JP2010096071A - 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、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。このような燃料噴射装置では、燃料の噴射および停止を切り換えるニードル弁の開閉動作を、ニードル弁の背圧室における圧力を制御することにより行う。この背圧の制御は、背圧室に至る通路を、高圧の通路または低圧の通路へと選択的に連通するように切り換える制御弁により行われる。 Conventionally, a fuel injection device that injects fuel is used for a diesel engine. In such a fuel injection device, the opening and closing operation of the needle valve for switching between fuel injection and stop is performed by controlling the pressure in the back pressure chamber of the needle valve. The control of the back pressure is performed by a control valve that switches the passage leading to the back pressure chamber to selectively communicate with a high pressure passage or a low pressure passage.
ここで、上記の制御弁は、例えば圧電式のアクチュエータにより変位入力されることにより、背圧室を低圧の通路へと連通する(例えば、特許文献1参照)。また、このアクチュエータによる荷重および変位を増幅させるための機構として、大径ピストンと小径ピストンとを組み合わせた変位拡大機構を用いることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1の装置では、制御弁の切り換えのためにアクチュエータに大きな変位が必要であり、さらに、高圧に逆らって変位を維持するために大きな荷重が必要であった。また、特許文献2の装置では、アクチュエータの変位を拡大することはできるが、拡大のための複雑な機構が必要となるので、装置が大型化してしまう。さらに、特許文献2の装置は、アクチュエータと制御弁との間に装置(拡大機構)が介在するので、アクチュエータ駆動に対する制御弁駆動の応答性が低下するおそれがあった。
However, in the device of
本発明は、小型化が可能で、かつ、アクチュエータの小さい駆動力により応答性良く制御弁を動作させることができる燃料噴射装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fuel injection device that can be miniaturized and can operate a control valve with high responsiveness by a small driving force of an actuator.
本発明の燃料噴射装置は、先端に噴孔が形成されたノズルボディと、前記ノズルボディ内に形成される第1燃料収容室と、前記ノズルボディ内に形成される第1制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室を進退可能な第1制御弁と、前記第1制御弁保持部を挟んで前記第1燃料収容室とは反対側に配置される第1制御弁背圧室と、前記ノズルボディ内に形成される第2燃料収容室と、前記ノズルボディ内に形成される第2制御弁保持部に保持されて、前記第2燃料収容室を進退可能な第2制御弁と、前記第2制御弁保持部を挟んで前記第2燃料収容室とは反対側に配置されるアクチュエータと、前記ノズルボディ内に形成される第3燃料収容室と、前記ノズルボディ内に形成されるニードル弁保持部に保持されて、前記第3燃料収容室を進退可能なニードル弁と、前記ニードル弁保持部を挟んで前記第3燃料収容室とは反対側に配置されるニードル弁背圧室と、燃料供給源(例えば、後述のコモンレール51)から前記第3燃料収容室に至る高圧燃料通路と、前記第1燃料収容室と前記高圧燃料通路とを連通する第1燃料通路と、前記第1燃料収容室と前記ニードル弁背圧室とを連通する第2燃料通路と、前記第1燃料収容室と外部の低圧部(例えば、後述の燃料タンク52)とを連通する第3燃料通路と、前記第2燃料収容室と前記高圧燃料通路とを連通する第4燃料通路と、前記第2燃料収容室と前記第1制御弁背圧室とを連通する第5燃料通路と、前記第2燃料収容室と外部の低圧部とを連通する第6燃料通路と、を備え、前記ニードル弁は、前記ニードル弁背圧室内の燃料圧力によって前進方向に荷重され、前進して当該ニードル弁の先端が前記ノズルボディに着座し、後退して前記ノズルボディから離座することで、前記第3燃料収容室と前記噴孔との遮断および連通を切り換え、前記第1制御弁は、前記第1制御弁背圧室内の燃料圧力によって前進方向に荷重され、第1制御弁第2位置まで前進することにより、前記第1燃料収容室と前記第1燃料通路とを遮断し、第1制御弁第1位置まで後退することにより、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、前記第2制御弁は、前記アクチュエータの駆動力によって前進方向に荷重され、第2制御弁第2位置まで前進することにより、前記第2燃料収容室と前記第6燃料通路とを遮断し、第2制御弁第1位置まで後退することにより、前記第2燃料収容室と前記第4燃料通路とを遮断することを特徴とする。
The fuel injection device of the present invention includes a nozzle body having a nozzle hole formed at a tip thereof, a first fuel storage chamber formed in the nozzle body, and a first control valve holding portion formed in the nozzle body. A first control valve that is held and is capable of advancing and retracting the first fuel storage chamber, and a first control valve back pressure that is disposed on the opposite side of the first fuel storage chamber across the first control valve holding portion A second control chamber that is held in a chamber, a second fuel storage chamber formed in the nozzle body, and a second control valve holder formed in the nozzle body, and is capable of advancing and retracting the second fuel storage chamber. A valve, an actuator disposed on the opposite side of the second fuel storage chamber across the second control valve holding portion, a third fuel storage chamber formed in the nozzle body, and the nozzle body The third fuel storage chamber is held by the formed needle valve holding portion. A needle valve that can be advanced and retracted, a needle valve back pressure chamber disposed on the opposite side of the third fuel storage chamber across the needle valve holding portion, and a fuel supply source (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。燃料供給源から高圧燃料通路へ高圧に圧縮された燃料が供給されている。この状態で、アクチュエータからの荷重により第2制御弁を第2制御弁第2位置まで前進させると、第2燃料収容室と第6燃料通路とが遮断されると共に、第2燃料収容室と第5燃料通路とが連通する。よって、第4燃料通路から第2燃料収容室および第5燃料通路を通って第1制御弁背圧室へ高圧燃料が流入し、第1制御弁背圧室の燃料圧力が上昇する。すると、第1制御弁背圧室内の燃料圧力により、第1制御弁は第1制御弁第2位置まで前進するので、第1燃料収容室と第1燃料通路とが遮断されると共に、第1燃料収容室と第3燃料通路とが連通する。よって、ニードル弁背圧室から第2燃料通路および第1燃料収容室を通って第3燃料通路へ燃料が流出し、ニードル弁背圧室の燃料圧力が低下する。このため、第3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する。その結果、第3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. Fuel compressed to high pressure is supplied from the fuel supply source to the high-pressure fuel passage. In this state, when the second control valve is advanced to the second position of the second control valve by the load from the actuator, the second fuel storage chamber and the sixth fuel passage are shut off, and the second fuel storage chamber and the second
一方、アクチュエータからの荷重入力を止め、第2制御弁を第2制御弁第1位置まで後退させると、第2燃料収容室と第4燃料通路とが遮断されると共に、第2燃料収容室と第6燃料通路とが連通する。よって、第1制御弁背圧室から第5燃料通路および第2燃料収容室を通って第6燃料通路へ燃料が流出し、第1制御弁背圧室の燃料圧力が低下する。すると、第1制御弁背圧室と第1燃料収容室との圧力差により、第1制御弁は第1制御弁第1位置まで後退するので、第1燃料収容室と第3燃料通路とが遮断されると共に、第1燃料収容室と第1燃料通路とが連通する。よって、第1燃料通路から第1燃料収容室および第2燃料通路を通ってニードル弁背圧室へ高圧燃料が流入し、ニードル弁背圧室の燃料圧力が上昇する。このため、ニードル弁背圧室内の燃料圧力によりニードル弁が前進する。その結果、ニードル弁がノズルボディに着座して、燃料の噴射が停止する。 On the other hand, when the load input from the actuator is stopped and the second control valve is retracted to the second position of the second control valve, the second fuel storage chamber and the fourth fuel passage are shut off, and the second fuel storage chamber The sixth fuel passage communicates with the sixth fuel passage. Therefore, the fuel flows out from the first control valve back pressure chamber through the fifth fuel passage and the second fuel storage chamber to the sixth fuel passage, and the fuel pressure in the first control valve back pressure chamber decreases. Then, the first control valve moves back to the first position of the first control valve due to the pressure difference between the first control valve back pressure chamber and the first fuel storage chamber, so that the first fuel storage chamber and the third fuel passage are The first fuel storage chamber and the first fuel passage communicate with each other while being blocked. Therefore, high pressure fuel flows from the first fuel passage through the first fuel storage chamber and the second fuel passage into the needle valve back pressure chamber, and the fuel pressure in the needle valve back pressure chamber rises. For this reason, the needle valve advances by the fuel pressure in the needle valve back pressure chamber. As a result, the needle valve is seated on the nozzle body, and fuel injection stops.
このように、第2制御弁によって切り換えられる第1制御弁背圧室内の燃料圧力に応じて、第1制御弁は前進または後退する。すなわち、アクチュエータの変位を燃料圧力の切り換えに転化し、第1制御弁を大きく動かすことができる。さらに、第2制御弁を前進させて低圧の通路を遮断する際には、高圧に逆らう必要がないため、アクチュエータの小さな荷重により第1制御弁背圧室内の燃料圧力を制御することができる。つまり、複雑な機構を用いることなく、三方弁(第2制御弁)という簡素な手段により第1制御弁に対して大きな変位と荷重を発生させることができる。これにより、燃料噴射装置の小型化が可能となり、かつ、アクチュエータの小さい駆動力により応答性良く第1制御弁を動作させることができる。 Thus, the first control valve moves forward or backward depending on the fuel pressure in the first control valve back pressure chamber switched by the second control valve. That is, the displacement of the actuator can be converted to the switching of the fuel pressure, and the first control valve can be moved greatly. Furthermore, when the second control valve is advanced to shut off the low pressure passage, it is not necessary to counter the high pressure, so that the fuel pressure in the first control valve back pressure chamber can be controlled by a small load of the actuator. That is, a large displacement and load can be generated for the first control valve by a simple means called a three-way valve (second control valve) without using a complicated mechanism. As a result, the fuel injection device can be downsized, and the first control valve can be operated with good responsiveness by the small driving force of the actuator.
また、本発明の燃料噴射装置は、前記第1制御弁において、前記第1制御弁背圧室内燃料から前進方向の圧力を受ける受圧面積を、前記第1燃料収容室内燃料から後退方向の圧力を受ける受圧面積よりも大きくなるよう形成されることが好ましい。 In the fuel injection device of the present invention, in the first control valve, a pressure receiving area that receives a pressure in the forward direction from the first control valve back pressure chamber fuel, and a pressure in the reverse direction from the fuel in the first fuel storage chamber. It is preferable that it be formed to be larger than the pressure receiving area.
この発明によれば、第1制御弁が第1制御弁第1位置にある状態で、第1制御弁背圧室に高圧燃料が流入すると、第1制御弁背圧室内の燃料から前進方向に受ける力は、後退方向に受ける力よりも大きくなる。したがって、第1制御弁には前進方向の力が作用することになる。つまり、第1制御弁が第1制御弁第2位置まで迅速に前進することとなるので、ニードル弁背圧室の燃料圧力を素早く低下させ、燃料噴射の応答性を向上させることができる。 According to the present invention, when high-pressure fuel flows into the first control valve back pressure chamber while the first control valve is in the first position of the first control valve, the fuel in the first control valve back pressure chamber moves forward. The force received is greater than the force received in the backward direction. Accordingly, a forward force acts on the first control valve. That is, since the first control valve quickly moves forward to the first position of the first control valve, the fuel pressure in the needle valve back pressure chamber can be quickly reduced and the fuel injection response can be improved.
また、本発明の燃料噴射装置は、前記第1制御弁を後退方向に付勢する弾性部材(例えば、後述のばね15)を備えることが好ましい。
In addition, the fuel injection device of the present invention preferably includes an elastic member (for example, a
この発明によれば、第1制御弁が第1制御弁第1位置まで、より迅速に後退することとなる。したがって、ニードル弁背圧室の燃料圧力を素早く上昇させ、燃料噴射を停止させる応答性を向上させることができる。 According to the present invention, the first control valve moves backward more quickly to the first position of the first control valve. Therefore, it is possible to quickly increase the fuel pressure in the needle valve back pressure chamber and improve the responsiveness to stop fuel injection.
本発明によれば、燃料噴射装置の小型化が可能で、かつ、アクチュエータの小さい駆動力により制御弁を動作させることができる。 According to the present invention, the fuel injection device can be downsized, and the control valve can be operated by a small driving force of the actuator.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る燃料噴射装置1の構成を示す図である。なお、以下の図1〜図4において、各弁の位置関係や各部の寸法等は、理解の容易のため、誇張・簡素化して描かれている。また、これに伴って、各部を収容する略円柱形状のノズルボディ2の図示は省略する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
燃料噴射装置1は、先端に噴孔5が形成されたノズルボディ2と、ノズルボディ2内に形成される第1燃料収容室11と、ノズルボディ2内に形成される第1制御弁保持部12に保持されて、第1燃料収容室11を進退可能な第1制御弁13と、第1制御弁保持部12を挟んで前記第1燃料収容室とは反対側に配置される第1制御弁背圧室14と、第1制御弁13を後退方向に付勢する弾性部材としてのばね15と、ノズルボディ2内に形成される第2燃料収容室21と、ノズルボディ2内に形成される第2制御弁保持部22に保持されて、第2燃料収容室21を進退可能な第2制御弁23と、第2制御弁保持部22を挟んで前記第2燃料収容室とは反対側に配置される圧電式のアクチュエータ24と、第2制御弁23を後退方向に付勢する弾性部材としてのばね25と、ノズルボディ2内に形成される第3燃料収容室31と、ノズルボディ2内に形成されるニードル弁保持部32に保持されて、第3燃料収容室31を進退可能なニードル弁33と、ニードル弁保持部32を挟んで前記第3燃料収容室とは反対側に配置されるニードル弁背圧室34と、ニードル弁33を前進方向に付勢する弾性部材としてのばね35と、高圧燃料供給源としてのコモンレール51から第3燃料収容室31に至る高圧燃料通路40と、第1燃料収容室11と高圧燃料通路40とを連通する第1燃料通路41と、第1燃料収容室11とニードル弁背圧室34とを連通する第2燃料通路42と、第1燃料収容室11と外部の低圧部としての燃料タンク52とを連通する第3燃料通路43と、第2燃料収容室21と高圧燃料通路40とを連通する第4燃料通路44と、第2燃料収容室21と第1制御弁背圧室14とを連通する第5燃料通路45と、第2燃料収容室21と燃料タンク52とを連通する第6燃料通路46と、を備える。
The
なお、コモンレール51は、燃料タンク52から低圧ポンプ(図示せず)によって圧送され、高圧ポンプ(図示せず)により圧縮された高圧の燃料が蓄えられている部位である。
The
ニードル弁33は、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力によって前進方向(噴孔5が形成されたノズルボディ2の先端方向)に荷重され、第3燃料収容室31内の燃料圧力によって後退方向(ニードル弁33の基端方向)に荷重される。そして、ニードル弁33は、前進してニードル弁33の先端がノズルボディ2に着座し、後退してノズルボディ2から離座することで、第3燃料収容室31と噴孔5との遮断および連通を切り換える。すなわち、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力が上昇すると、ニードル弁33が前進して着座するので、第3燃料収容室31と噴孔5とが遮断されて燃料の噴射が停止する。一方、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力が低下すると、ニードル弁33が後退して離座するので、第3燃料収容室31と噴孔5とが連通されて、燃料が噴孔5から外部へ噴射される。なお、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力は、第1制御弁13により制御される。
The
ここで、ばね35は、ニードル弁33を前進方向へ付勢する。これにより、ニードル弁33は、着座の位置まで、より迅速に前進するので、噴射停止の応答性が向上する。また、第3燃料収容室31内の燃料圧力によりニードル弁33が後退方向へ受ける力と、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力によりニードル弁33が前進方向へ受ける力とが同等である場合であっても、ばね35の付勢力により、ニードル弁33が着座した状態を保つことができるので、燃料圧力の微小な変動があった場合や、慣性力等の外力を受けた場合であっても、誤って燃料を噴射するのを抑制することができる。
Here, the
第1制御弁13は、第1制御弁背圧室14内の燃料圧力によって前進方向に荷重され、第1燃料収容室11内の燃料圧力によって後退方向に荷重される。そして、第1制御弁13は、第1制御弁背圧室14内の燃料圧力が上昇すると、最前進位置である第1制御弁第2位置まで前進することにより、第1燃料収容室11と第1燃料通路41とを遮断すると共に、第1燃料収容室11と第3燃料通路43とを連通させる。これにより、ニードル弁背圧室34と低圧の燃料タンク52とが連通する。一方、第1制御弁13は、第1制御弁背圧室14内の燃料圧力が低下すると、最後退位置である第1制御弁第1位置まで後退することにより、第1燃料収容室11と第3燃料通路43とを遮断すると共に、第1燃料収容室11と第1燃料通路41とを連通させる。これにより、ニードル弁背圧室34と高圧のコモンレール51とが連通する。なお、第1制御弁背圧室14内の燃料圧力は、第2制御弁23により制御される。また、ニードル弁背圧室34と第1燃料収容室11とは、第1制御弁13の位置によらず第2燃料通路42によって常時連通される。
The
また、第1制御弁13において、第1制御弁背圧室14内の燃料から前進方向の圧力を受ける受圧面積S1は、第1燃料収容室11内の燃料から後退方向の圧力を受ける受圧面積S2よりも大きくなるよう形成される。燃料圧力により受ける前進方向または後退方向の力は、圧を受ける受圧面積に比例するので、第1燃料収容室11内の燃料圧力と第1制御弁背圧室14内の燃料圧力とが同等である場合には、面積S1が面積S2より大きいことにより、前進方向への力が打ち勝つこととなる。
In the
ここで、ばね15は、第1制御弁13を後退方向へ付勢する。これにより、第1制御弁13は、第1制御弁第1位置まで、より迅速に後退することとなる。したがって、ニードル弁背圧室34の燃料圧力を素早く上昇させ、結果として、燃料噴射を停止させる応答性を向上させることができる。なお、ばね15の付勢力は、第1燃料収容室11内の高圧燃料圧力による後退方向への力と合わせても、第1制御弁背圧室14内の高圧燃料圧力による前進方向への力に満たないように設定される。
Here, the
第2制御弁23は、アクチュエータ24の駆動力によって前進方向に荷重され、ばね25の付勢力によって後退方向に荷重される。そして、第2制御弁23は、アクチュエータ24の駆動力が増加すると、最前進位置である第2制御弁第2位置まで前進することにより、第2燃料収容室21と第6燃料通路46とを遮断すると共に、第2燃料収容室21と第5燃料通路45とを連通させる。これにより、第1制御弁背圧室14と高圧のコモンレール51とが連通する。一方、第2制御弁23は、アクチュエータ24の駆動力が減少すると、ばね25の付勢力によって、最後退位置である第2制御弁第1位置まで後退することにより、第2燃料収容室21と第4燃料通路44とを遮断すると共に、第2燃料収容室21と第6燃料通路46とを連通させる。これにより、第1制御弁背圧室14と低圧の燃料タンク52とが連通する。なお、第1制御弁背圧室14と第2燃料収容室21とは、第2制御弁23の位置によらず第5燃料通路45によって常時連通される。
The
次に、アクチュエータ24の駆動に伴う燃料噴射装置1の動作を、燃料噴射時と停止時について説明する。
図2は、本実施形態に係る燃料噴射装置1における燃料噴射時の動作を示す図である。燃料噴射時には、所定の指令信号に基づいてアクチュエータ24に電圧がかかることにより、第2制御弁23への荷重入力が発生する。
Next, the operation of the
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation at the time of fuel injection in the
第2制御弁23への荷重入力により、第2制御弁23は、第2制御弁第2位置まで前進する。これにより、第2燃料収容室21と低圧の燃料タンク52へ続く第6燃料通路46とが遮断され、第2燃料収容室21と高圧のコモンレール51へ続く第4燃料通路44とが連通する。その結果、高圧側(コモンレール51)から、第4燃料通路44、第2燃料収容室21、第5燃料通路45を経由して、第1制御弁背圧室14へ高圧燃料が流入する。
By the load input to the
第1制御弁背圧室14へ高圧燃料が流入すると、第1制御弁13は、第1制御弁背圧室14内の高圧燃料および第1燃料収容室11内の高圧燃料により、それぞれ前進方向および後退方向への力を受ける。このとき、第1制御弁背圧室14からの受圧面積S1は、第1燃料収容室11からの受圧面積S2より大きいため、第1制御弁13は、第1制御弁第2位置まで前進する。これにより、第1燃料収容室11と高圧のコモンレール51へ続く第1燃料通路41とが遮断され、第1燃料収容室11と低圧の燃料タンク52へ続く第3燃料通路43とが連通する。その結果、ニードル弁背圧室34から、第2燃料通路42、第1燃料収容室11、第3燃料通路43を経由して、低圧側(燃料タンク52)へ燃料が流出し、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力が低下する。
When high pressure fuel flows into the first control valve back
ニードル弁背圧室34内の燃料圧力が低下すると、第3燃料収容室31内の高圧燃料との圧力差により、ニードル弁33は後退し、ノズルボディ2から離座して噴孔5より燃料噴射が開始される。
When the fuel pressure in the needle valve back
図3は、本実施形態に係る燃料噴射装置1における燃料噴射を停止する動作を示す図である。燃料噴射の停止時には、所定の指令信号に基づいてアクチュエータ24にかかる電圧が下げられ、第2制御弁23への荷重入力が減少する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of stopping fuel injection in the
荷重入力が減少すると、第2制御弁23は、ばね25の付勢力により、第2制御弁第1位置まで後退する。これにより、第2燃料収容室21と高圧のコモンレール51へ続く第4燃料通路44とが遮断され、第2燃料収容室21と低圧の燃料タンクへ続く第6燃料通路46とが連通する。その結果、第1制御弁背圧室14から、第5燃料通路45、第2燃料収容室21、第6燃料通路46を経由して、低圧側(燃料タンク52)へ燃料が流出し、第1制御弁背圧室14内の燃料圧力が低下する。
When the load input decreases, the
第1制御弁背圧室14内の燃料圧力が低下すると、第1制御弁13の前進方向への受圧が弱まるため、第1燃料収容室11内の燃料圧力および、ばね15の付勢力により、第1制御弁13は第1制御弁第1位置まで後退する。これにより、第1燃料収容室11と低圧の燃料タンク52へ続く第3燃料通路43とが遮断され、第1燃料収容室11と高圧のコモンレール51へ続く第1燃料通路41とが連通する。その結果、高圧側(コモンレール51)から、第1燃料通路41、第1燃料収容室11、第2燃料通路42を経由して、ニードル弁背圧室34へ高圧燃料が流入し、ニードル弁背圧室34内の燃料圧力が上昇する。
When the fuel pressure in the first control valve back
ニードル弁背圧室34内の燃料圧力が上昇すると、ニードル弁33が受けるニードル弁背圧室34内の燃料圧力と第3燃料収容室31内の燃料圧力とが同等となる。すると、受圧面積が大きいニードル弁背圧室34からの前進方向への力と、ばね35の付勢力とにより前進し、ニードル弁33はノズルボディ2に着座して燃料の噴射が停止する。
When the fuel pressure in the needle valve back
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)第1制御弁背圧室14内の燃料圧力を第2制御弁23によって切り換えて、第1制御弁13を前進または後退させた。よって、複雑な機構を用いることなく、三方弁(第2制御弁23)という簡素な手段により第1制御弁13に対して大きな変位と荷重を発生させることができる。これにより、燃料噴射装置1の小型化が可能となり、かつ、アクチュエータ24の小さい駆動力により応答性良く第1制御弁13を動作させることができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) The fuel pressure in the first control valve back
(2)第1制御弁13において、第1制御弁背圧室14内燃料から前進方向の圧力を受ける受圧面積S1を、第1燃料収容室11内燃料から後退方向の圧力を受ける受圧面積S2よりも大きくなるよう形成した。よって、第1制御弁背圧室14内の燃料から前進方向に受ける力は、後退方向に受ける力よりも大きくなる。したがって、第1制御弁には前進方向の力が作用することになる。つまり、第1制御弁13が第1制御弁第2位置まで迅速に前進することとなるので、ニードル弁背圧室34の燃料圧力を素早く低下させ、燃料噴射の応答性を向上させることができる。
(2) In the
(3)第1制御弁13を後退方向に付勢するばね15を備えた。よって、第1制御弁13が第1制御弁第1位置まで、より迅速に後退することとなる。したがって、ニードル弁背圧室34の燃料圧力を素早く上昇させ、燃料噴射を停止させる応答性を向上させることができる。
(3) A
なお、本発明は上述の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、本実施形態では、第2制御弁23を圧電式のアクチュエータ24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。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、第1制御弁13の基端側を平面形状としたが、これに限らず、例えば図4に示すように円錐形状としてもよいし、その他の形状であってもよい。この場合、第1制御弁13が第1制御弁背圧室14内の燃料に触れる表面積は、面積S1よりも大きくなる。ところが、表面に対して垂直に受ける圧力のうち、第1制御弁13の前進方向への成分は、表面の傾斜に応じて減少する。すなわち、前進方向への成分を積分して求められる力は、表面積の平面への射影(面積S1)に対して圧力を受けた場合の前進方向への力と等しくなる。
In the present embodiment, the base end side of the
また、本実施形態では、低圧部として燃料タンク52を用いたが、これには限られない。例えば、燃料タンク52の他に、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等が低圧部として利用できる。
Moreover, in this embodiment, although the
1 燃料噴射装置
2 ノズルボディ
5 噴孔
11 第1燃料収容室
12 第1制御弁保持部
13 第1制御弁
14 第1制御弁背圧室
15、25、35 ばね(弾性部材)
21 第2燃料収容室
22 第2制御弁保持部
23 第2制御弁
24 アクチュエータ
31 第3燃料収容室
32 ニードル弁保持部
33 ニードル弁
34 ニードル弁背圧室
40 高圧燃料通路
41 第1燃料通路
42 第2燃料通路
43 第3燃料通路
44 第4燃料通路
45 第5燃料通路
46 第6燃料通路
51 コモンレール(燃料供給源)
52 燃料タンク(低圧部)
S1、S2 受圧面積
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
52 Fuel tank (low pressure part)
S1, S2 Pressure receiving area
Claims (3)
前記ノズルボディ内に形成される第1燃料収容室と、
前記ノズルボディ内に形成される第1制御弁保持部に保持されて、前記第1燃料収容室を進退可能な第1制御弁と、
前記第1制御弁保持部を挟んで前記第1燃料収容室とは反対側に配置される第1制御弁背圧室と、
前記ノズルボディ内に形成される第2燃料収容室と、
前記ノズルボディ内に形成される第2制御弁保持部に保持されて、前記第2燃料収容室を進退可能な第2制御弁と、
前記第2制御弁保持部を挟んで前記第2燃料収容室とは反対側に配置されるアクチュエータと、
前記ノズルボディ内に形成される第3燃料収容室と、
前記ノズルボディ内に形成されるニードル弁保持部に保持されて、前記第3燃料収容室を進退可能なニードル弁と、
前記ニードル弁保持部を挟んで前記第3燃料収容室とは反対側に配置されるニードル弁背圧室と、
燃料供給源から前記第3燃料収容室に至る高圧燃料通路と、
前記第1燃料収容室と前記高圧燃料通路とを連通する第1燃料通路と、
前記第1燃料収容室と前記ニードル弁背圧室とを連通する第2燃料通路と、
前記第1燃料収容室と外部の低圧部とを連通する第3燃料通路と、
前記第2燃料収容室と前記高圧燃料通路とを連通する第4燃料通路と、
前記第2燃料収容室と前記第1制御弁背圧室とを連通する第5燃料通路と、
前記第2燃料収容室と外部の低圧部とを連通する第6燃料通路と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ニードル弁背圧室内の燃料圧力によって前進方向に荷重され、前進して当該ニードル弁の先端が前記ノズルボディに着座し、後退して前記ノズルボディから離座することで、前記第3燃料収容室と前記噴孔との遮断および連通を切り換え、
前記第1制御弁は、前記第1制御弁背圧室内の燃料圧力によって前進方向に荷重され、第1制御弁第2位置まで前進することにより、前記第1燃料収容室と前記第1燃料通路とを遮断し、第1制御弁第1位置まで後退することにより、前記第1燃料収容室と前記第3燃料通路とを遮断し、
前記第2制御弁は、前記アクチュエータの駆動力によって前進方向に荷重され、第2制御弁第2位置まで前進することにより、前記第2燃料収容室と前記第6燃料通路とを遮断し、第2制御弁第1位置まで後退することにより、前記第2燃料収容室と前記第4燃料通路とを遮断することを特徴とする燃料噴射装置。 A nozzle body with a nozzle hole formed at the tip;
A first fuel storage chamber formed in the nozzle body;
A first control valve held in a first control valve holding portion formed in the nozzle body and capable of advancing and retracting the first fuel storage chamber;
A first control valve back pressure chamber disposed on the opposite side of the first fuel storage chamber across the first control valve holding portion;
A second fuel storage chamber formed in the nozzle body;
A second control valve held in a second control valve holding portion formed in the nozzle body and capable of moving back and forth in the second fuel storage chamber;
An actuator disposed on the opposite side of the second fuel storage chamber across the second control valve holding portion;
A third fuel storage chamber formed in the nozzle body;
A needle valve held in a needle valve holding portion formed in the nozzle body and capable of moving back and forth in the third fuel storage chamber;
A needle valve back pressure chamber disposed on the opposite side of the third fuel storage chamber across the needle valve holding portion;
A high-pressure fuel passage from a fuel supply source to the third fuel storage chamber;
A first fuel passage communicating the first fuel storage chamber and the high pressure fuel passage;
A second fuel passage communicating the first fuel storage chamber and the needle valve back pressure chamber;
A third fuel passage communicating the first fuel storage chamber with an external low pressure portion;
A fourth fuel passage communicating the second fuel storage chamber and the high pressure fuel passage;
A fifth fuel passage communicating the second fuel storage chamber and the first control valve back pressure chamber;
A sixth fuel passage communicating the second fuel storage chamber and the external low-pressure part,
The needle valve is loaded in the forward direction by the fuel pressure in the needle valve back pressure chamber, moves forward, the tip of the needle valve sits on the nozzle body, and moves backward to separate from the nozzle body. Switching between the communication and disconnection between the third fuel storage chamber and the nozzle hole;
The first control valve is loaded in the forward direction by the fuel pressure in the first control valve back pressure chamber, and moves forward to the second position of the first control valve, whereby the first fuel storage chamber and the first fuel passage. And the first control valve is retracted to the first position to shut off the first fuel storage chamber and the third fuel passage,
The second control valve is loaded in the forward direction by the driving force of the actuator and advances to the second position of the second control valve, thereby shutting off the second fuel storage chamber and the sixth fuel passage, 2. A fuel injection device characterized in that the second fuel storage chamber and the fourth fuel passage are shut off by retreating to the first position of the control valve.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008266963A JP2010096071A (en) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008266963A JP2010096071A (en) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Fuel injection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010096071A true JP2010096071A (en) | 2010-04-30 |
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ID=42257930
Family Applications (1)
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JP2008266963A Pending JP2010096071A (en) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Fuel injection device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010096071A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019090407A (en) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー | Fuel injection nozzle and fuel injection method for large diesel engine and large diesel engine |
KR102669791B1 (en) | 2017-11-13 | 2024-05-27 | 빈터투르 가스 앤 디젤 아게 | A fuel injection nozzle and a fuel injection method for a large diesel engine and a large diesel engine |
-
2008
- 2008-10-16 JP JP2008266963A patent/JP2010096071A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019090407A (en) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー | Fuel injection nozzle and fuel injection method for large diesel engine and large diesel engine |
JP7319772B2 (en) | 2017-11-13 | 2023-08-02 | ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル アーゲー | Fuel injection nozzle and fuel injection method for large diesel engines, and large diesel engines |
KR102669791B1 (en) | 2017-11-13 | 2024-05-27 | 빈터투르 가스 앤 디젤 아게 | A fuel injection nozzle and a fuel injection method for a large diesel engine and a large diesel engine |
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