JPH07324665A - 噴射量決定を行う間隙通路をチェックするための案内付き燃料噴射ノズル - Google Patents

噴射量決定を行う間隙通路をチェックするための案内付き燃料噴射ノズル

Info

Publication number
JPH07324665A
JPH07324665A JP7127927A JP12792795A JPH07324665A JP H07324665 A JPH07324665 A JP H07324665A JP 7127927 A JP7127927 A JP 7127927A JP 12792795 A JP12792795 A JP 12792795A JP H07324665 A JPH07324665 A JP H07324665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passage
guide
fuel injection
fuel
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7127927A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas G Ausman
ジー オースマン トーマス
Frederick A Camplin
エイ キャンプリン フレデリック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of JPH07324665A publication Critical patent/JPH07324665A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/466Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/462Delivery valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 燃料噴射量決定特性を有する燃料噴射ノズル
を開示する。 【構成】 燃料噴射ノズルは、少なくとも一個の燃料噴
射スプレーオリフィス70がスプレー先端64の底部に
形成された状態の盲ボア66と、このボアの上部に形成
された案内通路60とを形成するハウジング100を備
えている。ボアの噴射室76がオリフィスと案内通路と
の間に配置されている。燃料噴射通路62は、案内通路
と交わる。ニードルチェック84は、盲ボア内に摺動可
能に配置されており、第一位置と第二位置との間を動く
ようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射器に関する。
より詳細には、本発明は、高圧燃料噴射器に関する。
【0002】
【従来の技術】高圧燃料噴射器システムの例が、米国特
許第5、020、500号及び同第5、191、867
号に開示されている。高圧燃料噴射システムが設けられ
たエンジンは、最適な燃料噴射量を有する。ディーゼル
サイクルエンジンにおいて、最適な燃料噴射量は、噴射
量が徐々に上昇し、一定噴射量の期間を得たのち、急激
に減少する段階を有している。この特徴的な噴射量の変
化を形成する手段は、一般的に噴射量決定手段、或いは
噴射量決定装置と言われる。何故ならば、これらは、エ
ンジン燃料室への燃料噴射の体積量を決定するように用
いられるからである。燃料噴射器において、噴射量が徐
々に増加し、続いて急激に減少することは、燃焼室から
の粒子エミッションとノイズの双方を最低にするという
特定の利点を有している。燃料噴射ノズルは、典型的に
は、細長いキャビティ、即ち、第一軸線に沿った空隙を
有するハウジングを備えている。このキャビティは、第
一端部、即ち、噴射室と、第二端部、即ちばね室を有し
ており、これらの間には案内通路が配置されている。少
なくとも一個の噴射オリフィスが、キャビティの噴射室
と、燃料噴射器の外部の大気(例えば、エンジン燃焼
室)を流体的に接続する。ニードルチェックが、摺動可
能にキャビティ内に配置されており、噴射室内のキャビ
ティの第一端部に対してニードルチェックのシート部分
が着座し、噴射オリフィスを通る燃料通路をブロックす
ることになる第一端部と、ニードルが第一端部から離れ
て噴射オリフィスをブロックしない第二位置との間に直
線移動が行われるようになっている。
【0003】米国特許第5、191、867号の燃料噴
射器は、主として上述したように構成されている。キャ
ビティ内の案内通路は、ニードルチェックの案内部分と
摺動可能に接触している。キャビティの噴射室に導かれ
る加圧燃料の力は、バイアスばねよりも強く、チェック
を第一端部から離すようにする。米国特許第5、19
1、867号は、ノズル内に噴射量決定手段を設けるこ
とを教示していない。もっとも、この特許は少量の噴射
量決定手段を開示してはいるが、これは油圧作動式噴射
器に固有のものでしかない。米国特許第5、020、5
00号に開示された燃料噴射ノズルは、ニードルチェッ
クがこれのシート部分の近くにおいて摺動可能に接触す
る第一端部近傍に第二の案内通路を含んでいるという点
を除けば、米国特許第5、191、867号の噴射ノズ
ルとほぼ同じである。この第二の案内通路は、高圧流体
が噴射室に導かれる位置と噴射オリフィスを備えたキャ
ビティの第一端部との間に配置されている。燃料が噴射
オリフィスに到達するように、燃料は、最初にチェック
と第二案内通路との間でかなり絞られた流れ面積を通っ
て流れなければならず、キャビティの第一端部とチェッ
クとの間に充分な圧力を形成して、ニードルチェックに
作用する力を抵抗ばねよりも強くすることができる。チ
ェックが所定の高さまで部分的に持ち上げられると、ニ
ードルと第二案内通路との間により大きな流れ面積を備
えた拡径された通路が開き、高圧燃料源とキャビティの
第一端部との間でより直接的な流体連通が行われるよう
になる。この点の作動において、オリフィスを通る燃料
噴射量が増大する。これは、噴射量決定とみなされるオ
リフィスに到達する燃料量を選択的に変える。しかしな
がら、米国特許第5、020、500号によって開示さ
れた噴射室と案内通路の構造のうち、特に、第二の案内
通路は、大量生産用の工作機械で、必要な精度を有する
ように形成することは比較的困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】第一端部近傍の第二案
内通路を用いることなく、チェックが所定のリフト高さ
に到達するまでチェックキャビティの案内通路とチェッ
クの案内部分との間の燃料の流れを最初に制限すること
により得られる噴射量決定特性を有する燃料噴射ノズル
を形成することが望ましい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様におい
て、ノズルハウジングとニードルチェックを備えた燃料
噴射ノズルを開示する。ノズルハウジングは、底部分に
おいて少なくとも一つのオリフィスと、上部分において
案内通路とを有する盲ボアを備えている。ボアの噴射室
部分がオリフィスと案内通路との間に配置されている。
燃料噴射通路は、案内通路と交わっている。ニードルチ
ェックが盲ボア内に摺動可能に配置されており、第一位
置と第二位置との間を動くようになっている。第一位置
において、チェックのシート部分は、ボアの底部分に対
向して配置される。第一位置において、案内通路ととも
にチェックの案内部分が、これを流れる流量を制限する
第一の流れ面積を形成する。第二位置において、チェッ
クのシート部分は、ボアの底部分から離れており、案内
部分と案内通路は第一流体流れ面積よりも大きく、そこ
を通過する流体の流れの制限がかなり小さい第二流体流
れ面積を形成する。本発明は、ボアの底部分に近い方に
案内通路を設けることなく、複数の段階の燃料噴射量を
決定する燃料噴射ノズルを開示する。ニードルチェック
と案内通路との間の流れ面積は、噴射室を通る流体の噴
射量を実質的に制御し、二つの大きさの間で変更可能で
ある。第一の流れ面積と第二の流れ面積との間の変更
は、チェックの軸線方向の変位とともに生じる。チェッ
クが第一位置にあるときに、第一の流れ面積は、最初の
噴射段階において排出通路から少なくとも一つのスプレ
ーオリフィスに到達する流れを制御する。チェックが第
二位置にあるときに、第二の流れ面積は、より大きく、
燃料がかなり高い圧力でオリフィスに到達できるように
なっており、ノズルを通る噴射量はより大きくなる。案
内通路が、スプレーオリフィスの反対側のノズルハウジ
ングの一端に配置されており、一般的にはノズルをより
形成し易くし、特に案内通路を形成し易くする。
【0006】ノズルハウジングには、絞りオリフィス、
即ち排出通路と噴射室を結合する通路が設けられていて
もよい。
【0007】
【実施例】油圧作動式電子制御ユニット燃料噴射器10
のような例示的な燃料噴射器を以下HEUI燃料噴射器
と表し、図1に示す。本実施例においては、噴射器は単
体として形成された、即ちユニットとしての燃料噴射器
として図示されているが、この噴射器10は、例えば、
ノズル組立体12を燃料加圧装置、即ち加圧燃料源とは
別体としたモジュール構造とすることができる。図1の
燃料噴射器10は、中心縦軸線16を有する噴射器本体
14を備えている。ソレノイドのような電子アクチュエ
ータ18が噴射器本体14の上方端部上に取りつけられ
ている。ポペットバルブ20が、噴射器本体14内に摺
動可能に配置されており、第一位置と第二位置との間を
作動的に可動となっている。ポペットバルブ20は、中
間のねじ付きファスナー24によってソレノイドアクチ
ュエータ18の可動アマーチュア22に固定されてい
る。ソレノイドアクチュエータ18は、電子制御モジュ
ール(図示せず)からソレノイド18によって受信した
電子信号に応答して、第一位置と第二位置との間にポペ
ットバルブ20を作動的に変位させる。
【0008】増圧ピストン26が摺動可能に本体14内
に配置されており、軸線方向に移動するようになってい
る。油圧流体入口通路28は、高圧油圧流体を高圧マニ
ホルド(図示せず)からポペットバルブ20に連通す
る。内部油圧流体通路30は、ポペットバルブ20が第
二(上方)位置にあるときに、油圧流体をポペットバル
ブ20から増圧ピストン26に連通する。ポペットバル
ブ20が第一(下方)位置にあるときに、ポペットバル
ブ20は、入口通路28から増圧ピストン26への油圧
作動流体の連通をブロックする。噴射器本体14の下側
端部は、バレル組立体32に当接する。往復燃料ポンプ
プランジャ34は、ピストン26から下方にバレル組立
体32の軸線方向のボア36内に延びる。燃料ポンプ室
38は、プランジャ34の一端においてバレルボア36
の一部分によって形成されている。プランジャ戻しばね
40は、プランジャ34と増圧ピストン26を図1と図
2に従って上方に付勢する。バレル組立体32の下側に
は、ノズル組立体12がある。中間スペーサプレート4
2は、これを貫通する燃料入口アパーチュアを備えてい
る。止め弁44は、中間スペーサプレート42の下側に
配置されている。止め弁44内のボールタイプの入口チ
ェックバルブのような第一バルブ46は、中間プレート
42のアパーチュアと流体連通しており、流体が一方向
に中間プレートを通ってポンプ室38に流れることがで
きる。止め弁44内の第二、即ち逆流チェックバルブ4
8は、流体が、ポンプ室38から止め弁44を通って流
れるようにしているが、流体、或いは燃焼ガスがポンプ
室38に戻らないようにしている。これらの特性は、図
2を参照すればより明白にわかる。
【0009】円筒形スリーブ50がチェック止め弁44
の下側に配置されている。このスリーブ50は、これを
貫通する軸線方向のばね室52、別個になった排出通路
54、即ち燃料噴射通路、及びスリーブの外側からばね
室52を通る排出孔56を備えている。燃料噴射通路5
4は、第二チェックバルブ48と一方向に流体連通して
いる。案内ワッシャ58は、止め弁44と対向するスリ
ーブ50と当接している。案内ワッシャ58は、軸線方
向の案内ボア、即ちその両端において開いている通路6
0を有している。燃料噴射通路案内ワッシャ部分62
は、スリーブ50においてスリーブ部分54と直接的に
流体連通しており、スリーブ50と当接する案内ワッシ
ャ58の一方の側部に対向する案内ワッシャの他方の側
部上において、案内通路60と交わる燃料噴射通路62
の一部分として作用する溝63を有している。燃料噴射
ノズルスプレー先端64は、スリーブ50に対向する案
内ワッシャ58と当接する。シム65が、先端64と案
内ワッシャ58との間に任意的に設けられている。軸線
方向に延びる盲ボア66は、案内ワッシャ58に近接す
る先端64の上部から、先端64の一端68内のボアの
底部69に延びている。一つか二つ以上の燃料噴射スプ
レーオリフィス70が、盲ボア66の底部69を形成す
る先端64の一端68を貫通して形成されている。絞り
通路72は、排出通路案内ワッシャ部分62から盲ボア
66の噴射室76のカーディオイド形状の部分74に流
体を連通する。カーディオイド部分74と先端64の上
端部との間の盲ボア66の一部分が案内通路60の延長
部を形成する。ばね室52、案内通路60、及び盲ボア
66はともに、軸線16に沿って延びた、単一の細長い
チェックキャビティ78としてみなすことができる。細
長いキャビティ78の第一端部は、ボア66の底部69
と同心である。細長いキャビティ78の第二端部82
は、止め弁44にある。
【0010】ニードルチェック84は、細長いキャビテ
ィ78内に摺動可能に配置されており、第一、即ち閉位
置Aと、第二、即ち開位置Bとの間で、軸線方向に移動
するようになる。チェック84は、図1及び2におい
て、実線で第一位置にあることが示されており、チェッ
ク84のシート部分86が、ボア66の底部69に対し
て配置された状態になっている。チェックは、図2にお
いて、仮線で第二位置Bにあることが示されている。ニ
ードルチェック84は、最小の環状間隙に案内通路66
が設けられるような大きさの案内部分88を有してい
る。ニードルチェック84のシート部分86は、先端6
4の底部69と係合する表面積、案内部分88の断面積
よりも小さい軸線方向の突出部を形成している。ニード
ルチェック84が第一、即ち着座位置Aに配置されてい
るときには、ニードルチェック84のシート部分86
は、流体が噴射室76から燃料噴射スプレーオリフィス
70に連通するのをブロックする。ばねシート90は、
案内部分88よりも直径が大きく、ばね室52のほぼ全
直径にわたって軸線16から半径方向に延びている。案
内部分88とシート部分86との間に配置されたニード
ルチェック84の中間部分92は、案内部分88の直径
よりも小さい。ニードルチェック84の進行制限部分9
4は、案内部分88に対向するばねシート90から軸線
方向に延びている。ニードルチェック84の進行制限部
分94は、案内部分88に対向するばねシート90から
軸線方向に延びている。第一位置Aにおいて、進行制限
部分94は、止め弁44から距離L1だけ離れており、
ニードルチェック84の可能な全移動量をリフト、即ち
移動量L1に制限する。例えば、L1は、約0.3ミリ
メートルから0.4ミリメートル(0.012インチか
ら0.016インチ)であればよい。らせん状圧縮形ば
ね96が、ばねシート90とチェック止め弁44との間
のばね室52内に配置されている。ばねは、チェック8
4のシート部分86を先端64の端部68に作用するよ
うにチェック84のシート部分86を付勢する。第一位
置にニードルチェック84がある状態で、チェック84
の案内部分88は、例えば約0.050ミリメートル
(0.002インチ)のL2に等しい量だけニードル6
4において案内通路60の一部分と重なる。図1と図2
に示したように、L2は、ニードルチェック84の案内
部分88の軸線方向の長さによって制限される。これ
は、シム65の厚さとともに必要に応じて変えることが
できる。あるいは、L2は、ニードル64の上端部下側
の案内通路60の長さを変化させることによって制御さ
れる。
【0011】内部にねじが付いたナットのようなケーシ
ング98は、噴射器本体14の下側部分、バレル組立体
32、中間プレート42、チェック止め弁44、スリー
ブ50、案内ワッシャ58、先端64を包み込み、互い
に作動の関係に維持する。止め弁44、スリーブ50、
及び案内ワッシャ58、先端64、及びケーシング98
は、ノズルハウジング100としてみなされる。ケーシ
ング98は、好ましくは軸線16にほぼ垂直にケーシン
グ98を貫通して通る、1個かそれ以上の燃料噴射入口
開口102を備えている。ケーシング98は、これとバ
レル組立体32と、燃料入口開口102に流体的に接続
された止め弁44との間に環状燃料通路104を備えて
いる。止め弁44内のエッジフィルタ通路106は、環
状燃料通路104から第一入口チェックバルブ46内に
延びている。本発明の燃料噴射ノズルの他の2つの実施
例が図3と図4に示されている。チェック84’、8
4”は、チェックの全長を大きくすることを必要とする
ことなく比較的長い案内部分88’、88”をそれぞれ
備えている。このことは、噴射室76’、と76”を備
えた状態で、排出通路62’、と62”と流体的に接続
するチェック84’、と84”のそれぞれに流れチャネ
ル108を形成することによって達成される。図3にお
けるチェック84’のチャネル108は更に、第二位置
Bにおいて燃料噴射通路62’に対して開くノッチ11
0によって付加的に与えられる。図3の先端64’は、
燃料噴射通路62’と噴射室76’との間に絞り通路7
2が設けられていない状態で示されている。図4の先端
64”は絞り通路72”を任意的に備えた状態で示され
ている。
【0012】作動時において、流体が、例えば23メガ
パスカル(MPa)(3335ポンド/平方ヤード)の
可変圧力で流体入口通路28に入る。第一位置(下側)
において、ポペットバルブ20は、加圧流体が噴射器本
体14に更に入り込まないようにする。第一位置におい
て、ポペットバルブ20は、内部油圧流体通路30をド
レン通路112と連通し、通路30内の油圧流体を比較
的低い流体圧力に維持する。燃料噴射を開始するため
に、電子制御モジュール(図示せず)からの電子信号に
よってソレノイドアクチュエータ18が電気的に励磁さ
れ、これによってアーマチュア22が上方に変位し、ポ
ペットバルブ20を第二(上方)位置に動かす。ポペッ
トバルブ20が第二位置に移動するときに、入口通路2
8と連通しているために内部油圧流体通路30内の流体
の圧力が急速に増大する。油圧作動流体の圧力が増圧ピ
ストン26に対して作用し、ピストン26とプランジャ
34をばね40に作用するように下側に押しつける。低
圧燃料搬送ポンプ(図示せず)は、燃料レール、或い
は、好ましくはエンジン(図示せず)のシリンダヘッド
(図示せず)内に形成されたマニホルドを通って入口開
口102に燃料を供給する。低圧燃料は、入口開口10
2を通って環状燃料通路104に入り、バレル組立体3
2と止め弁44を取り囲む。燃料は、環状通路104か
ら、エッジフィルタ通路106を通り、第一チェックバ
ルブ46を通過して燃料ポンプ室38内に流れる。低圧
燃料は、ポンプ室38から第二チェックバルブ48を通
り、スリーブと案内ワッシャのそれぞれの燃料噴射通路
54と62を通って、盲ボア66の噴射室部分76内に
流れる。
【0013】増圧ピストン26に対して作用する油圧
が、ポンプ室38内の燃料に作用する力を作りだす。こ
の力は、ばね40上の力よりも小さい増圧ピストン26
上にかかる力に等しい。ばね40が比較的低い荷重特性
であるのが好ましいので、ポンプ室38内の燃料に作用
する力は、油圧作用流体によってかけられる増圧ピスト
ン26に対する力にほぼ等しい。このように、燃料ポン
プ室38内の燃料は、油圧作動流体に増圧ピストン26
の有効断面積をかけてプランジャ34の有効断面積で割
った値にほぼ等しい。例的な面積比は、約7であり、油
圧が23メガパスカル(3335ポンド/平方インチ)
のときに、燃料圧力は、ほぼ161メガパスカル(2
3、350ポンド/平方インチ)となる。ポンプ室38
内の高加圧燃料は、燃料噴射通路54、62内の燃料と
流体連通しており、噴射室76内の燃料がかなり急速に
加圧されることになる。噴射室76内の急速に加圧され
た燃料は、案内部分88の断面積から、チェック84の
シート部分86と、ボア66の底部69との係合によっ
て形成された着座面積をひいた値に等しい面積において
着座したニードルチェック84に対して作用する。この
結果生じたチェック84に対する力によってチェック8
4が上方に動き、ばね96の力よりも強くなる。チェッ
ク84が先端64の端部68から持ち上がるときに、燃
料は噴射オリフィス70を通り始め、エンジン燃焼室
(図示せず)内に噴霧される。チェック84が最初に持
ち上がるときの所定の圧力はバルブ開口圧力(VOP)
として知られている。VOPに達すると、燃料の排出が
開始される。図示した燃料噴射器を最適にするために、
燃料噴射器10のVOPは比較的低く、チェック84を
離し、噴射オリフィス70を通る噴射量を徐々に上昇さ
せ、噴射が終了するまで噴射量を急激に減少させる。
【0014】燃焼室への燃料の流量が段階状に変化する
複数の段階の流量決定がこの発明に用いられている。図
2の実施例において、チェック84は、燃料噴射通路6
2を通る燃料流量を絞り、噴射室76における燃料圧を
最初に制限し、燃焼室への燃料の流量を制限する。燃料
圧を徐々に増大することによってチェック84が変位
し、その絞りが小さくなり流量が増大する。燃焼室76
への初期の燃料量は、主に絞り通路72を通る。絞り通
路72を通るこの流れは、燃料室76に到達する噴射量
を小さくし、これによりチェック84が上方に変位し、
燃料噴射スプレーオリフィス70を通る噴射量を小さく
する。所定量の燃料が、チェック84の案内通路60と
案内部分88とが噴射通路62とカーディオイド部分7
4との間の重なりあう面積で、案内通路60と案内部分
88との間の環状間隙を通ることによって噴射室76に
流れることが予想される。噴射室76への燃料流量が制
限される状態では、噴射室76内の圧力は、最初に燃料
噴射通路62内の圧力よりもかなり降下する。圧力は、
噴射室76内において徐々に形成され、VOPに達す
る。チェック84がL2を越えた高さに変位することに
よって噴射室76が開き、燃料噴射通路62と直接連通
し、噴射室76内の圧力が急激に増大して燃料噴射通路
62に流れ、チェック84をL1の距離だけ急激に変位
させてチェックを最大変位させることができる。
【0015】絞り通路72が設けられていない他の実施
例において、案内部分88と案内通路60は、燃料噴射
通路62と噴射室76との間に適当な絞り路、即ち絞り
通路が設けられるように構成することができる。最初に
燃料を絞り通路72に通すことによって、燃料をエンジ
ン燃焼室にゆっくり入れるようになり、燃焼が早く開始
するようにし、しかも燃焼時間を長くなるようにするこ
とによって点火タイミングが早まり、粒子エミッション
を最小にすることができる。所望の噴射量決定は、ノズ
ル12の先端68近傍の特別な案内ボア、或いは案内通
路を必要とすることなく、所望に噴射量を決定すること
ができる。このことは、ノズル12の製造をかなり容易
にする。燃料噴射を終了させるために、電子制御モジュ
ールからの電子信号が切られてソレノイドアクチュエー
タ18が電子的に停止される。戻りばね114がポペッ
トバルブ20とアーマチュア22とを第一位置に移動さ
せ、これにより入口通路28をブロックし、通路30と
ドレン通路112との間の流体を開く。通路30内の流
体圧が充分に降下すると、図1に示すように、戻りばね
40が軸線方向上方向にプランジャ34と増圧ピストン
26とを動かし、これにより燃料ポンプ室38の体積を
増大させることになる。ポンプ室38内の燃料の高い圧
力が充分に下がると、噴射室76内の燃料圧力が充分に
降下し、ばね96がチェック84を第一位置に素早く戻
すように作用し、噴射オリフィス70を通る噴射量を所
望なように急速に終了させる。
【0016】噴射オリフィス70を通る燃料の噴射量
は、部分的には、オリフィスの幾何的形状と、ボア66
の底部からのチェックシート部分86の距離の関数であ
る。この距離は燃料がオリフィス70に到達しないよう
に制限する機能を有しているからである。チェック84
のリフトの高さが大きくなるにつれて、チェック84の
シート部分と先端64の端部68との間隙が大きくな
り、オリフィス70を通る噴射量も大きくなる。図5で
は、本発明の特徴的なプロットを示している。プロット
Aは、秒単位の時間の関数tとして、オリフィス70か
らの燃料流量の、リットル/分における噴射流量Fを示
している。プロットBは、秒単位の時間tの関数とし
て、単位MPaにおける案内環状圧力Pを表している。
プロットCは、秒単位の時間tの関数として、単位MP
aにおける案内圧力Pを表している。プロットDは、本
発明の、秒単位で計測された時間tの関数として単位ミ
リメートル(mm)におけるチェック84変位Eを表し
ている。本発明は、HEUIユニット式、燃料噴射器と
して述べられているが、ユニット化されていないHEU
I燃料噴射器と機械的作動式燃料噴射器にも同様に適用
可能である。本発明は、案内されたチェック84を用い
る高圧燃料噴射器を用いるのに非常に適している。
【0017】本発明の他の態様、目的及び利点は、図
面、発明の説明及び請求の範囲により得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】例的な燃料噴射器に設けられた燃料噴射ノズル
の一実施例の断面図である。
【図2】図1の燃料噴射ノズルの拡径された断面図であ
る。
【図3】図1に類似しているが、燃料噴射ノズルの第二
実施例である。
【図4】図2に類似しているが、燃料噴射ノズルの第三
の実施例である。
【図5】本発明に関する時間tの関数として噴射量F、
圧力P、変位Eの例示的なプロット図である。
【符号】
10 油圧作動式電子制御ユニット燃料噴射器 12 ノズル組立体 14 噴射器本体 16 中心軸線 18 ソレノイドアクチュエータ 20 ポペットバルブ 24 ファスナー 26 増圧ピストン 28 油圧流体入口通路 32 バレル組立体 34 プランジャ 36 ボア 38 燃料ポンプ室 42 スペーサープレート 44 止め弁 48 逆流れチェックバルブ 50 スリーブ 58 案内ワッシャ 60 案内通路 62 燃料噴射通路 63 溝 64 先端 66 盲ボア 68 先端の端部 72 絞り通路 76 噴射室 84 ニードルチェック 86 シート部分 88 案内部分
フロントページの続き (72)発明者 フレデリック エイ キャンプリン アメリカ合衆国 イリノイ州 61614 ピ オーリア ウェスト デイトナ ドライヴ 1521

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦軸線方向に沿った盲ボアを形成するノ
    ズルスプレー先端を備え、該ボアの底部を形成する前記
    先端の一端部を貫通して少なくとも一つのオリフィスが
    形成され、前記ボアの上部に案内通路が、前記ボアの前
    記底部と前記案内通路との間に噴射室が、それぞれ形成
    され、前記案内通路と交わる燃料噴射通路が設けられた
    ノズルハウジングと、 シート部分が前記先端の前記一端部に対向して配置され
    て、案内部分が、前記燃料噴射通路の下側にある前記案
    内通路の一部分とともに、ここを通る流体の流れを制限
    する第一流れ面積を形成する第一位置と、前記シート部
    分が前記先端の前記一端部から離れて、前記案内部分
    が、前記燃料噴射通路の下側にある前記案内通路ととも
    に、前記第一流れ面積よりも大きく、かつ前記案内部分
    を通る流れの制限がより小さい第二流れ面積を形成する
    第二位置との間を、前記盲ボア内において軸線方向に摺
    動可能に移動するように前記盲ボア内に摺動可能に配置
    されたニードルチェックと、 を備えた燃料噴射ノズル。
  2. 【請求項2】 前記ノズルハウジングは、前記案内通路
    の延長部を形成し、前記ノズルスプレー先端の上側に配
    置された案内ワッシャを備え、前記ノズルスプレー先端
    と、前記案内ワッシャのいずれか一つに、前記案内通路
    と交わる前記燃料噴射通路の一部分として作用する溝が
    あることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射ノズ
    ル。
  3. 【請求項3】 前記第二の流れ面積よりも小さい流れ面
    積を有する、前記ハウジングを通る絞り通路が、前記噴
    射通路を前記噴射室と流体接続することを特徴とする請
    求項1に記載の燃料噴射ノズル。
  4. 【請求項4】 盲ボアを内部に有し、少なくとも一つの
    燃料スプレーオリフィスが底部を貫通して形成され、前
    記ボアの上部に案内通路が形成されたノズルスプレー先
    端と、 前記ボア内に摺動可能に配置され、前記先端の端部に対
    向する第一位置において前記オリフィスとの流体連通を
    ブロックし、前記案内通路とともにこれを通る流体の流
    れを制限する第一流れ面積を形成し、前記先端の前記端
    部から離れた第二位置において、前記案内通路ととも
    に、前記第一流れ面積よりも大きく、かつ前記案内通路
    を通る流れの制限がより小さい第二流れ面積を形成する
    チェックと、 を備えた多段階式燃料噴射決定を行う燃料噴射ノズル。
  5. 【請求項5】 前記ノズルスプレー先端の上側に配置さ
    れた案内ワッシャを備えており、該案内ワッシャは、前
    記ノズルスプレー先端の前記案内通路の延長部を形成
    し、前記ノズルスプレー先端とは反対側の上部から前記
    案内ワッシャを通り前記ノズルスプレー先端に近接する
    前記案内ワッシャにおける前記案内通路の前記延長部に
    至る燃料噴射通路を形成していることを特徴とする請求
    項4に記載の燃料噴射ノズル。
  6. 【請求項6】 前記ノズルスプレー先端内の絞り通路
    は、前記ノズルスプレー先端の前記上部で前記案内ワッ
    シャの前記燃料噴射通路に対して開き、前記ノズルスプ
    レー先端を通って前記案内通路の下側の前記盲ボアにま
    で通って、流体を前記燃料噴射通路から前記盲ボアに連
    通するようになっていることを特徴とする請求項5に記
    載の燃料噴射ノズル。
JP7127927A 1994-05-31 1995-05-26 噴射量決定を行う間隙通路をチェックするための案内付き燃料噴射ノズル Withdrawn JPH07324665A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/251,545 US6161773A (en) 1994-05-31 1994-05-31 Fuel injector nozzle with guide to check clearance passage providing injection rate shaping
US08/251545 1994-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07324665A true JPH07324665A (ja) 1995-12-12

Family

ID=22952428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7127927A Withdrawn JPH07324665A (ja) 1994-05-31 1995-05-26 噴射量決定を行う間隙通路をチェックするための案内付き燃料噴射ノズル

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6161773A (ja)
JP (1) JPH07324665A (ja)
DE (1) DE19520036A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091367A3 (ko) * 2010-12-28 2012-08-23 현대중공업 주식회사 전자제어 연료분사밸브
WO2012091393A3 (ko) * 2010-12-28 2012-08-23 현대중공업 주식회사 전자제어 연료분사밸브
US9200606B2 (en) 2010-12-28 2015-12-01 Hyundai Heavy Industries, Co., Ltd. Electronically controlled fuel injection valve

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9623469D0 (en) * 1996-11-12 1997-01-08 Lucas Ind Plc Injector
GB9804110D0 (en) * 1998-02-27 1998-04-22 Lucas Ind Plc Fuel injector
DE19906383A1 (de) * 1999-02-16 2000-08-24 Siemens Ag Injektor für eine Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine
US6439201B1 (en) * 2000-12-20 2002-08-27 Caterpillar Inc. Fuel injector having dual flow rate capabilities and engine using same
DE10346210A1 (de) * 2003-10-06 2005-04-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
US7588012B2 (en) 2005-11-09 2009-09-15 Caterpillar Inc. Fuel system having variable injection pressure
EP2478210A4 (en) * 2009-09-17 2013-06-05 Int Engine Intellectual Prop HIGH PRESSURE PUMP INJECTOR
WO2015000493A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-08 Volvo Truck Corporation Hydraulic system
US10006429B2 (en) * 2016-03-31 2018-06-26 GM Global Technology Operations LLC Variable-area poppet nozzle actuator
US10584669B2 (en) 2017-11-29 2020-03-10 Caterpillar Inc. Filter assembly for fuel injector

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB566692A (en) * 1943-03-02 1945-01-10 George Amery Improvements in or relating to fuel injection apparatus for internal-combustion engines
US2793077A (en) * 1955-04-06 1957-05-21 Cooper Bessemer Corp Fuel injection devices for internal combustion engines
US3006556A (en) * 1961-01-03 1961-10-31 Gen Motors Corp Unit fuel pump-injector
US3368761A (en) * 1965-10-15 1968-02-13 Mack Trucks Variable flow rate fuel injection nozzle
US4219154A (en) * 1978-07-10 1980-08-26 The Bendix Corporation Electronically controlled, solenoid operated fuel injection system
JPS5818552A (ja) * 1981-07-23 1983-02-03 Diesel Kiki Co Ltd ユニツトインジエクタ
US5020500A (en) * 1990-03-28 1991-06-04 Stanadyne Automotive Corp. Hole type fuel injector and injection method
US5191867A (en) * 1991-10-11 1993-03-09 Caterpillar Inc. Hydraulically-actuated electronically-controlled unit injector fuel system having variable control of actuating fluid pressure
US5287838A (en) * 1993-02-26 1994-02-22 Caterpillar Inc. Compact reverse flow check valve assembly for a unit fluid pump-injector

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091367A3 (ko) * 2010-12-28 2012-08-23 현대중공업 주식회사 전자제어 연료분사밸브
WO2012091393A3 (ko) * 2010-12-28 2012-08-23 현대중공업 주식회사 전자제어 연료분사밸브
CN103282643A (zh) * 2010-12-28 2013-09-04 现代重工业株式会社 电子控制燃料喷射阀
JP2014501360A (ja) * 2010-12-28 2014-01-20 ヒュンダイ ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド 電子制御燃料噴射弁
US9181893B2 (en) 2010-12-28 2015-11-10 Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. Electronically controlled fuel injection valve
US9200606B2 (en) 2010-12-28 2015-12-01 Hyundai Heavy Industries, Co., Ltd. Electronically controlled fuel injection valve
US9394849B2 (en) 2010-12-28 2016-07-19 Hyundai Heavy Industries, Co., Ltd. Electronically controlled fuel injection valve

Also Published As

Publication number Publication date
US6161773A (en) 2000-12-19
DE19520036A1 (de) 1995-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5429309A (en) Fuel injector having trapped fluid volume means for assisting check valve closure
US5505384A (en) Rate shaping control valve for fuel injection nozzle
RU2170846C2 (ru) Устройство впрыскивания топлива для двигателей внутреннего сгорания
US5109822A (en) High pressure electronic common-rail fuel injection system for diesel engines
CA1228269A (en) Electromagnetic unit fuel injector
US6994273B2 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
US5709341A (en) Two-stage plunger for rate shaping in a fuel injector
JPH07324665A (ja) 噴射量決定を行う間隙通路をチェックするための案内付き燃料噴射ノズル
JPH03206351A (ja) 高圧ユニット燃料噴射器
EP1080306A1 (en) Hydraulically-actuated fuel injector with rate shaping spool control valve
US6213093B1 (en) Hydraulically actuated electronic fuel injection system
JP2001517281A (ja) 圧力ブリード・オフ・ストップを備えた燃料噴射器
US20050034709A1 (en) Fuel injector and assembly
MXPA00012603A (es) Montaje inyector de combustible que tiene una inyeccion inicial combinada y un regulador de presion maxima de inyeccion.
US6871636B2 (en) Fuel-injection device for internal combustion engines
US6913212B2 (en) Oil activated fuel injector control with delay plunger
US6591812B2 (en) Rail connection with rate shaping behavior for a hydraulically actuated fuel injector
JP3882597B2 (ja) 燃料噴射弁
US6557529B2 (en) Pressure-controlled injector with force-balancing capacity
US20060042596A1 (en) Fuel injection device for internal combustion engines
US6923382B2 (en) Hydraulically actuated injector with delay piston and method of using the same
JPH0814142A (ja) デュアルアングルチェックを有するバルブ閉鎖オリフィス付き燃料噴射ノズル
US20030164404A1 (en) Fuel-injection valve for internal combustion engines
JPH11229999A (ja) 高圧燃料ポンプの調量機構
US7451743B2 (en) Fuel injection system with accumulator fill valve assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020806