所定の噴射量が得ら
れるように調整されているが、戻し管内の圧力脈動が大
きい状態で次の噴射が行われると、たまたま戻し管内の
圧力が低くなった時点とインジェクタの噴射時期とが一
致すると、アクチュエータの可動部に作用する圧力も低
くなるので可動部のリフト速度が速くなり、背圧制御室
から燃料油が急速にリークして弁体が即座にリフトして
噴射量が増えてしてしまうという不都合がある。
【0004】このような不都合は、戻し管に接続される
インジェクタ間の距離が長い場合においても戻し管内の
圧力が大きく脈動する状態が持続している場合において
生じるものであり、特に、戻し管内の圧力が大気圧以下
に低下する時点とインジェクタの噴射時期とが一致する
と、噴射量が急増することが確認されている。また、こ
のような噴射量の変化は、パイロット噴射などの小噴射
量時においてエンジン回転数が高回転になるほど大きく
なることも判っており、戻し管内での圧力脈動が大きく
なると、キャビテーションが発生しやすくなり、ボール
シート部周りやアクチュエータ室などのエロージョンが
促進されて構成部品の寿命を低下させてしまうなどの不
都合がある。
【0005】そこで、この発明においては、インジェク
タが接続する戻し管の圧力脈動を低減し、インジェクタ
のアクチュエータに与える影響を小さくすることで、噴
射時期に拘わらず各インジェクタから噴射する油量のば
らつきを抑えることができる蓄圧式燃料噴射装置を提供
することを主たる課題としている。また、戻し管内での
キャビテーションの発生を防止し、ボールシート部周り
やアクチュエータ室などのエロージョンを低減すること
をも目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明に係る蓄圧式燃料供給装置は、燃料供給ポ
ンプから圧送される高圧燃料を蓄積するコモンレール
と、このコモンレールに蓄積された高圧燃料を内燃機関
の気筒に噴射する複数のインジェクタとを有し、それぞ
れのインジェクタを、噴射孔を開閉する弁体と、この弁
体に対して前記噴噴孔を閉じる方向に作動力を与えるべ
く前記コモンレールからの燃料油が導入される背圧制御
室と、前記背圧制御室の燃料油をリークさせることで前
記弁体の閉方向への作動力を解除する開閉弁と、この開
閉弁による開閉動作を制御するアクチュエータとを備え
て構成し、前記背圧制御室からリークされた燃料油を前
記インジェクタに接続された戻し管を介して低圧源へ戻
すようにしている構成において、前記戻し管のうち、前
記複数のインジェクタからリークする燃料油が合流する
部位よりも下流側の部分に通路面積を絞る絞り手段を設
けるようにしたことを特徴としている(請求項1)。
【0007】したがって、戻し管に接続された複数のイ
ンジェクタからリークする燃料がまとめられて低圧源へ
戻される経路上に絞り手段を設けたので、戻し管内の圧
力変動を吸収すると共に戻し管内の圧力を大気圧以上に
保つことが可能となり、インジェクタのアクチュエータ
に作用する圧力脈動を低減することが可能となる。
【0008】また、このような構成を前提として、戻し
管を複数のインジェクタが接続する共通の管によって構
成し、それぞれのインジェクタ間に通路面積を絞る絞り
手段をさらに設けるようにしてもよい(請求項2)。
【0009】このような構成によれば、戻し管内の圧力
を大気圧以上に保った上で、近接したインジェクタが接
続する戻し管の部分で生じる圧力脈動を他のインジェク
タに伝達しにくくすることが可能となるとともに、圧力
脈動を速やかに終焉させることができるようになる。
【0010】さらに、請求項1の構成を前提として、戻
し管を、インジェクタを接続するための複数の分岐管
と、これら分岐管が接続する集合管とによって構成し、
噴射時期が相前後する異なるインジェクタを異なる分岐
管に接続するようにしてもよい(請求項3)。
【0011】このような構成によれば、前回噴射したイ
ンジェクタが接続されている分岐管と次に噴射するイン
ジェクタが接続されている分岐管とが異なっているの
で、それぞれの分岐管で生じる圧力脈動が他の分岐管に
伝わりにくくなるので、次に噴射するインジェクタの噴
射時に前回の噴射時に生じた圧力脈動の影響を受けにく
くすることが可能となる。
【0012】さらにまた、請求項1の構成を前提とした
上で、戻し管を、インジェクタの背圧制御室からリーク
する燃料油の圧力によって弾性変形し得るソフトチュー
ブによって構成するようにしてもよい(請求項4)。
【0013】このような構成によれば、各インジェクタ
の噴射時に生じる圧力脈動を戻し管を構成するソフトチ
ューブによって吸収することが可能となり、圧力脈動を
速やかに終焉させることができるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る蓄圧式燃料
供給装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に
おいて、蓄圧式燃料供給装置は、低圧源を構成する燃料
タンク1と、燃料を加圧供給する燃料供給ポンプ2と、
燃料供給ポンプから供給された高圧燃料を蓄積するコモ
ンレール3と、内燃機関の気筒毎に設けられたインジェ
クタ4とを有して構成されている。
【0015】この蓄圧式燃料供給装置は、燃料タンク1
と燃料供給ポンプ2とを接続する配管5と、燃料供給ポ
ンプ2とコモンレール3とを接続する配管6と、コモン
レール3と各インジェクタ4とを接続する配管7とを有
し、燃料タンク1から吸い上げられた燃料油を燃料供給
ポンプ2で加圧した後にコモンレール3へ圧送し、この
コモンレール3から各インジェクタ4へ燃料を供給する
ようになっている。また、蓄圧式燃料供給装置は、戻し
管8を介して燃料供給ポンプ2へ送られる所定圧以上の
燃料油を燃料タンク1に戻すと共に、コモンレール3内
の規定圧以上の燃料油やインジェクタ4の噴射中におい
てリークする燃料油、及び、摺動部からのリーク燃料を
燃料タンク1へ戻すようにしている。
【0016】図2及び3において、インジェクタ4の具
体的構成が示され、このインジェクタ4は、インジェク
タハウジング10の先端に噴射孔11が形成されたノズ
ルボディ12を設け、リテーニングナット13をインジ
ェクタハウジング10の周囲に螺合させることによっ
て、インジェクタハウジング10とノズルボディ12と
を一体に締結するようにしている。
【0017】インジェクタハウジング10の上部側面に
は、燃料入口14が形成され、この燃料入口14は、イ
ンジェクタハウジング10に形成された通路15、ノズ
ルボディ12に形成された通路16を介してノズルボデ
ィ12の中間部に形成された油溜室17に通じている。
この油溜室17には、ノズルボディ12の嵌挿孔18に
摺動自在に挿入されたノズルニードル19の受圧部20
が臨んでおり、このノズルニードル19の受圧部20に
燃料入口14から流入される高圧燃料が常にかかるよう
になっている。
【0018】インジェクタハウジング10の軸心上に
は、前記ノズルボディ12の嵌挿孔18と整合する貫通
孔21が形成され、この貫通孔21には、ノズルニード
ル19とボルト22を介して連結され、ノズルニードル
19と一体に変位可能なノズルピストン23が配されて
いる。そして、インジェクタハウジング10に設けられ
たバネ受け24とボルト22との間には、ノズルスプリ
ング25が所定のセット力で弾装され、このノズルスプ
リング25により、ノズルニードル19が噴射孔11を
閉塞する方向に常時付勢されるようになっている。
【0019】インジェクタハウジング10の上部には、
ノズルピストン23を摺動自在に挿入するバルブボディ
26が貫通孔21に挿嵌されており、バルブボディー2
6とノズルピストン23とで囲まれた空間によって背圧
制御室27が形成されている。そして、バルブボディ2
6の周囲には前記通路15と連通する環状空間28が形
成され、この環状空間28をバルブボディ26に形成さ
れた第1の絞り通路31を介して背圧制御室27に連通
するようにしている。ここで、背圧制御室27に臨むバ
ルブピストン23の有効受圧面積(バルブピストン23
の軸心に対して垂直となる面に投影した面積)は、油溜
室17に臨むノズルニードルの有効受圧面積(ノズルニ
ードルの軸心に対して垂直となる面に投影した面積)よ
りも大きく形成されている。
【0020】また、インジェクタハウジング10の上部
には、励磁コイル33が巻設されたコア34を保持する
コアホルダ35が、リテーニングナット36によってイ
ンジェクタハウジング10に締結され、コア34、コア
ホルダ35、及びインジェクタハウジング10によって
囲まれた空間によってアクチュエータ室37が形成され
ている。
【0021】バルブボディ26の上部には、背圧制御室
27とアクチュエータ室37とを連通する第2の絞り通
路32が設けられ、この第2の絞り通路32が開閉弁を
構成するバルブボール38によって開閉されるようにな
っている。バルブボディ26の第2の絞り通路32が開
口する周縁部には、上側に拡がる碗状に形成されたボー
ルシート部39が形成されており、バルブボール38の
動きは、上方から当接するアンカーボルト40によって
規制されている。
【0022】アクチュエータ室37には、アンカーボル
ト40を摺動自在に保持するアンカーガイド41がスペ
ーサ42を介してバルブボディ26の上部に設けられ、
アンカーボルト40の上部には、コア34に対峙して励
磁コイル33への通電によりコア34に吸着されるアン
カープレート43が固定されている。このアンカープレ
ート43は、アンカーガイド41との間に弾装されるア
ンカスプリング44により、アンカープレート43をコ
ア側へ付勢している。
【0023】また、アンカーボルト40の上部は、アン
カープレート43を介してコア34の中央部に形成され
た通孔45に挿入されており、コア34の上部に取り付
けられるバックフローチューブ46との間に弾装される
コアバルブスプリング47により、アンカーボルト40
をバルブボディ26の側に向けて常時付勢するようにし
ている。このコアバルブスプリング47は、アンカスプ
リング44よりもばね力が強くしてあり、励磁コイル3
3への通電がされない状態においては、アンカーボルト
40を下方へ変位させてアンカープレート43をコア3
4から離反させると共に、バルブボール38をボールシ
ート部39に押し付け、第2の絞り通路32を閉じるよ
うにしている。
【0024】バックフローチューブ46には、コア34
の通孔45と整合するように形成された燃料排出ポート
48が形成され、この燃料排出ポート48は、アクチュ
エータ室37と図示しない通路を介して常時連通されて
おり、アクチュエータ室37にリークされた燃料を燃料
排出ポート48を介して排出するようにしている。
【0025】尚、50は、励磁コイル33に対して電流
を供給するためのコネクタ部であり、51は、クリアラ
ンスを介して漏れる燃料をアクチュエータ室37へ導く
リーク通路である。また、インジェクタ4の励磁コイル
33へ供給される電流は、図示しない各種センサ類で検
出されたエンジン回転速度などの各種情報信号に基づい
て電子式コントロールユニット(ECU)で制御される
ようになっている。
【0026】したがって、励磁コイル33へ通電されな
い状態においては、アンカープレート43はコアバルブ
スプリング47によって下方へ押し付けら、バルブボー
ル38がボールシート部39に押し付けられて第2の絞
り通路32が閉じられている。このため、背圧制御室2
7には、第1のオリフィス31を介してコモンレール3
からの高圧燃料が導かれて満たされた状態にあり、この
背圧制御室27の燃料油圧力がバルブピストン23の背
面にかかった状態となっている。また、油溜室17にも
常時コモンレール3からの高圧燃料が導かれているの
で、ノズルニードル19には、開弁方向に燃料油の圧力
がかかるものの、このノズルニードル19は、バルブピ
ストン23との有効受圧面積の差、およびノズルスプリ
ング25のセット力により下方へ押し付けられ、噴射孔
11を閉じた状態にしている。
【0027】この状態において、励磁コイル33へ通電
がなされると、電磁力によってアンカープレート43が
コア34に吸引され、バルブボール38がボールシート
部39から離反し、第2の絞り通路32が開放されるこ
ととなる。すると、背圧制御室27の高圧燃料油は、第
2の絞り通路32を介してアクチュエータ室37に流出
し、バルブピストン23の背圧が低下して、油溜室17
に満たされた燃料油の圧力により、ノズルニードル19
がバルブピストン23およびノズルスプルング25のセ
ット力に打ち勝って上方へ押し上げられ、噴射孔11が
開かれて燃料の噴射が開始されることとなる。
【0028】そして、励磁コイル33への通電を止める
と、アンカープレート43はコアバルブスプリング47
によって下方へ押し下げられ、バルブボール38によっ
て第2の絞り通路32が閉じられる。すると、再び、背
圧制御室27に第1の絞り通路31を介してコモンレー
ル3からの高圧燃料が導かれるので、バルブピストン2
3を介してノズルニードル19が押し下げられ、噴射孔
11が閉塞されて噴射が終了することとなる。
【0029】以上のように構成されたインジェクタ4を
備えた蓄圧式燃料供給装置の戻し管8は、図1に示され
るように、燃料供給ポンプ2に設けられた図示しないオ
ーバーフローバルブを介して流出される燃料をコモンレ
ール3に取り付けられた集合器52に導く中継管53
と、集合器52に接続されて前記中継管53を介して送
られた燃料とコモンレール3内の圧力が規定圧以上にな
ると開く図示しないオーバープレッシャバルブを介して
流出された燃料とを燃料タンク1へ導く集合管54と、
各インジェクタ4の燃料排出ポート48と接続する接続
部を備えた分岐管55とによって構成されている。
【0030】そして、集合管54の分岐管55が接続す
る部位よりも下流側の部位、即ち、戻し管8のうち、複
数のインジェクタ4からリークする燃料が合流する部位
よりも下流側の部分に、その部分の通路面積を絞るオリ
フィス56が形成されている。
【0031】上記構成において、それぞれのインジェク
タが噴射する都度、背圧制御室27に満たされた高圧燃
料が第2の絞り通路32、アクチュエータ室37、及び
燃料排出ポート48を介して分岐管55にリークされる
ので、分岐管55及びこれに接続する集合管54内の圧
力が脈動することとなるが、集合管54に設けられたオ
リフィス56により、この脈動を吸収して即座に終焉さ
せることが可能となるので、次回の噴射時において、分
岐管55内の圧力が大きく脈動しているような状態を回
避することができるようになり、分岐管55内の圧力を
大気圧以上に保つことが可能となる。
【0032】インジェクタ4のアクチュエータ室37に
は、アンカープレート43などのように、受圧面積の大
きい稼動部が収納されているので、アクチュエータ室3
7の圧力が大きく変動することになると、ノズルニード
ル19の動きに影響を与えることとなる。つまり、アク
チュエータ室37内の圧力が大きく脈動して圧力が低く
なった時点と噴射時とが一致する場合には、アクチュエ
ータ室37が所定の圧力に保たれている場合に比べて通
電時におけるアンカープレート43の動きが機敏とな
り、背圧制御室27の燃料油が急速にリークするので、
ノズルニードル19のリフトが即座になされ、噴射量が
増大してしまうという不都合がある。しかしながら、上
述のように集合管54にオリフィス56を設けるように
したので、分岐管55及びこれに連通するインジェクタ
4のアクチュエータ室37の圧力脈動を速やかに終焉さ
せると共にその部分の圧力を大気圧以上に保つことがで
きるようになり、各インジェクタから吹き出す噴射量の
ばらつきを抑えることが可能となり、また、戻し管8内
でのキャビテーションの発生を防止することができ、ボ
ールシート部39周りやアクチュエータ室37などのエ
ロージョンを低減することが可能となる。
【0033】実際に、集合管54のオリフィス56の直
径を1.5mmに設定し、このオリフィス56の直前の
部分に配設された圧力センサAと、分岐管55の集合管
54に最も近い部分に接続されたインジェクタ4の直上
に配設された圧力センサBとによって戻し管8の圧力脈
動を測定したところ、図4に示されるような結果が得ら
れた。ここで、圧力センサAで測定された圧力は破線
で、圧力センサBで測定された圧力は実線で示されてお
り、図4(a)は、エンジンの回転速度を毎分800回
転とした場合、図4(b)は、エンジンの回転速度を毎
分2000回転とした場合、図4(c)は、エンジンの
回転速度を毎分4000回転とした場合を示している。
【0034】この測定結果から明らかなように、各イン
ジェクタ4が噴射する時点では、分岐管内の圧力は大き
く変動するものの、この圧力脈動を速やかに吸収して終
焉させることができるようになり、また、戻し管8内の
圧力を大気圧よりも高くしておくことができるようにな
った。即ち、噴射したインジェクタ4の直近では、大き
な圧力脈動が生じるものの、次の噴射時期までに分岐管
55の圧力脈動を終焉させると共にその部分の圧力を大
気圧よりも高くしておくことが可能となり、もって、各
インジェクタ4での噴射のばらつきを抑えることが可能
となった。
【0035】図5において、図1に示した構成を前提と
し、さらに、分岐管55のインジェクタ4とインジェク
タ4との間と、分岐管55の最も下流側のインジェクタ
が接続する部位と分岐管55の集合管54に接続する部
分との間に、通路面積を絞るオリフィス57を形成した
構成が示されている。このような構成においては、上述
した集合管54にオリフィス56を設けたことによる効
果に加えて、インジェクタ4の噴射時に生じる分岐管5
5内の圧力脈動を近接するインジェクタ4に伝えにくく
することが可能となり、次に噴射するインジェクタ4の
噴射量の変動を一層抑えることが可能となる。
【0036】例えば、分岐管55に設けられるオリフィ
ス57の直径を0.5mmに設定し、集合管54のオリ
フィス56の直径を1.5mmに設定して戻し管8内の
圧力脈動を測定すると、図6に示されるよう結果が得ら
れた。ここで、破線は、圧力センサAで測定された結果
を、実線は、圧力センサBで測定された結果をそれぞれ
示している。また、図6(a)は、エンジンの回転速度
を毎分800回転とした場合、図6(b)は、エンジン
の回転速度を毎分2000回転とした場合、図6(c)
は、エンジンの回転速度を毎分4000回転とした場合
をそれぞれ示している。
【0037】この測定結果から判るように、インジェク
タ4の噴射時における戻し管8内の圧力を大気圧以上に
保つことができるとともに、インジェクタ4の噴射時に
生じる圧力脈動をオリフィス57によって吸収すること
ができ、次の噴射時期までに分岐管55の圧力脈動を終
焉させることが可能となり、もって、各インジェクタ4
での噴射のばらつきを抑えることが可能となった。
【0038】図7において、戻し管8の他の構成例が示
されており、この例においては、集合管54と接続する
分岐管55を複数設け、噴射時期が相前後する異なるイ
ンジェクタ4を異なる分岐管55a,55bに接続した
構成となっている。例えば、4つのインジェクタ4を第
1気筒目のインジェクタ(#1)→第3気筒目のインジ
ェクタ(#3)→第4気筒目のインジェクタ(#4)→
第2気筒目のインジェクタ(#2)の順で噴射させるよ
うにし、分岐管55を2つ設けるようにした場合には、
第1気筒目のインジェクタ(#1)と第4気筒目のイン
ジェクタ(#4)とを分岐管55aに接続し、第2気筒
目のインジェクタ(#2)と第3気筒目のインジェクタ
(#3)とを分岐管55bに接続する構成としている。
尚、他の構成においては、図1に示す構成と同様である
ので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【0039】したがって、このような分岐管55をセパ
レートに配管することで、前回噴射したインジェクタ4
が接続される分岐管と次に噴射するインジェクタ4が接
続される分岐管とを異ならせることができることから、
前回の圧力脈動が伝達されにくくなり、また、同じ分岐
管に燃料がリークする間隔を大きくとることが可能とな
るので、圧力脈動をより確実に終焉させることが可能と
なり、各インジェクタ4での噴射のばらつきを一層抑え
ることが可能となる。
【0040】実際に、2つの分岐管を用いてインジェク
タ4を上述のように接続し、集合管54のオリフィス5
6の直径を1.5mmに設定して戻し管8内の圧力脈動
を測定すると、図8に示されるよう結果が得られた。こ
こにおいても、破線は、圧力センサAで測定された結果
を、実線は、圧力センサBで測定された結果をそれぞれ
示している。また、図8(a)は、エンジンの回転速度
を毎分800回転とした場合、図8(b)は、エンジン
の回転速度を毎分2000回転とした場合、図8(c)
は、エンジンの回転速度を毎分4000回転とした場合
をそれぞれ示している。
【0041】この測定結果から明らかなように、インジ
ェクタ4の噴射時における戻し管8内の圧力を大気圧以
上に保つことができると共に、噴射時に生じる圧力脈動
を次のインジェクタの噴射までに終焉させることができ
るようになり、もって、各インジェクタ4での噴射のば
らつきを抑えることが可能となった。
【0042】さらに、図1に示す構成を前提として、戻
し管8を、インジェクタ4の圧力制御室27からリーク
する燃料油の圧力によって弾性変形し得るソフトチュー
ブによって構成するようにしてもよい。ここで、ソフト
チューブとしては、合成樹脂材で形成されたごく一般的
なホースなどを利用するようにすればよく、このような
構成とすることで、各インジェクタ4の噴射時の圧力脈
動を戻し管を構成するチューブ自体によって吸収するこ
とが可能となり、次のインジェクタの噴射までに圧力脈
動を終焉させることが可能となり、もって、各インジェ
クタ4での噴射のばらつきを抑えることが可能となる。
【0043】図9において、戻し管8としてソフトチュ
ーブを用い、集合管54のオリフィス56の直径を1.
5mmに設定した場合の測定結果が示されている。この
測定結果から明らかなように、インジェクタ4の噴射時
における戻し管8内の圧力を大気圧以上に保つことがで
きると共に、噴射時に生じる圧力脈動を次のインジェク
タの噴射までに終焉させることができるようになり、も
って、各インジェクタ4での噴射のばらつきを抑えるこ
とが可能となった。
【0044】上述したインジェクタ間にオリフィス57
を設けた構成、分岐管55をセパレートにした構成、及
び、戻し管をソフトチューブとした構成は、単に集合管
54にオリフィス56を設けた場合に比べて圧力脈動を
効果的に小さくすることができるものであるが、これら
構成を比較してみると、図10及び図11に示されるよ
うな結果が得られている。
【0045】図10に示されるグラフは、噴射時期をず
らした場合に噴射開始時でのアクチュエータ室37の圧
力がどのくらい変化するのかを測定したものであり、集
合管54にオリフィス56を設けただけの場合に比べ
て、さらにインジェクタ間にオリフィス57を設けた場
合や、分岐通路55をセパレートにした場合、戻し管8
をソフトチューブで構成した場合には、圧力変動の巾を
一層小さくすることができ、特に、分岐通路55をセパ
レートにした場合の効果は大きいものであった。また、
インジェクタ間にオリフィス57を設ける場合にあって
も、オリフィス径を小さくするほど圧力変動が小さくな
ることが確認された。
【0046】また、図11に示される特性線は、噴射タ
イミング(パイロット噴射とメイン噴射との間隔Tdif
f)をずらしてパイロット噴射の噴射量を測定した結果
を示すものであり、集合管54にオリフィス56が設け
られていない従来の構成においては、パイロット噴射量
が大きく変動していたが、集合管54にオリフィス56
を設けて戻し管内の圧力を大気圧以上に保つようにした
場合には、噴射量の変動を低減することが可能となり、
さらに、インジェクタ間にオリフィス57を設けた場合
やソフトチューブを用いた場合には、パイロット噴射量
のばらつきをさらに小さくすることができた。
【0047】尚、上述の構成においては、戻し管の流路
面積を絞る手段としてオリフィスを用いるようにした場
合について説明したが、流路面積を絞る手段であれば、
流路面積を連続的に可変する流量調整弁などによって流
路面積を絞るようにしてもよい。
【0048】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
噴射孔を開閉する弁体と、この弁体に対して噴噴孔を閉
じる方向に作動力を与えるべくコモンレールからの燃料
が導入される背圧制御室と、弁体に対して噴射孔を開く
方向に作動力を与えるべくコモンレールからの燃料が導
入される油溜室と、背圧制御室の油圧を低圧側へリーク
させることで弁体の閉方向への作動力を解除する開閉弁
と、この開閉弁による開閉動作を制御するアクチュエー
タとを備えて構成されたインジェクタを備え、背圧制御
室からリークされた燃料をインジェクタに接続された戻
し管を介して低圧源へ戻すようにしている蓄圧式燃料供
給装置において、戻し管のうち、複数のインジェクタか
らリークする燃料が合流する部位よりも下流側の部分に
通路面積を絞る絞り手段を設けるようにしたので、戻し
管内の圧力変動を低減させて大気圧以上に保つことが可
能となり、インジェクタのアクチュエータに作用する圧
力脈動を低減することが可能となる。このため、各イン
ジェクタのアクチュエータの安定した動きを確保するこ
とができるので、各インジェクタから噴射する油量のば
らつきを抑えることができ、また、戻し管内でのキャビ
テーションの発生を防止して、ボールシート部周りやア
クチュエータ室などのエロージョンを低減することが可
能となる。
【0049】また、戻し管を複数のインジェクタが接続
する共通の管によって構成し、それぞれのインジェクタ
間に通路面積を絞る絞り手段をさらに設けるようにすれ
ば、戻し管内の圧力を大気圧以上に保った上でインジェ
クタの噴射時に生じる圧力脈動を近接するインジェクタ
に伝えにくくすることが可能となり、各インジェクタか
ら噴射する油量のばらつきを抑えることが可能となる。
【0050】さらに、戻し管を、インジェクタが接続す
る複数の分岐管と、これら分岐管が接続する集合管とに
よって構成し、噴射時期が相前後する異なるインジェク
タを異なる分岐管に接続するようにすれば、前回の噴射
の影響を受けにくくすることが可能となり、各インジェ
クタから噴射する油量のばらつきを抑えることが可能と
なる。
【0051】さらにまた、戻し管を、インジェクタの背
圧制御室からリークする燃料油の圧力によって弾性変形
し得るソフトチューブによって構成すれば、夫々のイン
ジェクタの噴射時に生じる圧力脈動を戻し管によって吸
収することが可能となり、他のインジェクタが噴射する
までに戻し管内の圧力脈動を終焉させることが可能とな
り、各インジェクタから噴射する油量のばらつきを抑え
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明に係る蓄圧式燃料供給装置の
構成例を示す図である。
【図2】図2は、図1の蓄圧式燃料供給装置に用いられ
るインジェクタを示す断面図である。
【図3】図3は、図2に示すインジェクタの要部を示す
拡大断面図である。
【図4】図4は、図1に示す蓄圧式燃料供給装置におい
て、圧力センサA,Bによって検出された戻し管の圧力
変化を示す図であり、図4(a)は、エンジンの回転速
度を毎分800回転とした場合の測定結果を、図4
(b)は、エンジンの回転速度を毎分2000回転とし
た場合の測定結果を、図4(c)は、エンジンの回転速
度を毎分4000回転とした場合の測定結果をそれぞれ
示す。
【図5】図5は、この発明に係る蓄圧式燃料供給装置の
他の構成例を示す図である。
【図6】図6は、図5に示す蓄圧式燃料供給装置におい
て、圧力センサA,Bによって検出された戻し管の圧力
変化を示す図であり、図6(a)は、エンジンの回転速
度を毎分800回転とした場合の測定結果を、図6
(b)は、エンジンの回転速度を毎分2000回転とし
た場合の測定結果を、図6(c)は、エンジンの回転速
度を毎分4000回転とした場合の測定結果をそれぞれ
示す。
【図7】図7は、この発明に係る蓄圧式燃料供給装置の
さらに他の構成例を示す図である。
【図8】図8は、図7に示す蓄圧式燃料供給装置におい
て、圧力センサA,Bによって検出された戻し管の圧力
変化を示す図であり、図8(a)は、エンジンの回転速
度を毎分800回転とした場合の測定結果を、図8
(b)は、エンジンの回転速度を毎分2000回転とし
た場合の測定結果を、図8(c)は、エンジンの回転速
度を毎分4000回転とした場合の測定結果をそれぞれ
示す。
【図9】図9は、図1で示す蓄圧式燃料供給装置におい
て、戻し管をソフトチューブによって構成した場合の圧
力センサA,Bによって検出された戻し管の圧力変化を
示す図である。
【図10】図10は、図1、図5、図7で示す蓄圧式燃
料供給装置と、図1の構成において戻し管をソフトチュ
ーブによって構成した蓄圧式燃料供給装置において、噴
射時期をずらした場合に噴射開始時において戻し管の圧
力の変化を測定した実験結果を示す図である。
【図11】図11は、従来の蓄圧式燃料供給装置と、図
1、図5で示す蓄圧式燃料供給装置、及び、図1の構成
において戻し管をソフトチューブによって構成した蓄圧
式燃料供給装置において、噴射時期をずらした場合のパ
イロット噴射量の変化を測定した実験結果を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 燃料タンク 2 燃料供給ポンプ 3 コモンレール 4 インジェクタ 7 戻し管 17 油溜室 27 背圧制御室 33 励磁コイル 34 コア 38 バルブボール 43 アンカープレート 54 集合管 55 分岐管 56 オリフィス 57 オリフィス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料供給ポンプから圧送される高圧燃料
    を蓄積するコモンレールと、このコモンレールに蓄積さ
    れた高圧燃料を内燃機関の気筒に噴射する複数のインジ
    ェクタとを有し、それぞれのインジェクタを、噴射孔を
    開閉する弁体と、この弁体に対して前記噴噴孔を閉じる
    方向に作動力を与えるべく前記コモンレールからの燃料
    油が導入される背圧制御室と、前記背圧制御室の燃料油
    をリークさせることで前記弁体の閉方向への作動力を解
    除する開閉弁と、この開閉弁による開閉動作を制御する
    アクチュエータとを備えて構成し、前記背圧制御室から
    リークされた燃料油を前記インジェクタに接続された戻
    し管を介して低圧源へ戻すようにしている蓄圧式燃料噴
    射装置において、 前記戻し管のうち、前記複数のインジェクタからリーク
    する燃料油が合流する部位よりも下流側の部分に通路面
    積を絞る絞り手段を設けるようにしたことを特徴とする
    蓄圧式燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記戻し管を、前記複数のインジェクタ
    が接続する共通の管によって構成し、それぞれのインジ
    ェクタ間に通路面積を絞る絞り手段をさらに設けるよう
    にしたことを特徴とする請求項1記載の蓄圧式燃料噴射
    装置。
  3. 【請求項3】 前記戻し管を、前記インジェクタを接続
    するための複数の分岐管と、これら分岐管が接続する集
    合管とによって構成し、噴射時期が相前後する異なるイ
    ンジェクタを異なる分岐管に接続するようにしたことを
    特徴とする請求項1記載の蓄圧式燃料噴射装置。
  4. 【請求項4】 前記戻し管を、前記インジェクタの前記
    背圧制御室からリークする燃料油の圧力によって弾性変
    形し得るソフトチューブによって構成するようにしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の蓄圧式燃料噴射装置。
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