JPH05113162A - 蓄圧式燃料噴射弁の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射時等の瞬間的な流量増加時には作動せ
ず、ノズルクラック等の発生によって連続的な流量増加
が生じた際に作動させることで、装置の信頼性を向上さ
せる。 【構成】 安全装置２の本体１０には、流入口１４、流
出口１５、ピストン室１６、スプリング室１７より成る
流路が形成され、そのスプリング室１７には、中央部に
小孔２１が形成された１枚のプレート２０が配されて、
絞り部を構成している。小孔２１は、その開口径が、ピ
ストン室１６に配されたピストン１１のオリフィス１８
径より大きく設定されており、瞬間的な流量増加が生じ
た際に、絞り部の前後で圧力差を生じさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄圧式燃料噴射弁の安
全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の安全装置は、図５に示すよう
に、オリフィス１００を有するピストン１０１と、この
ピストン１０１を案内するスリーブ１０２が形成された
本体１０３と、ピストン１０１の下流側でスリーブ１０
２内に配されたボール１０４、およびこのボール１０４
を上流側へ付勢するスプリング１０５等より構成されて
いる（特開昭６０−１５９３６６号、特開平３−５０３
７５号公報参照）。

【０００３】ボール１０４は、インジェクタ内部のリー
ク分と噴射分の燃料流量に伴い、ピストン１０１ととも
に、図６（ボールのリフト量を示すタイムチャート）の
実線（イ）で示すように、リミット以下で動いている
が、例えばノズルクラックの発生によって連続的な流量
増加が生じた際には、リフト量（下流側へ移動する量）
が大きくなり、スリーブ１０２の下流に形成された通路
１０６内に圧入される（図６のＡ点）。なお、図中で、
ノズルクラックの発生から安全装置が作動するまでの時
間をｔ１で示す。この結果、通路１０６が遮断されて、
インジェクタへの燃料供給が停止されることにより、エ
ンジンの損傷を最小限に留めるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、何らかの理
由（例えば、経時変化による劣化、クリアランスの増大
など）により、インジェクタ内部のリーク分が増える
と、正常噴射時でも、図６の破線（ロ）で示すように、
流量リミットにかかってしまうため、ボール１０４が通
路１０６に圧入されて、インジェクタへの燃料供給が行
なわれなくなってしまう。本発明は、上記事情に基づい
て成されたもので、その目的は、噴射時などの瞬間的な
流量増加時には作動せず、ノズルクラック等の発生によ
って連続的な流量増加が生じた際に作動させることで、
信頼性を向上させた蓄圧式燃料噴射弁の安全装置を提供
することにある。

【０００５】

【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、蓄圧室の下流に配されて、燃料噴射弁に
燃料を導く流路を備え、この流路内にシート部が形成さ
れた本体と、前記シート部より上流側の前記流路内で流
路方向に移動可能に配され、前記流路を流れる燃料流量
を制限するオリフィスが設けられたピストンと、前記シ
ート部より上流側の前記流路内で前記ピストンの下流に
配され、前記ピストンの移動量が許容値を越えた際に、
前記シート部に当接して前記流路を閉じる弁体と、この
弁体および前記ピストンを上流側へ付勢する付勢手段と
を備えた蓄圧式燃料噴射弁の安全装置において、前記シ
ート部より下流に、前記流路の流路断面積を小さくする
絞り部を設け、この絞り部は、その開口径が前記オリフ
ィスの開口径より大きく設定されて、瞬間的な流量増加
が生じた際に、前記絞り部の前後で圧力差を生じさせる
ことをことを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】流路内に配されたピストンの移動量が許容値に
達していない時には、弁体がシート部に当接することは
なく、弁体によって流路が閉じられることはない。従っ
て、噴射毎に蓄圧式燃料噴射弁に燃料が供給される。こ
の噴射時等の瞬間的な流量増加時には、弁体より下流に
設けた絞り部の作用によって、絞り部より上流側流路内
の圧力が上昇するため、ピストンは下流側へ移動しにく
くなる。従って、噴射時でも弁体の移動が少なくなるた
め、その分だけ流量の制限値を低く設定することが可能
となる。また、蓄圧式燃料噴射弁でのノズルクラック等
の発生によって連続的に流量増加が生じた場合には、流
路内の圧力上昇後、ピストンが移動し、そのピストンの
移動量が許容値を越えることで、弁体がシート部に当接
して流路を閉じる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図１ないし図４を
基に説明する。図１は蓄圧式燃料噴射弁に適用される安
全装置の断面図である。この蓄圧式燃料噴射弁１（以下
燃料噴射弁１と呼ぶ）の安全装置２は、図２（噴射装置
の全体構成図）に示すように、噴射ポンプ３からパイプ
４を介して供給された燃料を所定の圧力で蓄えるコモン
レール５（蓄圧室）に連結されている。そして、各安全
装置２には、燃料噴射弁１へ燃料を導く燃料パイプ６
（燃料供給路）がそれぞれ接続されている。燃料噴射弁
１は、ディーゼルエンジン７の各気筒にそれぞれ装着さ
れており、エンジンコントロールコンピュータ８によ
り、電磁弁９の通電および通電停止を制御することで燃
料噴射時期が決定される。

【０００８】安全装置２は、筒状を成す本体１０と、こ
の本体１０に収容されたピストン１１、ボール１２（弁
体）、スプリング１３（付勢手段）、絞り部（後述す
る）より構成されている。本体１０は、コモンレール５
に連通する流入口１４と燃料パイプ６が接続される流出
口１５、および流入口１４と流出口１５との間で、流入
口１４側に形成されたピストン室１６と流出口１５側に
形成されたスプリング室１７から成る流路を有する。ピ
ストン室１６はスプリング室１７よりその断面積が大き
く設けられており、ピストン室１６とスプリング室１７
との間には全周に亘って段差が形成されている。

【０００９】ピストン１１は、ピストン室１６に配され
て、ピストン室１６内を流路方向（図１の上下方向）に
摺動可能に設けられている。このピストン１１は、下流
側（図１下側）に底面を有する筒状体で、底面には燃料
流量を制限するためのオリフィス１８が設けられてい
る。

【００１０】ボール１２は、ピストン室１６内でピスト
ン１１の下流に配され、スプリング１３によってピスト
ン１１側へ付勢されている。このボール１２は、その直
径がピストン室１６の内径より小さく、且つスプリング
室１７の内径より若干大きく設定されている。従って、
ピストン１１の移動とともにボール１２が下流側へ移動
（リフト）した際には、ピストン室１６とスプリング室
１７との間に形成される段差の角部１９（シート部）に
当接することで、その移動が制限されるとともに、スプ
リング室１７を塞ぐことで流路を遮断する。

【００１１】スプリング１３は、一端がスプリング室１
７の底面に当接し、他端がボール１２に当接して、上記
したようにボール１２を付勢することで、ボール１２と
ともにピストン１１を上流側へ戻す働きをする。スプリ
ング室１７の底部には１枚のプレート２０が配されてお
り、このプレート２０の中央部には、流路断面積を小さ
くする小孔２１が設けられて絞り部を形成している。こ
の絞り部は、小孔２１の開口径が、ピストン１１に形成
されたオリフィス１８の開口径より大きく設けられてお
り、燃料噴射時などの瞬間的な流量増加時には、絞り部
の前後で圧力差を生じさせる働きをする。

【００１２】次に、本実施例の作動を説明する。電磁弁
９への通電によって燃料噴射弁１が開弁されて、燃料の
噴射が行なわれる。 ア）この燃料噴射による瞬間的な流量増加時には、プレ
ート２０に設けた小孔２１が絞りとして作用することに
より、絞り部より上流側の圧力が上昇する。従って、ピ
ストン１１が下流側へ移動しにくくなり、それに伴って
ボール１２のリフト量も少なく（あるいは停止）なる。
従って、何らかの理由（例えば、経時変化による劣化、
クリアランスの増大など）により、燃料噴射弁１内部の
リーク分が増えても、燃料噴射時に安全装置２が作動し
て不必要に燃料供給を停止させることがない。

【００１３】また、瞬間的な流量増加時におけるピスト
ン１１の移動量が減少する分だけ、従来の安全装置と比
較して、ボール１２が角部１９に当接して流路を閉じる
までのリフト量を少なく設定することが可能である。つ
まり、図４（本実施例の効果を示すグラフ）に示すよう
に、安全装置２が作動する流量のリミットを下げること
ができる。なお図４は、横軸を静的作動Ｑｓ：連続的な
流量増加時の許容最大値、縦軸を動的作動Ｑｄ：瞬間的
な流量増加時の許容最大値として、その静的作動Ｑｓと
動的作動Ｑｄとの関係を本実施例（実線で示す）と従来
例（破線で示す）とで比較したグラフである。このグラ
フによれば、動的作動Ｑｄを一定に保った状態で、本実
施例の方が従来例より静的作動Ｑｓを小さくする（流量
のリミットを下げる）ことができる。

【００１４】イ）燃料噴射弁１でのノズルクラック等の
発生によって連続的に流量の増加が生じた場合には、絞
り部の小孔２１の開口径の方がピストン１１に設けたオ
リフィス１８の開口径より大きく設定されていることか
ら、オリフィス１８が絞りとして作用する。これによ
り、流量の増加に応じてピストン１１が移動し、そのピ
ストン１１の移動量が所定の許容値を越えた際に、ボー
ル１２が角部１９に当接して流路を閉じ、燃料噴射弁１
への燃料供給が停止される。

【００１５】この時、上記したように、ボール１２が流
路を閉じるまでのリフト量を少なく設定することで、図
３に示すように、ノズルクラック等の異常発生から安全
装置２が作動する（ボール１２が流路を閉じる）までの
時間ｔ２を短縮することが可能となる。つまり、従来の
安全装置と比較して、異常が生じた際に早く作動するこ
とができ、エンジン７への損傷をより少なくすることが
できる。なお、本実施例では、絞り部として、スプリン
グ室１７の底部に配したプレート２０に小孔２１を形成
することで構成したが、プレート２０を使用することな
く、流出口１５の開口径を小さくすることで、絞り部と
しても良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明の蓄圧式燃料噴射弁の安全装置
は、ノズルクラック等の発生によって連続的な流量増加
が生じた際にのみ作動し、仮に何らかの理由によって燃
料噴射弁内部のリーク分が増えても、噴射時などの瞬間
的な流量増加時には、不必要に弁体が流路を閉じて燃料
の供給を停止することはなく、装置の信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】安全装置の断面図である。

【図２】本発明の安全装置が適用された噴射装置の全体
構成図である。

【図３】ボールのリフト量を示すタイムチャートであ
る。

【図４】本実施例の効果を示すグラフである。

【図５】従来の安全装置の断面図である。

【図６】従来の安全装置におけるボールのリフト量を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁 ２ 安全装置 ５ コモンレール（蓄圧室） １０ 本体 １１ ピストン １２ ボール（弁体） １３ スプリング（付勢手段） １４ 流入口（流路） １５ 流出口（流路） １６ ピストン室（流路） １７ スプリング室（流路） １８ オリフィス １９ 角部（シート部） ２０ プレート ２１ 小孔（絞り部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄圧室の下流に配されて、燃料噴射弁に燃
   料を導く流路を備え、この流路内にシート部が形成され
   た本体と、 前記シート部より上流側の前記流路内で流路方向に移動
   可能に配され、前記流路を流れる燃料流量を制限するオ
   リフィスが設けられたピストンと、 前記シート部より上流側の前記流路内で前記ピストンの
   下流に配され、前記ピストンの移動量が許容値を越えた
   際に、前記シート部に当接して前記流路を閉じる弁体
   と、 この弁体および前記ピストンを上流側へ付勢する付勢手
   段とを備えた蓄圧式燃料噴射弁の安全装置において、 前記シート部より下流に、前記流路の流路断面積を小さ
   くする絞り部を設け、 この絞り部は、その開口径が前記オリフィスの開口径よ
   り大きく設定されて、瞬間的な流量増加が生じた際に、
   前記絞り部の前後で圧力差を生じさせることを特徴とす
   る蓄圧式燃料噴射弁の安全装置。