JP4609351B2 - Injector - Google Patents
Injector Download PDFInfo
- Publication number
- JP4609351B2 JP4609351B2 JP2006073910A JP2006073910A JP4609351B2 JP 4609351 B2 JP4609351 B2 JP 4609351B2 JP 2006073910 A JP2006073910 A JP 2006073910A JP 2006073910 A JP2006073910 A JP 2006073910A JP 4609351 B2 JP4609351 B2 JP 4609351B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- pressure
- fuel
- chamber
- interlocking member
- 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
Description
本発明は、所定の燃料供給源から燃料を受け入れエンジンに噴射供給するインジェクタに関する。 The present invention relates to an injector that receives fuel from a predetermined fuel supply source and injects it into an engine.
従来から、インジェクタは、例えば、ディーゼルエンジンのような直噴型のエンジンに搭載され、コモンレール等の燃料供給源から燃料を受け入れ、気筒内に直接噴射供給するために用いられている。このインジェクタは、先端に設けられた噴孔を開閉するニードルを備え、ニードルに対し噴孔を開放する方向(開弁方向)に圧力を及ぼすように燃料を導くことで、ニードルを軸方向にリフトさせ噴孔を開放する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an injector is mounted on a direct injection type engine such as a diesel engine, and is used to receive fuel from a fuel supply source such as a common rail and directly inject and supply it into a cylinder. This injector includes a needle that opens and closes a nozzle hole provided at the tip, and lifts the needle in the axial direction by guiding fuel so as to apply pressure to the needle in the direction of opening the nozzle hole (valve opening direction). Let the nozzle hole open.
近年、インジェクタから噴射される燃料の噴霧をさらに微粒化して燃焼効率を上げるため、インジェクタによる燃料の噴射圧力の高圧化が進んでいる。そして、単に、燃料供給源における燃料の供給圧力を高圧化するだけでなく、インジェクタに増圧機構を設けて、より積極的に高圧化を図る検討が進められている。 In recent years, in order to further increase the combustion efficiency by further atomizing the fuel spray injected from the injector, the fuel injection pressure by the injector has been increased. In addition to simply increasing the fuel supply pressure in the fuel supply source, studies are underway to increase pressure more positively by providing a pressure increasing mechanism in the injector.
例えば、この増圧機構は、増圧媒体となる燃料が圧力を及ぼす増圧面と、増圧される燃料に圧力を及ぼす被増圧面とを有する増圧ピストンを具備し、増圧面と被増圧面との面積比に応じて燃料を増圧する(例えば、特許文献1参照)。そして、増圧された燃料は、ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼすように導かれてニードルをリフトさせ、開放された噴孔から噴射され噴霧化する(つまり、ニードルに対し開弁方向に作用する燃料の圧力が噴射圧力に相当する)。 For example, the pressure increasing mechanism includes a pressure increasing piston having a pressure increasing surface on which a fuel as a pressure increasing medium exerts pressure, and a pressure increasing surface that exerts pressure on the fuel to be increased. The pressure of the fuel is increased according to the area ratio (see, for example, Patent Document 1). The increased fuel is guided to exert pressure on the needle in the valve opening direction, lifts the needle, and is injected and atomized from the opened nozzle hole (that is, in the valve opening direction with respect to the needle). The pressure of the working fuel corresponds to the injection pressure).
しかし、噴射圧力が高圧になるほど、開弁時のニードルは、より強く開弁方向に圧力を受けるようになる。このため、微量噴射のように噴孔の開放期間を短くする必要があるときに、速やかにニードルのリフトを停止しニードルを噴孔側に下降させることが困難になる。この結果、微量噴射が要求されるときに、常に目標量よりも多い燃料が噴射されてしまい、燃費の悪化、スモークの増加等が発生する虞がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、噴射圧力が高圧でも、インジェクタによる微量噴射を高精度に行うのを可能にすることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to perform a micro injection by an injector with high accuracy even when the injection pressure is high.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載のインジェクタは、先端に設けられた噴孔を開閉するニードルを備え、ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼすように燃料を導くことで、ニードルを軸方向にリフトさせ噴孔を開放する。
また、このインジェクタは、噴孔よりも後端側に設けられて燃料が流動する燃料室に配置され、ニードルがリフトするときにニードルと連動するニードル連動部材を備える。そして、このインジェクタは、ニードルが全閉状態からリフトするときに、ニードル連動部材の先端側の部材面と燃料室を形成する先端側の壁面との間に、所定の強さ以上のスクィーズ力が発生するように、先端側の部材面と先端側の壁面との間の全閉状態におけるリフト方向の隙間、および先端側の部材面における先端側の壁面との対向面の有効径が設定されている。
[Means of Claim 1]
The injector according to
The injector includes a needle interlocking member that is provided on the rear end side of the nozzle hole and is disposed in a fuel chamber in which fuel flows, and interlocks with the needle when the needle is lifted. When the needle is lifted from the fully closed state, the injector has a squeeze force of a predetermined strength or more between the tip end member surface of the needle interlocking member and the tip end wall surface forming the fuel chamber. The gap in the lift direction in the fully closed state between the tip-side member surface and the tip-side wall surface, and the effective diameter of the surface facing the tip-side wall surface in the tip-side member surface are set to occur. Yes.
これにより、ニードルがリフトするときに、ニードル連動部材は、先端側の壁面から離間するのを妨げられる方向に所定の強さ以上のスクィーズ力を受ける。つまり、スクィーズ力は、ニードル連動部材に対し、ニードルのリフト方向(つまり、開弁方向)とは逆の方向(閉弁方向:噴孔を閉鎖する方向)に作用する。このため、ニードル連動部材に連動されるニードルも、このスクィーズ力が伝達されて閉弁方向に付勢される。この結果、ニードルに対し開弁方向に作用する付勢力が弱められるので、ニードルのリフト速度が小さくなる。
以上により、噴射圧力が高圧でも、インジェクタによる微量噴射を高精度に行うのが可能になる。
Thereby, when the needle is lifted, the needle interlocking member receives a squeeze force of a predetermined strength or more in a direction in which the needle interlocking member is prevented from separating from the wall surface on the distal end side. That is, the squeeze force acts on the needle interlocking member in the direction opposite to the needle lift direction (that is, the valve opening direction) (the valve closing direction: the direction in which the nozzle hole is closed). For this reason, the needle interlocked with the needle interlocking member is also urged in the valve closing direction by transmitting this squeeze force. As a result, the urging force acting on the needle in the valve opening direction is weakened, so that the needle lift speed is reduced.
As described above, even if the injection pressure is high, a minute amount of injection by the injector can be performed with high accuracy.
また、請求項1に記載のインジェクタによれば、ニードルは、ニードル連動部材の開弁方向への移動を許容する非束縛部、および、非束縛部の先端側に連続して設けられニードル連動部材に先端側から係合する係合部を有し、ニードル連動部材は、所定の付勢手段により先端側に付勢されて係合部に係合した状態で、ニードルに組み付けられており、ニードルが閉弁方向に移動するときにニードル連結部材が係合部から離れて移動する。
Further, according to the injector of
先端側の部材面と先端側の壁面との間には、ニードルのリフト時ばかりでなく、ニードルの下降時にもスクィーズ力が発生する。そして、下降時のスクィーズ力は、ニードル連動部材に対し、リフト時のスクィーズ力とは逆の方向(つまり、開弁方向)に作用する。このため、下降時に、このスクィーズ力がニードルに伝達されると、ニードルは開弁方向に付勢され下降が妨げられる。A squeeze force is generated between the member surface on the distal end side and the wall surface on the distal end side not only when the needle is lifted but also when the needle is lowered. The squeeze force at the time of lowering acts on the needle interlocking member in the direction opposite to the squeeze force at the time of lift (that is, the valve opening direction). For this reason, when this squeeze force is transmitted to the needle at the time of lowering, the needle is urged in the valve opening direction to prevent the lowering.
これに対し、上記の構成によれば、開弁方向に作用するスクィーズ力は、ニードルに伝達されない。さらに、ニードル連動部材は、開弁方向に作用するスクィーズ力により、係合部から離脱して自在に後端側に(つまり、開弁方向に)変位できる。このため、ニードルは、開弁方向に作用するスクィーズ力に妨げられることなく下降することができる。On the other hand, according to the above configuration, the squeeze force acting in the valve opening direction is not transmitted to the needle. Furthermore, the needle interlocking member can be disengaged from the engaging portion and freely displaced toward the rear end side (that is, in the valve opening direction) by a squeeze force acting in the valve opening direction. For this reason, the needle can be lowered without being obstructed by the squeeze force acting in the valve opening direction.
さらに、上記の構成によれば、閉弁方向に作用するリフト時のスクィーズ力は、ニードル連動部材と係合部との係合により、確実にニードル連動部材からニードルに伝達される。このため、ニードルのリフト速度は、閉弁方向に作用するスクィーズ力により確実に小さくなる。Furthermore, according to said structure, the squeeze force at the time of the lift which acts on a valve closing direction is reliably transmitted to a needle from a needle interlocking member by engagement with a needle interlocking member and an engaging part. For this reason, the lift speed of the needle is reliably reduced by the squeeze force acting in the valve closing direction.
〔請求項2の手段〕[Means of claim 2]
請求項2に記載のインジェクタによれば、燃料室は、ニードルの軸芯に対し一方側に偏るように設けられ、ニードル連動部材は、燃料室と同じ側に偏るようにニードルに組み付けられている。 According to the injector of the second aspect, the fuel chamber is provided so as to be biased to one side with respect to the axial center of the needle, and the needle interlocking member is assembled to the needle so as to be biased to the same side as the fuel chamber. .
これにより、所定の強さ以上のスクィーズ力が発生するのに必要な対向面の有効径を、確実に確保することができるとともに、燃料室が偏って設けられている一方側の反対側に、加工を施すことができる余裕領域を生むことができる。このため、この余裕領域に、燃料の流路等を設けることができる。 As a result, the effective diameter of the facing surface necessary for generating a squeeze force of a predetermined strength or more can be ensured reliably, and the fuel chamber is provided on the opposite side to the one side, A margin area that can be processed can be created. For this reason, a fuel flow path or the like can be provided in this marginal area.
〔請求項3の手段〕[Means of claim 3]
請求項3に記載のインジェクタによれば、燃料室が設けられている一方側の反対側に燃料流路が設けられ、この燃料流路は、ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼす燃料を導く。 According to the injector of the third aspect, the fuel flow path is provided on the opposite side of the one side where the fuel chamber is provided, and the fuel flow path guides the fuel that exerts pressure in the valve opening direction on the needle. .
この手段は、余裕領域に燃料流路を設けることを開示するものである。そして、この手段によれば、余裕領域に設けられる燃料流路は、ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼす燃料を導くものである。 This means discloses providing a fuel flow path in the marginal area. According to this means, the fuel flow path provided in the margin region guides the fuel that exerts pressure on the needle in the valve opening direction.
最良の形態1のインジェクタは、先端に設けられた噴孔を開閉するニードルを備え、ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼすように燃料を導くことで、ニードルを軸方向にリフトさせ噴孔を開放する。
また、このインジェクタは、噴孔よりも後端側に設けられて燃料が流動する燃料室に配置され、ニードルがリフトするときにニードルと連動するニードル連動部材を備える。そして、このインジェクタは、ニードルが全閉状態からリフトするときに、ニードル連動部材の先端側の部材面と燃料室を形成する先端側の壁面との間に、所定の強さ以上のスクィーズ力が発生するように、先端側の部材面と先端側の壁面との間の全閉状態におけるリフト方向の隙間、および先端側の部材面における先端側の壁面との対向面の有効径が設定されている。
The injector of the
The injector includes a needle interlocking member that is provided on the rear end side of the nozzle hole and is disposed in a fuel chamber in which fuel flows, and interlocks with the needle when the needle is lifted. When the needle is lifted from the fully closed state, the injector has a squeeze force of a predetermined strength or more between the tip end member surface of the needle interlocking member and the tip end wall surface forming the fuel chamber. The gap in the lift direction in the fully closed state between the tip-side member surface and the tip-side wall surface, and the effective diameter of the surface facing the tip-side wall surface in the tip-side member surface are set to occur. Yes.
また、このインジェクタによれば、燃料室は、ニードルの軸芯に対し一方側に偏るように設けられ、ニードル連動部材は、燃料室と同じ側に偏るようにニードルに組み付けられている。さらに、このインジェクタによれば、燃料室が設けられている一方側の反対側に燃料流路が設けられ、この燃料流路は、ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼす燃料を導く。 Further, according to this injector, the fuel chamber is provided so as to be biased to one side with respect to the axial center of the needle, and the needle interlocking member is assembled to the needle so as to be biased to the same side as the fuel chamber. Further, according to this injector, the fuel flow path is provided on the opposite side of the one side where the fuel chamber is provided, and this fuel flow path guides the fuel that exerts pressure on the needle in the valve opening direction.
また、このインジェクタによれば、ニードルは、ニードル連動部材の開弁方向への移動を許容する非束縛部、および、非束縛部の先端側に連続して設けられニードル連動部材に先端側から係合する係合部を有し、ニードル連動部材は、所定の付勢手段により先端側に付勢されて係合部に係合した状態で、ニードルに組み付けられており、ニードルが閉弁方向に移動するときにニードル連結部材が係合部から離れて移動する。 Further, according to this injector, the needle is provided continuously from the unbound portion allowing the movement of the needle interlocking member in the valve opening direction and the distal end side of the unbound portion, and is engaged with the needle interlocking member from the distal end side. The needle interlocking member is assembled to the needle in a state where the needle interlocking member is urged toward the distal end side by the predetermined urging means and engaged with the engagement portion, and the needle is in the valve closing direction. When moving, the needle connecting member moves away from the engaging portion.
〔実施例1の構成〕
実施例1のインジェクタ1の構成を、図1ないし図2を用いて説明する。
インジェクタ1は、例えば、燃料を高圧化する燃料供給ポンプ(図示せず)、燃料供給ポンプで高圧化された燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール等とともに、エンジン(図示せず)に燃料を噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置を構成する。そして、インジェクタ1は、エンジンに搭載され気筒内に燃料を噴射供給する。
[Configuration of Example 1]
The structure of the
For example, the
このインジェクタ1は、例えば、コモンレールから受け入れた燃料を増圧する増圧機構2と、増圧機構2の先端側に装着され増圧された燃料を受け入れて噴射するノズル3と、増圧機構2を駆動する電磁アクチュエータ4とを備える。
The
増圧機構2は、増圧媒体となる燃料が圧力を及ぼす有効増圧面と、増圧される燃料に圧力を及ぼす有効被増圧面との面積比に応じて、噴射される燃料を増圧するものである。すなわち、増圧機構2は、有効増圧面を有効被増圧面よりも大面積に形成することで、噴射される燃料を増圧する。この増圧機構2は、先端側に有効被増圧面を有し後端側に有効増圧面を有する増圧ピストン6と、増圧ピストン6を駆動するための制御弁7とを具備する。
The pressure-increasing
増圧ピストン6は、後端側に向かい段階的に拡径するように設けられたシリンダ内に、部分的に摺接して収容される。すなわち、増圧ピストン6は、少なくとも先端側と後端側との2箇所でシリンダに摺接し、先端側で摺接する部分が後端側で摺接する部分よりも径小となるように設けられている。これにより、増圧ピストン6は、有効被増圧面を先端側に形成するとともに、有効被増圧面よりも大面積の有効増圧面を後端側に形成することができる。
The pressure-increasing
また、増圧ピストン6は、上記のようにシリンダ内に収容されることで、増圧媒体となる燃料が流出入する増圧室8と、増圧される燃料が流出入する被増圧室9と、増圧状態を制御する燃料が流出入する増圧制御室10とを形成する。
The pressure-increasing
増圧室8は、燃料流路12によりコモンレールと連通し、高圧の燃料を増圧媒体として受け入れる。また、増圧室8には、増圧ピストン6の後部が突出して配置され有効増圧面が形成されている。なお、増圧室8には、増圧ピストン6の復元バネ13が収容されており、この復元バネ13は、増圧ピストン6を後端側に(すなわち、被増圧室9が拡大する方向に、つまり、被増圧室9の圧力を減圧する方向に)付勢する。
The
被増圧室9は、増圧ピストン6に設けられた燃料流路14により、増圧室8から高圧の燃料を受け入れる。また、被増圧室9は、増圧ピストン6の先端面が有効被増圧面を形成するように、増圧ピストン6の前部により後端側から封鎖されている。なお、燃料流路14には、被増圧室9で増圧された燃料が増圧室8へ流入するのを阻止する逆止弁15が配置されている。
The
増圧制御室10は、有効増圧面と有効被増圧面との間に設けられ、増圧制御室10の燃料は、有効増圧面と有効被増圧面との面積差分に応じて、増圧ピストン6を後端側に付勢する。つまり、増圧制御室10の圧力は、増圧ピストン6に対し被増圧室9の圧力を減圧する方向に作用する。
The pressure-increasing
ここで、増圧制御室10は、燃料流路16を介して制御弁7を収容する制御弁室18と連通しており、制御弁7の位置に応じて、燃料タンクと連通したり、コモンレールに通じる増圧室8に連通したりする。これにより、増圧制御室10の圧力が増減され、増圧ピストン6が後端側または先端側に変位する。この結果、増圧室8に燃料が流出入し、被増圧室9の圧力が制御される。
Here, the pressure increase
制御弁7は、増圧制御室10に通じる燃料流路16、燃料タンクに通じる燃料流路19、および増圧室8に通じる燃料流路20が開口する制御弁室18に収容されている。そして、制御弁7は、燃料流路16と燃料流路19とが連通し増圧制御室10から燃料タンクに燃料が流出する開状態と、燃料流路16と燃料流路20とが連通しコモンレールから増圧室8を介して増圧制御室10に燃料が流入する閉状態とを切り替える三方弁として機能する。
The control valve 7 is housed in a
すなわち、制御弁7は、燃料流路16と燃料流路20との間を開閉する高圧側弁部22、燃料流路16と燃料流路19との間を開閉する低圧側弁部23、および制御弁7を駆動するための制御圧を受けるピストン部24を有する。ここで、制御圧は、制御弁室18の後端部がピストン部24により封鎖されて形成される制御室25の圧力である。制御室25には、燃料流路19に接続する燃料流路27、増圧室8に通じる燃料流路28が開口する。また、燃料流路27には、電磁アクチュエータ4が配置されるとともに絞り29が形成され、燃料流路28には、絞り30が形成されている。
That is, the control valve 7 includes a high pressure
この電磁アクチュエータ4は、作動すると燃料流路27を開放し制御室25と燃料流路19との間を連通させる。ここで、絞り29、30は、燃料流路27により制御室25から燃料流路19に流出する燃料の流量が、燃料流路28を介して増圧室8から制御室25に流入する燃料の流量よりも大きくなるように設けられている。
When the
このため、電磁アクチュエータ4が作動すると制御室25の圧力が減圧されるので、制御弁7は閉状態の位置から開状態の位置に変位する。この結果、増圧制御室10から燃料流路16、制御弁室18および燃料流路19を通じて燃料タンクに燃料が流出し、増圧制御室10の圧力が減圧される。これにより、増圧ピストン6が先端側に変位し、コモンレールから燃料流路12を介して増圧室8に燃料が流入し被増圧室9の燃料が増圧される。
For this reason, when the
そして、電磁アクチュエータ4が作動を停止すると燃料流路27が閉鎖されるので、制御室25からの燃料の流出が止まり、燃料流路28から制御室25への燃料の流入のみが続く。このため、電磁アクチュエータ4が作動を停止すると制御室25の圧力が増圧され、制御弁7は開状態の位置から閉状態の位置に変位する。
When the
この結果、コモンレールから、燃料流路12、増圧室8、燃料流路20、制御弁室18および燃料流路16を通じて増圧制御室10に高圧の燃料が流入し、増圧制御室10の圧力が増圧される。これにより、増圧ピストン6が後端側に変位して被増圧室9の圧力が減圧され、増圧室8から燃料流路14を介して被増圧室9に燃料が流入する。
As a result, high-pressure fuel flows from the common rail into the pressure increase
ノズル3は、先端に設けられた噴孔32を開閉するニードル33を備える。ニードル33は、先端部に設けられたシート部34がシート面35との間で着座および離座を繰り返すことで、噴孔32を開閉する。
The
また、ノズル3は、噴孔32を開放する方向(開弁方向)に圧力を及ぼす燃料が流出入するノズル室37、およびニードル33に対し噴孔32を閉鎖する方向(閉弁方向)に圧力を及ぼす燃料が流出入する背圧室38を形成する。そして、ニードル33は、背圧室38の圧力および復元バネ39により閉弁方向に付勢されるとともに、ノズル室37の圧力により開弁方向に付勢されている。
Further, the
ここで、ノズル室37は燃料流路40により被増圧室9と連通し、背圧室38は燃料流路41により増圧制御室10と連通している。また、燃料流路41には、絞り43が設けられるとともに、絞り43に平行して背圧室38に通じるバイパス流路が設けられ、このバイパス流路には、背圧室38から増圧制御室10への逆流を阻止する逆止弁44が配置されている。さらに、ノズル室37や背圧室38からリークした燃料を燃料タンクに回収するために、燃料流路45が設けられ燃料流路19に通じている。
Here, the
これにより、電磁アクチュエータ4が作動して増圧機構2による増圧が行われると、被増圧室9から増圧された燃料が燃料流路40を介してノズル室37に流入する。同時に、背圧室38の燃料が燃料流路41、増圧制御室10、燃料流路16、制御弁室18および燃料流路19を介して燃料タンクに流出する。
As a result, when the
この結果、ノズル室37の圧力が増圧され背圧室38の圧力が減圧されるので、ニードル33に対し開弁方向に作用する付勢力の方が、ニードル33に対し閉弁方向に作用する付勢力よりも強くなり、ニードル33がリフトして噴孔32が開放される。なお、燃料流路41では、背圧室38から増圧制御室10に向けて燃料が流れているので、逆止弁44は閉鎖されている。このため、背圧室38からの流出流量は、絞り43に規制されている。
As a result, the pressure in the
また、電磁アクチュエータ4が作動を停止して増圧機構2による増圧が行われなくなると、ノズル室37に増圧された燃料が流入しなくなる。同時に、コモンレールから、燃料流路12、増圧室8、燃料流路20、制御弁室18、燃料流路16、増圧制御室10および燃料流路41を介して、高圧の燃料が背圧室38に流入する。
Further, when the
この結果、ノズル室37の圧力が減圧され背圧室38の圧力が増圧されるので、ニードル33に対し閉弁方向に作用する付勢力の方が、ニードル33に対し開弁方向に作用する付勢力よりも強くなり、ニードル33が下降して噴孔32が閉鎖される。なお、燃料流路41では、増圧制御室10から背圧室38に向けて燃料が流れているので、逆止弁44は開放されている。このため、背圧室38への流入流量は絞り43に規制されないので、背圧室38の圧力は速やかに増圧される。
As a result, the pressure in the
また、ノズル3は、図2に示すように、ニードル33がリフトするときにニードル33と連動するニードル連動部材47を有する。そして、ニードル連動部材47は、所定の強さ以上のスクィーズ力を発生させる必要性から、噴孔32よりも後端側に設けられて燃料が流動する燃料室の1つである背圧室38に配置されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、ニードル33は、ニードル連動部材47の開弁方向への移動を許容する非束縛部48、および、非束縛部48の先端側に連続して設けられニードル連動部材47に先端側から係合する係合部49を有し、ニードル連動部材47は、所定の復元バネ50により先端側に付勢されて係合部49に係合した状態で、ニードル33に組み付けられている。
The
つまり、ニードル33の後端部は、背圧室38に突出するように配置されるとともに、このニードル33の後端部に非束縛部48および係合部49が設けられている。非束縛部48および係合部49は、ニードル33の後端部を軸方向に所定の長さだけ、径小化することで設けられている。一方、ニードル連動部材47には、非束縛部48よりも径大の穴が設けられ、この穴に非束縛部48が遊挿されている。
That is, the rear end portion of the
ここで、スクィーズ力は、ニードル33がリフトするときに、ニードル連動部材47の先端側の部材面(先端側部材面)52と背圧室38を形成する先端側の壁面(先端側壁面)53との間に発生する。このスクィーズ力は、ニードル33がリフトする際、ニードル連動部材47が係合部49に係合されてニードル33とともにリフトするのを妨げる方向(つまり、閉弁方向)に作用する。
Here, when the
そして、ニードル連動部材47は、ニードル33が全閉状態からリフトするときに、スクィーズ力が所定の強さ以上となるように設けられ、かつ配置される。つまり、スクィーズ力が所定の強さ以上となるように、先端側部材面52と先端側壁面53との間の全閉状態におけるリフト方向の隙間(閉弁時隙間)、および先端側部材面52における先端側壁面53との対向面の有効径(対向面有効径)が設定されている。
The
ここで、スクィーズ力の所定の強さ、閉弁時隙間、および対向面有効径は、例えば、以下のようにして求めることができる。
まず、スクィーズ力をFsq、ニードル33のリフト速度をV、先端側部材面52と先端側壁面53との間の隙間をh、対向面有効径をrと表記すると、スクィーズ力Fsqは、下記の数式1のように、リフト速度V、隙間h、対向面有効径rの関数として表される。
〔数式1〕
Fsq=Fsq(V,h,r)
Here, the predetermined strength of the squeeze force, the clearance during valve closing, and the effective diameter of the facing surface can be obtained, for example, as follows.
First, when the squeeze force is expressed as Fsq, the lift speed of the
[Formula 1]
Fsq = Fsq (V, h, r)
ここで、スクィーズ力Fsqを発生させる目的は、微量噴射を高精度に行うことにあるから、微量噴射を行う際のニードル33のリフト量Lの目標値をLaとし、リフト量Lが目標値Laに達したときのリフト速度Vの目標値をVaとする。また、隙間hの初期値(つまり、閉弁時隙間)をh0とすると、図3(a)に示すように、リフト量Lが目標値Laに達したときの隙間hはh0+Laとなる。
Here, since the purpose of generating the squeeze force Fsq is to perform micro injection with high accuracy, the target value of the lift amount L of the
そして、リフト量Lが目標値Laに達したときに、ニードル33に対し開弁方向に作用する付勢力Fが、閉弁方向に作用するスクィーズ力Fsqに略一致するように、つまり、下記の数式2を満たすように、目標値Va、閉弁時隙間h0、目標値La、対向面有効径rを求める。
〔数式2〕
F=Fsq(Va,h0+La,r)
When the lift amount L reaches the target value La, the urging force F acting on the
[Formula 2]
F = Fsq (Va, h0 + La, r)
なお、付勢力Fは、背圧室38の圧力、ニードル33が受ける背圧室38の圧力の有効受圧面積、ノズル室37の圧力、ニードル33が受けるノズル室37の圧力の有効受圧面積、復元バネ39の付勢力、慣性力、およびスクィーズ力Fsq以外の流体抗力等に基づき決定することができる。また、背圧室38の圧力やノズル室37の圧力は、コモンレールにおける燃料の圧力や、有効増圧面と有効被増圧面との面積比等に応じて求めることができる。
The urging force F includes the pressure of the
以上により、閉弁時隙間h0、および対向面有効径rが求まり、さらに、目標値Va、閉弁時隙間h0、目標値La、対向面有効径rを数式2の右辺に当てはめることで、スクィーズ力Fsqの所定の強さを求めることができる。
As described above, the valve closing clearance h0 and the opposing surface effective diameter r are obtained, and further, the target value Va, the valve closing clearance h0, the target value La, and the opposing surface effective diameter r are applied to the right side of
なお、リフト量Lの経時変化は、閉弁時隙間h0および対向面有効径rに応じたスクィーズ力Fsqの作用により、例えば、図3(b)に示すように変化する(図中、tは時間を示すものである)。この結果、リフト速度V(つまり、dL/dt)が小さくなり、リフト量Lが目標値Laに達する時間tが長くなる。 The change over time in the lift amount L changes, for example, as shown in FIG. 3B due to the action of the squeeze force Fsq corresponding to the valve closing gap h0 and the opposed surface effective diameter r (in the figure, t is Time). As a result, the lift speed V (that is, dL / dt) decreases, and the time t for the lift amount L to reach the target value La increases.
また、背圧室38は、ニードル33の軸芯に対し一方側に偏るように設けられ、ニードル連動部材47は、背圧室38と同じ側に偏るように、ニードル33に対し偏芯して組み付けられている。これにより、所定の強さ以上のスクィーズ力Fsqが発生するのに必要な対向面有効径rが確実に確保されるとともに、背圧室38が偏って設けられている一方側の反対側に、加工を施すことができる余裕領域が生じる。そして、この余裕領域に、被増圧室9とノズル室37とを連通する燃料流路40が設けられている。
The
〔実施例1の作用〕
実施例1のインジェクタ1の作用を説明する。
まず、電磁アクチュエータ4が作動しノズル室37に増圧された燃料が流入すると、ニードル33がリフトを開始する。また、ニードル連動部材47は、係合部49に係合されてニードル33とともに開弁方向に移動を開始する。
[Operation of Example 1]
The operation of the
First, when the
このとき、先端側部材面52と先端側壁面53との間にスクィーズ力Fsqが作用し、このスクィーズ力Fsqは、ニードル連動部材47に対し閉弁方向に作用する。また、このスクィーズ力Fsqは、ニードル連動部材47と係合部49との係合により、ニードル連動部材47からニードル33に伝達される。このため、リフト速度Vは、閉弁方向に作用するスクィーズ力Fsqにより小さくなる。
At this time, a squeeze force Fsq acts between the distal end
やがて、電磁アクチュエータ4が作動を停止しノズル室37に増圧された燃料が流入しなくなると、ニードル33が下降を開始する。そして、下降時にも、先端側部材面52と先端側壁面53との間にスクィーズ力Fsqが作用するが、下降時のスクィーズ力Fsqは、ニードル連動部材47に対し開弁方向に作用する。
Eventually, when the
このため、スクィーズ力Fsqは、ニードル連動部材47からニードル33に伝達されなくなる。また、このスクィーズ力Fsqにより、ニードル連動部材47は、係合部49から離脱して自在に後端側に変位する。この結果、ニードル33は、スクィーズ力Fsqの影響を受けずに下降する。
For this reason, the squeeze force Fsq is not transmitted from the
〔実施例1の効果〕
実施例1のインジェクタ1によれば、ニードル33がリフトするときにニードル33と連動するニードル連動部材47が背圧室38に配置されている。そして、ニードル33がリフトするときに、先端側部材面52と先端側壁面53との間に、所定の強さ以上のスクィーズ力Fsqが発生するように、閉弁時隙間h0および対向面有効径rが設定されている。
これにより、ニードル33がリフトするときに、ニードル連動部材47は、閉弁方向に所定の強さ以上のスクィーズ力Fsqを受ける。このため、ニードル連動部材47に連動されるニードル33も、このスクィーズ力Fsqが伝達されて閉弁方向に付勢される。この結果、ニードル33に対し開弁方向に作用する付勢力が弱められるので、ニードル33のリフト速度Vが小さくなる。以上により、噴射圧力が高圧でも、微量噴射を高精度に行うのが可能になる。
[Effect of Example 1]
According to the
Thereby, when the
また、背圧室38は、ニードル33の軸芯に対し一方側に偏るように設けられ、ニードル連動部材47は、背圧室38と同じ側に偏るようにニードル33に組み付けられている。
これにより、所定の強さ以上のスクィーズ力Fsqが発生するのに必要な対向面有効径rを確実に確保することができるとともに、背圧室38が偏って設けられている一方側の反対側に、加工を施すことができる余裕領域を生むことができる。このため、この余裕領域に、燃料流路40を設けることができる。
The
Thus, the effective diameter r of the facing surface necessary for generating the squeeze force Fsq of a predetermined strength or more can be ensured, and the
また、ニードル33は、ニードル連動部材47の開弁方向への移動を許容する非束縛部48、および、非束縛部48の先端側に連続して設けられニードル連動部材47に先端側から係合する係合部49を有し、ニードル連動部材47は、復元バネ50により先端側に付勢されて係合部49に係合した状態で、ニードル33に組み付けられている。
これにより、スクィーズ力Fsqが開弁方向に作用する場合(つまり、ニードル33が下降する場合)、スクィーズ力Fsqはニードル33に伝達されない。さらに、ニードル連動部材47は、スクィーズ力Fsqが開弁方向に作用する場合、スクィーズ力Fsqにより係合部49から離脱して自在に後端側に(つまり、開弁方向に)変位できる。このため、ニードル33は、開弁方向に作用するスクィーズ力Fsqに妨げられることなく下降することができる。
さらに、スクィーズ力Fsqが閉弁方向に作用する場合(つまり、ニードル33がリフトする場合)、スクィーズ力Fsqは、ニードル連動部材47と係合部49との係合により、確実にニードル連動部材47からニードル33に伝達される。このため、ニードル33のリフト速度Vは、閉弁方向に作用するスクィーズ力Fsqにより確実に小さくなる。
The
Thereby, when the squeeze force Fsq acts in the valve opening direction (that is, when the
Further, when the squeeze force Fsq acts in the valve closing direction (that is, when the
〔変形例〕
実施例1のインジェクタ1によれば、ニードル連動部材47が配置される燃料室は背圧室38であったが、ニードル連動部材47を、ノズル室37に配置してもよく、復元バネ39を収容するバネ室に配置してもよい。また、インジェクタ1がニードル33の後端側にコマンドピストンを有し、コマンドピストンの後端に背圧室38を形成する場合には、コマンドピストンにニードル連動部材47を組み付けてもよい。
[Modification]
According to the
1 インジェクタ
32 噴孔
33 ニードル
38 背圧室(燃料室)
40 燃料流路
47 ニードル連動部材
48 非束縛部
49 係合部
50 復元バネ(所定の付勢手段)
52 先端側部材面(先端側の部材面)
53 先端側壁面(先端側の壁面)
Fsq スクィーズ力
h0 閉弁時隙間(先端側の部材面と先端側の壁面との間の閉弁時の隙間)
r 対向面有効径(先端側の部材面における先端側の壁面との対向面の有効径)
1
40
52 Tip side member surface (tip side member surface)
53 Side wall of the tip (wall on the tip side)
Fsq Squeeze force h0 Valve closing clearance (valve closing between the tip member surface and the tip wall)
r Effective diameter of facing surface (effective diameter of the facing surface of the member surface on the leading end side with the wall surface on the leading end side)
Claims (3)
このニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼすように燃料を導くことで、前記ニードルを軸方向にリフトさせ前記噴孔を開放するインジェクタにおいて、
前記噴孔よりも後端側に設けられて燃料が流動する燃料室に配置され、前記ニードルがリフトするときに前記ニードルと連動するニードル連動部材を備え、
前記ニードルが全閉状態からリフトするときに、前記ニードル連動部材の先端側の部材面と前記燃料室を形成する先端側の壁面との間に、所定の強さ以上のスクィーズ力が発生するように、前記先端側の部材面と前記先端側の壁面との間の全閉状態におけるリフト方向の隙間、および前記先端側の部材面における前記先端側の壁面との対向面の有効径が設定され、
前記ニードルは、前記ニードル連動部材の開弁方向への移動を許容する非束縛部、および、この非束縛部の先端側に連続して設けられ前記ニードル連動部材に先端側から係合する係合部を有し、
前記ニードル連動部材は、所定の付勢手段により先端側に付勢されて前記係合部に係合した状態で、前記ニードルに組み付けられており、
前記ニードルが閉弁方向に移動するときに前記ニードル連結部材が前記係合部から離れて移動することを特徴とするインジェクタ。 Provided with a needle that opens and closes the nozzle hole provided at the tip,
In the injector that lifts the needle in the axial direction and opens the nozzle hole by guiding the fuel so as to exert pressure on the needle in the valve opening direction,
A needle interlocking member that is provided on the rear end side of the nozzle hole and disposed in a fuel chamber in which fuel flows, and interlocks with the needle when the needle lifts;
When the needle is lifted from the fully closed state, a squeeze force having a predetermined strength or more is generated between a member surface on the distal end side of the needle interlocking member and a wall surface on the distal end side forming the fuel chamber. In addition, a clearance in the lift direction in the fully closed state between the tip-side member surface and the tip-side wall surface, and an effective diameter of the surface of the tip-side member surface facing the tip-side wall surface are set. ,
The needle includes a non-binding portion that allows movement of the needle interlocking member in the valve opening direction, and an engagement that is provided continuously from the distal end side of the unconstrained portion and engages the needle interlocking member from the distal end side. Part
The needle interlocking member is assembled to the needle in a state where the needle interlocking member is urged toward the distal end side by a predetermined urging means and is engaged with the engagement portion ,
The injector, wherein the needle connecting member moves away from the engaging portion when the needle moves in a valve closing direction .
前記燃料室は、前記ニードルの軸芯に対し一方側に偏るように設けられ、
前記ニードル連動部材は、前記燃料室と同じ側に偏るように前記ニードルに組み付けられていることを特徴とするインジェクタ。 The injector according to claim 1, wherein
The fuel chamber is provided so as to be biased to one side with respect to the axis of the needle,
The injector, wherein the needle interlocking member is assembled to the needle so as to be biased to the same side as the fuel chamber.
前記燃料室が設けられている一方側の反対側に燃料流路が設けられ、
この燃料流路は、前記ニードルに対し開弁方向に圧力を及ぼす燃料を導くことを特徴とするインジェクタ。 Injector according to claim 2,
A fuel flow path is provided on the opposite side of the one side where the fuel chamber is provided,
The fuel flow path guides fuel that exerts pressure on the needle in a valve opening direction .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006073910A JP4609351B2 (en) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | Injector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006073910A JP4609351B2 (en) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | Injector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007247576A JP2007247576A (en) | 2007-09-27 |
JP4609351B2 true JP4609351B2 (en) | 2011-01-12 |
Family
ID=38592127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006073910A Expired - Fee Related JP4609351B2 (en) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | Injector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4609351B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0693937A (en) * | 1992-09-09 | 1994-04-05 | Toyota Motor Corp | Fuel injection valve |
JPH06264846A (en) * | 1993-03-10 | 1994-09-20 | Nippondenso Co Ltd | Fuel injection nozzle for internal combustion engine |
JPH1113576A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Toyota Motor Corp | Fuel injection valve |
JPH11315770A (en) * | 1998-02-19 | 1999-11-16 | Lucas Ind Plc | Fuel injection system |
JP2003507644A (en) * | 1999-08-25 | 2003-02-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Fuel injection valve |
JP2003512574A (en) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Pressure converter for fuel injection systems for internal combustion engines |
JP2004320869A (en) * | 2003-04-15 | 2004-11-11 | Denso Corp | Piezoelectric actuator drive circuit |
-
2006
- 2006-03-17 JP JP2006073910A patent/JP4609351B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0693937A (en) * | 1992-09-09 | 1994-04-05 | Toyota Motor Corp | Fuel injection valve |
JPH06264846A (en) * | 1993-03-10 | 1994-09-20 | Nippondenso Co Ltd | Fuel injection nozzle for internal combustion engine |
JPH1113576A (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-19 | Toyota Motor Corp | Fuel injection valve |
JPH11315770A (en) * | 1998-02-19 | 1999-11-16 | Lucas Ind Plc | Fuel injection system |
JP2003507644A (en) * | 1999-08-25 | 2003-02-25 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Fuel injection valve |
JP2003512574A (en) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Pressure converter for fuel injection systems for internal combustion engines |
JP2004320869A (en) * | 2003-04-15 | 2004-11-11 | Denso Corp | Piezoelectric actuator drive circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007247576A (en) | 2007-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6067955A (en) | Fuel injection device for internal combustion engines | |
US6220528B1 (en) | Fuel injector including an outer valve needle, and inner valve needle slidable within a bore formed in the outer valve needle | |
JP2001505975A (en) | Fuel injection valve | |
JP2006307678A (en) | Fuel injection nozzle | |
US7568634B2 (en) | Injection nozzle | |
JP2006029281A (en) | Fuel injection device | |
JP4226011B2 (en) | Fuel injection device | |
JP4134979B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
US7007642B2 (en) | Hydraulic valve actuator for actuating a gas-exchange valve | |
JP4107277B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP4609351B2 (en) | Injector | |
JP4023804B2 (en) | Injector for internal combustion engine | |
JP4415962B2 (en) | Injector | |
JP4519143B2 (en) | Injector | |
JP2006220129A (en) | Fuel injection nozzle, fuel injection valve, and fuel injection device | |
JP4214970B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP2008304017A (en) | Three-way selector valve and fuel injection device using the same | |
JP4407655B2 (en) | Injector | |
JP4218630B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP5002023B2 (en) | Fuel injector with coupler | |
JP4407590B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP3797133B2 (en) | Engine fuel injector | |
JP4329704B2 (en) | Fuel injection device | |
JP2001214830A (en) | Fuel injector | |
JP4458118B2 (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: 20080509 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080528 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091104 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100309 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100423 |
|
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: 20100914 |
|
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: 20100927 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |