WO2008020530A1 - Accumulator fuel injection device - Google Patents

Description

明 細 書

蓄圧式燃料噴射装置

技術分野

[0001] 本発明は、ァーマチヤ室内でァーマチヤを移動させ、蓄圧室の燃料を導入する制 御室でァーマチヤと一体的に構成される弁体にて蓄圧室からの燃料の逃がし量を調 整することにより蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁を設けた蓄圧式燃料噴射 装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、サプライポンプと、該サプライポンプより圧送される高圧化した燃料を蓄える 蓄圧室と、該蓄圧室から供給された燃料を噴射するインジェクタを備えてなるェンジ ンの蓄圧式燃料噴射装置は公知となっている（例えば、特許文献 1参照。）。このよう な蓄圧式燃料噴射装置では、蓄圧室の燃料圧力を制御するために、該蓄圧室に当 該蓄圧室の燃料圧力を検出するための圧力センサと、該蓄圧室力 燃料を逃がすた めの電磁弁とが設けられていた。

[0003] 前記電磁弁はァーマチヤ室内でァーマチヤを移動させ、蓄圧室の燃料を導入する 制御室でァーマチヤと一体的に構成される弁体にて蓄圧室からの燃料の逃がし量を 調整することにより、蓄圧室の燃料圧力を低下させることができるように構成されてい た。そして、該電磁弁の開閉制御が圧力センサによる燃料圧力の検出値に基づいて 行われ、蓄圧室の燃料圧力を所定圧力に保持することができるようになつていた。 特許文献 1 :特開 2006— 83821号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかし、従来の蓄圧式燃料噴射装置にお!/、ては、蓄圧室の圧力変動が大き!/、と、 略そのまま蓄圧室から圧力制御弁に伝わり、圧力制御弁のバルブシートの圧力変動 も大きくなつていた。また、圧力制御弁で制御室とァーマチヤ室の圧力が等しくなら ずにァーマチヤによる弁体の制御に正確性を欠くことがあった。そのため、圧力制御 弁の作動が不安定となって!/、た。 課題を解決するための手段

[0005] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、ァーマチヤ室内でァーマチヤを移動させ、蓄圧 室の燃料を導入する制御室でァーマチヤと一体的に構成される弁体にて蓄圧室から の燃料の逃がし量を調整することにより蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁を 設けた蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力制御弁の制御室と蓄圧室との間に 配設されたバルブシートに、該蓄圧室力 バルブシートに伝わる圧力を減衰させる手 段を設けたものである。

[0006] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、前記圧力減衰用手段は、前記バルブシートに 減衰室を設け、該減衰室の蓄圧室側および制御室側にそれぞれ絞りを設けて構成 したものである。

[0007] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、ァーマチヤ室内でァーマチヤを移動させ、蓄圧 室に連通する制御室でァーマチヤと一体的に構成される弁体にて蓄圧室からの燃料 の逃がし量を調整することにより蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁を設けた 蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力制御弁に制御室とァーマチヤ室の圧力を 均等にする手段を設けたものである。

[0008] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、前記圧力均等用手段は、前記ァーマチヤと、該 ァーマチヤと一体的に構成して弁体に作用するシャフトとに、それぞれ前記制御室と ァーマチヤ室とを連通する連通孔を設けたものである。

発明の効果

[0009] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置においては、ァーマチヤ室内でァーマチヤを移動さ せ、蓄圧室の燃料を導入する制御室でァーマチヤと一体的に構成される弁体にて蓄 圧室からの燃料の逃がし量を調整することにより蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力 制御弁を設けた構成で、前記圧力制御弁の制御室と蓄圧室との間に配設されたバ ルブシートに、該蓄圧室力 バルブシートに伝わる圧力を減衰させる手段を設けたこ とから、前記圧力減衰用手段により蓄圧室の圧力変動を圧力制御弁のバルブシート に直接伝わらないようにすることが可能となり、該バルブシートの圧力変動を小さくし て、圧力制御弁の作動を安定させることができる。

[0010] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置においては、前記圧力減衰用手段は、前記バルブ シートに減衰室を設け、該減衰室の蓄圧室側および制御室側にそれぞれ絞りを設け て構成したことから、前記減衰手段を簡単な構造で構成することができ、製造コストを 才卬制すること力 Sでさる。

[0011] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置においては、ァ チヤ室内でァ チヤを移動さ せ、蓄圧室に連通する制御室でァ チヤと一体的に構成される弁体にて蓄圧室か らの燃料の逃がし量を調整することにより蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁 を設けた構成で、前記圧力制御弁に制御室とァ チヤ室の圧力を均等にする手 段を設けたことから、前記ァ チヤの弁体に作用する制御室側端部とァ チヤ 室側端部とにそれぞれ働く圧力を釣り合わせることが可能となり、ァ チヤにより弁 体を正確に制御して、圧力制御弁の作動を安定させることができる。

[0012] 本発明の蓄圧式燃料噴射装置においては、前記圧力均等用手段は、前記ァ チヤと、該ァーマチヤと一体的に構成して弁体に作用するシャフトとに、それぞれ前 記制御室とァ チヤ室とを連通する連通孔を設けたことから、前記手段を簡単な構 造で構成することができ、製造コストを抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の一実施例に係る蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示す図。

[図 2]圧力制御弁の断面図。

[図 3]図 2におけるァ チヤ部の X— X矢視断面図。

符号の説明

[0014] 2 蓄圧室

6 圧力制御弁

10 レブシ

11 弁体

12 シャフト

12a 連通孔

13 ァ チヤ

13a 連通孔

21 制御室 22 ァーマチヤ室

30 減衰室

31 絞り

32 絞り

発明を実施するための最良の形態

[0015] エンジンの蓄圧式燃料噴射装置は、図 1に示すように、サプライポンプ 1や、蓄圧室 2や、複数のインジェクタ 3 · 3 · · ·などを備えて、該サプライポンプ 1で燃料タンク 4から フィードポンプ 5を介して吸入した燃料を加圧してこれを蓄圧室 2へ圧送し、該蓄圧 室 2で高圧化した燃料を蓄えて、各インジェクタ 3で蓄圧室 2から供給された燃料を燃 焼室に噴射することができるように構成されている。

[0016] 前記蓄圧室 2では、該蓄圧室 2の燃料圧力を制御する圧力制御弁 6が設けられ、こ れが開くことで燃料が蓄圧室 2から燃料タンク 4に逃がされて、蓄圧室 2の燃料圧力 が低下されるようになっている。蓄圧室 2ではまた、該蓄圧室 2の燃料圧力を検出す るための圧力センサ 7が設けられ、圧力制御弁 6とともにコントローラ 8に接続されてい る。そして、コントローラ 8が圧力センサ 7による燃料圧力の検出値に基づいて圧力制 御弁 6の開閉制御を行って、燃料の逃がし量を調整することで、該蓄圧室 2の燃料圧 力を所定圧力に保持するように構成されて!/ヽる。

[0017] 図 2に示すように、前記圧力制御弁 6は電磁弁からなり、蓄圧室 2に通じる燃料通路 10aを有するバルブシート 10や、該バルブシート 10の燃料通路 10aを閉じる球状の 弁体 11や、該弁体 11をシャフト 12を介して押圧可能とするァーマチヤ 13や、該ァー マチヤ 13が弁体 11をバルブシート 10に押圧する方向に付勢するスプリング 14や、 該スプリング 14の付勢方向と同じ方向にァーマチヤ 13を付勢するソレノイド 15などを 備え、これらをバルブ押え部材 16に設けて構成されている。

[0018] 前記圧力制御弁 6において、バルブ押え部材 16はその一部を蓄圧室本体 2aの一 端に揷嵌して固定されており、該バルブ押え部材 16の蓄圧室 2内側部にバルブシー ト 10が嵌装されて、該バルブシート 10とバルブ押え部材 16との間に制御室 21が形 成されている。制御室 21はバルブシート 10に形成された燃料通路 10aを介して蓄圧 室 2に連通されるとともに、バルブ押え部材 16に形成された燃料通路 16aを介して蓄 圧室 2の燃料逃がし通路 2bに接続されている。そして、制御室 21に弁体 11が配設さ れて、バルブシート 10の燃料通路 10aを閉じるようにシート面 10bに圧着可能とされ ている。

[0019] また、前記バルブ押え部材 16の蓄圧室 2外側部にソレノイド 15が内装されるととも プ 17の内側に配置された筒状部材 18の内部にァーマチヤ室 22が形成されている。 ァーマチヤ室 22にはァーマチヤ 13が移動自在に設けられ、該ァーマチヤ 13のキヤッ プ 17側にスプリング受け部材 19が固設されている。そして、ァーマチヤ 13とスプリン グ受け部材 19との間にスプリング 14が介装されて、該スプリング 14の付勢力によりァ 一マチヤ 13が蓄圧室 2側に付勢されている。

[0020] 前記バルブ押え部材 16の制御室 21とァーマチヤ室 22との間には、これらを連通 する貫通孔が設けられ、該貫通孔にシャフト 12が隙間なく移動可能に揷通されてい る。シャフト 12はその両端をそれぞれ制御室 21とァーマチヤ室 22とに突出し、一端 をァーマチヤ室 22でァーマチヤ 13に連結することで、該ァーマチヤ 13と一体的に移 動可能とされて、スプリング 14の付勢力により蓄圧室 2側に付勢されている。そして、 シャフト 12は他端を制御室 21で弁体 11に圧接して、該弁体 11をァーマチヤ 13とと もに蓄圧室 2側に押圧してバルブシート 10のシート面 10bに圧着し、該弁体 11にて 燃料通路 10aを閉じることができるように構成されている。

[0021] また、前記ァーマチヤ室 22の周囲に配置されるソレノイド 15は、蓄圧室 2の燃料圧 力を検出する圧力センサ 7とともにコントローラ 8に接続されている。そして、コントロー ラ 8が圧力センサ 7により検出された燃料圧力の検出値に基づいてソレノイド 15への 供給電圧ほたは電流)を変更し、ァーマチヤ 13をスプリング 14の付勢方向と同じ方 向に付勢して、シャフト 12を介して押圧する弁体 11にて燃料通路 10aの開き具合を 調節し、該燃料通路 10aを流れる燃料の量を調整することができるようになつている。

[0022] 前記ソレノイド 15への通電が行われない場合には、ァーマチヤ 13がスプリング 14 の付勢力により蓄圧室 2側に付勢されて、燃料通路 10aを開く蓄圧室 2の燃料圧力 力 Sスプリング 14の所定の設定圧力となるように設定される。一方、ソレノイド 15への通 電が行われる場合には、その励磁電力の大きさに応じて、ァーマチヤ 13にスプリング 14の付勢方向と同じ方向に付勢する力、すなわちスプリング 14の設定圧力を大きく するような力が作用して、該ァーマチヤ 13が同じく蓄圧室 2側に付勢され、燃料通路 10aを開く蓄圧室 2の燃料圧力がスプリング 14の所定の設定圧力よりも増加するよう に設定される。こうして、コントローラ 8によりソレノイド 15の励磁電流の大きさを制御す ることで、蓄圧室 2の燃料圧力を所定圧力に保持することができるように構成されてい る。なお、スプリング 14の設定圧力は、ソレノイド 15が故障などにより通電不可能とな つた場合でも、蓄圧室 2の燃料圧力が燃料噴射可能な圧力となるように設定されてい

[0023] このように圧力制御弁 6は、ァーマチヤ室 22内でァーマチヤ 13をスプリング 14およ びソレノイド 15により蓄圧室 2側へ付勢し、制御室 21でァーマチヤ 13にてシャフト 12 を介して押圧する弁体 11にて燃料通路 10aの開き具合を調節することで、燃料通路 10aの燃料流量、即ち蓄圧室 2の燃料逃がし通路 2bからの燃料逃がし量を調整して 、蓄圧室 2の燃料圧力を制御することができるように構成されている。そして、本発明 の蓄圧式燃料噴射装置に係る圧力制御弁 6では、さらにバルブシート 10に蓄圧室 2 力も当該バルブシート 10に伝わる圧力を減衰させる手段や、制御室 21とァーマチヤ 室 22の圧力を均等にする手段が設けられている。

[0024] 前記圧力減衰用手段は、たとえば図 2に示すように、バルブシート 10において、シ ート面 10bよりも蓄圧室 2側に減衰室 30を設け、該減衰室 30と蓄圧室 2との間に第 一絞り 31を設けるとともに、該減衰室 30と制御室 21との間に第二絞り 32を設けて、 これらを蓄圧室 2と制御室 21とを連通する燃料通路 10aとして構成されている。減衰 室 30は、バルブシート 10の燃料通路 10aの大径部と、該大径部に蓄圧室 2側から揷 嵌された絞り形成部材 35とから構成され、該燃料通路 10aの略中央（軸心方向）に 配置されている。

[0025] 第一絞り 31は絞り形成部材 35に形成された小径の孔から構成されて、一側で減衰 室 30の燃料流入側と接続され、他側で蓄圧室 2と接続されている。第二絞り 32はバ ルブシート 10の燃料通路 10aの小径部から構成され、一側で減衰室 30の燃料流出 側と接続され、他側で制御室 21と接続されている。そして、燃料が燃料通路 10aを流 れる際に、蓄圧室 2から第一絞り 31、減衰室 30、第二絞り 32を順に経て制御室 21に 導力、れるようになって!/、る。

[0026] こうして、前記蓄圧室 2から圧力制御弁 6のバルブシート 10に伝わる過程で、圧力 が減衰室 30および絞り 31 · 32により減衰され、蓄圧室 2の圧力変動がバルブシート 1 0に直接には伝わらないように構成されている。なお、圧力減衰用手段は、前述の構 成に限定するものではなぐ前記絞り形成部材 35などを用いずにバルブシート 10に 減衰室や絞りを設けたり、これらの代わりにオリフィスを設けたりして構成することもで きる。

[0027] 以上のように、ァーマチヤ室 22内でァーマチヤ 13を移動させ、蓄圧室 2の燃料を導 入する制御室 21でァーマチヤ 13と一体的に構成される弁体 11にて蓄圧室 2からの 燃料の逃がし量を調整することにより蓄圧室 2の燃料圧力を制御する圧力制御弁 6を 設けた蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力制御弁 6の制御室 21と蓄圧室 2と の間に配設されたバルブシート 10に、該蓄圧室 2からバルブシート 10に伝わる圧力 を減衰させる手段を設けたことから、該圧力減衰用手段により蓄圧室 2の圧力変動を 圧力制御弁 6のバルブシート 10に直接伝わらないようにすることが可能となり、該バ ルブシート 10の圧力変動を小さくして、圧力制御弁 6の作動を安定させることができ

[0028] さらに前記蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力減衰用手段は、前記バルブ シート 10に減衰室 30を設け、該減衰室 30の蓄圧室 2側および制御室 21側にそれ ぞれ絞り 31 · 32を設けて構成したことから、該圧力減衰用手段手段を簡単な構造で 構成することができ、製造コストを抑制することができる。

[0029] また、前記圧力均等用手段は、たとえば図 2に示すように、ァーマチヤ室 22から制 御室 21に延設されるシャフト 12に第一連通孔 12aを設けるとともに、ァーマチヤ室 22 でシャフト 12に連結するァーマチヤ 13に第二連通孔 13aを設け、該第一連通孔 12a と第二連通孔 13aとを連通して構成されている。第一連通孔 12aはシャフト 12の軸心 方向と直交する方向に延びる縦連通孔 41と、シャフト 12の軸心方向に延びる横連通 孔 42とから構成されており、縦連通孔 41がシャフト 12の外周面まで延設されて制御 室 21に臨み、該縦連通孔 41に連通する横連通孔 42がァーマチヤ 13内部まで延設 されて第二連通孔 13aに連通するように配置さている。 [0030] 前記第二連通孔 13aはァーマチヤ 13の軸心方向と直交する方向に延びる縦連通 孔 43と、ァーマチヤ 13の軸心方向に延びる横連通孔 44とから構成されており、第一 連通孔 12aと連通する縦連通孔 43がァーマチヤ 13の外周面まで延設されて横連通 孔 44に連通し、該横連通孔 44がァーマチヤ 13の蓄圧室 2側端およびキャップ 17側 端まで延設されてァーマチヤ室 22に臨むように配置されている。ここで横連通孔 44 は、図 3に示すように、ァーマチヤ 13の外周部に軸心方向に延設した溝と、ァーマチ ャ 13を隙間なく内装する筒状部材 18とで構成されている。

[0031] こうして、前記制御室 21とァーマチヤ室 22とがシャフト 12の第一連通孔 12aとァー マチヤ 13の第二連通孔 13aとを介して連通されて、該制御室 21とァーマチヤ室 22の 圧力が均等となり、シャフト 12の制御室 21側端部とァーマチヤ 13のァーマチヤ室 22 側端部とにそれぞれ働く圧力が釣り合うようになっている。なお、ァーマチヤ 13に設 けられる第二連通孔 13bは前述の構成に限るものではなぐァーマチヤ 13を貫通す るように設けて構成することもでき、特に第一連通孔 12aの横連通孔 42を延長するよ うに設けた場合には、縦連通孔 43を省いて横連通孔 44だけで構成することが可能と なる。

[0032] 以上のように、ァーマチヤ室 22内でァーマチヤ 13を移動させ、蓄圧室 2に連通する 制御室 21でァーマチヤ 13と一体的に構成される弁体 11にて蓄圧室 2からの燃料の 逃がし量を調整することにより蓄圧室 2の燃料圧力を制御する圧力制御弁 6を設けた 蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力制御弁 6に制御室 21とァーマチヤ室 22の 圧力を均等にする手段を設けたことにより、該ァーマチヤ 13の弁体 11に作用する制 御室 21側端部とァーマチヤ室 22側端部、本実施例ではァーマチヤ 13の制御室 21 側端部と当該ァーマチヤ 13と一体的に構成されたシャフト 12の制御室 21側端部と にそれぞれ働く圧力を釣り合わせることが可能となり、ァーマチヤ 13により弁体 11を 正確に制御して、圧力制御弁 6の作動を安定させることができる。

[0033] さらに前記蓄圧式燃料噴射装置において、前記圧力均等用手段は、前記ァーマ チヤ 13と、該ァーマチヤ 13と一体的に構成して弁体 11に作用するシャフト 12とに、 それぞれ前記制御室 21とァーマチヤ室 22とを連通する連通孔 12a ' 13aを設けたこ とにより、該圧力均等用手段を簡単な構造で構成することができ、製造コストを抑制 すること力 Sできる。

産業上の利用可能性

本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁の作 動を安定させることができるので、産業上有用である。

Claims

請求の範囲

[1] ァーマチヤ室内でァーマチヤを移動させ、蓄圧室の燃料を導入する制御室でァー マチヤと一体的に構成される弁体にて蓄圧室からの燃料の逃がし量を調整すること により蓄圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁を設けた蓄圧式燃料噴射装置にお いて、前記圧力制御弁の制御室と蓄圧室との間に配設されたバルブシートに、該蓄 圧室からバルブシートに伝わる圧力を減衰させる手段を設けたことを特徴とする蓄圧 式燃料噴射装置。

[2] 前記圧力減衰用手段は、前記バルブシートに減衰室を設け、該減衰室の蓄圧室 側および制御室側にそれぞれ絞りを設けて構成したことを特徴とする請求項 1に記載 の蓄圧式燃料噴射装置。

[3] ァーマチヤ室内でァーマチヤを移動させ、蓄圧室に連通する制御室でァーマチヤ と一体的に構成される弁体にて蓄圧室からの燃料の逃がし量を調整することにより蓄 圧室の燃料圧力を制御する圧力制御弁を設けた蓄圧式燃料噴射装置において、前 記圧力制御弁に制御室とァーマチヤ室の圧力を均等にする手段を設けたことを特徴 とする蓄圧式燃料噴射装置。

[4] 前記圧力均等用手段は、前記ァーマチヤと、該ァーマチヤと一体的に構成して弁 体に作用するシャフトとに、それぞれ前記制御室とァーマチヤ室とを連通する連通孔 を設けたことを特徴とする請求項 3に記載の蓄圧式燃料噴射装置。