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JP3329999B2 - Injector for fuel injection - Google Patents

Injector for fuel injection

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Publication number
JP3329999B2
JP3329999B2 JP27198995A JP27198995A JP3329999B2 JP 3329999 B2 JP3329999 B2 JP 3329999B2 JP 27198995 A JP27198995 A JP 27198995A JP 27198995 A JP27198995 A JP 27198995A JP 3329999 B2 JP3329999 B2 JP 3329999B2
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JP
Japan
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fuel
hydraulic cylinder
pressure
injection
orifice
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JP27198995A
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有吾 工藤
悦弘 舩山
裕輔 足立
克司 扇元
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
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Publication of JPH0988758A publication Critical patent/JPH0988758A/en
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射用インジェ
クタに係り、とくにノズルボディ内に液圧シリンダを備
え、該液圧シリンダのピストンによってノズルニードル
をバルブシートに押圧して燃料の噴射を遮断するととも
に、前記液圧シリンダの液圧を解除すると燃料圧によっ
て前記ノズルニードルがリフトして燃料の噴射が行なわ
れるようにした燃料噴射用インジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injector for fuel injection, and more particularly to a fuel injection injector having a hydraulic cylinder in a nozzle body, wherein the piston of the hydraulic cylinder presses a nozzle needle against a valve seat to shut off fuel injection. In addition, the present invention relates to a fuel injection injector in which when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is released, the nozzle needle is lifted by fuel pressure to inject fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射装置とし
て、噴射の度毎にカムによってプランジャを突上げると
ともに、エンジンの回転数をカムシャフトおよびメカニ
カルガバナを介してコントロールラックにフィードバッ
クし、このコントロールラックによって1回に噴射され
る燃料の供給量を制御するようにしたボッシュ型の燃料
噴射ポンプに代えて、蓄圧式の燃料噴射装置が提案され
ている。
2. Description of the Related Art As a fuel injection device for a diesel engine, a plunger is pushed up by a cam at every injection, and the engine speed is fed back to a control rack via a camshaft and a mechanical governor. A pressure-accumulation type fuel injection device has been proposed in place of a Bosch type fuel injection pump which controls the supply amount of fuel injected each time.

【0003】この装置は加圧ポンプによって燃料を加圧
するとともに、例えばコモンレールに加圧された燃料を
蓄圧しておき、インジェクタに組込まれている三方向弁
を切換えることによってピストンの押圧力を解除し、ノ
ズルニードルをリフトさせて燃料を噴射させ、所定のタ
イミングで再びピストンに燃料圧を印加し、ノズルニー
ドルをバルブシートに圧着させて噴射を停止させるよう
にしている。
This device pressurizes fuel by a pressurizing pump, accumulates the pressurized fuel in, for example, a common rail, and releases a pressing force of a piston by switching a three-way valve incorporated in an injector. The fuel is injected by lifting the nozzle needle, the fuel pressure is again applied to the piston at a predetermined timing, and the nozzle needle is pressed against the valve seat to stop the injection.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように蓄圧式の燃
料噴射装置は、通常の燃料噴射装置とは異なって、ノズ
ルニードルの開閉が燃料圧によって行なわれるようにな
っている。燃料はインジェクタ内で燃料を噴射する経路
とノズルニードルの駆動制御のための液圧シリンダへの
供給のための経路とに分かれるようになっている。無噴
射時は燃料噴射経路を通してノズルニードルに加えられ
るリフト方向の力に対して、液圧シリンダのピストンに
よってノズルニードルを押下げる力を高くすることによ
りノズルニードルをバルブシートに圧着させて閉じた状
態にしている。これに対して燃料の噴射時は、ノズルニ
ードルを押えつけている液圧シリンダへの燃料圧を解除
し、燃料圧によってノズルニードルが開弁して燃料が噴
射されるようになっている。
As described above, the pressure accumulating type fuel injection device is different from the usual fuel injection device in that the opening and closing of the nozzle needle is performed by the fuel pressure. The fuel is divided into a path for injecting the fuel in the injector and a path for supplying the fuel to a hydraulic cylinder for controlling the driving of the nozzle needle. In the non-injection state, the nozzle needle is pressed against the valve seat and closed by increasing the force to push down the nozzle needle by the piston of the hydraulic cylinder against the lift force applied to the nozzle needle through the fuel injection path. I have to. On the other hand, when fuel is injected, the fuel pressure to the hydraulic cylinder holding down the nozzle needle is released, and the fuel pressure opens the nozzle needle to inject fuel.

【0005】一方でディーゼルエンジンの燃料噴射装置
として要求される特性は、噴射の開始時においては噴射
率が緩やかに増大する特性である。このような特性は、
ディーゼルノックを防止して燃焼温度を下げ、エンジン
騒音や排気ガス中の窒素酸化物の量を低減するために要
求される特性である。
On the other hand, a characteristic required as a fuel injection device for a diesel engine is a characteristic in which the injection rate increases gradually at the start of injection. These characteristics are
This is a characteristic required to prevent diesel knock, lower the combustion temperature, and reduce engine noise and the amount of nitrogen oxides in exhaust gas.

【0006】また噴射の停止時においては、燃料のカッ
トがシャープに行なわれることを要する。すなわち燃料
の噴射特性が急激に零にカットされる特性であって、こ
のような特性によって排気ガス中の炭化水素や黒煙の発
生を防止することができるようになる。
When the injection is stopped, it is necessary that the fuel be cut sharply. That is, the fuel injection characteristics are sharply cut to zero, and such characteristics can prevent the generation of hydrocarbons and black smoke in the exhaust gas.

【0007】ところが上述のような蓄圧式の燃料噴射装
置においては、液圧シリンダからの燃料圧の解除および
液圧シリンダへの燃料圧の印加によって燃料の噴射特性
および噴射の停止特性がそれぞれ決まり、基本的には燃
料圧に依存することになる。従って相反する特性を同じ
圧力のコモンレールの燃料圧によって達成しなければな
らないという問題があった。
However, in the above-described pressure-accumulation type fuel injection device, the fuel injection characteristics and the injection stop characteristics are determined by releasing the fuel pressure from the hydraulic cylinder and applying the fuel pressure to the hydraulic cylinder, respectively. Basically, it depends on the fuel pressure. Therefore, there is a problem that conflicting characteristics must be achieved by the common rail fuel pressure at the same pressure.

【0008】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、とくに噴射の開始時と噴射の停止時と
で燃料の噴射率にヒステリシスを生ずるようにした燃料
噴射特性を有する燃料噴射用インジェクタを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a fuel injection characteristic in which the fuel injection rate has a hysteresis between the start of injection and the stop of injection. An object of the present invention is to provide an injector for injection.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ノズルボディ
内に液圧シリンダを備え、該液圧シリンダのピストンに
よってノズルニードルをバルブシートに押圧して燃料の
噴射を遮断するとともに、前記液圧シリンダの液圧を解
除すると燃料圧によって前記ノズルニードルがリフトし
て燃料の噴射が行なわれるようにした燃料噴射用インジ
ェクタにおいて、前記液圧シリンダに対して外側のエッ
ジが面取りされるかあるいは曲面になっている小孔を有
するオリフィスを複数段重ねて前記液圧シリンダの入口
部分に配したことを特徴とする燃料噴射用インジェクタ
に関するものである。
According to the present invention, there is provided a hydraulic cylinder in a nozzle body, wherein a nozzle needle is pressed against a valve seat by a piston of the hydraulic cylinder to cut off fuel injection, When the hydraulic pressure of the cylinder is released, the nozzle needle is lifted by the fuel pressure so that the fuel is injected so that the fuel is injected. In the fuel injector, the outer edge of the hydraulic cylinder is chamfered or curved. The present invention relates to an injector for fuel injection, characterized in that orifices having small holes are stacked at a plurality of levels and arranged at the inlet of the hydraulic cylinder.

【0010】このような構成において、液圧シリンダの
入口部分に重ねて配されている複数枚のオリフィスの小
孔の形状によって、液圧シリンダに対する燃料圧の解除
の際における抵抗を大きくするとともに、液圧シリンダ
に燃料を印加するときの抵抗を少なくすることが可能に
なり、噴射開始時の特性と噴射停止時の特性にヒステリ
シスをもたせることができる。
In such a configuration, the resistance at the time of releasing the fuel pressure to the hydraulic cylinder is increased by the shape of the small holes of the plurality of orifices arranged so as to overlap with the inlet portion of the hydraulic cylinder. The resistance at the time of applying fuel to the hydraulic cylinder can be reduced, and the characteristics at the start of injection and the characteristics at the time of injection stop can have hysteresis.

【0011】第2の発明は、ノズルボディ内に液圧シリ
ンダを備え、該液圧シリンダのピストンによってノズル
ニードルをバルブシートに押圧して燃料の噴射を遮断す
るとともに、前記液圧シリンダの液圧を解除すると燃料
圧によって前記ノズルニードルがリフトして燃料の噴射
が行なわれるようにした燃料噴射用インジェクタにおい
て、内部が渦巻き室になっている制御板と、中心部に前
記渦巻き室の出入口を構成する小孔を有し、前記制御板
に対して前記シリンダとは反対側に配されているオリフ
ィスとを前記液圧シリンダの入口部分に重ねて配したこ
とを特徴とする燃料噴射用インジェクタに関するもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, a hydraulic cylinder is provided in a nozzle body, and a nozzle needle is pressed against a valve seat by a piston of the hydraulic cylinder to interrupt fuel injection, and a hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is reduced. When the nozzle needle is lifted by the fuel pressure, the nozzle needle lifts to inject the fuel, and the fuel injection is performed. In the injector, a control plate having a swirl chamber inside and an inlet / outlet of the swirl chamber at the center are formed. An orifice disposed on the opposite side of the control plate to the cylinder and an orifice disposed on the inlet of the hydraulic cylinder. It is.

【0012】従ってこのような構成によれば、液圧シリ
ンダの入口部分に重ねて配されている制御板とオリフィ
スとによって、液圧シリンダから燃料圧を解除する際に
渦流を生じ、その中心部には逆流領域が発生して有効な
流路断面積が減少するとともに、燃料圧を印加する際に
はこのような渦流が加わらなくなり、これによって液圧
シリンダからの燃料圧の解除時の特性と液圧シリンダへ
の燃料圧の印加時の特性との間にヒステリシスをもたせ
ることが可能になる。
Therefore, according to such a configuration, when the fuel pressure is released from the hydraulic cylinder, a vortex is generated by the control plate and the orifice which are arranged so as to overlap with the inlet portion of the hydraulic cylinder. In this case, a backflow region occurs and the effective flow path cross-sectional area decreases, and such a vortex is not applied when the fuel pressure is applied, so that the characteristics when releasing the fuel pressure from the hydraulic cylinder and the It is possible to provide a hysteresis between the characteristics when the fuel pressure is applied to the hydraulic cylinder.

【0013】第3の発明は、ノズルボディ内に液圧シリ
ンダを備え、該液圧シリンダのピストンによってノズル
ニードルをバルブシートに押圧して燃料の噴射を遮断す
るとともに、前記液圧シリンダの液圧を解除すると燃料
圧によって前記ノズルニードルがリフトして燃料の噴射
が行なわれるようにした燃料噴射用インジェクタにおい
て、中心部に小孔を有するとともに、外周側に縦溝を有
するオリフィスと、前記液圧シリンダとは反対側の前記
縦溝を閉塞する段部に対して前記オリフィスを押圧する
ばねとを前記液圧シリンダの入口部分に配したことを特
徴とする燃料噴射用インジェクタに関するものである。
According to a third aspect of the present invention, a hydraulic cylinder is provided in a nozzle body, and a nozzle needle is pressed against a valve seat by a piston of the hydraulic cylinder to interrupt fuel injection, and a hydraulic cylinder of the hydraulic cylinder is provided. When the nozzle is lifted by the fuel pressure, the fuel injection is performed by lifting the nozzle needle. An orifice having a small hole in the center and a vertical groove on the outer peripheral side, The present invention relates to an injector for fuel injection, characterized in that a spring for pressing the orifice against a stepped portion for closing the vertical groove opposite to a cylinder is arranged at an inlet portion of the hydraulic cylinder.

【0014】従って液圧シリンダからの燃料圧の解除
は、オリフィスの中心孔を通して行なわれるのに対し
て、液圧シリンダに対する燃料圧の印加はオリフィスの
中心部の小孔と外周側の縦溝とを通して行なわれること
になり、燃料圧の解除と燃料圧の印加との間に速度差を
生じさせることが可能になる。従って燃料の噴射開始時
の特性と燃料の噴射停止時の特性とにヒステリシスをも
たせることが可能になる。
Accordingly, the release of the fuel pressure from the hydraulic cylinder is performed through the center hole of the orifice, while the application of the fuel pressure to the hydraulic cylinder is performed by the small hole at the center of the orifice and the vertical groove on the outer peripheral side. And a speed difference can be generated between the release of the fuel pressure and the application of the fuel pressure. Therefore, it is possible to provide hysteresis to the characteristics at the start of fuel injection and the characteristics at the time of fuel injection stop.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
に係る燃料噴射用インジェクタを備える燃料噴射装置の
全体の構成を示すものであって、この燃料噴射装置は燃
料を加圧するための加圧ポンプ10を備えている。加圧
ポンプ10はプランジャ11を備えており、このプラン
ジャ11をカムシャフトに取付けられているカム12に
よって突上げるようにしており、プランジャ11の上側
の空間の加圧室13の燃料が加圧されるようになる。
FIG. 1 shows the overall configuration of a fuel injection device having a fuel injector according to a first embodiment of the present invention. This fuel injection device pressurizes fuel. And a pressurizing pump 10. The pressurizing pump 10 includes a plunger 11, and the plunger 11 is pushed up by a cam 12 attached to a camshaft. Fuel in a pressurizing chamber 13 in a space above the plunger 11 is pressurized. Become so.

【0016】燃料タンク15内の燃料はセジメンタ16
およびフィルタ17を通してフィードポンプ18によっ
て吸引されるようになっており、フィードポンプ18の
吐出側に設けられている燃料フィルタ19を通して上記
加圧ポンプ10のプランジャ11の上側の加圧室13に
供給されるようになっている。なお加圧室13は一方向
弁20を介してタンク15側に燃料をリークさせるよう
にしている。
The fuel in the fuel tank 15 is stored in a segmenter 16.
The pressure is suctioned by a feed pump 18 through a filter 17 and supplied to a pressurizing chamber 13 above the plunger 11 of the pressurizing pump 10 through a fuel filter 19 provided on the discharge side of the feed pump 18. It has become so. The pressurizing chamber 13 leaks fuel to the tank 15 via the one-way valve 20.

【0017】上記加圧室13の吐出側は一方向弁22を
介して蓄圧室を構成するコモンレール23と接続されて
いる。コモンレール23には一方向弁24が取付けられ
ている。この一方向弁24はプレシッシャリミッタを構
成しており、コモンレール23の圧力が設定圧を越えた
場合に開いてタンク15側に燃料を戻すようにしてい
る。またコモンレール23はフローリミッタ25を介し
てインジェクタ26と接続されている。フローリミッタ
25はインジェクタ26に流れる燃料の流量が異常に増
大した場合に遮断動作を行ない、異常噴射を阻止するた
めのものである。
The discharge side of the pressurizing chamber 13 is connected via a one-way valve 22 to a common rail 23 forming a pressure accumulating chamber. A one-way valve 24 is attached to the common rail 23. The one-way valve 24 constitutes a pressure limiter, and opens when the pressure of the common rail 23 exceeds a set pressure to return the fuel to the tank 15 side. The common rail 23 is connected to an injector 26 via a flow limiter 25. The flow limiter 25 performs a shut-off operation when the flow rate of the fuel flowing to the injector 26 abnormally increases, thereby preventing abnormal injection.

【0018】この燃料噴射装置の全体の制御を行なうた
めにコンピュータを含む電子制御装置30が設けられて
いる。電子制御装置30はコモンレール23内の圧力を
検出する圧力センサ31と接続されている。また加圧ポ
ンプ10の加圧室13とリーク側の一方向弁20との間
にはポンプ制御弁32が接続されており、その電磁コイ
ル33が上記電子制御装置30によって制御されるよう
になっている。
An electronic control unit 30 including a computer is provided to control the entire fuel injection system. The electronic control unit 30 is connected to a pressure sensor 31 that detects the pressure in the common rail 23. A pump control valve 32 is connected between the pressurizing chamber 13 of the pressurizing pump 10 and the one-way valve 20 on the leak side, and its electromagnetic coil 33 is controlled by the electronic control unit 30. ing.

【0019】電子制御装置30にはアクセルペダルの踏
込み量を検出するアクセルセンサ35、エンジンの回転
数を検出するエンジン回転センサ36、エンジンに設け
られている気筒判別センサ37、ポンプに設けられてい
る気筒判別センサ38がそれぞれ接続されている。
The electronic control unit 30 is provided with an accelerator sensor 35 for detecting an amount of depression of an accelerator pedal, an engine rotation sensor 36 for detecting an engine speed, a cylinder discriminating sensor 37 provided in the engine, and a pump. The cylinder discrimination sensors 38 are respectively connected.

【0020】次に上記コモンレール23とフローリミッ
タ25を介して接続されているインジェクタ26の構成
について説明すると、図1、図2および図3に示すよう
にこのインジェクタ26の先端側にはノズル本体40が
取付けられている。ノズル本体40はノズルニードル4
1を摺動可能に保持しており、このノズルニードル41
の先端側の部分がバルブシート42に圧着されるように
なっており、これによって噴口43からの燃料の噴射の
制御を行なうようにしている。またノズル本体40内に
は燃料だめ44が設けられており、この燃料だめ44へ
燃料通路45を介して燃料圧が常時加えられるようにな
っている。
Next, the structure of the injector 26 connected to the common rail 23 via the flow limiter 25 will be described. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, a nozzle body 40 is provided at the tip end of the injector 26. Is installed. The nozzle body 40 is the nozzle needle 4
The nozzle needle 41 is slidably held.
Is pressed against the valve seat 42 to control the injection of fuel from the injection port 43. A fuel reservoir 44 is provided in the nozzle body 40, and a fuel pressure is constantly applied to the fuel reservoir 44 via a fuel passage 45.

【0021】ノズルニードル41はプッシュロッド48
によって下方へ押圧されるようになっている。プッシュ
ロッド48は押圧ばね49によって下方へ押圧されると
ともに、このプッシュロッド48の上端をピストン50
が押圧するようになっている。ピストン50はインジェ
クタ26のボディに設けられている液圧シリンダ51内
に摺動可能に支持されるとともに、この液圧シリンダ5
1の入口側を閉じるように2枚のオリフィス52、53
が重ねて配されている。
The nozzle needle 41 has a push rod 48
Is pressed downward. The push rod 48 is pressed downward by a pressing spring 49, and the upper end of the push rod 48 is
Is pressed. The piston 50 is slidably supported in a hydraulic cylinder 51 provided on the body of the injector 26, and the hydraulic cylinder 5
Two orifices 52 and 53 so as to close the inlet side of
Are arranged one on top of the other.

【0022】上記オリフィス52、53についてより詳
細に説明すると、ピストン50を摺動可能に保持するよ
うにノズルボディ内に設けられている液圧シリンダ51
の入口部分にはとくに図4に示すように、2枚のオリフ
ィス52、53が互いに重合わされるように配されてい
る。これらのオリフィス52、53はそれらの中心部に
それぞれ小孔56、57を備えるようになっている。
The orifices 52 and 53 will be described in more detail. The hydraulic cylinder 51 provided in the nozzle body so as to slidably hold the piston 50 is provided.
As shown in FIG. 4, two orifices 52 and 53 are arranged so as to be superimposed on each other, particularly at the inlet portion. These orifices 52, 53 are provided with small holes 56, 57 at their center, respectively.

【0023】ここで上側のオリフィス52の小孔56の
方が下側のオリフィス53の小孔57よりも大きな寸法
を有している。そしてこれらの小孔56、57の入口部
分がともに面取りされて傾斜面58を構成している。こ
れらの傾斜面58は上側のオリフィス52よりも下側の
オリフィス53の方が大きくなっている。このように小
孔56、57をそれぞれ具備するオリフィス52、53
を重ねて配するとともに、それらの入口部分にそれぞれ
面取りの傾斜面58を形成することによって、図1に示
す一方向弁54と絞り55との等価回路と機能的に同じ
くなり、燃料の噴射開始時の特性と燃料の噴射停止時と
の特性に差異をもたせ、燃料噴射率の特性がヒステリシ
スをもつようにしている。。
Here, the small hole 56 of the upper orifice 52 has a larger size than the small hole 57 of the lower orifice 53. The entrances of these small holes 56 and 57 are both chamfered to form an inclined surface 58. These inclined surfaces 58 are larger at the lower orifice 53 than at the upper orifice 52. The orifices 52, 53 having the small holes 56, 57, respectively, as described above.
Are overlapped with each other, and the inclined surfaces 58 of the chamfers are formed at their inlet portions, respectively, so that the equivalent circuit of the one-way valve 54 and the throttle 55 shown in FIG. The characteristic of the fuel injection rate has a hysteresis by giving a difference between the characteristic at the time and the characteristic at the time of stopping the fuel injection. .

【0024】インジェクタ26の内部であってその上部
には図1〜図3に示す三方弁59が組込まれている。三
方弁59は圧縮コイルばね60によって下方へ押圧され
るとともに、ソレノイドコイル61によって上方へ付勢
されるようになっている。そしてソレノイドコイル61
の非励磁時においては、図2Aに示すように燃料通路6
2が三方弁59のポート63と連通されるようになって
いる。このポート63と連通されるように三方弁59の
下部には下方に開放されている開口64が形成されてい
る。
Inside the injector 26, a three-way valve 59 shown in FIGS. The three-way valve 59 is pressed downward by the compression coil spring 60 and is urged upward by the solenoid coil 61. And the solenoid coil 61
2A, the fuel passage 6 is not energized as shown in FIG. 2A.
2 communicates with the port 63 of the three-way valve 59. An opening 64 that is open downward is formed below the three-way valve 59 so as to communicate with the port 63.

【0025】また三方弁59はソレノイドコイル61の
非励磁時に燃料通路62と燃料通路65とを遮断するよ
うにしている。燃料通路65は燃料を逃がすためのポー
ト66と連通されている。
The three-way valve 59 shuts off the fuel passage 62 and the fuel passage 65 when the solenoid coil 61 is not excited. The fuel passage 65 communicates with a port 66 for releasing fuel.

【0026】次に図1に示すシステムによる燃料噴射の
動作を説明する。エンジンの出力の一部によって、フィ
ードポンプ18と加圧ポンプ10とが駆動される。フィ
ードポンプ18はセジメンタ16およびフィルタ17を
介してタンク15内の燃料を吸引し、燃料フィルタ19
を通して加圧ポンプ10の加圧室13内に燃料を充填す
る。
Next, the operation of fuel injection by the system shown in FIG. 1 will be described. The feed pump 18 and the pressurizing pump 10 are driven by a part of the output of the engine. The feed pump 18 sucks the fuel in the tank 15 through the segmenter 16 and the filter 17 and
The fuel is filled into the pressurizing chamber 13 of the pressurizing pump 10 through the pump.

【0027】加圧室13内の燃料は、カム12によって
突上げられるプランジャ11によって加圧されるととも
に、一方向弁22を通してコモンレール23に供給さ
れ、このコモンレール23によって燃料の蓄圧が行なわ
れる。ここで加圧ポンプ10のカム12よる加圧の際
に、ポンプ制御弁32が電磁コイル33によって開閉制
御されるようになっており、電子制御装置30のコンピ
ュータが目標圧とコモンレール23の圧力のずれとに応
じてポンプ制御弁32を閉じている時間を適当に演算
し、常に目標圧になるように制御するようにしている。
The fuel in the pressurizing chamber 13 is pressurized by the plunger 11 pushed up by the cam 12, and is supplied to the common rail 23 through the one-way valve 22, and the common rail 23 accumulates the fuel. Here, at the time of pressurization by the cam 12 of the pressurizing pump 10, the pump control valve 32 is controlled to be opened and closed by an electromagnetic coil 33, and the computer of the electronic control unit 30 determines the target pressure and the pressure of the common rail 23. The time during which the pump control valve 32 is closed is appropriately calculated in accordance with the deviation, and control is performed so as to always reach the target pressure.

【0028】この動作をより詳細に説明すれば、加圧ポ
ンプ10に設けられている制御弁32は電磁コイル33
によって制御されるようになっており、ポンプ制御弁3
2が閉じられたときにプランジャ11が突上げられる
と、燃料が加圧されるとともに、制御弁32が開かれた
ときにプランジャ11が突上げられた場合には、燃料が
制御弁32および一方向弁20を通してタンク15側に
戻され、制御弁32によって圧力が逃がされることにな
る。加圧ポンプ10は制御弁32をON−OFFして吐
出量を変化させ、コモンレール23の圧力センサ31の
信号が電子制御装置30のコンピュータに与えられてい
る目標値となるようにフィードバック制御されるように
なっている。
This operation will be described in more detail. The control valve 32 provided in the pressurizing pump 10 is
The pump control valve 3
When the plunger 11 is pushed up when the plunger 11 is closed, the fuel is pressurized, and when the plunger 11 is pushed up when the control valve 32 is opened, the fuel is supplied to the control valve 32 and the one The pressure is returned to the tank 15 through the directional valve 20, and the pressure is released by the control valve 32. The pressurizing pump 10 turns on and off the control valve 32 to change the discharge amount, and is feedback-controlled so that the signal of the pressure sensor 31 of the common rail 23 becomes the target value given to the computer of the electronic control unit 30. It has become.

【0029】上記のような電子制御装置30によるコモ
ンレール23内の圧力のフィードバック制御が何等かの
異常によって正しく行なわれず、コモンレール23内の
圧力が一方向弁20の設定圧を越えた場合には、プレッ
シャリミッタを構成する一方向弁24が開かれ、タンク
15側に燃料圧が逃げるようになる。
When the feedback control of the pressure in the common rail 23 by the electronic control unit 30 as described above is not performed properly due to some abnormality, and the pressure in the common rail 23 exceeds the set pressure of the one-way valve 20, The one-way valve 24 constituting the pressure limiter is opened, and the fuel pressure escapes to the tank 15 side.

【0030】このようにコモンレール23には一定の圧
力が蓄圧され、この圧力がフローリミッタ25を介して
インジェクタ26に印加されている。
As described above, a constant pressure is accumulated in the common rail 23, and this pressure is applied to the injector 26 via the flow limiter 25.

【0031】図2Aは無噴射時のインジェクタ26を示
しており、ソレノイドコイル61は非励磁状態にある。
従って三方弁59は圧縮コイルばね60によって下方に
押圧され、その先端部が燃料通路62、65を遮断して
いる。従ってポート66が遮断状態にあり、コモンレー
ル23の燃料圧は燃料通路62、三方弁59のポート6
3、開口64、液圧シリンダ51のオリフィス52、5
3の小孔56、57を通してピストン50の上面に作用
している。
FIG. 2A shows the injector 26 when no injection is performed, and the solenoid coil 61 is in a non-excited state.
Therefore, the three-way valve 59 is pressed downward by the compression coil spring 60, and the distal end thereof blocks the fuel passages 62 and 65. Therefore, the port 66 is in the shut-off state, and the fuel pressure of the common rail 23 is changed to the fuel passage 62 and the port 6 of the three-way valve 59.
3, opening 64, orifices 52, 5 of hydraulic cylinder 51
The third small hole 56, 57 acts on the upper surface of the piston 50.

【0032】上記コモンレール23の燃料圧は同時に燃
料通路45および燃料だめ44を通してノズルニードル
41に作用している。
The fuel pressure of the common rail 23 simultaneously acts on the nozzle needle 41 through the fuel passage 45 and the fuel sump 44.

【0033】このときに下方に作用する力は液圧シリン
ダ51のピストン50が燃料圧によって受ける下方への
力と押圧ばね49がプッシュロッド48を下方へ押圧す
る力の和である。これに対して上方への力はノズルニー
ドル41が燃料だめ44の部分で燃料圧によって上方に
作用するように受ける力である。
The force acting downward at this time is the sum of the downward force received by the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 due to the fuel pressure and the force of the pressing spring 49 pressing the push rod 48 downward. On the other hand, the upward force is the force that the nozzle needle 41 receives so as to act upward by the fuel pressure at the fuel reservoir 44.

【0034】ここで液圧シリンダ51のピストン50の
直径の方がノズルニードル41の摺動シール部の直径よ
りもはるかに大きく、しかも押圧ばね49が加勢してい
る下方への力がはるかに大きいために、ノズルニードル
41の先端側の部分がバルブシート42に圧着され、こ
のバルブシート42の部分でノズルニードル41が燃料
を遮断しており、無噴射状態になる。
Here, the diameter of the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 is much larger than the diameter of the sliding seal portion of the nozzle needle 41, and the downward force applied by the pressing spring 49 is much greater. Therefore, the front end portion of the nozzle needle 41 is pressed against the valve seat 42, and the nozzle needle 41 blocks fuel at the valve seat 42, so that no injection is performed.

【0035】電子制御装置30はアクセルペダルの踏込
み量をアクセルセンサ35によって検出するとともに、
回転検出センサ36によってエンジンの回転数を検出す
る。さらに必要に応じて他の情報を基に最適な噴射時間
と噴射のタイミングとを演算する。そして所定のタイミ
ングでソレノイドコイル61を励磁する。
The electronic control unit 30 detects the amount of depression of the accelerator pedal by an accelerator sensor 35,
The rotation speed of the engine is detected by the rotation detection sensor 36. Further, an optimum injection time and injection timing are calculated based on other information as needed. Then, the solenoid coil 61 is excited at a predetermined timing.

【0036】すると三方弁59がソレノイドコイル61
によって上方へ付勢され、図2Bに示すように三方弁5
9が上方へリフトする。従ってこの三方弁59はバルブ
シートから離間し、液圧シリンダ51の上側の空間の部
分が燃料通路65を介してポート66と連通される。従
って液圧シリンダ51のピストン50を押圧していた燃
料圧は液圧シリンダ51のオリフィス52、53の小孔
56、57、燃料通路65、ポート66を介してリーク
することになる。このために燃料圧による液圧シリンダ
51のピストン50を下方へ押圧する力が解除される。
Then, the three-way valve 59 is set to the solenoid coil 61
2B, as shown in FIG. 2B.
9 lifts upward. Therefore, the three-way valve 59 is separated from the valve seat, and the space above the hydraulic cylinder 51 is communicated with the port 66 via the fuel passage 65. Therefore, the fuel pressure pressing the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 leaks through the small holes 56 and 57 of the orifices 52 and 53 of the hydraulic cylinder 51, the fuel passage 65, and the port 66. Therefore, the force of pressing the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 downward by the fuel pressure is released.

【0037】従ってノズルニードル41を燃料だめ44
に印加される燃料圧によって上方に押圧する力が押圧ば
ね49の押圧力に打勝ち、ノズルニードル41は上方に
リフトし、このノズルニードル41の先端側の部分がバ
ルブシート42から離間する。従って噴口43を通して
燃料の噴射が行なわれる。
Therefore, the nozzle needle 41 is moved to the fuel sump 44.
The pressing force of the pressing spring 49 overcomes the pressing force by the fuel pressure applied to the nozzle needle 41, the nozzle needle 41 is lifted upward, and the tip side portion of the nozzle needle 41 is separated from the valve seat 42. Therefore, fuel is injected through the injection port 43.

【0038】上記液圧シリンダ51のピストン50の上
部へ作用している燃料圧を解除する際に、液圧シリンダ
51の入口部分に配されている一対のオリフィス52、
53の小孔56、57が絞りとなるために、燃料圧の解
除がゆっくりと行なわれることになる。従ってバルブシ
ート42に対するノズルニードル41の上昇速度が緩衝
されることになる。
When releasing the fuel pressure acting on the upper part of the piston 50 of the hydraulic cylinder 51, a pair of orifices 52 arranged at the inlet of the hydraulic cylinder 51,
Since the small holes 56 and 57 of the 53 are throttles, the release of the fuel pressure is performed slowly. Therefore, the rising speed of the nozzle needle 41 with respect to the valve seat 42 is buffered.

【0039】この後に再び図2Aに示すようにソレノイ
ドコイル61の励磁を解除すると、圧縮コイルばね60
によって三方弁59が下方へ移動され、この三方弁59
の先端部が燃料通路62、65を遮断する。しかも燃料
通路62、ポート63、開口64を介し、オリフィス5
2、53の小孔56、57を経由して液圧シリンダ51
のピストン50の上面に燃料圧が作動され、図2Aに示
すようにノズルニードル41を下方へ強く押圧するよう
になる。
Thereafter, when the excitation of the solenoid coil 61 is released again as shown in FIG.
The three-way valve 59 is moved downward by the
Cut off the fuel passages 62 and 65. In addition, the orifice 5 passes through the fuel passage 62, the port 63, and the opening 64.
Hydraulic cylinder 51 via small holes 56, 57 of 2, 53
The fuel pressure is actuated on the upper surface of the piston 50 to strongly press the nozzle needle 41 downward as shown in FIG. 2A.

【0040】このようにして燃料の噴射を行なうインジ
ェクタ26は、液圧シリンダ51の入口部分に図4およ
び図5に示すように、小孔56、57の穴径と傾斜面5
8の面取りの大きさとが互いに異なる2種類のオリフィ
ス52、53を重ねた構造とし、燃料の流動方向による
流量差を最大で1.5まで確保するようにしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the injector 26 for injecting fuel in this manner is provided at the inlet portion of the hydraulic cylinder 51 with the hole diameters of the small holes 56 and 57 and the inclined surface 5.
The two types of orifices 52 and 53 having different chamfer sizes from each other are stacked on each other to ensure a maximum flow difference of 1.5 depending on the fuel flow direction.

【0041】すなわち小孔56、57の穴径および傾斜
面58の大きさが異なるオリフィス52、53を2段に
重ねるようにしており、オリフィス52、53の重ね方
としては、液圧シリンダ51側に穴径が小さい小孔57
を有し、大きく面取りされた傾斜面58を有するオリフ
ィス53を配し、その上に穴径の大きな小孔56を有
し、傾斜面58の面取りを小さくしたオリフィス52を
配置するようにしている。
That is, the orifices 52 and 53 having different hole diameters of the small holes 56 and 57 and the size of the inclined surface 58 are overlapped in two steps. The method of overlapping the orifices 52 and 53 depends on the hydraulic cylinder 51 side. Small hole 57 with small hole diameter
An orifice 53 having a large chamfered inclined surface 58 is provided, and a small hole 56 having a large hole diameter is provided thereon, and the orifice 52 having a small chamfered inclined surface 58 is arranged. .

【0042】噴射の開始時においては、液圧シリンダ5
1から燃料が逃げるようになる。このときの燃料の流動
は図4のように示される。すなわち下側のオリフィス5
3の小孔57の下端のエッジの部分で剥離を生じ、その
分圧損になる。そしてこの後さらにオリフィス52の小
孔56を通過するために該小孔56へ入る際に、その小
孔56の下端のエッジの部分で再び剥離が生じ、圧損を
生ずる。このように2カ所で圧損を生じた状態で燃料圧
の解除が行なわれる。
At the start of injection, the hydraulic cylinder 5
The fuel escapes from 1. The fuel flow at this time is shown in FIG. That is, the lower orifice 5
Peeling occurs at the edge of the lower end of the third small hole 57, resulting in a partial pressure loss. Thereafter, when entering the small hole 56 to further pass through the small hole 56 of the orifice 52, peeling occurs again at the edge of the lower end of the small hole 56, and a pressure loss occurs. As described above, the fuel pressure is released in a state where the pressure loss occurs at two places.

【0043】これに対して液圧シリンダ51内へ燃料圧
を印加し、ノズルニードル41をピストン50で押圧す
る場合には、図5に示すように燃料が流動する。このと
きにオリフィス52の小孔56の入口部分においては、
傾斜面58によって燃料が円滑に流れる。またオリフィ
ス53の小孔57を通る際にも、面取りの傾斜面58に
よって円滑に燃料が流れる。従って液圧シリンダ51内
へ燃料圧が印加される際に剥離を生ずるところがなくな
る。
On the other hand, when the fuel pressure is applied to the hydraulic cylinder 51 and the nozzle needle 41 is pressed by the piston 50, the fuel flows as shown in FIG. At this time, at the entrance of the small hole 56 of the orifice 52,
The fuel flows smoothly by the inclined surface 58. Also, when passing through the small hole 57 of the orifice 53, the fuel smoothly flows due to the inclined surface 58 of the chamfer. Therefore, there is no place where separation occurs when the fuel pressure is applied to the hydraulic cylinder 51.

【0044】このように液圧シリンダ51からの燃料圧
の解除の際には、オリフィス52、53の小孔56、5
7の入口側のエッジの部分において剥離を生じさせるよ
うにするとともに、この液圧シリンダ51内へ燃料圧を
印加する際にはオリフィス52、53の小孔56、57
の入口部分の面取りから成る傾斜面58によって剥離を
生ずることがなくなるようにしているために、図1に示
される一方向弁54とオリフィス55との並列回路と等
価な構成となり、燃料の噴射開始時の特性と噴射停止時
の特性とにヒステリシスをもたせることが可能になる。
As described above, when the fuel pressure from the hydraulic cylinder 51 is released, the small holes 56 and 5 of the orifices 52 and 53 are released.
At the edge of the inlet side of the nozzle 7, separation is caused, and when the fuel pressure is applied into the hydraulic cylinder 51, the small holes 56, 57 of the orifices 52, 53 are used.
Since the separation is prevented from occurring due to the inclined surface 58 formed by chamfering the inlet portion of the fuel cell, the configuration is equivalent to the parallel circuit of the one-way valve 54 and the orifice 55 shown in FIG. It is possible to give hysteresis to the characteristics at the time of injection and the characteristics at the time of injection stop.

【0045】すなわちこの液圧シリンダ51のピストン
50によって押圧されるノズルニードル41のリフトは
図6に示すようになり、噴射開始時におけるノズルニー
ドル41のリフトは緩やかになるのに対して、噴射の停
止時におけるノズルニードル41の下降は急峻な特性と
なる。従って燃料の噴射率も図7に示すように、噴射の
開始時においては徐々に増加するとともに、噴射の停止
時においては急激に停止することになる。
That is, the lift of the nozzle needle 41 pressed by the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 is as shown in FIG. 6, and while the lift of the nozzle needle 41 at the start of injection becomes gentle, the lift of injection The descent of the nozzle needle 41 at the time of stop has a steep characteristic. Accordingly, as shown in FIG. 7, the fuel injection rate also gradually increases at the start of the injection, and suddenly stops at the stop of the injection.

【0046】燃料の噴射の開始時にゆっくりと燃料の噴
射量が増加していくようにした特性によれば、ディーゼ
ルノックが軽減され、これによってシリンダ内における
燃焼温度の上昇が抑えられることになる。従って排気ガ
ス中の窒素酸化物の低減を図ることが可能になる。また
噴射の停止時において燃料のシャープカットが行なわれ
ることから、燃焼の後期における不完全な燃焼が防止さ
れ、排気ガス中の炭化水素や黒煙の低減が可能になる。
According to the characteristic that the fuel injection amount is gradually increased at the start of the fuel injection, the diesel knock is reduced, thereby suppressing the rise in the combustion temperature in the cylinder. Therefore, it is possible to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas. Further, since the fuel is sharply cut when the injection is stopped, incomplete combustion in the latter half of the combustion is prevented, and hydrocarbons and black smoke in the exhaust gas can be reduced.

【0047】次に別の実施の態様を図8〜図12によっ
て説明する。この形態は、図8および図9に示すよう
に、液圧シリンダ51の入口部分に小孔56を有するオ
リフィス55とともに、制御板68を重ねて配するよう
にしている。この制御板68はその中心部に形成されて
いる中心側凹部69に対して偏心して互いに対称な一対
の偏心孔70を形成するようにし、これらの偏心孔70
の入口部分を下面に連通させるとともに、偏心孔70を
中心側凹部69と接線方向通路71によって接続するよ
うにしている。
Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, a control plate 68 is arranged so as to overlap with an orifice 55 having a small hole 56 at an inlet portion of a hydraulic cylinder 51. The control plate 68 is eccentric with respect to a center side concave portion 69 formed at the center thereof to form a pair of eccentric holes 70 symmetrical to each other.
Is connected to the lower surface, and the eccentric hole 70 is connected to the central concave portion 69 by a tangential passage 71.

【0048】このようにオリフィス52と渦流室を形成
する凹部69を備える制御板68を図9に示すように液
圧シリンダ51の入口部分に重ねて配するようにし、ノ
ズルニードル41がバルブシート42に圧着されている
状態からこのノズルニードル41を上昇させて燃料の噴
射を開始するときには、液圧シリンダ51内の燃料を図
9において下側から上側に向って制御板68の偏心孔7
0、中心側凹部69、およびオリフィス52の小孔56
を通って下側から上側へ流動させるようにしている。
As shown in FIG. 9, the control plate 68 having the orifice 52 and the concave portion 69 forming the vortex chamber is disposed so as to overlap the inlet of the hydraulic cylinder 51, and the nozzle needle 41 is connected to the valve seat 42. When fuel injection is started by raising the nozzle needle 41 from a state in which the fuel is press-fitted to the eccentric hole 7 of the control plate 68 from the lower side to the upper side in FIG.
0, center side recess 69, and small hole 56 of orifice 52
Through from the bottom to the top.

【0049】このときに制御板68の偏心孔70から中
心側凹部69へ接線方向通路71を通して燃料が流動す
る際に、凹部69において流れに旋回流を生じ、オリフ
ィス52の小孔56で絞られるときに自由渦の性質によ
って加速される。このような加速によって渦流室69の
中心には逆流領域が発生し、有効な流路断面積が減少す
る。
At this time, when the fuel flows from the eccentric hole 70 of the control plate 68 to the center side concave portion 69 through the tangential passage 71, a swirling flow is generated in the concave portion 69 and narrowed by the small hole 56 of the orifice 52. Sometimes accelerated by the nature of free vortices. Due to such acceleration, a backflow region is generated at the center of the vortex chamber 69, and the effective flow path cross-sectional area is reduced.

【0050】このような図9に示す渦流の発生は、液圧
シリンダ51から燃料が上方へ抜ける際にのみ発生し、
液圧シリンダ51へ燃料を印加してノズルニードル41
をバルブシート42に圧着して燃料の噴射を停止すると
きには、オリフィス52の小孔56の方が制御板68の
渦流室69よりも小さいために、燃料の流動に旋回を生
ずることがなく、流路断面積はオリフィス52の小孔5
6の面積に等しくなり、ノズルニードル41を押圧する
際には液圧シリンダ51内への燃料の流動が迅速に行な
われる。
The generation of the vortex shown in FIG. 9 occurs only when the fuel flows upward from the hydraulic cylinder 51.
The fuel is applied to the hydraulic cylinder 51 and the nozzle needle 41
Is pressed against the valve seat 42 to stop fuel injection, since the small hole 56 of the orifice 52 is smaller than the swirl chamber 69 of the control plate 68, the fuel flow does not swirl, The cross-sectional area of the orifice 52
When the nozzle needle 41 is pressed, the fuel flows into the hydraulic cylinder 51 quickly.

【0051】液圧シリンダ51内の燃料圧の解除の際に
おける燃料の流動を理論的に説明すると次のようにな
る。図10に示すように流体が通過する直径dのオリフ
ィスの前後の差圧を△Pとすると、ベルヌイの原理か
ら、
The flow of fuel when releasing the fuel pressure in the hydraulic cylinder 51 is theoretically described as follows. As shown in FIG. 10, assuming that the pressure difference before and after the orifice having the diameter d through which the fluid passes is ΔP, from Bernoulli's principle,

【数1】 となる。ここで(Equation 1) Becomes here

【数2】 とすると、(Equation 2) Then

【数3】 (Equation 3) ,

【数4】 ここで△P=P1 −P2 、またQ=AVから、(Equation 4) Here, from ΔP = P 1 −P 2 and Q = AV,

【数5】 実際には流量係数Cが存在し、この流量係数Cを考慮に
入れると、
(Equation 5) Actually, there is a flow coefficient C, and when this flow coefficient C is taken into consideration,

【数6】 となる。図10に示すようにオリフィスの小孔の入口部
分のエッジが円弧状に仕上げられている場合には、
(Equation 6) Becomes As shown in FIG. 10, when the edge of the entrance of the small hole of the orifice is finished in an arc shape,

【数7】 となる。(Equation 7) Becomes

【0052】次に渦流が発生した場合における各部の寸
法を右下図のようにおくときに、流量係数Cは、
Next, when the dimensions of the respective parts when the eddy current is generated are set as shown in the lower right diagram, the flow coefficient C is

【数8】 また渦巻き室の特性値Kは、(Equation 8) The characteristic value K of the spiral chamber is

【数9】 (Equation 9)

【数10】 によって与えられ、rc /re をパラメータとすること
により、KからCを求めることが可能になる。例えば上
述の式において、C=0.2となるようにKを求める
と、K=0.23となる。従って
(Equation 10) Given by, by the r c / r e as a parameter, it is possible to determine the C from K. For example, in the above equation, if K is determined so that C = 0.2, K = 0.23. Therefore

【数11】 i =3mm、re =0.5mmとおくと、Si =1.
08mm2 となる。すなわち
[Equation 11] r i = 3mm, and put a r e = 0.5mm, S i = 1.
08 mm 2 . Ie

【数12】 となるようにすると、0.5mmのオリフィスに対して
スワールをかけることによって、流れの向きによって流
速を1/5まで減らすことが可能になる。
(Equation 12) By swirling the 0.5 mm orifice, the flow velocity can be reduced to 1/5 depending on the flow direction.

【0053】次にさらに別の実施の形態を図13〜図1
7によって説明する。この実施の形態は、ピストン50
を摺動可能に収納した液圧シリンダ51の入口部分に中
心孔56を有するオリフィス52と、中心孔57を有す
るオリフィス53とを上下にそれぞれ配するようにして
いる。ここでオリフィス53はばね74によって下方へ
押圧されているのに対し、上側のオリフィス52はばね
73によって上方へ押圧されている。とくにこの形態の
特徴は、上側に位置するオリフィス52が中心孔56を
有するばかりでなく、外周側に縦溝72を備えているこ
とである。
Next, still another embodiment will be described with reference to FIGS.
7 will be described. In this embodiment, the piston 50
An orifice 52 having a center hole 56 and an orifice 53 having a center hole 57 are arranged vertically at an inlet portion of a hydraulic cylinder 51 in which is slidably accommodated. Here, the orifice 53 is pressed downward by a spring 74, while the upper orifice 52 is pressed upward by a spring 73. In particular, the feature of this embodiment is that the orifice 52 located on the upper side has not only the center hole 56 but also a vertical groove 72 on the outer peripheral side.

【0054】このような構成において、無噴射時におい
てはノズルニードル41には液圧シリンダ51のピスト
ン50を介して加えられる下方への力がノズルニードル
41に加えられる燃料圧に伴う上方への力よりも勝って
いるために、ノズルニードル41はバルブシート42に
圧着されている。
In such a configuration, when no injection is performed, the downward force applied to the nozzle needle 41 via the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 is applied to the upward force accompanying the fuel pressure applied to the nozzle needle 41. To overcome this, the nozzle needle 41 is pressed against the valve seat 42.

【0055】なおこのときに液圧シリンダ51の入口部
分に設けられている上下一対のオリフィス52、53は
それぞれ図15に示す状態になっており、下側のオリフ
ィス53は液圧シリンダ51の上端に当接した状態で静
止しており、上側のオリフィス52は段部75に当接し
た状態で静止している。なおこのときに三方弁59は図
2Aに示す状態になっており、液圧シリンダ51のピス
トン50へ燃料圧を印加するとともに、燃料通路65側
は遮断されている。
At this time, a pair of upper and lower orifices 52 and 53 provided at the inlet of the hydraulic cylinder 51 are in the state shown in FIG. 15, respectively, and the lower orifice 53 is the upper end of the hydraulic cylinder 51. , And the upper orifice 52 is stationary in contact with the step 75. At this time, the three-way valve 59 is in the state shown in FIG. 2A, applies the fuel pressure to the piston 50 of the hydraulic cylinder 51, and shuts off the fuel passage 65 side.

【0056】次に燃料の噴射の開始時においては、図2
Bに示すように三方弁59は液圧シリンダ51の上側へ
の燃料の供給を遮断するとともに、通路65側を連通さ
せて燃料をリークさせる。このときにノズルニードル4
1が燃料圧によって上昇するために、ピストン50も上
昇し、下側のオリフィス53は図16に示すようにばね
74に抗して上昇する。
Next, at the start of fuel injection, FIG.
As shown in B, the three-way valve 59 shuts off the supply of fuel to the upper side of the hydraulic cylinder 51 and makes the passage 65 communicate with the fuel to leak the fuel. At this time, the nozzle needle 4
Since 1 rises due to the fuel pressure, the piston 50 also rises, and the lower orifice 53 rises against the spring 74 as shown in FIG.

【0057】ところがこのときには上側のオリフィス5
2は段部75に当接した状態にあり、外周側の縦溝72
は段部75によって閉塞されている。従って燃料はオリ
フィス52の小さな面積の中心孔56のみを通って上方
に逃げることになり、ノズルニードル41の上昇速度は
遅くなる。これによって初期噴射率が低減され、ディー
ゼルノックが防止されて燃焼温度が抑えられ、排気ガス
中の窒素酸化物の量の低減が図られる。
However, at this time, the upper orifice 5
2 is in contact with the stepped portion 75 and has a vertical groove 72 on the outer peripheral side.
Is closed by a step 75. Therefore, the fuel escapes upward only through the central hole 56 having a small area of the orifice 52, and the rising speed of the nozzle needle 41 is reduced. As a result, the initial injection rate is reduced, diesel knock is prevented, the combustion temperature is suppressed, and the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas is reduced.

【0058】燃料の噴射の停止時においては、図2Aに
示すように三方弁59の燃料通路65側が遮断され、液
圧シリンダ51のピストン50に燃料圧が印加され、ノ
ズルニードル41が下降する。このときに上側のオリフ
ィス52は図17に示すように下降し、外周側の縦溝7
2の上縁が開放されて十分な量の燃料がオリフィス53
を押すとともに、このオリフィス53の中心孔57を通
して液圧シリンダ51内に十分な量の燃料が流れる。従
って液圧シリンダ51のピストン50への燃料圧の印加
が迅速に行なわれることなり、燃料のシャープカットが
達成される。従って噴射の終了時における燃料の切れが
良好になり、燃費が改善されるとともに、排気ガス中の
炭化水素や黒煙の量が少なくなる。
When fuel injection is stopped, the fuel passage 65 of the three-way valve 59 is shut off as shown in FIG. 2A, fuel pressure is applied to the piston 50 of the hydraulic cylinder 51, and the nozzle needle 41 descends. At this time, the upper orifice 52 descends as shown in FIG.
2 is opened at the upper edge and a sufficient amount of fuel is supplied to the orifice 53.
And a sufficient amount of fuel flows into the hydraulic cylinder 51 through the center hole 57 of the orifice 53. Therefore, the application of the fuel pressure to the piston 50 of the hydraulic cylinder 51 is performed quickly, and a sharp cut of the fuel is achieved. Therefore, the fuel cutoff at the end of the injection is improved, the fuel efficiency is improved, and the amount of hydrocarbons and black smoke in the exhaust gas is reduced.

【0059】[0059]

【発明の効果】第1の発明は、液圧シリンダに対して外
側のエッジが面取りされるかあるいは曲面になっている
小孔を有するオリフィスを複数枚重ねて液圧シリンダの
入口部分に配するようにしたものである。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of orifices having small holes whose outer edges are chamfered or curved are stacked on the hydraulic cylinder and arranged at the inlet of the hydraulic cylinder. It is like that.

【0060】従ってこのような複数枚のオリフィスによ
って、液圧シリンダからの液圧の解除時の特性と液圧の
印加時の特性とにヒステリシスをもたせることが可能に
なり、これによって燃料の噴射の開始時において緩やか
な噴射特性とするとともに、噴射の停止時においてはシ
ャープカットを達成できるようになる。
Therefore, the plurality of orifices can provide a hysteresis between the characteristics when the hydraulic pressure is released from the hydraulic cylinder and the characteristics when the hydraulic pressure is applied, thereby enabling the fuel injection. A gentle injection characteristic is obtained at the start, and a sharp cut can be achieved when the injection is stopped.

【0061】第2の発明は、内部が渦巻き室になってい
る制御板と、中心部に渦巻き室の出入口を構成する小孔
を有し、制御板に対してシリンダとは反対側に配されて
いるオリフィスとを液圧シリンダの入口部分に重ねて配
するようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control plate having a swirl chamber inside, and a small hole forming an entrance and exit of the swirl chamber at a center portion, the control plate being disposed on the opposite side to the cylinder with respect to the control plate. The orifice is arranged so as to overlap the inlet of the hydraulic cylinder.

【0062】従って液圧シリンダからの液圧の解除時に
渦巻き室内に発生する渦流によって、有効断面積を小さ
くすることが可能になり、液圧の解除時の特性を液圧の
印加時の特性よりも緩やかなものとすることが可能にな
り、燃料の噴射開始時の特性と燃料の噴射停止時の特性
とにヒステリシスをもたせ、最適な噴射特性の燃料噴射
用インジェクタを提供することが可能になる。
Therefore, the effective cross-sectional area can be reduced by the vortex generated in the swirl chamber when the hydraulic pressure is released from the hydraulic cylinder, and the characteristic at the time of releasing the hydraulic pressure can be made smaller than the characteristic at the time of applying the hydraulic pressure. And the characteristics at the start of fuel injection and the characteristics at the time of fuel injection stop have a hysteresis, and it becomes possible to provide an injector for fuel injection with optimal injection characteristics. .

【0063】第3の発明は、中心部に小孔を有するとと
もに、外周側に縦溝を有するオリフィスと、液圧シリン
ダとは反対側の縦溝を閉塞する段部に対して上記オリフ
ィスを押圧するばねとを液圧シリンダの入口部分に配す
るようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, the orifice has a small hole in the center and a vertical groove on the outer peripheral side, and presses the orifice against a step portion closing the vertical groove on the side opposite to the hydraulic cylinder. And a spring to be disposed at the inlet of the hydraulic cylinder.

【0064】従って液圧シリンダの液圧の解除時におい
ては、上記縦溝を段部によって閉塞し、中心孔のみによ
る液圧の解除を行なうとともに、液圧の印加時において
はオリフィスの中心孔と外周側の縦溝とを通して液圧を
印加することが可能になる。従って噴射の開始時におけ
る噴射率を緩やかなものとするとともに、噴射の停止時
における急峻な噴射率特性を得ることが可能になる。
Therefore, when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is released, the vertical groove is closed by the step portion, and the hydraulic pressure is released only by the center hole, and when the hydraulic pressure is applied, the vertical groove is closed by the center hole of the orifice. Hydraulic pressure can be applied through the vertical groove on the outer peripheral side. Therefore, the injection rate at the start of the injection can be made gradual, and a sharp injection rate characteristic can be obtained when the injection is stopped.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】蓄圧式燃料噴射装置の全体の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a pressure accumulating fuel injection device.

【図2】インジェクタの動作を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the operation of the injector.

【図3】インジェクタの具体的な構成を示す縦断面図で
ある。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a specific configuration of an injector.

【図4】液圧シリンダの入口部分のオリフィスの構成を
示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an orifice at an inlet portion of a hydraulic cylinder.

【図5】噴射停止時のオリフィスの燃料の流れを示す要
部縦断面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional view of a main part showing a flow of fuel in an orifice when injection is stopped.

【図6】ノズルニードルのリフトの特性を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing characteristics of a lift of a nozzle needle.

【図7】燃料の噴射率の変化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a change in a fuel injection rate.

【図8】液圧シリンダの入口部分に取付けられるオリフ
ィスと制御板の構成を示す分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a configuration of an orifice and a control plate attached to an inlet portion of a hydraulic cylinder.

【図9】同縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the same.

【図10】オリフィスの縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an orifice.

【図11】渦流室の模式的な縦断面図である。FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view of a vortex chamber.

【図12】同渦流室の平面図である。FIG. 12 is a plan view of the vortex chamber.

【図13】外周側に縦溝を備えるオリフィスの平面図で
ある。
FIG. 13 is a plan view of an orifice provided with a vertical groove on the outer peripheral side.

【図14】同縦断面図である。FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the same.

【図15】上下のオリフィスの配置を示す縦断面図であ
る。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing the arrangement of upper and lower orifices.

【図16】燃料圧の解除動作を示す縦断面図である。FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing an operation of releasing the fuel pressure.

【図17】燃料圧の印加動作を示す縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing an operation of applying a fuel pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加圧ポンプ 11 プランジャ 12 カム 13 加圧室 15 タンク 16 セジメンタ 17 フィルタ 18 フィードポンプ 19 燃料フィルタ 20 一方向弁 22 一方向弁 23 コモンレール(蓄圧室) 24 一方向弁(プレッシャリミッタ) 25 フローリミッタ 26 インジェクタ 30 電子制御装置(コンピュータ) 31 圧力センサ 32 ポンプ制御弁 33 電磁コイル 35 アクセルセンサ 36 エンジン回転センサ 37 気筒判別センサ(エンジン) 38 気筒判別センサ(ポンプ) 40 ノズル本体 41 ノズルニードル 42 バルブシート 43 噴口 44 燃料だめ 45 燃料通路 48 プッシュロッド 49 押圧ばね 50 ピストン 51 液圧シリンダ 52、53 オリフィス 54 一方向弁 55 オリフィス 56、57 小孔 58 傾斜面(面取り) 59 三方弁 60 圧縮コイルばね 61 ソレノイドコイル 62 燃料通路 63 ポート 64 開口 65 燃料通路 66 ポート 68 制御板 69 中心側凹部 70 偏心孔 71 接線方向通路 72 外周側縦溝 73、74 ばね 75 段部 REFERENCE SIGNS LIST 10 pressure pump 11 plunger 12 cam 13 pressure chamber 15 tank 16 segmenter 17 filter 18 feed pump 19 fuel filter 20 one-way valve 22 one-way valve 23 common rail (accumulation chamber) 24 one-way valve (pressure limiter) 25 flow limiter 26 Injector 30 Electronic control unit (computer) 31 Pressure sensor 32 Pump control valve 33 Electromagnetic coil 35 Accelerator sensor 36 Engine rotation sensor 37 Cylinder discrimination sensor (engine) 38 Cylinder discrimination sensor (pump) 40 Nozzle body 41 Nozzle needle 42 Valve seat 43 Injection port 44 Fuel reservoir 45 Fuel passage 48 Push rod 49 Press spring 50 Piston 51 Hydraulic cylinder 52, 53 Orifice 54 One-way valve 55 Orifice 56, 57 Small hole 58 Inclined surface Chamfering) 59 three-way valve 60 the compression coil spring 61 solenoid coil 62 the fuel passage 63 port 64 opening 65 fuel passage 66 port 68 control plate 69 center side recess 70 eccentric hole 71 tangential passage 72 outer peripheral side circumferential groove 73, 74 the spring 75 step portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 61/20 F02M 61/20 P 審査官 八板 直人 (56)参考文献 特開 平2−146255(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 47/00 F02M 47/02 F02M 45/00 F02M 45/08 F02M 61/10 F02M 61/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI F02M 61/20 F02M 61/20 P Examiner Naoto Yaita (56) References JP-A-2-146255 (JP, A) (58) ) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 47/00 F02M 47/02 F02M 45/00 F02M 45/08 F02M 61/10 F02M 61/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ノズルボディ内に液圧シリンダを備え、該
液圧シリンダのピストンによってノズルニードルをバル
ブシートに押圧して燃料の噴射を遮断するとともに、前
記液圧シリンダの液圧を解除すると燃料圧によって前記
ノズルニードルがリフトして燃料の噴射が行なわれるよ
うにした燃料噴射用インジェクタにおいて、 前記液圧シリンダに対して外側のエッジが面取りされる
かあるいは曲面になっている小孔を有するオリフィスを
複数段重ねて前記液圧シリンダの入口部分に配したこと
を特徴とする燃料噴射用インジェクタ。
A hydraulic cylinder is provided in a nozzle body, and a nozzle needle is pressed against a valve seat by a piston of the hydraulic cylinder to interrupt fuel injection, and when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder is released, the fuel is released. An orifice having a small hole whose outer edge is chamfered or curved with respect to said hydraulic cylinder, wherein said nozzle is lifted by pressure to inject fuel. Are arranged at the inlet of the hydraulic cylinder in a plurality of stages.
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