JP2010209875A - 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。特には、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. In particular, 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。
図7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, a fuel injection device that injects fuel is used for a diesel engine.
FIG. 7 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701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、噴射制御弁720が前進して第1燃料収容室741の第3燃料通路753側の内壁に当接する第1位置まで移動することにより、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とを遮断する。また、噴射制御弁720が後退して第1燃料通路751近傍の内壁に当接する第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。
この噴射制御弁720は、噴射制御弁保持部744内を摺動可能な略円柱状の案内部722と、この案内部722の先端側に設けられて略円盤形状の鍔状の拡径部723と、この拡径部723の先端側に設けられた略円柱状の閉鎖部724と、を備える。
The
The
ニードル弁710は、前進してノズルボディ740に着座することにより、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、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、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が前進する。閉鎖補助ピストン730が前進すると、ニードル弁閉鎖室743内は、閉鎖補助ピストン730により、第3燃料通路753に連通する閉鎖補助圧力室7432と、ニードル弁710側のリターン圧力室7433とに区画される。また、前進した閉鎖補助ピストン730は、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に着座して、燃料の噴射が停止する。
On the other hand, when the
このとき、閉鎖補助ピストン730に形成された微小連通路7331を通って、閉鎖補助圧力室7432内の燃料が閉鎖補助ピストン730の下側に形成されたリターン圧力室7433に流出する。すると、閉鎖補助圧力室7432内の燃料圧力が低下するのに伴い、閉鎖補助ピストン730とニードル弁710を離間する方向に付勢するばね731により、閉鎖補助ピストン730が第3燃料通路753側に後退していき、初期位置まで戻る。
これにより、燃料の噴射停止時(噴射制御弁720が第1位置から第2位置に移行するとき)に、第1燃料収容室741内の燃料が第3燃料通路753、ニードル弁閉鎖室743、及び第4燃料通路754を通って外部に流出するのを抑制している。
At this time, the fuel in the closed
Thus, when fuel injection is stopped (when the
噴射制御弁720は、第1燃料収容室741内の1燃料通路751近傍の内壁に当接する第2位置から前進して、第1燃料収容室741の第3燃料通路753近傍の内壁に当接する第1位置に移動すると、噴射制御弁720により第3燃料通路753と第1燃料収容室741とが遮断される。しかしながら、噴射制御弁720の移動速度によっては、噴射制御弁720が第2位置から第1位置に移動しているときに、燃料が第1燃料収容室741から第3燃料通路753へ流入し、この回り込んだ燃料がニードル弁閉鎖室743に流入する場合がある。すると、その燃料圧力により閉鎖補助ピストン730が押圧されて前進し、ニードル弁10を前進方向に荷重する場合がある。
The
また、回り込んだ燃料がニードル弁閉鎖室743に流入することで前進した閉鎖補助ピストン730が、ばね731により初期位置である最後退位置に移動する場合に、閉鎖補助圧力室7432や第3燃料通路753内の燃料が第1燃料収容室741側に押し戻される。すると、第1燃料収容室541側に押し戻された燃料により、第1位置に位置する噴射制御弁720が押し返されて第1位置から離れてしまう場合があった。
Further, when the closing
このように、噴射制御弁720が第2位置から第1位置に移動する間に生じる圧力変動により閉鎖補助ピストン730が変動し、結果として噴孔745からの噴射量が変動し、精確な制御が出来ない場合が生じていた。
Thus, the
本発明は、噴射制御弁が、第1燃料収容室内の第1燃料通路近傍の内壁に当接する第2位置から反転して、第1燃料収容室の第3燃料通路近傍の内壁に当接する第1位置に移動する間に生じる圧力変動を抑制し、燃料の噴射量の精確な制御を行う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。 In the present invention, the injection control valve reverses from the second position where the injection control valve contacts the inner wall near the first fuel passage in the first fuel storage chamber, and contacts the inner wall near the third fuel passage in the first fuel storage chamber. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device capable of suppressing pressure fluctuations that occur while moving to one position and accurately controlling the amount of fuel injected.
(1)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)、及び前記第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、前記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、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、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に保持されて、前記第1燃料収容室を進退可能な噴射制御弁(例えば、後述の噴射制御弁20)と、を備え、前記ノズルボディは、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)と、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)と、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)と、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)と、を有し、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、前進してノズルボディに着座することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、後退してノズルボディから離座することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通させ、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、一端側が、前記第1燃料収容室よりも下流側であり、かつ前記第3燃料収容室における前記第4燃料通路の連通部よりも上流側に連通し、他端側が前記第4燃料通路に連通する第5燃料通路(例えば、後述の第5燃料通路55)を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
(1) A fuel injection device of the present invention (for example, a
(1)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。
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。
燃料噴射弁が第1位置まで前進する過程において、第3燃料通路又は第3燃料収容室に流入した燃料は、第5燃料通路を経由して第4燃料通路に流入し、燃料噴射装置の外部に排出される。
According to the invention of (1), 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.
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 rises. 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. Thereby, the fuel in the second fuel storage chamber is injected from the injection hole.
In the process in which the fuel injection valve advances to the first position, the fuel that has flowed into the third fuel passage or the third fuel storage chamber flows into the fourth fuel passage through the fifth fuel passage, and the outside of the fuel injection device. To be discharged.
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、ニードル弁閉鎖手段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, the fuel flows into the third fuel storage chamber through the first fuel storage chamber and the third fuel passage, and the needle valve is advanced by the needle valve closing means. As a result, the needle valve is seated on the nozzle body, and fuel injection stops.
一端側が第1燃料収容室よりも下流側であって、かつ第3燃料収容室内の第4燃料通路の連通部よりも上流側に連通し、他端側が第4燃料通路に連通する第5燃料通路を備えるとした。これにより、第3燃料通路及び第3燃料収容室に流入した燃料を、第5燃料通路を経由して速やかに第4燃料通路に流出させ、噴射制御弁が第2位置から第1位置に前進する過程において生じる第3燃料通路及び第3燃料収容室に生じる圧力変動を抑制することができる。そして、噴射制御弁が後退方向に押し戻されたり、ニードル弁が前進方向に荷重されたりすることを抑制することができる。 A fifth fuel having one end side downstream of the first fuel storage chamber and communicating upstream of the communication portion of the fourth fuel passage in the third fuel storage chamber and the other end communicating with the fourth fuel passage. A passage is provided. As a result, the fuel that has flowed into the third fuel passage and the third fuel storage chamber quickly flows out to the fourth fuel passage via the fifth fuel passage, and the injection control valve advances from the second position to the first position. It is possible to suppress pressure fluctuations that occur in the third fuel passage and the third fuel storage chamber that occur during the process. Then, it is possible to suppress the injection control valve from being pushed back in the backward direction and the needle valve from being loaded in the forward direction.
(2)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)をさらに有し、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が前記前進状態の際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、前記前進状態から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ことを抑制し、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ことを抑制し、前記第5燃料通路の一端側は、前記閉鎖補助圧力室に連通することを特徴とする。
(2) The needle valve closing means further includes a closing auxiliary piston (for example, a closing
(2)の発明によれば、ニードル弁閉鎖手段は、第3燃料収容室内を進退する閉鎖補助ピストンを有し、閉鎖補助ピストンが最後退位置に位置することで第3燃料通路と第3燃料収容室とを遮断し、閉鎖補助ピストンが前進すると第3燃料通路と第3燃料収容室とを連通するとした。また、第3燃料収容室は、閉鎖補助ピストンが前進状態で閉鎖補助圧力室とリターン圧力室とに区画される。そして第5燃料通路の一端側が閉鎖補助圧力室に連通するとした。
これにより、噴射制御弁が第1位置に前進する過程において、第3燃料通路及び第3燃料収容室の閉鎖補助圧力室に流入した燃料を、第5燃料通路を経由して燃料噴射装置の外部に排出することができる。
According to the invention of (2), the needle valve closing means has the closing auxiliary piston that advances and retreats in the third fuel storage chamber, and the third fuel passage and the third fuel are located when the closing auxiliary piston is located at the last retracted position. The storage chamber is shut off, and when the closing auxiliary piston moves forward, the third fuel passage and the third fuel storage chamber communicate with each other. The third fuel storage chamber is partitioned into a closing auxiliary pressure chamber and a return pressure chamber when the closing auxiliary piston is in a forward state. And one end side of the 5th fuel passage was supposed to be in communication with the closed auxiliary pressure chamber.
As a result, in the process in which the injection control valve advances to the first position, the fuel that has flowed into the third fuel passage and the closing auxiliary pressure chamber of the third fuel storage chamber passes through the fifth fuel passage to the outside of the fuel injection device. Can be discharged.
(3)前記第3燃料通路に前記第1燃料収容室側から前記第3燃料収容室側への流れを許容し、前記第3燃料収容室側から前記第1燃料収容室側への流れを阻害する逆止弁(例えば、後述の逆止弁室531及び逆止弁ピストン60)を備え、前記第5燃料通路の一端側は、前記第3燃料通路の前記逆止弁の着座部よりも第3燃料収容室側に連通することを特徴とする。
(3) The flow from the first fuel storage chamber side to the third fuel storage chamber side is allowed in the third fuel passage, and the flow from the third fuel storage chamber side to the first fuel storage chamber side is allowed. A check valve (for example, a
(3)の発明によれば、第3燃料通路に逆止弁を設け、第5燃料通路の一端側を逆止弁の着座部よりも第3燃料収容室側に連通するとした。逆止弁を設けることにより、第3燃料通路から逆止弁より下流側に流入した燃料が、第3燃料通路を通って第1燃料収容室に逆流することを防止することができる。また、第5燃料通路は、逆止弁よりも下流側に連通するので、第3燃料通路に流入した燃料を、第5燃料通路を経由して燃料噴射装置の外部に排出することができる。 According to the invention of (3), the check valve is provided in the third fuel passage, and one end side of the fifth fuel passage is communicated with the third fuel storage chamber side rather than the seating portion of the check valve. By providing the check valve, it is possible to prevent the fuel that has flowed from the third fuel passage to the downstream side of the check valve from flowing back into the first fuel storage chamber through the third fuel passage. Further, since the fifth fuel passage communicates with the downstream side of the check valve, the fuel flowing into the third fuel passage can be discharged to the outside of the fuel injection device via the fifth fuel passage.
本発明によれば、第5燃料通路を設けることにより、噴射制御弁が第2位置から第1位置に移動する間に生じる圧力変動を抑制し、燃料の噴射量の精確な制御を行うことができる燃料噴射装置を提供することができる。 According to the present invention, by providing the fifth fuel passage, it is possible to suppress pressure fluctuation that occurs while the injection control valve moves from the second position to the first position, and to perform precise control of the fuel injection amount. A fuel injection device that can be provided can be provided.
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を参照して燃料噴射装置1の全体概要について説明する。
図1は、本発明の一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1〜図6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の寸法および移動ストローク量は、理解の容易のため、実際よりも誇張して描かれている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
An overall outline of the
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、アクチュエータ70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、燃料が逆流するのを留める逆止弁としての逆止弁ピストン60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
The
ノズルボディ40は、4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、後述の第3燃料通路53の途中に設けられる逆止弁室531、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。また、第3燃料通路53には、逆止弁ピストン60が設けられる逆止弁室531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、貫通孔である噴射制御弁保持部44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。ニードル弁閉鎖室43には、第3燃料通路53及び第4燃料通路54が接続される。
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3燃料通路53には、逆止弁室531が形成され、第1燃料収容室41から逆止弁室531に至る通路を上流側第3燃料通路53a、逆止弁室531からニードル弁閉鎖室43に至る通路を下流側第3燃料通路53bとする。
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
逆止弁室531は、第3燃料通路53の途中に設けられ、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。逆止弁室531には、逆止弁ピストン60と逆止弁ピストン60を逆止弁室531の延在方向基端側に付勢するばね61が設けられており、上流側第3燃料通路53a、下流側第3燃料通路53b、第5燃料通路55が接続されている。
逆止弁室531の容積は、上流側第3燃料通路53a及び下流側第3燃料通路53bの容積の合計よりも大きくなるよう形成される。
The
The volume of the
逆止弁室531の延在方向基端側は、逆止弁室531の内側面から上流側第3燃料通路53aにかけて所定の角度を持って接続する傾斜部532が形成されている。この傾斜部532は、逆止弁ピストン60の基端側の面が当接する着座部となる。
第5燃料通路55は、一端側が逆止弁室51の先端面側の内周面に連通し、他端側が第4燃料通路54に連通する貫通孔であり、その内径は、下流側第3燃料通路53bの内径よりも小さく形成される。
The base end side in the extending direction of 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の先端側から離座することにより、第2燃料収容室42の燃料溜まり部421と第2燃料収容室42の先端部分に形成された噴孔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、図示しないピエゾ式アクチュエータ70により、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。
噴射制御弁20は、円柱形状の噴射制御弁本体22と、この噴射制御弁本体22に鍔状に形成されている。
通路閉鎖部23は、噴射制御弁本体22のうち第1燃料収容室41に露出した部分に形成されている。
噴射制御弁本体22は、噴射制御弁保持部44に摺動可能に保持される。この噴射制御弁本体22の外周面のうち第1燃料通路51に対向する部分から通路閉鎖部23までの部分には、縮径部221が形成されている。
The
The
The
The injection control valve
ばね21は、第1燃料収容室41の先端面と、噴射制御弁20の通路閉鎖部23との間に設けられて、噴射制御弁20を後退する方向に付勢する。
The
噴射制御弁20がばね21の付勢力に抗して前進して、噴射制御弁本体22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、噴射制御弁本体22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、通路閉鎖部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 state in which the
When the
第1燃料通路51は貫通孔である噴射制御弁保持部44の先端側に連通しており、上流側第3燃料通路53a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と上流側第3燃料通路53a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。
The
一方、噴射制御弁20が後退して、通路閉鎖部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、通路閉鎖部23が第1燃料収容室41の段差部411に当接するとともに、噴射制御弁本体22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。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と上流側第3燃料通路53a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 where the
When the
FIG. 1 shows a state where 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に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、上流側第3燃料通路53a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
逆止弁ピストン60は、逆止弁室531内を進退可能に設けられており、後退時に傾斜部532に突き当たって上流側第3燃料通路53aを閉塞する閉塞部62と、閉塞部62から先端側(下流側第3燃料通路53b側)に棒状に突出して、前進時に逆止弁室531の先端面に当接する支持部63と、を備える。
閉塞部62の基端側(上流側第3燃料通路53a側)の面は、傾斜部532の形状に対応して曲面状となっている。
The
The base end side (upstream
ばね61は、逆止弁室531内の逆止弁ピストン60と逆止弁室531の先端面との間に設けられ、逆止弁ピストン60を基端側に付勢している。このばね61の付勢力は、閉鎖補助ピストン30を付勢するばね31の付勢力よりも小さいことが好ましい。
The
上流側第3燃料通路53aは、逆止弁室531の基端面の略中央に形成され、第1燃料収容室41に延びる貫通孔である。
また、下流側第3燃料通路53bは、逆止弁室531の先端面に、逆止弁室531の内周面近傍に形成され、ニードル弁閉鎖室43に延びる貫通孔である。この下流側第3燃料通路53bは、逆止弁ピストン60の位置にかかわらず、逆止弁ピストン60の支持部63が逆止弁室531の先端面に当接した状態であっても、常時逆止弁室531とニードル弁閉鎖室43とを連通する。
The upstream
Further, the downstream
以下に、閉鎖補助ピストン30と逆止弁ピストン60の動作について説明する。
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と上流側第3燃料通路53aとが遮断されている状態を説明する。
このとき、逆止弁ピストン60は、第1位置に位置する噴射制御弁20により、第1燃料収容室41と上流側第3燃料通路53aとが遮断されているので、ばね61により逆止弁ピストン60が最も後退した位置まで付勢されている。そして、閉塞部62の曲面形状の部分が逆止弁室531の傾斜部532に当接し、上流側第3燃料通路53aを閉塞している。したがって、上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531が遮断される。この状態を、逆止弁ピストン60の最後退位置とする。
また、閉鎖補助ピストン30は、ばね31により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の基端面の下流側第3燃料通路53bを閉塞している。この状態を、閉鎖補助ピストン30の最後退位置とする。
Hereinafter, operations of the
That is, first, a state where the
At this time, the
Further, 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の円錐状の部分が下流側第3燃料通路53bを塞いで、下流側第3燃料通路53bと閉鎖補助圧力室432とが遮断される。
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位置から第2位置に後退する場合を説明する。
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と上流側第3燃料通路53aとが連通し、第1燃料収容室41の燃料が上流側第3燃料通路53aに流入する。
そして、第2燃料通路52と上流側第3燃料通路53aとが連通し、第2燃料通路52の燃料が上流側第3燃料通路53aに流入する。
すると、上流側第3燃料通路53aの燃料圧力により、逆止弁ピストン60がばね61の付勢力に抗して前進し、逆止弁ピストン60の閉塞部62が逆止弁室531の傾斜部532から離間して隙間が生じる。
Next, the case where the
When the
The
Then, due to the fuel pressure in the upstream
この状態では、上流側第3燃料通路53a内の燃料は、逆止弁室531に流入し、逆止弁室531内の燃料は、第5燃料通路55と下流側第3燃料通路53bに流入する。
このとき、逆止弁室531は、上流側第3燃料通路53a及び下流側第3燃料通路53bの容積の合計よりも大きいため、下流側第3燃料通路53bの燃料圧力が閉鎖補助ピストン30を前進させるに足る圧力となるまでには、燃料が逆止弁室531に流入してからタイムラグが生じる。このとき、第5燃料通路55の内径は下流側第3燃料通路53bの内径よりも非常に小さく形成されるため、逆止弁室531に流入した燃料の大部分が下流側第3燃料通路53bに流入する。
In this state, the fuel in the upstream
At this time, since the
そして、逆止弁室531から下流側第3燃料通路53bに流入する燃料が所定の燃料圧力になると、この下流側第3燃料通路53bの燃料圧力により、閉鎖補助ピストン30がばね21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。
When the fuel flowing from the
この状態では、下流側第3燃料通路53b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、ニードル弁10には、後退させる向きに力が加わる。
In this state, the fuel in the downstream
Then, the conical portion of the
At the same time, 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
次に、噴射制御弁20が第2位置に戻った状態について説明する。
この状態では、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが遮断されているので、第1燃料通路51から燃料が流入せず、第1燃料収容室41と第2燃料通路52内の燃料が徐々に少なくなる。このため上流側第3燃料通路53aに流入する燃料も少なくなるので、上流側第3燃料通路53aの燃料圧力も徐々に小さくなる。
上流側第3燃料通路53aの燃料圧力が逆止弁ピストン60を付勢するばね61の付勢力よりも小さくなると、逆止弁ピストン60は最後退位置に移動し、上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531とが遮断される。
Next, the state where the
In this state, since the
When the fuel pressure in the upstream
上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531とが遮断され、逆止弁室531内の燃料は第5燃料通路55を通って第4燃料通路54に流出するので、下流側第3燃料通路53bの燃料圧力も徐々に低下する。
The upstream
このとき、ニードル弁閉鎖室43においては、微小連通路331を通って燃料が閉鎖補助圧力室432からリターン圧力室433に流出し、閉鎖補助圧力室432内の燃料圧力が徐々に低下していく。
リターン圧力室433内に流出した燃料は、第4燃料通路54を通ってノズルボディ40の外に排出される。
閉鎖補助圧力室432内の燃料圧力がばね31の付勢力より小さくなると、閉鎖補助ピストン30は、ばね31の付勢力により後退して最後退位置に移動していく。
閉鎖補助ピストン30が後退していく過程において、閉鎖補助圧力室432内の燃料が下流側第3燃料通路53bを通って下流側第3燃料通路53b内の燃料とともに逆止弁室531へと逆流する場合がある。
しかし、逆流した燃料は、逆止弁ピストン60が最後退位置に位置するので上流側第3燃料通路53aには流出せず、第5燃料通路55を通って第4燃料通路54からノズルボディ40の外部に流出する。
At this time, in the needle
The fuel that has flowed into the
When the fuel pressure in the closing
In the process in which the closing
However, the backflowed fuel does not flow out to the upstream
次に、噴射制御弁20が第2位置から第1位置に前進する場合を説明する。
噴射制御弁20が第1位置まで速やかに前進すると、上述のように、第1燃料収容室41と上流側第3燃料通路53a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とが連通して、第1燃料通路51内の高圧燃料が第1燃料収容室41に流入していく。
Next, the case where the
When the
このとき、噴射制御弁20の前進する速度が遅い場合には、第1燃料通路51と第1燃料収容室41とが連通したことにより流入した高圧燃料が通路閉鎖部23の先端面に回り込んで上流側第3燃料通路53aに流出する場合がある。
逆止弁室531のばね61が逆止弁ピストン60を後退させる付勢力は、このときに流入する燃料圧力よりも小さいため、逆止弁ピストン60が前進して高圧燃料は逆止弁室531へと流入する。
そして、逆止弁室531に流入した燃料は、第5燃料通路55を通って第4燃料通路54からノズルボディ40の外へと流出する。
At this time, when the speed at which the
The urging force by which the
The fuel that has flowed into the
噴射制御弁20が第1位置に達すると、上流側第3燃料通路53a内の燃料は逆止弁室531に流入するので、上流側第3燃料通路53a内の燃料圧力は次第に低下し、所定圧力まで低下すると、逆止弁ピストン60を基端面側に付勢するばね61の付勢力が燃料圧力より大きくなり、ばね61は逆止弁ピストン60を最後退位置まで後退させる。
逆止弁ピストン60が最後退位置に位置すると、上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531とが遮断されるので、上流側第3燃料通路53a内の燃料圧力は、噴射制御弁20が再び第2位置への後退を開始するまで逆止弁ピストン60を前進させない程度に維持される。したがって、上流側第3燃料通路53a内の燃料圧力による噴射制御弁20を後退させる方向の力は抑制される。このため、噴射制御弁20を前進させるためのアクチュエータ70の駆動力を小さくすることができる。
そして、噴射制御弁20の前進する速度が遅い場合にも、噴射制御弁20が第2位置から第1位置へと移動する時間はごく短時間であるので、逆止弁室531から下流側第3燃料通路53bに流出した燃料の圧力は、閉鎖補助ピストン30を前進させるに足る圧力とはならず、閉鎖補助ピストン30は最後退位置に保持される。
仮に、閉鎖補助ピストン30が前進した場合であっても、上述のように、その後閉鎖補助ピストン30が後退する際に逆止弁室531に逆流する閉鎖補助圧力室432や下流側第3燃料通路53bの燃料は、逆止弁ピストン60が最後退位置に位置することにより、上流側第3燃料通路53aに逆流しない。よって、上流側第3燃料通路53aの燃料圧力により噴射制御弁20を第1位置から押し戻す方向に押圧して、噴射制御弁20が第1位置から離れてしまうような、噴射制御弁20への悪影響を抑制することができる。
When the
When the
Even when the forward speed of the
Even if the closing
以下、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の通路閉鎖部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 an initial state as shown in FIG. That is, fuel is supplied from the fuel supply source to the
また、逆止弁室531では、ばね61の付勢力により逆止弁ピストン60が逆止弁室531の傾斜部532に当接している。これにより、上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531とが遮断されている。
In 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下流側第3燃料通路53b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、上流側第3燃料通路53a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。また、逆止弁室531内の燃料は、第5燃料通路55により第4燃料通路54を通ってノズルボディ40の外部に排出されており、リターン圧力室433内の燃料は、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70を駆動すると、ばね21の付勢力に抵抗して噴射制御弁20が前進して第1位置に位置する。
In ST2, from this state, as shown in FIG. 2B, when the
すると、噴射制御弁本体22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と上流側第3燃料通路53aとが遮断されるので、上流側第3燃料通路53aへの高圧な燃料の供給が遮断される。
また、通路閉鎖部23が第1燃料収容室41の段差部411から離れて、通路閉鎖部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 injection control valve
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70の駆動を停止して、噴射制御弁20に対する押圧力を解除する。すると、図3(a)に示すように、ばね21の付勢力により、噴射制御弁20が後退して第2位置に位置する。すると、通路閉鎖部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と上流側第3燃料通路53aとが連通する。よって、第1燃料収容室41の燃料が、噴射制御弁本体22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、上流側第3燃料通路53aに流入し、上流側第3燃料通路53a内の圧力が上昇する。
In ST4, the driving of the
上流側第3燃料通路53aに流入した燃料圧力により、逆止弁ピストン60の曲面状の部分のうち、上流側第3燃料通路53aに露出した部分が押圧されて、逆止弁ピストン60が前進する。
すると、上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531とが連通され、上流側第3燃料通路53aの燃料が逆止弁室531に流入する。
The portion of the curved portion of the
Then, the upstream
逆止弁室531に流入すると、逆止弁室531と下流側第3燃料通路53bは常時連通しているため、逆止弁室531内に流入した燃料は、下流側第3燃料通路53bに流入し、下流側第3燃料通路53b内の燃料圧力が上昇する。
When flowing into the
閉鎖補助ピストン30が最後退位置に位置しているため、仕切部33により下流側第3燃料通路53bは閉塞されている状態であるが、下流側第3燃料通路53bに流入した燃料圧力により、この仕切部33の円錐形状の部分のうち下流側第3燃料通路53bに露出した部分が押圧されて、閉鎖補助ピストン30が前進する。
Since the closing
ST5では、図3(b)に示すように、閉鎖補助ピストン30が前進したため、仕切部33による下流側第3燃料通路53bの閉塞が解除され、下流側第3燃料通路53bに流入した燃料は、ニードル弁閉鎖室43の閉鎖補助圧力室432に流入し、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 ST5, as shown in FIG. 3B, the closing
ST6では、図3(c)に示すように、閉鎖補助圧力室432内の燃料が仕切部33を押圧する。ここで、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
ST7では、図4に示すように、第1燃料収容室41内の燃料は、上流側第3燃料通路53aに流入していき、第1燃料収容室41の内部の圧力は徐々に低下する。
これとともに、上流側第3燃料通路53a内の燃料は逆止弁室531に流入するので、上流側第3燃料通路53aの内部の圧力も少しずつ低下する。そして、上流側第3燃料通路53aの内部の圧力が所定の圧力未満になると、ばね61の付勢力により、逆止弁ピストン60が後退して、逆止弁室531の傾斜部532に当接する。
これにより、上流側第3燃料通路53aと逆止弁室531とが遮断される。
In ST7, as shown in FIG. 4, the fuel in the first
At the same time, since the fuel in the upstream
Accordingly, the upstream
一方で、閉鎖補助圧力室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、閉鎖補助圧力室432の内部の圧力は、少しずつ低下し、閉鎖補助圧力室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、閉鎖補助ピストン30が後退して最後退位置まで移行する。
On the other hand, the fuel inside the closing
As a result, the pressure inside the closing
このとき、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円錐形状の部分全体により、閉鎖補助圧力室432の燃料を下流側第3燃料通路53b側に押圧する力が生じ、その力により、下流側第3燃料通路53b内の燃料が逆止弁室531に逆流する場合がある。
しかし、逆止弁ピストン60が最後退位置に位置することにより、逆止弁室531と上流側第3燃料通路53aとが遮断されているため、逆流した下流側第3燃料通路53b内の燃料や、逆止弁室531内の燃料が上流側第3燃料通路53aに流入することはない。
そして、逆流した下流側第3燃料通路53b内の燃料と逆止弁室531内の燃料とは、第5燃料通路55を通って第4燃料通路54に流出し、ノズルボディ40の外部に排出される。
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、及び上流側第3燃料通路53a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。
At this time, a force for pressing the fuel in the closing
However, since the
The fuel in the downstream
As a result, the fuel is trapped in the second
図5を参照して、第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態に係る燃料噴射装置1の断面図である。第2実施形態は、第3燃料通路53の構成が第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様の部分については説明を省略する。なお、第1実施形態と同様の場合は同じ符号を付している。
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the
第3燃料通路53は、第1燃料収容室41とニードル弁閉鎖室43とを直接に連通する貫通孔であり、その途中には、第1実施形態における逆止弁室531は形成されない。また、第1実施形態において逆止弁室531に設けられていた逆止弁ピストン60及びばね61も第2実施形態にかかる第3燃料通路53には設けられない。
The
第5燃料通路55は、一端側が第3燃料通路53に連通し、他端側が第4燃料通路54に連通する貫通孔である。
閉鎖補助ピストン30が最前進位置から最後退位置に移動する際に、閉鎖補助圧力室432の内部において、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円錐形状の部分全体から基端側への圧力が生じ、燃料が第3燃料通路53に逆流する場合がある。
すると、この閉鎖補助圧力室432から第3燃料通路53に流入する燃料は、第3燃料通路53に連通する第5燃料通路55を通って、第4燃料通路54に流出し、ノズルボディ40の外部に排出される。
The
When the
Then, the fuel flowing into the
図6を参照して、第3実施形態について説明する。図6は、第3実施形態に係る燃料噴射装置1の断面図である。第3実施形態は、第5燃料通路55の位置が第2実施形態と異なる。以下、第2実施形態と異なる点を中心に説明し、第2実施形態と同様の部分については説明を省略する。なお、第1実施形態と同様の場合は同じ符号を付している。
The third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the
第5燃料通路55は、一端側が閉鎖補助圧力室432に連通し、他端側が第4燃料通路54に連通する貫通孔である。この第5燃料通路55の閉鎖補助圧力室432側の貫通口は、閉鎖補助圧力室432の内周面であって、閉鎖補助ピストン30が最後退位置に位置するときの、段差部431と閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円柱状部分の基端側端部とで形成される空間と連通する位置に形成される。
The
閉鎖補助ピストン30が最前進位置から最後退位置に移動する際に、閉鎖補助圧力室432の内部において、閉鎖補助ピストン30の仕切部33の円錐形状の部分全体から基端側への圧力が生じ、燃料が第3燃料通路53に逆流する場合がある。
このとき、この閉鎖補助圧力室432から第3燃料通路53に逆流しようとする燃料は、段差部431と仕切部33の略円錐状の部分に形成される斜面とに押圧されて第5燃料通路55に流出する。そして、燃料は、第5燃料通路55を通って第4燃料通路54に流出し、ノズルボディ40の外部に排出される。
When the
At this time, the fuel which is going to flow backward from the closed
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)一端側が第1燃料収容室41よりも下流側であって、かつニードル弁閉鎖室43内の第4燃料通路54の連通部よりも上流側に連通し、他端側が第4燃料通路54に連通する第5燃料通路55を備える。これにより、第3燃料通路53及びニードル弁閉鎖室43に流入した燃料を、第5燃料通路55を経由して速やかに第4燃料通路54に流出させ、噴射制御弁20が第2位置から第1位置に前進する過程において生じる第3燃料通路53及びニードル弁閉鎖室43に生じる圧力変動を抑制することができる。そして、噴射制御弁20が後退方向に押し戻されたり、ニードル弁10が前進方向に荷重されたりすることを抑制することができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) One end side is downstream of the first
(2)ニードル弁閉鎖室43内を進退する閉鎖補助ピストン30を設け、閉鎖補助ピストン30が最後退位置に位置することで第3燃料通路53とニードル弁閉鎖室43とを遮断し、閉鎖補助ピストン30が前進すると第3燃料通路53とニードル弁閉鎖室43とを連通するとした。また、ニードル弁閉鎖室43は、閉鎖補助ピストン30が前進状態で閉鎖補助圧力室432とリターン圧力室433とに区画される。そして第5燃料通路55の一端側が閉鎖補助圧力室432に連通する。
これにより、噴射制御弁20が第1位置に前進する過程において、第3燃料通路53及びニードル弁閉鎖室43の閉鎖補助圧力室432に流入した燃料を、第5燃料通路55を経由してノズルボディ40の外部に排出することができる。
(2) A
As a result, in the process in which the
(3)第3燃料通路53に逆止弁として逆止弁ピストン60を有する逆止弁室531を設け、第5燃料通路55の一端側を逆止弁ピストン60の着座部(傾斜部532)よりもニードル弁閉鎖室43側に連通するとした。逆止弁室531及び逆止弁ピストン60を設けたことにより、上流側第3燃料通路53aから逆止弁室531に流入した燃料が、上流側第3燃料通路53aを通って第1燃料収容室41に逆流することを防止することができる。また、第5燃料通路55は、逆止弁ピストン60の着座部よりも下流側に連通するので、逆止弁室531に流入した燃料を、第5燃料通路55を経由してノズルボディ40の外部に排出することができる。
(3) 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、本実施形態では、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。
また、本実施形態では、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。
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 this embodiment, the
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、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、本実施形態では、ニードル弁本体11の外周面の1箇所に受圧部としての段差部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。
In the present embodiment, the proximal end side of the
Further, in the present embodiment, the stepped
1 燃料噴射装置
10 ニードル弁
20 噴射制御弁
30 閉鎖補助ピストン
31 ばね
40 ノズルボディ
41 第1燃料収容室
42 第2燃料収容室
43 ニードル弁閉鎖室
45 噴孔
51 第1燃料通路
52 第2燃料通路
53 第3燃料通路
53a 上流側第3燃料通路
53b 下流側第3燃料通路
54 第4燃料通路
55 第5燃料通路
60 逆止弁ピストン
61 ばね
432 閉鎖補助圧力室
433 リターン圧力室
531 逆止弁室
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記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、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、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に保持されて、前記第1燃料収容室を進退可能な噴射制御弁と、を備え、
前記ノズルボディは、
燃料供給源から前記第1燃料収容室に至る第1燃料通路と、
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燃料通路と、
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燃料通路と、
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燃料通路と、を有し、
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、
前進してノズルボディに着座することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを遮断し、
後退してノズルボディから離座することにより、前記第2燃料収容室と前記噴孔とを連通させ、
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、
一端側が、前記第1燃料収容室よりも下流側であり、かつ前記第3燃料収容室における前記第4燃料通路の連通部よりも上流側に連通し、他端側が前記第4燃料通路に連通する第5燃料通路を備え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;
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 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 inside the nozzle body and capable of moving back and forth in the first fuel storage chamber,
The nozzle body is
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;
A third fuel passage from the first fuel storage chamber to the third fuel storage chamber;
A fourth fuel passage from the third fuel storage chamber to a low pressure portion outside the fuel injection device,
The injection control valve is
By advancing to the first position, 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 shut off,
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 is
By moving forward and seating on the nozzle body, the second fuel storage chamber and the nozzle hole are shut off,
By retreating and separating from the nozzle body, the second fuel storage chamber and the nozzle hole communicate with each other,
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,
One end side is downstream of the first fuel storage chamber and communicates with the upstream side of the communication portion of the fourth fuel passage in the third fuel storage chamber, and the other end side communicates with the fourth fuel passage. A fuel injection device comprising a fifth fuel passage.
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さらに有し、
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が前記前進状態の際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、前記前進状態から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ことを抑制し、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ことを抑制し、
前記第5燃料通路の一端側は、前記閉鎖補助圧力室に連通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 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 auxiliary piston is
Shutting off the third fuel passage and the third fuel storage chamber at the last retracted position;
The third fuel passage and the third fuel storage chamber communicate with each other by shifting to a forward state,
The third fuel storage chamber is
When the closing auxiliary piston is in the forward movement state, the closing auxiliary piston is divided into a closing auxiliary pressure chamber that communicates with the third fuel passage and a return pressure chamber that communicates with the fourth fuel passage.
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 is in the third fuel passage. Suppressing the flow of fuel through the third fuel storage chamber through the first fuel storage chamber and preventing the fuel in the first fuel storage chamber from flowing out of the fuel injection device,
One end side of the fifth fuel passage communicates with the closing auxiliary pressure chamber.
前記第3燃料通路に前記第1燃料収容室側から前記第3燃料収容室側への流れを許容し、前記第3燃料収容室側から前記第1燃料収容室側への流れを阻害する逆止弁を備え、
前記第5燃料通路の一端側は、前記第3燃料通路の前記逆止弁のシート部よりも第3燃料収容側に連通することを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
A reverse flow that allows the third fuel passage to flow from the first fuel storage chamber side to the third fuel storage chamber side and inhibits the flow from the third fuel storage chamber side to the first fuel storage chamber side. With a stop valve,
One end side of the fifth fuel passage communicates with the third fuel storage side rather than the seat portion of the check valve of the third fuel passage.
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