JP2009138683A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射燃料の微粒化を促進することができるとともに、噴射性能を向上することができる燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】燃料噴射弁１０のノズルボデー２１には、ニードル３０を収容するノズル孔２２が形成されている。ノズル孔２２の内壁面は燃料溜り室４３を形成し、その先端側には、弁座部２４およびサック部２５が形成されている。ニードル３０には、弁座部２４に対向するとともに弁座部２４に離着座可能なシート部３１が形成されている。サック部２５の入口部２６の径Ｄ２は、底部２７の径Ｄ１に比べ小さくなっている。これにより、ニードル３０の微小リフト時に形成されるシート部３１と弁座部２４とによって形成される絞り流路３８の長さを長くすることができ、ニードル３０の離座方向への力を増大させ、リフト速度を向上させることができる。その結果、噴射燃料の微粒化を促進するとともに、噴射性能を向上することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

従来、先端部に設けられたサック部の内壁と弁ボデーの外壁とを貫通する噴孔を有する弁ボデーと、サック部の燃料流れ方向に対して上流側に形成される燃料通路とサック部との連通を遮断する弁部材と、を備える燃料噴射弁が知られている（特許文献１参照）。
特許第３０４２０１８号公報

さて、近年の自動車排ガス規制強化に伴い、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（微粒子状物質）、ＣＯ２（二酸化炭素）等の排出量の低下が要望されている。一般に、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の微粒化を促進することにより燃焼状態を良好にすることができ、ＮＯｘ等の排出量を低下することができると考えられている。

この微粒化を促進させる一例として、噴孔径を小さくすることが挙げられる。しかし、単に噴孔径を小さくしただけでは噴射量が減少してしまうため、噴孔の数を増加する必要がある。

しかしながら、上述した従来の燃料噴射弁において、噴射燃料の微粒化を促進すべく、噴孔径を小さくするとともに噴孔の数を増加すると、噴孔と隣接する噴孔との間には所定の間隔が必要となるため、サック部の径を大きくせざるを得なくなる。

そうすると、サック部に隣接して設けられている弁座部の長さが短くなってしまう。このため、弁部材の離座方向へのリフト初期に、弁部材のシート部と弁座部とによって形成される、流路断面積が噴孔の総流路断面積よりも小さい絞り流路の長さが短くなってしまう。

この絞り流路の長さが短くなると、リフト初期時に弁部材における燃料通路内の燃料の燃料圧力を受ける面積が減少してしまうため、弁部材に働く離座方向への力が減少してしまい、リフト速度が低下する。このため、噴射量を確保するために噴孔の数を増加させたとしても噴射初期の噴射率の立ち上がりがなだらかになるので、噴射量が減少してしまうという問題が発生し、噴射性能が低下する。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴射燃料の微粒化を促進することができるとともに、噴射性能を向上することができる燃料噴射弁を提供することである。

請求項１に記載の発明は、燃料通路を形成する内壁面に弁座部、燃料流れ方向において弁座部の下流側に隣接して設置されているサック部、および一方の端部がサック部に開口し他方の端部が外壁に開口している噴孔を有する弁ボデーと、弁座部に対向して配置され、弁座部から離座または弁座部に着座することにより、燃料通路を開閉するシート部を有する弁部材と、を備え、弁部材の離座方向へのリフト初期に、シート部と弁座部とによって、噴孔の総流路断面積よりも小さい流路断面積となる絞り流路が形成される燃料噴射弁であって、サック部の入口部の径は、サック部の底部の径よりも小さいことを特徴としている。

この構成によれば、サック部の入口部の径はサック部の底部の径よりも小さいため、弁座部の長さが弁ボデーの中心軸に向かって延長されることとなる。このため、弁座部と対向するシート部の長さを上記中心軸に向かって延長させることが可能となり、弁部材のリフト初期（以下、微小リフトという）に、シート部と弁座部とによって形成される絞り流路の長さが、長くなる。このため、燃料通路内の燃料の燃料圧力を受ける面積が増加する。これにより、弁部材に働く離座方向の力は、サック部の入口部の径が底部の径以上となっている従来技術の燃料噴射弁に比べ大きくなる。その結果、少なくとも微小リフト時における弁部材の離座方向へのリフト速度が速くなり、噴射初期における噴射率を大きくすることができ所定の噴射量を確保することができる。これにより、噴射燃料の微粒化を促進することができるとともに、噴射性能を向上することができる燃料噴射弁を提供できる。

請求項２に記載の発明は、弁座部は、サック部に向かうほど内径が小さくなるように形成され、弁部材のシート部は、先端に向かうほど外径が小さくなるように形成されており、シート部のさらに先端側には、弁部材の中心軸に対する傾斜角度がシート部の傾斜角度よりも大きい傾斜面を有する逃がし部が形成され、逃がし部のシート部側の端部の外径は、入口部の径よりも大きいことを特徴としている。

弁座部がサック部に向かうほど内径が小さくなるように形成されるとともに弁部材のシート部も先端に向かうほど外径が小さくなるように形成され、シート部のさらに先端側には、傾斜角度がシート部の傾斜角度よりも大きい傾斜面を有する逃がし部が形成されているため、弁部材の全長を極力短くすることができる。

さらに、逃がし部のシート部側の端部の外径は、入口部の径よりも大きくなっている。このため、逃がし部のシート部側の端部は、燃料流れ方向に対して入口部よりも上流側に配置されることとなる。

この構成によれば、シート部の逃がし部側の端部における絞り流路の流路断面積を、弁部材のリフト量に対してリニアに変化させることができる。したがって、絞り流路を通過してサック部の入口部に供給される燃料の量を弁部材のリフト量に対してリニアに変化させることができる。その結果、弁部材のリフトに対する噴孔から噴射される燃料量をリニアの関係となり噴射の制御性が向上し、噴射性能を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、サック部の入口部における流路断面積は、噴孔の総流路断面積よりも大きいことを特徴としている。

この構成によれば、サック部の入口部における流路断面積は噴孔の総流路断面積よりも大きいため、入口部を流れる燃料の通過流量は、噴孔から噴射される燃料量よりも多くなる。このため、入口部にて燃料の流れが絞られることがなくなり、十分な量の燃料を噴孔に供給することができる。

請求項４に記載の発明は、弁部材は、シート部の離座方向側に燃料通路内の燃料の燃料圧力を受けることにより弁部材を離座方向に付勢する受圧部を有することを特徴としている。

この構成によれば、弁部材は、シート部の離座方向側に燃料通路内の燃料の燃料圧力を受けることにより弁部材を離座方向に付勢する受圧部を有しているので、弁部材の離座方向へのリフト速度をさらに高めることができ、噴射性能を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態による燃料噴射弁の断面を図１に示す。

図１に示す燃料噴射弁１０は、例えば、ディーゼルエンジン用コモンレール式燃料噴射装置に用いられるものである。燃料噴射弁１０は、図示しないエンジンのエンジンヘッドに搭載され、高圧燃料を蓄積する図示しないコモンレールから供給される高圧燃料をエンジンの各気筒内に直接噴射するように構成されている。

燃料噴射弁１０は、ノズル２０、オリフィスプレート５０、バルブボデー６０、制御弁６４、ロアボデー７０、ピエゾアクチュエータ８０、および駆動力伝達部８１などから構成されている。燃料噴射弁１０は、図中の下方からノズル２０、オリフィスプレート５０、バルブボデー６０、およびロアボデー７０の順で積層され、互いにリテーニングナット９０により固定されている。

ノズル２０は、ノズルボデー２１、ニードル３０、コイルスプリング４０、およびシリンダ４１などから構成されている。ノズルボデー２１には、上端部から下端部近傍にかけてノズル孔２２が形成されている。ノズルボデー２１の上端部には、オリフィスプレート５０を配置させることにより、ノズル孔２２は閉ざされた空間となる。

ノズルボデー２１の先端には、ノズル孔２２とノズルボデー２１の外壁とが貫通する噴孔２３が複数個形成されている。ノズル孔２２には、噴孔２３の開口より上流側にニードル３０が離着座する弁座部２４が形成されている。ノズル孔２２の側壁には、ニードル３０を軸方向に摺動可能に指示するガイド部２９が形成されている。ノズル孔２２には、ニードル３０、コイルスプリング４０およびシリンダ４１が収容されている。

ニードル３０は、棒状に形成され、その先端には、弁座部２４に離着座するシート部３１が形成されている。シート部３１の上側には、燃料の圧力を受けることによりニードル３０を離座方向に付勢する受圧部３２が形成されている。ニードル３０のシート部３１の反対側の端部には、シリンダ摺動部３４が形成されている。シリンダ摺動部３４は、ノズル孔２２に収容される略円筒状に形成されたシリンダ４１の内周壁に軸方向に摺動可能に支持される摺動部である。

受圧部３２とシリンダ摺動部３４との間には、ボデー摺動部３５が形成されている。ボデー摺動部３５は、ノズル孔２２のガイド部２９に軸方向に摺動可能に支持される摺動部である。ボデー摺動部３５が形成される部位には、ノズル孔２２の側壁との間に隙間を形成するため、切欠き部３６が形成されている。切欠き部３６が形成されているため、シリンダ摺動部３４側からシート部３１側へ燃料を流通させることができる。

シリンダ摺動部３４とボデー摺動部３５との間の外径は、両摺動部３４、３５の外径よりも小さくなっており、ボデー摺動部３５の上部には段差部３７が形成されている。この段差部３７には、ニードル３０を下方、つまりシート部３１が弁座部２４に着座する方向に付勢するコイルスプリング４０の下端部を支持する支持リング４２が設けられている。

コイルスプリング４０は、支持リング４２とシリンダ４１との間に、ある程度軸方向に圧縮された状態で配置されている。これにより、シリンダ４１はオリフィスプレート５０の下端面に押し付けられる。

図１に示すように、ノズル孔２２にコイルスプリング４０、ニードル３０、およびシリンダ４１を収容することにより、ニードル３０の周囲には、ノズル孔２２の側壁、ニードル３０、およびシリンダ４１の外周壁にて囲まれる燃料溜り室４３が形成される。

そして、ニードル３０の上端部には、ニードル３０のシリンダ摺動部３４の上端部、シリンダ４１の内周壁、およびオリフィスプレート５０の下端面にて囲まれる圧力制御室４４が形成される。

燃料溜り室４３は、噴孔２３から噴射される高圧燃料を蓄積する空間であり、噴孔２３と連通している。この燃料溜り室４３が請求項に記載の燃料通路に相当する。シート部３１が弁座部２４に着座すると、燃料溜り室４３と噴孔２３との連通が遮断され、噴孔２３から燃料が噴射されない。シート部３１が弁座部２４から離座すると、燃料溜り室４３と噴孔２３とが連通し、噴孔２３から燃料が噴射される。

圧力制御室４４は、ニードル３０の軸方向の移動を制御する高圧燃料を蓄積する空間である。圧力制御室４４に燃料が供給されると、その燃料の燃料圧力はシリンダ摺動部３４の上端部に作用し、ニードル３０を着座方向に付勢する。

オリフィスプレート５０は、略円盤状に形成され、ノズルボデー２１とバルブボデー６０との間に配置されている。オリフィスプレート５０には、燃料供給通路５１、第一連通路５２、および第二連通路５３が形成されている。

燃料供給通路５１は、コモンレール内の高圧燃料を燃料溜り室４３に供給する通路であり、一端が燃料溜り室４３に開口している。第一連通路５２は、燃料溜り室４３と後述するバルブボデー６０に形成される弁室６２とを連通する通路である。オリフィスプレート５０の下端面には、略円環状の溝が形成されており、その溝の底部に燃料供給通路５１と第一連通路５２とが開口している。第二連通路５３は、圧力制御室４４と弁室６２とを連通する通路である。

バルブボデー６０は、略円盤状に形成され、オリフィスプレート５０とロアボデー７０との間に配置されている。バルブボデー６０には、燃料供給通路６１、弁室６２、および第三連通路６３が形成されている。

燃料供給通路６１は、オリフィスプレート５０の燃料供給通路５１と連通しており、燃料供給通路５１を介して燃料溜り室４３にコモンレール内の高圧燃料を供給する。弁室６２は、制御弁６４およびコイルスプリング６７を収容する。弁室６２には、第一、第二連通路５２、５３の一方の端部が開口している。第三連通路６３は、一方の端部が弁室６２の上端面に開口し、他方の端部がロアボデー７０に形成されている収容孔７１に開口している。

制御弁６４は、第一、第二、第三連通路５２、５３、６３の燃料の流れを制御する。制御弁６４は、弁室６２の上端面に着座する低圧側シート６５、および弁室６２の下端面（オリフィスプレート５０の上端面）に着座する高圧側シート６６を有する。コイルスプリング６７は、制御弁６４を常に弁室６２の上端面側に付勢する。

低圧側シート６５が弁室６２の上端面に着座すると、第三連通路６３が閉塞されるとともに第一連通路５２が開放される。これにより、燃料溜り室４３内の高圧燃料が第一連通路５２および第二連通路を通って圧力制御室４４に供給される。その結果、圧力制御室４４内の燃料圧力は、燃料溜り室４３内の燃料圧力とほぼ同じ圧力となる。

高圧側シート６６が弁室６２の下端面に着座すると、第一連通路５２が閉塞されるとともに第三連通路６３が開放される。これにより、圧力制御室４４内の高圧燃料が第二連通路５３を通って、一旦弁室６２に流入する。その後、弁室６２内の燃料は第三連通路６３を通って低圧側である収容孔７１に排出される。ここで、収容孔７１は、ほぼ大気圧となっている燃料タンクと連通しているため、燃料溜り室４３内の燃料圧力と比較すると圧力が低くなっている。このため、圧力制御室４４内の燃料圧力が低下する。

ロアボデー７０は、筒状に形成されており、内部に収容孔７１、高圧通路７２、および図示しない低圧通路が形成されている。

収容孔７１は、ピエゾアクチュエータ８０および駆動力伝達部８１を収容する。収容孔７１の下端部は、バルブボデー６０の第三連通路６３に連通している。収容孔７１は、低圧通路とも連通している。低圧通路は、図示しない燃料タンクと燃料配管を通じて連通している。

ピエゾアクチュエータ８０は、ＰＺＴなどの圧電セラミック層と電極層とを交互に積層したものであり、図示しない駆動回路にて充放電することにより、ピエゾアクチュエータ８０は積層方向に伸縮する。

駆動力伝達部８１は、ピエゾアクチュエータ８０の下側に設けられ、ピエゾアクチュエータ８０の変位を第三連通路６３内に収容されるピン８２を介して制御弁６４に伝達する。

駆動回路によってピエゾアクチュエータ８０が充電されると、ピエゾアクチュエータ８０は伸長する。駆動力伝達部８１は、ピエゾアクチュエータ８０の伸長方向の変位を受け、その変位をピン８２を介して制御弁６４に伝達する。これにより、制御弁６４は下方に移動する。その結果、低圧側シート６５が弁室６２の上端面から離座するとともに、高圧側シート６６が弁室６２の下端面に着座する。

駆動回路によってピエゾアクチュエータ８０が放電されると、ピエゾアクチュエータ８０に蓄積された電荷が放出され、ピエゾアクチュエータ８０は収縮する。ピエゾアクチュエータ８０が収縮すると、制御弁６４およびピン８２は、コイルスプリング６７の付勢力により、上方に移動する。その結果、低圧側シート６５が弁室６２の上端面に着座するとともに、高圧側シート６６が弁室６２の下端面から離座する。

高圧通路７２は、燃料溜り室４３にコモンレールからの高圧燃料を供給する通路であり、一端がロアボデー７０の上端部に開口し、他端がバルブボデー６０の燃料供給通路６１に連通している。ロアボデー７０の上端部には、高圧通路７２に高圧燃料を供給する燃料配管が接続される雄ネジ部７３が形成されている。

次に、上述したように構成され燃料噴射弁１０の作動を図１に基づいて説明する。ピエゾアクチュエータ８０が放電され、内部に蓄積された電荷が放出されると、ピエゾアクチュエータ８０は収縮し、制御弁６４は第一連通路５２を開放するとともに、第三連通路６３を閉塞する。これにより、圧力制御室４４には、燃料溜り室４３に供給されている高圧燃料が第一連通路５２および第二連通路５３を通って流入する。

ところで、ニードル３０には、圧力制御室４４内の燃料圧力がニードル３０の上端部に作用することにより発生する着座方向の力、コイルスプリング４０の付勢力により発生する着座方向の力、および燃料溜り室４３内の燃料圧力が受圧部３２に作用することにより発生する離座方向の力が働いている。

圧力制御室４４に燃料溜り室４３内の高圧燃料が供給されている状態では、ニードル３０に働く力の合力は、着座方向を向いている。このため、シート部３１は、弁座部２４に着座し、噴孔２３から燃料は噴射されない。

ピエゾアクチュエータ８０が充電されると、ピエゾアクチュエータ８０は伸長する。これにより、制御弁６４は第一連通路５２を閉塞するとともに、第三連通路６３を開放する。すると、圧力制御室４４内の高圧燃料は、第二連通路５３、弁室６２を通って第三連通路６３に流入する。そして、第三連通路６３に流入された燃料は収容孔７１を介して低圧側に排出される。これにより、圧力制御室４４内の燃料圧力は低下する。

圧力制御室４４内の燃料圧力が低下すると、ニードル３０に働く力のうち、着座方向の力が弱まる。このため、ニードル３０に働く力の合力は、離座方向を向く。その結果、シート部３１は、弁座部２４から離座し、噴孔２３から燃料が噴射される。

次に、本実施形態の特徴部分を、図２、図３を用いて説明する。図２は、その特徴部分を拡大した断面を示している。図３は、ニードルが微小量リフトした状態を示している。

図２に示すように、ノズル孔２２の先端側（図２の下側）に形成される弁座部２４は、先端側に向かうほど内径が小さくなるような形状となっている。そして、弁座部２４のさらに先端側には、袋状のサック部２５が弁座部２４に隣接して形成されている。

弁座部２４の傾斜角度は、ニードル３０の先端部に形成されているシート部３１の傾斜角度αとほぼ同じ角度となっている。ここでいう、傾斜角度とは、ニードル３０の中心軸に対する角度である。燃料噴射弁１０が初期の状態のときは、弁座部２４の傾斜角度は、シート部３１の傾斜角度αよりも若干大きい。したがって、この状態のとき、弁座部２４には、シート部３１の受圧部３２側の端部が着座する。

袋状に形成されているサック部２５には、一方の端部がサック部２５の内壁２８に開口し、他方の端部がノズルボデー２１の外壁に開口する噴孔２３が複数個形成されている。噴孔２３の径、および数は、噴射される噴射燃料の微粒化を促進し、かつ所定の噴射期間において所定の噴射量を確保できる程度とする。また、噴孔２３の向きは、燃料噴射弁１０を搭載するエンジンの仕様などによって適宜変更する。また、本実施形態では、サック部２５は、図２に示すように入口部２６の径Ｄ２が底部２７の径Ｄ１よりも小さくなるように形成されている。また、入口部２６の流路断面積は、噴孔２３の総流路断面積Ｓ１よりも大きくなっている。これにより、入口部２６にて燃料の流れを妨げることなく噴孔２３に十分な燃料を供給することができる。

一方、ニードル３０の先端は、上端部側から先端に向かって徐々に外径が小さくなるような円錐状に形成されている。この円錐状の部分には、上端部側から順に受圧部３２、シート部３１、および逃がし部３３が互いに隣接して形成されている。各部３１、３２、３３の傾斜角度は、それぞれ異なっており、受圧部３２の傾斜角度γはシート部３１の傾斜角度αよりも小さく、逃がし部３３の傾斜角度βは、シート部３１の傾斜角度αよりも大きい。

シート部３１の先端側、つまりシート部３１と弁座部２４とが着座する位置よりも噴孔２３側には、傾斜角度がシート部３１の傾斜角度が大きい逃がし部３３が形成されているため、サック部２５へのニードル３０の先端の侵入量を極力低減することができる。これによれば、ニードル３０の加工誤差によるニードル３０の先端とサック部２５の底部２７との衝突を回避すべく両者の間に所定の間隔を設けたとしても、燃料噴射弁１０の全長の長大化を抑制することができる。

また、図２に示すように、逃がし部３３のシート部３１側の端部における径Ｄ３ａは、サック部２５の入口部２６の径Ｄ２よりも大きいため、シート部３１を弁座部２４に着座させた状態では、この端部は入口部２６よりも上側に配置される。

受圧部３２は、常に燃料溜り室４３内の供給される高圧燃料に曝されている。受圧部３２に燃料圧力が作用すると、ニードル３０には離座方向の力が働く。

図３は、微小リフト状態にあるときのニードル３０の状態を示している。ニードル３０が離座方向にリフトする機構については、図１にて説明したのでここではその説明は省略する。図３に示すように、微小リフト状態では、ニードル３０とノズルボデー２１との間には、シート部３１と弁座部２４とによって絞り流路３８が形成される。

ここでいう微小リフトとは、シート部３１が弁座部２４から離座することにより形成される絞り流路３８の流路断面積Ｓ２ａが絞り流路３８よりも燃料流れ方向の下流側に配置される噴孔２３の総流路断面積Ｓ１よりも小さいときのリフト量をいう。この状態のとき、燃料溜り室４３から噴孔２３に向かって流れる燃料は、この絞り流路３８にて絞られる。

本実施形態では、上述したようにサック部２５の入口部２６の径Ｄ２を底部２７の径Ｄ１よりも小さい。そして、サック部２５は弁座部２４と隣接して形成されている。このため、破線で示すようにサック部２５の入口部２６の径をサック部２５の底部２７の径と同じまたはそれ以上としたものと比較すると、弁座部２４のサック部２５側の長さが長くなる。

このため、弁座部２４と対向するシート部３１の長さを中心軸に向かって延長させることが可能となる。シート部３１の長さを延長すると、図３に示すようにシート部３１と弁座部２４とによって形成される絞り流路３８の長さＬが従来技術の燃料噴射弁に比べ長くなる。

絞り流路３８の長さＬが長くなると、燃料圧力を受ける受圧面積が増加する。これにより、ニードル３０に働く離座方向の力が従来技術の燃料噴射弁に比べ大きくなる。その結果、少なくともニードル３０の離座方向へのリフト速度が速くなり、この状態における噴射率を大きくすることができ、所定の噴射量を確保することができる。これにより、噴射燃料の微粒化を促進することができるとともに、噴射性能を向上することができる燃料噴射弁を提供できる。

また、本実施形態では、微小リフト時の噴射率を大きくすることができるため、噴射期間を短縮化することができる。このため、噴射期間の比較的短い高回転型のエンジンに搭載することができる。

また、本実施形態では、ニードル３０には、シート部３１の先端側に逃がし部３３が形成されている。そして、この逃がし部３３のシート部３１側の端部の径Ｄ３ａは、サック部２５の入口部２６の径Ｄ２よりも大きい。このため、ニードル３０のリフト量と噴射量との関係をリニアにすることが可能となる。

このことについて、比較例と比較しながら説明する。まず、図４に示す比較例について説明する。ニードルに形成される逃がし部以外の構成については、本実施形態のものと同じとする。

図４に示すように、ニードル３０１の先端に形成される逃がし部３３１の径Ｄ３ｂは、入口部２６の径Ｄ２よりも小さい。このため、図２に示す本実施形態とは異なり、逃がし部３３１のシート部３１側の端部は、入口部２６よりも下側に配置されることとなる。

図５は、ニードルのリフト量と噴射量の関係を示したグラフである。図５中、破線で示すものは、図４に示したニードル３０１をリフトさせたときのリフト量と噴射量との関係を示し、実線で示すものは、図２に示したニードル３０をリフトさせたときのリフト量と噴射量との関係を示している。

比較例のニードル３０１を着座状態から離座方向へリフトさせると、逃がし部３３１の当該端部が入口部２６を通過する際、急激に流路断面積Ｓ２ｂが広くなる。このため、図５中の破線で示すように、リフト途中で噴射量が急激に上昇してしまい、リフト量と噴射量との関係がリニアにならず、噴射の制御性が低下してしまう。

一方、本実施形態のように、逃がし部３３のシート部３１側の径Ｄ３ａを入口部２６の径Ｄ２よりも大きく形成し、逃がし部３３の当該端部を入口部２６よりも上側に設けることにより、流路断面積Ｓ２ｂの変化は、リフト量に対してリニアの関係とすることができる。このため、図５中の実線で示すように、リフト量と噴射量との関係をリニアにすることができ、噴射の制御性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による燃料噴射弁の断面図である。 図１の燃料噴射弁の要部を拡大した断面図である。 ニードルが微小量リフトした状態を示す断面図である。 比較例における燃料噴射弁の要部を拡大した断面図である。 ニードルのリフト量と噴射量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 燃料噴射弁、２０ ノズル、２１ ノズルボデー（弁ボデー）、２２ ノズル孔、２３ 噴孔、２４ 弁座部、２５ サック部、２６ 入口部、２７ 底部、２８ 内壁、３０ ニードル（弁部材）、３１ シート部、３２ 受圧部、３３ 逃がし部、３８ 絞り流路、４０ コイルスプリング、４１ シリンダ、４３ 燃料溜り室（燃料通路）、４４ 圧力制御室、５０ オリフィスプレート、５１ 燃料供給通路、５２ 第一連通路、５３ 第二連通路、６０ バルブボデー、６１ 燃料供給通路、６２ 弁室、６３ 第三連通路、６４ 制御弁、６７ コイルスプリング、７０ ロアボデー、７１ 収容孔、７２ 高圧通路、８０ ピエゾアクチュエータ、８１ 駆動力伝達部、８２ ピン、９０ リテーニングナット

Claims (4)

1. 燃料通路を形成する内壁面に弁座部、燃料流れ方向において前記弁座部の下流側に隣接して設置されているサック部、および一方の端部が前記サック部に開口し他方の端部が外壁に開口している噴孔を有する弁ボデーと、
   前記弁座部に対向して配置され、前記弁座部から離座または前記弁座部に着座することにより、前記燃料通路を開閉するシート部を有する弁部材と、を備え、
   前記弁部材の前記離座方向へのリフト初期に、前記シート部と前記弁座部とによって、前記噴孔の総流路断面積よりも小さい流路断面積となる絞り流路が形成される燃料噴射弁であって、
   前記サック部の入口部の径は、前記サック部の底部の径よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記弁座部は、前記サック部に向かうほど内径が小さくなるように形成され、
   前記弁部材の前記シート部は、先端に向かうほど外径が小さくなるように形成されており、
   前記シート部のさらに先端側には、前記弁部材の中心軸に対する傾斜角度が前記シート部の傾斜角度よりも大きい傾斜面を有する逃がし部が形成され、
   前記逃がし部の前記シート部側の端部の外径は、前記入口部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁。
3. 前記サック部の前記入口部における流路断面積は、前記噴孔の総流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁。
4. 前記弁部材は、前記シート部の離座方向側に前記燃料通路内の燃料の燃料圧力を受けることにより前記弁部材を離座方向に付勢する受圧部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。

Images