JPH07310622A - 燃料インジェクタのシャッタ制御用計量バルブ - Google Patents
燃料インジェクタのシャッタ制御用計量バルブInfo
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- JPH07310622A JPH07310622A JP6324264A JP32426494A JPH07310622A JP H07310622 A JPH07310622 A JP H07310622A JP 6324264 A JP6324264 A JP 6324264A JP 32426494 A JP32426494 A JP 32426494A JP H07310622 A JPH07310622 A JP H07310622A
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Abstract
排出量を最小限にすることができ、しかも信頼性の高い
内燃機関インジェクタのシャッタ制御用計量バルブを提
供する。 【構成】 制御室61を有するヘツド56で構成される燃料
インジェクタと、制御室61に加圧燃料を供給するための
供給伝導路62と、制御室61から燃料を排出するためのド
レーン伝導路63とで構成され、シャッタ28が燃料排出量
をかなり減らすために油圧を利用して供給伝導路62とド
レーン伝導路63とを分離する要素を具えている。
Description
ャッタ、特に内燃機関インジェクタのシャッタを制御す
るための計量バルブに関するものである。
加圧燃料供給伝導路と、制御室から燃料を排出するため
のドレーン伝導路を有する制御室で構成されている。ド
レーン伝導路は、通常電磁石の接極子によって閉じら
れ、電磁石が導通されると開放される。
ルブの効率を決めるパラメータはバルブからタンクへの
燃料の排出量と、ドレーン伝導路が閉じられた時のバル
ブの応答時間である。公知の計量バルブにおいては、ド
レーン伝導路が電磁石の全作動期間を通じて十分に開か
れたままになっており、その期間中に制御室の圧力が低
い水準にとどまっていることから、燃料の排出量はかな
り高くなる。さらにシャッタが閉じられる段階でのイン
ジェクタの応答速度は、制御室の圧力を回復するのに必
要な時間に依存して必然的にのろくなる。そして計量バ
ルブは、電磁石が作動して動かされると、シャッタ制御
ロッドが供給伝導路を部分的に閉じて、インジェクショ
ン中にタンクに循環される燃料の量を減少させる。しか
しながら、インジェクションの期間中、燃料が部分的に
閉じられた伝導路を通じて流れ続けているという意味で
は、達成される減少量は不十分であるという問題もあ
る。
燃機関インジェクタのシャッタを制御するための計量バ
ルブのもつ問題を解消し、各循環サイクル中に循環され
る燃料の排出量を最小限にすることができ、しかも信頼
性の高い内燃機関インジェクタのシャッタ制御用計量バ
ルブを提供することにある。
目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、制御
室(61)を有するヘッド(56)を具えている燃料インジェク
タと、制御室(61)に加圧燃料を供給するための供給伝導
路(62)と、制御室(61)から燃料を排出するためのドレー
ン伝導路(63)とで構成され、シャッタ(28)が、燃料排出
量をかなり減らすために油圧を利用して供給伝導路(62)
とドレーン伝導路(63)とを分離する要素を備えているこ
とを特徴とするものであり、請求項2に記載の発明は、
制御室(61)が供給伝導路(62)が配置されている第1円筒
形部分(71)を有し、付属部分(74)がシャッタ(28)を制御
する制御ロッド(8)の端部に配置されており、制御ロッ
ド(8)が第1円筒形部分(71)内に滑り込むようになって
いることを特徴とするものであり、請求項3に記載の発
明は、制御室(61)がドレーン伝導路(63)が配置されてい
る第2円筒形部分(72)も有し、付属部分(74)が水圧を利
用して第1,2円筒形部分(71,72)を分離するので、シ
ャッタ(28)を起動するために必要な時間が、ほぼ第2円
筒形部分(72)を加圧するのに必要な時間に限定されてい
ることを特徴とするものであり、請求項4に記載の発明
は、第2円筒形部分(72)が第1円筒形部分(71)と同軸
で、その直径が第1円筒形部分(71)に比較して小さくな
っており、付属部分(74)が制御ロッド(8)の円筒型付属
部で形成されていて、第1,2円筒形部分(71,72)間の
肩部に固定されていることを特徴とするものであり、請
求項4に記載の発明は、請求項5に記載の発明は、固定
された場合付属部分(74)が第1,2円筒形部分(71,72)
間の連通を遮断してしまうので、第1円筒形部分(71)内
の圧力が増大して、制御ロッド(8)を部分的に制動する
ことを特徴とするものであり、請求項6に記載の発明
は、ドレーン伝導路(63)が制御室(61)と同軸の第2円筒
形部分(72)に配置されており、供給伝導路(62)が第1円
筒形部分(71)で半径方向に配置されていることを特徴と
するものである。請求項7に記載の発明は、付属部分(7
4)が制御ロッド(8)と同軸で、制御ロッド(8)の上部に
環状面(76)を形成するような寸法になっていて、環状面
(76)に第1円筒形部分(71)の加圧燃料が作用して、環状
面(76)がシャッタ(28)を閉じることを特徴とするもので
ある。
制御室61は加圧されていて制御ロッド8は噴射オリフィ
ス11を閉じるシャッタ28と共に下向きに保持される。電
磁石42に電気が通じると、制御室61内の燃料圧力は低下
して計量バルブ40を開き、燃料をドレーン室60とタンク
に放出して、噴射室19内の燃料圧力はばね37による力に
打ち勝ってシャッタ28が持ち上がり、燃料が噴射室19内
に放出される。
する。図1の符号5は、例えば、ディーゼル内燃機関用
の燃料インジェクタを示しており、その内部で制御ロッ
ド8が滑動する軸方向凹部7を有する中空体6で構成さ
れている。その底部で中空体6は、制御ロッド8に接続
されたシャッタ28の先端によって閉じられる噴射オリフ
ィス11で終端しているノズル9に接続されている。中空
体6はまた1200バール程度の高圧燃料供給ポンプに接続
されたドレーン取入具16を取り囲む中空付属部分13を形
成しており、燃料は内部伝導路を通じて噴射室19に送り
こまれ、そして、シャッタ28は噴射室19内の加圧燃料が
作用する肩部29を形成している。圧縮ばね37はシャッタ
28を下方に作用させる。
り、計量バルブ40はさらに円盤状の接極子43を制御する
電磁石42を支持するための固定スリーブ41を有してい
る。電磁石42は中央の孔51と通常の励磁コイル47をつつ
んでいる環状シート45を有する固定コア46を有してい
る。固定スリーブ41にはドレーン取付具53をもつ円盤52
が一体的に連結され、ドレーン取付具53は固定コア46内
の軸方向の孔51と整列されて、燃料タンクに連結されて
いる。計量バルブ40はまた中空体6のシート内部に入れ
られ、軸方向凹部7と同軸でヘッド56の上部表面から固
定コア46の下部表面に向けて中空体6の内部で、軸方向
に伸びた底部ドレーン室60を下方に向けて形成している
ヘッド56を有している。ヘッド56はまた較正された半径
方向の供給伝導路62と、較正された軸方向のドレーン伝
導路63とを有している。供給伝導路62は環状室64および
本体内の半径方向伝導路66経由でドレーン伝導路63と連
通しており、制御室61の底部が制御ロッド8で形成され
ている。
てその面積が大きいので、燃料の圧力とばね37とが通常
制御ロッド8及びシャッタ28を、ノズル9のオリフィス
11を閉じる位置に保持する。制御室61のドレーン伝導路
63は、その上に接極子43のステム69が作用するボール67
で構成されるシャッタによって閉じられており、ドレー
ン室60は固定コア46の軸方向の孔51と連通していて、ド
レーン取付具53とも連通している。接極子43のステム69
は接極子戻しばね86を支承するフランジ82を有してい
る。
で、接極子43は図1の下向きの位置で戻しばね86によっ
て保持され、ステム69がボール67をドレーン伝導路63を
閉じる位置に保持し、制御室61は加圧されていてばね37
の作用と合わせて、肩部29の圧力を克服するので制御ロ
ッド8はオリフィス11を閉じるシャッタ28と共に下向き
に保持される。電磁石42に電気が通じると、接極子43が
持ち上げられてステム69がボール67を解放する。制御室
61内の燃料圧力は低下して計量バルブ40を開き、燃料を
ドレーン室60とタンクに放出して、噴射室19内の燃料圧
力はばね37による力に打ち勝ってシャッタ28が持ち上が
り、燃料が噴射室19内に放出される。電磁石42の導通が
切られると、接極子43が戻しばね86によって下方の位置
に戻され、したがって、ボール67がドレーン伝導路63を
閉じ、供給伝導路62から入ってくる加圧された燃料が制
御室61内の圧力を元のレベルに回復し、シャッタ28が下
方に戻ってオリフィス11を閉じる。
制御ロッド8の上端が軸方向に滑動する第1円筒形部分
71と、この第1円筒形部分71と同軸で、環状肩部73によ
ってそれから離されている第2円筒形部分72とを有して
いる。供給伝導路62は第1円筒形部分71のところに半径
方向に配置されており、ドレーン伝導路63は第2円筒形
部分72のところに軸方向に配置されている。制御ロッド
8の上端はその上に環状表面76が形成されている。制御
ロッド8と同軸でそれより直径が小さい円筒形の付属部
分74が形成されている。付属部分74は肩部73上に固定さ
れているので、第1,2円筒形部分71,72との間、及び
較正された供給伝導路62、63との間の油の流れを遮断す
る。
制御ロッド8の付属部分74は、各噴射サイクルにおける
計量バルブからタンクへの燃料の排出量を最小限にする
ように構成されている。これは制御ロッド8の付属部分
74が肩部73に安置されるまでは、基本的にはドレーン伝
導路63にそった燃料に限定されており、その後は排出は
ほとんど無視できる程度で、付属部分74と肩部73の間で
ろ過される燃料に限定されるので、放出中の総排出量は
基本的には放出フェーズの継続時間とは無関係である。
属部分74は徐々に第2円筒形部分72を閉じるので、それ
を油圧によって第1円筒形部分71から基本的に分離す
る。その結果、第1円筒形部分71の圧力は上昇し始め、
したがって制御ロッド8に制動効果を及ぼし、それによ
って制御ロッド8の移動の最後の衝撃と構成要素の摩耗
を減らす。
筒形部分72に発生し、一方燃料供給圧力よりわずかに低
い圧力が第1円筒形部分71に発生する。電磁石42の導通
が切られ、ボール67によってドレーン伝導路63が閉じら
れると、第2円筒形部分72の燃料圧力が上昇し始め、制
御ロッド8の環状面76の第1円筒形部分71の圧力及びば
ね37の作用と合わせて、付属部分74に作用するので、制
御ロッド8とシャッタ28を迅速に下げて、ノズル9のオ
リフィス11を閉じる。
と、制御ロッド8の応答時間が少なくとも20%減少する
ことがわかった。図3のグラフ“a”は、時間μsの関
数としての電磁石42の導通電流を示しており、継続曲線
“b”は制御室61の第2円筒形部分72の圧力をMPa
(メガパスカル)で示しており、そして点線による曲線
“c”は供給伝導路62とドレーン伝導路63を油圧で分離
しない従来のインジェクタの制御室61の圧力を示してい
る。この図からも明らかなように、曲線“b”の圧力は
曲線“c”と比較して、少なくとも20MPaの値δpだ
け大きな値で安定し、曲線“b”の部分“d”は第2円
筒形部分72の閉鎖に対応して、この部分で第2円筒形部
分72の圧力は最初やや下がるが、その後すぐに値Pに戻
される。そして部分“e”では、電磁石42の導通が切ら
れると、第2円筒形部分72の圧力が曲線“c”における
より、さらに迅速に回復される。
の関数としての、そしてcu.mm/μsによって示した、各
放出サイクルにおけるオリフィス11を通じて放出される
燃料の量を示しており、点線“g”は供給伝導路62とド
レーン伝導路63の油圧による分離が行われない場合のオ
リフィス11を通じて放出される燃料の量を示している。
この図からも分かるように、曲線“f”の最初の部分
“h”では曲線“g”と比較して給油の量がよりゆっく
り増大し、最後の部分“i”では電磁石の導通が切られ
ると、ドレーン伝導路63がより迅速に閉じられるので、
したがって、シャッタ28の閉じ時間がδtだけ減少す
る。
明、図示した計量バルブに変更を加えることができるの
は明らかである。例えば、制御室61は上に述べたものと
は違えて設計することも可能であるし、制御室61の第
1,2円筒形部分71,72の体積比率に変更を加えること
もできるし、さらに制御室61の、ドレーン伝導路63に隣
接した付属部分72を取り除くことも可能である。
に各放出サイクルでの燃料排出量を最小にし、第2に電
磁石42の導通が切られた時の制御ロッド8の応答時間を
減少し、第3に制御ロッド8を制動してその摩耗を減少
するという効果がある。
ジェクタの縦断面図である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 制御室(61)を有するヘッド(56)を具えて
いる燃料インジェクタと、制御室(61)に加圧燃料を供給
するための供給伝導路(62)と、制御室(61)から燃料を排
出するためのドレーン伝導路(63)とで構成され、シャッ
タ(28)が、燃料排出量をかなり減らすために油圧を利用
して供給伝導路(62)とドレーン伝導路(63)とを分離する
付属部分(74)を備えていることを特徴とする燃料インジ
ェクタのシャッタ制御用計量バルブ。 - 【請求項2】 制御室(61)が供給伝導路(62)が配置され
ている第1円筒形部分(71)を有し、付属部分(74)がシャ
ッタ(28)を制御する制御ロッド(8)の端部に配置されて
おり、制御ロッド(8)が第1円筒形部分(71)内に滑り込
むようになっていることを特徴とする請求項1に記載の
燃料インジェクタのシャッタ制御用計量バルブ。 - 【請求項3】 制御室(61)がドレーン伝導路(63)が配置
されている第2円筒形部分(72)も有し、付属部分(74)が
水圧を利用して第1,2円筒形部分(71,72)を分離する
ので、シャッタ(28)を起動するために必要な時間が、ほ
ぼ第2円筒形部分(72)を加圧するのに必要な時間に限定
されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料イン
ジェクタのシャッタ制御用計量バルブ。 - 【請求項4】 第2円筒形部分(72)が第1円筒形部分(7
1)と同軸で、その直径が第1円筒形部分(71)に比較して
小さくなっており、付属部分(74)が制御ロッド(8)の円
筒型付属部で形成されていて、第1,2円筒形部分(7
1,72)間の肩部(73)に固定されていることを特徴とする
請求項3に記載の燃料インジェクタのシャッタ制御用計
量バルブ。 - 【請求項5】 固定された場合付属部分(74)が第1,2
円筒形部分(71,72)間の連通を遮断してしまうので、第
1円筒形部分(71)内の圧力が増大して、制御ロッド(8)
を部分的に制動することを特徴とする請求項4に記載の
燃料インジェクタのシャッタ制御用計量バルブ。 - 【請求項6】 ドレーン伝導路(63)が制御室(61)と同軸
の第2円筒形部分(72)に配置されており、供給伝導路(6
2)が第1円筒形部分(71)で半径方向に配置されているこ
とを特徴とする請求項4又は5に記載の燃料インジェク
タのシャッタ制御用計量バルブ。 - 【請求項7】 付属部分(74)が制御ロッド(8)と同軸
で、制御ロッド(8)の上部に環状面(76)を形成するよう
な寸法になっていて、環状面(76)に第1円筒形部分(71)
の加圧燃料が作用して、環状面(76)がシャッタ(28)を閉
じることを特徴とする前記請求項のいずれか1項に記載
の燃料インジェクタのシャッタ制御用計量バルブ。
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JP (1) | JP3694542B2 (ja) |
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