JP2023090855A - 燃料噴射装置の設計方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(H-d)/2>(d-D)×(Lu/Lc)
を満たすように、制御室逃がし部の内径が設定される。
最初に図1を参照し、燃料供給システム90の全体構成を説明する。燃料供給システム90は、燃料タンク91、フィードポンプ92、高圧燃料ポンプ93、コモンレール96、複数の燃料噴射装置10等がそれぞれパイプで接続されて構成されている。フィードポンプ92は、低圧燃料パイプ911を経由して燃料タンク1の燃料を高圧燃料ポンプ93に圧送する。
(第1実施形態)
第1実施形態の燃料噴射装置10について、図2~図8を参照して説明する。図2及び図3に燃料噴射装置10の全体構成を示す。この燃料噴射装置10においてシリンダ70以外の構成は、特開2019-19693号公報(対応US公報:US2019/17478A1)に開示された構成と基本的に同じである。以下、この公知文献を「参照文献」という。
E=(H-d)/2 ・・・(1)
Lc:Xc=Lucosθ:Xu
E>(d-D)×(Lu/Lc)>Xc×(Lucosθ/Lc)=Xu
・・・(2)
(H-d)/2>(d-D)×(Lu/Lc) ・・・(3)
図6~図8を参照し、第1実施形態の効果について、比較例と対比しつつ説明する。図6(b)及び図7(b)に示す比較例のシリンダ70Cは、分割壁部75より下側の全範囲が内径一定の摺動孔部78Cをなしており、制御室逃がし部やノズル側逃がし部を有していない。この比較例は、特許文献1のFig.1に開示された構成に相当する。
図9、図10を参照し、第2実施形態について説明する。図9に示すように、第2実施形態では、ニードル50の摺動軸部52の外壁に耐摩耗性コーティング80が施されている。また、図10に示すように、第2実施形態の変形例では、シリンダ70の摺動孔部78の内壁に耐摩耗性コーティング80が施されている。耐摩耗性コーティングの例としては、ダイヤモンドライクカーボン(略称DLC)、CrN、TiN、TiCN、TiC、TiAlN等が用いられる。第2実施形態では、第1実施形態の効果[1]~[5]を奏することに加え、摩擦力の増加が抑制される。第2実施形態は、次の第3、第4実施形態と組み合わされてもよい。
図11を参照し、第3実施形態について説明する。第3実施形態のシリンダ700は、シリンダ本体703及びアッパーシリンダ705に分割されている。シリンダ本体703は、プレート収容部710と制御室逃がし部77とを接続する内径一定の嵌合孔715が形成されている。アッパーシリンダ705は、分割壁部75の他、収容室37の周囲部分が筒状に形成されており、シリンダ本体703の嵌合孔715に圧入等により固定されている。サポートスプリング68は、アッパーシリンダ705に設けられた支持面部76に支持されている。
図12を参照し、第4実施形態について説明する。第4実施形態のシリンダ704は、制御室35を仕切る分割壁部が形成されておらず、上端面711から摺動孔部78のすぐ上側まで比較的内径が大きい共用孔717が単調に形成されている。共用孔717の上部はプレート収容部710として、中間部は制御室35として、下部は制御室逃がし部77として機能する。すなわち、プレート収容部710の内壁713、及び、制御室逃がし部77の内壁773が境界無く連続して形成されている。また、サポートスプリング68は、制御プレート60の下端面62とニードル50の上端面51との間に支持されている。
(a)例えば、ニードル50の上昇限で摺動軸部52の下端がシリンダ70の下端面72を超えなければ、シリンダ70のノズル側逃がし部79は形成されなくてもよい。或いは、テーパ状のノズル側逃がし部79に代えて、摺動孔部78の下端に隣接する段差状のノズル側逃がし部が形成されてもよい。
22・・・流路プレート、 227・・・開口壁、 23・・・ノズルボデー、
32・・・イン流路、 321・・・流入開口、 33・・・アウト流路、
34・・・低圧室、 35・・・制御室、 38・・・ノズル室、 39・・・噴孔、
40・・・排出制御弁、
50・・・ニードル、 51・・・上端面、 54・・・上端面外周エッジ部、
52・・・摺動軸部、
60・・・制御プレート、 64・・・連通孔、
70、700、704・・・シリンダ、 710・・・プレート収容部、
77・・・制御室逃がし部、 773・・・内壁、 78・・・摺動孔部。
Claims (1)
- 内部にノズル室(38)を有し、前記ノズル室の下端部に燃料を噴射する噴孔(39)が形成された筒状のノズルボデー(23)と、
下降時に前記噴孔を閉じ、上昇時に前記噴孔を開くように前記ノズル室の内部で軸方向に変位可能であり、上端部に摺動軸部(52)が形成されたニードル(50)と、
前記ノズル室の上部に設けられ、前記ニードルの前記摺動軸部が摺動可能な所定の軸方向長さ(Lc)を有する摺動孔部(78)が形成されたシリンダ(70、700、704)と、
前記シリンダのプレート収容部(710)に軸方向に変位可能に収容されており、軸方向に貫通する連通孔(64)を有し、前記ニードルの上端面(51)との間に燃料が充填される制御室(35)を形成する制御プレート(60)と、
前記ノズルボデーの上側に設けられ、前記制御室に燃料を導入するイン流路(32)、及び、前記制御室から低圧室(34)へ余剰燃料を排出するアウト流路(33)が形成された流路プレート(22)と、
前記低圧室への燃料排出経路を開閉する排出制御弁(40)と、
を備え、
前記排出制御弁の開弁時、前記制御プレートが前記流路プレートの下端面に設けられた開口壁(227)に当接して前記イン流路の流入開口(321)を閉じ、
前記排出制御弁の閉弁時、前記制御プレートが前記開口壁から離間して前記イン流路の前記流入開口を開き、前記イン流路から前記制御室へ燃料を導入し、
前記シリンダは、前記シリンダの中心軸(Oc)に対する前記ニードルの中心軸(On)の傾き角度(θ)に依らず、前記ニードルのストローク上限において前記ニードルの上端面外周エッジ部(54)が内壁(773)に非接触となるように、前記摺動孔部の内径よりも大きな内径(H)を有する制御室逃がし部(77)が前記摺動孔部の上端に隣接して形成されており、
前記ニードルは、前記制御室の圧力変動によって変位し、全変位過程において前記摺動軸部の一部が前記摺動孔部の軸方向長さの全範囲に対向する燃料噴射装置の設計方法であって、
前記制御室逃がし部の内径をH、
前記ニードルの前記摺動軸部の外径をD、
前記摺動孔部の内径をd、
前記摺動孔部の軸方向長さをLc、
前記ニードルの前記上端面外周エッジ部の周方向最下点が前記摺動孔部の上端の高さに一致する基準位置から、前記ニードルの中心軸に沿ったストローク上限までの距離である超過距離をLuとすると、
下記の式
(H-d)/2>(d-D)×(Lu/Lc)
を満たすように、前記制御室逃がし部の内径が設定される燃料噴射装置の設計方法。
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