JPH10281038A - Fuel injection valve - Google Patents

Fuel injection valve

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JPH10281038A
JPH10281038A JP8302797A JP8302797A JPH10281038A JP H10281038 A JPH10281038 A JP H10281038A JP 8302797 A JP8302797 A JP 8302797A JP 8302797 A JP8302797 A JP 8302797A JP H10281038 A JPH10281038 A JP H10281038A
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JP
Japan
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fuel
pressure
injection
passage
piston
Prior art date
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Application number
JP8302797A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Narahara
義広 楢原
Akikazu Kojima
昭和 小島
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set injection characteristics of fuel to be injected actually to predetermined boot type characteristics without reducing a displacement speed and an injection pressure of a needle valve element. SOLUTION: A displacement of a needle valve 86 in opening injection holes 84, 85 is stepwise changed with time (i.e., boot type characteristics), and the plurality of injection holes 84, 85 are opened in sequence. Consequently, an initial injection state is determined by the area of the first injection holes 84 and is hardly influenced by the displacement of the needle valve element 86, so that it is unnecessary to reduce a displacement speed of the needle valve element 86 and it is possible to increase an initial lift quantity. Furthermore, since the displacement of the needle valve element 86 is stepwise changed with time, like boot type characteristics, it is possible to secure a long holding time (a time when an initial injection ratio can be kept) without reducing the displacement speed of the needle valve element 86.

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、燃料噴射弁に関す
るものであり、ディーゼル内燃機関(エンジン)用の燃
料噴射弁のごとく、高い噴射圧力を必要とするものに適
用して有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve, and is effective when applied to a fuel injection valve for a diesel internal combustion engine (engine) which requires a high injection pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料噴射弁の一般的な構造は、高圧燃料
が導かれる燃料溜まり室と、この燃料溜まり室と連通す
るとともに複数個の噴射孔が形成された袋部(サック
部)とを有し、このサック部と燃料溜まり室との連通部
を針状の弁体(ニードル弁)にて開閉するものである。
2. Description of the Related Art A general structure of a fuel injection valve comprises a fuel reservoir chamber into which high-pressure fuel is introduced, and a bag portion (sack portion) communicating with the fuel reservoir chamber and having a plurality of injection holes formed therein. The communication portion between the sack portion and the fuel storage chamber is opened and closed by a needle-shaped valve element (needle valve).

【0003】ところで、ディーゼルエンジンの燃料噴射
の特性として、従来から知られているように、初期の噴
射率を小さくするとともに、この噴射率を所定の時間保
持し(以下、この時間を保持時間と呼ぶ。)、その後、
噴射率を大きくする、いわゆるブーツ型特性が望まれて
いる。なお、噴射率とは、単位時間に実際に噴射される
燃料の噴射量(噴射体積、噴射質量)をいう。
As a fuel injection characteristic of a diesel engine, as is conventionally known, an initial injection rate is reduced and the injection rate is held for a predetermined time (hereinafter, this time is referred to as a holding time). Call)), then
What is called a boot-type characteristic for increasing the injection rate is desired. Note that the injection rate refers to the injection amount (injection volume, injection mass) of the fuel actually injected per unit time.

【0004】そして、このブーツ型特性を実現する手段
として、例えば特開平3−47459号公報に記載の発
明では、燃料の噴射量は、上記連通部を流通する燃料の
流量に影響されること着目して、弁体の変位量(リフト
量)の特性がブーツ型特性となるようにしている。ま
た、特開平7−332199号公報に記載の発明では、
燃料の噴射量は、実際に開口している噴射孔の開口面積
に影響されることに着目して、実際に開口している噴射
孔の開口面積の変化特性がブーツ型特性となるようにし
ている。
As means for realizing the boot-type characteristics, for example, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-47459, attention is paid to the fact that the fuel injection amount is affected by the flow rate of the fuel flowing through the communication section. Thus, the characteristic of the displacement amount (lift amount) of the valve element is set to the boot type characteristic. In the invention described in JP-A-7-332199,
Paying attention to the fact that the fuel injection amount is affected by the opening area of the actually opened injection hole, the change characteristic of the opening area of the actually opened injection hole becomes the boot type characteristic. I have.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、上記2つの公報に記載の発明をそれぞれ試作検討を
したが、いずれの発明も、実際に噴射される燃料の噴射
特性として、適当なブーツ型特性を得ることができなか
った。そこで、発明者等は引き続き検討を重ねたとこ
ろ、以下の原因が判明した。
By the way, the inventors examined the inventions described in the above two publications on a trial basis. However, any of the inventions has an appropriate injection characteristic of the actually injected fuel. Boot-type characteristics could not be obtained. Then, the inventors continued the investigation and found the following causes.

【0006】すなわち、燃料噴射弁の開閉は、クランク
シャフトのクランク角に対応させて、適切に弁体を変位
(リフト)させて噴射孔を開閉する必要があるので、弁
体の変位速度(作動速度)は、できる限り大きくする必
要がある。このため、特開平3−47459号公報に記
載の発明では、初期の噴射率を決定する初期リフト量が
大きくなってしまい、初期の噴射率が過度に大きくなっ
てしまう。また、特開平7−332199号公報に記載
の発明では、所定の保持時間を確保することができな
い。したがって、いずれの発明も、適当なブーツ型特性
を得ることが困難である。
In other words, the opening and closing of the fuel injection valve requires opening and closing the injection hole by appropriately displacing (lifting) the valve body in accordance with the crank angle of the crankshaft. Speed) must be as large as possible. For this reason, in the invention described in JP-A-3-47459, the initial lift amount for determining the initial injection rate becomes large, and the initial injection rate becomes excessively large. Further, in the invention described in JP-A-7-332199, a predetermined holding time cannot be secured. Therefore, it is difficult for any of the inventions to obtain appropriate boot-type characteristics.

【0007】つまり、上記いずれの公報に記載の発明
も、適当なブーツ型特性を得るには、弁体の変位速度を
小さくする必要があるので、燃料噴射弁の応答性の悪化
を招いてしまう。本発明は、上記点に鑑み、弁体の変位
速度を低下させることなく、実際に噴射される燃料の噴
射特性が所定のブーツ型特性となる燃料噴射弁を提供す
ることを目的とする。
That is, in any of the inventions described in the above publications, it is necessary to reduce the displacement speed of the valve body in order to obtain appropriate boot-type characteristics, so that the response of the fuel injector deteriorates. . SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a fuel injection valve in which the injection characteristic of the actually injected fuel has a predetermined boot-type characteristic without reducing the displacement speed of the valve element.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1に
記載の発明では、噴射孔(84、85)を開く際の弁体
(86)の変位量を時間とともに階段状に変化させると
ともに、順次、複数個の噴射孔(84、85)を開くこ
とを特徴とする。
The present invention uses the following technical means to achieve the above object. According to the first aspect of the present invention, the amount of displacement of the valve element (86) when opening the injection holes (84, 85) is changed stepwise with time, and the plurality of injection holes (84, 85) are sequentially formed. Open.

【0009】これにより、初期の噴射状態は、最初に開
いた噴射孔(84)の面積によって決定され、弁体(8
6)の変位量の影響を殆ど受けないので、弁体(86)
の変位速度(作動速度)を低下させる必要がない。した
がって、燃料噴射弁の応答性の悪化を招くことなく、初
期の噴射率が過度に大きくなってしまうことを防止する
ことができる。
Thus, the initial injection state is determined by the area of the injection hole (84) opened first, and the valve element (8)
The valve element (86) is hardly affected by the displacement amount of (6).
It is not necessary to reduce the displacement speed (operating speed) of the motor. Therefore, it is possible to prevent the initial injection rate from becoming excessively large without deteriorating the responsiveness of the fuel injection valve.

【0010】また、弁体(86)の変位量を時間ととも
に、ブーツ型特性のごとく階段状に変化させるので、弁
体(86)の変位速度(作動速度)を低下させることな
く、特開平7−332199号公報に記載の発明より長
い保持時間を確保するこができる。以上に述べたよう
に、本発明によれば、弁体(86)の変位速度を低下さ
せることなく、実際に噴射される燃料の噴射特性を適当
なブーツ型特性とすることができる。
Further, since the displacement amount of the valve element (86) is changed stepwise with the passage of time, as in the boot-type characteristic, the displacement speed (operating speed) of the valve element (86) can be reduced without reducing the displacement rate. A longer holding time can be secured than the invention described in JP-A-332199. As described above, according to the present invention, the injection characteristics of the actually injected fuel can be made appropriate boot-type characteristics without lowering the displacement speed of the valve element (86).

【0011】請求項2に記載の発明では、燃料ポンプ
(5)から圧送される高圧燃料が流通する第1通路(9
3)と、第1通路(93)を経由して高圧燃料が導かれ
る燃料溜まり室(82)と、第1通路(93)より通路
面積の小さい第2通路(94)を経由して燃料ポンプ
(5)から圧送される燃料が導かれる第1圧力室(9
0)と、第1圧力室(90)の一部を構成するととも
に、第1圧力室(90)内の圧力変動に連動して摺動す
る第1ピストン(88)と、第2通路(94)より通路
面積の小さい第3通路(97)を介して第1圧力室(9
0)と連通する第2圧力室(96)と、第1圧力室(9
0)内と低圧側(4)とを連通させる第4通路(92)
に設けられ、この第4通路(92)を開閉する電磁弁
(91)と、第1ピストン(88)と同方向に摺動可能
に配設されて両圧力室(90、96)の一部を構成する
とともに、電磁弁(91)の開弁後、第1ピストン(8
8)が衝突する第2ピストン(98)と、燃料溜まり室
(82)と連通し、高圧燃料を噴射する複数個の噴射孔
(84、85)と、第1ピストン(88)と連動して摺
動し、その摺動量に応じて順次、前記複数個の噴射孔
(84、85)を開閉する1つの弁体(86)とを備え
ることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the first passage (9) through which the high-pressure fuel pumped from the fuel pump (5) flows.
3), a fuel reservoir chamber (82) into which high-pressure fuel is introduced via the first passage (93), and a fuel pump via a second passage (94) having a smaller passage area than the first passage (93). The first pressure chamber (9) into which the fuel pumped from (5) is introduced.
0), a first piston (88) which forms a part of the first pressure chamber (90), slides in conjunction with a pressure change in the first pressure chamber (90), and a second passage (94). ) Via the third passage (97) having a smaller passage area.
0) and the first pressure chamber (9).
0) A fourth passageway (92) for communicating the inside with the low pressure side (4).
A solenoid valve (91) for opening and closing the fourth passage (92), and a part of both pressure chambers (90, 96) slidably disposed in the same direction as the first piston (88). After the solenoid valve (91) is opened, the first piston (8
8) communicates with the second piston (98) that collides with the fuel storage chamber (82), and in conjunction with the plurality of injection holes (84, 85) that inject high-pressure fuel and the first piston (88). One valve element (86) that slides and sequentially opens and closes the plurality of injection holes (84, 85) according to the amount of sliding is provided.

【0012】これにより、第1ピストン(88)の変位
量を、後述するように、時間とともに階段状に変化させ
ることができるので、請求項1に記載の発明と同等の効
果を得ることができる。なお、上記各手段の括弧内の符
号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係
を示すものである。
As a result, the amount of displacement of the first piston (88) can be changed stepwise with time, as will be described later, so that an effect equivalent to that of the first aspect can be obtained. . In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means of embodiment mentioned later.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)本実施形態は、本発明に係る燃料噴射
弁をディーゼルエンジン(以下、エンジンと略す。)の
蓄圧式燃料噴射装置1に適用したした例であり、図1は
蓄圧式燃料噴射装置1の模式図である。
(First Embodiment) This embodiment is an example in which a fuel injection valve according to the present invention is applied to a pressure accumulating fuel injection device 1 for a diesel engine (hereinafter, abbreviated as engine). FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of the injection device 1.

【0014】図1中、2はエンジンでり、3は燃料タン
ク4内の燃料を吸引する低圧燃料ポンプ(フィードポン
プ)であり、5はエンジン2の近傍に配設されて、低圧
燃料ポンプ3により送られてきた燃料を所定圧力まで加
圧する高圧燃料ポンプである。6は高圧燃料ポンプ5に
て加圧された燃料が収容されるコモンレール(蓄圧容
器)であり、このコモンレール6には、配管7を介して
燃料噴射弁(インジェクタ)8が各気筒毎に配設されて
いる。そして、これらの燃料噴射弁8の開閉は、燃料噴
射弁8の電磁弁91を駆動する駆動回路を含む駆動装置
(以下、EDUと呼ぶ。)9を介して、後述する電子制
御装置10により開閉制御される。なお、燃料噴射弁8
の構造は後述する。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an engine, 3 denotes a low-pressure fuel pump (feed pump) for sucking fuel in a fuel tank 4, and 5 denotes a low-pressure fuel pump 3 disposed near the engine 2. Is a high-pressure fuel pump that pressurizes the fuel sent by the above to a predetermined pressure. Reference numeral 6 denotes a common rail (accumulator) in which fuel pressurized by the high-pressure fuel pump 5 is stored. A fuel injection valve (injector) 8 is disposed on the common rail 6 via a pipe 7 for each cylinder. Have been. The opening and closing of these fuel injection valves 8 is controlled by an electronic control unit 10 to be described later via a drive unit (hereinafter referred to as an EDU) 9 including a drive circuit for driving an electromagnetic valve 91 of the fuel injection valves 8. Controlled. The fuel injection valve 8
Will be described later.

【0015】そして、コモンレール6には、コモンレー
ル6内の圧力を検出する圧力センサ(圧力検出手段)1
1が配設されており、この圧力センサ11の出力信号
(検出値)は、中央演算装置(CPU)、記憶手段をな
す読み込み専用記憶装置(ROM)、および随時読み書
き可能な記憶装置(RAM)等から構成された電子制御
装置(以下、ECUと略す。)10に入力されている。
The common rail 6 has a pressure sensor (pressure detecting means) 1 for detecting the pressure in the common rail 6.
An output signal (detection value) of the pressure sensor 11 is provided to a central processing unit (CPU), a read-only storage device (ROM) serving as storage means, and a storage device (RAM) that can be read and written at any time. The electronic control unit (hereinafter, abbreviated as ECU) 10 is input to the electronic control unit 10.

【0016】ところで、ECU10には、エンジン2の
クランクシャフト(図示せず)のクランク角(回転角)
を検出するクランク角センサ13からの出力信号、およ
び乗員が操作するアクセル手段(図示せず)の開度を検
出するアクセル開度センサ14からの出力信号が入力さ
れている。そして、ECU10は、クランク角センサ1
3からの出力信号に基づいて燃料噴射弁8の開閉作動を
制御するとともに、クランク角センサ18の出力信号か
らエンジン2の回転数を算出し、この算出したエンジン
回転数およびアクセル開度からコモンレール6内の圧力
が所定値(図2参照)となるように高圧ポンプ5を制御
する。
The ECU 10 stores a crank angle (rotation angle) of a crank shaft (not shown) of the engine 2.
And an output signal from an accelerator opening sensor 14 for detecting the opening of accelerator means (not shown) operated by the occupant. Then, the ECU 10 controls the crank angle sensor 1
3 controls the opening and closing operation of the fuel injection valve 8 based on the output signal from the engine 3, calculates the rotation speed of the engine 2 from the output signal of the crank angle sensor 18, and calculates the common rail 6 from the calculated engine rotation speed and accelerator opening. The high pressure pump 5 is controlled so that the internal pressure becomes a predetermined value (see FIG. 2).

【0017】次に、燃料噴射弁8の構造について述べ
る。図3は、燃料噴射弁8の構造を示す模式図であり、
81はコモンレール6からの高圧燃料が導かれる燃料溜
まり室82が形成されたノズルボディである。また、8
3は燃料溜まり室82と連通するとともに、図4に示す
ように、複数個の噴射孔84、85が形成された袋部
(サック部)であり、このサック部83と燃料溜まり室
83との連通部83aは、針状のニードル弁体(以下、
ニードルと略す。)86により開閉される。
Next, the structure of the fuel injection valve 8 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the fuel injection valve 8.
Reference numeral 81 denotes a nozzle body in which a fuel storage chamber 82 into which high-pressure fuel from the common rail 6 is guided is formed. Also, 8
Reference numeral 3 denotes a bag portion (sack portion) communicating with the fuel storage chamber 82 and having a plurality of injection holes 84 and 85 formed therein, as shown in FIG. The communication portion 83a is provided with a needle-shaped needle valve body (hereinafter, referred to as a needle valve body).
Abbreviated as needle. ) 86.

【0018】なお、噴射孔84、85は、ノズルボディ
81(サック部83)に対して、互いにニードル86の
長手方向(摺動方向)にずれて形成されており、噴射孔
85(以下、この噴射孔を第2噴射孔85と呼ぶ。)
は、噴射孔84(以下、この噴射孔を第1噴射孔84と
呼ぶ。)よりニードル86の先端側に位置している。と
ころで、ニードル86の先端(一端)側には、燃料噴射
弁8の閉弁時に、ノズルボディ81に形成されたシート
部81aに接触する円錐台形状のテーパ部86aと、こ
のテーパ部86aから第2噴射孔85側に向けて延びる
円柱状の円柱部86bとが形成されている。
The injection holes 84 and 85 are formed so as to be displaced from each other in the longitudinal direction (sliding direction) of the needle 86 with respect to the nozzle body 81 (suck portion 83). (The injection hole is referred to as a second injection hole 85.)
Is located on the tip side of the needle 86 with respect to the injection hole 84 (hereinafter, this injection hole is referred to as a first injection hole 84). By the way, on the tip (one end) side of the needle 86, when the fuel injection valve 8 is closed, a frustoconical tapered portion 86 a that comes into contact with a seat portion 81 a formed on the nozzle body 81, A cylindrical column portion 86b extending toward the two injection holes 85 is formed.

【0019】そして、円柱部86bの円周面86cは、
サック部83の内壁83bに摺動可能に接触しており、
この円周面86cが内壁83bに接触することによって
燃料溜まり室82から第2噴射孔85へ燃料が流通する
ことを防止している。なお、第1噴射孔84は、燃料溜
まり室82側に向けて開口しているとともに、テーパ部
86aがシート部81aに接触することにより閉塞され
る。
The circumferential surface 86c of the cylindrical portion 86b is
Is slidably in contact with the inner wall 83b of the sack portion 83,
The contact of the circumferential surface 86c with the inner wall 83b prevents the fuel from flowing from the fuel reservoir chamber 82 to the second injection hole 85. The first injection hole 84 is open toward the fuel storage chamber 82, and is closed when the tapered portion 86a contacts the seat portion 81a.

【0020】また、ニードル86の他端側は、図1に示
すように、インジェクタボディ87内に摺動可能に配設
された第1ピストン88に連接されており、これによ
り、ニードル86は、第1ピストン88と一体的に第1
ピストン88の長手方向に摺動する。なお、89は、ニ
ードル86を、常時、第1ピストン88を介して連通部
83a(両噴射孔84、85)を閉じる向きに押圧する
スプリング(弾性部材)である。
As shown in FIG. 1, the other end of the needle 86 is connected to a first piston 88 slidably disposed in the injector body 87. The first integrated with the first piston 88
It slides in the longitudinal direction of the piston 88. Reference numeral 89 denotes a spring (elastic member) that constantly presses the needle 86 through the first piston 88 in a direction to close the communication portion 83a (both the injection holes 84 and 85).

【0021】また、第1ピストン88は、コモンレール
6からの高圧燃料が導かれる第1圧力室90の一部を構
成するとともに、この第1圧力室90内の圧力変動に連
動してニードル86の長手方向に摺動するように構成さ
れている。また、91は第1圧力室90と燃料タンク4
とを連通させる戻り通路(第4通路)92を開閉する電
磁弁であり、この電磁弁91はEDU9を介してECU
10により制御されている。
The first piston 88 constitutes a part of a first pressure chamber 90 into which high-pressure fuel from the common rail 6 is guided. It is configured to slide in the longitudinal direction. Reference numeral 91 denotes the first pressure chamber 90 and the fuel tank 4
The solenoid valve opens and closes a return passage (fourth passage) 92 that communicates with the ECU.
10.

【0022】なお、コモンレール6から燃料溜まり室8
2に高圧燃料を供給する燃料通路(第1通路)93の圧
力損失は、コモンレール6から第1圧力室90に高圧燃
料を供給する制御圧通路(第2通路)94の圧力損失よ
り小さくなるように設定されており、図1中、95は、
制御圧通路94の圧力損失が燃料通路93の圧力損失よ
り大きい(通路面積を小さくする)ことを模式的に示す
絞り抵抗である。また、戻り通路92の圧力損失は、後
述するオリフィス97の圧力損失より小さくなるように
設定されている。
The common rail 6 is connected to the fuel storage chamber 8.
The pressure loss in the fuel passage (first passage) 93 that supplies high-pressure fuel to the second 2 is smaller than the pressure loss in the control pressure passage (second passage) 94 that supplies high-pressure fuel from the common rail 6 to the first pressure chamber 90. In FIG. 1, 95 is
The throttle resistance schematically indicates that the pressure loss in the control pressure passage 94 is larger than the pressure loss in the fuel passage 93 (the passage area is reduced). The pressure loss in the return passage 92 is set to be smaller than the pressure loss in the orifice 97 described later.

【0023】ところで、96は、制御圧通路94より圧
力損失が大きい(通路面積の小さい)オリフィス(第3
通路)97を介して第1圧力室90と連通する第2圧力
室であり、この第2圧力室96は、第1ピストン88と
同方向に摺動する第2ピストン98、およびインジェク
タボディ87により形成されている。なお、99は、第
2ピストン98を第1ピストン88側に向けて押圧する
スプリング(弾性部材)である。
The orifice 96 has a larger pressure loss (small passage area) than the control pressure passage 94 (third passage).
The second pressure chamber 96 communicates with the first pressure chamber 90 through a passage 97, and the second pressure chamber 96 is formed by a second piston 98 sliding in the same direction as the first piston 88 and an injector body 87. Is formed. Reference numeral 99 denotes a spring (elastic member) that presses the second piston 98 toward the first piston 88.

【0024】また、第1ピストン88と第2ピストン9
8との間は、図1に示すように、電磁弁91が閉じた状
態(連通部83aを閉じた状態)において、所定の隙間
100が形成されており、この隙間100の寸法(両ピ
ストン88、98間の距離)δ1 は、ニードル86の円
柱部86bの軸方向寸法δ2 (図4参照)より小さくな
っている。
The first piston 88 and the second piston 9
8, a predetermined gap 100 is formed in a state where the electromagnetic valve 91 is closed (a state where the communication portion 83a is closed) as shown in FIG. , distance) [delta] 1 between 98 is smaller than the axial dimension of the cylindrical portion 86b of the needle 86 [delta] 2 (see FIG. 4).

【0025】因みに、第1ピストン88のうち第1圧力
室90内の圧力を受ける部位の面積SS (=πd1 2
4)は、ニードル86のうち燃料溜まり室82の圧力を
受ける部位の面積SO (=πd2 2 /4)より大きくな
るようになっている。また、101は金属製のチェック
パッキンであり、このチェックパッキン101は、イン
ジェクタボディ87とノズルボディ81とを油密に接合
するとともに、第1ピストン88の最大変位量δ3 (>
δ2 )を規制している。
Incidentally, the area S S (= πd 1 2 /) of the portion of the first piston 88 that receives the pressure in the first pressure chamber 90.
4) is adapted to be larger than the area of the site that is being subjected to pressure in the fuel reservoir chamber 82 of the needle 86 S O (= πd 2 2 /4). Reference numeral 101 denotes a check packing made of metal. The check packing 101 joins the injector body 87 and the nozzle body 81 in an oil-tight manner, and the maximum displacement δ 3 (>) of the first piston 88.
δ 2 ).

【0026】次に、燃料噴射弁8の作動を述べる。 1.開弁 ECU10より開弁信号が発せられると、EDU9は電
磁弁91を開弁させる。これにより、第1圧力室90内
の燃料は燃料タンク4に向けて流出するとともに、第1
圧力室90内の圧力が低下するので、両ピストン88、
98は、第1圧力室90の体積が縮小する向き(図3の
上側)に変位(リフト)しようとする。
Next, the operation of the fuel injection valve 8 will be described. 1. When the ECU 10 issues a valve opening signal, the EDU 9 opens the solenoid valve 91. Thereby, the fuel in the first pressure chamber 90 flows out toward the fuel tank 4 and the first
Since the pressure in the pressure chamber 90 decreases, both pistons 88,
Reference numeral 98 denotes a displacement (lift) in a direction in which the volume of the first pressure chamber 90 is reduced (upper side in FIG. 3).

【0027】しかし、オリフィス97の圧力損失が戻り
通路92より大きいため、主に第1圧力室90内の燃料
が燃料タンク4に向けて流出するので、実際には、主に
第1ピストン88が第2ピストン98に衝突するまで変
位(リフト)する(図5参照)。したがって、この状態
では、第1噴射孔84のみが開いた状態となり、第1噴
射孔84からのみ燃料が噴射される(ブーツ型特性の初
期の噴射状態)。
However, since the pressure loss of the orifice 97 is larger than the return passage 92, the fuel in the first pressure chamber 90 mainly flows out toward the fuel tank 4, so that the first piston 88 is actually mainly It is displaced (lifted) until it collides with the second piston 98 (see FIG. 5). Therefore, in this state, only the first injection hole 84 is opened, and fuel is injected only from the first injection hole 84 (the initial injection state of the boot type characteristic).

【0028】そしてさらに、電磁弁91が開いたまま時
間が進むと、オリフィス97を経由して第2圧力室96
内の燃料が燃料タンク4に向けて流出し始めるので、第
1ピストン88が第2ピストン98に接触したまま、両
ピストン88、98が第1圧力室90の体積が縮小する
向きに変位(リフト)し始める(図6参照)。そして、
第1ピストン88が変位し始めた時からのニードル86
の総変位量(総リフト量)が、δ2 以上となったときに
第2噴射孔85が開かれた状態となり、燃料が両噴射孔
84、85から噴射される。
Further, when the time advances while the solenoid valve 91 is open, the second pressure chamber 96 passes through the orifice 97.
Since the fuel inside the fuel tank 4 starts to flow toward the fuel tank 4, both pistons 88 and 98 are displaced (lift) in a direction in which the volume of the first pressure chamber 90 is reduced while the first piston 88 is in contact with the second piston 98. ) (See FIG. 6). And
Needle 86 from the time when first piston 88 starts to be displaced
When the total displacement amount (total lift amount) becomes equal to or greater than δ 2 , the second injection hole 85 is opened, and fuel is injected from both the injection holes 84 and 85.

【0029】因みに、第1ピストン88が変位し始めた
時からの総変位量がδ2 に達するまでの時間が、上記し
た保持時間となる。 2.閉弁 ECU10より閉弁信号が発せられると、EDU9は電
磁弁91を閉弁させる。これにより、制御圧通路94よ
り第1圧力室90に供給される燃料により第1圧力室9
0内の圧力が上昇すると、面積SS と面積SO と差(S
S >SO )およびスプリング89の弾性力により、第1
ピストン88は、連通部83a(両噴射孔84、85)
を閉じる向きの力を受けて、第1圧力室90の体積が拡
大する向きに変位し、両噴射孔84、85を閉じる。
Incidentally, the time from when the first piston 88 starts to be displaced until the total displacement reaches δ 2 is the above-mentioned holding time. 2. When the ECU 10 issues a valve closing signal, the EDU 9 closes the solenoid valve 91. Thereby, the first pressure chamber 9 is supplied with the fuel supplied from the control pressure passage 94 to the first pressure chamber 90.
When the pressure within 0 increases, the difference between the area S S and the area S O (S
By the elastic force of S> S O) and the spring 89, the first
The piston 88 is connected to the communication portion 83a (both injection holes 84 and 85).
, The first pressure chamber 90 is displaced in a direction in which the volume of the first pressure chamber 90 increases, and the two injection holes 84 and 85 are closed.

【0030】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、初期の噴射状態は、主に第1噴射孔84
の面積によって決定され、ニードル86の変位量の影響
を殆ど受けないので、ニードル86の変位速度(作動速
度)を低下させる必要がない。したがって、燃料噴射弁
の応答性の悪化を招くことなく、初期の噴射率が過度に
大きくなってしまうことを防止することができる。
Next, the features of this embodiment will be described. According to the present embodiment, the initial injection state is mainly the first injection hole 84.
And is hardly affected by the amount of displacement of the needle 86, so there is no need to reduce the displacement speed (operating speed) of the needle 86. Therefore, it is possible to prevent the initial injection rate from becoming excessively large without deteriorating the responsiveness of the fuel injection valve.

【0031】また、第1、2圧力室90、96の体積を
順次縮小させることにより、第1ピストン88を変位さ
せるので、ニードル86の変位量を時間とともに、ブー
ツ型特性のごとく階段状に変化させることができる。し
たがって、ニードル86の変位速度(作動速度)を低下
させることなく、特開平7−332199号公報に記載
の発明より長い保持時間を確保するこができる。なお、
両圧力室90、96および電磁弁92等のニードル86
を時間とともに階段状に変位させる機構を総称してリフ
ト機構と呼ぶ。
Further, since the first piston 88 is displaced by sequentially reducing the volumes of the first and second pressure chambers 90 and 96, the displacement amount of the needle 86 changes with time in a stepwise manner as in a boot-type characteristic. Can be done. Therefore, a longer holding time than the invention described in JP-A-7-332199 can be secured without lowering the displacement speed (operating speed) of the needle 86. In addition,
Needle 86 such as both pressure chambers 90 and 96 and solenoid valve 92
The mechanism for displacing the steps in a stepwise manner with time is collectively called a lift mechanism.

【0032】因みに、図7は、噴射率と時間との関係を
示すグラフであり、実線は本実施形態を示し、破線は特
開平3−47459号公報に記載の発明を示し、一点鎖
線は特開平7−332199号公報に記載の発明を示し
ている。そして、このグラフからも明らかなように、本
実施形態に係る燃料噴射弁8によれば、より理想的なな
噴射特性を得るこができるので、排気ガス中の有害物質
(エミッション)の低減など、よりエンジン2の性能を
向上させることができる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the injection rate and the time. The solid line indicates this embodiment, the broken line indicates the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-47459, and the dashed line indicates the characteristic. This shows the invention described in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-332199. And, as is clear from this graph, according to the fuel injection valve 8 according to the present embodiment, more ideal injection characteristics can be obtained, so that harmful substances (emission) in exhaust gas can be reduced. Thus, the performance of the engine 2 can be further improved.

【0033】ところで、仮に、特開平3−47459号
公報に記載の発明において、初期の噴射率が過度に大き
くなってしまうことを防止するには、本実施形態のシー
ト部81aの径寸法に相当するシート寸法を小さくする
か、または、本実施形態の隙間100に相当するをニー
ドル86の初期変位量(初期リフト量)δ1 を小さくす
る等して、弁体の変位量とシート寸法とによって決定さ
れる、燃料が流通する部位の面積を小さくする必要があ
る。
By the way, in order to prevent the initial injection rate from becoming excessively large in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-47459, it is necessary to reduce the diameter of the sheet portion 81a of this embodiment to a value corresponding to the diameter of the sheet portion 81a. or the sheet size is smaller that or the equivalent to the gap 100 of the present embodiment by, for example to reduce the initial displacement amount (initial lift) [delta] 1 of the needle 86, by the displacement amount and the sheet size of the valve body It is necessary to reduce the area of the part where the fuel flows, which is determined.

【0034】しかし、この手段では、シート寸法(燃料
が流通する部位の面積)を小さくするか、または、初期
リフト量δ1 を小さくする必要があるので、この部位を
流通する際の燃料の圧力損失が大きくなり、噴射圧力の
低下を招いてしまう。これに対して、本実施形態によれ
ば、初期の噴射率は、前述のごとく、第1噴射孔84の
面積に決定されるので、シート部81aの径寸法および
初期リフト量δ1 を小さくする必要がない。したがっ
て、連通部83aにおける燃料の圧力損失を抑制するこ
とができるので、噴射圧力の低下を抑制することができ
る。
[0034] However, in this way, reduce the sheet size (the area of the portion where the fuel flows), or, since it is necessary to reduce the initial lift amount [delta] 1, the pressure of fuel at the time of flowing the site The loss is increased, and the injection pressure is reduced. In contrast, according to the present embodiment, the initial injection rate, as described above, since it is determined in the area of the first injection hole 84, to reduce the diameter and the initial lift amount [delta] 1 of the seat portion 81a No need. Therefore, the pressure loss of the fuel in the communication portion 83a can be suppressed, so that a decrease in the injection pressure can be suppressed.

【0035】また、特開平3−47459号公報に記載
の発明における初期の噴射率は、前述のごとく、弁体の
変位量とシート寸法とによって決定されるので、特開平
3−47459号公報に記載の発明では、隙間100の
寸法δ1 に相当する部位の寸法のバラツキは、そのまま
初期噴射率のバラツキを招いてしまう。したがって、特
開平3−47459号公報に記載の発明の初期噴射率の
バラツキは、隙間寸法を構成する複数個の部品の集積公
差によって決定することとなる。
As described above, the initial injection rate in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-47459 is determined by the displacement of the valve body and the seat size. in the invention described, variations in the size of the portion corresponding to the dimension [delta] 1 of the gap 100, thereby directly leading to variations in the initial injection rate. Therefore, the variation in the initial injection rate according to the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-47459 is determined by the integration tolerance of a plurality of components constituting the gap size.

【0036】これに対して本実施形態によれば、初期噴
射率のバラツキは、第1噴射孔84の径寸法バラツキの
みの影響を受けるので、特開平3−47459号公報に
記載の発明のごとく複数個の部品の集積公差の影響を受
けるものに比べて、初期噴射率のバラツキを小さくする
ことができる。したがって、隙間100の寸法δ1 を構
成する各部品の寸法公差を緩和することができるので、
燃料噴射弁8の製造原価低減を図ることができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the variation in the initial injection rate is affected only by the variation in the diameter of the first injection hole 84, and therefore, as in the invention described in JP-A-3-47459. Variations in the initial injection rate can be reduced compared to those affected by the integration tolerance of a plurality of components. Accordingly, the dimensional tolerance of each component constituting the dimension δ 1 of the gap 100 can be reduced.
The manufacturing cost of the fuel injection valve 8 can be reduced.

【0037】(第2実施形態)上述の実施形態では、ニ
ードル86を図3の上方に変位させることにより燃料噴
射弁8を開弁させたが、本実施形態は、図8に示すよう
に、ニードル86を紙面下方に変位させることにより燃
料噴射弁8を開弁させるようにしたものである。
(Second Embodiment) In the above embodiment, the fuel injection valve 8 is opened by displacing the needle 86 upward in FIG. 3, but in the present embodiment, as shown in FIG. The fuel injection valve 8 is opened by displacing the needle 86 downward in the drawing.

【0038】また、本実施形態では、サック部83を廃
止するとともに、両噴射孔84、85をニードル86の
先端側に形成している。なお、両噴射孔84、85は、
ニードル86の径外方側に向けて開口しており、ノズル
ボディ81のうちニードル86の先端側と摺動可能に接
触する壁面81bにより閉塞される。
Further, in this embodiment, the sack portion 83 is omitted, and both the injection holes 84 and 85 are formed on the tip side of the needle 86. In addition, both injection holes 84 and 85 are
The nozzle body 81 is open toward the radially outer side, and is closed by a wall surface 81b of the nozzle body 81 that slidably contacts the distal end side of the needle 86.

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

【図1】蓄圧式燃料噴射装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a pressure accumulating fuel injection device.

【図2】アクセル開度およびエンジン回転数とコモンレ
ール圧との関係を示すマップである。
FIG. 2 is a map showing a relationship between an accelerator opening, an engine speed, and a common rail pressure.

【図3】第1実施形態に係る燃料噴射弁の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel injection valve according to the first embodiment.

【図4】サック部の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a sack portion.

【図5】初期の噴射状態を示す燃料噴射弁の断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view of the fuel injection valve showing an initial injection state.

【図6】終期の噴射状態を示す燃料噴射弁の断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the fuel injection valve showing a final injection state.

【図7】噴射率と時間との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between an injection rate and time.

【図8】第2実施形態に係る燃料噴射弁の断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a fuel injection valve according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

82…燃料溜まり室、83…サック部 、84、85…
噴射孔、86…ニードル弁体(弁体)、90…第1圧力
室、91…電磁弁、96…第2圧力室、97…オリフィ
ス(第3通路)。
82: fuel storage chamber, 83: sack part, 84, 85 ...
Injection holes, 86: needle valve element (valve element), 90: first pressure chamber, 91: solenoid valve, 96: second pressure chamber, 97: orifice (third passage).

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 45/08 F02M 45/08 B 47/00 47/00 F 51/00 51/00 F 61/04 61/04 F 61/18 320 61/18 320D 350 350B Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 45/08 F02M 45/08 B 47/00 47/00 F 51/00 51/00 F 61/04 61/04 F 61/18 320 61 / 18 320D 350 350B

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料ポンプ(5)から圧送される高圧燃
料を内燃機関(2)に噴射する燃料噴射弁であって、 前記燃料ポンプ(5)から圧送される高圧燃料が噴射さ
れる複数個の噴射孔(84、85)と、 前記複数個の噴射孔(84、85)を開閉する1つの弁
体(86)と、 前記弁体(86)を変位させて前記複数個の噴射孔(8
4、85)を開くリフト機構(88、90、91、9
6)とを備え、 前記噴射孔(84、85)を開く際の前記弁体(86)
の変位量を時間とともに階段状に変化させるとともに、
順次、前記複数個の噴射孔(84、85)を開くことを
特徴とする燃料噴射弁。
A fuel injection valve for injecting high-pressure fuel pumped from a fuel pump (5) into an internal combustion engine (2), wherein a plurality of high-pressure fuels pumped from the fuel pump (5) are injected. Of the plurality of injection holes (84, 85), one valve element (86) for opening and closing the plurality of injection holes (84, 85), and displacing the valve element (86). 8
4, 85) to open the lift mechanism (88, 90, 91, 9)
6), the valve body (86) when opening the injection holes (84, 85).
The amount of displacement changes stepwise with time,
A fuel injection valve, wherein the plurality of injection holes (84, 85) are sequentially opened.
【請求項2】 燃料ポンプ(5)から圧送される高圧燃
料を内燃機関(2)に噴射する燃料噴射弁であって、 前記燃料ポンプ(5)から圧送される高圧燃料が流通す
る第1通路(93)と、 前記第1通路(93)を経由して高圧燃料が導かれる燃
料溜まり室(82)と、 前記第1通路(93)より通路面積の小さい第2通路
(94)を経由して前記燃料ポンプ(5)から圧送され
る燃料が導かれる第1圧力室(90)と、 前記第1圧力室(90)の一部を構成するとともに、前
記第1圧力室(90)内の圧力変動に連動して摺動する
第1ピストン(88)と、 前記第2通路(94)より通路面積の小さい第3通路
(97)を介して前記第1圧力室(90)と連通する第
2圧力室(96)と、 前記第1圧力室(90)内と低圧側(4)とを連通させ
る第4通路(92)と、 前記第4通路(92)を開閉する電磁弁(91)と、 前記第1ピストン(88)と同方向に摺動可能に配設さ
れて前記両圧力室(90、96)の一部を構成するとと
もに、前記電磁弁(91)の開弁後、前記第1ピストン
(88)が衝突する第2ピストン(98)と、 前記燃料溜まり室(82)と連通し、高圧燃料を噴射す
る複数個の噴射孔(84、85)と、 前記第1ピストン(88)と連動して摺動し、その摺動
量に応じて順次、前記複数個の噴射孔(84、85)を
開閉する1つの弁体(86)とを備えることを特徴とす
る燃料噴射弁。
2. A fuel injection valve for injecting high-pressure fuel pumped from a fuel pump (5) into an internal combustion engine (2), wherein a first passage through which the high-pressure fuel pumped from the fuel pump (5) flows. (93), a fuel reservoir (82) into which high-pressure fuel is introduced via the first passage (93), and a second passage (94) having a passage area smaller than that of the first passage (93). A first pressure chamber (90) into which fuel pumped from the fuel pump (5) is introduced, and a part of the first pressure chamber (90). A first piston (88) that slides in conjunction with pressure fluctuations, and a first piston (90) that communicates with the first pressure chamber (90) via a third passage (97) having a smaller passage area than the second passage (94). 2 pressure chamber (96), the first pressure chamber (90) and the low pressure side (4) are connected. A fourth passageway (92) for passing therethrough; an electromagnetic valve (91) for opening and closing the fourth passageway (92); and the two pressure chambers slidably disposed in the same direction as the first piston (88). (90, 96), a second piston (98) against which the first piston (88) collides after the solenoid valve (91) is opened, and a fuel reservoir (82). The plurality of injection holes (84, 85) communicating with each other and injecting high-pressure fuel slide in conjunction with the first piston (88), and sequentially slide in accordance with the sliding amount. 84, 85) for opening and closing one valve element (86).
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