JP4337732B2 - 燃料噴射方法 - Google Patents
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近年、エンジンにおける燃費低減、高出力化および黒煙低減等の要求に応じて、エンジンに噴射される燃料の圧力(噴射圧力)は、ますます高圧になっている。このような噴射圧力の高圧化に対応して、例えば、ディーゼルエンジン等の直噴型エンジンでは、高圧状態で燃料を蓄圧することができるコモンレール式の燃料噴射装置が考えられ実用化されている。さらに、コモンレールに蓄圧された燃料を増圧して噴射ノズルに供給する燃料噴射装置も考えられている。
しかし、この増圧手段を用いる燃料噴射装置では、既存の燃料噴射弁等に加えて、増圧ピストンや復元バネ等を収容する収容室、加圧する燃料を受け入れる加圧室、加圧される燃料を受け入れる被加圧室、および各室とコモンレールや噴射ノズル等とを連結するための流路等を設けるとともに、各種の弁や絞り等を配置する必要がある。このため、燃料噴射装置の構造が極めて複雑になってしまう。
請求項1に記載の燃料噴射方法に用いられる燃料噴射装置は、噴孔を開閉する弁体と、弁体に対し、所定の燃料供給源から噴孔を開放する開孔方向に圧力を及ぼすように高圧の燃料が供給される高圧供給流路と、噴孔を閉鎖する閉孔方向に弁体を付勢する付勢手段とを有して、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備える。また、この燃料噴射装置は、燃料を高圧化して吐出する燃料噴射ポンプ、および燃料噴射ポンプから吐出された燃料を所定の圧力で蓄圧するコモンレールを有する燃料供給源と、コモンレールに装着され、燃料供給源から噴孔へ高圧の燃料を導く高圧供給流路を、制御指令に応じて閉鎖、または開放する二方弁であって、自らの弁体を一時的に開弁し、燃料供給源から燃料を一時的に自らの弁体よりも下流側に導くことで、高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、圧力脈動により高圧供給流路の燃料を増圧する燃料遮断弁とを備える。
また、コモンレールに燃料遮断弁を装着することで、圧力脈動を発生させる流路(すなわち、燃料遮断弁よりも下流側の流路:高圧供給流路)を長くすることができる。これにより、圧力脈動による増圧量を大きくすることができる。
これにより、増圧された高圧供給流路の燃料を燃料供給源に回収してエネルギーロスを抑制することができる。
請求項2に記載の燃料噴射方法によれば、燃料遮断弁を一時的に開弁する開弁時間の長さを変更することで、高圧供給流路の燃料の増圧量を変更する。
これにより、噴射圧力を調節することができる。
請求項3に記載の燃料噴射方法によれば、燃料遮断弁を一時的に開弁してから、再度、燃料遮断弁を一時的に開弁するまでのインターバル期間の長さを変更することで、噴射量を制御する。
インターバル期間の長さを変更すれば、噴孔が開放されている時間(噴射期間)の長さを変化させることができる。このため、噴射量を調節することができる。
実施例1の燃料噴射装置1の構成を図1ないし図3を用いて説明する。
燃料噴射装置1は、高圧の燃料を蓄圧することができる蓄圧式であり、例えば、ディーゼルエンジン等の直噴型エンジン(図示せず:以下、エンジンと呼ぶ)に燃料を噴射供給するものである。
実施例1の噴射方法を、図4を用いて説明する。
まず、図4(a)に示すように、ECUからの指令により、時間t1に長さTの開弁時間で、燃料遮断弁3が一時的に開弁する。これにより、コモンレール4に蓄圧された燃料が、一時的に高圧供給流路Aに導かれる。
実施例1の燃料噴射装置1は、噴孔6を開閉する弁体7、および閉孔方向に弁体7を付勢するスプリング8を有し、コモンレール4から燃料の供給を受け、エンジンに噴射供給する燃料噴射弁2と、コモンレール4から噴孔6まで燃料を導くための高圧供給流路Aに組み込まれて、高圧供給流路Aを閉鎖するとともに、必要に応じて高圧供給流路Aを開放する燃料遮断弁3とを備える。
そして、噴孔6から噴射される燃料は、弁体7に対し開孔方向に圧力を及ぼすように供給され、弁体7は、開孔方向に作用する燃料の圧力により駆動され、スプリング8の付勢力に抗して噴孔6を開放する。
圧力脈動により燃料を増圧する場合、燃料が一時的に導かれる流路、すなわち圧力脈動を発生させる流路は、できるだけ低圧にしておくことが好ましい。そこで、上記のように、圧力脈動を発生させる流路である高圧供給流路Aから、燃料を排出するため高圧排出流路Bを分岐させれば、高圧供給流路Aを低圧にすることができる。
これにより、高圧供給流路Aを「圧力脈動により増圧した燃料を噴孔6へ導く」という本来の目的で用いる場合に、高圧排出流路Bからの燃料の排出の影響を低減することができる。
これにより、圧力脈動による噴射圧力の増圧目標値に応じて、大気圧よりも高い任意の圧力の値から、逆止弁24の開弁圧を選択することができる。ここで、燃料が導かれる前の高圧供給流路Aの圧力が低いほど、圧力脈動による増圧後の噴射圧力は高くなる。このため、逆止弁24の開弁圧はできるだけ低圧の方が好ましい。上記の構成によれば、例えば、逆止弁24の開弁圧を、大気圧よりもごく僅かに高い程度に設定すれば、圧力脈動による増圧後の噴射圧力を高くすることができる。
これにより、圧力脈動を発生させる燃料遮断弁3よりも下流側の高圧供給流路Aを、長くすることができる。このため、圧力脈動による増圧量を大きくすることができる。また、燃料遮断弁3を燃料噴射装置1に備え付ける作業が容易になり、燃料噴射装置1の製造工数を低減できる。
これにより、高圧供給流路Aに燃料遮断弁3を組み込んだ簡易な構造により、噴射圧力を増圧することができるとともに、増圧した噴射燃料をエンジンに噴射供給することができる。
これにより、増圧された高圧供給流路Aの燃料をコモンレール4に回収してエネルギーロスを抑制するとともに、噴射圧力を減圧して噴射を終了することができる。
本実施例の燃料遮断弁3は、高圧供給流路Aの最上流部に相当するコモンレール4に装着されていたが、高圧配管15に組み込んでもよく、燃料噴射弁2に装着してもよい。
本実施例では、排出規制手段として絞り23が設けられていたが、この形態に限定されず、例えば、排出流量や排出される燃料の圧力等に応じて開度を変えることができる可変開度機構を排出規制手段として設けてもよい。
2 燃料噴射弁
3 燃料遮断弁
4 コモンレール(燃料供給源)
6 噴孔
7 弁体
A 高圧供給流路
Claims (3)
- 噴孔を開閉する弁体と、この弁体に対し、所定の燃料供給源から前記噴孔を開放する開孔方向に圧力を及ぼすように高圧の燃料が供給される高圧供給流路と、前記噴孔を閉鎖する閉孔方向に前記弁体を付勢する付勢手段とを有して、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置において、
燃料を高圧化して吐出する燃料噴射ポンプ、およびこの燃料噴射ポンプから吐出された燃料を所定の圧力で蓄圧するコモンレールを有する前記燃料供給源と、
前記コモンレールに装着され、前記燃料供給源から前記噴孔へ高圧の燃料を導く前記高圧供給流路を、制御指令に応じて閉鎖、または開放する二方弁であって、自らの弁体を一時的に開弁し、前記燃料供給源から燃料を一時的に自らの弁体よりも下流側に導くことで、前記高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、この圧力脈動により前記高圧供給流路の燃料を増圧する燃料遮断弁とを備えることを特徴とする燃料噴射装置を用いた燃料噴射方法であって、
前記燃料遮断弁を一時的に開弁し、前記燃料供給源から燃料を一時的に前記燃料遮断弁よりも下流側に導くことで、前記高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、
この圧力脈動により前記高圧供給流路の燃料を増圧することで、前記弁体を開孔方向に駆動して前記噴孔を開放し、
前記噴孔の開放後、再度、前記燃料遮断弁を一時的に開弁し、前記圧力脈動により増圧した前記高圧供給流路の燃料を前記燃料遮断弁よりも上流側に導くことで、前記高圧供給流路の燃料を減圧することを特徴とする燃料噴射方法。 - 噴孔を開閉する弁体と、この弁体に対し、所定の燃料供給源から前記噴孔を開放する開孔方向に圧力を及ぼすように高圧の燃料が供給される高圧供給流路と、前記噴孔を閉鎖する閉孔方向に前記弁体を付勢する付勢手段とを有して、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置において、
燃料を高圧化して吐出する燃料噴射ポンプ、およびこの燃料噴射ポンプから吐出された燃料を所定の圧力で蓄圧するコモンレールを有する前記燃料供給源と、
前記コモンレールに装着され、前記燃料供給源から前記噴孔へ高圧の燃料を導く前記高圧供給流路を、制御指令に応じて閉鎖、または開放する二方弁であって、自らの弁体を一時的に開弁し、前記燃料供給源から燃料を一時的に自らの弁体よりも下流側に導くことで、前記高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、この圧力脈動により前記高圧供給流路の燃料を増圧する燃料遮断弁とを備えることを特徴とする燃料噴射装置を用いた燃料噴射方法であって、
前記燃料遮断弁を一時的に開弁し、前記燃料供給源から燃料を一時的に前記燃料遮断弁よりも下流側に導くことで、前記高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、
この圧力脈動により前記高圧供給流路の燃料を増圧することで、前記弁体を開孔方向に駆動して前記噴孔を開放し、
前記燃料遮断弁を一時的に開弁する開弁時間の長さを変更することで、前記高圧供給流路の燃料の増圧量を変更することを特徴とする燃料噴射方法。 - 噴孔を開閉する弁体と、この弁体に対し、所定の燃料供給源から前記噴孔を開放する開孔方向に圧力を及ぼすように高圧の燃料が供給される高圧供給流路と、前記噴孔を閉鎖する閉孔方向に前記弁体を付勢する付勢手段とを有して、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備えた燃料噴射装置において、
燃料を高圧化して吐出する燃料噴射ポンプ、およびこの燃料噴射ポンプから吐出された燃料を所定の圧力で蓄圧するコモンレールを有する前記燃料供給源と、
前記コモンレールに装着され、前記燃料供給源から前記噴孔へ高圧の燃料を導く前記高圧供給流路を、制御指令に応じて閉鎖、または開放する二方弁であって、自らの弁体を一時的に開弁し、前記燃料供給源から燃料を一時的に自らの弁体よりも下流側に導くことで、前記高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、この圧力脈動により前記高圧供給流路の燃料を増圧する燃料遮断弁とを備えることを特徴とする燃料噴射装置を用いた燃料噴射方法であって、
前記燃料遮断弁を一時的に開弁し、前記燃料供給源から燃料を一時的に前記燃料遮断弁よりも下流側に導くことで、前記高圧供給流路に圧力脈動を発生させ、
この圧力脈動により前記高圧供給流路の燃料を増圧することで、前記弁体を開孔方向に駆動して前記噴孔を開放し、
前記噴孔の開放後、再度、前記燃料遮断弁を一時的に開弁し、前記圧力脈動により増圧した前記高圧供給流路の燃料を前記燃料遮断弁よりも上流側に導くことで、前記高圧供給流路の燃料を減圧し、
前記燃料遮断弁を一時的に開弁してから、再度、前記燃料遮断弁を一時的に開弁するまでのインターバル期間の長さを変更することで、噴射量を制御することを特徴とする燃料噴射方法。
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| JP2004372989A JP4337732B2 (ja) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 燃料噴射方法 |
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