JP2010084719A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射装置に関する。詳しくは、ディーゼルエンジンに用いられ、燃料供給源から高圧で供給される燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device. Specifically, the present invention relates to a fuel injection device that is used in a diesel engine and injects fuel supplied at a high pressure from a fuel supply source.
従来より、ディーゼルエンジンには、燃料を噴射する燃料噴射装置が用いられる。
図10は、従来例に係る燃料噴射装置701の断面図である。
この燃料噴射装置701は、第1燃料収容室741、第2燃料収容室742、ニードル弁閉鎖室743、および、第2燃料収容室742から燃料噴射装置701の外部に至る噴孔745が形成されたノズルボディ740と、このノズルボディ740内部のニードル弁保持部746に保持されたニードル弁710と、ノズルボディ740のニードル弁閉鎖室743内部に設けられた閉鎖補助ピストン730と、ノズルボディ740の噴射制御弁保持部744に保持されて、第1燃料収容室741内を進退可能な噴射制御弁720と、を備える。
Conventionally, fuel injection devices that inject fuel are used for diesel engines.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a
The
ノズルボディ740には、燃料供給源から第1燃料収容室741に至る第1燃料通路751、第1燃料収容室741から第2燃料収容室742に至る第2燃料通路752、第1燃料収容室741からニードル弁閉鎖室743に至る第3燃料通路753、および、ニードル弁閉鎖室743から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路754が形成される。
The
噴射制御弁720は、第1位置まで前進することにより、第1燃料通路751と第1燃料収容室741とを連通するとともに、第1燃料収容室741と第3燃料通路753とを遮断し、第2位置まで後退することにより、第1燃料通路751と第1燃料収容室741とを遮断するとともに、第1燃料収容室741と第3燃料通路753とを連通する。
The
ニードル弁710は、前進してノズルボディ740に着座し閉弁することにより、第2燃料収容室742と噴孔745とを遮断し、後退してノズルボディ740から離座し開弁することにより、第2燃料収容室742と噴孔745とを連通する。
The
以上の燃料噴射装置701の動作は、以下のようになる。
燃料供給源から第1燃料通路751に燃料が供給されている。この状態で、図11(a)に示すように、噴射制御弁720を第1位置まで前進させると、第1燃料通路751と第1燃料収容室741とが連通するとともに、第1燃料収容室741と第3燃料通路753とが遮断される。よって、第1燃料通路751から第1燃料収容室741および第2燃料通路752を通って第2燃料収容室742に燃料が流入し、第2燃料収容室742内の燃料圧力が上昇する。すると、第2燃料収容室742内の燃料圧力により、ニードル弁710が後退してノズルボディ740から離座し開弁する。これにより、第2燃料収容室742内の燃料は、噴孔745から噴射される。
The operation of the
Fuel is supplied to the
一方、図11(b)に示すように、噴射制御弁720を第2位置まで後退させると、第1燃料通路751と第1燃料収容室741とが遮断されるとともに、第1燃料収容室741と第3燃料通路753とが連通する。よって、第2燃料通路752から第1燃料収容室741および第3燃料通路753を通ってニードル弁閉鎖室743に燃料が流入し、ニードル弁閉鎖室743内の燃料圧力が上昇する。すると、ニードル弁閉鎖室743内の燃料圧力により、閉鎖補助ピストン730が前進して、ニードル弁710を押圧して前進させる。これにより、ニードル弁710がノズルボディ740に着座し閉弁して、燃料の噴射が停止する。
以上の燃料噴射装置701では、噴射制御弁720を第1位置から第2位置に移行させると、閉鎖補助ピストン730が前進して、ニードル弁710がノズルボディ740に着座し、燃料の噴射が停止する。よって、噴射制御弁720を動作させてから実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間は、所定の応答遅れを有するので、この応答時間を調節することが要請されている。
In the
本発明は、噴射停止時における、噴射制御弁を動作させてからニードル弁が着座するまでの応答時間(すなわち実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間)を調節可能な燃料噴射装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a fuel injection device capable of adjusting a response time (that is, a response time until fuel injection actually stops) from when the injection control valve is operated to when the needle valve is seated when the injection is stopped. The purpose is to do.
本発明者は、以上の課題について鋭意研究した結果、噴射制御弁の速度を制御することで、噴射停止時におけるニードル弁の閉じる速度を調節でき、その結果、噴射制御弁を動作させてから実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間を調節できることを見出した。 As a result of earnest research on the above problems, the present inventor can adjust the closing speed of the needle valve when the injection is stopped by controlling the speed of the injection control valve, and as a result, after actually operating the injection control valve, It was found that the response time until fuel injection stops can be adjusted.
すなわち、本発明の燃料噴射装置(例えば、後述の燃料噴射装置1)は、第1燃料収容室(例えば、後述の第1燃料収容室41)、第2燃料収容室(例えば、後述の第2燃料収容室42)、第3燃料収容室(例えば、後述のニードル弁閉鎖室43)、および、当該第2燃料収容室から燃料噴射装置の外部に至る噴孔(例えば、後述の噴孔45)が形成されたノズルボディ(例えば、後述のノズルボディ40)と、当該ノズルボディ内部のニードル弁保持部(例えば、後述のニードル弁保持部46)に保持されたニードル弁(例えば、後述のニードル弁10)と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられて前記第2燃料収容室を有するニードル弁開放手段(例えば、後述の第2燃料収容室42、段差部13および燃料溜まり部421)と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられて前記第3燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段(例えば、後述のニードル弁閉鎖室43および閉鎖補助ピストン30)と、前記ノズルボディ内部の噴射制御弁保持部(例えば、後述の噴射制御弁保持部44)に保持されて、前記第1燃料収容室内を進退可能な噴射制御弁(例えば、後述の噴射制御弁20)と、当該噴射制御弁を制御する噴射制御弁制御装置(例えば、後述のアクチュエータ60)と、を備え、前記ノズルボディには、燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路(例えば、後述の第1燃料通路51)、前記第1燃料収容室から前記第2燃料収容室に至る第2燃料通路(例えば、後述の第2燃料通路52)、前記第1燃料収容室から前記第3燃料収容室に至る第3燃料通路(例えば、後述の第3燃料通路53)、および、前記第3燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路(例えば、後述の第4燃料通路54)が形成され、前記噴射制御弁は、第1位置(例えば、後述の第1位置)まで前進することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、第2位置(例えば、後述の第2位置)まで後退することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを遮断するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通し、前記ニードル弁は、前進して前記ノズルボディに着座し閉弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退して前記ノズルボディから離座し開弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通し、前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁を前記第1位置から前記第2位置に移行させる際に、第1移行速度で前記噴射制御弁を移行させる第1移行制御と、前記第1移行逮度よりも遅い第2移行速度で前記噴射制御弁を移行させる第2移行制御と、を実行することを特徴とする。
That is, the fuel injection device of the present invention (for example, a
この発明によれば、燃料噴射装置の動作は、以下のようになる。
すなわち、燃料供給源から第1燃料通路に燃料が供給されている。この状態で、噴射制御弁を第1位置まで前進させると、第1燃料通路と第1燃料収容室とが連通するとともに、第1燃料収容室と第3燃料通路とが遮断される。よって、第1燃料通路から第1燃料収容室および第2燃料通路を通って第2燃料収容室に燃料が流入し、第2燃料収容室内の燃料圧力が上昇する。すると、ニードル弁開放手段が動作して、第2燃料収容室内の燃料圧力によりニードル弁が後退してノズルボディから離座し開弁する。これにより、第2燃料収容室内の燃料は、噴孔から噴射される。
According to the present invention, the operation of the fuel injection device is as follows.
That is, fuel is supplied from the fuel supply source to the first fuel passage. When the injection control valve is advanced to the first position in this state, the first fuel passage and the first fuel storage chamber communicate with each other, and the first fuel storage chamber and the third fuel passage are blocked. Therefore, fuel flows from the first fuel passage through the first fuel storage chamber and the second fuel passage into the second fuel storage chamber, and the fuel pressure in the second fuel storage chamber increases. Then, the needle valve opening means operates, and the needle valve is retracted by the fuel pressure in the second fuel storage chamber, and is separated from the nozzle body and opened. Thereby, the fuel in the second fuel storage chamber is injected from the injection hole.
一方、噴射制御弁を第2位置まで後退させると、第1燃料通路と第1燃料収容室とが遮断されるとともに、第1燃料収容室と第3燃料通路とが連通する。よって、第2燃料通路から第1燃料収容室および第3燃料通路を通って第3燃料収容室に燃料が流入し、第3燃料収容室内の燃料圧力が上昇する。すると、ニードル弁閉鎖手段が動作して、第3燃料収容室内の燃料圧力によりニードル弁が前進する。これにより、ニードル弁がノズルボディに着座し閉弁して、燃料の噴射が停止する。 On the other hand, when the injection control valve is retracted to the second position, the first fuel passage and the first fuel storage chamber are shut off, and the first fuel storage chamber and the third fuel passage communicate with each other. Therefore, fuel flows from the second fuel passage through the first fuel storage chamber and the third fuel passage into the third fuel storage chamber, and the fuel pressure in the third fuel storage chamber increases. Then, the needle valve closing means operates, and the needle valve advances by the fuel pressure in the third fuel storage chamber. As a result, the needle valve sits on the nozzle body and closes, and fuel injection stops.
ここで、噴射制御弁が第1位置から第2位置に移行する際、噴射制御弁制御装置により第1移行制御および第2移行制御を実行する。
第1移行制御では、噴射制御弁を第1移行速度つまり速い速度で移行させて、迅速に、第1燃料通路と第1燃料収容室とを遮断するとともに、第1燃料収容室と第3燃料通路とを連通する。すると、第2燃料通路内の燃料が第1燃料収容室を通って第3燃料収容室に流入するので、この第3燃料収容室内の燃料圧力を受けたニードル閉鎖手段により、ニードル弁を前進させる。
したがって、第1移行制御を実行することにより、噴射制御弁を動作させてから所定時間で、実際に燃料の噴射を停止できる。
Here, when the injection control valve shifts from the first position to the second position, the injection control valve control device executes the first shift control and the second shift control.
In the first transition control, the injection control valve is shifted at the first transition speed, that is, at a high speed, so that the first fuel passage and the first fuel storage chamber are quickly cut off, and the first fuel storage chamber and the third fuel are shut off. Communicate with the passage. Then, since the fuel in the second fuel passage flows into the third fuel storage chamber through the first fuel storage chamber, the needle valve is advanced by the needle closing means receiving the fuel pressure in the third fuel storage chamber. .
Therefore, by executing the first transition control, the fuel injection can actually be stopped within a predetermined time after the injection control valve is operated.
一方、第2移行制御では、噴射制御弁を第2移行速度つまり遅い速度で移行させて、第1移行制御を行った場合に比べて、噴射制御弁を第1位置と第2位置との間の中間位置に長期間位置させる。噴射制御弁が中間位置に位置した状態では、第1燃料収容室と第3燃料通路とが連通するだけでなく、燃料供給源に繋がる第1燃料通路と第1燃料収容室とが連通するので、第2燃料通路の燃料に加えて、第1燃料通路の燃料も第1燃料収容室を通って第3燃料収容室に流入することになる。
したがって、第2移行制御を実行することにより、第1移行制御を実行した場合に比べて、第3燃料収容室内の燃料圧力が上昇し、ニードル閉鎖手段により、ニードル弁を速く前進させることができるので、噴射の立下り特性を向上できる。つまり、噴射制御弁を動作させてから実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間を第1移行制御に比べて短縮できる。
よって、噴射停止時に第1移行制御と第2移行制御とを使い分けることにより、噴射制御弁を動作させてからニードル弁が着座するまでの応答時間を調節でき、様々な噴射様態を実現できる。
On the other hand, in the second transition control, the injection control valve is moved between the first position and the second position as compared with the case where the first transition control is performed by shifting the injection control valve at the second transition speed, that is, a slow speed. For a long period of time. In a state where the injection control valve is located at the intermediate position, not only the first fuel storage chamber and the third fuel passage communicate but also the first fuel passage connected to the fuel supply source and the first fuel storage chamber communicate. In addition to the fuel in the second fuel passage, the fuel in the first fuel passage flows into the third fuel storage chamber through the first fuel storage chamber.
Therefore, by executing the second transition control, the fuel pressure in the third fuel storage chamber increases as compared with the case where the first transition control is performed, and the needle valve can be advanced faster by the needle closing means. Therefore, the falling characteristic of injection can be improved. That is, the response time from when the injection control valve is operated to when fuel injection actually stops can be shortened compared to the first transition control.
Therefore, by properly using the first transition control and the second transition control when the injection is stopped, the response time from when the injection control valve is operated until the needle valve is seated can be adjusted, and various injection modes can be realized.
この場合、前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁の前記第1位置から前記第2位置への一回の移行動作中に、前記第1移行制御と前記第2移行制御との両方を実行することが好ましい。 In this case, the injection control valve control device performs both the first transition control and the second transition control during a single transition operation of the injection control valve from the first position to the second position. It is preferable to carry out.
この発明によれば、噴射制御弁の第1位置から第2位置への一回の移行動作中に、噴射制御弁制御装置により第1移行制御と第2移行制御との両方を実行したので、さらに多様な噴射様態を実現できる。 According to this invention, during the one-time transition operation from the first position to the second position of the injection control valve, both the first transition control and the second transition control are executed by the injection control valve control device. Furthermore, various injection modes can be realized.
この場合、前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁が前記第1位置から前記第2位置に至る途中までは、前記第2移行制御を実行し、当該第2位置に至る途中から前記第2位置までは、前記第1移行制御を実行することが好ましい。 In this case, the injection control valve control device executes the second transition control until the injection control valve reaches the second position from the first position, and performs the second transition control from the middle to the second position. It is preferable to execute the first transition control up to the second position.
第2移行制御を実行すると、噴射制御弁が第1位置から第2位置に移行する途中で、ニードル弁が閉弁する場合がある。この場合、ニードル弁が閉弁したにもかかわらず第2移行制御を続行すると、第1燃料通路内の燃料が、第1燃料収容室、第3燃料通路、第3燃料収容室、および第4燃料通路を通って外部に流出し、リターン流量が増加してしまう。
そこで、この発明によれば、噴射制御弁が第1位置から第2位置に至る途中で、第2移行制御から第1移行制御に切り換えた。これにより、ニードル弁が閉弁した後、直ちに燃料供給源に繋がる第1燃料通路と第1燃料収容室とを遮断できるので、第1燃料通路内の燃料が外部に流出するのを防いで、リターン流量の増加を抑制できる。
When the second transition control is executed, the needle valve may close during the transition of the injection control valve from the first position to the second position. In this case, if the second transition control is continued even though the needle valve is closed, the fuel in the first fuel passage is changed into the first fuel storage chamber, the third fuel passage, the third fuel storage chamber, and the fourth fuel storage chamber. The fuel flows out to the outside through the fuel passage, and the return flow rate increases.
Therefore, according to the present invention, the second transition control is switched to the first transition control in the middle of the injection control valve from the first position to the second position. Thereby, since the first fuel passage and the first fuel storage chamber connected to the fuel supply source can be shut off immediately after the needle valve is closed, the fuel in the first fuel passage is prevented from flowing out to the outside. Increase in return flow rate can be suppressed.
この場合、前記ニードル弁が閉弁した状態の検出、または、前記ニードル弁の閉弁するタイミングの推定に基づいて、前記第2移行制御から前記第1移行制御に切り替えることが好ましい。 In this case, it is preferable to switch from the second transition control to the first transition control based on detection of a state where the needle valve is closed or estimation of timing at which the needle valve is closed.
上述のように、第2移行制御から第1移行制御に切り換えるタイミングが早いと、ニードル弁の閉弁が遅くなり、第2移行制御から第1移行制御に切り換えるタイミングが遅れると、リターン流量が増加してしまう。
そこで、この発明によれば、噴射制御弁制御装置により、ニードル弁の閉弁の検出または推定に基づいて、第2移行制御から第1移行制御に切り替えたので、最適なタイミングで切り替えでき、ニードル弁をできるだけ早く閉弁しつつ、リターン流量の増加を抑制できる。
As described above, when the timing for switching from the second transition control to the first transition control is early, the valve closing of the needle valve is delayed, and when the timing for switching from the second transition control to the first transition control is delayed, the return flow rate increases. Resulting in.
Therefore, according to the present invention, the injection control valve control device switches from the second transition control to the first transition control based on the detection or estimation of the valve closing of the needle valve. An increase in return flow rate can be suppressed while closing the valve as soon as possible.
この場合、前記噴射制御弁制御装置は、前記ニードル弁が閉弁するタイミングを推定し、当該ニードル弁が閉弁するタイミングよりも所定時間だけ前に、前記第2移行制御から前記第1移行制御に切り替えることが好ましい。 In this case, the injection control valve control device estimates the timing at which the needle valve closes, and from the second transition control to the first transition control by a predetermined time before the timing at which the needle valve closes. It is preferable to switch to.
この発明によれば、噴射制御弁制御装置により、ニードル弁が閉弁するタイミングよりも所定時間だけ前に、第2移行制御から第1移行制御に切り替えたので、不要なリターン流量を確実に低減できる。 According to this invention, since the injection control valve control device switches from the second transition control to the first transition control a predetermined time before the timing when the needle valve closes, the unnecessary return flow rate is reliably reduced. it can.
この場合、前記噴射制御弁が前記第1位置から前記第2位置に移行する際に、前記第1燃料収容室の燃料が、前記第3燃料通路、前記第3燃料収容室、および前記第4燃料通路を通って、前記燃料噴射装置の外部に流出するのを抑制する流出抑制手段(例えば、後述の閉鎖補助ピストン30およびニードル弁閉鎖室43)を備えることが好ましい。
In this case, when the injection control valve shifts from the first position to the second position, the fuel in the first fuel storage chamber is transferred to the third fuel passage, the third fuel storage chamber, and the fourth fuel storage chamber. It is preferable to provide outflow suppressing means (for example, a closing
この発明によれば、噴射制御弁が第1位置から第2位置に移行する際に、第2燃料通路内の燃料が第1燃料収容室に流入するが、流出抑制手段により、第1燃料収容室の燃料が、第3燃料通路、第3燃料収容室、および第4燃料通路を通って、燃料噴射装置の外部に流出するのを抑制して、燃料の外部への流出量を低減できるので、燃料供給系全体として効率を向上できる。 According to this invention, when the injection control valve shifts from the first position to the second position, the fuel in the second fuel passage flows into the first fuel storage chamber. Since the fuel in the chamber can be prevented from flowing out of the fuel injection device through the third fuel passage, the third fuel storage chamber, and the fourth fuel passage, the amount of fuel flowing out can be reduced. The overall efficiency of the fuel supply system can be improved.
この場合、前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内を進退可能に設けられた閉鎖補助ピストン(例えば、後述の閉鎖補助ピストン30)を備え、前記閉鎖補助ピストンは、最後退位置(後述の最後退位置)で前記第3燃料通路と前記第3燃料収容室とを遮断し、前進状態に移行することにより前記第3燃料通路と前記第3燃料収容室とを連通し、前記第3燃料収容室は、前記閉鎖補助ピストン前進状態では、前記閉鎖補助ピストンにより、前記第3燃料通路が連通する閉鎖補助圧力室(例えば、後述の閉鎖補助圧力室432)と、前記第4燃料通路が連通するリターン圧力室(例えば、後述のリターン圧力室433)と、に区画され、前記閉鎖補助ピストンは、前記閉鎖補助圧力室内の燃料圧力による押圧力を、前記ニードル弁に対して前進方向に伝達可能であり、前記閉鎖補助ピストンは、前進状態から前記最後退位置に移行して、前記第3燃料通路と前記閉鎖補助圧力室とを遮断することで、前記第1燃料収容室の燃料が前記第3燃料通路を通って前記第3燃料収容室に流入するのを抑制し、これにより、前記第1燃料収容室の燃料が前記燃料噴射装置の外部に流出するのを抑制する流出抑制手段であることが好ましい。
In this case, the needle valve closing means includes a closing auxiliary piston (for example, a closing
この発明によれば、閉鎖補助ピストンにより、閉鎖補助圧力室内の燃料圧力による押圧力を、ニードル弁に対して前進方向に伝達して、このニードル弁を前進させて燃料の噴射を停止させる。よって、ニードル弁の閉鎖速度を向上でき、燃料噴射圧の立下り特性を改善できる。 According to this invention, the closing auxiliary piston transmits the pressing force by the fuel pressure in the closing auxiliary pressure chamber to the needle valve in the forward direction, and the needle valve is advanced to stop the fuel injection. Therefore, the closing speed of the needle valve can be improved, and the falling characteristic of the fuel injection pressure can be improved.
この場合、前記第3燃料収容室内には、前記ニードル弁の基端側が露出しており、前記ニードル弁閉鎖手段は、前記閉鎖補助ピストンと前記ニードル弁の基端側との間に設けられて、前記閉鎖補助ピストンおよび前記ニードル弁を離間する方向に付勢する弾性部材(例えば、後述のばね31)をさらに備え、前記閉鎖補助ピストンは、前記弾性部材により前記最後退位置まで付勢されることが好ましい。
In this case, the proximal end side of the needle valve is exposed in the third fuel storage chamber, and the needle valve closing means is provided between the closing assist piston and the proximal end side of the needle valve. And an elastic member (for example, a
この発明によれば、閉鎖補助ピストンおよびニードル弁を離間する方向に付勢する弾性部材を設けて、弾性部材で閉鎖補助ピストンを最後退位置まで付勢した。よって、閉鎖補助ピストンを迅速に最後退位置まで後退させて、第3燃料通路と閉鎖補助圧力室との連通を遮断でき、第4燃料通路の流量をより低減できる。 According to the present invention, the elastic member for urging the closing auxiliary piston and the needle valve in the separating direction is provided, and the closing auxiliary piston is urged to the last retracted position by the elastic member. Therefore, the closing auxiliary piston can be quickly retracted to the last retracted position, the communication between the third fuel passage and the closing auxiliary pressure chamber can be cut off, and the flow rate of the fourth fuel passage can be further reduced.
この場合、前記閉鎖補助ピストンには、前記閉鎖補助圧力室と前記リターン圧力室とを連通する微小連通路(例えば、後述の微小連通路331)が形成されることが好ましい。
In this case, it is preferable that a minute communication passage (for example, a
この発明によれば、閉鎖補助ピストンに微小連通路を設けたので、微小連通路を通して閉鎖補助圧力室内の燃料をリターン圧力室に導入することにより、閉鎖補助ピストンを円滑に後退させることができ、第4燃料通路の流量をさらに低減できる。 According to this invention, since the minute communication passage is provided in the closing auxiliary piston, the closing auxiliary piston can be smoothly retracted by introducing the fuel in the closing auxiliary pressure chamber into the return pressure chamber through the minute communication passage. The flow rate of the fourth fuel passage can be further reduced.
この場合、前記微小連通路は、前記閉鎖補助ピストンの外周面の一部を凹ませることにより、当該閉鎖補助ピストンと前記第3燃料収容室との間に形成されることが好ましい。 In this case, it is preferable that the minute communication path is formed between the closing auxiliary piston and the third fuel storage chamber by recessing a part of the outer peripheral surface of the closing auxiliary piston.
閉鎖補助ピストンの外縁は、内部側に比べて加工し易くなっている。そこで、この発明によれば、閉鎖補助ピストンの外周面の一部を凹ませることにより微小連通路を形成したので、微小連通路の断面積を高精度で管理できる。 The outer edge of the closing assist piston is easier to process than the inner side. Therefore, according to the present invention, since the minute communication path is formed by denting a part of the outer peripheral surface of the closing assist piston, the cross-sectional area of the minute communication path can be managed with high accuracy.
この場合、前記閉鎖補助ピストンは、前記ニードル弁側端部から棒状に延出する補助力伝達部(例えば、後述の補助力伝達部32)を備え、前記ニードル弁は、棒状のニードル弁本体(例えば、後述のニードル弁本体11)と、当該ニードル弁本体の基端側に鍔状に形成されて前記ニードル弁の後退を規制する移動規制部(例えば、後述の移動規制部12)と、を備え、前記ニードル弁は、前記閉鎖補助ピストンの補助力伝達部が前記ニードル弁の基端側を押圧することにより前進し、前記ニードル弁が前記移動規制部に規制されるまで後退しても、前記閉鎖補助ピストンが前記最後退位置まで後退した状態では、前記閉鎖補助ピストンと前記ニードル弁との間に間隙が形成されることが好ましい。
In this case, the closing assist piston includes an assist force transmitting portion (for example, an assist
この発明によれば、ニードル弁が移動規制部に規制されるまで後退しても、閉鎖補助ピストンが最後退位置まで後退した状態では、閉鎖補助ピストンとニードル弁との間に間隙が生じるように、閉鎖補助ピストンおよびニードル弁の移動ストロークや長さを設定した。よって、ニードル弁を後退させて燃料を噴射する際に、ニードル弁が閉鎖補助ピストンに当接しないため、閉鎖補助ピストンの耐久性を向上できるうえに、閉鎖補助ピストンの補助力伝達部の外径を細くできる。 According to this invention, even if the needle valve is retracted until it is regulated by the movement restricting portion, a gap is generated between the closure assisting piston and the needle valve when the closing assisting piston is retracted to the last retracted position. The moving stroke and length of the closing auxiliary piston and needle valve were set. Therefore, when the needle valve is retracted and fuel is injected, the needle valve does not come into contact with the closing auxiliary piston, so that the durability of the closing auxiliary piston can be improved and the outer diameter of the auxiliary force transmitting portion of the closing auxiliary piston can be improved. Can be thinned.
この場合、前記噴射制御弁が前記第1位置から後退して、前記第2燃料通路と前記第3燃料通路とが連通し、前記第2燃料収容室内の燃料圧力と前記第3燃料収容室内の燃料圧力とが等しい状態で、前記ニードル弁閉鎖手段により前記ニードル弁を前進させる力は、前記ニードル弁開放手段により前記ニードル弁を後退させる力よりも大きいことが好ましい。 In this case, the injection control valve is retracted from the first position, the second fuel passage and the third fuel passage are communicated, and the fuel pressure in the second fuel storage chamber and the third fuel storage chamber The force for moving the needle valve forward by the needle valve closing means in a state where the fuel pressure is equal is preferably larger than the force for moving the needle valve backward by the needle valve opening means.
この発明によれば、第2燃料収容室内の燃料圧力と第3燃料収容室内の燃料圧力とが等しい状態で、ニードル弁閉鎖手段によりニードル弁を前進させる力を、ニードル弁開放手段によりニードル弁を後退させる力よりも大きくした。よって、燃料の噴射を停止する際に、燃料圧力がニードル弁を前進させる方向に作用するので、迅速に燃料の噴射を停止できる。よって、噴射制御弁を後退させてから燃料の噴射が停止するまでの応答時間を短縮できる。その結果、最小噴射時間をより短縮できるうえに、最小噴射量を低減できるので、様々な噴射方法を実現できる。 According to the present invention, in the state where the fuel pressure in the second fuel storage chamber and the fuel pressure in the third fuel storage chamber are equal, the force for advancing the needle valve by the needle valve closing means is applied to the needle valve by the needle valve opening means. Greater than the force to reverse. Therefore, when stopping the fuel injection, the fuel pressure acts in a direction to advance the needle valve, so that the fuel injection can be stopped quickly. Therefore, the response time from when the injection control valve is retracted to when fuel injection stops can be shortened. As a result, since the minimum injection time can be further shortened and the minimum injection amount can be reduced, various injection methods can be realized.
この場合、前記ニードル弁閉鎖手段が前記第3燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部面積は、前記ニードル弁開放手段が前記第2燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部面積よりも大きいことが好ましい。 In this case, the pressure receiving area of the fuel pressure received by the needle valve closing means from the third fuel storage chamber is larger than the pressure receiving area of the fuel pressure received by the needle valve opening means from the second fuel storage chamber. preferable.
この場合、前記ニードル弁閉鎖手段が前記第3燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部最大径は、前記ニードル弁開放手段が前記第2燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部最大径よりも大きいことが好ましい。 In this case, the maximum pressure receiving portion diameter of the fuel pressure received by the needle valve closing means from the third fuel storage chamber is larger than the maximum pressure receiving portion diameter of the fuel pressure received by the needle valve opening means from the second fuel storage chamber. It is preferable.
この場合、前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室と、前記ニードル弁の先端側の外周に周方向に沿って環状に形成される段差部と、で構成され、前記閉鎖補助ピストンの最大径は、前記ニードル弁開放手段の段差部の最大径よりも、大きいことが好ましい。 In this case, the needle valve opening means includes the second fuel storage chamber and a step portion formed in an annular shape along the circumferential direction on the outer periphery on the tip side of the needle valve. The maximum diameter is preferably larger than the maximum diameter of the step portion of the needle valve opening means.
本発明の燃料噴射装置は、第1燃料収容室、第2燃料収容室、第3燃料収容室、および、当該第2燃料収容室から燃料噴射装置の外部に至る噴孔が形成されたノズルボディと、当該ノズルボディ内部のニードル弁保持部に保持されたニードル弁と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられて前記第2燃料収容室を有するニードル弁開放手段と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられて前記第3燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段と、前記ノズルボディ内部の噴射制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室内を進退可能な噴射制御弁と、当該噴射制御弁を制御する噴射制御弁制御装置と、を備え、前記ノズルボディには、燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第2燃料収容室に至る第2燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第3燃料収容室に至る第3燃料通路、および、前記第3燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路が形成され、前記噴射制御弁は、第1位置まで前進することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、第2位置まで後退することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを遮断するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通し、前記ニードル弁は、前進して前記ノズルボディに着座し閉弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退して前記ノズルボディから離座し開弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通し、前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁を前記第1位置から前記第2位置に移行させる際に、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通する前記第1位置と前記第2位置との中間位置を、第1所定時間維持するように前記噴射制御弁を移行させる第3移行制御と、前記中間位置を、第1所定時間よりも長い第2所定時間維持するように前記噴射制御弁を移行させる第4移行制御と、を実行することを特徴とする。 A fuel injection device according to the present invention includes a first fuel storage chamber, a second fuel storage chamber, a third fuel storage chamber, and a nozzle body formed with injection holes extending from the second fuel storage chamber to the outside of the fuel injection device. A needle valve held by a needle valve holding portion inside the nozzle body, and a needle valve opening means provided on the tip side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the second fuel storage chamber A needle valve closing means provided on the proximal side with respect to the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the third fuel storage chamber, and held by an injection control valve holding portion inside the nozzle body, An injection control valve capable of advancing and retreating in the first fuel storage chamber, and an injection control valve control device for controlling the injection control valve, and the nozzle body includes a first fuel supply source from the fuel supply source to the first fuel storage chamber. 1 A fuel passage, a second fuel passage from the first fuel storage chamber to the second fuel storage chamber, a third fuel passage from the first fuel storage chamber to the third fuel storage chamber, and the third fuel storage A fourth fuel passage is formed from the chamber to the low pressure portion outside the fuel injection device, and the injection control valve advances to the first position, thereby communicating the first fuel passage and the first fuel storage chamber. In addition, the first fuel storage chamber and the third fuel passage are shut off and retracted to the second position, whereby the first fuel passage and the first fuel storage chamber are shut off, and the first The needle valve is moved forward and seated on the nozzle body and closed by communicating the fuel storage chamber and the third fuel passage, and the second fuel storage chamber and the injection hole are shut off and moved backward. And then open the valve away from the nozzle body Accordingly, the second fuel storage chamber communicates with the nozzle hole, the needle valve opening means retracts the needle valve by the fuel pressure in the second fuel storage chamber, and the needle valve closing means is 3 The needle valve is advanced by the fuel pressure in the fuel storage chamber, and the injection control valve control device moves the injection control valve from the first position to the second position. The intermediate position between the first position and the second position communicating with the first fuel storage chamber and communicating with the first fuel storage chamber and the third fuel passage is maintained for a first predetermined time. Performing a third transition control for shifting the injection control valve and a fourth transition control for shifting the injection control valve so as to maintain the intermediate position for a second predetermined time longer than the first predetermined time. Features.
この発明によれば、上述の効果と同様の効果がある。つまり、第3移行制御を実行することにより、噴射制御弁を動作させてから所定時間で、実際に燃料の噴射を停止できる。また、第4移行制御を実行することにより、第3移行制御を実行した場合に比べて、第3燃料収容室内の燃料圧力が上昇し、ニードル閉鎖手段により、ニードル弁を速く前進させることができるので、噴射の立下り特性を向上できる。つまり、噴射制御弁を動作させてから実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間を第3移行制御に比べて短縮できる。また、第3移行制御と第4移行制御とを使い分けることにより、様々な噴射様態を実現できる。 According to the present invention, there are effects similar to those described above. That is, by executing the third transition control, the fuel injection can actually be stopped within a predetermined time after the injection control valve is operated. Further, by executing the fourth transition control, the fuel pressure in the third fuel storage chamber increases compared to when the third transition control is performed, and the needle valve can be advanced quickly by the needle closing means. Therefore, the falling characteristic of injection can be improved. That is, the response time from when the injection control valve is operated to when fuel injection actually stops can be shortened compared to the third transition control. Various injection modes can be realized by properly using the third transition control and the fourth transition control.
本発明の燃料噴射装置は、第1燃料収容室、第2燃料収容室、第3燃料収容室、および、当該第2燃料収容室から燃料噴射装置の外部に至る噴孔が形成されたノズルボディと、当該ノズルボディ内部のニードル弁保持部に保持されたニードル弁と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられて前記第2燃料収容室を有するニードル弁開放手段と、前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられて前記第3燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段と、前記ノズルボディ内部の噴射制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室内を進退可能な噴射制御弁と、当該噴射制御弁を制御する噴射制御弁制御装置と、を備え、前記ノズルボディには、燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第2燃料収容室に至る第2燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第3燃料収容室に至る第3燃料通路、および、前記第3燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路が形成され、前記噴射制御弁は、第1位置まで前進することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、第2位置まで後退することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを遮断するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通し、前記ニードル弁は、前進して前記ノズルボディに着座し閉弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退して前記ノズルボディから離座し開弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通し、前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、前記噴射制御弁の前記噴射制御弁保持部よりも基端側に設けられて前記噴射制御弁を前記第1位置方向に荷重可能なアクチュエータと、前記噴射制御弁を後退方向に付勢する弾性部材(例えば、後述の弾性部材21)と、を備え、前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁を前記第1位置から前記第2位置に移行させる際に、前記第1位置で前記アクチュエータの駆動力を減少させて、当該減少した駆動力と前記弾性部材の付勢力との差分の力により、前記第1位置で前記アクチュエータの駆動を停止し前記弾性部材の付勢力のみで移行させる場合の所要時間よりも長い時間で、移行させることを特徴とする。
A fuel injection device according to the present invention includes a first fuel storage chamber, a second fuel storage chamber, a third fuel storage chamber, and a nozzle body formed with injection holes extending from the second fuel storage chamber to the outside of the fuel injection device. A needle valve held by a needle valve holding portion inside the nozzle body, and a needle valve opening means provided on the tip side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the second fuel storage chamber A needle valve closing means provided on the proximal side with respect to the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the third fuel storage chamber, and held by an injection control valve holding portion inside the nozzle body, An injection control valve capable of advancing and retreating in the first fuel storage chamber, and an injection control valve control device for controlling the injection control valve, and the nozzle body includes a first fuel supply source from the fuel supply source to the first fuel storage chamber. 1 A fuel passage, a second fuel passage from the first fuel storage chamber to the second fuel storage chamber, a third fuel passage from the first fuel storage chamber to the third fuel storage chamber, and the third fuel storage A fourth fuel passage is formed from the chamber to the low pressure portion outside the fuel injection device, and the injection control valve advances to the first position, thereby communicating the first fuel passage and the first fuel storage chamber. In addition, the first fuel storage chamber and the third fuel passage are shut off and retracted to the second position, whereby the first fuel passage and the first fuel storage chamber are shut off, and the first The needle valve is moved forward and seated on the nozzle body and closed by communicating the fuel storage chamber and the third fuel passage, and the second fuel storage chamber and the injection hole are shut off and moved backward. And then open the valve away from the nozzle body Accordingly, the second fuel storage chamber communicates with the nozzle hole, the needle valve opening means retracts the needle valve by the fuel pressure in the second fuel storage chamber, and the needle valve closing means is 3. An actuator that advances the needle valve by the fuel pressure in the fuel storage chamber, and is provided on the base end side of the injection control valve holding portion of the injection control valve so as to load the injection control valve in the first position direction. And an elastic member (for example, an
本発明によれば、第1移行制御を実行することにより、噴射制御弁を動作させてから所定時間で、実際に燃料の噴射を停止できる。また、第2移行制御を実行することにより、第1移行制御を実行した場合に比べて、第3燃料収容室内の燃料圧力が上昇し、ニードル閉鎖手段により、ニードル弁を速く前進させることができるので、噴射の立下り特性を向上できる。つまり、噴射制御弁を動作させてから実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間を第1移行制御に比べて短縮できる。よって、噴射停止時に第1移行制御と第2移行制御とを使い分けることにより、噴射制御弁を動作させてからニードル弁が着座するまでの応答時間を調節でき、様々な噴射様態を実現できる。 According to the present invention, by executing the first transition control, fuel injection can actually be stopped within a predetermined time after the injection control valve is operated. Further, by executing the second transition control, the fuel pressure in the third fuel storage chamber increases compared to when the first transition control is performed, and the needle valve can be advanced quickly by the needle closing means. Therefore, the falling characteristic of injection can be improved. That is, the response time from when the injection control valve is operated to when fuel injection actually stops can be shortened compared to the first transition control. Therefore, by properly using the first transition control and the second transition control when the injection is stopped, the response time from when the injection control valve is operated until the needle valve is seated can be adjusted, and various injection modes can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る燃料噴射装置1の構成を示す断面図である。なお、以下の図において、ニードル弁10、噴射制御弁20、および閉鎖補助ピストン30の移動ストローク量および寸法は、理解の容易のため、実際よりも誇張して描かれている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a
燃料噴射装置1は、図示しないハウジング内に収容されて、噴射制御弁制御装置としてのピエゾ式アクチュエータ60の動作に応じて、燃料供給源から高圧で供給される燃料を噴射するものである。
この燃料噴射装置1は、ニードル弁10と、噴射制御弁20と、この噴射制御弁を付勢する弾性部材としてのばね21と、ニードル弁閉鎖手段としての閉鎖補助ピストン30と、この閉鎖補助ピストン30を付勢する弾性部材としてのばね31と、これらを収容する円柱形状のノズルボディ40と、を備える。
The
This
ノズルボディ40は、3つの部材で構成されており、このノズルボディ40の内部には、基端側から先端側に向かって順番に、第1燃料収容室41、ニードル弁閉鎖手段および第3燃料収容室としてのニードル弁閉鎖室43、ならびに、ニードル弁開放手段としての第2燃料収容室42が形成されている。
The
また、ノズルボディ40には、図示しない燃料供給源から第1燃料収容室41に至る第1燃料通路51、第1燃料収容室41から第2燃料収容室42に至る第2燃料通路52、第1燃料収容室41からニードル弁閉鎖室43に至る第3燃料通路53、および、ニードル弁閉鎖室43からノズルボディ40の外部の図示しない低圧部に至る第4燃料通路54が形成される。
ここで、燃料供給源としては、例えば、コモンレールを介して接続された高圧ポンプが挙げられる。
また、低圧部としては、例えば、燃料タンク、低圧ポンプと高圧ポンプとの間の燃料通路、および、高圧ポンプ内の加圧室より上流側の燃料通路などが挙げられる。
The
Here, examples of the fuel supply source include a high-pressure pump connected via a common rail.
Examples of the low pressure section include a fuel tank, a fuel passage between the low pressure pump and the high pressure pump, and a fuel passage upstream of the pressurizing chamber in the high pressure pump.
第1燃料収容室41は、ノズルボディ40の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。
この第1燃料収容室41の基端面には、ノズルボディ40の基端面に至る断面円形状の貫通孔が形成され、この貫通孔は、噴射制御弁20を保持する噴射制御弁保持部44となっている。
噴射制御弁保持部44の内径は、第1燃料収容室41の内径よりも小さくなっており、これにより、第1燃料収容室41の基端面には、段差部411が形成される。
The first
A through hole having a circular cross section reaching the base end surface of the
The inner diameter of the injection control
第1燃料通路51は、ノズルボディ40の基端面から、噴射制御弁保持部44である貫通孔の先端側の内周面まで延びている。
The
ニードル弁閉鎖室43は、ノズルボディ40の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。このニードル弁閉鎖室43の先端側には、周方向に沿って段差部431が形成されている。
第3燃料通路53は、第1燃料収容室41の先端面の略中央からニードル弁閉鎖室43の基端面の略中央に至る貫通孔である。
第4燃料通路54は、ニードル弁閉鎖室43の先端側の内周面からノズルボディ40の基端面まで延びている。
The needle
The
The
第2燃料収容室42は、ノズルボディ40の延在方向に沿って延在する略円筒形状の空間である。
第2燃料収容室42の先端側には、ノズルボディ40の外部に至る貫通孔が形成され、この貫通孔は噴孔45となっている。
第2燃料収容室42の延在方向基端側には、内周が拡張されたニードル弁開放手段としての燃料溜まり部421が形成されている。
The second
A through hole extending to the outside of the
On the proximal end side in the extending direction of the second
ノズルボディ40には、ニードル弁閉鎖室43から第2燃料収容室42に至る貫通孔が形成され、この貫通孔は、ニードル弁10を保持するニードル弁保持部46となっている。
第2燃料通路52は、第1燃料収容室41の段差部411よりも先端側の部分の内周面から第2燃料収容室42の燃料溜まり部421まで延びている。
A through hole from the needle
The
ニードル弁10は、ノズルボディ40のニードル弁保持部46に保持されており、このニードル弁10の先端側は、第2燃料収容室42の延在方向に沿って、第2燃料収容室42内を進退可能である。
ニードル弁10は、ニードル弁保持部46に摺動可能に保持される円柱形状のニードル弁本体11と、このニードル弁本体11の基端側に鍔状に形成された移動規制部12と、を備える。
The
The
ニードル弁本体11のニードル弁保持部46よりも基端側は、ニードル弁閉鎖室43内に露出している。
移動規制部12は、ニードル弁本体11のうちニードル弁閉鎖室43内に露出した部分に形成される。
The proximal end side of the needle valve
The
ニードル弁10の移動規制部12の外径は、ニードル弁閉鎖室43の段差部431より基端側の部分の内径に比較して、大きくなっている。よって、ニードル弁10が後退すると、移動規制部12が段差部431に突き当たって、ニードル弁10の後退が規制される。
The outer diameter of the
ニードル弁本体11の外周面のうち燃料溜まり部421の近傍に位置する部分には、周方向に沿って円環状に、ニードル弁開放手段としての段差部13が形成されている。
ニードル弁本体11の段差部13よりも先端側の部分の外径は、ニードル弁本体11の段差部13より基端側の部分の外径に比較して小さくなっており、このニードル弁本体11の段差部13より先端側の部分の外周面と、第2燃料収容室42の内周面との間には、燃料が流通する間隙が形成されている。
A
The outer diameter of the portion on the distal end side of the
以上のニードル弁10では、ニードル弁本体11の先端面が第2燃料収容室42の先端側から離座し開弁することにより、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421と噴孔45とが連通し、ニードル弁本体11の先端面が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁することにより、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421と噴孔45とが遮断される。
In the
噴射制御弁20は、ノズルボディ40の噴射制御弁保持部44に保持されており、第1燃料収容室41の延在方向に沿って、第1燃料収容室41内を進退可能である。
The
噴射制御弁20は、噴射制御弁保持部44内を摺動可能な略円柱状の案内部22と、この案内部22の先端側に設けられた円盤形の鍔状の拡径部23と、この拡径部23の先端側に設けられた略円柱状の閉鎖部24と、を備える。
The
案内部22は、噴射制御弁保持部44に摺動可能に保持される。この案内部22の外周面には、拡径部23に隣接する位置から基端側に向かって延びる断面円形状の縮径部221が形成されている。噴射制御弁保持部44のうち縮径部221に対向する位置には、第1燃料通路51が開口されている。
拡径部23および閉鎖部24は、第1燃料収容室41内に露出している。拡径部23の基端面は、噴射制御弁20の中心軸に直交する平面に対して傾斜している。
The
The
ばね21は、第1燃料収容室41の先端面と、噴射制御弁20の拡径部23と、の間に設けられて、拡径部23の先端側に当接し、噴射制御弁20を後退方向に付勢する。
The
以上の噴射制御弁20がばね21の付勢力に抗して前進して、閉鎖部24の先端面が第1燃料収容室41の先端面に当接した状態を、噴射制御弁20の第1位置とする。
噴射制御弁20が第1位置に位置すると、閉鎖部24の先端面が第1燃料収容室41の先端面に当接するとともに、拡径部23と第1燃料収容室41の段差部411との間に間隙が形成される。
The above-described
When the
また、第1燃料通路51は噴射制御弁保持部44である貫通孔の先端側に連通しており、第3燃料通路53は第1燃料収容室41の先端面に連通しているため、この状態では、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが遮断されるとともに、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが連通される。
Further, since the
一方、噴射制御弁20が後退して、拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接した状態を噴射制御弁20の第2位置とする。
噴射制御弁20が第2位置に位置すると、閉鎖部24の先端面と第1燃料収容室41の先端面とが離間して間隙が形成されるとともに、拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接する。この状態では、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが遮断されるとともに、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通される。
図1は、噴射制御弁20が第2位置に位置した状態を示す。
On the other hand, the state in which the
When the
FIG. 1 shows a state where the
アクチュエータ60は、噴射制御弁20の噴射制御弁保持部44よりも基端側に設けられており、この噴射制御弁20を前進方向に荷重可能である。そして、このアクチュエータ60は、噴射制御弁20を第1位置から第2位置に移行させる際に、第1移行速度で噴射制御弁20を移行させる第1移行制御と、第1移行逮度よりも遅い第2移行速度で、噴射制御弁20を移行させる第2移行制御と、を実行可能となっている。
The
閉鎖補助ピストン30は、ニードル弁閉鎖室43内を進退可能に設けられ、ニードル弁閉鎖室43の内壁面を摺動する略円柱形状の仕切部33と、この仕切部33のニードル弁10側の端部から棒状に延出する補助力伝達部32と、を備える。
The
ニードル弁閉鎖室43は、仕切部33により、第3燃料通路53が連通する閉鎖補助圧力室432と、第4燃料通路54が連通するリターン圧力室433と、に区画される。
The needle
仕切部33の基端側の部分は、第3燃料通路53側に向かって突出する略円錐形状となっている。
また、仕切部33には、閉鎖補助圧力室432とリターン圧力室433とを連通する微小連通路331が形成される。この微小連通路331は、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の外周面を凹ませることにより、閉鎖補助ピストン30とニードル弁閉鎖室43との間に形成される。
A portion on the base end side of the
In addition, the
ばね31は、ニードル弁閉鎖室43内の閉鎖補助ピストン30とニードル弁10の基端側との間に設けられて、閉鎖補助ピストン30およびニードル弁10を離間する方向に付勢する。
The
以上の閉鎖補助ピストン30は、以下のように動作する。
すなわち、まず、噴射制御弁20が第1位置に位置して、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが遮断されており、また、ばね31により閉鎖補助ピストン30が最も後退した位置まで付勢されて、仕切部33の円錐形状の部分がニードル弁閉鎖室43の基端面の第3燃料通路53を閉塞しているものとする。この状態を、閉鎖補助ピストン30の最後退位置とする。
The above closing
That is, first, the
閉鎖補助ピストン30がこの最後退位置に位置した状態では、仕切部33の円錐状の部分が第3燃料通路53を塞いで、第3燃料通路53と閉鎖補助圧力室432とを遮断する。
また、閉鎖補助ピストン30がこの最後退位置に位置した状態では、ニードル弁10が移動規制部12に規制されるまで後退しても、閉鎖補助ピストン30の補助力伝達部32の先端面とニードル弁10の基端面との間に間隙が形成されるように、閉鎖補助ピストン30およびニードル弁10の移動ストロークや長さが設定されている。
In the state where the closing
Further, in the state where the
次に、噴射制御弁20が第1位置から後退すると、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通し、第1燃料収容室41の燃料が第3燃料通路53に流入する。
そして、第2燃料通路52と第3燃料通路53とが連通し、第2燃料通路52の燃料が第3燃料通路53に流入する。
そして、この第3燃料通路53の燃料圧力により、閉鎖補助ピストン30がばね31の付勢力に抗して前進して、補助力伝達部32の先端面がニードル弁10の基端面に当接する。
Next, when the
The
Then, due to the fuel pressure in the
この状態では、第3燃料通路53内の燃料は、ニードル弁閉鎖室43の閉鎖補助圧力室432に流入して、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421内の燃料圧力とニードル弁閉鎖室43の閉鎖補助圧力室432内の燃料圧力とが等しくなっている。
そして、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円錐形状の部分が受圧部として閉鎖補助圧力室432からの燃料圧力を受けることで、閉鎖補助ピストン30を介して、ニードル弁10には、前進させる向きに力が加わる。
同時に、ニードル弁10には、ニードル弁10の円環状の段差部13が受圧部として燃料溜まり部421からの燃料圧力を受けることで、後退させる向きに力が加わっている。
In this state, the fuel in the
Then, the conical portion of the
At the same time, a force is applied to the
ここで、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の最大径は、ニードル弁10の段差部13の最大径よりも大きく、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の受圧面積は、ニードル弁10の段差部13の受圧面積よりも大きくなっている。よって、閉鎖補助ピストン30を前進させる力は、ニードル弁10を後退させる力よりも大きくなり、閉鎖補助ピストン30の補助力伝達部32の先端面でニードル弁10の基端側を押圧して、ニードル弁10を前進させる。
Here, the maximum diameter of the
以下、第1移行制御を実行する場合の燃料噴射装置1の動作について、図2〜図4を参照しながら説明する。
ST1では、図2(a)に示すように、初期状態である。すなわち、燃料供給源から第1燃料通路51に燃料が高圧で供給されるとともに、ばね21の付勢力により、噴射制御弁20が後退して第2位置に位置している。これにより、噴射制御弁20の拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接するため、第1燃料通路51内の高圧の燃料は、噴射制御弁20の縮径部221と噴射制御弁保持部44の内周面との隙間に留まっている。
Hereinafter, the operation of the
ST1 is in an initial state as shown in FIG. That is, fuel is supplied from the fuel supply source to the
また、ばね31の付勢力により、ニードル弁10は前進して第2燃料収容室42の先端側に着座し、閉鎖補助ピストン30は後退して最後退位置に位置して第3燃料通路53を閉鎖している。これにより、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、第1燃料収容室41、第3燃料通路53内には、前回の噴射動作により流入した燃料がある程度の圧力で閉じ込められている。
Further, the urging force of the
ST2では、この状態から、図2(b)に示すように、アクチュエータ60を駆動すると、ばね21の付勢力に抗して噴射制御弁20が前進して第1位置に位置する。
In ST2, when the
すると、噴射制御弁20の閉鎖部24の先端面が第1燃料収容室41の先端面に当接し、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが遮断されるので、第3燃料通路53への燃料の供給が遮断される。
また、拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411から離れて、拡径部23と第1燃料収容室41の段差部411との間に間隙が形成されるので、第1燃料通路51内の高圧な燃料は、噴射制御弁20の縮径部221と噴射制御弁保持部44の内周面との隙間、第1燃料収容室41、および第2燃料通路52を通って、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421に流入する。上述のように、この燃料溜まり部421の燃料は、既にある程度の圧力であるため、第1燃料通路51内の高圧な燃料が供給されることにより、第2燃料収容室42内の燃料圧力が上昇する。
Then, the front end surface of the closing
Further, since the
ST3では、燃料溜まり部421内の燃料圧力が所定の圧力に到達すると、図2(c)に示すように、この燃料溜まり部421内の燃料圧力により、ニードル弁10の移動規制部12が段差部431に突き当たるまで、ばね31の付勢力に抗してニードル弁10が後退する。これにより、ニードル弁10は第2燃料収容室42の先端側から離座し開弁して、第2燃料収容室42内の燃料が噴孔45を通して噴射される。
In ST3, when the fuel pressure in the
ST4では、アクチュエータ60により第1移行制御を実行する。具体的には、アクチュエータ60の駆動を停止もしくは駆動力を減少させて噴射制御弁20に対する押圧力を低減させる。すると、ばね21の付勢力により、噴射制御弁20が後退する。このとき、ばね21の付勢力とアクチュエータ60の駆動力との差分の力により、噴射制御弁20は、第1移行速度で後退して第2位置に位置し、図3(a)に示すように、拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接して噴射制御弁保持部44を閉鎖する。これにより、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが遮断されるとともに、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通する。よって、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、および第1燃料収容室41内の燃料が、閉鎖部24の先端面と第1燃料収容室41の先端面との間隙を通って、第3燃料通路53に流入し、第3燃料通路53内の圧力が上昇する。
In ST4, the
また、第3燃料通路53に流入した燃料圧力により、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円錐形状の部分うち第3燃料通路53に露出した部分が押圧されて、ばね31の付勢力に抗して閉鎖補助ピストン30が前進し始める。
In addition, due to the fuel pressure flowing into the
ST5では、図3(b)に示すように、閉鎖補助ピストン30が前進すると、仕切部33による第3燃料通路53の閉鎖が解除され、第3燃料通路53に流入した燃料は、さらにニードル弁閉鎖室43の閉鎖補助圧力室432に流入し、閉鎖補助圧力室432内の圧力が上昇する。閉弁補助圧力室432の内部の圧力が所定の圧力に到達すると、閉鎖補助圧力室432に流入した燃料圧力により、この仕切部33の円錐形状の部分全体が押圧されて、閉鎖補助ピストン30が前進して、この閉弁補助ピストン30の補助力伝達部32の先端面がニードル弁10の基端面に当接する。
In ST5, as shown in FIG. 3 (b), when the
また、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、および第1燃料収容室41内の燃料が第3燃料通路53、および閉鎖補助圧力室432に流入すると、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、第3燃料通路53内の圧力は、徐々に低下する。
When the fuel in the second
ST6では、図3(c)に示すように、閉鎖補助圧力室432内の燃料が閉鎖補助ピストン30を押圧する。ここで、前述のように閉鎖補助ピストン30が前進する向きに加える力は、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421内の燃料が段差部13を押圧して、ニードル弁10に後退する向きに加える力よりも大きい。よって、閉弁補助ピストン30がニードル弁10とともに前進して、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座して、噴孔45からの燃料の噴射が停止する。
In ST6, as shown in FIG. 3C, the fuel in the closing assist
ST7では、図4に示すように、閉弁補助圧力室432の内部の燃料は、仕切部33に形成された微小連通路331を通って、少しずつリターン圧力室433に流出し、このリターン圧力室433に流出した燃料は、第4燃料通路54を通ってノズルボディ40の外部に排出される。
これにより、閉弁補助圧力室432の内部の圧力は、少しずつ低下し、閉弁補助圧力室432の内部の圧力が所定の圧力未満になると、ばね31の付勢力により、閉弁補助ピストン30が後退して最後退位置まで移行し、閉弁補助圧力室432と第3燃料通路53との連通を遮断する。これにより、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、第1燃料収容室41、第3燃料通路53内には、燃料がある程度の圧力で閉じ込められて、初期状態に復帰する。
In ST7, as shown in FIG. 4, the fuel inside the valve closing
Thereby, the pressure inside the valve closing
図5は、第1移行制御を実行する場合の噴射制御弁20およびニードル弁10のタイミングチャートである。
時刻t0は、上述の初期状態(ST1)である。
時刻t0から時刻t1の期間は、上述のST2、ST3に対応している。この期間では、アクチュエータ60を駆動して噴射制御弁20を第2位置から第1位置に移行させる。これにより、第1燃料通路51内の高圧な燃料が、第1燃料収容室41および第2燃料通路52を経由して、第2燃料収容室42に流入し、第2燃料収容室42内の燃料圧力により、ニードル弁10が後退する。
FIG. 5 is a timing chart of the
Time t 0 is the above-mentioned initial state (ST1).
Period between time t 1 from time t 0 corresponds to the above ST2, ST3. In this period, the
燃料噴射量等に応じて、所定時間、噴射制御弁20を第1位置に維持した後、時刻t2では、アクチュエータ60の駆動を停止もしくは駆動力を減少させる。
時刻t2から時刻t4の期間は、上述のST4〜ST6に対応している。このうち、時刻t2から時刻t3の期間では、第1移行制御を実行して、噴射制御弁20を第1位置から第2位置に向かって第1移行速度で後退させる。すると、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、および第1燃料収容室41内の燃料がニードル弁閉鎖室43に流入し、閉鎖補助ピストン30が前進して、ニードル弁10を押圧し、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に向かって前進する。
Depending on the fuel injection amount or the like, a predetermined time, after maintaining the
Period from time t 4 from time t 2 corresponds to the above-mentioned ST4 to ST6. Among them, in the period of time t 3 from the time t 2, the running first migration control, first retracting the migration speed
時刻t3では、噴射制御弁20が第2位置に到達する。
時刻t4では、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座して、燃料の噴射が停止する。つまり、時刻t2で噴射制御弁20の後退を開始してから、所定時間後の時刻t4に、燃料の噴射が停止する。
At time t 3, the
At time t 4, the
以下、第2移行制御を実行する場合の燃料噴射装置1の動作について、図6および図7を参照しながら説明する。
具体的には、燃料噴射装置1は、上述のST4〜ST6の代わりに、ST4A〜ST62Aの手順で動作する。
Hereinafter, the operation of the
Specifically, the
ST4Aでは、アクチュエータ60により第2移行制御を実行する。具体的には、図6(a)に示すように、アクチュエータ60の駆動力を減少させて噴射制御弁20に対する押圧力を徐々に低減させる。すると、ばね21の付勢力により、噴射制御弁20が後退する。このとき、ばね21の付勢力とアクチュエータ60の駆動力との差分による力により噴射制御弁20は第1位置に向かって、第1移行速度よりも遅い第2移行速度で後退する。これにより、図7にも示すような、第1燃料通路51と第1燃料収容室41との連通が維持されつつ、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通する、第1位置と第2位置の間の中間位置が長時間維持される。
よって、第2燃料収容室42および第2燃料通路52内の燃料に加えて、燃料供給源から供給される高圧の燃料が第1燃料通路51を通して第1燃料収容室41に流入する。そして、この第1燃料収容室41の燃料は、閉鎖部24の先端面と第1燃料収容室41の先端面との間隙を通って、第3燃料通路53に流入し、第3燃料通路53内の圧力が上昇する。
このように、第2燃料収容室42および第2燃料通路52内の燃料に加えて、燃料供給源から供給される高圧の燃料が第3燃料通路53に流入するため、第3燃料通路53内の燃料圧力は、上述のST4に比べて急速に上昇する。
In ST4A, the
Therefore, in addition to the fuel in the second
Thus, in addition to the fuel in the second
また、第3燃料通路53に流入した燃料圧力により、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円錐形状の部分うち第3燃料通路53に露出した部分が押圧されて、ばね31の付勢力に抗して閉鎖補助ピストン30が前進し始める。
In addition, due to the fuel pressure flowing into the
ST5Aでは、図6(b)に示すように、閉鎖補助ピストン30が前進すると、仕切部33による第3燃料通路53の閉鎖が解除され、第3燃料通路53に流入した燃料は、さらにニードル弁閉鎖室43の閉鎖補助圧力室432に流入し、閉鎖補助圧力室432内の圧力が上昇する。閉鎖補助圧力室432の内部の圧力が所定の圧力に到達すると、閉鎖補助圧力室432に流入した燃料圧力により、この仕切部33の円錐形状の部分全体が押圧されて、閉鎖補助ピストン30が前進して、この閉鎖補助ピストン30の補助力伝達部32の先端面がニードル弁10の基端面に当接する。
In ST5A, as shown in FIG. 6 (b), when the
この状態では、噴射制御弁20は、まだ第1位置と第2位置の間の中間位置に位置しており、第2位置に向かって第2移行速度で移行中である。したがって、燃料供給源から供給される高圧の燃料が第3燃料通路53に依然として流入するため、上述のST5と異なり、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、第3燃料通路53、および閉鎖補助圧力室432内の圧力は、依然として高圧である。
In this state, the
ST61Aでは、図6(c)に示すように、閉鎖補助圧力室432内の燃料が閉鎖補助ピストン30を押圧する。ここで、前述のように閉鎖補助ピストン30が前進する向きに加える力は、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421内の燃料が段差部13を押圧して、ニードル弁10に後退する向きに加える力よりも大きい。よって、閉鎖補助ピストン30がニードル弁10とともに前進し、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座して、噴孔45からの燃料の噴射が停止する。
このST61Aでは、噴射制御弁20は、まだ第1位置と第2位置との中間位置に位置している。したがって、第1実施形態のST6と異なり、第2燃料収容室42、第2燃料通路52、第3燃料通路53、および閉鎖補助圧力室432内の圧力は、依然として高圧であるので、上述のST6に比べて、閉鎖補助圧力室432内の燃料による仕切部33の押圧力が高く、閉鎖補助ピストン30およびニードル弁10は、高速で前進する。
In ST61A, as shown in FIG. 6C, the fuel in the closing
In ST61A, the
ST62Aでは、噴射制御弁20が引き続き第2移行速度で後退して第2位置に位置し、拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接して噴射制御弁保持部44を閉鎖する。これにより、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが遮断されて、燃料供給源から供給される高圧な燃料の閉鎖補助圧力室432への流入が停止する。
このように、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが連通し、かつ、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通した状態(図7に示す状態)は、アクチュエータ60により第1移行制御を実行した場合に比べて、長時間維持される。つまり、第2移行制御では、第1移行制御に比べて遅い速度で噴射制御弁20を後退させることで、噴射制御弁20を第1位置と第2位置との中間位置に長時間位置させる。
In ST62A, the
As described above, the state in which the
図8は、第2移行制御を実行する場合の噴射制御弁20およびニードル弁10のタイミングチャートである。
時刻t0から時刻t1までは、噴射制御弁20およびニードル弁10の動作は、第1移行制御を実行する場合と同様である。
FIG. 8 is a timing chart of the
From time t 0 to time t 1, the operation of the
燃料噴射量等に応じて、所定時間、噴射制御弁20を第1位置に維持した後、時刻t2では、アクチュエータ60の駆動力を減少させる。
時刻t2から時刻t4´の期間は、上述のST4A〜ST61Aに対応している。この期間では、第2移行制御を実行して、噴射制御弁20を第1位置から第2位置に向かって第2移行速度で後退させる。これにより、第2燃料収容室42および第2燃料通路52内の燃料に加えて、燃料供給源から供給される高圧な燃料が第3燃料通路53に流入する。
つまり、第2燃料収容室42および第2燃料通路52内の燃料に加えて、燃料供給源から供給される高圧な燃料が第3燃料通路53に流入する期間は、噴射制御弁20を第1移行速度で後退させた場合に比べて長くなる。
よって、第1移行制御を実行する場合に比べて、第3燃料通路53内の燃料圧力は、急速に上昇して、早期に閉鎖補助ピストン30が前進し始めて、ニードル弁10に当接するタイミングも早くなる。その結果、ニードル弁10は、早期に第2燃料収容室42の先端側に向かって前進する。
Depending on the fuel injection amount or the like, a predetermined time, after maintaining the
Period from time t 4 'from the time t 2 corresponds to the above-described ST4A~ST61A. In this period, the second transition control is executed, and the
That is, during the period when high-pressure fuel supplied from the fuel supply source flows into the
Therefore, as compared with the case where the first transition control is executed, the fuel pressure in the
時刻t4´では、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座して、燃料の噴射が停止する。本実施形態では、第1移行制御を実行する場合よりも高速でニードル弁10が前進したため、この時刻t4´は、第1移行制御を実行する場合の時刻t4よりも早くなっている。
時刻t4´から時刻t3´の期間は、上述のST62Aに対応している。時刻t3´では、噴射制御弁20が第2位置に到達する。噴射制御弁20を第1移行逮度よりも遅い第2移行速度で後退させたため、この時刻t3´は、第1移行制御を実行する場合の時刻t3よりも遅くなっている。
At time t 4 ′, the
The period from time t 4 ′ to time t 3 ′ corresponds to the above-described ST62A. At time t 3 ′, the
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)噴射制御弁20が第1位置から第2位置に移行する際、アクチュエータ60により第1移行制御および第2移行制御を実行する。
第1移行制御では、噴射制御弁20を第1移行速度つまり速い速度で移行させて、迅速に、燃料供給源に繋がる第1燃料通路51と第1燃料収容室41とを遮断するとともに、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とを連通する。すると、第2燃料通路52内の燃料が第1燃料収容室41を通ってニードル弁閉鎖室43に流入するので、このニードル弁閉鎖室43内の燃料圧力により閉鎖補助ピストン30が前進して、ニードル弁10を前進させる。
したがって、第1移行制御を実行することにより、迅速に燃料供給源側を遮断しつつ、噴射制御弁20を動作させてから所定時間で、実際に燃料の噴射を停止できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) When the
In the first transition control, the
Therefore, by executing the first transition control, it is possible to actually stop the fuel injection within a predetermined time after operating the
一方、第2移行制御では、噴射制御弁20を第2移行速度つまり遅い速度で移行させて、第1移行制御を行った場合に比べて、噴射制御弁20を第1位置と第2位置との間の中間位置に長期間位置させる。噴射制御弁20が中間位置に位置した状態では、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通するだけでなく、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが連通するので、第2燃料通路52の燃料に加えて、第1燃料通路51の燃料も第1燃料収容室41を通ってニードル弁閉鎖室43に流入することになる。
On the other hand, in the second transition control, the
したがって、第2移行制御を実行することにより、第1移行制御を実行した場合に比べて、ニードル弁閉鎖室43内の燃料圧力が上昇し、ニードル弁10を速く前進させることができるので、噴射の立下り特性を向上できる。つまり、噴射制御弁20を動作させてから実際に燃料の噴射が停止するまでの応答時間を第1移行制御に比べて短縮できる。
よって、噴射停止時に第1移行制御と第2移行制御とを使い分けることにより、噴射制御弁20を動作させてからニードル弁10が着座するまでの応答時間を調節でき、様々な噴射様態を実現できる。
Therefore, by executing the second transition control, the fuel pressure in the needle
Therefore, by properly using the first transition control and the second transition control when the injection is stopped, the response time from the operation of the
なお、噴射制御弁20の移行速度を制御するのではなく、噴射制御弁20の中間位置状態の継続時間を制御することによっても、第1移行制御および第2移行制御と同様に、噴射制御弁20を動作させてからニードル弁10が着座するまでの応答時間を調節でき、様々な噴射様態を実現できる。
すなわち、アクチュエータ60により、第1位置と前記第2位置との中間位置を第1所定時間維持する第3移行制御と、第1位置と前記第2位置との中間位置を第1所定時間よりも長い第2所定時間維持する第4移行制御と、を実行する。
Note that the
That is, the
(2)噴射制御弁20が第1位置から第2位置に移行する際に、第1燃料収容室41の燃料が第3燃料通路53に流入するが、閉鎖補助ピストン30およびニードル弁閉鎖室43により、第1燃料収容室41の燃料が、第3燃料通路53、ニードル弁閉鎖室43、および第4燃料通路54を通って、燃料噴射装置1の外部に流出するのを抑制して、燃料の燃料噴射装置1の外部への流出量を低減できるので、燃料供給系全体として効率を向上できる。
(2) When the
(3)閉鎖補助ピストン30により、ニードル弁閉鎖室43内の燃料圧力による押圧力を、ニードル弁10に対して前進方向に伝達して、このニードル弁10を前進させて燃料の噴射を停止させる。よって、ニードル弁10の閉鎖速度を向上でき、燃料噴射圧の立下り特性を改善できる。
(3) The
(4)閉鎖補助ピストン30およびニードル弁10を離間する方向に付勢するばね31を設けて、ばね31で閉鎖補助ピストン30を最後退位置まで付勢した。よって、閉鎖補助ピストン30を迅速に最後退位置まで後退させて、第3燃料通路53と閉鎖補助圧力室43との連通を遮断でき、第4燃料通路54の流量をより低減できる。
(4) A
(5)閉鎖補助ピストン30に微小連通路331を設けたので、微小連通路331を通して閉鎖補助圧力室43内の燃料をリターン圧力室433に流出させることにより、閉鎖補助ピストン30を円滑に後退させることができ、第4燃料通路54の流量をさらに低減できる。
(5) Since the
(6)閉鎖補助ピストン30の仕切部33の外周面を凹ませることにより微小連通路331を形成したので、微小連通路331の断面積を高精度で管理できる。
(6) Since the
(7)ニードル弁10が移動規制部12に規制されるまで後退しても、閉鎖補助ピストン30が最も後退した状態では、閉鎖補助ピストン30とニードル弁10との間に間隙が生じるように、閉鎖補助ピストン30およびニードル弁10の移動ストロークや長さを設定した。よって、ニードル弁10を後退させて燃料を噴射する際に、ニードル弁10が閉鎖補助ピストン30に当接しないため、閉鎖補助ピストン30の耐久性を向上できるうえに、閉鎖補助ピストン30の補助力伝達部32の外径を細くできる。
(7) Even when the
(8)第2燃料収容室42内の燃料圧力とニードル弁閉鎖室43内の燃料圧力とが等しい状態で、閉鎖補助ピストン30に作用する燃料圧力によりニードル弁10を前進させる力を、段差部13に作用する燃料圧力によりニードル弁10を後退させる力よりも大きくした。よって、燃料の噴射を停止する際に、燃料圧力がニードル弁10を前進させる方向に作用するので、迅速に燃料の噴射を停止できる。よって、噴射制御弁20を後退させてから燃料の噴射が停止するまでの応答時間を短縮できる。その結果、最小噴射時間をより短縮できるうえに、最小噴射量を低減できるので、様々な噴射方法を実現できる。
(8) In the state in which the fuel pressure in the second
〔第2実施形態〕
本実施形態では、燃料噴射装置1の動作が第1実施形態と異なり、その他の構成は、第1実施形態と同様である。
具体的には、燃料噴射装置1は、第1実施形態の第2移行制御を実行する場合のST61A、ST62Aの代わりに、ST61B、ST62Bの手順で動作する。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, the operation of the
Specifically, the
ST61Bでは、第1実施形態のST61Aと同様に、閉鎖補助圧力室432内の燃料が閉鎖補助ピストン30を押圧する。ここで、前述のように閉鎖補助ピストン30が前進する向きに加える力は、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421内の燃料が段差部13を押圧して、ニードル弁10に後退する向きに加える力よりも大きい。よって、閉鎖補助ピストン30がニードル弁10とともに前進し、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座して、噴孔45からの燃料の噴射が停止する。
In ST61B, as in ST61A of the first embodiment, the fuel in the closing
このST61Bでは、噴射制御弁20は、まだ第1位置と第2位置の間の中間位置に位置している。したがって、第1実施形態のST61Aと同様に、閉鎖補助圧力室432内の圧力は、依然として高圧であり、閉鎖補助圧力室432内の燃料による仕切部33の押圧力が高く、閉鎖補助ピストン30およびニードル弁10は、高速で前進する。
In ST61B, the
ここで、ST61Bでは、図示しないセンサによりニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁した状態を検出、あるいは、制御装置によりニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁するタイミングを推定して、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁したときに噴射制御弁20の後退速度を第2移行速度から第1移行速度に切替える。つまり、噴射制御弁20が第1位置から前記第2位置に至る途中までは、第2移行制御を実行し、第2位置に至る途中から第2位置までは、第1移行制御を実行する。
Here, in ST61B, a state in which the
ST62Bでは、噴射制御弁20が引き続き第1移行速度で後退して第2位置に位置し、拡径部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接して噴射制御弁保持部44を閉鎖する。これにより、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが遮断されて、燃料供給源から供給される燃料の閉鎖補助圧力室432への流入が停止する。
このように、ニードル弁10が閉弁するまでは、第1実施形態の第2移行制御を実行する場合と同様に、第1燃料通路51と第1燃料収容室41との連通が維持されつつ、第1燃料収容室41と第3燃料通路53とが連通する、第1位置と第2位置の間の中間位置(図7に示す状態)が長時間維持され、ニードル弁10が閉弁した後は、第1移行制御を実行して迅速に噴射制御弁20を第2位置まで移行させる。
In ST62B, the
Thus, until the
図9は、噴射制御弁20およびニードル弁10のタイミングチャートである。
時刻t0から時刻t2までは、噴射制御弁20およびニードル弁10の動作は、第1実施形態の第2移行制御を実行する場合と同様である。
FIG. 9 is a timing chart of the
From time t 0 to time t 2, the operation of the
燃料噴射量等に応じて、所定時間、噴射制御弁20を第1位置に維持した後、時刻t2では、アクチュエータ60の駆動力を減少させる。
時刻t2から時刻t4´の期間は、上述のST4A〜ST61Bに対応している。この期間では、第2移行制御を実行して、噴射制御弁20を第1位置から第2位置に向かって第2移行速度で後退させる。したがって、時刻t4´では、第1実施形態の第2移行制御を実行する場合と同様に、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座して、燃料の噴射が停止する。
Depending on the fuel injection amount or the like, a predetermined time, after maintaining the
Period from time t 4 'from the time t 2 corresponds to the above-described ST4A~ST61B. In this period, the second transition control is executed, and the
時刻t4´から時刻t3´´の期間は、上述のST62Bに対応している。時刻t4´では、ニードル弁10が閉弁したため、噴射制御弁20の後退速度を第2移行速度から第1移行速度に切替える。その後、時刻t3´´では、噴射制御弁20が第2位置に到達する。この時刻t3´´は、第1実施形態の第1移行制御を実行する場合の時刻t3よりも遅いが、第1実施形態の第2移行制御を実行する場合の時刻t3´よりも早くなっている。
The period from time t 4 ′ to time t 3 ″ corresponds to ST62B described above. At time t 4 ′, since the
本実施形態によれば、上述の(1)〜(8)の効果に加えて、以下のような効果がある。
(9)噴射制御弁20の第1位置から第2位置への一回の移行動作中に、アクチュエータ60により第1移行制御と第2移行制御との両方を実行したので、さらに多様な噴射様態を実現できる。
According to this embodiment, in addition to the effects (1) to (8) described above, the following effects can be obtained.
(9) Since both the first transition control and the second transition control are executed by the
(10)噴射制御弁20が第1位置から第2位置に至る途中で、第2移行制御から第1移行制御に切り換えた。これにより、ニードル弁10が閉弁した後、直ちに噴射制御弁20を第2位置に位置させて、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とを遮断できるので、第1燃料通路51内の燃料が外部に流出するのを防いで、リターン流量の増加を抑制できる。
(10) In the middle of the
(11)アクチュエータ60により、ニードル弁10が閉弁した状態の検出あるいはニードル弁10が閉弁するタイミングの推定に基づいて、第2移行制御から第1移行制御に切り替えたので、最適なタイミングで切り替えでき、ニードル弁10をできるだけ早く閉弁しつつ、リターン流量の増加を抑制できる。
(11) The
〔第3実施形態〕
本実施形態では、燃料噴射装置1の動作が第2実施形態と異なり、その他の構成は、第2実施形態と同様である。
具体的には、本実施形態では、ST61Bの噴射制御弁20の後退速度を第2移行速度から第1移行速度に切替えるタイミングが、第2実施形態と異なる。
[Third Embodiment]
In the present embodiment, the operation of the
Specifically, in this embodiment, the timing for switching the reverse speed of the
すなわち、制御装置により、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁するタイミングを推定して、ニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁するタイミングよりも所定時間だけ前に、噴射制御弁20の後退速度を第2移行速度から第1移行速度に切替える。
That is, the control device estimates the timing at which the
本実施形態によれば、上述の(1)〜(11)の効果に加えて、以下のような効果がある。 According to this embodiment, in addition to the effects (1) to (11) described above, the following effects can be obtained.
(12)アクチュエータ60により、ニードル弁10が閉弁するタイミングよりも所定時間だけ前に、第2移行制御から第1移行制御に切り替えたので、不要なリターン流量を確実に低減できる。
(12) Since the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、噴射制御弁20をピエゾ式のアクチュエータ60で駆動したが、これに限らず、電磁式や油圧式のアクチュエータで駆動してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the
また、上述の各実施形態では、微小連通路331を閉鎖補助ピストン30の仕切部33の外周面を凹ませることにより形成したが、これに限らず、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の内部側に穿設してもよいし、ノズルボディ40のニードル弁閉鎖室43の内周面に形成してもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the
また、上述の各実施形態では、閉鎖補助ピストン30の補助力伝達部32により、直接、ニードル弁10の基端側を押圧したが、これに限らず、閉鎖補助ピストン30とニードル弁10との間に部材を設け、この部材を介してニードル弁10の基端側を押圧してもよい。
また、上述の各実施形態では、ニードル弁本体11の外周面の1箇所に段差部13を形成したが、これに限らず、ニードル弁本体11の先端側外周面などの複数箇所に段差部を設けてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the proximal end side of the
Further, in each of the above-described embodiments, the stepped
また、上述の各実施形態では、ばね21を噴射制御弁20の噴射制御弁保持部44よりも先端側に配置したが、これに限らず、噴射制御弁保持部20よりも基端側に配置してもよく、噴射制御弁20を後退方向に付勢できればよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the
上述の第2実施形態および第3の実施形態では、制御装置によりニードル弁10が第2燃料収容室42の先端側に着座し閉弁するタイミングを推定したが、予め実験で求めた噴射制御弁20の移行開始からニードル弁10の閉弁までの所要時間に基づいてニードル弁10が閉弁するタイミングを推定してもよい。
In the second embodiment and the third embodiment described above, the timing at which the
1 燃料噴射装置
10 ニードル弁
11 ニードル弁本体
12 移動規制部
13 段差部(ニードル弁開放手段)
20 噴射制御弁
21 ばね(弾性部材)
30 閉鎖補助ピストン(流出抑制手段、ニードル弁閉鎖手段)
31 ばね(弾性部材)
32 補助力伝達部
40 ノズルボディ
41 第1燃料収容室
42 第2燃料収容室(ニードル弁開放手段)
43 ニードル弁閉鎖室(流出抑制手段、第3燃料収容室、ニードル弁閉鎖手段)
44 噴射制御弁保持部
45 噴孔
46 ニードル弁保持部
51 第1燃料通路
52 第2燃料通路
53 第3燃料通路
54 第4燃料通路
60 アクチュエータ(噴射制御弁制御装置)
421 燃料溜まり部(ニードル弁開放手段)
432 閉鎖補助圧力室
433 リターン圧力室
DESCRIPTION OF
20
30 Closure auxiliary piston (outflow suppression means, needle valve closing means)
31 Spring (elastic member)
32 Auxiliary
43 Needle valve closing chamber (outflow suppression means, third fuel storage chamber, needle valve closing means)
44 Injection control
421 Fuel reservoir (needle valve opening means)
432 Closed
Claims (17)
当該ノズルボディ内部のニードル弁保持部に保持されたニードル弁と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられて前記第2燃料収容室を有するニードル弁開放手段と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられて前記第3燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段と、
前記ノズルボディ内部の噴射制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室内を進退可能な噴射制御弁と、
当該噴射制御弁を制御する噴射制御弁制御装置と、を備え、
前記ノズルボディには、燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第2燃料収容室に至る第2燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第3燃料収容室に至る第3燃料通路、および、前記第3燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路が形成され、
前記噴射制御弁は、第1位置まで前進することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、第2位置まで後退することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを遮断するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通し、
前記ニードル弁は、前進して前記ノズルボディに着座し閉弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退して前記ノズルボディから離座し開弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通し、
前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、
前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、
前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁を前記第1位置から前記第2位置に移行させる際に、第1移行速度で前記噴射制御弁を移行させる第1移行制御と、前記第1移行逮度よりも遅い第2移行速度で前記噴射制御弁を移行させる第2移行制御と、を実行することを特徴とする燃料噴射装置。 A first fuel storage chamber, a second fuel storage chamber, a third fuel storage chamber, and a nozzle body in which nozzle holes extending from the second fuel storage chamber to the outside of the fuel injection device are formed;
A needle valve held in a needle valve holding portion inside the nozzle body;
Needle valve opening means provided on the tip side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the second fuel storage chamber;
Needle valve closing means provided on the base end side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the third fuel storage chamber;
An injection control valve held in an injection control valve holding portion inside the nozzle body and capable of moving forward and backward in the first fuel storage chamber;
An injection control valve control device for controlling the injection control valve,
The nozzle body includes a first fuel passage from a fuel supply source to the first fuel storage chamber, a second fuel passage from the first fuel storage chamber to the second fuel storage chamber, and from the first fuel storage chamber. A third fuel passage extending to the third fuel storage chamber and a fourth fuel passage extending from the third fuel storage chamber to a low pressure portion outside the fuel injection device are formed;
The injection control valve advances to the first position, thereby communicating the first fuel passage and the first fuel storage chamber, and blocking the first fuel storage chamber and the third fuel passage; By retracting to the second position, the first fuel passage and the first fuel storage chamber are shut off, and the first fuel storage chamber and the third fuel passage are communicated with each other.
The needle valve moves forward, sits on the nozzle body and closes, thereby shutting off the second fuel storage chamber and the nozzle hole, and moves backward to separate from the nozzle body and open the valve. , Communicating the second fuel storage chamber with the nozzle hole,
The needle valve opening means retracts the needle valve by the fuel pressure in the second fuel storage chamber,
The needle valve closing means advances the needle valve by the fuel pressure in the third fuel storage chamber,
The injection control valve control device includes: a first transition control that shifts the injection control valve at a first transition speed when the injection control valve is shifted from the first position to the second position; and the first transition. And a second transition control for shifting the injection control valve at a second transition speed slower than the degree of arrest.
前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁の前記第1位置から前記第2位置への一回の移行動作中に、前記第1移行制御と前記第2移行制御との両方を実行することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
The injection control valve control device executes both the first transition control and the second transition control during a single transition operation of the injection control valve from the first position to the second position. A fuel injection device characterized by the above.
前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁が前記第1位置から前記第2位置に至る途中までは、前記第2移行制御を実行し、当該第2位置に至る途中から前記第2位置までは、前記第1移行制御を実行することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 2, wherein
The injection control valve control device executes the second transition control until the injection control valve reaches the second position from the first position to the second position after reaching the second position. Performs the first transition control.
前記噴射制御弁制御装置は、前記ニードル弁が閉弁した状態の検出、または、前記ニードル弁の閉弁するタイミングの推定に基づいて、前記第2移行制御から前記第1移行制御に切り替えることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 3, wherein
The injection control valve control device switches from the second transition control to the first transition control based on detection of a state in which the needle valve is closed or estimation of timing at which the needle valve is closed. A fuel injection device.
前記噴射制御弁制御装置は、前記ニードル弁が閉弁するタイミングを推定し、当該ニードル弁が閉弁するタイミングよりも所定時間だけ前に、前記第2移行制御から前記第1移行制御に切り替えることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 4, wherein
The injection control valve control device estimates the timing at which the needle valve closes, and switches from the second transition control to the first transition control at a predetermined time before the timing at which the needle valve closes. A fuel injection device characterized by the above.
前記噴射制御弁が前記第1位置から前記第2位置に移行する際に、前記第1燃料収容室の燃料が、前記第3燃料通路、前記第3燃料収容室、および前記第4燃料通路を通って、前記燃料噴射装置の外部に流出するのを抑制する流出抑制手段を備えることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5,
When the injection control valve shifts from the first position to the second position, the fuel in the first fuel storage chamber passes through the third fuel passage, the third fuel storage chamber, and the fourth fuel passage. A fuel injection device comprising an outflow suppression means for suppressing the flow through the fuel injection device.
前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内を進退可能に設けられた閉鎖補助ピストンを備え、
前記閉鎖補助ピストンは、最後退位置で前記第3燃料通路と前記第3燃料収容室とを遮断し、前進状態に移行することにより前記第3燃料通路と前記第3燃料収容室とを連通し、
前記第3燃料収容室は、前記閉鎖補助ピストン前進状態では、前記閉鎖補助ピストンにより、前記第3燃料通路が連通する閉鎖補助圧力室と、前記第4燃料通路が連通するリターン圧力室と、に区画され、
前記閉鎖補助ピストンは、前記閉鎖補助圧力室内の燃料圧力による押圧力を、前記ニードル弁に対して前進方向に伝達可能であり、
前記閉鎖補助ピストンは、前記前進状態から前記最後退位置に移行して、前記第3燃料通路と前記閉鎖補助圧力室とを遮断することで、前記第1燃料収容室の燃料が前記第3燃料通路を通って前記第3燃料収容室に流入するのを抑制し、これにより、前記第1燃料収容室の燃料が前記燃料噴射装置の外部に流出するのを抑制する流出抑制手段であることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 6, wherein
The needle valve closing means includes a closing auxiliary piston provided to be able to advance and retreat in the third fuel storage chamber,
The closing assist piston shuts off the third fuel passage and the third fuel storage chamber at the last retracted position, and makes the third fuel passage and the third fuel storage chamber communicate with each other by shifting to the forward movement state. ,
In the advanced state of the closing auxiliary piston, the third fuel storage chamber includes a closing auxiliary pressure chamber that communicates with the third fuel passage and a return pressure chamber that communicates with the fourth fuel passage. Partitioned,
The closing assist piston is capable of transmitting a pressing force due to fuel pressure in the closing assist pressure chamber to the needle valve in a forward direction,
The closing auxiliary piston shifts from the advanced state to the last retracted position, and shuts off the third fuel passage and the closing auxiliary pressure chamber, so that the fuel in the first fuel storage chamber becomes the third fuel. A flow suppression means for suppressing the flow of fuel in the first fuel storage chamber from flowing out of the fuel injection device by suppressing the flow into the third fuel storage chamber through the passage. A fuel injection device.
前記第3燃料収容室内には、前記ニードル弁の基端側が露出しており、
前記ニードル弁閉鎖手段は、前記閉鎖補助ピストンと前記ニードル弁の基端側との間に設けられて、前記閉鎖補助ピストンおよび前記ニードル弁を離間する方向に付勢する弾性部材をさらに備え、
前記閉鎖補助ピストンは、前記弾性部材により前記最後退位置まで付勢されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 7, wherein
The proximal end side of the needle valve is exposed in the third fuel storage chamber,
The needle valve closing means further includes an elastic member that is provided between the closing auxiliary piston and a proximal end side of the needle valve and biases the closing auxiliary piston and the needle valve in a separating direction.
The fuel injection device according to claim 1, wherein the closing assist piston is urged to the last retracted position by the elastic member.
前記閉鎖補助ピストンには、前記閉鎖補助圧力室と前記リターン圧力室とを連通する微小連通路が形成されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 8, wherein
The fuel injection apparatus according to claim 1, wherein the close assist piston is formed with a minute communication path that connects the close assist pressure chamber and the return pressure chamber.
前記微小連通路は、前記閉鎖補助ピストンの外周面の一部を凹ませることにより、当該閉鎖補助ピストンと前記第3燃料収容室との間に形成されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 9, wherein
The fuel injection device according to claim 1, wherein the minute communication path is formed between the closing auxiliary piston and the third fuel storage chamber by recessing a part of the outer peripheral surface of the closing auxiliary piston.
前記閉鎖補助ピストンは、前記ニードル弁側端部から棒状に延出する補助力伝達部を備え、
前記ニードル弁は、棒状のニードル弁本体と、当該ニードル弁本体の基端側に鍔状に形成されて前記ニードル弁の後退を規制する移動規制部と、を備え、
前記ニードル弁は、前記閉鎖補助ピストンの補助力伝達部が前記ニードル弁の基端側を押圧することにより前進し、
前記ニードル弁が前記移動規制部に規制されるまで後退しても、前記閉鎖補助ピストンが前記最後退位置まで後退した状態では、前記閉鎖補助ピストンと前記ニードル弁との間に間隙が形成されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 7, wherein
The closing auxiliary piston includes an auxiliary force transmitting portion extending in a rod shape from the needle valve side end portion,
The needle valve includes a rod-shaped needle valve main body, and a movement restricting portion that is formed in a hook shape on the proximal end side of the needle valve main body and restricts the retraction of the needle valve,
The needle valve advances when the auxiliary force transmission part of the closing auxiliary piston presses the proximal end side of the needle valve,
Even if the needle valve is retracted until it is regulated by the movement restricting portion, a gap is formed between the closure assisting piston and the needle valve when the closing assisting piston is retracted to the last retracted position. The fuel-injection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記噴射制御弁が前記第1位置から後退して、前記第2燃料通路と前記第3燃料通路とが連通し、前記第2燃料収容室内の燃料圧力と前記第3燃料収容室内の燃料圧力とが等しい状態で、前記ニードル弁閉鎖手段により前記ニードル弁を前進させる力は、前記ニードル弁開放手段により前記ニードル弁を後退させる力よりも大きいことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 7, wherein
The injection control valve is retracted from the first position so that the second fuel passage and the third fuel passage communicate with each other, and the fuel pressure in the second fuel storage chamber, the fuel pressure in the third fuel storage chamber, A fuel injection device characterized in that the force for advancing the needle valve by the needle valve closing means is greater than the force for retreating the needle valve by the needle valve opening means in a state where
前記ニードル弁閉鎖手段が前記第3燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部面積は、前記ニードル弁開放手段が前記第2燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部面積よりも大きいことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 12, wherein
The pressure receiving area of the fuel pressure received by the needle valve closing means from the third fuel storage chamber is larger than the pressure receiving area of the fuel pressure received by the needle valve opening means from the second fuel storage chamber. Fuel injection device.
前記ニードル弁閉鎖手段が前記第3燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部最大径は、前記ニードル弁開放手段が前記第2燃料収容室から受ける燃料圧力の受圧部最大径よりも大きいことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 12, wherein
The maximum pressure receiving portion diameter of the fuel pressure received by the needle valve closing means from the third fuel storage chamber is larger than the maximum pressure receiving portion diameter of the fuel pressure received by the needle valve opening means from the second fuel storage chamber. A fuel injection device.
前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室と、前記ニードル弁の先端側の外周に周方向に沿って環状に形成される段差部と、で構成され、
前記閉鎖補助ピストンの最大径は、前記ニードル弁開放手段の段差部の最大径よりも大きいことを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 12, wherein
The needle valve opening means is composed of the second fuel storage chamber and a step portion formed in an annular shape along the circumferential direction on the outer periphery on the tip side of the needle valve,
The fuel injection device according to claim 1, wherein a maximum diameter of the closing auxiliary piston is larger than a maximum diameter of a step portion of the needle valve opening means.
当該ノズルボディ内部のニードル弁保持部に保持されたニードル弁と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられて前記第2燃料収容室を有するニードル弁開放手段と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられて前記第3燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段と、
前記ノズルボディ内部の噴射制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室内を進退可能な噴射制御弁と、
当該噴射制御弁を制御する噴射制御弁制御装置と、を備え、
前記ノズルボディには、燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第2燃料収容室に至る第2燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第3燃料収容室に至る第3燃料通路、および、前記第3燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路が形成され、
前記噴射制御弁は、第1位置まで前進することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、第2位置まで後退することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを遮断するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通し、
前記ニードル弁は、前進して前記ノズルボディに着座し閉弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退して前記ノズルボディから離座し開弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通し、
前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、
前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、
前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁を前記第1位置から前記第2位置に移行させる際に、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通する前記第1位置と前記第2位置との中間位置を、第1所定時間維持するように前記噴射制御弁を移行させる第3移行制御と、
前記中間位置を、第1所定時間よりも長い第2所定時間維持するように前記噴射制御弁を移行させる第4移行制御と、を実行することを特徴とする燃料噴射装置。 A first fuel storage chamber, a second fuel storage chamber, a third fuel storage chamber, and a nozzle body in which nozzle holes extending from the second fuel storage chamber to the outside of the fuel injection device are formed;
A needle valve held in a needle valve holding portion inside the nozzle body;
Needle valve opening means provided on the tip side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the second fuel storage chamber;
Needle valve closing means provided on the base end side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the third fuel storage chamber;
An injection control valve held in an injection control valve holding portion inside the nozzle body and capable of moving forward and backward in the first fuel storage chamber;
An injection control valve control device for controlling the injection control valve,
The nozzle body includes a first fuel passage from a fuel supply source to the first fuel storage chamber, a second fuel passage from the first fuel storage chamber to the second fuel storage chamber, and from the first fuel storage chamber. A third fuel passage extending to the third fuel storage chamber and a fourth fuel passage extending from the third fuel storage chamber to a low pressure portion outside the fuel injection device are formed;
The injection control valve advances to the first position, thereby communicating the first fuel passage and the first fuel storage chamber, and blocking the first fuel storage chamber and the third fuel passage; By retracting to the second position, the first fuel passage and the first fuel storage chamber are shut off, and the first fuel storage chamber and the third fuel passage are communicated with each other.
The needle valve moves forward, sits on the nozzle body and closes, thereby shutting off the second fuel storage chamber and the nozzle hole, and moves backward to separate from the nozzle body and open the valve. , Communicating the second fuel storage chamber with the nozzle hole,
The needle valve opening means retracts the needle valve by the fuel pressure in the second fuel storage chamber,
The needle valve closing means advances the needle valve by the fuel pressure in the third fuel storage chamber,
The injection control valve control device communicates the first fuel passage and the first fuel storage chamber and moves the first fuel storage when the injection control valve is moved from the first position to the second position. A third transition control for causing the injection control valve to transition so as to maintain an intermediate position between the first position and the second position communicating with the chamber and the third fuel passage for a first predetermined time;
And a fourth shift control for shifting the injection control valve so as to maintain the intermediate position for a second predetermined time longer than the first predetermined time.
当該ノズルボディ内部のニードル弁保持部に保持されたニードル弁と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも先端側に設けられて前記第2燃料収容室を有するニードル弁開放手段と、
前記ノズルボディ内部の前記ニードル弁保持部よりも基端側に設けられて前記第3燃料収容室を有するニードル弁閉鎖手段と、
前記ノズルボディ内部の噴射制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室内を進退可能な噴射制御弁と、
当該噴射制御弁を制御する噴射制御弁制御装置と、を備え、
前記ノズルボディには、燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第2燃料収容室に至る第2燃料通路、前記第1燃料収容室から前記第3燃料収容室に至る第3燃料通路、および、前記第3燃料収容室から燃料噴射装置の外部の低圧部に至る第4燃料通路が形成され、
前記噴射制御弁は、第1位置まで前進することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを連通するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、第2位置まで後退することにより、前記第1燃料通路と前記第1燃料収容室とを遮断するとともに、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを連通し、
前記ニードル弁は、前進して前記ノズルボディに着座し閉弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退して前記ノズルボディから離座し開弁することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通し、
前記ニードル弁開放手段は、前記第2燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を後退させ、
前記ニードル弁閉鎖手段は、前記第3燃料収容室内の燃料圧力により前記ニードル弁を前進させ、
前記噴射制御弁の前記噴射制御弁保持部よりも基端側に設けられて前記噴射制御弁を前記第1位置方向に荷重可能なアクチュエータと、
前記噴射制御弁を後退方向に付勢する弾性部材と、を備え、
前記噴射制御弁制御装置は、前記噴射制御弁を前記第1位置から前記第2位置に移行させる際に、前記第1位置で前記アクチュエータの駆動力を減少させて、当該減少した駆動力と前記弾性部材の付勢力との差分の力により、前記第1位置で前記アクチュエータの駆動を停止し前記弾性部材の付勢力のみで移行させる場合の所要時間よりも長い時間で、移行させることを特徴とする燃料噴射装置。 A first fuel storage chamber, a second fuel storage chamber, a third fuel storage chamber, and a nozzle body in which nozzle holes extending from the second fuel storage chamber to the outside of the fuel injection device are formed;
A needle valve held in a needle valve holding portion inside the nozzle body;
Needle valve opening means provided on the tip side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the second fuel storage chamber;
Needle valve closing means provided on the base end side of the needle valve holding portion inside the nozzle body and having the third fuel storage chamber;
An injection control valve held in an injection control valve holding portion inside the nozzle body and capable of moving forward and backward in the first fuel storage chamber;
An injection control valve control device for controlling the injection control valve,
The nozzle body includes a first fuel passage from a fuel supply source to the first fuel storage chamber, a second fuel passage from the first fuel storage chamber to the second fuel storage chamber, and from the first fuel storage chamber. A third fuel passage extending to the third fuel storage chamber and a fourth fuel passage extending from the third fuel storage chamber to a low pressure portion outside the fuel injection device are formed;
The injection control valve advances to the first position, thereby communicating the first fuel passage and the first fuel storage chamber, and blocking the first fuel storage chamber and the third fuel passage; By retracting to the second position, the first fuel passage and the first fuel storage chamber are shut off, and the first fuel storage chamber and the third fuel passage are communicated with each other.
The needle valve moves forward, sits on the nozzle body and closes, thereby shutting off the second fuel storage chamber and the nozzle hole, and moves backward to separate from the nozzle body and open the valve. , Communicating the second fuel storage chamber with the nozzle hole,
The needle valve opening means retracts the needle valve by the fuel pressure in the second fuel storage chamber,
The needle valve closing means advances the needle valve by the fuel pressure in the third fuel storage chamber,
An actuator that is provided on the base end side of the injection control valve holding portion of the injection control valve and can load the injection control valve in the first position direction;
An elastic member that urges the injection control valve in a backward direction,
The injection control valve control device reduces the driving force of the actuator at the first position when the injection control valve is moved from the first position to the second position, and the reduced driving force and the Due to the difference in force from the biasing force of the elastic member, the driving of the actuator is stopped at the first position, and the shift is performed in a longer time than the time required for shifting only by the biasing force of the elastic member. Fuel injection device.
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