JP4214970B2 - Fuel injection valve - Google Patents
Fuel injection valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP4214970B2 JP4214970B2 JP2004237626A JP2004237626A JP4214970B2 JP 4214970 B2 JP4214970 B2 JP 4214970B2 JP 2004237626 A JP2004237626 A JP 2004237626A JP 2004237626 A JP2004237626 A JP 2004237626A JP 4214970 B2 JP4214970 B2 JP 4214970B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure control
- fuel
- control chamber
- pressure
- end surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
本発明は、燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve.
従来、2つのノズルニードルを備え、1回の燃料噴射期間中に小噴射から大噴射に切り替えるいわゆるブーツ型噴射の燃料噴射弁が知られている(特許文献1)。特許文献1に記載の燃料噴射弁には、中空円筒状の第1ノズルニードルと、その中空部に収容される第2ノズルニードルとを備え、それらの反噴射孔側には独立した第1、第2圧力制御室が設けられている。第1、第2圧力制御室は、第1圧力制御室の圧力を抜くと第1ノズルニードルは、反噴射孔側に移動し、第1噴射孔を閉弁させ、第2圧力制御室の圧力を抜くと第2ノズルニードルは、噴射孔側に移動し、第2噴射孔を開弁させるように形成されている。 Conventionally, there is known a so-called boot-type injection fuel injection valve that includes two nozzle needles and switches from small injection to large injection during one fuel injection period (Patent Document 1). The fuel injection valve described in Patent Document 1 includes a hollow cylindrical first nozzle needle and a second nozzle needle accommodated in the hollow portion, and an independent first, A second pressure control chamber is provided. When the first and second pressure control chambers release the pressure in the first pressure control chamber, the first nozzle needle moves to the counter-injection hole side to close the first injection hole, and the pressure in the second pressure control chamber The second nozzle needle is formed so as to move to the injection hole side and open the second injection hole.
この燃料噴射弁は以下のような作動をする。制御弁への通電が開始されると、リターン通路が開放され、第1、第2圧力制御室の圧力が徐々に下がり始める。第1圧力制御室内の圧力が第1ノズルニードルの開弁圧力となったとき、第1ノズルニードルが弁ボディの端面から離脱し、第1噴射孔から燃料が噴射される。このとき、第2ノズルニードルは、逆に弁ボディの端面に着座し、第2噴射孔を閉弁している。従って、この段階では、第1噴射孔のみから燃料が噴射される(小噴射)。 This fuel injection valve operates as follows. When energization of the control valve is started, the return passage is opened, and the pressure in the first and second pressure control chambers begins to gradually decrease. When the pressure in the first pressure control chamber becomes the valve opening pressure of the first nozzle needle, the first nozzle needle is detached from the end face of the valve body, and fuel is injected from the first injection hole. At this time, the second nozzle needle is conversely seated on the end face of the valve body and closes the second injection hole. Therefore, at this stage, fuel is injected only from the first injection holes (small injection).
次に、制御弁への通電が停止されると、リターン通路が遮断され、第1、第2圧力制御室内の圧力が上昇し始める。第2圧力制御室の方が第1圧力制御室よりも容積が小さく形成されているので、第2圧力制御室の圧力の方が速く上昇する。すると、第2ノズルニードルは、第1ノズルニードルが第1噴射孔を閉弁するよりも速く、第2噴射孔を開弁する。このとき、第1噴射孔、第2噴射孔の両方の噴射孔が開弁されていることになり、両方の噴射孔から燃料が噴射される(大噴射)。 Next, when energization to the control valve is stopped, the return passage is blocked, and the pressure in the first and second pressure control chambers begins to rise. Since the second pressure control chamber has a smaller volume than the first pressure control chamber, the pressure in the second pressure control chamber rises faster. Then, the second nozzle needle opens the second injection hole faster than the first nozzle needle closes the first injection hole. At this time, both the injection holes of the first injection hole and the second injection hole are opened, and fuel is injected from both of the injection holes (large injection).
その後、さらに第1、第2圧力制御室の圧力が上昇すると、第1ノズルニードルは弁ボディに着座され、第1噴射孔からの燃料噴射が停止される。このとき、第2ノズルニードルは、弁ボディから離座されたままとなっており、第2噴射孔は開弁したままとなっている。
近年、ディーゼルエンジンの排気ガスの規制がさらに厳しくなっている。排気ガス中のエミッションを低減するためには、燃料噴射の精度を向上させる必要がある。 In recent years, exhaust gas regulations for diesel engines have become more stringent. In order to reduce emissions in the exhaust gas, it is necessary to improve the accuracy of fuel injection.
上記従来技術の燃料噴射弁には、第2噴射孔が開弁しているとき、第2ノズルニードルの端部と弁ボディ端面との間に空間が形成される。制御弁への通電が停止され第1噴射孔が閉弁した後も、第2ノズルニードルは弁ボディから離座された状態にあるため、上記空間に残った燃料が第2噴射孔から噴射される可能性がある。結果、第2噴射孔から余分な燃料が噴射され、排気ガス中に一酸化炭素(CO)が多く発生するおそれがある。 In the conventional fuel injection valve, a space is formed between the end of the second nozzle needle and the end face of the valve body when the second injection hole is opened. Even after energization of the control valve is stopped and the first injection hole is closed, the second nozzle needle is in a state of being separated from the valve body, so that the fuel remaining in the space is injected from the second injection hole. There is a possibility. As a result, excess fuel is injected from the second injection holes, and a large amount of carbon monoxide (CO) may be generated in the exhaust gas.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされており、2つのノズルニードルを備えた燃料噴射弁において、燃料噴射を終了する際、各ノズルニードルを同時に着座させ、各噴射孔からの燃料を停止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a fuel injection valve provided with two nozzle needles, when the fuel injection is finished, the nozzle needles are seated simultaneously to stop the fuel from the injection holes. For the purpose.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の燃料噴射弁は、弁ボディ内に導入された燃料の圧力により、ノズルニードルを往復移動させてこの弁ボディに形成されている噴射孔からの燃料の噴射を遮断、および噴射を許容する燃料噴射弁であって、弁ボディ内に往復移動可能に収容され、弁ボディに形成された噴射孔としての第1噴射孔を開閉する第1ノズルニードルと、第1ノズルニードル内に往復移動可能に収容され、弁ボディに形成された第2噴射孔を開閉する第2ノズルニードルと、第1噴射孔と第2噴射孔を同時に閉塞するように第1ノズルニードルと第2ノズルニードルにかかる付勢力が調整されている付勢力調整手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fuel injection valve according to claim 1 is configured so that a nozzle needle is reciprocated by the pressure of fuel introduced into the valve body, and the fuel injection valve is formed from an injection hole formed in the valve body. A fuel injection valve that blocks fuel injection and allows fuel injection, and is accommodated in the valve body so as to be reciprocally movable, and a first nozzle needle that opens and closes a first injection hole as an injection hole formed in the valve body. And a second nozzle needle that is reciprocally accommodated in the first nozzle needle and opens and closes the second injection hole formed in the valve body, and the first injection hole and the second injection hole are simultaneously closed. An urging force adjusting means for adjusting the urging force applied to the first nozzle needle and the second nozzle needle is provided.
これによれば、弁ボディに形成された第1噴射孔と第2噴射孔を第1ノズルニードルと第2ノズルニードルとで開閉し、第1ノズルニードルと第2ノズルニードルとに付与される付勢力を調整することで、第1、第2噴射孔の開閉タイミングを調整することができる。第1、第2噴射孔の閉弁タイミングを同時となるように付勢力調整手段によって付勢力を調整するので、燃料噴射停止時に余分な燃料が噴射されることがなくなる。例えば、排気ガス中の一酸化炭素の発生量を上記従来技術の燃料噴射弁に比べて抑えることが可能となる。 According to this, the 1st injection hole and the 2nd injection hole which were formed in the valve body are opened and closed by the 1st nozzle needle and the 2nd nozzle needle, and it is attached to the 1st nozzle needle and the 2nd nozzle needle. The opening / closing timing of the first and second injection holes can be adjusted by adjusting the force. Since the urging force is adjusted by the urging force adjusting means so that the valve closing timings of the first and second injection holes are coincident, excess fuel is not injected when the fuel injection is stopped. For example, the amount of carbon monoxide generated in the exhaust gas can be suppressed as compared with the above-described conventional fuel injection valve.
請求項1に記載の燃料噴射弁は、第1ノズルニードルおよび第2ノズルニードルの反噴射孔側に、第1上端面および第2上端面が形成され、第1上端面および第2上端面とそれぞれの上端面に対向する弁ボディの内壁との間に、第1圧力制御室および第2圧力制御室が独立して形成されており、付勢力調整手段は、第1圧力制御室内の燃料圧力を調整する第1圧力制御室調整手段と、第2圧力制御室内の燃料圧力を調整する第2圧力制御室調整手段からなることを特徴とする。 In the fuel injection valve according to claim 1 , a first upper end surface and a second upper end surface are formed on the opposite injection hole sides of the first nozzle needle and the second nozzle needle, and the first upper end surface and the second upper end surface are formed. A first pressure control chamber and a second pressure control chamber are independently formed between the inner wall of the valve body facing each upper end surface, and the urging force adjusting means is a fuel pressure in the first pressure control chamber. The first pressure control chamber adjusting means for adjusting the pressure and the second pressure control chamber adjusting means for adjusting the fuel pressure in the second pressure control chamber.
これによれば、付勢力を調整する手段として、第1圧力制御室調整手段および第2圧力制御室調整手段によって第1圧力制御室、および第2圧力制御室内の燃料圧力調整することとしたので、容易に付勢力を調整することができる。 According to this, as the means for adjusting the urging force, the fuel pressure in the first pressure control chamber and the second pressure control chamber is adjusted by the first pressure control chamber adjusting means and the second pressure control chamber adjusting means. The urging force can be easily adjusted.
請求項2に記載の燃料噴射弁は、第1圧力制御室および第2圧力制御室の出入り口に、第1入口絞りと第1出口絞り、および第2入口絞りと第2出口絞りが設けられ、第1圧力調整手段は、第1入口絞りと第1出口絞りの流路断面積比を調整することにより第1圧力制御室内の圧力を調整し、第2圧力調整手段は、第2入口絞りと第2出口絞りの流路断面積比を調整することにより第2圧力制御室内の圧力を調整することを特徴とする。 The fuel injection valve according to claim 2 is provided with a first inlet throttle and a first outlet throttle, and a second inlet throttle and a second outlet throttle at the entrance and exit of the first pressure control chamber and the second pressure control chamber, The first pressure adjusting means adjusts the pressure in the first pressure control chamber by adjusting the flow passage cross-sectional area ratio between the first inlet throttle and the first outlet throttle, and the second pressure adjusting means The pressure in the second pressure control chamber is adjusted by adjusting the flow passage cross-sectional area ratio of the second outlet throttle.
これによれば、第1圧力制御室には、第1入口絞りと第1出口絞りが、第2圧力制御室には、第2入口絞りと第2出口絞りが設けられ、それぞれの入口絞りと出口絞りの流路断面の面積比を調整することによって、圧力制御室内の燃料圧力の上昇速度、下降速度も調整することができる。そのことにより、第1、第2圧力制御室内の燃料圧力の調整の自由度が増える。 According to this, the first pressure control chamber is provided with the first inlet throttle and the first outlet throttle, and the second pressure control chamber is provided with the second inlet throttle and the second outlet throttle. By adjusting the area ratio of the flow passage cross section of the outlet throttle, the rising speed and the falling speed of the fuel pressure in the pressure control chamber can also be adjusted. This increases the degree of freedom in adjusting the fuel pressure in the first and second pressure control chambers.
請求項3に記載の燃料噴射弁は、第1上端面および第2上端面の噴射孔側に、それぞれ第1下端面および第2下端面が形成され、付勢力調整手段は、第1上端面と第1下端面との面積比と、第2上端面と第2下端面との面積比が調整されていることを特徴とする。 In the fuel injection valve according to claim 3 , the first lower end surface and the second lower end surface are formed on the injection hole side of the first upper end surface and the second upper end surface, respectively, and the biasing force adjusting means includes the first upper end surface. The area ratio between the first lower end surface and the area ratio between the second upper end surface and the second lower end surface is adjusted.
これによれば、第1、第2ノズルニードルに形成される第1上端面と第1下端面、第2上端面と第2下端面の面積比を調整することによって、第1、第2ノズルニードルに掛かる付勢力を調整することができる。そのことにより、第1、第2ノズルニードルの開閉タイミングを調整することができる。 According to this, the first and second nozzles are adjusted by adjusting the area ratio of the first upper end surface to the first lower end surface and the second upper end surface to the second lower end surface formed on the first and second nozzle needles. The biasing force applied to the needle can be adjusted. Thereby, the opening and closing timing of the first and second nozzle needles can be adjusted.
請求項4に記載の燃料噴射弁は、弁ボディに導入される燃料を第1圧力制御室および第2圧力制御室に供給するため燃料流入通路と、第1圧力制御室および第2圧力制御室から余剰燃料を排出するためのリターン通路とが形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for supplying fuel introduced into a valve body to a first pressure control chamber and a second pressure control chamber, a fuel inflow passage, a first pressure control chamber, and a second pressure control chamber. And a return passage for discharging surplus fuel from.
これによれば、第1圧力制御室と第2圧力制御室は、燃料流入通路からリターン通路までの燃料の流れに対して並列に配置されているので、第1、第2圧力制御室内の燃料圧力を独立して調整することが容易となる。 According to this, since the first pressure control chamber and the second pressure control chamber are arranged in parallel to the fuel flow from the fuel inflow passage to the return passage, the fuel in the first and second pressure control chambers It becomes easy to adjust the pressure independently.
請求項5に記載の燃料噴射弁は、第2ノズルニードルに第1圧力制御室と第2圧力制御室とを連通する連通路が形成され、燃料流入通路は、第1圧力制御室に接続され、リターン通路は、第2圧力制御室に接続されることを特徴とする。 In the fuel injection valve according to the fifth aspect , a communication passage that connects the first pressure control chamber and the second pressure control chamber to the second nozzle needle is formed, and the fuel inflow passage is connected to the first pressure control chamber. The return passage is connected to the second pressure control chamber.
これによれば、第2ノズルニードルに第1圧力制御室と第2圧力制御室とを連通する連通路が形成されている。燃料流入通路は、第1圧力制御室に接続され、リターン通路は第2圧力制御室に接続されている。言い換えると、第1圧力制御室と第2圧力制御室は、燃料流入通路からリターン通路までの燃料の流れに対して直列に配置されている。これにより第1、第2圧力制御室で噴射制御中に使用する燃料の制御流量が少なくなる。 According to this, the communication path which connects the 1st pressure control room and the 2nd pressure control room to the 2nd nozzle needle is formed. The fuel inflow passage is connected to the first pressure control chamber, and the return passage is connected to the second pressure control chamber. In other words, the first pressure control chamber and the second pressure control chamber are arranged in series with respect to the fuel flow from the fuel inflow passage to the return passage. This reduces the control flow rate of the fuel used during the injection control in the first and second pressure control chambers.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1、図2に基づいて説明する。図1は、燃料噴射弁10の要部断面図である。図1は、燃料噴射停止時を示す。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the
図1に示す燃料噴射弁10は、図示しないエンジンのシリンダヘッドに挿入搭載され、エンジンの各気筒に燃料を直接噴射するように構成されている。図示しない燃料噴射ポンプから燃料配管を通って図示しないコモンレールに供給された高圧燃料は、コモンレール内で一定の高圧に蓄圧され、燃料配管を通って各気筒に配置された燃料噴射弁10に導入される。導入された燃料のうち余剰燃料は図示しない燃料タンクへ戻される。なお、図示しない燃料噴射ポンプは、エンジンの回転数、負荷、吸入燃料圧力、吸入空気量、冷却水の温度等に従って燃料吐出圧を調整するように設けられている。
A
燃料噴射弁10は、弁ボディ20、その中に収容される第1ノズルニードル50と第2ノズルニードル60、および電磁弁90から構成されている。
The
弁ボディ20は、底部に弁ボディ端面21を有する。弁ボディ20内部には、図示しないコモンレール内の高圧燃料を導入するための燃料流入通路22、余剰燃料を図示しない燃料タンクへ戻すためのリターン通路23、高圧燃料を溜めておく油溜室24が形成されている。弁ボディ端面21には、第1噴射孔30、および第2噴射孔40が形成されている。第1噴射孔30は、コモンレールからの高圧燃料の流れに対して第2噴射孔40よりも上流側に形成されている。
The
第1ノズルニードル50は、中空円筒状に形成されており、弁ボディ20内に形成される空間に往復移動可能に収容されている。第1ノズルニードル50の反噴射孔側には、第1上端面53が形成され、噴射孔側には、第1下端面54が形成されている。第1下端面54は、第1下端面部54aと第1下端面部54bとから構成されている。第1下端面部54aは、第1下端面部54bよりも第1ノズルニードル50の外周側に形成されている。第1下端面部54aと第1下端面部54bとの間には、弁ボディ端面21に着座および離座可能な第1シート部52が形成されている。第1シート部52が弁ボディ端面21に着座することにより、第1噴射孔30から燃料噴射が停止される。
The
第1上端面53とその上端面53に対向する弁ボディ20の内壁との間には、第1圧力制御室70が形成されている。第1圧力制御室70内には、第1上端面53を第1下端面54方向に付勢する第1スプリング51が設けられている。第1圧力制御室70内の圧力を調整することにより、第1ノズルニードル50を往復移動させることができる。第1ノズルニードル50の側壁部とその側壁部に対向する弁ボディ20の内壁との間には、燃料通路25が形成されている。燃料通路25は、高圧の燃料を第1、第2噴射孔30、40へ導く通路である。
A first
第1圧力制御室70には、燃料流入通路22とリターン通路23とが接続されている。その入口には第1入口絞り71が、出口には第1出口絞り72が設けられている。第1入口絞り71と第1出口絞り72の流路断面積の面積比を調整することにより、第1圧力制御室70への燃料の流入量と流出量のバランスを調整することができる。従って、第1圧力制御室70の燃料圧力の上昇、下降速度を調整することができる。
A
第2ノズルニードル60は、円柱状に形成されており、第1ノズルニードル50内の中空部分に往復移動可能に収容されている。第2ノズルニードル60の反噴射孔側には、第2上端面63が形成され、噴射孔側には、第2下端面64が形成されている。第2下端面64は、第2下端面部64aと第2下端面部64bから構成されている。第2下端面部64aは、第2下端面部64bよりも第2ノズルニードル60の外周側に形成されている。第2下端面部64aと第2下端面部64bとの間には、弁ボディ端面21に着座および離座可能な第2シート部62が形成されている。第2シート部62が弁ボディ端面21に着座することにより、第2噴射孔40から燃料噴射が停止される。
The
第2上端面63とその上端面63に対向する弁ボディ20の内壁との間には、第2圧力制御室80が形成されている。第2圧力制御室80内には、第2上端面63を第2下端面64方向に付勢する第2スプリング61が設けられている。第2圧力制御室80内の圧力を調整することにより、第2ノズルニードル60を往復移動させることができる。第2下端面部64aと第1下端面部54bと弁ボディ端面21で囲まれる空間が形成される。この空間がノズルニードル間室26となる。
A second
第2圧力制御室80には、燃料流入通路22とリターン通路23とが接続されている。その入口には第2入口絞り81が、出口には第2出口絞り82が設けられている。第2入口絞り81と第2出口絞り82の流路断面積の面積比を調整することにより、第2圧力制御室80への燃料の流入量と流出量のバランスを調整することができる。従って、第2圧力制御室80の燃料圧力の上昇、下降速度を調整することができる。
A
燃料流入通路22は、第1圧力制御室70、第2圧力制御室80、燃料通路25へ燃料を供給するために途中で分岐している。リターン通路23は、第1圧力制御室70、第2圧力制御室80からのそれぞれの余剰燃料を燃料タンクへ戻す配管が途中で合流しており、その合流点より下流には、このリターン通路23と燃料タンク側の低圧通路との連通、遮断を切り替える電磁弁90が設けられている。
The
電磁弁90は、制御弁91を備え、その上部にソレノイド92と第3スプリング93とが設けられている。ソレノイド92に駆動電流が供給されていない場合、制御弁91は第3スプリング93の付勢力により図示しない弁座に着座し、リターン通路23を遮断する。駆動電流が供給される場合、制御弁91はソレノイド92に発生する励磁吸引力により弁座より離座し、リターン通路23を開放する。なお、制御弁91の駆動電流は、図示しないエンジン制御装置(ECU)によりエンジンの運転状態に応じて求められたタイミングでソレノイド92に供給される。
The
(ノズルニードルの開弁、閉弁の条件について)
次に、第1、第2ノズルニードル50、60の開弁、閉弁の条件について説明する。第1、第2ノズルニードル50、60は構成が基本的に同じなので、ここでは第1ノズルニードル50を例にとって説明する。第1ノズルニードル50には、弁ボディ20に導入される燃料の圧力および第1スプリング51によって第1下端面54方向の力と第1上端面53方向の力が付与される(以下、これを付勢力と呼ぶ)。
(Regarding the conditions for opening and closing the nozzle needle)
Next, the conditions for opening and closing the first and second nozzle needles 50 and 60 will be described. Since the first and second nozzle needles 50 and 60 have basically the same configuration, the
詳しくは、第1上端面53に第1上端面53面積と第1圧力制御室70内の燃料圧力との積で求まる付勢力と第1スプリング51の付勢力とが作用し、それらの付勢力が第1ノズルニードル50を弁ボディ端面21に押し付けようとする。第1圧力制御室70内の燃料圧力は、リターン通路23に設けられた制御弁91を開閉することにより調整可能である。リターン通路23を開放し、第1圧力制御室70内の燃料を排出させると、第1圧力制御室70内の燃料圧力は低下する。すると、第1ノズルニードル50を弁ボディ端面21に押し付ける付勢力が弱くなる。
Specifically, the urging force obtained by the product of the area of the first
第1ノズルニードル50が弁ボディ端面21に押し付けられている状態においては、第1下端面部54aに第1下端面部54aの軸方向の投影面積と燃料通路25内の燃料圧力との積で求まる付勢力が作用し、その付勢力が第1ノズルニードル50をリフトさせようとする。
In a state where the
第1ノズルニードル50を弁ボディ端面21に押し付けようとする付勢力が第1ノズルニードル50をリフトさせようとする付勢力よりも大きければ、第1ノズルニードル50は第1噴射孔30を閉弁する。反対に弁ボディ端面21に押し付けようとする付勢力がリフトさせようとする付勢力よりも小さければ第1ノズルニードル50は第1噴射孔30を開弁する。第1噴射孔30の開閉は、リターン通路23を開放することにより第1圧力制御室70内の燃料圧力を低下させることにより、第1上端面53に付与される付勢力を弱めることで行われる。
If the urging force for pressing the
第1噴射孔30の開弁時の第1圧力制御室70内の燃料圧力を開弁圧力と呼ぶ。反対に第1噴射孔30の閉弁時の第1圧力制御室70内の燃料圧力を閉弁圧力と呼ぶ。閉弁圧力は開弁圧力よりも高い圧力となっている(図2(b)参照)。これは、開弁時においては、燃料圧力が第1下端面部54a、54bに掛かり、第1ノズルニードル50をリフトさせようとする付勢力が閉弁時に比べ大きくなるためである。
The fuel pressure in the first
第1噴射孔30の開弁、閉弁のタイミングは、第1ノズルニードル50に付与される付勢力を調整することにより任意に変更することができる(第1付勢力調整手段)。付勢力調整を行うには、第1圧力制御室70内の燃料圧力や第1上端面53の面積、第1下端面54の面積を調整すればよいと考えられる。制御弁91の開閉タイミングや第1入口絞り71、第1出口絞り72の流路面積比の調整することで、第1圧力制御室70内の燃料圧力が開弁圧力、閉弁圧力となるまでの時間を調整することができる。
The timing of opening and closing the
これにより第1、第2噴射孔30、40が同時に閉弁させることが可能となる。また、第1上端面53の面積と第1下端面54の軸方向投影面積の面積比を調整することでも、開弁圧力、閉弁圧力を調整することができ、第1、第2噴射孔30、40を同時に閉弁させることが可能となる。また、第1、第2噴射孔30、40の開弁タイミングも個別に調整可能である。
As a result, the first and second injection holes 30 and 40 can be closed simultaneously. Further, the valve opening pressure and the valve closing pressure can also be adjusted by adjusting the area ratio of the area of the first
次に、本実施形態の燃料噴射弁10の作動を図1および図2に基づいて説明する。図2(a)は、ソレノイド92を通電制御したときの制御弁91のリフト量の変化を示したものである。図2(b)は、制御弁91を作動させたときの第1圧力制御室70の圧力状態を示したものである。図2(c)は、制御弁91を作動させたときの第2圧力制御室80の圧力状態を示したものである。図2(d)は、ノズルニードル間室26の圧力状態を示したものである。図2(e)は、第1ノズルニードル50のリフト量の変化を示したものである。図2(f)は、第2ノズルニードル60のリフト量の変化を示したものである。図2(g)は、燃料噴射弁10より噴射される燃料の噴射率の変化を示したものである。
Next, the operation of the
(噴射停止時)
コモンレール内に蓄積された比較的高圧の燃料は、燃料流入通路22を通って、図1に示すように第1、第2圧力制御室70、80、および燃料通路25に供給される。このとき、第1、第2圧力制御室70、80、燃料通路25の燃料圧力は、ほぼ等しくなる。
(When injection stops)
The relatively high-pressure fuel accumulated in the common rail passes through the
図2中の時刻t1までの間、ソレノイド92へ駆動電流が供給されておらず、制御弁91は第3スプリング93の付勢力により弁座に着座され、リターン通路23を遮断している(図2(a)参照)。リターン通路23は遮断されているので、供給された燃料は、第1、第2圧力制御室70、80内にとどまる。図2(b)、(c)に示すように、第1、第2圧力制御室70、80内の圧力は、比較的高い圧力に維持される。
Until the time t1 in FIG. 2, the drive current is not supplied to the
第1ノズルニードル50を弁ボディ端面21に押し付けようとする付勢力が、リフトさせようとする付勢力よりも大きいので、第1シート部52が弁ボディ端面21に着座され、燃料通路25内の燃料が第1噴射孔30より噴射されない。
Since the urging force for pressing the
このとき、第2ノズルニードルの第2下端面部64bには、第1シート部52が弁ボディ端面21に着座しているので、ノズルニードル間室26に燃料が流入せず、第2ノズルニードル60をリフトさせようとする付勢力が発生せず、第2シート部62も弁ボディ端面21に着座している。
At this time, since the
(第1噴射孔開口時への作動)
図2(a)中の時刻t1に、制御弁91に駆動電流がソレノイド92に供給されると、制御弁91は、ソレノイド92の発生する励磁吸引力によってリフトされ、リターン通路23が開放される。
(Operation when opening the first injection hole)
When a drive current is supplied to the
リターン通路23が開放されると、図2(b)、(c)に示すように、第1、第2圧力制御室70、80内の燃料は、第1、第2出口絞り72、82、および制御弁91を通って燃料タンクへ排出される。第1、第2圧力制御室70、80内の圧力は、所定の下降速度で低下する。
When the
図2(b)に示すように、第1圧力制御室70内の圧力が第1ノズルニードル50の開弁圧力まで低下すると、第1ノズルニードル50はリフトされ、第1シート部52が弁ボディ端面21より離座する(図2中の時刻t2)。第1シート部52が弁ボディ端面21から離座すると、燃料通路25の燃料が第1噴射孔30に流入し、燃料が第1噴射孔30から噴射される。第1ノズルニードル50は、その後、図2(e)に示すように、所定のリフト量までリフトされ、図示しないストッパなどでリフトが停止される。
As shown in FIG. 2B, when the pressure in the first
第1ノズルニードル50がリフトされると、図2(d)に示すように燃料通路25の燃料がノズルニードル間室26にも流入され、ノズルニードル間室26内の圧力が上昇し始める。
When the
なお、このとき、第2シート部62は、弁ボディ端面21に着座されているので、第2噴射孔40からは燃料が噴射されない。図2(g)に示すように、第1噴射孔30のみからしか燃料が噴射されないので、噴射率は比較的低い状態にある。
At this time, since the
(第1、第2噴射孔開口時への作動)
図2(c)に示すように、第2圧力制御室80内の圧力が第2ノズルニードル60の開弁圧力まで低下すると、第2ノズルニードル60はリフトされ、第2シート部62が弁ボディ端面21より離座する(図2中の時刻t3)。第2シート部62が弁ボディ端面21から離座すると、燃料通路25およびノズルニードル間室26の燃料が第2噴射孔40に流入し、燃料が第2噴射孔40から噴射される。その後、図2(f)に示すように、第2ノズルニードル60は、所定のリフト量までリフトされ、図示しないストッパなどでリフトが停止される。
(Operation when the first and second injection holes are open)
As shown in FIG. 2C, when the pressure in the second
このとき、図2(g)に示すように、第1、第2噴射孔30、40の両噴射孔から燃料が噴射されるので、噴射率は第1噴射孔30のみからの燃料噴射時に比べ高くなる。 At this time, as shown in FIG. 2 (g), fuel is injected from both the first and second injection holes 30, 40. Get higher.
(噴射停止時への作動)
運転状態に応じた所定時間が経過すると、時刻t4にソレノイド92への駆動電流の供給が停止され、制御弁91はリターン通路23を遮断する(図1参照)。すると、第1、第2出口絞り72、82から下流への燃料の流出が停止されるので、第1、第2圧力制御室70、80内の圧力は再び上昇し始める。
(Operation when injection stops)
When a predetermined time corresponding to the operating state elapses, the supply of drive current to the
時刻t5になると、図2(c)に示すように、第2圧力制御室80内の圧力が第2ノズルニードル60の閉弁圧力まで上昇し、第2ノズルニードル60は弁ボディ端面21の方向に移動する。時刻t6になると、図2(b)に示すように、第1圧力制御室70内の圧力が第1ノズルニードル50の閉弁圧力まで上昇し、第1ノズルニードル50を弁ボディ端面21方向に移動する。
At time t5, as shown in FIG. 2 (c), the pressure in the second
本実施形態の場合、第1、第2ノズルニードル50、60の第1、第2上端面53、63および第1、第2下端面54、64の面積比を調整し、第1、第2圧力制御室70、80の入口、出口絞り71、72、81、82の流路断面の面積比を調整することで、第1、第2ノズルニードル50、60の閉弁タイミングを任意に決定しているので、第1、第2シート部52、62を同時に弁ボディ端面21に着座させることができる。第1、第2シート部52、62を同時に弁ボディ端面21に着座させると、従来技術の燃料噴射弁のように燃料噴射停止後、余分な燃料が噴射されることがなくなるので、排気ガス中の一酸化炭素量の発生を抑えることが可能となる。
In the case of this embodiment, the area ratio of the first and second upper end surfaces 53 and 63 and the first and second lower end surfaces 54 and 64 of the first and second nozzle needles 50 and 60 is adjusted, and the first and second The valve closing timing of the first and second nozzle needles 50, 60 is arbitrarily determined by adjusting the area ratio of the flow path cross sections of the inlets and outlet throttles 71, 72, 81, 82 of the
次に、本実施形態の燃料噴射弁10の作用効果を説明すると、
(1)第1、第2ノズルニードル50、60に作用する付勢力を調整することにより、第1、第2シート部52、62を弁ボディ端面21に同時に着座させることができる。燃料噴射停止時、余分な燃料が噴射されることがなくなり、排気ガス中の一酸化炭素量の発生を抑えることが可能となる。
Next, the operation and effect of the
(1) By adjusting the urging force acting on the first and second nozzle needles 50 and 60, the first and
(2)付勢力を調整する手段として、第1、第2圧力制御室70、80内の燃料圧力を調整することとしたので、容易に付勢力を調整することができる。
(2) Since the fuel pressure in the first and second
(3)第1、第2圧力制御室70、80内の燃料圧力を調整する手段として、第1、第2圧力制御室70、80の出入り口に第1、第2入口絞り71、81と第1、第2出口絞り72、82を設け、出入口絞りの流路断面の面積比を調整することとしたので、第1、第2圧力制御室70、80に燃料を供給する際の圧力上昇速度、および排出する際の圧力下降速度を任意に調整することができる。そのことにより、第1、第2圧力制御室70、80内の燃料圧力の調整の自由度が増える。ひいては、燃料圧力が開弁圧力、閉弁圧力に至るまでの時間を調整することができ、結果として、制御弁91が1つでも第1、第2圧力制御室70、80の燃料圧力を独立して調整することができる。さらに、制御弁91として開閉弁を使用することができる。
(3) As means for adjusting the fuel pressure in the first and second
(4)第1上端面53、第1下端面54および第2上端面63、第2下端面64の面積比を調整することにより、開弁圧力、閉弁圧力を調整することができる。これによって、第1、第2噴射孔30、40の閉弁のタイミングを同時にすることができる。
(4) The valve opening pressure and the valve closing pressure can be adjusted by adjusting the area ratio of the first
(5)第1、第2圧力制御室70、80を燃料流入通路22からリターン通路23までの燃料の流れに対して、並列に設けているので、各圧力制御室70、80に出入口絞りなどの圧力制御室内の圧力を調整する要素が多く設けることができる。結果として、第1、第2噴射孔30、40の閉弁のタイミングを同時にすることが容易となる。
(5) Since the first and second
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態を図3に基づいて説明する。図3は、他の実施形態の燃料噴射弁10の要部断面図である。なお、第1実施形態と同一機能物は同一符号を付す。
(Other embodiments)
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the
第2ノズルニードル60の第2上端面63に凹部が形成されている。その凹部に第1圧力制御室70と第2圧力制御室80とを連通する所定の流路断面積を有する連通路65が形成されている。
A recess is formed in the second
燃料流入通路22は、途中で分岐され、第1入口絞り71を介して第1圧力制御室70と燃料通路25に接続されている。リターン通路23は、第2出口絞り82を介して、第2圧力制御室80に接続されている。
The
第1、第2ノズルニードル70、80の付勢力は、第1入口絞り71、第2出口絞り82、および連通路65の流路断面積、第1、第2上端面53、63の面積比、および第1、第2下端面54、64の面積比を変更することによって調整される。
The biasing force of the first and second nozzle needles 70 and 80 is determined by the cross-sectional area of the
これにより、第1、第2ノズルニードルの付勢力を調整することにより、第1、第2噴射孔30、40を同時に閉弁することが可能となる。 Accordingly, the first and second injection holes 30 and 40 can be closed simultaneously by adjusting the urging forces of the first and second nozzle needles.
次に、他の実施形態での作用効果を説明すると、
(1)第2ノズルニードル60に第1圧力制御室70と第2圧力制御室80とを連通する所定流路断面積を有した連通路65が形成されている。燃料流入通路22は、第1圧力制御室70に接続され、リターン通路23は、第2圧力制御室80に接続されている。言い換えると、第1、第2圧力制御室70、80は、燃料流入通路22からリターン通路23への燃料の流れに対して、直列に配置されている。これにより第1、第2圧力制御室70、80で噴射制御中に使用する燃料の制御流量が少なくなる。燃料の制御流量が少なくなれば、燃料噴射ポンプの駆動ロスを減らすことが可能となり、エンジンの効率が向上する。
Next, the operational effects in other embodiments will be described.
(1) The
10 燃料噴射弁
20 弁ボディ
21 弁ボディ端面
22 燃料流入通路
23 リターン通路
25 燃料通路
26 ノズルニードル間室
30 第1噴射孔
40 第2噴射孔
50 第1ノズルニードル
52 第1シート部
53 第1上端面
54 第1下端面
60 第2ノズルニードル
62 第2シート部
63 第2上端面
64 第2下端面
65 連通路
70 第1圧力制御室
71 第1入口絞り
72 第1出口絞り
80 第2圧力制御室
81 第2入口絞り
82 第2出口絞り
90 電磁弁
91 制御弁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記弁ボディ内に往復移動可能に収容され、前記弁ボディに形成された前記噴射孔としての第1噴射孔を開閉する第1ノズルニードルと、
前記第1ノズルニードル内に往復移動可能に収容され、前記弁ボディに形成された第2噴射孔を開閉する第2ノズルニードルと、
前記第1噴射孔と前記第2噴射孔を同時に閉塞するように前記第1ノズルニードルと前記第2ノズルニードルにかかる付勢力が調整されている付勢力調整手段とを備え、
前記第1ノズルニードルおよび前記第2ノズルニードルの反噴射孔側には、第1上端面および第2上端面が形成され、
前記第1上端面および前記第2上端面とそれぞれの前記上端面に対向する前記弁ボディの内壁との間には、第1圧力制御室および第2圧力制御室が独立して形成されており、
前記付勢力調整手段は、前記第1圧力制御室内の燃料圧力を調整する第1圧力制御室調整手段と、前記第2圧力制御室内の燃料圧力を調整する第2圧力制御室調整手段からなることを特徴とする燃料噴射弁。 A fuel injection valve that reciprocates the nozzle needle by the pressure of fuel introduced into the valve body to cut off fuel injection from an injection hole formed in the valve body, and allows injection.
A first nozzle needle that is accommodated in the valve body so as to be reciprocally movable, and that opens and closes a first injection hole as the injection hole formed in the valve body;
A second nozzle needle which is accommodated in the first nozzle needle so as to be reciprocally movable and opens and closes a second injection hole formed in the valve body;
An urging force adjusting means in which an urging force applied to the first nozzle needle and the second nozzle needle is adjusted so as to simultaneously block the first injection hole and the second injection hole ;
A first upper end surface and a second upper end surface are formed on the side opposite to the injection holes of the first nozzle needle and the second nozzle needle,
A first pressure control chamber and a second pressure control chamber are independently formed between the first upper end surface and the second upper end surface and the inner wall of the valve body facing the respective upper end surfaces. ,
The biasing force adjusting means includes first pressure control chamber adjusting means for adjusting fuel pressure in the first pressure control chamber, and second pressure control chamber adjusting means for adjusting fuel pressure in the second pressure control chamber. A fuel injection valve characterized by.
前記第1圧力調整手段は、前記第1入口絞りと前記第1出口絞りの流路断面積比を調整することにより前記第1圧力制御室内の圧力を調整し、
前記第2圧力調整手段は、前記第2入口絞りと前記第2出口絞りの流路断面積比を調整することにより前記第2圧力制御室内の圧力を調整することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 The entrance and exit of the first pressure control chamber and the second pressure control chamber are provided with a first inlet throttle and a first outlet throttle, and a second inlet throttle and a second outlet throttle,
The first pressure adjusting means adjusts the pressure in the first pressure control chamber by adjusting a flow passage cross-sectional area ratio between the first inlet throttle and the first outlet throttle;
The said 2nd pressure adjustment means adjusts the pressure in the said 2nd pressure control chamber by adjusting the flow-path cross-sectional area ratio of the said 2nd inlet throttle and the said 2nd outlet throttle. The fuel injection valve as described.
前記付勢力調整手段は、前記第1上端面と前記第1下端面との面積比と、前記第2上端面と前記第2下端面との面積比が調整されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁。 A first lower end surface and a second lower end surface are formed on the injection hole side of the first upper end surface and the second upper end surface, respectively.
The biasing force adjusting means is characterized in that an area ratio between the first upper end face and the first lower end face and an area ratio between the second upper end face and the second lower end face are adjusted. Item 4. The fuel injection valve according to Item 1 .
前記燃料流入通路は、前記第1圧力制御室に接続され、
前記リターン通路は、前記第2圧力制御室に接続されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。 The second nozzle needle is formed with a communication path that communicates the first pressure control chamber and the second pressure control chamber.
The fuel inflow passage is connected to the first pressure control chamber;
The return passage, a fuel injection valve according to any one of claims 1 to 3, characterized in that connected to the second pressure control chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004237626A JP4214970B2 (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Fuel injection valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004237626A JP4214970B2 (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Fuel injection valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006057471A JP2006057471A (en) | 2006-03-02 |
JP4214970B2 true JP4214970B2 (en) | 2009-01-28 |
Family
ID=36105164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004237626A Expired - Fee Related JP4214970B2 (en) | 2004-08-17 | 2004-08-17 | Fuel injection valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4214970B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100706555B1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-04-13 | 현대자동차주식회사 | Injector for diesel engine |
JP4552991B2 (en) * | 2007-01-09 | 2010-09-29 | 株式会社デンソー | Fuel injection control system and fuel injection valve |
JP4842881B2 (en) * | 2007-04-20 | 2011-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection valve for internal combustion engine |
JP4710892B2 (en) * | 2007-09-20 | 2011-06-29 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
EP2778386B1 (en) * | 2013-03-13 | 2016-03-09 | Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. | Control valve assembly and fuel injector incorporating a control valve assembly |
-
2004
- 2004-08-17 JP JP2004237626A patent/JP4214970B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006057471A (en) | 2006-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2134953B1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engine | |
JP5240181B2 (en) | Fuel injection device | |
JP3557996B2 (en) | Fuel injection device | |
JP2002322970A (en) | Fuel injection device | |
JP4226011B2 (en) | Fuel injection device | |
JP2002054522A (en) | Fuel injector | |
JP4214970B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP4134979B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP4483828B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP2000073905A (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
WO2006033469A1 (en) | Fuel injection device | |
JP4107277B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
US7406945B2 (en) | Common rail system with pressure amplification | |
JP2007162535A (en) | Fuel injection valve | |
JP4407590B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP4218630B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP4682979B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP2008304017A (en) | Three-way selector valve and fuel injection device using the same | |
JP2002070684A (en) | Fuel injection device | |
JP2005320904A (en) | Fuel injection valve | |
WO2018003415A1 (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP4407655B2 (en) | Injector | |
JP4229049B2 (en) | Fuel injection device | |
JP4400528B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP4055330B2 (en) | Fuel injection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080415 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081014 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081027 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131114 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |