JP2005344630A - Fuel injection valve of internal combustion engine - Google Patents

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竜一 江崎
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明 中津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a compact and efficient fuel injection system by suppressing the leakage of a fuel from sliding parts to reduce a leak amount so as to reduce a load on a fuel feed pump. <P>SOLUTION: A control chamber 4 is formed above the sliding part 22 of a command piston 2, and a needle 1 is lifted by increasing/decreasing pressure by an electromagnetic valve 5. A step part is formed at the upper end part of a low-pressure chamber 16 in which the body part 21 of the command piston 2 is stored to use it as a seat part 17. When the command piston 2 is slidably moved upward in fuel injection, a large diameter sealing part 23 formed at the top end part of the body part 21 is brought into contact with the seat part 17 to cut off a communication between a clearance around the sliding part 22 and the low-pressure oil chamber 16 so as to suppress the leakage of the fuel from the clearance. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に関し、特にコモンレール式燃料噴射システムに好適に用いられる燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection valve suitably used for a common rail fuel injection system.

近年、ディーゼルエンジンにおいて、各気筒に共通のコモンレールに高圧燃料を蓄圧し、所定のタイミングで燃料噴射弁を駆動して対応する気筒に噴射するコモンレール式燃料噴射システムが採用されている。コモンレール式燃料噴射システム用の燃料噴射弁の構造は、例えば、特許文献1に記載されており、噴孔を開閉するニードルと一体に摺動するコマンドピストンと、コマンドピストンを介してニードルに圧力を作用させる制御室を設け、電磁弁を用いて制御室と低圧通路の間を開閉することにより、制御室の圧力を増減する。コモンレールに蓄圧される高圧燃料は、燃料噴射弁の高圧通路に導入されて噴孔へ供給される一方、高圧通路から制御室に制御油として導入される。
特開平9−170513号公報
2. Description of the Related Art Recently, in a diesel engine, a common rail fuel injection system has been adopted in which high pressure fuel is accumulated in a common rail common to each cylinder, and a fuel injection valve is driven at a predetermined timing to inject into a corresponding cylinder. The structure of a fuel injection valve for a common rail fuel injection system is described in, for example, Patent Document 1, and a command piston that slides integrally with a needle that opens and closes an injection hole, and pressure is applied to the needle through the command piston. A control chamber to be operated is provided, and the pressure in the control chamber is increased or decreased by opening and closing between the control chamber and the low-pressure passage using an electromagnetic valve. The high-pressure fuel accumulated in the common rail is introduced into the high-pressure passage of the fuel injection valve and supplied to the nozzle hole, while being introduced as control oil from the high-pressure passage into the control chamber.
JP-A-9-170513

電磁弁への通電がオフの状態では、制御室と低圧通路の間が閉鎖されるために、高圧通路を介してコモンレールに連通する制御室の圧力が上昇する。この時、制御室の圧力がノズル背圧としてニードルに作用するため、燃料噴射はなされない。電磁弁への通電がオンの状態では、低圧通路が開放されるために、制御室から低圧通路へ燃料が流出し、制御室の圧力が降下する。これに伴い、ニードルが離座して、燃料が噴射される仕組みになっている。   When the energization of the solenoid valve is off, the space between the control chamber and the low-pressure passage is closed, so that the pressure in the control chamber communicating with the common rail increases through the high-pressure passage. At this time, since the pressure in the control chamber acts on the needle as the nozzle back pressure, fuel injection is not performed. When the energization of the solenoid valve is on, the low pressure passage is opened, so that fuel flows out from the control chamber to the low pressure passage, and the pressure in the control chamber drops. Along with this, the needle is separated and fuel is injected.

ところが、特許文献1のように、コマンドピストンの一端側に接して制御室が設けられる構成では、制御室内の燃料がコマンドピストンの摺動部から漏れるという問題がある。コマンドピストンは、良好な摺動性を維持するために、摺動面と摺動穴との間にある程度のクリアランスを設ける必要があり、摺動部からの漏れを防止することは難しい。   However, as in Patent Document 1, the configuration in which the control chamber is provided in contact with one end of the command piston has a problem that fuel in the control chamber leaks from the sliding portion of the command piston. In order to maintain good slidability, the command piston needs to have a certain clearance between the sliding surface and the sliding hole, and it is difficult to prevent leakage from the sliding portion.

そのため、燃料供給ポンプは、要求される噴射量に加えてリーク量相当分の燃料をコモンレールに供給しなければならず、必要以上の負荷がかかっている。しかも、ディーゼルエンジンでは、近年、噴射燃料が高圧化しており、これに伴いリーク量が増加する傾向にあることから、燃料リークを極力小さくしてコモンレール式燃料噴射システムを効率よく稼働させることが望まれている。   For this reason, the fuel supply pump must supply a fuel corresponding to the amount of leakage to the common rail in addition to the required injection amount, and an excessive load is applied. Moreover, in recent years, diesel engines have been increasing the pressure of injected fuel and the amount of leakage tends to increase accordingly. Therefore, it is hoped that the common rail fuel injection system will be operated efficiently by minimizing fuel leakage. It is rare.

燃料リークに関し、特許文献1の燃料噴射弁は、制御室と低圧通路の間に設置されるオリフィス部材とボデー部材との加工誤差で微小隙間が生じ、漏れが発生することに着目し、オリフィス部材の形状を変更して確実に固定することで、シール性を向上させている。しかしながら、特許文献1の構成では、摺動部からのリーク量の低減に効果がないため、噴射燃料を高圧化するには、より大型の燃料供給ポンプを搭載する必要があり、システムが大型化する問題がある。   Regarding the fuel leak, the fuel injection valve of Patent Document 1 pays attention to the fact that a minute gap is generated due to a processing error between the orifice member and the body member installed between the control chamber and the low pressure passage, and the leak occurs. The sealability is improved by changing the shape of this and fixing it securely. However, since the configuration of Patent Document 1 is not effective in reducing the amount of leakage from the sliding portion, it is necessary to mount a larger fuel supply pump in order to increase the pressure of the injected fuel, and the system becomes larger. There is a problem to do.

本発明は上記問題点を解決するもので、燃料噴射弁のコマンドピストン等の摺動部からの燃料漏れを抑制し、リーク量を低減すること、それにより燃料供給ポンプの負荷を低減して、コンパクトで効率よい燃料噴射システムを実現することを目的とする。   The present invention solves the above problems, suppresses fuel leakage from sliding parts such as the command piston of the fuel injection valve, reduces the amount of leakage, thereby reducing the load on the fuel supply pump, The purpose is to realize a compact and efficient fuel injection system.

請求項1の燃料噴射弁は、ボデー部材に設けた摺動穴内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の摺動部の一端側に形成される高圧油室および他端側に形成される低圧油室を有する構成において、上記低圧油室内に位置する上記摺動部材の外周に、上記摺動部材の摺動動作時に上記摺動部周囲のクリアランスと上記低圧油室との連通を遮断する封止部を設けている。   The fuel injection valve according to claim 1 is formed in a sliding member that slides in a sliding hole provided in the body member, a high-pressure oil chamber formed on one end side of the sliding portion of the sliding member, and the other end side. In the configuration having the low-pressure oil chamber, the clearance around the sliding portion and the low-pressure oil chamber communicate with each other on the outer periphery of the sliding member located in the low-pressure oil chamber when the sliding member slides. A sealing portion for blocking is provided.

上記構成において、燃料噴射時に上記摺動部材が摺動するのに伴って、その外周の封止部が移動し、上記摺動穴と上記摺動部材の間のクリアランス出口を塞ぐ。これにより、上記クリアランスからの高圧油漏れが抑制されるので、リーク量を低減して、燃料供給ポンプの負荷を小さくすることができる。よって、燃料の高圧化に伴う燃料供給ポンプの大型化を防止し、コンパクトで効率よい燃料噴射システムを実現する。   In the above configuration, as the sliding member slides at the time of fuel injection, the sealing portion on the outer periphery thereof moves to close the clearance outlet between the sliding hole and the sliding member. Thereby, since the high-pressure oil leakage from the said clearance is suppressed, the amount of leaks can be reduced and the load of a fuel supply pump can be made small. Therefore, an increase in the size of the fuel supply pump accompanying the increase in fuel pressure is prevented, and a compact and efficient fuel injection system is realized.

請求項2の燃料噴射弁は、電気的に駆動されて制御室の圧力を増減する制御弁と、該制御室の圧力の増減に伴いボデー部材に設けた摺動穴内を摺動するコマンドピストンと、コマンドピストンとともに昇降して噴孔を開閉するニードルを設け、上記摺動穴の一端側に上記制御室を、他端側に上記コマンドピストンの本体部が収容される低圧油室を形成している。上記低圧油室は、上記コマンドピストンの摺動方向端部にシート部を有し、上記コマンドピストンの摺動時に、その本体部外周に設けた封止部が、上記シート部に当接して、上記摺動部周囲のクリアランスと上記低圧油室との連通を遮断する構成としてある。   The fuel injection valve according to claim 2 is a control valve that is electrically driven to increase or decrease the pressure in the control chamber, and a command piston that slides in a sliding hole provided in the body member as the pressure in the control chamber increases or decreases. And a needle for moving up and down together with the command piston to open and close the nozzle hole, forming the control chamber on one end side of the sliding hole, and forming a low-pressure oil chamber in which the main body of the command piston is housed on the other end side. Yes. The low-pressure oil chamber has a seat portion at the end of the command piston in the sliding direction, and when the command piston slides, a sealing portion provided on the outer periphery of the main body contacts the seat portion, Communication between the clearance around the sliding portion and the low-pressure oil chamber is blocked.

具体的には、制御弁で圧力制御される制御室を有する構成において、制御室に面するコマンドピストンの本体部に封止部を設け、対向する低圧油室のシート部に当接させる。これにより、コマンドピストンの摺動部外周のクリアランスと低圧油室の間が遮断され、制御室の燃料が上記クリアランスから漏れるのを防止する。よって、リーク量を低減して燃料供給ポンプの負荷を小さくし、コンパクトで効率よい燃料噴射システムを実現できる。   Specifically, in a configuration having a control chamber whose pressure is controlled by a control valve, a sealing portion is provided in a main body portion of a command piston facing the control chamber, and is brought into contact with a seat portion of an opposing low-pressure oil chamber. As a result, the clearance between the outer periphery of the sliding portion of the command piston and the low pressure oil chamber are blocked, and the fuel in the control chamber is prevented from leaking from the clearance. Therefore, the leak amount can be reduced, the load of the fuel supply pump can be reduced, and a compact and efficient fuel injection system can be realized.

請求項3のように、具体的には、上記摺動穴を、上記低圧油室を形成する上記他端側の内径が、上記一端側よりも大径となる段付に形成し、その境界部の段差部を上記シート部とする。一方、上記コマンドピストンは、その本体部の一部を大径として上記封止部とする。   Specifically, the sliding hole is formed in a stepped shape in which the inner diameter on the other end side forming the low-pressure oil chamber is larger than the one end side, and the boundary thereof The step portion of the portion is referred to as the sheet portion. On the other hand, the command piston has a part of the main body portion having a large diameter as the sealing portion.

上記構成によれば、上記コマンドピストンと上記摺動穴の形状の簡単な変更で、上記コマンドピストン摺動時に両者を当接させ、上記クリアランスを塞ぐことができる。よって、簡単な構成で容易に燃料漏れを抑制できるので、実用性が高い。   According to the above configuration, the clearance can be closed by making the command piston and the sliding hole have a simple change in shape so that they are brought into contact with each other when the command piston slides. Therefore, since the fuel leakage can be easily suppressed with a simple configuration, the utility is high.

請求項4のように、上記制御室を低圧通路および高圧通路にそれぞれオリフィスを介して連通させ、上記制御弁にて上記制御室と低圧通路の間を開閉することにより上記制御室の圧力を増減させる構成としてもよい。オリフィスを設けることで制御室への燃料の流入、流出が制限され、噴射量の制御が容易になる。   The pressure in the control chamber is increased or decreased by connecting the control chamber to the low-pressure passage and the high-pressure passage through an orifice, respectively, and opening and closing the control chamber and the low-pressure passage with the control valve. A configuration may be adopted. By providing the orifice, the inflow and outflow of fuel to the control chamber are restricted, and the injection amount can be easily controlled.

以下、本発明をディーゼルエンジンのコモンレール式噴射システムに適用した第1の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に燃料噴射弁Iの全体構成を、図2に主要部構成を示す。図1において、燃料噴射弁Iはニードル1が収容される逆凸形断面の筒状ノズルボデーB1と、その上方に密接配置される略円筒状のボデー部材Bを有する。ノズルボデーB1とボデー部材BはリテーナB2によって油密に締付け固定される。ボデー部材Bの筒穴(摺動穴)15内には摺動部材としてのコマンドピストン2が収容され、その上端側に高圧油室としての制御室4が形成されている。ボデー部材Bの上方には、制御弁としての電磁弁5が設けられる。   A first embodiment in which the present invention is applied to a common rail injection system for a diesel engine will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of the fuel injection valve I, and FIG. 2 shows the main configuration. In FIG. 1, the fuel injection valve I has a cylindrical nozzle body B1 having a reverse convex cross section in which the needle 1 is accommodated, and a substantially cylindrical body member B disposed in close contact therewith. The nozzle body B1 and the body member B are fixed in an oil-tight manner by a retainer B2. A command piston 2 as a sliding member is accommodated in a cylindrical hole (sliding hole) 15 of the body member B, and a control chamber 4 as a high-pressure oil chamber is formed on the upper end side thereof. Above the body member B, an electromagnetic valve 5 as a control valve is provided.

ボデー部材Bの筒部には、軸方向(図の上下方向)に延びる2つの燃料通路が貫通形成され、一方を高圧通路31、他方を低圧通路32としている。高圧通路31は、ボデー部材B上側部に突設した燃料導入管部33を介して、外部のコモンレール(図略)に連通する。低圧通路32は、電磁弁5内を経てボデー部材B上端部に至り、燃料導出管部34を介して外部の燃料タンク(図略)に連通している。コモンレールには、図略の燃料供給ポンプから高圧燃料が圧送されて所定の噴射圧に制御されている。   In the cylinder portion of the body member B, two fuel passages extending in the axial direction (vertical direction in the drawing) are formed so as to penetrate one, and one is a high pressure passage 31 and the other is a low pressure passage 32. The high-pressure passage 31 communicates with an external common rail (not shown) via a fuel introduction pipe portion 33 protruding from the upper side of the body member B. The low-pressure passage 32 reaches the upper end portion of the body member B through the electromagnetic valve 5 and communicates with an external fuel tank (not shown) through the fuel outlet pipe portion 34. High pressure fuel is pumped to the common rail from a fuel supply pump (not shown) and controlled to a predetermined injection pressure.

ノズルボデーB1の筒内には、段付形状のニードル1が摺動自在に保持されている。高圧通路31の下端は、ノズルボデーB1内へ延び、ニードル1の段付部外周に設けた燃料溜まり11に連通している。ノズルボデーB1の先端部には、燃料を噴射するための噴孔12と、ニードル1が着座するノズルシート13が形成されており、ニードル1がノズルシート13から離座すると、噴孔12と燃料溜まり11とが連通する。この時、燃料溜まり11の高圧燃料は、ニードル1の小径下半部とノズルボデーB1内壁の間の環状隙間を通って噴孔12に供給される。   A stepped needle 1 is slidably held in the cylinder of the nozzle body B1. The lower end of the high-pressure passage 31 extends into the nozzle body B1 and communicates with the fuel reservoir 11 provided on the outer periphery of the stepped portion of the needle 1. A nozzle hole 12 for injecting fuel and a nozzle sheet 13 on which the needle 1 is seated are formed at the tip of the nozzle body B1, and when the needle 1 is seated away from the nozzle sheet 13, the nozzle hole 12 and the fuel pool are collected. 11 communicates. At this time, the high-pressure fuel in the fuel reservoir 11 is supplied to the nozzle hole 12 through an annular gap between the lower half of the small diameter of the needle 1 and the inner wall of the nozzle body B1.

ボデー部材Bの上端開口部には、制御室4に連通するインオリフィス41、アウトオリフィス42を構成するプレート部材P1が配設され、その上方から装着される電磁弁5のバルブボデーB3との間に挟持されている。電磁弁5は、制御室4の圧力を増減するための制御弁として機能するもので、筒状のソレノイド51によって吸引駆動されるT字断面のアーマチャ6と、弁体としてのボール弁61を有している。アーマチャ6は、上端面がソレノイド5の下端面に対向し、ソレノイド51の筒内に収容されるリターンスプリング52によって下方に付勢されている。   A plate member P1 constituting an in-orifice 41 and an out-orifice 42 communicating with the control chamber 4 is disposed at the upper end opening of the body member B, and between the valve body B3 of the electromagnetic valve 5 mounted from above. Is sandwiched between. The electromagnetic valve 5 functions as a control valve for increasing or decreasing the pressure in the control chamber 4, and has a T-shaped armature 6 sucked and driven by a cylindrical solenoid 51 and a ball valve 61 as a valve body. doing. The armature 6 is biased downward by a return spring 52 accommodated in the cylinder of the solenoid 51 with the upper end surface facing the lower end surface of the solenoid 5.

図2のように、アーマチャ6の下端部には半球状の凹部が形成され、該凹部内にアウトオリフィス42を開閉するボール弁61が保持されている。また、アーマチャ6の下端部周りには、連通路62を介して低圧通路32に連通する低圧室63が設けられる。アーマチャ6が下端位置にある時には、ボール弁61が低圧室63底面に開口するアウトオリフィス42を閉鎖し、低圧室63と制御室4の間が遮断される。制御室4は、インオリフィス41を介して高圧通路31と常時連通するために、高圧となる。アーマチャ6がソレノイド51に吸引されて上方へ移動すると、制御室4内の高圧燃料がボール弁61を押し上げて低圧室63に流出する。   As shown in FIG. 2, a hemispherical recess is formed at the lower end of the armature 6, and a ball valve 61 that opens and closes the out orifice 42 is held in the recess. A low pressure chamber 63 that communicates with the low pressure passage 32 via the communication passage 62 is provided around the lower end of the armature 6. When the armature 6 is in the lower end position, the ball valve 61 closes the out orifice 42 that opens to the bottom surface of the low pressure chamber 63, and the low pressure chamber 63 and the control chamber 4 are disconnected. Since the control chamber 4 is always in communication with the high-pressure passage 31 via the in-orifice 41, the control chamber 4 has a high pressure. When the armature 6 is attracted by the solenoid 51 and moves upward, the high-pressure fuel in the control chamber 4 pushes up the ball valve 61 and flows out into the low-pressure chamber 63.

制御室4の圧力は、コマンドピストン2を介してその下方のニードル1に作用する。コマンドピストン2の下端部外周には、ニードル1を下方に付勢するリターンスプリング14が配設され、ボール弁61がアウトオリフィス42を閉鎖し、制御室4が高圧となっている時には、ニードル1は制御室4の圧力とスプリング14の付勢力によってノズルシート13に押し付けられている。ボール弁61がアウトオリフィス42を開放すると制御室4の圧力が降下し、閉弁方向に作用する力が開弁方向に作用する燃料溜まり11の燃料圧力を下回ると、ニードル1がノズルシート13から離座し、コマンドピストン2とともに上昇する。   The pressure in the control chamber 4 acts on the needle 1 below the command piston 2. A return spring 14 for urging the needle 1 downward is disposed on the outer periphery of the lower end of the command piston 2. When the ball valve 61 closes the out orifice 42 and the control chamber 4 is at a high pressure, the needle 1 Is pressed against the nozzle sheet 13 by the pressure of the control chamber 4 and the biasing force of the spring 14. When the ball valve 61 opens the out orifice 42, the pressure in the control chamber 4 drops, and when the force acting in the valve closing direction falls below the fuel pressure in the fuel reservoir 11 acting in the valve opening direction, the needle 1 is released from the nozzle seat 13. It sits away and rises with the command piston 2.

ここで、本実施形態の燃料噴射弁Iは、コマンドピストン2の摺動部22に接して、高圧の制御室4が位置する構成となっている。図示されるように、制御室4は、コマンドピストン2の摺動部22の上端部と、ボデー部材Bの筒穴15上端部と、プレート部材P1の壁面により画成される。筒穴15下半部内には、コマンドピストン2の本体部21が収容される低圧油室16が形成される。筒穴15内は燃料で満たされており、制御室4は、低圧油室16、摺動部22周囲のクリアランスよりも高圧となっている。低圧油室16は、図示しない連通路によって低圧通路32に連通している。このような構成では、制御室4の燃料が摺動部22周囲のクリアランスを通じて低圧油室16へ漏れる問題がある。   Here, the fuel injection valve I of the present embodiment is configured such that the high-pressure control chamber 4 is located in contact with the sliding portion 22 of the command piston 2. As illustrated, the control chamber 4 is defined by the upper end portion of the sliding portion 22 of the command piston 2, the upper end portion of the cylindrical hole 15 of the body member B, and the wall surface of the plate member P1. A low pressure oil chamber 16 in which the main body 21 of the command piston 2 is accommodated is formed in the lower half of the cylindrical hole 15. The inside of the cylinder hole 15 is filled with fuel, and the control chamber 4 has a higher pressure than the clearance around the low-pressure oil chamber 16 and the sliding portion 22. The low pressure oil chamber 16 communicates with the low pressure passage 32 through a communication passage (not shown). In such a configuration, there is a problem that the fuel in the control chamber 4 leaks to the low pressure oil chamber 16 through the clearance around the sliding portion 22.

そこで、本実施形態では、コマンドピストン2と筒穴15の形状を工夫することにより、摺動部22のクリアランス出口を閉塞可能とする。具体的には、筒穴15を段付に形成して低圧油室16の径を摺動部22周囲の筒穴15の径より大きくし、低圧油室16の上端部に段差部を形成してシート部17とする。一方、コマンドピストン2の本体部21上端部に大径部を設けて、摺動動作時にシート部17に当接する封止部23とする。封止部23は、当接面となる上端環状面がシート部17と所定間隔で対向し、コマンドピストン2が燃料噴射時に上方へ移動した時にシート部17に当接するようになっている。従って、コマンドピストン2の摺動時に、摺動部22周囲のクリアランスと低圧油室16の間を遮断して、制御室4から燃料が漏れるのを抑制できる。   Therefore, in this embodiment, the clearance outlet of the sliding portion 22 can be closed by devising the shapes of the command piston 2 and the cylindrical hole 15. Specifically, the cylindrical hole 15 is formed in a stepped manner so that the diameter of the low pressure oil chamber 16 is larger than the diameter of the cylindrical hole 15 around the sliding portion 22, and a step portion is formed at the upper end of the low pressure oil chamber 16. Sheet portion 17. On the other hand, a large diameter portion is provided at the upper end portion of the main body portion 21 of the command piston 2 to form a sealing portion 23 that contacts the seat portion 17 during a sliding operation. The sealing portion 23 has an upper end annular surface serving as a contact surface facing the seat portion 17 at a predetermined interval, and comes into contact with the seat portion 17 when the command piston 2 moves upward during fuel injection. Therefore, when the command piston 2 slides, the clearance around the sliding portion 22 and the low-pressure oil chamber 16 can be blocked to prevent fuel from leaking from the control chamber 4.

上記本実施形態の燃料噴射弁Iの作動を説明する。図1、2は電磁弁5のソレノイド51に非通電の状態であり、アーマチャ6がボール弁61を押し下げてアウトオリフィス42を閉鎖し、制御室4と低圧室63の連通を遮断している。制御室4は、インオリフィス41を介して高圧燃料が流入するために高圧となっている。この時、コマンドピストン2は制御室4の圧力を受けてニードル1を閉弁方向に押圧しており、ニードル1はノズルシート13に着座している。   The operation of the fuel injection valve I of the present embodiment will be described. 1 and 2 show a state in which the solenoid 51 of the electromagnetic valve 5 is not energized, and the armature 6 pushes down the ball valve 61 to close the out orifice 42 and cut off the communication between the control chamber 4 and the low pressure chamber 63. The control chamber 4 is at a high pressure because high pressure fuel flows through the in-orifice 41. At this time, the command piston 2 receives the pressure of the control chamber 4 to press the needle 1 in the valve closing direction, and the needle 1 is seated on the nozzle seat 13.

次に、電磁弁5のソレノイド51に通電し、アーマチャ6が上方に吸引されると、ボール弁61が、アウトオリフィス42を介して上向きに作用する制御室4の燃料圧力によって開弁する。これにより、制御室4がアウトオリフィス42、低圧室63、連通路62を介して低圧通路32に連通し、圧力が低下し始める。そして、ニードル1の開弁方向に作用する燃料溜まり11の燃料圧力が、小径ピストン22およびリターンスプリング14による閉弁方向の力を上回ると、ニードル1が離座して、燃料噴射が開始される。この時、オリフィス41、42により制御室4の圧力降下は緩やかとなるので、噴射量制御が容易になる。   Next, when the solenoid 51 of the electromagnetic valve 5 is energized and the armature 6 is drawn upward, the ball valve 61 is opened by the fuel pressure in the control chamber 4 acting upward via the out orifice 42. As a result, the control chamber 4 communicates with the low pressure passage 32 via the out orifice 42, the low pressure chamber 63, and the communication passage 62, and the pressure starts to decrease. When the fuel pressure in the fuel reservoir 11 acting in the valve opening direction of the needle 1 exceeds the force in the valve closing direction by the small-diameter piston 22 and the return spring 14, the needle 1 is separated and fuel injection is started. . At this time, since the pressure drop in the control chamber 4 is moderated by the orifices 41 and 42, the injection amount control becomes easy.

このニードル1のリフトに伴いコマンドピストン2が上方へ移動すると、本体部21上端部の封止部23が、シート部17に当接して摺動部22周囲のクリアランスと低圧油室16の間を遮断する(図3参照)。よって、簡単な構成の変更で、コマンドピストン2の摺動部22からの燃料漏れを抑制することができ、燃料リーク量を低減することができる。その結果、燃料供給ポンプの負荷が低減されるので、コンパクトで効率のよい燃料噴射システムを実現できる。なお、封止部23は、通電停止によりシート部17から離れるので、摺動部22外周に潤滑油としての燃料が流通するのを妨げることはなく、良好な摺動性を維持する。   When the command piston 2 moves upward in accordance with the lift of the needle 1, the sealing portion 23 at the upper end of the main body 21 comes into contact with the seat portion 17 so that the clearance around the sliding portion 22 and the low pressure oil chamber 16 are between. Shut off (see FIG. 3). Therefore, it is possible to suppress fuel leakage from the sliding portion 22 of the command piston 2 with a simple configuration change, and to reduce the amount of fuel leakage. As a result, since the load of the fuel supply pump is reduced, a compact and efficient fuel injection system can be realized. In addition, since the sealing part 23 is separated from the sheet part 17 by stopping energization, the sealing part 23 does not prevent the fuel as the lubricating oil from flowing around the outer periphery of the sliding part 22 and maintains a good slidability.

なお、上記の第1の実施形態では、封止部23とシート部17の当接面を水平面として面接触させる構成としたが、これに限るものではない。例えば、図4に第2の実施形態として示すように、封止部23の当接面を水平面とせず、テーパ面とすると、コマンドピストン2が上方へ移動した時にシート部17に密着するのでシール性が向上し、燃料漏れ量をより低減することができる。シート部17側をテーパ面としたり、あるいは封止部23とシート部17の両方をテーパ面としてもよく、同様の効果が得られる。このように、本発明では、コマンドピストン2の摺動に伴って封止部23とシート部17とが当接してクリアランスを塞ぐ弁機能を有する構成となっていればよい。   In the first embodiment, the contact surface between the sealing portion 23 and the sheet portion 17 is in a horizontal contact with the horizontal surface. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4 as the second embodiment, if the contact surface of the sealing portion 23 is not a horizontal surface but a tapered surface, the command piston 2 comes into close contact with the seat portion 17 when moved upward, so that the seal portion 23 is sealed. Thus, the amount of fuel leakage can be further reduced. The sheet portion 17 side may be a tapered surface, or both the sealing portion 23 and the sheet portion 17 may be tapered surfaces, and the same effect can be obtained. As described above, in the present invention, it is sufficient that the sealing portion 23 and the seat portion 17 come into contact with the sliding of the command piston 2 to have a valve function of closing the clearance.

上記実施形態では、コマンドピストン2の摺動部からの燃料漏れを抑制する例を示したが、燃料噴射弁に使用される摺動部材であり、その摺動部を介して高圧油室と低圧油室が連通する部材であれば、本発明の構成を適用することで同様の効果が得られる。   Although the example which suppresses the fuel leak from the sliding part of the command piston 2 was shown in the said embodiment, it is a sliding member used for a fuel injection valve, and a high pressure oil chamber and a low pressure via the sliding part If the oil chamber communicates, the same effect can be obtained by applying the configuration of the present invention.

また、上記実施形態では、制御弁として電磁弁を用いたが、これに限らず、同様に通電により駆動されて制御室の圧力を増減する弁であれば好適に使用できる。また、制御弁を2方弁構造としたが、3方弁構造としてもよい。電磁弁や制御室等の構成を変更することももちろんできる。   In the above embodiment, an electromagnetic valve is used as a control valve. However, the present invention is not limited to this, and any valve that is driven by energization to increase or decrease the pressure in the control chamber can be used. Further, although the control valve has a two-way valve structure, it may have a three-way valve structure. Of course, the configuration of the solenoid valve, the control room, and the like can be changed.

本発明の第1の実施形態における燃料噴射弁の全体断面図である。It is a whole sectional view of a fuel injection valve in a 1st embodiment of the present invention. 第1の実施の形態燃料噴射弁の主要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve of 1st Embodiment. 第1の実施形態の作動を説明するための燃料噴射弁の主要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve for demonstrating the action | operation of 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態における燃料噴射弁の主要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel injection valve in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

B ボデー部材
B1 ノズルボデー
B2 リテーナ
B3 バルブボデー
1 ニードル
11 燃料溜まり
12 噴孔
13 ノズルシート
14 リターンスプリング
15 筒穴(摺動穴)
16 低圧油室
17 シート部
2 コマンドピストン
21 本体部
22 摺動部
23 封止部
31 高圧通路
32 低圧通路
4 制御室
41 インオリフィス
42 アウトオリフィス
5 電磁弁(制御弁)
51 ソレノイド
6 アーマチャ
61 ボール弁(弁体)
62 連通路
63 低圧室

B Body member B1 Nozzle body B2 Retainer B3 Valve body 1 Needle 11 Fuel reservoir 12 Injection hole 13 Nozzle seat 14 Return spring 15 Cylinder hole (sliding hole)
16 Low Pressure Oil Chamber 17 Seat 2 Command Piston 21 Body 22 Slider 23 Sealing Portion 31 High Pressure Passage 32 Low Pressure Passage 4 Control Chamber 41 In Orifice 42 Out Orifice 5 Solenoid Valve (Control Valve)
51 Solenoid 6 Armature 61 Ball valve (valve)
62 Communication path 63 Low pressure chamber

Claims (4)

ボデー部材に設けた摺動穴内を摺動する摺動部材と、該摺動部材の摺動部の一端側に形成される高圧油室および他端側に形成される低圧油室を有する内燃機関の燃料噴射弁において、上記低圧油室内に位置する上記摺動部材の外周に、上記摺動部材の摺動動作時に上記摺動部周囲のクリアランスと上記低圧油室との連通を遮断して、上記クリアランスからの漏れを封止する封止部を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。   An internal combustion engine having a sliding member that slides in a sliding hole provided in a body member, a high-pressure oil chamber formed on one end side of a sliding portion of the sliding member, and a low-pressure oil chamber formed on the other end side In the fuel injection valve, on the outer periphery of the sliding member located in the low pressure oil chamber, the clearance around the sliding portion and the low pressure oil chamber are disconnected from each other during the sliding operation of the sliding member, A fuel injection valve for an internal combustion engine, comprising a sealing portion that seals leakage from the clearance. 電気的に駆動されて制御室の圧力を増減する制御弁と、該制御室の圧力の増減に伴いボデー部材に設けた摺動穴内を摺動するコマンドピストンと、上記コマンドピストンとともに昇降して噴孔を開閉するニードルとを備える内燃機関の燃料噴射弁において、上記摺動穴の一端側に上記制御室を、他端側に上記コマンドピストンの本体部が収容される低圧油室を形成するとともに、上記低圧油室内に位置する上記本体部外周に、上記コマンドピストンの摺動動作時に上記低圧油室の摺動方向端部に形成したシート部に当接して、上記コマンドピストンの摺動部周囲のクリアランスと上記低圧油室との連通を遮断し、上記クリアランスからの漏れを封止する封止部を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。   A control valve that is electrically driven to increase or decrease the pressure in the control chamber, a command piston that slides in a sliding hole provided in the body member as the pressure in the control chamber increases or decreases, and a jet that moves up and down together with the command piston. In a fuel injection valve for an internal combustion engine having a needle for opening and closing a hole, the control chamber is formed on one end side of the sliding hole, and a low pressure oil chamber is formed on the other end side in which the main body of the command piston is accommodated. The outer periphery of the main body portion located in the low pressure oil chamber is in contact with the seat portion formed at the sliding direction end of the low pressure oil chamber during the sliding movement of the command piston, and around the sliding portion of the command piston. A fuel injection valve for an internal combustion engine, wherein a sealing portion is provided for blocking communication between the clearance and the low-pressure oil chamber and sealing leakage from the clearance. 上記摺動穴を、上記低圧油室を形成する上記他端側の内径が、上記一端側よりも大径となる段付に形成し、その境界部の段差部を上記シート部とする一方、上記コマンドピストンの本体部の一部を大径として上記封止部とした請求項2記載の内燃機関の燃料噴射弁。   The sliding hole is formed in a stepped shape in which the inner diameter on the other end side forming the low-pressure oil chamber is larger than the one end side, and the stepped portion at the boundary is used as the seat portion, The fuel injection valve for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a part of a main body of the command piston has a large diameter and is used as the sealing portion. 上記制御室を低圧通路および高圧通路にそれぞれオリフィスを介して連通させ、上記制御弁にて上記制御室と低圧通路の間を開閉することにより上記制御室の圧力を増減させる請求項1ないし3のいずれか記載の内燃機関の燃料噴射弁。   4. The pressure in the control chamber is increased or decreased by communicating the control chamber with a low-pressure passage and a high-pressure passage through an orifice, respectively, and opening and closing between the control chamber and the low-pressure passage with the control valve. The fuel injection valve of any one of the internal combustion engines.
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