JPS618460A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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Publication number
JPS618460A
JPS618460A JP12909084A JP12909084A JPS618460A JP S618460 A JPS618460 A JP S618460A JP 12909084 A JP12909084 A JP 12909084A JP 12909084 A JP12909084 A JP 12909084A JP S618460 A JPS618460 A JP S618460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
passage
fuel
chamber
needle valve
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.)
Pending
Application number
JP12909084A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromichi Yanagihara
弘道 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP12909084A priority Critical patent/JPS618460A/ja
Publication of JPS618460A publication Critical patent/JPS618460A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の燃料噴射弁に関し、特に直噴式ディ
ーゼル機関に用いて好適な燃料噴射弁に関する。
従来技術 ディーゼル機関の燃料噴射弁のうち単孔型スロ・ノトル
ノズルあるいは単孔型ビントルノズルにおいて、ニード
ル弁のリフト量に応じて開孔面積を制御することは既に
知られている。これは、噴射率を制御し、燃焼を改善す
るとともに低騒音化を図るためであるが、中高速域にお
いてはあまり効果がない。一方、特に直接噴射式ディー
ゼル機関に用いられる例えば多孔型ホーノしノズルにお
いては、ニードル弁にスロットル部を設けても高速域に
おいてニードル弁のリフト量が大きくなるとその効果が
得られない。すなわち、リフト量に応じて開孔面積を制
御することは困難である。また、ニードル弁が供給され
る燃料圧に応じて上昇するにつれて急激に開口するため
に、噴射初期において噴射率が高くなって燃焼率が高く
なり、騒音の原因となっている。
なお、噴射特性を改良すべく、ニードル弁に流体圧を作
用させるとともにソレノイドを介して電気的にその流体
圧を制御してニードル弁を開放させる構成が知られてい
る(例えば実開昭56−55769号公報、実開昭56
−138149号公報)。
発明が解惨しようとする問題点。
本発明は、燃料噴射の初期においてニードル弁のリフト
量を低く抑え、初期の噴射率を抑えることによって、燃
焼圧力の立上りをなめらかにし、機関の性能を低下させ
ることなく騒音を低減させることを目的とする。また本
発明は、噴射率の制御を機関回転数の広い範囲において
行なえるようにするものであり、しかも上述の先行技術
のように電気的な要素を用いることなく噴射率を制御す
ることを可能にすることを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明に係る燃料噴射弁は、燃料を吐出する噴口と燃料
供給源を連通させる通路の、ニードル弁が着座するシー
ト部の近傍に蓄圧室を形成するとともに、通路の途中に
受圧室を形成し、かつ、これら蓄圧室と受圧室とを連通
ずる通路に絞りを設けたことを特徴としている。
実施例 以下図示実施例により本発明を説明する。
第1図は本発明の第1実施例を示す。この図において、
ニードル弁100を摺動自在に支持するノズルボディ2
00は、リテーナ300を介してノズルホルダ400に
固定され、ノズルボディ200とノズルホルダ400と
の間にはディスタンスピース500が配設される。図示
されない燃料ポンプにより圧送されてきた燃料は、ノズ
ルホルダ400の燃料供給口401へ流入し、バーフィ
ルタ410を介して燃料通路402内を流れ、ディスタ
ンスピース500の通路501を通ってノズルボディ2
00の通路201,202へ導かれる。そしてこの燃料
は、後述するように蓄圧室203内の圧力が一定値以上
になったとき、ニードル弁100を押上げて複数個設け
られた噴口205から噴射される。
ニードル弁100は、下端部101が円錐状に形成され
てノズルボディ200のシート部204に密着可能にな
っており、この下端部101がシート部204に密着し
たとき噴口205と通路202とを遮断q、シート部2
04から離座したとき噴口205と通路202とを連通
させて燃料噴射を行なう。この円錐状下端部101のす
ぐ上側にはノズルボディ200のボア206よりも小径
の第1円柱部102が成形されてこのボア206との間
に蓄圧室203が形成され、また下端部101のすぐ下
側にはザック室207が形成される。第1円柱部102
の上側はボア206に摺接する仕切部103となってお
り、この仕切部103の上側にはボア206よりも小径
であるとともに軸方向に長く延びる第2円柱部104が
形成される。第2円柱部104よりも上方はこれよりも
若干大径の第3円柱部105となっており、これら第2
および第3円柱部104,105の間は円錐面状の中間
部106により接続される。第3円柱部105の上端に
は、ディスタンスピース500に支持されるプレッシャ
ピン600の凹部601に係合するピン107が連設さ
れる。
ノズルボディ200は、軸心部に穿設されたボア206
にニードル弁100を収容し、側部には軸心にほぼ平行
に通路201,202を有する。通路202は流路面積
が相対的に小さく、絞りになっており、その一端は蓄圧
室203に開口する。通路202の他端と通路201 
との間には受圧室207が形成され、この受圧室207
の中にはニードル弁の中間部106が位置する。
ディスタンスピース500は位置決めピン502を介し
てノズルホルダ400に固定され、軸心部に穿設された
孔は、プレッシャビン600とピン107とを受容する
ようになっている。プレッシャピン600は、ノズルホ
ルダ400の中央孔403内に設けられたばね404に
より下方へ付勢され、ディスタンスピース500に保合
可能である。ばね404は、一端がプレッシャピン60
0、に他端がリテーナ405゜に係上する。
ノズルホルダ400の中央孔403の上方にはリターン
通路406が穿設されており、この通路406は、ノズ
ルホルダ400の上方に固定されたパイプユニオン40
7内の通路408と中央孔403とに連通ずる。
しかして、噴口205から噴射されない余りの燃料は、
ニードル弁100の第3円柱部105とボア20Gの間
を通り、中央孔403、通路406および40Bを介し
て図示しない燃料タンクへ還流する。
本実施例装置は以上の構成を有するので、次のように作
動して燃料を噴射する。
燃料ポンプから圧送されてきた燃料は、燃料供給口40
1から燃料通路402内へ流入し、通路501゜201
を通って受圧室207へ入込むとともに通路202を通
って蓄圧室203へ流入する、ここで蓄圧室203内の
圧力が開弁圧力に一ドル弁100を押上げるのに必要な
蓄圧室内の圧力)よりも低いとき、ニードル弁100は
静止したままで、シート部204に密着し、噴口205
と通路202とを遮断している。
なお、このとき受圧室207内の圧力は蓄圧室203内
の圧力と同じである。さらに燃料の圧力が上昇し、蓄圧
室203内の圧力が開弁圧力を上まわるとニードル弁1
00が上昇して噴口205を通路202に連通させ、燃
料噴射が開始する。このときのニードル弁100の挙動
に関する運動方程式は次の+11弐で表される。
FIaha −Kaha  C+ha  FcPo’+
FoPa+F*Pz  (1)ここで、Pz :背 圧 P′8:開弁圧力 Fc :閉弁時受圧面積(仕切部103の下側の段部の
面積) Fo :開弁時受圧面積(仕切部103の断面積) FR:背圧受圧面積 Cd :ばね404のばね定数 に、:減衰係数 hd :ニードル100のリフト量 Md :ニードル弁100の質量 である。
また、噴射率dpと絞り付通路202を通る燃料流量の
変化率δ、は、 で表わされ、ここで、 Pd :受圧室207内の圧力 P8 :蓄圧室203内の圧力 F、:通路202の流路面積 ξ6 :噴口205の流路面積 ρ: 燃料密度 である。受圧室207内の圧力の変化率P、と蓄圧室2
03内の圧力の変化率か3は、Qaおよびd。
を用いて、それぞれ次の(4)式および(5)式により
表わされる。
P 4 =(FJd−ロt +FNh+  )  ・E
/V、+       (41Pa =CQt  Qa
  FNhd) IE/V−(5)ここで、 FN :ニードル弁100の断面積 F、二過通路01の断面積 W6 :通路201の燃料の流速 E :燃料体積弾性率 Vd z受圧室207内の容積 V3 :蓄圧室203内の容積 である。(4)式および(5)式より6fを消去すると
、Pg =E/Vg (FtL  PaVa/E  Q
a)    f6)となる。
さて、いったんニードル弁100が上昇すると、通路2
02の絞り効果により受圧室207と蓄圧室203に圧
力差が生じ、蓄圧室203内の圧力P、は受圧室207
内の圧力P6よりも低くなる。蓄圧室203内の圧力P
、の変化率はく61式により表わされるが、絞り効果が
大きいとき、FLWa ”; PdVa/ Eであるの
ので、これを(6)式に代入することにより、pH=−
Qd−E/vaく0      (7)となる。すなわ
ち、通路202の絞り効果によって蓄圧室203内に流
入する燃料が少なく、圧力伝播が遅れるとp8〈0とな
り、蓄圧室203内の圧力は一時的に降下する。この結
果、ニードル弁100の上昇速度は極めて遅いものとな
る。
その後、受圧室207内の圧力P、かさらに上昇してP
a)P、となり、通路202を通って蓄圧室203内に
流入する燃料が増える。すると、FtHa−PdVd/
E>Qaとなり、これを(6)式に代入することにより i)、>0       (81 が得られる。つまり、蓄圧室203内の圧力P3は上昇
して受圧室207内の圧力P、に近づき、本噴射弁の燃
料噴射率は、通路202の絞りがない場合の噴射率に近
づいていく。
第2図は蓄圧室207内の圧力P8の時間tに対する変
化の様子を表わす。このグラフにおいて、A域では時間
とともに圧力P3は減少し、その極小値は開弁圧力P′
6より若干大きい程度であり、この時第3図の部分aに
示されるように噴射率Q4は小さい。B域においては圧
力P8は開弁圧力P′8に比べて急激に大きくなり、ま
たこのとき噴射重重は第3図の部分すに示されるように
通常の噴射弁の噴射率に近づく。しかして、第3図の噴
射重重のグラフは、時間tに対する圧力P3の変化が得
られる(2)式から求められ、このグラフより、噴射率
δ、は噴射初期に小さく、中期および後期に大きくなる
ことがわかる。
この第3図に示されるような噴射率Q、aの特性は、機
関の速度に無関係に常に実現される。これは、蓄圧室2
03内の圧力P3が、通路202の絞りにより常に制御
され、燃料ポンプ側の圧力が一定の時間遅れをもって蓄
圧室203に伝わってくるため、噴射初期においてニー
ドル弁100が機関の回転数に関係なくゆっくり上昇す
るからである。
なお、第2図に示される圧力P1の時間tに対する変化
の特性は、主として絞り付通路202の流路面積、蓄圧
室203の容積V3、および噴口205の流路面積F6
等により支配され、目的に応じて最適なものを定める必
要がある。
第4図(a)、 (b)、 (C)は本発明の第2実施
例を示す。
この実施例では、通路210がニードル弁100の第2
円柱部104とポア206との間に形成され、また仕切
部103の外周面に、軸方向に沿う絞り付通路110が
刻設されている。絞り付通路110は通路210と蓄圧
室203とを連通させるものであり、第1実施例の通路
202に相当する。また、この絞り付通路110は、第
4図(b)に示されるように複数個形成されてもよく、
第4図(C)に示されるように1個だけであってもよい
。その他の構成は第1実施例と同様である。
第5図は本発明の第3実施例を示し、第2実施例と異な
る点は絞り付通路111がニードル弁100の仕切部1
03の内部に形成されていることである。
その他の構成は第2実施例と同様である。
第6図(a)、 (b)は本発明の第4実施例を示す。
この実施例では、通路211がボア206の壁面に形成
され、この通路211はニードル弁100の仕切部10
3の近傍におりで絞りとなっている。その他の構成は上
記各実施例と同様である。
第2〜第4実施例の作用はいずれも第1実施例の作用と
同様である。
なお、本発明は噴口205が単孔の場合にも適用できる
のはもちろんであり、またホールノズルに限定されない
ことも言うまでもない。
発明の効果 以上のように本発明によれば、燃焼の初期にニードル弁
のリフト量を小さくし、初期の噴射率を低くでき、機関
の性能を保持しつつ騒音を低減することができる。また
この騒音低減効果は、機関の回転数に関係なく得られる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す断面図、第2図は蓄
圧室内の圧力の変化の様子を示すグラフ、第3図は燃料
の噴射率の変化の様子を示すグラフ、第4図(a)は第
2実施例を示す要部の断面図、第4図(b)は第4図+
a)のB−B線に沿う断面図の一例、第4図(C)は第
4図+alのB−B線に沿う断面図の他の例、第5図は
第3実施例を示す要部の断面図、第6図+a+は第4実
施例を示す要部の断面図、第6図(blは第6図+al
のB−B線沿う断面図である。 100・・・ニードル弁、 200・・・ノズルボディ
、201.202・・・通路、 203・・・蓄圧室、
204・・・シート部、 205・・・噴口、207・
・・受圧室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.燃料を吐出するための噴口と燃料供給源から圧送
    されてきた燃料を該噴口へ供給するための通路とが形成
    されたノズルボディ内に、シート部に接離することによ
    り上記噴口および通路を遮断あるいは連通させるニード
    ル弁が設けられた燃料噴射弁において、上記通路のシー
    ト部近傍に蓄圧室を形成するとともに該通路の途中に受
    圧室を形成し、かつ、これら蓄圧室と受圧室とを連通す
    る通路に絞りを設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
JP12909084A 1984-06-25 1984-06-25 燃料噴射弁 Pending JPS618460A (ja)

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JP12909084A JPS618460A (ja) 1984-06-25 1984-06-25 燃料噴射弁

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JPS618460A true JPS618460A (ja) 1986-01-16

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ID=15000826

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JP12909084A Pending JPS618460A (ja) 1984-06-25 1984-06-25 燃料噴射弁

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001355544A (ja) * 2000-04-08 2001-12-26 Robert Bosch Gmbh 内燃機関用の燃料噴射弁

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001355544A (ja) * 2000-04-08 2001-12-26 Robert Bosch Gmbh 内燃機関用の燃料噴射弁

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