JPH09273457A - 高圧燃料噴射装置に用いるインジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】筒内噴射型の高圧燃料噴射装置に用いるインジ
ェクタの開弁時及び閉弁時のバウンシングを防止する。 【解決手段】プランジャロッドとこれに対面する部材の
少なくともいずれか一方の表面に凹所を設け、ここに燃
料を溜めて、プランジャロッドが部材に衝突する直前に
液圧縮を発生させ、それに伴う反発力で激しい衝突を防
止し、バウンシングを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンに取り
付けられ、高圧下で燃料を噴射する装置に関するもので
あって、特にそれに用いるインジェクタの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平3−50378号公報において課題とし
て示された従来インジェクタでは、噴射１回あたりの燃
料噴射量を規制するために、燃料通路において燃料噴射
口の上流に燃料計量部が設けられている。この燃料計量
部にあるバルブ部材が開閉する時、そのバルブストロー
ク分だけ計量部長さが変化する構造となっている。

【０００３】従って、燃料計量部における燃料流量はバ
ルブ部材の変位と共に変化し、バルブ駆動時の流量（以
下、動的流量とする）とバルブ全開時の流量（以下、静
的流量とする）との間の駆動パルスの変化に対する流量
の増加特性、つまり、直線性が失われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このインジェクタは、
電磁コイルによって発生される電磁力によって固定部材
に可動弁体が吸引されるように構成されている。可動弁
体が電磁力によって開位置に移動すると、固定部材と可
動弁体とが衝突し、その反作用でバウンシング現象を発
生する。このため、開弁後に可動弁体が一時的に閉弁側
へ移動し、その分だけ流量が少なくなり、動的流量と静
的流量との間の直線性も失われる。この現象は、可動弁
体の開弁応答性を高めるために、駆動装置に印加する電
圧を一時的に駆動初期の所定期間に高くする制御を行う
とより顕著に現れる。

【０００５】本発明の目的は、燃料計量部における動的
流量がバルブ部材の変位に依存しない構造にすることに
より直線性を広げることにある。即ち、可動弁体の開弁
応答性を低下させないで開弁直後のバウンシング現象を
抑制する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の高圧燃料噴射イ
ンジェクタは、エンジンに取り付けられ、高圧下で燃料
を噴射するインジェクタであって、電磁力発生装置と、
燃料通路内に進退可能に配置され、前記電磁力発生装置
によって駆動される可動弁体と、その可動弁体によって
開閉される燃料噴口を持つバルブボディを有するものに
おいて、前記可動弁体が噴口を開く方向に移動する時、
前記可動弁体に対して、その移動を阻止する方向に液圧
力を作用させるように構成したことを特徴とする。

【０００７】このように構成されたインジェクタによれ
ば、可動弁体が閉位置から開位置へ移動する際、この可
動弁体が押しのける燃料によって、可動弁体に与えられ
る反発力が可動弁の過渡の移動を抑制する。具体的に
は、固定部材に対する可動弁の衝突エネルギーを減少さ
せることになる。その結果、可動弁体と固定部材との衝
突による跳ね返りが弱まり、バウンシングが抑制され
る。また、一旦可動弁体と固定部材とが接触した後は、
両者間にはさみ込まれた燃料が両者の表面に表面張力を
発生させ、瞬間的に生じる可動弁の反発方向への移動を
抑制する作用もバウンシングを抑制するのに働いてい
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明になるインジェク
タを示す全体の断面図で、このインジェクタは図１０に
示すようにエンジン１００の頂上部に差し込まれ固定さ
れている。インジェクタは、コア１，ヨーク２，ノズル
９を備え、これらが一体化されて全体として１個のハウ
ジングを構成している。コア１とヨーク２およびヨーク
２とノズル９は、塑性流動を利用した結合で固定されて
いる。このハウジング内には、プランジャロッド７とボ
ールバルブ８を溶接で固定し、リング１３を含む可動弁
体が設けられている。可動弁体は、可動弁体の上流側に
あるスプリング１２がある圧縮荷重を持つように固定し
たスプリングアジャスタ１４とノズル９の間にあり、ノ
ズル９の噴射口を閉じるよう閉位置に常時付勢されてい
る。前述の電磁力発生装置は、コア１，ヨーク２，コア
１の下流側外径に挿入されたボビン３，ボビン３に巻か
れたコイルにより構成されている。ボビン３にはプラグ
１５とＯリング１６を介してプラスとマイナスのコネク
タ５が取り付けられ、コイル４に対してコネクタ５を経
て外部から励磁電流が供給される。さらに、ハウジング
内には上流側に形成された燃料供給口から下流部の燃料
噴射口まで燃料を導く燃料通路が形成されている。供給
口の内側には燃料中のごみなどを捕獲するフィルタ１１
が設けられ、これを通過した燃料はプランジャロッド７
に設けた通路およびリング１３とコア１の間、プランジ
ャロッド７とコア１の間、プランジャロッド７とスペー
サリング１７の間、プランジャロッドとヨーク２の間を
通過する。そして、ストッパ６を通ってスワラー１０に
より旋回力を付与された燃料はノズル９より噴射され
る。

【０００９】燃料通路の一部であるプランジャロッド７
付近の拡大図を図２に示す。この図は可動弁体であるプ
ランジャロッド７の開弁状態を示している。ここで、ス
ペーサ１８は燃料が可動弁体の移動に対して、それを阻
止する方向に液圧を発生させる部材として機能する。こ
のスペーサ１８は、図３に示すようにプランジャロッド
７側の面に微小の凹部１８ａを持つ部材である。図５よ
り可動弁体が閉位置から開位置へ移動するとき、この可
動弁体がスペーサ１８に衝突する瞬間、可動弁体の先端
とスペーサ１８との間に残留する燃料が急激に圧縮さ
れ、その反発力が可動弁の衝突力を緩和する。この時、
凹所が燃料残留量を多くするので十分な反発力が得られ
る。凹所の数は、磁束の飽和しない範囲で多く設けると
良い。

【００１０】以上の効果により、図７に示すように一時
的に駆動初期の所定時間に印加する電圧を高くしても燃
料計量部における動的流量の安定化および直線性を拡大
することができる。

【００１１】液圧発生部材の第２実施例を図４，図６に
示す。この実施例においても部材の一方に凹溝１８ｂを
設けることにより、可動部材との衝突時に可動部材にス
クィーズによる力が得られる。従って、第１実施例と同
様の効果が得られる。

【００１２】この凹溝は１条でなく、数条設けても良
い。また完全な環状でなくても良い。いずれの実施例に
おいても、プランジャロッド７がスペーサ１８に接近す
る際、スペーサ１８とロッド先端との間に存在する燃料
の一部がこれら凹部や凹溝に閉じ込められ、逃げ場を失
って、スペーサ１８とロッド先端間に残留することによ
って圧縮され、その反発力で前記スクィーズ効果が発生
する。

【００１３】また、これら凹部や溝は、プランジャロッ
ド７の先端面に形成することもできるし、両方に形成す
ることもできる。プランジャロッド７の先端面に、この
様なスペーサを接着あるいは接合しても良い。

【００１４】図９は、この高圧燃料噴射装置の全体シス
テム図である。

【００１５】ＥＣＵはエンジンコントロールユニット
で、エアフローメータ３０で検出された空気量Ｑａ，空
気量を制御するスロットル弁２９の開度センサ３１から
の信号θ，内燃機関の回転数Ｎｅ，排気管に取付けたＯ
₂ センサからの信号Ｏ₂ 等を入力して、点火時期と燃料
噴射パルス幅を演算し、点火装置３２，点火プラグ２１
を制御したり、エンジン１００のシリンダ２７内へ直接
燃料を噴射する様に取付けられたインジェクタ２０の開
弁状態を制御する。

【００１６】２２はシリンダ１００の吸気管、２３は同
排気管、２４は吸気弁、２５は排気弁である。２６はピ
ストン、２７はシリンダである。

【００１７】この様な構成の高圧噴射型インジェクタに
は、噴射パルスＴ_P が出力されている間、図７に示す様
な電圧が印加される。

【００１８】すなわち、ＯＮ１の区間は、保持電圧の約
２０倍の高電圧、例えば、１８０Ｖが印加され、弁が開
いた後は１２Ｖの電圧で開いた状態を維持する。

【００１９】この様に高電圧で弁を駆動させても本実施
例では破線で示すような従来のバウンシング現象は発生
しなかった。

【００２０】スペーサ１８やプランジャロッド７先端面
の凹所の数や寸法は、磁束が飽和しない範囲であれば種
々のバリエーションが考えられる。

【００２１】この凹所の部分では、磁束が通り難く、従
って凹所と凹所の間の面に磁束が集中する部分を形成で
き、その部分の磁気吸引力を強める作用があるので、凹
所を設けても吸引力はまったく低下しない。逆に集中さ
せた部分で有効に吸引力が得られて、全体として吸引力
が増す。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
可動弁体の開弁応答性を低下させないで開弁直後の衝突
による跳ね返りを弱めバウンシング現象を抑制するた
め、燃料計量部における可動弁体駆動時の流量の安定化
および可動弁体駆動時の流量と可動弁体全開時の流量と
の駆動パルスの変化に対する流量の増加特性、つまり、
直線性を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である高圧燃料噴射インジ
ェクタの全体断面図。

【図２】スペーサ付近の拡大断面図。

【図３】スペーサの第１実施例を示す図面。

【図４】スペーサの第２実施例を示す図面。

【図５】第１実施例の説明図。

【図６】第２実施例の説明図。

【図７】駆動信号と弁体の開度変化状態を示す図面。

【図８】本発明と従来型の燃料噴射量特性比較図面。

【図９】高圧燃料噴射インジェクタを使用するエンジン
制御システムの一例を示す図面。

【符号の説明】

１…コア、２…ヨーク、３…ボビン、４…コイル、５…
コネクタ、６…ストッパ、７…プランジャロッド、８…
ボールバルブ、９…ノズル、１０…スワラー、１１…フ
ィルタ、１２…スプリング、１３…リング、１４…スプ
リングアジャスタ、１５…プラグ、１６…Ｏリング、１
７…スペーサリング、１８…スペーサ、１９…アウター
モールド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに取り付けられ、電磁力発生装置
   と、燃料通路内に進退可能に配置され、前記電磁力発生
   装置によって駆動される可動弁体と、その可動弁体によ
   って開閉される燃料噴口を持つバルブボディを有するも
   のにおいて、前記可動弁体と該可動弁体に対面する固定
   部材との間に燃料を閉じ込めて、可動弁体の軸方向に対
   してその移動に抵抗する液圧を発生させる液圧発生部を
   設けたことを特徴とする高圧燃料噴射装置に用いるイン
   ジェクタ。
2. 【請求項２】請求項１において液圧発生部は非磁性の薄
   板部材から成り、その可動弁体側面に凹所が形成されて
   いることを特徴とする高圧燃料噴射装置に用いるインジ
   ェクタ。
3. 【請求項３】プランジャロッドとこれに対面する部材と
   の少なくともいずれかの表面に磁束密度の高い部分と低
   い部分とを設け、磁束密度の低い部分を燃料溜りとした
   ことを特徴とする高圧燃料噴射装置に用いるインジェク
   タ。