JP2765185B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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Description
【産業上の利用分野】 本発明は、ディーゼルエンジンに高圧燃料を噴射供給
する燃料噴射装置に関する。
する燃料噴射装置に関する。
従来、特開昭59−165858号公報「ディーゼル・エンジ
ンのための電磁制御インジェクション・システム」にて
開示されたように、コモンレールと呼ばれる一種のサー
ジタンクに高圧燃料を蓄圧し、これを噴射弁の開閉によ
りディーゼルエンジンに燃料を噴射供給するコモンレー
ル式燃料噴射装置が知られている。そして、燃料噴射終
了時において、この燃料噴射装置は高圧燃料を瞬時に制
御室（制御空洞）へ流入させることにより、良好な噴射
切れを得るようにしている。
ンのための電磁制御インジェクション・システム」にて
開示されたように、コモンレールと呼ばれる一種のサー
ジタンクに高圧燃料を蓄圧し、これを噴射弁の開閉によ
りディーゼルエンジンに燃料を噴射供給するコモンレー
ル式燃料噴射装置が知られている。そして、燃料噴射終
了時において、この燃料噴射装置は高圧燃料を瞬時に制
御室（制御空洞）へ流入させることにより、良好な噴射
切れを得るようにしている。
ところが、上述の構成では、高圧燃料の瞬時の流入と
その後の圧力脈動により、噴射終了時に、ノズルのシー
ト部にかかる衝撃荷重であるノズルシート衝撃荷重（以
下「衝撃荷重」という）が非常に高くなるという問題が
あった。 又、このような高い衝撃荷重に対して、充分な強度を
有するノズルは一般にその先端の噴射孔内部の空間（以
下「サックボリューム」という）が大きくならざるを得
なかった。このサックボリューム内の燃料はノズルシー
トより下流に位置するため、ノズル閉弁時（即ち、非噴
射時）にも燃焼室に流出する。従って、サックボリュー
ムが過大の場合、爆発後にサックボリューム内に残留し
ていた燃料のあとだれが起こりHCエミッションが悪化し
排気エミッション浄化の観点からも問題があった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、燃料噴射終了時の衝
撃荷重を小さくし、ノズル先端のサックボリュームが小
さくできる燃料噴射装置を提供することである。
その後の圧力脈動により、噴射終了時に、ノズルのシー
ト部にかかる衝撃荷重であるノズルシート衝撃荷重（以
下「衝撃荷重」という）が非常に高くなるという問題が
あった。 又、このような高い衝撃荷重に対して、充分な強度を
有するノズルは一般にその先端の噴射孔内部の空間（以
下「サックボリューム」という）が大きくならざるを得
なかった。このサックボリューム内の燃料はノズルシー
トより下流に位置するため、ノズル閉弁時（即ち、非噴
射時）にも燃焼室に流出する。従って、サックボリュー
ムが過大の場合、爆発後にサックボリューム内に残留し
ていた燃料のあとだれが起こりHCエミッションが悪化し
排気エミッション浄化の観点からも問題があった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、燃料噴射終了時の衝
撃荷重を小さくし、ノズル先端のサックボリュームが小
さくできる燃料噴射装置を提供することである。
上記課題を解決するための発明の構成は、噴射孔を開
閉するノズルニードルに作用する背圧を保持する制御室
の圧力を切換弁によって高圧側と低圧側とに切換制御す
ると共に、切換弁と制御室との間に設けられた、制御室
からの流出に対してのみ絞りとして作用するワンウェイ
オリフィスを介して、制御室への高圧燃料の流出入を行
うようにした燃料噴射装置において、 制御室に至る高圧供給通路中であって、制御室と低圧
側経路とを接続する切換弁の弁接点に至る前の上流側の
高圧供給経路において、ワンウェイオリフィスに直列に
別のオリフィスを形成したことを特徴とする。
閉するノズルニードルに作用する背圧を保持する制御室
の圧力を切換弁によって高圧側と低圧側とに切換制御す
ると共に、切換弁と制御室との間に設けられた、制御室
からの流出に対してのみ絞りとして作用するワンウェイ
オリフィスを介して、制御室への高圧燃料の流出入を行
うようにした燃料噴射装置において、 制御室に至る高圧供給通路中であって、制御室と低圧
側経路とを接続する切換弁の弁接点に至る前の上流側の
高圧供給経路において、ワンウェイオリフィスに直列に
別のオリフィスを形成したことを特徴とする。
制御室に高圧燃料が供給される場合には、高圧燃料は
切換弁の高圧側の弁接点、オリフィス、ワンウエイオリ
フィスを介して制御室へ流れる。この状態で、噴射孔は
閉じた状態で燃料が噴射されない状態である。この時、
ワンウエイオリフィスはオリフィスとして機能しない。
次に、切換弁が低圧側に切換えられると、制御室の高圧
燃料はワンウエイオリフィス、切換弁の低圧側の弁接点
を介して低圧側経路に流れる。これにより、制御室の圧
力は高圧燃料より低下し、ノズルニードルは開弁方向に
移動し、高圧燃料が噴射口から噴射される。この時、制
御室の圧力は、ワンウエイオリフィスの機能により比較
的滑らかに低下する。次に、切換弁が高圧側に切換えら
れると、上述したように、高圧燃料が制御室に導入され
るが、高圧燃料は新たに設けたオリフィスを通るためそ
の機能により制御室の圧力上昇が比較的緩く滑らかに行
われる。これにより、ノズルニードルの移動速度が低下
し、弁座への衝撃加重が低下する。又、そのオリフィス
により、噴射終了時に制御室への高圧燃料の過剰流入及
びその後の圧力脈動が緩和される。
切換弁の高圧側の弁接点、オリフィス、ワンウエイオリ
フィスを介して制御室へ流れる。この状態で、噴射孔は
閉じた状態で燃料が噴射されない状態である。この時、
ワンウエイオリフィスはオリフィスとして機能しない。
次に、切換弁が低圧側に切換えられると、制御室の高圧
燃料はワンウエイオリフィス、切換弁の低圧側の弁接点
を介して低圧側経路に流れる。これにより、制御室の圧
力は高圧燃料より低下し、ノズルニードルは開弁方向に
移動し、高圧燃料が噴射口から噴射される。この時、制
御室の圧力は、ワンウエイオリフィスの機能により比較
的滑らかに低下する。次に、切換弁が高圧側に切換えら
れると、上述したように、高圧燃料が制御室に導入され
るが、高圧燃料は新たに設けたオリフィスを通るためそ
の機能により制御室の圧力上昇が比較的緩く滑らかに行
われる。これにより、ノズルニードルの移動速度が低下
し、弁座への衝撃加重が低下する。又、そのオリフィス
により、噴射終了時に制御室への高圧燃料の過剰流入及
びその後の圧力脈動が緩和される。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第１図は本発明に係る燃料噴射装置を示した縦断面図
である。 燃料噴射装置１は図示しないディーゼルエンジンのシ
リンダヘッドに挿嵌されて用いられる。 この燃料噴射装置１は主として、コイル11とアーマチ
ュア12とが上方に配設されたバルブボデー10と、その下
方の中央にワンウェイオリフィス22と制御室23、側方に
高圧燃料入口21とが配設されたメインボデー20と、更に
その下方の中央にノズルユニット31が配設されたノズル
ボデー30とから成る。 バルブボデー10はポート，，を有し、その中央
にフリーピストンであるインナーバルブ14とその周面に
コイル11の電磁力により上下するアーマチュア12に一体
的に固定されたアウタバルブ13とが配設され、三重に嵌
合して三方電磁弁を構成している。 第２図は第１図のＡ部であるアウタバルブ13の下方先
端に形成された後述のオリフィス131部分を示した部分
拡大縦断面図である。又、第３図は第１図のＢ部である
ワンウェイオリフィス22及び制御室23部分を示した部分
拡大縦断面図である。更に、第４図は第１図のＣ部であ
るノズルボデー30の先端部分を示した部分拡大縦断面図
である。 次に、第５図のタイミングチャートを参照し、上述の
実施例装置の一連の動作について説明する。 先ず、制御パルスがオフ（非通電）では、アウタバル
ブ13はバネ15にて下方に付勢され、アウタバルブ13の下
方先端、即ち、低圧側経路に接続する弁接点はバルブボ
デー10に当接している。 この時、高圧燃料入口21から導入された高圧燃料はポ
ートからアウタバルブ13の側面に設けられた放射状孔
132を通りアウタバルブ13内部に入る。すると、インナ
バルブ14が押し上げられることにより、ポートとポー
トとが連通される。 この結果、高圧燃料は制御室23に入り、コマンドピス
トン24及びピン25を介してノズルニードル31をノズルボ
デー30とノズルニードル31との接触部であるシート32側
へ押しつける。即ち、高圧燃料はノズルボデー30先端の
噴射孔33から噴射されることはない。 次に、制御パルスがオン（通電）すると、コイル11の
電磁力によってアーマチュア12がバネ15に抗して引き上
げられる。すると、そのアーマチュア12と一体的なアウ
タバルブ13も上方に引き上げられインナバルブ14の上昇
位置まで達し、ポートとポートとの連通を遮断す
る。アウタバルブ13に形成された放射状孔132とバルブ
ボディー10のシリンダ内周面、ポート（開口）とアウ
タバルブ13の周面により弁接点が構成される。即ち、ポ
ート側の高圧燃料がポート側に流れ込まないように
して、制御室23に高圧がかからないようにされる。又、
アウタブルブ13が上昇することにより、ポートとポー
トとが連通される。ここで、ポートは低圧側経路
で、ポートを通り燃料は図示しない燃料タンクへ戻さ
れる。 この結果、制御室23の高圧燃料がポートの低圧側に
抜ける。従って、ノズルニードル31は油圧差にて上昇
し、シート32が開くことにより高圧燃料入口21から導入
された高圧燃料はメインボデー20の下方に延びた通路を
通りノズルボデー30先端の噴射孔33から噴射される。 次に、噴射終了時では、制御パルスがオフ（非通電）
となり、コイル11の電磁力がなくなり上述のアウタバル
ブ13は再び最初の状態に戻る。即ち、ポートとポート
とが連通される。 この結果、再びポートから高圧燃料が流入し、ポー
トを通り制御室23に高圧が印加されるので、ノズルニ
ードル31は上述と同様にコマンドピストン24及びピン25
を介して下向きに押されて、シート32が閉じる。 発明者らは、上述の噴射終了時におけるシート32への
衝撃荷重を小さくするために鋭意実験研究を重ねた結
果、制御室23への高圧燃料の過剰流入及びその後の圧力
脈動を緩和すれば良いという結論に達した。 そして、高圧燃料入口21からポート，を通り制御
室23へ連通する高圧燃料通路中に従来のワンウェイオリ
フィス22とは別のオリフィスを更に配設した。 具体的には、第２図に部分拡大縦断面図を示したよう
に、アウタバルブ13のポートへの通路出口に別のオリ
フィスであり、制御室23へ高圧燃料の瞬間的な流入を妨
げるように絞ったオリフィス131を設けた。 すると、第５図に示されたように、制御パルスがオフ
した後、制御室圧力は破線で示された従来の大きな変化
から小さな変化に抑えられた。この結果、ニードルリフ
トにおけるバウンズが小さくなり、衝撃荷重（ノズルシ
ート衝撃荷重）は実線で示されたように小さく抑えられ
た。 従って、ノズルボデー30のシート32部分のシート肉厚
ｔが抑制でき、サックボリューム34の増大が抑えられ
た。 又、他の実施例として第６図に第１図のＢ部の部分拡
大縦断面図を示したように、アウタブルブ13の下方のポ
ートから制御室23へ至る通路中に配設されたワンウェ
イオリフィス22の上方でバルブボデー10にネジ止めもし
くは一体化された絞り部材16の通路中にオリフィス161
を設けた。 実験研究の結果、第７図に示したように、上記オリフ
ィス131,161のオリフィス径はノズルニードル31の下降
速度及び噴射量に影響を与えないためにはφ0.5mm以
上、衝撃荷重（ノズルシート衝撃荷重）を従来の列型高
圧噴射ノズルのレベルと同等もしくはそれ以下とするた
めにはφ0.6mm以下とすれば良いことが判明した。
である。 燃料噴射装置１は図示しないディーゼルエンジンのシ
リンダヘッドに挿嵌されて用いられる。 この燃料噴射装置１は主として、コイル11とアーマチ
ュア12とが上方に配設されたバルブボデー10と、その下
方の中央にワンウェイオリフィス22と制御室23、側方に
高圧燃料入口21とが配設されたメインボデー20と、更に
その下方の中央にノズルユニット31が配設されたノズル
ボデー30とから成る。 バルブボデー10はポート，，を有し、その中央
にフリーピストンであるインナーバルブ14とその周面に
コイル11の電磁力により上下するアーマチュア12に一体
的に固定されたアウタバルブ13とが配設され、三重に嵌
合して三方電磁弁を構成している。 第２図は第１図のＡ部であるアウタバルブ13の下方先
端に形成された後述のオリフィス131部分を示した部分
拡大縦断面図である。又、第３図は第１図のＢ部である
ワンウェイオリフィス22及び制御室23部分を示した部分
拡大縦断面図である。更に、第４図は第１図のＣ部であ
るノズルボデー30の先端部分を示した部分拡大縦断面図
である。 次に、第５図のタイミングチャートを参照し、上述の
実施例装置の一連の動作について説明する。 先ず、制御パルスがオフ（非通電）では、アウタバル
ブ13はバネ15にて下方に付勢され、アウタバルブ13の下
方先端、即ち、低圧側経路に接続する弁接点はバルブボ
デー10に当接している。 この時、高圧燃料入口21から導入された高圧燃料はポ
ートからアウタバルブ13の側面に設けられた放射状孔
132を通りアウタバルブ13内部に入る。すると、インナ
バルブ14が押し上げられることにより、ポートとポー
トとが連通される。 この結果、高圧燃料は制御室23に入り、コマンドピス
トン24及びピン25を介してノズルニードル31をノズルボ
デー30とノズルニードル31との接触部であるシート32側
へ押しつける。即ち、高圧燃料はノズルボデー30先端の
噴射孔33から噴射されることはない。 次に、制御パルスがオン（通電）すると、コイル11の
電磁力によってアーマチュア12がバネ15に抗して引き上
げられる。すると、そのアーマチュア12と一体的なアウ
タバルブ13も上方に引き上げられインナバルブ14の上昇
位置まで達し、ポートとポートとの連通を遮断す
る。アウタバルブ13に形成された放射状孔132とバルブ
ボディー10のシリンダ内周面、ポート（開口）とアウ
タバルブ13の周面により弁接点が構成される。即ち、ポ
ート側の高圧燃料がポート側に流れ込まないように
して、制御室23に高圧がかからないようにされる。又、
アウタブルブ13が上昇することにより、ポートとポー
トとが連通される。ここで、ポートは低圧側経路
で、ポートを通り燃料は図示しない燃料タンクへ戻さ
れる。 この結果、制御室23の高圧燃料がポートの低圧側に
抜ける。従って、ノズルニードル31は油圧差にて上昇
し、シート32が開くことにより高圧燃料入口21から導入
された高圧燃料はメインボデー20の下方に延びた通路を
通りノズルボデー30先端の噴射孔33から噴射される。 次に、噴射終了時では、制御パルスがオフ（非通電）
となり、コイル11の電磁力がなくなり上述のアウタバル
ブ13は再び最初の状態に戻る。即ち、ポートとポート
とが連通される。 この結果、再びポートから高圧燃料が流入し、ポー
トを通り制御室23に高圧が印加されるので、ノズルニ
ードル31は上述と同様にコマンドピストン24及びピン25
を介して下向きに押されて、シート32が閉じる。 発明者らは、上述の噴射終了時におけるシート32への
衝撃荷重を小さくするために鋭意実験研究を重ねた結
果、制御室23への高圧燃料の過剰流入及びその後の圧力
脈動を緩和すれば良いという結論に達した。 そして、高圧燃料入口21からポート，を通り制御
室23へ連通する高圧燃料通路中に従来のワンウェイオリ
フィス22とは別のオリフィスを更に配設した。 具体的には、第２図に部分拡大縦断面図を示したよう
に、アウタバルブ13のポートへの通路出口に別のオリ
フィスであり、制御室23へ高圧燃料の瞬間的な流入を妨
げるように絞ったオリフィス131を設けた。 すると、第５図に示されたように、制御パルスがオフ
した後、制御室圧力は破線で示された従来の大きな変化
から小さな変化に抑えられた。この結果、ニードルリフ
トにおけるバウンズが小さくなり、衝撃荷重（ノズルシ
ート衝撃荷重）は実線で示されたように小さく抑えられ
た。 従って、ノズルボデー30のシート32部分のシート肉厚
ｔが抑制でき、サックボリューム34の増大が抑えられ
た。 又、他の実施例として第６図に第１図のＢ部の部分拡
大縦断面図を示したように、アウタブルブ13の下方のポ
ートから制御室23へ至る通路中に配設されたワンウェ
イオリフィス22の上方でバルブボデー10にネジ止めもし
くは一体化された絞り部材16の通路中にオリフィス161
を設けた。 実験研究の結果、第７図に示したように、上記オリフ
ィス131,161のオリフィス径はノズルニードル31の下降
速度及び噴射量に影響を与えないためにはφ0.5mm以
上、衝撃荷重（ノズルシート衝撃荷重）を従来の列型高
圧噴射ノズルのレベルと同等もしくはそれ以下とするた
めにはφ0.6mm以下とすれば良いことが判明した。
本発明は、制御室に至る高圧供給通路中であって、制
御室と低圧側経路とを接続する切換弁の弁接点に至る前
の上流側の高圧供給経路において、ワンウェイオリフィ
スに直列に別のオリフィスを形成したことを特徴とす
る。切換弁が高圧側に切換えられると、上述したよう
に、高圧燃料が制御室に導入されるが、高圧燃料は新た
に設けたオリフィスを通るためその機能により制御室の
圧力上昇が比較的緩く滑らかに行われる。これにより、
ノズルニードルの移動速度が低下し、噴射終了時に制御
室への高圧燃料の過剰流入及びその後の圧力脈動が緩和
され、衝撃加重が緩和される。 即ち、本発明に係る燃料噴射装置はノズル先端のシー
ト肉厚の増加が抑制でき、ノズル先端のサックボリュー
ムが大きくなることが抑えられるので、HCエミッション
悪化が防止できるという効果を有する。
御室と低圧側経路とを接続する切換弁の弁接点に至る前
の上流側の高圧供給経路において、ワンウェイオリフィ
スに直列に別のオリフィスを形成したことを特徴とす
る。切換弁が高圧側に切換えられると、上述したよう
に、高圧燃料が制御室に導入されるが、高圧燃料は新た
に設けたオリフィスを通るためその機能により制御室の
圧力上昇が比較的緩く滑らかに行われる。これにより、
ノズルニードルの移動速度が低下し、噴射終了時に制御
室への高圧燃料の過剰流入及びその後の圧力脈動が緩和
され、衝撃加重が緩和される。 即ち、本発明に係る燃料噴射装置はノズル先端のシー
ト肉厚の増加が抑制でき、ノズル先端のサックボリュー
ムが大きくなることが抑えられるので、HCエミッション
悪化が防止できるという効果を有する。
第１図は本発明の具体的な一実施例に係る燃料噴射装置
を示した縦断面図。第２図は第１図のＡ部の部分拡大縦
断面図。第３図は第１図のＢ部の部分拡大縦断面図。第
４図は第１図のＣ部の部分拡大縦断面図。第５図は同実
施例装置の一連の動作におけるタイミングチャート。第
６図は第１図のＢ部にオリフィスを形成した他の実施例
を示した部分縦断面図。第７図はオリフィス径に対する
ノズルニードル下降時間、噴射量及びノズルシート衝撃
荷重を示した説明図である。 １……燃料噴射装置、10……バルブボデー 11……コイル、12……アーマチュア 13……アウタバルブ、131……オリフィス 14……インナバルブ、15……バネ 20……メインボデー、21……高圧燃料入口 22……ワンウェイオリフィス、23……制御室 30……ノズルボデー、31……ノズルニードル 32……シート、33……噴射孔 34……サックボリューム
を示した縦断面図。第２図は第１図のＡ部の部分拡大縦
断面図。第３図は第１図のＢ部の部分拡大縦断面図。第
４図は第１図のＣ部の部分拡大縦断面図。第５図は同実
施例装置の一連の動作におけるタイミングチャート。第
６図は第１図のＢ部にオリフィスを形成した他の実施例
を示した部分縦断面図。第７図はオリフィス径に対する
ノズルニードル下降時間、噴射量及びノズルシート衝撃
荷重を示した説明図である。 １……燃料噴射装置、10……バルブボデー 11……コイル、12……アーマチュア 13……アウタバルブ、131……オリフィス 14……インナバルブ、15……バネ 20……メインボデー、21……高圧燃料入口 22……ワンウェイオリフィス、23……制御室 30……ノズルボデー、31……ノズルニードル 32……シート、33……噴射孔 34……サックボリューム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−143377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−165858（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36971（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146255（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−1465（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−158553（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 47/00 - 47/06 F02M 51/00 F02M 51/06 F02M 61/08
Claims (1)
- 【請求項１】噴射孔を開閉するノズルニードルに作用す
る背圧を保持する制御室の圧力を切換弁によって高圧側
と低圧側とに切換制御すると共に、前記切換弁と前記制
御室との間に設けられた、前記制御室からの流出に対し
てのみ絞りとして作用するワンウェイオリフィスを介し
て、前記制御室への高圧燃料の流出入を行うようにした
燃料噴射装置において、 前記制御室に至る高圧供給通路中であって、前記制御室
と低圧側経路とを接続する前記切換弁の弁接点に至る前
の上流側高圧供給経路において、前記ワンウェイオリフ
ィスに直列に別のオリフィスを形成したことを特徴とす
る燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114207A JP2765185B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114207A JP2765185B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 燃料噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412165A JPH0412165A (ja) | 1992-01-16 |
| JP2765185B2 true JP2765185B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=14631894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114207A Expired - Fee Related JP2765185B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 燃料噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765185B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12110852B2 (en) | 2020-01-23 | 2024-10-08 | Denso Corporation | Fuel injection valve |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3653882B2 (ja) * | 1996-08-31 | 2005-06-02 | いすゞ自動車株式会社 | エンジンの燃料噴射装置 |
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