JP3758400B2

JP3758400B2 - Fuel injection device

Info

Publication number: JP3758400B2
Application number: JP01748599A
Authority: JP
Inventors: 一郎阪田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JP2000213438A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関するものであり、特に燃料の噴射量を調整可能な燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン等の内燃機関には、その運転状況に応じた燃料噴射量があり、一般に高負荷・高回転運転時では燃料噴射量が多いと良く、低負荷・低回転運転時では燃料噴射量が少ないと良いことが知られている。
【０００３】
このように、内燃機関の多様な運転状況に対応する手段の一つとして、ディーゼルエンジン等の内燃機関に多用される燃料噴射装置には、燃料を噴射する燃料噴射孔の径を変化させる等して燃料の噴射量を制御可能な燃料噴射装置が知られている。
【０００４】
この燃料噴射装置の中には、上記燃料噴射孔の少なくとも一部を、電圧の印加によって膨張、或いは収縮する圧電素子で囲み、この圧電素子に電圧を印加することによって燃料噴射孔の径を変え、燃料の噴射量を制御する可変噴孔径燃料噴射装置が知られている（特開昭６２−２４８８６８号公報、特開平３−７０８６３号公報）。
【０００５】
また、可変噴孔径燃料噴射装置以外の燃料噴射装置としては、ノズル先端部に互いに近接して設けられる複数の燃料噴射孔と、これらの燃料噴射孔を開閉自在な開閉手段とを有し、この開閉手段によって燃料噴射孔を順次開口、或いは閉口することにより燃料の噴射量を制御する燃料噴射装置が知られている。これらの燃料噴射装置は、燃料の噴射量を制御することによって、内燃機関の運転状況に即した燃料の燃焼を可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記可変噴孔径燃料噴射装置は、圧電素子という特殊な材料を必要とする上、圧電素子に印加する電圧の供給源である電源を必要とし、製造コストが高くなると共に、燃料噴射装置の構成が複雑化してしまう。
【０００７】
また、近接する複数の燃料噴射孔とこれらの燃料噴射孔を順次開閉可能な開閉手段とを有する燃料噴射装置は、図９に示されるように、噴射時において燃料噴射孔から噴射された燃料の噴射形状が互いに重なる部分（液相部分）を生じ、微粒化した燃料の粒が互いに接触してより大きな粒になるため、噴射された燃料の微粒化特性が劣るという欠点がある。
【０００８】
本発明は上記事項に鑑みなされたもので、内燃機関の運転状況に応じて燃料の噴射量を調整できる燃料噴射装置を提供することを第１の技術的課題とする。また、本発明は、燃焼に良好な噴射形状に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を提供することを第２の技術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は燃料噴射装置であり、上記少なくとも第１の技術的課題を解決するために以下に示す構成とされている。すなわち、本発明の燃料噴射装置は、燃料噴射孔を有するとともに、この燃料噴射孔へと加圧燃料を供給する燃料通路を有し、さらに、この燃料通路の途中に弁座を有するノズル本体と、このノズル本体内に設けられ、前記弁座に対し着座・離反可能に設けられた弁体とを備え、前記燃料通路に供給される燃料圧力によって、前記弁体が弁座に対して離反せしめられて前記燃料通路が開き、前記燃料噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置において、前記ノズル本体内の前記燃料噴射孔に臨む位置に、燃料通路に介在する形で前記燃料噴射孔に向かって進退自在に設けられ、燃料通路の燃料圧力を受けて燃料噴射孔から退行する方向へと燃料圧力を受ける受圧面を有する流量調整弁と、この流量調整弁を燃料通路内の燃料圧力に抗して進出方向に付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記燃料噴射装置は、上記燃料圧力と上記付勢手段による付勢力の差によって上記流量調整弁が上記燃料噴射孔に対して進出・退行することにより、燃料噴射孔との間に形成される上記加圧燃料の流路面積を変えることができる。よって、加圧燃料の燃料圧力、付勢力、或いはこれら両方を変えることにより、燃料噴射孔から噴射される燃料の噴射量を変えることができる。
【００１１】
上記付勢手段としては、燃料圧力を可変とする場合、スプリング・板バネ等の一定の弾性力を有する弾性体を例示できるが、ノズル本体内の前記燃料噴射孔に臨む位置に前記流量調整弁を進退摺動自在に収容するガイド孔を有する支持コアを備え、この支持コアは、流量調整弁押圧用の作動液を収容した液圧室を有し、この液圧室内の作動液圧での押圧力を前記付勢手段による付勢力とすると、付勢力を可変とするのに好適である。
【００１２】
さらに、上記支持コアは、上記液圧室に供給される流量調整弁押圧用の作動液が燃料であり、前記燃料噴射孔へと燃料を供給する燃料通路内の燃料圧力と、前記液圧室内へと供給される燃料圧力とを調整する燃圧調整手段を備えた構成とすると、流量調整弁を燃料噴射孔から退行させる燃料圧力と上記付勢力との調整が容易になり、また、燃料圧力と上記付勢力の両方を可変にすることができる。
【００１３】
上記燃圧調整手段としては、上記燃料通路に供給される燃料を加圧する蓄圧配管と、上記液圧室に供給される燃料を加圧する蓄圧配管と、これらの蓄圧配管にそれぞれ配置される圧力センサと、圧力センサによって検出された燃料圧力を制御する制御装置とを備えた構成を例示できる。
【００１４】
上記支持コアには、外側に上記弁体が摺動自在に外嵌する有底の筒状体であり、その底部に上記流量調整弁を収容するガイド孔を有し、筒状体の内部が上記液圧室であり、この液圧室は、作動液としての燃料が供給され、かつ液圧室と上記蓄圧配管とが接続されている構成を例示できる。なお、上記支持コアのガイド孔又はガイド孔近傍の液圧室内には、ガイド孔に収容したガイドロッドが上記液圧室に入り込まないように、ガイドロッドの液圧室への進入を規制する規制部材を設けても良い。
【００１５】
上記流量調整弁は、ガイド孔に摺動自在に支持されるガイドロッドと、このガイドロッドの前記燃料噴射孔に向かう面に設けた先細りのテーパ部とを有すると、燃料噴射孔へ流れる上記加圧燃料の流量の精密な調整に好適である。また、上記テーパ部は、少なくともその一部が燃料通路内に位置するテーパ部であると、このテーパ部を上記受圧面とすることができるのでより好ましい。
【００１６】
なお、流量調整弁の受圧面には図８に示されるように、直胴のガイドロッドと燃料噴射孔に嵌合するテーパ部との間に、ガイドロッドよりも小径の直胴部を設け、この直胴部とガイドロッドとの段部に形成される平面を例示できる。
【００１７】
流量調整弁のテーパ部は、燃料噴射孔との間に燃料流路を形成する。この燃料流路を流れる加圧燃料は、燃料圧力を有するため上記テーパ部、或いは燃料噴射孔に沿って流れる。従って、テーパ部に沿って流れる加圧燃料は、テーパ部の先端に集中し、互いに反発した後に外方に向けて噴射する。
【００１８】
従って、上記燃料噴射孔は、外方に進むに従って漸次断面が縮小するテーパ状に形成されていると、上記燃料流路を流れる加圧燃料の流れ方向をテーパ部の先端に集中することができ、加圧燃料はテーパ部の先端で互いに反発して噴射することから、噴射された加圧燃料の噴射形状は、外方へ向けて漸次断面が拡大する中空の略円錐形状（ラッパ形状）を呈し、噴射によって微粒化した燃料と空気との接触面積を大きくすることができる。
【００１９】
そして、上記加圧燃料が流量調整弁のテーパ部の先端で反発した後に燃料噴射孔の側面、或いは端部とぶつかると、上記燃料流路を流れる加圧燃料の流出方向は一定の方向性を失い、燃料噴射孔の最先端における断面全域から外方に向けて任意に噴射してしまうので、燃料噴射孔の形状を流量調整弁におけるテーパ部に平行なテーパ状に形成すると、流量調整弁のテーパ部の先端で反発する燃料が燃料噴射孔にぶつからないのでより好ましい。なお、燃料噴射孔は、燃料の燃焼に有利な位置に複数設けても良い。
【００２０】
上記弁座に着座離反可能な弁体としては、弁座に着座するシール部と、このシール部よりも上流側に、弁座から離反する方向へと燃料圧力を受ける受圧部とを有する弁体を例示できる。なお、この弁体は、スプリング等によって弁座に着座する方向へと付勢されていても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明である燃料噴射装置について、図面に示される実施形態に沿って詳細に説明する。まず、本発明の一実施形態である燃料噴射装置の構成について説明する。
【００２２】
図１は本実施形態における燃料噴射装置１の概略全体システムを示しており、燃料噴射装置１の周辺には、図１に示されるように燃料タンク２０と、燃料タンク２０から燃料を吸い上げ、２系統へ独立して圧送可能な燃料ポンプ２１と、燃料ポンプ２１から圧送される燃料を加圧状態で貯蔵する２本の蓄圧配管２２ａ、２２ｂとが配置されている。蓄圧配管２２ａは、噴射用の燃料を供給する第１燃料供給管５ａで燃料噴射装置１と接続されており、蓄圧配管２２ｂは、作動液となる燃料を供給する第２燃料供給管５ｂで燃料噴射装置１と接続されている。また、燃料タンク２０からは第３燃料供給管５ｃが出ており燃料噴射装置１と接続されている。なお、燃料噴射装置１は、図示しないが内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するよう配置されている。
【００２３】
蓄圧配管２２ａ、２２ｂには、それぞれ圧力センサ２３ａ、２３ｂが設けられ、これらの圧力センサ２３ａ、２３ｂはエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略す）２４と接続されている。圧力センサ２３ａ、２３ｂは、各々の蓄圧配管２２ａ、２２ｂの燃料圧力を検出し、電気信号に変換してＥＣＵ２４に入力する。圧力センサ２３ａ、２３ｂからの出力信号等に基づいて燃料ポンプ２１がフィードバック制御され、それぞれの蓄圧配管２２ａ、２２ｂ内の燃料圧力が、所定の圧力に保たれるようになっている。つまり、燃料ポンプ２１、蓄圧配管２２ａ、２２ｂ、圧力センサ２３ａ、２３ｂ、及びＥＣＵ２４によって燃圧調整手段を形成している。また、燃料噴射装置１もＥＣＵ２４と接続されており、内燃機関の運転状況に応じてＥＣＵ２４によって制御される。
【００２４】
燃料噴射装置１は、図２に示されるように、主にノズル本体２、ノズルホルダ３、ノズルナット４とから構成とされており、ノズル本体２は、ノズルホルダ３の下方に配置され、ノズルナット４によってノズルホルダ３に固定されている。
【００２５】
ノズルホルダ３には、蓄圧配管２２ａに接続される第１燃料供給管５ａと、蓄圧配管２２ｂに接続される第２燃料供給管５ｂと、燃料タンク２０に接続される第３燃料供給管５ｃとが接続されている。
【００２６】
ノズルホルダ３の内側には、ノズルホルダ３を軸線方向に貫通し第１燃料供給管５ａと接続される第１燃料供給孔６ａと、ノズルホルダ３を中心軸線で貫通し第２燃料供給管５ｂと接続される第２燃料供給孔６ｂと、第２燃料供給孔６ｂの下部を形成するコア固定管７と、コア固定管７の外周面を内包するスプリング８と、スプリング８を収納する円筒状のスプリング収納室９と、ノズルホルダ３の軸線方向に延びスプリング収納室９と第３燃料供給管５ｃとを接続する第３燃料供給孔６ｃとが設けられている。
【００２７】
ノズル本体２は、図３に示されるように、ノズル本体２の上端に位置する大径孔部２ａと、大径孔部２ａの下方に連なる環状の燃料溜まり室２ｂと、燃料溜まり室２ｂの下方に連なる中径孔部２ｃと、中径孔部２ｃの下方に連なり下方に向けて縮径するテーパ状の弁座２ｄと、弁座２ｄの下方に連なるカップ状の小径孔部２ｅとから構成されている。
【００２８】
なお、燃料溜まり室２ｂは第１燃料供給孔６ａと接続されており、小径孔部２ｅの下端部であるノズル本体２の先端部には、外方に進むに従って漸次断面が縮小するテーパ状に形成された複数の燃料噴射孔１０が周方向所定間隔おきに設けられている。
【００２９】
ノズル本体２の内側には、弁体１１が配置されている。弁体１１は、弁体１１の上端に位置しスプリング８の下端に当接する突起１１ａと、突起１１ａの下方に連なり大径孔部２ａに摺動自在に内嵌する大径部１１ｂと、大径部１１ｂの下方に連なり下方に向けて縮径するテーパ状で、燃料溜まり室２ｂの一側面を形成する受圧部１１ｃと、受圧部１１ｃの下方に連なり中径孔部２ｃとの間に隙間を有する小径部１１ｄと、小径部１１ｄの下方に連なり下方に向けて縮径するテーパ状のシール部１１ｅとから構成されている。
【００３０】
なお、中径孔部２ｃと小径部１１ｄとの間の隙間は、燃料溜まり室２ｂに連なる第１燃料通路１２となっている。この第１燃料通路１２は、ノズル本体２内に形成される燃料通路のうち、弁座２ｄよりも上流側の燃料通路である。また、弁体１１は、スプリング８によって弁体１１の閉弁方向である下方に付勢されており、弁座２ｄに着座している。
【００３１】
弁体１１の内側には支持コア１３が配置されている。支持コア１３は、コア固定管７の下端に当接し、外側に弁体１１を摺動自在に外嵌すると共に小径孔部２ｅとの間に隙間を有する円筒部１３ａと、円筒部１３ａの下方に連なると共に下方に向けて収束する円錐状の底部１３ｂとから構成されている。底部１３ｂの先端は小径孔部２ｅに当接しており、支持コア１３はノズル本体２に対して移動不能に固定されている。
【００３２】
また、底部１３ｂの周面には、燃料噴射孔１０の同軸上に複数のガイド孔１３ｃが設けられている。なお、円筒部１３ａの内側は、コア固定管７を介して第２燃料供給孔６ｂと接続される液圧室１３ｄであり、支持コア１３と小径孔部２ｅとの間の隙間は、弁座２ｄを介して第１燃料通路１２と接続される第２燃料通路１４となっている。なお、第２燃料通路１４は、ノズル本体２内に形成される燃料通路のうち、弁座２ｄよりも下流側の燃料通路である。
【００３３】
燃料噴射孔１０には、図４に示されるように、支持コア１３のガイド孔１３ｃに摺動自在に収容されると共に燃料噴射孔１０に向かって進退自在な流量調整弁１５が嵌合している。流量調整弁１５は、ガイド孔１３ｃに摺動自在に支持される直胴のガイドロッド１５ａと、ガイドロッド１５ａに連なり燃料噴射孔１０と一部の周面で嵌合するテーパ部１５ｂとから構成されている。流量調整弁１５は、テーパ部１５ｂの一部が第２燃料通路１４内に位置して燃料噴射孔１０と嵌合している。
【００３４】
続いて、本実施形態における燃料噴射装置１の作動状況について説明する。スプリング収納室９には、第３燃料供給管５ｃ及び第３燃料供給孔６ｃを介して常圧の燃料が供給されている。この燃料は、スプリング８の潤滑油として作用する。
【００３５】
また、液圧室１３ｄには、第２燃料供給管５ｂ、第２燃料供給孔６ｂ、及びコア固定管７を介して加圧燃料（以下、作動液と称す）が供給されている。この作動液の圧力は、ガイド孔１３ｃに収容された流量調整弁１５を押圧し、流量調整弁１５を燃料噴射孔１０に進出する方向へ付勢する付勢力として作用している。従って流量調整弁１５は、その閉弁方向である燃料噴射孔１０に進出する方向へ付勢されて燃料噴射孔１０と嵌合している。
【００３６】
燃料噴射孔１０から噴射される加圧燃料（以下、噴射用燃料と称す）は、第１燃料供給管５ａ、第１燃料供給孔６ａ、及び燃料溜まり室２ｂを介して第１燃料通路１２に供給される。噴射用燃料の圧力は受圧部１１ｃに作用して、弁体１１のシール部１１ｅが弁座２ｄから離反する方向である開弁方向に移動させる作用力となる。
【００３７】
第１燃料通路１２に噴射用燃料が供給されると、第１燃料通路１２及び燃料溜まり室２ｂは噴射用燃料で満たされる。すると、噴射用燃料の燃料圧力は受圧部１１ｃに作用して、弁体１１に開弁方向への力が作用する。
【００３８】
一方で弁体１１は、弁座２ｄに着座する方向へスプリング８によって付勢されているが、噴射用燃料の燃料圧力による弁体１１の開弁方向への作用力がスプリング８の付勢力を上回ると、図５に示されるように、シール部１１ｅが弁座２ｄから離反して弁体１１が開弁する。
【００３９】
弁体１１が開弁すると、第１燃料通路１２から第２燃料通路１４へ噴射用燃料が供給され、第２燃料通路１４は噴射用燃料で満たされる。テーパ部１５ｂはその一部が第２燃料通路１４内に位置して燃料噴射孔１０と嵌合しているので、第２燃料通路１４内に位置するテーパ部１５ｂの一部が流量調整弁１５の閉弁時に噴射用燃料の圧力を受ける受圧面１５ｃとなる。
【００４０】
この受圧面１５ｃに作用する燃料圧力は、流量調整弁１５が燃料噴射孔１０から退行する方向、すなわち開弁方向へ作用する力となる。一方で、流量調整弁１５は、液圧室１３ｄに供給された作動液の圧力によって閉弁方向に付勢されているが、流量調整弁１５の開弁方向に作用する燃料圧力が流量調整弁１５の付勢力を上回ると、図６に示されるように流量調整弁１５が開弁する。
【００４１】
流量調整弁１５が開弁すると、テーパ部１５ｂの周面と燃料噴射孔１０との間に噴射用燃料の燃料流路が形成され、噴射用燃料はこの燃料流路内を流れる。このとき噴射用燃料は、テーパ部１５ｂの周面と燃料噴射孔１０とによってその流れ方向が規制され、テーパ部１５ｂの先端に向けて勢い良く流れ、燃料噴射孔１０から噴射される。
【００４２】
流量調整弁１５の開弁時においては、テーパ部１５ｂの全周面が受圧面１５ｃとなっており、第２燃料通路１４に供給された噴射用燃料の燃料圧力を受けて、流量調整弁１５の開弁位置を維持する。また、開弁時にガイドロッド１５ａは、液圧室１３ｄ内で互いに当たるため、流量調整弁１５が液圧室１３ｄ内に入り込まないようになっている。
【００４３】
また、液圧室１３ｄに収容される作動液の圧力を上記燃圧調整手段で制御すると、流量調整弁１５に対する付勢力を自在に設定できる。作動液の圧力を大きくすると、流量調整弁１５に対する付勢力が強まることから、流量調整弁１５が燃料噴射孔１０に向かって進出するため、上記燃料流路を狭くすることができ、燃料噴射孔１０から噴射される燃料の噴射量を小さくすることができる。同様に作動液の圧力を小さくすると、燃料噴射孔１０からの燃料の噴射量を大きくすることができる。
【００４４】
従って、上記内燃機関の運転状況に即して作動液の圧力を連続制御すると、燃料の噴射量を自在に制御することができる。また、作動液の圧力と噴射用燃料の圧力の両方を制御することによって、燃料の噴射量をより精密に制御することも可能である。
【００４５】
噴射用燃料は、テーパ部１５ｂの先端でぶつかり合って反発し、燃料噴射孔１０から外方に向けて噴射される。このときの噴射形状は、図７に示されるように、外側からは略円錐形状であるが、内側に同じく略円錐形状の中空部が形成される中空コーン形状（ラッパ形状）となる。従って、燃焼室に噴射された燃料は、噴射形状の中空部で空気と接触する分、燃焼室中の空気との接触面積が大きく、燃焼に良好な混合気を形成する。
【００４６】
第１燃料通路１２への噴射用燃料の供給を止めると、第１燃料通路１２及び第２燃料通路１４に供給された噴射用燃料の燃料圧力は低下し、スプリング８による付勢力が、受圧部１１ｃに作用する燃料圧力を上回り、シール部１１ｅが弁座２ｄに対して着座して弁体１１が閉弁し、燃料噴射孔１０からの噴射用燃料の噴射が停止する。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、本発明の燃料噴射装置は、燃料噴射孔を有するとともに、この燃料噴射孔へと加圧燃料を供給する燃料通路を有し、さらに、この燃料通路の途中に弁座を有するノズル本体と、このノズル本体内に設けられ、前記弁座に対し着座・離反可能に設けられた弁体とを備え、前記燃料通路に供給される燃料圧力によって、前記弁体が弁座に対して離反せしめられて前記燃料通路が開き、前記燃料噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置において、前記ノズル本体内の前記燃料噴射孔に臨む位置に、燃料通路に介在する形で前記燃料噴射孔に向かって進退自在に設けられ、燃料通路の燃料圧力を受けて燃料噴射孔から退行する方向へと燃料圧力を受ける受圧面を有する流量調整弁と、この流量調整弁を燃料通路内の燃料圧力に抗して進出方向に付勢する付勢手段とを備えたことにより、上記付勢手段による付勢力と、流量調整弁が燃料噴射孔から退行する方向へ作用する力となる燃料圧力との強弱を制御することで、流量調整弁と燃料噴射孔との間に形成される隙間（燃料流路）面積を制御し、噴射される加圧燃料の噴射量を自在に制御することができ、よって、内燃機関の運転状況に応じた燃料の噴射が可能である。
【００４８】
また、上記付勢手段を、ノズル本体内の前記燃料噴射孔に臨む位置に前記流量調整弁を進退摺動自在に収容するガイド孔を有するとともに、流量調整弁押圧用の作動液を収容した液圧室を有する支持コアとし、さらに、前記液圧室に供給される流量調整弁押圧用の作動液を燃料とし、前記燃料噴射孔へと燃料を供給する燃料通路内の燃料圧力と、前記液圧室内へと供給される燃料圧力とを調整する燃圧調整手段を備えた構成としたことで、上記付勢力となる液圧室内の燃料圧力と上記燃料通路に供給される燃料圧力と圧力調整が、構成を複雑化することなく容易に行うことが可能である。
【００４９】
そして、前記流量調整弁を、ガイド孔に摺動自在に支持されるガイドロッドと、このガイドロッドの前記燃料噴射孔に向かう面に設けた先細りのテーパ部とを有する流量調整弁としたことにより、より精密な燃料噴射量の制御に好適であり、さらに、前記燃料噴射孔を、外方に進むに従って漸次断面が縮小するテーパ状に形成することにより、流量調整弁と燃料噴射孔との隙間である燃料流路を、流量調整弁のテーパ部周面に沿って流れる加圧燃料が、テーパ部の先端において互いにぶつかり合い、流量調整弁の先端で互いに反発して燃料噴射孔から噴射されるので、噴射された加圧燃料は中空の略円錐形状（ラッパ形状）である噴射形状を呈し、空気との接触面積を大きくすることができ、よって、燃焼に良好な噴射形状に燃料を噴射可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である燃料噴射装置における概略全体システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態である燃料噴射装置の全体縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態である燃料噴射装置の閉弁時におけるノズルボディの拡大縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態である燃料噴射装置の閉弁時における流量調整弁近傍の要部拡大縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態である燃料噴射装置の開弁時におけるノズルボディの拡大縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態である燃料噴射装置の開弁時における流量調整弁近傍の要部拡大縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態である燃料噴射装置が噴射燃料の噴射形状を示す縦断面図である。
【図８】本発明における流量調整弁の一例を示す流量調整弁近傍の要部拡大縦断面図である。
【図９】従来技術における他の燃料噴射装置であって、近接する２つの燃料噴射孔から噴射された燃料の噴射形状を示す燃料噴射孔近傍の要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１燃料噴射装置
２ノズル本体
２ａ大径孔部
２ｂ燃料溜まり室
２ｃ中径孔部
２ｄ弁座
２ｅ小径孔部
３ノズルホルダ
４ノズルナット
５ａ第１燃料供給管
５ｂ第２燃料供給管
５ｃ第３燃料供給管
６ａ第１燃料供給孔
６ｂ第２燃料供給孔
６ｃ第３燃料供給孔
７コア固定管
８スプリング
９スプリング収納室
１０燃料噴射孔
１１弁体
１１ａ突起
１１ｂ大径部
１１ｃ受圧部
１１ｄ小径部
１１ｅシール部
１２第１燃料通路
１３支持コア
１３ａ円筒部
１３ｂ底部
１３ｃガイド孔
１３ｄ液圧室
１４第２燃料通路
１５流量調整弁
１５ａガイドロッド
１５ｂテーパ部
１５ｃ受圧面
１６圧電素子
１７圧電板
２０燃料タンク
２１燃料ポンプ
２２ａ、２２ｂ蓄圧配管
２３ａ、２３ｂ圧力センサ
２４エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
Ａ液相部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection device capable of adjusting the fuel injection amount.
[0002]
[Prior art]
An internal combustion engine such as a diesel engine has a fuel injection amount according to its operating condition. Generally, a fuel injection amount should be large during a high load / high rotation operation, and a fuel injection amount during a low load / low rotation operation. Less is known to be good.
[0003]
As described above, as one of means for dealing with various operating conditions of the internal combustion engine, a fuel injection device frequently used in an internal combustion engine such as a diesel engine has a diameter of a fuel injection hole for injecting fuel. There is known a fuel injection device capable of controlling the fuel injection amount.
[0004]
In this fuel injection device, at least a part of the fuel injection hole is surrounded by a piezoelectric element that expands or contracts when a voltage is applied, and the diameter of the fuel injection hole is changed by applying a voltage to the piezoelectric element. A variable-bore-diameter fuel injection device that controls the fuel injection amount is known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-248868 and 3-70863).
[0005]
Further, as a fuel injection device other than the variable injection hole diameter fuel injection device, it has a plurality of fuel injection holes provided close to each other at the nozzle tip, and an opening / closing means that can open and close these fuel injection holes. 2. Description of the Related Art There is known a fuel injection device that controls a fuel injection amount by sequentially opening or closing fuel injection holes by an opening / closing means. These fuel injection devices control the fuel injection amount, thereby enabling combustion of fuel in accordance with the operation state of the internal combustion engine.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the variable injection hole diameter fuel injection device requires a special material such as a piezoelectric element, and also requires a power source as a voltage source to be applied to the piezoelectric element. The configuration becomes complicated.
[0007]
A fuel injection device having a plurality of adjacent fuel injection holes and an opening / closing means capable of sequentially opening and closing these fuel injection holes, as shown in FIG. Since the injection shapes overlap each other (liquid phase portion) and the atomized fuel particles come into contact with each other to become larger particles, there is a disadvantage that the atomization characteristics of the injected fuel are inferior.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-mentioned matters, and a first technical problem is to provide a fuel injection device capable of adjusting the fuel injection amount in accordance with the operation state of the internal combustion engine. Moreover, this invention makes it a 2nd technical subject to provide the fuel-injection apparatus which can inject a fuel in the injection shape favorable for combustion.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a fuel injection device having the following configuration in order to solve at least the first technical problem. That is, the fuel injection device of the present invention has a fuel injection hole, a fuel passage for supplying pressurized fuel to the fuel injection hole, and a nozzle body having a valve seat in the middle of the fuel passage. And a valve body provided in the nozzle body so as to be seated / separated from the valve seat, and the valve body is separated from the valve seat by the fuel pressure supplied to the fuel passage. In the fuel injection device that opens the fuel passage and injects fuel from the fuel injection hole, toward the fuel injection hole in a position facing the fuel injection hole in the nozzle body and in the form of a fuel passage. A flow rate adjusting valve that is provided so as to be able to advance and retreat, and has a pressure receiving surface that receives the fuel pressure in the fuel passage and receives the fuel pressure in a direction retreating from the fuel injection hole, and the flow rate adjusting valve is opposed to the fuel pressure in the fuel passage. How to advance And further comprising a biasing means for biasing the.
[0010]
The fuel injection device is formed between the fuel injection hole and the fuel injection hole as a result of the flow rate adjusting valve advancing and retreating with respect to the fuel injection hole due to a difference between the fuel pressure and the urging force of the urging means. The flow area of the pressurized fuel can be changed. Therefore, the amount of fuel injected from the fuel injection hole can be changed by changing the fuel pressure, the biasing force, or both of the pressurized fuel.
[0011]
As the urging means, when the fuel pressure is variable, an elastic body having a certain elastic force such as a spring or a leaf spring can be exemplified, but the flow rate adjusting valve is located at a position facing the fuel injection hole in the nozzle body. A support core having a guide hole for slidably moving back and forth. The support core has a hydraulic chamber that stores a hydraulic fluid for pressing the flow rate adjustment valve, and the hydraulic fluid in the hydraulic chamber has a hydraulic pressure chamber. If the pressing force is the urging force by the urging means, it is suitable for making the urging force variable.
[0012]
Further, the support core is configured such that the hydraulic fluid for pressing the flow rate adjusting valve supplied to the hydraulic pressure chamber is fuel, the fuel pressure in the fuel passage for supplying the fuel to the fuel injection hole, and the hydraulic pressure chamber If the fuel pressure adjusting means for adjusting the fuel pressure supplied to the fuel is adjusted, it is easy to adjust the fuel pressure that causes the flow rate adjusting valve to retreat from the fuel injection hole and the urging force. Both of the urging forces can be made variable.
[0013]
As the fuel pressure adjusting means, a pressure accumulating pipe for pressurizing the fuel supplied to the fuel passage, a pressure accumulating pipe for pressurizing the fuel supplied to the hydraulic pressure chamber, and pressure sensors respectively disposed in these pressure accumulating pipes A configuration including a control device that controls the fuel pressure detected by the pressure sensor can be exemplified.
[0014]
The support core is a bottomed tubular body on which the valve body is slidably fitted on the outside, and has a guide hole for housing the flow rate adjusting valve at the bottom, and the inside of the tubular body is It is the said hydraulic pressure chamber, This hydraulic pressure chamber can illustrate the structure by which the fuel as hydraulic fluid is supplied and the hydraulic pressure chamber and the said pressure accumulation piping are connected. A regulation for restricting the guide rod from entering the hydraulic chamber so that the guide rod accommodated in the guide hole does not enter the hydraulic chamber in the guide hole of the support core or in the vicinity of the guide hole. A member may be provided.
[0015]
The flow rate adjusting valve has a guide rod that is slidably supported in the guide hole, and a tapered portion provided on a surface of the guide rod facing the fuel injection hole. It is suitable for precise adjustment of the flow rate of pressurized fuel. Further, it is more preferable that at least a part of the tapered portion is a tapered portion located in the fuel passage because the tapered portion can be used as the pressure receiving surface.
[0016]
As shown in FIG. 8, the pressure receiving surface of the flow rate adjusting valve is provided with a straight body portion having a diameter smaller than that of the guide rod between the guide rod of the straight body and the tapered portion fitted to the fuel injection hole, The plane formed in the step part of this straight body part and a guide rod can be illustrated.
[0017]
The taper portion of the flow rate adjusting valve forms a fuel flow path with the fuel injection hole. Since the pressurized fuel flowing through the fuel flow path has fuel pressure, it flows along the tapered portion or the fuel injection hole. Accordingly, the pressurized fuel flowing along the tapered portion concentrates at the tip of the tapered portion, and repels each other and then is injected outward.
[0018]
Therefore, if the fuel injection hole is formed in a tapered shape whose cross section gradually decreases as it goes outward, the flow direction of the pressurized fuel flowing through the fuel flow path can be concentrated at the tip of the tapered portion. Since the pressurized fuel is repelled and injected at the tip of the taper portion, the injection shape of the injected pressurized fuel has a hollow, substantially conical shape (a trumpet shape) whose cross section gradually expands outward. It is possible to increase the contact area between the fuel atomized by the injection and the air.
[0019]
Then, when the pressurized fuel repels at the tip of the taper portion of the flow rate adjusting valve and collides with the side surface or the end portion of the fuel injection hole, the flow direction of the pressurized fuel flowing through the fuel flow path has a certain directivity. Since the fuel injection hole is arbitrarily injected outward from the entire cross section at the forefront of the fuel injection hole, if the shape of the fuel injection hole is formed in a tapered shape parallel to the taper portion of the flow adjustment valve, the flow adjustment valve It is more preferable because the fuel repelling at the tip of the tapered portion does not hit the fuel injection hole. A plurality of fuel injection holes may be provided at a position advantageous for fuel combustion.
[0020]
The valve body that can be separated from the valve seat includes a seal portion that is seated on the valve seat, and a pressure receiving portion that receives fuel pressure in a direction away from the valve seat on the upstream side of the seal portion. Can be illustrated. In addition, this valve body may be urged | biased by the direction seated on a valve seat with a spring etc.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a fuel injection device according to the present invention will be described in detail according to embodiments shown in the drawings. First, the configuration of a fuel injection device according to an embodiment of the present invention will be described.
[0022]
FIG. 1 shows a schematic overall system of a fuel injection device 1 according to the present embodiment, and a fuel tank 20 and a fuel tank 20 as shown in FIG. A fuel pump 21 that can be pumped independently to the system and two pressure accumulating pipes 22a and 22b that store fuel pumped from the fuel pump 21 in a pressurized state are arranged. The pressure accumulating pipe 22a is connected to the fuel injection device 1 through a first fuel supply pipe 5a that supplies fuel for injection, and the pressure accumulating pipe 22b is fueled through a second fuel supply pipe 5b that supplies fuel serving as a working fluid. The injection device 1 is connected. Further, a third fuel supply pipe 5 c comes out from the fuel tank 20 and is connected to the fuel injection device 1. The fuel injection device 1 is arranged to inject fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown).
[0023]
The pressure accumulating pipes 22a and 22b are provided with pressure sensors 23a and 23b, respectively, and these pressure sensors 23a and 23b are connected to an engine control unit (hereinafter abbreviated as ECU) 24. The pressure sensors 23a and 23b detect the fuel pressure in each of the pressure accumulating pipes 22a and 22b, convert it into an electric signal, and input it to the ECU 24. The fuel pump 21 is feedback-controlled based on output signals from the pressure sensors 23a and 23b, and the fuel pressure in the respective pressure accumulating pipes 22a and 22b is maintained at a predetermined pressure. That is, the fuel pressure adjusting means is formed by the fuel pump 21, the pressure accumulating pipes 22a and 22b, the pressure sensors 23a and 23b, and the ECU 24. The fuel injection device 1 is also connected to the ECU 24, and is controlled by the ECU 24 in accordance with the operation status of the internal combustion engine.
[0024]
As shown in FIG. 2, the fuel injection device 1 is mainly composed of a nozzle body 2, a nozzle holder 3, and a nozzle nut 4, and the nozzle body 2 is disposed below the nozzle holder 3, The nut 4 fixes the nozzle holder 3.
[0025]
The nozzle holder 3 includes a first fuel supply pipe 5a connected to the pressure accumulation pipe 22a, a second fuel supply pipe 5b connected to the pressure accumulation pipe 22b, and a third fuel supply pipe 5c connected to the fuel tank 20. Is connected.
[0026]
Inside the nozzle holder 3, a first fuel supply hole 6a that penetrates the nozzle holder 3 in the axial direction and is connected to the first fuel supply pipe 5a, and a second fuel supply pipe 5b that penetrates the nozzle holder 3 along the central axis. The second fuel supply hole 6b connected to the core, the core fixing pipe 7 that forms the lower part of the second fuel supply hole 6b, the spring 8 that encloses the outer peripheral surface of the core fixing pipe 7, and the cylindrical shape that houses the spring 8 And a third fuel supply hole 6c extending in the axial direction of the nozzle holder 3 and connecting the spring storage chamber 9 and the third fuel supply pipe 5c.
[0027]
As shown in FIG. 3, the nozzle body 2 includes a large-diameter hole portion 2a located at the upper end of the nozzle body 2, an annular fuel reservoir chamber 2b continuous below the large-diameter hole portion 2a, and a fuel reservoir chamber 2b. From the middle diameter hole 2c that continues downward, the tapered valve seat 2d that continues downward from the medium diameter hole 2c and decreases in diameter, and the cup-shaped small diameter hole 2e that continues downward from the valve seat 2d It is configured.
[0028]
The fuel reservoir chamber 2b is connected to the first fuel supply hole 6a, and the tip of the nozzle body 2, which is the lower end of the small diameter hole 2e, is tapered so that the cross section gradually decreases as it goes outward. A plurality of formed fuel injection holes 10 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction.
[0029]
A valve body 11 is disposed inside the nozzle body 2. The valve body 11 is located at the upper end of the valve body 11 and is in contact with the lower end of the spring 8; a large diameter portion 11b that is continuous below the protrusion 11a and is slidably fitted into the large diameter hole portion 2a; A gap between a pressure receiving portion 11c that forms a side surface of the fuel reservoir chamber 2b and a medium diameter hole portion 2c that continues to the lower side of the pressure receiving portion 11c. The small-diameter portion 11d has a taper-shaped seal portion 11e that continues to the lower portion of the small-diameter portion 11d and decreases in diameter toward the lower portion.
[0030]
A gap between the medium diameter hole portion 2c and the small diameter portion 11d serves as a first fuel passage 12 connected to the fuel reservoir chamber 2b. The first fuel passage 12 is a fuel passage upstream of the valve seat 2 d in the fuel passage formed in the nozzle body 2. The valve body 11 is biased downward by the spring 8 in the valve closing direction of the valve body 11 and is seated on the valve seat 2d.
[0031]
A support core 13 is disposed inside the valve body 11. The support core 13 is in contact with the lower end of the core fixing tube 7, and the valve body 11 is slidably fitted on the outer side and has a gap between the small diameter hole portion 2 e and a lower portion of the cylindrical portion 13 a. And a conical bottom portion 13b that converges downward. The tip of the bottom portion 13b is in contact with the small diameter hole 2e, and the support core 13 is fixed to the nozzle body 2 so as not to move.
[0032]
Further, a plurality of guide holes 13 c are provided on the peripheral surface of the bottom portion 13 b on the same axis as the fuel injection hole 10. The inside of the cylindrical portion 13a is a hydraulic pressure chamber 13d connected to the second fuel supply hole 6b via the core fixing pipe 7, and the gap between the support core 13 and the small diameter hole portion 2e is a valve seat. The second fuel passage 14 is connected to the first fuel passage 12 through 2d. The second fuel passage 14 is a fuel passage downstream of the valve seat 2d in the fuel passage formed in the nozzle body 2.
[0033]
As shown in FIG. 4, the fuel injection hole 10 is fitted with a flow rate adjusting valve 15 that is slidably received in the guide hole 13 c of the support core 13 and that can move forward and backward toward the fuel injection hole 10. Yes. The flow rate adjusting valve 15 includes a straight guide rod 15a that is slidably supported in the guide hole 13c, and a tapered portion 15b that is continuous with the guide rod 15a and is fitted to the fuel injection hole 10 at a part of the peripheral surface. Has been. In the flow rate adjusting valve 15, a part of the tapered portion 15 b is located in the second fuel passage 14 and is fitted to the fuel injection hole 10.
[0034]
Next, the operation status of the fuel injection device 1 in the present embodiment will be described. Normal pressure fuel is supplied to the spring storage chamber 9 via the third fuel supply pipe 5c and the third fuel supply hole 6c. This fuel acts as lubricating oil for the spring 8.
[0035]
Further, pressurized fuel (hereinafter referred to as hydraulic fluid) is supplied to the hydraulic pressure chamber 13d through the second fuel supply pipe 5b, the second fuel supply hole 6b, and the core fixing pipe 7. The pressure of the hydraulic fluid acts as an urging force that presses the flow rate adjustment valve 15 accommodated in the guide hole 13 c and urges the flow rate adjustment valve 15 in a direction to advance into the fuel injection hole 10. Therefore, the flow rate adjusting valve 15 is urged in a direction to advance to the fuel injection hole 10 that is the valve closing direction, and is fitted to the fuel injection hole 10.
[0036]
Pressurized fuel injected from the fuel injection hole 10 (hereinafter referred to as injection fuel) enters the first fuel passage 12 via the first fuel supply pipe 5a, the first fuel supply hole 6a, and the fuel reservoir 2b. Supplied. The pressure of the fuel for injection acts on the pressure-receiving part 11c, and it becomes the action force which moves the seal part 11e of the valve body 11 in the valve opening direction which is a direction away from the valve seat 2d.
[0037]
When the fuel for injection is supplied to the first fuel passage 12, the first fuel passage 12 and the fuel reservoir chamber 2b are filled with the fuel for injection. Then, the fuel pressure of the fuel for injection acts on the pressure receiving portion 11c, and a force in the valve opening direction acts on the valve body 11.
[0038]
On the other hand, the valve body 11 is urged by the spring 8 in the direction of seating on the valve seat 2d, but the acting force in the valve opening direction of the valve body 11 by the fuel pressure of the fuel for injection causes the urging force of the spring 8 to be urged. If it exceeds, as FIG. 5 shows, the seal part 11e will separate from the valve seat 2d, and the valve body 11 will open.
[0039]
When the valve body 11 is opened, the fuel for injection is supplied from the first fuel passage 12 to the second fuel passage 14, and the second fuel passage 14 is filled with the fuel for injection. Since a part of the taper portion 15b is located in the second fuel passage 14 and is fitted to the fuel injection hole 10, a part of the taper portion 15b located in the second fuel passage 14 is part of the flow rate adjusting valve 15. The pressure receiving surface 15c receives the pressure of the fuel for injection when the valve is closed.
[0040]
The fuel pressure acting on the pressure receiving surface 15c becomes a force acting in the direction in which the flow rate adjusting valve 15 retreats from the fuel injection hole 10, that is, the valve opening direction. On the other hand, the flow rate adjustment valve 15 is urged in the valve closing direction by the pressure of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic pressure chamber 13d, but the fuel pressure acting in the valve opening direction of the flow rate adjustment valve 15 is the flow rate adjustment valve. When the urging force of 15 is exceeded, the flow rate adjustment valve 15 opens as shown in FIG.
[0041]
When the flow rate adjusting valve 15 is opened, a fuel flow path for the fuel for injection is formed between the peripheral surface of the tapered portion 15b and the fuel injection hole 10, and the fuel for injection flows in the fuel flow path. At this time, the flow direction of the fuel for injection is regulated by the peripheral surface of the taper portion 15b and the fuel injection hole 10, and the fuel for injection flows vigorously toward the tip of the taper portion 15b and is injected from the fuel injection hole 10.
[0042]
When the flow rate adjustment valve 15 is opened, the entire circumferential surface of the taper portion 15b is a pressure receiving surface 15c, and receives the fuel pressure of the fuel for injection supplied to the second fuel passage 14 and receives the fuel pressure of the injection fuel. Maintain the open position. Further, since the guide rods 15a contact each other in the hydraulic pressure chamber 13d when the valve is opened, the flow rate adjusting valve 15 is prevented from entering the hydraulic pressure chamber 13d.
[0043]
Further, when the pressure of the hydraulic fluid stored in the hydraulic pressure chamber 13d is controlled by the fuel pressure adjusting means, the urging force for the flow rate adjusting valve 15 can be set freely. When the pressure of the hydraulic fluid is increased, the urging force against the flow rate adjusting valve 15 is increased. Therefore, the flow rate adjusting valve 15 advances toward the fuel injection hole 10, so that the fuel flow path can be narrowed, and the fuel injection hole The amount of fuel injected from 10 can be reduced. Similarly, if the pressure of the hydraulic fluid is reduced, the amount of fuel injected from the fuel injection hole 10 can be increased.
[0044]
Therefore, if the pressure of the hydraulic fluid is continuously controlled in accordance with the operating state of the internal combustion engine, the fuel injection amount can be freely controlled. It is also possible to control the fuel injection amount more precisely by controlling both the pressure of the hydraulic fluid and the pressure of the fuel for injection.
[0045]
The fuel for injection collides and repels at the tip of the taper portion 15 b and is injected outward from the fuel injection hole 10. As shown in FIG. 7, the injection shape at this time is a substantially conical shape from the outside, but is a hollow cone shape (a trumpet shape) in which a substantially conical hollow portion is formed on the inside. Accordingly, the fuel injected into the combustion chamber has a large contact area with the air in the combustion chamber because it is in contact with the air in the injection-shaped hollow portion, and forms an air-fuel mixture favorable for combustion.
[0046]
When the supply of the fuel for injection to the first fuel passage 12 is stopped, the fuel pressure of the fuel for injection supplied to the first fuel passage 12 and the second fuel passage 14 decreases, and the urging force of the spring 8 is changed to the pressure receiving portion. The fuel pressure acting on 11c is exceeded, the seal portion 11e is seated on the valve seat 2d, the valve body 11 is closed, and the injection of fuel for injection from the fuel injection hole 10 is stopped.
[0047]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, the fuel injection device of the present invention has a fuel injection hole, a fuel passage for supplying pressurized fuel to the fuel injection hole, and a valve in the middle of the fuel passage. A nozzle body having a seat and a valve body provided in the nozzle body so as to be seated / separated from the valve seat, and the valve body is valved by fuel pressure supplied to the fuel passage. In the fuel injection device that is separated from the seat and opens the fuel passage, and injects fuel from the fuel injection hole, the fuel passage is disposed at a position facing the fuel injection hole in the nozzle body so as to be interposed in the fuel passage. A flow rate adjusting valve that is provided so as to be able to advance and retreat toward the fuel injection hole and receives the fuel pressure in the fuel passage and receives the fuel pressure in a direction retreating from the fuel injection hole, and the flow rate adjusting valve in the fuel passage. Fuel Urging means for urging in the advancing direction against the force, the urging force by the urging means, and the fuel pressure that becomes the force that acts in the direction in which the flow rate adjusting valve retreats from the fuel injection hole, By controlling the strength of the fuel, the area of the gap (fuel flow path) formed between the flow rate adjustment valve and the fuel injection hole can be controlled, and the injection amount of pressurized fuel injected can be controlled freely Therefore, it is possible to inject fuel according to the operating condition of the internal combustion engine.
[0048]
The urging means has a guide hole for slidably moving the flow rate adjusting valve at a position facing the fuel injection hole in the nozzle body, and a liquid containing hydraulic fluid for pressing the flow rate adjusting valve. A support core having a pressure chamber; and a fuel pressure in a fuel passage for supplying a fuel to the fuel injection hole by using a hydraulic fluid for pressing a flow rate adjustment valve supplied to the fluid pressure chamber as a fuel; and the fluid Since the fuel pressure adjusting means for adjusting the fuel pressure supplied to the pressure chamber is provided, the fuel pressure in the hydraulic chamber serving as the urging force and the fuel pressure supplied to the fuel passage and the pressure adjustment can be adjusted. It can be easily performed without complicating the configuration.
[0049]
The flow rate adjusting valve is a flow rate adjusting valve having a guide rod slidably supported in the guide hole and a tapered portion provided on the surface of the guide rod facing the fuel injection hole. Further, it is suitable for more precise control of the fuel injection amount, and further, by forming the fuel injection hole into a tapered shape whose cross section gradually decreases as it goes outward, the gap between the flow regulating valve and the fuel injection hole The pressurized fuel that flows along the circumferential surface of the taper portion of the flow rate adjustment valve collides with each other at the tip of the taper portion, repels each other at the tip of the flow rate adjustment valve, and is injected from the fuel injection hole. Therefore, the injected pressurized fuel has an injection shape that is a hollow, substantially conical shape (trumpet shape), and can increase the contact area with the air, so that the fuel can be injected into a good injection shape for combustion. A.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic overall system in a fuel injection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall longitudinal sectional view of a fuel injection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a nozzle body when the fuel injection device according to the embodiment of the present invention is closed.
FIG. 4 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part in the vicinity of a flow rate adjustment valve when the fuel injection device according to an embodiment of the present invention is closed.
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view of a nozzle body when the fuel injection device according to an embodiment of the present invention is opened.
FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part in the vicinity of a flow rate adjustment valve when the fuel injection device according to one embodiment of the present invention is opened.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an injection shape of injected fuel by the fuel injection device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged vertical cross-sectional view of the main part in the vicinity of the flow rate adjustment valve showing an example of the flow rate adjustment valve in the present invention.
FIG. 9 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part in the vicinity of a fuel injection hole showing another fuel injection device in the prior art and showing an injection shape of fuel injected from two adjacent fuel injection holes.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection apparatus 2 Nozzle main body 2a Large diameter hole 2b Fuel reservoir chamber 2c Medium diameter hole 2d Valve seat 2e Small diameter hole 3 Nozzle holder 4 Nozzle nut 5a First fuel supply pipe 5b Second fuel supply pipe 5c Third fuel Supply pipe 6a First fuel supply hole 6b Second fuel supply hole 6c Third fuel supply hole 7 Core fixed pipe 8 Spring 9 Spring storage chamber 10 Fuel injection hole 11 Valve element 11a Projection 11b Large diameter portion 11c Pressure receiving portion 11d Small diameter portion 11e Seal portion 12 First fuel passage 13 Support core 13a Cylindrical portion 13b Bottom portion 13c Guide hole 13d Hydraulic chamber 14 Second fuel passage 15 Flow rate adjusting valve 15a Guide rod 15b Taper portion 15c Pressure receiving surface 16 Piezoelectric element 17 Piezoelectric plate 20 Fuel tank 21 Fuel pumps 22a, 22b Pressure accumulating pipes 23a, 23b Pressure sensor 24 Engine control unit (ECU)
A Liquid phase part

Claims

A fuel injection hole, a fuel passage for supplying pressurized fuel to the fuel injection hole, a nozzle body having a valve seat in the middle of the fuel passage, and provided in the nozzle body. A valve body that can be seated on and separated from the valve seat, and by the fuel pressure supplied to the fuel passage, the valve body is separated from the valve seat to open the fuel passage, In a fuel injection device for injecting fuel from a fuel injection hole,
The nozzle body is provided at a position facing the fuel injection hole in the nozzle body so as to be able to advance and retreat toward the fuel injection hole in a form intervening in the fuel passage, and in a direction of retreating from the fuel injection hole upon receiving fuel pressure in the fuel passage. And a flow regulating valve having a pressure receiving surface for receiving fuel pressure,
An urging means for urging the flow regulating valve in the advancing direction against the fuel pressure in the fuel passage;
A support core having a guide hole that slidably accommodates the flow rate adjusting valve at a position facing the fuel injection hole in the nozzle body;
The support core has a hydraulic pressure chamber containing hydraulic fluid for pressing the flow rate adjustment valve, and the pressing force at the hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber is used as the biasing force by the biasing means. A fuel injection device.

It said flow control valve includes a guide rod which is slidably supported by the guide hole, according to claim 1, characterized in that it has a tapered portion tapering provided on a surface facing to the fuel injection hole of the guide rod Fuel injectors.

The fuel injection device according to claim 2 , wherein the fuel injection hole is formed in a tapered shape in which a cross section gradually decreases as the fuel injection hole proceeds outward.

The hydraulic fluid for pressing the flow rate adjustment valve supplied to the hydraulic pressure chamber is fuel, the fuel pressure in the fuel passage for supplying the fuel to the fuel injection hole, and the fuel pressure supplied to the hydraulic pressure chamber. 2. A fuel injection device according to claim 1, further comprising fuel pressure adjusting means for adjusting

A fuel accumulator pipe for storing the fuel supplied to the fuel passage in a pressurized state;
A hydraulic fluid pressure storage pipe for storing the hydraulic fluid supplied to the hydraulic pressure chamber in a pressurized state;
A fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure in the fuel pressure accumulation pipe;
A hydraulic fluid pressure sensor for detecting hydraulic fluid pressure in the hydraulic fluid pressure storage pipe;
Adjusting means for separately adjusting the fuel pressure in the fuel accumulator piping and the hydraulic fluid pressure in the hydraulic fluid accumulator piping based on the detection values of the fuel pressure sensor and the hydraulic fluid pressure sensor,
The adjustment means controls the fuel pressure supplied to the fuel passage by adjusting the fuel pressure in the fuel pressure storage pipe, and the biasing means by adjusting the hydraulic pressure in the hydraulic pressure storage pipe. The fuel injection device according to claim 1, wherein an urging force by the control is controlled.