JPH09217665A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射率パターンをブーツ型にした燃料噴射装
置を提供することにある。 【解決手段】 インジェクタの下端部に設けられた噴射
ノズルのノズルボディには噴孔を開閉するノズルニード
ルが往復移動可能に収容されている。ノズルニードルの
背圧室が第２制御室８１である。初期噴射時、第１制御
室８８と第２制御室８１との圧力差に応じてオリフィス
プレート８２が移動し、第２制御室８１の容積変化によ
る圧力降下を利用し、ノズルニードルのプレリフトを発
生させる。その後の主噴射時、第２制御室８１からオリ
フィス８７を通して第１制御室８８へ燃料を流出させ、
ノズルニードルを上昇し、ブーツ型噴射を確保する。こ
れにより、最大噴射率期間を短縮することなしに、初期
噴射率を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブーツ型噴射が得
られるようにした内燃機関用の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一種のサージタンクである蓄
圧配管（以下、「コモンレール」という）に高圧燃料を
加圧圧送して蓄圧するとともに、このコモンレールの高
圧燃料を電気制御式のインジェクタによって内燃機関
（以下、「エンジン」という）に噴射するようにした蓄
圧式燃料噴射装置が公知である。

【０００３】この電気制御式のインジェクタの噴射率
は、一般にインジェクタ内のノズルニードルの背圧室を
圧力制御する燃料通路のオリフィス径により一義的に決
定される。また一般にインジェクタが閉弁状態から開弁
状態に移行する動作時、ノズルニードルの上昇速度は上
昇期間中ほぼ一定値を保つ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の一般的
な電気制御式のインジェクタによると、通常、初期噴射
率を小さくするほどノズルのシート絞りの期間が長期間
となるため、全噴射期間における最大噴射率期間の割合
が小さくなるという問題がある。また従来のブーツ型噴
射を行う燃料噴射装置としては、ブーツ型噴射をおこな
うため初期噴射時にノズルニードルをプレリフトするも
のが知られている。このノズルニードルのプレリフトを
行うためには数十ミクロンの寸法管理が必要となるた
め、加工精度、組合せ公差、インジェクタの取付けによ
る変形等の配慮が求められる。このことは、製品コスト
の増大に繋がる。

【０００５】本発明の目的は、噴射率パターンをブーツ
型にした燃料噴射装置を提供することにある。本発明の
他の目的は、最大噴射率期間を短縮することなしに、初
期噴射率を抑制するようにした燃料噴射装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の燃料噴射装置
は、請求項１に記載の技術的手段を採用する。この技術
的手段によると、初期噴射時、第１制御室と第２制御室
の圧力差に応じてオリフィスプレートが移動し、第２制
御室の容積変化による圧力降下を利用し、ノズルニード
ルのプレリフトを発生させる。その後の主噴射時、第２
制御室からオリフィスを通して第１制御室へ燃料を流出
させ、ノズルニードルを上昇し、ブーツ型噴射を確保す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。多気筒内燃機関の各気筒ごとに取り付
けられるインジェクタに本発明を適用した内燃機関用燃
料噴射装置の第１実施例を図１〜図５に示す。図１に示
すように、インジェクタ１の下端部に設けられた噴射ノ
ズル２のノズルボディ１１には図示しない噴孔を開閉す
るノズルニードル２０が往復移動可能に収容されてい
る。ノズルボディ１１およびインジェクタボディ１３は
ディスタンスピース１２を挟んでリテーニングナット１
４により結合されている。ノズルニードル２０の反噴射
側にはプレッシャピン２１、およびこのプレッシャピン
２１と反噴射側で接触あるいは連結する制御ピストン２
２が配設されている。プレッシャピン２１は圧縮コイル
スプリング２３内に貫挿されており、圧縮コイルスプリ
ング２３はプレッシャピン２１を図１の下方に付勢して
いる。制御ピストン２２の反噴射側には、図２に示すよ
うに第２制御室８１が設けられている。ノズルニードル
２０、プレッシャピン２１および制御ピストン２２は後
述する燃料供給通路６１を噴孔とを断続する噴射側弁部
材を構成している。

【０００８】燃料インレット７０内に収容された燃料フ
ィルタ７１を通して高圧燃料が図示しないコモンレール
から燃料供給通路６１に供給される。インジェクタ１内
の余剰燃料は燃料アウトレット７２からインジェクタ外
部に排出される。電磁弁５０の電磁コイル部５１および
バルブボディ３２は、リテーニングナット１７によりイ
ンジェクタボディ１３と連結されている。バルブボディ
３２内にはアウタバルブ５４が往復移動可能に収容され
ており、このアウタバルブ５４にインナバルブ５５が収
容されている。アウタバルブ５４はアーマチャ５６に連
結されており、スプリング３０によりアーマチャ５６が
図１の下方に付勢されることによりアウタバルブ５４は
バルブボディ３２の内壁に形成された弁座３２ａに着座
している。

【０００９】電磁コイル部５１への通電オフ時、アウタ
バルブ５４はスプリング３０の付勢力により弁座３２ａ
に着座しており、アウタバルブ５４の内壁に形成された
弁座５４ａとインナバルブ５５との間にはクリアランス
が形成されている。このため、燃料供給通路６１に供給
される高圧燃料はアウタバルブ５４の側壁を貫通して形
成される燃料通孔５４ｂを経て第１制御室８８に供給さ
れる。電磁コイル部５１への通電オフ時、第２制御室８
１に高圧燃料が供給されていると、ノズルニードル２０
が圧縮コイルスプリング２３から噴孔近傍の弁座に向け
て受ける付勢力と第２制御室８１内の燃料圧力から前記
弁座に向けて受ける力との和はノズルニードル２０の周
囲の燃料圧力によりリフト方向に受ける力よりも大きく
なるので、ノズルニードル２０は前記弁座に着座して閉
弁状態にある。

【００１０】電磁コイル部５１への通電オン時、アウタ
バルブ５４がリフトし第２制御室８１内の高圧燃料が低
圧通路６３から排出され、第２制御室８１内の燃料圧力
が低下するとノズルニードル２０は前記弁座から離座し
リフトする。そして、図２に示すように、バルブボディ
３２に形成される第１制御室８８のインジェクタボディ
１３側端部にスプリング収容孔８６が形成されている。
一方、インジェクタボディ１３のバルブボディ３２との
当接面には、第２制御室８１に連通するオルフィスプレ
ート収容孔９１が形成されている。このオリフィスプレ
ート収容孔９１に軸方向に摺動可能にオリフィスプレー
ト８２が収容されている。オリフィスプレート８２に
は、その板厚方向つまり軸方向に第２制御室８１とスプ
リング収容孔８６とを連通するオリフィスプレート８７
が形成されている。またスプリング収容孔８６には、一
端がオリフィスプレート８２に当接し、他端がスプリン
グ収容孔８６の底部９０に当接する圧縮コイルスプリン
グ８４が形成されている。

【００１１】本実施例では、燃料の初期噴射時、ブーツ
型噴射の爪先部分の噴射量（初期噴射量）はオリフィス
プレート８２の上端面とインジェクタボディ３２の下端
面とのリフト量Ｌにより定まる。所望のリフト量になる
ようなオリフィスプレート８２を選択する。次に、イン
ジェクタの作動について図３および図４に基づいて説明
する。

【００１２】まず、無噴射時、第２制御室８１は高圧に
保たれており、第２制御室８１の圧力およびスプリング
力によりノズルニードル２０は噴孔近傍の弁座に着座し
ている（図３Ａ）。このとき、オリフィスプレート８２
は圧縮コイルスプリング８４のスプリング力により下死
点に押し下げられている。電磁コイル部５１が励磁され
るとアウタバルブ５４がリフトし、まず第１制御室８８
の燃料が低圧通路６３へ排出される。すると、スプリン
グ収容孔８６の圧力の降下速度が第２制御室８１の圧力
の低下よりもより速いため、オリフィスプレート８２は
図３Ｂに示すようにバルブボディ３２の端面に当接す
る。このオリフィスプレート８２の上昇により第２制御
室８１の圧力降下が増進される。次いで図３Ｃに示すよ
うに制御ピストン２２が上昇し、ノズルニードル２０が
上昇し噴射が開始される。この制御ピストン２２の上昇
により第２制御室８１の容積が減少し、この第２制御室
８１の圧力が上昇する。これにより、制御ピストン２２
はさらなる上昇が抑えられ、微小リフトした位置で一時
的に休止する。次いで第２制御室８１の燃料がオリフィ
ス８７を通してスプリング収容孔８６から第１制御室８
８に流出し、第２制御室８１の圧力は徐々に低下し、ノ
ズルニードル２０は最大リフトに到達し最大リフトを保
持する。

【００１３】噴射終了時、電磁コイル部５１が消磁され
ると、アウタバルブ５４が弁座３２ａに当接することに
より、第１制御室８８が高圧に切り替わる。すると、図
３Ｄに示 すようにオリフィスプレート８２と制御ピ
ストン２２とノズルニードル２０とは一体となってオリ
フィスプレート８２がインジェクタボディ肩部９２と当
接する位置まで急降下する。その後、オリフィス８７を
流通する燃料により第２制御室８１の圧力は上昇し、図
３Ａに示すように制御ピストン２２はゆっくり下降し、
ノズルニードル２０は弁座に軟着座し、衝撃荷重が低減
される。

【００１４】本実施例によると、オリフィスプレート８
２と制御ピストン２２との間に形成される第２制御室８
１の容積変化による圧力の降下を利用し、特に燃料初期
噴射時これを利用し、プレリフトを作り、その直後に主
噴射に至る過程においてオリフィス８７を通しての燃料
の流出により第２制御室８１の圧力を降下させ、ノズル
ニードル２１を上昇させることにより、ブーツ型噴射を
安定に得ることができる。

【００１５】この実施例に示すように、ブーツ型噴射を
確保し、最大噴射期間を短縮することなしに初期の噴射
率を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のインジェクタを示す断面図で
ある。

【図２】図１に示すII部分の拡大図である。

【図３】オリフィスプレートの挙動を説明するための説
明図である。

【図４】本発明の実施例の電磁弁のアウタバルブのリフ
ト、第１制御室の圧力、オリフィスプレートのリフト、
第２制御室の圧力、およびノズルニードルのリフト量の
関係を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ インジェクタ ２ 噴射ノズル １１ ノズルボディ（弁本体） １３ インジェクタボディ（弁本体） １５ ディスタンスピース ２０ ノズルニードル（弁部材） ３２ バルブボディ（弁本体） ５０ 電磁弁 ８１ 第２制御室 ８２ オリフィスプレート ８４ 圧縮コイルスプリング ８６ スプリング収容孔 ８７ オリフィス ８８ 第１制御室 ９０ 底部 ９１ オリフィスプレート収容孔 ９２ インジェクタボディ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復動可能な弁部材と、 この弁部材を収容する収容孔、この収容孔と外部とを連
   通する噴孔、および前記弁部材を摺動可能に案内する摺
   動部、前記弁部材が当接することにより弁閉状態にする
   弁座を有する弁本体と、 内部圧力が増大すると前記弁部材を前記弁座に当接する
   方向に押す制御室と、 高圧燃料を蓄える高圧室と前記制御室とを連通または前
   記制御室を低圧側に連通に切換え可能な電磁弁と、 前記制御室を第１制御室と第２制御室に区画するととも
   に、前記第１制御室と前記第２制御室とを連通するオリ
   フィスを有する可動オリフィスプレートと、 このオリフィスプレートを前記弁部材側に付勢する付勢
   手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記付勢手段は、前記第１制御室に設け
   られる圧縮コイルスプリングであることを特徴とする請
   求項１記載の燃料噴射装置。