JPS63113176A - Unit injector - Google Patents

Unit injector

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JPS63113176A
JPS63113176A JP61258588A JP25858886A JPS63113176A JP S63113176 A JPS63113176 A JP S63113176A JP 61258588 A JP61258588 A JP 61258588A JP 25858886 A JP25858886 A JP 25858886A JP S63113176 A JPS63113176 A JP S63113176A
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fuel
chamber
pressure
pressure transmission
transmission chamber
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Takashi Takahashi
岳志 高橋
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To ensure fuel injection by determining the volume of a pressure transmission chamber with a piston to actuate a slide valve for opening and closing a fuel overflow port between a forced fuel feed chamber and a fuel injection port, and communicating said transmission chamber to the forced fuel feed chamber via a fuel filling passage. CONSTITUTION:On the way of a passage communicating a forced fuel feed chamber 18 with a fuel injection port 9, there is a slide valve 28 provided for opening and closing a fuel overflow port 29. One end of the slide valve 28 is fitted with a spring 39 for energizing the valve 28 toward an open direction and the other end thereof is connected with an actuator 44 via a rod 46. Furthermore, a pressure transmission chamber 45 and the forced fuel feed chamber 18 as divided on the motion of the piston 43 of the actuator 44 are made continuous to each other via a fuel filling passage 48. According to the aforesaid constitution, fuel filling into the pressure transmission chamber 45 can be ensured and fuel can be injected properly.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はユニットインジェクタに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a unit injector.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

燃料圧送室と、機関によって駆動されかつ燃料圧送室内
の燃料を加圧するプランジャと、燃料供給ポンプに連結
されかつプランジャが圧縮準備位置にあるときに燃料圧
送室内に開口する燃料供給ポートと、ばね付勢されたニ
ードルにより通常閉鎖されている燃料噴射孔と、燃料圧
送室と燃料噴射孔とを連通ずる高圧燃料供給路内に設け
られて高圧燃料供給路から燃料溢流室に通ずる燃料溢流
ポートを燃料噴射停止時に開口する摺動弁と、摺動弁を
制御するアクチュエータを具備したユニットインジェク
タが公知である。このようなユニソトインジェクタにお
いて燃料噴射の応答性を向上するために燃料溢流ポート
を開口する方向に摺動弁を付勢するばねと、ピエゾ圧電
素子からなるアクチュエータにより駆動されるピストン
によって画定された圧力伝達室と、圧力伝達室内の燃料
圧によって駆動されかつ圧力伝達室内の燃料圧が上昇し
たときに燃料溢流ポートを閉鎖する方向に摺動弁を押圧
するロッドとを具備し、燃料溢流室を逆止弁を介して圧
力伝達室内に連結したユニットインジェクタが本出願人
により既に提案されている(特願昭61−210126
号参照)。このユニットインジェクタではロッドにより
摺動弁を押圧して燃料溢流ポートを閉鎖するために圧力
伝達室内を常時燃料で充填しておく必要がある。従って
このユニットインジェクタでは圧力伝達室内の燃料が漏
洩したときに燃料溢流室内の燃料を圧力伝達室内に供給
するために燃料溢流室を逆止弁を介して圧力伝達室内に
連結するようにしている。
A fuel pumping chamber, a plunger driven by the engine and pressurizing fuel in the fuel pumping chamber, a fuel supply port connected to a fuel supply pump and opening into the fuel pumping chamber when the plunger is in a compression ready position, and a spring-loaded plunger. a fuel injection hole that is normally closed by a forced needle, and a fuel overflow port that is provided in a high-pressure fuel supply passage that communicates the fuel pumping chamber and the fuel injection hole and that communicates from the high-pressure fuel supply passage to a fuel overflow chamber. A unit injector is known that includes a slide valve that opens when fuel injection is stopped, and an actuator that controls the slide valve. In such a unisoto injector, the valve is defined by a spring that biases the sliding valve in the direction of opening the fuel overflow port in order to improve the responsiveness of fuel injection, and a piston driven by an actuator made of a piezoelectric element. and a rod that is driven by the fuel pressure in the pressure transmission chamber and presses the slide valve in a direction to close the fuel overflow port when the fuel pressure in the pressure transmission chamber increases. The applicant has already proposed a unit injector in which a flow chamber is connected to a pressure transmission chamber via a check valve (Japanese Patent Application No. 61-210126).
(see issue). In this unit injector, the pressure transmission chamber must be constantly filled with fuel in order to close the fuel overflow port by pressing the slide valve with the rod. Therefore, in this unit injector, the fuel overflow chamber is connected to the pressure transmission chamber via a check valve in order to supply the fuel in the fuel overflow chamber into the pressure transmission chamber when the fuel in the pressure transmission chamber leaks. There is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながらこのような逆止弁を用いると燃料噴射をす
べく圧力伝達室内の燃料圧を高めたときに逆止弁が完全
に閉弁しない危険性があり、この場合には摺動弁により
燃料溢流ポートを閉弁せしめることができないために燃
料噴射を行なうことができないという問題がある。
However, when such a check valve is used, there is a risk that the check valve will not close completely when the fuel pressure in the pressure transmission chamber is increased for fuel injection, and in this case, the sliding valve will prevent fuel overflow. There is a problem in that fuel injection cannot be performed because the flow port cannot be closed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するために本発明によれば燃料圧送室
と、機関によって駆動されかつ燃料圧送室内の燃料を加
圧するプランジャと、プランジャが圧縮準備位置にある
ときに燃料圧送室内に開口する燃料供給ポートと、ばね
付勢されたニードルにより通常閉鎖されている燃料噴射
孔と、燃料圧送室と燃料噴射孔とを連通ずる高圧燃料供
給路内に設けられて高圧燃料供給路から燃料溢流室に通
ずる燃料溢流ポートを燃料噴射停止時に開口する摺動弁
と、摺動弁を制御するアクチュエータを具備したユニッ
トインジェクタにおいて、燃料溢流ポートを開口する方
向に摺動弁を付勢するばねと、アクチュエータにより駆
動されるピストンによって画定された圧力伝達室と、圧
力伝達室内の燃料圧によって駆動されかつ圧力伝達室内
の燃料圧が上昇したときに燃料溢流ポートを閉鎖する方
向に摺動弁を押圧するロッドと、圧力伝達室内に連結さ
れかつプランジャが圧縮準備位置にあるときに燃料圧送
室内に開口する燃料充填通路を具備している。
In order to solve the above problems, the present invention includes a fuel pumping chamber, a plunger that is driven by the engine and pressurizes the fuel in the fuel pumping chamber, and a fuel pump that opens into the fuel pumping chamber when the plunger is in the compression preparation position. a supply port, a fuel injection hole normally closed by a spring-loaded needle, and a fuel overflow chamber from the high-pressure fuel supply path provided within the high-pressure fuel supply path that communicates the fuel pumping chamber and the fuel injection hole. In a unit injector equipped with a slide valve that opens a fuel overflow port leading to the fuel overflow port when fuel injection is stopped, and an actuator that controls the slide valve, a spring that biases the slide valve in a direction that opens the fuel overflow port; , a pressure transmission chamber defined by a piston driven by an actuator, and a sliding valve driven by fuel pressure in the pressure transmission chamber and oriented to close the fuel overflow port when the fuel pressure in the pressure transmission chamber increases. It includes a pressing rod and a fuel filling passage connected within the pressure transmission chamber and opening into the fuel pumping chamber when the plunger is in the compression ready position.

〔実施例〕〔Example〕

図面を参照するとユニットインジェクタ1の本体2内に
は摺動弁保持体3が嵌着され、この摺動弁保持体3はノ
ズル支持体4と共にナツト5によってインジェクタ本体
2に固定される。ノズル支持体4の先端部にはノズル6
がスペーサ7を介してノズルホルダ8により固締され、
ノズル6の先端部には燃料噴射孔9が形成される。ノズ
ル6内には燃料噴射孔9の開閉制御を行なうニードル1
0が摺動可能に挿入され、ノズル支持体4内には加圧ピ
ン11を介してニードル10を燃料噴射孔9に向けて押
圧する圧縮ばね12が挿入される。
Referring to the drawings, a sliding valve holder 3 is fitted into the main body 2 of the unit injector 1, and the sliding valve holder 3 is fixed to the injector main body 2 together with a nozzle support 4 by a nut 5. A nozzle 6 is installed at the tip of the nozzle support 4.
is fixed by the nozzle holder 8 via the spacer 7,
A fuel injection hole 9 is formed at the tip of the nozzle 6 . Inside the nozzle 6 is a needle 1 that controls opening and closing of the fuel injection hole 9.
A compression spring 12 is inserted into the nozzle support 4 to press the needle 10 toward the fuel injection hole 9 via a pressure pin 11.

従って燃料噴射孔9は通常ニードル10によって閉鎖さ
れている。ノズル支持体4内には燃料通路13が形成さ
れ、この燃料通路13はニードル10の中間部に形成さ
れた円錐状受圧面14周りの加圧室15に連通ずる。こ
の加圧室15はニードル10周りの環状間隙を介して燃
料噴射孔9に連結される。燃料通路13内の燃料圧が高
くなり、従って加圧室15内の燃料圧が高くなるとニー
ドル10は圧縮ばね12のばね力に抗して上昇せしめら
れ、斯くして高圧の燃料が燃料噴射孔9から噴射せしめ
られる。
Therefore, the fuel injection hole 9 is normally closed by a needle 10. A fuel passage 13 is formed in the nozzle support 4 and communicates with a pressurizing chamber 15 around a conical pressure receiving surface 14 formed in the middle part of the needle 10. This pressurized chamber 15 is connected to the fuel injection hole 9 via an annular gap around the needle 10. When the fuel pressure in the fuel passage 13 and, therefore, the fuel pressure in the pressurizing chamber 15 increases, the needle 10 is raised against the spring force of the compression spring 12, so that high-pressure fuel flows into the fuel injection hole. It is injected from 9.

一方、インジェクタ本体2内にはインジェクタ本体2の
上端部から摺動弁支持体3まで延びるプランジャ孔16
が形成され、このプランジャ孔16内にはプランジャ1
7が摺動可能に挿入される。このプランジャ17と摺動
弁支持体3間には。
On the other hand, a plunger hole 16 extending from the upper end of the injector body 2 to the sliding valve support 3 is provided in the injector body 2.
is formed in the plunger hole 16, and a plunger 1 is inserted into the plunger hole 16.
7 is slidably inserted. Between this plunger 17 and the sliding valve support 3.

燃料圧送室18が形成される。プランジャ17の上端部
はタペット19に連結され、タペット19とインジェク
タ本体2間にはプランジャ17を常時上方に向けて付勢
する圧縮ばね20が挿入される。タペット19はタペッ
ト19上において回転可動に支承されたローラ21を具
備し、このローラ21は機関駆動のカム22のカム面上
を転勤する。従ってカム22が回転するとプランジャ1
7が上下動せしめられることがわかる。摺動弁支持体3
の周りには摺動弁支持体3を包囲する環状の燃料室23
が形成され、この環状燃料室23は燃料供給口24を介
して燃料供給ポンプ(図示せず)に連結される。一方、
摺動弁支持体3に関して燃料供給口240反対側には環
状燃料室23の一部を構成する燃料溢流室23aが形成
され、この燃料溢流室23aは図示しない定圧制御弁を
介して燃料タンクに連結される。燃料供給ポンプから燃
料供給口24を介して環状燃料室23内に送り込まれた
燃料は摺動弁支持体3の周りを廻って燃料溢流室23a
に達し、次いで定圧制御弁を介して燃料タンクに返戻さ
れる。従って環状燃料室23内の燃料圧はこの定圧制御
弁によって一定圧に維持される。この一定圧は例えばl
 kg / cdから2kg/−程度の低圧である。図
面に示すようにローラ21がカム22の基準円形カム面
部分と接触しているときにはプランジャ17は上端位置
、即ち圧縮準備位置にある。燃料圧送室18の内壁面上
には環状燃料室23に連通した燃料供給ポート25が形
成されており、この燃料供給ポート25はプランジャ1
7が圧縮準備位置にあるときに燃料圧送室18内に開口
する。また、環状燃料室23は漏洩燃料排出通路26を
介して圧縮ばね12の収容室内に連通ずる。圧縮ばね1
2の収容室内に漏洩した燃料は漏洩燃料排出通路26を
介して環状燃料室23内に返戻される。
A fuel pumping chamber 18 is formed. The upper end of the plunger 17 is connected to a tappet 19, and a compression spring 20 is inserted between the tappet 19 and the injector body 2 to constantly bias the plunger 17 upward. The tappet 19 has a roller 21 rotatably mounted on the tappet 19, which roller 21 is displaced on the cam surface of an engine-driven cam 22. Therefore, when the cam 22 rotates, the plunger 1
It can be seen that 7 can be moved up and down. Sliding valve support 3
There is an annular fuel chamber 23 surrounding the sliding valve support 3.
is formed, and this annular fuel chamber 23 is connected to a fuel supply pump (not shown) via a fuel supply port 24. on the other hand,
A fuel overflow chamber 23a constituting a part of the annular fuel chamber 23 is formed on the opposite side of the fuel supply port 240 with respect to the sliding valve support 3, and this fuel overflow chamber 23a receives fuel via a constant pressure control valve (not shown). connected to the tank. Fuel fed into the annular fuel chamber 23 from the fuel supply pump through the fuel supply port 24 circulates around the sliding valve support 3 and flows into the fuel overflow chamber 23a.
is then returned to the fuel tank via the constant pressure control valve. Therefore, the fuel pressure in the annular fuel chamber 23 is maintained at a constant pressure by this constant pressure control valve. This constant pressure is, for example, l
The pressure is as low as 2 kg/cd to 2 kg/cd. As shown in the drawings, when the roller 21 is in contact with the reference circular cam surface portion of the cam 22, the plunger 17 is at the upper end position, that is, the compression preparation position. A fuel supply port 25 communicating with the annular fuel chamber 23 is formed on the inner wall surface of the fuel pumping chamber 18, and this fuel supply port 25 is connected to the plunger 1.
7 opens into the fuel pumping chamber 18 when it is in the compression preparation position. Further, the annular fuel chamber 23 communicates with the accommodation chamber of the compression spring 12 via a leakage fuel discharge passage 26 . compression spring 1
The fuel leaked into the second storage chamber is returned into the annular fuel chamber 23 via the leaked fuel discharge passage 26.

摺動弁支持体3内には横方向に延びる摺動弁挿入孔27
が形成され、この摺動弁挿入孔27内に摺動弁28が摺
動可能に挿入される。摺動弁挿入孔27はその一端部に
燃料溢流室23aに開口する燃料溢流ポート29を形成
している。摺動弁28はその全外周面に沿って延びる環
状溝30と、この環状溝30に隣接して形成されかつ摺
動弁挿入孔27よりも大径の拡大頭部31とを具備する
A slide valve insertion hole 27 extending laterally is provided in the slide valve support 3.
is formed, and a slide valve 28 is slidably inserted into this slide valve insertion hole 27. The sliding valve insertion hole 27 has a fuel overflow port 29 at one end thereof, which opens into the fuel overflow chamber 23a. The slide valve 28 includes an annular groove 30 extending along its entire outer peripheral surface, and an enlarged head 31 formed adjacent to the annular groove 30 and having a larger diameter than the slide valve insertion hole 27.

拡大頭部31は燃料溢流室23a内に位置し、この拡大
頭部31によって燃料溢流ポート29の開閉制御が行な
われる。摺動弁28の環状溝30は燃料通路32を介し
て燃料圧送室18に連通しており、この燃料通路32内
に環状溝30から燃料圧送室18内に向けてのみ流通可
能な圧力制御用逆止弁33が配置される。この圧力制御
用逆止弁33はボール34と圧縮ばね35からなる。な
お、この圧力制御用逆止弁33は必ずしも設ける必要は
ない。また、摺動弁28の環状溝30は燃料通路36を
介して燃料通路13に連通しており、この燃料通路36
内には環状溝30から燃料通路13に向けてのみ流通可
能な逆止弁37と、燃料中の異物を取除くためのバーフ
ィルタ38とが挿入される。
The enlarged head 31 is located within the fuel overflow chamber 23a, and the enlarged head 31 controls opening and closing of the fuel overflow port 29. The annular groove 30 of the slide valve 28 communicates with the fuel pumping chamber 18 via a fuel passage 32, and a pressure control valve that can flow only from the annular groove 30 into the fuel pumping chamber 18 is in this fuel passage 32. A check valve 33 is arranged. This pressure control check valve 33 consists of a ball 34 and a compression spring 35. Note that this pressure control check valve 33 does not necessarily need to be provided. Further, the annular groove 30 of the slide valve 28 communicates with the fuel passage 13 via a fuel passage 36.
A check valve 37 that allows flow only from the annular groove 30 toward the fuel passage 13 and a bar filter 38 for removing foreign matter from the fuel are inserted inside.

燃料溢流室23aと反対側の環状燃料室23の内壁面と
摺動弁28間には圧縮ばね39が挿入され、この圧縮ば
ね39のばね力によって摺動弁28は燃料溢流ポート2
9を開弁する方向に付勢される。
A compression spring 39 is inserted between the inner wall surface of the annular fuel chamber 23 on the opposite side to the fuel overflow chamber 23a and the slide valve 28, and the spring force of the compression spring 39 causes the slide valve 28 to close to the fuel overflow port 2.
9 is biased in the direction of opening the valve.

インジェクタ本体2には摺動弁28と整列配置されかつ
摺動弁28の拡大頭部31に当接するロッド40が摺動
可能に挿入され、このロッド40を駆動するためのロッ
ド駆動装置41がインジェクタ本体2内に取付けられる
。このロッド駆動装置41はインジェクタ本体2に固締
されたケーシング42と、ケーシング42内において摺
動可能に支承されたピストン43と、ピストン43の一
端部とケーシング42間に挿入されたアクチュエータ4
4と、ピストン43の他端部により画定された小容積の
圧力伝達室45と、ピストン43をアクチュエータ44
に向けて押圧する皿ばね46とにより構成され、ロッド
40の外端面は圧力伝達室45内に露呈する。アクチュ
エータ44は薄板状の圧電素子を多数板積層したピエゾ
圧電素子からなる。ピエゾ圧電素子44に電圧を印加す
るとピエゾ圧電素子は電歪効果によって長手方向の歪を
生ずる、即ち長手方向に伸びる。この伸び量は例えば5
0.ljm程度の少量であるが応答時間が極めて短かい
。一方、電圧の印加を停止すればピエゾ圧電素子44は
ただちに縮み、このときの応答時間も極めて短かい。
A rod 40 that is aligned with the slide valve 28 and abuts the enlarged head 31 of the slide valve 28 is slidably inserted into the injector body 2, and a rod drive device 41 for driving the rod 40 is connected to the injector. It is installed inside the main body 2. This rod drive device 41 includes a casing 42 fixed to the injector body 2, a piston 43 slidably supported within the casing 42, and an actuator 4 inserted between one end of the piston 43 and the casing 42.
4, a small volume pressure transmission chamber 45 defined by the other end of the piston 43, and an actuator 44 that connects the piston 43 to an actuator 44.
The outer end surface of the rod 40 is exposed in the pressure transmission chamber 45. The actuator 44 is composed of a piezoelectric element formed by laminating a large number of thin plate-like piezoelectric elements. When a voltage is applied to the piezoelectric element 44, the piezoelectric element produces longitudinal strain due to the electrostrictive effect, that is, it stretches in the longitudinal direction. For example, this amount of elongation is 5
0. Although the amount is as small as 1jm, the response time is extremely short. On the other hand, when the voltage application is stopped, the piezoelectric element 44 immediately contracts, and the response time at this time is also extremely short.

燃料圧送室18の内壁面には燃料充填ポート47が形成
され、この燃料充填ポニト47は燃料充填通路48を介
して圧力伝達室45内に連通せしめられる。この燃料充
填ポート47はプランジャ17が圧縮準備位置にあると
きに燃料圧送室18内に開口する。ただしこの燃料充填
ポート47はプランジャ17が下降したときにまず始め
に燃料供給ポート25がプランジャ17によって閉鎖さ
れ、次いで燃料充填ポート47がプランジャ17によっ
て閉鎖されるように燃料供給ポート25よりも摺動弁2
8に近い側に形成される。
A fuel filling port 47 is formed on the inner wall surface of the fuel feeding chamber 18, and this fuel filling port 47 is communicated with the inside of the pressure transmitting chamber 45 via a fuel filling passage 48. This fuel filling port 47 opens into the fuel pumping chamber 18 when the plunger 17 is in the compression ready position. However, this fuel filling port 47 is slid relative to the fuel supply port 25 so that when the plunger 17 is lowered, the fuel supply port 25 is first closed by the plunger 17, and then the fuel filling port 47 is closed by the plunger 17. valve 2
Formed on the side closer to 8.

前述したように逆止弁33は必ずしも設ける必要がなく
、従ってまず始めに逆止弁33を設けない場合について
インジェクタの作動を説明する。
As mentioned above, the check valve 33 does not necessarily need to be provided, and therefore, first, the operation of the injector will be described for the case where the check valve 33 is not provided.

プランジャ17が圧縮準備位置にあるときにはピエゾ圧
電素子44への電圧の印加が停止しており、ピエゾ圧電
素子44は縮んでいる。このとき摺動弁28およびロッ
ド40が右方に移動して摺動弁28の拡大頭部31が燃
料溢流ポート29を開弁している。従ってこのとき摺動
弁28の環状溝3°Oは燃料溢流室23aに連通してい
る。一方、このとき燃料が燃料供給ポート25から燃料
圧送室18内に送り込まれ、従って燃料圧送室18は燃
料で充填されている。更に燃料供給ポート25から燃料
圧送室18内に送り込まれた燃料の一部は燃料充填ポー
ト47および燃料充填通路48を介して燃料伝達室45
内に送り込まれ、従って燃料伝達室45も燃料によって
充填される。このとき燃料伝達室45、燃料圧送室18
および摺動弁28の環状溝30は全て環状燃料室23に
連通しており、従ってこれらの各室或いは溝内の燃料圧
はほぼ等しくなっている。
When the plunger 17 is in the compression preparation position, the application of voltage to the piezoelectric element 44 is stopped, and the piezoelectric element 44 is contracted. At this time, the slide valve 28 and the rod 40 move to the right, and the enlarged head 31 of the slide valve 28 opens the fuel overflow port 29. Therefore, at this time, the annular groove 3°O of the sliding valve 28 communicates with the fuel overflow chamber 23a. On the other hand, at this time, fuel is sent into the fuel pumping chamber 18 from the fuel supply port 25, and therefore the fuel pumping chamber 18 is filled with fuel. Further, a portion of the fuel sent into the fuel pressure feeding chamber 18 from the fuel supply port 25 is transferred to the fuel transfer chamber 45 via the fuel filling port 47 and the fuel filling passage 48.
The fuel transfer chamber 45 is thus also filled with fuel. At this time, the fuel transfer chamber 45, the fuel pressure feeding chamber 18
The annular grooves 30 of the slide valves 28 and 28 all communicate with the annular fuel chamber 23, so that the fuel pressure within each of these chambers or grooves is approximately equal.

次いでプランジ¥17が下降してまず始めに燃料供給ポ
ート25を閉鎖し、次いで燃料充填ポート47を閉鎖す
る。次いで更にプランジャ17が下降しても燃料圧送室
18内の燃料は燃料通路32および摺動弁28の環状溝
30を通って燃料溢流室23a内に流出するだけなので
燃料圧送室18内の燃料圧は上昇しない。次いで燃料噴
射開始時期になるとピエゾ圧電素子44に電圧が印加さ
れ、その結果ピエゾ圧電素子44が伸びるためにピスト
ン43が左方に移動する°。このとき燃料充填ポート4
7はプランジャ17によって閉鎖されているために圧力
伝達室45内の圧力は即座に上昇する。その結果ロッド
40が左方に移動して摺動弁28を圧縮ばね39のばね
力に抗して左方に移動せしめ、斯くして摺動弁28の拡
大頭部31が燃料溢流ポート29を閉鎖する。燃料溢流
ポート29が閉鎖せしめられると燃料圧送室18内の圧
力はただちに上昇し、同時に燃料圧送室18から燃料噴
射孔9に至る高圧燃料通路、即ち燃料通路32、環状溝
30、燃料通路36 、13および加圧室15内の圧力
もただちに上昇する。その結果ニードル10が上昇して
燃料噴射が開始される。次いでプランジャ17が下降し
続け、燃料噴射作用が続行せしめられる。燃料噴射完了
時期になるとピエゾ圧電素子44への電圧の印加が停止
され、ピエゾ圧電素子44が縮む。その結果ピストン4
3が右方に移動するために圧力伝達室45内の圧力が即
座に低下する。圧力伝達室45内の圧力が低下すると摺
動弁28およびロッド40が圧縮ばね39のばね力によ
って右方に移動し、摺動弁28の拡大頭部31が燃料溢
流ポート29を開弁する。その結果、燃料圧送室18お
よび高圧燃料通路内の圧力が低下するためにニードル1
0が燃料噴射孔9を閉鎖し、斯くして燃料の噴射作用が
停止する。なお、本発明によるインジェクタは応答性が
極めてよいために摺動弁28が燃料溢流ポート29を開
弁すると高圧燃料通路内の燃料圧がただちに低下する。
Plunge 17 then descends to first close fuel supply port 25 and then close fuel fill port 47. Then, even if the plunger 17 further descends, the fuel in the fuel pumping chamber 18 only flows out into the fuel overflow chamber 23a through the fuel passage 32 and the annular groove 30 of the sliding valve 28, so that the fuel in the fuel pumping chamber 18 Pressure does not increase. Next, when it is time to start fuel injection, a voltage is applied to the piezoelectric element 44, and as a result, the piezoelectric element 44 extends, causing the piston 43 to move to the left. At this time, fuel filling port 4
7 is closed by the plunger 17, the pressure within the pressure transmission chamber 45 immediately rises. As a result, the rod 40 moves to the left, causing the slide valve 28 to move to the left against the spring force of the compression spring 39, such that the enlarged head 31 of the slide valve 28 moves into the fuel overflow port 29. will be closed. When the fuel overflow port 29 is closed, the pressure inside the fuel feeding chamber 18 immediately increases, and at the same time, the high pressure fuel passages from the fuel feeding chamber 18 to the fuel injection holes 9, that is, the fuel passage 32, the annular groove 30, and the fuel passage 36 , 13 and the pressure inside the pressurizing chamber 15 also rise immediately. As a result, the needle 10 rises and fuel injection begins. Plunger 17 then continues to descend, allowing fuel injection to continue. When the fuel injection completion time comes, the application of voltage to the piezoelectric element 44 is stopped, and the piezoelectric element 44 contracts. As a result piston 4
3 moves to the right, the pressure within the pressure transmission chamber 45 immediately decreases. When the pressure in the pressure transmission chamber 45 decreases, the slide valve 28 and rod 40 move to the right by the spring force of the compression spring 39, and the enlarged head 31 of the slide valve 28 opens the fuel overflow port 29. . As a result, the pressure in the fuel pumping chamber 18 and the high-pressure fuel passage decreases, so that the needle 1
0 closes the fuel injection hole 9, thus stopping the fuel injection action. Incidentally, since the injector according to the present invention has extremely good responsiveness, when the sliding valve 28 opens the fuel overflow port 29, the fuel pressure in the high pressure fuel passage immediately decreases.

ところがニードル10が完全に燃料噴射孔9を開弁する
までの間に高圧燃料通路内の燃料圧が急激に低下すると
燃焼ガスを燃料噴射孔9から吸い込む危険性がある。そ
こでこのように燃焼ガスを吸い込むのを防止するために
逆止弁37が設けられている。即ち、このような逆止弁
37を設けた場合には高圧燃料通路内の燃料圧が低下し
始めると逆止弁39が開弁じ、斯くして燃料通路13や
加圧室15内の圧力が−気に低くなることがないために
燃焼ガスの吸い込みを防止することができる。
However, if the fuel pressure in the high-pressure fuel passage suddenly drops before the needle 10 completely opens the fuel injection hole 9, there is a risk that combustion gas will be sucked in from the fuel injection hole 9. Therefore, a check valve 37 is provided to prevent combustion gas from being sucked in in this way. That is, when such a check valve 37 is provided, when the fuel pressure in the high-pressure fuel passage starts to decrease, the check valve 39 opens, and thus the pressure in the fuel passage 13 and the pressurizing chamber 15 decreases. - It is possible to prevent combustion gas from being inhaled because the temperature does not become low.

次いでプランジャ17が上昇運動を開始すると逆止弁3
3が設けられていない場合には燃料が燃料通路32から
燃料圧送室18内に送り込まれる。
Next, when the plunger 17 starts its upward movement, the check valve 3
3 is not provided, fuel is sent into the fuel pumping chamber 18 from the fuel passage 32.

次いで再びプランジャ17が圧縮準備位置まで上昇する
と燃料供給ポート25から燃料が燃料圧送室18内に補
充され、同時に圧力伝達室45内に燃料が補充される。
Then, when the plunger 17 rises again to the compression preparation position, fuel is replenished into the fuel feeding chamber 18 from the fuel supply port 25, and at the same time, the pressure transmission chamber 45 is replenished with fuel.

このように本発明ではプランジャ17が上下動する毎に
圧力伝達室45に燃料が補充されるのでピエゾ圧電素子
44に電圧が印加される前に圧力伝達室45には燃料が
確実に充填されることになる。また、ピエゾ圧電素子4
4に電圧が印加されたときには燃料充填ポート47がプ
ランジャ17によって完全に閉鎖されているので圧力伝
達室45内の圧力を確実に高めることができ、斯くして
確実に燃料噴射を行なうことができる。
In this way, in the present invention, the pressure transmission chamber 45 is replenished with fuel each time the plunger 17 moves up and down, so that the pressure transmission chamber 45 is reliably filled with fuel before voltage is applied to the piezoelectric element 44. It turns out. In addition, the piezoelectric element 4
Since the fuel filling port 47 is completely closed by the plunger 17 when a voltage is applied to the pressure transmission chamber 45, the pressure inside the pressure transmission chamber 45 can be reliably increased, and thus fuel injection can be performed reliably. .

前述したように環状燃料室23内の燃料圧はl kg 
/ c−から2kg/a(の低圧であり、従って機関回
転数が高くなってプランジャ17による燃料充填ポート
47の開口時間が短か(なると十分な燃料を圧力伝達室
45内に供給できなくなる危険性がある。このような危
険性を回避するには図面に示すように一定圧で開弁する
逆止弁33を燃料通路32内に設けることが好ましい。
As mentioned above, the fuel pressure in the annular fuel chamber 23 is l kg
/ c- to 2 kg/a (low pressure), therefore, the engine speed becomes high and the opening time of the fuel filling port 47 by the plunger 17 is short (there is a risk that sufficient fuel will not be supplied into the pressure transmission chamber 45). To avoid such a risk, it is preferable to provide a check valve 33 in the fuel passage 32 that opens at a constant pressure as shown in the drawings.

即ち前述したようにプランジャ17の下降運動が開始さ
れるとまず始めに燃料供給ポート25が閉鎖され、次い
で燃料充填ポート47が閉鎖されるが一定圧で開弁する
逆止弁33を設けた場合にはプランジャ17が燃料供給
ポート25を閉鎖するや否や燃料圧送室18内の燃料の
圧縮作用が開始され、燃料圧送室18内の燃料圧が上昇
する。この燃料圧は燃料充填ポート47が燃料圧送室1
8内に連通している間にかなり高くなるので高圧の燃料
が圧力伝達室45内に送り込まれることになる。このよ
うに逆止弁33を設けると高圧の燃料が圧力伝達室45
内に送り込まれるので機関回転数が高くなっても圧力伝
達室45内を燃料でもって完全に充填することができる
That is, as described above, when the plunger 17 starts to move downward, the fuel supply port 25 is first closed, and then the fuel filling port 47 is closed, but a check valve 33 is provided which opens at a constant pressure. As soon as the plunger 17 closes the fuel supply port 25, the compression action of the fuel in the fuel pumping chamber 18 starts, and the fuel pressure in the fuel pumping chamber 18 increases. This fuel pressure is applied to the fuel filling port 47 in the fuel pumping chamber 1.
Since the pressure increases considerably while communicating with the inside of the pressure transmission chamber 45, high-pressure fuel is sent into the pressure transmission chamber 45. By providing the check valve 33 in this way, high pressure fuel can be transferred to the pressure transmission chamber 45.
Since the fuel is fed into the pressure transmission chamber 45, the pressure transmission chamber 45 can be completely filled with fuel even if the engine speed becomes high.

一方、ピエゾ圧電素子44への電圧の印加を停止・した
ときに応答性よく燃料の噴射作用を停止するには摺動弁
28を開弁方向に付勢する圧縮ばね39のばね力をでき
るだけ強くす゛ることが必要となる。しかしながら圧縮
ばね39のばね力をあまり強くしすぎるとピエゾ圧電素
子44に電圧が印加されたときにロッド40に作用する
押圧力では摺動弁28を閉弁方向に押圧することができ
なくなる。しかしながら高圧の燃料を圧力伝達室45内
に送り込むと圧縮ばね39のばね力を強くしても摺動弁
2日を確実に閉弁することができる。即ち、高圧の燃料
を圧力伝達室45内に送り込むとピエゾ圧電素子44は
わずかばかり縮むが圧力伝達室45内は高圧の燃料で充
填される。ところがピエゾ圧電素子44は電圧が印加さ
れたときに圧力伝達室45内の圧力に拘わらずに常に一
定量だけ伸びるという性質を有する。従って高圧の燃料
を圧力伝達室45内に充填してもピエゾ圧電素子44に
電圧が印加されたときの圧力伝達室45内の容積減少割
合は十分に大きく、しかも容積減少前の圧力伝達室45
内の圧力は高圧であるので容積減少後の圧力伝達室45
内の圧力はかなり高くなる。従って高圧の燃料を圧力伝
達室45内に送り込むことにより圧扁ばね39のばね力
を強くしても摺動弁28を確実に閉弁することができる
On the other hand, in order to stop the fuel injection action with good response when the voltage application to the piezoelectric element 44 is stopped or stopped, the spring force of the compression spring 39 that biases the slide valve 28 in the valve opening direction is made as strong as possible. It is necessary to study. However, if the spring force of the compression spring 39 is made too strong, the pressing force acting on the rod 40 when voltage is applied to the piezoelectric element 44 will not be able to press the sliding valve 28 in the valve closing direction. However, if high-pressure fuel is sent into the pressure transmission chamber 45, the sliding valve 2 can be reliably closed even if the spring force of the compression spring 39 is increased. That is, when high-pressure fuel is sent into the pressure transmission chamber 45, the piezoelectric element 44 contracts slightly, but the pressure transmission chamber 45 is filled with high-pressure fuel. However, the piezoelectric element 44 has a property that it always expands by a certain amount regardless of the pressure inside the pressure transmission chamber 45 when a voltage is applied. Therefore, even if the pressure transmission chamber 45 is filled with high-pressure fuel, the volume reduction rate in the pressure transmission chamber 45 when voltage is applied to the piezoelectric element 44 is sufficiently large, and the pressure transmission chamber 45 before the volume reduction
Since the pressure inside is high pressure, the pressure transmission chamber 45 after volume reduction
The pressure inside becomes quite high. Therefore, by feeding high-pressure fuel into the pressure transmission chamber 45, the sliding valve 28 can be reliably closed even if the spring force of the compression spring 39 is increased.

このように高圧の燃料を圧力伝達室45内に送り込むこ
とによって圧縮ばね39のばね力を高めることができる
ので燃料噴射停止の応答性を向上することができる。な
お、逆止弁33を設けるとプランジャ17が上昇したと
きに燃料通路32から燃料圧送室18内に燃料が供給さ
れないので燃料圧送室18内の圧力は低下し、プランジ
ャ17が燃料充填ポート47を開口したときに圧力伝達
室45内の燃料の一部が燃料圧送室18内に流出するが
プランジャ17が下降するときに再び高圧の燃料が圧力
伝達室45内に送り込まれるので何ら問題は生じない。
By sending high-pressure fuel into the pressure transmission chamber 45 in this manner, the spring force of the compression spring 39 can be increased, so that the responsiveness of stopping fuel injection can be improved. Note that if the check valve 33 is provided, fuel will not be supplied from the fuel passage 32 into the fuel pumping chamber 18 when the plunger 17 rises, so the pressure in the fuel pumping chamber 18 will decrease, and the plunger 17 will close the fuel filling port 47. When the pressure transmission chamber 45 is opened, part of the fuel in the pressure transmission chamber 45 flows out into the fuel pressure transmission chamber 18, but when the plunger 17 descends, high pressure fuel is pumped into the pressure transmission chamber 45 again, so no problem occurs. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

圧力伝達室を確実に燃料によって満たすことができると
共にピエゾ圧電素子に電圧が印加されるときにはプラン
ジャによって圧力伝達室からの燃料の流出が完全に遮断
されるのでピエゾ圧電素子に電圧が印加されたときに圧
力伝達室内の燃料圧を確実に上昇させることができ、斯
くして燃料噴射を確実に行なうことができる。
The pressure transmission chamber can be reliably filled with fuel, and when voltage is applied to the piezoelectric element, the plunger completely blocks the outflow of fuel from the pressure transmission chamber, so when voltage is applied to the piezoelectric element. In this way, the fuel pressure within the pressure transmission chamber can be reliably increased, and thus fuel injection can be performed reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図はユニットインジェクタの側面断面図である。 9・・・燃料噴射孔、     10・・・ニードル、
17・・・プランジャ、   18・・・燃料圧送室、
23・・・環状燃料室、   23a・・・燃料溢流室
、25・・・燃料供給ポート、 28・・・摺動弁、2
9・・・燃料溢流ポート、 30・・・環状溝、40・
・・ロッド、      43・・・ピストン、44・
・・アクチュエータ、 45・・・圧力伝達室、47・
・・燃料充填ポート、 48・・・燃料充填通路。 45・・・圧力伝達室 48・・・燃料充填通路
The figure is a side sectional view of the unit injector. 9...Fuel injection hole, 10...Needle,
17...Plunger, 18...Fuel pressure feeding chamber,
23... Annular fuel chamber, 23a... Fuel overflow chamber, 25... Fuel supply port, 28... Sliding valve, 2
9... Fuel overflow port, 30... Annular groove, 40...
...Rod, 43...Piston, 44.
...Actuator, 45...Pressure transmission chamber, 47.
...Fuel filling port, 48...Fuel filling passage. 45...Pressure transmission chamber 48...Fuel filling passage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  燃料圧送室と、機関によって駆動されかつ該燃料圧送
室内の燃料を加圧するプランジャと、プランジャが圧縮
準備位置にあるときに燃料圧送室内に開口する燃料供給
ポートと、ばね付勢されたニードルにより通常閉鎖され
ている燃料噴射孔と、燃料圧送室と燃料噴射孔とを連通
する高圧燃料供給路内に設けられて高圧燃料供給路から
燃料溢流室に通ずる燃料溢流ポートを燃料噴射停止時に
開口する摺動弁と、該摺動弁を制御するアクチュエータ
を具備したユニットインジェクタにおいて、上記燃料溢
流ポートを開口する方向に上記摺動弁を付勢するばねと
、上記アクチュエータにより駆動されるピストンによっ
て画定された圧力伝達室と、圧力伝達室内の燃料圧によ
って駆動されかつ該圧力伝達室内の燃料圧が上昇したと
きに上記燃料溢流ポートを閉鎖する方向に上記摺動弁を
押圧するロッドと、圧力伝達室内に連結されかつプラン
ジャが圧縮準備位置にあるときに燃料圧送室内に開口す
る燃料充填通路を具備したユニットインジェクタ。
A fuel pumping chamber, a plunger driven by the engine and pressurizing the fuel in the fuel pumping chamber, a fuel supply port that opens into the fuel pumping chamber when the plunger is in the ready compression position, and a spring-loaded needle that normally The closed fuel injection hole and the fuel overflow port, which is provided in the high-pressure fuel supply path that communicates the fuel pumping chamber and the fuel injection hole and communicates from the high-pressure fuel supply path to the fuel overflow chamber, are opened when fuel injection is stopped. A unit injector comprising a sliding valve that controls the sliding valve and an actuator that controls the sliding valve, wherein the unit injector includes a spring that biases the sliding valve in a direction to open the fuel overflow port, and a piston that is driven by the actuator. a pressure transmission chamber defined therein; a rod driven by fuel pressure within the pressure transmission chamber and urging the sliding valve in a direction to close the fuel overflow port when fuel pressure within the pressure transmission chamber increases; A unit injector comprising a fuel filling passage connected to a pressure transmission chamber and opening into the fuel pumping chamber when the plunger is in a compression ready position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286956A (en) * 1988-09-21 1990-03-27 Toyota Motor Corp Unit injector
US5076241A (en) * 1988-09-21 1991-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection device

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US4976245A (en) * 1988-09-21 1990-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Unit injector
US5076241A (en) * 1988-09-21 1991-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection device

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