JPH06147050A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射弁の燃料通路に生じる圧力脈動を良
好に低減させ、パイロット噴射の直後に安定したメイン
噴射を行うことができる燃料噴射装置を提供する。 【構成】 パイロット噴射とメイン噴射を実施すると、
パイロット噴射終了時に高圧燃料は第２燃料通路４８か
ら環状溝３３を巡って供給通路９を通り制御室３４に流
入する。これにより、制御室３４内に圧力脈動が生じ
る。三方電磁弁１に設けられる供給通路９は３本であ
り、燃料噴射弁３０に設けられる第２燃料通路４８は１
本であって、この間を環状溝３３により連通している。
従って、第２燃料通路４８から制御室３４に至るまでの
燃料経路が３種類生じ、しかもその長さがそれぞれ異な
る。長さの異なる燃料経路毎に圧力脈動の周波数が異な
り、脈動に対する相殺効果が生じて圧力脈動の減衰が促
進され、パイロット噴射直後のメイン噴射を安定させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にメイン噴射の直前
にパイロット噴射を行う内燃機関の燃料噴射装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−２５３０７２号公報には、内
燃機関に用いて燃料の噴射時期や噴射量を制御するのに
好適な三方電磁弁の具体的構成が開示されている。この
三方電磁弁は、弁本体に形成した嵌装孔にアウタバルブ
を摺動自在に嵌装するとともに、該アウタバルブにイン
ナバルブを摺動自在に嵌装した構成を有し、嵌装孔内で
のアウタバルブの摺動とアウタバルブ内でのインナバル
ブの摺動により、供給ポート、制御ポート及び排出ポー
ト間の流体通路を切り換えて、高圧燃料を制御してい
る。そして、弁本体に円周方向で等角度間隔に形成した
複数本の供給通路を、前記供給ポートに連通させてい
る。一方、コモンレールと称される一種のサージタンク
に高圧燃料を蓄圧し、上記構成の三方電磁弁を用い燃料
噴射弁の開閉により、高圧燃料をエンジンに噴射供給す
る蓄圧式燃料噴射装置がある。この蓄圧式燃料噴射装置
において、上記三方電磁弁の２回駆動によるパイロット
噴射とメイン噴射を実施した場合、パイロット噴射終了
時に制御室内に圧力脈動が発生する。

【０００３】尚、パイロット噴射とはメイン噴射の直前
に微少の燃料を噴射することを云い、これを火種として
メイン噴射の燃焼をゆるやかに行って、着火時の一気燃
焼によるＮｏｘの発生を低減するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記三方電磁弁は供給
ポートに連通する供給通路が円周方向で等角度間隔に複
数本形成されているので、前記制御ポートと排出ポート
が連通したときに、前記燃料噴射弁の燃料通路から制御
室に至るまでの高圧燃料通路が複数本となり、しかもそ
の複数本の高圧燃料通路の長さが等しくなる。このた
め、前記制御室内に発生する圧力脈動のパターンが、前
記複数本の高圧燃料通路で同一のパターンとなり、制御
室内の圧力脈動の減衰に時間が掛かり、パイロット噴射
に続くメイン噴射が安定しないという問題点がある。本
発明は上記問題点を解決するためになされたもので、燃
料噴射弁の燃料通路に生じる圧力脈動を良好に減衰さ
せ、パイロット噴射の直後に安定したメイン噴射を行う
ことができる燃料噴射装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の燃料噴射装置は、燃料噴射孔を開閉するニード
ル弁と、前記燃料噴射孔に連通して前記ニードル弁を開
弁方向に付勢するとともに、前記ニードル弁の開弁時に
前記燃料噴射孔から噴射する燃料を蓄える燃料溜まり室
と、該燃料溜まり室に高圧燃料を導入する導入通路と、
前記ニードル弁を閉弁方向に付勢する燃料が蓄えられる
制御室と、電磁コイルと、この電磁コイルから発生する
電磁力により駆動され、前記制御室を高圧燃料通路と低
圧燃料通路とに切り換えて連通し、前記燃料溜まり室内
の燃料による前記ニードル弁付勢力と前記制御室内の燃
料による前記ニードル弁付勢力の大小関係を切り換える
切り換え弁とを有する電磁弁とを備え、前記高圧燃料通
路は、それぞれが前記制御室に連通する長さの異なる複
数の通路から構成されていることを特徴とする。

【０００６】

【発明の作用及び効果】上記構成の燃料噴射装置は、電
磁弁の電磁コイルから発生する電磁力により切り換え弁
が制御室を高圧燃料通路と低圧燃料通路とに切り換えて
連通し、燃料溜まり室内の燃料によるニードル弁付勢力
と前記制御室内の燃料による前記ニードル弁付勢力の大
小関係を切り換えて、燃料噴射孔からの高圧燃料の噴射
を制御する。このとき、前記制御室に連通する複数の高
圧燃料通路の長さがそれぞれ異なるから、制御室で発生
する圧力脈動の周波数の相違による相殺効果により、前
記圧力脈動の減衰が促進されパイロット噴射直後のメイ
ン噴射を安定させることができる。

【０００７】

【実施例】

（第１実施例）第１実施例の燃料噴射装置は、三方電磁
弁１と燃料噴射弁３０とから構成されている。先ず三方
電磁弁１の構成を説明する。第１図において、２は三方
電磁弁１の弁本体であり中央に摺動孔３を穿設し、該摺
動孔３の孔壁に略等角度間隔で３個の供給ポート４を形
成する。また摺動孔３に連続する縦方向に制御ポート
５、横方向に排出ポート６をそれぞれ形成し、その両ポ
ート５，６間を連通路７により連通する。さらに弁本体
２には、前記供給ポート４に連通する環状のリセス８
と、高圧燃料を供給ポート４に供給する３本の供給通路
９とを形成する。前記排出ポート６には低圧燃料通路で
ある排出通路１０を連設し、その排出通路１０を分岐し
た分岐通路１１の一端を弁本体２の上面に開口する。前
記３本の供給通路９は、弁本体２の下面２ａに開口し
て、後述する燃料噴射弁３０の弁本体３１の上面３１ａ
に形成される環状溝３３に連通するようにする。

【０００８】前記摺動孔３には、アウターバルブ１２が
摺動自由に嵌装され、前記制御ポート５の縁部に設けた
弁座５ａに接離する。アウターバルブ１２には後記する
電磁コイル２１に対応するアーマチャ１３が形成され
る。また、このアウターバルブ１２には、インナーバル
ブ１４を嵌装する嵌装孔１５が穿設され、その嵌装孔１
５は部屋１６を連設するとともに通路１７により、前記
制御ポート５と連通する。前記部屋１６と通路１７の間
にはインナーバルブ１４が接離する弁座１８を形成す
る。さらに高圧燃料を部屋１６へ導く通路１９を前記摺
動孔３に設けた環状リセス８に合致させて、円周方向で
ほぼ等角度間隔に複数本形成する。

【０００９】前記弁本体２の上面には、リング状スペー
サ２０を介して電磁コイル２１を巻装したソレノイド２
２を配設し、該ソレノイド２２と前記アウターバルブ１
２間にリターンスプリング２３を掛ける。そして、弁本
体２の下端部に螺合した締結リング２４の外周に、締結
スリーブ２５を螺合して弁本体２、リング状スペーサ２
０及びソレノイド２２を一体的に締結固定する。

【００１０】次に燃料噴射弁３０の構成を説明する。弁
本体３１には軸方向の中心を貫通する貫通孔３２が設け
られ、その貫通孔３２が開口する弁本体３１の上面３１
ａに環状溝３３が形成されている。そして、貫通孔３２
の一端部に制御室３４が設けられる。制御室３４には、
制御弁３５とピストン３６が配設され両者にスプリング
３７が掛けられている。ピストン３６に連結した弁押圧
杆３８の先端部のフランジと、前記貫通孔３２の拡径段
部とにスプリング３９が掛けられている。弁本体３１の
先端には、該弁本体３１の先端部に螺合する締結スリー
ブ４０により、ノズルボディ４１が連接固定されてい
る。

【００１１】ノズルボディ４１の先端には、燃料噴射孔
４２と、該燃料噴射孔４２に連通する燃料溜まり室４３
とが形成されている。そして、燃料噴射孔４２は前記弁
押圧杆３８に連結したニードル弁４４により閉じられて
いる。また、前記弁本体３１には燃料導入嘴４５が形成
され、該燃料導入嘴４５に連通し斜めに下がる導入通路
４６が穿設されている。該導入通路４６からは、前記ノ
ズルボディ４１の燃料溜まり室４３に連通する第１燃料
通路４７と、前記環状溝３３に開口する第２燃料通路４
８とが分岐される。

【００１２】上記構成の燃料噴射弁３０は、弁本体３１
の上端部を前記三方電磁弁１の下端部に螺合した締結リ
ング２４に螺合し、三方電磁弁１の弁本体２の下面２ａ
と、弁本体３１の上面３１ａとを当接して一体的に締結
固定して、燃料噴射装置を構成する。これにより、燃料
噴射弁３０の第２燃料通路４８と、三方電磁弁１の３本
の供給通路９とが環状溝３３を介して連通する。また、
制御ポート５と制御室３４とが連通する。

【００１３】上記第１実施例の燃料噴射装置の作動を説
明する。電磁コイル２１への通電により、アウターバル
ブ１２が吸引され制御ポート５と排出ポート６が連通
し、インナーバルブ１４により供給ポート４から制御ポ
ート５への高圧燃料の供給が遮断されると、制御室３４
の高圧燃料が排出ポート６から流出して、制御室３４内
の圧力が低下する。このため、燃料導入嘴４５から導入
通路４６に導入され第１燃料通路４７を通って、ノズル
ボディ４１の燃料溜まり室４３に充填される高圧燃料の
圧力により、ニードル弁４４がスプリング３９の弾力に
抗して押し上げられ、燃料噴射孔４２を開き高圧燃料を
噴射する。

【００１４】電磁コイル２１への通電が断たれると、ア
ウターバルブ１２が弁座５ａに着座して制御ポート５と
排出ポート６の連通を遮断し、インナーバルブ１４が弁
座１８から離脱して供給ポート４と制御ポート５とを連
通する。これにより、制御室３４へ高圧燃料が一気に流
入して、制御室３４内の圧力が瞬時上昇し、ピストン３
６が弁押圧杆３８を押し下げるので、ニードル弁４４が
燃料噴射孔４２を閉じ、高圧燃料の噴射を瞬断する。

【００１５】上記実施例においてパイロット噴射とメイ
ン噴射を実施すると、パイロット噴射終了時に高圧燃料
は第２燃料通路４８から環状溝３３を巡って供給通路９
を通り制御室３４に流入する。これにより、制御室３４
内に圧力脈動が生じる。三方電磁弁１に設けられる供給
通路９は３本であり、燃料噴射弁３０に設けられる第２
燃料通路４８は１本であって、この間を環状溝３３によ
り連通している。従って、第２燃料通路４８から制御室
３４に至るまでの高圧燃料通路が３種類生じ、しかもそ
の長さがそれぞれ異なる。長さの異なる高圧燃料通路毎
に圧力脈動の周波数が異なり、脈動に対する相殺効果が
生じて圧力脈動の減衰を速め、パイロット噴射直後のメ
イン噴射を安定させることができる。

【００１６】図４にその圧力脈動の減衰態様を示す。図
中(イ)は３本の高圧燃料通路の長さが等しい従来例の制
御室３４内の圧力の時間推移を示し、図中(ロ)は第１実
施例の制御室３４内の圧力の時間推移を示す。また、図
中(ハ)、(ニ)、(ホ)は、高圧燃料通路の長い順にその高
圧燃料通路内の圧力の時間推移を示したものである。ニ
ードル弁４４が閉じた時点から△ｔ経過したときの、制
御室３４内の圧力脈動は、前記図中(ロ)に示すように本
実施例の場合が従来例(イ)よりも顕著に収束する。

【００１７】図５に上記第１実施例の変形例を示す。三
方電磁弁１に設ける供給通路として第１実施例と同様の
傾斜状の供給通路９と、中心軸線と平行な供給通路９′
とを設けたものである。これにより、供給通路９及び
９′の長さが異なって、第１燃料通路４７から制御室３
４までの高圧燃料通路の長さの差が大きくなる。その他
の構成は第１実施例と同様である。

【００１８】（第２実施例）図６により第２実施例を説
明する。三方電磁弁１は前記第１実施例と同一構成であ
る。燃料噴射弁３０の弁本体３１には、燃料導入嘴４５
に連通し斜めに下がる導入通路４６′が、貫通孔３２を
避けて穿設されている。該導入通路４６′からは、前記
ノズルボディ４１の燃料溜まり室４３に連通する第１燃
料通路４７′と、前記環状溝３３に開口する第２燃料通
路４８′及び該第２燃料通路４８′より長い第３燃料通
路４９とが分岐される。従って、第２燃料通路４８′→
環状溝３３→供給通路９→制御室３４の高圧燃料通路
と、第３燃料通路４９→環状溝３３→供給通路９→制御
室３４の高圧燃料通路とではその長さを大きく異ならせ
ることができる。また、図７に示すように三方電磁弁１
の供給通路９を１本のみとして、制御室３４に至る高圧
燃料通路の長さを異ならすこともできる。従って、第１
実施例と同様、長さの異なる高圧燃料通路が形成される
ことにより、該高圧燃料通路毎に圧力脈動の周波数が異
なり、脈動に対する相殺効果が生じて圧力脈動の減衰を
速め、パイロット噴射直後のメイン噴射を安定させるこ
とが可能となる。

【００１９】上記第１及び第２実施例では、燃料噴射弁
３０に形成した環状溝３３を介して、３本の供給通路９
と第２燃料通路４８若しくは第２及び第３燃料通路４
８′,４９とを連通させている。従って、三方電磁弁１
と燃料噴射弁３０とを一体的に締結固定する場合に、各
供給通路９と燃料通路４８、４８′及び４９とを位置決
め治具を用いて位置合わせをする必要がなく、締結固定
作業を効率的に行うことができる利点がある。また、前
記三方電磁弁１に設ける供給通路及び燃料噴射弁３０に
設ける燃料通路の本数は、上記実施例の本数に限定され
るものではない。また、環状溝３３は三方電磁弁１の弁
本体２の下面２ａに設けてもよく、弁本体２と燃料噴射
弁３０の当接端面の双方に設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の燃料噴射装置の略上半分を示す断
面図である。

【図２】第１実施例の燃料噴射装置の略下半分を示す断
面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】制御室内及び高圧燃料通路内の圧力の時間推移
を示すグラフである。

【図５】第１実施例の変形実施例を示す要部の断面図で
ある。

【図６】第２実施例の燃料噴射装置の要部を示す断面図
である。

【図７】第２実施例の変形実施例を示す要部の断面図で
ある。

【符号の説明】

１...三方電磁弁 ４...供給ポート ５...制御ポート
６...排出ポート ９,９′...供給通路 １０...排出
通路 １２...アウターバルブ １４...インナーバルブ
２１...電磁コイル ３０...燃料噴射弁 ３４...制
御室 ４２...燃料噴射孔 ４３...燃料溜まり室 ４
４...ニードル弁 ４６...導入通路 ４８,４８′...第
２燃料通路 ４９...第３燃料通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、前
   記燃料噴射孔に連通して前記ニードル弁を開弁方向に付
   勢するとともに、前記ニードル弁の開弁時に前記燃料噴
   射孔から噴射する燃料を蓄える燃料溜まり室と、該燃料
   溜まり室に高圧燃料を導入する導入通路と、前記ニード
   ル弁を閉弁方向に付勢する燃料が蓄えられる制御室と、
   電磁コイルと、この電磁コイルから発生する電磁力によ
   り駆動され、前記制御室を高圧燃料通路と低圧燃料通路
   とに切り換えて連通し、前記燃料溜まり室内の燃料によ
   る前記ニードル弁付勢力と前記制御室内の燃料による前
   記ニードル弁付勢力の大小関係を切り換える切り換え弁
   とを有する電磁弁とを備え、前記高圧燃料通路は、それ
   ぞれが前記制御室に連通する長さの異なる複数の通路か
   ら構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。