JPH0960565A - Fuel injection device - Google Patents

Fuel injection device

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Publication number
JPH0960565A
JPH0960565A JP21329795A JP21329795A JPH0960565A JP H0960565 A JPH0960565 A JP H0960565A JP 21329795 A JP21329795 A JP 21329795A JP 21329795 A JP21329795 A JP 21329795A JP H0960565 A JPH0960565 A JP H0960565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure
control chamber
passage
valve member
Prior art date
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Pending
Application number
JP21329795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Matsumoto
修一 松本
Tetsuya Toyao
哲也 鳥谷尾
Masatoshi Kuroyanagi
正利 黒柳
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP21329795A priority Critical patent/JPH0960565A/en
Publication of JPH0960565A publication Critical patent/JPH0960565A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable fuel to be injected even when injection starvation of fuel is quick and fuel supplying pressure is low, and also to miniaturize a device. SOLUTION: A pressure control chamber 65 is provided on the opposite nozzle hole side of a control piston 22 to be reciprocated together with a needle valve. An annular clearance 64 is formed between a fuel passage 62 communicated with a high-pressure fuel passage and the pressure control chamber 65 by the outer peripheral wall of the control piston 22 and the inner peripheral wall of an injector body 13. Since fuel is easily allowed to flow in the annular clearance 64 in the high rotation of the engine in which common rail pressure Pc becomes high pressure, quick fuel injection starvation can be realized by facilitating inflow of fuel to the pressure control chamber 65. Moreover, since pressure of the pressure control chamber 65 is to be easily decreased when the common rail pressure Pc is low, fuel can be injected also in the low pressure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(以下、
「内燃機関」をエンジンという)の燃料噴射装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine (hereinafter referred to as "internal combustion engine").
"Internal combustion engine" is referred to as an engine).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、特開平3−43658号公
報、特開平3−965号公報、特開平1−257753
号公報に開示されているように、ニードル弁の反噴孔側
に設けた圧力制御室の圧力を電磁弁により調整し、燃料
噴射時期および燃料噴射量を制御する燃料噴射装置が知
られている。このような燃料噴射装置の一例を図10お
よび図11に示す。図10および図11に示す燃料噴射
装置は、図示しない蓄圧管(以下、「蓄圧管」をコモン
レールという)で蓄圧した高圧燃料をインジェクタに供
給する蓄圧式燃料噴射装置である。
2. Description of the Related Art Conventionally, JP-A-3-43658, JP-A-3-965, and JP-A-1-257753 are known.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. JP-A-2003-264, there is known a fuel injection device which adjusts the pressure of a pressure control chamber provided on the side opposite to the injection hole of a needle valve by an electromagnetic valve to control the fuel injection timing and the fuel injection amount. . An example of such a fuel injection device is shown in FIGS. The fuel injection device shown in FIG. 10 and FIG. 11 is a pressure-accumulation fuel injection device that supplies high-pressure fuel, which is pressure-accumulated by a pressure accumulation pipe (hereinafter, “accumulation pipe” is referred to as a common rail) not shown, to the injector.

【0003】図10に示すように、インジェクタ100
内にはニードル弁101、プレッシャピン102および
制御ピストン103が往復移動可能に収容されており、
プレッシャピン102はスプリング104により図10
の下方に付勢されている。制御ピストン103の反噴孔
側には圧力制御室110が設けられている。コモンレー
ルから供給された高圧燃料は、燃料フィルタ111を通
して燃料通路112から圧力制御室110に供給される
とともにニードル弁101の外周に設けられた燃料溜ま
り105にも供給される。図11に示すように、高圧燃
料通路112と圧力制御室110との間には燃料供給絞
り孔113が設けられており、圧力制御室110の燃料
流出側には電磁弁120により開閉制御される燃料流出
絞り孔114が設けられている。燃料流出絞り孔114
の流路抵抗は燃料供給絞り孔113の流路抵抗よりも小
さい。
As shown in FIG. 10, the injector 100
A needle valve 101, a pressure pin 102 and a control piston 103 are housed therein so as to be capable of reciprocating,
The pressure pin 102 is attached to the spring 104 as shown in FIG.
Is urged below. A pressure control chamber 110 is provided on the side opposite to the injection hole of the control piston 103. The high-pressure fuel supplied from the common rail is supplied to the pressure control chamber 110 from the fuel passage 112 through the fuel filter 111 and also to the fuel pool 105 provided on the outer periphery of the needle valve 101. As shown in FIG. 11, a fuel supply throttle hole 113 is provided between the high pressure fuel passage 112 and the pressure control chamber 110, and an opening / closing control is performed by a solenoid valve 120 on the fuel outflow side of the pressure control chamber 110. A fuel outflow throttle hole 114 is provided. Fuel outflow throttle hole 114
Is smaller than the flow resistance of the fuel supply throttle hole 113.

【0004】電磁コイル123への通電オフ時、電磁弁
120の弁部材121はスプリング122の付勢力によ
り図10の下方に付勢され燃料流出絞り孔114を閉塞
している。電磁弁120の閉弁時、ニードル弁101が
スプリング104の付勢力および圧力制御室110の燃
料圧力からニードル弁101の閉弁方向に受ける力は、
燃料溜まり105からニードル弁101の開弁方向に受
ける力よりも大きいので、インジェクタ100から燃料
は噴射されない。
When the electromagnetic coil 123 is de-energized, the valve member 121 of the electromagnetic valve 120 is urged downward in FIG. 10 by the urging force of the spring 122 to close the fuel outflow throttle hole 114. When the solenoid valve 120 is closed, the force that the needle valve 101 receives from the biasing force of the spring 104 and the fuel pressure of the pressure control chamber 110 in the valve closing direction of the needle valve 101 is
Since the force is larger than the force received from the fuel reservoir 105 in the valve opening direction of the needle valve 101, fuel is not injected from the injector 100.

【0005】電磁コイル123への通電オン時、電磁コ
イル123に発生する磁力により弁部材121は図10
の上方にリフトされ圧力制御室110と低圧側とが連通
する。電磁弁120が開弁し燃料流出絞り孔114から
圧力制御室110内の高圧燃料が流出すると圧力制御室
110内の圧力が低下する。圧力制御室110内の燃料
圧力が所定圧以下になるとニードル弁101は図10の
上方にリフトし、インジェクタ100から燃料が噴射さ
れる。
When the electromagnetic coil 123 is energized, the magnetic force generated in the electromagnetic coil 123 causes the valve member 121 to move to the position shown in FIG.
Is lifted above and the pressure control chamber 110 and the low pressure side communicate with each other. When the solenoid valve 120 opens and the high-pressure fuel in the pressure control chamber 110 flows out from the fuel outflow throttle hole 114, the pressure in the pressure control chamber 110 decreases. When the fuel pressure in the pressure control chamber 110 becomes equal to or lower than a predetermined pressure, the needle valve 101 lifts upward in FIG. 10, and fuel is injected from the injector 100.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図10および図11に
示すようなインジェクタ100では、コモンレールから
インジェクタ100に供給される燃料供給圧力(以下、
コモンレールからインジェクタに供給される燃料供給圧
力をコモンレール圧力という)PC が低下するにしたが
い、コモンレール圧力PC および圧力制御室110内の
圧力PV に比較してスプリング104の付勢力が相対的
に大きくなるため、インジェクタ100から燃料噴射を
可能とするためにはコモンレール圧力PC が低下するに
したがい制御室圧力比PV /PC (以下、PV /PC
kpsという)を小さくする必要がある。つまり、コモ
ンレール圧力PC の低下よりも圧力制御室110内の圧
力P V をさらに低下させる必要がある。例えば、スプリ
ング104のセット荷重を60N、制御ピストン103
の外径を5mm、ニードル弁101の最大外径を4mm、ニ
ードル弁101のシート径を2.25mmとした場合にイ
ンジェクタ100から噴射可能な制御室圧力比kpsの
条件を図12に示す。図12から判るように、コモンレ
ール圧力PC が低下するにしたがい制御室圧力比kps
は徐々に減少する必要がある。
Problems to be Solved by the Invention FIGS.
In the injector 100 as shown, from the common rail
Fuel supply pressure supplied to the injector 100 (hereinafter,
Fuel supply pressure supplied from the common rail to the injector
Force is called common rail pressure) PCWas reduced
Common rail pressure PCAnd in the pressure control chamber 110
Pressure PVThe biasing force of the spring 104 is relative to
Fuel injection from the injector 100
To enable this, the common rail pressure PCTo drop
Therefore, control room pressure ratio PV/ PC(Hereafter, PV/ PCTo
kps) is required to be small. That is, Como
Rail pressure PCOf the pressure in the pressure control chamber 110
Power P VNeeds to be further reduced. For example,
Set load of ring 104 is 60N, control piston 103
The outer diameter of the needle valve 101 is 5 mm, and the maximum outer diameter of the needle valve 101 is 4 mm.
If the seat diameter of the idle valve 101 is 2.25 mm,
Of the control chamber pressure ratio kps that can be injected from the injector 100
The conditions are shown in FIG. As can be seen from FIG.
Pressure PCControl chamber pressure ratio kps
Should gradually decrease.

【0007】図10および図11に示すように圧力制御
室の燃料流入側および燃料流出側に絞り孔を設けたもの
では、燃料流入絞り孔113の流量係数:C1 、流路面
積:A1 、燃料流出絞り孔114の流量係数:C2 、流
路面積:A2 とすると、制御室圧力比kpsは次式(1)
で表される。 kps=(C1 ×A1)2 /((C1 ×A1)2 +( C2 ×A2)2 )・・・(1) つまり、燃料流入絞り孔113および燃料流出絞り孔1
14の形状が決まれば制御室圧力比kpsはコモンレー
ル圧力PC に関係なく一定である。ここで制御室圧力比
kpsを小さくしコモンレール圧力PC が低圧でも噴射
可能とするためには、式(1)よりA1 を小さくするか、
2 を大きくする必要がある。A2 を大きくする、つま
り弁部材121のシート面積を大きくすると弁部材12
1が圧力制御室110から開弁方向に受ける油圧力が大
きくなるので、弁部材121を閉弁方向に付勢するスプ
リング122の付勢力を大きくする必要がある。これに
伴い弁部材121を開弁方向に吸引する電磁コイル12
3を大きくする必要があるため電磁弁自体の体格が大き
くなってしまうという問題がある。一方A1 を小さくす
ると、燃料供給絞り孔113の流路抵抗が大きくなるの
で高圧燃料が高圧燃料通路112から圧力制御室110
に流入しにくくなる。圧力制御室110に高圧燃料が流
入しにくくなると次に述べるような問題点が生じる。
As shown in FIGS. 10 and 11, in the case where throttle holes are provided on the fuel inflow side and the fuel outflow side of the pressure control chamber, the flow rate coefficient of the fuel inflow throttle hole 113 is C 1 , the flow passage area is A 1. , The flow coefficient of the fuel outlet throttle hole 114 is C 2 , and the flow passage area is A 2 , the control chamber pressure ratio kps is expressed by the following equation (1).
It is represented by kps = (C 1 × A 1 ) 2 / ((C 1 × A 1) 2 + (C 2 × A 2) 2) ··· (1) that is, the fuel inflow throttle hole 113 and the fuel outflow throttle hole 1
If the shape of 14 is determined, the control chamber pressure ratio kps is constant regardless of the common rail pressure P C. Here, in order to reduce the control chamber pressure ratio kps and enable injection even when the common rail pressure P C is low, A 1 should be made smaller than in equation (1), or
It is necessary to increase A 2 . When A 2 is increased, that is, the seat area of the valve member 121 is increased, the valve member 12
Since the hydraulic pressure that the valve 1 receives from the pressure control chamber 110 in the valve opening direction increases, it is necessary to increase the biasing force of the spring 122 that biases the valve member 121 in the valve closing direction. Along with this, the electromagnetic coil 12 that attracts the valve member 121 in the valve opening direction
Since 3 needs to be increased, there is a problem that the size of the solenoid valve itself is increased. On the other hand, when A 1 is reduced, the flow resistance of the fuel supply throttle hole 113 increases, so that the high pressure fuel flows from the high pressure fuel passage 112 to the pressure control chamber 110.
It becomes difficult to flow into. When it becomes difficult for high-pressure fuel to flow into the pressure control chamber 110, the following problems occur.

【0008】燃料噴射装置への要求の一つとしてエミッ
ション向上のために燃料の噴射切れを素早く行うことが
求められている。燃料の噴射切れを素早く行うことは、
当然短い時間内で燃料噴射を終了するということである
が、エンジンへの影響を考えた場合、時間ではなくクラ
ンク角度が重要であり小さな回転角度範囲内において最
大噴射状態から噴射を終了することが求められる。ま
た、噴射開始から噴射終了までの定められたクランク回
転角度内に定められた量の燃料を噴射するためには、エ
ンジン高回転時ほど短時間で噴射を終了する必要がある
ため、一般的にエンジン高回転時ほどコモンレール圧力
を高くしている。したがって、コモンレール圧力が高く
なるほど短い時間で最大噴射状態から噴射終了する必要
があるといえる。ここで、燃料の噴射切れを素早く行う
ためには、ニードル弁101の閉弁速度を速くする必要
がある。そのためには、電磁弁120により燃料流出絞
り孔114を閉塞したのち燃料供給絞り孔113から高
圧燃料を大量に素早く圧力制御室110に供給する必要
がある。燃料供給絞り孔113から大量の高圧燃料を圧
力制御室110に供給するためには燃料供給絞り孔11
3の流路面積A1 は大きいほうが望ましいため、流路面
積A1 が小さくなると燃料の噴射切れが悪化するという
問題がある。
As one of the demands on the fuel injection device, it is required to quickly cut off the fuel injection for improving the emission. To quickly cut off fuel injection,
Of course, it means that fuel injection is completed within a short time, but when considering the effect on the engine, crank angle is important rather than time, and injection may be completed from the maximum injection state within a small rotation angle range. Desired. Further, in order to inject a predetermined amount of fuel within a predetermined crank rotation angle from the start of injection to the end of injection, it is necessary to end the injection in a shorter time at higher engine speeds, so The higher the engine speed, the higher the common rail pressure. Therefore, it can be said that it is necessary to finish the injection from the maximum injection state in a shorter time as the common rail pressure becomes higher. Here, in order to quickly cut off the fuel injection, it is necessary to increase the valve closing speed of the needle valve 101. To this end, it is necessary to block the fuel outflow throttle hole 114 with the solenoid valve 120 and then quickly supply a large amount of high-pressure fuel from the fuel supply throttle hole 113 to the pressure control chamber 110. In order to supply a large amount of high-pressure fuel to the pressure control chamber 110 from the fuel supply throttle hole 113, the fuel supply throttle hole 11
Since it is preferable that the flow passage area A 1 of 3 is large, if the flow passage area A 1 is small, there is a problem that the fuel injection cutoff becomes worse.

【0009】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、燃料の噴射切れが素早く行われる
とともに燃料供給圧力が低い場合にも燃料噴射が可能で
あり、小型化可能な燃料噴射装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem. The fuel can be injected quickly even when the fuel supply pressure is low, and the fuel can be miniaturized. An object is to provide an injection device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(解決手段)前記目的を達成するための本発明の請求項
1記載の燃料噴射装置は、エンジンの各気筒ごとに設け
られたインジェクタに高圧燃料を供給し、前記インジェ
クタの噴射ノズルから各気筒の燃焼室に燃料を噴出する
燃料噴射装置であって、噴射ノズルの噴孔に高圧燃料を
供給可能な高圧燃料通路と前記噴孔とを断続する弁部材
と、前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路
から供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮
断方向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路とを断続す
る電磁弁とを備え、前記圧力制御室と前記低圧燃料通路
との間に前記圧力制御室から前記低圧燃料通路に流出す
る燃料量を制限する第1の絞り孔を設け、前記高圧燃料
通路側と前記圧力制御室側との差圧に対する前記第1の
絞り孔の前記圧力制御室側と前記低圧燃料通路側との差
圧の比が前記高圧燃料通路の燃料圧力が下降するにした
がい小さくなる流量制限機構を前記高圧燃料通路から前
記圧力制御室への燃料供給経路中に設けることを特徴と
する燃料噴射装置。
(Solution) A fuel injection device according to claim 1 of the present invention for achieving the above object, supplies high-pressure fuel to an injector provided for each cylinder of an engine, and injects each injector from an injection nozzle of the injector. A fuel injection device for injecting fuel into a combustion chamber, comprising: a high pressure fuel passage capable of supplying high pressure fuel to an injection hole of an injection nozzle; a valve member connecting and disconnecting the injection hole; and a valve member opposite to the injection hole side. A pressure control chamber for urging the valve member in the injection hole blocking direction by the fuel pressure supplied from the high pressure fuel passage and an electromagnetic valve for connecting and disconnecting the low pressure fuel passage, and the pressure control chamber and the low pressure A first throttle hole for limiting the amount of fuel flowing out from the pressure control chamber to the low pressure fuel passage is provided between the fuel passage and the first passage, and the first throttle hole with respect to the differential pressure between the high pressure fuel passage side and the pressure control chamber side is provided. The pressure of the throttle hole A flow rate limiting mechanism is provided in the fuel supply path from the high pressure fuel passage to the pressure control chamber, in which the ratio of the differential pressure between the control chamber side and the low pressure fuel passage side becomes smaller as the fuel pressure in the high pressure fuel passage decreases. A fuel injection device characterized by the above.

【0011】本発明の請求項2記載の燃料噴射装置は、
請求項1記載の燃料噴射装置において、前記流量制限機
構は前記弁部材の外周壁と前記弁部材を往復移動可能に
支持するシリンダの内周壁とにより形成される環状隙間
であることを特徴とする。本発明の請求項3記載の燃料
噴射装置は、請求項2記載の燃料噴射装置において、前
記高圧燃料通路と前記環状隙間との間の前記弁部材の外
周壁または前記シリンダの内周壁に環状溝を設けること
を特徴とする。
The fuel injection device according to claim 2 of the present invention is
2. The fuel injection device according to claim 1, wherein the flow rate limiting mechanism is an annular gap formed by an outer peripheral wall of the valve member and an inner peripheral wall of a cylinder that supports the valve member so as to reciprocate. . The fuel injection device according to claim 3 of the present invention is the fuel injection device according to claim 2, wherein an annular groove is formed in an outer peripheral wall of the valve member or an inner peripheral wall of the cylinder between the high-pressure fuel passage and the annular gap. Is provided.

【0012】本発明の請求項4記載の燃料噴射装置は、
請求項2または3記載の燃料噴射装置において、前記環
状隙間の軸方向形成範囲において前記弁部材を中空状に
形成することを特徴とする。本発明の請求項5記載の燃
料噴射装置は、請求項2、3または4記載の燃料噴射装
置において、前記流量制限機構として前記環状隙間に加
え前記高圧燃料通路と前記圧力制御室とを連通する絞り
通路を少なくとも一つ備えることを特徴とする。
A fuel injection device according to a fourth aspect of the present invention is
The fuel injection device according to claim 2 or 3, wherein the valve member is formed in a hollow shape in the axial formation range of the annular gap. A fuel injection device according to a fifth aspect of the present invention is the fuel injection device according to the second, third or fourth aspect, wherein the high pressure fuel passage and the pressure control chamber communicate with each other in addition to the annular gap as the flow rate limiting mechanism. It is characterized in that at least one throttle passage is provided.

【0013】本発明の請求項6記載の燃料噴射装置は、
請求項5記載の燃料噴射装置において、前記絞り通路
は、第2の絞り孔および絞り溝通路の少なくとも一つを
有することを特徴とする。本発明の請求項7記載の燃料
噴射装置は、請求項6記載の燃料噴射装置において、前
記第2の絞り孔は前記弁部材の内部に設けられ、前記絞
り溝通路は前記弁部材の外周壁にほぼ軸方向に沿って設
けられることを特徴とする。
The fuel injection device according to claim 6 of the present invention is
The fuel injection device according to claim 5, wherein the throttle passage has at least one of a second throttle hole and a throttle groove passage. The fuel injection device according to claim 7 of the present invention is the fuel injection device according to claim 6, wherein the second throttle hole is provided inside the valve member, and the throttle groove passage is an outer peripheral wall of the valve member. Is provided substantially along the axial direction.

【0014】本発明の請求項8記載の燃料噴射装置は、
請求項4記載の燃料噴射装置において、前記弁部材に設
けられた中空部は前記圧力制御室と連通し、前記流量制
限機構として前記環状隙間に加え前記高圧燃料通路と前
記中空部とを連通する第2の絞り孔を設けることを特徴
とする。本発明の請求項9記載の燃料噴射装置は、請求
項1〜8のいずれか一項記載の燃料噴射装置において、
蓄圧管において蓄圧された高圧燃料を前記インジェクタ
に供給することを特徴とする。
A fuel injection device according to claim 8 of the present invention comprises:
The fuel injection device according to claim 4, wherein a hollow portion provided in the valve member communicates with the pressure control chamber, and the high pressure fuel passage communicates with the hollow portion in addition to the annular gap as the flow rate limiting mechanism. A feature is that a second throttle hole is provided. The fuel injection device according to claim 9 of the present invention is the fuel injection device according to any one of claims 1 to 8, wherein:
The high-pressure fuel accumulated in the accumulator pipe is supplied to the injector.

【0015】(作用および発明の効果)本発明の請求項
1または2記載の燃料噴射装置によると、圧力制御室と
低圧燃料通路との間に圧力制御室から低圧燃料通路に流
出する燃料量を制限する第1の絞り孔を設け、高圧燃料
通路側と圧力制御室側との差圧に対する第1の絞り孔の
圧力制御室側と低圧燃料通路側との差圧の比が高圧燃料
通路の燃料圧力が下降するにしたがい小さくなる流量制
限機構を高圧燃料通路から圧力制御室への燃料供給経路
中に設けている。
(Operation and Effect of the Invention) According to the fuel injection device of the first or second aspect of the present invention, the amount of fuel flowing from the pressure control chamber to the low pressure fuel passage is controlled between the pressure control chamber and the low pressure fuel passage. A first restricting hole for limiting is provided, and the ratio of the differential pressure between the pressure control chamber side of the first restricting hole and the low pressure fuel passage side to the differential pressure between the high pressure fuel passage side and the pressure control chamber side is A flow rate limiting mechanism that becomes smaller as the fuel pressure decreases is provided in the fuel supply path from the high-pressure fuel passage to the pressure control chamber.

【0016】このため、高圧燃料通路の燃料圧力が上
昇するにしたがい流量制限機構において燃料が流れ易く
なるので、電磁弁の閉弁時において圧力制御室の圧力が
素早く上昇する。すると弁部材の下降速度が上昇するの
で燃料の噴射切れが素早く行われることにより排ガス中
に排出される有害物質を低減できる。また高圧燃料通
路の燃料圧力が下降するにしたがい流量制限機構の流路
抵抗が大きくなるので、第1の絞り孔の流路面積を大き
くすることなく高圧燃料通路の燃料圧力が低い場合にお
いても燃料を噴射可能な程度に圧力制御室の燃料圧力が
低下する。
For this reason, as the fuel pressure in the high-pressure fuel passage increases, the fuel easily flows in the flow rate limiting mechanism, so that the pressure in the pressure control chamber rises quickly when the solenoid valve is closed. Then, since the descending speed of the valve member increases, the injection of fuel is quickly cut off, so that harmful substances discharged into the exhaust gas can be reduced. Further, as the fuel pressure in the high pressure fuel passage decreases, the flow passage resistance of the flow rate limiting mechanism increases, so that the fuel pressure is increased even when the fuel pressure in the high pressure fuel passage is low without increasing the flow passage area of the first throttle hole. The fuel pressure in the pressure control chamber decreases to such an extent that the fuel can be injected.

【0017】本発明の請求項3記載の燃料噴射装置によ
ると、高圧燃料通路と環状隙間との間の弁部材の外周壁
またはシリンダの内周壁に環状溝を設けることにより、
環状溝に燃料が一様に案内されて環状隙間の円周方向の
圧力分布が均一になるのでシリンダに対する弁部材の偏
心を防止することができる。本発明の請求項4記載の燃
料噴射装置によると、請求項2または3記載の構成に加
え、環状隙間の軸方向形成範囲において弁部材を中空状
に形成することにより、弁部材の環状隙間における剛性
が低下して環状隙間が燃料圧力により広がるため燃料圧
力が高いほど環状隙間の流路抵抗が減少し易くなる。こ
れにより、高圧燃料通路の燃料圧力が高いほど電磁弁が
開弁状態から閉弁するときに圧力制御室に燃料が速やか
に流入するので燃料の噴射切れが素早く行われる。
According to the third aspect of the fuel injection device of the present invention, by providing the annular groove in the outer peripheral wall of the valve member or the inner peripheral wall of the cylinder between the high pressure fuel passage and the annular gap,
Since the fuel is uniformly guided in the annular groove and the pressure distribution in the circumferential direction of the annular gap becomes uniform, the eccentricity of the valve member with respect to the cylinder can be prevented. According to the fuel injection device of claim 4 of the present invention, in addition to the configuration of claim 2 or 3, the valve member is formed hollow in the axial formation range of the annular gap, so that the annular gap of the valve member Since the rigidity decreases and the annular gap expands due to the fuel pressure, the flow resistance of the annular gap tends to decrease as the fuel pressure increases. As a result, when the fuel pressure in the high-pressure fuel passage is higher, the fuel quickly flows into the pressure control chamber when the solenoid valve is closed from the open state, so that the fuel injection is quickly stopped.

【0018】また、弁部材に形成した空間部の径または
軸方向長を変更することにより他部材の形状を変更する
ことなく環状隙間の流路特性を簡単に調整することがで
きるので設計の自由度が向上する。本発明の請求項5〜
8のいずれか一項記載の燃料噴射装置によると、流量制
限機構として環状隙間に加え高圧燃料通路と圧力制御室
とを連通する絞り通路を少なくとも一つ備えることによ
り、高圧燃料通路と圧力制御室間における流路特性の調
整のための設計自由度が向上する。
Further, by changing the diameter or axial length of the space formed in the valve member, the flow path characteristics of the annular gap can be easily adjusted without changing the shape of other members, so that the design is free. The degree improves. Claims 5 to 5 of the present invention
According to the fuel injection device of any one of claims 8 to 8, the high-pressure fuel passage and the pressure control chamber are provided by providing at least one throttle passage that connects the high-pressure fuel passage and the pressure control chamber in addition to the annular gap as the flow rate limiting mechanism. The degree of freedom in design for adjusting the flow path characteristics during the interval is improved.

【0019】本発明の請求項9記載の燃料噴射装置によ
ると、蓄圧管において蓄圧された高圧燃料を前記インジ
ェクタに供給することにより、燃料噴射時期および燃料
噴射を高精度に制御できる。
According to the fuel injection device of the ninth aspect of the present invention, the fuel injection timing and the fuel injection can be controlled with high accuracy by supplying the high-pressure fuel accumulated in the accumulator pipe to the injector.

【0020】[0020]

【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。 (第1実施例)本発明の第1実施例による蓄圧式燃料噴
射装置を図1および図2に示す。図2に示す燃料噴射装
置のインジェクタ1には図示しないコモンレールで蓄圧
された高圧燃料が図示しない燃料配管を介して供給され
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) A pressure accumulating fuel injection device according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The injector 1 of the fuel injection device shown in FIG. 2 is supplied with high-pressure fuel accumulated in a common rail (not shown) through a fuel pipe (not shown).

【0021】インジェクタ1の下端部に設けられた噴射
ノズル10のノズルボディ11には噴孔11aを開閉す
るニードル弁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14で結
合されている。ニードル弁20の反噴孔側には、プレッ
シャピン21、およびこのプレッシャピン21と反噴孔
側で接触あるいは連結する制御ピストン22が配設され
ている。プレッシャピン21はスプリング23内に貫挿
されており、スプリング23はプレッシャピン21を図
2の下方に付勢している。制御ピストン22の反噴孔側
には圧力制御室65が設けられている。
In the nozzle body 11 of the injection nozzle 10 provided at the lower end of the injector 1, a needle valve 20 for opening and closing the injection hole 11a is reciprocally housed. The nozzle body 11 and the injector body 13 are connected by a retaining nut 14 with the distance piece 12 interposed therebetween. A pressure pin 21 and a control piston 22 that contacts or connects with the pressure pin 21 on the side opposite to the injection hole are provided on the side opposite to the injection hole of the needle valve 20. The pressure pin 21 is inserted into a spring 23, and the spring 23 urges the pressure pin 21 downward in FIG. A pressure control chamber 65 is provided on the side opposite to the injection hole of the control piston 22.

【0022】ニードル弁20、プレッシャピン21およ
び制御ピストン22は噴孔11aと後述する高圧燃料通
路61とを断続する弁部材を構成している。また、ノズ
ルボディ11およびインジェクタボディ13は、ニード
ル弁20、プレッシャピン21および制御ピストン22
からなる弁部材を往復移動可能に支持するシリンダを構
成している。
The needle valve 20, the pressure pin 21 and the control piston 22 constitute a valve member for connecting and disconnecting the injection hole 11a and a high pressure fuel passage 61 described later. Further, the nozzle body 11 and the injector body 13 include a needle valve 20, a pressure pin 21, and a control piston 22.
A cylinder that supports the valve member composed of is reciprocally movable.

【0023】燃料フィルタ60から高圧燃料通路61に
導入した高圧燃料は、ニードル弁20周囲に環状に形成
された燃料溜まり24と圧力制御室65とに供給されて
いる。燃料溜まり24内の高圧燃料の圧力はニードル弁
20をリフト方向つまりインジェクタ1の開弁方向に付
勢し、圧力制御室65内の高圧燃料の圧力は制御ピスト
ン22を図2の下方つまりインジェクタ1の閉弁方向に
付勢する。
The high-pressure fuel introduced from the fuel filter 60 into the high-pressure fuel passage 61 is supplied to the fuel pool 24 and the pressure control chamber 65 which are formed in an annular shape around the needle valve 20. The pressure of the high-pressure fuel in the fuel pool 24 biases the needle valve 20 in the lift direction, that is, the opening direction of the injector 1, and the pressure of the high-pressure fuel in the pressure control chamber 65 causes the control piston 22 to move downward in FIG. Energize in the valve closing direction.

【0024】燃料通路67は制御ピストン22およびニ
ードル弁20の摺動クリアランスからのリーク燃料を回
収するための低圧燃料通路であり、低圧燃料通路32a
に連通している。電磁弁30は、圧力制御室65と低圧
燃料通路32aとを断続する電磁二方弁である。平板弁
座31およびシリンダ32はリテーニングナット33に
よりインジェクタボディ13と連結され、電磁弁30の
コア34はリテーニングナット33の端部にかしめられ
ている。平板弁座31には圧力制御室65と低圧燃料通
路32aとを連通可能な第1の絞り孔としての燃料流出
絞り孔66が形成されている。電磁コイル35はコア3
4内に巻装されており、コネクタ40から電力が供給さ
れる。低圧燃料通路32a、33a、コア34内に形成
された燃料通路34a、スクリュウナット41に形成さ
れた燃料通路41aを通してインジェクタ1内の余剰燃
料が排出される。
The fuel passage 67 is a low pressure fuel passage for collecting leak fuel from the sliding clearance between the control piston 22 and the needle valve 20, and the low pressure fuel passage 32a.
Is in communication with. The solenoid valve 30 is a solenoid two-way valve that connects and disconnects the pressure control chamber 65 and the low-pressure fuel passage 32a. The flat valve seat 31 and the cylinder 32 are connected to the injector body 13 by a retaining nut 33, and the core 34 of the solenoid valve 30 is crimped to the end of the retaining nut 33. A fuel outflow throttle hole 66 as a first throttle hole capable of communicating the pressure control chamber 65 and the low pressure fuel passage 32a is formed in the flat plate valve seat 31. The electromagnetic coil 35 is the core 3
It is wound inside 4 and is supplied with power from the connector 40. Excess fuel in the injector 1 is discharged through the low-pressure fuel passages 32a and 33a, the fuel passage 34a formed in the core 34, and the fuel passage 41a formed in the screw nut 41.

【0025】弁部材36はシリンダ32の内壁に往復移
動可能に支持されており、弁部材36の先端に球状部材
37が摺動自在に支持されている。弁部材36はスプリ
ング39により燃料流出絞り孔66を閉塞する方向に付
勢されている。弁部材36の電磁コイル35側にはアー
マチャ38が固定されている。電磁コイル35への通電
オン時、電磁コイル35に発生する磁力により弁部材3
6はアーマチャ38とともにスプリング39の付勢力に
抗してリフトされ球状部材37が平板弁座31から離座
する。すると、燃料流出絞り孔66を介して圧力制御室
65と低圧燃料通路32aとが連通する。
The valve member 36 is supported by the inner wall of the cylinder 32 so as to be capable of reciprocating, and a spherical member 37 is slidably supported at the tip of the valve member 36. The valve member 36 is biased by a spring 39 in a direction to close the fuel outflow throttle hole 66. An armature 38 is fixed to the electromagnetic coil 35 side of the valve member 36. When the electromagnetic coil 35 is energized, the magnetic force generated in the electromagnetic coil 35 causes the valve member 3 to move.
6 is lifted together with the armature 38 against the biasing force of the spring 39, and the spherical member 37 is separated from the flat plate valve seat 31. Then, the pressure control chamber 65 and the low pressure fuel passage 32a communicate with each other through the fuel outflow throttle hole 66.

【0026】燃料通路62は高圧燃料通路61と連通し
ており、図1に示すように、燃料通路62と対向する制
御ピストン22の外周壁に環状溝22aが形成されてい
る。この環状溝22aにより環状通路63が形成されて
いる。制御ピストン22の外周壁とインジェクタボディ
13の内周壁との間には所定の摺動クリアランスが形成
されており、この摺動クリアランスにより環状通路63
の圧力制御室65側に環状隙間64が形成されている。
環状通路63のニードル弁側よりも圧力制御室側の方が
摺動クリアランスによるシール長が短いので、燃料通路
62から環状通路63に導入された高圧燃料は環状通路
63から環状隙間64を介して圧力制御室65に導入さ
れ易くなっている。また、制御ピストン22の外壁に環
状通路63を形成することにより、燃料通路62から供
給される高圧燃料が制御ピストン22の外周に均一に導
入されインジェクタボディ13に対して制御ピストン2
2が偏心することを防止している。
The fuel passage 62 communicates with the high pressure fuel passage 61, and as shown in FIG. 1, an annular groove 22a is formed in the outer peripheral wall of the control piston 22 facing the fuel passage 62. An annular passage 63 is formed by the annular groove 22a. A predetermined sliding clearance is formed between the outer peripheral wall of the control piston 22 and the inner peripheral wall of the injector body 13, and the annular clearance 63 is formed by this sliding clearance.
An annular gap 64 is formed on the side of the pressure control chamber 65.
Since the seal length due to the sliding clearance is shorter on the pressure control chamber side of the annular passage 63 than on the needle valve side, the high-pressure fuel introduced from the fuel passage 62 into the annular passage 63 passes through the annular passage 63 and the annular gap 64. It is easily introduced into the pressure control chamber 65. Further, by forming the annular passage 63 on the outer wall of the control piston 22, the high-pressure fuel supplied from the fuel passage 62 is uniformly introduced to the outer periphery of the control piston 22, and the control piston 2 with respect to the injector body 13.
2 is prevented from being eccentric.

【0027】次に、インジェクタ1の作動について説明
する。 (1)電磁コイル35への通電オフ時、弁部材36はスプ
リング39の付勢力により平板弁座31に付勢されてお
り燃料流出絞り孔66は閉塞されている。このため圧力
制御室65の圧力PV はコモンレール圧力Pcと等しく
なっている。ここで燃料溜まり24内の圧力からニード
ル弁20が図2の上方に受ける力は、スプリング23の
付勢力および圧力制御室65内の圧力から制御ピストン
22が図2の下方に受ける力の和よりも小さいのでニー
ドル弁20は噴孔11aを閉塞している。
Next, the operation of the injector 1 will be described. (1) When the energization of the electromagnetic coil 35 is off, the valve member 36 is urged by the flat valve seat 31 by the urging force of the spring 39, and the fuel outflow throttle hole 66 is closed. Therefore, the pressure P V of the pressure control chamber 65 is equal to the common rail pressure Pc. The force that the needle valve 20 receives upward in FIG. 2 from the pressure in the fuel pool 24 is the sum of the urging force of the spring 23 and the force that the control piston 22 receives downward in FIG. 2 from the pressure in the pressure control chamber 65. Since it is also small, the needle valve 20 closes the injection hole 11a.

【0028】(2) 電磁コイルへ35への通電オン時、ア
ーマチャ38はコア34との間に発生する磁力により図
2の上方に吸引され弁部材36とともに球状部材37が
リフトする。これにともない燃料流出絞り孔66は低圧
燃料通路32aと連通するので圧力制御室65内の高圧
燃料が燃料流出絞り孔66から低圧燃料通路32aに流
出する。圧力制御室65から燃料流出絞り孔66を経て
高圧燃料が低圧側に流出するのに伴い環状隙間64をへ
て燃料通路62から高圧燃料が圧力制御室65に流入す
る。
(2) When the electromagnetic coil 35 is energized, the armature 38 is attracted upward in FIG. 2 by the magnetic force generated between the armature 38 and the core 34, and the spherical member 37 is lifted together with the valve member 36. Along with this, the fuel outflow throttle hole 66 communicates with the low pressure fuel passage 32a, so that the high pressure fuel in the pressure control chamber 65 flows out from the fuel outflow throttle hole 66 to the low pressure fuel passage 32a. As the high pressure fuel flows out from the pressure control chamber 65 through the fuel outflow throttle hole 66 to the low pressure side, the high pressure fuel flows into the pressure control chamber 65 from the fuel passage 62 through the annular gap 64.

【0029】電磁弁30の開弁時において、燃料流出絞
り孔66を通って流出する燃料流量QOr、環状隙間64
を経由して燃料通路62から圧力制御室65に流入する
燃料流量QCLは一般的に次式(2)、(3)で表される。 Qor=C2 ×A2 ×SQRT(2×△Por/ρ)・・・(2) C2 :燃料流出絞り孔の流量係数、A2 :燃料流出絞り
孔の流路面積 △Por:PV と低圧燃料通路(ドレン圧≒0)との差圧 ρ:燃料密度 QCL=(π×DP ×h3 ×△PCL)/(12×μ×L)・・・(3) DP :制御ピストン径、h:環状隙間間隔 μ:燃料の粘性係数、L:環状隙間の軸方向長 △PCL:PC −PVorは差圧△Porの平方根に比例し、QCLは差圧△PCL
に比例する。電磁弁30が開弁し燃料流出絞り孔66と
低圧燃料通路32aとが連通しているとき、QorとQCL
とは等しくなっている。またQorおよびQCLはコモンレ
ール圧力PC が高いほど多くなる。第1実施例では、P
C =150MPa において、△Por:△PCL=1:1、△
or/△PCL=1になるように設定されており、このと
きkps=0.5である。コモンレール圧力PC が15
0MPa よりも小さくなりQorおよびQCLが1/4になれ
ば式(2)および(3)より△Porおよび△PCLはそれぞれ1
/16、1/4となるのでその比は△Por:△PCL
1:4、△Por/△PCL=1/4となる。このときkp
s=0.2であり、PC =23.4MPa である。このよ
うに、コモンレール圧力PC が下降すると△Por/△P
CLおよび制御室圧力比kpsが小さくなり、コモンレー
ル圧力PC が上昇すると△Por/△PCLおよび制御室圧
力比kpsが大きくなる。
When the solenoid valve 30 is opened, the fuel flow rate Q Or flowing out through the fuel outflow throttle hole 66 and the annular clearance 64
The fuel flow rate Q CL flowing from the fuel passage 62 into the pressure control chamber 65 via the is generally expressed by the following equations (2) and (3). Q or = C 2 × A 2 × SQRT ( 2 × ΔP or / ρ) (2) C 2 : Flow coefficient of fuel outflow throttle hole, A 2 : Flow area of fuel outflow throttle hole ΔP or : Differential pressure between P V and low pressure fuel passage (drain pressure ≈ 0) ρ: Fuel density Q CL = (π × D P × h 3 × ΔP CL ) / (12 × μ × L) ... (3 ) D P : Control piston diameter, h: Annular gap distance μ: Fuel viscosity coefficient, L: Annular gap axial length ΔP CL : P C −P V Q or is proportional to the square root of the differential pressure ΔP or , Q CL is the differential pressure ΔP CL
Is proportional to When the solenoid valve 30 is opened and the fuel outflow throttle hole 66 and the low pressure fuel passage 32a communicate with each other, Q or and Q CL
Is equal to. Further, Q or and Q CL increase as the common rail pressure P C increases. In the first embodiment, P
At C = 150 MPa, ΔP or : ΔP CL = 1: 1, Δ
It is set so that P or / ΔP CL = 1 and at this time, kps = 0.5. Common rail pressure P C is 15
If it becomes smaller than 0 MPa and Q or and Q CL become 1/4, ΔP or and ΔP CL are 1 respectively from equations (2) and (3).
Since it is / 16 and 1/4, the ratio is ΔP or : ΔP CL =
1: 4, ΔP or / ΔP CL = 1/4. At this time kp
s = 0.2 and P C = 23.4 MPa. In this way, if the common rail pressure P C decreases, ΔP or / ΔP
When CL and the control chamber pressure ratio kps decrease and the common rail pressure P C increases, ΔP or / ΔP CL and the control chamber pressure ratio kps increase.

【0030】PC =150MPa においてkps=0.5
となるように設計した場合においてコモンレール圧力P
C の高低に伴う制御室圧力比kpsの変化を図3に示
す。図3においてはインジェクタボディ13および制御
ピストン22の高圧燃料による弾性変形は考慮されてい
ない。実際にはコモンレール圧力PC の高圧時には弾性
変形により環状隙間間隔hは広げられ、コモンレール圧
力PC が下降すると高圧時よりも環状隙間間隔hが小さ
くなるので、高圧時よりも燃料流出絞り孔66に対する
環状隙間64の流路抵抗が大きくなる。このため、コモ
ンレール圧力PCが下降すると高圧時よりも圧力制御室
65の圧力がさらに低下し易くなる。また、コモンレー
ル圧力PC が下降すると高圧時よりも環状隙間間隔hが
小さくなるので環状隙間64における流量が1/4にな
っても環状隙間64の差圧△PCLは1/4まで下がらな
いため、kpsは0.2よりもさらに小さくなる。
Kps = 0.5 at P C = 150 MPa
Common rail pressure P when designed to
The change in the control chamber pressure ratio kps with the level of C shown in FIG. In FIG. 3, the elastic deformation of the injector body 13 and the control piston 22 due to the high pressure fuel is not taken into consideration. Actually, when the common rail pressure P C is high, the annular gap interval h is widened by elastic deformation, and when the common rail pressure P C is lowered, the annular gap interval h is smaller than that under high pressure, so the fuel outlet throttle hole 66 is higher than that under high pressure. The flow path resistance of the annular gap 64 with respect to is increased. For this reason, when the common rail pressure P C decreases, the pressure in the pressure control chamber 65 is more likely to decrease than when the common rail pressure P C is high. Further, when the common rail pressure P C decreases, the annular gap distance h becomes smaller than that at the time of high pressure, so that even if the flow rate in the annular gap 64 becomes 1/4, the differential pressure ΔP CL of the annular gap 64 does not decrease to 1/4. Therefore, kps becomes smaller than 0.2.

【0031】第1実施例では、高圧燃料通路61と圧力
制御室65との間に環状隙間64を設け、圧力制御室6
5と低圧燃料通路32aとの間に燃料流出絞り孔66を
設けることにより、環状隙間64と燃料流出絞り孔66
との流量特性の違いを利用して図3に示すようなコモン
レール圧力PC が下降するほど制御室圧力比kpsが減
少する特性を有している。このような構成により、特に
素早い燃料噴射切れが要求されるコモンレール圧力PC
が高圧になるエンジンの高回転時においては圧力制御室
の燃料流入側を絞り孔で形成するよりも環状隙間で形成
する方が燃料が流れ易くなるので、圧力制御室65への
燃料流入を容易にすることにより素早い燃料噴射切れを
実現することができる。
In the first embodiment, an annular gap 64 is provided between the high pressure fuel passage 61 and the pressure control chamber 65, and the pressure control chamber 6
5 and the low pressure fuel passage 32a are provided with the fuel outflow throttle hole 66, the annular gap 64 and the fuel outflow throttle hole 66 are provided.
The control chamber pressure ratio kps decreases as the common rail pressure P C decreases as shown in FIG. With such a configuration, the common rail pressure P C, which requires particularly rapid fuel injection cutoff
When the engine is at a high rotation speed where the pressure becomes high, the fuel flows more easily in the pressure control chamber formed in the annular gap than in the fuel inlet side formed in the throttle hole, so that the fuel can easily flow into the pressure control chamber 65. By doing so, it is possible to realize quick fuel injection cutoff.

【0032】また第1実施例では、燃料流出絞り孔66
の流路面積を増大させることなく、環状隙間64および
燃料流出絞り孔66の流路特性の違いによりコモンレー
ル圧力PC の低圧時においては高圧時よりも制御室圧力
比kpsが小さくなるので圧力制御室65の圧力が低下
しやすくなり、コモンレール圧力PC の低圧時において
も燃料噴射を可能とすることができる。このため、電磁
弁の体格が大きくならないので装置を小型化できる。
Further, in the first embodiment, the fuel outflow throttle hole 66
Without increasing the flow passage area, the control chamber pressure ratio kps becomes smaller when the common rail pressure P C is low than when the common rail pressure P C is low because of the difference in the flow passage characteristics of the annular gap 64 and the fuel outflow throttle hole 66. The pressure in the chamber 65 is likely to decrease, and fuel can be injected even when the common rail pressure P C is low. Therefore, the size of the solenoid valve does not increase, and the device can be downsized.

【0033】(第2実施例)本発明の第2実施例を図4
に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一符
号を付す。制御ピストン70の燃料通路62と対向する
外周壁には環状溝70aが形成されており、この環状溝
70aにより環状通路63が形成されている。また、制
御ピストン70の圧力制御室65側の端面から環状溝7
0a付近まで円柱状の凹部70bが形成されており、こ
の凹部70bにより円柱状の中空部71が形成されてい
る。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
Shown in Components substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. An annular groove 70a is formed in the outer peripheral wall of the control piston 70 facing the fuel passage 62, and the annular groove 70a forms an annular passage 63. Further, from the end surface of the control piston 70 on the pressure control chamber 65 side to the annular groove 7
A cylindrical concave portion 70b is formed up to the vicinity of 0a, and a cylindrical hollow portion 71 is formed by this concave portion 70b.

【0034】電磁弁30への通電オン時燃料流出絞り孔
66を介して圧力制御室65と低圧側とが連通すると、
燃料通路62から環状隙間64を介して圧力制御室65
に高圧燃料が流入する。このとき、制御ピストン70に
中空部71が形成されているため制御ピストン70の剛
性が低下しているので燃料通路62から流入する高圧燃
料の圧力により制御ピストン70の弾性変形の度合いが
大きくなる。このため、燃料通路62から高圧燃料が環
状隙間64に流入すると環状隙間間隔が第1実施例より
も大きくなり燃料通路62から圧力制御室65に燃料が
流入しやすくなるので、特にコモンレール圧力高圧時に
おける燃料噴射切れが素早く行われる。
When the pressure control chamber 65 communicates with the low pressure side through the fuel outflow throttle hole 66 when the solenoid valve 30 is energized,
From the fuel passage 62 through the annular gap 64, the pressure control chamber 65
High-pressure fuel flows into. At this time, the rigidity of the control piston 70 is lowered because the hollow portion 71 is formed in the control piston 70, so that the pressure of the high-pressure fuel flowing from the fuel passage 62 increases the degree of elastic deformation of the control piston 70. Therefore, when the high-pressure fuel flows into the annular gap 64 from the fuel passage 62, the annular gap distance becomes larger than that in the first embodiment, and the fuel easily flows into the pressure control chamber 65 from the fuel passage 62. In this case, the fuel injection in is quickly performed.

【0035】このような構成を有する第2実施例におけ
るコモンレール圧力PC と制御室圧力比kpsの関係を
図5の点線に示す。実線は比較のために示した第1実施
例の特性曲線である。第2実施例では、PC =150MP
a においてkps=0.5となるように環状隙間64の
軸方向長を第1実施例よりも長くしているため、図5に
おいて点線は実線よりも下側に位置している。図5に示
される点線の特性は他部材の形状を変更することなく制
御ピストン70に形成する中空部71の径または深さを
変更することにより容易に調整することができるので、
設計の自由度が向上する。
The relationship between the common rail pressure P C and the control chamber pressure ratio kps in the second embodiment having such a configuration is shown by the dotted line in FIG. The solid line is the characteristic curve of the first embodiment shown for comparison. In the second embodiment, P C = 150MP
Since the axial length of the annular gap 64 is made longer than that in the first embodiment so that kps = 0.5 at a, the dotted line is located below the solid line in FIG. Since the characteristic of the dotted line shown in FIG. 5 can be easily adjusted by changing the diameter or depth of the hollow portion 71 formed in the control piston 70 without changing the shape of other members,
The degree of freedom in design is improved.

【0036】(第3実施例)本発明の第3実施例を図6
に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一符
号を付す。制御ピストン72の燃料通路62と対向する
外周壁には環状溝72aが形成されており、この環状溝
72aにより環状通路63が形成されている。また、制
御ピストン72の圧力制御室65側の端面から環状溝7
2a付近まで円柱状の凹部72bが形成れており、この
凹部72bにより円柱状の中空部73が形成されてい
る。また環状通路63と中空部73とを連通するように
制御ピストン72を径方向に貫通する第2の絞り孔とし
ての燃料供給絞り孔74が環状溝72aの位置に形成さ
れている。これにより、電磁弁30への通電オン時燃料
流出絞り孔66を介して圧力制御室65から低圧側に燃
料が流出すると、環状隙間64だけでなく燃料供給絞り
孔74を介して燃料通路62から圧力制御室65に高圧
燃料が供給される。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
Shown in Components substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. An annular groove 72a is formed in the outer peripheral wall of the control piston 72 facing the fuel passage 62, and the annular groove 72a forms an annular passage 63. In addition, from the end surface of the control piston 72 on the pressure control chamber 65 side to the annular groove 7
A cylindrical concave portion 72b is formed up to the vicinity of 2a, and a cylindrical hollow portion 73 is formed by this concave portion 72b. Further, a fuel supply throttle hole 74 as a second throttle hole that radially penetrates the control piston 72 is formed at the position of the annular groove 72a so as to connect the annular passage 63 and the hollow portion 73 to each other. As a result, when the fuel flows from the pressure control chamber 65 to the low pressure side through the fuel outflow throttle hole 66 when the solenoid valve 30 is energized, not only the annular gap 64 but also the fuel passage 62 through the fuel supply throttle hole 74. High-pressure fuel is supplied to the pressure control chamber 65.

【0037】第3実施例においては、高圧の燃料通路6
2から圧力制御室65に燃料を供給する経路として環状
隙間64に加え燃料供給絞り孔74を設けたことによ
り、図7に示すような特性を得ることができる。図7に
おいて実線は制御ピストン72に形成した中空部により
発生する弾性変形の小さい場合であり、点線は弾性変形
の効果が大きい場合を示している。これらはどちらもP
C =150MPa においてkps=0.5となるよう設計
した場合である。
In the third embodiment, the high pressure fuel passage 6
By providing the fuel supply throttle hole 74 in addition to the annular gap 64 as a path for supplying fuel from 2 to the pressure control chamber 65, the characteristics shown in FIG. 7 can be obtained. In FIG. 7, the solid line shows the case where the elastic deformation generated by the hollow portion formed in the control piston 72 is small, and the dotted line shows the case where the elastic deformation effect is large. Both of these are P
This is the case where the design is such that kps = 0.5 at C = 150 MPa.

【0038】第3実施例では、環状隙間64に加え燃料
供給絞り孔74からも圧力制御室65に燃料を供給する
ため、コモンレール圧力PC と制御室圧力比kpsとの
関係は環状隙間と絞り孔の特性を合わせた特性を有して
いる。つまり、コモンレール圧力PC が上昇するにし
たがい制御室圧力比kpsも増加する。さらに、弾性
変形の効果の大小にかかわらず特性曲線とkps軸との
交点がkps>0に位置する。この特性曲線とkps軸
との交点の値は、環状隙間間隔が小さく弾性変形による
影響が無視できる程度であれば前述した式(1)で表すこ
とができる。
In the third embodiment, the fuel is supplied to the pressure control chamber 65 from the fuel supply throttle hole 74 in addition to the annular gap 64. Therefore, the relationship between the common rail pressure P C and the control chamber pressure ratio kps is the annular gap and the throttle. It has characteristics that match the characteristics of the holes. That is, as the common rail pressure P C increases, the control chamber pressure ratio kps also increases. Further, the intersection of the characteristic curve and the kps axis is located at kps> 0 regardless of the effect of elastic deformation. The value of the intersection of this characteristic curve and the kps axis can be expressed by the above-mentioned formula (1) as long as the annular clearance is small and the influence of elastic deformation is negligible.

【0039】第3実施例は、第1実施例および第2実施
例に比較して構造が複雑になるがコモンレール圧力PC
と制御室圧力比kpsとの関係に関する設計自由度を高
めることができる。 (第4実施例)本発明の第4実施例を図8に示す。第2
実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
The third embodiment has a more complicated structure than the first and second embodiments, but the common rail pressure P C
It is possible to increase the degree of freedom in designing the relationship between the control chamber pressure ratio kps and the control chamber pressure ratio kps. (Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. Second
Components that are substantially the same as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0040】第4実施例では、第3実施例において制御
ピストンに設けた燃料供給絞り孔にかえてインジェクタ
ボディ13に高圧燃料通路61と圧力制御室65とを直
接連通する第2の絞り孔としての燃料供給絞り孔75を
設けている。第4実施例では環状隙間64に加えて高圧
燃料通路61と圧力制御室65とを連通する燃料供給絞
り孔75を設けたことにより、第3実施例と同様にコモ
ンレール圧力PC と制御室圧力比kpsとの特性を表す
特性曲線がkps軸とkps>0の範囲で交わる。
In the fourth embodiment, the fuel supply throttle hole provided in the control piston in the third embodiment is replaced by a second throttle hole that directly connects the high pressure fuel passage 61 and the pressure control chamber 65 to the injector body 13. The fuel supply throttle hole 75 is provided. In the fourth embodiment, in addition to the annular gap 64, the fuel supply throttle hole 75 that communicates the high pressure fuel passage 61 and the pressure control chamber 65 is provided, so that the common rail pressure P C and the control chamber pressure are the same as in the third embodiment. The characteristic curve representing the characteristic with the ratio kps intersects with the kps axis in the range of kps> 0.

【0041】(第5実施例)本発明の第5実施例を図9
に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一符
号を付す。制御ピストン80の燃料通路62と対向する
外周壁には環状溝80aが形成されており、この環状溝
80aにより環状通路63が形成されている。制御ピス
トン80の圧力制御室65側端面から環状溝80a付近
まで円柱状の凹部80bが形成されており、この凹部8
0bにより円柱状の中空部81が形成されている。また
制御ピストン80の外周壁には、環状溝80aから圧力
制御室65に向けて軸方向に溝が形成されており、この
溝により絞り溝通路82が形成されている。絞り溝通路
82は環状通路63と圧力制御室65とを連通してい
る。
(Fifth Embodiment) FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention.
Shown in Components substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. An annular groove 80a is formed in the outer peripheral wall of the control piston 80 facing the fuel passage 62, and the annular groove 63a is formed by the annular groove 80a. A cylindrical recess 80b is formed from the end surface of the control piston 80 on the pressure control chamber 65 side to the vicinity of the annular groove 80a.
0b forms a cylindrical hollow portion 81. A groove is formed on the outer peripheral wall of the control piston 80 in the axial direction from the annular groove 80a toward the pressure control chamber 65, and a throttle groove passage 82 is formed by this groove. The throttle groove passage 82 communicates the annular passage 63 with the pressure control chamber 65.

【0042】第5実施例では第3および第4実施例にお
いて形成した燃料供給絞り孔に代えて制御ピストン80
の外周壁に絞り溝通路82を設けたことにより第3実施
例および第4実施例と同様に特性曲線がkps軸とkp
s>0の位置で交わる。第5実施例では、制御ピストン
80の外壁に溝を形成しこの溝により絞り溝通路82を
形成したが、本発明では、シリンダであるインジェクタ
ボディに溝を形成して絞り溝通路を形成することも可能
である。
In the fifth embodiment, the control piston 80 is used instead of the fuel supply throttle hole formed in the third and fourth embodiments.
Since the throttle groove passage 82 is provided on the outer peripheral wall of the, the characteristic curves are kps axis and kp as in the third and fourth embodiments.
It intersects at the position of s> 0. In the fifth embodiment, a groove is formed in the outer wall of the control piston 80, and the throttle groove passage 82 is formed by this groove. However, in the present invention, a groove is formed in the injector body that is a cylinder to form the throttle groove passage. Is also possible.

【0043】以上説明した本発明の実施例では、コモン
レールにより蓄圧した高圧燃料をインジェクタに供給す
る蓄圧式燃料噴射装置について説明した、本発明ではコ
モンレールを介さず燃料噴射ポンプからインジェクタに
燃料を供給する燃料噴射装置に本発明の構成を適用する
ことも可能である。また本実施例では、制御ピストンの
外壁に環状溝を設けて環状通路を形成したが、本発明で
はインジェクタボディの内壁に環状溝を設けて環状通路
を形成することも可能である。
In the above-described embodiment of the present invention, the pressure-accumulation type fuel injection device for supplying the high pressure fuel accumulated by the common rail to the injector has been described. In the present invention, the fuel is supplied from the fuel injection pump to the injector without passing through the common rail. It is also possible to apply the configuration of the present invention to the fuel injection device. Further, in this embodiment, the annular groove is provided on the outer wall of the control piston to form the annular passage, but in the present invention, the annular groove may be provided on the inner wall of the injector body to form the annular passage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例による燃料噴射装置の主要
部を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a fuel injection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例による燃料噴射装置のイン
ジェクタを示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an injector of the fuel injection device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】第1実施例におけるコモンレール圧力PC と制
御室圧力比kpsとの関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a common rail pressure P C and a control chamber pressure ratio kps in the first embodiment.

【図4】本発明の第2実施例による燃料噴射装置の主要
部を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a fuel injection device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】第2実施例におけるコモンレール圧力PC と制
御室圧力比kpsとの関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the common rail pressure P C and the control chamber pressure ratio kps in the second embodiment.

【図6】本発明の第3実施例による燃料噴射装置の主要
部を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a main part of a fuel injection device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】第3実施例におけるコモンレール圧力PC と制
御室圧力比kpsとの関係を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the common rail pressure P C and the control chamber pressure ratio kps in the third embodiment.

【図8】本発明の第4実施例による燃料噴射装置の主要
部を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a main part of a fuel injection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】(A)は本発明の第5実施例による燃料噴射装
置の主要部を示す断面図であり、(B)は(A)の絞り
溝通路を含む制御ピストンの断面図である。
9A is a sectional view showing a main part of a fuel injection device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a sectional view of a control piston including the throttle groove passage of FIG. 9A.

【図10】従来例のインジェクタを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional injector.

【図11】従来例によるインジェクタの主要部を示す断
面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a main part of an injector according to a conventional example.

【図12】コモンレール圧力PC と制御室圧力比kps
との関係において噴射可能領域を示す特性図である。
FIG. 12: Common rail pressure P C and control room pressure ratio kps
It is a characteristic view which shows the injection possible area | region in the relationship with.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インジェクタ 10 噴射ノズル 11a 噴孔 11 ノズルボディ 13 インジェクタボディ 20 ニードル弁(弁部材) 21 プレッシャピストン(弁部材) 22 制御ピストン(弁部材) 30 電磁弁 35 電磁コイル 61 高圧燃料通路 62 燃料通路(高圧燃料通路) 63 環状通路 64 環状隙間 65 圧力制御室 66 燃料流出絞り孔(第1の絞り孔) 71 中空部 74、75 燃料供給絞り孔(第2の絞り孔) 82 絞り溝通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 injector 10 injection nozzle 11a injection hole 11 nozzle body 13 injector body 20 needle valve (valve member) 21 pressure piston (valve member) 22 control piston (valve member) 30 electromagnetic valve 35 electromagnetic coil 61 high pressure fuel passage 62 fuel passage (high pressure) Fuel passage) 63 Annular passage 64 Annular gap 65 Pressure control chamber 66 Fuel outflow throttle hole (first throttle hole) 71 Hollow part 74, 75 Fuel supply throttle hole (second throttle hole) 82 Throttling groove passage

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の各気筒ごとに設けられたイン
ジェクタに高圧燃料を供給し、前記インジェクタの噴射
ノズルから各気筒の燃焼室に燃料を噴出する燃料噴射装
置であって、 噴射ノズルの噴孔に高圧燃料を供給可能な高圧燃料通路
と前記噴孔とを断続する弁部材と、 前記弁部材の反噴孔側に設けられ前記高圧燃料通路から
供給される燃料圧力により前記弁部材を前記噴孔遮断方
向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路とを断続する電
磁弁とを備え、 前記圧力制御室と前記低圧燃料通路との間に前記圧力制
御室から前記低圧燃料通路に流出する燃料量を制限する
第1の絞り孔を設け、前記高圧燃料通路側と前記圧力制
御室側との差圧に対する前記第1の絞り孔の前記圧力制
御室側と前記低圧燃料通路側との差圧の比が前記高圧燃
料通路の燃料圧力が下降するにしたがい小さくなる流量
制限機構を前記高圧燃料通路から前記圧力制御室への燃
料供給経路中に設けることを特徴とする燃料噴射装置。
1. A fuel injection device for supplying high-pressure fuel to an injector provided for each cylinder of an internal combustion engine, and injecting fuel from an injection nozzle of the injector into a combustion chamber of each cylinder. A valve member for connecting and disconnecting the high pressure fuel passage capable of supplying high pressure fuel to the hole and the injection hole; and a valve member provided on the side opposite to the injection hole of the valve member for supplying fuel pressure from the high pressure fuel passage to the valve member. A pressure control chamber for urging in the injection hole blocking direction and a solenoid valve for connecting and disconnecting the low pressure fuel passage are provided, and the pressure control chamber and the low pressure fuel passage flow out from the pressure control chamber to the low pressure fuel passage. A first throttle hole for limiting the amount of fuel is provided, and a difference between the pressure control chamber side and the low pressure fuel passage side of the first throttle hole with respect to a pressure difference between the high pressure fuel passage side and the pressure control chamber side. The pressure ratio of the high pressure fuel passage is A fuel injection device, wherein a flow rate limiting mechanism that becomes smaller as the fuel pressure decreases is provided in a fuel supply path from the high-pressure fuel passage to the pressure control chamber.
【請求項2】 前記流量制限機構は前記弁部材の外周壁
と前記弁部材を往復移動可能に支持するシリンダの内周
壁とにより形成される環状隙間であることを特徴とする
請求項1記載の燃料噴射装置。
2. The flow rate limiting mechanism is an annular gap formed by an outer peripheral wall of the valve member and an inner peripheral wall of a cylinder that supports the valve member so that the valve member can reciprocate. Fuel injection device.
【請求項3】 前記高圧燃料通路と前記環状隙間との間
の前記弁部材の外周壁または前記シリンダの内周壁に環
状溝を設けることを特徴とする請求項2記載の燃料噴射
装置。
3. The fuel injection device according to claim 2, wherein an annular groove is provided on an outer peripheral wall of the valve member or an inner peripheral wall of the cylinder between the high-pressure fuel passage and the annular gap.
【請求項4】 前記環状隙間の軸方向形成範囲において
前記弁部材を中空状に形成することを特徴とする請求項
2または3記載の燃料噴射装置。
4. The fuel injection device according to claim 2, wherein the valve member is formed in a hollow shape in the axial formation range of the annular gap.
【請求項5】 前記流量制限機構として前記環状隙間に
加え前記高圧燃料通路と前記圧力制御室とを連通する絞
り通路を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項
2、3または4記載の燃料噴射装置。
5. The fuel according to claim 2, 3 or 4, wherein as the flow rate limiting mechanism, at least one throttle passage that connects the high pressure fuel passage and the pressure control chamber is provided in addition to the annular gap. Injection device.
【請求項6】 前記絞り通路は、第2の絞り孔および絞
り溝通路の少なくとも一つを有することを特徴とする請
求項5記載の燃料噴射装置。
6. The fuel injection device according to claim 5, wherein the throttle passage has at least one of a second throttle hole and a throttle groove passage.
【請求項7】 前記第2の絞り孔は前記弁部材の内部に
設けられ、前記絞り溝通路は前記弁部材の外周壁にほぼ
軸方向に沿って設けられることを特徴とする請求項6記
載の燃料噴射装置。
7. The second throttle hole is provided inside the valve member, and the throttle groove passage is provided on an outer peripheral wall of the valve member substantially along the axial direction. Fuel injector.
【請求項8】 前記弁部材に設けられた中空部は前記圧
力制御室と連通し、前記流量制限機構として前記環状隙
間に加え前記高圧燃料通路と前記中空部とを連通する第
2の絞り孔を設けることを特徴とする請求項4記載の燃
料噴射装置。
8. A second throttle hole communicating with a hollow portion provided in the valve member and communicating with the pressure control chamber, and communicating the high pressure fuel passage with the hollow portion in addition to the annular gap as the flow rate limiting mechanism. The fuel injection device according to claim 4, further comprising:
【請求項9】 蓄圧管において蓄圧された高圧燃料を前
記インジェクタに供給することを特徴とする請求項1〜
8のいずれか一項記載の燃料噴射装置。
9. The high pressure fuel accumulated in a pressure accumulator pipe is supplied to the injector.
9. The fuel injection device according to claim 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007239651A (en) * 2006-03-09 2007-09-20 Isuzu Motors Ltd Manufacturing method for fuel injection valve
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