JPH10103186A

JPH10103186A - 蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH10103186A
Application number: JP25152296A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Matsumoto; 修一松本; Tetsuya Toyao; 哲也鳥谷尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高圧燃料通路あるいは低圧燃料通路の穴開け
加工が容易であり、かつ流通燃料が圧損を起こさない燃
料噴射装置を提供する。【解決手段】インジェクタ１の組付けの許容空間の隅
部を利用してインジェクタボディ７の断面形状を略正方
形とすることにより、噴射ノズル燃料導入通路３９およ
び低圧通路３１の径ｄ２およびｄ３を大きくすることが
できるため、通過燃料の圧力損失を低減することがで
き、噴射量が多い場合に十分な燃料を燃料噴射孔へ供給
することができる。また、噴射ノズル燃料導入通路３９
および低圧通路３１の径ｄ２およびｄ３を大きくするこ
とにより、ドリルによる通路の穴開け加工時にドリルの
歯がぶれるのを防止し、インジェクタボディ７の片面か
ら貫通穴を開けることが可能になるため、通路の穴開け
加工が容易になる。また、インジェクタボディ７は鍛造
であるので、インジェクタボディ７の外形の制約が少な
く、切削に較べて加工費を下げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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称する）に高圧
燃料を蓄圧し、この蓄圧された高圧燃料を電気制御式の
インジェクタから噴射するようにした燃料噴射装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従未より、電気制御式のインジェクタに
よってディーゼル機関に高圧燃料を噴射するようにした
燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置
において、インジェクタボディの横断面形状が円形状で
ある例が特開平１−２３２１６０号公報に開示されてい
る。インジェクタボディはネジによってその上下の部品
と締結され、インジェクタ内部に軸方向に摺動可能な棒
状部材を備えているため、インジェクタを加工をする上
で横断面形状が円形状であることが好ましい。

【０００３】また、インジェクタに高圧燃料通路が備え
られている例が特開平１−２５７７５３号公報およびＥ
Ｐ５４８９１６号公報に開示されている。特開平１−２
５７７５３号公報およびＥＰ５４８９１６号公報に開示
されている燃料噴射装置では、インジェクタの軸方向に
細長い穴が開けられ、通路が形成されている。この穴は
太く短いほど加工が容易であり、かつ流通燃料が圧損を
起こさない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インジ
ェクタは搭載上の制約からその軸方向に細長い形状をし
ており、通路となる噴射ノズル燃料導入通路等の穴は細
長く開けざるを得ない。このため、穴開け加工時に工具
がぶれるといった問題が起こるので、インジェクタの一
端から貫通穴を開けることができず、両端から穴を開け
て中央部でつなげる等の工夫がなされている。したがっ
て、穴開け加工の工程が多くなるという問題があった。

【０００５】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、高圧燃料通路の穴開け加工が容易
であり、かつ流通燃料が圧損を起こしにくい燃料噴射装
置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、
低圧燃料通路の穴開け加工が容易である燃料噴射装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の燃料噴射
装置によると、インジェクタ本体の少なくとも１ケ所以
上に肉厚の大きい箇所を設けて、その箇所に高圧燃料通
路を配置することにより高圧燃料通路の径を大きくする
ことができる。したがって、通過燃料の圧力損失を低減
することができ、燃料噴射量が多い場合、十分な燃料を
噴孔へ供給することができる。また、高圧燃料通路の穴
開け加工時に工具がぶれるのを防止し、インジェクタ本
体の片面から貫通穴を開けることが可能になるため、高
圧燃料通路の穴開け加工が容易になる。

【０００７】請求項２記載の燃料噴射装置によると、高
圧燃料通路と低圧燃料通路との両方の径を大きくするこ
とができため、通過燃料の圧力損失を低減することがで
き、両通路の穴開け加工が容易になる。請求項３記載の
燃料噴射装置によると、インジェクタ本体は鍛造である
ので、インジェクタ本体の外形の制約が少ない。また、
切削に較べて材料費および工数が少なくなるので、加工
費を下げることができる。

【０００８】請求項４記載の燃料噴射装置によると、イ
ンジェクタ本体の胴長部は、制御ピストン穴が対称軸と
なる軸対称形状であるので、制御ピストン穴の切削加工
時にインジェクタ本体の重心がぶれるのを防止すること
ができる。したがって、制御ピストン穴の切削加工が容
易になる。請求項５記載の燃料噴射装置によると、イン
ジェクタは、高圧燃料通路と低圧燃料通路とを結ぶ線が
カムシャフトの軸線に対して略４５度となるようにエン
ジンに配置されるので、インジェクタの配置スペースを
無駄なく有効に利用することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数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、図２および図３に示す。この第１実施例
に示すエンジンはＤＯＨＣの４気筒エンジンであり、各
気筒当たり排気弁および吸気弁を合わせて４個のバルブ
を備えている。各気筒に取付けられるインジェクタ１に
はコモンレールで蓄圧された高圧燃料が燃料供給配管を
介して供給されている。

【００１０】まず、インジェクタ１の構造を図１に基づ
いて説明する。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３には噴孔としての燃料噴射
孔３ａを開閉するニードル弁としての噴射ノズルニード
ル弁４が往復移動可能に収容されている。ノズルボディ
３とインジェクタ本体としてのインジェクタボディ７と
はパッキンチップ２５を挟んでノズルリテーニングナッ
ト２６により結合されている。噴射ノズルニードル弁４
の反噴射孔側には、噴射ノズルプレッシャピン５と、こ
の噴射ノズルプレッシャピン５と反噴射孔側で接触ある
いは連結する制御ピストン８とが配設されている。噴射
ノズルプレッシャピン５はバネ部材６の内部に貫挿され
ており、バネ部材６は図１の下方つまり噴射孔閉塞方向
に噴射ノズルプレッシャピン５を付勢している。制御ピ
ストン８の反噴射孔側には圧力制御室としての制御室１
２が設けられている。制御ピストン８はインジェクタボ
ディ７の軸中心に往復移動可能に収容され、制御ピスト
ン８の周囲には噴射ノズル燃料導入通路３９と余剰燃料
排出用の低圧燃料通路としての低圧通路３１とが形成さ
れている。

【００１１】高圧燃料導入通路９、制御室燃料導入通路
１０および噴射ノズル燃料導入通路３９は高圧燃料通路
を構成しており、コモンレールから燃料供給配管、燃料
フィルタ２４、高圧燃料導入通路９を経て制御室燃料導
入通路１０と噴射ノズル燃料導入通路３９とに分岐され
て高圧燃料が供給される。噴射ノズル燃料導入通路３９
から噴射ノズルニードル弁４の周囲に環状に設けられた
燃料溜まり４０に高圧燃料が供給され、この高圧燃料の
圧力が噴射ノズルニードル弁４をリフトする方向に働
く。また、低圧通路３１は制御ピストン８および噴射ノ
ズルニードル弁４の摺動クリアランスからのリーク燃料
を回収するための燃料通路であり、低圧燃料室としての
燃料低圧室１１に連通している。この余剰燃料は、リー
ク燃料回収用通路２９に排出され、燃料回収配管接続部
５２に接続される燃料回収配管を経て燃料タンクに回収
される。

【００１２】ディスタンスピース４１および４２には低
圧通路３１に通じる通路が形成されている。また、ディ
スタンスピース４１には制御室燃料導入通路１０と制御
室１２とを連通し制御室１２に高圧燃料を供給する第１
の絞り部としての第１絞り１３が形成され、ディスタン
スピース４２には制御室１２の高圧燃料を低圧側に排出
可能な第１絞り１３より通路抵抗の小さい第２の絞り部
としての第２絞り１４が形成されている。

【００１３】インジェクタボディ７には、制御室燃料導
入通路１０および噴射ノズル燃料導入通路３９と連通し
燃料供給配管接続部５１に開口する高圧燃料導入通路９
が形成されている。また、インジェクタヘッド４３に
は、低圧通路３１と連通し燃料回収配管接続部５２に開
口するリーク燃料回収用通路２９が形成されている。電
磁弁１７は、制御室１２とリーク燃料回収用通路２９と
を断続する電磁二方弁であり、リテーリングナット２８
とインジェクタボディ７との間に配設されている。弁部
材２０は第２絞り１４と低圧側との連通を閉塞している
もので、シリンダ１９に摺動自在に組込まれ、弁部材２
０と接触もしくは結合されるプッシュロッド３３を介し
てバネ部材１６により閉弁方向に付勢されている。弁部
材２０の電磁コイル１５の側にはアーマチャ２１が固定
され、リフト調整部材３６の軸長を変更することにより
弁部材２０のリフト量を調整することができる。電磁弁
１７の電磁コイル１５はコア４４内に巻回され、電気配
線コネクタ５３から電磁コイル１５に電力が供給され
る。

【００１４】次に第１実施例の作動を説明する。電磁コ
イル１５への通電オフ時、バネ部材１６の付勢力と制御
室１２の燃料圧力から制御ピストン８が受ける力との和
から噴射ノズルニードル弁４が噴孔閉塞方向に受ける力
は、燃料溜まり４０の燃料から噴射ノズルニードル弁４
がリフト方向に受ける力よりも大きい。したがって、噴
射ノズルニードル弁４は燃料噴射孔３ａを閉塞し、燃料
噴射は行われない。これは、制御ピストン８の受圧面積
と噴射ノズルニードル弁４の受圧面積とに差があり、前
者の方が大きいためであり、さらに、バネ部材１６の付
勢力は噴射ノズルニードル弁４が燃料噴射孔３ａを閉塞
する方向であるためである。

【００１５】電磁コイル１５への通電をオンすると、電
磁コイル１５に発生する磁力によりアーマチャ２１およ
び弁部材２０が図１の上方に吸引される。この弁部材２
０のリフトにより弁部材２０がシート部１８から離座す
ると、制御室１２は第２絞り１４を介して燃料低圧室１
１と連通する。したがって、制御室１２の燃料圧力が低
下する。

【００１６】再び電磁コイル１５への通電をオフする
と、バネ部材１６の付勢力により弁部材２０が押下され
るため、弁部材２０は開弁方向にオーバシュートした後
シート部１８に着座する方向に動きだす。電磁コイル１
５への通電がオフされて以降も、弁部材２０のリフト量
がある程度以下になるまでは、制御室１２の圧力が低下
し続ける。制御室１２の燃料圧力から制御ピストン８が
受ける力とバネ部材１６の付勢力との和から噴射ノズル
ニードル弁４が噴孔閉塞方向に受ける力が、燃料溜まり
４０の燃料圧力から噴射ノズルニードル弁４がリフト方
向に受ける力よりも小さくなると噴射ノズルニードル弁
４がリフトし、燃料噴射孔３ａから燃料が噴射される。

【００１７】弁部材２０のリフト量がある程度以下にな
り、制御室１２と燃料低圧室１１との通路抵抗が大きく
なると、制御室１２の燃料圧力が上昇する。制御室１２
の圧力が上昇し、制御室１２の燃料圧力から制御ピスト
ン８が受ける力とバネ部材１６の付勢力との和から噴射
ノズルニードル弁４が噴孔閉塞方向に受ける力が、燃料
溜まり４０の燃料圧力から噴射ノズルニードル弁４が開
弁方向に受ける力よりも大きくなると、噴射ノズルニー
ドル弁４が下降し、燃料噴射孔３ａが閉塞され、燃料噴
射が終了する。

【００１８】次に、図２に示す燃料供給システムについ
て説明する。インジェクタ１はシリンダヘッド７８に設
けられた取付穴７９に燃焼室８０と同軸上に嵌合し、エ
ンジンヘッドカバー７１に設けた貫通孔７１ａからエン
ジンヘッドカバー７１の外部にインジェクタヘッド４３
を突出させている。インジェクタヘッド４３に設けられ
た燃料回収配管接続部５２および電気配線コネクタ５３
もエンジンヘッドカバー７１の外部に露出している。燃
料供給配管接続部５１はインジェクタ１の軸方向と一定
の角度を形成し、貫通孔７１ｂからエンジンヘッドカバ
ー７１の外部に突出している。

【００１９】カムシャフト７２および７４はエンジンの
クランクシャフトと同期して回転（クランクシャフト２
回転につき１回転）し、それぞれ軸方向に複数のカム７
３および７５が設けられている。カムシャフト７２およ
び７４がクランクシャフトと同期して回転することによ
り、排気弁７６および吸気弁７７が往復移動し燃焼室８
０内の吸排気が行なわれる。

【００２０】各気筒に対応するインジェクタ１はカムシ
ャフト７２とカムシャフト７４との間にカムシャフト７
２、７４の軸方向に沿って配設されており、それぞれ合
計４個の排気弁および吸気弁に囲まれている。インジェ
クタ１は、その一端をシリンダヘッド７８の取付穴７９
に嵌合している。したがって、インジェクタ１をエンジ
ンに取付けようとすると空間的な制約がある。つまり、
シリンダヘッド７８上には、カムシャフト７２および７
４、カム７３および７５、吸排気弁７６および７７等様
々な構造物が存在するため、インジェクタ１は、これら
を避けるように配置されなければならない。インジェク
タ１の形状が最も制約される部位はエンジン形状によっ
て異なり、第１実施例における最も制約される部位はカ
ム７３および７５とカムシャフト７２および７４とで囲
まれた空間である。しかし、吸排気弁駆動用スプリング
８１および８２によって制約される場合もある。また、
その制約形状は様々であり、正方形、長方形あるいは楕
円などがある。インジェクタ１をエンジンに組付ける場
合、カム７３および７５とカムシャフト７２および７４
とで囲まれた空間が正方形に制約される場合について図
３および図４を用いて説明する。

【００２１】第１実施例においては、インジェクタボデ
ィ７に許される空間は図３に示す破線内であり、一辺の
長さｌが１７ｍｍの正方形である。図４（Ａ）に示すよ
うに従来技術のインジェクタボディ断面を円形とした場
合、第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付
すと、制御ピストン穴８ａの径ｄ１がφ５ｍｍ、噴射ノ
ズル燃料導入通路３９の回りの肉厚が最低２ｍｍという
制約のもとでは、噴射ノズル燃料導入通路３９の径ｄ２
は最大φ２ｍｍとなる。しかし、図４（Ｂ）に示すよう
に許容空間の隅部を利用して断面形状を略正方形とする
ことにより、上記制約のもとで噴射ノズル燃料導入通路
３９の径ｄ２は最大φ３．８９ｍｍとすることができ
る。また、低圧通路３１の径ｄ３を大きくすることもで
きる。

【００２２】第１実施例のインジェクタボディ７は鍛造
によって製造する。したがって、インジェクタボディ７
の外形が円形である必要性は全くない。但し、電磁弁１
７と接続するために、インジェクタボディ７の上部構造
は内部に雌ねじが形成されている。また、噴射ノズル２
と接続するために、インジェクタ下端部外径は円形とな
っており、雄ねじが形成されている。これらの部分の加
工は切削により行われる。

【００２３】したがって、第１実施例に示す構造とする
ことにより、噴射ノズル燃料導入通路３９および低圧通
路３１の径ｄ２およびｄ３を大きくすることができるた
め、通過燃料の圧力損失を低減することができ、燃料噴
射量が多い場合に十分な燃料を燃料噴射孔３ａへ供給す
ることができる。また、噴射ノズル燃料導入通路３９お
よび低圧通路３１の径ｄ２およびｄ３を大きくすること
により、ドリルによる両通路３１および３９の穴開け加
工時にドリルの歯がぶれるのを防止し、インジェクタボ
ディ７の片面から貫通穴を開けることが可能になるた
め、両通路３１および３９の穴開け加工が容易になる。

【００２４】（第２実施例）本発明の第２実施例を図５
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。第２実施例は、第１実施例からインジェクタ
ボディ７の不要な肉厚部分を削った構造である。第２実
施例の構造にすることによりインジェクタボディ７の軽
量化が可能となり、材料の無駄が無くなるので、インジ
ェクタボディ７の製造コストを下げることができる。

【００２５】（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。第３実施例は、インジェクタ１の組付けの制
約空間形状が楕円である場合の構造である。インジェク
タ１の組付けの制約空間形状が楕円である場合、第３実
施例の構造にすることにより噴射ノズル燃料導入通路３
９および低圧通路３１の径ｄ２およびｄ３を大きくする
ことができる。

【００２６】（第４実施例）本発明の第４実施例を図７
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。第４実施例は第３実施例と比較して、インジ
ェクタ１の配置スペースの制約がさらに厳しい場合、イ
ンジェクタボディ７の断面積および低圧通路３１の径ｄ
３を図６より小さくし、低圧通路３１を噴射ノズル燃料
導入通路３９の近くに配設することにより噴射ノズル燃
料導入通路３９の径ｄ２を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタを示す
断面図である。

【図２】本発明の第１実施例の蓄圧式燃料噴射装置を示
す断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】（Ａ）従来技術によるインジェクタボディと、
（Ｂ）本発明の第１実施例によるインジェクタボディと
を示す断面図である。

【図５】本発明の第２実施例によるインジェクタボディ
を示す断面図である。

【図６】本発明の第３実施例によるインジェクタボディ
を示す断面図である。

【図７】本発明の第４実施例によるインジェクタボディ
を示す断面図である。

【符号の説明】

１インジェクタ２噴射ノズル３ノズルボディ３ａ燃料噴射孔（噴孔）４噴射ノズルニードル弁（ニードル弁）５噴射ノズルプレッシャピン７インジェクタボディ（インジェクタ本体）８制御ピストン９高圧燃料導入通路（高圧燃料通路）１０制御室燃料導入通路（高圧燃料通路）１１燃料低圧室（低圧燃料室）１２制御室（圧力制御室）１３第１絞り（第１の絞り部）１４第２絞り（第２の絞り部）１５電磁コイル１７電磁弁２０弁部材２９リーク燃料回収用通路３１低圧通路（低圧燃料通路）３９噴射ノズル燃料導入通路（高圧燃料通路）４３インジェクタヘッド５１燃料供給配管接続部５２燃料回収配管接続部５３電気配線コネクタ７２、７４カムシャフト７３、７５カム７８シリンダヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 47/02 Ｆ０２Ｍ 47/02 61/14 ３１０ 61/14 ３１０Ａ 61/16 61/16 ＦＰＡ 61/18 ３６０ 61/18 ３６０Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄圧配管で蓄圧された高圧燃料をディー
ゼル機関の各気筒毎に設けられたインジェクタに供給
し、該インジェクタの噴射ノズルから各気筒に燃料を噴
射する蓄圧式燃料噴射装置であって、前記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ニードル弁と、前記ニードル弁の反噴孔側に前記ニードル弁とともに往
復移動可能に設けられた制御ピストンと、前記制御ピストン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制御ピストンを前
記噴孔閉塞方向に付勢する圧力制御室と低圧燃料通路ま
たは低圧燃料室とを断続することにより、前記噴孔から
の燃料噴射量を制御する電磁弁とを備え、前記高圧燃料通路と前記圧力制御室との間に前記圧力制
御室への導入燃料量を制限する第１の絞り部を設け、前
記圧力制御室と前記低圧燃料通路または前記低圧燃料室
との間に前記第１の絞り部より通路抵抗の小さい第２の
絞り部を設け、前記電磁弁は、前記電磁弁への通電をオンすることによ
り発生する磁力により吸引されてリフトし前記圧力制御
室と前記低圧燃料通路または前記低圧燃料室とを連通す
る弁部材を有し、前記インジェクタの本体は少なくとも１ケ所に肉厚の大
きい箇所が設けられ、その箇所に前記高圧燃料通路が形
成されることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】前記本体は２ケ所以上に前記肉厚の大き
い箇所が設けられ、一方に前記高圧燃料通路が形成さ
れ、他方に前記低圧燃料通路が形成されることを特徴と
する請求項１記載の畜圧式燃料噴射装置。
【請求項３】前記本体は鍛造後に削り出すことにより
形成されることを特徴とする請求項１または２記載の畜
圧式燃料噴射装置。
【請求項４】前記本体の胴長部は軸対称形状であるこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の畜圧式燃料
噴射装置。
【請求項５】前記インジェクタは、前記高圧燃料通路
と前記低圧燃料通路とがインジェクタ中心軸に対して略
軸対称に配設され、これらを結ぶ線がカムシャフトの軸
線に対して略４５度となるようにエンジンに配置される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の畜
圧式燃料噴射装置。