JP2778806B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

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JP2778806B2
JP2778806B2 JP16566190A JP16566190A JP2778806B2 JP 2778806 B2 JP2778806 B2 JP 2778806B2 JP 16566190 A JP16566190 A JP 16566190A JP 16566190 A JP16566190 A JP 16566190A JP 2778806 B2 JP2778806 B2 JP 2778806B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関するもので、
特に、燃料を圧縮空気と共に微粒化して噴射するところ
の、エアブラスト弁と呼ばれている型の燃料噴射装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine,
In particular, the present invention relates to a type of fuel injection device called an air blast valve, in which fuel is atomized and injected together with compressed air.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

圧縮空気を用いて燃料を噴射するために、電磁的に制
御されるニードルによって開閉されるノズル口を有し、
その内部の圧縮空気通路にノズル室を設けて燃料噴射弁
の噴口を開口させ、所要量の燃料を噴口からノズル室内
の圧縮空気中へ噴射して混合させたのち、ニードルを開
弁させることにより燃料と圧縮空気の混合物をノズル口
から噴射して燃料を微粒化する、いわゆるエアブラスト
弁は特表昭60−501963号公報によって公知である。
To inject fuel using compressed air, it has a nozzle port that is opened and closed by an electromagnetically controlled needle,
By providing a nozzle chamber in the compressed air passage inside it and opening the injection port of the fuel injection valve, injecting a required amount of fuel from the injection port into the compressed air in the nozzle chamber and mixing, and then opening the needle A so-called air blast valve for injecting a mixture of fuel and compressed air from a nozzle port to atomize the fuel is known from Japanese Patent Publication No. 60-501963.

実用化された従来のエアブラスト弁の構造の一例が第
9図に示されている。同図において21はボディ、22はニ
ードル挿入孔、23はノズル口、24はばね室、25はノズル
口23を開閉するニードル、26は弁部、27は駆動部ハウジ
ング、28はステータ、29はスプリングリテーナ、30は圧
縮ばね、31はニードル25の後端部、32は可動コア、33は
圧縮ばね、34は可動コア32を駆動するソレノイド、39は
ソレノイド室、40はハウジング27に設けられた可動コア
挿入孔、41は圧縮空気導入路、42はストレーナ、43は他
の気筒のエアブラスト弁と共通の圧縮空気供給路38を経
て接続される空気圧縮機や空気タンク等の圧縮空気源、
46はノズル室、47は圧縮空気流出通路、48はステータ28
のフランジ部の全周に均等に設けられた圧縮空気の連通
孔、49はその上流側の空気通路、50はばね室24からノズ
ル室46に通じる圧縮空気通路、51は燃料噴射弁、52はそ
の噴口でノズル室46に開口している。更に53はソレノイ
ド、58はコネクタ部材、60はニードルの後端部31とステ
ータ28の中心孔との隙間、61は可動コア32とそれを摺動
可能に案内しているハウジング27の可動コア挿入孔40と
の隙間をそれぞれ示している。
FIG. 9 shows an example of the structure of a conventional air blast valve that has been put into practical use. In the same figure, 21 is a body, 22 is a needle insertion hole, 23 is a nozzle port, 24 is a spring chamber, 25 is a needle for opening and closing the nozzle port 23, 26 is a valve section, 27 is a drive section housing, 28 is a stator, and 29 is a stator. A spring retainer, 30 is a compression spring, 31 is a rear end of the needle 25, 32 is a movable core, 33 is a compression spring, 34 is a solenoid that drives the movable core 32, 39 is a solenoid chamber, and 40 is provided in the housing 27. A movable core insertion hole, 41 is a compressed air introduction path, 42 is a strainer, 43 is a compressed air source such as an air compressor or an air tank connected through an air blast valve of another cylinder and a common compressed air supply path 38,
46 is a nozzle chamber, 47 is a compressed air outflow passage, 48 is a stator 28
Communication holes for compressed air uniformly provided on the entire circumference of the flange portion of the above, 49 is an air passage on the upstream side thereof, 50 is a compressed air passage leading from the spring chamber 24 to the nozzle chamber 46, 51 is a fuel injection valve, and 52 is a fuel injection valve. The nozzle port opens into the nozzle chamber 46. Further, 53 is a solenoid, 58 is a connector member, 60 is a gap between the rear end portion 31 of the needle and the center hole of the stator 28, 61 is a movable core 32 and a movable core inserted into the housing 27 which slidably guides the movable core 32. The gap with the hole 40 is shown.

従来のエアブラスト弁19は第9図のような構造である
から、圧縮空気は圧縮空気源43から供給路38、ストレー
ナ42、圧縮空気導入路41、可動コア挿入孔40、空気通路
49、ソレノイド室39、連通孔48、圧縮空気通路50を経
て、ノズル室46、圧縮空気流出通路47、ニードル挿入孔
22内に送られて充満する。
Since the conventional air blast valve 19 has a structure as shown in FIG. 9, compressed air is supplied from a compressed air source 43 to a supply passage 38, a strainer 42, a compressed air introduction passage 41, a movable core insertion hole 40, an air passage
49, solenoid chamber 39, communication hole 48, compressed air passage 50, nozzle chamber 46, compressed air outflow passage 47, needle insertion hole
Sent within 22 to charge.

燃料噴射弁51のソレノイド53が付勢されると、制御パ
ルスが接続する時間だけ噴口52が開いて、所定圧力に調
整された燃料をその時間に対応する量だけノズル室46内
へ噴射する。噴射された燃料はノズル室46やそれに連な
る圧縮空気流出通路47、ニードル挿入孔22等の内部にあ
る圧縮空気に混入し、エマルジョン状の混合物となる。
そしてソレノイド34が付勢されて可動コア32がステータ
28に磁気的に吸引され、ニードル25を押し下げたとき弁
部26がノズル口23を開弁させ、燃料と圧縮空気の混合物
が内燃機関の燃料室54内へ噴出する。
When the solenoid 53 of the fuel injection valve 51 is energized, the injection port 52 is opened for a time period for connecting the control pulse, and the fuel adjusted to the predetermined pressure is injected into the nozzle chamber 46 by an amount corresponding to the time period. The injected fuel is mixed into the compressed air in the nozzle chamber 46, the compressed air outflow passage 47 connected to the nozzle chamber 46, the needle insertion hole 22, and the like to form an emulsion mixture.
Then, the solenoid 34 is energized, and the movable core 32 is
When the needle 25 is depressed magnetically, the valve portion 26 opens the nozzle port 23, and a mixture of fuel and compressed air is ejected into the fuel chamber 54 of the internal combustion engine.

〔発明が解決しようとする課題〕 従来のエアブラスト弁19においては、圧縮空気がノズ
ル室46等へ供給する途中で可動コア挿入孔40の中やステ
ータ28の全周に設けられた連通孔48を通過するが、圧縮
空気は大気が圧縮されたときに分離する液状の水を含ん
でいるので、その水が可動コア32と可動コア挿入孔40と
の隙間61等の可動部分と固定部分との隙間に溜り、低温
時には機関が停止している間に水が凍結して可動コア32
等の可動部分をロックして、ニードル25の弁部26による
ノズル口23の開弁を不可能にすることがあり、そのた
め、燃料噴射弁51の噴口52から噴射された燃料は燃料室
54内へ出ることができずに圧縮空気通路内に溜り、更に
その燃料が圧縮空気供給路38から他の気筒のエアブラス
ト弁(図示しない)にも侵入し、空燃比を過度に濃くし
て正常な燃焼ができない状態となり、機関の作動を妨げ
るという問題の起り得ることが見出され、その原因が、
前記のように圧縮空気中の水の凍結によるものであると
いうことが解明された。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional air blast valve 19, a communication hole 48 provided in the movable core insertion hole 40 and the entire circumference of the stator 28 while compressed air is supplied to the nozzle chamber 46 and the like. However, since the compressed air contains liquid water that separates when the atmosphere is compressed, the water flows through the movable part such as the gap 61 between the movable core 32 and the movable core insertion hole 40 and the fixed part. Water is frozen while the engine is stopped at low temperatures and the movable core 32
In some cases, it is impossible to open the nozzle port 23 by the valve portion 26 of the needle 25, so that the fuel injected from the injection port 52 of the fuel injection valve 51
The fuel cannot accumulate in the compressed air passage and cannot accumulate in the compressed air passage. Further, the fuel enters the air blast valve (not shown) of another cylinder from the compressed air supply passage 38, and the air-fuel ratio becomes excessively rich. It has been found that normal combustion cannot be performed, and a problem of hindering the operation of the engine may occur.
As described above, it was clarified that this was due to freezing of water in the compressed air.

このような問題は、エアブラスト弁を圧縮空気中の水
の凍結による可動部分のロックを防止するような構造に
すると共に、この原因による場合に限らず、エアブラス
ト弁のニードル25の正常な作動が行なわれなくなった異
常な状態を何らかの手段によって自動的に検知すること
ができれば、異常時には燃料噴射弁51の作動を停止して
対応することができると考えられる。本発明はこのよう
な対応手段を見出すことを発明の解決課題としている。
This problem is not only caused by the structure of the air blast valve that prevents the movable part from being locked by freezing of water in the compressed air, but also by the normal operation of the air blast valve needle 25. If it is possible to automatically detect the abnormal state in which the fuel injection is no longer performed by any means, it is considered that the operation of the fuel injection valve 51 can be stopped and a response can be made in the event of an abnormality. An object of the present invention is to find such means.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は前記の課題を解決するために、下部にノズル
口を開口すると共に上部に駆動部ハウジングを一体的に
設けられたボディと、前記ボディの側方に付設され前記
駆動部ハウジングから前記ノズル口に到る圧縮空気通路
の途中に噴口を開口する燃料噴射弁と、前記駆動部ハウ
ジングへ上方から圧縮空気を導びく圧縮空気導入路と、
前記駆動部ハウジングの内部に前記ノズル口を開閉する
ニードルを駆動するために設けられたステータ、ソレノ
イド、可動コア及び可動コア挿入孔からなる電磁式アク
チュエータとを有する内燃機関の燃料噴射装置におい
て、 第1の解決手段は、前記圧縮空気導入路と前記圧縮空
気通路とを連通させる前記駆動部ハウジング内の圧縮空
気の通路を、前記可動コアと前記可動コア挿入孔との隙
間付近を通らないように迂回して形成したことを特徴と
し、また、 第2の解決手段は、前記駆動部ハウジング又はそれと
一体化された部分に加速度センサを付設し、前記加速度
センサの出力信号によって作動状態が正常か否かを検知
するように構成したことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a body having a nozzle opening at a lower portion and a driving unit housing integrally provided at an upper portion, and a nozzle attached from a side of the body to the driving unit housing. A fuel injection valve that opens an injection port in the middle of a compressed air passage reaching the mouth, a compressed air introduction path that guides compressed air to the drive unit housing from above,
A fuel injection device for an internal combustion engine having a stator, a solenoid, an electromagnetic actuator including a movable core and a movable core insertion hole, provided inside the drive unit housing to drive a needle that opens and closes the nozzle port; A first solution is to prevent a compressed air passage in the drive unit housing that connects the compressed air introduction passage and the compressed air passage from passing near a gap between the movable core and the movable core insertion hole. According to a second aspect of the present invention, an acceleration sensor is attached to the drive unit housing or a part integrated with the drive unit housing, and whether an operation state is normal is determined by an output signal of the acceleration sensor. Is detected.

〔作 用〕(Operation)

本発明は前記手段の孔に記載したような2つの解決手
段をもたらすものであるが、内燃機関の燃料噴射装置と
しての基本的な作用は同様であって、圧縮空気は上方か
ら圧縮空気導入路を通って駆動部ハウジング内へ導入さ
れ、駆動部ハウジング内の電磁式アクチュエータを冷却
し、それから出た後は圧縮空気通路を通ってボディの下
部に開口するノズル口へ送られる。
Although the present invention provides two solutions as described in the hole of the means, the basic operation as a fuel injection device of an internal combustion engine is the same, and compressed air is supplied from above to a compressed air introduction passage. Through the drive housing, cools the electromagnetic actuator in the drive housing, and after exiting it is sent through a compressed air passage to a nozzle opening opening at the bottom of the body.

前記圧縮空気通路の途中には燃料噴射弁の噴口が開口
していて、所要量の燃料が圧縮空気通路にある圧縮空気
の中へ噴射供給されると、エマルジョン状の混合物がノ
ズル口までの圧縮空気通路に形成される。そして駆動部
ハウジングの電磁式アクチュエータの動作によりニード
ルが駆動されてノズル口を開くと、圧縮空気通路にある
エマルジョン状の燃料空気混合物がノズル口から噴出
し、圧縮空気の拡散と共に燃料が微粒化される。
The injection port of the fuel injection valve is opened in the middle of the compressed air passage, and when a required amount of fuel is injected and supplied into the compressed air in the compressed air passage, the emulsion mixture is compressed to the nozzle opening. An air passage is formed. When the needle is driven by the operation of the electromagnetic actuator of the drive unit housing to open the nozzle port, the fuel-air mixture in the form of an emulsion in the compressed air passage is ejected from the nozzle port, and the fuel is atomized with the diffusion of the compressed air. You.

圧縮空気には分離した水が含まれていることがある
が、第1の解決手段によれば、駆動部ハウジング内の圧
縮空気の通路は電磁式アクチュエータの可動コアとそれ
を摺動案内している可動コア挿入孔との隙間を通らない
ように迂回して形成されているから、圧縮空気から分離
した水が前記隙間に溜り機関停止時に凍結して可動コア
をロックするようなトラブルが回避される。
Although the compressed air may contain separated water, according to the first solution, the passage of the compressed air in the drive unit housing slides and guides the movable core of the electromagnetic actuator and the movable core of the electromagnetic actuator. Since it is formed so as not to pass through the gap with the movable core insertion hole, water separated from the compressed air accumulates in the gap, freezes when the engine is stopped, and locks the movable core. You.

また、正常な運転状態では、ニードルが電磁式アクチ
ュエータの可動コアによって往復駆動されてノズル口を
開閉しているため、往復動の両端すなわち可動コアがス
テータに衝突する時とニードルがノズル口に衝突する時
には、可動部分である可動コアとニードルの運動方向が
変化する。この加速度変化は駆動部ハウジング又はそれ
と一体のボディ等の一部に付設された加速度センサによ
って検出され、その信号の有無によって本発明の燃料供
給装置が正常に作動しているか否かを判定することがで
きる。もし、その信号が検出されないときは、ニードル
が正常に作動していないと判断して、燃料噴射弁の燃料
噴射を停止することも可能となる。
In a normal operating state, the needle is reciprocated by the movable core of the electromagnetic actuator to open and close the nozzle port. Therefore, both ends of the reciprocating motion, that is, when the movable core collides with the stator, and when the needle collides with the nozzle port. In this case, the direction of movement of the movable core, which is a movable part, and the needle changes. This change in acceleration is detected by an acceleration sensor attached to a part of the drive unit housing or a body integrated therewith, and it is determined whether or not the fuel supply device of the present invention is operating normally based on the presence or absence of the signal. Can be. If the signal is not detected, it is possible to determine that the needle is not operating normally and stop the fuel injection of the fuel injection valve.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の実施例としてのエアブラスト弁20の
側面図を示す。第9図に示した従来のエアブラスト弁と
実質的に同じ構造部分には同一の符号を付けている。エ
アブラスト弁20のボディ21内には軸線Aに沿ってまっす
ぐに延びるニードル挿入孔22が形成され、このニードル
挿入孔22の一端にはノズル口23が形成されると共に、他
端はニードル挿入孔22の軸線Aと同軸にボディ21内に形
成されたばね室24に連通される。ニードル挿入孔22内に
はニードル挿入孔22よりも一部に小径の部分36と第4図
に示すような縦のスペーサ37を有するニードル25が挿入
され、ノズル口23はニードル25の先端部に形成された弁
部26によって開閉制御される。本実施例ではノズル口23
は図示しない内燃機関の燃焼室54内に配置される。
FIG. 1 shows a side view of an air blast valve 20 as an embodiment of the present invention. Components that are substantially the same as those of the conventional air blast valve shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals. A needle insertion hole 22 that extends straight along the axis A is formed in the body 21 of the air blast valve 20. A nozzle port 23 is formed at one end of the needle insertion hole 22, and a needle insertion hole is formed at the other end. The shaft 21 is communicated with a spring chamber 24 formed in the body 21 coaxially with the axis A of 22. A needle 25 having a small diameter portion 36 and a vertical spacer 37 as shown in FIG. 4 is inserted into the needle insertion hole 22 in a part of the needle insertion hole 22, and the nozzle port 23 is provided at the tip of the needle 25. Opening / closing is controlled by the formed valve section 26. In this embodiment, the nozzle port 23
Is disposed in a combustion chamber 54 of an internal combustion engine (not shown).

ばね室24が形成されているボディ21の上端には駆動部
ハウジング27が取付けられ、このハウジング27の下端部
内には、ばね室24と対向してステータ28が固定される。
ばね室24上端部近傍に位置するニードル25にはスプリン
グリテーナ29が固定され、このスプリングリテーナ29と
ボディ21との間のばね室24内には圧縮ばね30が挿入され
る。この圧縮ばね30のばね力によりニードル25は上方に
向かって付勢され、ノズル口23は通常ニードル25の弁部
26によって閉鎖される。ニードル25はステータ28内を貫
通し、ニードル25の後端部31はステータ28から上方に突
出する。この後端部31には可動コア32が圧縮ばね33のば
ね力により常時当接せしめられている。この可動コア32
は、ハウジング27と一体化されたステータ部材55の中心
の筒状部に軸線A方向に形成された可動コア挿入孔40内
に、軸線A方向に摺動変位可能に配設されている。な
お、59は圧縮ばね33の上端を支持する螺子栓である。圧
縮ばね33による開弁方向の付勢力は圧縮ばね30による閉
弁方向の付勢力の半分程度であり、これらの圧縮ばね3
0,33の付勢力の差によってノズル口23は常時閉弁される
こととなる。
A drive unit housing 27 is attached to the upper end of the body 21 in which the spring chamber 24 is formed, and a stator 28 is fixed inside the lower end of the housing 27 so as to face the spring chamber 24.
A spring retainer 29 is fixed to the needle 25 located near the upper end of the spring chamber 24, and a compression spring 30 is inserted into the spring chamber 24 between the spring retainer 29 and the body 21. The needle 25 is urged upward by the spring force of the compression spring 30, and the nozzle port 23 is
Closed by 26. The needle 25 passes through the inside of the stator 28, and the rear end 31 of the needle 25 projects upward from the stator 28. The movable core 32 is always in contact with the rear end portion 31 by the spring force of the compression spring 33. This movable core 32
Is disposed in a movable core insertion hole 40 formed in the center cylindrical portion of the stator member 55 integrated with the housing 27 in the direction of the axis A so as to be slidable in the direction of the axis A. Reference numeral 59 denotes a screw stopper that supports the upper end of the compression spring 33. The urging force of the compression spring 33 in the valve opening direction is about half of the urging force of the compression spring 30 in the valve closing direction.
The nozzle port 23 is always closed due to the difference between the urging forces 0 and 33.

ステータ28とハウジング27とによってソレノイド室39
が形成され、このソレノイド室39内にはステータ28の周
りにソレノイド34が配設される。このソレノイド34が付
勢されると可動コア32がステータ28に向けて可動コア挿
入孔40内を摺動変位し、その結果ニードル25が圧縮ばね
30のばね力に抗してノズル口23の方向に摺動変位するの
でノズル口23が開弁する。
A solenoid chamber 39 is formed by the stator 28 and the housing 27.
A solenoid 34 is disposed around the stator 28 in the solenoid chamber 39. When the solenoid 34 is energized, the movable core 32 slides and displaces in the movable core insertion hole 40 toward the stator 28, and as a result, the needle 25
The nozzle port 23 is opened because it slides in the direction of the nozzle port 23 against the spring force of 30.

ハウジング27の上方には圧縮空気導入路41がニードル
挿入孔22の軸線Aの延長上に形成される。圧縮空気導入
路41の途中にはストレーナ42が設けられ、圧縮空気導入
路41は図示されていない上流側において、他の気筒のエ
アブラスト弁の空気導入路と共通の圧縮空気通路によっ
て、空気圧縮機等の圧縮空気源43に連通している。下流
側において圧縮空気導入路41は、上部のコネクタ部材に
設けられてA軸と傾きをなす通路44を経て、可動コア32
の付近を通らずに、ハウジング27内に形成されたソレノ
イド室39内に連通する。ステータ28のフランジ部には第
2図に示すように全周の1部分に偏って数個の連通孔45
が形成され、この連通孔45はソレノイド室39とばね室24
とを連通する。このため、圧縮空気導入路41は、傾斜空
気通路44、ソレノイド室39および連通孔45を介してばね
室24に連通し、これらの空気通路44、ソレノイド室39、
連通孔およびばね室24は圧縮空気で満たされる。ばね室
24と燃料噴射弁51のためのノズル室46とは空気通路50を
介して連通される。
Above the housing 27, a compressed air introduction passage 41 is formed on an extension of the axis A of the needle insertion hole 22. A strainer 42 is provided in the middle of the compressed air introduction passage 41, and the compressed air introduction passage 41 is air-compressed on the upstream side (not shown) by a common compressed air passage with the air introduction passage of the air blast valve of another cylinder. It communicates with a compressed air source 43 such as a machine. On the downstream side, the compressed air introduction passage 41 passes through a passage 44 provided in the upper connector member and inclined with respect to the A axis, and the movable core 32
, And communicates with a solenoid chamber 39 formed in the housing 27. As shown in FIG. 2, the flange portion of the stator 28 has a plurality of communication holes 45 biased to one portion of the entire circumference.
The communication hole 45 is formed between the solenoid chamber 39 and the spring chamber 24.
And communicate with. Therefore, the compressed air introduction passage 41 communicates with the spring chamber 24 via the inclined air passage 44, the solenoid chamber 39, and the communication hole 45, and the air passage 44, the solenoid chamber 39,
The communication hole and the spring chamber 24 are filled with compressed air. Spring room
The 24 and the nozzle chamber 46 for the fuel injection valve 51 are communicated via an air passage 50.

ノズル室46内には燃料噴射弁51の噴口52が配置され
る。燃料噴射弁51及びその噴口52は軸線B上に配置され
ており、噴口52からは軸線Bに沿って小さな広がり角で
燃料が噴射される。前述のように、ニードル挿入孔22、
圧縮空気流出通路47、ノズル室46および圧縮空気通路50
は、ばね室24および圧縮空気導入路41を介して圧縮空気
源43に連通されているから、これらニードル挿入孔22、
圧縮空気流出通路47、ノズル室46および圧縮空気通路50
は圧縮空気で満たされる。この圧縮空気中に噴口52から
軸線Bに沿って燃料が噴射される。従って燃料噴射弁51
から噴射された燃料は圧縮空気流出通路47の内壁面に勢
いよく衝突し、それによってエアブラスト弁20内で噴射
燃料のエマルジョン化が急速におこなわれる。
In the nozzle chamber 46, the injection port 52 of the fuel injection valve 51 is arranged. The fuel injection valve 51 and its injection port 52 are arranged on the axis B, and fuel is injected from the injection port 52 along the axis B at a small spread angle. As described above, the needle insertion hole 22,
Compressed air outlet passage 47, nozzle chamber 46 and compressed air passage 50
Are connected to the compressed air source 43 through the spring chamber 24 and the compressed air introduction passage 41, so that these needle insertion holes 22,
Compressed air outlet passage 47, nozzle chamber 46 and compressed air passage 50
Is filled with compressed air. Fuel is injected into the compressed air from the injection port 52 along the axis B. Therefore, the fuel injection valve 51
The fuel injected from the blast vigorously collides with the inner wall surface of the compressed air outflow passage 47, whereby the injected fuel is rapidly emulsified in the air blast valve 20.

次いでソレノイド34が付勢されると可動コア32がステ
ータ28に向かって摺動変位し、その結果可動コア32がニ
ードル25を圧縮ばね30の付勢力に抗してノズル口23の方
向に移動せしめるのでノズル口23が開弁する。そして、
微粒化され空気と良く混合した燃料噴霧がノズル口23か
ら内燃機関の燃焼室54内等へ噴出する。
Next, when the solenoid 34 is energized, the movable core 32 is slid and displaced toward the stator 28, and as a result, the movable core 32 moves the needle 25 toward the nozzle port 23 against the urging force of the compression spring 30. Therefore, the nozzle port 23 opens. And
Fuel atomized and well mixed with air is sprayed from the nozzle port 23 into the combustion chamber 54 of the internal combustion engine or the like.

一般に、大気中から空気を吸引して、圧縮機によって
圧縮する場合、大気中に水蒸気として含まれていた水の
一部が圧縮空気から分離する。その理由を第5図によっ
て説明する。いま、大気温度T1(たとえば常温)で湿度
100%の空気を圧縮機に吸込んだとすると、第5図のP1
点の水蒸気を含んでいる。これを本システムにおける所
定空気圧まで圧縮して放熱し、温度はT1のままであった
とすると、この空気中に許容される飽和水蒸気量はP2
で示される値となり、P1−P2に相当する水が圧縮空気か
ら分離することになる。この水は、系を大気に開放して
もすぐには蒸発しないため、第9図に示すような従来の
エアブラスト弁の場合、その水が可動コア32の外周と可
動コア挿入孔40との間に形成された圧縮空気通路に溜り
低温開始時には溜った水が凍結して可動コア32をロック
するため、ソレノイド34が付勢されても可動コア32とニ
ードル25は動かず、内燃機関が始動不能となるおそれが
あった。
Generally, when air is sucked from the atmosphere and compressed by a compressor, a part of water contained as steam in the air is separated from the compressed air. The reason will be described with reference to FIG. Now, at the atmospheric temperature T 1 (for example, normal temperature) and humidity
When inhaled 100% of the air to the compressor, of FIG. 5 P 1
Contains point water vapor. This releases heat by compressing to a predetermined air pressure in the system, when the temperature remaining at T 1, the saturated amount of water vapor the acceptable in the air becomes a value indicated by the two-dot P, P 1 -P 2 Is separated from the compressed air. Since this water does not evaporate immediately even when the system is opened to the atmosphere, in the case of a conventional air blast valve as shown in FIG. 9, the water flows between the outer periphery of the movable core 32 and the movable core insertion hole 40. When the low-temperature starts, the accumulated water freezes and locks the movable core 32 when the low-temperature starts, so even if the solenoid 34 is energized, the movable core 32 and the needle 25 do not move, and the internal combustion engine starts. There was a possibility that it would be impossible.

これに対し、第1図に示す実施例においては、圧縮空
気は導入路41から傾斜空気通路44を通って、可動コア32
の付近を通らないでソレノイド室39へ入り、ハウジング
27の内面とソレノイド34との間の環状通路35を通過して
ソレノイド34を冷却し、ステータ28に偏って設けられた
連通孔45からばね室24へ抜け、同じ側の通路50を経てノ
ズル口23へ向うようになっている。(この場合、連通孔
45をステータの全周にわたって設けると、ステータ28の
下端面から水がステータ28の開口とニードル25の隙間60
を通って可動コア32の外周に侵入する可能性がある。) 従って、水が凍結して可動コア32やニードル25をロッ
クする可能性のある隙間は、圧縮空気通路がそれを迂回
するように設けられているので、圧縮空気やそれから分
離した水がそのような隙開を通過することがなく、隙開
に水が溜って凍結することはない。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, the compressed air flows from the introduction passage 41 through the inclined air passage 44 to the movable core 32.
Into the solenoid chamber 39 without passing near the
The solenoid 34 is cooled by passing through an annular passage 35 between the inner surface of the solenoid 27 and the solenoid 34, passes through a communication hole 45 provided eccentrically to the stator 28 to the spring chamber 24, and passes through a passage 50 on the same side as the nozzle port. To 23. (In this case, the communication hole
When 45 is provided over the entire circumference of the stator, water flows from the lower end face of the stator 28 to the gap 60 between the opening of the stator 28 and the needle 25.
May penetrate into the outer periphery of the movable core 32 through the air. Therefore, the gap where the water may freeze and lock the movable core 32 and the needle 25 is provided so that the compressed air passage bypasses the gap, so that the compressed air and the water separated therefrom are not so. It does not pass through the gap, and water does not accumulate in the gap and freeze.

第1図の実施例は、エアブラスト弁20が前述のように
水の凍結によって可動コア32がロックされた場合を含め
て、何らかの不具合により動作不能に陥った時、即座に
燃料噴射弁を停止し、エアブラスト弁20内に燃料が充満
したり、燃料がエアブラスト弁20から圧縮空気導入路41
を通って他の気筒のエアブラスト弁へ溢流するのを防止
するように構成されている。
In the embodiment shown in FIG. 1, when the air blast valve 20 becomes inoperable due to some trouble, including the case where the movable core 32 is locked by freezing of water as described above, the fuel injection valve is immediately stopped. The air blast valve 20 is filled with fuel, or the fuel flows from the air blast valve 20 to the compressed air introduction passage 41.
Through the air blast valve of another cylinder.

第1図の例では、エアブラスト弁20上部のコネクタ部
材58とステータ部材55との間に加速度センサ(代表的な
ものとしては圧電素子からなるもの)70をシール56と共
にはさみ、ハウジング27にかしめつけて固定している。
これにより可動コア32がステータ28へ衝突した時、すな
わちノズル口23が全開した時の信号と、ニードル25が弁
座18に衝突した時、すなわちノズル口23が全開した時の
信号を発生させる。この信号は、たとえば第6図に示す
ように4個の端子72,73,74,75を有するコネクタ76の2
端子72及び75よりとり出し図示されない電子制御装置
(ECU)へ供給される。言うまでもなく、残りの2端子7
3,74はエアブラスト弁20の駆動電圧の入力端子となる。
In the example of FIG. 1, an acceleration sensor (typically a piezoelectric element) 70 is sandwiched between a connector member 58 above the air blast valve 20 and a stator member 55 together with a seal 56, and the It is fastened and fixed.
This generates a signal when the movable core 32 collides with the stator 28, that is, a signal when the nozzle port 23 is fully opened, and a signal when the needle 25 collides with the valve seat 18, that is, a signal when the nozzle port 23 is fully opened. This signal is applied to a connector 76 having four terminals 72, 73, 74, 75, for example, as shown in FIG.
It is taken out from terminals 72 and 75 and supplied to an electronic control unit (ECU) not shown. Needless to say, the remaining 2 terminals 7
Reference numerals 3 and 74 are input terminals for driving voltage of the air blast valve 20.

第7図に示すように、エアブラスト弁20の制御パルス
(燃料及び空気の噴射を指令する2種類のパルス)に対
応して、前記のように弁開閉の時に発生する加速度セン
サ70の信号が得られている間は正常と判断して緑灯を点
灯し、エアブラスト弁20の制御パルスに対応して加速度
センサ70の信号が検知されなくなった時は異常と判断し
て赤灯を点灯すると共に、直ちに燃料噴射弁51の制御を
中止する。第8図には、ECUにおいて実行される制御フ
ローチャートを示す。各ステップの処理は第8図のフロ
ーチャートから明らかであるから説明は省略する。
As shown in FIG. 7, in response to the control pulse of the air blast valve 20 (two types of pulses for commanding injection of fuel and air), the signal of the acceleration sensor 70 generated at the time of opening and closing the valve as described above is generated. While it is obtained, it determines that it is normal and turns on the green light, and when the signal of the acceleration sensor 70 is no longer detected in response to the control pulse of the air blast valve 20, it determines that it is abnormal and turns on the red light. At the same time, the control of the fuel injection valve 51 is immediately stopped. FIG. 8 shows a control flowchart executed in the ECU. The processing of each step is clear from the flowchart of FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の第1の解決手段を実施することにより、圧縮
空気から分離した水の凍結による可動コアのロックや、
それに伴なう異常な作動が防止され、寒冷時の冷間始動
における問題が解消する。
By implementing the first solution of the present invention, it is possible to lock the movable core by freezing water separated from the compressed air,
The accompanying abnormal operation is prevented, and the problem of cold start in cold weather is eliminated.

また第2の解決手段を実施すれば、寒冷時に限らず、
ニードルの作動を常時自動的に監視していて、何らかの
原因によりニードルが作動しなくなった時は、直ちに異
常状態であることを検知することができ、安全手段を作
動させる等の対応策をとることができる。
In addition, if the second solution is implemented, not only in cold weather,
The operation of the needle is automatically monitored at all times.If the needle stops operating for any reason, it is possible to immediately detect the abnormal state and take measures such as activating safety measures. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例を示す縦断正面図、第2図は第
1図のII−II線における横断平面図、第3図は第1図の
上方から下方を見た平面図、第4図は第1図のIV−IV線
における横断平面図、第5図は本発明の課題となる圧縮
空気中の水の発生理由を説明する線図、第6図はコネク
タの部分の実施例を示す側面図、第7図は本発明の第2
の解決手段の作動を説明するためのタイムチャート、第
8図は同じく制御装置の作動の手順を例示するフローチ
ャート、第9図は従来例を示す縦断正面図である。 19……エアブラスト弁(従来)、 20……エアブラスト弁(本発明)、 21……ボディ、23……ノズル口、 24……ばね室、25……ニードル、 27……駆動部ハウジング、 28……ステータ、32……可動コア、 34……ソレノイド、39……ソレノイド室、 40……可動コア挿入孔、41……圧縮空気導入路、 43……圧縮空気源、44……傾斜空気通路、 45……連通孔(本発明)、46……ノズル室、 47……圧縮空気流出通路、48……連通孔(従来)、 49……空気通路(従来)、50……圧縮空気通路、 51……燃料噴射弁、52……噴口、 61……隙間、70……加速度センサ。
1 is a longitudinal sectional front view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional plan view taken along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of FIG. 4 is a cross-sectional plan view taken along the line IV-IV of FIG. 1, FIG. 5 is a diagram explaining the reason for the generation of water in the compressed air, which is a subject of the present invention, and FIG. 6 is an embodiment of a connector part. FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
8 is a time chart for explaining the operation of the means for solving the problem, FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation procedure of the control device, and FIG. 9 is a vertical sectional front view showing a conventional example. 19 ... air blast valve (conventional), 20 ... air blast valve (invention), 21 ... body, 23 ... nozzle port, 24 ... spring chamber, 25 ... needle, 27 ... drive unit housing, 28 …… stator, 32 …… movable core, 34 …… solenoid, 39 …… solenoid chamber, 40 …… movable core insertion hole, 41 …… compressed air introduction path, 43 …… compressed air source, 44 …… inclined air Passage, 45: communication hole (invention), 46: nozzle chamber, 47: compressed air outflow passage, 48: communication hole (conventional), 49: air passage (conventional), 50: compressed air passage , 51 ... fuel injection valve, 52 ... nozzle, 61 ... gap, 70 ... acceleration sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫛部 孝寛 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 高野 雄一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−135661(JP,A) 特開 平3−23363(JP,A) 実開 平1−166270(JP,U) 実開 平2−72364(JP,U) 特表 昭60−501963(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 67/02 F02M 67/12 F02M 51/06 F02M 61/08 F02M 65/00 306 F02M 63/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takahiro Kushibe 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yuichi Takano 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation ( 56) References JP-A-60-135661 (JP, A) JP-A-3-23363 (JP, A) JP-A-1-166270 (JP, U) JP-A-2-72364 (JP, U) 60-501963 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02M 67/02 F02M 67/12 F02M 51/06 F02M 61/08 F02M 65/00 306 F02M 63/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下部にノズル口を開口すると共に上部に駆
動部ハウジングを一体的に設けられたボディと、前記ボ
ディの側方に付設され前記駆動部ハウジングから前記ノ
ズル口に到る圧縮空気通路の途中に噴口を開口する燃料
噴射弁と、前記駆動部ハウジングへ上方から圧縮空気を
導びく圧縮空気導入路と、前記駆動部ハウジングの内部
に前記ノズル口を開閉するニードルを駆動するために設
けられたステータ、ソレノイド、可動コア及び可動コア
挿入孔からなる電磁式アクチュエータとを有すると共
に、前記圧縮空気導入路と前記圧縮空気通路とを連通さ
せる前記駆動部ハウジング内の圧縮空気の通路が、前記
可動コアと前記可動コア挿入孔との隙間付近を通らない
ように迂回して形成されていることを特徴とする内燃機
関の燃料噴射装置。
1. A body having a nozzle opening at a lower part and a driving part housing integrally provided at an upper part, and a compressed air passage attached to a side of the body and extending from the driving part housing to the nozzle opening. A fuel injection valve that opens an injection port in the middle of the nozzle, a compressed air introduction passage that guides compressed air to the drive unit housing from above, and a drive valve that is provided inside the drive unit housing to drive a needle that opens and closes the nozzle port. And an electromagnetic actuator comprising a movable core and a movable core insertion hole, and a passage of compressed air in the drive unit housing for communicating the compressed air introduction passage with the compressed air passage. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection device is formed so as not to pass near a gap between a movable core and the movable core insertion hole.
【請求項2】下部にノズル口を開口すると共に上部に駆
動部ハウジングを一体的に設けられたボディと、前記ボ
ディの側方に付設され前記駆動部ハウジングから前記ノ
ズル口に到る圧縮空気通路の途中に噴口を開口する燃料
噴射弁と、前記駆動部ハウジングへ上方から圧縮空気を
導びく圧縮空気導入路と、前記駆動部ハウジングの内部
に前記ノズル口を開閉するニードルを駆動するために設
けられたステータ、ソレノイド、可動コア及び可動コア
挿入孔からなる電磁式アクチュエータとを有すると共
に、前記駆動部ハウジング又はそれと一体化された部分
に加速度センサを付設し、前記加速度センサの出力信号
によって作動状態が正常か否かを検知するように構成し
たことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. A body having a nozzle opening at a lower portion and a driving portion housing integrally provided at an upper portion, and a compressed air passage attached to a side of the body and extending from the driving portion housing to the nozzle opening. A fuel injection valve that opens an injection port in the middle of the nozzle, a compressed air introduction passage that guides compressed air to the drive unit housing from above, and a drive valve that is provided inside the drive unit housing to drive a needle that opens and closes the nozzle port. An electromagnetic actuator comprising a stator, a solenoid, a movable core, and a movable core insertion hole, and an acceleration sensor attached to the drive unit housing or a part integrated with the drive unit housing, and an operation state is determined by an output signal of the acceleration sensor. A fuel injection device for an internal combustion engine, configured to detect whether or not the engine is normal.
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