JPH10122083A - Fuel injection valve - Google Patents

Fuel injection valve

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Publication number
JPH10122083A
JPH10122083A JP29337796A JP29337796A JPH10122083A JP H10122083 A JPH10122083 A JP H10122083A JP 29337796 A JP29337796 A JP 29337796A JP 29337796 A JP29337796 A JP 29337796A JP H10122083 A JPH10122083 A JP H10122083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle body
fuel
pressure
cylinder
injection
Prior art date
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Pending
Application number
JP29337796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Aihara
浩司 相原
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.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Corp filed Critical Zexel Corp
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Publication of JPH10122083A publication Critical patent/JPH10122083A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection valve capable of controlling its injection quantity according to the internal pressure of an associated cylinder with its simple structure. SOLUTION: A fuel injection valve comprises a nozzle body 27 which is movable in the lift direction of a needle valve 15 upon receiving pressure in an associated combustion cylinder, a first regulation member 31 for regulating the nozzle body at the upper portion thereof in the lift direction, and a second regulation member 37 for regulating the nozzle body at the lower portion thereof in the lift direction. The fuel injection valve thus constituted injects fuel of a quantity corresponding to the combustion state according to the internal pressure of the combustion cylinder at its first injection position where a smaller quantity of fuel is injected or second injection position where a larger quantity of fuel is injected.

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、エンジンの燃焼筒
内に高圧の燃料を直接噴射する燃料噴射弁に関し、特
に、電磁コイルの励磁によりニードルバルブをリフトし
て燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。
The present invention relates to a fuel injection valve for directly injecting high-pressure fuel into a combustion cylinder of an engine, and more particularly to a fuel injection valve for injecting fuel by lifting a needle valve by exciting an electromagnetic coil. .

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧のガソリン燃料をインジェクタから
エンジンの気筒(燃焼筒)内に直接噴射するようにし
た、いわゆる直接噴射式ガソリンエンジンが知られてい
る。
2. Description of the Related Art There is known a so-called direct injection gasoline engine in which high-pressure gasoline fuel is directly injected from an injector into a cylinder (combustion cylinder) of an engine.

【0003】かかる直接噴射式ガソリンエンジンでは、
低負荷運転時には、点火プラグの近傍に濃厚な混合気を
偏在させ、着火性を良好に保ちつつ、全体としては混合
気を希薄にする層状燃焼が知られている。このような層
状燃焼によれば、失火や熱効率の低下を防止できる。こ
のような層状燃焼では、燃焼筒上方に濃厚な混合気を偏
在させるために、燃料噴射弁から燃料の噴射量を少なく
することが望ましい。この層状燃焼は、気筒内の圧縮工
程時に燃料を噴射するものであり、気筒内の内圧が高い
ときに燃料を噴射する。
In such a direct injection gasoline engine,
During low-load operation, stratified combustion is known in which a rich air-fuel mixture is unevenly distributed in the vicinity of an ignition plug, and the air-fuel mixture is generally diluted while maintaining good ignitability. According to such stratified combustion, misfire and a decrease in thermal efficiency can be prevented. In such stratified combustion, it is desirable to reduce the amount of fuel injected from the fuel injection valve in order to unevenly distribute a rich mixture above the combustion cylinder. This stratified combustion injects fuel during the compression process in the cylinder, and injects the fuel when the internal pressure in the cylinder is high.

【0004】一方、高負荷運転時には、噴射した燃料を
気筒内に均一に拡散させて着火する均質燃焼をすること
が知られている。かかる均質燃焼では気筒内に希薄な混
合気を均一に分散させもので、燃料噴射弁から燃料の噴
射量を多くすることが望ましい。この均質燃焼は、ガソ
リンエンジンの気筒内の吸入工程時に燃料を噴射するも
のであり、ガソリンエンジン気筒内の内圧が低いときに
燃料を噴射する。
On the other hand, it is known that during high-load operation, homogeneous combustion is performed in which the injected fuel is uniformly diffused in the cylinder and ignited. In such homogeneous combustion, a lean mixture is uniformly dispersed in the cylinder, and it is desirable to increase the amount of fuel injected from the fuel injection valve. In the homogeneous combustion, fuel is injected during a suction process in a cylinder of a gasoline engine, and the fuel is injected when the internal pressure in the cylinder of the gasoline engine is low.

【0005】上述したような層状燃焼と均質燃焼とは、
燃料の噴射時期により調整されているが、層状燃焼の場
合には高い気筒内圧力下で噴射する燃料を少なくし、均
質燃焼の場合には低い気筒内圧力下で噴射する燃料を多
くする必要がある。
[0005] The stratified combustion and the homogeneous combustion as described above,
It is adjusted by the fuel injection timing, but in the case of stratified combustion, it is necessary to reduce the amount of fuel injected under high cylinder pressure, and in the case of homogeneous combustion, it is necessary to increase the amount of fuel injected under low cylinder pressure. is there.

【0006】かかる噴射量の制御は、特開平5ー248
277号公報等に開示されているように、従来は電子制
御ユニットのみで制御しており、気筒内の内圧との関係
で制御するものではなかった。このため制御が複雑にな
るとともに応答性に劣るという問題がある。
The control of the injection amount is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-248.
Conventionally, as disclosed in Japanese Patent No. 277, the control is performed only by the electronic control unit, and the control is not performed in relation to the internal pressure in the cylinder. Therefore, there is a problem that control becomes complicated and responsiveness is poor.

【0007】これに対して、特開昭62ー150071
号公報には、噴射孔が形成されたノズル筒が燃料気筒の
内圧を受ける受圧面を有し、燃料気筒の内圧が所定圧よ
り低い場合にはノズル筒を燃料気筒の内圧により移動さ
せ、燃料供給孔を塞いで噴射を禁止する構成が開示され
ている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-150071
In the publication, a nozzle cylinder having an injection hole has a pressure receiving surface for receiving the internal pressure of the fuel cylinder. When the internal pressure of the fuel cylinder is lower than a predetermined pressure, the nozzle cylinder is moved by the internal pressure of the fuel cylinder, There is disclosed a configuration in which the supply hole is closed to inhibit injection.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この公報に開
示された技術は、エンジン気筒内の内圧により噴射を制
御するものであるが、低圧の場合には噴射を禁止してし
まうため、噴射量の調整をすることができない。
However, the technique disclosed in this publication controls the injection by the internal pressure in the engine cylinder, but in the case of low pressure, the injection is prohibited. Cannot be adjusted.

【0009】そこで、本発明の目的は、簡単な構成で、
気筒内の内圧に応じて噴射量を調整できる燃料噴射弁を
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a simple configuration,
An object of the present invention is to provide a fuel injection valve capable of adjusting an injection amount according to an internal pressure in a cylinder.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、ハウジング内に設けられ
た電磁コイルの励磁によりニードルバルブをノズルボデ
ィからリフトしてノズルボディに形成された噴射孔から
燃料を燃焼筒内に噴射する燃料噴射弁において、前記ノ
ズルボディは前記燃焼筒内の圧力を受けて前記ニードル
バルブのリフト方向に移動自在に設けられ、前記ノズル
ボディのリフト方向上方を規制する第1規制部材と、ノ
ズルボディのリフト方向下方を規制する第2規制部材と
を備え、燃焼筒内の内圧が所定の値より高い場合には前
記第1規制部材により位置される第1噴射位置から燃料
を噴射し、燃焼筒内の内圧が所定の値以下の場合には前
記第2規制部材により位置される第2噴射位置から燃料
を噴射するものである。
According to one aspect of the present invention, a needle valve is lifted from a nozzle body by exciting an electromagnetic coil provided in a housing to form the needle valve on the nozzle body. In a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion cylinder from a selected injection hole, the nozzle body is provided movably in a lift direction of the needle valve by receiving pressure in the combustion cylinder, and is provided in a lift direction of the nozzle body. A first regulating member that regulates the upper side; and a second regulating member that regulates the lower side of the nozzle body in the lift direction. When the internal pressure in the combustion cylinder is higher than a predetermined value, the first regulating member is positioned by the first regulating member. The fuel is injected from the first injection position, and when the internal pressure in the combustion cylinder is equal to or less than a predetermined value, the fuel is injected from the second injection position located by the second regulating member. That.

【0011】この請求項1に記載の発明によれば、燃焼
筒内の内圧が所定の値より高い場合には、ノズルボディ
は燃焼筒内の圧力を受けてニードルバルブのリフト方向
上方に移動するが、所定量移動すると第1規制部材によ
り規制されてノズルボディは第1噴射位置に位置する。
この第1噴射位置は、ニードルバルブのリフト方向上方
に位置するので、ノズルボディに形成された噴射孔に対
する相対的なニードルバルブのリフト量は少なくなる。
従って、第1噴射位置では噴射孔から噴射される燃料の
噴射量が少ない。一方、燃焼筒内の内圧が所定の値より
低い場合には、ノズルボディはニードルバルブのリフト
方向下方に移動するが、第2規制部材により規制されて
第2噴射位置に位置される。この第2噴射位置は、ニー
ドルバルブのリフト方向下方に位置するので、ノズルボ
ディに形成された噴射孔に対する相対的なニードルバル
ブのリフト量は大きくなる。従って、第2噴射位置で
は、噴射孔から噴射される燃料の噴射量が第1噴射位置
の噴射量よりも多い。
According to the first aspect of the invention, when the internal pressure in the combustion cylinder is higher than a predetermined value, the nozzle body receives the pressure in the combustion cylinder and moves upward in the lift direction of the needle valve. However, when the nozzle body moves by a predetermined amount, it is regulated by the first regulating member, and the nozzle body is located at the first ejection position.
Since the first injection position is located above the lift direction of the needle valve, the lift amount of the needle valve relative to the injection hole formed in the nozzle body is reduced.
Therefore, at the first injection position, the amount of fuel injected from the injection hole is small. On the other hand, when the internal pressure in the combustion cylinder is lower than the predetermined value, the nozzle body moves downward in the lift direction of the needle valve, but is regulated by the second regulating member to be located at the second injection position. Since the second injection position is located below the lift direction of the needle valve, the lift amount of the needle valve relative to the injection hole formed in the nozzle body increases. Therefore, at the second injection position, the injection amount of the fuel injected from the injection hole is larger than the injection amount at the first injection position.

【0012】従って、エンジン燃焼筒の内圧が高い場合
には燃料の噴射量を少なくし、内圧が低い場合には噴射
量を多くできる。かかる位置規制は第1規制部材と、第
2規制部材とのみにより行なうことができるので、構成
が簡単である。また、燃焼筒内の内圧の変化に応答して
噴射量を制御するものであるから応答性が優れる。
Therefore, when the internal pressure of the engine combustion cylinder is high, the injection amount of fuel can be reduced, and when the internal pressure is low, the injection amount can be increased. Since such position regulation can be performed only by the first regulation member and the second regulation member, the configuration is simple. Further, since the injection amount is controlled in response to a change in the internal pressure in the combustion cylinder, the responsiveness is excellent.

【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記ノズルボディは、供給するべき燃
料の圧力を受ける受圧面と、燃焼筒内の筒内圧力を受け
る背圧面とを備え、前記ハウジングはノズルボディをリ
フト方向上方に付勢する第1付勢手段と、前記ニードル
バルブをリフト方向下方に付勢する第2付勢手段とを備
え、且つ前記第2規制部材とノズルボディとの間に形成
された間隙の範囲でノズルボディがリフト可能に設けら
れ、前記第1付勢手段の付勢力と前記背圧面で受ける圧
力との合力が、前記第2付勢手段と前記受圧面とで受け
る圧力の合力よりも大きい場合にノズルボディがリフト
方向上方に移動するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the nozzle body has a pressure receiving surface for receiving the pressure of the fuel to be supplied, and a back pressure surface for receiving the in-cylinder pressure in the combustion cylinder. Wherein the housing includes first urging means for urging the nozzle body upward in the lift direction, and second urging means for urging the needle valve downward in the lift direction. The nozzle body is provided so as to be liftable in a range of a gap formed between the nozzle body and the nozzle body, and the resultant force of the urging force of the first urging means and the pressure received on the back pressure surface is equal to the second urging means. The nozzle body moves upward in the lift direction when the resultant pressure is greater than the resultant force of the pressure received by the pressure receiving surface.

【0014】この請求項2に記載の発明によれば、ノズ
ルボディが下方に移動する力は、受圧面と、第1付勢手
段の付勢力との合力(第1合力)であり、ノズルボディ
が上方に移動する力は、背圧面と第2付勢部材の付勢力
との合力(第2合力)であり、第1合力が第2合力より
大きい場合には、ノズルボディは上方に移動して第1噴
射位置に位置することになる。従って、受圧面の面積、
背圧面の面積、第1付勢手段の付勢力又は第2付勢手段
の付勢力のいずれかを調節することによって、噴射量を
切り換える際の燃焼筒内の内圧との調整が容易にでき
る。
According to the second aspect of the present invention, the downward moving force of the nozzle body is a resultant force (first resultant force) of the pressure receiving surface and the urging force of the first urging means, and Is a resultant force of the back pressure surface and the biasing force of the second biasing member (second resultant force). When the first resultant force is larger than the second resultant force, the nozzle body moves upward. Therefore, it is located at the first injection position. Therefore, the area of the pressure receiving surface,
By adjusting the area of the back pressure surface, the urging force of the first urging means or the urging force of the second urging means, it is possible to easily adjust the internal pressure in the combustion cylinder when switching the injection amount.

【0015】この場合、第1付勢手段又は第2付勢手段
にバネを用い、バネの付勢力を調整することが望まし
い。
In this case, it is desirable to use a spring for the first urging means or the second urging means and adjust the urging force of the spring.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、本
発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の実施の形
態にかかる燃料噴射弁1は、ガソリンエンジンの燃焼室
(気筒)にガソリンを直接噴射するもので、いわゆる直
接噴射式ガソリンエンジンに用いられるものである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. A fuel injection valve 1 according to an embodiment of the present invention injects gasoline directly into a combustion chamber (cylinder) of a gasoline engine, and is used for a so-called direct injection gasoline engine.

【0017】即ち、図3に示すように、本発明にかかる
燃料噴射弁1は、ガソリンエンジンの気筒3に配置され
ており、燃焼室5に燃料Kを噴射するようになってい
る。燃料噴射弁1からの燃料の噴射時期は、後述する
が、低負荷運転時(低速回転時)と高負荷時(高速回転
時)とで異なっており、ピストン7の上下動による燃焼
工程に応じて噴射するようになっている。尚、図3にお
いて、符号9は点火栓である。
That is, as shown in FIG. 3, a fuel injection valve 1 according to the present invention is arranged in a cylinder 3 of a gasoline engine, and injects fuel K into a combustion chamber 5. Although the injection timing of the fuel from the fuel injection valve 1 will be described later, it differs between a low-load operation (during low-speed rotation) and a high-load (during high-speed rotation). To be injected. In FIG. 3, reference numeral 9 denotes an ignition plug.

【0018】先ず、燃料噴射弁1の全体的構成を図1を
用いて説明するが、この図1は、全体的な説明のために
燃料噴射弁1を概略的に示したものであり、詳細な部分
については多少簡略したり省略している。
First, the overall configuration of the fuel injection valve 1 will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 schematically shows the fuel injection valve 1 for general description. Are omitted or simplified for simplicity.

【0019】燃料噴射弁1は、その本体11内に燃料供
給用パイプ13と、ニードルバルブ15を励磁によりリ
フトする電磁コイル17とを備えており、電磁コイル1
7はコネクタ19を介して接続される制御装置(図示せ
ず)によりその励磁及び消磁が制御されている。
The fuel injection valve 1 includes a fuel supply pipe 13 and an electromagnetic coil 17 that lifts the needle valve 15 by excitation in a main body 11 thereof.
The excitation and demagnetization 7 is controlled by a control device (not shown) connected via a connector 19.

【0020】燃料供給パイプ13内には、スプリングシ
ート21が勘着されており、このスプリングシート21
の下端に第1スプリング25の上端部が保持されてい
る。第1スプリングの下端部はアーマチャー23に当接
し、アーマチャー23を下方に付勢している。アーマチ
ャー23は燃料供給パイプ13の下端部に当接されてそ
の上方への移動が規制されている。このアーマチャー2
3の下部にはニードルバルブ15の上端部が一体に固定
されており、アーマチャー23が上方へリフトされると
ニードルバルブ15が一体にリフトされるようになって
いる。
A spring seat 21 is fitted in the fuel supply pipe 13.
The upper end of the first spring 25 is held at the lower end of the first spring. The lower end of the first spring contacts the armature 23 and urges the armature 23 downward. The armature 23 is in contact with the lower end of the fuel supply pipe 13 and its upward movement is restricted. This armature 2
An upper end of the needle valve 15 is integrally fixed to a lower portion of the needle 3, and the needle valve 15 is integrally lifted when the armature 23 is lifted upward.

【0021】本体11の下部には、ノズルボディ27を
保持するハウジング29が設けられており、このハウジ
ング29内には上述のアーマチャー23の移動空間が形
成され、アーマチャー23の下方への移動は上側ストッ
パ(第1規制部材)31におり規制されている。
A housing 29 for holding the nozzle body 27 is provided at a lower portion of the main body 11, and a space for moving the above-described armature 23 is formed in the housing 29. The stopper (first regulating member) 31 restricts the movement.

【0022】本発明の特徴部分であるハウジング29内
の構造を、図2に拡大して示す。ハウジング29の下端
部にはノズルボディ27を摺動可能に保持する保持孔3
3が形成されており、この保持孔33内にノズルボディ
27の上端部27aがOリング35により液密状態で収
納されている。ノズルボディ27の上端面は燃料供給通
路36に面しており、供給される燃料の圧力を受ける受
圧面27bが形成されている。またノズルボディの上端
部27aはその周縁部において上側ストッパ31の下端
面に当接可能に設けられており、ノズルボディ27の上
方への移動が規制されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the structure inside the housing 29, which is a feature of the present invention. A holding hole 3 for slidably holding the nozzle body 27 is provided at a lower end portion of the housing 29.
The upper end 27 a of the nozzle body 27 is housed in the holding hole 33 in a liquid-tight state by an O-ring 35. The upper end surface of the nozzle body 27 faces the fuel supply passage 36, and has a pressure receiving surface 27b that receives the pressure of the supplied fuel. The upper end portion 27a of the nozzle body is provided at the peripheral edge thereof so as to be able to contact the lower end surface of the upper stopper 31, and the upward movement of the nozzle body 27 is restricted.

【0023】ハウジング29の下端部には、ノズルボデ
ィ27の下方向への移動を規制する下側ストッパ(第2
規制部材)37がノズルボディ27の上端部27aに向
けて突設されている。この下側ストッパ37はノズルボ
ディの上端部27aに形成された係止面27cに当接さ
るようになっており、下側ストッパ37の端面と係止面
27cとの間に寸法Lの間隙が形成されている。この寸
法Lは、ノズルボディ27の上端部27aが下側ストッ
パ37に当接した状態の寸法であり、ノズルボディ27
のリフト可能な範囲である。
At the lower end of the housing 29, a lower stopper (a second stopper) for regulating the downward movement of the nozzle body 27 is provided.
A restricting member 37 protrudes toward the upper end 27 a of the nozzle body 27. The lower stopper 37 comes into contact with a locking surface 27c formed on the upper end portion 27a of the nozzle body, and a gap having a dimension L is formed between the end surface of the lower stopper 37 and the locking surface 27c. Is formed. This dimension L is a dimension in a state where the upper end portion 27a of the nozzle body 27 is in contact with the lower stopper 37.
Is the range that can be lifted.

【0024】また、ハウジング29には、下側ストッパ
37に隣接して第2スプリング39を収納する凹部41
が形成されており、第2スプリング39はその下端が凹
部41に保持され、第2スプリング39の上端はノズル
ボディの係止面27cに当接して、ノズルボディ27を
上方に付勢している。
In the housing 29, a recess 41 is provided adjacent to the lower stopper 37 for accommodating the second spring 39.
The lower end of the second spring 39 is held in the concave portion 41, and the upper end of the second spring 39 contacts the locking surface 27c of the nozzle body to urge the nozzle body 27 upward. .

【0025】ノズルボディ27には、燃料通路36に連
通する燃料通路43が形成されており、この燃料通路4
3内にニードルバルブ15が延出されている。ノズルボ
ディ27の下端には、噴射孔45が形成されており、こ
の噴射孔45の周囲に形成された弁座47にノズルボデ
ィ27の先端が着座されて噴射孔45を塞ぐようになっ
ている。
In the nozzle body 27, a fuel passage 43 communicating with the fuel passage 36 is formed.
The needle valve 15 extends into the inside 3. An injection hole 45 is formed at the lower end of the nozzle body 27, and the tip of the nozzle body 27 is seated on a valve seat 47 formed around the injection hole 45 so as to close the injection hole 45. .

【0026】また、ノズルボディ27の下端面には背圧
面27eが形成されており、この背圧面27eはエンジ
ンの気筒内に露出されて、エンジン気筒内の圧力を受け
ている。
A back pressure surface 27e is formed on the lower end surface of the nozzle body 27. The back pressure surface 27e is exposed in the cylinder of the engine and receives the pressure in the engine cylinder.

【0027】次に、本実施の形態にかかる燃料噴射弁1
の作用について説明する。燃料噴射時には、電磁コイル
17が励磁され、アーマチャー23が上方にリフトされ
る。これにより、ニードルバルブ15が上方にリフトさ
れ、ノズルボディ27の噴射孔45から燃料通路43内
の高圧燃料が噴射される。
Next, the fuel injection valve 1 according to the present embodiment
The operation of will be described. During fuel injection, the electromagnetic coil 17 is excited and the armature 23 is lifted upward. As a result, the needle valve 15 is lifted upward, and high-pressure fuel in the fuel passage 43 is injected from the injection hole 45 of the nozzle body 27.

【0028】電磁コイル17が消磁されると、第1スプ
リング25の付勢力に準じてアーマチャー23とともに
ノズルボディ27が下方に移動され、弁座47に着座し
て噴射孔45を閉じ、燃料の噴射を停止する。
When the electromagnetic coil 17 is demagnetized, the nozzle body 27 is moved downward together with the armature 23 according to the urging force of the first spring 25, seated on the valve seat 47, closing the injection hole 45, and injecting fuel. To stop.

【0029】ここで、図4を参照して、高負荷運転時と
低負荷運転時の噴射時期について説明する。エンジンは
4サイクルの場合に、吸入工程、圧縮工程、膨張工程、
排気工程の4つのサイクルからなり、図4は、その場合
のクランク角と筒内圧との関係を示したものである。
Here, the injection timings during the high load operation and the low load operation will be described with reference to FIG. When the engine has four cycles, the intake process, compression process, expansion process,
FIG. 4 shows the relationship between the crank angle and the in-cylinder pressure in that case.

【0030】吸入工程時には、ピストン(図3参照)7
は、下降過程にあり筒内圧は0となり、圧縮工程時には
ピストン7は上昇過程にあり筒内圧力は次第に上昇す
る。その後、ピストン7が上死点に達して筒内圧が最大
に高まったところで、燃料に点火されて膨張、排気工程
がなされる。
During the suction step, the piston (see FIG. 3) 7
Is in a descending process, the in-cylinder pressure becomes 0, and during the compression process, the piston 7 is in an ascending process, and the in-cylinder pressure gradually increases. Thereafter, when the piston 7 reaches the top dead center and the in-cylinder pressure increases to a maximum, the fuel is ignited to perform an expansion and exhaust process.

【0031】高負荷運転時には、筒内圧が低い吸入工程
で、燃料噴射弁1から燃料が噴射されて均質燃焼がされ
るが、燃料噴射時における筒内圧は低くほとんど0であ
る。
During high load operation, in the suction step where the in-cylinder pressure is low, fuel is injected from the fuel injection valve 1 to perform homogeneous combustion, but the in-cylinder pressure during fuel injection is low and almost zero.

【0032】一方、低負荷運転時には、筒内圧が高くな
ってくる圧縮工程時に燃料噴射弁1から燃料が噴射され
て層状燃焼がされるが、燃料噴射時における筒内圧は高
い圧力に高められている。
On the other hand, during low load operation, fuel is injected from the fuel injection valve 1 to perform stratified combustion during the compression step in which the in-cylinder pressure increases, but the in-cylinder pressure during fuel injection is increased to a high pressure. I have.

【0033】低負荷運転の場合、即ち、層状燃焼時で
は、上述したように、燃料噴射弁1から燃料が噴射され
るが、この場合には、筒内圧が高いため、ノズルボディ
27は、その背圧面27eが筒内圧を受けて上昇し、図
2に示すように、受圧面27bが上側ストッパ31に当
接する第1噴射位置に位置する。
In the low load operation, that is, during stratified combustion, fuel is injected from the fuel injection valve 1 as described above. In this case, since the in-cylinder pressure is high, the nozzle body 27 The back pressure surface 27e rises by receiving the in-cylinder pressure, and the pressure receiving surface 27b is located at the first injection position where the pressure receiving surface 27b contacts the upper stopper 31 as shown in FIG.

【0034】低負荷運転時のノズルボディ27に作用す
る圧力の関係は、受圧面27bに作用する圧力をFfと
し、第1スプリング25の付勢力(バネ定数)をFshと
し、背圧面27cに作用する圧力をFcとし、第2スプ
リング39の付勢力FsBとすると、以下の力関係にな
る。
The relationship between the pressure acting on the nozzle body 27 during the low load operation is as follows: the pressure acting on the pressure receiving surface 27b is Ff, the urging force (spring constant) of the first spring 25 is Fsh, and the pressure acting on the back pressure surface 27c is Assuming that the pressure to be applied is Fc and the urging force FsB of the second spring 39, the following force relationship is obtained.

【0035】(Fsh+Ff)<(FsB+Fc) 即ち、ノズルボディ27を下方に付勢する第1合力(F
sh+Ff)よりも、ノズルボディ27を上方に付勢する
第2合力(FsB+Fc)の方が大きいのでノズルボディ
27は上方に移動し、上側ストッパ31に当接する第1
噴射位置に位置する。
(Fsh + Ff) <(FsB + Fc) That is, the first resultant force (F) for urging the nozzle body 27 downward.
Since the second resultant force (FsB + Fc) for urging the nozzle body 27 upward is larger than sh + Ff), the nozzle body 27 moves upward and contacts the upper stopper 31.
It is located at the injection position.

【0036】この第1噴射位置では、ノズルボディ27
が上方にリフトされているから、電磁コイルの励磁によ
りリフトされるニードルバルブ15の噴射孔45に対す
る相対的な移動距離が短くなり、噴射孔45から吐出さ
れる吐出量が少なくなる。従って、層状運転時には燃料
の噴射量を少なくできるので、成層燃焼時における噴霧
の微細化を図ることができる。
In the first injection position, the nozzle body 27
Is lifted upward, the relative movement distance of the needle valve 15 lifted by the excitation of the electromagnetic coil with respect to the injection hole 45 is reduced, and the discharge amount discharged from the injection hole 45 is reduced. Therefore, during the stratified operation, the fuel injection amount can be reduced, so that the atomization at the time of stratified combustion can be reduced.

【0037】一方、高負荷運転の場合、即ち、均質燃焼
時には、筒内圧がほとんど0であり、ノズルボディ27
は、受圧面27bに作用する圧力Ffと第1スプリング
25の付勢力(バネ定数)Fshとを受け、第2スプリン
グ39の付勢力FsBに抗して下降し、係止面27cが下
側ストッパ37に当接されて、第2噴射位置に位置す
る。
On the other hand, in the case of high load operation, that is, during homogeneous combustion, the in-cylinder pressure is almost 0, and the nozzle body 27
Receives the pressure Ff acting on the pressure receiving surface 27b and the urging force (spring constant) Fsh of the first spring 25, and descends against the urging force FsB of the second spring 39, so that the locking surface 27c is moved downward by the lower stopper. 37, and is located at the second injection position.

【0038】この場合のノズルボディ27に作用する力
の関係は、次のようになる。
The relationship between the forces acting on the nozzle body 27 in this case is as follows.

【0039】(Fsh+Ff)>(FsB+Fc) 即ち、ノズルボディ27を下方に付勢する第1合力(F
sh+Ff)の方が、ノズルボディ27を上方に付勢する
第2合力(FsB+Fc)よりも大きいのでノズルボディ
27は下方に移動し、下側ストッパ35に当接する第2
噴射位置に位置される。尚、筒内圧Fcはこの場合0で
ある。
(Fsh + Ff)> (FsB + Fc) That is, the first resultant force (F) for urging the nozzle body 27 downward.
sh + Ff) is larger than the second resultant force (FsB + Fc) that urges the nozzle body 27 upward, so that the nozzle body 27 moves downward and comes into contact with the lower stopper 35.
It is located at the injection position. The in-cylinder pressure Fc is 0 in this case.

【0040】この第2噴射位置では、ノズルボディ27
が下にあるから、電磁コイルの励磁によりリフトされる
ニードルバルブ15の噴射孔45に対する相対的な移動
距離が長くなり、噴射孔45から吐出される吐出量が多
くなる。従って、均質燃焼運転時には燃料の噴射量を多
くできる。
In the second injection position, the nozzle body 27
Is lower, the relative movement distance of the needle valve 15 lifted by the excitation of the electromagnetic coil with respect to the injection hole 45 increases, and the discharge amount discharged from the injection hole 45 increases. Therefore, the fuel injection amount can be increased during the homogeneous combustion operation.

【0041】上述の式の関係から、第2スプリング39
の付勢力、即ちバネ定数を定めることができる。この場
合には、第2スプリング39のバネ定数は次の関係を満
たすように設定することが望ましい。
From the above equation, the second spring 39
, That is, the spring constant can be determined. In this case, it is desirable that the spring constant of the second spring 39 be set so as to satisfy the following relationship.

【0042】(FsB+Fc)> (Fsh+Ff)>(F
sB) 本実施の形態では、噴射量の許容範囲(ダイナミックレ
ンジ)を大きくし、エンジンの成層燃焼時は燃焼噴射量
が少なく、均質燃焼時には噴射燃料を多くできるので、
燃料の噴霧状態が良く、燃焼が安定となり、エンジンの
排気特性の点でも優れる。尚、噴射量の許容範囲は、下
側ストッパ37の端面と係止面27cとの間の間隙の寸
法Lにより定めることができる。
(FsB + Fc)> (Fsh + Ff)> (F
sB) In the present embodiment, the allowable range (dynamic range) of the injection amount is increased, the combustion injection amount is small during stratified combustion of the engine, and the injected fuel can be increased during homogeneous combustion.
The spray condition of the fuel is good, the combustion is stable, and the exhaust characteristics of the engine are also excellent. Note that the allowable range of the injection amount can be determined by the dimension L of the gap between the end surface of the lower stopper 37 and the locking surface 27c.

【0043】しかも、筒内圧に応じて噴射量を変えるも
のであるから、燃料噴射弁1の応答性が良く、また、規
制部材と第2スプリングとを備える構成であるから、簡
単な構成である。
In addition, since the injection amount is changed in accordance with the in-cylinder pressure, the responsiveness of the fuel injection valve 1 is good, and since the configuration includes the regulating member and the second spring, the configuration is simple. .

【0044】尚、受圧面27bの面積、背圧面27eの
面積、第1スプリング25のバネ定数又は第2スプリン
グ39のバネ定数のいずれかを調節することによって、
噴射量を切り換えるための内圧との調整が容易にでき
る。
By adjusting the area of the pressure receiving surface 27b, the area of the back pressure surface 27e, the spring constant of the first spring 25 or the spring constant of the second spring 39,
Adjustment with the internal pressure for switching the injection amount can be easily performed.

【0045】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例
えば、噴射量を切り換えるための内圧との調整は、第2
スプリング39のバネ定数を定めることに限らず、受圧
面27bの面積、背圧面27eの面積、第1スプリング
25のバネ定数のいずれかを設定するものであってもよ
い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, adjustment with the internal pressure for switching the injection amount
The present invention is not limited to setting the spring constant of the spring 39, and may be one of setting the area of the pressure receiving surface 27b, the area of the back pressure surface 27e, and the spring constant of the first spring 25.

【0046】[0046]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、ノズル
ボディは燃焼筒内の圧力を受けてニードルバルブのリフ
ト方向に移動自在に設けられ、ノズルボディのリフト方
向上方を規制する第1規制部材と、ノズルボディのリフ
ト方向下方を規制する第2規制部材とを備える構成であ
るから、燃焼筒内の内圧に応じて、噴射量の少ない第1
噴射位置と噴射量の多い第2噴射位置とで燃焼状態に応
じた量の燃料を噴射することができ、応答性に優れ、し
かも構成が簡単である。
According to the first aspect of the present invention, the nozzle body is provided so as to be movable in the lift direction of the needle valve by receiving the pressure in the combustion cylinder, and regulates the upper part of the nozzle body in the lift direction. Since it is configured to include the restricting member and the second restricting member that restricts the lower part of the nozzle body in the lift direction, the first fuel injection amount is small according to the internal pressure in the combustion cylinder.
An amount of fuel can be injected according to the combustion state between the injection position and the second injection position having a large injection amount, and the responsiveness is excellent and the configuration is simple.

【0047】請求項2に記載の発明によれば、ノズルボ
ディは、エンジン気筒内の圧力を受ける受圧面と、燃焼
筒内の筒内圧力を受ける背圧面と、ノズルボディをリフ
ト方向上方に付勢する第1付勢手段と、前記ニードルバ
ルブをリフト方向下方に付勢する第2付勢手段とを備え
る構成であるから、具体的に簡単な構成で請求項1に記
載の発明を実現できる。また、受圧面の面積、背圧面の
面積、第1付勢手段の付勢力又は第2付勢手段の付勢力
のいずれかを調節することによって、噴射量を切り換え
るための内圧との調整が容易にできる。
According to the second aspect of the present invention, the nozzle body has a pressure receiving surface for receiving the pressure in the engine cylinder, a back pressure surface for receiving the in-cylinder pressure in the combustion cylinder, and a nozzle body that is located upward in the lift direction. Since the first urging means for urging the needle valve and the second urging means for urging the needle valve downward in the lift direction are provided, the invention according to claim 1 can be realized with a concretely simple structure. . Further, by adjusting the area of the pressure receiving surface, the area of the back pressure surface, or the urging force of the first urging means or the urging force of the second urging means, it is easy to adjust the internal pressure for switching the injection amount. Can be.

【0048】[0048]

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

【図1】本発明にかかる燃料噴射弁の概略的構成を示し
た断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a fuel injection valve according to the present invention.

【図2】図1に示す燃料噴射弁の特徴的部分を抜き出し
て示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a characteristic portion of the fuel injection valve shown in FIG. 1;

【図3】本発明にかかる燃料噴射弁の使用状態を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a use state of the fuel injection valve according to the present invention.

【図4】燃料噴射時期と筒内圧との関係を示すグラフ図
である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between fuel injection timing and in-cylinder pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料噴射弁 15 ニードルバルブ 25 第1スプリング(第1付勢手段) 27 ノズルボディ 27b 受圧面 27c 係止面 27e 背圧面 31 上側ストッパ(第1規制部材) 37 下側ストッパ(第2規制部材) 39 第2スプリング(第2付勢手段) Reference Signs List 1 fuel injection valve 15 needle valve 25 first spring (first biasing means) 27 nozzle body 27b pressure receiving surface 27c locking surface 27e back pressure surface 31 upper stopper (first regulating member) 37 lower stopper (second regulating member) 39 second spring (second biasing means)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジング内に設けられた電磁コイルの
励磁によりニードルバルブをノズルボディからリフトし
てノズルボディに形成された噴射孔から燃料を燃焼筒内
に噴射する燃料噴射弁において、 前記ノズルボディは前記燃焼筒内の圧力を受けて前記ニ
ードルバルブのリフト方向に移動自在に設けられ、前記
ノズルボディのリフト方向上方を規制する第1規制部材
と、ノズルボディのリフト方向下方を規制する第2規制
部材とを備え、燃焼筒内の内圧が所定の値より高い場合
には前記第1規制部材により位置される第1噴射位置か
ら燃料を噴射し、燃焼筒内の内圧が所定の値以下の場合
には前記第2規制部材により位置される第2噴射位置か
ら燃料を噴射することを特徴とする燃料噴射弁。
1. A fuel injection valve which lifts a needle valve from a nozzle body by exciting an electromagnetic coil provided in a housing and injects fuel into a combustion cylinder from an injection hole formed in the nozzle body. A first regulating member that is movable in the lift direction of the needle valve upon receiving the pressure in the combustion cylinder, and that regulates the upper part of the nozzle body in the lift direction; A regulating member, wherein when the internal pressure in the combustion cylinder is higher than a predetermined value, fuel is injected from a first injection position located by the first regulating member, and the internal pressure in the combustion cylinder is equal to or less than a predetermined value. In some cases, fuel is injected from a second injection position located by the second regulating member.
【請求項2】 前記ノズルボディは、供給するべき燃料
の圧力を受ける受圧面と、燃焼筒内の筒内圧力を受ける
背圧面とを備え、前記ハウジングはノズルボディをリフ
ト方向上方に付勢する第1付勢手段と、前記ニードルバ
ルブをリフト方向下方に付勢する第2付勢手段とを備
え、且つ前記第2規制部材とノズルボディとの間に形成
された間隙の範囲でノズルボディがリフト可能に設けら
れ、前記第1付勢手段の付勢力と前記背圧面で受ける圧
力との合力が、前記第2付勢手段と前記受圧面とで受け
る圧力の合力よりも大きい場合にノズルボディがリフト
方向上方に移動することを特徴とする請求項1に記載の
燃料噴射弁。
2. The nozzle body includes a pressure receiving surface that receives a pressure of fuel to be supplied and a back pressure surface that receives an in-cylinder pressure in a combustion cylinder, and the housing urges the nozzle body upward in a lift direction. A first urging means, and a second urging means for urging the needle valve downward in the lift direction, wherein the nozzle body is located within a gap formed between the second regulating member and the nozzle body. The nozzle body is provided so as to be liftable, and when the resultant force of the urging force of the first urging means and the pressure received on the back pressure surface is larger than the resultant force of the pressure received on the second urging means and the pressure receiving surface. The fuel injection valve according to claim 1, wherein the valve moves upward in the lift direction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4838482B2 (en) * 2000-08-10 2011-12-14 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Fuel injection valve

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JP4838482B2 (en) * 2000-08-10 2011-12-14 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Fuel injection valve

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