JP2600330B2 - Fuel injection device - Google Patents
Fuel injection deviceInfo
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- JP2600330B2 JP2600330B2 JP23482188A JP23482188A JP2600330B2 JP 2600330 B2 JP2600330 B2 JP 2600330B2 JP 23482188 A JP23482188 A JP 23482188A JP 23482188 A JP23482188 A JP 23482188A JP 2600330 B2 JP2600330 B2 JP 2600330B2
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- fuel
- chamber
- pressure
- overflow valve
- valve
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は燃料噴射装置に関する。The present invention relates to a fuel injection device.
機関により駆動されるプランジャと、燃料で満たされ
かつプランジャにより加圧される燃料加圧室と、燃料加
圧室内の燃料圧に応動してこの燃料圧が予め定められた
圧力を越えたときに開弁するニードルと、互いに共軸的
に配置された摺動孔および圧力制御室と、摺動孔内に摺
動可能に挿入されかつ圧力制御室内の作動液体圧に応動
して摺動孔と圧力制御室の共通軸線方向に摺動制御せし
められる溢流弁と、軸線が上述の共通軸線に対してほぼ
直角をなす圧電素子と、作動液体で満たされかつ圧電素
子によって容積が制御される可変容積室と、可変容積室
と圧電素子の軸線上に配置された圧力制御室とを連通す
る作動液体通路とを具備し、圧力制御室内の作動液体圧
の上昇により溢流弁が閉弁して燃料加圧室からの燃料の
溢流が停止せしめられたときに燃料噴射が行われるユニ
ットインジェクタが本出願人により既に提案されている
(特願昭62−335259号公報参照)。このユニットインジ
ェクタでは摺動孔の端部大径の燃料溢流室内に開口せし
めると共にこの摺動孔端部に弁座を形成し、溢流弁が燃
料溢流室内に位置しかつ弁座上に着座可能な拡大頭部を
有し、圧電素子の伸長作用により可変容積室の容積が急
激に減少して圧力制御室内の作動液体の圧力が急激に上
昇したときに溢流弁の拡大頭部が弁座上に着座して溢流
弁が閉弁し、それにより燃料加圧室からの燃料の溢流が
停止せしめられて燃料噴射が開始される。A plunger driven by the engine, a fuel pressurized chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and when the fuel pressure exceeds a predetermined pressure in response to the fuel pressure in the fuel pressurized chamber. A needle that opens the valve, a sliding hole and a pressure control chamber coaxially arranged with each other, and a sliding hole that is slidably inserted into the sliding hole and responsive to the working liquid pressure in the pressure control chamber. An overflow valve slidably controlled in the direction of a common axis of the pressure control chamber, a piezoelectric element whose axis is substantially perpendicular to the above-mentioned common axis, and a variable element which is filled with a working liquid and whose volume is controlled by the piezoelectric element. A volume chamber, and a working liquid passage communicating the variable volume chamber and a pressure control chamber disposed on the axis of the piezoelectric element. The overflow valve is closed by an increase in the working liquid pressure in the pressure control chamber. The fuel overflow from the fuel pressurization chamber stops. Unit injector fuel is injected has already been proposed by the present applicant (see Japanese Patent Application Sho 62-335259 discloses) when the. In this unit injector, the end of the sliding hole is opened into the large-diameter fuel overflow chamber, and a valve seat is formed at the end of the sliding hole. The overflow valve is located in the fuel overflow chamber and is located on the valve seat. It has an enlarged head that can be seated, and when the pressure of the working liquid in the pressure control chamber suddenly rises due to a sudden decrease in the volume of the variable volume chamber due to the extension action of the piezoelectric element, the enlarged head of the overflow valve rises. The overflow valve closes upon sitting on the valve seat, thereby stopping the overflow of the fuel from the fuel pressurizing chamber and starting the fuel injection.
しかしながら圧電素子の伸長作用は極めて速く、従っ
て圧力制御室内の作動液体は急激に圧力上昇する。その
結果、摺動弁はこの圧力上昇した作動液体により急激に
閉弁方向に付勢されるために溢流弁の拡大頭部が高速で
弁座に衝突する。このように拡大頭部が高速で弁座に衝
突すると拡大頭部は弁座ではね返り、斯くして溢流弁は
一旦閉弁すると再び開弁することになる。拡大頭部が弁
座ではね返ると溢流弁は圧力制御室内の作動液体圧によ
って再び閉弁方向に衝動せしめられ、再び弁座に衝突し
てはね返る。このように溢流弁を閉弁しようとしたとき
に溢流弁が開閉動作を繰返すために燃料加圧室内の燃料
圧は激しく変動しながら上昇する。ところが燃料加圧室
内の燃料圧が激しく変動すると燃料噴射率が激しく変動
するために良好な噴霧を形成することができず、しかも
燃料噴射圧が十分に高くならないために一定量の燃料を
噴射しようとした場合には噴射期間が長くなってしまう
という問題がある。However, the extension action of the piezoelectric element is extremely fast, so that the working liquid in the pressure control chamber rapidly increases in pressure. As a result, the sliding valve is rapidly urged in the valve closing direction by the pressure-raised working fluid, so that the enlarged head of the overflow valve collides with the valve seat at high speed. As described above, when the enlarged head collides with the valve seat at a high speed, the enlarged head rebounds at the valve seat, and thus, once the overflow valve is closed, it is opened again. When the enlarged head rebounds at the valve seat, the overflow valve is again urged in the valve closing direction by the working liquid pressure in the pressure control chamber, and again collides with the valve seat and rebounds. As described above, when the overflow valve is to be closed, the overflow valve repeats the opening and closing operation, so that the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber rises while fluctuating sharply. However, if the fuel pressure in the fuel pressurized chamber fluctuates drastically, the fuel injection rate fluctuates drastically, making it impossible to form a good spray. Further, since the fuel injection pressure does not become sufficiently high, let's inject a certain amount of fuel In this case, there is a problem that the injection period becomes longer.
ところで溢流弁が弁座においてはね返るか否かは溢流
弁の質量に依存している。即ち、溢流弁が弁座において
はね返ったときの溢流弁の開弁方向に向かう慣性力は溢
流弁の質量が大きいほど大きくなる。これに対して圧力
制御室内に発生する作動液体圧はほぼ一定であるから作
動液体圧によって溢流弁に作用する閉弁方向の力はほぼ
一定である。溢流弁の質量が大きく、従って溢流弁の開
弁方向に向かう慣性力が大きいときは慣性力が作動液体
圧に打ち勝つために溢流弁は一旦閉弁した後再び開弁し
てしまう。これに対して溢流弁の質量が小さく、従って
溢流弁の開弁方向に向かう慣性力が小さいときには作動
液体圧が慣性力に打ち勝ち、斯くして溢流弁は一旦閉弁
すると閉弁状態に保持される。従って溢流弁が弁座では
ね返るのを防止するためには溢流弁の質量をできるだけ
小さくすればよいことになる。However, whether or not the overflow valve rebounds at the valve seat depends on the mass of the overflow valve. That is, the inertial force in the opening direction of the overflow valve when the overflow valve rebounds at the valve seat increases as the mass of the overflow valve increases. On the other hand, since the working liquid pressure generated in the pressure control chamber is substantially constant, the force in the valve closing direction acting on the overflow valve by the working liquid pressure is substantially constant. When the mass of the overflow valve is large, and thus the inertial force in the opening direction of the overflow valve is large, the inertial force overcomes the hydraulic fluid pressure, so that the overflow valve is once closed and then opened again. On the other hand, when the mass of the overflow valve is small, and thus the inertia force in the opening direction of the overflow valve is small, the working liquid pressure overcomes the inertial force, and thus, once the overflow valve is closed, the overflow valve is closed. Is held. Therefore, in order to prevent the overflow valve from rebounding at the valve seat, the mass of the overflow valve should be as small as possible.
上記問題点を解決するために本発明によれば機関によ
り駆動されるプランジャと、燃料で満たされかつプラン
ジャにより加圧される燃料加圧室と、燃料加圧室内の燃
料圧に応動してこの燃料圧が予め定められた圧力を越え
たときに開弁するニードルと、互いに共軸的に配置され
た摺動孔および圧力制御室と、摺動孔内に摺動可能に挿
入されかつ圧力制御室内の作動液体圧に応動して摺動孔
と圧力制御室の共通軸線方向に摺動制御せしめられる溢
流弁と、軸線が上述の共通軸線に対してほほ直角をなす
圧電素子と、作動液体で満たされかつ圧電素子によって
容積が制御される可変容積室と、可変容積室と圧力制御
室とを連通する作動液体通路とを具備し、圧力制御室内
の作動液体圧の上昇により溢流弁が閉弁して燃料加圧室
からの燃料の溢流が停止せしめられたときに燃料噴射が
行われる燃料噴射装置において、圧力制御室が圧電素子
の軸線に対して摺動孔側に偏心配置されている。In order to solve the above problems, according to the present invention, a plunger driven by an engine, a fuel pressurized chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and a fuel pressurized chamber in response to fuel pressure in the fuel pressurized chamber are provided. A needle that opens when the fuel pressure exceeds a predetermined pressure, a sliding hole and a pressure control chamber coaxially arranged with each other, and a pressure control slidably inserted into the sliding hole and An overflow valve slidably controlled in a common axis direction of the sliding hole and the pressure control chamber in response to the working liquid pressure in the chamber, a piezoelectric element having an axis substantially perpendicular to the common axis, and a working liquid. A variable volume chamber filled with and having a volume controlled by a piezoelectric element, and a working liquid passage communicating the variable volume chamber and the pressure control chamber. The valve closes and fuel overflows from the fuel pressurization chamber. The fuel injection system of fuel injection is performed when it is allowed to stop, the pressure control chamber is arranged eccentrically to the sliding hole side with respect to the axis of the piezoelectric element.
圧力制御室を圧電素子の軸線に対して摺動孔側に偏心
配置することによって溢流弁の軸方向長さが短くなり、
斯くして溢流弁の質量が小さくなる。By arranging the pressure control chamber eccentrically on the sliding hole side with respect to the axis of the piezoelectric element, the axial length of the overflow valve becomes shorter,
Thus, the mass of the overflow valve is reduced.
第1図から第7図に本発明をユニットインジェクタに
適用した場合について示す。1 to 7 show a case where the present invention is applied to a unit injector.
第1図から第4図を参照すると、1はハウジング本
体、2はその先端部にノズル口3を形成したノズル、4
はスペーサ、5はスリーブ、6はこれらノズル2、スペ
ーサ4、スリーブ5をハウジング本体1に固締するため
のノズルホルダを夫々示す。ノズル2内にはノズル口3
の開閉制御を行うニードル7が摺動可能に挿入され、ニ
ードル7の頂部は加圧ピン8を介してスプリングリテー
ナ9に連結される。このスプリングリテーナ9は圧縮ば
ね10により常時下方に向けて押圧され、この押圧力は加
圧ピン8を介してニードル7に伝えられる。従ってニー
ドル7は圧縮ばね10によって常時閉弁方向に付勢される
ことになる。Referring to FIGS. 1 to 4, reference numeral 1 denotes a housing body, 2 denotes a nozzle having a nozzle port 3 formed at the tip thereof, 4
Denotes a spacer, 5 denotes a sleeve, and 6 denotes a nozzle holder for fastening the nozzle 2, the spacer 4, and the sleeve 5 to the housing body 1, respectively. Nozzle port 3 in nozzle 2
A needle 7 for controlling the opening and closing of the needle 7 is slidably inserted, and the top of the needle 7 is connected to a spring retainer 9 via a pressure pin 8. The spring retainer 9 is constantly pressed downward by the compression spring 10, and this pressing force is transmitted to the needle 7 via the pressing pin 8. Therefore, the needle 7 is normally urged by the compression spring 10 in the valve closing direction.
一方、ハウジング本体1内にはニードル7と共軸的に
プランジャ孔11が形成され、このプランジャ孔11内にプ
ランジャ12が摺動可能に挿入される。プランジャ12の上
端部はタペット13に連結され、このタペット13は圧縮ば
ね14により常時上方に向けて付勢される。このタペット
13は機関駆動のカム(図示せず)により上下動せしめら
れ、それによってプランジャ12がプランジャ孔11内にお
いて上下動せしめられる。一方、プランジャ12下方のプ
ランジャ孔11内にはプランジャ12の下端面12aによって
画定された燃料加圧室15が形成される。この燃料加圧室
15は棒状フィルタ16および燃料通路17(第4図)を介し
てニードル加圧室18に連結され、このニードル加圧室18
はニードル7周りの環状燃料通路19を介してノズル口3
に連結される。また、プランジャ孔11の内壁面上には第
3図に示すようにプランジャ12が上方位置にあるときに
燃料加圧室15内に開口する燃料供給ポート20が形成さ
れ、この燃料供給ポート20から燃料加圧室15内に2〜3k
g/cm2程度のフィード圧の燃料が供給される。この燃料
供給ポート20は燃料供給ポート20から直角方向に延びる
燃料排出通路20aおよび開弁圧が2〜3kg/cm2程度のリリ
ーフ弁(図示せず)を介して例えば燃料タンク(図示せ
ず)に接続される。また、第3図に示されるようにプラ
ンジャ孔11に対して燃料供給ポート20と反対側には燃料
供給ポート20の穿設作業上必然的に形成される燃料ポー
ト21が形成され、この燃料ポート21の外端部は盲栓22に
よって閉鎖される。この燃料ポート21は燃料供給ポート
20と共軸的に延びてプランジャ孔11内に開口する。プラ
ンジャ孔11の内壁面上には燃料供給ポート20から燃料ポ
ート21に向けて延びる円周溝23が形成される。従ってプ
ランジャ12が下降してプランジャ12が燃料供給ポート20
および燃料ポート21を閉鎖したときに燃料供給ポート20
と燃料ポート21とは円周溝23を介して互いに連通せしめ
られ、従って燃料ポート21内の燃料圧は燃料供給ポート
20内と同じフィード圧に維持される。ニードル7を押圧
するための圧縮ばね10を収容する圧縮ばね収容室24は燃
料返戻通路25を介して燃料供給ポート20に連結され、圧
縮ばね収容室24内に漏洩した燃料は燃料返戻通路25を介
して燃料供給ポート20内に返戻される。一方、プランジ
ャ下端面12aよりもわずかばかり上方のプランジャ12の
外周面上には円周溝26が形成され、この円周溝26はプラ
ンジャ12内に穿設された燃料逃がし孔27を介して燃料加
圧室15内に連通せしめられる。On the other hand, a plunger hole 11 is formed coaxially with the needle 7 in the housing body 1, and a plunger 12 is slidably inserted into the plunger hole 11. The upper end of the plunger 12 is connected to a tappet 13, which is constantly urged upward by a compression spring 14. This tappet
13 is moved up and down by a cam (not shown) driven by the engine, whereby the plunger 12 is moved up and down in the plunger hole 11. On the other hand, a fuel pressurizing chamber 15 defined by a lower end surface 12a of the plunger 12 is formed in the plunger hole 11 below the plunger 12. This fuel pressurization chamber
Numeral 15 is connected to a needle pressurizing chamber 18 via a rod-shaped filter 16 and a fuel passage 17 (FIG. 4).
Is the nozzle port 3 through the annular fuel passage 19 around the needle 7
Linked to On the inner wall surface of the plunger hole 11, there is formed a fuel supply port 20 which opens into the fuel pressurizing chamber 15 when the plunger 12 is at the upper position, as shown in FIG. 2-3k in fuel pressurization chamber 15
Fuel at a feed pressure of about g / cm 2 is supplied. The fuel supply port 20 is, for example, a fuel tank (not shown) via a fuel discharge passage 20a extending in a direction perpendicular to the fuel supply port 20 and a relief valve (not shown) having a valve opening pressure of about 2 to 3 kg / cm 2. Connected to. As shown in FIG. 3, a fuel port 21 which is inevitably formed in the operation of drilling the fuel supply port 20 is formed on the side opposite to the fuel supply port 20 with respect to the plunger hole 11. The outer end of 21 is closed by blind plug 22. This fuel port 21 is a fuel supply port
It extends coaxially with 20 and opens into the plunger hole 11. A circumferential groove 23 extending from the fuel supply port 20 to the fuel port 21 is formed on the inner wall surface of the plunger hole 11. Therefore, the plunger 12 is lowered and the plunger 12 is moved to the fuel supply port 20.
And the fuel supply port 20 when the fuel port 21 is closed
And the fuel port 21 are communicated with each other through a circumferential groove 23, so that the fuel pressure in the fuel port 21 is
The same feed pressure as in 20 is maintained. A compression spring housing chamber 24 for housing the compression spring 10 for pressing the needle 7 is connected to the fuel supply port 20 via a fuel return passage 25, and the fuel leaking into the compression spring housing chamber 24 is supplied to the fuel return passage 25. Returned to the fuel supply port 20 via On the other hand, a circumferential groove 26 is formed on the outer peripheral surface of the plunger 12 slightly above the lower end face 12a of the plunger, and the circumferential groove 26 is The inside of the pressurizing chamber 15 is communicated.
一方、ハウジング本体1内にはプランジャ孔11内の側
方近傍において横方向に延びる摺動孔30が形成される。
従ってこの摺動孔30はその軸線がプランジャ12とニード
ル7の共通軸線にほぼ直交する直線に対し間隔を隔てて
平行をなすように形成される。この摺動孔30内には溢流
弁31が摺動可能に挿入される。第1図および第2図に示
されるように摺動孔30は互いに共軸的に配置された小径
孔32と大径孔33からなり、これら小径孔32と大径孔33の
間には小径孔32および大径孔33の共通軸線に対してほぼ
垂直をなす段部34が形成される。この段部34と小径孔32
との接続部には環状をなす弁座35が形成される。一方、
溢流弁31は小径孔32内に位置する小径部36と大径部33内
に位置する大径部37からなる。小径部36の外端部には小
孔径32の内壁面と密封的に接触する第1の環状嵌合部38
が形成され、大径部37の外端部には大径孔33の内壁面と
密封的に接触する第2の環状嵌合部39が形成される。こ
れら第1環状嵌合部38と第2環状嵌合部39間の溢流弁31
の外周面上には弁座35上に着座可能な環状弁部40が形成
される。環状弁部40と第1環状嵌合部38間の溢流弁31の
外周面周りには環状の加圧燃料導入室41が形成され、環
状弁部40と第2環状嵌合部39間の溢流弁31の外周面周り
には環状の燃料溢流弁42が形成される。第2図に示され
るように燃料溢流弁42を画定する大径部37の外周面の径
は小径孔32の径よりも大きく形成されており、従って燃
料溢流室42の容積はかなり小さく形成されている。小径
孔32の外端部は盲栓43により閉鎖されており、盲栓43と
溢流弁31との間には溢流弁背圧室44が形成される。この
溢流弁背圧室44内には溢流弁31の環状弁部40を弁座35か
ら引き離す方向、即ち溢流弁31を開弁方向に向けて付勢
する圧縮ばね45が挿入される。溢流弁31の大径部37内に
は半径方向に延びて燃料溢流室42内に開口する燃料通路
46が形成され、小径部36内には軸線方向に延びて溢流弁
背圧室44内に開口する燃料通路47が形成される。これら
の燃料通路46,47は溢流弁31内において互いに連通して
おり、従って溢流弁背圧室44は燃料通路46,47を介して
燃料溢流室42に連通する。第2環状嵌合部39側の溢流弁
31の端面48の中央部には燃料通路46の近傍まで延びる凹
溝49が形成される。このように溢流弁31内には凹溝49お
よび燃料通路46,47が形成されているので溢流弁31の質
量はかなり小さくなる。On the other hand, a sliding hole 30 extending in the lateral direction is formed in the housing body 1 near the side in the plunger hole 11.
Accordingly, the sliding hole 30 is formed such that its axis is parallel to the straight line substantially perpendicular to the common axis of the plunger 12 and the needle 7 with a space therebetween. An overflow valve 31 is slidably inserted into the sliding hole 30. As shown in FIGS. 1 and 2, the sliding hole 30 is composed of a small-diameter hole 32 and a large-diameter hole 33 coaxially arranged with each other, and a small-diameter hole is provided between the small-diameter hole 32 and the large-diameter hole 33. A step 34 that is substantially perpendicular to the common axis of the hole 32 and the large diameter hole 33 is formed. The step 34 and the small-diameter hole 32
An annular valve seat 35 is formed at the connection portion with the valve seat 35. on the other hand,
The overflow valve 31 includes a small diameter portion 36 located in the small diameter hole 32 and a large diameter portion 37 located in the large diameter portion 33. At the outer end of the small diameter portion 36, a first annular fitting portion 38 which comes into sealing contact with the inner wall surface of the small hole diameter 32 is provided.
Is formed at the outer end of the large-diameter portion 37, and a second annular fitting portion 39 that is in sealing contact with the inner wall surface of the large-diameter hole 33 is formed. The overflow valve 31 between the first annular fitting portion 38 and the second annular fitting portion 39
An annular valve portion 40 which can be seated on the valve seat 35 is formed on the outer peripheral surface of the valve seat 35. An annular pressurized fuel introduction chamber 41 is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve 31 between the annular valve portion 40 and the first annular fitting portion 38, and is formed between the annular valve portion 40 and the second annular fitting portion 39. An annular fuel overflow valve 42 is formed around the outer peripheral surface of the overflow valve 31. As shown in FIG. 2, the diameter of the outer peripheral surface of the large-diameter portion 37 defining the fuel overflow valve 42 is formed larger than the diameter of the small-diameter hole 32. Therefore, the volume of the fuel overflow chamber 42 is considerably small. Is formed. The outer end of the small diameter hole 32 is closed by a blind plug 43, and an overflow back pressure chamber 44 is formed between the blind plug 43 and the overflow valve 31. A compression spring 45 that urges the annular valve portion 40 of the overflow valve 31 away from the valve seat 35, that is, biases the overflow valve 31 in the valve opening direction, is inserted into the overflow valve back pressure chamber 44. . A fuel passage extending in the radial direction inside the large diameter portion 37 of the overflow valve 31 and opening into the fuel overflow chamber 42
A fuel passage 47 is formed in the small diameter portion 36 and extends in the axial direction and opens into the overflow valve back pressure chamber 44. These fuel passages 46 and 47 communicate with each other in the overflow valve 31. Therefore, the overflow valve back pressure chamber 44 communicates with the fuel overflow chamber 42 via the fuel passages 46 and 47. Overflow valve on the second annular fitting part 39 side
At the center of the end face 48 of the 31, a concave groove 49 extending to the vicinity of the fuel passage 46 is formed. As described above, since the concave groove 49 and the fuel passages 46 and 47 are formed in the overflow valve 31, the mass of the overflow valve 31 is considerably reduced.
第4図に示されるようにハウジング本体1内には燃料
通路17から上方に延びて常時加圧燃料導入室41内に開口
する燃料溢流路50が形成される。この燃料溢流路50は常
時燃料加圧室15に連通しており、従って加圧燃料導入室
41は常時燃料加圧室15に連通している。また、第7図に
示されるように溢流弁背圧室44は燃料通路51を介して垂
直方向に延びる燃料通路52に連結され、この燃料通路52
の下端部は第3図に示すように燃料ポート21に連結され
る。また、第7図に示されるように燃料溢流室42は燃料
流出通路53に連結され、この燃料流出通路53から流出し
た燃料は例えば燃料タンク(図示せず)へ返戻される。As shown in FIG. 4, a fuel overflow channel 50 extending upward from the fuel passage 17 and always opening into the pressurized fuel introduction chamber 41 is formed in the housing body 1. The fuel overflow channel 50 is always in communication with the fuel pressurizing chamber 15, and therefore the pressurized fuel introducing chamber
41 is always in communication with the fuel pressurization chamber 15. As shown in FIG. 7, the overflow valve back pressure chamber 44 is connected to a vertically extending fuel passage 52 through a fuel passage 51.
3 is connected to the fuel port 21 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the fuel overflow chamber 42 is connected to a fuel outflow passage 53, and the fuel flowing out of the fuel outflow passage 53 is returned to, for example, a fuel tank (not shown).
第1図および第2図に示されるように摺動孔30の大径
孔33の外端部にはロッド60を案内支持するロッドガイド
61が嵌着され、このロッドガイド61はその内部に摺動孔
30と共軸をなすロッド孔62を具備する。ロッド60はロッ
ド孔62内に摺動可能に挿入された中空円筒状の小径部63
と、大径孔33内に摺動可能に挿入された大径部64からな
り、大径部64の端面が溢流弁31の端面48に当接せしめら
れる。ロッドガイド61の内端部とロッド60の大径部64間
にはロッド背圧室65が形成される。大径部64と反対側の
ロッド60の端部には小径部63の端面63aにより画定され
た圧力制御室66が形成される。この圧力制御室66は摺動
孔30と共軸的に配置され、圧力制御室66の上方にはアク
チュエータ70が配置される。第1図および第2図に示さ
れるようにロッド60は中空円筒状をなしており、従って
ロッド60の質量はかなり小さくなる。As shown in FIGS. 1 and 2, a rod guide for guiding and supporting the rod 60 is provided at the outer end of the large diameter hole 33 of the slide hole 30.
The rod guide 61 has a sliding hole inside.
A rod hole 62 coaxial with 30 is provided. The rod 60 is a hollow cylindrical small-diameter portion 63 slidably inserted into a rod hole 62.
The large diameter portion 64 is slidably inserted into the large diameter hole 33, and the end face of the large diameter portion 64 is brought into contact with the end face 48 of the overflow valve 31. A rod back pressure chamber 65 is formed between the inner end of the rod guide 61 and the large diameter portion 64 of the rod 60. At the end of the rod 60 opposite to the large diameter portion 64, a pressure control chamber 66 defined by an end surface 63a of the small diameter portion 63 is formed. The pressure control chamber 66 is arranged coaxially with the sliding hole 30, and an actuator 70 is arranged above the pressure control chamber 66. As shown in FIGS. 1 and 2, the rod 60 has a hollow cylindrical shape, so that the mass of the rod 60 is considerably reduced.
第1図および第5図に示されるようにアクチュエータ
70はハウジング本体1と一体形成されかつその内部にピ
ストン孔71を形成したアクチュエータハウジング72と、
ピストン孔71内に摺動可能に挿入されたピストン73と、
アクチュエータハウジング72の頂部を覆う端板74と、端
板74をアクチュエータハウジング72の頂部に固定するた
めの端板ホルダ75と、端板74の上端部を覆う合成樹脂製
キャップ76とを具備する。ピストン73と端板74間には多
数の圧電素子板を積層したピエゾ圧電素子77が挿入さ
れ、ピストン73下方のピストン孔71内にはピストン73の
下端面によって画定された可変容積室78が形成される。
この可変容積室78は燃料通路79を介して圧力制御室66に
連通する。ピストン73とアクチュエータハウジング72間
には環状の冷却室80が形成され、この冷却室80内にはピ
ストン73を常時上方に向けて付勢する圧縮ばね81が挿入
される。ピエゾ圧電素子77に電荷をチャージするとピエ
ゾ圧電素子77は軸方向に伸長し、その結果可変容積室78
の容積が減少する。一方、ピエゾ圧電素子77にチャージ
された電荷をディスチャージするとピエゾ圧電素子77は
軸方向に収縮し、その結果可変容積室78の容積が増大す
る。Actuator as shown in FIGS. 1 and 5
70 is an actuator housing 72 integrally formed with the housing body 1 and having a piston hole 71 formed therein;
A piston 73 slidably inserted into the piston hole 71,
An end plate 74 for covering the top of the actuator housing 72, an end plate holder 75 for fixing the end plate 74 to the top of the actuator housing 72, and a synthetic resin cap 76 for covering the upper end of the end plate 74 are provided. A piezo-electric element 77 in which a number of piezoelectric element plates are stacked is inserted between the piston 73 and the end plate 74, and a variable volume chamber 78 defined by the lower end surface of the piston 73 is formed in a piston hole 71 below the piston 73. Is done.
The variable volume chamber 78 communicates with the pressure control chamber 66 via a fuel passage 79. An annular cooling chamber 80 is formed between the piston 73 and the actuator housing 72, and a compression spring 81 that constantly urges the piston 73 upward is inserted into the cooling chamber 80. When charge is applied to the piezoelectric element 77, the piezoelectric element 77 extends in the axial direction, and as a result, the variable volume chamber 78
Volume is reduced. On the other hand, when the electric charge charged in the piezoelectric element 77 is discharged, the piezoelectric element 77 contracts in the axial direction, and as a result, the volume of the variable volume chamber 78 increases.
第1図に示されるようにピエゾ圧電素子77の軸線Mは
摺動孔30および圧力制御室66の共通軸線に関してほぼ直
角をなし、従ってピエゾ圧電素子77の軸線はプランジャ
12およびニードル7の共通軸線に関してほぼ平行をな
す。圧力制御室66はピエゾ圧電素子77の軸線Mに対して
eだけ摺動孔30側に偏心した軸線N上に配置され、燃料
通路79はこの軸線Nに沿って可変容積室78から圧力制御
室66まで延びる。このように圧力制御室66を摺動孔30に
近づけると溢流弁31およびロッド60の軸方向長さが短く
なり、斯くして溢流弁31およびロッド60の質量が小さく
なる。As shown in FIG. 1, the axis M of the piezoelectric element 77 is substantially perpendicular to the common axis of the sliding hole 30 and the pressure control chamber 66, so that the axis of the piezoelectric element 77 is
It is substantially parallel to the common axis of 12 and the needle 7. The pressure control chamber 66 is disposed on an axis N that is eccentric to the sliding hole 30 side by e with respect to the axis M of the piezoelectric element 77, and the fuel passage 79 extends along the axis N from the variable volume chamber 78 to the pressure control chamber 78. Extends to 66. When the pressure control chamber 66 is brought closer to the sliding hole 30 in this way, the axial lengths of the overflow valve 31 and the rod 60 are reduced, and thus the masses of the overflow valve 31 and the rod 60 are reduced.
第5図は示されるようにハウジング本体1には逆止弁
82が挿入される。この逆止弁82は弁ポート83の開閉制御
をするボール84と、ボール84のリフト量を規制するロッ
ド85と、ボール84およびロッド85を常時下方に向けて押
圧する圧縮ばね86とを具備し、従って弁ポート83は通常
ボール84によって閉鎖される。逆止弁82の弁ポート83は
燃料流入通路87を介して例えば低圧燃料ポンプ(図示せ
ず)に連結され、2〜3kg/cm2の低圧の燃料が燃料流入
通路87から供給される。逆止弁82は可変容積室78内に向
けてのみ流通可能であり、従って可変容積室78内の燃料
圧が2〜3kg/cm2よりも低下すると燃料が逆止弁82を介
して可変容積室78内に補給される。従って可変容積室78
内は常時燃料によって満たされている。一方、第5図に
示されるように冷却室80の下端部は燃料流入通路88を介
して例えば低圧燃料ポンプ(図示せず)に連結され、2
〜3kg/cm2の低圧の燃料が燃料流入通路88から冷却室80
内に供給される。この燃料によってピエゾ圧電素子77が
冷却される。また、第3図に示されるように冷却室80の
下端部は燃料流出通路89を介して燃料供給ポート20に連
結され、この燃料供給ポート20内に冷却室80から燃料供
給ポート20に向けてのみ流通可能な逆止弁90が配置され
る。この逆止弁90は弁ポート91の開閉制御をするボール
92と、ボール92のリフト量を規制するロッド93と、ボー
ル92およびロッド93を常時上方に向けて押圧する圧縮ば
ね94からなる。冷却室80内の燃料はピエゾ圧電素子77を
冷却した後、燃料流出通路89を介して燃料供給ポート20
に供給される。また、第1図および第2図に示されるよ
うに冷却室80の下端部は燃料通路95を介してロッド背圧
室65に連結され、従ってロッド背圧室65は2〜3kg/cm2
の燃料で満たされる。FIG. 5 shows that the housing body 1 has a check valve
82 is inserted. The check valve 82 includes a ball 84 that controls opening and closing of the valve port 83, a rod 85 that regulates the lift of the ball 84, and a compression spring 86 that constantly presses the ball 84 and the rod 85 downward. Thus, valve port 83 is normally closed by ball 84. The valve port 83 of the check valve 82 is connected to, for example, a low-pressure fuel pump (not shown) via a fuel inflow passage 87, and low-pressure fuel of 2 to 3 kg / cm 2 is supplied from the fuel inflow passage 87. The check valve 82 can only flow toward the inside of the variable volume chamber 78, so that when the fuel pressure in the variable volume chamber 78 drops below 2 to 3 kg / cm 2 , the fuel is It is replenished in the room 78. Therefore, the variable volume chamber 78
The inside is always filled with fuel. On the other hand, as shown in FIG. 5, the lower end of the cooling chamber 80 is connected to a low-pressure fuel pump (not shown) through a fuel inflow passage 88, for example.
Low-pressure fuel of ~ 3 kg / cm 2 flows from the fuel inflow passage 88 to the cooling chamber 80.
Supplied within. The piezo element 77 is cooled by this fuel. As shown in FIG. 3, the lower end of the cooling chamber 80 is connected to the fuel supply port 20 via a fuel outflow passage 89. In the fuel supply port 20, the cooling chamber 80 extends from the cooling chamber 80 toward the fuel supply port 20. A check valve 90 that can only flow is arranged. This check valve 90 is a ball that controls opening and closing of the valve port 91.
The ball 92 includes a rod 93 that regulates the lift of the ball 92 and a compression spring 94 that constantly presses the ball 92 and the rod 93 upward. After the fuel in the cooling chamber 80 cools the piezoelectric element 77, the fuel is supplied to the fuel supply port 20 through the fuel outlet passage 89.
Supplied to As shown in FIGS. 1 and 2, the lower end of the cooling chamber 80 is connected to the rod back pressure chamber 65 through the fuel passage 95, so that the rod back pressure chamber 65 is 2-3 kg / cm 2.
Filled with fuel.
前述したように燃料は燃料流入通路88を介して冷却室
80内に供給され、次いでこの燃料はピエゾ圧電素子77を
冷却した後、燃料流出通路89および逆止弁90を介して燃
料供給ポート20内に供給される。第3図に示すようにプ
ランジャ12が上方位置にあるときには燃料供給ポート20
から燃料加圧室15内に燃料が供給され、従ってこのとき
には燃料加圧室15内は2〜3kg/cm2程度の低圧になって
いる。一方、このときピエゾ圧電素子77は最大収縮位置
にあり、このとき可変容積室78および圧力制御室66内の
作動液体、例えば燃料の圧力は2〜3kg/cm2程度の低圧
になっている。従ってこのとき溢流弁31は圧縮ばね45の
ばね力により第1図および第2図において右方に移動し
て環状弁部40が弁座35から離れている、即ち溢流弁31が
開弁している。従って燃料加圧室15内の低圧の燃料は一
方では燃料溢流路50および加圧燃料導入室41を介して燃
料溢流室42内に供給され、他方では燃料通路52,51、溢
流弁背圧室44および溢流弁31内の燃料通路47,46を介し
て燃料溢流室42内に供給され、燃料溢流室42内に供給さ
れた燃料は燃料流出通路53から排出される。従ってこの
とき加圧燃料導入室41、燃料溢流室42および溢流弁背圧
室44内も2〜3kg/cm2の低圧の燃料で満たされている。As described above, the fuel flows into the cooling chamber through the fuel inflow passage 88.
The fuel is supplied into the fuel supply port 20 through the fuel outflow passage 89 and the check valve 90 after cooling the piezoelectric element 77. When the plunger 12 is in the upper position as shown in FIG.
The fuel is supplied into the fuel pressurizing chamber 15 from the fuel pressurizing chamber 15, so that the pressure in the fuel pressurizing chamber 15 is low at about 2 to 3 kg / cm 2 at this time. On the other hand, at this time, the piezoelectric element 77 is at the maximum contraction position, and at this time, the pressure of the working liquid in the variable volume chamber 78 and the pressure control chamber 66, for example, the fuel is a low pressure of about 2 to 3 kg / cm 2 . Accordingly, at this time, the overflow valve 31 is moved rightward in FIGS. 1 and 2 by the spring force of the compression spring 45, and the annular valve portion 40 is separated from the valve seat 35, that is, the overflow valve 31 is opened. doing. Therefore, the low-pressure fuel in the fuel pressurizing chamber 15 is supplied to the fuel overflow chamber 42 through the fuel overflow channel 50 and the pressurized fuel introduction chamber 41 on the one hand, and the fuel passages 52 and 51 and the overflow valve The fuel is supplied into the fuel overflow chamber 42 through the back pressure chamber 44 and the fuel passages 47 and 46 in the overflow valve 31, and the fuel supplied into the fuel overflow chamber 42 is discharged from the fuel outflow passage 53. Therefore, at this time, the inside of the pressurized fuel introduction chamber 41, the fuel overflow chamber 42, and the overflow valve back pressure chamber 44 are also filled with low-pressure fuel of 2 to 3 kg / cm 2 .
次いでプランジャ12が下降すると燃料供給ポート20お
よび燃料ポート21がプランジャ12によって閉鎖されるが
溢流弁31が開弁しているために燃料加圧室15内の燃料は
燃料溢流路50、溢流弁22の加圧燃料導入室41を介して燃
料溢流室42内に流出する。従ってこのときも燃料加圧室
15内の燃料圧は2〜3kg/cm2程度の低圧となっている。Next, when the plunger 12 descends, the fuel supply port 20 and the fuel port 21 are closed by the plunger 12, but the overflow valve 31 is opened, so that the fuel in the fuel pressurization chamber 15 flows through the fuel overflow channel 50 and the overflow. It flows out into the fuel overflow chamber 42 via the pressurized fuel introduction chamber 41 of the flow valve 22. Therefore, also in this case, the fuel pressurization chamber
The fuel pressure in 15 is as low as about 2-3 kg / cm 2 .
次いで燃料噴射を開始すべくピエゾ圧電素子77に電荷
がチャージされるとピエゾ圧電素子77は軸線方向に伸長
し、その結果ピストン73が下降するために可変容積室78
および圧力制御室66内の燃料圧が急激に上昇する。圧力
制御室66内の燃料圧が上昇するとロッド60が第1図およ
び第2図において左方に移動するためにそれに伴って溢
流弁31も左方に移動し、溢流弁31の環状弁部40が弁座35
に当接して溢流弁31が閉弁せしめられる。前述したよう
に圧力制御室66がピエゾ圧電素子77の軸線Mに対してe
だけ偏心した軸線N上に配置されているために溢流弁31
およびロッド60の質量は小さく、従って溢流弁31は弁座
35に衝突したときにはね返ることがないので溢流弁31は
一旦閉弁すると閉弁状態に保持される。更に、溢流弁31
内には燃料通路46,47および凹溝49が形成されているの
で溢流弁31の質量は小さく、ロッド60は中空円筒状をな
しているのでロッド60の質量も小さくなっている。従っ
てこれら溢流弁31およびロッド60の構造も溢流弁31が弁
座35からはね返るのを防止することに寄与している。Next, when electric charge is charged in the piezoelectric element 77 to start fuel injection, the piezoelectric element 77 extends in the axial direction, and as a result, the piston 73 moves down, so that the variable volume chamber 78 is moved.
And the fuel pressure in the pressure control chamber 66 sharply increases. When the fuel pressure in the pressure control chamber 66 rises, the rod 60 moves to the left in FIGS. 1 and 2, so that the overflow valve 31 also moves to the left, and the annular valve of the overflow valve 31 Part 40 is valve seat 35
And the overflow valve 31 is closed. As described above, the pressure control chamber 66 is positioned with respect to the axis M of the piezoelectric element 77 by e.
The spill valve 31 is located only on the eccentric axis N.
And the mass of the rod 60 is small, so that the overflow valve 31 is
Since there is no rebound when colliding with 35, once the overflow valve 31 is closed, it is kept in the closed state. Furthermore, overflow valve 31
Since the fuel passages 46 and 47 and the concave groove 49 are formed therein, the mass of the overflow valve 31 is small, and since the rod 60 has a hollow cylindrical shape, the mass of the rod 60 is also small. Accordingly, the structures of the overflow valve 31 and the rod 60 also contribute to preventing the overflow valve 31 from rebounding from the valve seat 35.
溢流弁31が閉弁すると燃料加圧室15内の燃料圧はプラ
ンジャ12の下降運動により急速に上昇し、燃料加圧室15
内の燃料圧が予め定められた圧力、例えば1500kg/cm2以
上の一定圧を越えるとニードル7が開弁してノズル口3
から燃料が噴射される。このとき燃料溢流路50を介して
溢流弁31の加圧燃料導入室41内にも高圧が加わるが加圧
燃料導入室41の軸方向両端面の受圧面積が等しいために
この高圧によって溢流弁31に駆動力が作用しない。When the overflow valve 31 is closed, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 rises rapidly due to the downward movement of the plunger 12, and the fuel pressurizing chamber 15
When the fuel pressure in the chamber exceeds a predetermined pressure, for example, a constant pressure of 1500 kg / cm 2 or more, the needle 7 opens and the nozzle port 3 opens.
The fuel is injected from. At this time, high pressure is also applied to the pressurized fuel introduction chamber 41 of the overflow valve 31 via the fuel overflow channel 50, but since the pressure receiving areas at both axial end surfaces of the pressurized fuel introduction chamber 41 are equal, the high pressure overflows. No driving force acts on the flow valve 31.
次いで燃料噴射を停止すべくピエゾ圧電素子77にチャ
ージされた電荷がディスチャージされるとピエゾ圧電素
子77が収縮する。その結果、ピストン73が圧縮ばね81の
ばね力により上昇せしめられるために可変容積室78およ
び圧力制御室66内の燃料圧が低下する。前述したように
ロッド60および溢流弁31の質量は小さく、従って圧力制
御室66内の燃料圧が低下するとロッド60および溢流弁31
が圧縮ばね45のばね力によりただちに第1図および第2
図において右方に移動し、溢流弁31の環状弁部40が弁座
35から離れて溢流弁31が即座に開弁する。溢流弁31が開
弁すると燃料加圧室15内の高圧の燃料が燃料溢流路50お
よび加圧燃料導入室41を介して燃料溢流室42内に噴出
し、その結果燃料加圧室15内の燃料圧は急速に低下す
る。一方、燃料溢流室42の容積が小さいために加圧燃料
が燃料溢流室42内に噴出すると燃料溢流室42内の燃料圧
は一時的にかなり高圧となる。前述したように溢流弁31
の大径部37の端面48と燃料溢流室42間には第2環状嵌合
部39が形成されているので燃料溢流室42内に発生した高
圧が溢流弁31の大径部37の端面48に作用しない。その結
果、燃料溢流室42内に発生した高圧は摺動孔30の大径孔
33の断面積から小径孔32の断面積を差引いた面積に対し
て溢流弁31の開弁方向にのみ作用し、斯くして溢流弁31
は燃料溢流室42内に発生した高圧によって開弁方向に付
勢されることになる。また燃料溢流室42内に高圧の燃料
が噴出するとこの高圧燃料の一部は溢流弁31内の燃料通
路46を介して燃料通路47から溢流弁背圧室44内に噴出す
る。このように燃料通路47から高圧の燃料が噴出すると
噴出作用の反力により溢流弁31には開弁方向の付勢力が
作用することになる。また、高圧燃料が溢流弁背圧室44
内に噴出すると溢流弁背圧室44内の燃料圧が上昇し、そ
の結果溢流弁背圧室44内の燃料圧によって溢流弁31には
開弁方向の付勢力が作用する。このように溢流弁31が開
弁すると燃料溢流室42内の圧力上昇、燃料通路47からの
燃料噴出作用および溢流弁背圧室44内の圧力上昇によっ
て溢流弁31に開弁方向の付勢力が作用するために溢流弁
31の環状弁部40が弁座35を離れるや否や溢流弁31は急速
に開弁せしめられ、更に溢流弁31は一旦開弁すると開弁
状態に保持される。従って溢流弁31が開弁すると燃料加
圧室15内の燃料圧が連続的に急速に低下するために溢流
弁31が開弁するとただちにニードル7が下降して燃料噴
射が停止せしめられる。一方、溢流弁31を開弁するため
にピエゾ圧電素子77が収縮せしめられて可変容積室78の
燃料圧が低下せしめられたときに可変容積室78の燃料圧
が燃料流入通路87(第5図)内の燃料圧よりも低くなれ
ば逆止弁82を介して低圧の燃料が可変容積室78内に補給
される。Next, when the electric charge charged in the piezoelectric element 77 is discharged to stop the fuel injection, the piezoelectric element 77 contracts. As a result, since the piston 73 is raised by the spring force of the compression spring 81, the fuel pressure in the variable volume chamber 78 and the pressure control chamber 66 decreases. As described above, the mass of the rod 60 and the overflow valve 31 is small, so that when the fuel pressure in the pressure control chamber 66 decreases, the rod 60 and the overflow valve 31
1 and 2 immediately due to the spring force of the compression spring 45.
It moves to the right in the figure, and the annular valve portion 40 of the overflow valve 31 is a valve seat.
The overflow valve 31 opens immediately away from 35. When the overflow valve 31 is opened, high-pressure fuel in the fuel pressurization chamber 15 is jetted into the fuel overflow chamber 42 via the fuel overflow channel 50 and the pressurized fuel introduction chamber 41, and as a result, the fuel pressurization chamber The fuel pressure in 15 drops rapidly. On the other hand, when the pressurized fuel is ejected into the fuel overflow chamber 42 because the volume of the fuel overflow chamber 42 is small, the fuel pressure in the fuel overflow chamber 42 temporarily becomes considerably high. As described above, the overflow valve 31
Since the second annular fitting portion 39 is formed between the end face 48 of the large diameter portion 37 and the fuel overflow chamber 42, the high pressure generated in the fuel overflow chamber 42 causes the large diameter portion 37 of the overflow valve 31 to flow. Does not act on the end face 48 of the As a result, the high pressure generated in the fuel overflow chamber 42
The cross-sectional area of the small-diameter hole 32 is subtracted from the cross-sectional area of the small-diameter hole 32 and acts only in the valve opening direction of the overflow valve 31.
Is urged in the valve opening direction by the high pressure generated in the fuel overflow chamber 42. When high-pressure fuel is jetted into the fuel overflow chamber 42, part of the high-pressure fuel is jetted from the fuel passage 47 into the overflow valve back pressure chamber 44 through the fuel passage 46 in the overflow valve 31. When high-pressure fuel is ejected from the fuel passage 47 in this way, a biasing force in the valve opening direction acts on the overflow valve 31 due to the reaction force of the ejection action. Also, the high pressure fuel overflows the back pressure chamber 44
When the fuel flows into the overflow valve back pressure chamber 44, the fuel pressure in the overflow valve back pressure chamber 44 increases. As a result, a biasing force acts on the overflow valve 31 in the valve opening direction by the fuel pressure in the overflow valve back pressure chamber 44. When the overflow valve 31 is thus opened, the pressure in the fuel overflow chamber 42 increases, the fuel is ejected from the fuel passage 47, and the pressure in the overflow valve back pressure chamber 44 increases. Overflow valve due to the urging force of
As soon as the annular valve portion 31 of the 31 leaves the valve seat 35, the overflow valve 31 is rapidly opened, and once the overflow valve 31 is once opened, it is maintained in the open state. Therefore, when the overflow valve 31 is opened, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 is continuously and rapidly reduced. Therefore, when the overflow valve 31 is opened, the needle 7 is immediately lowered and the fuel injection is stopped. On the other hand, when the piezo element 77 is contracted to open the overflow valve 31 and the fuel pressure in the variable volume chamber 78 is reduced, the fuel pressure in the variable volume chamber 78 is reduced by the fuel inflow passage 87 (fifth embodiment). When the fuel pressure becomes lower than the fuel pressure in the figure, low-pressure fuel is supplied into the variable volume chamber 78 via the check valve 82.
次いでプランジャ12が更に下降するとプランジャ12の
外周面上に形成された円周溝26が燃料供給ポート20およ
び燃料ポート21に連通する。このとき通常溢流弁31は開
弁しているが何らかの原因でもって溢流弁31が閉弁して
いるとすると燃料加圧室15内の燃料圧は依然として高く
なっており、従って円周溝26が燃料供給ポート20および
燃料ポート21に連通すると燃料加圧室15内の高圧の燃料
が燃料逃がし孔27および円周溝26を介して燃料供給ポー
ト20および燃料ポート21内に噴出する。このとき燃料供
給ポート20および燃料ポート21内に噴出した高圧の燃料
は逆止弁90が設けられているために冷却室80内に流入せ
ず、この高圧燃料は燃料通路51,52を介して溢流弁背圧
室44内に流入し、更に溢流弁31内の燃料通路46,47を介
して燃料溢流室42内に流入する。その結果、溢流弁背圧
室46,47および燃料溢流室42内が高圧となるために溢流
弁31には強力な開弁方向の力が作用し、斯くして溢流弁
31が強制的に開弁せしめられる。従って円周溝26は溢流
弁31が何らかの原因で閉弁状態に保持せしめられるのを
阻止するフェイルセーフの役目を果たしている。Next, when the plunger 12 is further lowered, the circumferential groove 26 formed on the outer peripheral surface of the plunger 12 communicates with the fuel supply port 20 and the fuel port 21. At this time, the overflow valve 31 is normally open, but if the overflow valve 31 is closed for some reason, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 is still high, and therefore the circumferential groove When the fuel cell 26 communicates with the fuel supply port 20 and the fuel port 21, the high-pressure fuel in the fuel pressurizing chamber 15 is jetted into the fuel supply port 20 and the fuel port 21 via the fuel escape hole 27 and the circumferential groove 26. At this time, the high-pressure fuel ejected into the fuel supply port 20 and the fuel port 21 does not flow into the cooling chamber 80 because the check valve 90 is provided, and the high-pressure fuel passes through the fuel passages 51 and 52. It flows into the overflow valve back pressure chamber 44 and further flows into the fuel overflow chamber 42 via the fuel passages 46 and 47 in the overflow valve 31. As a result, the pressure in the overflow valve back pressure chambers 46, 47 and the fuel overflow chamber 42 becomes high, so that a strong force in the valve opening direction acts on the overflow valve 31.
31 is forcibly opened. Accordingly, the circumferential groove 26 serves as a fail-safe function for preventing the overflow valve 31 from being kept closed for some reason.
次いでプランジャ12が上昇して上端位置まで戻り、再
び下降を開始する。Next, the plunger 12 moves up, returns to the upper end position, and starts lowering again.
このようにプランジャ12には燃料加圧室15内の燃料圧
が1500kg/cm2以上の高圧となるように強力な下向きの駆
動力が与えられる。しかしながら摺動孔30はプランジャ
12の側方に配置されているので摺動孔30が歪むことな
く、斯くして溢流弁31の円滑な摺動作用を確保すること
ができる。また、摺動孔30はプランジャ12の側方におい
て横方向に延びるように配置されているので摺動孔30を
燃料加圧室15に近接して配置することができる。その結
果、燃料溢流路50の長さを短くすることができるので燃
料溢流路50も含めた燃料加圧室15の容積を小さくするこ
とができる。従って燃料加圧室15内の燃料圧を容易に高
圧化することができるので良好な噴射燃料の微粒化を確
保することができる。更に、燃料加圧室15の容積を小さ
くすることができるので溢流弁31が開弁したときに燃料
加圧室15内の燃料圧がただちに低下し、燃料噴射がただ
ちに停止する。従って溢流弁31が開弁した後に低圧下で
燃料噴射が継続することがないのでスモークの発生を抑
制でき、しかも機関出力を向上できると共に燃料消費率
を向上することができる。また、溢流弁31の開閉動作に
応動して燃料噴射量が即座に立上り、燃料噴射が即座に
停止するので良好なパイロット噴射を行うことができ
る。Thus, a strong downward driving force is applied to the plunger 12 so that the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 becomes a high pressure of 1500 kg / cm 2 or more. However, the sliding hole 30 has a plunger
Since it is arranged on the side of 12, the sliding hole 30 is not distorted, and thus the smooth sliding action of the overflow valve 31 can be ensured. Further, since the sliding hole 30 is arranged to extend laterally on the side of the plunger 12, the sliding hole 30 can be arranged close to the fuel pressurizing chamber 15. As a result, since the length of the fuel overflow channel 50 can be shortened, the volume of the fuel pressurizing chamber 15 including the fuel overflow channel 50 can be reduced. Therefore, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 can be easily increased, and good atomization of the injected fuel can be ensured. Further, since the volume of the fuel pressurizing chamber 15 can be reduced, when the overflow valve 31 opens, the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 15 immediately decreases, and the fuel injection stops immediately. Therefore, since fuel injection does not continue under low pressure after the overflow valve 31 is opened, the generation of smoke can be suppressed, and the engine output can be improved and the fuel consumption rate can be improved. Further, in response to the opening / closing operation of the overflow valve 31, the fuel injection amount rises immediately and the fuel injection stops immediately, so that good pilot injection can be performed.
また、摺動孔30をプランジャ12の側方において横方向
に延びるように形成することによってユニットインジェ
クタの横巾を狭くすることができ、更にピエゾ圧電素子
77をその軸線が摺動孔30およびロッド60の共通軸線に対
してほぼ直角をなすように、即ちプランジャ12とニード
ル7の共通軸線に対してほぼ平行をなすように配置する
ことによってユニットインジェクタの横巾を更に狭くす
ることができる。なお、図示した実施例においては圧力
制御室66と可変容積室78とを連通する燃料通路79がピエ
ゾ圧電素子77の軸線Mに対して平行な軸線N上に形成さ
れているがこの燃料通路79を圧力制御室66への開口部が
可変容積室78への開口部よりも摺動孔30側に位置するよ
うに傾斜配置してもよい。Further, by forming the sliding hole 30 so as to extend in the lateral direction on the side of the plunger 12, the lateral width of the unit injector can be reduced.
77 is arranged so that its axis is substantially perpendicular to the common axis of the slide hole 30 and the rod 60, that is, substantially parallel to the common axis of the plunger 12 and the needle 7. The width can be further reduced. In the illustrated embodiment, a fuel passage 79 communicating the pressure control chamber 66 and the variable volume chamber 78 is formed on an axis N parallel to the axis M of the piezoelectric element 77. May be arranged so that the opening to the pressure control chamber 66 is located closer to the sliding hole 30 than the opening to the variable volume chamber 78.
圧力制御室を圧電素子の軸線に対して摺動孔側に偏心
配置することによって溢流弁の軸方向長さを短くするこ
とができ、斯くして溢流弁の質量を小さくすることがで
きる。その結果、溢流弁は一旦閉弁すると閉弁状態に保
持することができるので燃料噴射率は滑らかに増大し、
斯くして良好な燃料噴射作用を確保することができる。By disposing the pressure control chamber eccentrically on the sliding hole side with respect to the axis of the piezoelectric element, the axial length of the overflow valve can be shortened, and thus the mass of the overflow valve can be reduced. . As a result, once the overflow valve is closed, it can be maintained in the closed state, so that the fuel injection rate increases smoothly,
Thus, a good fuel injection action can be ensured.
第1図は第4図のI−I線に沿ってみたユニットインジ
ェクタの側面断面図、第2図は第1図の一部の拡大側面
断面図、第3図は第4図のIII−III線に沿ってみた側面
断面図、第4図は第1図のIV−IV線に沿ってみた側面断
面図、第5図は第1図および第7図のV−V線に沿って
みた側面断面図、第6図は第1図の平面図、第7図は第
1図のVII−VII線に沿ってみた平面断面図である。 3……ノズル口、7……ニードル、 11……プランジャ孔、12……プランジャ、 15……燃料加圧室、20……燃料供給ポート、 30……摺動孔、31……溢流弁、 35……弁座、40……環状弁部、 41……加圧燃料導入室、42……燃料溢流室、 60……ロッド、66……圧力制御室、 77……ピエゾ圧電素子、78……可変容積室。FIG. 1 is a side sectional view of the unit injector taken along the line II of FIG. 4, FIG. 2 is an enlarged side sectional view of a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a III-III of FIG. FIG. 4 is a side sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, and FIG. 5 is a side sectional view taken along the line VV in FIGS. 1 and 7. FIG. 6 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 7 is a plan sectional view taken along line VII-VII of FIG. 3 ... Nozzle port, 7 ... Needle, 11 ... Plunger hole, 12 ... Plunger, 15 ... Fuel pressurizing chamber, 20 ... Fuel supply port, 30 ... Sliding hole, 31 ... Overflow valve , 35 ... valve seat, 40 ... annular valve part, 41 ... pressurized fuel introduction chamber, 42 ... fuel overflow chamber, 60 ... rod, 66 ... pressure control chamber, 77 ... piezo piezoelectric element, 78… Variable volume chamber.
Claims (1)
で満たされかつプランジャにより加圧される燃料加圧室
と、燃料加圧室内の燃料圧に応動して該燃料圧が予め定
められた圧力を越えたときに開弁するニードルと、互い
に共軸的に配置された摺動孔および圧力制御室と、該摺
動孔内に衝動可能に挿入されかつ該圧力制御室内の作動
液体圧に応動して摺動孔と圧力制御室の共通軸線方向に
摺動制御せしめられる溢流弁と、軸線が該共通軸線に対
してほぼ直角をなす圧電素子と、作動液体で満たされか
つ圧電素子によって容積が制御される可変容積室と、該
可変容積室と上記圧力制御室とを連通する作動液体通路
とを具備し、上記圧力制御室内の作動液体圧の上昇によ
り溢流弁が閉弁して燃料加圧室からの燃料の溢流が停止
せしめられたときに燃料噴射が行われる燃料噴射装置に
おいて、上記圧力制御室が圧電素子の軸線に対して摺動
孔側に偏心配置されている燃料噴射装置。A plunger driven by an engine, a fuel pressurization chamber filled with fuel and pressurized by the plunger, and a fuel pressure which is responsive to a fuel pressure in the fuel pressurization chamber, is set to a predetermined pressure. A needle that opens when the pressure exceeds the pressure, a sliding hole and a pressure control chamber arranged coaxially with each other, and inserted into the sliding hole so as to be able to be impulsively actuated in response to the hydraulic fluid pressure in the pressure control chamber. An overflow valve, which is slidably controlled in the direction of the common axis of the sliding hole and the pressure control chamber, a piezoelectric element whose axis is substantially perpendicular to the common axis, and a volume filled with the working liquid and filled by the piezoelectric element. And a working liquid passage communicating the variable volume chamber and the pressure control chamber. The overflow valve is closed by an increase in the working liquid pressure in the pressure control chamber, and the fuel is closed. When the overflow of fuel from the pressurized chamber is stopped The fuel injection system of fuel injection is performed, fuel injection system the pressure control chamber is arranged eccentrically to the sliding hole side with respect to the axis of the piezoelectric element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23482188A JP2600330B2 (en) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23482188A JP2600330B2 (en) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | Fuel injection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0286954A JPH0286954A (en) | 1990-03-27 |
JP2600330B2 true JP2600330B2 (en) | 1997-04-16 |
Family
ID=16976912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23482188A Expired - Lifetime JP2600330B2 (en) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | Fuel injection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2600330B2 (en) |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP23482188A patent/JP2600330B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0286954A (en) | 1990-03-27 |
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