JPH10184486A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents
エンジンの燃料噴射装置Info
- Publication number
- JPH10184486A JPH10184486A JP9192067A JP19206797A JPH10184486A JP H10184486 A JPH10184486 A JP H10184486A JP 9192067 A JP9192067 A JP 9192067A JP 19206797 A JP19206797 A JP 19206797A JP H10184486 A JPH10184486 A JP H10184486A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- injection
- needle valve
- valve
- injection hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0059—Arrangements of valve actuators
- F02M63/0064—Two or more actuators acting on two or more valve bodies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0663—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple injectors per combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
- F02M45/08—Injectors peculiar thereto
- F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
- F02M61/1826—Discharge orifices having different sizes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0666—Details related to the fuel injector or the fuel spray having a single fuel spray jet per injector nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/44—Valves, e.g. injectors, with valve bodies arranged side-by-side
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、本体内に並設した針弁をアクチ
ュエータによって選択的に駆動することにより、燃料を
噴射する噴孔数を大きな自由度で制御可能にした燃料噴
射装置を提供する。 【解決手段】 電磁アクチュエータ４０，４１のソレノ
イド４３への制御電流を選択的に行うことにより、ロッ
ド４６は、そのストローク量とストローク途中に介在す
る隙間Ｌとに基づいて、嵌合片５２を介して開閉弁３３
を個別的又は段階的に選択駆動する。選択された開閉弁
３３を通じてバランスチャンバ２８の燃料圧は解放され
るので、選択された針弁１４，１５の一方又は双方はリ
フトして噴孔２４から燃料を噴射させる。噴孔２４の閉
鎖状態でのシールは各針弁毎に確実になり、針弁数の増
加に対しても構造上対応可能である。
ュエータによって選択的に駆動することにより、燃料を
噴射する噴孔数を大きな自由度で制御可能にした燃料噴
射装置を提供する。 【解決手段】 電磁アクチュエータ４０，４１のソレノ
イド４３への制御電流を選択的に行うことにより、ロッ
ド４６は、そのストローク量とストローク途中に介在す
る隙間Ｌとに基づいて、嵌合片５２を介して開閉弁３３
を個別的又は段階的に選択駆動する。選択された開閉弁
３３を通じてバランスチャンバ２８の燃料圧は解放され
るので、選択された針弁１４，１５の一方又は双方はリ
フトして噴孔２４から燃料を噴射させる。噴孔２４の閉
鎖状態でのシールは各針弁毎に確実になり、針弁数の増
加に対しても構造上対応可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジン或いは直噴式ガソリンエンジン等のエンジンに適用
される燃料噴射装置に関する。
ジン或いは直噴式ガソリンエンジン等のエンジンに適用
される燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼル機関等のエンジンにお
いて、エンジンの回転数や負荷等の運転状態に応じて燃
料の噴射量や噴射時期等を最適に制御するために、燃料
を噴射する噴孔の数を変更する可変噴孔式の燃料噴射装
置が案出されている。可変噴孔式の燃料噴射装置として
は、例えば、特開平４−７６２６６号公報、特開平８−
４９６３５号公報、又は実開昭５９−１８７５号公報に
開示されたものがある。
いて、エンジンの回転数や負荷等の運転状態に応じて燃
料の噴射量や噴射時期等を最適に制御するために、燃料
を噴射する噴孔の数を変更する可変噴孔式の燃料噴射装
置が案出されている。可変噴孔式の燃料噴射装置として
は、例えば、特開平４−７６２６６号公報、特開平８−
４９６３５号公報、又は実開昭５９−１８７５号公報に
開示されたものがある。
【０００３】特開平４−７６２６６号公報に開示されて
いる燃料噴射装置は、噴射ノズルの先端部に加圧燃料を
導くために形成されたホールに連通して燃料を噴射する
噴孔を周方向に間隔を置いて複数個に形成し、ホールに
回転自在にロータリ弁を嵌入させたものである。ロータ
リ弁には、ホールと燃料供給通路とを接続する案内溝が
仕切りによって区分されて形成されており、ロータリ弁
の回動位置を変えることにより、燃料供給通路と接続す
る噴口の数を増減させることができる。したがって、エ
ンジンの運転状態に応じてロータリ弁の回動位置を変え
れば、噴射ノズルの噴口数が制御され、燃料噴射量を制
御することができる。
いる燃料噴射装置は、噴射ノズルの先端部に加圧燃料を
導くために形成されたホールに連通して燃料を噴射する
噴孔を周方向に間隔を置いて複数個に形成し、ホールに
回転自在にロータリ弁を嵌入させたものである。ロータ
リ弁には、ホールと燃料供給通路とを接続する案内溝が
仕切りによって区分されて形成されており、ロータリ弁
の回動位置を変えることにより、燃料供給通路と接続す
る噴口の数を増減させることができる。したがって、エ
ンジンの運転状態に応じてロータリ弁の回動位置を変え
れば、噴射ノズルの噴口数が制御され、燃料噴射量を制
御することができる。
【０００４】特開平８−４９６３５号公報に開示されて
いる燃料噴射装置は、噴射ノズル内に同一中心軸を持つ
二つの針弁、即ち、軸心を中空に形成した外側針弁と、
その軸心位置に設けられた内側針弁とがそれぞれ上下方
向に摺動自在に設けられた二重針弁を有するものであ
る。ノズル本体の下端部には、内側噴口と外側噴口とが
二重に配列されている。外側針弁と内側針弁とのリフト
を切換制御することにより、開口する噴口数を変更する
ことができる。制御態様としては、高速回転時には、内
側針弁をリフトさせ且つ外側針弁を下方に押圧して、内
側噴口から燃料を噴射し、低速回転時には、切換弁の作
動により、外側針弁をリフトさせ外側噴口から燃料を噴
射する態様が採用されている。
いる燃料噴射装置は、噴射ノズル内に同一中心軸を持つ
二つの針弁、即ち、軸心を中空に形成した外側針弁と、
その軸心位置に設けられた内側針弁とがそれぞれ上下方
向に摺動自在に設けられた二重針弁を有するものであ
る。ノズル本体の下端部には、内側噴口と外側噴口とが
二重に配列されている。外側針弁と内側針弁とのリフト
を切換制御することにより、開口する噴口数を変更する
ことができる。制御態様としては、高速回転時には、内
側針弁をリフトさせ且つ外側針弁を下方に押圧して、内
側噴口から燃料を噴射し、低速回転時には、切換弁の作
動により、外側針弁をリフトさせ外側噴口から燃料を噴
射する態様が採用されている。
【０００５】また、実開昭５９−１８７５号公報に開示
された燃料噴射装置は、開弁圧が異なる２個の針弁を噴
射装置本体内に併設した可変噴孔ノズルを有している。
単一の燃料溜りに臨む受圧面を有すると共に燃料溜りに
連通する複数組の噴孔を開閉する複数個の針弁と、この
針弁をそれぞれの開弁圧力に設定する複数の針弁ばねと
が設けられており、燃料溜りに生じている燃料圧の大き
さに応じて、開弁する針弁が１個又は２個となる。
された燃料噴射装置は、開弁圧が異なる２個の針弁を噴
射装置本体内に併設した可変噴孔ノズルを有している。
単一の燃料溜りに臨む受圧面を有すると共に燃料溜りに
連通する複数組の噴孔を開閉する複数個の針弁と、この
針弁をそれぞれの開弁圧力に設定する複数の針弁ばねと
が設けられており、燃料溜りに生じている燃料圧の大き
さに応じて、開弁する針弁が１個又は２個となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−７６２６６号公報に開示されているロータリ弁式の
燃料噴射装置では、可変とすべき噴孔の数が多くなる
と、ロータリ弁の構造とその駆動機構を含む装置全体の
構造が大がかりとなる。また、噴孔数を切り換える弁が
ロータリ式であるため、燃料供給通路と接続する噴孔の
数を、回動位置によって３段階以上の多段にすること
は、構造上困難である。
４−７６２６６号公報に開示されているロータリ弁式の
燃料噴射装置では、可変とすべき噴孔の数が多くなる
と、ロータリ弁の構造とその駆動機構を含む装置全体の
構造が大がかりとなる。また、噴孔数を切り換える弁が
ロータリ式であるため、燃料供給通路と接続する噴孔の
数を、回動位置によって３段階以上の多段にすること
は、構造上困難である。
【０００７】また、特開平８−４９６３５号公報に開示
されている燃料噴射装置では、燃料を噴射する噴孔の数
の制御を、内外の噴孔のうち特に外側の噴孔を閉鎖する
か否かによって行っているので、外側針弁の先端部とこ
の先端部が接離するシート面との傾斜角度を精度良く設
定する必要があるが、外側針弁のシート面に対するシー
ル構造を得る加工が困難であり且つシール性の確保が困
難である。また、燃料を噴射する噴孔の数を３段以上の
多段にすることは、同心状の針弁の数を増加させること
になるので、構造的に困難である。
されている燃料噴射装置では、燃料を噴射する噴孔の数
の制御を、内外の噴孔のうち特に外側の噴孔を閉鎖する
か否かによって行っているので、外側針弁の先端部とこ
の先端部が接離するシート面との傾斜角度を精度良く設
定する必要があるが、外側針弁のシート面に対するシー
ル構造を得る加工が困難であり且つシール性の確保が困
難である。また、燃料を噴射する噴孔の数を３段以上の
多段にすることは、同心状の針弁の数を増加させること
になるので、構造的に困難である。
【０００８】更に、実開昭５９−１８７５号公報に開示
された燃料噴射装置では、燃料が噴射される噴孔の切換
えは、針弁の受圧面に作用する燃料噴射ポンプの燃料圧
力に基づいて針弁をリフトさせる力がリターンスプリン
グの設定荷重よりも大きいか否かによって一義的に決定
されてしまうので、噴孔切換制御の自由度が低い。
された燃料噴射装置では、燃料が噴射される噴孔の切換
えは、針弁の受圧面に作用する燃料噴射ポンプの燃料圧
力に基づいて針弁をリフトさせる力がリターンスプリン
グの設定荷重よりも大きいか否かによって一義的に決定
されてしまうので、噴孔切換制御の自由度が低い。
【０００９】したがって、従来のエンジンの燃料噴射装
置においては、装置が大がかりになることなく噴孔数を
増加させることができ、燃料の噴射を停止している噴孔
のシールを確実に行うことができ、更に、回転数や負荷
等のエンジンの運転状況に応じて燃料噴射を行う噴孔数
を多段に設定する等の高い自由度で切換制御可能であっ
て、燃料噴射量及び燃料噴射時期等の燃料噴射特性が柔
軟に変更可能であることが好ましい。
置においては、装置が大がかりになることなく噴孔数を
増加させることができ、燃料の噴射を停止している噴孔
のシールを確実に行うことができ、更に、回転数や負荷
等のエンジンの運転状況に応じて燃料噴射を行う噴孔数
を多段に設定する等の高い自由度で切換制御可能であっ
て、燃料噴射量及び燃料噴射時期等の燃料噴射特性が柔
軟に変更可能であることが好ましい。
【００１０】また，エンジンによっては，負荷に応じて
噴霧形態自体を変更させ得る燃料噴射装置が望まれてい
る。例えば，シリンダ径（燃焼室径）が小さく且つ排気
量が少ないエンジンでは，インジェクタの噴口から燃焼
室壁面までの距離が短いため，シリンダ内が低温となる
低負荷運転領域では，噴孔から噴射された燃料が燃焼室
壁面に付着して燃焼することができず，未燃ＨＣの量が
増加する。こうした事態に対処するため，低負荷運転領
域では噴口からの燃料噴射の強さ，即ち，噴霧の貫徹力
を弱めて，燃料の飛翔距離を押さえることが有効であ
る。しかしながら，噴霧の貫徹力を弱めたままでは，高
負荷運転領域ではシリンダ内全体の空気が有効利用され
ずに空気不足の状態で燃料が燃焼しスモークの発生量が
増加する。
噴霧形態自体を変更させ得る燃料噴射装置が望まれてい
る。例えば，シリンダ径（燃焼室径）が小さく且つ排気
量が少ないエンジンでは，インジェクタの噴口から燃焼
室壁面までの距離が短いため，シリンダ内が低温となる
低負荷運転領域では，噴孔から噴射された燃料が燃焼室
壁面に付着して燃焼することができず，未燃ＨＣの量が
増加する。こうした事態に対処するため，低負荷運転領
域では噴口からの燃料噴射の強さ，即ち，噴霧の貫徹力
を弱めて，燃料の飛翔距離を押さえることが有効であ
る。しかしながら，噴霧の貫徹力を弱めたままでは，高
負荷運転領域ではシリンダ内全体の空気が有効利用され
ずに空気不足の状態で燃料が燃焼しスモークの発生量が
増加する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
課題を解決することであり，コモンレール用ユニットイ
ンジェクタの基本的な構造である，バランスチャンバ内
の燃料圧によってリフトが制御される針弁を本体内に複
数個設け，しかも各針弁を選択的に作動させることによ
り，装置の規模を格段に大型化することなく，開放され
る噴孔数の増加に対して構造上対応可能であり，噴孔の
閉鎖を個々の針弁によって行うことで噴孔の閉鎖状態で
燃料漏れを生じないようにシールを確実にし，且つエン
ジンの回転状態や負荷の大きさに応じて燃料を噴射する
噴孔の数を選択すること及び燃料の噴霧形態を変更する
ことを可能にするエンジンの燃料噴射装置を提供するこ
とである。
課題を解決することであり，コモンレール用ユニットイ
ンジェクタの基本的な構造である，バランスチャンバ内
の燃料圧によってリフトが制御される針弁を本体内に複
数個設け，しかも各針弁を選択的に作動させることによ
り，装置の規模を格段に大型化することなく，開放され
る噴孔数の増加に対して構造上対応可能であり，噴孔の
閉鎖を個々の針弁によって行うことで噴孔の閉鎖状態で
燃料漏れを生じないようにシールを確実にし，且つエン
ジンの回転状態や負荷の大きさに応じて燃料を噴射する
噴孔の数を選択すること及び燃料の噴霧形態を変更する
ことを可能にするエンジンの燃料噴射装置を提供するこ
とである。
【００１２】この発明は、上記の目的を解決するため、
以下のように構成されている。即ち、この発明は、燃料
供給路を備えると共に内部に複数の中空穴が形成され且
つ先端に前記燃料供給路を通じて供給された燃料を噴射
するための複数の噴孔が形成された本体、前記中空穴に
摺動可能に配置され且つ前記噴孔を開閉する複数の針
弁、前記針弁に作用して前記噴孔を開放する方向に付勢
する複数の付勢手段、前記中空穴と前記針弁とによって
形成されており且つ前記本体に形成された絞りを通じて
前記燃料供給路からの燃料が供給される複数のバランス
チャンバ、前記バランスチャンバ内の燃料圧を解放する
ため前記本体に形成された複数の燃料排出路、前記燃料
排出路を開閉する複数の開閉弁、及び前記燃料排出路を
前記開閉弁によって選択的に開閉するため前記開閉弁を
選択的に駆動するアクチュエータ、から成るエンジンの
燃料噴射装置に関する。
以下のように構成されている。即ち、この発明は、燃料
供給路を備えると共に内部に複数の中空穴が形成され且
つ先端に前記燃料供給路を通じて供給された燃料を噴射
するための複数の噴孔が形成された本体、前記中空穴に
摺動可能に配置され且つ前記噴孔を開閉する複数の針
弁、前記針弁に作用して前記噴孔を開放する方向に付勢
する複数の付勢手段、前記中空穴と前記針弁とによって
形成されており且つ前記本体に形成された絞りを通じて
前記燃料供給路からの燃料が供給される複数のバランス
チャンバ、前記バランスチャンバ内の燃料圧を解放する
ため前記本体に形成された複数の燃料排出路、前記燃料
排出路を開閉する複数の開閉弁、及び前記燃料排出路を
前記開閉弁によって選択的に開閉するため前記開閉弁を
選択的に駆動するアクチュエータ、から成るエンジンの
燃料噴射装置に関する。
【００１３】この発明による燃料噴射装置は、上記のよ
うに構成されているため、次のように作用する。即ち、
アクチュエータは開閉弁を選択的に駆動し、駆動された
開閉弁は燃料排出路を選択的に開閉するので、選択され
た開閉弁に対応するバランスチャンバ内の燃料圧は燃料
排出路を通じて解放される。一方、燃料供給路からの燃
料は絞りを通じてバランスチャンバに供給されるため、
バランスチャンバ内の燃料圧は直ちに燃料供給路におけ
る燃料圧に復帰しない。したがって、選択された開閉弁
に対応するバランスチャンバ内の燃料圧が低下し、付勢
手段が噴孔を開放する方向に付勢する力が優勢となり、
針弁は中空穴をリフトして噴孔を開放し、開放された噴
孔から燃料が噴射される。反対に、アクチュエータを駆
動して開閉弁を閉じる方向に駆動すると、バランスチャ
ンバ内の燃料圧は、燃料供給路から絞りを通じて燃料が
供給されることにより回復し、付勢手段に打ち勝って針
弁は下降して噴孔を閉じることになる。一方、選択され
ていない開閉弁に対応するバランスチャンバ内の燃料圧
は、バランスチャンバが燃料供給路に対して絞りによっ
て通じているので、絞りによる一種の緩和作用により燃
料圧が低下したバランスチャンバの影響を受けて下がる
こともない。したがって、選択されていない開閉弁に対
応するバランスチャンバ内の燃料圧は低下せず、対応す
る針弁は噴孔を閉鎖して確実にシールしたままとなり、
燃料の噴射は行われない。
うに構成されているため、次のように作用する。即ち、
アクチュエータは開閉弁を選択的に駆動し、駆動された
開閉弁は燃料排出路を選択的に開閉するので、選択され
た開閉弁に対応するバランスチャンバ内の燃料圧は燃料
排出路を通じて解放される。一方、燃料供給路からの燃
料は絞りを通じてバランスチャンバに供給されるため、
バランスチャンバ内の燃料圧は直ちに燃料供給路におけ
る燃料圧に復帰しない。したがって、選択された開閉弁
に対応するバランスチャンバ内の燃料圧が低下し、付勢
手段が噴孔を開放する方向に付勢する力が優勢となり、
針弁は中空穴をリフトして噴孔を開放し、開放された噴
孔から燃料が噴射される。反対に、アクチュエータを駆
動して開閉弁を閉じる方向に駆動すると、バランスチャ
ンバ内の燃料圧は、燃料供給路から絞りを通じて燃料が
供給されることにより回復し、付勢手段に打ち勝って針
弁は下降して噴孔を閉じることになる。一方、選択され
ていない開閉弁に対応するバランスチャンバ内の燃料圧
は、バランスチャンバが燃料供給路に対して絞りによっ
て通じているので、絞りによる一種の緩和作用により燃
料圧が低下したバランスチャンバの影響を受けて下がる
こともない。したがって、選択されていない開閉弁に対
応するバランスチャンバ内の燃料圧は低下せず、対応す
る針弁は噴孔を閉鎖して確実にシールしたままとなり、
燃料の噴射は行われない。
【００１４】このように、アクチュエータを選択的に駆
動して開閉弁の開閉を任意の時刻に選択的に行うことが
できるのであるが、開閉弁の選択の態様としては、次の
ような態様がある。即ち、エンジンが低負荷運転の場合
には、開閉駆動させる開閉弁を例えば一個のみとするよ
うに特定の個数に限定し、他の開閉弁を駆動しないとい
う選択を採用することができる。この場合、燃料を噴射
する噴孔の数は少ない状態となる。また、高負荷運転の
場合には、複数の或いは全ての開閉弁を駆動させるとい
う選択ができる。この場合、燃料を噴射する噴孔数は多
くなる。更に、燃料噴射サイクルにおいて、特定の開閉
弁を選択した状態で更に別の開閉弁を開閉するように選
択することもできる。この場合には、１回の燃料噴射サ
イクルにおいて、既にリフトしている開閉弁に加えて、
更に選択された開閉弁に対応する針弁もリフトすること
になり、エンジンの回転数や負荷に応じて、燃料噴射サ
イクルにおける燃料噴射時期及び燃料噴射率を設定し、
様々な燃料噴射特性を得ることができる。
動して開閉弁の開閉を任意の時刻に選択的に行うことが
できるのであるが、開閉弁の選択の態様としては、次の
ような態様がある。即ち、エンジンが低負荷運転の場合
には、開閉駆動させる開閉弁を例えば一個のみとするよ
うに特定の個数に限定し、他の開閉弁を駆動しないとい
う選択を採用することができる。この場合、燃料を噴射
する噴孔の数は少ない状態となる。また、高負荷運転の
場合には、複数の或いは全ての開閉弁を駆動させるとい
う選択ができる。この場合、燃料を噴射する噴孔数は多
くなる。更に、燃料噴射サイクルにおいて、特定の開閉
弁を選択した状態で更に別の開閉弁を開閉するように選
択することもできる。この場合には、１回の燃料噴射サ
イクルにおいて、既にリフトしている開閉弁に加えて、
更に選択された開閉弁に対応する針弁もリフトすること
になり、エンジンの回転数や負荷に応じて、燃料噴射サ
イクルにおける燃料噴射時期及び燃料噴射率を設定し、
様々な燃料噴射特性を得ることができる。
【００１５】アクチュエータは出力部材として本体内の
軸方向にストロークするロッドを備える構造とすること
ができる。このように構成すると、アクチュエータの駆
動によりストロークするロッドのストローク量に応じ
て、開閉弁は、燃料排出路を選択的に開閉し、燃料を噴
射する噴孔数の制御が簡単に行われる。
軸方向にストロークするロッドを備える構造とすること
ができる。このように構成すると、アクチュエータの駆
動によりストロークするロッドのストローク量に応じ
て、開閉弁は、燃料排出路を選択的に開閉し、燃料を噴
射する噴孔数の制御が簡単に行われる。
【００１６】また，この燃料噴射装置において，前記複
数の噴孔が第１噴孔群と第１噴孔群を構成する噴孔より
も孔径が大径に形成された噴孔で構成される第２噴孔群
とから成り，前記複数の針弁が第１噴孔群を開閉する針
弁と第２噴孔群を開閉する針弁とである場合には，低負
荷運転領域では，第１噴孔群を開閉する針弁のみをリフ
トして第１噴孔群のみを開放して第１噴孔群から燃料噴
射を行う。第１噴孔群の噴孔の孔径は比較的小径に形成
されているため，燃料は極めて微粒化（蒸気化）される
と共に，噴霧は貫徹力の弱い形態で燃焼室内に広がる。
そのため，噴霧はノズル先端部近傍にコーン状に形成さ
れ，燃焼室壁面への付着が防止される。一方，高負荷運
転領域では，第２噴孔群を開閉する針弁をもリフトして
第２噴孔群を構成する噴孔からも燃料を噴射する。第２
噴孔群を構成する噴孔は，比較的大径に形成されている
ので，燃料を貫徹力の強い液柱の形態で噴射する。その
結果，噴霧はその一部が燃焼室外へも流出し，シリンダ
内全体の空気が燃料の燃焼に有効利用される。このよう
に，負荷の状態に応じて噴霧形態自体を変更することが
可能となり，低負荷運転状態で発生するＨＣ量と高負荷
運転状態で発生するスモーク量とが減少する。
数の噴孔が第１噴孔群と第１噴孔群を構成する噴孔より
も孔径が大径に形成された噴孔で構成される第２噴孔群
とから成り，前記複数の針弁が第１噴孔群を開閉する針
弁と第２噴孔群を開閉する針弁とである場合には，低負
荷運転領域では，第１噴孔群を開閉する針弁のみをリフ
トして第１噴孔群のみを開放して第１噴孔群から燃料噴
射を行う。第１噴孔群の噴孔の孔径は比較的小径に形成
されているため，燃料は極めて微粒化（蒸気化）される
と共に，噴霧は貫徹力の弱い形態で燃焼室内に広がる。
そのため，噴霧はノズル先端部近傍にコーン状に形成さ
れ，燃焼室壁面への付着が防止される。一方，高負荷運
転領域では，第２噴孔群を開閉する針弁をもリフトして
第２噴孔群を構成する噴孔からも燃料を噴射する。第２
噴孔群を構成する噴孔は，比較的大径に形成されている
ので，燃料を貫徹力の強い液柱の形態で噴射する。その
結果，噴霧はその一部が燃焼室外へも流出し，シリンダ
内全体の空気が燃料の燃焼に有効利用される。このよう
に，負荷の状態に応じて噴霧形態自体を変更することが
可能となり，低負荷運転状態で発生するＨＣ量と高負荷
運転状態で発生するスモーク量とが減少する。
【００１７】また，この燃料噴射装置において，前記複
数の噴孔が針弁の摺動方向に開口すると共に燃料を燃焼
室に形成されている燃料衝突面に衝突させる単一の噴孔
と針弁の摺動方向に対して放射状に開口する噴孔群とか
ら構成され，前記複数の針弁が単一の噴孔を開閉する針
弁と噴孔群を開閉する針弁とである場合には，低負荷運
転領域では，単一の噴孔を開閉する針弁のみをリフトし
て単一の噴孔のみから燃料の噴射を行う。噴射された燃
料は，燃焼室に形成されている燃料衝突面に衝突し，極
めて微粒化（蒸気化）されて貫徹力の弱い状態で燃焼室
内に拡散する。その結果，噴霧は燃焼室中央部に形成さ
れ，燃焼室壁面への燃料の付着が防止される。一方，高
負荷運転領域では，噴孔群を開閉する針弁をもリフトさ
れて噴孔群からも燃料が噴射される。噴孔群からは燃料
は貫徹力の強い液柱の状態で燃焼室壁面に向かって噴射
される。その結果，噴霧はその一部が燃焼室外へも流出
し，シリンダ内全体の空気が燃料の燃焼に有効利用され
る。このように，負荷の状態に応じて噴霧形態自体を変
更することが可能となり，低負荷運転状態で発生するＨ
Ｃ量と高負荷運転状態で発生するスモーク量とが減少す
る。
数の噴孔が針弁の摺動方向に開口すると共に燃料を燃焼
室に形成されている燃料衝突面に衝突させる単一の噴孔
と針弁の摺動方向に対して放射状に開口する噴孔群とか
ら構成され，前記複数の針弁が単一の噴孔を開閉する針
弁と噴孔群を開閉する針弁とである場合には，低負荷運
転領域では，単一の噴孔を開閉する針弁のみをリフトし
て単一の噴孔のみから燃料の噴射を行う。噴射された燃
料は，燃焼室に形成されている燃料衝突面に衝突し，極
めて微粒化（蒸気化）されて貫徹力の弱い状態で燃焼室
内に拡散する。その結果，噴霧は燃焼室中央部に形成さ
れ，燃焼室壁面への燃料の付着が防止される。一方，高
負荷運転領域では，噴孔群を開閉する針弁をもリフトさ
れて噴孔群からも燃料が噴射される。噴孔群からは燃料
は貫徹力の強い液柱の状態で燃焼室壁面に向かって噴射
される。その結果，噴霧はその一部が燃焼室外へも流出
し，シリンダ内全体の空気が燃料の燃焼に有効利用され
る。このように，負荷の状態に応じて噴霧形態自体を変
更することが可能となり，低負荷運転状態で発生するＨ
Ｃ量と高負荷運転状態で発生するスモーク量とが減少す
る。
【００１８】また，この燃料噴射装置において，前記複
数の噴孔が針弁の摺動方向に開口する単一の噴孔と針弁
の摺動方向に対して放射状に開口する噴孔群とから成
り，前記複数の針弁が，単一の噴孔を貫通する軸部及び
軸部の先端に軸部よりも拡径されて形成された傘部を有
し単一の噴孔を開閉する針弁と，噴孔群を開閉する針弁
とである場合には，低負荷運転領域では，単一の噴孔を
開閉する針弁のみをリフトして単一の噴孔のみから燃料
の噴射を行う。単一の噴孔を開閉する針弁は，軸部の先
端に軸部よりも拡径されて形成された傘部を有している
ので，噴孔から噴射された燃料は傘部にて衝突し拡散さ
れ，極めて微粒化（蒸気化）されると共に貫徹力の弱い
状態で燃焼室内に拡散する。その結果，噴霧はノズル先
端部近傍に傘（コーン）状に形成され，燃焼室壁面への
燃料の付着が防止される。一方，高負荷運転領域では，
噴孔群を開閉する針弁もリフトされて噴孔群からも燃料
が噴射される。噴孔群から噴射される燃料は，貫徹力の
強い液柱の状態で噴射される。その結果，噴霧はその一
部が燃焼室外へも流出し，シリンダ内全体の空気が燃料
の燃焼に有効利用される。このように，負荷の状態に応
じて噴霧形態自体を変更することが可能となり，低負荷
運転状態で発生するＨＣ量と高負荷運転状態で発生する
スモーク量とが減少する。
数の噴孔が針弁の摺動方向に開口する単一の噴孔と針弁
の摺動方向に対して放射状に開口する噴孔群とから成
り，前記複数の針弁が，単一の噴孔を貫通する軸部及び
軸部の先端に軸部よりも拡径されて形成された傘部を有
し単一の噴孔を開閉する針弁と，噴孔群を開閉する針弁
とである場合には，低負荷運転領域では，単一の噴孔を
開閉する針弁のみをリフトして単一の噴孔のみから燃料
の噴射を行う。単一の噴孔を開閉する針弁は，軸部の先
端に軸部よりも拡径されて形成された傘部を有している
ので，噴孔から噴射された燃料は傘部にて衝突し拡散さ
れ，極めて微粒化（蒸気化）されると共に貫徹力の弱い
状態で燃焼室内に拡散する。その結果，噴霧はノズル先
端部近傍に傘（コーン）状に形成され，燃焼室壁面への
燃料の付着が防止される。一方，高負荷運転領域では，
噴孔群を開閉する針弁もリフトされて噴孔群からも燃料
が噴射される。噴孔群から噴射される燃料は，貫徹力の
強い液柱の状態で噴射される。その結果，噴霧はその一
部が燃焼室外へも流出し，シリンダ内全体の空気が燃料
の燃焼に有効利用される。このように，負荷の状態に応
じて噴霧形態自体を変更することが可能となり，低負荷
運転状態で発生するＨＣ量と高負荷運転状態で発生する
スモーク量とが減少する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明の実施例を説明する。図１はこの発明によるエン
ジンの燃料噴射装置の一実施例を示す断面図、図２はそ
の要部拡大断面図、図３は図１に示すエンジンの燃料噴
射装置に用いられる制御部の下面図である。
の発明の実施例を説明する。図１はこの発明によるエン
ジンの燃料噴射装置の一実施例を示す断面図、図２はそ
の要部拡大断面図、図３は図１に示すエンジンの燃料噴
射装置に用いられる制御部の下面図である。
【００２０】図１及び図２を参照して、この発明による
燃料噴射装置の実施例を説明する。図１に示す燃料噴射
装置は、コモンレール噴射システム、或いはアキュムレ
ータ噴射システム（図示せず）に適用され、燃料噴射ポ
ンプから燃料が供給される共通の通路や蓄圧室（図示せ
ず。以下、「コモンレール」という）を通じて供給され
た高圧燃料は、この燃料噴射装置によってエンジンの各
燃焼室に噴射される。
燃料噴射装置の実施例を説明する。図１に示す燃料噴射
装置は、コモンレール噴射システム、或いはアキュムレ
ータ噴射システム（図示せず）に適用され、燃料噴射ポ
ンプから燃料が供給される共通の通路や蓄圧室（図示せ
ず。以下、「コモンレール」という）を通じて供給され
た高圧燃料は、この燃料噴射装置によってエンジンの各
燃焼室に噴射される。
【００２１】燃料噴射装置は、本体１と、本体１の基端
側に設けられ且つ後述する針弁１４，１５を作動させる
アクチュエータ２とを備えている。本体１は、エンジン
等の固定部材であるブラケット６０に取り付けられる中
央部３と、中央部３から先端側に向かって順に、制御部
４、針弁案内部５及びノズル部６から成る。制御部４か
らノズル部６までの各部は中央部３に対して固定キャッ
プ１２により固定されている。固定キャップ１２は、制
御部４と針弁案内部５とを抱持すると共にノズル部６と
段部で係合しており、固定キャップ１２の雌ねじを中央
部３先端に形成された雄ねじにねじ込むことにより、制
御部４、針弁案内部５及びノズル部６と中央部３とは一
体構造となる。
側に設けられ且つ後述する針弁１４，１５を作動させる
アクチュエータ２とを備えている。本体１は、エンジン
等の固定部材であるブラケット６０に取り付けられる中
央部３と、中央部３から先端側に向かって順に、制御部
４、針弁案内部５及びノズル部６から成る。制御部４か
らノズル部６までの各部は中央部３に対して固定キャッ
プ１２により固定されている。固定キャップ１２は、制
御部４と針弁案内部５とを抱持すると共にノズル部６と
段部で係合しており、固定キャップ１２の雌ねじを中央
部３先端に形成された雄ねじにねじ込むことにより、制
御部４、針弁案内部５及びノズル部６と中央部３とは一
体構造となる。
【００２２】中央部３の内部には、長手方向に延びる中
空部１１が形成されている。中空部１１には、針弁１
４，１５を作動させるための後述するロッド４６が長手
方向に摺動自在に案内されている。中央部３には燃料入
口部７が一体的に形成されている。燃料入口部７には燃
料供給管９が接続具１０によって連結されており、燃料
噴射ポンプ等の燃料供給源からの高圧燃料が燃料供給管
９を通じて燃料噴射装置に供給される。燃料噴射装置に
供給された高圧燃料を更に先端側に供給するため、中央
部３には燃料供給路８が形成されている。制御部４、針
弁案内部５には、燃料供給路８に接続した燃料供給路１
３が連続して形成されており、後述する燃料溜り２１に
燃料を供給している。
空部１１が形成されている。中空部１１には、針弁１
４，１５を作動させるための後述するロッド４６が長手
方向に摺動自在に案内されている。中央部３には燃料入
口部７が一体的に形成されている。燃料入口部７には燃
料供給管９が接続具１０によって連結されており、燃料
噴射ポンプ等の燃料供給源からの高圧燃料が燃料供給管
９を通じて燃料噴射装置に供給される。燃料噴射装置に
供給された高圧燃料を更に先端側に供給するため、中央
部３には燃料供給路８が形成されている。制御部４、針
弁案内部５には、燃料供給路８に接続した燃料供給路１
３が連続して形成されており、後述する燃料溜り２１に
燃料を供給している。
【００２３】本体の先端部分、即ち、制御部４、針弁案
内部５及びノズル部６には、２本の針弁１４，１５が平
行に配置されている。２本の針弁１４，１５の構造は、
構造的には互いに同様であるので、針弁１４，１５にお
ける同じ構成要素には同じ符号を付し、以下、針弁の構
造を針弁１４についてのみ説明する。針弁１４は、大径
部１６と、大径部１６の先端側に一体的に構成された小
径部１８とを有しており、大径部１６は針弁案内部５に
形成され案内孔１７に摺動自在に案内され、小径部１８
はノズル部６に形成された案内穴１９内を移動自在であ
る。
内部５及びノズル部６には、２本の針弁１４，１５が平
行に配置されている。２本の針弁１４，１５の構造は、
構造的には互いに同様であるので、針弁１４，１５にお
ける同じ構成要素には同じ符号を付し、以下、針弁の構
造を針弁１４についてのみ説明する。針弁１４は、大径
部１６と、大径部１６の先端側に一体的に構成された小
径部１８とを有しており、大径部１６は針弁案内部５に
形成され案内孔１７に摺動自在に案内され、小径部１８
はノズル部６に形成された案内穴１９内を移動自在であ
る。
【００２４】燃料供給路１３は、針弁１４，１５に対し
てそれぞれ通路２０を通じて針弁案内部５とノズル部６
との間に設けられている燃料溜り２１と連通している。
針弁１４の大径部１６と小径部１８との境界部には、テ
ーパ面２２が形成されている。テーパ面２２は、燃料溜
り２１を形成する壁部の一部を構成していると共に、針
弁１４をリフト方向に付勢するため燃料溜り２１内の圧
力を受ける受圧面となっている。ノズル部６の先端に
は、燃焼室内に燃料を噴射する噴孔２４が形成されてい
る。燃料溜り２１内の高圧燃料は、案内穴１９と針弁１
４の小径部１８との間の隙間２３を通じて、針弁１４が
開弁しているときに噴孔２４に供給される。即ち、針弁
１４の小径部１８の先端に形成されているテーパ面が案
内穴１９の先端に形成されている弁座面に座着している
状態では、噴孔２４への燃料の供給が遮断されており、
針弁１４がリフトされて小径部１８の先端のテーパ面が
案内穴１９の弁座面から離間した状態では、燃料は噴孔
２４を通じて燃焼室内に噴射される。
てそれぞれ通路２０を通じて針弁案内部５とノズル部６
との間に設けられている燃料溜り２１と連通している。
針弁１４の大径部１６と小径部１８との境界部には、テ
ーパ面２２が形成されている。テーパ面２２は、燃料溜
り２１を形成する壁部の一部を構成していると共に、針
弁１４をリフト方向に付勢するため燃料溜り２１内の圧
力を受ける受圧面となっている。ノズル部６の先端に
は、燃焼室内に燃料を噴射する噴孔２４が形成されてい
る。燃料溜り２１内の高圧燃料は、案内穴１９と針弁１
４の小径部１８との間の隙間２３を通じて、針弁１４が
開弁しているときに噴孔２４に供給される。即ち、針弁
１４の小径部１８の先端に形成されているテーパ面が案
内穴１９の先端に形成されている弁座面に座着している
状態では、噴孔２４への燃料の供給が遮断されており、
針弁１４がリフトされて小径部１８の先端のテーパ面が
案内穴１９の弁座面から離間した状態では、燃料は噴孔
２４を通じて燃焼室内に噴射される。
【００２５】一方、制御部４には、針弁案内部５側に開
口した中空穴２５が形成されており、制御部４と針弁案
内部５との間には、中空穴２５の壁面、針弁１４の大径
部１６の上端面２６及び上端面２６に形成されている突
出部２７の表面によって囲まれたバランスチャンバ２８
が形成されている。上端面２６と突出部２７の端面と
は、バランスチャンバ２８内の燃料圧を受ける針弁１４
の受圧面となっている。バランスチャンバ２８には、図
３に示すように、燃料供給路１３に接続した絞り２９を
通じて高圧燃料が供給される。針弁１５についても、燃
料供給路１３に接続した絞り２９を通じて高圧燃料が供
給される。絞り２９は、バランスチャンバ２８内の燃料
圧が低下したときに、燃料供給路１３からの燃料の補充
を遅延させると共に、一方の針弁のバランスチャンバ２
８に生じた急激な圧力変化を他方の針弁のバランスチャ
ンバ２８に伝達するのを防止している。バランスチャン
バ２８内にはコイルばね３０が圧縮状態で収容されてお
り、突出部２７はコイルばね３０の倒れを防止してい
る。バランスチャンバ２８内の燃料圧に基づいて上端面
２６と突出部２７の表面に作用する力とばね３０のばね
力とは、針弁１４を閉弁方向に付勢している。なお、図
３に示す燃料供給路１３から絞り２９を通じてバランス
チャンバ２８に燃料を供給する流路の構造は、燃料供給
路１３から通路２０を通じて燃料溜り２１に燃料を供給
する流路の構造にも適用される。
口した中空穴２５が形成されており、制御部４と針弁案
内部５との間には、中空穴２５の壁面、針弁１４の大径
部１６の上端面２６及び上端面２６に形成されている突
出部２７の表面によって囲まれたバランスチャンバ２８
が形成されている。上端面２６と突出部２７の端面と
は、バランスチャンバ２８内の燃料圧を受ける針弁１４
の受圧面となっている。バランスチャンバ２８には、図
３に示すように、燃料供給路１３に接続した絞り２９を
通じて高圧燃料が供給される。針弁１５についても、燃
料供給路１３に接続した絞り２９を通じて高圧燃料が供
給される。絞り２９は、バランスチャンバ２８内の燃料
圧が低下したときに、燃料供給路１３からの燃料の補充
を遅延させると共に、一方の針弁のバランスチャンバ２
８に生じた急激な圧力変化を他方の針弁のバランスチャ
ンバ２８に伝達するのを防止している。バランスチャン
バ２８内にはコイルばね３０が圧縮状態で収容されてお
り、突出部２７はコイルばね３０の倒れを防止してい
る。バランスチャンバ２８内の燃料圧に基づいて上端面
２６と突出部２７の表面に作用する力とばね３０のばね
力とは、針弁１４を閉弁方向に付勢している。なお、図
３に示す燃料供給路１３から絞り２９を通じてバランス
チャンバ２８に燃料を供給する流路の構造は、燃料供給
路１３から通路２０を通じて燃料溜り２１に燃料を供給
する流路の構造にも適用される。
【００２６】制御部４には、中空穴２５の底部を貫く燃
料排出路３１と、燃料排出路３１を開閉する開閉弁３３
とが設けられている。開閉弁３３の弁ステム３４は燃料
排出路３１に挿通されており、弁傘３５が燃料排出路３
１の中空穴２５側のテーパ状に形成された開口３２に対
して接離可能である。中央部３の中空部１１に突出した
弁ステム３４に係止されたばね受け３６と制御部４の上
端面３７との間には圧縮状態に置かれた戻しばね３８が
介設されている。したがって、後述するアクチュエータ
２が非作動状態の場合には、弁ステム３４が戻しばね３
８によって付勢され、その結果、弁傘３５が燃料排出路
３１の開口３２を閉じている。このため、バランスチャ
ンバ２８内の燃料圧は高い状態となり、大径部１６の上
端面２６等のバランスチャンバ２８に臨む受圧面に作用
するこの高い燃料圧に基づく力とばね３０との合力は、
燃料溜り２１においてテーパ面２２に作用する燃料圧に
基づくリフト方向の力よりも大きい。したがって、針弁
１４は閉弁しており、噴孔２４からは燃料が噴射されな
い。なお、ピン３９は、中央部３と制御部４とを相対回
転を防止すべく両者を連結している。
料排出路３１と、燃料排出路３１を開閉する開閉弁３３
とが設けられている。開閉弁３３の弁ステム３４は燃料
排出路３１に挿通されており、弁傘３５が燃料排出路３
１の中空穴２５側のテーパ状に形成された開口３２に対
して接離可能である。中央部３の中空部１１に突出した
弁ステム３４に係止されたばね受け３６と制御部４の上
端面３７との間には圧縮状態に置かれた戻しばね３８が
介設されている。したがって、後述するアクチュエータ
２が非作動状態の場合には、弁ステム３４が戻しばね３
８によって付勢され、その結果、弁傘３５が燃料排出路
３１の開口３２を閉じている。このため、バランスチャ
ンバ２８内の燃料圧は高い状態となり、大径部１６の上
端面２６等のバランスチャンバ２８に臨む受圧面に作用
するこの高い燃料圧に基づく力とばね３０との合力は、
燃料溜り２１においてテーパ面２２に作用する燃料圧に
基づくリフト方向の力よりも大きい。したがって、針弁
１４は閉弁しており、噴孔２４からは燃料が噴射されな
い。なお、ピン３９は、中央部３と制御部４とを相対回
転を防止すべく両者を連結している。
【００２７】弁傘３５が開口３２を開放することによっ
て、バランスチャンバ２８の燃料圧は、燃料排出路３１
から中空部１１に解放されて低下する。この場合、コイ
ルばね３０が針弁１４を下げるように作用する力と、低
下したバランスチャンバ２８の燃料圧が受圧面に作用し
て針弁１４を下げようと作用する力との合力よりも、燃
料溜り２１においてテーパ面２２に作用する燃料圧に基
づいて針弁１４を押し上げようとする力が大きくなる。
したがって、針弁１４はリフトし、噴孔２４から燃料が
噴射される。
て、バランスチャンバ２８の燃料圧は、燃料排出路３１
から中空部１１に解放されて低下する。この場合、コイ
ルばね３０が針弁１４を下げるように作用する力と、低
下したバランスチャンバ２８の燃料圧が受圧面に作用し
て針弁１４を下げようと作用する力との合力よりも、燃
料溜り２１においてテーパ面２２に作用する燃料圧に基
づいて針弁１４を押し上げようとする力が大きくなる。
したがって、針弁１４はリフトし、噴孔２４から燃料が
噴射される。
【００２８】図示されている実施例においては、アクチ
ュエータ２は、２個の電磁アクチュエータ４０、４１を
直列に配置して構成されている。電磁アクチュエータ４
０，４１は、アーマチュアのストロークにおいて相違す
る点があるが、構造的には互いに同様の構造を有してい
るので、同じ構成要素には同じ符号が付されている。電
磁アクチュエータ４０は、環状の固定鉄心４２と、固定
鉄心４２の外側を取り囲むソレノイド４３と、ソレノイ
ド４３を励磁することにより付勢されて固定鉄心４２の
内側を軸方向に往復動可能に収容され且つ案内されたア
ーマチュア４４とを備えている。アーマチュア４４には
固定鉄心４２と係合可能なストッパ４５が設けられてお
り、アーマチュア４４のストロークを制限している。例
えば、電磁アクチュエータ４０のアーマチュア４４のス
トロークは比較的短く、電磁アクチュエータ４１のアー
マチュア４４のストロークは比較的長く設定されてい
る。なお、電磁アクチュエータ４０，４１には、図示し
ないコントロールユニットから制御電流が供給される。
コントロールユニットは、エンジンの回転数や負荷に応
じて制御電流の大きさを決定して電磁アクチュエータ４
０，４１のいずれか又は両方に、例えばコマンドパルス
の形態で、制御電流を供給する。
ュエータ２は、２個の電磁アクチュエータ４０、４１を
直列に配置して構成されている。電磁アクチュエータ４
０，４１は、アーマチュアのストロークにおいて相違す
る点があるが、構造的には互いに同様の構造を有してい
るので、同じ構成要素には同じ符号が付されている。電
磁アクチュエータ４０は、環状の固定鉄心４２と、固定
鉄心４２の外側を取り囲むソレノイド４３と、ソレノイ
ド４３を励磁することにより付勢されて固定鉄心４２の
内側を軸方向に往復動可能に収容され且つ案内されたア
ーマチュア４４とを備えている。アーマチュア４４には
固定鉄心４２と係合可能なストッパ４５が設けられてお
り、アーマチュア４４のストロークを制限している。例
えば、電磁アクチュエータ４０のアーマチュア４４のス
トロークは比較的短く、電磁アクチュエータ４１のアー
マチュア４４のストロークは比較的長く設定されてい
る。なお、電磁アクチュエータ４０，４１には、図示し
ないコントロールユニットから制御電流が供給される。
コントロールユニットは、エンジンの回転数や負荷に応
じて制御電流の大きさを決定して電磁アクチュエータ４
０，４１のいずれか又は両方に、例えばコマンドパルス
の形態で、制御電流を供給する。
【００２９】ロッド４６は、中央部３の上部に形成され
た中空凹部４９及び中空部１１と連通して形成されてい
る貫通孔４７を貫いて延びている。ロッド４６のアクチ
ュエータ２側の大径部４８は、中空凹部４９に対して密
封して嵌合されている。中空凹部４９内に収容されてい
る戻しばね５０が大径部４８に作用して、ロッド４６を
アクチュエータ２側に、即ち電磁アクチュエータ４１の
アーマチュア４４に当接するように付勢している。ロッ
ド４６は、中空部１１において、ロッド４６と一体構造
のガイド片５１によって案内されている。
た中空凹部４９及び中空部１１と連通して形成されてい
る貫通孔４７を貫いて延びている。ロッド４６のアクチ
ュエータ２側の大径部４８は、中空凹部４９に対して密
封して嵌合されている。中空凹部４９内に収容されてい
る戻しばね５０が大径部４８に作用して、ロッド４６を
アクチュエータ２側に、即ち電磁アクチュエータ４１の
アーマチュア４４に当接するように付勢している。ロッ
ド４６は、中空部１１において、ロッド４６と一体構造
のガイド片５１によって案内されている。
【００３０】ロッド４６の下端には、開閉弁３３を開閉
制御するため、開閉弁３３の弁ステム３４と嵌合する嵌
合片５２が取り付けられている。嵌合片５２は、針弁１
４についての開閉弁３３の弁ステム３４のために嵌合穴
５３を、そして針弁１５についての開閉弁３３の弁ステ
ム３４のために嵌合穴５４を有している。針弁１４の弁
ステム３４は、嵌合穴５３に対しては長手方向の隙間が
なく嵌入しており、ロッド４６の下方への移動は嵌合片
５２を介して直ちに弁ステム３４に伝わる。しかし、針
弁１５の弁ステム３４は嵌合穴５４に対しては長手方向
の隙間Ｌを介して嵌合しているので、ロッド４６の移動
はロッド４６が下方に隙間Ｌに相当する分だけ移動した
後に、嵌合片５２を介して弁ステム３４に伝わる。
制御するため、開閉弁３３の弁ステム３４と嵌合する嵌
合片５２が取り付けられている。嵌合片５２は、針弁１
４についての開閉弁３３の弁ステム３４のために嵌合穴
５３を、そして針弁１５についての開閉弁３３の弁ステ
ム３４のために嵌合穴５４を有している。針弁１４の弁
ステム３４は、嵌合穴５３に対しては長手方向の隙間が
なく嵌入しており、ロッド４６の下方への移動は嵌合片
５２を介して直ちに弁ステム３４に伝わる。しかし、針
弁１５の弁ステム３４は嵌合穴５４に対しては長手方向
の隙間Ｌを介して嵌合しているので、ロッド４６の移動
はロッド４６が下方に隙間Ｌに相当する分だけ移動した
後に、嵌合片５２を介して弁ステム３４に伝わる。
【００３１】燃料排出路３１から排出された燃料は、中
空部１１、貫通孔４７を通り、貫通孔４７に交差して形
成された横通路５５を通じて、更にブラケット６０に形
成されているリーク路５６から燃料排出管５７を通じて
燃料タンク等の燃料供給側に戻される。この燃料噴射装
置の中央部３は、ブラケット６０に設けられた孔部５８
にシール部材を介して密封状態に挿入されている。中央
部３は、孔部５８から突出した端部に対して、アクチュ
エータ２の外側ケース５９をねじ込んで、ブラケット６
０を中央部３の肩部と外側ケース５９とで挟むことによ
り、ブラケット６０に対して固定される。
空部１１、貫通孔４７を通り、貫通孔４７に交差して形
成された横通路５５を通じて、更にブラケット６０に形
成されているリーク路５６から燃料排出管５７を通じて
燃料タンク等の燃料供給側に戻される。この燃料噴射装
置の中央部３は、ブラケット６０に設けられた孔部５８
にシール部材を介して密封状態に挿入されている。中央
部３は、孔部５８から突出した端部に対して、アクチュ
エータ２の外側ケース５９をねじ込んで、ブラケット６
０を中央部３の肩部と外側ケース５９とで挟むことによ
り、ブラケット６０に対して固定される。
【００３２】この実施例は、上記のように構成されてお
り、次のように作動する。今、コントロールユニットか
ら電磁アクチュエータ４０，４１に対する制御電流がゼ
ロである場合には、戻しばね５０がロッド４６を図で最
上方位置に付勢しており、したがって、針弁１４，１５
において開閉弁３３は閉じて燃料排出路３１を通じての
燃料の流れを阻止している。コモンレールからの高圧燃
料は燃料供給路８，１３及び通路２０を通じて燃料溜り
２１に供給されている。燃料溜り２１に供給された燃料
は、針弁１４，１５の小径部１８と案内穴１９との間に
形成される隙間２３にも充満している。また、高圧燃料
は、絞り２９を経てバランスチャンバ２８にも供給され
ている。この状態では、バランスチャンバ２８内の燃料
圧に基づいて針弁１４，１５を付勢する力とコイルばね
３０の付勢力との合力である針弁１４の閉弁力は、テー
パ面２２に作用する燃料溜り２１内の燃料圧に基づいて
針弁１４，１５を開こうとする開弁力を上回っているの
で、針弁１４，１５は噴孔２４を閉じており、燃料の噴
射は行われない。
り、次のように作動する。今、コントロールユニットか
ら電磁アクチュエータ４０，４１に対する制御電流がゼ
ロである場合には、戻しばね５０がロッド４６を図で最
上方位置に付勢しており、したがって、針弁１４，１５
において開閉弁３３は閉じて燃料排出路３１を通じての
燃料の流れを阻止している。コモンレールからの高圧燃
料は燃料供給路８，１３及び通路２０を通じて燃料溜り
２１に供給されている。燃料溜り２１に供給された燃料
は、針弁１４，１５の小径部１８と案内穴１９との間に
形成される隙間２３にも充満している。また、高圧燃料
は、絞り２９を経てバランスチャンバ２８にも供給され
ている。この状態では、バランスチャンバ２８内の燃料
圧に基づいて針弁１４，１５を付勢する力とコイルばね
３０の付勢力との合力である針弁１４の閉弁力は、テー
パ面２２に作用する燃料溜り２１内の燃料圧に基づいて
針弁１４，１５を開こうとする開弁力を上回っているの
で、針弁１４，１５は噴孔２４を閉じており、燃料の噴
射は行われない。
【００３３】上側の電磁アクチュエータ４０に制御電流
を供給してソレノイド４３を励磁すると、アーマチュア
４４は図で下方に付勢される。アーマチュア４４の移動
は、電磁アクチュエータ４１のアーマチュア４４を介し
て、ロッド４６をばね５０及び針弁１４についての戻し
ばね３８の力に抗してノズル先端側に移動させる。ロッ
ド４６の移動が嵌合片５２を介して針弁１４の弁ステム
３４に伝わると、針弁１４が次のような作動をする。即
ち、弁ステム３４の下方への移動により弁傘３５は燃料
排出路３１の開口３２を開放する。したがって、バラン
スチャンバ２８内の高圧燃料が燃料排出路３１を通して
中空部１１側に排出される。絞り２９の通路断面積は、
燃料排出路３１の通路断面積よりも充分小さく設定され
ているので、燃料供給路１３から直ちに高圧燃料が補充
されることがなく、バランスチャンバ２８内の燃料圧は
低下する。低下した燃料圧が針弁１４のバランスチャン
バ２８に臨む上端面２６及び突出部２７の端面から成る
受圧面に作用したことに基づく閉弁力よりも、テーパ面
２２に作用する高圧の燃料圧に基づく開弁力の方が優勢
となり、その結果、針弁１４はリフトし、針弁の小径部
１８と案内穴１９との隙間２３に充満している燃料が噴
孔２４から噴射される。このとき、絞り２９の作用によ
り、針弁１４のバランスチャンバ２８内の燃料圧が低下
しても、針弁１５のバランスチャンバ２８内の燃料圧に
は影響がない。
を供給してソレノイド４３を励磁すると、アーマチュア
４４は図で下方に付勢される。アーマチュア４４の移動
は、電磁アクチュエータ４１のアーマチュア４４を介し
て、ロッド４６をばね５０及び針弁１４についての戻し
ばね３８の力に抗してノズル先端側に移動させる。ロッ
ド４６の移動が嵌合片５２を介して針弁１４の弁ステム
３４に伝わると、針弁１４が次のような作動をする。即
ち、弁ステム３４の下方への移動により弁傘３５は燃料
排出路３１の開口３２を開放する。したがって、バラン
スチャンバ２８内の高圧燃料が燃料排出路３１を通して
中空部１１側に排出される。絞り２９の通路断面積は、
燃料排出路３１の通路断面積よりも充分小さく設定され
ているので、燃料供給路１３から直ちに高圧燃料が補充
されることがなく、バランスチャンバ２８内の燃料圧は
低下する。低下した燃料圧が針弁１４のバランスチャン
バ２８に臨む上端面２６及び突出部２７の端面から成る
受圧面に作用したことに基づく閉弁力よりも、テーパ面
２２に作用する高圧の燃料圧に基づく開弁力の方が優勢
となり、その結果、針弁１４はリフトし、針弁の小径部
１８と案内穴１９との隙間２３に充満している燃料が噴
孔２４から噴射される。このとき、絞り２９の作用によ
り、針弁１４のバランスチャンバ２８内の燃料圧が低下
しても、針弁１５のバランスチャンバ２８内の燃料圧に
は影響がない。
【００３４】エンジンの負荷が低負荷であるときには、
針弁１４のみを作動させて燃料を、少ない数の噴孔から
噴射しておれば充分であるが、エンジンの負荷が中程度
以上の場合には、針弁１４のみならず針弁１５も作動さ
せて、燃料が噴射される噴孔の数を増加させる必要があ
る。この場合、電磁アクチュエータ４１のソレノイド４
３に大きな制御電流が供給されて、ソレノイド４３が大
きな力で付勢される。このとき、電磁アクチュエータ４
０への制御電流はゼロとしてもよい。電磁アクチュエー
タ４１のアーマチュア４４はストッパ４５によって移動
を阻止されるまで下方に大きく移動し、ロッド４６は、
ばね５０と針弁１４側の戻しばね３８とのばね力に加え
て、針弁１５についての戻しばね３８のばね力にも抗し
て下方へ移動する。ロッド４６の移動が、隙間Ｌの距離
を超えて嵌合片５２を介して針弁１５の弁ステム３４に
も伝わると、針弁１４の上記の作動状態が維持されると
共に、針弁１５は、針弁１４が既に行ったのと同様、次
のような作動をする。即ち、燃料排出路３１の開口３２
の開放と、それに基づいて燃料排出路３１を通じてのバ
ランスチャンバ２８内の高圧燃料の排出により、バラン
スチャンバ２８内の燃料圧が低下し、その結果、針弁１
５がリフトし、燃料が隙間２３を通じて噴孔２４から噴
射される。したがって、針弁１４と針弁１５とについて
のいずれの噴孔２４からも、燃料が噴射され、高い燃料
噴射率を得ることができる。
針弁１４のみを作動させて燃料を、少ない数の噴孔から
噴射しておれば充分であるが、エンジンの負荷が中程度
以上の場合には、針弁１４のみならず針弁１５も作動さ
せて、燃料が噴射される噴孔の数を増加させる必要があ
る。この場合、電磁アクチュエータ４１のソレノイド４
３に大きな制御電流が供給されて、ソレノイド４３が大
きな力で付勢される。このとき、電磁アクチュエータ４
０への制御電流はゼロとしてもよい。電磁アクチュエー
タ４１のアーマチュア４４はストッパ４５によって移動
を阻止されるまで下方に大きく移動し、ロッド４６は、
ばね５０と針弁１４側の戻しばね３８とのばね力に加え
て、針弁１５についての戻しばね３８のばね力にも抗し
て下方へ移動する。ロッド４６の移動が、隙間Ｌの距離
を超えて嵌合片５２を介して針弁１５の弁ステム３４に
も伝わると、針弁１４の上記の作動状態が維持されると
共に、針弁１５は、針弁１４が既に行ったのと同様、次
のような作動をする。即ち、燃料排出路３１の開口３２
の開放と、それに基づいて燃料排出路３１を通じてのバ
ランスチャンバ２８内の高圧燃料の排出により、バラン
スチャンバ２８内の燃料圧が低下し、その結果、針弁１
５がリフトし、燃料が隙間２３を通じて噴孔２４から噴
射される。したがって、針弁１４と針弁１５とについて
のいずれの噴孔２４からも、燃料が噴射され、高い燃料
噴射率を得ることができる。
【００３５】電磁アクチュエータ４０，４１を共に駆動
することによって燃料噴射を行う噴孔の数を増加する、
即ち、高い燃料噴射率を得る時期は、電磁アクチュエー
タ４０と４１に対してどの期間に制御電流を供給させる
かによるから、電子回路的に任意に設定できる。即ち、
エンジンの負荷が大きい場合には、燃料噴射サイクルの
全噴射期間にわたって同時に駆動してもよい。また、第
１段目として電磁アクチュエータ４０のみを駆動し、燃
料噴射サイクルの途中で、第２段目として電磁アクチュ
エータ４１を駆動してもよい。この場合には、燃料噴射
率が、燃料噴射サイクルの途中から増加する噴射パター
ンとなる。
することによって燃料噴射を行う噴孔の数を増加する、
即ち、高い燃料噴射率を得る時期は、電磁アクチュエー
タ４０と４１に対してどの期間に制御電流を供給させる
かによるから、電子回路的に任意に設定できる。即ち、
エンジンの負荷が大きい場合には、燃料噴射サイクルの
全噴射期間にわたって同時に駆動してもよい。また、第
１段目として電磁アクチュエータ４０のみを駆動し、燃
料噴射サイクルの途中で、第２段目として電磁アクチュ
エータ４１を駆動してもよい。この場合には、燃料噴射
率が、燃料噴射サイクルの途中から増加する噴射パター
ンとなる。
【００３６】燃料噴射装置に組み込んだ複数の針弁が各
燃料噴射期間中の時間の経過に従って多段に作動するよ
うに開閉弁３３を選択する場合の燃料噴射装置の各部の
作動を、図４に基づいて説明する。図４は、１回の燃料
噴射サイクル中において、開閉弁の開閉を多段に選択す
る場合の、電磁アクチュエータ４０，４１のソレノイド
４３，４３を作動させるための制御電流（コマンドパル
ス）、開閉弁３３の開閉、針弁１４，１５のリフト量及
び燃料噴射率の時間変化を示すグラフである。 （１）時刻Ｔ1 において、第１段目の電磁アクチュエー
タ４０のソレノイド４３が、コマンドパルスによって駆
動される（図４の（ａ））。 （２）時刻Ｔ2 において、第１段目の針弁１４について
の開閉弁３３は、時刻Ｔ1 にやや遅れて開弁し（図４の
（ｂ））、針弁１４はリフトを開始し（図４の
（ｃ））、燃料噴射率が立ち上がり始める（図４の
（ｄ））。 （３）時刻Ｔ3 において、第１段目の針弁１４が完全に
開弁する（図４の（ｃ））。この時、燃料噴射率は、第
１段目として最高値を示す（図４の（ｄ））。 （４）時刻Ｔ4 において、第２段目の電磁アクチュエー
タ４１のソレノイド４３が、コマンドパルスによって駆
動される（図４の（ａ））。 （５）時刻Ｔ5 において、第２段目の針弁１５について
の開閉弁３３は、時刻Ｔ4 にやや遅れて開弁し（図４の
（ｂ））、針弁１５は開弁を開始し（図４の（ｃ））、
第１段目の噴射に加えて第２段目の燃料噴射も開始する
（図４の（ｄ））。 （６）時刻Ｔ6 において、第２段目の針弁１５が完全に
開弁する（図４の（ｃ））。この時、燃料噴射率は、第
２段目として、そして又全サイクル中最高値を示す（図
４の（ｄ））。 （７）時刻Ｔ7 において、第１及び２段目のアクチュエ
ータ４０，４１のソレノイド４３が、コマンドパルスに
よってオフする（図４の（ａ））。 （８）時刻Ｔ8 において、第１及び２段目の針弁１４，
１５の開閉弁３３が時刻Ｔ7 にやや遅れて閉じ（図４の
（ｂ））、針弁１４，１５が降下し始める（図４の
（ｃ））。燃料噴射率は、減少し始める（図４の
（ｄ））。 （９）時刻Ｔ9 において、第１及び２段目の針弁１４，
１５が完全に閉弁する（図４の（ｃ））。この時、燃料
噴射率は、ゼロに戻る（図４の（ｄ））。
燃料噴射期間中の時間の経過に従って多段に作動するよ
うに開閉弁３３を選択する場合の燃料噴射装置の各部の
作動を、図４に基づいて説明する。図４は、１回の燃料
噴射サイクル中において、開閉弁の開閉を多段に選択す
る場合の、電磁アクチュエータ４０，４１のソレノイド
４３，４３を作動させるための制御電流（コマンドパル
ス）、開閉弁３３の開閉、針弁１４，１５のリフト量及
び燃料噴射率の時間変化を示すグラフである。 （１）時刻Ｔ1 において、第１段目の電磁アクチュエー
タ４０のソレノイド４３が、コマンドパルスによって駆
動される（図４の（ａ））。 （２）時刻Ｔ2 において、第１段目の針弁１４について
の開閉弁３３は、時刻Ｔ1 にやや遅れて開弁し（図４の
（ｂ））、針弁１４はリフトを開始し（図４の
（ｃ））、燃料噴射率が立ち上がり始める（図４の
（ｄ））。 （３）時刻Ｔ3 において、第１段目の針弁１４が完全に
開弁する（図４の（ｃ））。この時、燃料噴射率は、第
１段目として最高値を示す（図４の（ｄ））。 （４）時刻Ｔ4 において、第２段目の電磁アクチュエー
タ４１のソレノイド４３が、コマンドパルスによって駆
動される（図４の（ａ））。 （５）時刻Ｔ5 において、第２段目の針弁１５について
の開閉弁３３は、時刻Ｔ4 にやや遅れて開弁し（図４の
（ｂ））、針弁１５は開弁を開始し（図４の（ｃ））、
第１段目の噴射に加えて第２段目の燃料噴射も開始する
（図４の（ｄ））。 （６）時刻Ｔ6 において、第２段目の針弁１５が完全に
開弁する（図４の（ｃ））。この時、燃料噴射率は、第
２段目として、そして又全サイクル中最高値を示す（図
４の（ｄ））。 （７）時刻Ｔ7 において、第１及び２段目のアクチュエ
ータ４０，４１のソレノイド４３が、コマンドパルスに
よってオフする（図４の（ａ））。 （８）時刻Ｔ8 において、第１及び２段目の針弁１４，
１５の開閉弁３３が時刻Ｔ7 にやや遅れて閉じ（図４の
（ｂ））、針弁１４，１５が降下し始める（図４の
（ｃ））。燃料噴射率は、減少し始める（図４の
（ｄ））。 （９）時刻Ｔ9 において、第１及び２段目の針弁１４，
１５が完全に閉弁する（図４の（ｃ））。この時、燃料
噴射率は、ゼロに戻る（図４の（ｄ））。
【００３７】次に、エンジンの回転数と負荷とによって
定まる運転状態に対応して、燃料噴射装置に組み込まれ
た複数の開閉弁３３のうち幾つの開閉弁３３を作動させ
るかの選択を、図５に基づいて説明する。図５の記載か
ら分かるように、燃料噴射装置に組み込んだ針弁の個
数、即ち開閉弁３３の個数がＮである場合、エンジンが
高回転数及び高負荷の運転状態にあるほど、アクチュエ
ータ２によって駆動が選択された開閉弁３３の個数ｎを
次第に増加させるという制御の仕方が可能となる。開閉
弁３３の個数ｎ、したがって針弁の個数を増加すると、
燃料を噴射する噴孔２４の数が増加し、燃料噴射率が上
昇する。
定まる運転状態に対応して、燃料噴射装置に組み込まれ
た複数の開閉弁３３のうち幾つの開閉弁３３を作動させ
るかの選択を、図５に基づいて説明する。図５の記載か
ら分かるように、燃料噴射装置に組み込んだ針弁の個
数、即ち開閉弁３３の個数がＮである場合、エンジンが
高回転数及び高負荷の運転状態にあるほど、アクチュエ
ータ２によって駆動が選択された開閉弁３３の個数ｎを
次第に増加させるという制御の仕方が可能となる。開閉
弁３３の個数ｎ、したがって針弁の個数を増加すると、
燃料を噴射する噴孔２４の数が増加し、燃料噴射率が上
昇する。
【００３８】電磁アクチュエータ４０，４１は、それぞ
れのストローク量をストッパ４５により異なる量に定め
ていたが、電磁アクチュエータ４０，４１を駆動するた
めのソレノイド４３に供給する電流の大きさを同じにし
て、針弁１４及び１５を同時にリフトさせるときには、
電磁アクチュエータ４０と電磁アクチュエータ４１とを
同時に駆動するように構成してもよい。また、段階的な
ストロークを得るために、隙間Ｌを備えた構造を採用し
たが、単一のアクチュエータの駆動電流の大きさ等を変
更する構造としても段階的なストロークが得られる。更
に、電磁アクチュエータ４０，４１としては、ソレノイ
ド・アーマチュア機構を採用して示したが、圧電素子に
よって構成してもよい。その他、実施例として示した構
造以外に種々の変更が可能である。即ち、針弁１４，１
５の開弁方向への付勢は、受圧面で受ける燃料圧でなく
ても、例えば、別途設けたばねでも得ることができる。
また、弁傘３５が閉鎖する燃料排出路３１の開口３２
は、バランスチャンバ２８側として説明したが、ロッド
４６の移動方向も合わせて考慮すれば、燃料排出路３１
の出口側開口であってもよい。また、開閉弁３３の弁傘
３５による開口３２の開度を燃料排出路３１の最小通路
断面積よりも小とし、ソレノイド４３に供給する電流の
大きさを変更して、燃料排出路３１を通じて解放される
バランスチャンバ２８内の燃料圧の低下速度を変更する
と、針弁のリフト速度が変わり、初期燃料噴射率のパタ
ーンを変更することもできる。なお、電流値の大小の切
り換えについても、ソレノイド４３に供給する電流をパ
ルス幅変調手段（ＰＷＭ）等の適宜の手段で行うことが
できる。
れのストローク量をストッパ４５により異なる量に定め
ていたが、電磁アクチュエータ４０，４１を駆動するた
めのソレノイド４３に供給する電流の大きさを同じにし
て、針弁１４及び１５を同時にリフトさせるときには、
電磁アクチュエータ４０と電磁アクチュエータ４１とを
同時に駆動するように構成してもよい。また、段階的な
ストロークを得るために、隙間Ｌを備えた構造を採用し
たが、単一のアクチュエータの駆動電流の大きさ等を変
更する構造としても段階的なストロークが得られる。更
に、電磁アクチュエータ４０，４１としては、ソレノイ
ド・アーマチュア機構を採用して示したが、圧電素子に
よって構成してもよい。その他、実施例として示した構
造以外に種々の変更が可能である。即ち、針弁１４，１
５の開弁方向への付勢は、受圧面で受ける燃料圧でなく
ても、例えば、別途設けたばねでも得ることができる。
また、弁傘３５が閉鎖する燃料排出路３１の開口３２
は、バランスチャンバ２８側として説明したが、ロッド
４６の移動方向も合わせて考慮すれば、燃料排出路３１
の出口側開口であってもよい。また、開閉弁３３の弁傘
３５による開口３２の開度を燃料排出路３１の最小通路
断面積よりも小とし、ソレノイド４３に供給する電流の
大きさを変更して、燃料排出路３１を通じて解放される
バランスチャンバ２８内の燃料圧の低下速度を変更する
と、針弁のリフト速度が変わり、初期燃料噴射率のパタ
ーンを変更することもできる。なお、電流値の大小の切
り換えについても、ソレノイド４３に供給する電流をパ
ルス幅変調手段（ＰＷＭ）等の適宜の手段で行うことが
できる。
【００３９】図６及び図７は，この発明によるエンジン
の燃料噴射装置の別の実施例を示しており，図６は図１
に示すインジェクタの本体１のノズル部６の先端部の構
造の一例を示す部分拡大断面図，図７は図６に示すエン
ジンの燃料噴射装置のノズル部６の先端のうち第１噴孔
群側を示す端面図である。図６及び図７に示す実施例で
は，図１に示した構成要素と同等の構成要素には，同じ
符号を付して再度の説明を省略する。この実施例では，
図１に示す複数の噴孔２４は，比較的小径の噴孔２４ａ
から成る第１噴孔群６１と比較的大径の噴孔２４ｂから
成る第２噴孔群６２とから構成され，針弁１４が第１噴
孔群６１を開閉し，針弁１５が第２噴孔群６２を開閉す
る。第１噴孔群６１を構成する比較的小径の噴孔２４ａ
は，図７に示すように放射状に形成されており，各噴孔
２４ａの孔径は０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。第
２噴孔群６２も，第１噴孔群６１と同様に放射状に形成
されており，各噴孔２４ｂの孔径は０．２５ｍｍ程度に
形成されている。なお，針弁１４，１５の小径部１８の
先端は，ノズル部６の先端に形成された凹状のテーパ面
６３に密嵌合可能な凸状のテーパ面６４となっており，
針弁１４，１５が降下して両テーパ面６３，６４が当接
した状態では針弁１４，１５の小径部１８の周囲とノズ
ル部６の案内穴１９との間に形成される燃料路としての
隙間２３が閉鎖され，針弁１４，１５がリフトして両テ
ーパ面６３，６４が当接した状態では隙間２３が開放さ
れる。
の燃料噴射装置の別の実施例を示しており，図６は図１
に示すインジェクタの本体１のノズル部６の先端部の構
造の一例を示す部分拡大断面図，図７は図６に示すエン
ジンの燃料噴射装置のノズル部６の先端のうち第１噴孔
群側を示す端面図である。図６及び図７に示す実施例で
は，図１に示した構成要素と同等の構成要素には，同じ
符号を付して再度の説明を省略する。この実施例では，
図１に示す複数の噴孔２４は，比較的小径の噴孔２４ａ
から成る第１噴孔群６１と比較的大径の噴孔２４ｂから
成る第２噴孔群６２とから構成され，針弁１４が第１噴
孔群６１を開閉し，針弁１５が第２噴孔群６２を開閉す
る。第１噴孔群６１を構成する比較的小径の噴孔２４ａ
は，図７に示すように放射状に形成されており，各噴孔
２４ａの孔径は０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。第
２噴孔群６２も，第１噴孔群６１と同様に放射状に形成
されており，各噴孔２４ｂの孔径は０．２５ｍｍ程度に
形成されている。なお，針弁１４，１５の小径部１８の
先端は，ノズル部６の先端に形成された凹状のテーパ面
６３に密嵌合可能な凸状のテーパ面６４となっており，
針弁１４，１５が降下して両テーパ面６３，６４が当接
した状態では針弁１４，１５の小径部１８の周囲とノズ
ル部６の案内穴１９との間に形成される燃料路としての
隙間２３が閉鎖され，針弁１４，１５がリフトして両テ
ーパ面６３，６４が当接した状態では隙間２３が開放さ
れる。
【００４０】図５でｎが１又は２程度である低負荷運転
領域では，電磁アクチュエータ４０に制御電流を供給し
てソレノイド４３を励磁し，針弁１４のみをリフトして
噴孔２４ａのみを開いて第１噴孔群６１から燃料噴射を
行う。高負荷運転領域では，電磁アクチュエータ４１に
制御電流を供給してソレノイド４３を励磁し，針弁１４
のみならず針弁１５をもリフトして，比較的小径の噴孔
２４ａから成る第１噴孔群６１と比較的大径の噴孔２４
ｂから成る第２噴孔群６２とから燃料噴射を行う。高負
荷運転領域では，図４に関連して説明したように，燃焼
噴射サイクルの途中から又は燃焼噴射サイクルの全期間
にわたって第２噴孔群６２から燃料を噴射させることが
できる。高負荷運転領域では，噴霧の形態が図１０及び
図１１に示されている。図１０はエンジンの低負荷運転
領域において第１噴孔群６１から燃料噴射を行った状態
での噴霧の様子を示しており，図１１はエンジンの高負
荷運転領域において第１噴孔群６１及び第２噴孔群６２
からから燃料噴射を行った状態での噴霧の様子を示して
いる。シリンダヘッド６８に取り付けられた本体１を有
するインジェクタ，即ち，燃料噴射装置は，シリンダ６
５に形成されたシリンダボア６６内を往復動するピスト
ン６７が圧縮行程の上死点位置近傍に到達したときに，
燃焼室６９に向かって燃焼を噴射する。
領域では，電磁アクチュエータ４０に制御電流を供給し
てソレノイド４３を励磁し，針弁１４のみをリフトして
噴孔２４ａのみを開いて第１噴孔群６１から燃料噴射を
行う。高負荷運転領域では，電磁アクチュエータ４１に
制御電流を供給してソレノイド４３を励磁し，針弁１４
のみならず針弁１５をもリフトして，比較的小径の噴孔
２４ａから成る第１噴孔群６１と比較的大径の噴孔２４
ｂから成る第２噴孔群６２とから燃料噴射を行う。高負
荷運転領域では，図４に関連して説明したように，燃焼
噴射サイクルの途中から又は燃焼噴射サイクルの全期間
にわたって第２噴孔群６２から燃料を噴射させることが
できる。高負荷運転領域では，噴霧の形態が図１０及び
図１１に示されている。図１０はエンジンの低負荷運転
領域において第１噴孔群６１から燃料噴射を行った状態
での噴霧の様子を示しており，図１１はエンジンの高負
荷運転領域において第１噴孔群６１及び第２噴孔群６２
からから燃料噴射を行った状態での噴霧の様子を示して
いる。シリンダヘッド６８に取り付けられた本体１を有
するインジェクタ，即ち，燃料噴射装置は，シリンダ６
５に形成されたシリンダボア６６内を往復動するピスト
ン６７が圧縮行程の上死点位置近傍に到達したときに，
燃焼室６９に向かって燃焼を噴射する。
【００４１】エンジンの低負荷運転領域において第１噴
孔群６１から噴射される燃料は，噴孔２４ａの孔径が比
較的小径であるため極めて微粒化（蒸気化）され，噴霧
ｆ1は貫徹力の弱い形態で燃焼室６９内に広がる。その
ため，噴霧ｆ1 は，ノズル部６の先端部近傍の燃焼室６
９内でコーン状に形成され，燃焼室壁面７０へ付着する
ことがない。したがって，負荷運転状態でのＨＣ発生量
が減少する。一方，高負荷運転領域では，針弁１５もリ
フトし，燃料が第１噴孔群６１のみならず第２噴孔群６
２からも噴射される。第２噴孔群６２から噴射される燃
料は，貫徹力の強い液柱の形態Ｆを有する。その結果，
形態Ｆの噴霧はその一部が燃焼室６９外へも流出し，シ
リンダボア６６内全体の空気が燃料の燃焼に有効利用さ
れ，高負荷運転状態で発生するスモーク量が減少する。
なお，高負荷運転領域では，第１噴孔群６１からも噴霧
ｆ2 で示すように燃料が噴射されるが，総燃料噴射量は
負荷及び燃料噴射期間を考慮して定められるので，噴霧
ｆ2 の大きさは，低負荷運転領域での第１噴孔群６１か
らの噴霧ｆ1 よりも小さくなっている。
孔群６１から噴射される燃料は，噴孔２４ａの孔径が比
較的小径であるため極めて微粒化（蒸気化）され，噴霧
ｆ1は貫徹力の弱い形態で燃焼室６９内に広がる。その
ため，噴霧ｆ1 は，ノズル部６の先端部近傍の燃焼室６
９内でコーン状に形成され，燃焼室壁面７０へ付着する
ことがない。したがって，負荷運転状態でのＨＣ発生量
が減少する。一方，高負荷運転領域では，針弁１５もリ
フトし，燃料が第１噴孔群６１のみならず第２噴孔群６
２からも噴射される。第２噴孔群６２から噴射される燃
料は，貫徹力の強い液柱の形態Ｆを有する。その結果，
形態Ｆの噴霧はその一部が燃焼室６９外へも流出し，シ
リンダボア６６内全体の空気が燃料の燃焼に有効利用さ
れ，高負荷運転状態で発生するスモーク量が減少する。
なお，高負荷運転領域では，第１噴孔群６１からも噴霧
ｆ2 で示すように燃料が噴射されるが，総燃料噴射量は
負荷及び燃料噴射期間を考慮して定められるので，噴霧
ｆ2 の大きさは，低負荷運転領域での第１噴孔群６１か
らの噴霧ｆ1 よりも小さくなっている。
【００４２】図８は，この発明によるエンジンの燃料噴
射装置のインジェクタのノズル部６の先端部に更に別の
構造を有する実施例の部分拡大断面図である。図８に示
す実施例では，図１に示した構成要素と同等の構成要素
には，同じ符号を付して再度の説明を省略する。この実
施例では，図１に示す複数の噴孔２４は，針弁１４の摺
動方向に開口する単一の小径の噴孔２４ｃと針弁１５の
摺動方向に対して所定角度で放射状に開口する複数の噴
孔２４ｄから構成される噴孔群７１とから成り，針弁１
４が単一の噴孔２４ｃを開閉し，針弁１５が噴孔群７１
を開閉する。単一の噴孔２４ｃが指向する先には，燃焼
室６９の軸心領域に形成された燃焼衝突面７２が対向し
ている。
射装置のインジェクタのノズル部６の先端部に更に別の
構造を有する実施例の部分拡大断面図である。図８に示
す実施例では，図１に示した構成要素と同等の構成要素
には，同じ符号を付して再度の説明を省略する。この実
施例では，図１に示す複数の噴孔２４は，針弁１４の摺
動方向に開口する単一の小径の噴孔２４ｃと針弁１５の
摺動方向に対して所定角度で放射状に開口する複数の噴
孔２４ｄから構成される噴孔群７１とから成り，針弁１
４が単一の噴孔２４ｃを開閉し，針弁１５が噴孔群７１
を開閉する。単一の噴孔２４ｃが指向する先には，燃焼
室６９の軸心領域に形成された燃焼衝突面７２が対向し
ている。
【００４３】エンジンの低負荷運転領域では，電磁アク
チュエータ４０に制御電流を供給してソレノイド４３を
励磁し，針弁１４のみをリフトして単一の噴孔２４ｃか
ら燃料噴射を行う。高負荷運転領域では，燃料噴射サイ
クルの全期間又は途中から，電磁アクチュエータ４１に
制御電流を供給してソレノイド４３を励磁し，針弁１４
のみならず針弁１５をもリフトして単一の噴孔２４ｃ及
び噴孔群７１から燃料噴射を行う。噴霧の形態が図１２
及び図１３に示されている。図１２はエンジンの低負荷
運転領域において単一の噴孔２４ｃのみから燃料噴射を
行った状態での噴霧の様子を示しており，図１３はエン
ジンの高負荷運転領域において単一の噴孔２４ｃ及び噴
孔群７１から燃料噴射を行った状態での噴霧の様子を示
している。図１２及び図１３において，図１０及び図１
１に記載した構成要素と同様の構成要素には同じ符号を
付してあるので，再度の説明を省略する。
チュエータ４０に制御電流を供給してソレノイド４３を
励磁し，針弁１４のみをリフトして単一の噴孔２４ｃか
ら燃料噴射を行う。高負荷運転領域では，燃料噴射サイ
クルの全期間又は途中から，電磁アクチュエータ４１に
制御電流を供給してソレノイド４３を励磁し，針弁１４
のみならず針弁１５をもリフトして単一の噴孔２４ｃ及
び噴孔群７１から燃料噴射を行う。噴霧の形態が図１２
及び図１３に示されている。図１２はエンジンの低負荷
運転領域において単一の噴孔２４ｃのみから燃料噴射を
行った状態での噴霧の様子を示しており，図１３はエン
ジンの高負荷運転領域において単一の噴孔２４ｃ及び噴
孔群７１から燃料噴射を行った状態での噴霧の様子を示
している。図１２及び図１３において，図１０及び図１
１に記載した構成要素と同様の構成要素には同じ符号を
付してあるので，再度の説明を省略する。
【００４４】エンジンの低負荷運転領域では，単一の噴
孔２４ｃから噴射された燃焼は，図１２に示すように，
燃焼室６９に形成された燃焼衝突面７２に衝突し，燃料
は極めて微粒化（蒸気化）されて横に拡散して噴霧ｇ1
を形成する。噴霧ｇ1 は，燃焼室６９の中央部において
貫徹力の弱い形態で燃焼室６９内に広がるに留まり，燃
焼室壁面７０へ付着することがない。したがって，低負
荷運転状態でのＨＣ発生量が減少する。一方，高負荷運
転領域では，針弁１５をもリフトして単一の噴孔２４ｃ
のみならず噴孔群７１からも燃料が噴射される。噴孔群
７１を構成する噴孔２４ｄは，図６に示した噴孔２４ｂ
と同様に放射状に開口しており，燃料を貫徹力の強い液
柱の形態Ｇで噴射する。その結果，形態Ｇの噴霧はその
一部が燃焼室壁面７０に衝突した後に燃焼室６９外へも
流出するので，シリンダボア６６内全体の空気が燃料の
燃焼に有効利用され，高負荷運転状態で発生するスモー
ク量が減少する。なお，高負荷運転領域では，単一の噴
孔２４ｃからも噴霧ｇ2 で示すように燃料が噴射される
が，図１１について説明したのと同様に，総燃料噴射量
は負荷及び燃料噴射期間を考慮して定められるので，噴
霧ｇ2 の大きさは，低負荷運転領域における噴霧ｇ1 よ
りも規模が小さくなっている。
孔２４ｃから噴射された燃焼は，図１２に示すように，
燃焼室６９に形成された燃焼衝突面７２に衝突し，燃料
は極めて微粒化（蒸気化）されて横に拡散して噴霧ｇ1
を形成する。噴霧ｇ1 は，燃焼室６９の中央部において
貫徹力の弱い形態で燃焼室６９内に広がるに留まり，燃
焼室壁面７０へ付着することがない。したがって，低負
荷運転状態でのＨＣ発生量が減少する。一方，高負荷運
転領域では，針弁１５をもリフトして単一の噴孔２４ｃ
のみならず噴孔群７１からも燃料が噴射される。噴孔群
７１を構成する噴孔２４ｄは，図６に示した噴孔２４ｂ
と同様に放射状に開口しており，燃料を貫徹力の強い液
柱の形態Ｇで噴射する。その結果，形態Ｇの噴霧はその
一部が燃焼室壁面７０に衝突した後に燃焼室６９外へも
流出するので，シリンダボア６６内全体の空気が燃料の
燃焼に有効利用され，高負荷運転状態で発生するスモー
ク量が減少する。なお，高負荷運転領域では，単一の噴
孔２４ｃからも噴霧ｇ2 で示すように燃料が噴射される
が，図１１について説明したのと同様に，総燃料噴射量
は負荷及び燃料噴射期間を考慮して定められるので，噴
霧ｇ2 の大きさは，低負荷運転領域における噴霧ｇ1 よ
りも規模が小さくなっている。
【００４５】図９は，この発明によるエンジンの燃料噴
射装置のインジェクタのノズル部６の先端部に更に別の
構造を有する更に別の実施例の部分拡大断面図である。
図９に示す実施例では，図１に示した構成要素と同等の
構成要素には，同じ符号を付して再度の説明を省略す
る。この実施例では，図１に示す複数の噴孔２４は，針
弁１４の摺動方向に開口する単一の小径の噴孔２４ｅと
針弁１５の摺動方向に対して所定角度で放射状に開口す
る複数の噴孔２４ｆから構成される噴孔群７３とから成
り，針弁１４が単一の噴孔２４ｅを開閉し，針弁１５が
噴孔群７３を開閉する。針弁１４には，単一の噴孔２４
ｅを貫通する軸部７４と，軸部７４の先端に軸部７４よ
りも拡径された傘部７５とが一体的に固定されている。
射装置のインジェクタのノズル部６の先端部に更に別の
構造を有する更に別の実施例の部分拡大断面図である。
図９に示す実施例では，図１に示した構成要素と同等の
構成要素には，同じ符号を付して再度の説明を省略す
る。この実施例では，図１に示す複数の噴孔２４は，針
弁１４の摺動方向に開口する単一の小径の噴孔２４ｅと
針弁１５の摺動方向に対して所定角度で放射状に開口す
る複数の噴孔２４ｆから構成される噴孔群７３とから成
り，針弁１４が単一の噴孔２４ｅを開閉し，針弁１５が
噴孔群７３を開閉する。針弁１４には，単一の噴孔２４
ｅを貫通する軸部７４と，軸部７４の先端に軸部７４よ
りも拡径された傘部７５とが一体的に固定されている。
【００４６】エンジンの低負荷運転領域では，電磁アク
チュエータ４０に制御電流を供給してソレノイド４３を
励磁し，針弁１４のみをリフトして単一の噴孔２４ｅの
みから燃料噴射を行う。高負荷運転領域では，燃料噴射
サイクルの全期間又は途中から，電磁アクチュエータ４
１に制御電流を供給してソレノイド４３を励磁し，針弁
１４のみならず針弁１５をもリフトして単一の噴孔２４
ｅと噴孔群７３とから燃料噴射を行う。この実施例の噴
霧の形態は図１０及び図１１に示された噴霧と同様であ
る。
チュエータ４０に制御電流を供給してソレノイド４３を
励磁し，針弁１４のみをリフトして単一の噴孔２４ｅの
みから燃料噴射を行う。高負荷運転領域では，燃料噴射
サイクルの全期間又は途中から，電磁アクチュエータ４
１に制御電流を供給してソレノイド４３を励磁し，針弁
１４のみならず針弁１５をもリフトして単一の噴孔２４
ｅと噴孔群７３とから燃料噴射を行う。この実施例の噴
霧の形態は図１０及び図１１に示された噴霧と同様であ
る。
【００４７】エンジンの低負荷運転領域では，単一の噴
孔２４ｅから噴射された燃料は，直ちに傘部７５に衝突
して拡散し，極めて微粒化（蒸気化）される。その結
果，噴霧ｈ1 （図１０に示すｆ1 と同等。図示せず）は
貫徹力の弱い形態で燃焼室６９内に広がる。そのため，
噴霧ｈ1 は，ノズル部６の先端部近傍の燃焼室６９内で
傘（コーン）状に形成され，燃焼室壁面７０へ付着する
ことがない。したがって，低負荷運転状態でのＨＣ発生
量が減少する。一方，高負荷運転領域では，針弁１５も
リフトし，燃料が単一の噴孔２４ｅのみならず噴孔群７
３からも噴射される。噴孔群７３を構成する噴孔２４ｆ
は，図６に示す第２噴孔群６１を構成する噴孔２４ｂと
同様の孔径で形成されているので，燃料は貫徹力の強い
液柱の形態Ｈ（図１１に示すＦと同等。図示せず）で噴
射される。その結果，形態Ｈの噴霧はその一部が燃焼室
６９外へも流出し，シリンダボア６６内全体の空気が燃
料の燃焼に有効利用され，高負荷運転状態で発生するス
モーク量が減少する。なお，このとき単一の噴孔２４ｅ
からも噴霧ｈ2 （図１１に示すｆ2 と同等。図示せず）
で示すように燃料が噴射されるが，上記の実施例の場合
と同様に，高負荷運転領域での噴霧ｈ2 の規模は，低負
荷運転領域での噴霧ｈ1 よりも小さくなる。
孔２４ｅから噴射された燃料は，直ちに傘部７５に衝突
して拡散し，極めて微粒化（蒸気化）される。その結
果，噴霧ｈ1 （図１０に示すｆ1 と同等。図示せず）は
貫徹力の弱い形態で燃焼室６９内に広がる。そのため，
噴霧ｈ1 は，ノズル部６の先端部近傍の燃焼室６９内で
傘（コーン）状に形成され，燃焼室壁面７０へ付着する
ことがない。したがって，低負荷運転状態でのＨＣ発生
量が減少する。一方，高負荷運転領域では，針弁１５も
リフトし，燃料が単一の噴孔２４ｅのみならず噴孔群７
３からも噴射される。噴孔群７３を構成する噴孔２４ｆ
は，図６に示す第２噴孔群６１を構成する噴孔２４ｂと
同様の孔径で形成されているので，燃料は貫徹力の強い
液柱の形態Ｈ（図１１に示すＦと同等。図示せず）で噴
射される。その結果，形態Ｈの噴霧はその一部が燃焼室
６９外へも流出し，シリンダボア６６内全体の空気が燃
料の燃焼に有効利用され，高負荷運転状態で発生するス
モーク量が減少する。なお，このとき単一の噴孔２４ｅ
からも噴霧ｈ2 （図１１に示すｆ2 と同等。図示せず）
で示すように燃料が噴射されるが，上記の実施例の場合
と同様に，高負荷運転領域での噴霧ｈ2 の規模は，低負
荷運転領域での噴霧ｈ1 よりも小さくなる。
【００４８】
【発明の効果】この発明は、上記のように構成されてい
るので、次のような効果を奏する。即ち、この燃料噴射
装置は、コモンレール用ユニットインジェクタの基本的
な構造であるバランスチャンバ内の燃料圧によってリフ
トが制御される針弁を、本体内に複数個設け、各針弁を
選択的に作動させたものであるから、燃料噴射装置の規
模を格段に大型化することなく、装置に組み込む針弁の
数を増加させることが構造上対応可能となると共に、噴
孔の開閉が針弁毎に個別に制御可能となり、更にまた噴
射を行う場合でも噴射の時期を任意に制御することが可
能となるので、噴孔の閉鎖状態でのシールが針弁毎に確
実に行われ、しかも、エンジンの回転状態や負荷の大き
さに応じて燃料を噴射する噴孔の数を選択し且つ噴霧の
形態を変更することを可能にするエンジンの燃料噴射装
置を得ることができる。このように、回転数や負荷等の
エンジンの運転状況に応じて燃料噴射率を大きな自由度
でもって制御することができるので、特に、燃料噴射装
置をディーゼルエンジンに適用すると、エンジンの運転
状況に応じて最適な噴射特性を得ることができ、エンジ
ンからのＮＯX の発生量や騒音レベルを低減し、燃費の
向上を図ることができる。
るので、次のような効果を奏する。即ち、この燃料噴射
装置は、コモンレール用ユニットインジェクタの基本的
な構造であるバランスチャンバ内の燃料圧によってリフ
トが制御される針弁を、本体内に複数個設け、各針弁を
選択的に作動させたものであるから、燃料噴射装置の規
模を格段に大型化することなく、装置に組み込む針弁の
数を増加させることが構造上対応可能となると共に、噴
孔の開閉が針弁毎に個別に制御可能となり、更にまた噴
射を行う場合でも噴射の時期を任意に制御することが可
能となるので、噴孔の閉鎖状態でのシールが針弁毎に確
実に行われ、しかも、エンジンの回転状態や負荷の大き
さに応じて燃料を噴射する噴孔の数を選択し且つ噴霧の
形態を変更することを可能にするエンジンの燃料噴射装
置を得ることができる。このように、回転数や負荷等の
エンジンの運転状況に応じて燃料噴射率を大きな自由度
でもって制御することができるので、特に、燃料噴射装
置をディーゼルエンジンに適用すると、エンジンの運転
状況に応じて最適な噴射特性を得ることができ、エンジ
ンからのＮＯX の発生量や騒音レベルを低減し、燃費の
向上を図ることができる。
【図１】この発明によるエンジンの燃料噴射装置の一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図２】図１に示したエンジンの燃料噴射装置の要部の
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図３】図１に示したエンジンの燃料噴射装置に用いら
れる制御部の下面図である。
れる制御部の下面図である。
【図４】この発明によるエンジンの燃料噴射装置につい
て、各燃料サイクルにおいて作動する開閉弁を多段に選
択する場合の、各部の作動特性及び燃料噴射率を示すグ
ラフである。
て、各燃料サイクルにおいて作動する開閉弁を多段に選
択する場合の、各部の作動特性及び燃料噴射率を示すグ
ラフである。
【図５】この発明によるエンジンの燃料噴射装置につい
て、エンジンの回転数と負荷とによる運転状態に対応し
て、作動させる開閉弁の個数の選択の態様を示すグラフ
である。
て、エンジンの回転数と負荷とによる運転状態に対応し
て、作動させる開閉弁の個数の選択の態様を示すグラフ
である。
【図６】この発明によるエンジンの燃料噴射装置のイン
ジェクタのノズル部の先端部の別の構造を有する実施例
の部分拡大断面図である。
ジェクタのノズル部の先端部の別の構造を有する実施例
の部分拡大断面図である。
【図７】図６に示すエンジンの燃料噴射装置のノズル部
の先端の第１噴孔群を示す端面図である。
の先端の第１噴孔群を示す端面図である。
【図８】この発明によるエンジンの燃料噴射装置のイン
ジェクタのノズル部の先端部の更に別の構造を有する実
施例の部分拡大断面図である。
ジェクタのノズル部の先端部の更に別の構造を有する実
施例の部分拡大断面図である。
【図９】この発明によるエンジンの燃料噴射装置のイン
ジェクタのノズル部の先端部の更に別の構造を有する更
に別の実施例の部分拡大断面図である。
ジェクタのノズル部の先端部の更に別の構造を有する更
に別の実施例の部分拡大断面図である。
【図１０】図６及び図９に示す燃料噴射装置において一
方の針弁のリフトによる燃料噴射を行った状態での噴霧
の態様を示す断面図である。
方の針弁のリフトによる燃料噴射を行った状態での噴霧
の態様を示す断面図である。
【図１１】図６及び図９に示す燃料噴射装置において両
方の針弁のリフトによる燃料噴射を行った状態での噴霧
の態様を示す断面図である。
方の針弁のリフトによる燃料噴射を行った状態での噴霧
の態様を示す断面図である。
【図１２】図８に示す燃料噴射装置において単一の噴孔
を開閉する一方の針弁のリフトによる燃料噴射を行った
状態での噴霧の態様を示す断面図である。
を開閉する一方の針弁のリフトによる燃料噴射を行った
状態での噴霧の態様を示す断面図である。
【図１３】図８に示す燃料噴射装置において両方の針弁
のリフトによる燃料噴射を行った状態での噴霧の態様を
示す断面図である。
のリフトによる燃料噴射を行った状態での噴霧の態様を
示す断面図である。
１ 本体 ２ アクチュエータ ３ 中央部 ４ 制御部 ５ 針弁案内部 ６ ノズル部 ８ 燃料供給路 １３ 燃料供給路 １４，１５ 針弁 ２１ 燃料溜り ２２ テーパ面（受圧面） ２４，２４ａ〜２４ｆ 噴孔 ２５ 中空穴 ２６ 上端面（受圧面） ２８ バランスチャンバ ２９ 絞り ３０ コイルばね ３１ 燃料排出路 ３２ 開口 ３３ 開閉弁 ４０，４１ 電磁アクチュエータ ４２ 固定鉄心 ４３ ソレノイド ４４ アーマチュア ４６ ロッド ５２ 嵌合片 ６０ ブラケット ６１ 第１噴孔群 ６２ 第２噴孔群 ６９ 燃焼室 ７１ 噴孔群 ７２ 燃料衝突面 ７３ 噴孔群 ７４ 軸部 ７５ 傘部
Claims (5)
- 【請求項１】 燃料供給路を備えると共に内部に複数の
中空穴が形成され且つ先端に前記燃料供給路を通じて供
給された燃料を噴射するための複数の噴孔が形成された
本体，前記中空穴に摺動可能に配置され且つ前記噴孔を
開閉する複数の針弁，前記針弁に作用して前記噴孔を開
放する方向に付勢する複数の付勢手段，前記中空穴と前
記針弁とによって形成されており且つ前記本体に形成さ
れた絞りを通じて前記燃料供給路からの燃料が供給され
る複数のバランスチャンバ，前記バランスチャンバ内の
燃料圧を解放するため前記本体に形成された複数の燃料
排出路，前記燃料排出路を開閉する複数の開閉弁，及び
前記燃料排出路を前記開閉弁によって選択的に開閉する
ため前記開閉弁を選択的に駆動するアクチュエータ，か
ら成るエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項２】 前記アクチュエータは前記本体内の軸方
向にストロークするロッドを有し，前記開閉弁は，前記
ロッドのストローク量に応じて，前記燃料排出路を選択
的に開閉する請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装
置。 - 【請求項３】 前記複数の噴孔は，第１噴孔群と前記第
１噴孔群を構成する前記噴孔よりも孔径が大径である前
記噴孔から構成される第２噴孔群とから成り，前記複数
の針弁は，前記第１噴孔群を開閉する針弁と前記第２噴
孔群を開閉する針弁とであることから成る請求項１又は
２に記載のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項４】 前記複数の噴孔は，前記針弁の摺動方向
に開口すると共に燃料を燃焼室に形成されている燃料衝
突面に衝突させる単一の噴孔と前記針弁の摺動方向に対
して放射状に開口する噴孔群とから成り，前記複数の針
弁は，前記単一の噴孔を開閉する針弁と前記噴孔群を開
閉する針弁とであることから成る請求項１又は２に記載
のエンジンの燃料噴射装置。 - 【請求項５】 前記複数の噴孔は，前記針弁の摺動方向
に開口する単一の噴孔と前記針弁の摺動方向に対して放
射状に開口する噴孔群とから成り，前記複数の針弁は，
前記単一の噴孔を貫通する軸部及び前記軸部の先端に前
記軸部よりも拡径されて形成された傘部を有して前記単
一の噴孔を開閉する針弁と，前記噴孔群を開閉する針弁
とであることから成る請求項１又は２に記載のエンジン
の燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19206797A JP3800742B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-07-03 | エンジンの燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-297966 | 1996-10-22 | ||
| JP29796696 | 1996-10-22 | ||
| JP19206797A JP3800742B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-07-03 | エンジンの燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184486A true JPH10184486A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3800742B2 JP3800742B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=26507085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19206797A Expired - Fee Related JP3800742B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-07-03 | エンジンの燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800742B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323689B1 (ko) * | 1999-09-30 | 2002-02-07 | 박상록 | 분사시기 검출 연료분사장치의 갭 조정구조 |
| KR20020041043A (ko) * | 2000-11-27 | 2002-06-01 | 이계안 | 인젝터 |
| WO2008088416A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine and operating method therefor |
| WO2010039780A2 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | Caterpillar Inc. | High-pressure containment sleeve for nozzle assembly and fuel injector using same |
| US8925519B2 (en) | 2011-11-11 | 2015-01-06 | Caterpillar Inc. | Dual fuel common rail system and fuel injector |
-
1997
- 1997-07-03 JP JP19206797A patent/JP3800742B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323689B1 (ko) * | 1999-09-30 | 2002-02-07 | 박상록 | 분사시기 검출 연료분사장치의 갭 조정구조 |
| KR20020041043A (ko) * | 2000-11-27 | 2002-06-01 | 이계안 | 인젝터 |
| US8069835B2 (en) | 2005-03-09 | 2011-12-06 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine and operating method therefor |
| WO2008088416A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine and operating method therefor |
| WO2010039780A2 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | Caterpillar Inc. | High-pressure containment sleeve for nozzle assembly and fuel injector using same |
| WO2010039780A3 (en) * | 2008-10-01 | 2010-07-01 | Caterpillar Inc. | High-pressure containment sleeve for nozzle assembly and fuel injector using same |
| US9163597B2 (en) | 2008-10-01 | 2015-10-20 | Caterpillar Inc. | High-pressure containment sleeve for nozzle assembly and fuel injector using same |
| US8925519B2 (en) | 2011-11-11 | 2015-01-06 | Caterpillar Inc. | Dual fuel common rail system and fuel injector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800742B2 (ja) | 2006-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7143746B2 (en) | Fuel injection system | |
| US6076508A (en) | Fuel injection control device | |
| US7412969B2 (en) | Direct needle control fuel injectors and methods | |
| EP2134953B1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engine | |
| US7568632B2 (en) | Fuel injector with boosted needle closure | |
| KR100596642B1 (ko) | 직동 니들밸브 제어부가 장착된 연료 분사기 | |
| JP5236018B2 (ja) | 改良バルブ制御装置を持つ燃料インジェクタ | |
| US7568634B2 (en) | Injection nozzle | |
| JP2002054522A (ja) | 燃料噴射装置 | |
| US20060065241A1 (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
| JP4075894B2 (ja) | 燃料噴射装置 | |
| JP2000073905A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
| JP3800742B2 (ja) | エンジンの燃料噴射装置 | |
| US6928986B2 (en) | Fuel injector with piezoelectric actuator and method of use | |
| US20020185112A1 (en) | Fuel injector with direct needle valve control | |
| KR20020063100A (ko) | 연료 인젝터 조립체와 그를 구비하는 내연기관 | |
| KR20020027576A (ko) | 압력 제어된, 이중 스위칭 고압 인젝터 | |
| JP2002349383A (ja) | 燃料噴射弁 | |
| CA2367618A1 (en) | Fuel pressure delay cylinder | |
| JPH10131828A (ja) | 噴射弁装置 | |
| US20020174854A1 (en) | Fuel injector with direct needle valve control | |
| JP4154839B2 (ja) | 燃料噴射装置 | |
| JP2002130086A (ja) | 二段噴射燃料噴射弁 | |
| JP4412384B2 (ja) | 燃料噴射装置 | |
| JP2887970B2 (ja) | 燃料噴射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050107 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050607 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060317 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060411 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060424 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |