JP2019199810A - Injection valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧の液体を噴射する噴射弁に関するものである。 The present invention relates to an injection valve that injects high-pressure liquid.
一般に良く知られる燃料噴射システムとしては、コモンレール式の燃料噴射システムがある。このシステムは、燃料ポンプから供給される高圧燃料を一時的にコモンレール(蓄圧室)内に蓄え、コモンレール内の高圧燃料を、複数の高圧通路により、各気筒に対応して設けられているインジェクタに分配供給する。各インジェクタでは、内蔵されているアクチュエータの駆動により、ニードル弁を直接ないし油圧サーボ機構を介して上下動させる。それにより、インジェクタの先端部に設けられている噴孔を開き、内燃機関の気筒内に高圧燃料を噴射する。 As a well-known fuel injection system, there is a common rail fuel injection system. In this system, high pressure fuel supplied from a fuel pump is temporarily stored in a common rail (pressure accumulating chamber), and high pressure fuel in the common rail is stored in an injector provided corresponding to each cylinder by a plurality of high pressure passages. Distribute supply. In each injector, the needle valve is moved up and down directly or through a hydraulic servomechanism by driving a built-in actuator. As a result, the nozzle hole provided at the tip of the injector is opened, and high-pressure fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine.
このような燃料噴射システムでは、噴射終了後にニードル弁の閉弁による水撃作用により、高圧通路内に圧力脈動が発生する。特にマルチ噴射(多段噴射)においては、その圧力脈動により、2段目以降の噴射圧力が変動する。その結果、噴射量が変動してしまったり、マルチ噴射の噴射量制御性が悪化したりする。 In such a fuel injection system, a pressure pulsation is generated in the high-pressure passage due to a water hammer effect by closing the needle valve after the injection is completed. In particular, in multi-injection (multi-stage injection), the injection pressure in the second and subsequent stages varies due to the pressure pulsation. As a result, the injection amount fluctuates or the injection amount controllability of multi-injection deteriorates.
そこで、特許文献1では、インジェクタとコモンレールとの接続部分において流路調整機構を設け、圧力脈動を低減するようにしている。 Therefore, in Patent Document 1, a flow path adjusting mechanism is provided at a connection portion between the injector and the common rail so as to reduce pressure pulsation.
しかしながら、特許文献1の流路調整機構は、インジェクタとコモンレールとの接続部分に設けられているため、圧力脈動の発生地点(噴孔)からの距離が長く、圧力脈動が低減されるまでの時間が長いという問題があった。 However, since the flow path adjustment mechanism of Patent Document 1 is provided at the connection portion between the injector and the common rail, the distance from the pressure pulsation occurrence point (the nozzle hole) is long, and the time until the pressure pulsation is reduced. There was a problem of long.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、圧力脈動を素早く低減させることができる噴射弁を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The main objective is to provide the injection valve which can reduce a pressure pulsation quickly.
上記課題を解決するため、第1の手段は、高圧の液体が通過する第1高圧通路が設けられ、前記第1高圧通路の端部に設けられた噴孔を開閉するニードル弁を摺動可能に支持する第1ボディと、第1ボディに固定され、前記第1高圧通路と連通する第2高圧通路が形成された第2ボディとを有する噴射弁において、前記第1ボディ及び前記第2ボディのうち少なくともいずれか一方に、前記高圧の液体が蓄積されるチャンバを有し、前記チャンバは、前記第1高圧通路又は前記第2高圧通路から分岐し、かつ、高圧の液体が通過可能な分岐通路に対して連通しており、当該分岐通路には、前記分岐通路が接続される前記チャンバの接続面の面積と比較して流路断面積の小さい絞り部が設けられている。 In order to solve the above problem, the first means is provided with a first high-pressure passage through which high-pressure liquid passes, and can slide a needle valve that opens and closes a nozzle hole provided at an end of the first high-pressure passage. In the injection valve, the first body and the second body are fixed to the first body, and the second body is fixed to the first body and has a second body formed with a second high pressure passage communicating with the first high pressure passage. At least one of them has a chamber in which the high-pressure liquid is accumulated, and the chamber branches from the first high-pressure passage or the second high-pressure passage and allows the high-pressure liquid to pass therethrough. The passage is in communication with a passage, and the branch passage is provided with a throttle portion having a smaller flow path cross-sectional area than the area of the connecting surface of the chamber to which the branch passage is connected.
上記構成により、噴孔において発生した圧力脈動は、第1高圧通路又は前記第2高圧通路から分岐通路を介してチャンバに到達する。分岐する際に、乱流が発生し、エネルギ損失が発生する。すなわち、圧力脈動のエネルギが消費され、圧力脈動が低減される。また、分岐通路を通過する際、絞り部を通過するため、流路面積が変化し、乱流が発生する。この乱流においても圧力脈動のエネルギが消費され、圧力脈動が低減される。以上のように、部品点数を抑えつつ、極めて簡単な構成により、圧力脈動を低減することができる。 With the above configuration, the pressure pulsation generated in the nozzle hole reaches the chamber from the first high pressure passage or the second high pressure passage through the branch passage. When branching, turbulence occurs and energy loss occurs. That is, pressure pulsation energy is consumed, and pressure pulsation is reduced. Further, when passing through the branch passage, the passage area is changed and the turbulent flow is generated because the passage passes through the throttle portion. Even in this turbulent flow, pressure pulsation energy is consumed and the pressure pulsation is reduced. As described above, pressure pulsation can be reduced with a very simple configuration while suppressing the number of components.
そして、このチャンバは、第1ボディ及び前記第2ボディのうち少なくともいずれか一方に設けられている。このため、噴射弁の基端(噴孔とは反対側端部)に圧力脈動を低減させるための機構を設ける場合と比較して、噴孔から距離を短くすることができ、圧力脈動を素早く低減することができる。 The chamber is provided in at least one of the first body and the second body. For this reason, compared with the case where a mechanism for reducing pressure pulsation is provided at the base end (the end opposite to the injection hole) of the injection valve, the distance from the injection hole can be shortened, and the pressure pulsation can be quickly performed. Can be reduced.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
図1は、この実施形態における燃料噴射システム70を示す図である。燃料噴射システム70は、燃料タンク71と、燃料ポンプ72と、蓄圧室73と、複数のインジェクタ81と、制御部74とを有する。図では、複数のインジェクタ81のうちの一つについては、拡大すると共に中心線を通る断面で切った断面視で示している。本実施形態では、各インジェクタ81が、噴射弁に相当する。
FIG. 1 is a diagram showing a
燃料タンク71は、燃料を蓄えるためのタンクである。燃料タンク71と燃料ポンプ72との間には、燃料タンク71内の燃料を燃料ポンプ72に供給するための第1通路R1が設けられている。
The
燃料ポンプ72は、燃料(液体)を高圧化させて高圧燃料Hとするためのポンプである。燃料ポンプ72と蓄圧室73との間には、燃料ポンプ72内の高圧燃料Hを蓄圧室73に供給するための第2通路R2が設けられている。
The
蓄圧室73は、高圧燃料Hを一時的に蓄えるためのものである。蓄圧室73は、本実施形態では、複数のインジェクタ81に高圧燃料Hを供給するコモンレールである。蓄圧室73と各インジェクタ81の先端部にある噴孔16との間には、蓄圧室73内の高圧燃料Hを噴孔16に供給するための高圧通路R3が設けられている。高圧通路R3は、蓄圧室73から延びてインジェクタ81の基端部に達したのち、インジェクタ81の内部を通って先端部の噴孔16に達している。
The
インジェクタ81は、高圧燃料Hを内燃機関の気筒内に噴射するための装置である。インジェクタ81と燃料タンク71との間には、低圧化された燃料を燃料タンク71に戻すための低圧通路R4が設けられている。低圧通路R4は、インジェクタ81の中間部からインジェクタ81の内部を通ってインジェクタ81の基端部に達したのち、基端部からインジェクタ81の外部に延びて燃料タンク71に達している。なお、図では、一のインジェクタ81と燃料タンク71との間の低圧通路R4のみを図示し、他のインジェクタ81と燃料タンク71との間の低圧通路R4については図示を省略している。
The
制御部74は、燃料ポンプ72及び各インジェクタ81等を制御する装置である。詳しくは、制御部74は、各インジェクタ81を制御することにより、各噴孔16から高圧燃料Hを内燃機関の気筒内に所望のタイミングで断続的に噴射させる。その高圧燃料Hの燃焼により内燃機関が回転して運転状態となる。その運転状態の時には、制御部74は、燃料ポンプ72を制御することにより、蓄圧室73内の圧力を、システム制御圧として所定の範囲(例えば3〜20MPa)内で可変に制御する。なお、図では、一のインジェクタ81に対してのみ制御部74が制御することを示す矢印を図示しており、その他のインジェクタ81に対しては同矢印の図示を省略している。
The
次に、インジェクタ81について、より詳しく説明する。なお、以下では、便宜上、図面に合わせてインジェクタ81の先端側を「下」といい、基端側を「上」という。但し、インジェクタ81は、例えば、長さ方向を上下方向に対して斜めにして、又は長さ方向を水平方向にして設置する等、上下方向以外の方向を先端側及び基端側にして設置することもできる。
Next, the
インジェクタ81は、ボディ10と、ニードル弁20と、弁駆動機構30と、駆動制御機構40を有している。
The
ボディ10は、インジェクタ81の基端側に配置されるメインボディ11と、メインボディ11に接続されるプレート13と、プレート13に接続されるノズルボディ15と、これらを覆うように装着されるリテーニングナット18と、を有する。メインボディ11は、ボディ10の上側部分を構成している。メインボディ11は、上下方向に長い円柱状の部材であり、高圧通路R3の一部を構成する穴が、上下方向に貫通している。
The
ノズルボディ15は、ボディ10の下側部分を構成している。ノズルボディ15は、上下方向に長い円筒状の部材であり、その筒穴には、ニードル弁20が上下方向に変位可能(摺動可能に)に収容され、支持されている。ノズルボディ15とニードル弁20との間の隙間は、高圧通路R3の一部を構成している。噴孔16は、ノズルボディ15の下端部に形成されている。そのため、高圧通路R3は、ノズルボディ15を上下方向に貫通している。ノズルボディ15が、第1ボディに相当し、ノズルボディ15に形成された高圧通路R3が、第1高圧通路に相当する。
The
プレート13は、メインボディ11とノズルボディ15との間に介装されている。プレート13は、円盤状の部材であり、高圧通路R3の一部を構成する穴が上下方向に貫通している。プレート13が、第2ボディに相当し、プレート13に形成された高圧通路R3が、第2高圧通路に相当する。
The
リテーニングナット18は、メインボディ11の下部とプレート13とノズルボディ15の上部との外周側に設けられた円筒状の部材である。リテーニングナット18は、ノズルボディ15及びプレート13をメインボディ11に締結している。
The retaining
ニードル弁20は、円柱状の部材である。ニードル弁20は、噴孔16を塞ぐことにより高圧燃料Hの噴射を止めるように構成されている。ニードル弁20の上部には、筒状のニードルシリンダ23の下部が外嵌されている。ニードル弁20は、高圧通路R3内の圧力により、上方に押圧されている。
The
弁駆動機構30は、ニードル弁20を上下に駆動するための機構であって、ノズルボディ15の内部に設けられている。弁駆動機構30は、弾性力でニードル弁20を下方に付勢するニードルスプリング31と、内部の圧力でニードル弁20を下方に押圧する圧力室32とを有する。ニードルスプリング31は、ニードルシリンダ23とニードル弁20との間に介装されており、ニードル弁20を下方に付勢する反力でニードルシリンダ23を上方に付勢している。
The
圧力室32は、ニードル弁20の上端面と、ニードルシリンダ23の内周面と、プレート13の下端面との間の区画に形成されている。圧力室32は、プレート13内に設けられたインポート33を介して高圧通路R3に連通している。インポート33には、インオリフィス34が設けられている。さらに、圧力室32は、プレート13内に設けられたアウトポート35を介して低圧通路R4に連通している。アウトポート35には、アウトオリフィス36が設けられている。
The
駆動制御機構40は、圧力室32内の圧力を制御する機構であって、メインボディ11内に設けられている。駆動制御機構40は、バルブボディ41と、アーマチャ43と、弁体44と、バルブスプリング47と、アクチュエータ48とを有する。
The
バルブボディ41は、アーマチャ43を上下方向に摺動可能に支持している。アーマチャ43は、下端部に弁体44を収容している。弁体44は、アウトオリフィス36の上側の開口の上方に設けられており、前記開口を塞ぐことにより、圧力室32と低圧通路R4との連通を遮断する。バルブスプリング47は、アーマチャ43を下方に付勢している。アクチュエータ48は、アーマチャ43を上方に駆動するための装置である。アクチュエータ48は、本実施形態では、電磁ソレノイドであるが、例えば、ピエゾアクチュエータ等、他のものであってもよい。アクチュエータ48は、制御部74から与えられる制御信号に基づき制御される。
The
次にインジェクタ81の動作について説明する。アクチュエータ48が通電されていない状態(図1の状態)では、バルブスプリング47の付勢力によりアーマチャ43及び弁体44が下降している。そのため、弁体44がアウトオリフィス36の開口を塞いでいる。したがって、圧力室32内は、インオリフィス34から供給される圧力が蓄積することで、高圧になっている。この状態では、圧力室32内の圧力及びニードルスプリング31の弾性力によりニードル弁20を下方に押圧する力が、高圧通路R3内の圧力等によりニードル弁20を上方に押圧する力を上回る。そのため、ニードル弁20は下降しており、下端部で噴孔16を塞いでいる。すなわち、ニードル弁20は閉弁している。
Next, the operation of the
この状態(図1の状態)から、アクチュエータ48が通電されると、アクチュエータ48はアーマチャ43を上方に吸引する。それにより、アーマチャ43及び弁体44が上昇して、弁体44がアウトオリフィス36の開口から離れることにより、前記開口が開かれる。それにより、圧力室32内の圧力が低圧通路R4に流出することにより、圧力室32内の圧力が下がる。このため、ニードル弁20を下方に押圧する力が、高圧通路R3内の圧力等によるニードル弁20を上方に押圧する力を下回るようになる。それにより、ニードル弁20が上昇して、ニードル弁20の下端部が噴孔16から離れる。すなわち、ニードル弁20が開弁する。それにより、噴孔16から高圧燃料Hが噴射されるようになる。この状態から、前記通電が停止されると、再びニードル弁20が下降することにより閉弁して前記噴射が終了する。
From this state (the state shown in FIG. 1), when the
ところで、ニードル弁20を閉弁した場合、水撃により、高圧通路R3内に圧力脈動が発生する。圧力脈動が発生すると、燃料噴射を適切に行うことが困難となる。特に噴射間隔が短い多段噴射を行う場合に、問題となる。このため、インジェクタ81は、圧力脈動を早期に低減するための機構を備えている。
By the way, when the
詳しく説明すると、インジェクタ81は、ボディ10の内部に、高圧燃料Hが蓄積されるチャンバ50を有する。このチャンバ50は、ノズルボディ15及びプレート13の内部に設けられている。より詳しく説明すると、ノズルボディ15の内部には、ノズルボディ15の上端面15aに開口し、上下方向に沿って溝状に形成された第1凹部50aが設けられている。プレート13の内部には、プレート13の下端面13aに開口し、上下方向に沿って溝状に形成された第2凹部50bが設けられている。なお、第1凹部50aの開口部分及び第2凹部50bの開口部分の形状は、一致している。また、ノズルボディ15の上端面15aが、プレート13の下端面13aに接続する接続面に相当し、プレート13の下端面13aが、ノズルボディ15の上端面15aに接続する接続面に相当する。
More specifically, the
そして、ノズルボディ15及びプレート13が接続している状態において、第1凹部50aの開口部分と、第2凹部50bの開口部分とが一致するように、ノズルボディ15及びプレート13は固定される。この状態において、第1凹部50aは、第2凹部50bにより閉塞され、第1凹部50aと第2凹部50bとにより囲まれた空間が形成される。この空間が、チャンバ50に相当する。すなわち、ノズルボディ15からプレート13に亘って連通するように、チャンバ50が設けられているともいえる。
In a state where the
このチャンバ50は、図2に示すように、ノズルボディ15における高圧通路R3(及び高圧通路R3に収容されるニードル弁20)の径方向外側において、当該高圧通路R3を囲むように、環状に設けられている。なお、図2(a)において、ノズルボディ15の高圧通路R3内に収容されるニードル弁20や弁駆動機構30の図示は省略している。また、図1,2において、ドットハッチングにより高圧燃料Hの存在を示している。
As shown in FIG. 2, the
チャンバ50は、ノズルボディ15において、高圧通路R3から分岐する分岐通路R5に連通している。この分岐通路R5は、図2(a)に示すように、複数(本実施形態では、8本)設けられており、高圧通路R3を中心として、放射状に設けられている。その際、所定の角度間隔(本実施形態では45度間隔)で複数の分岐通路R5が設けられている。分岐通路R5の一端は、高圧通路R3から分岐しており、高圧通路R3を流れる高圧燃料Hが、流入又は流出するようになっている。また、分岐通路R5の他端は、チャンバ50に連通している。このため、チャンバ50は、分岐通路R5を介して、高圧通路R3から高圧燃料Hが流入又は流出するようになっている。すなわち、チャンバ50には、常に高圧燃料Hが蓄積されていることとなる。
The
この分岐通路R5には、絞り部58が形成されている。より詳しくは、分岐通路R5には、分岐通路R5の端部が接続されるチャンバ50の接続面の面積と比較して流路断面積の小さい絞り部58が形成されている。分岐通路R5の端部が接続されるチャンバ50の接続面は、環状のチャンバ50における内壁面である。この絞り部58は、分岐通路R5の全域に亘って(すなわち、チャンバ50から高圧通路R3に亘って)設けられている。
A narrowing
この分岐通路R5は、ノズルボディ15側に形成されている。詳しく説明すると、ノズルボディ15には、ノズルボディ15の上端面15aに開口する溝が設けられており、プレート13の下端面13aにより当該溝が閉塞されることにより、分岐通路R5が形成される。すなわち、分岐通路R5は、ノズルボディ15に形成された溝と、プレート13の下端面13aにより囲まれた通路といえる。
This branch passage R5 is formed on the
次にチャンバ50の機能について説明する。ニードル弁20が開弁した直後(時点T1)には、蓄圧室73から高圧通路R3への圧力供給が間に合わないことで、高圧通路R3内の圧力が低下する。この低下は、特に噴孔16の近傍において顕著である。このような場合に、チャンバ50から圧力が分岐通路R5を介して高圧通路R3に供給される。すなわち、チャンバ50が小規模な蓄圧室として作用する。そのため、図5の破線で囲まれた領域P1において示されるように、高圧通路R3内の圧力低下が抑制されると共に、その圧力低下により発生する圧力脈動も低減される。なお、図5では、本実施形態のインジェクタ81における開閉時におけるノズル内圧力を実線で示す。一方、チャンバ50が存在しないインジェクタにおける開閉時におけるノズル内圧力を破線で示す。
Next, the function of the
ニードル弁20が閉弁した後(時点T2)、噴孔16付近から発生した圧力脈動は、高圧通路R3を上側(基端側)へ遡るように伝播する。そして、圧力脈動は、分岐通路R5においてその少なくとも一部がチャンバ50側へ分岐する。この分岐が行われる際に、乱流が発生するため、圧力脈動が有するエネルギが消費される。すなわち、圧力脈動が低減する。
After the
また、分岐通路R5を通過する際、高圧燃料Hの粘性による摩擦(せん断抵抗摩擦)が生じ、圧力脈動が有するエネルギが消費される。さらには、当該分岐通路R5には、全域に亘って絞り部58が形成されている。
Further, when passing through the branch passage R5, friction (shear resistance friction) due to the viscosity of the high-pressure fuel H is generated, and energy of pressure pulsation is consumed. Further, a narrowed
この絞り部58は、図3に示すように、圧力脈動が最も低減しやすいように(すなわち、粘性による摩擦の影響が大きく、かつ、適切な流量となるように)、所定の流路断面積(X)で形成されている。このため、分岐通路R5の絞り部58を通過する際、所定の流路断面積(X)よりも小さい(又は大きい)場合と比較して、摩擦(せん断抵抗摩擦)の影響を大きく受け、圧力脈動が有するエネルギがより消費される。なお、図3では、絞り部58の流路断面積の大きさを横軸で示し、圧力脈動の振幅変化率を縦軸で示す。振幅変化率がマイナス側(下側)に大きいほど、圧力脈動の低下が大きいことを示す。
As shown in FIG. 3, the
また、分岐通路R5は、複数(本実施形態では8つ)設けられている。複数設けることにより、分岐が多くなるので、その分、分岐による乱流が生じやすくなる。さらには、絞り部58の長さを長くすることができ、摩擦によるエネルギ消費を大きくすることができる。
A plurality (eight in this embodiment) of branch passages R5 are provided. By providing a plurality, the number of branches increases, and accordingly, turbulent flow due to the branches tends to occur. Furthermore, the length of the
絞り部58を通過して、チャンバ50に圧力脈動が到達すると、流路断面積の変化による乱流が発生するため、圧力脈動が有するエネルギが消費される。そして、圧力脈動が到達し、チャンバ50内の圧力が高圧通路R3内の圧力と比較して高くなると、今度はチャンバ50から分岐通路R5を介して高圧通路R3へ高圧燃料Hが移動する。この現象が繰り返されることにより、乱流及び摩擦に基づいて圧力脈動が有するエネルギが消費される。以上により、図5において破線で囲まれた領域P2で示すように、従来例と比較して、圧力脈動も早期に低減される。
When the pressure pulsation reaches the
なお、図4に示すように、チャンバ50を大きくした場合、小さい場合と比較して、圧力脈動が有するエネルギが消費されやすく、圧力脈動が低減されやすくなっている。なお、図4では、チャンバ50の容積の大きさを横軸で示し、圧力脈動の振幅変化率を縦軸で示す。より詳しく説明すると、チャンバ50を大きくした場合、小さい場合と比較して、チャンバ50内の圧力が変化しにくくなる。このため、高圧通路R3とチャンバ50との間における差圧が小さくなりにくくなる。結果として、高圧燃料Hが、高圧通路R3とチャンバ50との間で行き来しやすくなり、その過程において乱流及び摩擦が生じ、圧力脈動が低減されやすくなっている。
In addition, as shown in FIG. 4, when the
そこで、本実施形態では、チャンバ50は、ノズルボディ15からプレート13に亘って連通するように、設けられている。このため、チャンバ50は、ノズルボディ15又はプレート13のいずれか一方に設けられている場合と比較して、容積を大きくなっている。そして、チャンバ50は、高圧通路R3やニードル弁20を避けるように、それらの径方向外側において、環状に構成されている。このため、チャンバ50は、高圧通路R3やニードル弁20に邪魔されることなく、上下方向に延びるように設けることができ、高圧通路R3やニードル弁20と重なるように設ける場合と比較して、容積を大きくなっている。これにより、圧力脈動がより早期に低減されやすくなっている。
Therefore, in this embodiment, the
以上詳述した上記実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained.
インジェクタ81は、ノズルボディ15及びプレート13の内部に、高圧燃料Hが蓄積されるチャンバ50を有する。チャンバ50は、高圧通路R3から分岐し、かつ、高圧燃料Hが通過可能な分岐通路R5に対して連通している。そして、当該分岐通路R5には、分岐通路R5が接続されるチャンバ50の接続面の面積と比較して流路断面積の小さい絞り部58が設けられている。このように構成したことにより、噴孔16において発生した圧力脈動は、高圧通路R3から分岐通路R5を介してチャンバ50に到達する。分岐する際に、乱流が発生し、圧力脈動のエネルギ損失が発生する。すなわち、圧力脈動のエネルギが消費され、圧力脈動が低減される。また、分岐通路R5を通過する際、絞り部58を通過するため、流路断面の変化に基づく、乱流が発生する。この乱流においても圧力脈動のエネルギが消費され、圧力脈動が低減される。以上のように、部品点数を抑えつつ、極めて簡単な構成により、圧力脈動を低減することができる。
The
そして、このチャンバ50は、ノズルボディ15及びプレート13の内部に設けられている。このため、インジェクタ81の基端(噴孔16とは反対側端部)に圧力脈動を低減させるための機構を設ける場合と比較して、噴孔16から距離を短くすることができ、圧力脈動を素早く低減することができる。
The
チャンバ50は、ノズルボディ15及びプレート13の間の接続面に対して開口する開口部を有し、ノズルボディ15とプレート13とが接続されることにより、開口部が閉塞されている。すなわち、ノズルボディ15には、ノズルボディ15の上端面15aに開口する第1凹部50aが設けられている。プレート13には、プレート13の下端面13aに開口する第2凹部50bが設けられている。そして、ノズルボディ15及びプレート13が接続している状態において、第1凹部50aと第2凹部50bとにより、囲まれたチャンバ50が形成される。このため、第1凹部50a及び第2凹部50bを設ける場合、ノズルボディ15の上端面15a及びプレート13の下端面13aを加工すればよく、加工が容易となっている。すなわち、簡単な構成で、圧力脈動を素早く低減することができる。
The
チャンバ50は、その容積が大きければ大きいほど、チャンバ50内において圧力変化が生じにくくなる。つまり、チャンバ50と高圧通路R3との間で、圧力脈動に基づく差圧が小さくなりにくくなる。このため、チャンバ50と高圧通路R3との間で分岐通路R5を介して液体が流出入しやすくなり、圧力脈動のエネルギ損失機会が多くすることができる。したがって圧力脈動を速やかに低減することができる。そこで、チャンバ50は、ノズルボディ15からプレート13に亘って連通するように設けた。さらには、チャンバ50を、ニードル弁20及び高圧通路R3の径方向外側において、囲むように環状に設けた。チャンバ50の容積を極力大きくして、圧力脈動を速やかに低減するようにした。
As the volume of the
絞り部58は、分岐通路R5の全域に亘って設けられている。絞り部58は、粘性による摩擦の影響が大きく、かつ、適切な流量となるように、所定の流路断面積で設けられている。このため、絞り部58が長ければ長いほど、摩擦により圧力脈動のエネルギ損失を大きくすることができる。そこで、絞り部58を、分岐通路R5の全域に亘って設けた。これにより、摩擦によるエネルギ損失を多くして、圧力脈動を素早く低減することができる。
The
分岐通路R5が多い方が、少ない場合と比較して、分岐に基づく乱流のエネルギ損失を大きくすることができる。また、分岐する流路が多い方が、少ない場合と比較して、分岐通路R5における液体の接触面積が大きくなりやすい。すなわち、摩擦による圧力脈動のエネルギ損失を大きくしやすくなる。そこで、分岐通路R5が複数設け、圧力脈動を素早く低減するようにした。 The energy loss of turbulent flow due to branching can be increased when the number of branch passages R5 is larger than when the number of branch paths R5 is small. In addition, the larger the number of branched flow paths, the larger the liquid contact area in the branch passage R5, compared to the case where there are few. That is, it becomes easy to increase the energy loss of pressure pulsation due to friction. Therefore, a plurality of branch passages R5 are provided to quickly reduce pressure pulsation.
図3に示すように、絞り部58の流路断面積は、所定の大きさであることが望ましく、それよりも小さくても、大きくても、摩擦によるエネルギ損失が小さくなる。したがって、分岐通路R5を形成する場合において、加工を容易に行うような構造であることが望ましい。そこで、分岐通路R5は、ノズルボディ15のみに設けられており、かつ、ノズルボディ15の上端面15a(ノズルボディ15側におけるプレート13との接続面)において開口する開口部を有するようにしている。そして、ノズルボディ15とプレート13とが接続されることにより、この分岐通路R5の開口部を閉塞し、分岐通路R5が形成されるようにしている。
As shown in FIG. 3, the flow path cross-sectional area of the
これにより、ノズルボディ15及びプレート13の両側に分岐通路R5を設けた場合と比較して、ノズルボディ15だけに設ける場合、製造時の誤差(例えば、組み付け誤差、寸法誤差)が少なくなり、加工が容易となり、加工精度を向上させることができる。加えて、接続面(上端面15a)において開口するように設けているため、加工が容易となり、さらに精度を向上させることができる。以上により、分岐通路R5の絞り部58において流路断面積を適切な大きさとすることができ、摩擦によるエネルギ損失を大きくすることができる。
As a result, compared to the case where the branch passage R5 is provided on both sides of the
(他の実施形態)
上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
(Other embodiments)
It is not limited to the said embodiment, For example, you may implement as follows. In addition, below, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is mutually the same or equivalent in each embodiment, The description is used about the part of the same code | symbol.
・上記実施形態において、インジェクタ81の構成は適宜変更してもよい。例えば、図6に示すように、インジェクタ81のノズルボディ15から第2ボディであるロアボディ100を貫通するように、高圧通路R3及び当該高圧通路R3内に摺動可能に支持されるニードル弁20が設けられていてもよい。この場合においても上記実施形態と同様に、ニードル弁20の径方向外側を囲むように、ノズルボディ15からロアボディ100に亘って連通するチャンバ50を環状に設けることができる。
In the above embodiment, the configuration of the
また、例えば、図7(a)に示すように、電磁弁202を利用して、圧力室32の背圧を制御することにより、ニードル弁20を摺動させるインジェクタ81に採用してもよい。この場合、図7(b)に示すように、チャンバ50は、上下方向から見た場合において、高圧通路R3を避けるように、円弧状に形成すればよい。そして、高圧通路R3からチャンバ50に分岐する分岐通路R5を設けてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 7A, the
・上記実施形態において、分岐通路R5の形状は任意に変化してもよい。例えば、図8に示すように、分岐通路R5を、曲線状に設けられていてもよい。その際、蛇行していてもよい。曲線状に設けることにより、分岐通路R5を通過する際に乱流が生じ、乱流に基づくエネルギ損失を大きくすることができる。また、曲線状にすることにより、直線状に設ける場合と比較して、分岐通路R5の長さを長くしやすくなる。すなわち、摩擦によるエネルギ損失を大きくしやすくなる。以上により、圧力脈動をより素早く低減することができる。 In the above embodiment, the shape of the branch passage R5 may be arbitrarily changed. For example, as shown in FIG. 8, the branch passage R5 may be provided in a curved shape. At that time, it may meander. By providing the curved shape, turbulent flow is generated when passing through the branch passage R5, and energy loss based on the turbulent flow can be increased. Moreover, by making it curve shape, compared with the case where it provides in linear form, it becomes easy to lengthen the length of the branch channel | path R5. That is, it becomes easy to increase energy loss due to friction. As described above, pressure pulsation can be reduced more quickly.
・上記実施形態において、図9に示すように、分岐通路R5を途中でさらに分岐させてもよい。これにより、分岐に基づく乱流損失を大きくすることができる。 In the above embodiment, as shown in FIG. 9, the branch passage R5 may be further branched in the middle. Thereby, the turbulent flow loss based on a branch can be enlarged.
・上記実施形態において、分岐通路R5の全域に絞り部58を設ける必要はない。例えば、図9に示すように、チャンバ50と、分岐通路R5との接続部分(分岐通路R5の一端)に絞り部58を設けてもよい。また、図10に示すように、分岐通路R5に複数(図では2つ)の絞り部58を設けてもよい。図10のようにすることにより、乱流損失を大きくすることができる。
In the above embodiment, it is not necessary to provide the
・上記実施形態において、図11に示すように、高圧通路R3と、チャンバ50との間において、環状の分岐通路R5を設けてもよい。図11は、上下方向からインジェクタ81の上端面15aを見た場合における図である。すなわち、分岐通路R5は、高圧通路R3の外周全部において連通しており、チャンバ50の内周全部において連通している。なお、上下方向において、分岐通路R5の高さは、図1と同様に、チャンバ50と比較して極めて低い(薄い)ものとする。このように簡易な構成でも、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 11, an annular branch passage R <b> 5 may be provided between the high pressure passage R <b> 3 and the
・上記実施形態において、分岐通路R5の内壁に、凹凸を設けて、乱流を発生しやすくするとともに、摩擦力を向上させてもよい。例えば、ノズルボディ15の上端面15aにおいて、分岐通路R5の底面に凹凸を設けてもよい。
・上記実施形態において、チャンバ50は、ノズルボディ15と、プレート13のうち少なくともいずれか一方に設けてもよい。
-In the said embodiment, while providing an unevenness | corrugation in the inner wall of branch passage R5, while being easy to generate | occur | produce a turbulent flow, you may improve a frictional force. For example, the
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、高圧の液体を噴射する噴射弁であれば、他の液体を噴射する噴射弁に適用してもよい。例えば、高圧の還元剤(尿素水等)を噴射する噴射弁に適用してもよい。 -In the said embodiment, as long as it is an injection valve which injects a high voltage | pressure liquid, you may apply to the injection valve which injects another liquid. For example, the present invention may be applied to an injection valve that injects a high-pressure reducing agent (such as urea water).
13…プレート、15…ノズルボディ、16…噴孔、20…ニードル弁、50…チャンバ、58…絞り部、81…インジェクタ、R3…高圧通路、R5…分岐通路。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1ボディ及び前記第2ボディのうち少なくともいずれか一方に、前記高圧の液体が蓄積されるチャンバ(50)を有し、
前記チャンバは、前記第1高圧通路又は前記第2高圧通路から分岐し、かつ、前記高圧の液体が通過可能な分岐通路(R5)に対して連通しており、
当該分岐通路には、前記分岐通路が接続される前記チャンバの接続面の面積と比較して流路断面積の小さい絞り部(58)が設けられている噴射弁。 A first high-pressure passage (R3) through which a high-pressure liquid passes is provided, and a first high-pressure passage (R3) that slidably supports a needle valve (20) that opens and closes a nozzle hole (16) provided at an end of the first high-pressure passage. In the injection valve (81) having one body (15), and a second body (13) fixed to the first body and formed with a second high pressure passage (R3) communicating with the first high pressure passage,
A chamber (50) in which the high-pressure liquid is accumulated in at least one of the first body and the second body;
The chamber is branched from the first high-pressure passage or the second high-pressure passage and communicates with a branch passage (R5) through which the high-pressure liquid can pass.
The injection valve provided with the throttle part (58) whose flow path cross-sectional area is small compared with the area of the connection surface of the chamber to which the branch path is connected.
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2018
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