JP2007218175A - Fuel injection device - Google Patents

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    • F02M2200/46Valves, e.g. injectors, with concentric valve bodies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection device having a twin-needle type variable hole nozzle and inhibiting eccentricity of an inner needle to reduce variations between holes in fuel spray injected from the second holes. <P>SOLUTION: The plurality of holes 31, 32 provided in a tip of a nozzle body B of the variable hole nozzle 1 are opened and closed by the outer needle 21 and the inner needle 22 which are coaxially arranged. When pressure of a control chamber 4 decreases, the outer needle 21 on an outer peripheral side opens the first holes 31 and then the inner needle 22 on an inner peripheral side is pushed up by the outer needle 21 and opens the second holes 32. The inner needle 22 is lifted under guidance of a second guide 52 provided in a sliding portion with the outer needle 21 and a third guide portion 53 provided on an inner periphery of a tip portion B1 of the nozzle body B, an axis shift is inhibited and the fuel spray injected from the plurality of second holes 32 is inhibited from causing variations. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を噴射供給するために使用される燃料噴射弁、特にツインニードル式の可変噴孔ノズルを備える燃料噴射弁に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve used for injecting and supplying fuel to an internal combustion engine such as a diesel engine, and more particularly to a fuel injection valve having a twin needle type variable injection nozzle.

自動車用内燃機関には、環境や資源保護の観点から排気エミッションおよび燃費を改善するとともに、運転者の要請に応じた出力性能を実現することが望まれる。これらを両立させるため、より高度な燃料噴射制御が必要となっており、例えば、ディーゼルエンジンにおいて、コモンレールから供給される高圧燃料を、可変噴孔ノズルから噴射する燃料噴射弁が提案されている。可変噴孔ノズルは、ノズルの先端部に複数の噴孔を有し、ノズルニードルのリフト量に応じて複数の噴孔を順に開放することで、燃料噴射率を可変とすることができる。   An internal combustion engine for automobiles is desired to improve exhaust emission and fuel consumption from the viewpoint of environmental and resource protection, and to realize output performance in response to a driver's request. In order to achieve both of these, more advanced fuel injection control is required. For example, in a diesel engine, a fuel injection valve that injects high-pressure fuel supplied from a common rail from a variable nozzle is proposed. The variable injection hole nozzle has a plurality of injection holes at the tip of the nozzle, and the fuel injection rate can be made variable by sequentially opening the plurality of injection holes in accordance with the lift amount of the nozzle needle.

このような可変噴孔ノズルの従来技術として、ツインニードル式の可変噴孔ノズルがある(例えば、特許文献1、2等)。
特開2005−320904号公報 特開2001−241370号公報
As a prior art of such a variable nozzle hole, there is a twin needle type variable nozzle nozzle (for example, Patent Documents 1 and 2).
JP 2005-320904 A JP 2001-241370 A

図7(a)に一例を示すように、かかる可変噴孔ノズルは、筒状のノズルボデー101内にノズルニードル102を摺動自在に保持し、ノズルボデー101先端部に軸方向に形成した複数の第1噴孔105、第2噴孔106を開閉するようになっている。ノズルニードル102は、中空筒状のアウターニードル103の内部にインナーニードル104を摺動自在に設けたツインニードル式で、アウターニードル103およびインナーニードル104は、それぞれの上部に配した第1、第2ばね107、108により閉弁方向に付勢されている。ノズルニードル102の上端部を保持するスペーサ112内には制御室109が設けられ、高圧通路110から供給される高圧燃料にてアウターニードル103およびインナーニードル104に背圧を作用させている。制御室109は、制御通路111を介して低圧通路に連通し、その出口部に設けた制御弁(図略)を開閉駆動することによって、圧力が増減するようになっている。   As shown in an example in FIG. 7A, such a variable nozzle has a plurality of second nozzles that are slidably held in a cylindrical nozzle body 101 and are formed in the axial direction at the tip of the nozzle body 101. The first nozzle hole 105 and the second nozzle hole 106 are opened and closed. The nozzle needle 102 is a twin needle type in which an inner needle 104 is slidably provided inside a hollow cylindrical outer needle 103. The outer needle 103 and the inner needle 104 are first and second arranged at the upper part thereof. The springs 107 and 108 are urged in the valve closing direction. A control chamber 109 is provided in the spacer 112 that holds the upper end portion of the nozzle needle 102, and back pressure is applied to the outer needle 103 and the inner needle 104 by the high-pressure fuel supplied from the high-pressure passage 110. The control chamber 109 communicates with the low pressure passage via the control passage 111, and the pressure is increased or decreased by opening and closing a control valve (not shown) provided at the outlet portion.

上記構成において、制御弁を駆動して制御室109を低圧通路に連通させると、制御室109の燃料が排出され、ノズルニードル102に作用する背圧が低下する。これに伴い、アウターニードル103が先行してリフトを開始し、図7(b)に示す第1シート113、第2シート114が離座して、上流側の第1噴孔105を開放する。アウターニードル103がさらにリフトしてインナーニードル104に当接すると、それ以降は両ニードルが一体となってリフトし、第3シート115が離座して、下流側の第2噴孔106を開放する。これにより、低負荷時にはアウターニードル103のみをリフトさせて、小量の燃料噴射を実施し、高負荷時には、アウターニードル103とインナーニードル104の両方をリフトさせて、より大きな燃料噴射量とすることができるので、高度な噴射量制御が可能となる。   In the above configuration, when the control valve is driven to connect the control chamber 109 to the low pressure passage, the fuel in the control chamber 109 is discharged, and the back pressure acting on the nozzle needle 102 is reduced. Along with this, the outer needle 103 precedes and starts the lift, and the first sheet 113 and the second sheet 114 shown in FIG. 7B are separated from each other to open the first injection hole 105 on the upstream side. When the outer needle 103 is further lifted and comes into contact with the inner needle 104, both needles are lifted together thereafter, and the third seat 115 is separated to open the second injection hole 106 on the downstream side. . As a result, only the outer needle 103 is lifted to perform a small amount of fuel injection when the load is low, and both the outer needle 103 and the inner needle 104 are lifted to increase the fuel injection amount when the load is high. Therefore, advanced injection amount control is possible.

上記従来技術の構成において、アウターニードル103が開弁する際は、制御室109を構成するスペーサ112内周面に設けた第1ガイド117、アウターニードル103とインナーニードル104の摺動部に設けた第2ガイド116の2箇所で案内されながらリフトするため、アウターニードル103の軸中心は、ノズルボデー101の軸中心に対して偏芯することなくリフト可能である。なお、実際には、摺動可能な状態で案内するため、僅かな摺動クリアランスがあり、その分の軸ずれはあるものの機能上の問題となることはない。   In the configuration of the above prior art, when the outer needle 103 is opened, the first guide 117 provided on the inner peripheral surface of the spacer 112 constituting the control chamber 109, and the sliding portion of the outer needle 103 and the inner needle 104 are provided. Since the lift is performed while being guided at two locations of the second guide 116, the shaft center of the outer needle 103 can be lifted without being eccentric with respect to the shaft center of the nozzle body 101. Actually, since the guide is provided in a slidable state, there is a slight sliding clearance, and although there is a corresponding axial deviation, there is no functional problem.

一方、インナーニードル104は、先端がノズルボデー101の第3シート115からリフトした途端に、上端のみが第2ガイド116にて1箇所で保持される状態となることから、軸ずれが起きやすい。軸ずれが発生すると、ノズルボデー101のシート部とインナーニードル104の先端間の通路断面積が円周方向で変わることになり、円周上に配置した複数の第2噴孔106から噴射される燃料噴霧にばらつきが生じる。その結果、燃焼室内の噴霧の状態が不均一となり、排気状態が悪化するといったおそれがある。   On the other hand, since the inner needle 104 is in a state in which only the upper end is held at one position by the second guide 116 as soon as the tip is lifted from the third sheet 115 of the nozzle body 101, an axis deviation is likely to occur. When the axial deviation occurs, the cross-sectional area of the passage between the seat portion of the nozzle body 101 and the tip of the inner needle 104 changes in the circumferential direction, and the fuel injected from the plurality of second injection holes 106 arranged on the circumference. Variation in spraying occurs. As a result, the state of spray in the combustion chamber becomes non-uniform and the exhaust state may be deteriorated.

そこで、本発明の目的は、ツインニードル式の可変噴孔ノズルを備える燃料噴射装置において、インナーニードルの偏芯を抑制し、第2噴孔から噴射される燃料噴霧の噴孔間ばらつきを低減して、良好な燃焼を実現することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress the eccentricity of the inner needle in a fuel injection device having a twin needle type variable injection hole nozzle, and to reduce the variation between the injection holes of the fuel spray injected from the second injection hole. In order to achieve good combustion.

請求項1の燃料噴射弁は、ノズルボデーの先端部に設けた複数の噴孔を、同軸的に配設されたアウターニードルおよびインナーニードルにて開閉する可変噴孔ノズルを備える。アウターニードルはノズルボデー内に摺動可能に配設されて第1噴孔を開閉し、インナーニードルはアウターニードル内に摺動可能に配設されて第2噴孔を開閉する。アウターニードルおよびインナーニードルに閉弁方向に作用する制御室が設けられ、制御室の圧力低下に伴い、アウターニードルが先行リフトし、インナーニードルに当接してこれをリフトさせる。さらに、ノズルボデーの先端部内周にガイド部を設けて、このガイド部にインナーニードルの先端軸部が摺動可能に保持される構成としている。   According to another aspect of the present invention, a fuel injection valve includes a variable injection nozzle that opens and closes a plurality of injection holes provided at a tip portion of a nozzle body with an outer needle and an inner needle arranged coaxially. The outer needle is slidably disposed in the nozzle body to open and close the first nozzle hole, and the inner needle is slidably disposed in the outer needle to open and close the second nozzle hole. A control chamber that acts on the outer needle and the inner needle in the valve closing direction is provided. As the pressure in the control chamber decreases, the outer needle first lifts and abuts against the inner needle to lift it. Further, a guide portion is provided on the inner periphery of the tip portion of the nozzle body, and the tip shaft portion of the inner needle is slidably held by this guide portion.

上記構成において、制御室圧力が低下すると、先ずアウターニードルが第1噴孔を開放し、次いでアウターニードルに押し上げられてインナーニードルが第2噴孔を開放する。この際、インナーニードルはアウターニードルとの摺動部と、ノズルボデー先端のガイド部の2箇所で案内されるので、軸ずれの発生を防止できる。従って、第2噴孔を複数形成しても、各噴孔から噴射される燃料噴霧にばらつきが生じるのを抑制できるので、良好な燃焼を実現し、排気エミッションを低減できる。   In the above configuration, when the control chamber pressure decreases, the outer needle first opens the first nozzle hole, and then is pushed up by the outer needle, so that the inner needle opens the second nozzle hole. At this time, since the inner needle is guided at two places, that is, the sliding portion with the outer needle and the guide portion at the tip of the nozzle body, it is possible to prevent the occurrence of axial deviation. Therefore, even if a plurality of second injection holes are formed, it is possible to suppress variation in the fuel spray injected from each injection hole, so that good combustion can be realized and exhaust emission can be reduced.

請求項2の発明では、上記ガイド部に保持される上記インナーニードルの先端軸部を、外周面の一部を軸方向に切り欠いた形状とする。   In the invention of claim 2, the tip shaft portion of the inner needle held by the guide portion has a shape in which a part of the outer peripheral surface is notched in the axial direction.

インナーニードルの閉弁時、先端軸部の下降に伴い、その先端側空間の燃料が圧縮されて閉弁動作が不安定になる等のおそれがあるが、上記構成では、インナーニードルの先端軸部とガイド部との間隙を介して、燃料を上流側へ流出させることが可能であり、圧力変動を抑制してインナーニードルの作動を安定させることができる。   When the inner needle is closed, there is a risk that the fuel in the space on the tip side will be compressed as the tip shaft descends, resulting in instability of the valve closing operation. The fuel can flow out to the upstream side through the gap between the guide portion and the guide portion, and the pressure fluctuation can be suppressed and the operation of the inner needle can be stabilized.

請求項3の発明では、上記インナーニードルの上記先端軸部の内部に、上記ノズルボデーの先端部内空間と上記先端軸部の上流側とを連通する連通孔を設けている。   According to a third aspect of the present invention, a communication hole is provided in the tip shaft portion of the inner needle to communicate the inner space of the tip portion of the nozzle body with the upstream side of the tip shaft portion.

インナーニードル閉弁時に、先端軸部が下降すると、これに伴い連通孔からノズルボデーの先端部内空間の燃料が上流側へ流出する。インナーニードルのシート部が着座すると、連通孔とシート部上流側との連通は遮断される。このように、先端軸部の内部に連通孔を設けた構成としても、圧力変動を抑制してインナーニードルの作動を安定させる同様の効果が得られる。   When the tip shaft is lowered when the inner needle is closed, the fuel in the inner space of the tip of the nozzle body flows out from the communication hole. When the seat portion of the inner needle is seated, the communication between the communication hole and the upstream side of the seat portion is blocked. Thus, even if it is the structure which provided the communicating hole inside the front-end | tip shaft part, the same effect which suppresses a pressure fluctuation and stabilizes the action | operation of an inner needle is acquired.

請求項4の発明では、上記第2噴孔を、上記ガイド部が形成される上記ノズルボデーの先端部壁に形成し、上記インナーニードルの先端軸部のリフトによって上記第2噴孔の開口を制御する構成とした。   According to a fourth aspect of the present invention, the second nozzle hole is formed in the tip wall of the nozzle body where the guide portion is formed, and the opening of the second nozzle hole is controlled by the lift of the tip shaft portion of the inner needle. It was set as the structure to do.

第2噴孔をガイド部の形成位置に設けて、インナーニードルの先端軸部で開閉する構成としてもよく、インナーニードルがリフト開始してから第2噴孔の開弁開始までのリフト量を任意に設定できる。   The second injection hole may be provided at the position where the guide part is formed, and may be configured to open and close at the tip shaft part of the inner needle, and the lift amount from the start of the inner needle to the start of valve opening of the second injection hole is arbitrary. Can be set.

請求項5の発明では、上記インナーニードルの先端軸部を上記第2噴孔のシール部とする。   In the invention of claim 5, the tip shaft portion of the inner needle is used as the seal portion of the second nozzle hole.

具体的には、インナーニードルの閉弁時に、先端軸部で第2噴孔がシールされる構成とすれば、シート部が不要で加工が容易になる。   Specifically, if the second injection hole is sealed at the distal end shaft portion when the inner needle is closed, the seat portion is unnecessary and processing becomes easy.

請求項6の発明では、上記アウターニードルと上記インナーニードルとの間隙をノズルボデーに設けた低圧部に開放させる構成とする。   In a sixth aspect of the present invention, the gap between the outer needle and the inner needle is opened to a low pressure portion provided in the nozzle body.

アウターニードルがリフトすると、インナーニードルとの間に高圧燃料が流入し、第2噴孔側へ燃料がリークするおそれがある。上記構成のように、アウターニードルとインナーニードルとの間に形成される間隙を低圧部に連通させることで、燃料を逃がし、第2噴孔へのリークを防止できる。   When the outer needle is lifted, high-pressure fuel flows between the inner needle and the fuel, which may leak to the second nozzle hole side. As in the above configuration, by allowing the gap formed between the outer needle and the inner needle to communicate with the low pressure portion, fuel can escape and leakage to the second injection hole can be prevented.

請求項7の発明のように、好適には、上記インナーニードルは、上記第1噴孔の上流側にシート部を有し、かつ上記インナーニードルの閉弁時に上記シート部下流側をカバーする形状とする。   Preferably, the inner needle has a seat portion on the upstream side of the first nozzle hole, and covers the downstream side of the seat portion when the inner needle is closed. And

第1噴孔の上流側のみにシート部を設け、閉弁時には、シート部下流側を被って第1噴孔を概略閉鎖する構成とすると、簡易に噴孔への燃料漏れを抑制することができ、加工が容易である。   If the seat portion is provided only on the upstream side of the first nozzle hole, and the first nozzle hole is substantially closed by covering the downstream side of the seat portion when the valve is closed, fuel leakage to the nozzle hole can be easily suppressed. And easy to process.

以下、本発明の第1の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1(a)は、本発明の燃料噴射弁を含むディーゼルエンジンのコモンレール燃料噴射システム構成を示す概略図であり、図1(b)はその主要部である可変噴孔ノズル1の先端部(図にA部として示す)の拡大図である。図1(a)において、可変噴孔ノズル1は、ツインニードル式のノズルニードル2を備え、ノズル先端部に設けた噴孔群3を、ノズルニードル2の駆動に伴って開閉するようになっている。ノズルニードル2を駆動するニードル駆動機構6は、本例においては制御弁7およびピエゾ駆動部8からなり、ECU10にて制御される。なお、駆動部はピエゾに限るものではない。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic diagram showing the configuration of a common rail fuel injection system of a diesel engine including a fuel injection valve of the present invention, and FIG. 1B is a front end portion of a variable injection hole nozzle 1 (the main portion). It is an enlarged view of (shown as part A in the figure). In FIG. 1A, the variable nozzle hole 1 includes a twin needle type nozzle needle 2, and opens and closes the nozzle hole group 3 provided at the nozzle tip as the nozzle needle 2 is driven. Yes. The needle drive mechanism 6 that drives the nozzle needle 2 includes a control valve 7 and a piezo drive unit 8 in this example, and is controlled by the ECU 10. The drive unit is not limited to a piezo.

噴射燃料はエンジンの各気筒に共通のコモンレール9から供給される。コモンレール9には高圧ポンプ12が接続されており、燃料タンク11の燃料を高圧ポンプ12にて加圧し、燃料通路13を介して圧送することで、所定の高圧に保持する。   The injected fuel is supplied from a common rail 9 common to each cylinder of the engine. A high-pressure pump 12 is connected to the common rail 9, and the fuel in the fuel tank 11 is pressurized by the high-pressure pump 12 and is pumped through the fuel passage 13 to be held at a predetermined high pressure.

可変噴孔ノズル1は、円錐状の先端部B1に噴孔群3が形成されるノズルボデーBと、その上部に積層されるプレート状の流路形成部材B2を有し、図示しないリテーニングナットにて油密に固定される。ノズルボデーBにはノズルニードル2を収容する縦孔1aが形成され、縦孔1aの先端部内周面は、先端部B1形状に沿う円錐面状となっている。この円錐面に、噴孔群3を構成する複数の第1噴孔31および複数の第2噴孔32が開口している。複数の第1噴孔31は円錐面の外周側、複数の第2噴孔32は内周側の同一面内にそれぞれ配置される。   The variable nozzle hole 1 includes a nozzle body B in which a nozzle hole group 3 is formed at a conical tip B1, and a plate-shaped flow path forming member B2 stacked on top of the nozzle body B. And oil-tight. The nozzle body B is formed with a vertical hole 1a for accommodating the nozzle needle 2, and the inner peripheral surface of the front end portion of the vertical hole 1a has a conical shape along the shape of the front end portion B1. A plurality of first nozzle holes 31 and a plurality of second nozzle holes 32 constituting the nozzle hole group 3 are opened on the conical surface. The plurality of first injection holes 31 are arranged on the outer peripheral side of the conical surface, and the plurality of second injection holes 32 are arranged on the same surface on the inner peripheral side.

ノズルニードル2は、略円筒状のアウターニードル21と、その内部を摺動する軸状のインナーニードル22からなる。アウターニードル21は、上端部が縦孔1a内に配設した筒状のスペーサ23内に挿通され、スペーサ23内周面の第1ガイド51に対して摺動可能な状態で保持されている。また、アウターニードル21は、インナーニードル22の摺動部外周面を第2ガイド52として摺動可能となっている。   The nozzle needle 2 includes a substantially cylindrical outer needle 21 and a shaft-shaped inner needle 22 that slides inside the outer needle 21. The outer needle 21 is inserted into a cylindrical spacer 23 whose upper end is disposed in the vertical hole 1a, and is held in a slidable state with respect to the first guide 51 on the inner peripheral surface of the spacer 23. The outer needle 21 is slidable with the outer peripheral surface of the sliding portion of the inner needle 22 as the second guide 52.

アウターニードル21の下端部は、ノズルボデーBの先端部B1に延びて内周円錐面に開口する複数の第1噴孔31に対向している。インナーニードル22の下端部は、アウターニードル21の下端開口から先端側へ突出し、第1噴孔31より下方位置に開口する複数の第2噴孔32に対向している。よって、ノズルニードル2が下端位置にある時に、アウターニードル21が複数の第1噴孔31を閉孔し、インナーニードル22が複数の第2噴孔32を閉孔する。この可変噴孔ノズル1のシート部構成については、詳細を後述する。   The lower end portion of the outer needle 21 is opposed to a plurality of first injection holes 31 that extend to the tip end portion B1 of the nozzle body B and open to the inner peripheral conical surface. The lower end portion of the inner needle 22 protrudes from the lower end opening of the outer needle 21 toward the distal end side, and faces a plurality of second injection holes 32 that are opened at positions below the first injection holes 31. Therefore, when the nozzle needle 2 is at the lower end position, the outer needle 21 closes the plurality of first injection holes 31 and the inner needle 22 closes the plurality of second injection holes 32. Details of the configuration of the sheet portion of the variable nozzle hole 1 will be described later.

アウターニードル21の外周側には燃料溜まり16が形成され、流路形成部材B2に設けた高圧通路17から縦孔1a内の空間を経て高圧燃料が供給されている。高圧通路17は、ニードル駆動機構6内の高圧通路71を介してコモンレール9に至る燃料供給通路14に連通している。流路形成部材B2には、スペーサ23内空間に連通する空間が形成され、これら空間にて制御室4を構成しノズルニードル2の背圧を発生している。制御室4を構成するスペーサ23とアウターニードル21外周のフランジ211との間には、第1ばね24が配設され、アウターニードル21を閉弁方向に付勢している。また、制御室4内には、インナーニードル22上端に設けたフランジ221上に支持されて、インナーニードル22を閉弁方向に付勢する第2ばね25が配設されている。   A fuel reservoir 16 is formed on the outer peripheral side of the outer needle 21, and high-pressure fuel is supplied from a high-pressure passage 17 provided in the flow path forming member B2 through a space in the vertical hole 1a. The high pressure passage 17 communicates with the fuel supply passage 14 that reaches the common rail 9 via the high pressure passage 71 in the needle drive mechanism 6. In the flow path forming member B2, spaces communicating with the spaces in the spacer 23 are formed, and the control chamber 4 is configured in these spaces to generate the back pressure of the nozzle needle 2. A first spring 24 is disposed between the spacer 23 constituting the control chamber 4 and the flange 211 on the outer periphery of the outer needle 21 to urge the outer needle 21 in the valve closing direction. Further, in the control chamber 4, a second spring 25 that is supported on a flange 221 provided at the upper end of the inner needle 22 and urges the inner needle 22 in the valve closing direction is disposed.

制御室4の油圧は、ニードル駆動機構6の制御弁7にて制御される。本例における制御弁7は2位置3方弁構造で、高圧通路71から分岐する高圧通路72と、燃料タンク11への燃料排出通路15に接続する低圧通路73のいずれか一方を、制御室4に選択的に連通させる。制御室4の頂面には、制御弁7へ連通する制御通路41が開口しており、高圧通路72が開放される図示の位置では、コモンレール9の高圧燃料が高圧通路72から制御通路41を経て流入することになる。このために、高圧となる制御室4の圧力と第1ばね24、第2ばね25の付勢力との合力によって、アウターニードル21、インナーニードル22が第1噴孔31、第2噴孔32に押付けられ、ノズルニードル2が閉弁する。   The hydraulic pressure in the control chamber 4 is controlled by the control valve 7 of the needle drive mechanism 6. The control valve 7 in this example has a two-position three-way valve structure, and either the high pressure passage 72 branched from the high pressure passage 71 or the low pressure passage 73 connected to the fuel discharge passage 15 to the fuel tank 11 is connected to the control chamber 4. Selectively communicate with. A control passage 41 communicating with the control valve 7 is opened on the top surface of the control chamber 4, and the high-pressure fuel in the common rail 9 passes through the control passage 41 from the high-pressure passage 72 at the illustrated position where the high-pressure passage 72 is opened. It will flow in after that. For this purpose, the outer needle 21 and the inner needle 22 are moved into the first injection hole 31 and the second injection hole 32 by the resultant force of the pressure of the control chamber 4 that is high pressure and the urging force of the first spring 24 and the second spring 25. The nozzle needle 2 is closed by being pressed.

本例のピエゾ駆動部8は、ピエゾアクチュエータ81の駆動力にて駆動ピストン82を変位させ、油圧室83の圧力を増減することにより制御弁7を駆動する。ピエゾアクチュエータ6は、例えば圧電体を積層してなるピエゾスタックを備え、通電によりピエゾスタックを伸長させて変位を発生する。これに伴い制御弁7の位置が切り換えられ、低圧通路73と制御室4とが連通すると、制御室4の圧力が低下するために、ノズルニードル2が開弁する。   The piezo drive unit 8 of this example drives the control valve 7 by displacing the drive piston 82 by the drive force of the piezo actuator 81 and increasing or decreasing the pressure in the hydraulic chamber 83. The piezo actuator 6 includes, for example, a piezo stack formed by stacking piezoelectric bodies, and generates a displacement by extending the piezo stack by energization. Accordingly, when the position of the control valve 7 is switched and the low-pressure passage 73 and the control chamber 4 communicate with each other, the pressure in the control chamber 4 decreases, and the nozzle needle 2 opens.

ここで、本発明の特徴部分である可変噴孔ノズル1の先端部構造を、図1(b)を参照しながら説明する。図1(a)において、ノズルボデーBの先端部B1は、円錐状の頂部が先端側に突出して、その内部にサック室5を形成している。図1(b)に示すように、噴孔群3を構成する第1噴孔31および第2噴孔32は、サック室5より上流側の先端部B1壁を貫通して設けられる。   Here, the tip structure of the variable nozzle hole 1 which is a characteristic part of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1A, the tip B1 of the nozzle body B has a conical apex protruding toward the tip, and a sac chamber 5 is formed therein. As shown in FIG. 1 (b), the first nozzle hole 31 and the second nozzle hole 32 constituting the nozzle hole group 3 are provided so as to penetrate the tip B1 wall upstream of the sack chamber 5.

上流側の第1噴孔31を閉鎖するアウターニードル21の先端面は、先端部B1の内周円錐面に沿う略円錐面に形成されるとともに、第1噴孔31の対向位置を円周方向に切り欠いて、その両側のエッジにより第1シート2a、第2シート2bを形成している。これにより、アウターニードル21の閉弁時には、第1シート2aが第1噴孔31の上流側に、第2シート2bが第1噴孔31の下流側に着座して、燃料が第1噴孔31に流出するのを防止する。   The distal end surface of the outer needle 21 that closes the upstream first injection hole 31 is formed as a substantially conical surface along the inner peripheral conical surface of the distal end portion B1, and the opposite position of the first injection hole 31 is set in the circumferential direction. The first sheet 2a and the second sheet 2b are formed by edges on both sides thereof. Thus, when the outer needle 21 is closed, the first seat 2a is seated on the upstream side of the first injection hole 31, the second seat 2b is seated on the downstream side of the first injection hole 31, and the fuel is supplied to the first injection hole. It is prevented from flowing out to 31.

下流側の第2噴孔32を閉鎖するインナーニードル22は、アウターニードル21の下方に突出する下端部が段付に縮径し、小径の先端軸部222がサック室5内に位置している。サック室5は上半部内周面を一定径として、ガイド部としての第3ガイド53を形成し、インナーニードル22の先端軸部222を摺動可能に保持している。インナーニードル22の段付部のエッジは、第3シート2cを形成し、インナーニードル22の閉弁時に第2噴孔32の上流側に着座する。   The inner needle 22 that closes the second nozzle hole 32 on the downstream side has a lower end projecting downward from the outer needle 21 and has a stepped diameter reduction, and a small-diameter tip shaft portion 222 is located in the sac chamber 5. . The sac chamber 5 has a third guide 53 as a guide portion with the inner peripheral surface of the upper half portion having a constant diameter, and slidably holds the tip shaft portion 222 of the inner needle 22. The edge of the stepped portion of the inner needle 22 forms the third seat 2c and sits on the upstream side of the second injection hole 32 when the inner needle 22 is closed.

上記構成の燃料噴射弁の作動を次に説明する。図1(a)、(b)において、ニードル駆動機構6のピエゾ駆動部8が作動しない状態では、制御弁7が制御室4と高圧通路72とを連通する位置にある。この時、コモンレール9から制御弁7および制御通路41を介して制御室4に高圧燃料が導入されるために、ノズルニードル2が閉弁する。アウターニードル21は、高圧となった制御室4の燃料圧力と第1ばね24のばね力の合力によって、第1シート2a、第2シート2bが座面に押付けられ、第1噴孔31を閉鎖する。同様に、制御室4の燃料圧力と第2ばね25のばね力の合力によって、インナーニードル22の第3シート2cが着座し、第2噴孔32を閉鎖する。   Next, the operation of the fuel injection valve configured as described above will be described. 1A and 1B, when the piezo drive unit 8 of the needle drive mechanism 6 is not operated, the control valve 7 is in a position where the control chamber 4 and the high-pressure passage 72 are communicated with each other. At this time, since the high pressure fuel is introduced from the common rail 9 into the control chamber 4 via the control valve 7 and the control passage 41, the nozzle needle 2 is closed. In the outer needle 21, the first seat 2a and the second seat 2b are pressed against the seat surface by the resultant force of the fuel pressure in the control chamber 4 and the spring force of the first spring 24, and the first injection hole 31 is closed. To do. Similarly, the third seat 2c of the inner needle 22 is seated by the resultant force of the fuel pressure in the control chamber 4 and the spring force of the second spring 25, and the second injection hole 32 is closed.

ECU10からの指令により、ピエゾ駆動部8のピエゾスタック81が通電されて伸長し、駆動ピストン82が油圧室83の圧力を上昇させると、制御弁7が制御室4と低圧通路73を連通する位置に切り換えられる。これにより、制御室4の燃料が制御通路41から低圧通路73へ排出され、制御圧力が徐々に低下する。制御室4の燃料圧力が所定圧を下回ると、アウターニードル21の先端面に上向きに作用する燃料溜まり16の燃料圧力によって、第1シート2a、第2シート2bが離座し、アウターニードル21がリフトを開始する。これに伴い、第1噴孔31が開放され、燃料が噴射される。   When the piezo stack 81 of the piezo drive unit 8 is energized and extended by a command from the ECU 10 and the drive piston 82 increases the pressure of the hydraulic chamber 83, the control valve 7 communicates with the control chamber 4 and the low pressure passage 73. Can be switched to. Thereby, the fuel in the control chamber 4 is discharged from the control passage 41 to the low pressure passage 73, and the control pressure gradually decreases. When the fuel pressure in the control chamber 4 falls below a predetermined pressure, the first seat 2a and the second seat 2b are separated from each other by the fuel pressure of the fuel reservoir 16 acting upward on the tip surface of the outer needle 21, and the outer needle 21 is Start the lift. Accordingly, the first injection hole 31 is opened and fuel is injected.

アウターニードル21は、第1ガイド51、第2ガイド52の2箇所で案内されながらリフトするので、ノズルボデーBの軸中心に対し偏芯することなくリフト可能である。よって、複数の第1噴孔31から噴射される噴霧は均一で、良好な燃焼状態が得られる。アウターニードル21がさらにリフトすると、その上端面がインナニードル22のフランジ221に衝突し、これを押し上げる。このため、インナーニードル22の第3シート2cが離座して、リフトを開始する。その後は、アウターニードル21とインナニードル22が一体にリフトすることになる。   Since the outer needle 21 is lifted while being guided at two locations of the first guide 51 and the second guide 52, the outer needle 21 can be lifted without being eccentric with respect to the axis center of the nozzle body B. Therefore, the spray injected from the plurality of first injection holes 31 is uniform and a good combustion state is obtained. When the outer needle 21 is further lifted, its upper end surface collides with the flange 221 of the inner needle 22 and pushes it up. For this reason, the 3rd sheet | seat 2c of the inner needle 22 leaves | separates, and a lift is started. Thereafter, the outer needle 21 and the inner needle 22 are lifted together.

図2に示すように、インナーニードル22のリフトに伴い、第2噴孔31が開放され、両噴孔31、32から燃料が噴射される。ここで、インナーニードル22は、小径の先端軸部222がサック室5内を摺動する構成であり、第3シート2cが離座した後も、サック室5の第3ガイド53と第2ガイド52の2箇所で案内されながらリフトするので、ノズルボデーBの軸中心に対し偏芯することなくリフト可能である。よって、従来構成のように、軸ずれのおそれがなく、複数の第2噴孔32から均一な噴霧が噴射されるので、良好な燃焼状態を実現する。   As shown in FIG. 2, the second injection hole 31 is opened with the lift of the inner needle 22, and fuel is injected from both injection holes 31 and 32. Here, the inner needle 22 is configured such that the tip shaft portion 222 having a small diameter slides in the sac chamber 5, and the third guide 53 and the second guide of the sac chamber 5 after the third seat 2 c is separated. Since the lift is performed while being guided at two positions 52, the lift can be performed without being eccentric with respect to the center of the axis of the nozzle body B. Therefore, unlike the conventional configuration, there is no possibility of axis deviation, and uniform spray is injected from the plurality of second injection holes 32, so that a good combustion state is realized.

噴射停止時には、図1(a)のピエゾ駆動部8により制御弁7を初期位置に切り換え、コモンレール9から制御弁7および制御通路41を介して、制御室4に高圧燃料を導入する。制御室4の圧力が再上昇し、所定圧を超えるとアウターニードル21およびインナーニードル22が下降する。この際、先ずインナーニードル22が、第3ガイド53と第2ガイド52の2箇所で案内されながら下降し、第3シート2cが第2噴孔32の上流側に着座する。これにより、燃料溜まり16と第2噴孔32との間が遮断され、第2噴孔32からの燃料噴射が停止される。   When the injection is stopped, the control valve 7 is switched to the initial position by the piezo drive unit 8 in FIG. 1A, and high-pressure fuel is introduced from the common rail 9 into the control chamber 4 through the control valve 7 and the control passage 41. When the pressure in the control chamber 4 rises again and exceeds the predetermined pressure, the outer needle 21 and the inner needle 22 are lowered. At this time, first, the inner needle 22 is lowered while being guided at two locations of the third guide 53 and the second guide 52, and the third seat 2 c is seated on the upstream side of the second injection hole 32. As a result, the gap between the fuel reservoir 16 and the second injection hole 32 is cut off, and fuel injection from the second injection hole 32 is stopped.

一方、アウターニードル21は、インナーニードル22のフランジ221から離れて、第1ガイド51、第2ガイド52の2箇所で案内されながら、さらに下降する。インナーニードル22の第1シート2a、第2シート2bが着座して、第1噴孔31を閉鎖すると、燃料噴射が停止される。この際、第1シート2aが第1噴孔31の上流側に着座して、燃料溜まり16との間を遮断するとともに、第2シート2bが第1噴孔31の下流側を遮断するので、アウターニードル21とインナーニードル22の間隙から、第1噴孔31へ漏れ出た燃料が噴射されるのを防止できる。   On the other hand, the outer needle 21 is further lowered while being separated from the flange 221 of the inner needle 22 and being guided at two locations of the first guide 51 and the second guide 52. When the first seat 2a and the second seat 2b of the inner needle 22 are seated and the first injection hole 31 is closed, the fuel injection is stopped. At this time, the first seat 2a sits on the upstream side of the first injection hole 31 and blocks the fuel reservoir 16, and the second sheet 2b blocks the downstream side of the first injection hole 31. It is possible to prevent fuel leaking from the outer needle 21 and the inner needle 22 from being injected into the first injection hole 31.

このように、本実施形態によれば、サック室5に、ガイド部としての第3ガイド53を形成し、インナーニードル22の先端軸部222を案内する構成としてので、ノズルニードル2の開弁時の軸ずれを防止して、噴霧の噴孔間ばらつきを低減することができる。よって、安定した燃料噴霧を形成し、排気エミッション等を低減させる効果が得られる。   Thus, according to the present embodiment, the third guide 53 as the guide portion is formed in the sack chamber 5 to guide the distal end shaft portion 222 of the inner needle 22, so that the nozzle needle 2 is opened. Misalignment of the spray nozzles can be prevented, and variations in spray spray holes can be reduced. Therefore, an effect of forming stable fuel spray and reducing exhaust emission and the like can be obtained.

図3に本発明の第2の実施形態における可変噴孔ノズル1の先端部構成を示す。本実施形態の燃料噴射弁の基本構造は、上記図1に示した第1の実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。本実施形態の可変噴孔ノズル1は、サック室5を摺動するインナーニードル22の先端軸部222を、外周面の一部を切り欠いた形状とする。具体的には、図3に示すように、先端軸部222の外周面の3箇所を軸方向に切り欠いてフラット面とし、サック室5内周面の第3ガイド53との間に連通孔223を形成する。   FIG. 3 shows the configuration of the tip of the variable nozzle nozzle 1 in the second embodiment of the present invention. The basic structure of the fuel injection valve of the present embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and will be described below with a focus on the differences. In the variable nozzle nozzle 1 of the present embodiment, the tip shaft portion 222 of the inner needle 22 that slides in the sac chamber 5 is formed by cutting out a part of the outer peripheral surface. Specifically, as shown in FIG. 3, three portions on the outer peripheral surface of the tip shaft portion 222 are cut out in the axial direction to form a flat surface, and a communication hole is formed between the third guide 53 on the inner peripheral surface of the sack chamber 5. 223 is formed.

この連通孔223の上端は、第3シート2c下流側、すなわちサック室5に至る先端部B1の内周円錐面とインナーニードル22の段付部との間の空間54に開口し、下端は、先端軸部222下方のサック室5に開口する。空間54は、インナーニードル22の開弁時には、上流側の燃料溜まり16と連通し、閉弁時に第3シート2cが着座することにより、閉空間となる。   The upper end of the communication hole 223 opens to the space 54 between the inner peripheral conical surface of the distal end B1 reaching the sack chamber 5 and the stepped portion of the inner needle 22 on the downstream side of the third seat 2c. It opens to the sack chamber 5 below the tip shaft portion 222. The space 54 communicates with the upstream fuel reservoir 16 when the inner needle 22 is opened, and becomes a closed space when the third seat 2c is seated when the inner needle 22 is closed.

連通孔223を有しない構成では、インナーニードル22の閉弁時に、先端軸部222が下降するのに伴い下方のサック室5内の燃料が圧縮されるため、閉弁速度が低下するなどインナーニードル22の作動が不安定となるおそれがある。これに対し、本実施形態の構成では、連通孔223を介してサック室5と先端軸部222上流の空間54が常時連通し、インナーニードル22の閉弁初期は、第3シート2cを介して燃料溜まり16とも連通するので、先端軸部222が下降するのに伴いサック室5から燃料が流出可能となる。よって、サック室5内の圧力変動が抑制されて、インナーニードル22を安定して作動させることができる。   In the configuration that does not have the communication hole 223, when the inner needle 22 is closed, the fuel in the lower sac chamber 5 is compressed as the distal end shaft portion 222 is lowered, so that the valve closing speed is reduced. The operation of 22 may become unstable. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the suck chamber 5 and the space 54 upstream of the tip shaft portion 222 are always in communication with each other through the communication hole 223, and the initial valve closing of the inner needle 22 is performed through the third seat 2c. Since the fuel reservoir 16 is also communicated, the fuel can flow out of the sac chamber 5 as the tip shaft portion 222 is lowered. Therefore, the pressure fluctuation in the sac chamber 5 is suppressed, and the inner needle 22 can be operated stably.

図4に本発明の第3の実施形態を示す。本実施形態の基本構造は、上記第2の実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に述べる。本実施形態の可変噴孔ノズル1は、インナーニードル22の先端軸部222の内部に、第3シート2cと先端軸部222の間の空間54と、サック室5内空間とを常時連通させる連通孔224を設ける。具体的には、図3に示すように、先端軸部222内にT字状の孔を設けて連通孔224とし、その下端をサック室5に開口させ、両上端を空間54に開口させる。   FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. The basic structure of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and the differences will be mainly described below. The variable injection hole nozzle 1 of the present embodiment communicates with the space 54 between the third seat 2 c and the tip shaft portion 222 and the space in the sack chamber 5 at all times inside the tip shaft portion 222 of the inner needle 22. A hole 224 is provided. Specifically, as shown in FIG. 3, a T-shaped hole is provided in the tip shaft portion 222 to form a communication hole 224, the lower end thereof is opened to the sack chamber 5, and both upper ends are opened to the space 54.

本実施形態のように、上記第2の実施形態における連通孔223に代えて、先端軸部222内部に連通孔224を設ける構成とすることもできる。この場合も、インナーニードル22の閉弁時に、連通孔224および先端軸部222上流の空間54を介してサック室5の燃料が流出可能となる。よって、サック室5内の圧力変動が抑制されて、インナーニードル22を安定して作動させることができる。   As in this embodiment, instead of the communication hole 223 in the second embodiment, the communication hole 224 may be provided inside the distal end shaft portion 222. Also in this case, when the inner needle 22 is closed, the fuel in the sac chamber 5 can flow out through the space 54 upstream of the communication hole 224 and the tip shaft portion 222. Therefore, the pressure fluctuation in the sac chamber 5 is suppressed, and the inner needle 22 can be operated stably.

図5に本発明の第4の実施形態を示す。本実施形態の基本構造は、上記第3の実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に述べる。図5(a)のように、本実施形態の可変噴孔ノズル1は、インナーニードル22の下端部に第3シート2c、空間54を設けず、小径の先端軸部222に続く円錐面を先端部B1の内周円錐面に沿う形状としている。先端軸部222内には、サック室5内空間に開口するT字状の連通孔224を設けるとともに、その両上端をサック室5の上端縁部に対向する位置に開口させる。また、第2噴孔32を、第3ガイド53を構成するサック室5内周面に開口させている。   FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. The basic structure of the present embodiment is the same as that of the third embodiment, and the differences will be mainly described below. As shown in FIG. 5A, the variable nozzle hole 1 of the present embodiment does not have the third sheet 2c and the space 54 at the lower end portion of the inner needle 22, and has a conical surface that continues to the small-diameter tip shaft portion 222 at the tip. The shape is along the inner peripheral conical surface of the part B1. A T-shaped communication hole 224 that opens into the space inside the sac chamber 5 is provided in the distal end shaft portion 222, and both upper ends thereof are opened at positions facing the upper end edge of the sack chamber 5. Further, the second injection hole 32 is opened on the inner peripheral surface of the sack chamber 5 constituting the third guide 53.

本実施形態によれば、図5(a)のインナーニードル22が閉弁位置にある時、先端軸部222によって第2噴孔32が閉鎖される。図5(b)のように、インナーニードル22がリフトすると、連通路224および第2噴孔32が開放され、燃料溜まり16から連通孔224を介してサック室5内に流入する燃料が、第2噴孔32から噴射される。   According to this embodiment, when the inner needle 22 in FIG. 5A is in the valve closing position, the second injection hole 32 is closed by the distal end shaft portion 222. As shown in FIG. 5B, when the inner needle 22 is lifted, the communication passage 224 and the second injection hole 32 are opened, and the fuel flowing into the sac chamber 5 from the fuel reservoir 16 through the communication hole 224 becomes the first. The two injection holes 32 are injected.

この時、インナーニードル22がリフトを開始してから第2噴孔32のリフト開始までのリフト量L(先端軸部222の下端外周縁から第2噴孔32までの距離)を任意に設定することができ、これによって、第2噴孔開弁時期を自在に設定することができる。上記各実施形態の構成では、第2噴孔開弁時期を、アウターニードル21がインナーニードル22に当接するまでのリフト量で設定しており、ノズルボデーBに対するアウターニードル21の頭頂部の位置と、インナーニードル22のフランジ221の位置とから、その隙間を管理する必要があるため、関連する部品が3つになり計測や調整に手間がかかる。これに対し、本実施形態の構成では、ノズルボデーBに対するリフト量L寸法だけを管理すればよく、調整もインナーニードル22だけとなるので簡易にできる。従って、第2噴孔32からの噴射タイミングの制御が容易にできる。   At this time, a lift amount L (a distance from the outer peripheral edge of the lower end of the tip shaft portion 222 to the second nozzle hole 32) from when the inner needle 22 starts to lift to when the second nozzle hole 32 starts to be lifted is arbitrarily set. Thus, the second nozzle hole opening timing can be freely set. In the configuration of each of the above embodiments, the second nozzle hole opening timing is set by the lift amount until the outer needle 21 contacts the inner needle 22, the position of the top of the outer needle 21 with respect to the nozzle body B, Since it is necessary to manage the gap from the position of the flange 221 of the inner needle 22, there are three related parts, which takes time and trouble. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, only the lift amount L dimension with respect to the nozzle body B needs to be managed, and the adjustment is made only by the inner needle 22, so that it can be simplified. Therefore, the injection timing from the second injection hole 32 can be easily controlled.

図6に本発明の第5の実施形態を示す。本実施形態の基本構造は、上記第4の実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に述べる。図6(a)のように、本実施形態の可変噴孔ノズル1は、スペーサ23をアウターニードル21とインナーニードル22の第2ガイド52下方まで延出し、そのスペーサ23下端部内周に環状溝を設けてアウターニードル21との間に低圧室43を形成する。低圧室43は、スペーサ23および流路形成部材B2内に軸方向に形成した低圧通路44にて、図1の燃料排出通路15に連通し、ノズルボデーB内に低圧部を構成している。また、アウターニードル21には、低圧室43に隣接する位置に径方向の貫通孔を設けて、アウターニードル21とインナーニードル22の間隙と低圧室43との連通路42とする。   FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. The basic structure of the present embodiment is the same as that of the fourth embodiment, and the differences will be mainly described below. As shown in FIG. 6A, the variable nozzle nozzle 1 of the present embodiment extends the spacer 23 below the second guide 52 of the outer needle 21 and the inner needle 22, and forms an annular groove on the inner periphery of the lower end of the spacer 23. A low pressure chamber 43 is formed between the outer needle 21 and the outer needle 21. The low pressure chamber 43 communicates with the fuel discharge passage 15 of FIG. 1 through a low pressure passage 44 formed in the axial direction in the spacer 23 and the flow path forming member B2, and constitutes a low pressure portion in the nozzle body B. In addition, the outer needle 21 is provided with a radial through hole at a position adjacent to the low pressure chamber 43 to form a communication path 42 between the outer needle 21 and the inner needle 22 and the low pressure chamber 43.

本実施形態によれば、アウターニードル21とインナーニードル22の間隙が連通路42を介して低圧室43に連通するので、アウターニードル21の開弁後、燃料溜まり16の燃料がインナーニードル22側へリークするのを抑制することができる。上記第4の実施形態のインナーニードル22構成では(図5参照)、第3シート2cを省略しており、燃料溜まり16の燃料が先端軸部222の摺動部から、第2噴孔32へ漏れるおそれがある。この摺動部のリーク量は第3ガイド53との僅かなクリアランスから発生するもので、大きなリーク量ではないが、低圧室43を構成することでより軽減することができる。   According to the present embodiment, since the gap between the outer needle 21 and the inner needle 22 communicates with the low pressure chamber 43 via the communication path 42, the fuel in the fuel reservoir 16 moves toward the inner needle 22 after the outer needle 21 is opened. Leakage can be suppressed. In the configuration of the inner needle 22 of the fourth embodiment (see FIG. 5), the third seat 2c is omitted, and the fuel in the fuel reservoir 16 passes from the sliding portion of the tip shaft portion 222 to the second injection hole 32. There is a risk of leakage. The amount of leakage of the sliding portion is generated from a slight clearance with the third guide 53 and is not a large amount of leakage, but can be further reduced by configuring the low pressure chamber 43.

さらに、図6(b)のように、アウターニードル21のシート部を、第1噴孔31上流側の第1シート2aのみの構成とするとともに、アウターニードル21の閉弁時には、第1シート2a下流のアウターニードル21先端面が、ノズルボデー先端部B1内周面に近接して、第1噴孔31入口をほぼ覆う形状(いわゆるVCO方式)とする。このように、上流側だけシートを設け、VCO方式として下流側のシートを省略した1シート部構成とすることもでき、複雑な加工が不要となるので、製作が容易になる。   Further, as shown in FIG. 6B, the seat portion of the outer needle 21 is configured only by the first seat 2 a upstream of the first injection hole 31, and the first seat 2 a is closed when the outer needle 21 is closed. The downstream outer needle 21 tip surface is close to the inner peripheral surface of the nozzle body tip B1 and substantially covers the inlet of the first injection hole 31 (so-called VCO method). In this way, it is possible to provide a single-sheet configuration in which a sheet is provided only on the upstream side and the downstream sheet is omitted as a VCO system, and complicated processing is not required, so that manufacture is facilitated.

以上のように構成すれば、ツインニードル式の可変噴孔ノズルにおいて、インナーニードルの軸ずれによる噴霧の噴孔間ばらつきを低減して、良好な燃焼を実現し、排気状態を改善することができる。   If comprised as mentioned above, in a twin needle type variable nozzle hole nozzle, the dispersion | variation between the nozzle holes of the spray by the axial shift of an inner needle can be reduced, favorable combustion can be implement | achieved, and an exhaust state can be improved. .

なお、上記実施形態におけるニードル駆動機構、例えば制御弁やピエゾ駆動部の構成は、これに限るものではなく、他の構成としてもよい。また、ピエゾ駆動部に代えてソレノイドを有する電磁駆動部を用いてもよい。   Note that the configurations of the needle drive mechanism, for example, the control valve and the piezo drive unit in the above embodiment are not limited to this, and other configurations may be employed. Further, an electromagnetic drive unit having a solenoid may be used instead of the piezo drive unit.

(a)は本発明の第1の実施形態の燃料噴射弁を含むディーゼルエンジンの燃料噴射システムの全体構成概略図であり、(b)は第1の実施形態における可変噴孔ノズルの主要部拡大断面図で、(a)のA部拡大図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (a) is the whole structure schematic diagram of the fuel injection system of the diesel engine containing the fuel injection valve of the 1st Embodiment of this invention, (b) is a principal part expansion of the variable injection hole nozzle in 1st Embodiment. It is sectional drawing and is the A section enlarged view of (a). 第1の実施形態における可変噴孔ノズルの主要部拡大断面図で、ノズルニードル開弁時の状態を示す図である。It is a principal part expanded sectional view of the variable nozzle hole nozzle in 1st Embodiment, and is a figure which shows the state at the time of nozzle needle valve opening. 第2の実施形態における可変噴孔ノズルの主要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the variable nozzle hole nozzle in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における可変噴孔ノズルの主要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the variable nozzle hole in 3rd Embodiment. (a)は第4の実施形態における可変噴孔ノズルの主要部拡大断面図で、閉弁時の状態を示す図、(b)は開弁時の状態を示す主要部拡大断面図である。(A) is a principal part expanded sectional view of the variable injection hole nozzle in 4th Embodiment, and is a figure which shows the state at the time of valve closing, (b) is a principal part expanded sectional view which shows the state at the time of valve opening. (a)は第5の実施形態における可変噴孔ノズルの上部拡大断面図、(b)はその主要部拡大断面図である。(A) is the upper expanded sectional view of the variable nozzle hole nozzle in 5th Embodiment, (b) is the principal part expanded sectional view. (a)は従来の燃料噴射弁における可変噴孔ノズルの主要部拡大断面図、(b)はその主要部拡大断面図で、(a)のA部拡大図である。(A) is the principal part expanded sectional view of the variable injection hole nozzle in the conventional fuel injection valve, (b) is the principal part expanded sectional view, and is the A section enlarged view of (a).

符号の説明Explanation of symbols

B ノズルボデー
B1 先端部
1 可変噴孔ノズル
1a 縦孔
14 燃料供給通路
15 燃料排出通路
16 燃料溜まり
17 高圧通路
2 ノズルニードル
21 アウターニードル
211 フランジ
22 インナーニードル
221 フランジ
222 先端軸部
223 連通孔
224 連通孔
23 スペーサ
24 第1ばね
25 第2ばね
26 オリフィス通路
27 溝
3 噴孔群
31 第1噴孔
32 第2噴孔
4 制御室
41 制御通路
43 低圧室(低圧部)
44 低圧通路(低圧部)
45 連通路
5 サック室
51 第1ガイド
52 第2ガイド
53 第3ガイド
6 ニードル駆動機構
7 制御弁
71、72 高圧通路
73 低圧通路
8 ピエゾ駆動部
9 コモンレール

B Nozzle body B1 Tip portion 1 Variable nozzle nozzle 1a Vertical hole 14 Fuel supply passage 15 Fuel discharge passage 16 Fuel reservoir 17 High pressure passage 2 Nozzle needle 21 Outer needle 211 Flange 22 Inner needle 221 Flange 222 Tip shaft portion 223 Communication hole 224 Communication hole 23 Spacer 24 First spring 25 Second spring 26 Orifice passage 27 Groove 3 Injection hole group 31 First injection hole 32 Second injection hole 4 Control chamber 41 Control passage 43 Low pressure chamber (low pressure portion)
44 Low pressure passage (low pressure section)
45 Communication passage 5 Suck chamber 51 First guide 52 Second guide 53 Third guide 6 Needle drive mechanism 7 Control valve 71, 72 High pressure passage 73 Low pressure passage 8 Piezo drive 9 Common rail

Claims (7)

ノズルボデーの先端部に設けた複数の噴孔を複数のニードルにて開閉する可変噴孔ノズルを備える燃料噴射弁であって、
上記ノズルボデー内に摺動可能に配設されて第1噴孔を開閉するアウターニードルと、
上記アウターニードル内に摺動可能に配設されて第2噴孔を開閉するインナーニードルと、
上記アウターニードルおよび上記インナーニードルに閉弁方向の圧力を作用させる制御室を有して、
上記制御室の圧力低下に伴い上記アウターニードルが先行リフトし、上記アウターニードルが上記インナーニードルに当接してこれをリフトさせる構成とし、
かつ上記ノズルボデーの先端部内周に、上記インナーニードルの先端軸部を摺動可能に保持するガイド部を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
A fuel injection valve comprising a variable nozzle nozzle that opens and closes a plurality of nozzle holes provided at the tip of a nozzle body with a plurality of needles,
An outer needle that is slidably disposed in the nozzle body and opens and closes the first nozzle hole;
An inner needle that is slidably disposed in the outer needle and opens and closes the second nozzle hole;
A control chamber for applying pressure in the valve closing direction to the outer needle and the inner needle;
With the pressure drop in the control chamber, the outer needle is lifted in advance, the outer needle is in contact with the inner needle and lifts it,
A fuel injection valve characterized in that a guide portion for slidably holding the tip shaft portion of the inner needle is provided on the inner periphery of the tip portion of the nozzle body.
上記ガイド部に保持される上記インナーニードルの先端軸部は、外周面の一部を軸方向に切り欠いた形状とする請求項1記載の燃料噴射弁。   2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the tip end shaft portion of the inner needle held by the guide portion has a shape in which a part of the outer peripheral surface is notched in the axial direction. 上記インナーニードルは、上記先端軸部の内部に、上記ノズルボデーの先端部内空間と上記先端軸部上流側とを連通する連通孔を設けた請求項1記載の燃料噴射弁。   2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the inner needle is provided with a communication hole that communicates the inner space of the tip of the nozzle body and the upstream side of the tip shaft in the tip shaft. 上記第2噴孔を、上記ガイド部が形成される上記ノズルボデーの先端部壁に形成し、上記インナーニードルの先端軸部のリフトによって上記第2噴孔の開口を制御する構成とした請求項3記載の燃料噴射弁。   The second nozzle hole is formed in a tip wall of the nozzle body in which the guide part is formed, and the opening of the second nozzle hole is controlled by a lift of a tip shaft part of the inner needle. The fuel injection valve as described. 上記インナーニードルの先端軸部を上記第2噴孔のシール部とする請求項4記載の燃料噴射弁。   The fuel injection valve according to claim 4, wherein a tip shaft portion of the inner needle is a seal portion of the second injection hole. 上記アウターニードルと上記インナーニードルとの間隙をノズルボデーに設けた低圧部に開放させる請求項1ないし5のいずれか1項に記載の燃料噴射弁。   The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 5, wherein a gap between the outer needle and the inner needle is opened to a low pressure portion provided in a nozzle body. 上記アウターニードルは、上記第1噴孔の上流側にシート部を有するとともに、上記アウターニードルの閉弁時に上記シート部下流側をカバーする形状とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の燃料噴射弁。

The said outer needle has a sheet | seat part in the upstream of the said 1st nozzle hole, and is a shape which covers the said sheet | seat part downstream side at the time of valve closing of the said outer needle. Fuel injection valve.

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