JP4582025B2 - Manufacturing method of fuel injection valve - Google Patents
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Description
本発明は、ジメチルエーテルを燃料とするディーゼルエンジンなどに適用される燃料噴射弁の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a fuel injection valve applied to a diesel engine using dimethyl ether as a fuel.
従来、ディーゼルエンジンにおいて、高圧ポンプで加圧された燃料をコモンレールに一旦貯留し、そのコモンレールからインジェクタに燃料を供給するようにしたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a diesel engine, fuel pressurized by a high pressure pump is temporarily stored in a common rail, and fuel is supplied from the common rail to an injector.
一般に、コモンレール式ディーゼルエンジンに適用されるインジェクタでは、インジェクタボディ内にニードルを昇降可能に収容し、そのニードルを昇降駆動して噴孔を開閉するようにしている。 In general, in an injector applied to a common rail type diesel engine, a needle is accommodated in an injector body so as to be movable up and down, and the needle is driven up and down to open and close the injection hole.
そのニードルの駆動方式として、圧力バランスタイプ(例えば、特許文献1、2参照)と直動タイプとがある。
As a driving method of the needle, there are a pressure balance type (for example, refer to
直動タイプのインジェクタは、ソレノイドや圧電素子などのアクチュエータによりニードルを直接駆動して、ニードルを引き上げるものである。 The direct-acting type injector is configured to pull up the needle by directly driving the needle with an actuator such as a solenoid or a piezoelectric element.
直動タイプのインジェクタでは、ニードルの引き上げ時に、アクチュエータが、ニードルのノズルシート部分などにかかる下向きの燃料圧力に抗してニードルを引き上げるため、アクチュエータには強い駆動力が必要とされる。 In the direct acting type injector, when the needle is pulled up, the actuator pulls up the needle against the downward fuel pressure applied to the nozzle seat portion of the needle and the like, so that the actuator requires a strong driving force.
しかし、一般にアクチュエータは、駆動力が強くなるとサイズが大型化する傾向にあり、大きなアクチュエータは、配置が難しいという問題がある。例えば、エンジンの体積効率向上には吸気弁および排気弁をそれぞれ2弁とすることが好ましく、そのためインジェクタの配置スペースが限られることから、インジェクタをエンジンセンターに配置するのが主流となっている。この場合、インジェクタのサイズは、吸気弁・排気弁の寸法により制約されるので、大駆動力ソレノイド、圧電素子など大型アクチュエータでは搭載性が悪くなってしまう。 However, in general, an actuator tends to increase in size when the driving force becomes strong, and a large actuator has a problem that it is difficult to arrange. For example, in order to improve the volumetric efficiency of the engine, it is preferable to use two intake valves and two exhaust valves, and therefore the space for arranging the injectors is limited. Therefore, it is the mainstream to arrange the injectors at the engine center. In this case, since the size of the injector is restricted by the dimensions of the intake valve and the exhaust valve, the mountability of a large actuator such as a large driving force solenoid or a piezoelectric element is deteriorated.
また、エンジン回転数・負荷が高いと必要とされるコモンレール圧力は高くなる。コモンレール圧力による下降力に比べてアクチュエータの駆動力が低いと、ニードルを引き上げることができなくなってしまう。一般には、直動タイプのインジェクタでは、コモンレール圧力は、上限30MPa程度付近までしか使用することができない。 Further, when the engine speed and load are high, the required common rail pressure becomes high. If the driving force of the actuator is lower than the descending force due to the common rail pressure, the needle cannot be pulled up. In general, in a linear motion type injector, the common rail pressure can be used only up to around the upper limit of about 30 MPa.
圧力バランスタイプのインジェクタは、圧力制御室からニードルに燃圧を付与・解除して、ニードルに対する力のバランスを変化させ、ニードルを下降・上昇させるものである。 The pressure balance type injector applies / releases fuel pressure from the pressure control chamber to the needle, changes the force balance against the needle, and lowers / lifts the needle.
図4に示すように、圧力バランスタイプのインジェクタ51は、ニードル30を収容するインジェクタボディ10と、インジェクタボディ10の先端に取り付けられ複数の噴孔2を有するノズル12と、ニードル30を下降・上昇させるべくコモンレール4からの加圧燃料を導入・排出するバランスチャンバ5と、ニードル30を伝いリークした燃料を溜める中間室6と、その中間室6のリーク燃料を燃料タンク7に戻すリーク通路8とを備える。
As shown in FIG. 4, the pressure balance type injector 51 includes an injector body 10 that accommodates the
また、圧力バランスタイプのインジェクタ51のニードル30は、バランスチャンバ5の燃料により付勢されるコマンドピストン31と、噴孔2を開閉するニードル部材33と、それらニードル部材33とコマンドピストン31とを接続する中間ロッド32との3部材で構成される。
The
ところで、近年、一般的な軽油の他に、例えば、ジメチルエーテル(以下、DMEという)などの液化ガス燃料を用いることが検討されている。 By the way, in recent years, in addition to general light oil, for example, use of liquefied gas fuel such as dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) has been studied.
そのDMEを上述した圧力バランスタイプのインジェクタ51にて噴射させる場合、DMEは軽油に比べ低粘性であることから、インジェクタボディ10とニードル30との隙間からリークする燃料が多くなってしまうという問題があった。
When the DME is injected by the pressure balance type injector 51 described above, since DME has a lower viscosity than light oil, there is a problem that more fuel leaks from the gap between the injector body 10 and the
すなわち、コモンレール4に接続されたバランスチャンバ5やノズル12は高圧であり、一方、燃料タンク7に接続された中間室6は低圧であることから、その圧力差によりバランスチャンバ5やノズル12内の燃料が、中間室6に向かいニードル30を伝ってリークすることになる。
That is, the
そのように漏れた(リークした)DMEは、中間室6にて気化し、そのときの蒸発潜熱によりインジェクタ部品が凍結してしまう。 The leaked DME vaporizes in the intermediate chamber 6, and the injector parts are frozen by the latent heat of vaporization at that time.
また、軽油に比べてリーク量が多くなるので、コモンレール4に加圧燃料を供給する高圧ポンプの吐出量を増大させる必要があり、高圧ポンプの大型化を招いてしまう。 Further, since the amount of leakage is larger than that of light oil, it is necessary to increase the discharge amount of the high-pressure pump that supplies pressurized fuel to the common rail 4, resulting in an increase in size of the high-pressure pump.
このように、図4のインジェクタ51では、中間ロッド32部分やコマンドピストン31上部での摺動不良や、高圧燃料ポンプの必要吐出量が増大などの問題がある。
As described above, the injector 51 of FIG. 4 has problems such as poor sliding at the
そこで、図5に示すインジェクタ61のように、インジェクタボディ10内に、コモンレール4に連通する中間室62を形成し、かつニードル63を一部材で構成することが考えられる。
Therefore, it is conceivable that an
この場合、中間室62が、バランスチャンバ5やノズル12と同じく高圧となるため、圧力差によるバランスチャンバ5やノズル12からの燃料の漏れがなくなり、インジェクタ部品の凍結という問題は生じない。
In this case, since the
しかしながら、図5のインジェクタ61は、図4に示すような従来の軽油用インジェクタに対して構造が大きく異なり特殊なものとなるため、コストアップが懸念される。 However, the injector 61 shown in FIG. 5 is significantly different from the conventional light oil injector as shown in FIG.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、DMEなど粘度の低い燃料を使用可能でかつ、製造コストの低減を図ることができる燃料噴射弁の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fuel injection valve that can solve the above-described problems and can use a low-viscosity fuel such as DME and can reduce the manufacturing cost.
上記目的を達成するために本発明は、燃料を噴射する噴孔を形成し、その噴孔を開閉するための針弁を昇降可能に設け、その針弁の基端部側に、コモンレールから加圧燃料を導入・排出して針弁を下降・上昇させるバランスチャンバを設け、そのバランスチャンバから上記針弁を伝いリークした燃料を溜める中間室を設け、その中間室を燃料タンクに連通させてリーク燃料を上記燃料タンクに戻すリーク通路を設けた軽油用の燃料噴射弁を、軽油より粘度の低い燃料用とするために、上記中間室と上記燃料タンクとを遮断すべく上記リーク通路を閉塞し、かつ上記中間室に上記コモンレールの加圧燃料を導入すべく、その中間室をコモンレールに連通させる高圧通路を設けたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an injection hole for injecting fuel, and a needle valve for opening and closing the injection hole is provided to be movable up and down, and is added from the common rail to the proximal end side of the needle valve. There is a balance chamber that introduces and discharges pressurized fuel and lowers and raises the needle valve, and an intermediate chamber that stores leaked fuel from the balance chamber through the needle valve. The intermediate chamber communicates with the fuel tank and leaks. In order to use a fuel injection valve for light oil having a leak passage for returning fuel to the fuel tank for fuel having a viscosity lower than that of light oil, the leak passage is closed to shut off the intermediate chamber and the fuel tank. In order to introduce the pressurized fuel of the common rail into the intermediate chamber, a high pressure passage is provided for communicating the intermediate chamber with the common rail.
好ましくは、上記軽油より粘度の低い燃料が、ジメチルエーテルである。 Preferably, the fuel having a viscosity lower than that of the light oil is dimethyl ether.
好ましくは、上記針弁を、噴孔側先端部からバランスチャンバ側基端部まで一部材で形成したものである。 Preferably, the needle valve is formed as a single member from the nozzle hole side distal end to the balance chamber side proximal end.
本発明によれば、DMEなど粘度の低い燃料を使用可能でかつ、製造コストの低減を図ることができるという優れた効果を発揮するものである。 According to the present invention, it is possible to use a low-viscosity fuel such as DME, and to exhibit an excellent effect that the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施形態のインジェクタ(燃料噴射弁)は、例えば、ジメチルエーテル(以下、DMEという)を燃料とするディーゼルエンジンなどに適用される。 The injector (fuel injection valve) of the present embodiment is applied to, for example, a diesel engine using dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) as fuel.
図1に示すように、本実施形態のインジェクタ1は、燃料を噴射する噴孔2を形成し、その噴孔2を開閉するための針弁(以下、ニードルという)3を昇降可能に設け、そのニードル3の基端部側に、コモンレール4から加圧燃料を導入・排出してニードル3を下降・上昇させるバランスチャンバ5を設け、そのバランスチャンバ5から上記ニードル3を伝いリークした燃料を溜める中間室6を設け、その中間室6を燃料タンク7に連通させてリーク燃料を上記燃料タンク7に戻すリーク通路8を設けたものにおいて、上記中間室6と上記燃料タンク7とを遮断すべく上記リーク通路8を閉塞し、かつ上記中間室6に上記コモンレール4の加圧燃料を導入すべく、その中間室6をコモンレール4に連通させる高圧通路9を設けたものである。
As shown in FIG. 1, the
また、本実施形態のニードル3は、噴孔側の先端部からバランスチャンバ側の基端部まで一部材で形成される。
Further, the
インジェクタ1は、ニードル3を昇降可能に(図1において上下方向移動可能に)収容する収容穴11が形成されたインジェクタボディ10と、そのインジェクタボディ10の先端(図1において、下端)に取り付けられ複数の噴孔2が形成されたノズル12とを備える。インジェクタボディ10は、上部(ソレノイド23側)から順に第一ピース101、第二ピース102および第三ピース103を組み付けて構成される。
The
インジェクタボディ10には、コモンレール4に貯留された加圧燃料を、バランスチャンバ5、中間室6、およびノズル12に供給するための燃料供給路41が接続される。
A fuel supply path 41 for supplying pressurized fuel stored in the common rail 4 to the
より具体的には、インジェクタボディ10内に、燃料供給路41に接続されフィルタ(図例ではバーフィルタ)13が設けられた導入路14と、その導入路14にバランスチャンバ5を連通させる第一供給路15と、導入路14に中間室6及びノズル12を連通させる第二供給路16とが形成される。本実施形態の第一供給路15には、オリフィス151が設けられる。
More specifically, in the injector body 10, an introduction path 14 connected to a fuel supply path 41 and provided with a filter (a bar filter in the illustrated example) 13, and a first in which the
それら導入路14と第一供給路15(または、第二供給路16)とにより、コモンレール4からの加圧燃料が、バランスチャンバ5(または、中間室6およびノズル12)に導入される。したがって、本実施形態では、バランスチャンバ5、中間室6およびノズル12の内部が、高圧(コモンレール圧)、かつ略同圧に保たれる。
The pressurized fuel from the common rail 4 is introduced into the balance chamber 5 (or the intermediate chamber 6 and the nozzle 12) by the introduction path 14 and the first supply path 15 (or the second supply path 16). Therefore, in this embodiment, the
バランスチャンバ5は、ニードル3の基端部側(図1において、ニードル3の上方)のインジェクタボディ10内に設けられる。より具体的には、バランスチャンバ5は、ニードル3の上面と、収容穴11の上部に形成され収容穴11より大径な穴部17の側面と、その穴部17の上方を塞ぐオリフィスプレート18の下面とで区画形成される。
The
穴部17の側面には、第一供給路15の流出口が開口し、その第一供給路15よりバランスチャンバ5内に加圧燃料が導入される。オリフィスプレート18には、バランスチャンバ5と後述するアマチュア室20とを連通するためのオリフィス孔19が形成される。
The outlet of the first supply passage 15 opens on the side surface of the
詳しくは後述するが、燃料噴射停止時は、バランスチャンバ5内の燃料の圧力によりニードル3が下方に付勢されて噴孔2を閉塞し、燃料噴射時は、バランスチャンバ5内の燃料がアマチュア室20に排出されて圧力が低下し、ニードル3がリフトする。
As will be described in detail later, when the fuel injection is stopped, the
アマチュア室20は、バランスチャンバ5の上方のインジェクタボディ10内に形成される。そのアマチュア室20内には、上下方向に移動可能に設けられオリフィスプレート18のオリフィス孔19を開閉するためのアマチュア21と、そのアマチュア21を下方に付勢してオリフィス孔19を閉塞するためのアマチュアスプリング(図例では、コイルスプリング)22と、そのアマチュアスプリング22の付勢力に抗してアマチュア21を上方に引き上げてオリフィス孔19を開放するためのソレノイド23とが設けられる。ソレノイド23は、図示しないエンジン制御装置などに接続され、そのエンジン制御装置は、アマチュア21を昇降させてインジェクタ1の噴射量や噴射タイミングなどを制御する。
The
アマチュア室20は、燃料戻り路71を介して燃料タンク7に接続される。ここで、バランスチャンバ5からアマチュア室20に排出される燃料は、オリフィス孔19にて絞られるため、アマチュア室20はバランスチャンバ5に比べ低圧に保たれる。
The
バランスチャンバ5の下方のインジェクタボディ10内には、中間室6が形成される。中間室6は、バランスチャンバ5とノズル12との上下方向中間位置に設けられる。本実施形態の中間室6は、バランスチャンバ5とノズル12との間にて収容穴11を一部拡径して、区画形成される。
An intermediate chamber 6 is formed in the injector body 10 below the
その中間室6には、リーク通路8が接続される。リーク通路8は、一端が中間室6に接続されると共に他端がアマチュア室20に接続され、本実施形態では、そのアマチュア室20側の他端部にリーク通路8を閉塞する栓材26が設けられる。その栓材26により、中間室6とアマチュア室20との間の燃料の流通が遮断される。
A leak passage 8 is connected to the intermediate chamber 6. One end of the leak passage 8 is connected to the intermediate chamber 6 and the other end is connected to the
図2に示すように、本実施形態の栓材26は、一方の端部が閉塞されたスリーブ261と、そのスリーブ261内に嵌め込まれるボール材262とで構成される。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、中間室6は、高圧通路9を介して第二供給路16に接続され、その高圧通路9および第二供給路16により中間室6に加圧燃料が導入される。 As shown in FIG. 3, the intermediate chamber 6 is connected to the second supply path 16 through the high pressure passage 9, and pressurized fuel is introduced into the intermediate chamber 6 through the high pressure passage 9 and the second supply path 16.
図1に戻り、ノズル12は、中空状に形成され、その内部にニードル3の下部を収容する。そのノズル12の内面には、第二供給路16の流出口が開口し、その第二供給路16からの加圧燃料がノズル12とニードル3との間に導入される。
Returning to FIG. 1, the nozzle 12 is formed in a hollow shape and accommodates the lower portion of the
ノズル12の下端部(先端部)は、下方に至るにつれ縮径されるテーパ状に形成され、その下端部の内面により、ニードル3を着座させるためのシート部が構成される。そのシート部よりも下端(先端)側には、周方向に間隔を隔てて複数の噴孔2が形成される。
The lower end portion (tip portion) of the nozzle 12 is formed in a tapered shape that is reduced in diameter as it goes downward, and the inner surface of the lower end portion forms a seat portion for seating the
中間室6とノズル12との間には、ニードル3を下方に付勢するためのニードルスプリング28が設けられる。
A needle spring 28 for biasing the
そのニードルスプリング28の弾性力とバランスチャンバ5内の燃料の圧力とによりニードル3は下方に付勢される。一方、ノズル12内の燃料の圧力によりニードル3は上方に付勢される。
The
燃料噴射停止時は、ニードルスプリング28およびバランスチャンバ5内の燃料による下降力がノズル12内の燃料による上昇力を上回り、ニードル3がシート部に着座時する。一方、燃料噴射時は、バランスチャンバ5内の燃料が排出されて、下降力が上昇力よりも弱くなり、ニードル3がリフトする。
When the fuel injection is stopped, the descending force due to the fuel in the needle spring 28 and the
次に、本実施形態のインジェクタ1の製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method of the
本実施形態のインジェクタ1は、例えば、図4に示されるような軽油用のインジェクタ51を基に製造される。
The
まず、図4に基づいて、その軽油用インジェクタ51の概略構造を説明する。なお、本実施形態のインジェクタ1と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。
First, the schematic structure of the light oil injector 51 will be described with reference to FIG. In addition, about the same element as the
図4に示すように、軽油用インジェクタ51は、そのノズル12に燃料を噴射する噴孔2を形成し、他方、その噴孔2を開閉するためのニードル30をインジェクタボディ10内に昇降可能に設け、そのニードル30の基端部側に、コモンレール4から加圧燃料を導入・排出してニードル30を下降・上昇させるバランスチャンバ5を設け、そのバランスチャンバ5の下方にバランスチャンバ5から上記ニードル30を伝いリークした燃料を溜める中間室6を設け、上記バランスチャンバ5の上方に、そのバランスチャンバ5にオリフィス19を介して連通可能でかつ上記燃料タンク7に連通されたアマチュア室20を設け、そのアマチュア室20を介して上記中間室6を燃料タンク7に連通させてリーク燃料を上記燃料タンク7に戻すリーク通路8を設けて構成される。
As shown in FIG. 4, the light oil injector 51 has a
また、軽油用インジェクタ51のニードル30は、圧力バランスバルブ構造としてコマンドピストン31、中間ロッド32、ニードル部材33の3個の部材から構成される。
Further, the
ここで、DMEを燃料とする場合、DMEは軽油に比べて粘度が低いことから、図4の軽油用インジェクタ51をそのままDME用インジェクタに転用すると、高圧側のバランスチャンバ5から低圧側の中間室6へDMEのリーク量が軽油に比べて多くなってしまう。
Here, when DME is used as fuel, the viscosity of DME is lower than that of light oil. Therefore, if the light oil injector 51 in FIG. 4 is directly used as a DME injector, the high pressure
そこで、本実施形態では、中間室6を高圧にすることでバランスチャンバ5と同圧にし、バランスチャンバ5から中間室6へのDMEのリークが抑制されるように、軽油用インジェクタ51に変更を施した。
Therefore, in this embodiment, the intermediate chamber 6 is changed to the same pressure as the
すなわち、本実施形態のインジェクタ1の製造方法は、上述した軽油用インジェクタ51の中間室6と燃料タンク7とを遮断すべくリーク通路8を閉塞し、かつ中間室6にコモンレール4の加圧燃料を導入すべく、その中間室6をコモンレール4に連通させる高圧通路9を設けたものである。
That is, in the manufacturing method of the
図2に示すように、リーク通路8の閉塞は、リーク通路8にアマチュア室20側の開口部から栓材26(図例では、メクラプラグ)を嵌め込むことで行われる。具体的には、予めリーク通路8のアマチュア室20側の端部に、スリーブ261の外径と同径な嵌め込み穴81と、その嵌め込み穴81(スリーブ261の外径)よりも小径な段部82とを形成する。次に、嵌め込み穴81にスリーブ261を嵌め込む。その嵌め込まれたスリーブ261内に、そのスリーブ261の内径よりも大きな径のボール材262を押し込んで、スリーブ261を固定する。
As shown in FIG. 2, the leak passage 8 is closed by fitting a plug material 26 (in the illustrated example, a plug plug) into the leak passage 8 from the opening on the
図3に示すように、高圧通路9は、例えば、インジェクタボディ10に穴加工や、その第二ピース102の下面に溝加工などを施して形成する。 As shown in FIG. 3, the high-pressure passage 9 is formed, for example, by subjecting the injector body 10 to hole processing or groove processing to the lower surface of the second piece 102.
図1に戻り、本実施形態では、ニードル3を、噴孔側先端部からバランスチャンバ側基端部まで一部材で形成する。
Returning to FIG. 1, in this embodiment, the
このように本実施形態では、量産品の中間室低圧タイプの軽油用インジェクタ51を基本とし、最小限の加工(リーク通路8の閉塞、高圧通路9の形成)と最小組み換え部品(一体型ノズル12)とで、中間室高圧タイプのDME用インジェクタ1を実現することができる。
As described above, the present embodiment is based on the mass-produced intermediate-chamber low-pressure type light oil injector 51, and has minimal processing (blocking of the leak passage 8, formation of the high-pressure passage 9) and minimum recombination parts (integrated nozzle 12). Thus, the intermediate chamber high-pressure
次に、図1に基づき本実施形態のインジェクタ1の作用を説明する。
Next, the operation of the
図1に示すように、ディーゼルエンジンの運転時、コモンレール4に貯留された加圧燃料(高圧燃料)は、インジェクタ1の導入路14を通り、第一供給路15および第二供給路16に導入される。第一供給路15の加圧燃料はバランスチャンバ5内に導入され、第二供給路16の加圧燃料はノズル12に導入される。
As shown in FIG. 1, during operation of the diesel engine, pressurized fuel (high pressure fuel) stored in the common rail 4 passes through the introduction path 14 of the
さらに、本実施形態では、第二供給路16と中間室6とを連通するための高圧通路9を形成しているので、その高圧通路9を通り、第二供給路16の加圧燃料が中間室6に導入される。一方、本実施形態では、中間室6からアマチュア室20に延びるリーク通路8が、栓材26により閉塞されており、中間室6の燃料がアマチュア室20に流出することはない。
Furthermore, in this embodiment, since the high pressure passage 9 for communicating the second supply passage 16 and the intermediate chamber 6 is formed, the pressurized fuel in the second supply passage 16 passes through the high pressure passage 9 and is intermediate. It is introduced into the chamber 6. On the other hand, in the present embodiment, the leak passage 8 extending from the intermediate chamber 6 to the
以上から、本実施形態では、バランスチャンバ5およびノズル12内の圧力と中間室6の圧力とが略同圧に保たれる。
From the above, in the present embodiment, the pressure in the
ここで、バランスチャンバ5から中間室6に至る収容穴11とニードル3との間には、DMEが流通可能な隙間があいているが、本実施形態では、バランスチャンバ5と中間室6とが同圧に保たれているため、燃料は、バランスチャンバ5から中間室6へリークすることがない。同様に、ノズル12内と中間室6とが同圧に保たれているため、ノズル12から中間室6への燃料のリークもない。
Here, a gap through which DME can flow is formed between the accommodation hole 11 from the
なお、ソレノイド23の切替時に、スイッチングリークが発生するが、従来の軽油用インジェクタ51と同レベルであるため問題とはならない。 Although switching leakage occurs when the solenoid 23 is switched, it is not a problem because it is at the same level as the conventional light oil injector 51.
また、噴孔2から燃料が噴射されると、その噴射量分の燃料が新たにコモンレール4からインジェクタ1に供給されるが、その際に、導入路14や第一および第二供給路15、16を流れる燃料の圧力に、流体慣性による圧力脈動が生じる。
Further, when fuel is injected from the
本実施形態では、中間室6に接続されたリーク通路8をアマチュア室20側の端部で閉塞しているため、そのリーク通路8内に圧力脈動を吸収するのに十分な容量が確保され、燃料噴射に伴う圧力脈動が低減される。つまり、本実施形態のリーク通路8によって、インジェクタ1の入口でありオリフィスとなるバーフィルタ13などが設けられた導入路14から、出口であるノズル先端の噴孔2までの燃料流路の中間部分に、圧力脈動を緩衝するための緩衝容積が確保される。
In the present embodiment, the leak passage 8 connected to the intermediate chamber 6 is closed at the end on the
このように、本実施形態では、従来の軽油用インジェクタ51に対し、高圧通路9を形成すると共にリーク通路8を閉塞し、かつニードル3を一部材で形成するという比較的小規模な変更を施すことにより、量産品の軽油用インジェクタ51をDME用インジェクタ1に転用することができる。
Thus, in the present embodiment, a relatively small change is made to the conventional light oil injector 51 in that the high pressure passage 9 is formed, the leak passage 8 is closed, and the
さらに、軽油用インジェクタ51の部品(例えば、ソレノイドやそのソレノイドを制御するエンジン制御装置)を大部分流用するので、新たにDME用インジェクタを設計する場合に比べて、新規部品の部品点数の大幅な低減が可能となる。 Furthermore, since most of the components of the light oil injector 51 (for example, the solenoid and the engine control device that controls the solenoid) are diverted, the number of parts of the new component is significantly larger than when a new DME injector is designed. Reduction is possible.
その結果、既存の軽油用インジェクタ51の生産設備を、ほぼ流用してDME用インジェクタ1を生産することが可能となる。
As a result, it is possible to produce the
以上からインジェクタ1の製造コストを低減することができる。
From the above, the manufacturing cost of the
また、軽油用インジェクタ51を流用しているため、現在、軽油エンジンに施されているNOx排出低減対応などのエンジン技術開発を、僅かな変更でスムーズにDMEエンジンに適用することができる。その結果、DMEエンジンの開発コストを低減することができる。 Further, since the light oil injector 51 is used, engine technology development such as NOx emission reduction measures currently applied to light oil engines can be smoothly applied to DME engines with slight changes. As a result, the development cost of the DME engine can be reduced.
また、本実施形態では、DMEなど低粘度の液体を燃料とする場合に、中間室6からの燃料リークを防止することができる。 Further, in the present embodiment, when a low viscosity liquid such as DME is used as fuel, fuel leakage from the intermediate chamber 6 can be prevented.
その結果、蒸発潜熱による凍結が防止でき、コモンレール圧などを軽油と同等の圧力範囲とすることができる。 As a result, freezing due to latent heat of vaporization can be prevented, and the common rail pressure and the like can be set to a pressure range equivalent to that of light oil.
すなわち、クリーンエネルギーであるDMEをディーゼルエンジンの燃料とする場合、DMEが低粘性であることから、従来の圧力バランスタイプの軽油用インジェクタ51を転用すると、中間室6から燃料がリークするなどの問題があり、また、直動タイプのインジェクタでは、アクチュエータ駆動力が十分に確保できないことから噴射可能圧力が低くなってしまうなどの問題があった。これに対して、本実施形態のインジェクタ1では、中間室6からのリークが防止されるので、圧力バランスタイプのニードル駆動構造を採用でき、噴射可能圧力を高くすることができる。
That is, when DME, which is clean energy, is used as a fuel for a diesel engine, the DME has a low viscosity. Therefore, when the conventional pressure balance type light oil injector 51 is diverted, the fuel leaks from the intermediate chamber 6. In addition, the direct-acting type injector has a problem that the injectable pressure becomes low because the actuator driving force cannot be sufficiently secured. On the other hand, in the
その他にも、コモンレール4に連通する高圧側の燃料流路13〜15に、圧力脈動を吸収するリーク通路8(緩衝室)を接続することで、燃料噴射に伴う圧力脈動を低減することができる。 In addition, the pressure pulsation accompanying fuel injection can be reduced by connecting the leak passage 8 (buffer chamber) that absorbs the pressure pulsation to the high-pressure side fuel flow paths 13 to 15 communicating with the common rail 4. .
また、従来のように、ニードルを分割にすると高圧が分割面にかかる為、それぞれの面の圧力差を考慮した設計にしないと、差圧でニードルに力が作用してしまう。これに対して、本実施形態では、ニードル3を一部材で形成したので、分割による差圧が生じず、ニードル3の設計を容易にすることができる。
In addition, when the needle is divided as in the prior art, a high pressure is applied to the divided surfaces. Therefore, unless the design is made in consideration of the pressure difference between the surfaces, force is applied to the needle by the differential pressure. On the other hand, in this embodiment, since the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications and application examples can be considered.
例えば、燃料はDMEに限定されない。本発明のインジェクタは、他の液体燃料(例えば、軽油、ガソリン、LPG、他)噴射用高圧インジェクタとしても使用可能である。 For example, the fuel is not limited to DME. The injector of the present invention can also be used as a high-pressure injector for injecting other liquid fuels (for example, light oil, gasoline, LPG, etc.).
また、リーク通路8内に、オリフィスが形成されたピストンと、そのピストンを復元するためのリターンスプリングとで構成されたダンパー部材を設けるようにしてもよい。この場合、ダンパー部材により燃料噴射に伴う圧力脈動を低減することができる。 Further, a damper member constituted by a piston in which an orifice is formed and a return spring for restoring the piston may be provided in the leak passage 8. In this case, pressure pulsation associated with fuel injection can be reduced by the damper member.
1 燃料噴射弁(インジェクタ)
2 噴孔
3 針弁(ニードル)
4 コモンレール
5 バランスチャンバ
6 中間室
7 燃料タンク
8 リーク通路
9 高圧通路
26 栓材
1 Fuel injector (injector)
2
4
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