JPH0666219A - ディーゼル機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射率を決定するノズルニードルのプレリフ
ト量の設定作業ならびに構成部品の組み付け作業を容易
に行う。 【構成】 往復動可能なノズルニードル５は、軸方向に
摺動可能にバルブケーシング１ｄに案内され、第１圧力
制御室１５と第２圧力制御室５０の圧力制御より第１の
ピストン１１及び第２のピストン１２を経由して制御さ
れる。第２のピストン１２に形成される小径部のシリン
ダ部にノズルニードル５の連結部７が摺動可能に嵌合さ
れる。ロアボディ１ａとディスタンスピース１ｃとの間
には、ノズルニードル５のプレリフト量を決定するスペ
ーサ１ｂが設けられる。スペーサ１ｂと第２のピストン
１２の頂部との段差によってノズルニードル５のプレリ
フト量が決定される。これにより、インジェクタ５を構
成する部品の縦方向の寸法管理が容易になり、油圧によ
る部品の縦方向変形の見積が不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関用燃料
噴射装置に関するもので、詳細にはノズルニードルのプ
レリフト量の設定を容易にしたディーゼル機関用燃料噴
射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関用燃料噴射装置として、
高圧燃料を蓄圧するコモンレールと呼ばれる共通の蓄圧
配管と、燃料を噴射するインジェクタとから構成される
ものが知られている。このインジェクタ内には、噴孔を
開閉するノズルニードルが摺動自在に配設されるととも
に、このノズルニードルに作用する燃料圧を保持する背
圧室を形成しており、この背圧室の圧力が三方電磁弁に
よって高圧側の燃料圧と低圧側の燃料圧とに切り替え制
御されることにより、蓄圧配管から供給された高圧燃料
が噴孔から噴射される。そして、エンジン性能向上のた
め、噴射初期の噴射量は一定で再び上昇した後噴射量が
ほぼ一定になり噴射切れは瞬時に終了する噴射率である
ブーツ型噴射を達成するよう、ノズルニードルのプレリ
フトを設定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の構成
をもつ従来のディーゼル機関用燃料噴射装置では、初期
噴射率を決定するノズルニードルのプレリフト量は、ノ
ズルニードルと一体に動く部品群の最上部で決定されて
いるため、複数の部品の縦方向の寸法管理ならびに油圧
による部品の縦方向変形の見積が非常に困難であるとい
う問題がある。

【０００４】本発明の目的は、ブーツ型噴射におけるプ
レリフト量を、ノズルニードルとその上部にあるピスト
ンとのギャップにより設定する構造とすることにより、
ノズルニードルのプレリフト量の設定作業性ならびに組
み付け作業性を向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のディーゼル機関
用燃料噴射装置は、高圧燃料を蓄える蓄圧配管と、ノズ
ルニードルを軸方向に摺動可能に保持する案内孔と前記
ノズルニードルの当接可能な弁座部と噴孔とを有するバ
ルブケーシングと、前記ノズルニードルに作動させる圧
力を保持する第１圧力制御室及び第２圧力制御室の圧力
を高圧側である前記蓄圧配管の燃料圧と低圧側の燃料圧
とに切り替える制御弁と、前記制御弁と前記第１圧力制
御室の間に設けられ、前記第１圧力制御室の圧力の低下
を遅延する遅延手段と、前記第１圧力制御室の圧力の増
大に応じて前記ノズルニードルを閉弁方向に移動する第
１のピストンと、この第１のピストンを往復動可能に案
内するシリンダを有するロアボディと、この第１のピス
トンのノズルニードル閉じ側位置を規制するストッパを
有するスペーサと、このスペーサに形成されるシリンダ
に摺動可能に案内され、前記第１のピストンに当接する
第２のピストンと、前記バルブケーシングと前記ロアボ
ディとの距離を前記スペーサとともに決定するディスタ
ンスピースと、前記第２圧力制御室に設けられ、一端が
前記ディスタンスピースに当接し、他端が前記ノズルニ
ードルに当接し、前記ノズルニードルを閉方向に付勢す
る付勢手段と、前記第２のピストンと前記ノズルニード
ルとを一定の範囲で軸方向距離可変に連結し、前記ノズ
ルニードルのプレリフト量を決定するプレリフト量決定
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】本発明の前記構成において、前記プレリフ
ト量決定手段は、例えば、前記ピストンに形成されるシ
リンダ部に前記ノズルニードルの連結部が摺動可能に嵌
合されるように構成する。本発明の前記構成において、
前記遅延手段は、例えばワンウエイオリフィスで構成す
る。

【０００７】

【作用】本発明のディーゼル機関用燃料噴射装置によれ
ば、前記ピストンと前記ノズルニードルとの間に形成さ
れるプレリフト量決定手段によってノズルニードルのプ
レリフト量が決定される構成であるため、インジェクタ
を構成する部品の縦方向の寸法管理が容易になり、油圧
による部品の縦方向変形の見積が不要になる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、インジェクタ１００のケーシング
部材１は、ボディロア１ａとスペーサ１ｂとディスタン
スピース１ｃとバルブケーシング１ｄとからなり、第１
のリテーニングリング１ｅにより部材１ａと１ｂが一体
に結合され、第２のリテーニングリング１ｆにより各部
材１ｂ、１ｃ、１ｄが一体に結合されている。そのバル
ブケーシング１ｄ内には弁体摺動孔２および燃料溜り室
３が形成され、その燃料溜り室３に連通する弁体摺動孔
２にノズルニードル５の大径部６が摺動自在に嵌合され
ている。このノズルニードル５の大径部６には連結部７
が形成されるとともに、さらに下方には小径部８および
弁体部９が一体形成されている。そして、弁体部９によ
りシート部ｘが開閉され、噴孔４からの噴射がオンオフ
される。

【０００９】ボディロア１ａに形成されるシリンダ１４
内には、第１のピストン１１が摺動自在に嵌合され、こ
の第１のピストン１１は、第２のピストン１２の一端に
当接する。第２のピストン１２の他端は、図３に示すよ
うに、小径部５４が形成され、この小径部５４に形成さ
れるシリンダ部５５に上記ノズルニードル５の連結部７
の先端が摺動可能に嵌合されている。

【００１０】第１圧力制御室１５は、図５に示すよう
に、シリンダ１４内に形成され、ワンウエイオリフィス
３８を形成する。この第１圧力制御室１５は、弁体２９
に形成される絞り通路３５により通路３６に連通する。
圧縮コイルスプリング３２の一端３２ａは弁体２９に当
接し、他端３２ｂは弁座３４を介して第１のピストン１
１に当接する。通路２２からインナバルブ１９、アウタ
バルブ１８を経由して通路３６に高圧が導かれると、弁
体２９を押し下げ、圧縮コイルスプリング３２、および
弁体２９がピストン１１に当接することにより第１のピ
ストン１１を押し下げる。このとき、絞り通路３５から
第１圧力制御室１５に高圧燃料が流入し、第１圧力制御
室１５の圧力がやがて高圧になる。次いで通路３６が低
圧に切り替わるときには、第１圧力制御室１５の圧力バ
ランスが崩れるまで絞り通路３５から燃料が流出し、第
１のピストン１１を押し下げた状態に保持する。その後
に第１圧力制御室１５が低圧になると、第１圧力制御室
１５の圧力バランスが崩れ、第１のピストン１１がリフ
トする。

【００１１】第２圧力制御室５０は、高圧燃料通路５６
により前記の通路３６に連通している。図３に示すよう
に、第２圧力制御室５０の内部には環状ばね材５１が収
納され、環状ばね材５１の一端５１ａはディスタンスピ
ース１ｃの底面に形成される環状溝５２に当接し、他端
５１ｂはノズルニードル５の後端に形成される大径のば
ね座部５３に当接している。連結部７は、第２のピスト
ン１２の後端に形成される小径中実円筒部５４に形成さ
れるシリンダ部５５内を上下に摺動可能である。ここ
で、図３に示すように、ノズルニードル５のフルリフト
量及びプレリフト量が決定されている。このプレリフト
量Ｈは、組み付け時、図４に示すスぺーサ１ｂと第２の
ピストン１２の頂部の段差で決定される。

【００１２】第１のピストン１１の上方には三方電磁弁
（制御弁）１６が設けられ、この三方電磁弁（制御弁）
１６は、弁手段と励磁手段とからなる。弁手段は、シリ
ンダ１７に摺動可能に案内されるアウタバルブ１８と、
このアウタバルブ１８の内部孔１８ａに摺動可能に案内
されるインナバルブ１９とから構成される。励磁手段
は、ソレノイドハウジング６３に取り付けられるコイル
２０と、ケース６２にソレノイドハウジング６３を介し
て固定される固定子６０と、アウタバルブ１８に固定さ
れ、通電時前記の固定子６０に吸引される可動鉄心６１
と、アウタバルブ１８を反吸引側に付勢する圧縮コイル
スプリング２１とから構成される。

【００１３】そして、コイル２０が消磁されている時に
はアウタバルブ１８は圧縮コイルスプリング２１の付勢
力により下方位置にあり、通路２２と第１圧力制御室１
５とは通路３６を介して連通した状態となる。また、コ
イル２０が励磁されている時にはアウタバルブ１８は上
方へ移動し、第１圧力制御室１５とドレン通路２３とが
連通した状態となる。なお、ドレン通路２３の燃料は、
通路４３、４４およびアウトレット２７を経由して図示
しないドレンタンクに抜くことができるようになってい
る。

【００１４】ケーシング部材１には燃料供給通路２４が
形成され、この燃料供給通路２４の一端は燃料溜り室３
と接続されるとともに、他端は三方電磁弁１６の通路２
２と接続されている。蓄圧配管２６は、図示しない高圧
供給ポンプから供給された高圧燃料を蓄圧しており、こ
の蓄圧配管２６は各気筒毎に設けられたインジェクタ１
００にインレット２５を介して高圧燃料を供給する。コ
ントローラ２８は気筒判別センサ、カム角度センサおよ
びアクセル開度センサからの信号等を入力し、所定の燃
料噴射タイミングで三方電磁弁１６を制御する。

【００１５】次に、作動について説明する。蓄圧配管２
６の高圧燃料は、インレット２５を介してインジェクタ
１００内に供給される。この燃料は燃料供給通路２４を
介して燃料溜り室３に供給されるとともに、三方電磁弁
１６に供給される。このとき、三方電磁弁１６が消磁さ
れている場合には、アウタバルブ１８は圧縮コイルスプ
リング２１により着座しており、三方電磁弁１６に供給
された燃料はインナバルブ１９を図中上方へ移動させて
通路３６に流入する。

【００１６】通路３６に流入した燃料は、絞り通路３５
より第１圧力制御室１５内に流入し、所定時間経過した
状態では、第１圧力制御室１５は高圧燃料で満たされ
る。このとき、第１圧力制御室１５、第２圧力制御室５
０および燃料溜り室３は高圧になっており、第１のピス
トン１１はストッパ部４５に当接し、第２のピストン１
２は第１のピストン１１に当接し、ノズルニードル５は
第２制御室内受圧面積と燃料溜り室３での受圧面積の差
および環状ばね材５１の設定力によりシート部ｘに着座
している。

【００１７】三方電磁弁１６が励磁されると、アウタバ
ルブ１８は図中上方へ吸引され、第１圧力制御室１５の
燃料は通路３６およびドレン通路２３を介して低圧側へ
逃がされる。しかし、このとき、第１圧力制御室１５は
絞り通路３５により燃料の流出が制限されるため、第１
圧力制御室１５の圧力はすぐには低下せず所定期間高圧
に保持される。これにより、第１ピストン１１がストッ
パ部４５に当接した状態に保持される。このとき、第２
ピストン１２は第１ピストン１１に当接したままの位置
にある。ノズルニードル５は、第２圧力制御室５６の受
圧面積で受ける圧力（低圧）と燃料溜り室３での受圧面
積で受ける圧力（高圧）の差および環状ばね材５１の設
定圧により図３に示すプレリフト量だけ上昇する。

【００１８】その後、第１圧力制御室１５の圧力が第１
のピストン１１および第２のピストン１２を上昇するに
値するレベルに低下すると、第１のピストン１１および
第２のピストン１２はフルリフト状態となる。次に、三
方電磁弁１６が消磁されると、高圧燃料が三方電磁弁１
６、通路３６を通って第１圧力制御室１５および第２圧
力制御室５０に供給されると、第１のピストン１１は第
１圧力制御室１５の圧力を受けて瞬時に図中下方へ移動
し、これに伴い第２のピストン１２及びノズニードル５
は下降し、速やかに噴射が終了する。

【００１９】なお、図６は上記作動における通路３６、
第２圧力制御室５０および第１圧力制御室１５の圧力変
化を示すタイムチャートで、図７は上記作動における第
１のピストン１１、第２のピストン１２およびノズルニ
ードル５の変位を示すタイムチャートである。図８に示
すように、プレリフト量は図４に示すディスタンスピー
ス１ｃとスペーサ１ｂの軸方向長さにより調節でき、ま
た図９に示すように、絞り通路３５の絞り径を調整する
ことにより、ノズルニードル５のフルリフト上昇の傾き
を制御することができる。さらに、図１０に示すよう
に、従来のデルタ型噴射に比べて、着火遅れ期間中の噴
射量を低減することができるので、一気燃焼を防止し、
窒素酸化物を低減することができる。

【００２０】前記実施例の構成によると、組み付け時、
図４に示すように、第２のピストン１２をノズルニード
ル５に当接させ、第２のピストン１２とスペーサ１ｂと
の段差によりプレリフト量Ｈを設定する。ノズルニード
ル５のプレリフト量Ｈの設定は、図４に示すスペーサ１
ｂと第２のピストン１２の頂部の段差Ｈのみで管理でき
る。従来は、ボディロアの縦方向寸法がプレリフト量を
支配していたが、本実施例では、プレリフト量を決定す
るためにボディロア１ａの寸法管理が不要になるので、
プレリフト量の設定が容易になる。しかも図４に示す各
部品をリテーニングリング１ｅで本体に組み替えるだけ
でプレリフト量調整作業並びに保守点検作業が行なえる
ため、サービス性が向上するという効果がある。

【００２１】前記実施例の環状ばね材５１の組み付け
時、環状ばね材５１の弾性変形は圧縮コイルスプリング
に比べ相対的に小さいから、常時プレリフト量を適正に
保てるという効果もある。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディーゼ
ル機関用燃料噴射装置によると、ブーツ型噴射を可能と
し、噴射率を決定するノズルニードルのプレリフト量
を、ノズルニードルと一体に動く部品群の中間部で決定
するため、プレリフト量の設定作業が容易となり、保守
点検時の作業性も向上するという効果がある。また、ノ
ズルニードルのプレリフト量を決定するとき、インジェ
クタを構成する複数の部品の縦方向の寸法管理が容易に
なり、また油圧による部品の縦方向変形の見積が容易に
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるディーゼル機関用燃料噴
射装置を示す断面図である。

【図２】図１に示すディーゼル機関用燃料噴射装置を示
すもので、図１に示す切断面とは異なる切断面で切断し
た断面図である。

【図３】図１に示すＢ部分を示す拡大断面図である。

【図４】図１に示すディーゼル機関用燃料噴射装置を示
すもので、組み付け完成前にプレリフト量を設定する操
作を説明する断面図である。

【図５】図１に示すＡ部分の拡大断面図である。

【図６】本発明の前記実施例の圧力変化特性を示すタイ
ムチャートである。

【図７】本発明の前記実施例の変位特性を示すタイムチ
ャートである。

【図８】本発明の前記実施例の噴射特性を説明するため
の図である。

【図９】本発明の前記実施例の噴射特性を説明するため
の図である。

【図１０】本発明の前記実施例の噴射特性を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１ ケーシング部材 １ａ ロアボディ １ｂ スペーサ １ｃ ディスタンスピース １ｄ バルブケーシング ２ 弁体摺動孔（案内孔） ４ 噴孔 ５ ノズルニードル ７ 連結部（プレリフト量決定手段） １１ 第１のピストン １２ 第２のピストン １４ シリンダ １５ 第１圧力制御室 １６ 三方電磁弁（制御弁） １８ アウタバルブ（制御弁） １９ インナバルブ（制御弁） ２０ コイル（制御弁） ２１ 圧縮コイルスプリング（制御弁） ２２ 高圧燃料通路 ２６ 蓄圧配管 ３５ 絞り通路 ３８ ワンウエイオリフィス ４５ ストッパ ５０ 第２圧力制御室 ５１ 環状ばね材（付勢手段） ５５ シリンダ部 ６０ 固定子（制御弁） ６１ 可動鉄心（制御弁） １００ インジェクタ Ｘ シート部（弁座部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧燃料を蓄える蓄圧配管と、 ノズルニードルを軸方向に摺動可能に保持する案内孔と
   前記ノズルニードルの当接可能な弁座部と噴孔とを有す
   るバルブケーシングと、 前記ノズルニードルに作動させる圧力を保持する第１圧
   力制御室及び第２圧力制御室の圧力を高圧側である前記
   蓄圧配管の燃料圧と低圧側の燃料圧とに切り替える制御
   弁と、 前記制御弁と前記第１圧力制御室の間に設けられ、前記
   第１圧力制御室の圧力の低下を遅延する遅延手段と、 前記第１圧力制御室の圧力の増大に応じて前記ノズルニ
   ードルを閉弁方向に移動する第１のピストンと、 この第１のピストンを往復動可能に案内するシリンダを
   有するロアボディと、 この第１のピストンのノズルニードル閉じ側位置を規制
   するストッパを有するスペーサと、 このスペーサに形成されるシリンダに摺動可能に案内さ
   れ、前記第１のピストンに当接する第２のピストンと、 前記バルブケーシングと前記ロアボディとの距離を前記
   スペーサとともに決定するディスタンスピースと、 前記第２圧力制御室に設けられ、一端が前記ディスタン
   スピースに当接し、他端が前記ノズルニードルに当接
   し、前記ノズルニードルを閉方向に付勢する付勢手段
   と、 前記第２のピストンと前記ノズルニードルとを一定の範
   囲で軸方向距離可変に連結し、前記ノズルニードルのプ
   レリフト量を決定するプレリフト量決定手段とを備えた
   ことを特徴とするディーゼル機関用燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記プレリフト量決定手段は、前記ピス
   トンに形成されるシリンダ部に前記ノズルニードルの連
   結部が摺動可能に嵌合されることを特徴とする請求項１
   記載のディーゼル機関用燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記遅延手段は、ワンウエイオリフィス
   であることを特徴とする請求項１記載のディーゼル機関
   用燃料噴射装置。