JP4120590B2 - インジェクタの部品組付方法 - Google Patents
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Description
多数の機械的な部品によって組付けられる作動装置の一例として蓄圧式燃料噴射装置に用いられるインジェクタを例にして従来技術を説明する。
蓄圧式燃料噴射装置に用いられるインジェクタとして、インジェクタに収容された制御ピストンの反噴射側に制御室を設け、制御室と燃料低圧側(燃料排出側)とを電磁弁で断続することにより、制御ピストンとともにニードルを駆動操作して燃料の噴射時期を制御する2ウェイバルブタイプが知られている。
このようなタイプのインジェクタでは、制御室の燃料流入側と燃料流出側のそれぞれに、必要に応じて入口オリフィス(流入絞り)と出口オリフィス(流出絞り)を設け、電磁弁を開弁することで制御室の燃料圧力を低下させ、制御ピストンとともにニードルをリフトさせて燃料を噴射させている。
そこで、インジェクタの個々の噴射量特性に対応した識別パターンをインジェクタの何処かに与え、インジェクタをエンジンに搭載する前あるいは搭載した後に、インジェクタに与えられた識別パターンを、インジェクタを駆動制御する電子制御ユニットに読み込ませ、噴射量特性の個体差を電子制御ユニットの制御で補正する技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
しかし、上述した特許文献の技術による電子制御ユニットの補正は、燃料圧力、噴射パルス、噴射量の3次元マップ中のいくつかの点を拾って補正をかけるものであり、補正点以外の部分ではインジェクタの個体差による噴射量差を補正できないといった不具合がある。
即ち、従来では、噴射率の低い特性を有するインジェクタを電子制御ユニットで補正する場合は、一定の噴射量を得るためには噴射期間が長くなってしまい、逆に噴射率の高い特性を有するインジェクタを電子制御ユニットで補正する場合は、一定の噴射量を得るためには噴射期間が短くなってしまうため、要求される排出ガスの浄化作用が得られなくなる不具合が生じてしまう。
請求項1の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、外部から与えられる開閉弁信号に応じて電磁弁のバルブを開閉することで制御室の圧力を制御し、その制御室の圧力変化によってニードルのリフト制御を行って、ノズルの燃料噴射を制御する2ウェイバルブタイプのインジェクタに適用されたものである。
即ち、インジェクタの出力特性に影響を与える部品の組付けを行う場合は、ある識別分類が付与された部品を選定した場合、その部品に付与された識別分類に対応した識別分類を有する他の部品を部品指定手段の指示に従って選定し、選定された複数の部品の組付けを行うものである。
このような部品の組付方法を採用することにより、インジェクタの出力特性を所望の出力特性にできる。
即ち、電子制御ユニットでは補正困難な出力特性であってもインジェクタの出力特性を所望の出力特性にできる。
このため、例えば、従来技術で示した電子制御ユニットによる補正のように、燃料圧力、噴射パルス、噴射量の3次元マップ中のいくつかの点を拾って補正をかける必要がないため、広い運転範囲において所望の噴射量を得ることができる。また、インジェクタの噴射率も所望の出力特性にできる。このため、インジェクタの個体差を極めて小さくでき、広い運転範囲において、所望の噴射量、所望の噴射開始時期、所望の噴射終了時期を得ることができ、要求される排出ガスの浄化作用を得ることが可能になる。
請求項2の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードルの下降速度」に影響を与える部品を組付ける場合、制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「制御室の容積特性の識別分類」を有する「インジェクタボディ」を選定するものである。
これによって、後述する請求項16の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「ニードルの下降速度」を所望の出力特性にできる。
請求項3の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「電磁弁に噴射開始の開弁信号が与えられた場合におけるバルブの上昇の応答遅れ」に影響を与える部品を組付ける場合、電磁弁において磁気吸引力を発生する「ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「バネセット荷重の識別分類」を有する「バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢バネの調整プレート」と、「ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「リフトゼロ時のエアギャップ量の識別分類」を有する「ソレノイドに吸引駆動されるアーマチャが固着されたバルブ」と、を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「バルブの上昇の応答遅れ」を所望の出力特性にできる。
請求項4の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「電磁弁が開弁してからニードルが上昇するまでの制御室圧の降下速度」に影響を与える部品を組付ける場合、制御室の容積を決定する「インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、「インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「制御室圧の降下速度」を所望の出力特性にできる。
請求項5の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「電磁弁が開弁してからニードルが上昇するまでの制御室圧の降下速度」に影響を与える部品を組付ける場合、制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「制御室の容積特性の識別分類」を有する「インジェクタボディ」と、「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、を選定するものである。
これによって、上記請求項4の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「制御室圧の降下速度」を所望の出力特性にできる。
請求項6の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「電磁弁が開弁してからニードルが上昇するまでの制御室圧の降下速度」に影響を与える部品を組付ける場合、バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する「第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「制御室の容積特性の識別分類」を有する「インジェクタボディ」と、「第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、を選定するものである。
これによって、上記請求項4の手段および上記請求項5の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「制御室圧の降下速度」を所望の出力特性にできる。
請求項7の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「制御室の圧力が開弁圧力に達してから実際にニードルが開弁を開始するまでの制御室圧」に影響を与える部品を組付ける場合、「ニードル」に付与された「ニードル先端シート径の識別分類」に対応した「バネセット荷重の識別分類」を有する「ニードルを閉弁方向に付勢するニードル付勢バネの調整プレート」を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「制御室の圧力が開弁圧力に達してから実際にニードルが開弁を開始するまでの制御室圧」を所望の出力特性にできる。
請求項8の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードルの上昇速度」に影響を与える部品を組付ける場合、「ニードル」に付与された「ニードル先端シート径の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、「インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「ニードルの上昇速度」を所望の出力特性にできる。
請求項9の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードルの上昇速度」に影響を与える部品を組付ける場合、制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「ニードル先端シート径の識別分類」を有する「ニードル」と、「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、を選定するものである。
これによって、上記請求項8の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「ニードルの上昇速度」を所望の出力特性にできる。
請求項10の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードルの上昇速度」に影響を与える部品を組付ける場合、バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する「第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「ニードル先端シート径の識別分類」を有する「ニードル」と、「第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、を選定するものである。 これによって、上記請求項8の手段および上記請求項9の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「ニードルの上昇速度」を所望の出力特性にできる。
請求項11の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードル上昇時噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合、「ノズル」に付与された「ノズル流量で分類された識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「バルブの開弁時に制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」とを選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「ニードル上昇時噴射率」を所望の出力特性にできる。
請求項12の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードル上昇時噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合、「ニードルの上昇速度に影響を与える通路部材」に付与された「絞り特性の識別分類」に対応した「ノズル流量で分類された識別分類」を有する「ノズル」を選定するものである。
これによって、上記請求項11の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「ニードル上昇時噴射率」を所望の出力特性にできる。
請求項13の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「最大噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合、ニードルによって開閉される噴孔が形成された「ノズルボディ」に付与された「噴孔総面積で分類された識別分類」に対応した「燃料通過抵抗で分類された識別分類」を有する「インジェクタへ流入する高圧燃料を濾過するフィルタ」を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「最大噴射率」を所望の出力特性にできる。
請求項14の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「最大噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合、「インジェクタへ流入する高圧燃料を濾過するフィルタ」に付与された「燃料通過抵抗で分類された識別分類」に対応した「噴孔総面積で分類された識別分類」を有する「ニードルによって開閉される噴孔が形成されたノズルボディ」を選定するものである。
これによって、上記請求項13の手段と同様、インジェクタの出力特性のうちの「最大噴射率」を所望の出力特性にできる。
請求項15の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「電磁弁に噴射停止の閉弁信号が与えられた場合におけるバルブの下降の応答遅れ」に影響を与える部品を組付ける場合、電磁弁において磁気吸引力を発生する「ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「バネセット荷重の識別分類」を有する「バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢バネの調整プレート」と、「ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「リフト最大時のエアギャップ量の識別分類」を有する「ソレノイドに吸引駆動されるアーマチャが固着されたバルブ」と、を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「バルブの下降の応答遅れ」を所望の出力特性にできる。
請求項16の手段を採用する作動装置の部品組付方法は、インジェクタの出力特性のうち、「ニードルの下降速度」に影響を与える部品を組付ける場合、制御室の容積を決定する「インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」を選定するものである。
これによって、インジェクタの出力特性のうちの「ニードルの下降速度」を所望の出力特性にできる。
そして、部品指定手段は、ある識別分類が付与された部品を選定した場合、その部品に付与された識別分類に対応した識別分類を有する他の部品を指定する指示を出すものであり、少なくともオリフィスを有する通路部材と、ニードルとの組付けを行う場合、一方を選定したら、これに合う他方を選定するものである。
具体的に、通路部材に付与されたオリフィスの識別分類が「絞り特性の識別分類」であり、ニードルに付与された識別分類が「シート径の識別分類」であり、少なくとも「絞り特性の識別分類」と「シート径の識別分類」を選定することによって所望の噴射開始遅れ期間を得るものである。
図1に示されるインジェクタ1は、例えばディーゼルエンジン用の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、図示しないコモンレールから供給される高圧燃料をエンジン燃焼室に噴射するものであり、この実施例では2ウェイバルブタイプに本発明を適用する例を示す。
まず、インジェクタ1の構成を説明する。
インジェクタ1は、ノズル(後述する)、インジェクタボディ2、制御ピストン3、第1、第2通路部材4、5、電磁弁6等より構成される。
ニードル8の先端(下端)は、円錐状のニードルシート8aが形成されるとともに、そのニードルシート8aが着座するノズルボディ7の内部先端にも円錐状のノズルシート7bが形成される。そして、ニードルシート8aとノズルシート7bにより液密な弁座が形成される。
プレッシャピン21は、制御ピストン3とニードル8との間に介在される。プレッシャピン21の周囲に配置されるニードル付勢バネ22は、ニードル8を下方(閉弁方向)へ押圧する。このニードル付勢バネ22の上端には、そのニードル付勢バネ22のセット荷重を調整する調整プレート(シム)22aが配置される。
また、第1、第2通路部材4、5のうち、上側の第2通路部材5には、制御室15と排出通路17(低圧側)とを連通する第2燃料通路24が形成されており、この第2燃料通路24には、制御室15から低圧側に排出される燃料を絞る出口オリフィス24aが形成されている。なお、第2燃料通路24は、第2通路部材5の中央位置に形成され、電磁弁6のバルブ25によって開閉される。
なお、第1、第2通路部材4、5は、インジェクタボディ2の上部に組付けた後に、バルブ25の支持部材26をインジェクタボディ2に締結することで固定される。
次に、上記の構成を採用するインジェクタ1の作動を説明する。
図示しない高圧燃料供給ポンプ(サプライポンプ)からコモンレールおよび燃料パイプを介して高圧燃料がインジェクタ1に供給される。
図示しない電子制御ユニット(ECU)からソレノイド27のコイル27aに与えられる開閉弁信号がOFF (インジェクタ駆動電流がON)の状態では、電磁弁6内のバルブ付勢バネ29の付勢力によってアーマチャ28が下方に押し付けられ、バルブ25の下端のバルブシート25aが出口オリフィス24aを塞ぐように第2通路部材5の上面に着座している。
このため、制御室15、および入口オリフィス23aに連通する燃料通路14、14a、16、ノズルの油道32、燃料溜り33、ノズルボディ7とニードル8の間に形成された燃料通路34には、同圧力の燃料が蓄圧される。
この時、ニードル8に印加される軸方向の力を説明する。ニードル8には、制御室15の燃料圧力を受ける制御ピストン3の頂面3aの面積に応じた荷重と、ニードル付勢バネ22によって印加される荷重とによる閉弁力F1 が加わる。一方、ニードル8には、ニードル8のガイド部8bとニードルシート8aの断面積差と、燃料圧力とによって発生する開弁力F2 が加わる。閉弁力F1 >開弁力F2 となるように制御ピストン3の頂面3aの断面積、ニードル付勢バネ22のセット荷重、ニードルシート8aの径が設定されるため、ニードル8はノズルシート7bから離座せずに噴孔7aを閉じるので燃料は噴射されない。
電子制御ユニットからソレノイド27のコイル27aに与えられる開閉弁信号がON(インジェクタ駆動電流がOFF )の状態では、バルブ付勢バネ29の付勢力に抗してアーマチャ28が上方に移動する。これによって、バルブ25の下端のバルブシート25aが第2通路部材5の上面から上方へリフトし、出口オリフィス24aが開かれる。
出口オリフィス24a(第2燃料通路24)が開放されると、制御室15の燃料が出口オリフィス24aを通って低圧側へ排出される。この時、第1燃料通路23の入口オリフィス23aから制御室15へ燃料が流入するが、制御室15の圧力が低下するように入口オリフィス23aと出口オリフィス24aの絞り径が設定されているため、制御室15の圧力は低下する。これによって、制御ピストン3の頂面3aに加わる燃料圧力が低下し、閉弁力F1 が低下する。そして、閉弁力F1 <開弁力F2 になると、ニードル8が上昇してニードルシート8aがノズルシート7bから離座し、噴孔7aから燃料が噴射される。
電子制御ユニットからソレノイド27のコイル27aに与えられる開閉弁信号がONからOFF に切り替わると、コイル27aの磁力が消滅し、アーマチャ28はバルブ付勢バネ29によって押し戻され、バルブ25が出口オリフィス24a(第2燃料通路24)を閉じる。
すると、入口オリフィス23aから制御室15内に流入する燃料によって制御室15の圧力が上昇し、制御ピストン3の頂面3aに加わる燃料圧力が上昇して閉弁力F1 が増加する。そして、閉弁力F1 >開弁力F2 になると、ニードル8が下降してニードルシート8aがノズルシート7bに着座し、燃料噴射が停止する。
インジェクタ1は、上述したように、多数の部品を組付けて構成されるものであり、入力信号(上述した開閉弁信号のONおよびOFF )が与えられると種々の出力(後述する)を生じるものである。
ここで、従来技術の項でも説明したように、近年では、噴射特性のバラツキを低減させる要求が高まっており、インジェクタ1の個々の噴射量特性に対応した識別パターンをインジェクタ1に与え、その識別パターンを電子制御ユニット(ECU)に読み込ませ、噴射量特性の個体差を電子制御ユニットの制御で補正する技術が知られている。しかし、この補正技術は、燃料圧力、噴射パルス、噴射量の3次元マップ中のいくつかの点を拾って補正をかけるものであり、補正点以外の部分ではインジェクタ1の個体差による噴射量差を補正できない。また、従来技術で補正できる項目は、噴射指令に対する噴射量と噴射タイミングであり、インジェクタ1の噴射率および噴射期間は補正できない。
次に、インジェクタ1の有する幾つかの出力特性を、図2を参照して説明する。
インジェクタ1の出力特性には、大きく次の5つの出力特性がある。
[2]ニードル8が上昇して噴射率が増加する期間(以下、噴射率増加期間)。
[3]インジェクタ1のノズルから噴射される噴射量が最大値に達した時(ノズルシート7bとニードルシート8aの間で形成される最小通路面積より、噴孔7aの総面積が大きい時)の噴射率(以下、最大噴射率)。
[4]ソレノイド27のコイル27aをOFF してから噴射率が下降を開始するまでの期間(以下、ニードル下降遅れ期間)。
[5]ニードル8が下降して噴射率が低下する期間(以下、噴射率低下期間)。
(a)電磁弁6に噴射開始の開弁信号(コイル27aのON)が与えられた場合における「バルブ上昇の応答遅れ」。
(b)電磁弁6が開弁してからニードル8が上昇するまでの「制御室圧の降下速度」。 (c)制御室15の圧力が開弁圧力に達してから実際にニードル8がリフト開始するまでの「制御室圧(以下、ニードル開弁必要圧)」。
(d)ニードル8が上昇する際の「ニードル上昇速度」。
(e)ニードル8が上昇する際の「ニードル上昇時噴射率」。
(f)ニードル8のリフト量が最大値に達した時の「最大噴射率」{つまり、[3]=(f)}。
(g)電磁弁6に噴射停止の閉弁信号が与えられた場合における「バルブ下降の応答遅れ」。
(h)ニードル8の最大リフト時における「制御室圧の降下速度」。
(i)電磁弁6に噴射停止の閉弁信号(コイル27aのOFF )が与えられた場合における「制御室圧の上昇速度」。
(j)制御室15の圧力が閉弁圧力に達してから実際にニードル8が下降を開始するまでの「制御室圧(以下、ニードル閉弁必要圧)」。
(k)ニードル8が下降する際の「ニードル下降速度」。
(l)ニードル8が下降する際の「ニードル下降時噴射率」。
インジェクタ1の組付けを行う場合、予め上記各出力特性に影響を与えるそれぞれの部品ごとに、部品の特性に応じて識別分類をし、出力特性に影響を与える複数の部品に与えたデータを、組立装置の部品指定手段に読み取らせておく。
部品指定手段は、ある識別分類が付与された部品を選定した場合、その部品に付与された識別分類に対応した識別分類を有する他の部品を指定する指示を出力する。そして、その部品指定手段の指示に従って部品選定を実行し、その選定された部品を用いてインジェクタ1の組付けを行うものである。
なお、部品指定手段は、入力する識別分類の部品に対して対応した識別分類の他の部品を指定するソフトを搭載したコンピュータである。
このことを具体的に説明すると、複数の部品の組み合わせによって所望の出力特性を得る組付方法は、上記(a)〜(l)の出力特性のうち、(a)「バルブ上昇の応答遅れ」、(b)「制御室圧の降下速度」、(c)「ニードル開弁必要圧」、(d)「ニードル上昇速度」、(e)「ニードル上昇時噴射率」、(f)「最大噴射率」、(g)「バルブ下降の応答遅れ」、(k)「ニードル下降速度」、(l)「ニードル下降時噴射率」に適用できる。しかし、1つの部品で出力特性が決定される(h)「制御室圧の降下速度」、(i)「制御室圧の上昇速度」、(j)「ニードル閉弁必要圧」には適用できない。
(a)「バルブ上昇の応答遅れ」を所望の特性に組付けるには、次の方法が用いられる。
(a-1) 先ず、組付ける「ソレノイド27」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「ソレノイド27」に付与された識別分類(ソレノイド27の磁気特性で分類された識別コード)に対応した識別分類(バルブ付勢バネ29のセット荷重で分類された識別コード)を有する「バルブ付勢バネ29の調整プレート29a」と、「ソレノイド27」に付与された識別分類(ソレノイド27の磁気特性で分類された識別コード)に対応した識別分類(バルブ25のリフトゼロ時のエアギャップ量で分類された識別コード)を有する「アーマチャ28が固着されたバルブ25」とを選定する。
このように選定された「ソレノイド27」、「バルブ付勢バネ29の調整プレート29a」、「バルブ25」を組付けることで、(a)「バルブ上昇の応答遅れ」を所望の特性にできる。
(b-1) 第1の方法は、先ず、組付ける「インジェクタボディ2」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「インジェクタボディ2」に付与された識別分類(制御室15の容積で分類された識別コード)に対応した識別分類(入口オリフィス23aの絞り特性で分類された識別コード)を有する「第1通路部材4」と、「インジェクタボディ2」に付与された識別分類(制御室15の容積で分類された識別コード)に対応した識別分類(出口オリフィス24aの絞り特性で分類された識別コード)を有する「第2通路部材5」とを選定する。
このように選定された「インジェクタボディ2」、「第1通路部材4」、「第2通路部材5」を組付けることで、(b)「制御室圧の降下速度」を所望の特性にできる。
このように選定された「第1通路部材4」、「インジェクタボディ2」、「第2通路部材5」を組付けることで、(b)「制御室圧の降下速度」を所望の特性にできる。
このように選定された「第2通路部材5」、「インジェクタボディ2」、「第1通路部材4」を組付けることで、(b)「制御室圧の降下速度」を所望の特性にできる。
このように選定された「ニードル8」、「ニードル付勢バネ22の調整プレート22a」を組付けることで、(c)「ニードル開弁必要圧」を所望の特性にできる。
(d-1) 第1の方法は、先ず、組付ける「ニードル8」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「ニードル8」に付与された識別分類(ニードル8の先端のシート径で分類された識別コード)に対応した識別分類(入口オリフィス23aの絞り特性で分類された識別コード)を有する「第1通路部材4」と、「ニードル8」に付与された識別分類(ニードル8の先端のシート径で分類された識別コード)に対応した識別分類(出口オリフィス24aの絞り特性で分類された識別コード)を有する「第2通路部材5」とを選定する。
このように選定された「ニードル8」、「第1通路部材4」、「第2通路部材5」を組付けることで、(d)「ニードル上昇速度」を所望の特性にできる。
このように選定された「第1通路部材4」、「ニードル8」、「第2通路部材5」を組付けることで、(d)「ニードル上昇速度」を所望の特性にできる。
このように選定された「第2通路部材5」、「ニードル8」、「第1通路部材4」を組付けることで、(d)「ニードル上昇速度」を所望の特性にできる。
(e)「ニードル上昇時噴射率」は、上述した(d)「ニードル上昇速度」と、ニードル8が上昇する際の「ノズルの噴射流量」との関連で決定される。具体的には、(d)「ニードル上昇速度」が一定でも「ノズルの噴射流量」が変化すると(e)「ニードル上昇時噴射率」が変化し、逆に「ノズルの噴射流量」が一定でも(d)「ニードル上昇速度」が変化すると(e)「ニードル上昇時噴射率」が変化する。
図4(a)に示すように、噴孔7aの噴孔総面積に達する前に、ノズルシート7bとニードルシート8aの間で形成される隙間が、最小通路面積となる領域Xが存在する。
この領域Xにおける最小通路面積は、ノズルシート7bのシート角α、ニードルシート8aのシート角β、ニードル8の先端に形成される逃し部8cの径γ(この逃し部8cは形成されない場合もある)、ノズルボディ7の先端底部に形成されるサック部7cの径(サック径)δのバラツキなどによって、ノズルに個体間のバラツキを生じさせてしまう。このため、図4(b)に示すように、ニードルリフト量に対するノズル流量にバラツキが生じてしまう。
この結果、(d)「ニードル上昇速度」が一定の特性であっても、ノズル流量がバラツクことによって、(e)「ニードル上昇時噴射率」がバラツク不具合が生じてしまう。
この実施例では、「ノズル」にノズル流量で分類された識別コード(識別分類)を与えている。この「ノズル」の類分けには、図4(b)に示すように、ノズル毎にニードルリフト量に対するノズル流量の特性を測定して、測定結果に応じた識別コードをノズルに付与しても良いし、ニードルリフト量を1点ないし複数点で選択し、その選択点でノズル流量を測定して、測定結果に応じた識別コードをノズルに付与しても良い。
(e-1) 第1の方法は、先ず、組付ける「ノズル」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「ノズル」に付与された識別分類(ノズル流量で分類された識別コード)に対応した識別分類(ニードル8の上昇速度で分類された識別コード)を有する「インジェクタ部品」を選定する。
このように選定された「ノズル」、「インジェクタ部品」を組付けることで、(e)「ニードル上昇時噴射率」を所望の出力特性にできる。
このように選定された「インジェクタ部品」、「ノズル」を組付けることで、(e)「ニードル上昇時噴射率」を所望の出力特性にできる。
(f-1) 第1の方法は、先ず、組付ける「ノズルボディ7」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「ノズルボディ7」に付与された識別分類(噴孔7aの噴射特性で分類された識別コード)に対応した識別分類(燃料の通過抵抗で分類された識別コード)を有する「フィルタ18」を選定する。
このように選定された「ノズルボディ7」、「フィルタ18」を組付けることで、(f)「最大噴射率」を所望の特性にできる。
このように選定された「フィルタ18」、「ノズルボディ7」を組付けることで、(f)「最大噴射率」を所望の特性にできる。
(g-1) 先ず、組付ける「ソレノイド27」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「ソレノイド27」に付与された識別分類(ソレノイド27の磁気特性で分類された識別コード)に対応した識別分類(バルブ付勢バネ29のセット荷重で分類された識別コード)を有する「バルブ付勢バネ29の調整プレート29a」と、「ソレノイド27」に付与された識別分類(ソレノイド27の磁気特性で分類された識別コード)に対応した識別分類(バルブ25のリフト最大時のエアギャップ量で分類された識別コード)を有する「アーマチャ28が固着されたバルブ25」とを選定する。
このように選定された「ソレノイド27」、「バルブ付勢バネ29の調整プレート29a」、「アーマチャ28が固着されたバルブ25」を組付けることで、(g)「バルブ下降の応答遅れ」を所望の特性にできる。
(k-1) 第1の方法は、先ず、組付ける「インジェクタボディ2」を決定する。そして、選定用マトリクス等の部品指定手段に従い、「インジェクタボディ2」に付与された識別分類(制御室15の容積で分類された識別コード)に対応した識別分類(入口オリフィス23aの絞り特性で分類された識別コード)を有する「第1通路部材4」を選定する。
このように選定された「インジェクタボディ2」、「第1通路部材4」を組付けることで、(k)「ニードル下降速度」を所望の特性にできる。
このように選定された「第1通路部材4」、「インジェクタボディ2」を組付けることで、(k)「ニードル下降速度」を所望の特性にできる。
また、上記表1は、上枠内に示した部品を決定することで、決定した部品の下側の余白部分(○のないスペース)の部品を、選定用マトリクス等の部品指定手段に従って選定することにより、表1の左枠内の各特性を所望の特性にできることを示すものでもある。
本実施例で示したように、インジェクタ1の出力特性に影響を与える部品の組付けを行う場合は、ある識別分類が付与された部品を選定した場合、その部品に付与された識別分類に対応した識別分類を有する他の部品を部品指定手段の指示に従って選定し、選定された複数の部品の組付けを行うことにより、インジェクタ1の出力特性を所望の出力特性にできる。
このため、例えば、従来技術で示した電子制御ユニットによる補正のように、燃料圧力、噴射パルス、噴射量の3次元マップ中のいくつかの点を拾って補正をかける必要がないため、広い運転範囲において所望の噴射量を得ることができる。また、インジェクタ1の噴射率も所望の出力特性にできる。このため、本発明を適用して組み立てたインジェクタ1は、インジェクタ1の個体差を極めて小さくでき、広い運転範囲において、所望の噴射量、所望の噴射開始時期、所望の噴射終了時期を得ることができ、要求される排出ガスの浄化作用を得ることが可能になる。
上記で示したインジェクタ1は、一例を示すものであって、他の構成を採用するインジェクタ1であっても良い。具体的な一例を示すと、本実施例のように2ウェイバルブタイプのインジェクタ1に適用する場合、入口オリフィス23aと出口オリフィス24aを有する第1、第2通路部材4、5を1枚のオリフィスプレートで構成するなど、種々な構成のインジェクタ1に適用可能なものである。
2 インジェクタボディ
4 第1通路部材
5 第2通路部材
6 電磁弁
7 ノズルボディ
7a 噴孔
8 ニードル
15 制御室
18 フィルタ
22a ニードル付勢バネの調整プレート
23a 入口オリフィス
24a 出口オリフィス
25 バルブ
27 ソレノイド
28 アーマチャ
29a バルブ付勢バネの調整プレート
Claims (16)
- 複数の部品を組付けて構成され、外部から与えられる開閉弁信号に応じて電磁弁のバルブを開閉することで制御室の圧力を制御し、その制御室の圧力変化によってニードルのリフト制御を行って、ノズルの燃料噴射を制御する2ウェイバルブタイプのインジェクタの部品組付方法であって、
出力特性に影響を与える複数の部品に与えたデータを、組立装置の部品指定手段に読み取らせ、
前記部品指定手段は、ある識別分類が付与された部品を選定した場合、その部品に付与された識別分類に対応した識別分類を有する他の部品を指定する指示を出すものであり、 少なくともオリフィスを有する通路部材と、前記ニードルとの組付けを行う場合、一方を選定したら、これに合う他方を選定するものであり、
前記通路部材に付与された前記オリフィスの識別分類が「絞り特性の識別分類」であり、
前記ニードルに付与された識別分類が「シート径の識別分類」であり、
少なくとも「絞り特性の識別分類」と「シート径の識別分類」を選定することによって所望の噴射開始遅れ期間を得ることを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの下降速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「制御室の容積特性の識別分類」を有する「インジェクタボディ」を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記電磁弁に噴射開始の開弁信号が与えられた場合における前記バルブの上昇の応答遅れ」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記電磁弁において磁気吸引力を発生する「ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「バネセット荷重の識別分類」を有する「前記バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢バネの調整プレート」と、
「前記ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「リフトゼロ時のエアギャップ量の識別分類」を有する「前記ソレノイドに吸引駆動されるアーマチャが固着されたバルブ」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記電磁弁が開弁してから前記ニードルが上昇するまでの制御室圧の降下速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記制御室の容積を決定する「インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、
「前記インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記電磁弁が開弁してから前記ニードルが上昇するまでの制御室圧の降下速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「制御室の容積特性の識別分類」を有する「インジェクタボディ」と、
「前記第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記電磁弁が開弁してから前記ニードルが上昇するまでの制御室圧の降下速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する「第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「制御室の容積特性の識別分類」を有する「インジェクタボディ」と、
「前記第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記制御室の圧力が開弁圧力に達してから実際に前記ニードルが開弁を開始するまでの制御室圧」に影響を与える部品を組付ける場合は、
「前記ニードル」に付与された「ニードル先端シート径の識別分類」に対応した「バネセット荷重の識別分類」を有する「前記ニードルを閉弁方向に付勢するニードル付勢バネの調整プレート」を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの上昇速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
「前記ニードル」に付与された「ニードル先端シート径の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、
「前記インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの上昇速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する「第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「ニードル先端シート径の識別分類」を有する「前記ニードル」と、
「前記第1通路部材」に付与された「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの上昇速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する「第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「ニードル先端シート径の識別分類」を有する「前記ニードル」と、
「前記第2通路部材」に付与された「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの上昇時の噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合は、
「前記ノズル」に付与された「ノズル流量で分類された識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」と、「出口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記バルブの開弁時に前記制御室から排出される燃料を絞る出口オリフィスを有する第2通路部材」とを選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの上昇時の噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合は、
「前記ニードルの上昇速度に影響を与える前記通路部材」に付与された「絞り特性の識別分類」に対応した「ノズル流量で分類された識別分類」を有する「前記ノズル」を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「最大噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記ニードルによって開閉される噴孔が形成された「ノズルボディ」に付与された「噴孔総面積で分類された識別分類」に対応した「燃料通過抵抗で分類された識別分類」を有する「前記インジェクタへ流入する高圧燃料を濾過するフィルタ」を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「最大噴射率」に影響を与える部品を組付ける場合は、
「前記インジェクタへ流入する高圧燃料を濾過するフィルタ」に付与された「燃料通過抵抗で分類された識別分類」に対応した「噴孔総面積で分類された識別分類」を有する「前記ニードルによって開閉される噴孔が形成されたノズルボディ」を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記電磁弁に噴射停止の閉弁信号が与えられた場合における前記バルブの下降の応答遅れ」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記電磁弁において磁気吸引力を発生する「ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「バネセット荷重の識別分類」を有する「前記バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢バネの調整プレート」と、
「前記ソレノイド」に付与された「磁気吸引特性の識別分類」に対応した「リフト最大時のエアギャップ量の識別分類」を有する「前記ソレノイドに吸引駆動されるアーマチャが固着されたバルブ」と、
を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。 - 請求項1に記載のインジェクタの部品組付方法において、
前記インジェクタの出力特性のうち、「前記ニードルの下降速度」に影響を与える部品を組付ける場合は、
前記制御室の容積を決定する「インジェクタボディ」に付与された「制御室の容積特性の識別分類」に対応した「入口オリフィスの絞り特性の識別分類」を有する「前記制御室に供給される高圧燃料を絞る入口オリフィスを有する第1通路部材」を選定することを特徴とするインジェクタの部品組付方法。
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