JP5059030B2 - 改良制御バルブ装置 - Google Patents
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Description
制御バルブは燃料インジェクターに特定の用途があり、噴射を制御する目的で、制御チャンバ内の燃料圧力を、インジェクターバルブニードルと関連して制御し、バルブニードル座に向かう及びこれから遠ざかるニードルの移動を制御するように構成されていてもよい。
10a バルブニードル端面
10b、10c スラスト面
12 第1ボア
14 ニードル本体
16 バルブニードル座
18 出口開口部
20 環状チャンバ
22 高圧供給通路
24 段部
26 送出チャンバ
30 制御チャンバ
32 制御バルブ
33 係合領域
34 第2ボア
36 バルブハウジング
38 第1座
40 別のハウジング
42 燃料通路
44 第2座
50 下部分
52 円筒形外面
54 内部円筒形表面
55 制流通路
56 環状ギャラリー
58 延長通路
Claims (24)
- 制御チャンバ(30)内の燃料圧力を制御するのに使用するための制御バルブ装置において、
i)アクチュエータの作動によって、前記制御チャンバ(30)が高圧燃料源と連通した第1位置と、前記制御チャンバ(30)が低圧燃料ドレンと連通し、前記制御チャンバ(30)と前記高圧燃料源との間の連通を断つ第2位置との間で移動自在の制御バルブ部材(32)と、
ii)第1制流手段(55)と、
iii)前記第1制流手段(55)の下流に配置された第2制流手段(74)とを含み、
前記第1制流手段(55)は、前記制御バルブ部材(32)が前記第1位置と前記第2位置との間で移行状態にある場合に前記第1制流手段(55)の上流に燃料の第1圧力を維持するように構成され、
前記第2制流手段(74)は、該第2制流手段(74)の上流に燃料の第2圧力を維持するように構成され、
前記制御バルブ部材(32)が前記第1位置と前記第2位置との間で移行状態にある場合に、前記制御チャンバ(30)及び前記高圧燃料源は、前記第1及び第2制流手段(55、74)を介して前記低圧燃料ドレンと連通し、
前記第2制流手段(74)は、前記第1位置と前記第2位置との間で移行状態にある場合、前記第1圧力によって前記制御バルブ部材(32)に及ぼされる正味力が、前記第2圧力によって前記制御バルブ部材(32)に及ぼされる正味力と均衡するように前記第1制流手段(55)に対して寸法及び位置が定められている、制御バルブ装置。 - 請求項1に記載の制御バルブ装置において、
前記第1制流手段(55)は第1有効流れ断面積を有し、前記第2制流手段(74)は第2有効流れ断面積を有し、前記第1有効流れ断面積は、前記第2有効流れ断面積よりも小さい、制御バルブ装置。 - 請求項1又は2に記載の制御バルブ装置において、
前記制御バルブ部材(32)は、前記第1位置にあるときに第1座(38)と係合でき、前記第2位置にあるときに第2座(44)と係合できる、制御バルブ装置。 - 請求項3に記載の制御バルブ装置において、
前記第2座(44)は、バルブハウジング(36)に設けられたボア(34)の表面によって形成され、前記ボア内で前記制御バルブ部材(32)が移動自在である、制御バルブ装置。 - 請求項4に記載の制御バルブ装置において、
i)前記制御バルブ部材(32)の主面は、第1直径を形成する表面であり、前記主面は、周囲に亘って前記ボア(34)の表面と摺動自在に接触し、前記ボア(34)の表面及び前記主面は、ほぼ同じ直径を有し、
ii)前記主面と前記第2座(44)との間の前記ボア(34)の第2領域の表面は第2直径を形成し、
iii)前記第1直径は前記第2直径と実質的に等しい、制御バルブ装置。 - 請求項5に記載の制御バルブ装置において、
前記第1座(38)の直径は第3直径を形成し、該第3直径は前記第1直径と実質的に等しく、前記第1座(38)は、前記制御バルブ装置を前記低圧ドレンと連通するポートを形成する穴の周囲に位置決めされている、制御バルブ装置。 - 請求項5又は6に記載の制御バルブ装置において、
前記制御バルブ部材(32)の外面(52)は第4直径を形成する、制御バルブ装置。 - 請求項7に記載の制御バルブ装置において、
前記第4直径は前記第1直径よりも大きく、前記外面(52)での前記制御バルブ部材(32)の断面積と前記主面での前記制御バルブ部材(32)の断面積との間の差が有効面積差である、制御バルブ装置。 - 請求項8に記載の制御バルブ装置において、
前記有効面積差は、前記外面(52)のところでの前記制御バルブ部材(32)の断面積と比例する、制御バルブ装置。 - 請求項8又は9に記載の制御バルブ装置において、
第3圧力は、前記制御チャンバ(30)内の燃料によって及ぼされる圧力であり、前記第1位置と前記第2位置との間で移行状態にある場合、前記外面(52)での前記制御バルブ部材(32)の断面積は、前記第2圧力の前記第3圧力に対する比に比例する、制御バルブ装置。 - 請求項10に記載の制御バルブ装置において、
前記外面(52)のところでの前記有効面積差の前記制御バルブ部材(32)の断面積に対する比は、前記第2圧力と前記第3圧力との比に等しい、制御バルブ装置。 - 請求項10又は11に記載の制御バルブ装置において、
前記第3圧力は、前記第1圧力と実質的に同じである、制御バルブ装置。 - 請求項8乃至12のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記有効面積比の、前記外面(52)での前記制御バルブ部材(32)の前記断面積に対する比が面積比であり、
前記第2制流手段(74)の前記有効流れ断面積は、実質的に、前記面積比の平方根で除した前記第1制流手段(55)の前記有効流れ断面積である、制御バルブ装置。 - 請求項5乃至13のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記第1制流手段(55)は、前記制御バルブ部材(32)の前記外面(52)及び前記バルブハウジング(36)の前記ボア(34)の表面(54)が形成する制流通路を含む、制御バルブ装置。 - 請求項14に記載の制御バルブ装置において、
前記制御バルブ部材(32)は、前記制御バルブ部材(32)の前記外面(52)に設けられた制御平坦部によって前記制流通路(55)を少なくとも部分的に形成するように賦形されている、制御バルブ装置。 - 請求項4乃至13のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記制流通路(55)は、前記バルブハウジング(36)の別のドリル穴によって形成される、制御バルブ装置。 - 請求項3乃至16のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記第1制流手段(55)は、前記第1座(38)と前記第2座(44)との間に配置される、制御バルブ装置。 - 請求項3乃至17のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記第1制流手段(55)は、前記第1座(38)の上流に、及び前記第2座(44)の下流に配置されている、制御バルブ装置。 - 請求項1乃至18のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記第2制流手段(74)は、前記低圧燃料ドレンに繋がる通路(42)のオリフィス(72)である、制御バルブ装置。 - 請求項19に記載の制御バルブ装置において、
前記通路(42)はハウジング(40)に形成されており、前記ハウジング(40)のドリル穴が前記オリフィス(72)を形成する、制御バルブ装置。 - 請求項1乃至20のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記第1制流手段(55)は、更に、前記制御バルブ部材(32)が前記第2位置と前記第1位置との間で移動しているとき、前記高圧燃料源から低圧ドレンへの燃料の流量を制限するように作動でき、これによって高圧燃料の低圧に対する損失を減少する、制御バルブ装置。 - 請求項1乃至21のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置において、
前記第1制流手段(55)は、前記制御チャンバ(30)から前記低圧ドレンに流出する燃料の流量が、前記制御チャンバ(30)に流入する燃料の流量に比べて少なく、これによってバルブニードルの作動を非対称に制御するように構成されている、制御バルブ装置。 - 燃料を内燃エンジンに送出するのに使用するための燃料インジェクターにおいて、
出口開口部(18)を通した燃料の送出を制御するため、使用時にバルブニードル座(16)と係合できるバルブニードル(10)と、
制御チャンバ(30)内の燃料圧力に露呈された、前記バルブニードル(10)と関連した表面(10a)と、
前記制御チャンバ(30)内の燃料圧力を制御するための請求項1乃至22のうちのいずれか一項に記載の制御バルブ装置とを含む、燃料インジェクター。 - 請求項1に記載の燃料インジェクターを含む、内燃エンジン用燃料インジェクターシステム。
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