JP5549293B2 - Fuel injection device - Google Patents
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Description
本発明は、第1制御弁を制御して制御室内の燃料圧力を増減することで、ノズルニードルを開弁または閉弁する燃料噴射装置に関するもので、特に燃料噴射中に、燃料供給流路から制御室に高圧燃料を流入させる燃料流入流路を第2制御弁により閉鎖するようした燃料噴射装置(インジェクタ)に係わる。 The present invention relates to a fuel injection device that opens or closes a nozzle needle by controlling a first control valve to increase or decrease a fuel pressure in a control chamber, and particularly from a fuel supply flow path during fuel injection. The present invention relates to a fuel injection device (injector) in which a fuel inflow passage for allowing high-pressure fuel to flow into a control chamber is closed by a second control valve.
[従来の技術]
従来より、図10に示したように、内燃機関(エンジン)の燃焼室に燃料を噴射する噴孔を開閉するノズルニードルと、このノズルニードルと連動してシリンダ孔内を往復移動するピストン101と、内部に軸線方向に延びるシリンダ孔が形成されたシリンダ103を有するハウジングと、シリンダ孔の内部に保持される制御部材105と、内部の燃料圧力がノズルニードルとピストン101に噴孔開弁方向の付勢力を加えるノズル室と、内部の燃料圧力がノズルニードルとピストン101に噴孔閉弁方向の付勢力を加える制御室106と、ノズルニードルおよびピストン101に噴孔閉弁方向の付勢力を与えるスプリングとを備えた燃料噴射装置(従来技術1のインジェクタ)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
[Conventional technology]
Conventionally, as shown in FIG. 10, a nozzle needle that opens and closes a nozzle hole for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine (engine), and a
そして、従来技術1のインジェクタは、燃料タンクより吸入した燃料を加圧して高圧化する高圧発生部からノズル室に高圧燃料を供給する燃料供給経路と、この燃料供給経路から制御室106へ高圧燃料を流入させる燃料導入経路と、制御室106から低圧燃料流路107を経て燃料タンクに燃料を戻す燃料排出経路と、制御部材105のシート面(図示上端面)に対して着座、離脱して燃料排出経路を閉鎖、開放する電磁制御弁と、制御部材105のシート面(図示下端面)に対して着座、離脱して燃料導入経路を閉鎖、開放する中間弁とを備えている。
The injector of the prior art 1 includes a fuel supply path for supplying high-pressure fuel to the nozzle chamber from a high-pressure generator that pressurizes the fuel sucked from the fuel tank to increase the pressure, and the high-pressure fuel from the fuel supply path to the
そして、従来技術1のインジェクタは、高圧発生部からノズル室に高圧燃料を供給する燃料供給流路と、この燃料供給流路から制御室106に高圧燃料を流入させる燃料導入流路111〜113と、制御室106から低圧燃料流路107に燃料を排出させる燃料流出流路117、118とを備えている。
シリンダ103は、中間弁の外周面との間に径方向ギャップ114、115を形成するシリンダ内壁(内周面)を有している。なお、径方向ギャップ114の断面積の総和は、径方向ギャップ115の断面積の総和よりも小さく設定されている。また、燃料流出流路117の制御室側には、燃料流出流路117の流路断面積を絞るアウトオリフィス(メインオリフィス)116が設けられている。また、燃料流出流路118の電磁制御弁側には、燃料流出流路118の流路断面積を絞るアウトオリフィス(サブオリフィス)119が設けられている。
The injector according to the related art 1 includes a fuel supply channel for supplying high-pressure fuel from the high-pressure generating unit to the nozzle chamber, and
The
電磁制御弁は、制御室106から低圧燃料流路107に燃料を排出(流出)させる流出ポート(アウトオリフィス119)を開閉するバルブ121、およびこのバルブ121を駆動する電磁アクチュエータを有している。また、中間弁は、燃料供給流路から制御室106に高圧燃料を流入(導入)させる流入ポート(燃料導入流路113)を開閉するバルブ131を有している。このバルブ131の内部には、制御室106と燃料流出流路118とを連通する燃料流出流路117が形成されている。
この従来技術1のインジェクタでは、電磁制御弁の開弁時に、中間弁のバルブ131を制御部材105のシート面にスプリング132の付勢力で押し当てるようにして燃料導入流路113を閉鎖し、電磁制御弁の閉弁時に、燃料導入流路113内の燃料圧力で中間弁のバルブ131を制御部材105のシート面から離脱(リフト)するように構成されている。
The electromagnetic control valve includes a
In the injector of this prior art 1, when the electromagnetic control valve is opened, the fuel
また、図11に示したように、ノズルニードル、ピストン201、シリンダ203、ハウジング204、制御部材205、ノズル室、制御室206、スプリング、燃料供給経路、燃料導入経路、燃料排出経路、電磁制御弁および中間弁を備えた燃料噴射装置(従来技術2のインジェクタ)が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
そして、従来技術2のインジェクタは、高圧発生部からノズル室に高圧燃料を供給する燃料供給流路210と、この燃料供給流路210から制御室206に高圧燃料を流入させる燃料導入流路211、212と、制御室206から低圧燃料流路207に燃料を排出させる燃料流出流路217とを備えている。
ピストン201は、中間弁のバルブ231の内周面との間に摺動クリアランス215を形成するバルブガイド222を有している。また、シリンダ203は、中間弁のバルブ231の外周面との間に径方向ギャップ213を形成するシリンダ内壁(内周面)を有している。
Further, as shown in FIG. 11, the nozzle needle,
The injector of the
The
また、従来技術2のインジェクタでは、制御室206が摺動クリアランス215を介して2つの制御室214、216に分離されている。また、燃料流出流路217の電磁制御弁側には、燃料流出流路217の流路断面積を絞るアウトオリフィス218が設けられている。
電磁制御弁は、制御室214、216から低圧燃料流路207に燃料を排出(流出)させる流出ポート(アウトオリフィス218)を開閉するバルブ221、およびこのバルブ221を駆動する電磁アクチュエータを有している。また、中間弁は、燃料供給流路210から制御室214、216に高圧燃料を流入(導入)させる流入ポート(燃料導入流路212)を開閉するバルブ231、およびこのバルブ231を制御部材205のシート面に押し当てる側に付勢するスプリング232を有している。
In the injector according to the
The electromagnetic control valve includes a
また、図12に示したように、ノズルニードル301、ピストン302、シリンダ303、ハウジング304、制御部材305、ノズル室、制御室306、スプリング308、燃料供給経路、燃料導入経路、燃料排出経路、制御弁および中間弁を備えた燃料噴射装置(従来技術3のインジェクタ)が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
そして、従来技術3のインジェクタは、高圧発生部からノズル室に高圧燃料を供給する燃料供給流路310と、この燃料供給流路310から制御室306に高圧燃料を流入させる燃料導入流路311と、制御室306から低圧燃料流路307に燃料を排出させる燃料流出流路317、318とを備えている。
Further, as shown in FIG. 12, the
The injector of the
制御部材305は、内部に大径空間が形成されたブロック312、および内部に小径空間が形成されたブロック313を有している。ブロック312は、中間弁のバルブ331の最大外径部332の外周面との間に径方向ギャップ314を形成する内壁(内周面)を有している。また、ブロック313は、中間弁のバルブ331の最小外径部333の外周面との間に摺動クリアランス315を形成する内壁(摺動面)を有している。また、燃料流出流路317の制御室側には、燃料流出流路317の流路断面積を絞るアウトオリフィス316が設けられている。
電磁制御弁は、制御室306から低圧燃料流路307に燃料を排出(流出)させる流出ポート(燃料流出流路318)を開閉するバルブ321、およびこのバルブ321を駆動するピエゾアクチュエータを有している。また、中間弁は、燃料供給流路310から制御室306に高圧燃料を流入(導入)させる流入ポート(燃料導入流路311)を開閉するバルブ331を有している。このバルブ331は、最大外径部332および最小外径部333を有している。
The
The electromagnetic control valve includes a
[従来の技術の不具合]
ところが、従来技術1のインジェクタにおいては、中間弁を摺動自在に支持するバルブガイドが設けられておらず、中間弁がシリンダ103の内部空間(軸方向孔)内をその軸線方向に往復移動する間に傾く可能性がある。例えば電磁制御弁の開弁時に、中間弁が燃料導入流路113を閉じる際、中間弁が傾くと、燃料導入流路113を閉鎖する閉鎖タイミングが遅れてしまう。これにより、中間弁を設置しているにも関わらず、燃料の噴射開始時に燃料導入流路113から燃料流出流路118→アウトオリフィス119を経て低圧燃料流路107へ流出する燃料流量が増えてしまうという問題が発生する。
[Conventional technical problems]
However, in the injector of the prior art 1, the valve guide for slidably supporting the intermediate valve is not provided, and the intermediate valve reciprocates in the axial direction in the internal space (axial hole) of the
また、従来技術2のインジェクタにおいては、ピストン201の燃料受圧部に噴孔閉弁方向の油圧力を加える制御室206が、中間弁の摺動孔壁面とバルブガイド222の外周面との間の摺動部(摺動クリアランス215)を境に、2つの制御室214、216に分離されている。この場合、電磁制御弁の開弁時に、中間弁が制御部材205の図示下端面(シート面)に着座して燃料導入流路211、212から2つの制御室214、216への高圧燃料の流入が遮断されると、制御室216から燃料流出流路217→アウトオリフィス218を経て低圧燃料流路207に燃料が流出するため、先ず制御室216内の燃料圧力が下がる。それに続いて制御室214から摺動クリアランス215→制御室216→燃料流出流路217→アウトオリフィス218を経て低圧燃料流路207に燃料が流出するため、次に制御室214内の燃料圧力が下がる。これにより、制御室214、216内の燃料圧力は、中間弁が閉弁しても一気に下がらないので、電磁制御弁を開弁してからノズルニードルが開弁するまでの開弁応答時間が長くなる。したがって、ノズルニードルの開弁応答性が悪いという問題が発生する。
Further, in the injector of the
また、従来技術2のインジェクタにおいては、2つの制御室214、216間に摺動部(摺動クリアランス215)が設けられているので、燃料粘性の温度特性が悪化するという問題が発生する。ここで、制御室214から摺動クリアランス215→制御室216→燃料流出流路217→アウトオリフィス218を経て低圧燃料流路207へ流出する燃料流量は、摺動クリアランス215を通過する燃料の粘度の温度依存性により温度特性を有している。したがって、摺動クリアランス215を通過する際に燃料の温度が高くなると、燃料粘性が変化(低粘度化)して燃料排出経路(特にアウトオリフィス218)を通過するオリフィス通過流量が変化するため、制御室214から流出する燃料流出流量がばらつく。したがって、ノズルニードルの開弁タイミングがばらつくため、燃料噴射量の制御精度が悪化するという問題が発生する。
Moreover, in the injector of the
また、従来技術3のインジェクタにおいては、ピエゾアクチュエータがバルブ321を閉弁すると、中間弁のバルブ331が燃料導入流路311内の燃料圧力により制御部材305のブロック313の図示下端面(シート面)より離脱して燃料導入流路311から制御室306へ高圧燃料が導入される。ここで、中間弁のバルブ331は、その最小外径部333の外周が、制御部材305のブロック313の孔壁面と摺動自在に嵌合しているので、制御室306から低圧燃料流路307へ流出する燃料は、アウトオリフィス316を必ず通ることになる。これにより、バルブ321を閉弁し、バルブ331を開弁してから、制御室306内に流入する高圧燃料と、燃料流出流路318内の燃料圧力とが同等の圧力となるまでに必要な圧力回復時間が非常に長くなる。したがって、ノズルニードルの閉弁応答性が悪いという問題が発生する。
Further, in the injector of the
本発明の目的は、第2制御弁のバルブが規定の移動方向に対して傾くことなく移動することで、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性を向上することのできる燃料噴射装置を提供することにある。また、第1制御弁が開弁してからニードルが開弁するまでの期間を短縮することで、ニードルの開弁応答性を向上することのできる燃料噴射装置を提供することにある。また、第1制御弁が閉弁してからニードルが閉弁するまでの期間を短縮することで、ニードルの閉弁応答性を向上することのできる燃料噴射装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of improving the valve opening responsiveness of a needle and the valve closing responsiveness of a needle by moving a valve of a second control valve without tilting with respect to a specified moving direction. Is to provide. Another object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of improving the valve opening response of the needle by shortening the period from when the first control valve opens until the needle opens. Another object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of improving the valve closing response of the needle by shortening the period from when the first control valve is closed until the needle is closed.
請求項1に記載の発明によれば、制御室から燃料を流出させる燃料流出流路を有する燃料排出経路に設置された第1制御弁は、燃料流出流路を開閉するように構成されている。また、燃料供給経路から制御室に高圧燃料を流入させる燃料導入流路を有する燃料導入経路に設置された第2制御弁は、燃料導入流路を開閉するように構成されている。
また、第2制御弁のバルブの内部には、制御室と中間流路とを連通すると共に、連通流路の流路断面積を絞る絞り部(例えばアウトオリフィス、固定絞り)が設置されている。 また、第2制御弁のバルブ(の内周面)には、ニードルのバルブガイドとの間に摺動部を形成する摺動面が設けられている。
また、第2制御弁のバルブの外周面には、ハウジングの周壁面(第2制御弁のバルブの周囲を周方向に取り囲む周壁面)との間にギャップを隔てて対向する外側面が設けられている。
According to the first aspect of the present invention, the first control valve installed in the fuel discharge path having the fuel outflow passage for letting fuel out from the control chamber is configured to open and close the fuel outflow passage. . The second control valve installed in the fuel introduction path having a fuel introduction path for allowing high-pressure fuel to flow into the control chamber from the fuel supply path is configured to open and close the fuel introduction path.
Further, inside the valve of the second control valve, a throttle portion (for example, an out-orifice or a fixed throttle) is provided that communicates the control chamber and the intermediate flow path and restricts the cross-sectional area of the communication flow path. . In addition, the valve (the inner peripheral surface) of the second control valve is provided with a sliding surface that forms a sliding portion with the valve guide of the needle.
In addition, the outer peripheral surface of the valve of the second control valve is provided with an outer surface that faces the peripheral wall surface of the housing (a peripheral wall surface that surrounds the periphery of the valve of the second control valve in the circumferential direction) with a gap therebetween. ing.
先ず、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、第1制御弁を開弁してからニードルが開弁するまでの期間である開弁応答時間を短縮できる。これにより、ニードルの開弁応答性を向上できる。
また、ニードルには、第2制御弁のバルブを移動方向(例えば閉弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイドが設けられている。このため、第2制御弁のバルブが規定の移動方向(例えばニードルの軸線方向に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給経路に連通する燃料導入流路を素早く閉鎖できる。これによって、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室および中間流路に流入する燃料を遮断できるので、制御室内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、ニードルの開弁応答性を向上できる。
First, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, a path for bypassing the sliding portion and discharging the fuel from the control chamber (the path of the fuel discharge path) is formed. The valve opening response time, which is a period from when the first control valve is opened to when the needle is opened, can be shortened. Thereby, the valve opening responsiveness of a needle can be improved.
Further, the needle is provided with a valve guide for guiding the valve of the second control valve so as to be slidable in the moving direction (for example, the valve closing direction). For this reason, since the valve of the second control valve can move without tilting with respect to a predetermined movement direction (for example, a direction parallel to the axial direction of the needle), the fuel introduction flow path communicating with the fuel supply path can be quickly opened. Can be closed. Thus, the fuel flowing from the fuel supply path to the control chamber and the intermediate flow path through the fuel introduction flow path can be shut off, so that the fuel pressure in the control chamber can be rapidly lowered. Thereby, the valve opening responsiveness of a needle can be improved.
また、ニードルの開弁時、つまり内燃機関の燃焼室への燃料噴射開始時に、第2制御弁を閉弁して燃料導入流路を閉鎖している。これにより、第1制御弁を開弁して燃料流出流路を開放することで、制御室から燃料流出流路(連通流路、中間流路)を経て燃料が排出されていても、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室または燃料流出流路(中間流路)に流入する燃料を遮断することができる。したがって、燃料供給経路および燃料導入流路から制御室または燃料流出流路(中間流路)を経て燃料排出流路側へ流出する燃料の流量を減少させることができる。
また、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、燃料粘性の温度特性が悪化する不具合を抑制できる。これにより、絞り部を通過する燃料流量の変化を抑制できるので、制御室から排出される燃料流量のばらつきを抑えることができる。したがって、ニードルの開弁タイミングのばらつきを抑えることができるので、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
When the needle is opened, that is, when fuel injection into the combustion chamber of the internal combustion engine is started, the second control valve is closed to close the fuel introduction flow path. Thereby, even if the fuel is discharged from the control chamber through the fuel outflow passage (communication passageway, intermediate passage) by opening the first control valve and opening the fuel outflow passage, the fuel supply The fuel flowing into the control chamber or the fuel outflow channel (intermediate channel) from the path through the fuel introduction channel can be shut off. Therefore, the flow rate of the fuel flowing out from the fuel supply path and the fuel introduction path to the fuel discharge path side through the control chamber or the fuel outflow path (intermediate path) can be reduced.
In addition, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, a path for bypassing the sliding portion and discharging the fuel from the control chamber (the path of the fuel discharge path) is formed. In addition, it is possible to suppress the problem that the temperature characteristic of the fuel viscosity deteriorates. Thereby, since the change of the fuel flow rate which passes a throttle part can be suppressed, the dispersion | variation in the fuel flow rate discharged | emitted from a control chamber can be suppressed. Therefore, since the variation in the valve opening timing of the needle can be suppressed, the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
一方、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路、ギャップを経て制御室に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。つまり第2制御弁が開弁した際には、燃料供給経路から燃料導入流路、ギャップを経て制御室に高圧燃料が素早く流れ込む流路(経路)が形成されるため、第1制御弁を閉弁してからニードルが閉弁するまでの期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
また、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路を経て中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。つまり第2制御弁が開弁した際には、燃料供給経路から燃料導入流路を経て中間流路に高圧燃料が素早く流れ込む流路(経路)が形成されるため、第1制御弁を閉弁してから中間流路内の燃料圧力が回復するまでに要する期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
また、ニードルには、第2制御弁のバルブを移動方向(例えば開弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイドが設けられている。このため、第2制御弁のバルブが規定の移動方向(例えばニードルの軸線方向に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給経路に連通する燃料導入流路を素早く開放できる。これによって、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室および中間流路に一気に高圧燃料を導入できるので、制御室内の燃料圧力を急速に上昇させることができる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
On the other hand, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the first path (the fuel introduction path of the fuel introduction path) allows the high pressure fuel to flow from the fuel supply path to the control chamber via the fuel introduction path and the gap. First path) is formed. That is, when the second control valve is opened, a flow path (path) through which high-pressure fuel flows quickly from the fuel supply path to the control chamber through the fuel introduction path and gap is formed, so the first control valve is closed. The valve closing response time, which is a period from when the valve is turned on until the needle is closed, can be shortened. Thereby, the valve closing response of the needle can be improved.
Further, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the high-pressure fuel is bypassed from the throttle portion and the sliding portion, and the high pressure fuel is supplied from the fuel supply path to the intermediate flow path through the fuel introduction path. A second path to be introduced (second path of the fuel introduction path) is formed. That is, when the second control valve is opened, a flow path (path) through which high-pressure fuel flows quickly from the fuel supply path to the intermediate flow path through the fuel introduction flow path is formed, so the first control valve is closed. Then, the valve closing response time, which is a period required for the fuel pressure in the intermediate flow path to recover, can be shortened. Thereby, the valve closing response of the needle can be improved.
Further, the needle is provided with a valve guide for guiding the valve of the second control valve so as to be slidable in the moving direction (for example, the valve opening direction). For this reason, since the valve of the second control valve can move without tilting with respect to a predetermined movement direction (for example, a direction parallel to the axial direction of the needle), the fuel introduction flow path communicating with the fuel supply path can be quickly opened. It can be opened. As a result, high-pressure fuel can be introduced from the fuel supply path through the fuel introduction flow path to the control chamber and the intermediate flow path at once, so that the fuel pressure in the control chamber can be rapidly increased. Thereby, the valve closing response of the needle can be improved.
請求項2に記載の発明によれば、ニードルは、燃料受圧部および軸方向凸部を有している。そして、ニードルの軸方向凸部は、制御室内の燃料圧力を受ける燃料受圧部より軸線方向の一端側に向けて軸線方向に突出している。
また、バルブは、ニードルの燃料受圧部との間に制御室を隔てて対向する対向端面を有している。そして、バルブの内部には、対向端面で開口し、この開口側から奥側まで軸線方向に延びる軸方向凹部が形成されている。この軸方向凹部の奥側には、軸方向凹部の奥側を閉塞する底部(閉鎖部)が設けられている。
請求項3に記載の発明によれば、バルブガイドを、ニードルの軸方向凸部の外周(部)に設けている。また、バルブの摺動面を、第2制御弁のバルブの軸方向凹部の内周(面)に設けている。そして、摺動部は、微小な摺動クリアランスであって、ニードルの軸方向凸部の外周面とバルブの軸方向凹部の摺動面との間に形成されている。
According to invention of
Further, the valve has an opposing end face that faces the fuel pressure receiving portion of the needle with a control chamber therebetween. And the axial recessed part extended in an axial direction from this opening side to a back | inner side is formed in the inside of a valve | bulb. On the back side of the axial recess, a bottom portion (closing portion) that closes the back side of the axial recess is provided.
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、連通流路は、絞り部を介して、制御室と中間流路とを連通する流路として使用される。
請求項5に記載の発明によれば、連通流路は、ニードルの軸方向凸部の先端面から燃料受圧部側に向けてニードルの軸線方向に(真っ直ぐに)延びる軸方向孔、および摺動部の延長線上に位置する軸方向凸部の外周面と軸方向孔とを連通する連通ポートを有している。この連通ポートは、ニードルの軸方向凸部の外周面で制御室に臨むように開口した開口部を有している。また、軸方向孔は、連通ポートと絞り部とを連通する流路として使用される。つまり連通流路のうち絞り部は、第2制御弁のバルブ内部に設けられ、また、連通流路のうち軸方向孔と連通ポートは、ニードルの軸方向凸部内部に設けられている。
According to the fourth aspect of the present invention, the communication channel is used as a channel that connects the control chamber and the intermediate channel via the throttle portion.
According to the fifth aspect of the present invention, the communication flow path includes an axial hole extending in the axial direction (straight) of the needle from the tip surface of the axial convex portion of the needle toward the fuel pressure receiving portion, and sliding. A communication port that communicates the outer peripheral surface of the axial convex portion located on the extension line of the portion and the axial hole. This communication port has an opening that opens to face the control chamber on the outer peripheral surface of the axial convex portion of the needle. Further, the axial hole is used as a flow path that connects the communication port and the throttle portion. That is, the throttle part of the communication channel is provided inside the valve of the second control valve, and the axial hole and the communication port of the communication channel are provided inside the axial convex part of the needle.
請求項6に記載の発明によれば、制御室から燃料を流出させる燃料流出流路を有する燃料排出経路に設置された第1制御弁は、燃料流出流路を開閉するように構成されている。また、燃料供給経路から制御室に高圧燃料を流入させる燃料導入流路を有する燃料導入経路に設置された第2制御弁は、燃料導入流路を開閉するように構成されている。
また、第2制御弁のバルブの内部には、制御室と中間流路とを連通すると共に、連通流路の流路断面積を絞る絞り部(例えばアウトオリフィス、固定絞り)が設置されている。 また、第2制御弁のバルブ(の内周面)には、ハウジングのバルブガイドとの間に摺動部を形成する摺動面が設けられている。
また、第2制御弁のバルブの外周面には、ハウジングの周壁面(第2制御弁のバルブの周囲を周方向に取り囲む周壁面)との間にギャップを隔てて対向する外側面が設けられている。
また、第2制御弁のバルブの摺動面には、ハウジングのバルブガイドとの間に、軸方向隙間を隔てて対向すると共に、バルブの軸線方向に延びる軸方向溝が設けられている。
According to the sixth aspect of the present invention, the first control valve installed in the fuel discharge passage having the fuel outflow passage for letting fuel out from the control chamber is configured to open and close the fuel outflow passage. . The second control valve installed in the fuel introduction path having a fuel introduction path for allowing high-pressure fuel to flow into the control chamber from the fuel supply path is configured to open and close the fuel introduction path.
Further, inside the valve of the second control valve, a throttle portion (for example, an out-orifice or a fixed throttle) is provided that communicates the control chamber and the intermediate flow path and restricts the cross-sectional area of the communication flow path. . In addition, the valve (the inner peripheral surface) of the second control valve is provided with a sliding surface that forms a sliding portion with the valve guide of the housing.
In addition, the outer peripheral surface of the valve of the second control valve is provided with an outer surface that faces the peripheral wall surface of the housing (a peripheral wall surface that surrounds the periphery of the valve of the second control valve in the circumferential direction) with a gap therebetween. ing.
Further, an axial groove extending in the axial direction of the valve is provided on the sliding surface of the valve of the second control valve so as to face the valve guide of the housing with an axial clearance therebetween.
先ず、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際には、摺動部を迂回して、制御室から連通流路、中間流路を経て燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、第1制御弁を開弁してからニードルが開弁するまでの期間である開弁応答時間を短縮できる。これにより、ニードルの開弁応答性を向上できる。
また、ハウジングには、第2制御弁のバルブを移動方向(例えば閉弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイドが設けられている。このため、第2制御弁のバルブが規定の移動方向(例えばニードルの軸線方向に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給経路に連通する燃料導入流路を素早く閉鎖できる。これによって、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室および中間流路に流入する燃料を遮断できるので、制御室内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、ニードルの開弁応答性を向上できる。
First, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, a path for bypassing the sliding portion and discharging the fuel from the control chamber through the communication flow path and the intermediate flow path (fuel Therefore, the valve opening response time, which is the period from when the first control valve is opened to when the needle is opened, can be shortened. Thereby, the valve opening responsiveness of a needle can be improved.
Further, the housing is provided with a valve guide for guiding the valve of the second control valve so as to be slidable in the moving direction (for example, the valve closing direction). For this reason, since the valve of the second control valve can move without tilting with respect to a predetermined movement direction (for example, a direction parallel to the axial direction of the needle), the fuel introduction flow path communicating with the fuel supply path can be quickly opened. Can be closed. Thus, the fuel flowing from the fuel supply path to the control chamber and the intermediate flow path through the fuel introduction flow path can be shut off, so that the fuel pressure in the control chamber can be rapidly lowered. Thereby, the valve opening responsiveness of a needle can be improved.
また、ニードルの開弁時、つまり内燃機関の燃焼室への燃料噴射開始時に、第2制御弁を閉弁して燃料導入流路を閉鎖している。これにより、第1制御弁を開弁して燃料流出流路を開放することで、制御室から燃料流出流路(連通流路、中間流路)を経て燃料が排出されていても、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室または燃料流出流路(中間流路)に流入する燃料を遮断することができる。したがって、燃料供給経路および燃料導入流路から制御室または燃料流出流路(中間流路)を経て燃料排出流路側へ流出する燃料の流量を減少させることができる。
また、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、燃料粘性の温度特性が悪化する不具合を抑制できる。これにより、絞り部を通過する燃料流量の変化を抑制できるので、制御室から排出される燃料流量のばらつきを抑えることができる。したがって、ニードルの開弁タイミングのばらつきを抑えることができるので、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
When the needle is opened, that is, when fuel injection into the combustion chamber of the internal combustion engine is started, the second control valve is closed to close the fuel introduction flow path. Thereby, even if the fuel is discharged from the control chamber through the fuel outflow passage (communication passageway, intermediate passage) by opening the first control valve and opening the fuel outflow passage, the fuel supply The fuel flowing into the control chamber or the fuel outflow channel (intermediate channel) from the path through the fuel introduction channel can be shut off. Therefore, the flow rate of the fuel flowing out from the fuel supply path and the fuel introduction path to the fuel discharge path side through the control chamber or the fuel outflow path (intermediate path) can be reduced.
In addition, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, a path for bypassing the sliding portion and discharging the fuel from the control chamber (the path of the fuel discharge path) is formed. In addition, it is possible to suppress the problem that the temperature characteristic of the fuel viscosity deteriorates. Thereby, since the change of the fuel flow rate which passes a throttle part can be suppressed, the dispersion | variation in the fuel flow rate discharged | emitted from a control chamber can be suppressed. Therefore, since the variation in the valve opening timing of the needle can be suppressed, the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
一方、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路、ギャップを経て制御室に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。つまり第2制御弁が開弁した際には、燃料供給経路から燃料導入流路、ギャップを経て制御室に高圧燃料が素早く流れ込む流路(経路)が形成されるため、第1制御弁を閉弁してからニードルが閉弁するまでの期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
また、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路、軸方向隙間を経て中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。つまり第2制御弁が開弁した際には、燃料供給経路から燃料導入流路を経て中間流路に高圧燃料が素早く流れ込む流路(経路)が形成されるため、第1制御弁を閉弁してから中間流路内の燃料圧力が回復するまでに要する期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
また、ハウジングには、第2制御弁のバルブを移動方向(例えば開弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイドが設けられている。このため、第2制御弁のバルブが規定の移動方向(例えばニードルの軸線方向に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給経路に連通する燃料導入流路を素早く開放できる。これによって、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室および中間流路に一気に高圧燃料を導入できるので、制御室内の燃料圧力を急速に上昇させることができる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
On the other hand, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the first path (the fuel introduction path of the fuel introduction path) allows the high pressure fuel to flow from the fuel supply path to the control chamber via the fuel introduction path and the gap. First path) is formed. That is, when the second control valve is opened, a flow path (path) through which high-pressure fuel flows quickly from the fuel supply path to the control chamber through the fuel introduction path and gap is formed, so the first control valve is closed. The valve closing response time, which is a period from when the valve is turned on until the needle is closed, can be shortened. Thereby, the valve closing response of the needle can be improved.
In addition, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the throttle part and the sliding part are bypassed, the fuel supply path, the axial clearance, and the intermediate flow path from the fuel supply path A second path (a second path of the fuel introduction path) through which high-pressure fuel flows is formed. That is, when the second control valve is opened, a flow path (path) through which high-pressure fuel flows quickly from the fuel supply path to the intermediate flow path through the fuel introduction flow path is formed, so the first control valve is closed. Then, the valve closing response time, which is a period required for the fuel pressure in the intermediate flow path to recover, can be shortened. Thereby, the valve closing response of the needle can be improved.
Further, the housing is provided with a valve guide for guiding the valve of the second control valve so as to be slidable in the moving direction (for example, the valve opening direction). For this reason, since the valve of the second control valve can move without tilting with respect to a predetermined movement direction (for example, a direction parallel to the axial direction of the needle), the fuel introduction flow path communicating with the fuel supply path can be quickly opened. It can be opened. As a result, high-pressure fuel can be introduced from the fuel supply path through the fuel introduction flow path to the control chamber and the intermediate flow path at once, so that the fuel pressure in the control chamber can be rapidly increased. Thereby, the valve closing response of the needle can be improved.
請求項7に記載の発明によれば、ハウジングは、内部に第1収容凹部が形成された第1バルブボディ、および内部に第2収容凹部が形成された第2バルブボディを有している。また、第2制御弁のバルブは、第1胴体部(第1ブロックバルブ、第1筒部、最小外径部)、および第2胴体部(第2ブロックバルブ、第2筒部、最大外径部)を有している。そして、バルブの第1胴体部は、第1バルブボディの第1収容凹部内に往復摺動自在に収容されている。また、バルブの第2胴体部は、第2バルブボディの第2収容凹部内に往復移動自在に収容されている。
請求項8に記載の発明によれば、バルブガイドを、第1バルブボディの第1収容凹部の内周(部)に設けている。また、バルブの摺動面を、第1胴体部の外周(面)に設けている。
そして、摺動部は、微小な摺動クリアランスであって、第1バルブボディの第1収容凹部の内周面とバルブの第1胴体部の摺動面との間に形成されている。
According to the seventh aspect of the present invention, the housing has a first valve body in which a first receiving recess is formed and a second valve body in which a second receiving recess is formed. Further, the valve of the second control valve includes a first body part (first block valve, first cylinder part, minimum outer diameter part), and a second body part (second block valve, second cylinder part, maximum outer diameter). Part). The first body portion of the valve is housed in the first housing recess of the first valve body so as to be slidable back and forth. Further, the second body portion of the valve is accommodated in the second accommodating recess of the second valve body so as to be reciprocally movable.
According to the eighth aspect of the present invention, the valve guide is provided on the inner periphery (part) of the first accommodating recess of the first valve body. Moreover, the sliding surface of the valve is provided on the outer periphery (surface) of the first body part.
The sliding portion has a minute sliding clearance and is formed between the inner peripheral surface of the first receiving recess of the first valve body and the sliding surface of the first body portion of the valve.
請求項9に記載の発明によれば、連通流路は、第2制御弁のバルブの軸線方向に延びる軸方向孔、および第2制御弁のバルブに設けられる第1胴体部の摺動面と軸方向孔とを連通する連通ポートを有している。この連通ポートは、第1胴体部の摺動面で開口した開口部を有している。そして、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した時のみ、燃料導入経路またはギャップと軸方向孔とを連通する流路として使用される。
請求項10に記載の発明によれば、連通ポートの開口部よりも中間流路側には、連通流路の流路断面積を絞る絞り部が形成されている。そして、連通流路のうちの軸方向孔は、制御室と絞り部とを連通する流路として使用される。
According to the ninth aspect of the present invention, the communication flow path includes an axial hole extending in the axial direction of the valve of the second control valve, and a sliding surface of the first body portion provided in the valve of the second control valve. A communication port that communicates with the axial hole is provided. The communication port has an opening that opens at the sliding surface of the first body portion. Then, only when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the fuel introduction path or the gap is used as a flow path communicating with the axial hole.
According to the tenth aspect of the present invention, the narrowing portion for reducing the cross-sectional area of the communication channel is formed on the intermediate channel side of the opening of the communication port. And the axial direction hole of a communicating flow path is used as a flow path which connects a control chamber and a throttle part.
請求項11に記載の発明によれば、燃料導入経路は、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路、ギャップを経て制御室に高圧燃料を流入させる第1経路、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路、軸方向隙間を経て中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路、および第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路、連通ポート、軸方向孔を経て制御室に高圧燃料を流入させる第3経路を有している。
これにより、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室および中間流路に高圧燃料が素早く流入するので、制御室内の燃料圧力および中間流路内の燃料圧力が急速に上昇する。したがって、第1制御弁を閉弁してから、制御室内の燃料圧力および中間流路内の燃料圧力が共にニードルの閉弁圧以上に回復するまでの圧力回復時間を短縮できるので、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
According to the eleventh aspect of the present invention, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the fuel introduction path is connected to the control chamber via the fuel introduction path and the gap from the fuel supply path. When the first control valve is closed and the second control valve is opened, the throttle passage and the sliding portion are bypassed, and the fuel supply passage from the fuel supply passage, When the second control valve closes and the second control valve opens when the high-pressure fuel flows into the intermediate flow path through the axial gap, the fuel introduction flow path, the communication port when the second control valve opens And a third path through which high-pressure fuel flows into the control chamber via the axial hole.
As a result, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, high-pressure fuel quickly flows from the fuel supply path through the fuel introduction flow path to the control chamber and the intermediate flow path. And the fuel pressure in the intermediate flow path rise rapidly. Accordingly, since the pressure recovery time from when the first control valve is closed until the fuel pressure in the control chamber and the fuel pressure in the intermediate flow path recover to the valve closing pressure of the needle or more can be shortened, the needle closing time is reduced. Valve responsiveness can be improved.
請求項12に記載の発明によれば、燃料排出経路は、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から連通流路(軸方向孔、絞り部)、燃料流出流路(中間流路)を経て(燃料噴射装置の外部に)燃料を排出させる経路を有している。なお、第1制御弁が開弁してから第2制御弁が閉弁するまでの期間、絞り部と摺動部を迂回して、制御室から連通流路(軸方向孔、連通ポート)、軸方向溝、燃料流出流路(中間流路)を経て(燃料噴射装置の外部に)燃料を排出させる経路を設けても良い。
これによって、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、燃料粘性の温度特性が悪化する不具合を抑制できる。これにより、絞り部を通過する燃料流量の変化を抑制できるので、制御室から排出される燃料流量のばらつきを抑えることができる。したがって、ニードルの開弁タイミングのばらつきを抑えることができるので、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
請求項13に記載の発明によれば、絞り部の流路断面積は、軸方向隙間の断面積の総和よりも小さく設定されている。
According to the invention described in
As a result, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, a path that bypasses the sliding portion and discharges fuel from the control chamber (a path of the fuel discharge path) is formed. Therefore, it is possible to suppress a problem that the temperature characteristic of the fuel viscosity is deteriorated. Thereby, since the change of the fuel flow rate which passes a throttle part can be suppressed, the dispersion | variation in the fuel flow rate discharged | emitted from a control chamber can be suppressed. Therefore, since the variation in the valve opening timing of the needle can be suppressed, the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
According to the thirteenth aspect of the present invention, the flow passage cross-sectional area of the throttle portion is set smaller than the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps.
請求項14に記載の発明によれば、連通ポートの開口部よりも制御室側には、連通流路の流路断面積を絞る絞り部が形成されている。そして、連通流路のうちの軸方向孔は、絞り部と中間流路とを連通する流路として使用される。
請求項15に記載の発明によれば、燃料導入経路は、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路、ギャップを経て制御室に高圧燃料を流入させる第1経路、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路、軸方向隙間を経て中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路、および第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路、連通ポート、軸方向孔を経て中間流路に高圧燃料を流入させる第3経路を有している。
これにより、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料供給経路から燃料導入流路を経て制御室および中間流路に高圧燃料が素早く流入するので、制御室内の燃料圧力および中間流路内の燃料圧力が急速に上昇する。したがって、第1制御弁を閉弁して第2制御弁を開弁してから、制御室内の燃料圧力および中間流路内の燃料圧力がニードルの閉弁圧以上に回復するまでの圧力回復時間を短縮できるので、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the throttle portion that restricts the cross-sectional area of the communication flow path is formed closer to the control chamber than the opening of the communication port. And the axial direction hole of a communicating flow path is used as a flow path which connects a narrowing part and an intermediate flow path.
According to the invention described in
As a result, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, high-pressure fuel quickly flows from the fuel supply path through the fuel introduction flow path to the control chamber and the intermediate flow path. And the fuel pressure in the intermediate flow path rise rapidly. Therefore, the pressure recovery time from when the first control valve is closed and the second control valve is opened to when the fuel pressure in the control chamber and the fuel pressure in the intermediate flow path recover to the valve closing pressure of the needle or higher. Therefore, the valve closing response of the needle can be improved.
請求項16に記載の発明によれば、燃料排出経路は、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から連通流路(絞り部、軸方向孔)、中間流路を経て(燃料噴射装置の外部に)燃料を排出させる経路を有している。なお、第1制御弁が開弁してから第2制御弁が閉弁するまでの期間、絞り部と摺動部を迂回して、制御室からギャップ、連通流路(連通ポート、軸方向孔)、中間流路を経て(燃料噴射装置の外部に)燃料を排出させる経路を設けても良い。
これによって、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、燃料粘性の温度特性が悪化する不具合を抑制できる。これにより、絞り部を通過する燃料流量の変化を抑制できるので、制御室から排出される燃料流量のばらつきを抑えることができる。したがって、ニードルの開弁タイミングのばらつきを抑えることができるので、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
According to the invention described in
As a result, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, a path that bypasses the sliding portion and discharges fuel from the control chamber (a path of the fuel discharge path) is formed. Therefore, it is possible to suppress a problem that the temperature characteristic of the fuel viscosity is deteriorated. Thereby, since the change of the fuel flow rate which passes a throttle part can be suppressed, the dispersion | variation in the fuel flow rate discharged | emitted from a control chamber can be suppressed. Therefore, since the variation in the valve opening timing of the needle can be suppressed, the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
請求項17に記載の発明によれば、第1バルブボディは、第1胴体部の周囲を周方向に取り囲む筒状のバルブボディである。また、第2バルブボディは、制御室および第2胴体部の周囲を周方向に取り囲む筒状のシリンダである。そして、バルブガイドは、シリンダと別部品よりなるバルブボディに設けられている。
これによって、内部に制御室を形成するシリンダ以外のバルブボディに設けられるバルブガイドとバルブに設けられる第1胴体部の摺動面との間に摺動部が形成される。したがって、内部に制御室を形成するシリンダとバルブに設けられる第2胴体部との間に摺動部が形成されるタイプ(従来技術3)と比べて摺動径(D)を小さくすることができる。そして、摺動部長さ(L)を従来技術3と同等とした場合、従来技術3と比べてL/D比が大きくなり、摺動性に対して非常に有利となる。これにより、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性を向上できる。
According to the seventeenth aspect of the present invention, the first valve body is a cylindrical valve body that surrounds the periphery of the first body portion in the circumferential direction. The second valve body is a cylindrical cylinder that surrounds the control chamber and the second body portion in the circumferential direction. The valve guide is provided on a valve body made of a separate part from the cylinder.
Thereby, a sliding part is formed between the valve guide provided in the valve body other than the cylinder forming the control chamber therein and the sliding surface of the first body part provided in the valve. Therefore, the sliding diameter (D) can be reduced as compared with the type (prior art 3) in which the sliding part is formed between the cylinder forming the control chamber inside and the second body part provided in the valve. it can. And when sliding part length (L) is made equivalent to the
また、軸方向隙間の断面積の総和を、連通ポート(または軸方向孔)の流路断面積の総和よりも小さく設定しても良い。
ここで、軸方向隙間の断面積の総和<連通ポート(または軸方向孔)の流路断面積の総和で、且つ絞り部の流路断面積<軸方向隙間の断面積の総和で、しかも連通ポートの開口部よりも中間流路側に、連通流路の流路断面積を絞る絞り部が形成されている場合には、第1制御弁を開弁してから第2制御弁が閉弁するまでの期間、あるいは第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路、軸方向隙間を経て中間流路に燃料が流入する。
また、軸方向隙間の断面積の総和<連通ポート(または軸方向孔)の流路断面積の総和で、且つ絞り部の流路断面積<軸方向隙間の断面積の総和で、しかも連通ポートの開口部よりも制御室側に、連通流路の流路断面積を絞る絞り部が形成されている場合には、第1制御弁を開弁してから第2制御弁が閉弁するまでの期間、あるいは第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部および摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路、連通ポート、軸方向孔を経て中間流路に燃料が流入する。
Further, the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps may be set smaller than the sum of the cross-sectional areas of the communication ports (or the axial holes).
Here, the sum of the cross-sectional areas of the axial clearances <the sum of the cross-sectional areas of the communication ports (or axial holes), and the cross-sectional area of the throttle portion <the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps, and communication In the case where a throttle portion that restricts the flow passage cross-sectional area of the communication flow passage is formed on the intermediate flow passage side from the opening portion of the port, the second control valve is closed after the first control valve is opened. Or when the first control valve is closed and the second control valve is opened, bypassing the throttle, and passing from the fuel supply path to the fuel introduction flow path and the axial clearance to the intermediate flow path Fuel flows in.
Further, the sum of the cross-sectional areas of the axial clearances <the sum of the cross-sectional areas of the communication ports (or axial holes), and the cross-sectional area of the throttle portion <the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps, and the communication ports In the case where a throttle part for reducing the flow passage cross-sectional area of the communication flow path is formed on the control chamber side of the opening of the first opening, the first control valve is opened until the second control valve is closed Or when the first control valve is closed and the second control valve is opened, the throttle part and the sliding part are bypassed, and the fuel supply path, communication port, axial hole are bypassed from the fuel supply path. Then, the fuel flows into the intermediate flow path.
請求項18に記載の発明によれば、摺動部の断面積の総和は、絞り部の流路断面積よりも小さく設定されている。
請求項19に記載の発明によれば、絞り部の流路断面積は、ギャップの断面積の総和よりも小さく設定されている。
これらの場合には、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料供給経路から燃料導入流路(、軸方向隙間)を経て中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。
また、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、少なくとも摺動部を迂回して、制御室から連通流路、中間流路を経て燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成される。
According to the invention described in
According to the nineteenth aspect of the present invention, the flow path cross-sectional area of the throttle portion is set smaller than the sum of the cross-sectional areas of the gaps.
In these cases, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, it bypasses the throttle part and the sliding part, and passes from the fuel supply path to the fuel introduction flow path (the axial clearance). ) Through which the high-pressure fuel flows into the intermediate flow path (second path of the fuel introduction path) is formed.
Further, when the first control valve is opened and the second control valve is closed, at least the sliding portion is bypassed and the fuel is discharged from the control chamber through the communication flow path and the intermediate flow path (fuel A discharge route) is formed.
請求項20に記載の発明によれば、第2制御弁のバルブは、燃料導入流路に連通する弁孔を閉鎖、開放する弁体を構成する。そして、第2制御弁は、バルブを弁孔閉弁方向に付勢するバルブ付勢手段を有している。
なお、バルブにその移動方向に貫通する貫通孔を設けても良い。この貫通孔を、制御室と燃料流出流路とを連通する出口絞り流路として使用しても良い。この場合、第1制御弁の開弁時における制御室から燃料流出流路へ流出する燃料流量を規制できると共に、第2制御弁の開弁特性を容易に設定できる。
According to the twentieth aspect, the valve of the second control valve constitutes a valve body that closes and opens the valve hole communicating with the fuel introduction flow path. The second control valve has valve urging means for urging the valve in the valve hole closing direction.
In addition, you may provide the through-hole penetrated in the moving direction to a valve | bulb. You may use this through-hole as an exit throttle flow path which connects a control chamber and a fuel outflow flow path. In this case, the flow rate of the fuel flowing out from the control chamber to the fuel outflow passage when the first control valve is opened can be regulated, and the opening characteristic of the second control valve can be easily set.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、第2制御弁のバルブが規定の移動方向に対して傾くことなく移動することで、ニードルの開弁応答性およびニードルの閉弁応答性を向上するという目的を、第2制御弁のバルブをその往復移動方向に(例えば往復摺動自在に)ガイドするバルブガイドをニードルまたはハウジング(特に、内部に制御室が形成されるシリンダ以外の部品(バルブボディ))に設けることで実現した。
また、第1制御弁が開弁してからニードルが開弁するまでの期間を短縮することで、ニードルの開弁応答性を向上するという目的を、第1制御弁が開弁し、第2制御弁が閉弁した際に、摺動部を迂回して、制御室から燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)を設けることで実現した。
また、第1制御弁が閉弁してからニードルが閉弁するまでの期間を短縮することで、ニードルの閉弁応答性を向上するという目的を、第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、燃料導入流路からギャップを経て制御室に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)、および第1制御弁が閉弁し、第2制御弁が開弁した際に、絞り部と摺動部を迂回して、燃料導入流路から中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)を設けることで実現した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention aims to improve the valve opening responsiveness of the needle and the valve closing responsiveness of the needle by moving the valve of the second control valve without inclining with respect to the specified moving direction. This is realized by providing a valve guide for guiding the valve in the reciprocating direction (for example, freely reciprocatingly slidable) in a needle or a housing (particularly a part (valve body) other than a cylinder in which a control chamber is formed). .
In addition, the first control valve opens, the second control valve opens for the purpose of improving the valve opening responsiveness of the needle by shortening the period from when the first control valve opens until the needle opens. This is realized by providing a path (fuel discharge path) that discharges fuel from the control chamber by bypassing the sliding part when the control valve is closed.
In addition, the first control valve closes the second control valve for the purpose of improving the valve closing response of the needle by shortening the period from when the first control valve is closed until the needle is closed. When the control valve is opened, the first path (first path of the fuel introduction path) through which high-pressure fuel flows into the control chamber through the gap from the fuel introduction path, and the first control valve are closed, and the second By providing a second path (second path of the fuel introduction path) for allowing high-pressure fuel to flow from the fuel introduction flow path to the intermediate flow path, bypassing the throttle portion and the sliding portion when the control valve is opened It was realized.
[実施例1の構成]
図1ないし図4は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射装置を示した図で、図2はインジェクタを示した図で、図3および図4はインジェクタの中間弁周辺部を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a view showing a common rail type fuel injection device, FIG. 2 is a view showing an injector, and FIGS. 3 and 4 are views of the injector. It is the figure which showed the intermediate valve peripheral part.
本実施例の内燃機関の燃料供給装置は、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されるもので、例えば複数の気筒を有するディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジンE)用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射システム)によって構成されている。
コモンレール式燃料噴射システムは、燃料供給源である燃料タンク1から燃料を汲み上げるフィードポンプ2と、このフィードポンプ2から吐出された燃料を吸入して加圧する高圧燃料ポンプ3と、この高圧燃料ポンプ3から吐出された高圧燃料が導入されるコモンレール4と、このコモンレール4の各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個(本例では4個)の燃料噴射装置(以下インジェクタ5と言う)とを備え、コモンレール4の内部に蓄圧された高圧燃料を各インジェクタ5を介してエンジンEの各気筒の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。
The fuel supply device for an internal combustion engine of the present embodiment is mounted in an engine room of a vehicle such as an automobile, and is known as a fuel injection system for an internal combustion engine (engine E) such as a diesel engine having a plurality of cylinders. It is constituted by a common rail type fuel injection system (accumulation type fuel injection system).
The common rail fuel injection system includes a
フィードポンプ2は、燃料タンク1から吸入した燃料を加圧して吐出する低圧燃料ポンプであって、燃料タンク1内に設置されるインタンク方式の電動燃料ポンプである。
高圧燃料ポンプ3は、エンジンEのクランクシャフトにより駆動されるポンプ駆動軸(カムシャフト)と、このカムシャフトを回転自在に支持するポンプハウジングと、燃料を加圧圧送する複数のプランジャと、各プランジャを往復摺動可能に嵌挿支持する複数のシリンダとを備え、シリンダのプランジャ摺動孔内をプランジャが往復移動することで、フィードポンプ2から電磁弁を経て燃料加圧室内に吸入した燃料を加圧圧送するサプライポンプである。
The
The high-
高圧燃料ポンプ3の電磁弁は、フィードポンプ2から燃料加圧室内への燃料の吸入量を調整することで、高圧燃料ポンプ3の吐出口(吐出ポート)より吐出される燃料吐出量を制御する燃料調量弁である。
コモンレール4は、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器である。また、コモンレール4には、プレッシャリミッタ(圧力レギュレータ)6、および燃料圧力センサ(コモンレール圧力センサ)7が取り付けられている。なお、高圧燃料ポンプ3またはコモンレール4は、高圧燃料を発生する高圧発生部を構成する。
The solenoid valve of the high-
The
複数のインジェクタ5は、エンジンEのシリンダヘッドに各気筒毎に対応して搭載されている。各気筒毎のインジェクタ5は、燃料を噴射する噴孔8を開閉するノズルニードル9と、このノズルニードル9を噴孔閉弁方向に付勢するスプリング10と、コモンレール4からノズル室11に高圧燃料を供給する燃料供給経路と、この燃料供給経路から制御室12に高圧燃料を流入させる燃料導入経路と、制御室12からインジェクタ外部(例えば燃料タンク1)に燃料を排出させる燃料排出経路と、この燃料排出経路を開閉する電磁制御弁(第1制御弁)と、燃料導入経路を開閉する中間弁(第2制御弁)とを備えている。
The plurality of
電磁制御弁は、バルブシートの第1シート面に対して着座、離脱(離座)して燃料排出経路(燃料流出流路)を閉鎖、開放する第1弁体をなす部分球面体形状の第1バルブ(ボールバルブ:以下バルブ13と言う)を有している。
中間弁は、バルブシートの第2シート面に対して着座、離脱(離座)して燃料導入経路(燃料導入流路)を閉鎖、開放する第2弁体をなす円筒形状の第2バルブ(断面逆凹字状のブロックバルブ:以下バルブ14と言う)を有している。この中間弁のバルブ14の内周面には、バルブガイドとの間に摺動部を形成する摺動面が形成されている。なお、摺動部とは、バルブガイド(ノズルニードル9の軸方向凸部(シャフト)16の外周部)の外周面と中間弁のバルブ14の摺動面との間に形成される微小なクリアランス(以下摺動クリアランス17と言う)のことである。
The electromagnetic control valve is seated on and removed from the first seat surface of the valve seat to separate and leave the fuel discharge passage (fuel outflow passage) to open and close the first valve body . It has one valve (ball valve: hereinafter referred to as valve 13).
The intermediate valve is a cylindrical second valve that forms a second valve body that is seated and separated (separated) from the second seat surface of the valve seat to close and open the fuel introduction path (fuel introduction flow path). A block valve having a reverse concave shape in section: hereinafter referred to as a valve 14). A sliding surface is formed on the inner peripheral surface of the
ここで、高圧燃料ポンプ3の電磁弁への供給電流量、および複数個のインジェクタ5の各電磁制御弁への供給電流量は、ポンプ駆動回路、インジェクタ駆動回路を含んで構成されるエンジン制御ユニット(エンジン制御装置:以下ECUと呼ぶ)によって制御されるように構成されている。
ECUには、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよび制御データを保存する記憶装置(ROM、RAM等のメモリ)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)等を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが内蔵されている。ここで、マイクロコンピュータの出力部と高圧燃料ポンプ3の電磁弁との間には、ポンプ駆動回路が接続されている。また、マイクロコンピュータの出力部と複数個のインジェクタ5の各電磁制御弁との間には、インジェクタ駆動回路(EDU)が接続されている。
Here, the amount of current supplied to the electromagnetic valve of the high-
The ECU includes a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a storage device (memory such as ROM and RAM) that stores various programs and control data, an input circuit (input unit), an output circuit (output unit), and the like. A known microcomputer is built in. Here, a pump drive circuit is connected between the output part of the microcomputer and the solenoid valve of the high-
そして、コモンレール4に取り付けられたコモンレール圧力センサ7からのセンサ出力信号や、各種センサからのセンサ出力信号は、A/D変換回路でA/D変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。ここで、マイクロコンピュータの入力部には、コモンレール圧力センサ7だけでなく、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温度センサ、燃料温度センサおよび吸入空気温度センサ等が接続されている。
なお、マイクロコンピュータは、クランク角度センサより出力されるセンサ出力信号であるNE信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度(NE)を検出する回転速度検出手段としての機能も有している。
The sensor output signals from the common
The microcomputer also has a function as a rotational speed detecting means for detecting the engine rotational speed (NE) by measuring the interval time of the NE signal pulse that is a sensor output signal output from the crank angle sensor. .
また、ECUは、図示しないイグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、コモンレール圧力センサ7や上記の各種センサからのセンサ出力信号とメモリ内に格納された制御プログラムとに基づいて、最適な燃料噴射特性を演算し、高圧燃料ポンプ3の電磁弁への供給電流量(所謂ポンプ駆動電流)、および複数個のインジェクタ5の各電磁制御弁への供給電流量(所謂インジェクタ駆動電流)等を電子制御するように構成されている。
なお、最適な燃料噴射特性とは、エンジンEの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射圧力(指令噴射圧力)、各インジェクタ5の燃料噴射開始時期(指令噴射時期)、各インジェクタ5の開弁期間(燃料噴射量と指令噴射圧力とから求められる指令噴射期間)等の最適値のことである。
In addition, when an ignition switch (not shown) is turned on (IG / ON), the ECU determines the optimum based on the sensor output signals from the common
The optimum fuel injection characteristics are the fuel injection pressure (command injection pressure) into the combustion chamber for each cylinder of the engine E, the fuel injection start timing (command injection timing) of each
エンジンEの各気筒毎に対応して搭載されるインジェクタ5は、ノズルニードル9を摺動自在に支持すると共に、ノズル室11、制御室12および中間弁の周囲を周方向に取り囲むハウジングとを備えている。このハウジングは、内部に電磁制御弁を収容するインジェクタボディ18と、このインジェクタボディ18に保持されるバルブボディ19と、インジェクタボディ18およびバルブボディ19の結合端面に結合する密着面を有するブロック(オリフィスプレート)20と、このブロック20の結合端面(密着面)に結合する結合端面(密着面)を有するノズルボディ21と、ブロック20の結合端面(密着面)に結合する結合端面(密着面)を有し、ノズルニードル9を摺動自在に支持するシリンダ22とにより構成されている。
The
また、コモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンク1、特にフィードポンプ2から複数個のインジェクタ5まで延びる燃料供給配管を備えている。この燃料供給配管は、フィードポンプ2から高圧燃料ポンプ3の吸入ポートまで延びる低圧燃料配管と、高圧燃料ポンプ3からコモンレール4を経て複数個のインジェクタ5のインレットポート23まで延びる高圧燃料配管とを備えている。
低圧燃料配管は、フィードポンプ2の吐出ポートから高圧燃料ポンプ3の吸入ポートへ低圧燃料を供給する供給配管等を有している。なお、フィードポンプ2の吐出ポートと高圧燃料ポンプ3の吸入ポートとの間に燃料フィルタを設置しても良い。
高圧燃料配管は、高圧燃料ポンプ3の吐出ポートからコモンレール4のインレットポートへ高圧燃料を供給する供給配管、およびコモンレール4の各アウトレットポートから複数個のインジェクタ5の各インレットポート23へ高圧燃料を供給する供給配管(燃料分配管、分岐管)等を有している。
The common rail fuel injection system includes a fuel supply pipe extending from the fuel tank 1, particularly the
The low-pressure fuel pipe has a supply pipe for supplying low-pressure fuel from the discharge port of the
The high-pressure fuel piping supplies the high-pressure fuel from the discharge port of the high-
また、コモンレール式燃料噴射システムは、燃料供給機器(高圧燃料ポンプ3、コモンレール4および複数個のインジェクタ5等)から燃料タンク1まで延びる燃料戻し配管(燃料戻し経路)を備えている。
燃料戻し配管は、燃料供給機器(高圧燃料ポンプ3、コモンレール4および複数個のインジェクタ5等)からオーバーフローした燃料(リーク燃料を含む)および余剰燃料を燃料タンク1に戻すオーバーフロー配管(オーバーフローパイプ)である。
このオーバーフロー配管は、コモンレール4のリークポート(圧力レギュレータ6のオーバーフローポート)と燃料タンク1とを結ぶ流路管と、複数個のインジェクタ5のアウトレットポート(リークポート、オーバーフローポート)と合流部(流路管との合流部)とを結ぶ流路管と、高圧燃料ポンプ3のリークポート(オーバーフローポート)と合流部(流路管との合流部)とを結ぶ流路管とを備えている。
The common rail fuel injection system includes a fuel return pipe (fuel return path) extending from the fuel supply device (the high
The fuel return pipe is an overflow pipe (overflow pipe) that returns the fuel (including leaked fuel) overflowed from the fuel supply device (high
The overflow pipe is connected to a flow path pipe connecting the leak port of the common rail 4 (overflow port of the pressure regulator 6) and the fuel tank 1, the outlet port (leak port, overflow port) of the plurality of
インジェクタ5は、コモンレール4の内部に蓄圧された高圧燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射タイプの燃料噴射弁(内燃機関の燃料噴射弁)である。このインジェクタ5は、エンジンEの各気筒毎の燃焼室に燃料を噴射する噴孔8を開閉するノズルニードル9と、このノズルニードル9に噴孔閉弁方向の付勢力(閉弁力:F3)を与えるスプリング(閉弁力付与手段)10と、内部の燃料圧力がノズルニードル9に噴孔開弁方向の油圧力(開弁力:F1)を加えるノズル室11と、内部の燃料圧力がノズルニードル9に噴孔閉弁方向の油圧力(閉弁力:F2)を加える制御室12と、コモンレール4からインレットポート23を経てノズル室11に高圧燃料を供給する燃料供給経路と、この燃料供給経路から制御室12に高圧燃料を流入させる燃料導入経路と、制御室12からインジェクタ外部(例えば燃料タンク1)に燃料を排出させる燃料排出経路とを備えている。
The
燃料供給経路は、インジェクタ5のインジェクタボディ18の軸線方向の一端面(図示上端面)で開口したインレットポート23とノズル室11とを連通する燃料供給流路24〜28を有している。
燃料導入経路は、中間弁の開弁時に燃料供給流路24、25と制御室12とを連通する第1〜第3燃料導入流路を有している。
第1燃料導入流路(以下燃料導入流路と言う)は、燃料供給流路24、25に連通する燃料流路31、燃料導入流路の流路断面積を絞る第2弁孔をなすインオリフィス32、およびこのインオリフィス32に連通し、ブロック20の第2シート面で開口した環状凹溝33を有している。
第2燃料導入流路(以下燃料導入流路と言う)は、中間弁のバルブ14のシート部(シート面)とブロック20の第2シート面との間に形成される微小隙間であるクリアランス34を有し、中間弁の開弁時に燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)に連通する。
第3燃料導入流路(以下燃料導入流路と言う)は、径方向ギャップ(以下ギャップ35と言う)、および複数の筋状凹溝(以下燃料流路36と言う)を有し、中間弁の開弁時にクリアランス34を介して燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)と制御室12とを連通する。
The fuel supply path includes
The fuel introduction path has first to third fuel introduction paths that communicate between the
The first fuel introduction flow path (hereinafter referred to as the fuel introduction flow path) is a
The second fuel introduction channel (hereinafter referred to as fuel introduction channel) is a
The third fuel introduction flow path (hereinafter referred to as fuel introduction flow path) has a radial gap (hereinafter referred to as gap 35) and a plurality of streak-like concave grooves (hereinafter referred to as fuel flow path 36). When the valve is opened, the fuel introduction flow path (the
燃料排出経路は、電磁制御弁の開弁時に制御室12と燃料排出流路とを連通する燃料流出流路を有している。この燃料流出流路は、制御室12に連通する連通流路、およびこの連通流路に連通する中間流路を有している。
連通流路は、制御室12に連通する連通ポート39、この連通ポート39に連通する軸方向孔40、この軸方向孔40に連通する燃料流路41、この燃料流路41に連通し、連通流路の流路断面積を絞る絞り部をなすメインアウトオリフィス(以下アウトオリフィス42と言う)を有している。
中間流路は、クリアランス34またはアウトオリフィス42に連通し、ブロック20の第2シート面で開口した環状凹溝43、この環状凹溝43に連通する燃料流路48、この燃料流路48に連通し、中間流路の流路断面積を絞るサブアウトオリフィス(以下アウトオリフィス49と言う)を有している。
燃料排出流路は、燃料流路51、52を有し、中間流路(燃料流路48)とインジェクタ5のアウトレットポートとを連通する。この燃料排出流路は、燃料流出流路と燃料を貯蔵する燃料供給源(燃料タンク1)とを連通する低圧燃料流路である。
なお、燃料供給経路、燃料導入経路および燃料排出経路の詳細は後述する。
The fuel discharge path has a fuel outflow passage that connects the
The communication channel includes a
The intermediate channel communicates with the
The fuel discharge flow path has
Details of the fuel supply path, the fuel introduction path, and the fuel discharge path will be described later.
ノズルニードル9は、ノズルボディ21のシート面に対して着座、離脱して複数の噴孔8を閉鎖、開放する。
また、ノズルニードル9の軸線方向の先端部(図示下端部)には、円錐形状面が設けられている。そして、ノズルニードル9の円錐形状面と円形状面(曲面)との間に形成される円環状のエッジは、ノズルボディ21のシート面に液密的に当接(着座)するシート部として機能する。
また、ノズルニードル9の軸線方向の中央部には、円環状のスプリングシート53を係止する円環状の段差、およびノズルボディ21の軸線方向に延びるノズル孔内に摺動自在に支持される中間部が設けられている。この中間部には、外周を平面切削した切削面が4カ所形成され、この切削面とノズル孔の孔壁面との間に形成される隙間が燃料流路(燃料供給流路)として使用され、外周に残された円弧面が摺動面として使用される。また、ノズルニードル9の軸線方向の後端部(図示上端部)には、シリンダ22の軸線方向に延びるシリンダ孔内に摺動自在に支持されるニードル頭部54が設けられている。
The
Further, a conical surface is provided at the tip end portion (the lower end portion in the drawing) of the
Further, an annular step for locking the
ここで、ノズルニードル9のニードル頭部54の制御室側には、制御室12内の燃料圧力を受ける第1燃料受圧部(第1受圧面)が設けられている。また、ノズルニードル9の中間部の噴孔側(切削面よりも噴孔側)には、ノズル室11内の燃料圧力を受ける第2燃料受圧部(第2受圧面)が設けられている。
そして、ノズルニードル9は、その軸線方向に真っ直ぐに延びる軸方向凸部16を有している。この軸方向凸部16は、ノズルニードル9のニードル頭部54の制御室側端面(第1受圧面)の中央部より軸線方向の先端側(インオリフィス32側、中間弁側、図示上方側)に向けて真っ直ぐに突出している。また、軸方向凸部16は、中間弁のバルブ14を往復摺動可能に支持している。つまり軸方向凸部16の外周部は、中間弁のバルブ14を往復摺動自在にガイド(支持)するバルブガイドを構成する。
Here, a first fuel pressure receiving portion (first pressure receiving surface) that receives the fuel pressure in the
And the
ここで、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周部(バルブガイド)は、中間弁のバルブ14の内周面(摺動面)との間に摺動部(摺動クリアランス17)を形成している。 また、ノズルニードル9の軸方向凸部16には、連通ポート39および軸方向孔40が設けられている。連通ポート39は、摺動部の延長線上で、且つ制御室12に臨む外周面(軸方向凸部16の外周面)で開口している。また、軸方向孔40は、軸方向凸部16の内部に形成されている。
なお、ノズルニードル9の軸方向凸部16の詳細は後述する。
Here, a sliding portion (sliding clearance 17) is formed between the outer peripheral portion (valve guide) of the axial
The details of the axial
スプリング10は、ノズルニードル9のシート部をノズルボディ21のシート面に押し付ける方向(噴孔閉弁方向)に付勢するニードル付勢手段を構成する。このスプリング10は、シリンダ22のスプリング座部(シリンダ22の図示下端面)とスプリングシート53のスプリング座部(スプリングシート53の図示上端面)との間に設置されている。 ノズル室11は、ノズルニードル9の中間部よりも噴孔側の径小部の外周とノズルボディ21のノズル孔壁面との間に形成されたクリアランスである。
制御室12は、ノズルニードル9の第1燃料受圧部と中間弁とシリンダ22のシリンダ孔の孔壁面とで囲まれ、しかもノズルニードル9の軸方向凸部16の周囲を円周方向に取り囲むように設けられた円筒状の空間である。
The
The
インジェクタボディ18は、ブロック20との結合側(図示下端側)において電磁制御弁を保持するホルダーとして使用される。このインジェクタボディ18は、ノズルボディ21との間にブロック20を挟み込んだ状態で、リテーニングナット55によりノズルボディ21の図示上端部に締結固定されている。また、インジェクタボディ18の軸線方向の先端面(図示下端面)には、ブロック20の結合端面(密着面)に液密的に結合する結合端面(密着面)が設けられている。そして、インジェクタボディ18には、高圧燃料配管の供給配管を介して、コモンレール4の各アウトレットポートに接続するインレットポート23、および燃料戻し配管の流路管を介して、燃料タンク1に接続するアウトレットポートが形成されている。
The
ここで、ブロック20は、電磁制御弁のバルブ13が全閉した際にバルブ13がシートする第1バルブシートを構成している。このブロック20の第1シート面は、電磁制御弁のバルブ13の全開時に、バルブ13との間に微小隙間(クリアランス)を隔てて対向して配置される。
また、ブロック20は、中間弁のバルブ14が全閉した際にバルブ14がシートする第2バルブシートを構成している。このブロック20の第2シート面は、中間弁のバルブ14の全開時に、バルブ14のシール部(シール面)との間に微小隙間(クリアランス34)を隔てて対向して配置される。
Here, the
The
ブロック20の軸線方向(板厚方向)の両側には、インジェクタボディ18の結合端面に密着する結合端面(密着面)、およびノズルボディ21の結合端面およびシリンダ22の結合端面に密着する結合端面(密着面)が設けられている。
このブロック20の結合端面の中央部より偏心した部位には、平面研削加工等により平面化された平面状の第1シート面が形成されている。なお、第1シート面の周囲には、円環状の溝が形成されている。
また、ブロック20の結合端面の中央部には、平面研削加工等により平面化された平面状の第2シート面が形成されている。なお、第2シート面の周囲には、円環状の溝が形成されている。
また、ブロック20の内部には、燃料供給流路26および燃料流路31、48が形成されている。これらの燃料供給流路26および燃料流路31、48は、ノズルニードル9の軸線方向に対して傾斜してストレートに延びている。
On both sides of the
A flat first sheet surface that is flattened by surface grinding or the like is formed at a portion that is decentered from the central portion of the coupling end surface of the
Further, a flat second sheet surface that is planarized by surface grinding or the like is formed at the center of the coupling end surface of the
A
ノズルボディ21の軸線方向の先端側(図示下方側)には、内部に円錐形状空間を形成する逆円錐形状のシート面(弁座)が設けられている。このシート面には、エンジンEの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射するための複数の噴孔8が設けられている。また、ノズルボディ21の軸線方向の後端面(図示上端面)には、ブロック20の結合端面に液密的に結合する結合端面(密着面)が設けられている。
そして、ノズルボディ21の内部、つまりノズルボディ21の中心軸線上には、結合端面より噴孔側へ真っ直ぐに延びるノズル孔が形成されている。このノズル孔の図示下方側には、ノズル室11が設けられている。また、ノズル孔の図示上端側は、ノズルボディ21の結合端面で開口している。
On the tip end side (the lower side in the figure) of the
A nozzle hole that extends straight from the coupling end surface to the nozzle hole side is formed in the
シリンダ22の軸線方向の図示上端面には、ブロック20の結合端面に液密的に結合する結合端面が設けられている。このシリンダ22は、ノズルボディ21のノズル孔の内部においてノズルボディ21に対して移動自在(または摺動自在)に収容されている。また、シリンダ22は、スプリング10の付勢力によってブロック20の結合端面に押し付けられている。また、シリンダ22は、制御室12および中間弁の周囲を円周方向に取り囲むシリンダ内壁を有している。
シリンダ22の内部には、シリンダ22の軸線方向に延びるシリンダ孔が形成されている。このシリンダ孔の軸線方向の図示下方側は、ノズルニードル9のニードル頭部54が摺動するニードル摺動孔56として使用される。また、シリンダ孔の軸線方向の図示上方側(ブロック20との結合端面側)は、中間弁のバルブ14を往復移動自在に収容するバルブ収容孔(バルブ収容凹部)57として使用される。このバルブ収容凹部57の孔壁面は、中間弁のバルブ14の周囲を円周方向に取り囲む周壁面である。
A coupling end surface that is liquid-tightly coupled to the coupling end surface of the
A cylinder hole extending in the axial direction of the
ここで、バルブ収容凹部57の孔径(開口断面積)は、ニードル摺動孔56の孔径(開口断面積)よりも大きく設定されている。これにより、ニードル摺動孔56とバルブ収容凹部57との間には、円環状の段差面(以下ニードルストッパ58と言う)が形成されている。
また、シリンダ22は、中間弁のバルブ14が全開した際にバルブ14の第2シール部(円環状の対向端面)がシートする第2バルブシートを構成している。また、シリンダ22のニードルストッパ58は、中間弁のバルブ14の移動範囲(特にバルブ全開位置)を規制する規制部である。
Here, the hole diameter (opening cross-sectional area) of the
The
電磁制御弁は、燃料排出経路に設置されて、燃料排出経路を開閉制御する第1制御弁を構成する。この電磁制御弁は、高圧側の制御室12および中間圧側の燃料流路48と低圧側の燃料流路51、52との間の連通状態と遮断状態とを切替制御する。
電磁制御弁は、制御室12から燃料を排出(流出)させる燃料流路48を開閉するバルブ13、およびこのバルブ13を駆動する電磁アクチュエータを有している。
電磁アクチュエータは、インジェクタボディ18と、内部に燃料流路51、52が形成されたバルブボディ19と、このバルブボディ19と結合する結合端面の中央部に第1シート面を有するブロック20と、バルブ13をブロック20の第1シート面から離脱させる側(弁孔開弁方向)に駆動するアーマチャ60と、このアーマチャ60を引き寄せる電磁力を発生する電磁石(ソレノイド)と、バルブ13をブロック20の第1シート面に押し付ける側(弁孔閉弁方向)に付勢するスプリング(バルブ付勢手段、第1スプリング)61とを備えている。
The electromagnetic control valve is installed in the fuel discharge path and constitutes a first control valve that controls opening and closing of the fuel discharge path. This electromagnetic control valve controls switching between a communication state and a shut-off state between the
The electromagnetic control valve includes a
The electromagnetic actuator includes an
バルブ13は、燃料流路48、特に第1弁孔として使用されるアウトオリフィス49を開閉する半球面体状のボールであって、アーマチャ60の収容凹部の底面に当接する当接部、およびブロック20のバルブシート面に当接(着座)する第1シート部を有している。
電磁制御弁は、バルブ13がブロック20の第1シート面に着座することで、燃料流路48を閉鎖する。これにより、高圧側の制御室12および中間圧側の燃料流路48と低圧側の燃料流路51、52との連通状態が遮断される。
また、電磁制御弁は、バルブ13がブロック20の第1シート面より離脱(離座)することで、燃料流路48を開放する。これにより、高圧側の制御室12および中間圧側の燃料流路48と低圧側の燃料流路51、52とが連通する。
これにより、制御室12から連通流路、燃料流路48、アウトオリフィス49を経て燃料流路51、52へ燃料が流出する。
The
The electromagnetic control valve closes the
Further, the electromagnetic control valve opens the
As a result, the fuel flows out from the
インジェクタボディ18およびバルブボディ19の内部には、燃料流出流路(連通流路、中間流路)を介して、制御室12に連通する燃料流路51、52が形成されている。この燃料流路51、52は、バルブ13およびアーマチャ60を往復移動可能に収容するバルブ収容室を有している。このバルブ収容室には、アーマチャ60が摺動する摺動孔が形成されている。
アーマチャ60は、バルブボディ19の摺動孔内に摺動自在に支持される摺動部を有している。このアーマチャ60の軸方向部の先端側には、バルブ13を収容する収容凹部が設けられている。
スプリング61は、バルブ13に弁孔閉弁方向の付勢力(閉弁力)を与える閉弁力付与手段である。
ソレノイドは、二重円筒状のステータ62の環状空間部にコイル63を巻回したもので、コイル63に接続されるコイルリード線およびターミナルを介して、ECUのインジェクタ駆動回路から供給電流量が供給される。
Inside the
The
The
The solenoid is obtained by winding a
中間弁は、燃料導入経路に設置されて、燃料導入経路を開閉制御する第2制御弁を構成する。この中間弁は、内部にバルブ収容凹部57が形成されたバルブボディとして使用されるシリンダ22と、燃料供給流路24、25から燃料流路31を経て制御室12に高圧燃料を導入する弁孔(インオリフィス32)を開閉する断面凹字状のブロックバルブ(第2バルブ:以下バルブと言う)14とを備えている。
中間弁のバルブ14の軸線方向の一端(図示上端)には、中間弁の閉弁時に、ブロック20の第2シート面に着座する円環状の第2シール部(シール面)が設けられている。
ここで、バルブ14をブロック20の第2シート面に押し当てる側(弁孔閉弁方向)に付勢するコイルスプリング(スプール付勢手段、第2スプリング:以下スプリング15と言う)を設けても良い。
The intermediate valve is installed in the fuel introduction path and constitutes a second control valve that controls opening and closing of the fuel introduction path. This intermediate valve includes a
An annular second seal portion (seal surface) that is seated on the second seat surface of the
Here, a coil spring (spool urging means, second spring: hereinafter referred to as a spring 15) that urges the
中間弁のバルブ14の軸線方向の他端(図示下端)には、ノズルニードル9の軸線方向の図示上端側の第1燃料受圧部(第1受圧面)との間に制御室12を隔てて対向する対向端面(第2シール部により囲まれた部分)64が設けられている。そして、中間弁のバルブ14の内部には、対向端面64で開口し、この開口側から奥側まで軸線方向に延びる軸方向凹部65が設けられている。
この軸方向凹部65は、ノズルニードル9の軸線方向に沿うように延びる丸孔形状の軸方向穴である。また、軸方向凹部65の奥側には、軸方向穴の奥側を閉塞する底部(閉鎖部)が設けられている。そして、軸方向凹部65の底部には、ノズルニードル9の軸方向凸部16の先端面との間に空間(燃料流路41)を隔てて対向する底面が形成されている。
A
The
また、軸方向凹部65の底部(閉塞部)には、閉塞部の図示上端面と図示下端面とを連通するように、バルブ14の往復移動方向(板厚方向)に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、アウトオリフィス42として使用される。つまりバルブ14の内部には、制御室12と燃料流路48とを連通するアウトオリフィス42が形成されている。
また、軸方向凹部65の内周面には、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周に往復摺動可能に支持される摺動面(バルブ14の摺動面)が設けられている。つまり軸方向凹部65は、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周部(バルブガイド)に往復摺動自在に嵌合している。
また、バルブ14の外周には、シリンダ22のバルブ収容凹部57の孔壁面(周壁面)との間にギャップ35を隔てて対向する対向部(外側面)が設けられている。
なお、バルブ14の図示下端側のエッジには、例えば放射状に延びる複数の筋状切欠き凹溝(燃料流路36)が形成されている。この燃料流路36は、シリンダ22の第2シート面との間に、ギャップ35と制御室12とを連通する連通部を形成する。
Further, a through-hole penetrating in the reciprocating movement direction (plate thickness direction) of the
A sliding surface (sliding surface of the valve 14) is provided on the inner peripheral surface of the
Further, on the outer periphery of the
Note that, for example, a plurality of streak-shaped notched grooves (fuel flow paths 36) extending radially are formed at the lower edge of the
ここで、中間弁が開弁すると、つまりバルブ14の第2シール部がブロック20の第2シート面より離脱(離座)して、バルブ14の図示下端面(被係止部)がシリンダ22のニードルストッパ(係止部)58に当接すると、燃料流路31と制御室12とが連通する。これにより、高圧燃料が、燃料流路31からクリアランス34、ギャップ35を通って制御室12に導入される。
また、中間弁が閉弁すると、つまりバルブ14の第2シール部がニードルストッパ58より離脱(離座)して、バルブ14の第2シール部がブロック20の第2シート面に当接(着座)すると、燃料流路31と制御室12との連通状態が遮断される。これにより、燃料流路31から制御室12への高圧燃料の導入がなくなる。
Here, when the intermediate valve is opened, that is, the second seal portion of the
Further, when the intermediate valve is closed, that is, the second seal portion of the
次に、本実施例のノズルニードル9の軸方向凸部16の詳細を図2ないし図4に基づいて説明する。
ノズルニードル9には、上述したように、軸方向凸部16が設けられている。そして、ノズルニードル9の軸方向凸部16は、中間弁のバルブ14との間に摺動部を形成する外周面を有している。この外周面は、中間弁のバルブ14をその往復移動方向(バルブ移動方向)に摺動自在にガイドする摺動面である。
ここで、ノズルニードル9の軸方向凸部16の摺動面とバルブ14の軸方向凹部65の摺動面との間には、バルブ14の軸方向凹部65が、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周を摺動するのに必要な微小隙間(摺動クリアランス17)が設けられている。
Next, details of the axial
As described above, the
Here, between the sliding surface of the axial
また、ノズルニードル9の軸方向凸部16は、ノズルニードル9の第1燃料受圧部(第1受圧面)よりアウトオリフィス42側に向けてノズルニードル9の軸線方向に沿って突出する有底円筒状の突出部である。この軸方向凸部16には、制御室12に連通し、ノズルニードル9の軸線方向に対して垂直な半径方向に延びる径方向流路(連通ポート39)、および軸方向凸部16の先端面から第1燃料受圧部側に向けてノズルニードル9の軸線方向に延びる袋孔状の軸方向凹部(軸方向孔40)が設けられている。
連通ポート39は、摺動部の延長線上に位置する軸方向凸部16の外周面と軸方向孔40とを連通する流路として使用される。また、連通ポート39は、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周面で制御室12に臨むように開口した開口部を有している。
軸方向孔40は、中間弁のバルブ14の内部に形成される空間(燃料流路41)を介して、連通ポート39とアウトオリフィス42とを連通する流路として使用される。この軸方向孔40は、ノズルニードル9の第1燃料受圧部近傍に設けられる底面、およびノズルニードル9の軸方向凸部16の先端面で燃料流路41に臨むように開口した開口部を有している。
The axial
The
The
次に、本実施例の燃料供給経路の詳細を図1ないし図4に基づいて説明する。
燃料供給経路は、コモンレール4からインジェクタ5のインレットポート23に高圧燃料を供給する供給配管、およびインレットポート23からノズル室11に高圧燃料を供給する燃料供給流路24〜28を有している。
燃料供給流路24〜26は、インジェクタボディ18の内部およびブロック20の内部に形成されている。この燃料供給流路24〜26は、各インジェクタボディ18の図示上端面で開口したインレットポート23とノズルボディ21のノズル孔の内部(シリンダ収容室)とを連通する燃料流路孔である。
燃料供給流路27、28は、ノズルボディ21のノズル孔の内部に形成されている。この燃料供給流路27、28は、燃料供給流路24〜26とノズル室11とを連通する燃料流路孔である。
Next, details of the fuel supply path of this embodiment will be described with reference to FIGS.
The fuel supply path has supply piping for supplying high pressure fuel from the
The
The
次に、本実施例の燃料導入経路の詳細を図2ないし図4に基づいて説明する。
燃料導入経路は、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33、クリアランス34、ギャップ35および燃料流路36を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路、および電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33、クリアランス34および環状凹溝43を経て燃料流路48に高圧燃料を流入させる第2経路を有している。
Next, details of the fuel introduction path of this embodiment will be described with reference to FIGS.
The fuel introduction path is such that when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the
燃料流路31は、ブロック20の内部に形成されている。この燃料流路31は、燃料供給流路24、25に連通する燃料流路孔である。
インオリフィス32は、ブロック20の内部、特に燃料導入流路の燃料流方向の下流側に設けられている。このインオリフィス32は、燃料供給流路24、25と制御室12とを連通すると共に、燃料流路31の流路断面積を絞る入口オリフィス(流入側絞り、燃料流路孔、径小孔)である。なお、インオリフィス32を、ブロック20の第2シート面で開口させるようにしても良い。
また、環状凹溝33は、ブロック20の第2シート面で開口する円環状のリング溝流路であって、インオリフィス32に連通している。また、ギャップ35は、中間弁のバルブ14の外周面とシリンダ22のバルブ収容凹部57の孔壁面(周壁面)との間に形成される径方向ギャップである。
The
The in-
The
次に、本実施例の燃料排出経路の詳細を図1ないし図4に基づいて説明する。
燃料排出経路は、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通ポート39、軸方向孔40、燃料流路41、アウトオリフィス42、環状凹溝43、燃料流路48、アウトオリフィス49、燃料流路51、52を経てインジェクタ外部(例えば燃料タンク1)に燃料を排出させる経路を有している。 連通流路は、ノズルニードル9の軸方向凸部16および中間弁のバルブ14の内部に形成されている。この連通流路は、制御室12と燃料流路48とを連通する。また、連通流路は、制御室12から連通ポート39、軸方向孔40、燃料流路41、アウトオリフィス42、環状凹溝43を経て燃料流路48に燃料を流出させる。
Next, details of the fuel discharge path of this embodiment will be described with reference to FIGS.
When the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the fuel discharge path bypasses the sliding
アウトオリフィス42は、中間弁のバルブ14の内部に形成されている。このアウトオリフィス42は、制御室12と燃料流路48とを連通すると共に、連通流路の流路断面積を絞るメイン出口オリフィス(絞り部、制御室側出口絞り、燃料流路孔、径小孔)である。
燃料流路48は、ブロック20の内部に形成されている。この燃料流路48は、環状凹溝43を介して、連通流路のアウトオリフィス42と燃料流路51とを連通する燃料流路孔である。
アウトオリフィス49は、ブロック20の内部、特に中間流路の燃料流方向の下流側に設けられている。このアウトオリフィス49は、中間流路の燃料流路48と燃料流路51とを連通すると共に、燃料流路48の流路断面積を絞るサブ出口オリフィス(燃料流路孔、径小孔)である。
また、環状凹溝43は、ブロック20の第2シート面で開口する円環状のリング溝流路である。
The out
The
The out
The annular
燃料流路51、52は、インジェクタボディ18およびバルブボディ19の内部に形成されている。この燃料流路51、52は、燃料流路48とアウトレットポートとを連通する燃料流路孔である。
そして、制御室12から連通流路、中間流路を経て燃料流路51、52の内部に流入した燃料は、インジェクタボディ18に設けられるアウトレットポートからインジェクタ5の外部に排出される。なお、アウトレットポートは、インジェクタ5から溢流または排出された燃料を燃料タンク1に戻すための流路管に接続されている。
The
Then, the fuel that has flowed into the
また、摺動クリアランス17の断面積の総和は、アウトオリフィス42の流路断面積よりも小さく設定されている。また、アウトオリフィス42の流路断面積は、アウトオリフィス49の流路断面積よりも小さく設定されている。また、アウトオリフィス49の流路断面積は、インオリフィス32の流路断面積よりも小さく設定されている。また、インオリフィス32、アウトオリフィス42、49の流路断面積は、ギャップ35の断面積の総和よりも小さく設定されている。つまりギャップ35の断面積の総和は、インオリフィス32、アウトオリフィス42、49の流路断面積よりも十分に大きい。
すなわち、摺動クリアランス17の断面積の総和をS1とし、アウトオリフィス42の流路断面積をS2とし、アウトオリフィス49の流路断面積をS3とし、インオリフィス32の流路断面積をS4とし、ギャップ35の断面積の総和をS5としたとき、S1<S2<S3<S4<S5の関係を満足している。
The sum of the cross-sectional areas of the sliding
That is, the sum of the sectional areas of the sliding
[実施例1の作用]
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジェクタ5の作用を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the
コモンレール4から供給される高圧燃料は、インジェクタ5のインレットポート23から燃料供給流路24、25を経て燃料供給流路26の内部に流入する。この燃料供給流路26の内部に流入した高圧燃料は、燃料供給流路26から燃料供給流路27→燃料供給流路28を経てノズル室11の内部に流入する。
そして、ECUにより電磁制御弁のソレノイドのコイル63への通電が成されず、電磁制御弁のバルブ13がブロック20の第1シート面に着座して電磁制御弁の弁孔であるアウトオリフィス49を塞ぐ。
The high pressure fuel supplied from the
The ECU does not energize the
このように、電磁制御弁を閉弁すると、燃料排出経路が閉鎖される。すなわち、電磁制御弁のバルブ13がブロック20の第1シート面に着座して燃料流路48と燃料流路51、52との間の連通状態を遮断している場合には、制御室12および燃料流路48からの燃料の流出が停止するので、燃料流路31内の燃料圧力により中間弁のバルブ14がブロック20の第2シート面よりリフト(離脱)して中間弁の弁孔であるインオリフィス32を開放する。つまり、中間弁のバルブ14の軸方向凹部65が、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周部(バルブガイド)にガイドされながら弁孔開弁方向に移動して中間弁が開弁する。
Thus, when the electromagnetic control valve is closed, the fuel discharge path is closed. That is, when the
以上のように、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁している際には、図3に示したように、燃料供給流路24、25から燃料流路31→インオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→ギャップ35→燃料流路36を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。これにより、燃料供給流路24、25から燃料流路31の内部に流入した高圧燃料は、燃料流路31からインオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→ギャップ35→燃料流路36を経て制御室12の内部に流入する。
As described above, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, as shown in FIG. 3, the fuel
また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁している際には、図3に示したように、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料流路31→インオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→環状凹溝43を経て中間流路である燃料流路48に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。これにより、燃料供給流路24、25から燃料流路31の内部に流入した高圧燃料は、燃料流路31からインオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→環状凹溝43を経て燃料流路48の内部に流入する。
Further, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, as shown in FIG. 3, the
これによって、ノズルニードル9は、ノズル室11内の燃料圧力によって押し上げる方向(噴孔開弁方向)の開弁力を受けると共に、制御室12内の燃料圧力によって押し下げる方向(噴孔閉弁方向)の閉弁力を受けることになる。
ここで、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、ノズル室11の内部および制御室12の内部が高圧燃料で満たされている。すなわち、ノズルニードル9の第2燃料受圧部にてノズル室11内の燃料圧力を受ける受圧面積よりも、ノズルニードル9の第1燃料受圧部にて制御室12内の燃料圧力を受ける受圧面積の方が大きく、しかもスプリング10によってノズルニードル9に対して、ノズルニードル9を噴孔閉弁方向に付勢する付勢力(スプリング荷重、閉弁力)が加わっている。
As a result, the
Here, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the interior of the
すなわち、ノズルニードル9には、ノズル室11内の燃料圧力による押し上げる方向(噴孔開弁方向)の力(開弁力:F1)と、制御室12内の燃料圧力による押し下げる方向(噴孔閉弁方向)の力(閉弁力:F2)と、スプリング10のスプリング荷重による押し下げる方向(噴孔閉弁方向)の力(閉弁力:F3)とが作用しており、F1<F2+F3が成立している。このため、ECUにより電磁制御弁のソレノイドのコイル63への通電が成されず、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁している場合には、図2において図示下向きの力が勝ることになる。
In other words, the
その結果、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁している時には、ノズルニードル9のシート部がノズルボディ21のシート面に押さえ付けられて(着座し)、ノズルニードル9のシート部がノズルボディ21の各噴孔8を塞いでいる。
したがって、当該インジェクタ5は、ノズルニードル9が閉弁した閉弁状態となり、エンジンEの気筒の燃焼室内に燃料の噴射が成されない。
なお、制御室12内の燃料圧力と燃料流路48内の燃料圧力とが均衡した段階で、スプリング15の有無に関わらず、中間弁のバルブ14が弁孔閉弁方向に移動してブロック20の第2シート面に着座する。これにより、中間弁のバルブ14が中間弁の弁孔であるインオリフィス32を閉鎖する。つまり中間弁が閉弁状態となる。
As a result, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the seat portion of the
Therefore, the
At the stage where the fuel pressure in the
一方、当該インジェクタ5からの噴射タイミング(燃料の噴射時期)になり、ECUにより電磁制御弁が開弁駆動されると、つまりECUにより電磁制御弁のソレノイドのコイル63への通電が成されると、バルブ13がアーマチャ60と共にスプリング10の付勢力(スプリング荷重)に抗して引き上げられる。これにより、バルブ13がブロック20の第1シート面より引き離されて電磁制御弁のバルブ13が開弁する。このため、バルブ13が燃料流路48を開放し、高圧側の制御室12および中間圧側の燃料流路48と低圧側の燃料流路51、52との間を連通させる。
On the other hand, when the injection timing from the injector 5 (fuel injection timing) is reached and the electromagnetic control valve is driven to open by the ECU, that is, when the ECU energizes the
このように、電磁制御弁を開弁すると、燃料排出経路が開放される。すなわち、電磁制御弁のバルブ13がブロック20の第1シート面より引き離されて燃料流路48と燃料流路51、52との間を連通している場合には、中間流路(燃料流路48)内の燃料が流出する。このため、中間弁が閉弁状態を維持する。
以上のように、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁している際には、図4に示したように、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(連通ポート39→軸方向孔40→燃料流路41→アウトオリフィス42)→中間流路(環状凹溝43→燃料流路48→アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成される。
これにより、制御室12内の燃料が、中間弁のバルブ14の内部のアウトオリフィス42を含む連通流路を通って燃料流路48側に流出し、更に、燃料流路48から燃料流路51、52側に流出することで、制御室12内の燃料圧力が下がる。このとき、中間弁のバルブ14がインオリフィス32を閉鎖しているので、燃料流路31から制御室12および連通流路への高圧燃料の流入が遮断される。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で低下する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に低下する。
Thus, when the electromagnetic control valve is opened, the fuel discharge path is opened. That is, when the
As described above, when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, as shown in FIG. 4, the sliding
As a result, the fuel in the
そして、ノズル室11内の燃料圧力と制御室12内の燃料圧力との間の圧力差が増加するので、ノズルニードル9に作用する開弁力(噴孔開弁方向の力)が増加して、スプリング10の噴孔閉弁方向の付勢力(閉弁力)よりも大きくなる。そして、F1>F2+F3が成立すると、ノズル室11内の燃料圧力による押し上げる方向(噴孔開弁方向)の開弁力によってノズルニードル9が上昇し(リフトを開始し)、ノズルニードル9のシート部がノズルボディ21のシート面から離れる(離脱する、離座する)。その結果、ノズルニードル9が開弁した開弁状態となり、コモンレール4から燃料供給経路を経てノズル室11に供給される高圧燃料が各噴孔8から噴射される。
したがって、当該インジェクタ5は、エンジンEの気筒の燃焼室内への燃料の噴射を開始する。
Since the pressure difference between the fuel pressure in the
Accordingly, the
その後、噴射タイミングから当該インジェクタ5の開弁期間(燃料噴射量と指令噴射圧力とから求められる指令噴射期間)が経過すると、電磁制御弁のソレノイドのコイル63がOFFされるため、アーマチャ60を吸引する力が消える。すると、アーマチャ60がスプリング10の付勢力(スプリング荷重)によってステータ62の磁極面より遠ざかる方向へ移動する。
すなわち、スプリング10がその付勢力でアーマチャ60を押し下げ、電磁制御弁のバルブ13がブロック20の第1シート面に着座する。これにより、電磁制御弁のバルブ13が閉弁する。
Thereafter, when the valve opening period of the injector 5 (command injection period determined from the fuel injection amount and the command injection pressure) elapses from the injection timing, the
That is, the
このように、電磁制御弁を閉弁すると、燃料排出経路が閉鎖される。すなわち、電磁制御弁のバルブ13がブロック20の第1シート面に着座して燃料流路48と燃料流路51、52との間の連通状態を遮断している場合には、制御室12および燃料流路48からの燃料の流出が停止するので、燃料流路31内の燃料圧力により中間弁のバルブ14がブロック20の第2シート面よりリフトして中間弁の弁孔であるインオリフィス32を開放する。つまり、中間弁のバルブ14の軸方向凹部65が、ノズルニードル9の軸方向凸部16にガイドされながら弁孔開弁方向に移動して中間弁が開弁する。
Thus, when the electromagnetic control valve is closed, the fuel discharge path is closed. That is, when the
以上のように、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁している際には、図3に示したように、燃料供給流路24、25から燃料流路31→インオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→ギャップ35→燃料流路36を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。
これにより、制御室12および燃料流路48から燃料排出流路(燃料流路51、52)への燃料流出が停止するため、図3に示したように、燃料供給流路24、25から燃料流路31→インオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→ギャップ35→燃料流路36を経て制御室12の内部に流入する高圧燃料が制御室12内の燃料圧力を回復させる。このため、制御室12内の燃料圧力が急速に上昇する。
As described above, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, as shown in FIG. 3, the fuel
As a result, the fuel outflow from the
また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁している際には、図3に示したように、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料流路31→インオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→環状凹溝43を経て中間流路である燃料流路48に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。
一方、中間弁が開弁しているので、ブロック20の第2シート面とバルブ14の第2シール部との間のクリアランス34を介して、環状凹溝33と環状凹溝43との間も連通状態となる。このため、燃料供給流路24、25から燃料流路31→インオリフィス32→環状凹溝33→クリアランス34→環状凹溝43を経て燃料流路48の内部に流入する高圧燃料が燃料流路48内の燃料圧力を回復させる。このため、燃料流路48内の燃料圧力も急速に上昇する。
Further, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, as shown in FIG. 3, the
On the other hand, since the intermediate valve is opened, the clearance between the
そして、ノズル室11内の燃料圧力と制御室12内の燃料圧力との間の圧力差が減少し、ノズルニードル9を開弁する開弁力がスプリング10の噴孔閉弁方向の付勢力以下になると、つまり制御室12内の燃料圧力が急速に上昇すると、F1<F2+F3が成立するため、ノズルニードル9が噴孔閉弁方向に移動してノズルニードル9のシート部がノズルボディ21のシート面に着座する。その結果、当該インジェクタ5は、ノズルニードル9のシート部がノズルボディ21のシート面に押さえ付けられ、各噴孔8を塞ぎ、ノズルニードル9が閉弁した閉弁状態に戻ることになる。よって、各噴孔8からの燃料噴射が終了する。
なお、制御室12内の燃料圧力と燃料流路48内の燃料圧力とが均衡した段階で、スプリング15の有無に関わらず、中間弁のバルブ14の軸方向凹部65が、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周部(バルブガイド)にガイドされながら弁孔閉弁方向に移動してブロック20の第2シート面に着座する。これにより、中間弁のバルブ14がインオリフィス32を閉鎖する。つまり中間弁が閉弁状態となる。
Then, the pressure difference between the fuel pressure in the
Note that, when the fuel pressure in the
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジェクタ5においては、中間弁のバルブ14をノズルニードル9の軸方向凸部16の外周部(バルブガイド)でガイドすることが可能なため、中間弁のバルブ14の外周面とシリンダ22のバルブ収容凹部57の孔壁面(周壁面)との間に形成される半径方向のギャップ35(径方向ギャップ:実機では片側0.05mm程度)を更に拡大することができる。これにより、中間弁のバルブ14がブロック20の第2シート面より離脱した後、燃料流路31から制御室12への高圧燃料の流入流量の制約が緩和される。これにより、インオリフィス32を拡大することで、制御室12への高圧燃料の流入流量を大幅に増やすことができる。この結果、ノズルニードル9の閉弁速度が大きく向上する。
[Effect of Example 1]
As described above, in the
また、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(連通ポート39、軸方向孔40、燃料流路41、アウトオリフィス42)→中間流路(環状凹溝43、燃料流路48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成される。このため、電磁制御弁を開弁してからノズルニードル9が開弁するまでの期間である開弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
Further, when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the sliding
また、ノズルニードル9には、中間弁のバルブ14の軸方向凹部65の内周面(摺動面)に往復摺動自在に嵌合し、且つ中間弁のバルブ14をバルブ移動方向(弁孔閉弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイド(軸方向凸部16の外周部)が設けられている。このため、中間弁のバルブ14が規定のバルブ移動方向(ノズルニードル9の軸線方向(ニードル移動方向)に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給流路24、25に連通する燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を素早く、しかも確実に閉鎖することができる。これによって、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を経て制御室12および中間流路(燃料流路48)に流入する燃料を遮断できるので、制御室12内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
Further, the
また、ノズルニードル9の開弁時、つまりエンジンEの各気筒毎の燃焼室への燃料噴射開始時に、中間弁を閉弁して燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を閉鎖している。これにより、電磁制御弁を開弁して燃料流出流路(連通流路、中間流路)を開放することで、制御室12から燃料流出流路(連通流路、中間流路)を経て燃料が排出されていても、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を経て制御室12または燃料流出流路の中間流路(環状凹溝43、燃料流路48、アウトオリフィス49)に流入する燃料を遮断することができる。したがって、燃料供給流路24、25および燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から制御室12または燃料流出流路の中間流路(環状凹溝43、燃料流路48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)側へ流出する燃料の流量を減少させることができる。
Further, when the
また、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(連通ポート39、軸方向孔40、燃料流路41、アウトオリフィス42)→中間流路(環状凹溝43、燃料流路48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる経路(燃料排出経路の経路)が形成されるため、燃料粘性の温度特性が悪化する不具合を抑制できる。これにより、アウトオリフィス42、49を通過する燃料流量の変化を抑制できるので、制御室12から排出される燃料流量のばらつきを抑えることができる。したがって、ノズルニードル9の開弁タイミングのばらつきを抑えることができるので、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
Further, when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the sliding
一方、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)→燃料導入流路(クリアランス34)→燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。つまり中間弁が開弁した際には、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料が素早く流れ込む流路(第1経路)が形成されるため、電磁制御弁を閉弁してからノズルニードル9が閉弁するまでの期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を向上できる。
On the other hand, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the fuel
また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、アウトオリフィス42および摺動クリアランス17を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)→燃料導入流路(クリアランス34)を経て→中間流路(環状凹溝43、燃料流路48)に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。つまり中間弁が開弁した際には、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)を経て中間流路(環状凹溝43、燃料流路48)に高圧燃料が素早く流れ込む流路(第2経路)が形成されるため、電磁制御弁を閉弁してから中間流路(環状凹溝43、燃料流路48)内の燃料圧力が回復するまでに要する期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を向上できる。
Further, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the
また、ノズルニードル9には、中間弁のバルブ14をバルブ移動方向(弁孔開弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイド(軸方向凸部16の外周部)が設けられている。このため、中間弁のバルブ14が規定のバルブ移動方向(ノズルニードル9の軸線方向に平行な方向)に対して傾くことなく移動させることができるので、燃料供給流路24、25に連通する燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を素早く開放できる。これによって、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12および中間流路(環状凹溝43、燃料流路48)に一気に高圧燃料を導入できるので、制御室12内の燃料圧力を急速に上昇させることができる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を向上できる。
Further, the
ここで、中間弁のバルブ14を往復摺動自在にガイド(支持)するバルブガイドを、内部に制御室12が形成されるシリンダ22とは別体部品である、ノズルニードル9の軸方向凸部16の外周部に設けている。このため、中間弁のバルブ14の外周面(外側面)とシリンダ22のバルブ収容凹部57の内周面(中間弁のバルブ14の外周をその円周方向に取り囲む周壁面)との間のギャップ(径方向ギャップ)35を半径方向に拡げることが可能となる。したがって、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)および燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12内に導入される高圧燃料の流入流量を増やすことができるので、ノズルニードル9の閉弁速度を向上させることができる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を更に向上できる。
Here, the axial guide portion of the
[実施例2の構成]
図5ないし図8は本発明の実施例2を示したもので、図5はインジェクタの中間弁周辺部を示した図で、図6は中間弁のバルブを示した図で、図7および図8はインジェクタの中間弁周辺部を示した図である。
[Configuration of Example 2]
FIGS. 5 to 8 show a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing the periphery of the intermediate valve of the injector, and FIG. 6 is a view showing a valve of the intermediate valve. 8 is a view showing the periphery of the intermediate valve of the injector.
ノズルニードル9のニードル頭部54の制御室側端面(図示上端面)には、図5に示したように、中間弁のバルブ14との間に空間(制御室12の一部)を隔てて対向する対向端面66が設けられている。
そして、ノズルニードル9の内部には、対向端面66で開口し、この開口側から奥側まで軸線方向に延びる軸方向凹部67が設けられている。この軸方向凹部67は、ノズルニードル9の軸線方向に沿うように延びる丸孔形状の軸方向穴である。また、軸方向凹部67の奥側には、軸方向穴の奥側を閉塞する底部(閉鎖部)が設けられている。そして、軸方向凹部67の底部には、スプリング15の図示下端部を支持するスプリング座部が設けられている。
ここで、制御室12は、軸方向凹部67内に形成される円柱状の空間および中間弁のバルブ14とノズルニードル9の対向端面66との間の円柱状の空間等により構成される。なお、軸方向凹部67が設けられていない場合には、中間弁のバルブ14とノズルニードル9の対向端面66との間の円柱状の空間のみが制御室12となる。
As shown in FIG. 5, a space (a part of the control chamber 12) is separated from the control chamber side end surface (the upper end surface in the drawing) of the
The
Here, the
本実施例のインジェクタ5のハウジングは、実施例1と同様に、インジェクタボディ18、バルブボディ19、ブロック20、ノズルボディ21およびシリンダ22等により構成されている。
ここで、ブロック20は、内部に第1収容凹部44が形成された第1バルブボディを構成する。この第1収容凹部44は、ブロック20の第2シート面の中央部で開口している。また、第1収容凹部44の内周部には、中間弁のバルブ14をその往復移動方向(バルブ移動方向)に摺動自在にガイドするバルブガイドが設けられている。また、ブロック20の図示下端面には、シリンダ22と結合する結合端面(密着面)が設けられている。
ブロック20の第2シート面で開口した環状凹溝43は、第1収容凹部44の開口部を取り囲むように円環状に形成されている。なお、環状凹溝43は、中間弁の開弁時に、クリアランス34を介して、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)と連通流路(軸方向孔38、連通ポート39、アウトオリフィス42)とを連通する。
As in the first embodiment, the housing of the
Here, the
The
また、シリンダ22は、内部に第2収容凹部45が形成された第2バルブボディを構成する。この第2収容凹部45は、第1収容凹部44よりも内径が大きく、シリンダ22の結合端面(ブロック20との結合端面、図示上端面)で開口している。また、第2収容凹部45は、制御室12よりもブロック20側に設けられるバルブ収容孔である。このバルブ収容孔の孔壁面は、中間弁のバルブ14の周囲を円周方向に取り囲む周壁面である。また、シリンダ22の図示上端面には、ブロック20の結合端面と結合する結合端面(密着面)が設けられている。
ここで、ブロック20の第1収容凹部44は、シリンダ22の第2収容凹部45と連通するように、ブロック20の結合端面で開口している。また、シリンダ22の第2収容凹部45は、ブロック20の第1収容凹部44と連通するように、シリンダ22の結合端面で開口している。
The
Here, the
中間弁は、内部に軸方向孔38およびアウトオリフィス42等が形成された断面凸字状のバルブ14、およびバルブ14をブロック20の第2シート面に押し当てる側(弁孔閉弁方向)に付勢するスプリング15を有している。
中間弁のバルブ14は、ブロック20の第1収容凹部44内に往復摺動自在に収容される円筒状の第1胴体部(第1ブロックバルブ、第1筒部、最小外径部:以下第1円筒部71と言う)、およびシリンダ22の第2収容凹部45内に往復移動自在に収容される円筒状の第2胴体部(第2ブロックバルブ、第2筒部、最大外径部:以下第2円筒部72と言う)を有している。
The intermediate valve includes a
The
第1円筒部71の外周面には、ブロック20の第1収容凹部44の内周面との間に摺動部を形成する摺動面、およびこの摺動面の軸線方向に延びる軸方向溝をなす軸方向凹溝46(図6参照)が形成されている。ここで、摺動部は、第1収容凹部44の内周面と第1円筒部71の摺動面との間に形成された摺動クリアランス17である。
また、軸方向凹溝46は、ブロック20の第1収容凹部44の内周面との間に軸方向隙間を形成する溝底面を有している。その軸方向隙間は、中間弁のバルブ14の第1円筒部71の外周面を介して制御室12と中間流路(燃料流路47、48)とを連通する流路として使用される。
On the outer peripheral surface of the first
Further, the
第2円筒部72は、ノズルニードル9のニードル頭部54の対向端面66との間に制御室12を隔てて対向する対向端面を有している。この第2円筒部72の外周面には、シリンダ22の第2収容凹部45の内周面(周壁面)との間にギャップ35を隔てて対向する外側面が形成されている。また、第2円筒部72は、中間弁の閉弁時にブロック20の第2シート面に着座する円環状のシール部(段差面、シール面)を有している。なお、第2円筒部72の方が第1円筒部71よりも外径がその径方向外方側に向けて大きくなっている。
The second
スプリング15は、バルブ14のスプリング座部(第2円筒部72の対向端面、バルブ14の図示下端面)とノズルニードル9のスプリング座部(軸方向凹部67の底部)との間に設置されている。なお、図7および図8に示したように、スプリング15を設けなくても良い。
ここで、ギャップ35は、シリンダ22の第2収容凹部45の内周面とバルブ14の第2円筒部72の外周面との間に形成された径方向ギャップである。
The
Here, the
燃料供給経路は、実施例1と同様に、インレットポート23とノズル室11とを連通する燃料供給流路24〜28を有し、コモンレール4から燃料供給流路24〜28を経てノズル室11に高圧燃料を供給する経路である。
燃料導入経路は、燃料供給流路24、25に連通する燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、中間弁の開弁時にバルブ14の第2円筒部72のシール部(シール面)とブロック20の第2シート面との間に形成される微小隙間(燃料導入流路)であるクリアランス34、および中間弁の開弁時にクリアランス34を介して燃料流路31と制御室12とを連通する燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を有している。
Similar to the first embodiment, the fuel supply path includes
The fuel introduction path is a fuel introduction path (
燃料排出経路は、制御室12に連通する連通流路(軸方向孔38、連通ポート39、アウトオリフィス42)、この連通流路に連通する中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)、およびこの中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)とインジェクタ5のアウトレットポートとを連通する燃料排出流路(燃料流路51、52)を有している。なお、燃料流路47は、燃料流路48よりも流路断面積が大きく、第1収容凹部44側に向かって流路径が拡径している。
ここで、連通流路および中間流路は、制御室12に連通し、且つ制御室12と燃料流路51とを連通する燃料流出流路を構成する。
The fuel discharge path includes a communication channel (
Here, the communication flow path and the intermediate flow path constitute a fuel outflow flow path that communicates with the
連通流路は、中間弁のバルブ14の内部に形成されている。この連通流路は、バルブ14の軸線方向に延びる軸方向孔38、および第1円筒部71の摺動面と軸方向孔38とを連通する連通ポート39を有している。
軸方向孔38は、制御室12とアウトオリフィス42とを連通する流路として使用される。この軸方向孔38は、中間流路側に設けられる底面、および第2円筒部72の対向端面で制御室12に臨むように開口した開口部を有している。
The communication channel is formed inside the
The
連通ポート39は、中間弁のバルブ14の第1円筒部71の摺動面で開口した摺動側開口部を有している。この連通ポート39は、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した時のみ、クリアランス34と環状凹溝43を介して、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)またはギャップ35と軸方向孔38とを連通する流路(中間弁のバルブ14の摺動面で開口した流路)として使用される。
また、中間弁のバルブ14の内部には、制御室12と中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)とを連通すると共に、連通流路(軸方向孔38、連通ポート39)の流路断面積を絞るアウトオリフィス(絞り部)42が形成されている。このアウトオリフィス42は、連通ポート39の摺動側開口部よりも中間流路(燃料流路47、48)側に形成されている。
The
Further, inside the
ここで、燃料導入経路は、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、および燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路を有している。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第2経路を有している。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第3経路を有している。
Here, the fuel introduction path is such that when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the fuel
また、燃料排出経路は、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(軸方向孔38、アウトオリフィス42)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる第1経路を有している。
なお、電磁制御弁の開弁時に中間弁が開弁している場合、電磁制御弁が開弁してから中間弁が閉弁するまでの期間、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、制御室12から軸方向孔38、連通ポート39、軸方向隙間(軸方向凹溝46)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる第2経路を設けても良い。
Further, the fuel discharge path is configured such that when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the sliding
If the intermediate valve is open when the electromagnetic control valve is open, the sliding
また、摺動クリアランス17の断面積の総和は、アウトオリフィス42の流路断面積よりも小さく設定されている。
また、アウトオリフィス42の流路断面積は、アウトオリフィス49の流路断面積よりも小さく設定されている。
また、アウトオリフィス49の流路断面積は、インオリフィス32の流路断面積よりも小さく設定されている。
また、インオリフィス32、アウトオリフィス42、49の流路断面積は、ギャップ35の断面積の総和よりも小さく設定されている。
また、軸方向隙間(軸方向凹溝46)の断面積の総和は、連通流路の連通ポート39の流路断面積の総和よりも小さく設定されている。
また、アウトオリフィス42の流路断面積は、軸方向隙間(軸方向凹溝46)の断面積の総和よりも小さく設定されている。
The sum of the cross-sectional areas of the sliding
Further, the cross-sectional area of the out-
Further, the cross-sectional area of the out-
Further, the flow path cross-sectional areas of the in-
Further, the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps (axial recess 46) is set smaller than the sum of the cross-sectional areas of the
The flow passage cross-sectional area of the
[実施例2の作用]
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジェクタ5の作用を図5ないし図8に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 2]
Next, the operation of the
先ず、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際には、図7に示したように、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(軸方向孔38、アウトオリフィス42)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる第1経路(燃料排出経路の第1経路)が形成される。
すなわち、電磁制御弁を開弁すると、燃料流出流路(連通流路、中間流路)が開放される。これにより、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)内の燃料が燃料排出流路(燃料流路51、52)側に流出する。このため、中間弁が閉弁状態を維持する。
First, when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, as shown in FIG. 7, the sliding
That is, when the electromagnetic control valve is opened, the fuel outflow channel (communication channel, intermediate channel) is opened. Thereby, the fuel in the intermediate flow path (
続いて、制御室12内の燃料が、中間弁のバルブ14の内部に形成された絞り部(アウトオリフィス42)を含む連通流路を通って中間流路側に流出することで、制御室12内の燃料圧力が下がる。このとき、中間弁が燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を閉鎖しているので、燃料導入流路から制御室12または中間流路への高圧燃料の流入が遮断される。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で低下する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に低下する。
なお、電磁制御弁の開弁時に中間弁が開弁している場合、電磁制御弁を開弁してから中間弁が閉弁するまでの期間中に、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、制御室12から連通流路(軸方向孔38、連通ポート39)、軸方向隙間(軸方向凹溝46)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる第2経路(燃料排出経路の第2経路)を形成しても良い。
Subsequently, the fuel in the
If the intermediate valve is open when the electromagnetic control valve is opened, the sliding
すなわち、電磁制御弁を開弁すると、燃料流出流路(連通流路、中間流路)が開放される。これにより、制御室12内の燃料は、絞り部(アウトオリフィス42)を迂回して、ギャップ35、クリアランス34、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を通って中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)側に流出する。また、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から流入した燃料も、絞り部(アウトオリフィス42)を迂回して、クリアランス34、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を通って中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)側に流出する。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で低下する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に低下する。
そして、ノズル室11内の燃料圧力と制御室12内の燃料圧力との圧力差が増加するので、ノズルニードル9に作用する開弁力(噴孔開弁方向の力)が増加して、スプリング10の噴孔閉弁方向の付勢力(閉弁力)よりも大きくなると、ノズルニードル9が開弁する。これにより、コモンレール4から燃料供給経路(燃料供給流路)を経てノズル室11に供給される高圧燃料が、噴孔8よりエンジンEの各気筒毎の燃焼室に噴射される。つまりエンジンEの各気筒毎の燃焼室への燃料噴射が開始される。
That is, when the electromagnetic control valve is opened, the fuel outflow channel (communication channel, intermediate channel) is opened. As a result, the fuel in the
And since the pressure difference between the fuel pressure in the
一方、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、図8に示したように、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第3経路(燃料導入経路の第3経路)が形成される。
On the other hand, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, as shown in FIG. 8, the
すなわち、電磁制御弁を閉弁すると、燃料流出流路(連通流路、中間流路)が閉鎖される。これにより、制御室12および中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)からの燃料の流出が停止するので、中間流路(燃料流路47、48)内の燃料圧力と制御室12内の燃料圧力との圧力差が小さくなる。このため、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)内の燃料圧力により中間弁のバルブ14が図示下方にリフトする。つまり中間弁のバルブ14がブロック20の第1収容凹部44の内周部(バルブガイド)にガイドされながら弁孔開弁方向に移動する。そして、中間弁のバルブ14のシール部がブロック20の第2シート面より離脱するため、中間弁が開弁する。
That is, when the electromagnetic control valve is closed, the fuel outflow channel (communication channel, intermediate channel) is closed. As a result, the outflow of fuel from the
そして、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、図8に示したように、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12内に高圧燃料が流入する。また、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て制御室12内に高圧燃料が流入する。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で上昇する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に上昇する。また、アウトオリフィス42と摺動クリアランス17を迂回して、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)内に流入する高圧燃料が中間流路(燃料流路47、48)内の燃料圧力を素早く回復させる。
なお、制御室12内の燃料圧力と燃料流路47、48内の燃料圧力とが均衡した段階で、スプリング15の付勢力によって、中間弁のバルブ14がブロック20の第1収容凹部44の内周部(バルブガイド)にガイドされながら弁孔閉弁方向に移動してブロック20の第2シート面に着座する。これにより、中間弁のバルブ14がインオリフィス32を閉鎖する。つまり中間弁が閉弁状態となる。
Then, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, as shown in FIG. 8, fuel is introduced from the fuel introduction passage (the
When the fuel pressure in the
[実施例2の効果]
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジェクタ5においては、連通ポート39の摺動側開口部よりも中間流路(燃料流路47、48)側にアウトオリフィス42を設置している。これによって、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(軸方向孔38、アウトオリフィス42)→中間流路(燃料流路47、48)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第1経路(燃料排出経路の第1経路)が形成される。このため、電磁制御弁を開弁してからノズルニードル9が開弁するまでの期間である開弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
[Effect of Example 2]
As described above, in the
なお、電磁制御弁の開弁時に中間弁が開弁している場合、電磁制御弁を開弁してから中間弁が閉弁するまでの期間は、摺動クリアランス17とアウトオリフィス42を迂回して、制御室12から連通流路(軸方向孔38、連通ポート39)→軸方向隙間(軸方向凹溝46)→中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第2経路(燃料排出経路の第2経路)を形成しても良い。この場合には、制御室12から連通流路(軸方向孔38、連通ポート39)、軸方向隙間(軸方向凹溝46)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)へ燃料を素早く流出させる流路(第2経路)が形成されるため、制御室12内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
If the intermediate valve is open when the electromagnetic control valve is opened, the sliding
また、ブロック20には、中間弁のバルブ14の第1円筒部71の外周面(摺動面)に往復摺動自在に嵌合し、且つ中間弁のバルブ14をバルブ移動方向(弁孔閉弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイド(第1収容凹部44の内周部)が設けられている。このため、中間弁のバルブ14が規定のバルブ移動方向(ノズルニードル9の軸線方向(ニードル移動方向)に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給流路24、25に連通する燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を素早く、しかも確実に閉鎖することができる。これによって、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を経て制御室12および中間流路(燃料流路47、48)に流入する燃料を遮断できるので、制御室12内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
Further, the
また、ノズルニードル9の開弁時、つまりエンジンEの各気筒毎の燃焼室への燃料噴射開始時に、中間弁を閉弁して燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を閉鎖している。これにより、電磁制御弁を開弁して燃料流出流路(連通流路、中間流路)を開放することで、制御室12から燃料流出流路(連通流路、中間流路)を経て燃料が排出されていても、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を経て制御室12または燃料流出流路の中間流路(燃料流路47、48)に流入する燃料を遮断することができる。したがって、燃料供給流路24、25および燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から制御室12または燃料流出流路の中間流路(燃料流路47、48)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)側へ流出する燃料の流量を減少させることができる。
Further, when the
また、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(軸方向孔38、アウトオリフィス42)→中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第1経路(燃料排出経路の第1経路)が形成されるため、燃料粘性の温度特性が悪化する不具合を抑制できる。これにより、アウトオリフィス42、49を通過する燃料流量の変化を抑制できるので、制御室12から排出される燃料流量のばらつきを抑えることができる。したがって、ノズルニードル9の開弁タイミングのばらつきを抑えることができるので、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
Further, when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the sliding
一方、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)→燃料導入流路(クリアランス34)→燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。つまり中間弁が開弁した際には、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料が素早く流れ込む流路(第1経路)が形成されるため、電磁制御弁を閉弁してからノズルニードル9が閉弁するまでの期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を向上できる。
On the other hand, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the fuel
また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)→燃料導入流路(クリアランス34)→環状凹溝43→連通流路(連通ポート39、軸方向孔38)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第3経路(燃料導入経路の第3経路)が形成される。つまり中間弁が開弁した際には、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通流路(連通ポート39、軸方向孔38)を経て制御室12に高圧燃料が素早く流れ込む流路(第3経路)が形成されるため、電磁制御弁を閉弁してからノズルニードル9が閉弁するまでの期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を向上できる。
Further, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the fuel
また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、アウトオリフィス42および摺動クリアランス17を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)→燃料導入流路(クリアランス34)→環状凹溝43→軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。つまり中間弁が開弁した際には、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料が素早く流れ込む流路(第2経路)が形成されるため、電磁制御弁を閉弁してから中間流路(燃料流路47、48)内の燃料圧力が回復するまでに要する期間である閉弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を向上できる。
Further, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the
また、ブロック20には、中間弁のバルブ14をバルブ移動方向(弁孔開弁方向)に摺動可能にガイドするバルブガイド(第1収容凹部44の内周部)が設けられている。このため、中間弁のバルブ14が規定のバルブ移動方向(ノズルニードル9の軸線方向に平行な方向)に対して傾くことなく移動することができるので、燃料供給流路24、25に連通する燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を素早く開放できる。これによって、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12および中間流路(燃料流路47、48)に一気に高圧燃料を導入できるので、制御室12内の燃料圧力を急速に上昇させることができる。これにより、ニードルの閉弁応答性を向上できる。
Further, the
ここで、中間弁のバルブ14を往復摺動自在にガイド(支持)するバルブガイドを、内部に制御室12が形成されるシリンダ22とは別体部品である、ブロック20の第1収容凹部44の内周部に設けているので、中間弁のバルブ14の第2円筒部72の外周面(外側面)とシリンダ22の第2収容凹部45の内周面(中間弁のバルブ14の外周をその円周方向に取り囲む周壁面)との間のギャップ(径方向ギャップ)35を半径方向に拡げることが可能となる。したがって、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)および燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12内に導入される高圧燃料の流入流量を増やすことができるので、ノズルニードル9の閉弁速度を向上させることができる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を更に向上できる。
また、本実施例のインジェクタ5の場合には、ギャップ35を小さくすることもできる。この場合には、中間弁のバルブ14の第2円筒部72の外径を拡大することが可能であり、制御室12内の燃料から受ける圧力の受圧面積を拡大することができる。これにより、例えばスプリング15が設けられていなくても、中間弁のバルブ14をブロック20の第2シート面に付勢(密着)させることができるので、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)の遮断(閉鎖)を確実に実施することができる。
Here, a valve guide that guides (supports) the
Further, in the case of the
ここで、中間弁のバルブ14は、内部に制御室12を形成するシリンダ22の第2収容凹部45の内周面に沿って摺動する方が形状的にシンプルであるが、シリンダ22の第2収容凹部45の内周面との間に摺動クリアランス17を形成することは、中間弁のバルブ14の第2円筒部72の外周面とシリンダ22の第2収容凹部45の内周面との間の摺動径(d)と中間弁の摺動部長さ(L)との比であるL/d比が小さいため、中間弁のバルブ14の第2円筒部72の外周面とシリンダ22の第2収容凹部45の内周面との間に摺動部を形成するのに不適当である。
しかし、内部に制御室12を形成するシリンダ22の第2収容凹部45の内周面以外のバルブガイド(具体的には、ブロック20の第1収容凹部44の内周部)に設けられた摺動面との間に摺動クリアランス17を形成すれば、摺動径(D)を小さくすることができるため、L/D比が大きくなる方向へ改善することができる。例えば摺動部長さ(L)を従来の技術と同等とした場合、中間弁のバルブ14の第2円筒部72の外周面とシリンダ22の第2収容凹部45の内周面とが摺動するシリンダ摺動に対して、実施例2の方が、L/D比が増加し摺動性に対して非常に有利となる。これにより、摺動クリアランス17の条件(中間弁のバルブ14をスムーズに弁孔開弁方向、弁孔閉弁方向に移動できるようにすること)を改善できる。
Here, the
However, a slide provided in a valve guide (specifically, the inner peripheral portion of the
[実施例3の構成]
図9は本発明の実施例3を示したもので、インジェクタ5の中間弁周辺部を示した図である。
[Configuration of Example 3]
FIG. 9 shows the third embodiment of the present invention and is a view showing the periphery of the intermediate valve of the
本実施例の中間弁は、内部にメインアウトオリフィス(以下アウトオリフィス37と言う)および軸方向孔38等が形成された断面凸字状のバルブ14を有している。なお、中間弁のバルブ14をブロック20の第2シート面に押し当てる側(弁孔閉弁方向)に付勢するスプリング15を設けても良い。
中間弁のバルブ14は、実施例2と同様に、ブロック20の第1収容凹部44内に往復摺動自在に収容される第1円筒部71、およびシリンダ22の第2収容凹部45内に往復移動自在に収容される第2円筒部72を有している。
第1円筒部71の外周面には、実施例2と同様に、ブロック20の第1収容凹部44の内周面との間に摺動部(摺動クリアランス17)を形成する摺動面、およびこの摺動面の軸線方向に延びる軸方向凹溝46(軸方向隙間:図6参照)が形成されている。この第1円筒部71の先端面(図示上端面)には、燃料流路47に臨む円環状の頭頂面が設けられている。
第2円筒部72の外周面には、シリンダ22の第2収容凹部45の内周面(周壁面)との間にギャップ35を隔てて対向する外側面が形成されている。
The intermediate valve of the present embodiment has a
As in the second embodiment, the
A sliding surface that forms a sliding portion (sliding clearance 17) between the first
On the outer peripheral surface of the second
燃料供給経路は、実施例1及び2と同様に、インレットポート23とノズル室11とを連通する燃料供給流路24〜28を有し、コモンレール4から燃料供給流路24〜28を経てノズル室11に高圧燃料を供給する経路である。
燃料導入経路は、実施例2と同様に、燃料供給流路24、25に連通する燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、および燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を有している。
Similar to the first and second embodiments, the fuel supply path includes
As in the second embodiment, the fuel introduction path includes a fuel introduction path (
燃料排出経路は、制御室12に連通する連通流路(アウトオリフィス37、軸方向孔38、連通ポート39)、この連通流路に連通する中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)、およびこの中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)とインジェクタ5のアウトレットポートとを連通する燃料排出流路(燃料流路51、52)を有している。ここで、連通流路および中間流路は、実施例1及び2と同様に、制御室12に連通し、且つ制御室12と燃料流路51とを連通する燃料流出流路を構成する。
連通流路は、中間弁のバルブ14の内部に形成されている。この連通流路は、バルブ14の軸線方向に延びる軸方向孔38、および第1円筒部71の摺動面と軸方向孔38とを連通する連通ポート39を有している。
The fuel discharge path includes a communication channel (out
The communication channel is formed inside the
軸方向孔38は、アウトオリフィス37と中間流路(燃料流路47、48)とを連通する流路として使用される。この軸方向孔38は、制御室12側に設けられる底面、および第1円筒部71の頭頂面で燃料流路47に臨むように開口した開口部を有している。
連通ポート39は、中間弁のバルブ14の第1円筒部71の摺動面で開口した摺動側開口部を有している。
また、中間弁のバルブ14の内部には、制御室12と中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)とを連通すると共に、連通流路(軸方向孔38、連通ポート39)の流路断面積を絞るアウトオリフィス(絞り部)37が形成されている。このアウトオリフィス37は、連通ポート39の摺動側開口部よりも制御室12側に形成されている。
The
The
Further, inside the
ここで、燃料導入経路は、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路を有している。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、摺動クリアランス17とアウトオリフィス37とを迂回して、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第2経路を有している。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第3経路を有している。
Here, the fuel introduction path is such that when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the fuel
また、燃料排出経路は、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(アウトオリフィス37、軸方向孔38)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる第1経路を有している。
なお、電磁制御弁の開弁時に中間弁が開弁している場合、電磁制御弁を開弁してから中間弁が閉弁するまでの期間、摺動クリアランス17とアウトオリフィス37を迂回して、制御室12から燃料流路36、ギャップ35、クリアランス34、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料流路51、52に燃料を排出させる第2経路を設けても良い。
Further, the fuel discharge path is such that when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the sliding
If the intermediate valve is opened when the electromagnetic control valve is opened, the sliding
また、摺動クリアランス17の断面積の総和は、アウトオリフィス37の流路断面積よりも小さく設定されている。
また、アウトオリフィス37の流路断面積は、アウトオリフィス49の流路断面積よりも小さく設定されている。
また、アウトオリフィス49の流路断面積は、インオリフィス32の流路断面積よりも小さく設定されている。
また、インオリフィス32の流路断面積は、ギャップ35の断面積の総和よりも小さく設定されている。
また、軸方向隙間(軸方向凹溝46)の断面積の総和は、連通流路の連通ポート39の流路断面積の総和よりも小さく設定されている。
また、アウトオリフィス37の流路断面積は、軸方向隙間(軸方向凹溝46)の断面積の総和よりも小さく設定されている。
The sum of the cross-sectional areas of the sliding
Further, the cross-sectional area of the out-
Further, the cross-sectional area of the out-
The flow passage cross-sectional area of the in-
Further, the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps (axial recess 46) is set smaller than the sum of the cross-sectional areas of the
The flow passage cross-sectional area of the
[実施例3の作用]
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジェクタ5の作用を図9に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 3]
Next, the operation of the
先ず、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際には、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(アウトオリフィス37、軸方向孔38)、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第1経路(燃料排出経路の第1経路)が形成される。
すなわち、電磁制御弁を開弁すると、燃料流出流路(連通流路、中間流路)が開放される。これにより、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)内の燃料が燃料排出流路(燃料流路51、52)側に流出する。このため、中間弁が閉弁状態を維持する。
First, when the electromagnetic control valve is opened and the intermediate valve is closed, the sliding
That is, when the electromagnetic control valve is opened, the fuel outflow channel (communication channel, intermediate channel) is opened. Thereby, the fuel in the intermediate flow path (
続いて、制御室12内の燃料が、中間弁のバルブ14の内部に形成された絞り部(アウトオリフィス37)を含む連通流路を通って中間流路側に流出することで、制御室12内の燃料圧力が下がる。このとき、中間弁が燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)を閉鎖しているので、燃料導入流路から制御室12または中間流路への高圧燃料の流入が遮断される。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で低下する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に低下する。
なお、電磁制御弁の開弁時に中間弁が開弁している場合、電磁制御弁を開弁してから中間弁が閉弁するまでの期間は、図9に示したように、摺動クリアランス17とアウトオリフィス37を迂回して、制御室12から燃料流路36、ギャップ35、クリアランス34、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38、中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第2経路(燃料排出経路の第2経路)を形成しても良い。
Subsequently, the fuel in the
If the intermediate valve is open when the electromagnetic control valve is opened, the period from the opening of the electromagnetic control valve to the closing of the intermediate valve is as shown in FIG. 17 and the out-
すなわち、電磁制御弁を開弁すると、燃料流出流路(連通流路、中間流路)が開放される。これにより、制御室12内の燃料は、軸方向隙間(軸方向凹溝46)の断面積の総和が、連通流路の連通ポート39の流路断面積の総和よりも小さく設定されているため、絞り部(アウトオリフィス37)を迂回して、ギャップ35、クリアランス34、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を通って中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)側に流出する。また、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から流入した燃料も、絞り部(アウトオリフィス37)を迂回して、クリアランス34、環状凹溝43、連通流路(連通ポート39、軸方向孔38)を通って中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)側に流出する。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で低下する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に低下する。
そして、ノズル室11内の燃料圧力と制御室12内の燃料圧力との圧力差が増加するので、ノズルニードル9に作用する開弁力(噴孔開弁方向の力)が増加して、スプリング10の噴孔閉弁方向の付勢力(閉弁力)よりも大きくなると、ノズルニードル9が開弁する。これにより、コモンレール4から燃料供給経路(燃料供給流路24〜28)を経てノズル室11に供給される高圧燃料が、噴孔8よりエンジンEの各気筒毎の燃焼室に噴射される。つまりエンジンEの各気筒毎の燃焼室への燃料噴射が開始される。
That is, when the electromagnetic control valve is opened, the fuel outflow channel (communication channel, intermediate channel) is opened. As a result, the fuel in the
And since the pressure difference between the fuel pressure in the
一方、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12に高圧燃料を流入させる第1経路(燃料導入経路の第1経路)が形成される。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、摺動クリアランス17とアウトオリフィス37を迂回して、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、軸方向隙間(軸方向凹溝46)を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第2経路(燃料導入経路の第2経路)が形成される。また、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第3経路(燃料導入経路の第3経路)が形成される。
なお、軸方向隙間(軸方向凹溝46)の断面積の総和が、連通流路の連通ポート39の流路断面積の総和よりも小さく設定されているため、燃料供給流路24、25から中間流路(燃料流路47、48)へ向かう高圧燃料は、第2経路よりも第3経路の方に主に流れる。
On the other hand, when the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the
Since the sum of the cross-sectional areas of the axial gaps (axial recess 46) is set smaller than the sum of the cross-sectional areas of the
すなわち、電磁制御弁を閉弁すると、燃料流出流路(連通流路、中間流路)が閉鎖される。これにより、制御室12および中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)からの燃料の流出が停止するので、中間流路(燃料流路47、48)内の燃料圧力と制御室12内の燃料圧力との圧力差が小さくなる。このため、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)内の燃料圧力により中間弁のバルブ14が図示下方にリフトする。つまり中間弁のバルブ14がブロック20の第1収容凹部44の内周部(バルブガイド)にガイドされながら弁孔開弁方向に移動する。そして、中間弁のバルブ14のシール部がブロック20の第2シート面より離脱するため、中間弁が開弁する。
That is, when the electromagnetic control valve is closed, the fuel outflow channel (communication channel, intermediate channel) is closed. As a result, the outflow of fuel from the
そして、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際には、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から燃料導入流路(クリアランス34)、燃料導入流路(ギャップ35、燃料流路36)を経て制御室12内に高圧燃料が流入する。これにより、制御室12内の燃料圧力が短時間で上昇する。つまり制御室12内の燃料圧力が急速に上昇する。
また、摺動クリアランス17とアウトオリフィス37を迂回して、燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)から燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て中間流路(燃料流路47、48)内に流入する高圧燃料が中間流路(燃料流路47、48)内の燃料圧力を素早く回復させる。
なお、制御室12内の燃料圧力と燃料流路47、48内の燃料圧力とが均衡した段階で、スプリング15の有無に関わらず、中間弁のバルブ14がブロック20の第1収容凹部44の内周部(バルブガイド)にガイドされながら弁孔閉弁方向に移動してブロック20の第2シート面に着座する。これにより、中間弁のバルブ14がインオリフィス32を閉鎖する。つまり中間弁が閉弁状態となる。
When the electromagnetic control valve is closed and the intermediate valve is opened, the fuel introduction flow path (clearance 34) from the fuel introduction flow path (
Further, bypassing the sliding
It should be noted that at the stage where the fuel pressure in the
[実施例3の効果]
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジェクタ5においては、連通ポート39の摺動側開口部よりも制御室12側にアウトオリフィス37を設置している。これによって、電磁制御弁が開弁し、中間弁が閉弁した際に、摺動クリアランス17を迂回して、制御室12から連通流路(アウトオリフィス37、軸方向孔38)→中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第1経路(燃料排出経路の第1経路)が形成される。このため、電磁制御弁を開弁してからノズルニードル9が開弁するまでの期間である開弁応答時間を短縮できる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
[Effect of Example 3]
As described above, in the
なお、電磁制御弁の開弁時に中間弁が開弁している場合、電磁制御弁を開弁してから中間弁が閉弁するまでの期間は、摺動クリアランス17とアウトオリフィス37を迂回して、制御室12から燃料流路36→ギャップ35→クリアランス34→環状凹溝43→連通ポート39→軸方向孔38→中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)に燃料を排出させる第2経路(燃料排出経路の第2経路)を設けても良い。この場合には、制御室12から燃料流路36→ギャップ35→クリアランス34→環状凹溝43→連通ポート39→軸方向孔38→中間流路(燃料流路47、48、アウトオリフィス49)を経て燃料排出流路(燃料流路51、52)へ燃料を素早く流出させる流路(第2経路)が形成されるため、制御室12内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、ノズルニードル9の開弁応答性を向上できる。
If the intermediate valve is open when the electromagnetic control valve is opened, the sliding
ここで、本実施例(実施例3)のインジェクタ5の場合には、連通ポート39の摺動側開口部よりも制御室12側にアウトオリフィス37を設置しているので、電磁制御弁が開弁し、中間弁のバルブ14が図示上方ヘ向けて上昇する際に、実施例2のインジェクタ5よりも制御室12内の燃料圧力を連通ポート(第1円筒部71の摺動面で開口した流路)39から素早く流出させることができる。したがって、実施例2のインジェクタ5よりも制御室12内の燃料圧力を急速に下降させることができる。これにより、開弁応答性を更に向上させることができる。
Here, in the case of the
また、本実施例(実施例3)のインジェクタ5の場合には、連通ポート39の摺動側開口部よりも制御室12側にアウトオリフィス37を設置しているので、電磁制御弁が閉弁し、中間弁が開弁した際に、燃料供給流路24、25から燃料導入流路(燃料流路31、インオリフィス32、環状凹溝33)、燃料導入流路(クリアランス34)、環状凹溝43、連通ポート39、軸方向孔38を経て中間流路(燃料流路47、48)に高圧燃料を流入させる第3経路(燃料導入経路の第3経路)が形成される。したがって、実施例2のインジェクタ5よりも中間流路(燃料流路47、48)への高圧燃料の供給が迅速に成され、ノズルニードル9の閉弁速度を上昇させることができる。これにより、ノズルニードル9の閉弁応答性を更に向上できる。
Further, in the case of the
[変形例]
本実施例では、中間弁をブロック20に構成しているが、中間弁をインジェクタボディ18の内部、あるいはノズルボディ21の内部に構成しても良い。
本実施例では、第1制御弁として、電磁アクチュエータによりバルブが駆動される電磁制御弁を採用しているが、燃料排出経路を開閉して制御室12内の燃料圧力を増減するバルブを駆動できる駆動装置であれば、電動アクチュエータ、ピエゾアクチュエータ、負圧作動式アクチュエータ等の他のアクチュエータを備えた制御弁を採用しても良い。
本実施例では、ニードルをノズルニードル9のみで構成しているが、ニードルをノズルニードルとこれに連動して軸線方向に往復移動するピストンとで構成しても良い。
[Modification]
In the present embodiment, the intermediate valve is configured in the
In this embodiment, an electromagnetic control valve that is driven by an electromagnetic actuator is adopted as the first control valve. However, a valve that opens and closes the fuel discharge path to increase or decrease the fuel pressure in the
In this embodiment, the needle is composed of only the
本実施例では、入口オリフィスとして燃料導入流路31の燃料流方向の下流側に設置されるインオリフィス32を設けているが、入口オリフィスとして燃料導入流路31の燃料流方向の上流側または中間部に設置されるオリフィス(固定絞り部)を設けても良い。
本実施例では、サブ出口オリフィスとして燃料流出流路(中間流路)の燃料流方向の下流側に設置されるアウトオリフィス49を設けているが、サブ出口オリフィスとして燃料流出流路(中間流路)の燃料流方向の上流側または中間部に設置されるオリフィス(固定絞り部)を設けても良い。また、サブ出口オリフィスを設けなくても良い。
In this embodiment, an in-
In this embodiment, an out-
1 燃料タンク(燃料供給源)
5 インジェクタ(燃料噴射装置)
8 噴孔
9 ノズルニードル
10 スプリング(ニードル付勢手段)
11 ノズル室
12 制御室
13 電磁制御弁(第1制御弁)のバルブ(第1バルブ)
14 中間弁(第2制御弁)のバルブ(第2バルブ)
15 中間弁(第2制御弁)のスプリング(バルブ付勢手段)
16 ノズルニードルの軸方向凸部(バルブガイド)
17 摺動クリアランス(摺動部)
18 インジェクタボディ(インジェクタのハウジング)
19 バルブボディ(インジェクタのハウジング)
20 ブロック(第1バルブボディ、インジェクタのハウジング)
21 ノズルボディ(インジェクタのハウジング)
22 シリンダ(第2バルブボディ、インジェクタのハウジング)
24 燃料供給流路(燃料供給経路)
25 燃料供給流路(燃料供給経路)
26 燃料供給流路(燃料供給経路)
27 燃料供給流路(燃料供給経路)
28 燃料供給流路(燃料供給経路)
31 燃料流路(燃料導入流路)
32 インオリフィス(燃料導入流路)
33 環状凹溝(燃料導入流路)
34 クリアランス(燃料導入流路)
35 ギャップ(燃料導入流路)
36 燃料流路(燃料導入流路)
37 アウトオリフィス(連通流路)
38 軸方向孔(連通流路)
39 連通ポート(連通流路)
40 軸方向孔(連通流路)
41 燃料流路(連通流路)
42 アウトオリフィス(連通流路)
43 環状凹溝(中間流路)
44 第1収容凹部
45 第2収容凹部
46 軸方向凹溝(軸方向溝)
47 燃料流路(中間流路)
48 燃料流路(中間流路)
49 アウトオリフィス(中間流路)
51 燃料流路(燃料排出流路)
52 燃料流路(燃料排出流路)
64 中間弁のバルブの対向端面
65 中間弁のバルブの軸方向凹部
71 中間弁のバルブの第1円筒部(第1胴体部)
72 中間弁のバルブの第2円筒部(第2胴体部)
1 Fuel tank (fuel supply source)
5 Injector (fuel injection device)
8
11
14 valve intermediate valve (second control valve) (second valves)
15 Intermediate valve (second control valve) spring (valve biasing means)
16 Axial convex part of the nozzle needle (valve guide)
17 Sliding clearance (sliding part)
18 Injector body (Injector housing)
19 Valve body (Injector housing)
20 blocks (first valve body, injector housing)
21 Nozzle body (Injector housing)
22 Cylinder (second valve body, injector housing)
24 Fuel supply flow path (fuel supply flow path)
25 Fuel supply flow path (fuel supply flow path)
26 Fuel supply flow path (fuel supply flow path)
27 Fuel supply flow path (fuel supply flow path)
28 Fuel supply flow path (fuel supply flow path)
31 Fuel flow path (fuel introduction flow path)
32 in orifice (fuel introduction flow path)
33 Annular groove (fuel introduction flow path)
34 Clearance (fuel introduction flow path)
35 gap (fuel introduction flow path)
36 Fuel flow path (fuel introduction flow path)
37 Out orifice ( communication flow path)
38 Axial hole ( communication flow path)
39 Communication port ( communication flow path)
40 Axial hole ( communication flow path)
41 Fuel flow path ( communication flow path)
42 Out orifice ( communication flow path)
43 annular groove (medium between passage)
44 First receiving
47 fuel channel (medium between passage)
48 fuel channel (medium between passage)
49 out orifice (medium between passage)
51 Fuel flow path (fuel discharge flow path)
52 Fuel flow path (fuel discharge flow path)
64 End face of the valve of the
72 Second cylindrical part (second body part) of valve of intermediate valve
Claims (20)
(b)内部の燃料が前記ニードルに噴孔開弁方向の力を加えるノズル室と、
(c)内部の燃料が前記ニードルに噴孔閉弁方向の力を加える制御室と、
(d)前記ニードルを噴孔閉弁方向に付勢するニードル付勢手段と、
(e)高圧燃料を発生させる高圧発生部から前記ノズル室に高圧燃料を供給する燃料供給経路と、
(f)この燃料供給経路に連通する燃料導入流路を有し、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路を経て前記制御室に高圧燃料を流入させる燃料導入経路と、
(g)前記制御室に連通する燃料流出流路を有し、前記制御室から前記燃料流出流路を経て燃料を排出させる燃料排出経路と、
(h)この燃料排出経路に設置されて、前記燃料流出流路を開閉する第1制御弁と、
(i)前記燃料導入経路に設置されて、前記燃料導入流路を開閉する第2制御弁と、
(j)前記ニードルを摺動自在に支持すると共に、前記制御室の周囲を周方向に取り囲むハウジングと
を備え、
前記第1制御弁を閉弁または開弁して前記制御室内の燃料圧力を増減することで、前記ニードルを閉弁または開弁させて燃料の噴射制御を行うと共に、前記第1制御弁の開弁時に前記第2制御弁を閉弁して前記燃料導入流路を閉鎖する燃料噴射装置において、
前記燃料流出流路は、前記制御室に連通する連通流路、およびこの連通流路に連通する中間流路を有し、
前記連通流路は、前記制御室と前記中間流路とを連通すると共に、前記連通流路の流路断面積を絞る絞り部を有し、
前記第2制御弁は、内部に前記絞り部が形成されたバルブを有し、
前記ニードルは、前記バルブをその往復移動方向にガイドするバルブガイドを有し、
前記ハウジングは、前記バルブの周囲を周方向に取り囲む周壁面を有し、
前記バルブは、前記バルブガイドとの間に摺動部を形成する摺動面、および前記周壁面との間にギャップを隔てて対向する外側面を有し、
前記燃料導入経路は、前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した際に、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路、前記ギャップを経て前記制御室に高圧燃料を流入させる第1経路、および前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した際に、前記絞り部と前記摺動部を迂回して、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路を経て前記中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路を有し、
前記燃料排出経路は、前記第1制御弁が開弁し、前記第2制御弁が閉弁した際に、前記摺動部を迂回して、前記制御室から前記連通流路、前記中間流路を経て燃料を排出させる経路を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 (A) a needle that opens and closes a nozzle hole for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine;
(B) a nozzle chamber in which the internal fuel applies a force in the nozzle opening direction to the needle;
(C) a control chamber in which the internal fuel applies a force in the direction of closing the nozzle hole to the needle;
(D) needle urging means for urging the needle in the nozzle hole closing direction;
(E) a fuel supply path for supplying high-pressure fuel from a high-pressure generator that generates high-pressure fuel to the nozzle chamber;
(F) a fuel introduction path that communicates with the fuel supply path, and allows high-pressure fuel to flow from the fuel supply path to the control chamber via the fuel introduction path;
(G) a fuel discharge path that communicates with the control chamber, and discharges fuel from the control chamber through the fuel outflow path;
(H) a first control valve installed in the fuel discharge path to open and close the fuel outflow passage;
(I) a second control valve that is installed in the fuel introduction path and opens and closes the fuel introduction path;
(J) a housing that slidably supports the needle and that surrounds the periphery of the control chamber in a circumferential direction;
By closing or opening the first control valve to increase or decrease the fuel pressure in the control chamber, the needle is closed or opened to perform fuel injection control, and the first control valve is opened. In the fuel injection device for closing the fuel introduction flow path by closing the second control valve at the time of valve,
The fuel outflow channel has a communication channel communicating with the control chamber, and an intermediate channel communicating with the communication channel,
The communication flow path has a throttle portion that communicates the control chamber and the intermediate flow path, and narrows the cross-sectional area of the communication flow path,
The second control valve has a valve in which the throttle portion is formed,
The needle has a valve guide for guiding the valve in its reciprocating direction,
The housing has a peripheral wall surface surrounding the valve in the circumferential direction;
The valve has a sliding surface that forms a sliding portion with the valve guide, and an outer surface facing the gap with the peripheral wall surface,
In the fuel introduction path, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, high-pressure fuel is supplied from the fuel supply path to the control chamber through the fuel introduction path and the gap. When the first path to be introduced and the first control valve are closed and the second control valve is opened, the fuel is introduced from the fuel supply path by bypassing the throttle portion and the sliding portion. A second path through which high-pressure fuel flows into the intermediate flow path via the flow path;
When the first control valve is opened and the second control valve is closed, the fuel discharge path bypasses the sliding portion and passes from the control chamber to the communication flow path and the intermediate flow path. A fuel injection device having a path for discharging fuel through
前記ニードルは、前記制御室内の燃料圧力を受ける燃料受圧部、およびこの燃料受圧部より軸線方向の一端側まで軸線方向に突出する軸方向凸部を有し、
前記バルブは、前記燃料受圧部との間に前記制御室を隔てて対向する対向端面を有し、 前記バルブの内部には、前記対向端面で開口し、この開口側から奥側まで軸線方向に延びる軸方向凹部が設けられていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
The needle has a fuel pressure receiving portion that receives fuel pressure in the control chamber, and an axial convex portion that protrudes in the axial direction from the fuel pressure receiving portion to one end side in the axial direction.
The valve has an opposing end face that faces the fuel pressure receiving portion with the control chamber therebetween, and the valve is opened at the opposing end face in an axial direction from the opening side to the back side. A fuel injection device comprising an extending axial recess.
前記バルブガイドは、前記軸方向凸部の外周に設けられており、
前記バルブの摺動面は、前記軸方向凹部の内周に設けられており、
前記摺動部は、前記軸方向凸部の外周面と前記バルブの摺動面との間に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 2, wherein
The valve guide is provided on the outer periphery of the axial convex portion,
The sliding surface of the valve is provided on the inner periphery of the axial recess,
The fuel injection device, wherein the sliding portion is formed between an outer peripheral surface of the axial convex portion and a sliding surface of the valve.
前記連通流路は、前記絞り部を介して、前記制御室と前記中間流路とを連通する流路として使用されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 2 or 3,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the communication flow path is used as a flow path that connects the control chamber and the intermediate flow path via the throttle portion.
前記連通流路は、前記軸方向凸部の先端面から前記燃料受圧部側に向けて前記ニードルの軸線方向に延びる軸方向孔、および前記摺動部の延長線上に位置する前記軸方向凸部の外周面と前記軸方向孔とを連通する連通ポートを有し、
前記連通ポートは、前記軸方向凸部の外周面で前記制御室に臨むように開口した開口部を有し、
前記軸方向孔は、前記連通ポートと前記絞り部とを連通する流路として使用されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 2 to 4,
The communication channel includes an axial hole extending in the axial direction of the needle from the tip surface of the axial convex portion toward the fuel pressure receiving portion, and the axial convex portion positioned on an extension line of the sliding portion. A communication port that communicates the outer peripheral surface of the shaft and the axial hole,
The communication port has an opening that opens to face the control chamber on the outer peripheral surface of the axial convex portion,
The fuel injection apparatus according to claim 1, wherein the axial hole is used as a flow path that connects the communication port and the throttle portion.
(b)内部の燃料が前記ニードルに噴孔開弁方向の力を加えるノズル室と、
(c)内部の燃料が前記ニードルに噴孔閉弁方向の力を加える制御室と、
(d)前記ニードルを噴孔閉弁方向に付勢するニードル付勢手段と、
(e)高圧燃料を発生させる高圧発生部から前記ノズル室に高圧燃料を供給する燃料供給経路と、
(f)この燃料供給経路に連通する燃料導入流路を有し、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路を経て前記制御室に高圧燃料を流入させる燃料導入経路と、
(g)前記制御室に連通する燃料流出流路を有し、前記制御室から前記燃料流出流路を経て燃料を排出させる燃料排出経路と、
(h)この燃料排出経路に設置されて、前記燃料流出流路を開閉する第1制御弁と、
(i)前記燃料導入経路に設置されて、前記燃料導入流路を開閉する第2制御弁と、
(j)前記ニードルを摺動自在に支持すると共に、前記制御室の周囲を周方向に取り囲むハウジングと
を備え、
前記第1制御弁を閉弁または開弁して前記制御室内の燃料圧力を増減することで、前記ニードルを閉弁または開弁させて燃料の噴射制御を行うと共に、前記第1制御弁の開弁時に前記第2制御弁を閉弁して前記燃料導入流路を閉鎖する燃料噴射装置において、
前記燃料流出流路は、前記制御室に連通する連通流路、およびこの連通流路に連通する中間流路を有し、
前記連通流路は、前記制御室と前記中間流路とを連通すると共に、前記連通流路の流路断面積を絞る絞り部を有し、
前記第2制御弁は、内部に前記絞り部が形成されたバルブを有し、
前記ハウジングは、前記バルブをその往復移動方向にガイドするバルブガイド、および前記バルブの周囲を周方向に取り囲む周壁面を有し、
前記バルブは、前記バルブガイドとの間に摺動部を形成する摺動面、前記バルブガイドとの間に、前記燃料導入流路と前記中間流路とを連通する流路として使用される軸方向隙間を隔てて対向すると共に、前記バルブの軸線方向に延びる軸方向溝、および前記周壁面との間にギャップを隔てて対向する外側面を有し、
前記燃料導入経路は、前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した際に、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路、前記ギャップを経て前記制御室に高圧燃料を流入させる第1経路、および前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した際に、前記絞り部と前記摺動部を迂回して、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路、前記軸方向隙間を経て前記中間流路に高圧燃料を流入させる第2経路を有し、
前記燃料排出経路は、前記第1制御弁が開弁し、前記第2制御弁が閉弁した際に、前記摺動部を迂回して、前記制御室から前記連通流路、前記中間流路を経て燃料を排出させる経路を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 (A) a needle that opens and closes a nozzle hole for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine;
(B) a nozzle chamber in which the internal fuel applies a force in the nozzle opening direction to the needle;
(C) a control chamber in which the internal fuel applies a force in the direction of closing the nozzle hole to the needle;
(D) needle urging means for urging the needle in the nozzle hole closing direction;
(E) a fuel supply path for supplying high-pressure fuel from a high-pressure generator that generates high-pressure fuel to the nozzle chamber;
(F) a fuel introduction path that communicates with the fuel supply path, and allows high-pressure fuel to flow from the fuel supply path to the control chamber via the fuel introduction path;
(G) a fuel discharge path that communicates with the control chamber, and discharges fuel from the control chamber through the fuel outflow path;
(H) a first control valve installed in the fuel discharge path to open and close the fuel outflow passage;
(I) a second control valve that is installed in the fuel introduction path and opens and closes the fuel introduction path;
(J) a housing that slidably supports the needle and that surrounds the periphery of the control chamber in a circumferential direction;
By closing or opening the first control valve to increase or decrease the fuel pressure in the control chamber, the needle is closed or opened to perform fuel injection control, and the first control valve is opened. In the fuel injection device for closing the fuel introduction flow path by closing the second control valve at the time of valve,
The fuel outflow channel has a communication channel communicating with the control chamber, and an intermediate channel communicating with the communication channel,
The communication flow path has a throttle portion that communicates the control chamber and the intermediate flow path, and narrows the cross-sectional area of the communication flow path,
The second control valve has a valve in which the throttle portion is formed,
The housing has a valve guide for guiding the valve in a reciprocating direction thereof, and a peripheral wall surface surrounding the periphery of the valve in a circumferential direction,
The valve is a sliding surface that forms a sliding portion with the valve guide, and a shaft that is used as a flow path that connects the fuel introduction flow path and the intermediate flow path between the valve guide and the valve guide. An axial groove extending in the axial direction of the valve, and an outer surface facing the gap with a gap between the circumferential wall and the axial groove
In the fuel introduction path, when the first control valve is closed and the second control valve is opened, high-pressure fuel is supplied from the fuel supply path to the control chamber through the fuel introduction path and the gap. When the first path to be introduced and the first control valve are closed and the second control valve is opened, the fuel is introduced from the fuel supply path by bypassing the throttle portion and the sliding portion. A second path through which high-pressure fuel flows into the intermediate flow path through the flow path and the axial gap;
When the first control valve is opened and the second control valve is closed, the fuel discharge path bypasses the sliding portion and passes from the control chamber to the communication flow path and the intermediate flow path. A fuel injection device having a path for discharging fuel through
前記ハウジングは、内部に第1収容凹部が形成された第1バルブボディ、および内部に第2収容凹部が形成された第2バルブボディを有し、
前記バルブは、前記第1収容凹部内に往復摺動自在に収容される第1胴体部、および前記第2収容凹部内に往復移動自在に収容される第2胴体部を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 6, wherein
The housing has a first valve body having a first receiving recess formed therein, and a second valve body having a second receiving recess formed therein,
The valve includes a first body portion that is slidably reciprocally accommodated in the first housing recess, and a second body portion that is reciprocally movable in the second housing recess. A fuel injection device.
前記バルブガイドは、前記第1収容凹部の内周に設けられており、
前記バルブの摺動面は、前記第1胴体部の外周に設けられており、
前記摺動部は、前記第1収容凹部の内周面と前記第1胴体部の摺動面との間に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 7, wherein
The valve guide is provided on the inner periphery of the first receiving recess,
The sliding surface of the valve is provided on the outer periphery of the first body part,
The fuel injection device, wherein the sliding portion is formed between an inner peripheral surface of the first housing recess and a sliding surface of the first body portion.
前記連通流路は、前記バルブの軸線方向に延びる軸方向孔、および前記第1胴体部の摺動面と前記軸方向孔とを連通する連通ポートを有し、
前記連通ポートは、前記第1胴体部の摺動面で開口した開口部を有し、前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した時のみ、前記燃料導入流路または前記ギャップと前記軸方向孔とを連通する流路として使用されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 7 or 8,
The communication flow path has an axial hole extending in the axial direction of the valve, and a communication port that connects the sliding surface of the first body portion and the axial hole,
The communication port has an opening that opens at the sliding surface of the first body portion, and the fuel introduction passage is only when the first control valve is closed and the second control valve is opened. Or it is used as a flow path which connects the said gap and the said axial direction hole, The fuel-injection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記絞り部は、前記連通ポートの開口部よりも前記中間流路側に形成されており、
前記軸方向孔は、前記制御室と前記絞り部とを連通する流路として使用されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 9, wherein
The narrowed portion is formed closer to the intermediate flow path than the opening of the communication port,
The fuel injection apparatus according to claim 1, wherein the axial hole is used as a flow path that connects the control chamber and the throttle portion.
前記燃料導入経路は、前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した際に、前記燃料供給経路から前記燃料導入流路、前記連通ポート、前記軸方向孔を経て前記制御室に高圧燃料を流入させる第3経路を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 10, wherein
When the first control valve is closed and the second control valve is opened, the fuel introduction path passes through the fuel introduction path, the communication port, and the axial hole from the fuel supply path. A fuel injection device having a third path through which high-pressure fuel flows into the control chamber.
前記燃料排出経路は、前記第1制御弁が開弁し、前記第2制御弁が閉弁した際に、前記摺動部を迂回して、前記制御室から前記軸方向孔、前記絞り部、前記中間流路を経て燃料を排出させる経路を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 9 or 10,
The fuel discharge path bypasses the sliding portion when the first control valve is opened and the second control valve is closed, and from the control chamber, the axial hole, the throttle portion, A fuel injection device having a path for discharging fuel through the intermediate flow path.
前記絞り部の流路断面積は、前記軸方向隙間の断面積の総和よりも小さく設定されていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 10 to 12,
The fuel injection device according to claim 1, wherein a flow path cross-sectional area of the throttle portion is set smaller than a sum of cross-sectional areas of the axial gaps.
前記絞り部は、前記連通ポートの開口部よりも前記制御室側に形成されており、
前記軸方向孔は、前記絞り部と前記中間流路とを連通する流路として使用されることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 9, wherein
The throttle portion is formed on the control chamber side with respect to the opening portion of the communication port,
The fuel injection apparatus according to claim 1, wherein the axial hole is used as a flow path that connects the throttle portion and the intermediate flow path.
前記燃料導入経路は、前記第1制御弁が閉弁し、前記第2制御弁が開弁した際に、前記絞り部と前記摺動部を迂回して、前記燃料導入流路から前記連通ポート、前記軸方向孔を経て前記中間流路に高圧燃料を流入させる第3経路を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 14, wherein
When the first control valve is closed and the second control valve is opened, the fuel introduction path bypasses the throttle portion and the sliding portion, and connects the communication port to the communication port. A fuel injection device comprising a third path through which high-pressure fuel flows into the intermediate flow path through the axial hole.
前記燃料排出経路は、前記第1制御弁が開弁し、前記第2制御弁が閉弁した際に、前記摺動部を迂回して、前記制御室から前記絞り部、前記軸方向孔、前記中間流路を経て燃料を排出させる経路を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 14 or 15,
The fuel discharge path bypasses the sliding portion when the first control valve is opened and the second control valve is closed, and the throttle portion, the axial hole, A fuel injection device having a path for discharging fuel through the intermediate flow path.
前記第1バルブボディは、前記第1胴体部の周囲を周方向に取り囲むバルブボディであって、
前記第2バルブボディは、前記制御室および前記第2胴体部の周囲を周方向に取り囲むシリンダであって、
前記バルブガイドは、前記シリンダと別部品よりなる前記バルブボディに設けられていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 7 to 16,
The first valve body is a valve body that surrounds the periphery of the first body portion in the circumferential direction,
The second valve body is a cylinder that circumferentially surrounds the control chamber and the second body part,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the valve guide is provided in the valve body made of a separate part from the cylinder.
前記摺動部の断面積の総和は、前記絞り部の流路断面積よりも小さく設定されていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 17,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the sum of the cross-sectional areas of the sliding portions is set to be smaller than a flow passage cross-sectional area of the throttle portion.
前記絞り部の流路断面積は、前記ギャップの断面積の総和よりも小さく設定されていることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5, and 14 to 16.
The fuel injection device according to claim 1, wherein a flow path cross-sectional area of the throttle portion is set to be smaller than a sum of cross-sectional areas of the gaps.
前記バルブは、前記燃料導入流路に連通する弁孔を閉鎖、開放する弁体であって、
前記第2制御弁は、前記バルブを弁孔閉弁方向に付勢するバルブ付勢手段を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to any one of claims 1 to 19,
The valve is a valve body that closes and opens a valve hole communicating with the fuel introduction channel,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the second control valve includes valve urging means for urging the valve in a valve hole closing direction.
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