JP3887817B2

JP3887817B2 - Flow control device

Info

Publication number: JP3887817B2
Application number: JP2001348972A
Authority: JP
Inventors: 裕行西村; 雅詞鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: JP2003148291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という。）に燃料を噴射する燃料噴射システムとして、コモンレール式の燃料噴射システムが知られている。コモンレール式の燃料噴射システムは、エンジンの各気筒に連通する共通の蓄圧室（コモンレール）を備えている。燃料の吐出量が可変である燃料噴射ポンプから必要な流量の高圧燃料をコモンレールに加圧供給することにより、コモンレールに蓄えられた燃料の圧力を一定に維持している。
【０００３】
コモンレールに蓄えられている燃料の圧力を一定に維持するためには、エンジンの負荷状態に応じて燃料噴射ポンプへ供給する燃料の流量を調整し、燃料噴射ポンプから吐出される燃料の流量を制御する必要がある。従来のコモンレール式の燃料噴射システムでは、燃料噴射ポンプと燃料噴射ポンプへ燃料を供給する低圧ポンプとの間に流量制御装置を設置し、燃料噴射ポンプへ供給される燃料の流量ならびに燃料噴射ポンプから吐出される燃料の流量を制御している。
【０００４】
流量制御装置は、弁ボディの内部を軸方向へ往復移動する弁部材を備えており、弁ボディと弁部材とが相対的に移動することにより燃料通路の流路面積を可変して燃料の流量を調整している。このような流量制御装置の場合、弁部材にはガイド部が形成され、ガイド部と弁ボディの内壁面との間に摺動部を形成し、ガイド部と内壁面とが摺動することにより弁部材の移動は案内されている。ガイド部は、弁部材のストロークに応じて所定の長さ確保する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弁部材の移動量はエンジン運転時のアクセルの動きに対応しているため、例えば定速走行時のようにアクセルの開度の変化が小さいとき、弁部材の移動量は小さくなる。また、エンジンの運転停止時、弁部材は長期間停止している。さらに、上述のように弁部材はアクセルの動きに対応して移動するため、弁部材の移動速度は小さい。弁部材の停止が長期間継続したり、弁部材の移動量および移動速度が小さくなると、摺動するガイド部と弁ボディの内壁面との間では、油膜切れが生じやすい。特に、潤滑性の低い低粘度の燃料を用いた場合に油膜の形成が困難となり、摺動部における摺動抵抗が増大する。また、流量制御装置は燃料噴射ポンプの入口側に設置されるため、流量制御装置へ流入する燃料の圧力は比較的低く、燃料自身の圧力による摺動部への燃料の流入も望めない。さらに、例えば電磁石に発生する磁力を変化させて弁部材を駆動する電磁駆動部を備える流量制御装置の場合、弁部材のストロークが長くなるためガイド部の軸方向の長さを大きくする必要がある。そのため、ガイド部の軸方向中央付近では潤滑用の燃料が供給されず、油膜の形成が困難となる。
【０００６】
その結果、油膜切れにより摺動部における摺動抵抗が増大すると、弁部材に駆動力を加えても弁部材の移動が阻害されるおそれがある。そのため、駆動指令に応じた弁部材の駆動が困難となり、燃料の流量の精密な調整が困難になるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、摺動部の油膜の形成を促進し、弁部材の円滑な移動を確保し、流量の調整精度を向上する流量制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１、２、３または４記載の流量制御装置によると、弁部材と弁ボディとの摺動部には溝部が形成されている。溝部には摺動部を潤滑するための燃料が保持される。そのため、弁部材の移動により溝部に保持されている燃料によって摺動部には油膜が形成され、摺動部の摺動抵抗を低減することができる。その結果、例えば長期間の停止後あるいは定速走行時のように弁部材の移動量が小さな場合、ならびに弁部材の移動速度が小さな場合であっても、弁部材の円滑な移動を確保することができる。したがって、流量の精密な制御が可能となり、流量の調整精度を向上することができる。
【０００９】
本発明の請求項３記載の流量制御装置によると、溝部は弁部材のガイド部に形成されている。そのため、溝部は弁部材の外周側に形成することができ、溝部を容易に形成することができる。
本発明の請求項５記載の流量制御装置によると、溝部は弁部材または弁ボディの軸方向へ複数形成されている。弁部材の移動ストロークに合わせて溝部を形成することにより、摺動部の軸方向の長さが大きなときでも、摺動部における油膜の形成が確保される。これにより、弁部材と弁ボディとの間の摺動抵抗を低減することができ、弁部材の円滑な移動を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による流量制御装置を適用したコモンレール式の燃料噴射システムを図２に示す。
コモンレール式の燃料噴射システム１は、主に燃料タンク２、低圧ポンプ１０、流量制御装置２０、燃料噴射ポンプ６０およびコモンレール３から構成されている。図２の破線により囲まれた低圧ポンプ１０、流量制御装置２０および燃料噴射ポンプ６０は、一体の燃料噴射ポンプユニット４を構成している。
【００１１】
燃料タンク２は常圧の燃料を蓄えており、燃料タンク２の内部の燃料は低圧ポンプ１０により燃料流路１１を経由して流量制御装置２０へと供給される。低圧ポンプ１０の下流側には逆止弁１２が設置されており、低圧ポンプ１０により供給される燃料の圧力が所定の圧力よりも大きくなった場合、燃料は燃料タンク２側へ還流される。
【００１２】
燃料噴射ポンプ６０は、プランジャ６１が往復移動することにより、加圧室６２内部の燃料を加圧する。この燃料噴射ポンプ６０では、加圧室６２へ流入する燃料の流量に応じて吐出される燃料の流量が変化する。プランジャ６１は、図示しないエンジンのクランクシャフト６３に設置されているカム６４によりクランクシャフト６３の回転にしたがって図２の上下方向へ往復駆動される。燃料噴射ポンプ６０には逆止弁６５および逆止弁６６が設置されており、プランジャ６１の下降により流量制御装置２０および燃料供給路６７を経由して燃料を吸入し、プランジャ６１の上昇により燃料が加圧されコモンレール３へと吐出される。燃料噴射ポンプ６０の吐出側には燃料配管６８が接続され、燃料配管６８の燃料噴射ポンプ６０の反対側の端部はコモンレール３に接続されている。
【００１３】
コモンレール３は燃料配管６８と接続され、燃料噴射ポンプ６０で加圧された燃料を蓄圧状態で保持する。コモンレール３には、エンジンの各気筒の内部へ燃料を噴射するインジェクタ５が気筒数に応じて接続されている。コモンレール３に蓄圧状態で保持された燃料は、インジェクタ５から噴射される。コモンレール３には還流配管１３が接続されており、コモンレール３で余剰となった燃料は還流配管１３を経由して燃料タンク２へ還流される。
【００１４】
また、本実施例の燃料噴射システム１にはＥＣＵ６が接続されている。ＥＣＵ６は、入力されるコモンレール３の内部の燃料圧力、エンジンの回転数Ｎｅならびにアクセル開度αなどに基づいて燃料噴射ポンプ６０から吐出される燃料の流量を最適に制御するために流量制御装置２０に供給する電力を制御する。さらに、ＥＣＵ６はコモンレール３に接続されているインジェクタ５の図示しない電磁弁の開閉時期を制御する。これにより、エンジンの各気筒の内部への燃料の噴射時期ならびに燃料の量が制御される。
【００１５】
次に、流量制御装置２０について詳細に説明する。
流量制御装置２０は、図３に示すように弁ボディ２１、弁部材３０および電磁駆動部４０から構成されている。第１実施例の流量制御装置２０は、電磁駆動部４０への電力の供給が停止されているとき、燃料の流れが開放されているノーマリーオープンタイプである。
【００１６】
弁ボディ２１は略円筒形状に形成され、内部に弁部材３０を往復摺動可能に収容している。弁ボディ２１には周方向に複数の開口部２２が形成されている。この開口部２２は、図２に示すように燃料噴射ポンプ６０に燃料を供給する燃料供給路６７に接続されている。図１および図３に示すように、弁ボディ２１の低圧ポンプ１０側の端部すなわち反電磁駆動部４０側の端部にはブッシュ２３が圧入されている。ブッシュ２３の中央部に形成されている連通孔２３１は燃料流路１１に接続されている。
【００１７】
弁部材３０は略円筒形状に形成され、弁ボディ２１の内部に軸方向へ摺動可能に収容されている。弁部材３０の内部には燃料通路３１が形成され、この燃料通路３１には複数のポート３２が連通している。ブッシュ２３の連通孔２３１、弁ボディ２１の内周側、燃料通路３１、ポート３２および開口部２２により、特許請求の範囲に記載の流体通路が形成されている。弁部材３０が図１および図３の上下方向に移動することにより、燃料通路３１のポート３２と弁ボディ２１の開口部２２との連通が遮断または開放される。ポート３２と開口部２２との重なり合う面積が変化することにより、流体通路の開口面積が変更され、流体通路を流れる燃料の流量が調整される。
【００１８】
弁部材３０のブッシュ２３側の端部にはスプリング２４が当接している。スプリング２４の反弁部材側の端部はブッシュ２３に当接している。このスプリング２４は、弁部材３０を電磁駆動部４０方向へ付勢している。
図１に示すように、弁部材３０の電磁駆動部４０側にはガイド部３３が形成されている。ガイド部３３は、外径が弁部材３０の内径と概ね同一である。ガイド部３３は弁ボディ２１の内壁面２５との間に摺動部を形成している。ガイド部３３と内壁面２５とが摺動することにより、弁部材３０の軸方向への移動が案内される。
【００１９】
ガイド部３３には、溝部３４が弁部材３０の軸方向へ２カ所形成されている。溝部３４は、弁部材３０の外周側に周方向へ連続して形成されている。溝部３４は、断面がＶ字形状に形成されている。溝部３４の間隔および本数は、ガイド部３３の軸方向の長さおよび弁部材３０のストロークに応じて任意に設定することができる。
【００２０】
ガイド部３３に溝部３４を形成することにより、溝部３４には燃料が保持される。そのため、弁部材３０が軸方向へ移動する場合、摺動部には溝部３４に保持されている燃料が供給される。その結果、本実施例のように電磁駆動部５０により弁部材３０を駆動することにより、ガイド部３３の軸方向の長さが大きくなる場合でも、摺動部には溝部３４に保持されている燃料が供給される。これにより、摺動部には油膜が形成され、弁部材３０が往復移動するときの摺動抵抗が減少する。
【００２１】
図３に示すように、電磁駆動部４０はソレノイド部と可動部材とからなる。ソレノイド部は、ヨーク４１、コイル４２、ステータ４３、ステータ４４、ガイド４５、およびステータカバー４６から構成されている。ヨーク４１は円筒形状の磁性体で形成されている。コイル４２はヨーク４１の内周側に配設され、コネクタ４７の電極部材４８に接続されている。ステータ４３およびステータ４４は磁性体から形成されており、非磁性体からなるガイド４５と例えば溶接などにより接続されている。ステータ４３、ステータ４４およびガイド４５はコイル４２の内周側へ嵌合または溶接することにより一体に構成されている。ステータカバー４６は、ステータ４４の内部に圧入することにより固定されている。
ステータ４４の内周側には弁ボディ２１が挿入され、ステータ４４の端部を例えばかしめることによりステータ４４と弁ボディ２１とは固定されている。
【００２２】
可動部材はシャフト５１とアーマチャ５２とを有しており、シャフト５１はアーマチャ５２の内周側に圧入されている。可動部材はステータ４３、ステータ４４およびガイド４５の内周側に摺動可能に配設され、両端部をリニア軸受５３およびリニア軸受５４に支持されている。アーマチャ５２の反弁部材側の端部にはワッシャ５５が設置されている。ワッシャ５５は非磁性体により形成され、ステータ４３とアーマチャ５２とが吸引しあうのを防止する。
【００２３】
アーマチャ５２は磁性材料から形成されているため、コイル４２から発生した磁界はステータ４３、アーマチャ５２、ステータ４４およびヨーク４１を通る磁気回路を構成する。そのため、シャフト５１およびアーマチャ５２はステータ４４に吸引される。アーマチャ５２のステータカバー４６側の端部はテーパ状に形成されているため、アーマチャ５２とステータ４４との間に作用する磁力の強度に応じてアーマチャ５２とステータ４４との間の空隙の大きさが変化する。そのため、コイル４２に印加される電流値に応じて、アーマチャ５２およびシャフト５１の移動距離が変化する。
シャフト５１のステータカバー４６側の端部と弁部材３０の反ブッシュ側の端部とは当接している。そのため、アーマチャ５２およびシャフト５１の移動にしたがって弁部材３０は移動する。
【００２４】
次に、本実施例による燃料噴射システム１の燃料の流れについて説明する。
図２に示すように低圧ポンプ１０は、燃料タンク２から流量制御装置２０へ燃料を供給する。供給された燃料は、図１に示すようにブッシュ２３の連通孔２３１から流量制御装置２０へ流入する。流入した燃料は、弁部材３０の内部に形成されている燃料通路３１を経由してポート３２へ供給される。
【００２５】
コイル４２に印加される電流値が０の場合、すなわちコイル４２の非通電時、弁部材３０はスプリング２４の付勢力により電磁駆動部４０方向へ付勢され、弁部材３０は電磁駆動部４０側の端部がステータカバー４６の弁部材３０側の端部と当接している。そのため、弁部材３０は移動を停止している。このとき、図１に示すように、弁部材３０のポート３２は弁ボディ２１の開口部２２と連通している。そのため、燃料流路１１から供給された燃料は、連通孔２３１、燃料通路３１、ポート３２および開口部２２を経由して燃料供給路６７へ流出する。すなわち、コイル４２に印加されている電流値が０のとき、流体通路は全開となっている。
【００２６】
コイル４２に電流が印加されると、コイル４２に発生する磁界によりステータ４４方向へアーマチャ５２が吸引される。そして、アーマチャ５２とともにシャフト５１が弁部材３０方向へ移動する。シャフト５１の移動にしたがって弁部材３０がスプリング２４を圧縮する方向へ移動する。すなわち、弁部材３０は図１の下方へ移動する。アーマチャ５２およびシャフト５１の移動量は、コイル４２に印加される電流値に比例する。
【００２７】
弁部材３０が図１および図３の下方へ移動することにより、弁部材３０に形成されているポート３２と弁ボディ２１の開口部２２とが重なり合う面積は減少する。これにより、燃料噴射ポンプ６０へ供給される燃料の流量が減少する。ポート３２と開口部２２とが連通する面積は、弁部材３０の移動にしたがって変化する。すなわち、コイル４２に印加される電流値の変化によってポート３２と開口部２２とが連通する面積が変化する。ポート３２と開口部２２とが連通する面積が変化することにより、燃料流路１１から燃料供給路６７へ流出する燃料の流量が変化し、燃料噴射ポンプ６０へ供給される燃料の流量が制御される。
【００２８】
燃料供給路６７へ流出した燃料は、逆止弁６５を経て燃料噴射ポンプ６０の加圧室６２へ供給される。加圧室６２へ供給された燃料はプランジャ６１により加圧され、加圧室６２の圧力が所定の圧力に到達すると逆止弁６６が開き、加圧された燃料が燃料配管６８へ吐出される。燃料配管６８へ吐出された燃料は、コモンレール３に蓄圧状態で保持され、所定の時期にインジェクタ５からエンジンの各気筒内部へ噴射される。
【００２９】
以上、説明したように本発明の一実施例による流量制御装置２０では、ガイド部３３に溝部３４を形成することにより、弁ボディ２１と弁部材３０との間の摺動部における油膜の形成を促進している。例えば長期間エンジンを停止しているなど弁部材３０の移動がない場合、定速走行時など弁部材３０の移動が小さい場合、ならびに弁部材３０の移動速度が小さい場合でも、弁ボディ２１と弁部材３０との間の摺動部における油膜の形成が促進される。したがって、弁部材３０の円滑な移動が確保され、燃料噴射ポンプ６０へ供給する燃料の流量を高精度に調整することができる。
また、第１実施例では、弁部材３０の外周側に溝部３４を形成している。そのため、溝部３４を容易に形成することができる。
【００３０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による流量制御装置の弁ボディを図４に示す。
第２実施例では、図４に示すように弁ボディ２１の内周側に溝部２６を形成している。溝部２６の本数および間隔は、第１実施例と同様に弁部材３０のガイド部３３の軸方向の長さ、ならびに弁部材３０のストロークによって任意に設定することができる。溝部２６の断面の形状は、第１実施例と同様にＶ字形状である。
第２実施例でも、第１実施例と同様に弁ボディ２１と弁部材３０との間の摺動部における油膜の形成が促進され、弁部材３０の円滑な移動を確保することができる。
【００３１】
なお、第１実施例および第２実施例では、弁部材または弁ボディのいずれか一方に溝部を形成している。しかし、弁部材および弁ボディの両方に溝部を形成してもよい。また、溝部の本数および間隔も任意に設定することができる。
また、以上説明した本発明の複数の実施例では、コイルへの通電が停止されているとき燃料通路が閉塞されているノーマリーオープンタイプの流量制御装置に本発明を適用した例について説明したが、コイルへの通電が停止されているとき燃料通路が全開となるノーマリークローズタイプの流量制御装置に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による流量制御装置の要部を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による流量制御装置を適用したコモンレール式の燃料噴射システムを示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による流量制御装置を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による流量制御装置の弁ボディを示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
２０流量制御装置
２１弁ボディ
２２開口部（流体通路）
２５内壁面
２６溝部
３０弁部材
３１燃料通路（流体通路）
３２ポート（流体通路）
３３ガイド部
３４溝部
２３１連通孔（流体通路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow control device.
[0002]
[Prior art]
As a fuel injection system for injecting fuel into a diesel engine (hereinafter simply referred to as “engine”), a common rail fuel injection system is known. The common rail type fuel injection system includes a common pressure accumulation chamber (common rail) communicating with each cylinder of the engine. The pressure of the fuel stored in the common rail is maintained constant by pressurizing and supplying high pressure fuel at a required flow rate to the common rail from a fuel injection pump having a variable fuel discharge amount.
[0003]
In order to keep the pressure of the fuel stored in the common rail constant, the flow rate of the fuel supplied to the fuel injection pump is adjusted according to the load condition of the engine, and the flow rate of the fuel discharged from the fuel injection pump is controlled. There is a need to. In the conventional common rail fuel injection system, a flow control device is installed between the fuel injection pump and the low pressure pump that supplies fuel to the fuel injection pump, and the flow rate of fuel supplied to the fuel injection pump and the fuel injection pump The flow rate of the discharged fuel is controlled.
[0004]
The flow rate control device includes a valve member that reciprocally moves in the valve body in the axial direction, and the flow area of the fuel passage is varied by moving the valve body and the valve member relatively to each other. Is adjusted. In such a flow control device, a guide portion is formed on the valve member, a sliding portion is formed between the guide portion and the inner wall surface of the valve body, and the guide portion and the inner wall surface slide. The movement of the valve member is guided. The guide portion needs to have a predetermined length according to the stroke of the valve member.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the amount of movement of the valve member corresponds to the movement of the accelerator during engine operation, the amount of movement of the valve member is small when the change in the accelerator opening is small, such as during constant speed travel. Further, when the engine is stopped, the valve member has been stopped for a long time. Furthermore, since the valve member moves in response to the movement of the accelerator as described above, the moving speed of the valve member is small. If the stop of the valve member continues for a long period of time, or if the moving amount and moving speed of the valve member become small, an oil film breakage is likely to occur between the sliding guide portion and the inner wall surface of the valve body. In particular, when a low-viscosity fuel with low lubricity is used, it is difficult to form an oil film, and the sliding resistance at the sliding portion increases. Further, since the flow rate control device is installed on the inlet side of the fuel injection pump, the pressure of the fuel flowing into the flow rate control device is relatively low, and the inflow of fuel into the sliding portion due to the pressure of the fuel itself cannot be expected. Further, for example, in the case of a flow rate control device including an electromagnetic drive unit that drives the valve member by changing the magnetic force generated in the electromagnet, the stroke of the valve member becomes long, so the axial length of the guide unit needs to be increased. . For this reason, lubricating fuel is not supplied in the vicinity of the center of the guide portion in the axial direction, making it difficult to form an oil film.
[0006]
As a result, if the sliding resistance at the sliding portion increases due to the oil film running out, the movement of the valve member may be hindered even when a driving force is applied to the valve member. For this reason, it is difficult to drive the valve member in accordance with the drive command, and it is difficult to precisely adjust the fuel flow rate.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a flow rate control device that promotes the formation of an oil film on a sliding portion, ensures smooth movement of a valve member, and improves flow rate adjustment accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the flow control device of the first, second, third, or fourth aspect of the present invention, the groove portion is formed in the sliding portion between the valve member and the valve body. Fuel for lubricating the sliding portion is held in the groove portion. Therefore, an oil film is formed on the sliding portion by the fuel held in the groove portion by the movement of the valve member, and the sliding resistance of the sliding portion can be reduced. As a result, the smooth movement of the valve member is ensured even when the movement amount of the valve member is small, such as after a long-term stop or during constant speed travel, and even when the movement speed of the valve member is small. Can do. Therefore, precise control of the flow rate becomes possible, and the adjustment accuracy of the flow rate can be improved.
[0009]
According to the flow control device of the third aspect of the present invention, the groove is formed in the guide portion of the valve member. Therefore, the groove portion can be formed on the outer peripheral side of the valve member, and the groove portion can be easily formed.
According to the flow control device of the fifth aspect of the present invention, a plurality of grooves are formed in the axial direction of the valve member or the valve body. By forming the groove in accordance with the movement stroke of the valve member, even when the axial length of the sliding portion is large, formation of an oil film in the sliding portion is ensured. Thereby, the sliding resistance between a valve member and a valve body can be reduced, and the smooth movement of a valve member can be ensured.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 2 shows a common rail fuel injection system to which the flow control device according to the first embodiment of the present invention is applied.
The common rail fuel injection system 1 mainly includes a fuel tank 2, a low pressure pump 10, a flow rate control device 20, a fuel injection pump 60, and a common rail 3. The low pressure pump 10, the flow rate control device 20, and the fuel injection pump 60 surrounded by the broken line in FIG. 2 constitute an integral fuel injection pump unit 4.
[0011]
The fuel tank 2 stores normal-pressure fuel, and the fuel inside the fuel tank 2 is supplied to the flow control device 20 via the fuel flow path 11 by the low-pressure pump 10. A check valve 12 is installed on the downstream side of the low-pressure pump 10, and when the pressure of the fuel supplied by the low-pressure pump 10 becomes higher than a predetermined pressure, the fuel is returned to the fuel tank 2 side.
[0012]
The fuel injection pump 60 pressurizes the fuel inside the pressurizing chamber 62 when the plunger 61 reciprocates. In the fuel injection pump 60, the flow rate of the discharged fuel changes in accordance with the flow rate of the fuel flowing into the pressurizing chamber 62. The plunger 61 is driven to reciprocate in the vertical direction in FIG. 2 according to the rotation of the crankshaft 63 by a cam 64 installed on the crankshaft 63 of the engine (not shown). The fuel injection pump 60 is provided with a check valve 65 and a check valve 66. The fuel is sucked in via the flow rate control device 20 and the fuel supply path 67 when the plunger 61 is lowered, and the fuel is discharged when the plunger 61 is raised. Is pressurized and discharged to the common rail 3. A fuel pipe 68 is connected to the discharge side of the fuel injection pump 60, and the end of the fuel pipe 68 opposite to the fuel injection pump 60 is connected to the common rail 3.
[0013]
The common rail 3 is connected to the fuel pipe 68 and holds the fuel pressurized by the fuel injection pump 60 in a pressure accumulation state. An injector 5 that injects fuel into each cylinder of the engine is connected to the common rail 3 in accordance with the number of cylinders. The fuel held in the common rail 3 in an accumulated state is injected from the injector 5. A return pipe 13 is connected to the common rail 3, and surplus fuel in the common rail 3 is returned to the fuel tank 2 via the return pipe 13.
[0014]
Moreover, ECU6 is connected to the fuel-injection system 1 of a present Example. The ECU 6 controls the flow rate control device 20 in order to optimally control the flow rate of the fuel discharged from the fuel injection pump 60 based on the input fuel pressure inside the common rail 3, the engine speed Ne, the accelerator opening α, and the like. To control the power supplied to the. Further, the ECU 6 controls the opening / closing timing of an electromagnetic valve (not shown) of the injector 5 connected to the common rail 3. Thereby, the fuel injection timing and the amount of fuel into each cylinder of the engine are controlled.
[0015]
Next, the flow control device 20 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, the flow control device 20 includes a valve body 21, a valve member 30, and an electromagnetic drive unit 40. The flow control device 20 of the first embodiment is a normally open type in which the flow of fuel is opened when the supply of electric power to the electromagnetic drive unit 40 is stopped.
[0016]
The valve body 21 is formed in a substantially cylindrical shape, and accommodates the valve member 30 in a reciprocating manner. A plurality of openings 22 are formed in the valve body 21 in the circumferential direction. The opening 22 is connected to a fuel supply path 67 for supplying fuel to the fuel injection pump 60 as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 3, a bush 23 is press-fitted into an end portion of the valve body 21 on the low pressure pump 10 side, that is, an end portion on the anti-electromagnetic drive unit 40 side. A communication hole 231 formed in the central portion of the bush 23 is connected to the fuel flow path 11.
[0017]
The valve member 30 is formed in a substantially cylindrical shape, and is accommodated in the valve body 21 so as to be slidable in the axial direction. A fuel passage 31 is formed inside the valve member 30, and a plurality of ports 32 communicate with the fuel passage 31. The communication passage 231 of the bush 23, the inner peripheral side of the valve body 21, the fuel passage 31, the port 32, and the opening 22 form a fluid passage described in the claims. As the valve member 30 moves in the vertical direction in FIGS. 1 and 3, the communication between the port 32 of the fuel passage 31 and the opening 22 of the valve body 21 is blocked or opened. By changing the overlapping area of the port 32 and the opening 22, the opening area of the fluid passage is changed, and the flow rate of the fuel flowing through the fluid passage is adjusted.
[0018]
A spring 24 is in contact with an end of the valve member 30 on the bush 23 side. The end of the spring 24 on the side opposite to the valve member is in contact with the bush 23. The spring 24 biases the valve member 30 toward the electromagnetic drive unit 40.
As shown in FIG. 1, a guide portion 33 is formed on the electromagnetic drive portion 40 side of the valve member 30. The guide portion 33 has an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the valve member 30. The guide portion 33 forms a sliding portion with the inner wall surface 25 of the valve body 21. The guide member 33 and the inner wall surface 25 slide to guide the movement of the valve member 30 in the axial direction.
[0019]
Two groove portions 34 are formed in the guide portion 33 in the axial direction of the valve member 30. The groove 34 is continuously formed in the circumferential direction on the outer peripheral side of the valve member 30. The groove 34 has a V-shaped cross section. The interval and the number of the groove portions 34 can be arbitrarily set according to the axial length of the guide portion 33 and the stroke of the valve member 30.
[0020]
By forming the groove portion 34 in the guide portion 33, fuel is held in the groove portion 34. Therefore, when the valve member 30 moves in the axial direction, the fuel held in the groove 34 is supplied to the sliding portion. As a result, even when the axial length of the guide portion 33 is increased by driving the valve member 30 by the electromagnetic drive portion 50 as in the present embodiment, the sliding portion is held in the groove portion 34. Fuel is supplied. As a result, an oil film is formed on the sliding portion, and the sliding resistance when the valve member 30 reciprocates is reduced.
[0021]
As shown in FIG. 3, the electromagnetic drive part 40 consists of a solenoid part and a movable member. The solenoid unit includes a yoke 41, a coil 42, a stator 43, a stator 44, a guide 45, and a stator cover 46. The yoke 41 is formed of a cylindrical magnetic material. The coil 42 is disposed on the inner peripheral side of the yoke 41 and is connected to the electrode member 48 of the connector 47. The stator 43 and the stator 44 are made of a magnetic material, and are connected to a guide 45 made of a non-magnetic material, for example, by welding. The stator 43, the stator 44, and the guide 45 are integrally formed by fitting or welding to the inner peripheral side of the coil. The stator cover 46 is fixed by being press-fitted into the stator 44.
The valve body 21 is inserted on the inner peripheral side of the stator 44, and the stator 44 and the valve body 21 are fixed by caulking the end of the stator 44, for example.
[0022]
The movable member has a shaft 51 and an armature 52, and the shaft 51 is press-fitted on the inner peripheral side of the armature 52. The movable member is slidably disposed on the inner peripheral side of the stator 43, the stator 44 and the guide 45, and both ends are supported by the linear bearing 53 and the linear bearing 54. A washer 55 is provided at the end of the armature 52 on the side opposite to the valve member. The washer 55 is made of a nonmagnetic material and prevents the stator 43 and the armature 52 from attracting each other.
[0023]
Since the armature 52 is made of a magnetic material, the magnetic field generated from the coil 42 forms a magnetic circuit that passes through the stator 43, the armature 52, the stator 44, and the yoke 41. Therefore, the shaft 51 and the armature 52 are attracted to the stator 44. Since the end of the armature 52 on the stator cover 46 side is formed in a tapered shape, the size of the gap between the armature 52 and the stator 44 according to the strength of the magnetic force acting between the armature 52 and the stator 44. Changes. Therefore, the moving distance of the armature 52 and the shaft 51 changes according to the current value applied to the coil 42.
The end of the shaft 51 on the stator cover 46 side and the end of the valve member 30 on the side opposite to the bush are in contact. Therefore, the valve member 30 moves according to the movement of the armature 52 and the shaft 51.
[0024]
Next, the fuel flow of the fuel injection system 1 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the low pressure pump 10 supplies fuel from the fuel tank 2 to the flow control device 20. The supplied fuel flows into the flow control device 20 from the communication hole 231 of the bush 23 as shown in FIG. The inflowing fuel is supplied to the port 32 via the fuel passage 31 formed in the valve member 30.
[0025]
When the current value applied to the coil 42 is 0, that is, when the coil 42 is not energized, the valve member 30 is biased toward the electromagnetic drive unit 40 by the biasing force of the spring 24, and the valve member 30 is on the electromagnetic drive unit 40 side. Is in contact with the end of the stator cover 46 on the valve member 30 side. Therefore, the movement of the valve member 30 is stopped. At this time, as shown in FIG. 1, the port 32 of the valve member 30 communicates with the opening 22 of the valve body 21. Therefore, the fuel supplied from the fuel flow path 11 flows out to the fuel supply path 67 via the communication hole 231, the fuel passage 31, the port 32 and the opening 22. That is, when the current value applied to the coil 42 is 0, the fluid passage is fully open.
[0026]
When a current is applied to the coil 42, the armature 52 is attracted toward the stator 44 by the magnetic field generated in the coil 42. Then, the shaft 51 moves in the direction of the valve member 30 together with the armature 52. As the shaft 51 moves, the valve member 30 moves in a direction in which the spring 24 is compressed. That is, the valve member 30 moves downward in FIG. The amount of movement of the armature 52 and the shaft 51 is proportional to the current value applied to the coil 42.
[0027]
As the valve member 30 moves downward in FIGS. 1 and 3, the area where the port 32 formed in the valve member 30 and the opening 22 of the valve body 21 overlap is reduced. Thereby, the flow rate of the fuel supplied to the fuel injection pump 60 decreases. The area where the port 32 and the opening 22 communicate with each other changes as the valve member 30 moves. In other words, the area where the port 32 and the opening 22 communicate with each other varies depending on the change in the current value applied to the coil 42. By changing the area where the port 32 and the opening 22 communicate with each other, the flow rate of the fuel flowing out from the fuel flow path 11 to the fuel supply path 67 changes, and the flow rate of the fuel supplied to the fuel injection pump 60 is controlled. The
[0028]
The fuel that has flowed out to the fuel supply path 67 is supplied to the pressurizing chamber 62 of the fuel injection pump 60 through the check valve 65. The fuel supplied to the pressurizing chamber 62 is pressurized by the plunger 61, and when the pressure in the pressurizing chamber 62 reaches a predetermined pressure, the check valve 66 is opened and the pressurized fuel is discharged to the fuel pipe 68. . The fuel discharged to the fuel pipe 68 is held in the common rail 3 in an accumulated state, and is injected from the injector 5 into each cylinder of the engine at a predetermined time.
[0029]
As described above, in the flow control device 20 according to one embodiment of the present invention, the oil film is formed in the sliding portion between the valve body 21 and the valve member 30 by forming the groove portion 34 in the guide portion 33. Promoting. For example, even when the valve member 30 does not move, such as when the engine is stopped for a long time, when the movement of the valve member 30 is small, such as during constant speed travel, and when the movement speed of the valve member 30 is low, the valve body 21 and the valve Formation of an oil film in the sliding portion between the member 30 is promoted. Therefore, the smooth movement of the valve member 30 is ensured, and the flow rate of the fuel supplied to the fuel injection pump 60 can be adjusted with high accuracy.
In the first embodiment, the groove 34 is formed on the outer peripheral side of the valve member 30. Therefore, the groove part 34 can be formed easily.
[0030]
(Second embodiment)
FIG. 4 shows a valve body of the flow control device according to the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, a groove 26 is formed on the inner peripheral side of the valve body 21 as shown in FIG. The number and interval of the groove portions 26 can be arbitrarily set according to the axial length of the guide portion 33 of the valve member 30 and the stroke of the valve member 30 as in the first embodiment. The cross-sectional shape of the groove portion 26 is V-shaped as in the first embodiment.
In the second embodiment, as in the first embodiment, the formation of an oil film at the sliding portion between the valve body 21 and the valve member 30 is promoted, and the smooth movement of the valve member 30 can be ensured.
[0031]
In the first and second embodiments, a groove is formed in either the valve member or the valve body. However, grooves may be formed in both the valve member and the valve body. Further, the number and interval of the groove portions can be arbitrarily set.
In the above-described embodiments of the present invention, the example in which the present invention is applied to a normally open type flow control device in which the fuel passage is closed when the power supply to the coil is stopped has been described. The present invention can also be applied to a normally closed type flow rate control device in which the fuel passage is fully opened when energization of the coil is stopped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a flow control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a common rail fuel injection system to which the flow control device according to the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a flow rate control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a valve body of a flow control device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
20 Flow control device 21 Valve body 22 Opening (fluid passage)
25 inner wall surface 26 groove 30 valve member 31 fuel passage (fluid passage)
32 ports (fluid passage)
33 Guide part 34 Groove part 231 Communication hole (fluid passage)

Claims

A common rail fuel injection system comprising a low pressure pump and a fuel injection pump that pressurizes fuel supplied from the low pressure pump and supplies the fuel to a common rail. The fuel injection is provided between the low pressure pump and the fuel injection pump. A flow rate control device for controlling the flow rate of fuel supplied to a pump,
A tubular valve body having an opening through the side wall;
It is formed in a cylindrical shape, has a guide portion that slides with a port penetrating the side wall and an inner wall portion of the valve body, and is accommodated on the inner peripheral side of the valve body so as to be capable of reciprocating in the axial direction, and moves in the axial direction. A valve member for opening and closing the fluid passage by,
A groove formed in a sliding portion between the valve body and the valve member,
The fuel discharged from the low-pressure pump flows from one end in the axial direction of the valve member, and the fuel whose flow rate is controlled through the inner peripheral side of the valve member, the port and the opening is the fuel. Flows to the injection pump,
The flow rate control device according to claim 1, wherein the groove portion is formed only in the guide portion on a side opposite to a side into which fuel flows in the axial direction of the valve member from the port.

The flow rate control device according to claim 1, wherein the groove portion is formed in a circumferential direction in the guide portion of the valve member.

The flow rate control device according to claim 1, wherein the groove portion is formed in a circumferential direction on the inner wall portion of the valve body.

The flow rate control device according to claim 1, wherein the groove portion is formed in a circumferential direction in the guide portion of the valve member and the inner wall portion of the valve body.

5. The flow rate control device according to claim 1, wherein a plurality of the groove portions are formed in an axial direction of the valve member and the valve body.