JP4400528B2 - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
これに対し、上記の公知技術(特許文献1)と同等の機能をより簡易に実現できる別のシステムが提案されている(特許文献2参照)。
この燃料噴射装置は、1つのアクチュエータによって駆動される制御弁100を有し、この制御弁100と増圧器110およびノズル120とが、それぞれ燃料通路130、140によって接続され、更に、燃料通路150を介して蓄圧器160に接続されている。 制御弁100は、燃料通路130、140に接続される油圧ポート101と、低圧側のドレン通路170に接続される低圧ポート102とが設けられ、弁体103が油圧ポート101と低圧ポート102との間を遮断する閉弁位置(図12に示す状態)と、油圧ポート101と低圧ポート102との間を連通する開弁位置との間で駆動される。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、1つの二位置アクチュエータによって駆動される制御弁により、増圧器の増圧動作とノズルの噴射動作とを高精度に制御できると共に、アクチュエータを1つにしたことによる制御自由度の低下を防ぐことができ、且つ増圧器の制御室を低圧側に開放した際に、蓄圧器からの燃料の垂れ流しを防止できる内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。
本発明は、一つの二位置アクチュエータによって駆動され、燃料圧力を増圧器の制御室及びノズルの背圧室に供給する油圧供給モードと、制御室及び背圧室の燃料圧力を低圧側に開放する油圧開放モードとを切り替える制御弁と、制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路を開閉可能に設けられ、制御弁の作動モードに応じた燃料圧力が導入されて作動することにより、制御弁が油圧供給モードに設定されると、燃料通路を閉じる閉弁モードに制御され、制御弁が油圧開放モードに設定されると、燃料通路を開く開弁モードに制御される油圧弁とを備え、制御弁により、背圧として用いられる高圧室からの燃料圧力を直接制御することでノズルの噴射作動を制御すると共に、少なくとも油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御することで増圧器の増圧作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、ノズルの噴射作動に対して、増圧器の増圧作動に遅れが生じる様に、油圧弁が燃料通路を開くタイミングに遅れを持たせていることを特徴とする。
また、本発明では、制御弁が、アクチュエータによって駆動される弁体と、少なくともノズルの背圧室に接続される切替ポートと、増圧器の高圧室に接続される高圧ポートと、低圧側のドレン通路に接続される低圧ポートとが設けられ、弁体が低圧ポートと切替ポートとの間を遮断して、高圧ポートと切替ポートとの間を連通する油圧供給モードと、弁体が高圧ポートと切替ポートとの間を遮断して、低圧ポートと切替ポートとの間を連通する油圧開放モードとを切り替える二位置三方弁であることを特徴とする。
上記の構成によれば、切替ポートは、高圧ポートと低圧ポートの何方か一方と選択的に連通し、両ポート(高圧ポートと低圧ポート)に同時に連通することはない。従って、油圧開放モードが選択された時、つまり、制御室および背圧室の燃料圧力が低圧側に開放される時に、高圧室を介して蓄圧器に通じる高圧ポートは、切替ポートおよび低圧ポートとの間が弁体によって遮断されている。これにより、油圧開放モードが選択された時に、蓄圧器の燃料が高圧室を介して、制御弁から低圧側に垂れ流しされることはなく、エネルギーロスを抑制できるので、内燃機関の燃費低下を防止できる。
請求項1に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁の作動モードに応じた燃料圧力を油圧弁に導入する圧力導入路を有し、この圧力導入路に絞りを設けることで、油圧弁の作動に遅れを持たせていることを特徴とする。
圧力導入路に絞りを設けることにより、制御弁の作動モードが切り替わった時、例えば、油圧供給モードから油圧開放モードへ切り替わった時に、その油圧開放モードに応じた燃料圧力が圧力導入路を介して油圧弁に導入される際に、絞りによって燃料圧力の導入が抑制されるため、油圧弁が作動する(燃料通路を開く)までの時間に遅れを持たせることができる。
請求項1に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁の作動モードが切り替わった時に、油圧弁の作動に遅れが生じる様に、油圧弁の作動圧力が設定されていることを特徴とする。
油圧弁の作動圧力が大きい場合と小さい場合とを比較すると、作動圧力が大きい場合より、小さい場合の方が油圧弁の作動タイミングが遅くなる。従って、油圧弁の作動圧力を適宜に設定することで、制御弁の作動モードが切り替わった時に、油圧弁が燃料通路を開く作動タイミングに遅れを持たせることができる。
請求項1に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁の作動モードに応じた燃料圧力を油圧弁に導入する圧力導入路を有し、この圧力導入路に絞りを設けると共に、油圧弁の作動圧力を適宜に設定することで、油圧弁の作動に遅れを持たせていることを特徴とする。
圧力導入路に絞りを設けることにより、制御弁の作動モードが切り替わった時、例えば、油圧供給モードから油圧開放モードへ切り替わった時に、その油圧開放モードに応じた燃料圧力が圧力導入路を介して油圧弁に導入される際に、絞りによって燃料圧力の導入が抑制されるため、油圧弁が作動する(燃料通路を開く)までの時間に遅れを持たせることができる。
そこで、圧力導入路に絞りを設けると共に、油圧弁の作動圧力を適宜に設定することにより、油圧弁が作動する(燃料通路を開く)までの遅れ時間を任意に設定できる。
請求項1〜4に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁は、少なくとも油圧供給モードから油圧開放モードへ切り替わる時に、高圧ポートと低圧ポートとが一時的に連通して、高圧室の燃料圧力が低圧側に開放されて一時的に低下することを特徴とする。
この場合、制御弁の作動モードを切り替える時に僅かなスイッチングリークが発生する、つまり高圧ポートと低圧ポートとが一時的に連通して、高圧室の燃料圧力が一時的に低下する。これにより、ノズルの噴射圧力が一時的に低下するため、噴射初期の噴射率を低減でき、内燃機関のNOx 低減、及び騒音低減に有効である。
請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、増圧器の制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路を開閉する二位置二方弁であることを特徴とする。
本発明の油圧弁は、制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路を開閉するだけで良く、燃料の流れ方向を切り替える必要がないので、簡易な二位置二方弁として構成することができ、安価に製造できる。
請求項6に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、制御室に接続される第1ポートと、制御弁に接続される第2ポートとを有し、第1ポートと第2ポートとの間を開閉することを特徴とする。
これにより、油圧弁が第1ポートと第2ポートとの間を開くことで、制御室の燃料圧力が制御弁を介して低圧側に開放される。
請求項6に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、制御室に接続される第1ポートと、低圧側のドレン通路に接続される第2ポートとを有し、第1ポートと第2ポートとの間を開閉することを特徴とする。
これにより、油圧弁が第1ポートと第2ポートとの間を開くことで、制御室の燃料圧力が低圧側のドレン通路に開放される。
請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、増圧器の制御室に接続される第1ポートを有し、この第1ポートの連通先を高圧側と低圧側との何方か一方に切り替える二位置三方弁であることを特徴とする。
この油圧弁によれば、制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路を開閉できると共に、制御室に対する燃料の流れ方向を切り替えることができる。すなわち、第1ポートを低圧側に連通させることで、制御室の燃料圧力を低圧側に開放することができ、第1ポートを高圧側に連通させることで、高圧燃料(蓄圧器の燃料)を制御室に供給することが可能である。
請求項9に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、制御室に接続される第1ポートと、制御弁に接続される第2ポートと、蓄圧器に接続される第3ポートとを有し、第1ポートと第2ポートとの間、及び第1ポートと第3ポートとの間を開閉することを特徴とする。
これにより、油圧弁が第1ポートと第2ポートとの間を開くと共に、第1ポートと第3ポートとの間を閉じることで、制御室の燃料圧力が制御弁を介して低圧側に開放される。一方、油圧弁が第1ポートと第2ポートとの間を閉じると共に、第1ポートと第3ポートとの間を開くことで、蓄圧器の燃料圧力が制御室に供給される。
請求項9に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、制御室に接続される第1ポートと、制御弁に接続される第2ポートと、高圧室に接続される第3ポートとを有し、第1ポートと第2ポートとの間、及び第1ポートと第3ポートとの間を開閉することを特徴とする。
これにより、油圧弁が第1ポートと第2ポートとの間を開くと共に、第1ポートと第3ポートとの間を閉じることで、制御室の燃料圧力が制御弁を介して低圧側に開放される。一方、油圧弁が第1ポートと第2ポートとの間を閉じると共に、第1ポートと第3ポートとの間を開くことで、高圧室の燃料圧力が制御室に供給される。
請求項7に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁をバイパスして制御弁と制御室との間を接続する油圧供給通路が設けられると共に、この油圧供給通路には、制御弁から制御室へ向かう燃料の流れを許容し、その逆流を防止する逆止弁が設けられ、制御弁は、油圧弁と油圧供給通路とを介して制御室の燃料圧力を間接的に制御することを特徴とする。
上記の構成によれば、制御弁が油圧供給モードに設定されると、油圧弁が閉弁する(第1ポートと第2ポートとの間を閉じる)ため、高圧室の燃料圧力が制御弁から油圧供給通路を通って制御室に供給される。一方、制御弁が油圧開放モードに設定されると、油圧弁が開弁する(第1ポートと第2ポートとの間を開く)ため、制御室の燃料圧力が油圧弁を通って、制御弁より低圧側に開放される。
請求項8に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁と制御室との間を接続する油圧供給通路が設けられると共に、この油圧供給通路には、制御弁から制御室へ向かう燃料の流れを許容し、その逆流を防止する逆止弁が設けられ、制御弁は、油圧弁と油圧供給通路とを介して制御室の燃料圧力を間接的に制御することを特徴とする。
上記の構成によれば、制御弁が油圧供給モードに設定されると、油圧弁が閉弁する(第1ポートと第2ポートとの間を閉じる)ため、高圧室の燃料圧力が制御弁から油圧供給通路を通って制御室に供給される。一方、制御弁が油圧開放モードに設定されると、油圧弁が開弁する(第1ポートと第2ポートとの間を開く)ため、制御室の燃料圧力が低圧側のドレン通路に開放される。
請求項9〜11に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、制御弁は、油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御することを特徴とする。
請求項9〜11に記載した油圧弁は、二位置三方弁であるため、第1ポートを低圧側に連通させることで、制御室の燃料圧力を低圧側に開放することができ、第1ポートを高圧側に連通させることで、高圧燃料を制御室に供給することが可能である。従って、制御弁は、請求項9〜11に記載した何れかの油圧弁を介して制御室の燃料圧力を間接的に制御できる。
請求項1〜14に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、油圧弁は、少なくとも制御弁の作動モードに応じた燃料圧力と蓄圧器の燃料圧力との差圧で作動することを特徴とする。
油圧弁には、制御弁の作動モードに応じた燃料圧力が導入されるため、例えば、制御弁が油圧開放モードに設定されると、油圧弁に低圧が導入されて、蓄圧器の燃料圧力との差圧が大きくなる。一方、制御弁が油圧供給モードに設定されると、油圧弁に高圧が導入されるため、蓄圧器の燃料圧力との差圧が小さく、あるいは等しくなる。これにより、制御弁の作動モードに応じて導入される燃料圧力と蓄圧器より導入される燃料圧力との差圧を利用して油圧弁の作動を制御できる。
本発明は、一つの二位置アクチュエータによって駆動され、増圧器の高圧室の燃料圧力を増圧器の制御室及びノズルの背圧室に供給する油圧供給モードと、制御室及び背圧室の燃料圧力を低圧側に開放する油圧開放モードとを切り替える制御弁を備え、この制御弁により、背圧室の燃料圧力を制御して、ノズルの噴射作動を制御すると共に、制御室の燃料圧力を制御して、増圧器の増圧作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、制御弁は、アクチュエータによって駆動される弁体と、背圧室と制御室とに接続される切替ポートと、高圧室に接続される高圧ポートと、低圧側のドレン通路に接続される低圧ポートとが設けられ、弁体が低圧ポートと切替ポートとの間を遮断して、高圧ポートと切替ポートとの間を連通する油圧供給モードと、弁体が高圧ポートと切替ポートとの間を遮断して、低圧ポートと切替ポートとの間を連通する油圧開放モードとを切り替える二位置三方弁であり、少なくとも油圧供給モードから油圧開放モードへ切り替える時に、高圧ポートと低圧ポートとが一時的に連通することにより、高圧室の燃料圧力が低圧側に開放されて一時的に低減することを特徴とする。
本発明の燃料噴射装置1は、例えば、車両用ディーゼル機関のコモンレールシステムに採用されるもので、図1に示す様に、燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器2と、この蓄圧器2より供給される燃料を増圧する増圧器3と、この増圧器3より供給される燃料を噴射するノズル4と、増圧器3の作動およびノズル4の作動を制御する制御弁5等を備える。なお、蓄圧器2を除く増圧器3、ノズル4、および制御弁5等は、図5に示す様に、1つの燃料噴射弁6として一体的に構成されている。
増圧器3は、大径ピストン8aと小径プランジャ8bとが同心位置に設けられた油圧ピストン8を有し、この油圧ピストン8がボディ9(図5参照)に形成された大径シリンダと小径シリンダとに摺動自在に収容されている。大径ピストン8aが収容される大径シリンダには、大径ピストン8aの上端面より上側に駆動室10が形成され、大径ピストン8aの下端面より下側に制御室11が形成されている。一方、小径プランジャ8bが収容される小径シリンダには、小径プランジャ8bの下端面より下側に高圧室12が形成されている。
制御室11は、以下に説明する往復通路を介して制御弁5の切替ポート40(図2参照)に接続されている。この制御室11には、図5に示す様に、油圧ピストン8を図示上方へ付勢するスプリング14が配設されている。
ノズルボディ24には、ニードル25の周囲に環状の燃料通路29が形成され、この燃料通路29の上流端に前記油溜まり4aが形成されている。また、燃料通路29と噴孔23との間に円錐状のシート面(図示せず)が形成されている。
ニードル25は、高圧室12の燃料圧力が制御弁5を介して背圧室26に供給されると、その燃料圧力と背圧室26に配設されたスプリング31(図5参照)の付勢力とを受けて閉弁方向(図5の下方)へ押圧され、ニードル25の先端部に設けられたシートライン(図示せず)が前記シート面に着座して燃料通路29と噴孔23との間を遮断する。一方、背圧室26の燃料圧力が制御弁5を介して低圧側に開放されると、ニードル25がリフトして燃料通路29と噴孔23との間を開くことにより、油溜まり4aに供給される燃料が燃料通路29を通って噴孔23より噴射される。
バルブ室18aには、増圧器3の制御室11に接続される第1ポート45と、制御弁5の切替ポート40に接続される第2ポート46とが設けられている。
弁体18bは、第1ポート45と第2ポート46との間を遮断する閉弁モード(図2、図3、図5に示す状態)と、第1ポート45と第2ポート46との間を連通する開弁モード(図4に示す状態)とを切り替えることができる。
スプリング18cは、バルブ室18aの図示下方に凹設された作動室18dに収容されて、弁体18bを閉弁方向(図2の上向き)へ付勢している。
但し、制御弁5が油圧供給モードから油圧開放モードに切り替わった時に、油圧弁18が閉弁モードから開弁モードに切り替わるタイミングに遅れが生じる様に、圧力導入路48に絞り49(図1及び図2参照)が設けられている。
アクチュエータ33の電磁コイル43がOFF状態の時は、図2に示す様に、制御弁5が油圧供給モードに設定される。この油圧供給モードでは、切替ポート40と低圧ポート39との間が遮断され、高圧ポート36と切替ポート40とが連通する。これにより、増圧器3の高圧室12とノズル4の背圧室26とが制御弁5を介して連通するため、蓄圧器2の燃料圧力が高圧室12及び制御弁5を介して背圧室26に供給される。
この時、油圧弁18は、背圧室26の燃料圧力が所定の圧力に低下するまで、図3に示す閉弁モードを維持するため、背圧室26の燃料圧力が開放されると同時に油圧ピストン8が作動することはない。従って、ノズル4の噴射圧力は、増圧器3によって増圧された超高圧ではなく、蓄圧器2の燃料圧力に略等しい。
図7にコンピュータシミュレーションによる数値解析の結果を示す。但し、油圧ピストン8の断面積比を2:1とした場合の例である。このシミュレーションによれば、上記の作動説明と略同様の作動および性能が得られることが分かる。
実施例1に記載した燃料噴射装置1は、制御弁5の切替ポート40と増圧器3の制御室11とを接続する2本の燃料通路15、16を有しているため、制御弁5の作動モードに応じて2本の燃料通路15、16を使い分けることができる。つまり、制御弁5が油圧開放モードに設定されると、他方の燃料通路16に設けられた油圧弁18が開弁モードに制御されるため、他方の燃料通路16を通って制御室11から低圧側に圧力を開放することができる。なお、一方の燃料通路15には、制御室11から制御弁5へ向かう燃料の流れを阻止する逆止弁17が設けられているため、制御室11の燃料圧力が一方の燃料通路15を通って低圧側に開放されることはない。
上記の構成によれば、制御室11の燃料圧力を開放する時の速度(圧力開放速度)と、制御室11に燃料圧力を供給する時の速度(加圧速度)とを個別に制御できるので、図6(e)に示す様に、圧力開放速度に応じて増圧器3の増圧速度(図中破線A)を変えることができ、加圧速度に応じて増圧器3の戻り速度を変えることができる(図中破線B)を変えることができる。
また、実施例1に記載した制御弁5は、例えば、油圧供給モードから油圧開放モードへ切り替わる時に、スイッチングリークが発生する。つまり、高圧ポート36と低圧ポート39とが一時的に連通して、高圧室12の燃料圧力が低圧側に開放されるため、蓄圧器2の燃料圧力よりも一時的に低下する(図7のD参照)。この高圧室12の一時的な圧力低下により、ノズル4の噴射圧力も一時的に低下するため、噴射初期の噴射率を低減でき、内燃機関のNOx 低減、及び騒音低減に有効である。
上記の様に、二位置アクチュエータ33によって駆動される制御弁5を1個用いるだけの簡易な構成で、ロスの少ない超高圧噴射を実現できると共に、低圧、超高圧の噴射など、各種の噴射パターンを実現できる。また、増圧器3の作動を最適化できるので、最適な噴射特性を作り込むことができ、戻り時間の最適化ができるという特徴を併せ持つ。
実施例1では、圧力導入路48に絞り49を設けて、油圧弁18が閉弁モードから開弁モードに切り替わるタイミングを遅らせることで、増圧器3の作動(増圧開始時期)に遅れを与えているが、絞り49を設ける代わりに、油圧弁18の作動圧力を適宜に設定することで遅れ時間を調整することも可能である。例えば、油圧弁18の弁体18bを付勢するスプリング18cの荷重によって遅れ時間を設定することもできる。あるいは、圧力導入路48に設けられた絞り49の効果と、油圧弁18の作動圧力との協働により、油圧弁18が作動するタイミングを遅らせることもできる。
この実施例2に示す燃料噴射装置1は、油圧弁18の構成が実施例1とは異なる。つまり、油圧弁18は、二位置三方弁であり、増圧器3の制御室11に接続される第1ポート45と、制御弁5の切替ポート40に接続される第2ポート46、及び増圧器3の高圧室12に接続される第3ポート50を有し、弁体(図示せず)が第1ポート45と第2ポート46との間を遮断して、第1ポート45と第3ポート50との間を連通する高圧モード(本発明の閉弁モード)と、弁体が第1ポート45と第2ポート46との間を連通して、第1ポート45と第3ポート50との間を遮断する低圧モード(本発明の開弁モード)とを切り替えることができる。
また、圧力導入路48に絞り49が設けられ、この絞り49の効果、あるいは、油圧弁18の作動圧力によって、増圧器3の作動(増圧開始時期)に遅れを持たせることは、実施例1と同じである。
上記の構成によれば、増圧行程の際に、制御室11の燃料圧力を油圧弁18を介して低圧側へ開放できるだけでなく、噴射終了時には、油圧弁18の2つのどちらのモードにおいても(高圧モードでは第3ポート50から、低圧モードでは第2ポート46から)、油圧弁18を介して制御室11に高圧燃料を供給できるので、実施例1に記載した逆止弁17を有する一方の燃料通路15が不要となる。
この実施例3に示す燃料噴射装置1は、実施例2と同じく、油圧弁18が二位置三方弁として構成された場合の他の例である。実施例2と異なる点は、油圧弁18の第3ポート50が蓄圧器2に連結されていることであり、その他は実施例2と同じである。
この実施例3の構成では、増圧器3の油圧ピストン8が復帰する際、つまり油圧弁18が高圧モードに切り替わった時に、制御室11への燃料流入が高圧室12を経由することなく、直接、蓄圧器2から油圧弁18を介して供給されるため、油圧ピストン8の復帰がより安定し、確実に行われる。
この実施例4に示す燃料噴射装置1は、実施例1と同じく、油圧弁18が二位置二方弁として構成されているが、実施例1と異なる点は、油圧弁18の第2ポート46が低圧側のドレン通路37に接続されていることであり、その他は実施例1と同じである。
この場合、制御弁5の油圧開放モード時に、制御室11から流出する燃料を制御弁5に通す必要がないため、実施例1の構成と比較した場合に、制御弁5を小型化できる。なお、制御弁5の油圧供給モード時には、制御室11に供給される燃料が制御弁5を通ることになるが、制御室11への燃料供給時には、流出時より所要時間が長いので、制御弁5を小型化しても制約とはならない。
この実施例5に示す燃料噴射装置1は、制御弁5の切替ポート40と増圧器3の制御室11とが燃料通路51によって直接接続されている。つまり、実施例1〜4に記載した油圧弁18を廃止した一例である。
この構成では、油圧弁18を廃止しているため、油圧弁18の作動に遅れを持たせることによる効果は得られないが、制御弁5のスイッチングリークによる高圧室12の一時的な圧力低下を利用して、噴射初期の噴射率を低減することにより、噴射率波形を望ましい形に制御可能である。
また、この実施例では、油圧弁18を持たないため、実施例1〜4の構成と比較すると、回路構成を大幅に簡素化でき、安価にできる。
2 蓄圧器
3 増圧器
4 ノズル
5 制御弁
5b 制御弁の弁体
8 油圧ピストン
11 増圧器の制御室
12 増圧器の高圧室
15 一方の燃料通路(油圧供給通路)
16 他方の燃料通路(制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路)
17 一方の燃料通路に設けられた逆止弁
18 油圧弁
18b 油圧弁の弁体
25 ニードル
26 ノズルの背圧室
33 二位置アクチュエータ
36 制御弁の高圧ポート
37 ドレン通路
39 制御弁の低圧ポート
40 制御弁の切替ポート
45 油圧弁の第1ポート
46 油圧弁の第2ポート
48 圧力導入路
49 圧力導入路に設けられた絞り
50 油圧弁の第3ポート
Claims (16)
- a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
b)燃料の流入または流出により燃料圧力が増減する制御室と、前記蓄圧器より燃料が供給される高圧室と、前記制御室の燃料圧力の増減に応じて可動する油圧ピストンとを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記高圧室の燃料を増圧する増圧器と、
c)燃料の流入または流出により燃料圧力が増減する背圧室と、この背圧室の燃料圧力の増減に応じて可動するニードルとを有し、前記増圧器を介して供給される燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
d)一つの二位置アクチュエータによって駆動され、燃料圧力を前記制御室及び前記背圧室に供給する油圧供給モードと、前記制御室及び前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放する油圧開放モードとを切り替える制御弁と、
e)前記制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路を開閉可能に設けられ、前記制御弁の作動モードに応じた燃料圧力が導入されて作動することにより、前記制御弁が前記油圧供給モードに設定されると、前記燃料通路を閉じる閉弁モードに制御され、前記制御弁が前記油圧開放モードに設定されると、前記燃料通路を開く開弁モードに制御される油圧弁とを備え、
前記制御弁により、背圧として用いられる前記高圧室からの燃料圧力を直接制御することで前記ノズルの噴射作動を制御すると共に、少なくとも前記油圧弁を介して前記制御室の燃料圧力を間接的に制御することで前記増圧器の増圧作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、
前記制御弁は、前記アクチュエータによって駆動される弁体と、少なくとも前記ノズルの背圧室に接続される切替ポートと、前記増圧器の高圧室に接続される高圧ポートと、低圧側のドレン通路に接続される低圧ポートとが設けられ、前記弁体が前記低圧ポートと前記切替ポートとの間を遮断して、前記高圧ポートと前記切替ポートとの間を連通する前記油圧供給モードと、前記弁体が前記高圧ポートと前記切替ポートとの間を遮断して、前記低圧ポートと前記切替ポートとの間を連通する前記油圧開放モードとを切り替える二位置三方弁であり、
前記ノズルの噴射作動に対して、前記増圧器の増圧作動に遅れが生じる様に、前記油圧弁が前記燃料通路を開くタイミングに遅れを持たせていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記制御弁の作動モードに応じた燃料圧力を前記油圧弁に導入する圧力導入路を有し、この圧力導入路に絞りを設けることで、前記油圧弁の作動に遅れを持たせていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記制御弁の作動モードが切り替わった時に、前記油圧弁の作動に遅れが生じる様に、前記油圧弁の作動圧力が設定されていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記制御弁の作動モードに応じた燃料圧力を前記油圧弁に導入する圧力導入路を有し、この圧力導入路に絞りを設けると共に、前記油圧弁の作動圧力を適宜に設定することで、前記油圧弁の作動に遅れを持たせていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1〜4に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、
前記制御弁は、少なくとも前記油圧供給モードから前記油圧開放モードへ切り替わる時に、前記高圧ポートと前記低圧ポートとが一時的に連通して、前記高圧室の燃料圧力が低圧側に開放されて一時的に低下することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、前記増圧器の制御室の燃料圧力を低圧側に開放するための燃料通路を開閉する二位置二方弁であることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項6に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、前記制御室に接続される第1ポートと、前記制御弁に接続される第2ポートとを有し、前記第1ポートと前記第2ポートとの間を開閉することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項6に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、前記制御室に接続される第1ポートと、低圧側のドレン通路に接続される第2ポートとを有し、前記第1ポートと前記第2ポートとの間を開閉することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、前記増圧器の制御室に接続される第1ポートを有し、この第1ポートの連通先を高圧側と低圧側との何方か一方に切り替える二位置三方弁であることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項9に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、前記制御室に接続される第1ポートと、前記制御弁に接続される第2ポートと、前記蓄圧器に接続される第3ポートとを有し、前記第1ポートと前記第2ポートとの間、及び前記第1ポートと前記第3ポートとの間を開閉することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項9に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、前記制御室に接続される第1ポートと、前記制御弁に接続される第2ポートと、前記高圧室に接続される第3ポートとを有し、前記第1ポートと前記第2ポートとの間、及び前記第1ポートと前記第3ポートとの間を開閉することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項7に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁をバイパスして前記制御弁と前記制御室との間を接続する油圧供給通路が設けられると共に、この油圧供給通路には、前記制御弁から前記制御室へ向かう燃料の流れを許容し、その逆流を防止する逆止弁が設けられ、
前記制御弁は、前記油圧弁と前記油圧供給通路とを介して前記制御室の燃料圧力を間接的に制御することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項8に記載した内燃機関用燃料噴射装置において、
前記制御弁と前記制御室との間を接続する油圧供給通路が設けられると共に、この油圧供給通路には、前記制御弁から前記制御室へ向かう燃料の流れを許容し、その逆流を防止する逆止弁が設けられ、
前記制御弁は、前記油圧弁と前記油圧供給通路とを介して前記制御室の燃料圧力を間接的に制御することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項9〜11に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、
前記制御弁は、前記油圧弁を介して前記制御室の燃料圧力を間接的に制御することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1〜14に記載した何れかの内燃機関用燃料噴射装置において、
前記油圧弁は、少なくとも前記制御弁の作動モードに応じた燃料圧力と前記蓄圧器の燃料圧力との差圧で作動することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - a)燃料を所定の圧力状態に蓄える蓄圧器と、
b)燃料の流入または流出により燃料圧力が増減する制御室と、前記蓄圧器より燃料が供給される高圧室と、前記制御室の燃料圧力の増減に応じて可動する油圧ピストンとを有し、この油圧ピストンの増圧動作によって前記高圧室の燃料を増圧する増圧器と、
c)燃料の流入または流出により燃料圧力が増減する背圧室と、この背圧室の燃料圧力の増減に応じて可動するニードルとを有し、前記増圧器を介して供給される燃料を前記ニードルの開弁動作によって噴射するノズルと、
d)一つの二位置アクチュエータによって駆動され、前記高圧室の燃料圧力を前記制御室及び前記背圧室に供給する油圧供給モードと、前記制御室及び前記背圧室の燃料圧力を低圧側に開放する油圧開放モードとを切り替える制御弁と、
前記制御弁により、前記背圧室の燃料圧力を制御して、前記ノズルの噴射作動を制御すると共に、前記制御室の燃料圧力を制御して、前記増圧器の増圧作動を制御する内燃機関用燃料噴射装置であって、
前記制御弁は、前記アクチュエータによって駆動される弁体と、前記背圧室と前記制御室とに接続される切替ポートと、前記高圧室に接続される高圧ポートと、低圧側のドレン通路に接続される低圧ポートとが設けられ、前記弁体が前記低圧ポートと前記切替ポートとの間を遮断して、前記高圧ポートと前記切替ポートとの間を連通する前記油圧供給モードと、前記弁体が前記高圧ポートと前記切替ポートとの間を遮断して、前記低圧ポートと前記切替ポートとの間を連通する前記油圧開放モードとを切り替える二位置三方弁であり、少なくとも前記油圧供給モードから前記油圧開放モードへ切り替える時に、前記高圧ポートと前記低圧ポートとが一時的に連通することにより、前記高圧室の燃料圧力が低圧側に開放されて一時的に低減することを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
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