JP2011102571A - 燃料噴射弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料噴射弁1は、弁体21を収容する第1収容室28の軸方向一端側に、第2収容室36が設けられ、第2収容室36には、弁体21に対し弁孔閉鎖方向に付勢力を及ぼすスプリング37が収容されている。これにより、スプリング24の付勢力によりアーマチャ23および弁体21が軸方向他端側へ移動して弁体21が弁孔33を閉じる際に、アーマチャ23のバウンスが生じてアーマチャ23が軸方向一端側へ移動したとしても、スプリング37の付勢力により、弁体21に作用する力は、弁孔開放方向よりも弁孔閉鎖方向に大きくなる。このため、弁体21は、アーマチャ23とともにバウンスすることなく、弁孔33を閉じた状態を保つので、燃料噴射弁1の閉弁時における弁体21のバウンスを抑え込むことができる。
【選択図】図2
Description
さらに、アーマチャ109は、ボディ111により摺動自在に支持される摺動軸部112を有し、摺動軸部112の他端に弁体106を収容する。
請求項1に記載の燃料噴射弁は、噴孔を開閉するノズルニードルと、ノズルニードルを開弁方向に駆動するアクチュエータとを備える。
また、燃料噴射弁は、ノズルニードルに対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための背圧室、背圧室に燃料を流入させるための流入流路および背圧室から燃料を流出させるための流出流路を形成する。
そして、アクチュエータの作動状況に応じて、背圧室を流出流路に対し開閉させて背圧室の燃料圧を上下させ、ノズルニードルに噴孔を開閉させる。
このため、弁体は、バウンスによる移動方向(つまり、弁孔を開放する方向:以下、弁孔開放方向と呼ぶ)に移動しにくくなる。この結果、弁体のバウンスによる弁孔開放方向への移動量が従来よりも少なくなるので、燃料噴射弁の閉弁時において、弁体のバウンスを抑制することができる。
請求項2に記載の燃料噴射弁によれば、弁体は、弁孔の開口を覆って閉じるためのシール面を有する略球状のボール弁であり、第1収容室には、弁体の反シール面側の球面状の部分が離着する被着座面が設けられている。
k(X0−x)>π/4(φ2 2・P2−φ1 2・P1)
の関係式を満たす。
請求項3に記載の燃料噴射弁によれば、第1収容室を形成する摺動軸部の他端部は、弁体が被着座面に着座している状態で、弁体の最大直径部よりも軸方向他端側に延びている。
また、燃料噴射弁は、ノズルニードルに対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための背圧室、背圧室に燃料を流入させるための流入流路および背圧室から燃料を流出させるための流出流路を形成する。
そして、アクチュエータの作動状況に応じて、背圧室を流出流路に対し開閉させて背圧室の燃料圧を上下させ、ノズルニードルに噴孔を開閉させる。
そして、スプリングのばね定数をk、シール面の受圧面としての有効径をφ1、弁孔の開口径をφ2、被着座面に球面状の部分が着座した状態におけるスプリングの圧縮長をX0、弁体により弁孔を閉鎖させて、ノズルニードルにより噴孔を閉鎖させる際に、アーマチャに生じるバウンスの最大量をx、アーマチャのバウンスが最大量xになるときの第1収容室の燃料圧をP1、アーマチャのバウンスが最大量xになるときの背圧室の燃料圧をP2としたときに、
k(X0−x)>π/4(φ2 2・P2−φ1 2・P1)
の関係式を満たす。
実施例の燃料噴射弁1の構成を、図1〜図4を用いて説明する。
燃料噴射弁1は、例えば、内燃機関(図示せず)の気筒内に燃料を噴射して供給するものであり、内燃機関の気筒ごとに装着されている。そして、燃料噴射弁1は、例えば、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール(図示せず)、燃料を高圧化してコモンレールに供給する燃料供給ポンプ(図示せず)、および燃料噴射弁1や燃料供給ポンプの動作を制御する電子制御装置(図示せず:以下、ECUと呼ぶ)等とともに、蓄圧式の燃料噴射装置を構成する。
なお、背圧室9およびノズル室17から摺動隙間を経てリークした燃料は、スプリング5を収容するスプリング室18に流入する。そして、スプリング室18に流入した燃料は、背圧室9から流出流路11を経て流出した動的リークに伴う燃料とともに、燃料タンクに戻される。
すなわち、摺動軸部27の軸方向他端に弁体21を収容する第1収容室28が設けられ、摺動軸部27の他端部は、弁体21を囲うスカート部29をなしている。
そして、ボディ26の他端部には、弁体21とスカート部29とを収容する空間である弁室32が形成されている。
ここで、弁孔33は、背圧室9の軸方向一端側に設けられており、弁室32に向かって開口している。また、弁孔33と背圧室9との間に、流出側絞り14が設けられている。このため、弁体21が弁孔33を開放すると、背圧室9の燃料は流出側絞り14→弁孔33→弁室32を通って流出する。つまり、流出側絞り14、弁孔33、および弁室32は、流出流路11の一部をなす。
実施例の燃料噴射弁1の特徴を、図2、図3に基づいて説明する。
燃料噴射弁1によれば、第1収容室28の軸方向一端側には、第1収容室28の軸方向一端に開口する第2収容室36が設けられ、第2収容室36には、弁体21に対し弁孔閉鎖方向に付勢力を及ぼすスプリング37が収容されている。
また、スカート部29は、球面40が被着座面41に着座している状態で、弁体21の最大直径部よりも軸方向他端側に延びている。
そして、第2収容室36の開口の周囲に被着座面41が設けられている。
k(X0−x)>π/4(φ2 2・P2−φ1 2・P1)・・・(1)
なお、φ1は、シール面34の受圧面としての有効径であり、φ2は、弁孔33の開口径であり、X0は、被着座面41に球面40が着座した状態におけるスプリング37の圧縮長であり、xは、弁体21により弁孔33を閉鎖させて、ノズルニードル3により噴孔2を閉鎖させる際に、アーマチャ23に生じるバウンスの最大量である。また、P1は、アーマチャ23のバウンスが最大量xになるときの第1収容室28の燃料圧(すなわち、弁室32の燃料圧)であり、P2は、アーマチャ23のバウンスが最大量xになるときの背圧室9の燃料圧である。
よって、数式(1)が成り立つことにより、弁孔閉鎖方向に作用する力の方が、弁孔開放方向に作用する力よりも大きくなる。
なお、ソレノイドコイル22への通電開始によりアーマチャ23が軸方向一端側に移動する際には、被着座面41と球面40とが離れると考えられるので、スプリング37による付勢力が小さくなり、弁体21は弁孔開放方向へ移動することができる。
以上の構成により、燃料噴射弁1は、以下のように作用する(図4参照)。
まず、ソレノイドコイル22に通電が開始されると、アーマチャ23が軸方向一端側に移動して、弁体21が弁孔33を開き、流出流路11が背圧室9に対して開放される(図4の時間t1参照)。
このとき、従来例では、弁体106のバウンスが生じて、弁体106の静止状態が安定するのに時間を要していたが、実施例では、弁体21の静止状態が直ちに安定する(図4(b)の時間t4直後参照)。
このとき、実施例では、弁体21による弁孔33の閉鎖が直ちに安定するため、背圧室9の燃料圧の回復も安定し、従来例のような燃料圧回復の遅れが生じない(図4(c)の時間t4以降参照)。
また、実施例では、従来例のように背圧室9の燃料圧回復の遅れがないため、ノズルニードル3の移動や噴孔2の閉鎖が遅れることはなく(図4(d)時間t5以降参照)、燃料が余分に噴射されることもない(図4(e)時間t5以降参照)。
実施例の燃料噴射弁1によれば、弁体21を収容する第1収容室28の軸方向一端側に、第2収容室36が設けられ、第2収容室36には、弁体21に対し弁孔閉鎖方向に付勢力を及ぼすスプリング37が収容されている。
また、スプリング37のばね定数kは、数式(1)を満たすように設定されている。
このため、弁体21は、アーマチャ23とともにバウンスすることなく、弁孔33を閉じた状態を保つので、燃料噴射弁1の閉弁時における弁体21のバウンスを抑え込むことができる。
燃料噴射弁1の態様は、実施例に限定されず、様々な変形例を考えることができる。例えば、ばね定数kが数式(1)を満たさなくても、従来よりも弁体21のバウンスを抑制できる程度にばね定数kを設定してもよい。
2 噴孔
3 ノズルニードル
6 アクチュエータ
9 背圧室
10 流入流路
11 流出流路
21 弁体
22 ソレノイドコイル
23 アーマチャ
24 スプリング(付勢手段)
26 ボディ
27 摺動軸部
28 第1収容室
33 弁孔
34 シール面
36 第2収容室
37 スプリング
40 球面(弁体の反シール面側の球状の部分)
41 被着座面
Claims (3)
- 噴孔を開閉するノズルニードルと、このノズルニードルを開弁方向に駆動するアクチュエータとを備え、
前記ノズルニードルに対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための背圧室、この背圧室に燃料を流入させるための流入流路および前記背圧室から燃料を流出させるための流出流路を形成し、
前記アクチュエータの作動状況に応じて、前記背圧室を前記流出流路に対し開閉させて前記背圧室の燃料圧を上下させ、前記ノズルニードルに前記噴孔を開閉させる燃料噴射弁において、
前記アクチュエータは、
弁孔を開閉することで前記背圧室を前記流出流路に対し開閉する弁体と、
ソレノイドコイルへの通電により励磁されて軸方向一端側に移動するとともに、所定の付勢手段により、常時、軸方向他端側に付勢されるアーマチャとを有し、
このアーマチャは、所定のボディ内を軸方向に摺動する摺動軸部を具備し、
この摺動軸部の軸方向他端に、前記弁孔に向かって開口して前記弁体を収容する第1収容室が設けられ、
この第1収容室の軸方向一端側には、前記第1収容室の軸方向一端に開口する第2収容室が設けられ、
この第2収容室には、前記弁体に対し前記弁孔を閉鎖する方向に付勢力を及ぼすスプリングが収容されていることを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項1に記載の燃料噴射弁において、
前記弁体は、前記弁孔の開口を覆って閉じるためのシール面を有する略球状のボール弁であり、
前記第1収容室には、前記弁体の反シール面側の球面状の部分が離着する被着座面が設けられ、
前記スプリングのばね定数をk、
前記シール面の受圧面としての有効径をφ1、
前記弁孔の開口径をφ2、
前記被着座面に前記球面状の部分が着座した状態における前記スプリングの圧縮長をX0、
前記弁体により前記弁孔を閉鎖させて、前記ノズルニードルにより前記噴孔を閉鎖させる際に、前記アーマチャに生じるバウンスの最大量をx、
前記アーマチャのバウンスが最大量xになるときの前記第1収容室の燃料圧をP1、
前記アーマチャのバウンスが最大量xになるときの前記背圧室の燃料圧をP2
としたときに、
k(X0−x)>π/4(φ2 2・P2−φ1 2・P1)
の関係式を満たすことを特徴とする燃料噴射弁。 - 請求項2に記載の燃料噴射弁において、
前記第1収容室を形成する前記摺動軸部の他端部は、前記弁体が前記被着座面に着座している状態で、前記弁体の最大直径部よりも軸方向他端側に延びていることを特徴とする燃料噴射弁。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH052220U (ja) * | 1991-06-18 | 1993-01-14 | 日本電子機器株式会社 | 圧力レギユレータ |
JP2005171845A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Denso Corp | 電磁駆動装置およびそれを用いた燃料噴射弁 |
JP2007218425A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-30 | Denso Corp | 電磁弁装置 |
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