JP3736578B2

JP3736578B2 - Fuel injection nozzle

Info

Publication number: JP3736578B2
Application number: JP00780996A
Authority: JP
Inventors: 慎治鳥居
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: JPH09195891A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関に取り付けられる燃料噴射ノズルに関するもので、特にニードルが着座するときに発生する振動等を抑制するダンパ室を備えた燃料噴射ノズルに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開昭５９−１９０４７２号公報においては、ニードルの下降時に、ニードルがノズルボディに着座することにより発生する騒音や振動の抑制と、ニードルの着座に伴う圧力波による２次噴射の低減のために、ノズルボディとニードルとの間にダンパ室を形成した燃料噴射ノズル（以下従来の技術と呼ぶ）が提案されている。
【０００３】
この従来の技術は、ニードルの外周に、ニードルが噴射孔を開く側に変位している時にダンパ室の容積を拡大し、ニードルが噴射孔を閉じる側に変位している時にダンパ室内の容積を縮小する階段状の絞り部を一体成形している。そして、従来の技術は、ニードルの外周とノズルボイディの内周との径差およびニードルの絞り部とノズルボディの内周面との重なり寸法でダンパ特性が決められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の技術において、ニードルの絞り部とノズルボディの内周面との重なり寸法は、ニードルのテーパ部およびノズルボディのテーパ部（シート部）を基準にして絞り部までの軸方向長さを測定しなればならなかった。したがって、ニードルの絞り部とノズルボディの内周面との重なり寸法を容易に求めることができなかったので、ダンパ室のダンパ特性を正確に調整し難いという問題が生じている。
【０００５】
また、従来の技術においては、ニードルと一体的にダンパが構成されているため、ニードルの移動量がフルリフト量からノズルボディに着座するまでの間、常にダンパ効果が発生するようになっている。この結果、例えばシュナール特性等の弁性能のチェックが困難となり、燃料噴射ノズルの製品品質がばらつくという問題が生じている。
【０００６】
【発明の目的】
この発明の目的は、ダンパ特性を正確に調整し易い燃料噴射ノズルを提供することにある。また、ノズルボディおよびニードルの弁性能を十分チェックできるようにして、製品品質のばらつきを防止することのできる燃料噴射ノズルを提供することにある。さらに、ニードルがノズルボディに着座することにより発生する騒音や振動を抑制でき、且つニードルの着座に伴う圧力波による２次噴射を低減することのできる燃料噴射ノズルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、ニードルおよびプレッシャピンがリフトして噴射孔より燃料の噴射が行われている時に、ノズルボディ内への高圧燃料の供給が遮断されて、ノズルボディ内の燃料の供給圧力が付勢手段の付勢力よりも小さくなると、ニードルおよびプレッシャピンが噴射孔を閉じる側へ移動する。このとき、中間板の絞り部がプレッシャピンの外周と重なるまでの間は、連通路を介してダンパ室と内部空間とが連通し、ダンパ室が開放されるので、ニードルおよびプレッシャピンにはダンパ効果は現れず、ニードルおよびプレッシャピンは素早く噴射孔を閉じる側へ移動する。
【０００８】
さらに、ニードルおよびプレッシャピンが噴射孔を閉じる側へ移動することにより、中間板の絞り部がプレッシャピンの外周と重なると、ダンパ室と内部空間との連通状態が遮断され、ダンパ室が密閉されるので、ニードルおよびプレッシャピンにはダンパ効果が現れ、ニードルおよびプレッシャピンの移動速度が遅くなる。このため、ニードルがノズルボディにゆっくりと着座して燃料噴射が終了する。
【０００９】
したがって、ニードルの着座時のバウンスを低減することにより、ニードルの着座により発生する騒音や振動を抑制でき、且つニードルの着座に伴う圧力波による２次噴射を低減することができるという効果が得られる。また、絞り部の重なり寸法を容易に求めることができるので、ダンパ室のダンパ特性を正確に調整し易くなるという効果が得られる。さらに、ダンパ室がニードル単品とノズルボディ単品との間に形成されておらず、プレッシャピン単品と中間板単品との間に形成されていることにより、ダンパ効果の影響を受けることなく弁性能を十分チェックすることができるので、製品品質のばらつきを防止することができるという効果が得られる。
【００１０】
そして、ニードルおよびプレッシャピンにダンパ効果が現れない時は、内周溝と切欠溝を介してダンパ室と内部空間とが連通し、ダンパ室が開放されるので、ニードルおよびプレッシャピンは素早く噴射孔を閉じる側へ移動する。また、ニードルおよびプレッシャピンにダンパ効果が現れる時は、中間板の絞り部がプレッシャピンの外周と重なり、ダンパ室と内部空間との連通状態が遮断され、ダンパ室が密閉されるので、ニードルおよびプレッシャピンの移動速度が遅くなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ノズルボディ内に高圧燃料が供給されて、ノズルボディ内の燃料の供給圧力が第１付勢手段の付勢力よりも大きくなると、ニードルおよびプレッシャピンが噴射孔を開く側へ移動する。このニードルの移動量がプレリフト量に到達すると、第１付勢手段に加えて第２付勢手段の付勢力がプレッシャピンを介してニードルに加わる。そして、ノズルボディ内の燃料の供給圧力が第１付勢手段の付勢力に第２付勢手段の付勢力を加えた付勢力よりも大きくなると、ニードルおよびプレッシャピンがさらに噴射孔を開く側へ移動する。これにより、燃料噴射ノズルが開弁して噴射孔より燃料が噴射される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔実施例の構成〕
図１ないし図４はこの発明の燃料噴射ノズルを、直接噴射式ディーゼルエンジン用燃料噴射ノズルに適用した実施例を示したもので、図１は燃料噴射ノズルの主要部構造を示した図で、図２は燃料噴射ノズルの全体構造を示した図で、図３は燃料噴射ノズルの噴射孔付近を示した図である。
【００１３】
燃料噴射ノズル１は、直接噴射式ディーゼルエンジンの各シリンダヘッドに取り付けられ、燃料ポンプ（図示せず）によって高圧に加圧された燃料をより良い着火、燃焼が得られるように霧状に噴射する内燃機関用燃料噴射ノズルである。この燃料噴射ノズル１は、ノズルボディ２、ノズルホルダ３、ニードル４、第１コイルバネ５、第２コイルバネ６、プレッシャピン７および中間板８等から構成されている。
【００１４】
ノズルボディ２は、例えばＳＣＭ４１５等のクロムモリブデン鋼、ＳＣＲ等のクロムや炭素鋼製で円管状に形成されている。このノズルボディ２は、内部に形成された軸孔９内にニードル４を摺動自在に保持している。また、ノズルボディ２の先端部には、図３に示したように、ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を噴射させるための１以上の噴射孔１０、この噴射孔１０よりも上流側にニードル４が着座するテーパ状のシート部１１、および先端に形成されたサックボリューム１２が形成されている。そして、軸孔９とシート部１１との間には、燃料供給通路１３より燃料が供給されるノズル室１４が形成されている。なお、噴射孔１０からの燃料の噴射は、ニードル４がシート部１１よりリフトしてサックボリューム１２とノズル室１４とが連通した際になされる。
【００１５】
ノズルホルダ３は、例えばＳＣＭ４１５等のクロムモリブデン鋼、ＳＣＲ等のクロムや炭素鋼製で円管状に形成されている。このノズルホルダ３は、ノズルボディ２との間に中間板８を挟み込んだ状態で、リテーニングナット１５の締付け力によりノズルボディ２と固定されている。また、ノズルホルダ３には、燃料ポンプによって高圧に加圧された燃料を燃料供給通路１３を介してノズル室内に導く燃料導入通路１６が形成されている。この燃料導入通路１６には、塵や埃等の異物を補集して燃料噴射ノズル１内への異物の浸入を防止するフィルター１６ａが挿入されている。
【００１６】
そして、ノズルホルダ３は、ノズルボディ２の軸孔９と同軸的に第１バネ室１７、第２バネ室１８およびリーク通路１９を形成している。第１バネ室１７は、本発明の内部空間であって、内部に第１コイルバネ５を収容している。第２バネ室１８は、第１バネ室１７よりもリーク通路１９側に設けられており、内部に第２コイルバネ６を収容している。リーク通路１９は、ノズルボディ２のノズル室からノズルボディ２の内壁とニードル４の外周との間のクリアランス、中間板８、第１、第２バネ室１７、１８を経て溢流してきた燃料を低圧燃料ライン（例えばオイルパン）へ戻す通路である。なお、リーク通路１９には、低圧燃料ラインに連通する連通路２０ａを有する栓２０が捩じ込まれている。
【００１７】
ニードル４は、例えばＳＣＭ４１５等のクロムモリブデン鋼、ＳＣＲ等のクロムや炭素鋼製で丸棒状に形成されている。このニードル４の先端部には、ノズルボディ２のシート部１１に着座するテーパ状のシート部２１が形成されている。また、ニードル４の後端部には、中間部分よりも外径の小さい円柱形状のジャーナル部２２が一体成形されている。そして、ジャーナル部２２は、ニードル４を、ノズルボディ２のシート部１１に着座する側に常時押圧する押圧手段としての丸棒状形状のプッシュロッド２３の先端部に連結されている。
【００１８】
第１コイルバネ５は、上端部が第１バネ室１７内に収められた円環板状のシム２４に保持され、下端部がプレッシャピン７に保持されている。なお、シム２４は、ノズルホルダ３の内部空間内に保持された円筒状のスペーサ２５に支持されている。また、第１コイルバネ５は、プレッシャピン７を介してニードル４を、ノズルボディ２のシート部１１に着座する側に常時付勢する第１付勢手段である。
【００１９】
第２コイルバネ６は、上端部が第２バネ室１８内に収められた円環板状のシム２６に保持され、下端部がプッシュロッド２３の後端部に設けられたバネ座としてのフランジ部２７に保持されている。この第２コイルバネ６は、プッシュロッド２３を介してニードル４を、ノズルボディ２のシート部１１に着座する側に付勢する第２付勢手段である。
【００２０】
プレッシャピン７は、例えばＳＣＭ４１５等のクロムモリブデン鋼、ＳＣＲ等のクロムや炭素鋼製で所定の形状に形成されている。このプレッシャピン７は、ニードル４と連動して往復移動し、後記する中間板８の凹状部４１内の通路面積を絞って燃料の移動を制限する絞り手段または制限手段である。そして、プレッシャピン７は、凹状部の内径より所定の寸法（プレッシャピン７が摺動可能なクリアランス分）だけ小さい外径を持つ円環状の径大部３１、この径大部３１より第１バネ室１７側に突出した円柱状の径小部３２、および径大部３１より噴射孔１０側に突出した円筒状の径小部３３から構成されている。
【００２１】
径大部３１は、第１コイルバネ５の外径と略同等の外径を持ち、且つ中間板８の凹状部４１の内径（φＤ）よりも所定の寸法だけ小さい外径（φｄ）を持ち、中間板８の凹状部４１内に摺動自在に収容されている。そして、径大部３１の一部の外壁３４は、中間板８の凹状部４１の内壁との間に重なり寸法Ｌ（図１参照）を持つ円環状の絞り部４３（シール部）を形成する。ここで、重なり寸法Ｌとは、ニードル４がノズルボディ２のシート部１１に着座している時の径大部３１の外壁（絞り部）３４と凹状部の内壁との重なり部分（摺動部分）を言う。
径小部３２は、ニードル４のリフト量がプレリフト量ＰＬよりも大きい時にプッシュロッド２３に当接する。また、径小部３３内には、ニードル４のジャーナル部２２の後端部を収容する凹部３３ａを有している。
【００２２】
中間板８は、本発明の中間板であって、例えばＳＣＭ４１５等のクロムモリブデン鋼、ＳＣＲ等のクロムや炭素鋼製で円環板状に形成されている。この中間板８は、ノズルボディ２の後端面とノズルホルダ３の前端面との間に液密的に配設され、燃料供給通路１３と燃料導入通路１６とを連通する燃料連通路４０を形成している。
【００２３】
また、中間板８の内部には、ノズルホルダ側端面よりも噴射孔１０側に窪んだ凹状部４１が形成されている。この凹状部４１は、プレッシャピン７の径大部３１の内径（φｄ）よりも所定の寸法Ａだけ大きい内径（φＤ）を持ち、プレッシャピン７を摺動自在に収容する収容孔である。ここで、所定の寸法Ａが下記の数１の式で求められる。
【数１】

【００２４】
そして、凹状部４１の噴射孔１０側（奥側）とプレッシャピン７の径大部３１との間には、ニードル４のジャーナル部２２を燃料と共に収容するダンパ室４２が形成されている。さらに、ダンパ室４２よりもノズルホルダ３側には、径大部３１の一部の外壁３４との間に重なり寸法Ｌ（図１参照）を持つ円環状の絞り部（シール部）４３が形成されている。この絞り部４３は、プレッシャピン７の径大部３１のガイドとしても働く。そして、凹状部４１において絞り部４３よりもノズルホルダ３側の内周には、ダンパ室４２と第１バネ室１７とを連通させる連通路としての内周溝４４および切欠溝４５が形成されている。切欠溝４５は、本例では対称的な位置に２箇所に形成されている。
【００２５】
ここで、この実施例の重なり寸法Ｌは、ニードル４がノズルボディ２のシート部１１に着座している時の絞り部４３の寸法、すなわち、中間板８の内周溝４４の下端とプレッシャピン７の径大部３１の下端面（ノズルボディ側端面）との間に形成される寸法（例えば０．０５mm）である。そして、重なり寸法Ｌは、ニードル４のフルリフト量ＦＬ以下に設定される。
【００２６】
なお、中間板８のノズルボディ側端面４６は、ニードル４のリフト量がフルリフト量ＦＬ（最大リフト量：例えば０．３５mm）に到達した際に、ニードル４を係止してこの部位より噴射孔１０をさらに開く側へのニードル４の移動を規制する係止部、規制手段として機能する。そして、中間板８の後端側（噴射孔１０の逆側）は、ノズルホルダ３との間にダンパ室４２内の圧力を開放する開放室としての第１バネ室１７を形成する。
【００２７】
〔実施例の作用〕
次に、この実施例の燃料噴射ノズル１の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図４はニードル４のリフト量を示したタイムチャートである。
【００２８】
ノズルボディ２のノズル室１４内の圧力が第１コイルバネ５の付勢力より小さい場合には、第１コイルバネ５の付勢力によりプレッシャピン７を介してニードル４が着座する側に押し付けられる（図４のａ点）。この結果、ニードル４のシート部２１は、ノズルボディ２のシート部１１に着座することによって、ノズル室１４とサックボリューム１２とが遮断され、噴射孔１０からの燃料の噴射はなされない。
【００２９】
次に、燃料ポンプにより高圧に加圧された燃料が、燃料導入通路１６、燃料連通路４０、燃料供給通路１３を通ってノズルボディ２のノズル室１４内に供給され、ノズルボディ２のノズル室１４の室圧（燃料の供給圧力）が第１コイルバネ５の付勢力よりも大きくなると、ニードル４およびプレッシャピン７が上昇（リフト）し始める（図４のｂ点）。この結果、ニードル４のシート部２１は、ノズルボディ２のシート部１１よりリフトすることによって、ノズル室１４とサックボリューム１２とが連通し、噴射孔１０から燃焼室内へ燃料の噴射が開始される。
【００３０】
その後に、ノズルボディ２のノズル室１４の室圧が上昇するにつれてニードル４およびプレッシャピン７がリフトしていき、プレッシャピン７がプッシュロッド２３の下端面に当接することにより、ニードル４のリフト量がプレリフト量ＰＬ（図４参照）に到達する（図４のｃ点）。このとき、ニードル４には、第１コイルバネ５の付勢力に加えて、プレッシャピン７およびプッシュロッド２３を介して第２コイルバネ６の付勢力も加わることになる。
【００３１】
そして、ノズルボディ２のノズル室１４の室圧がさらに上昇して、ノズル室１４の室圧が第１コイルバネ５の付勢力と第２コイルバネ６の付勢力の合力よりも大きくなると、ニードル４およびプレッシャピン７がさらに噴射孔１０を開く側へリフトし始める（図４のｄ点）。
【００３２】
その後に、ノズルボディ２のノズル室１４の室圧がさらに上昇するにつれてニードル４およびプレッシャピン７がさらにリフトしていき、ニードル４が中間板８のノズルボディ側端面４６に係止されることにより、ニードル４のリフト量がフルリフト量ＦＬ（図１参照）に到達する（図４のｅ点）。
【００３３】
その後に、ノズルボディ２のノズル室１４内への燃料の供給が遮断されて、ノズルボディ２のノズル室１４の室圧が第２コイルバネ６の付勢力と第１コイルバネ５の付勢力との合力よりも小さくなると、ニードル４およびプレッシャピン７が噴射孔１０を閉じる側へ下降し始める（図４のｆ点）。
【００３４】
このとき、プレッシャピン７の径大部３１の外壁３４が中間板８の凹状部４１の内壁（絞り部４３）と重なっていないときには、プレッシャピン７の径大部３１の外周に形成された内周溝４４および切欠溝４５を介してダンパ室４２が開放されている。これにより、ダンパ室４２内に充填された燃料は、ニードル４およびプレッシャピン７の下降に伴って第１バネ室１７内と流動可能となるため、ダンパ室４２の内圧の上昇はない。このため、ニードル４およびプレッシャピン７にはダンパ効果は現れず、ニードル４およびプレッシャピン７は素早く噴射孔１０を閉じる側へ降下する。
【００３５】
その後に、ニードル４がさらに降下すると、ニードル４のリフト量が重なり寸法Ｌとなって、プレッシャピン７の径大部３１の外壁（絞り部）３４が中間板８の凹状部４１の内壁（絞り部４３）と重なる（図４のｇ点）。このとき、ダンパ室４２が閉塞されるので、ダンパ室４２内から第１バネ室１７側に燃料が供給されなくなるため、ダンパ室４２の内圧が上昇する。このため、ダンパ効果が現れ、ニードル４とプレッシャピン７との降下速度（移動速度）がダンパ室４２の開放状態のときよりも遅くなる（図４の破線）。
【００３６】
プッシュロッド２３のフランジ部２７の下端面がスペーサ２５に着座することにより、ニードル４のリフト量がプレリフト量ＰＬに到達する（図４のｈ点）と、プレッシャピン７とプッシュロッド２３の連動状態が解除される。その後に、第１コイルバネ５の付勢力のみによって、ニードル４およびプレッシャピン７がさらに噴射孔１０を閉じる側に降下しき、ニードル４のシート部２１がノズルボディ２のシート部１１にゆっくりと着座して燃料噴射が終了する（図４のｉ点）。
【００３７】
〔実施例の効果〕
以上のように、燃料噴射ノズル１は、ニードル４がノズルボディ２のシート部１１に着座する寸前でニードル４の下降速度を遅くするダンパ効果を発揮することにより、図４の実線に示したような、ニードル４の着座時のバウンスを低減することができる。この結果、ニードル４がノズルボディ２のシート部１１への急激な着座を抑制できるので、ニードル４の急激な着座により発生する騒音や振動を抑制することができ、且つニードル４の急激な着座に伴う圧力波による２次噴射を低減することができる。
【００３８】
この実施例のダンパ室４２は、中間板８の凹状部４１、プレッシャピン７の径大部３１によって形成されている。すなわち、従来の技術のようにダンパ室がニードル単品とノズルボディ単品との間に形成されているわけではない。したがって、ダンパ効果の影響を受けることなく、燃料噴射ノズル１のシュナール特性等の弁性能、特にノズルボディ２およびニードル４の性能を十分にチェックすることができるので、燃料噴射ノズル１の製品品質のばらつきを防止することができる。これにより、製品品質のばらつきの少ない燃料噴射ノズル１を製作することができる。
【００３９】
また、ダンパ特性は、ニードル４とダンパ室４２の径差およびプレッシャピン７の径大部３１の外壁４３と中間板８の絞り部４３の内壁との重なり寸法Ｌで決まる。この実施例の重なり寸法Ｌは、ニードル４がノズルボディ２のシート部１１に着座している時の絞り部４３の寸法、すなわち、中間板８の内周溝４４の下端とプレッシャピン７の径大部３１の下端面までの長さであるため、従来の技術と比較して容易に求めることができるので、ダンパ室４２のダンパ特性を正確に調整し易くなる。
【００４０】
〔変形例〕
この実施例では、ノズルホルダ３と中間板８を別部品で構成したが、ノズルホルダ３と中間板８を一体成形しても良い。また、この実施例では、本発明を多孔形のホール型ノズルに用いたが、本発明を単孔形のホール型ノズル、ピントル型ノズル、スロットル型ノズルに用いても良い。さらに、第１、第２コイルバネ５、６の代わりに、クッションゴムやスポンジ等の付勢手段を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は燃料噴射ノズルの主要構造を示した平面図で、（ｂ）は燃料噴射ノズルの主要構造を示した断面図である（実施例）。
【図２】燃料噴射ノズルの全体構造を示した断面図である（実施例）。
【図３】燃料噴射ノズルの噴射孔付近を示した断面図である（実施例）。
【図４】ニードルのリフト量を示したタイムチャートである（実施例）。
【符号の説明】
１燃料噴射ノズル
２ノズルボディ
３ノズルホルダ
４ニードル
５第１コイルバネ（第１付勢手段）
６第２コイルバネ（第２付勢手段）
７プレッシャピン
８中間板
１０噴射孔
１１シート部
４２ダンパ室
４３絞り部
４４内周溝（連通路）
４５切欠溝（連通路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection nozzle attached to an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection nozzle provided with a damper chamber that suppresses vibrations and the like generated when a needle is seated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-190472, when the needle is lowered, the noise and vibration generated by the needle seating on the nozzle body are suppressed, and the secondary injection by the pressure wave accompanying the needle seating is performed. In order to reduce this, a fuel injection nozzle (hereinafter referred to as conventional technology) in which a damper chamber is formed between the nozzle body and the needle has been proposed.
[0003]
This conventional technique expands the volume of the damper chamber on the outer periphery of the needle when the needle is displaced to the side that opens the injection hole, and increases the volume in the damper chamber when the needle is displaced to the side that closes the injection hole. A stepped throttle part that shrinks is integrally formed. In the prior art, the damper characteristic is determined by the difference in diameter between the outer periphery of the needle and the inner periphery of the nozzle body and the overlapping dimension between the throttle portion of the needle and the inner peripheral surface of the nozzle body.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, the overlapping dimension between the throttle part of the needle and the inner peripheral surface of the nozzle body is the axial length to the throttle part with reference to the taper part of the needle and the taper part (sheet part) of the nozzle body. Had to be measured. Therefore, since the overlap dimension between the throttle part of the needle and the inner peripheral surface of the nozzle body cannot be easily obtained, there is a problem that it is difficult to accurately adjust the damper characteristics of the damper chamber.
[0005]
In the prior art, since the damper is integrally formed with the needle, the damper effect is always generated until the needle moves from the full lift amount until it is seated on the nozzle body. As a result, for example, it is difficult to check the valve performance such as the schnar characteristics and the product quality of the fuel injection nozzle varies.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide a fuel injection nozzle that can easily adjust damper characteristics accurately. It is another object of the present invention to provide a fuel injection nozzle capable of sufficiently checking the valve performance of the nozzle body and the needle and preventing variation in product quality. It is another object of the present invention to provide a fuel injection nozzle capable of suppressing noise and vibration generated when a needle is seated on a nozzle body and reducing secondary injection due to a pressure wave accompanying the seating of the needle.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, when the needle and the pressure pin are lifted and fuel is injected from the injection hole, the supply of the high-pressure fuel into the nozzle body is interrupted, When the fuel supply pressure becomes smaller than the urging force of the urging means, the needle and the pressure pin move to the side of closing the injection hole. At this time, the damper chamber communicates with the internal space through the communication path until the throttle portion of the intermediate plate overlaps the outer periphery of the pressure pin, and the damper chamber is opened. The effect does not appear, and the needle and the pressure pin move quickly to the side of closing the injection hole.
[0008]
Furthermore, when the needle and the pressure pin move to the side that closes the injection hole, when the throttle portion of the intermediate plate overlaps the outer periphery of the pressure pin, the communication between the damper chamber and the internal space is shut off, and the damper chamber is sealed. Therefore, a damper effect appears in the needle and the pressure pin, and the moving speed of the needle and the pressure pin becomes slow. For this reason, the needle is slowly seated on the nozzle body and the fuel injection is completed.
[0009]
Therefore, by reducing the bounce when the needle is seated, the noise and vibration generated by the needle seating can be suppressed, and the secondary injection due to the pressure wave accompanying the needle seating can be reduced. . Further, since the overlapping dimension of the throttle portions can be easily obtained, an effect that it is easy to accurately adjust the damper characteristics of the damper chamber can be obtained. Furthermore, since the damper chamber is not formed between the needle unit and the nozzle body unit, but is formed between the pressure pin unit and the intermediate plate unit, the valve performance is not affected by the damper effect. Since sufficient checking can be performed, an effect that variation in product quality can be prevented is obtained.
[0010]
When the damper effect does not appear in the needle and the pressure pin, the damper chamber and the internal space communicate with each other through the inner circumferential groove and the notch groove, and the damper chamber is opened. Move to the close side. When the damper effect appears on the needle and the pressure pin, the throttle portion of the intermediate plate overlaps the outer periphery of the pressure pin, the communication between the damper chamber and the internal space is shut off, and the damper chamber is sealed. The moving speed of the pressure pin becomes slow.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, when the high pressure fuel is supplied into the nozzle body and the supply pressure of the fuel in the nozzle body becomes larger than the urging force of the first urging means, the needle and the pressure pin are injected. Move to the hole opening side. When the amount of movement of the needle reaches the pre-lift amount, the urging force of the second urging means in addition to the first urging means is applied to the needle via the pressure pin. When the supply pressure of the fuel in the nozzle body becomes larger than the urging force obtained by adding the urging force of the second urging means to the urging force of the first urging means, the needle and the pressure pin further open the injection hole. Moving. As a result, the fuel injection nozzle is opened and fuel is injected from the injection hole.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Configuration of Example]
1 to 4 show an embodiment in which the fuel injection nozzle of the present invention is applied to a fuel injection nozzle for a direct injection type diesel engine. FIG. 1 is a view showing the structure of the main part of the fuel injection nozzle. FIG. 2 is a view showing the entire structure of the fuel injection nozzle, and FIG. 3 is a view showing the vicinity of the injection hole of the fuel injection nozzle.
[0013]
The fuel injection nozzle 1 is attached to each cylinder head of a direct injection type diesel engine, and injects fuel pressurized to a high pressure by a fuel pump (not shown) in a mist form so as to obtain better ignition and combustion. 1 is a fuel injection nozzle for an internal combustion engine. The fuel injection nozzle 1 includes a nozzle body 2, a nozzle holder 3, a needle 4, a first coil spring 5, a second coil spring 6, a pressure pin 7, an intermediate plate 8, and the like.
[0014]
The nozzle body 2 is made of, for example, chrome molybdenum steel such as SCM415, chrome such as SCR, or carbon steel, and is formed in a circular tube shape. The nozzle body 2 holds a needle 4 slidably in a shaft hole 9 formed therein. Further, as shown in FIG. 3, one or more injection holes 10 for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine and a needle 4 on the upstream side of the injection hole 10 are provided at the tip of the nozzle body 2. A tapered seat portion 11 to be seated and a sack volume 12 formed at the tip are formed. A nozzle chamber 14 to which fuel is supplied from the fuel supply passage 13 is formed between the shaft hole 9 and the seat portion 11. The fuel is injected from the injection hole 10 when the needle 4 is lifted from the seat portion 11 and the suck volume 12 and the nozzle chamber 14 communicate with each other.
[0015]
The nozzle holder 3 is made of, for example, chromium molybdenum steel such as SCM415, chromium such as SCR, or carbon steel, and is formed in a circular tube shape. The nozzle holder 3 is fixed to the nozzle body 2 by the tightening force of the retaining nut 15 with the intermediate plate 8 sandwiched between the nozzle holder 3 and the nozzle body 2. Further, the nozzle holder 3 is formed with a fuel introduction passage 16 that guides fuel pressurized to a high pressure by a fuel pump into the nozzle chamber via the fuel supply passage 13. A filter 16 a that collects foreign matters such as dust and dust and prevents the foreign matter from entering the fuel injection nozzle 1 is inserted into the fuel introduction passage 16.
[0016]
The nozzle holder 3 forms a first spring chamber 17, a second spring chamber 18 and a leak passage 19 coaxially with the shaft hole 9 of the nozzle body 2. The first spring chamber 17 is an internal space of the present invention and houses the first coil spring 5 therein. The second spring chamber 18 is provided closer to the leak passage 19 than the first spring chamber 17 and houses the second coil spring 6 therein. The leak passage 19 allows the fuel that has overflowed from the nozzle chamber of the nozzle body 2 through the clearance between the inner wall of the nozzle body 2 and the outer periphery of the needle 4, the intermediate plate 8, the first and

second spring chambers

17, 18. A passage returning to a low-pressure fuel line (for example, an oil pan). The leak passage 19 is screwed with a plug 20 having a communication passage 20a communicating with the low pressure fuel line.
[0017]
The needle 4 is made of, for example, chrome molybdenum steel such as SCM415, chrome such as SCR, or carbon steel, and is formed in a round bar shape. A tapered seat portion 21 that is seated on the seat portion 11 of the nozzle body 2 is formed at the tip of the needle 4. A cylindrical journal portion 22 having an outer diameter smaller than that of the intermediate portion is integrally formed at the rear end portion of the needle 4. And the journal part 22 is connected with the front-end | tip part of the round rod-shaped push rod 23 as a press means which always presses the needle 4 to the side which seats on the sheet | seat part 11 of the nozzle body 2. As shown in FIG.
[0018]
The first coil spring 5 has an upper end held by an annular plate-shaped shim 24 housed in the first spring chamber 17 and a lower end held by a pressure pin 7. The shim 24 is supported by a cylindrical spacer 25 held in the internal space of the nozzle holder 3. The first coil spring 5 is a first biasing means that constantly biases the needle 4 to the side of the nozzle body 2 seated on the seat portion 11 via the pressure pin 7.
[0019]
The second coil spring 6 has an upper end held by a ring-shaped shim 26 housed in the second spring chamber 18 and a lower end flange portion as a spring seat provided at the rear end of the push rod 23. 27. The second coil spring 6 is a second urging unit that urges the needle 4 to the side of the nozzle body 2 seated on the seat portion 11 via the push rod 23.
[0020]
The pressure pin 7 is made of, for example, chromium molybdenum steel such as SCM415, chromium such as SCR, or carbon steel, and is formed in a predetermined shape. The pressure pin 7 is a restricting means or a restricting means that reciprocates in conjunction with the needle 4 and restricts the movement of the fuel by restricting the passage area in the concave portion 41 of the intermediate plate 8 to be described later. The pressure pin 7 includes an annular large-diameter portion 31 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the concave portion by a predetermined dimension (a clearance that allows the pressure pin 7 to slide), and a first spring from the large-diameter portion 31. The cylindrical small diameter part 32 protruded to the chamber 17 side, and the cylindrical small diameter part 33 protruded from the large diameter part 31 to the injection hole 10 side.
[0021]
The large diameter portion 31 has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the first coil spring 5 and has an outer diameter (φd) smaller than the inner diameter (φD) of the concave portion 41 of the intermediate plate 8 by a predetermined dimension, The intermediate plate 8 is slidably accommodated in the concave portion 41. A part of the outer wall 34 of the large-diameter portion 31 forms an annular throttle portion 43 (seal portion) having an overlap dimension L (see FIG. 1) between the inner wall of the concave portion 41 of the intermediate plate 8. . Here, the overlap dimension L is an overlap portion (sliding portion) between the outer wall (throttle portion) 34 of the large diameter portion 31 and the inner wall of the concave portion when the needle 4 is seated on the seat portion 11 of the nozzle body 2. )
The small diameter portion 32 contacts the push rod 23 when the lift amount of the needle 4 is larger than the prelift amount PL. Further, in the small diameter portion 33, there is a concave portion 33 a for accommodating the rear end portion of the journal portion 22 of the needle 4.
[0022]
The intermediate plate 8 is an intermediate plate according to the present invention, and is made of, for example, chromium molybdenum steel such as SCM415, chromium or carbon steel such as SCR, and formed in an annular plate shape. The intermediate plate 8 is liquid-tightly disposed between the rear end surface of the nozzle body 2 and the front end surface of the nozzle holder 3, and forms a fuel communication passage 40 that connects the fuel supply passage 13 and the fuel introduction passage 16. is doing.
[0023]
In addition, a concave portion 41 that is recessed toward the injection hole 10 side from the end surface on the nozzle holder side is formed inside the intermediate plate 8. The concave portion 41 has an inner diameter (φD) larger than the inner diameter (φd) of the large-diameter portion 31 of the pressure pin 7 by a predetermined dimension A, and is an accommodation hole that slidably accommodates the pressure pin 7. Here, the predetermined dimension A is obtained by the following equation (1).
[Expression 1]

[0024]
A damper chamber 42 for accommodating the journal portion 22 of the needle 4 together with fuel is formed between the injection hole 10 side (back side) of the concave portion 41 and the large diameter portion 31 of the pressure pin 7. Further, an annular throttle portion (seal portion) 43 having an overlap dimension L (see FIG. 1) is formed between the damper chamber 42 and the nozzle holder 3 side with a part of the outer wall 34 of the large diameter portion 31. Has been. The throttle portion 43 also serves as a guide for the large diameter portion 31 of the pressure pin 7. In the concave portion 41, an inner peripheral groove 44 and a notch groove 45 are formed on the inner periphery on the nozzle holder 3 side of the throttle portion 43 as communication paths that allow the damper chamber 42 and the first spring chamber 17 to communicate with each other. Yes. In this example, the notch groove 45 is formed at two symmetrical positions.
[0025]
Here, the overlap dimension L of this embodiment is the dimension of the throttle part 43 when the needle 4 is seated on the seat part 11 of the nozzle body 2, that is, the lower end of the inner peripheral groove 44 of the intermediate plate 8 and the pressure pin. 7 is a dimension (e.g., 0.05 mm) formed between the lower end surface (nozzle body side end surface) of the large diameter portion 31. The overlap dimension L is set to be equal to or less than the full lift amount FL of the needle 4.
[0026]
Note that the nozzle body side end face 46 of the intermediate plate 8 engages the needle 4 when the lift amount of the needle 4 reaches the full lift amount FL (maximum lift amount: eg, 0.35 mm), and the injection hole from this portion. It functions as a locking part and a regulating means for regulating the movement of the needle 4 to the side further opening 10. The rear end side of the intermediate plate 8 (opposite side of the injection hole 10) forms a first spring chamber 17 as an open chamber that releases the pressure in the damper chamber 42 with the nozzle holder 3.
[0027]
(Effects of Example)
Next, the operation of the fuel injection nozzle 1 of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a time chart showing the lift amount of the needle 4.
[0028]
When the pressure in the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 is smaller than the urging force of the first coil spring 5, the urging force of the first coil spring 5 is pressed against the side on which the needle 4 is seated via the pressure pin 7 (FIG. 4). A point). As a result, the seat portion 21 of the needle 4 is seated on the seat portion 11 of the nozzle body 2, whereby the nozzle chamber 14 and the sack volume 12 are shut off, and fuel is not injected from the injection hole 10.
[0029]
Next, the fuel pressurized to a high pressure by the fuel pump is supplied into the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 through the fuel introduction passage 16, the fuel communication passage 40, and the fuel supply passage 13. When the chamber pressure (fuel supply pressure) 14 becomes larger than the urging force of the first coil spring 5, the needle 4 and the pressure pin 7 begin to rise (lift) (point b in FIG. 4). As a result, the seat portion 21 of the needle 4 is lifted from the seat portion 11 of the nozzle body 2, whereby the nozzle chamber 14 and the sac volume 12 communicate with each other, and fuel injection from the injection hole 10 into the combustion chamber is started. .
[0030]
Thereafter, as the chamber pressure of the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 increases, the needle 4 and the pressure pin 7 are lifted, and when the pressure pin 7 contacts the lower end surface of the push rod 23, the lift amount of the needle 4 is increased. Reaches the pre-lift amount PL (see FIG. 4) (point c in FIG. 4). At this time, in addition to the urging force of the first coil spring 5, the urging force of the second coil spring 6 is also applied to the needle 4 via the pressure pin 7 and the push rod 23.
[0031]
When the chamber pressure in the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 further increases and the chamber pressure in the nozzle chamber 14 becomes larger than the resultant force of the urging force of the first coil spring 5 and the urging force of the second coil spring 6, the needle 4 and The pressure pin 7 starts to further lift to the side where the injection hole 10 is opened (point d in FIG. 4).
[0032]
Thereafter, as the chamber pressure of the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 further increases, the needle 4 and the pressure pin 7 are further lifted, and the needle 4 is locked to the nozzle body side end face 46 of the intermediate plate 8. The lift amount of the needle 4 reaches the full lift amount FL (see FIG. 1) (point e in FIG. 4).
[0033]
Thereafter, the supply of fuel into the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 is interrupted, and the chamber pressure of the nozzle chamber 14 of the nozzle body 2 is the resultant force of the urging force of the second coil spring 6 and the urging force of the first coil spring 5. When smaller than this, the needle 4 and the pressure pin 7 begin to descend toward the side of closing the injection hole 10 (point f in FIG. 4).
[0034]
At this time, when the outer wall 34 of the large-diameter portion 31 of the pressure pin 7 does not overlap the inner wall (throttle portion 43) of the concave portion 41 of the intermediate plate 8, the inner wall formed on the outer periphery of the large-diameter portion 31 of the pressure pin 7 The damper chamber 42 is opened via the circumferential groove 44 and the notch groove 45. As a result, the fuel filled in the damper chamber 42 can flow into the first spring chamber 17 as the needle 4 and the pressure pin 7 are lowered, so that the internal pressure of the damper chamber 42 does not increase. For this reason, the damper effect does not appear in the needle 4 and the pressure pin 7, and the needle 4 and the pressure pin 7 quickly descend toward the side of closing the injection hole 10.
[0035]
Thereafter, when the needle 4 is further lowered, the lift amount of the needle 4 becomes the overlap dimension L, and the outer wall (throttle portion) 34 of the large-diameter portion 31 of the pressure pin 7 becomes the inner wall (throttle portion) of the concave portion 41 of the intermediate plate 8. Part 43) (g point in FIG. 4). At this time, since the damper chamber 42 is closed, fuel is not supplied from the damper chamber 42 to the first spring chamber 17 side, so that the internal pressure of the damper chamber 42 increases. For this reason, the damper effect appears, and the lowering speed (moving speed) of the needle 4 and the pressure pin 7 becomes slower than when the damper chamber 42 is opened (broken line in FIG. 4).
[0036]
When the lower end surface of the flange portion 27 of the push rod 23 is seated on the spacer 25, when the lift amount of the needle 4 reaches the pre-lift amount PL (point h in FIG. 4), the pressure pin 7 and the push rod 23 are interlocked. Is released. Thereafter, only by the urging force of the first coil spring 5, the needle 4 and the pressure pin 7 further descend to the side of closing the injection hole 10, and the seat portion 21 of the needle 4 is slowly seated on the seat portion 11 of the nozzle body 2. Thus, fuel injection is completed (point i in FIG. 4).
[0037]
[Effects of Examples]
As described above, the fuel injection nozzle 1 exhibits the damper effect of slowing the descending speed of the needle 4 just before the needle 4 is seated on the seat portion 11 of the nozzle body 2, as shown by the solid line in FIG. 4. In addition, bounce when the needle 4 is seated can be reduced. As a result, since the needle 4 can suppress the rapid seating on the seat portion 11 of the nozzle body 2, the noise and vibration generated by the rapid seating of the needle 4 can be suppressed, and the needle 4 can be seated rapidly. Secondary injection due to the accompanying pressure wave can be reduced.
[0038]
The damper chamber 42 of this embodiment is formed by the concave portion 41 of the intermediate plate 8 and the large diameter portion 31 of the pressure pin 7. In other words, the damper chamber is not formed between the single needle and the single nozzle body as in the prior art. Therefore, it is possible to sufficiently check the valve performance such as the schnar characteristics of the fuel injection nozzle 1, particularly the performance of the nozzle body 2 and the needle 4 without being affected by the damper effect. Variations can be prevented. Thereby, the fuel injection nozzle 1 with little dispersion | variation in product quality can be manufactured.
[0039]
The damper characteristics are determined by the difference in diameter between the needle 4 and the damper chamber 42 and the overlapping dimension L between the outer wall 43 of the large diameter portion 31 of the pressure pin 7 and the inner wall of the throttle portion 43 of the intermediate plate 8. The overlap dimension L in this embodiment is the dimension of the throttle part 43 when the needle 4 is seated on the seat part 11 of the nozzle body 2, that is, the diameter of the lower end of the inner peripheral groove 44 of the intermediate plate 8 and the pressure pin 7. Since it is the length to the lower end surface of the large portion 31, it can be easily obtained as compared with the prior art, so that it becomes easy to accurately adjust the damper characteristics of the damper chamber 42.
[0040]
[Modification]
In this embodiment, the nozzle holder 3 and the intermediate plate 8 are formed as separate parts, but the nozzle holder 3 and the intermediate plate 8 may be integrally formed. In this embodiment, the present invention is used for a porous hole type nozzle, but the present invention may be used for a single hole type hole nozzle, a pintle type nozzle, and a throttle type nozzle. Furthermore, instead of the first and

second coil springs

5 and 6, biasing means such as cushion rubber or sponge may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view showing the main structure of a fuel injection nozzle, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing the main structure of a fuel injection nozzle (Example).
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall structure of a fuel injection nozzle (Example).
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vicinity of an injection hole of a fuel injection nozzle (Example).
FIG. 4 is a time chart showing the lift amount of a needle (Example).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection nozzle 2 Nozzle body 3 Nozzle holder 4 Needle 5 1st coil spring (1st biasing means)
6 Second coil spring (second biasing means)
7 Pressure pin 8 Intermediate plate 10 Injection hole 11 Sheet part 42 Damper chamber 43 Restriction part 44 Inner peripheral groove (communication path)
45 Notch groove (communication path)

Claims

(A) a nozzle body provided with an injection hole for injecting fuel;
(B) a needle that is slidably accommodated in the nozzle body, and moves the fuel to the side that opens the injection hole according to the supply pressure;
(C) a hollow nozzle holder that supports the nozzle body and has an internal space;
(D) a pressure pin connected to the nozzle holder side end of the needle and moving in the axial direction in conjunction with the needle;
(E) energizing means that is accommodated in the internal space of the nozzle holder and energizes the needle toward the closing side of the injection hole via the pressure pin;
(F) Arranged between the nozzle body and the nozzle holder, the pressure pin is slidably accommodated therein, and the nozzle holder side end of the needle is accommodated together with the fuel between the pressure pin. An intermediate plate having a damper chamber
The intermediate plate has a predetermined overlap size with the outer periphery of the pressure pin, and a throttle part that restricts the movement of fuel in the damper chamber, and the damper chamber and the damper holder closer to the nozzle holder than the throttle part have a communicating path which communicates with said internal space,
The communication passage, the fuel injection nozzle to the inner peripheral groove formed on the inner peripheral surface of the intermediate plate, characterized Rukoto such from the notch groove communicating between the inner peripheral groove and the nozzle holder side end face.

The fuel injection nozzle according to claim 1,
The urging means always urges the needle through the pressure pin toward the closing side of the injection hole, and when the moving amount of the needle is larger than the pre-lift amount, the pressure is applied to the needle. A fuel injection nozzle comprising: a second urging means for urging the injection hole toward the side to close the injection hole via a pin .