JP2002130086A - Two-stage injection fuel injection valve - Google Patents

Two-stage injection fuel injection valve

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JP2002130086A
JP2002130086A JP2000322553A JP2000322553A JP2002130086A JP 2002130086 A JP2002130086 A JP 2002130086A JP 2000322553 A JP2000322553 A JP 2000322553A JP 2000322553 A JP2000322553 A JP 2000322553A JP 2002130086 A JP2002130086 A JP 2002130086A
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Japan
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injection
oil passage
stage
needle valve
valve
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Japanese (ja)
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Teruo Osawa
照男 大澤
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Bosch Corp
Original Assignee
Bosch Automotive Systems Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-stage injection fuel injection valve capable of forming atomization for premix combustion performance and diffusion combustion performance by use of a single fuel injection valve to minimize the mounting space around a cylinder head, freely changing the injection rate to facilitate the control, and reducing the cost. SOLUTION: Attentions are paid in this fuel injection valve to change the atomization shape depending on the lift position of a needle valve 7, changing an oil passage between initial injection of first stage and main injection of second stage to change the injection rate, and changing the oil passage volume so that the injection pressure of the main injection of second stage can be raised depending on the lift position of the needle valve 7. The oil passage 9 extending to an injection part 10 is divided to a first oil passage 9A and a second oil passage 9B, and the first oil passage 9A and the second oil passage 9B can be switched to be combined or separated according to the lift of the needle valve 7.

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】本発明は二段噴射燃料噴射弁
にかかるもので、とくにディーゼルエンジンなどの燃焼
室に燃料を互いに異なる形態の二段式の噴霧として噴射
する二段噴射燃料噴射弁に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-stage injection fuel injection valve, and more particularly to a two-stage injection fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine or the like as a two-stage spray having different forms. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンからの排
出物を低減させることが研究されているが、燃焼後に排
出される窒素酸化物(NOx)は、混合気の当量比に大
きく依存しており、ピストンの圧縮前に噴孔近傍に噴射
して空気との混合を予め行わせる希薄予混合燃焼用の初
期噴射、および着火可能な圧縮状態において大きなペネ
トレーションで噴射する拡散燃焼用の主噴射という二段
式の噴射にもとづく燃焼により窒素酸化物を低減化可能
であるという研究事例が報告されている。ただし、希薄
予混合燃焼用の初期噴射および拡散燃焼用の主噴射を得
るために、たとえば3本の燃料噴射弁を必要とする。す
なわち、シリンダー内の燃焼室左右部分に臨ませる希薄
予混合燃焼用の2本のサイドインジェクター、および中
央部に臨ませる拡散燃焼用の1本のセンターインジェク
ターであって、それぞれの噴射量および噴射時期を独立
して制御可能としている。したがって、こうした燃料噴
射弁をエンジンに実際に搭載するには、シリンダーヘッ
ドのまわりに取付けスペースを確保する工夫が必要であ
ること、および3本の燃料噴射弁によるそれぞれの噴霧
の切換えのための制御回路および配管が複雑になるこ
と、などの問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, studies have been made to reduce emissions from diesel engines. However, nitrogen oxides (NOx) emitted after combustion greatly depend on the equivalence ratio of the air-fuel mixture. Initial injection for lean premixed combustion, in which injection is performed near the injection hole before compression of the piston to perform mixing with air in advance, and main injection for diffusion combustion, which is injected with a large penetration in a ignitable compressed state Research cases have been reported in which nitrogen oxides can be reduced by combustion based on the injection of the formula. However, in order to obtain the initial injection for lean premixed combustion and the main injection for diffusion combustion, for example, three fuel injection valves are required. That is, there are two side injectors for lean premixed combustion facing the left and right portions of the combustion chamber in the cylinder, and one center injector for diffusion combustion facing the central portion. Can be controlled independently. Therefore, in order to actually mount such a fuel injection valve on an engine, it is necessary to devise an installation space around the cylinder head, and control for switching the respective sprays by the three fuel injection valves. There are problems such as complicated circuits and piping.

【0003】なお、噴射量を可変とする技術ないし二段
噴射の技術については、特開平4−41973号、特開
平10−47206号などがある。
[0003] Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-41973 and 10-47206 disclose a technique for varying the injection amount or a technique for two-stage injection.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、予混合燃焼機能およ
び拡散燃焼機能のための噴霧を単一の燃料噴射弁により
形成可能とした二段噴射燃料噴射弁を提供することを課
題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in consideration of the above circumstances. Accordingly, it is possible to form a spray for a premix combustion function and a diffusion combustion function by a single fuel injection valve. It is an object to provide a stage injection fuel injection valve.

【0005】また本発明は、シリンダーヘッドまわりの
取付けスペースをが少なくてすむとともに、制御が容易
でコストの低減が可能な二段噴射燃料噴射弁を提供する
ことを課題とする。
Another object of the present invention is to provide a two-stage injection fuel injection valve which requires a small space for mounting around a cylinder head, is easy to control, and can reduce the cost.

【0006】また本発明は、互いに形状ないし形態が異
なる噴霧を形成可能な二段噴射燃料噴射弁を提供するこ
とを課題とする。
Another object of the present invention is to provide a two-stage injection fuel injection valve capable of forming sprays having different shapes and forms from each other.

【0007】また本発明は、燃料噴射用のニードル弁の
リフト位置により、二段階の噴霧を形成可能な二段噴射
燃料噴射弁を提供することを課題とする。
Another object of the present invention is to provide a two-stage injection fuel injection valve capable of forming a two-stage spray by a lift position of a needle valve for fuel injection.

【0008】また本発明は、一段目の初期噴射は、エン
ジンのシリンダー内壁面に当てないように半径方向へ均
一な流量が出るような噴霧を形成するとともに、二段目
の主噴射は、一段目の初期噴射とは噴霧形状を変えて貫
徹力のある噴霧を形成するようにして、噴射率の変化を
自在にすることができる二段噴射燃料噴射弁を提供する
ことを課題とする。
According to the present invention, the first-stage initial injection forms a spray in which a uniform flow rate is produced in the radial direction so as not to hit the inner wall of the cylinder of the engine. An object of the present invention is to provide a two-stage injection fuel injection valve capable of freely changing the injection rate by changing the spray shape and forming a spray having a penetrating force with the initial injection of the eye.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ニー
ドル弁のリフト位置によって噴霧の形状を異ならせるこ
と、一段目の初期噴射および二段目の主噴射は油路を変
えて噴射率を変化させるようにすること、さらにはニー
ドル弁のリフト位置によって二段目の主噴射の噴射圧を
上げることができるように油路ボリュームを変えるこ
と、などに着目したもので、燃料の油路につながる噴射
部を形成したノズルボディと、このノズルボディにシー
トするとともに上記噴射部を開閉するニードル弁と、を
有し、このニードル弁のリフトにともなって上記噴射部
から二段式に燃料を噴射可能とした二段噴射燃料噴射弁
であって、上記噴射部にいたる上記油路を第1の油路お
よび第2の油路に分流し、上記ニードル弁のリフトにと
もなって、これら第1の油路および第2の油路を合流あ
るいは分離するように切り換え可能としたことを特徴と
する二段噴射燃料噴射弁である。
That is, according to the present invention, the shape of the spray is made different depending on the lift position of the needle valve. The first stage initial injection and the second stage main injection change the oil passage to change the injection rate. And focus on changing the oil passage volume so that the injection pressure of the second stage main injection can be increased depending on the lift position of the needle valve, which leads to the fuel oil passage. It has a nozzle body with an injection section, and a needle valve that seats on the nozzle body and opens and closes the injection section. Fuel can be injected in two stages from the injection section with the lift of the needle valve. A two-stage injection fuel injection valve, wherein the oil passage leading to the injection unit is divided into a first oil passage and a second oil passage, and these oil passages are lifted by the needle valve. Which is the oil passage and two-stage injection fuel injection valve, characterized in that the second oil passage and a switchable confluence or to separate.

【0010】上記ニードル弁が初期リフト位置にあると
きは、上記第1の油路および上記第2の油路からの上記
燃料を合流衝突させて噴射し、上記ニードル弁の高リフ
ト位置にあるときは、上記第1の油路のみからの上記燃
料を噴射することができる。
When the needle valve is at the initial lift position, the fuel from the first oil passage and the second oil passage is merged and collided and injected, and when the needle valve is at the high lift position of the needle valve. Can inject the fuel only from the first oil passage.

【0011】上記第1の油路および上記第2の油路がと
もに開放されたときは、噴射率が比較的大きな噴霧を形
成し、上記第1の油路のみが開放されたときは、噴射率
が比較的小さな噴霧を形成することができる。
When the first oil passage and the second oil passage are both opened, a spray having a relatively large injection rate is formed, and when only the first oil passage is opened, the injection is performed. Sprays with relatively low rates can be formed.

【0012】上記第1の油路および第2の油路の分流点
あるいは合流点において、上記第2の油路を閉鎖可能と
することができる。
The second oil passage can be closed at a branch point or a junction of the first oil passage and the second oil passage.

【0013】上記ニードル弁を駆動可能なリフト制御手
段を設け、このリフト制御手段からの駆動圧力をより大
きな受圧面積で受ける第一段ピストンと、この第一段ピ
ストンより小さな受圧面積を有する第二段ピストンと、
を有するとともに、この第二段ピストンを上記ニードル
弁とすることができる。
A lift control means capable of driving the needle valve is provided, a first-stage piston receiving a drive pressure from the lift control means with a larger pressure-receiving area, and a second-stage piston having a smaller pressure-receiving area than the first-stage piston. A stage piston,
And the second stage piston can be used as the needle valve.

【0014】上記ニードル弁の初期リフト位置規制部材
と、上記ニードル弁の高リフト位置規制部材と、を設け
ることができる。
[0014] The needle valve initial lift position regulating member and the needle valve high lift position regulating member may be provided.

【0015】本発明による二段噴射燃料噴射弁において
は、単一の燃料噴射弁により、ニードル弁のリフト位置
によって油路を分流あるいは合流させるように開閉し
て、すなわち、一段目の初期噴射および二段目の主噴射
の油路を変えて噴射率を変化させるようにしたので、一
段目の初期噴霧および二段目の主噴霧の形状を互いに異
ならせるとともに、ピストンの作動状態に応じた噴霧を
形成し、燃焼特性を改善して窒素酸化物を低減させるこ
とができる。したがって、エンジンのシリンダーヘッド
に複数本の燃料噴射弁を取り付ける必要がなく、取付け
スペースの節約とともに、制御回路の複雑化を回避する
ことができる。
In the two-stage injection fuel injection valve according to the present invention, the single fuel injection valve opens and closes so as to diverge or merge the oil passage depending on the lift position of the needle valve. Since the injection rate is changed by changing the oil path of the second stage main injection, the shapes of the first stage initial spray and the second stage main spray are different from each other, and the spray according to the operating state of the piston To improve combustion characteristics and reduce nitrogen oxides. Therefore, it is not necessary to attach a plurality of fuel injection valves to the cylinder head of the engine, so that the installation space can be saved and the control circuit can be prevented from becoming complicated.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
二段噴射燃料噴射弁1を図1ないし図6にもとづき説明
する。図1は、二段噴射燃料噴射弁1の無噴射状態の断
面図であって、二段噴射燃料噴射弁1は、ノズルホルダ
ー2と、ノズルボディ3と、リテーニングナット4と、
リフト制御手段5と、第一段ピストン6(初期リフト位
置規制部材)と、ニードル弁7(第二段ピストン)と、
を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A two-stage fuel injection valve 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the two-stage injection fuel injection valve 1 in a non-injection state. The two-stage injection fuel injection valve 1 includes a nozzle holder 2, a nozzle body 3, a retaining nut 4,
Lift control means 5, first stage piston 6 (initial lift position regulating member), needle valve 7 (second stage piston),
Having.

【0017】ノズルホルダー2には、高圧燃料の燃料供
給口8を形成するとともに、燃料供給口8に連通してノ
ズルホルダー2からノズルボディ3の先端部にかけて、
燃料の油路9を形成する。
The nozzle holder 2 is formed with a fuel supply port 8 for high-pressure fuel, and communicates with the fuel supply port 8 from the nozzle holder 2 to the tip of the nozzle body 3.
An oil passage 9 for fuel is formed.

【0018】ノズルボディ3は、リテーニングナット4
によりノズルホルダー2にこれを固定し、油路9の先端
部に臨んで噴射部10を形成する。
The nozzle body 3 includes a retaining nut 4
This is fixed to the nozzle holder 2 to form the injection unit 10 facing the tip of the oil passage 9.

【0019】リフト制御手段5は、ピエゾ素子、超磁歪
素子、電磁弁あるいは油圧圧力増幅装置など任意の部材
からこれを構成し、駆動制御回路11によりこれを駆動
するもので、ノズルホルダー2内の作動圧力室12にそ
の先端部を臨ませており、この作動圧力室12内の圧力
を上昇させることによって第一段ピストン6およびニー
ドル弁7を駆動可能としている。
The lift control means 5 is constituted by an arbitrary member such as a piezo element, a giant magnetostrictive element, an electromagnetic valve or a hydraulic pressure amplifying device, and is driven by a drive control circuit 11. The tip of the working pressure chamber 12 faces the working pressure chamber 12, and the first stage piston 6 and the needle valve 7 can be driven by increasing the pressure in the working pressure chamber 12.

【0020】第一段ピストン6は、ノズルホルダー2の
内部に摺動自在にこれを収容し、ガタ殺し用の第1のス
プリング13によりスプリングシート14(高リフト位
置規制部材)を介してニードル弁7方向(図中、下方
向)にこれを付勢している。
The first-stage piston 6 is slidably housed inside the nozzle holder 2 and is provided with a needle valve through a spring seat 14 (high-lift-position regulating member) by a first spring 13 for rattling. This is urged in seven directions (downward in the figure).

【0021】ニードル弁7は、ポペットタイプ(外開き
タイプ)のバルブボディであって、これと一体化した上
記スプリングシート14を介して第一段ピストン6と摺
動自在に係合しており、スプリングシート14にシート
させた復帰用の第2のスプリング15によってシート方
向(図中、上方向)にこれを付勢している。
The needle valve 7 is a poppet type (open-out type) valve body, and is slidably engaged with the first stage piston 6 via the spring seat 14 integrated therewith. The return second spring 15 seated on the spring seat 14 urges the spring in the seat direction (upward in the figure).

【0022】第一段ピストン6は、その先端部6Aとノ
ズルボディ3のストッパー部3Aとの間に若干の間隔
(初期リフト量L1)をあけてある。スプリングシート
14は、その先端部14Aとノズルボディ3のストッパ
ー部3Aとの間に若干の間隔(高リフト量L2)をあけ
てある。
The first stage piston 6 has a slight gap (initial lift amount L1) between its tip 6A and the stopper 3A of the nozzle body 3. The spring seat 14 has a slight gap (high lift amount L2) between its tip portion 14A and the stopper portion 3A of the nozzle body 3.

【0023】第一段ピストン6は、リフト制御手段5か
らの駆動圧力を作動油圧室12において、より大きな受
圧面積で受け、ニードル弁7は、第一段ピストン6より
小さな受圧面積を有する。
The first stage piston 6 receives the driving pressure from the lift control means 5 in the working hydraulic chamber 12 with a larger pressure receiving area, and the needle valve 7 has a smaller pressure receiving area than the first stage piston 6.

【0024】ニードル弁7には、上流側軸方向貫通路1
6および下流側軸方向貫通路17、さらに上流側軸方向
貫通路16および下流側軸方向貫通路17を連通する中
央貫通路18を形成する。なお、ニードル弁7の先端部
に位置するポペット部7Aは、上流側軸方向貫通路1
6、下流側軸方向貫通路17および中央貫通路18を形
成ののち、盲栓(プラグ)により閉鎖したもので、この
ポペット部7Aが噴射部10においてノズルボディ3の
シート部3Bにシートしている。
The needle valve 7 has an upstream axial through passage 1
6 and a downstream axial passage 17, and a central through passage 18 communicating the upstream axial passage 16 and the downstream axial passage 17. The poppet portion 7A located at the tip of the needle valve 7 has an upstream axial passage 1
6. After the downstream axial passage 17 and the central through passage 18 are formed, they are closed with blind plugs (plugs). The poppet portion 7A is seated on the seat portion 3B of the nozzle body 3 in the ejection portion 10. I have.

【0025】上記油路9の途中に油溜まり室19を形成
するとともに、燃料溜まり室19の部分を分流点20
(図2)とし、噴射部10に臨む下流側軸方向貫通路1
7の出口部を合流点21(図3)としている。ただし、
図1に図示の状態では、燃料溜まり室19がニードル弁
7の外周面により上流側軸方向貫通路16との連通状態
を遮断されているので、第1の油路9Aと第2の油路9
Bとは遮断状態にある。油路9は、分流点20において
第1の油路9Aと第2の油路9Bとに分流可能とし、合
流点21において合流可能としている。すなわち、第1
の油路9Aは、分流点20(燃料溜まり室19)から上
流側軸方向貫通路16、中央貫通路18および下流側軸
方向貫通路17を経て合流点21に至る。第2の油路9
Bは、分流点20からノズルボディ3とニードル弁7の
外周との間を通り合流点21に至る。
An oil sump chamber 19 is formed in the middle of the oil passage 9, and a part of the fuel sump chamber 19 is connected to a branch point 20.
(FIG. 2) and the downstream axial through-passage 1 facing the injection unit 10
The outlet of 7 is a junction 21 (FIG. 3). However,
In the state shown in FIG. 1, since the fuel reservoir 19 is disconnected from the upstream axial passage 16 by the outer peripheral surface of the needle valve 7, the first oil passage 9 </ b> A and the second oil passage 9
B is in a cutoff state. The oil passage 9 can be divided into a first oil passage 9A and a second oil passage 9B at a branch point 20, and can be merged at a junction 21. That is, the first
The oil passage 9A extends from the branch point 20 (fuel pool 19) to the junction 21 via the upstream axial passage 16, the central passage 18 and the downstream axial passage 17. Second oil passage 9
B passes from the branch point 20 to the junction 21 through between the nozzle body 3 and the outer periphery of the needle valve 7.

【0026】こうした構成の二段噴射燃料噴射弁1の作
用について、図1ないし図6にもとづき説明する。図1
はニードル弁7のシート位置の断面図、図2の初期リフ
ト位置の断面図、図3は、同、初期リフト位置における
噴射部10の要部拡大断面図、図4は、高リフト位置の
断面図、図5は、同、高リフト位置における噴射部10
の要部拡大断面図をそれぞれ示している。図1に示すよ
うに、ニードル弁7のノズルボディ3へのシート状態に
おいては、油路9において燃料溜まり室19と上流側軸
方向貫通路16とが非連通状態にある。また、ニードル
弁7のポペット部7Aが噴射部10におけるノズルボデ
ィ3のシート部3Bにシートしているので、非噴射状態
にある。
The operation of the two-stage injection fuel injection valve 1 having such a configuration will be described with reference to FIGS. FIG.
2 is a cross-sectional view of the needle valve 7 at the seat position, FIG. 3 is a cross-sectional view of the initial lift position, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the injection unit 10 at the initial lift position, and FIG. 5 and FIG. 5 show the injection unit 10 at the high lift position.
Are enlarged cross-sectional views of main parts of FIG. As shown in FIG. 1, when the needle valve 7 is seated on the nozzle body 3, the fuel reservoir 19 and the upstream axial through passage 16 in the oil passage 9 are not in communication with each other. In addition, since the poppet portion 7A of the needle valve 7 is seated on the seat portion 3B of the nozzle body 3 in the ejection portion 10, it is in a non-ejection state.

【0027】図2に示すように、駆動制御回路11から
の駆動信号によってリフト制御手段5が駆動されて、作
動圧力室12内の圧力を上昇させると、第2のスプリン
グ15の付勢力に抗して第一段ピストン6およびニード
ル弁7を図中下方向にわずかにリフトし、初期リフト位
置規制部材としての第一段ピストン6の先端部6Aがノ
ズルボディ3のストッパー部3Aに当接してそれ以上の
移動を阻止される(初期リフト量L1)。しかも、作動
圧力室12の圧力を第一段ピストン6およびニードル弁
7の受圧面積を併せたより大きな面積で受圧するので、
初期リフトとしては比較的ゆっくりと作動が開始される
ことになる。このように、一段目のリフト(初期リフ
ト)は、ピエゾ素子などによるリフト制御手段5を採用
し、精密な制御により任意の初期リフト位置を得ること
ができる。
As shown in FIG. 2, when the lift control means 5 is driven by a drive signal from the drive control circuit 11 to increase the pressure in the working pressure chamber 12, the lift control means 5 resists the urging force of the second spring 15. Then, the first-stage piston 6 and the needle valve 7 are slightly lifted downward in the drawing, and the distal end portion 6A of the first-stage piston 6 as the initial lift position regulating member comes into contact with the stopper portion 3A of the nozzle body 3. Further movement is prevented (initial lift amount L1). In addition, since the pressure in the working pressure chamber 12 is received in a larger area including the pressure receiving areas of the first stage piston 6 and the needle valve 7,
The operation is started relatively slowly as the initial lift. As described above, the first-stage lift (initial lift) employs the lift control means 5 using a piezo element or the like, and an arbitrary initial lift position can be obtained by precise control.

【0028】この初期リフト位置においては、図3に拡
大して示すように、油路9の第1の油路9Aと第2の油
路9Bとは噴射部10の合流点21において合流し、下
流側軸方向貫通路17から噴射される燃料と第2の油路
9Bから噴射される燃料とが互いに衝突して相対的に混
合され、ポペット部7Aとシート部3Bとの間の噴孔部
10から噴射される。したがって、とくに図2に示すよ
うに、噴霧の形状としては、シリンダーの内壁面には届
かない、油圧流量が大きく、いわゆる、もわっとしたペ
ネトレーションの小さな噴霧となり、噴射率が比較的大
きく、希薄予混合燃焼に適した噴射となる。
At this initial lift position, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the first oil passage 9A and the second oil passage 9B of the oil passage 9 merge at the junction 21 of the injection unit 10, The fuel injected from the downstream axial passage 17 and the fuel injected from the second oil passage 9B collide with each other and are relatively mixed, and the injection hole between the poppet 7A and the seat 3B is formed. Injected from 10. Therefore, as shown in FIG. 2 in particular, the shape of the spray is a spray having a large hydraulic flow rate that does not reach the inner wall surface of the cylinder, and has a small so-called penetration, and has a relatively large injection rate and a lean injection rate. Injection suitable for premix combustion.

【0029】図2および図3の初期リフト状態から、さ
らに作動圧力室12に圧力がかかると、第一段ピストン
6はノズルボディ3に対して停止したままで、ニードル
弁7のみがより小さな受圧面積で受圧するため、初期リ
フトのときより高速でリフトし、高リフト位置規制部材
としてのスプリングシート14とともにさらにリフトし
て先端部14Aがノズルボディ3のストッパー部3Aに
当接して、それ以上の移動を阻止される(高リフト量L
2)。
When pressure is further applied to the working pressure chamber 12 from the initial lift state shown in FIGS. 2 and 3, the first stage piston 6 remains stopped with respect to the nozzle body 3, and only the needle valve 7 receives a smaller pressure. Since the pressure is received by the area, the lift is performed at a higher speed than at the time of the initial lift, and the lift is further lifted together with the spring seat 14 as a high lift position restricting member so that the tip portion 14A comes into contact with the stopper portion 3A of the nozzle body 3, and Movement is prevented (high lift L
2).

【0030】すなわち、図4に示す高リフト状態では、
分流点20において油路9(第2の油路9B)がニード
ル弁7の外周面により閉鎖され、第1の油路9Aから分
離された状態となり、第1の油路9Aのみから燃料が噴
射部10に至る。したがって、図5に拡大して示すよう
に、第2の油路9Bからの燃料が供給されないままに第
1の油路9Aのみからペネトレーションの大きな、か
つ、噴射率が比較的小さな噴霧を形成し、拡散燃焼に適
した噴霧が噴射される。このように、二段目の主リフト
は、高リフト位置で噴射部10を開放し、貫徹力のある
噴霧を噴射可能である。
That is, in the high lift state shown in FIG.
At the branch point 20, the oil passage 9 (the second oil passage 9B) is closed by the outer peripheral surface of the needle valve 7, is separated from the first oil passage 9A, and fuel is injected only from the first oil passage 9A. It reaches the part 10. Therefore, as shown in an enlarged manner in FIG. 5, a spray having a large penetration and a relatively small injection rate is formed only from the first oil passage 9A without supplying the fuel from the second oil passage 9B. Thus, a spray suitable for diffusion combustion is injected. As described above, the second-stage main lift can open the injection unit 10 at the high lift position and spray the spray having the penetrating power.

【0031】図6は、ニードル弁7のリフト量に対する
噴射率の関係を示すグラフであって、点線で示すよう
に、従来の一般的な燃料噴射弁では初期リフト状態で噴
射率が低いが、実線で示すように、本発明による二段噴
射燃料噴射弁1においては、より高い噴射率を得ること
が可能となり、燃焼室内の燃焼特性を改善可能な燃料噴
射を実現することができる。したがって、従来は、シリ
ンダー内壁面に噴霧を当てない相殺噴霧に依存して、前
記2本のサイドインジェクターによるサイドインジェク
ションの均一混合燃焼および炭化水素(CH)を低減す
るようにしたため、燃料噴射弁の量産時に当該2本のサ
イドインジェクターによる等量および同時噴射の制御に
ばらつきがある懸念があったが、本発明による単一の二
段噴射燃料噴射弁1によれば、こうした問題も解消され
る。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the lift rate of the needle valve 7 and the injection rate. As shown by the dotted line, in the conventional general fuel injection valve, the injection rate is low in the initial lift state. As shown by the solid line, in the two-stage injection fuel injection valve 1 according to the present invention, it is possible to obtain a higher injection rate and to realize fuel injection capable of improving the combustion characteristics in the combustion chamber. Therefore, conventionally, the mixed injection combustion and the hydrocarbon (CH) of the side injection by the two side injectors were reduced and the hydrocarbon (CH) was reduced by relying on the offset spray that does not apply the spray to the inner wall surface of the cylinder. During mass production, there is a concern that there is a variation in the control of equal injection and simultaneous injection by the two side injectors, but the single two-stage injection fuel injection valve 1 according to the present invention solves such a problem.

【0032】しかも、従来は二種類すなわち、サイドイ
ンジェクション希薄予混合燃焼用の2本の燃料噴射弁、
およびセンターインジェクション拡散燃焼用の1本の燃
料噴射弁の計3本の燃料噴射弁が必要であったものを1
本化して、エンジンレイアウトの簡易化およびコスト低
減が可能である。さらに、一段目の初期噴射については
可能な限りその噴射率を上げるとともに、従来は同一噴
孔だけであったが、ニードル弁7の溝面積(幅および半
径)すなわち、上流側軸方向貫通路16、下流側軸方向
貫通路17、中央貫通路18および第2の油路9Bなど
の断面積を幅広く選択することにより、また、噴射率を
上下させることにより、エンジンシリンダー内周囲への
均一噴射を可能とすることができる。また二段目の主噴
射は、下流側軸方向貫通路17を任意の数や直径などで
設計することにより、極小噴孔の組み合わせも可能とす
ることができる。
In addition, conventionally, there are two types of fuel injection valves, ie, two fuel injection valves for side injection lean premix combustion.
And one fuel injection valve for center injection diffusion combustion, which required a total of three fuel injection valves,
This makes it possible to simplify the engine layout and reduce the cost. Furthermore, the injection rate of the first stage initial injection is increased as much as possible, and the conventional injection hole is the same, but the groove area (width and radius) of the needle valve 7, that is, the upstream axial through passage 16 By uniformly selecting the cross-sectional area of the downstream axial through-passage 17, the central through-passage 18, the second oil passage 9B, and the like, and by increasing and decreasing the injection rate, uniform injection around the inside of the engine cylinder is achieved. Can be possible. In the second-stage main injection, the combination of the minimum injection holes can be made possible by designing the downstream axial through-passage 17 with an arbitrary number or diameter.

【0033】なお、一段目の初期リフトおよび二段目の
高リフトの噴射量および噴射時期は、任意のリフト位置
によりこれを選択可能であって、リフト位置を精度よく
制御することにより、その噴射タイミングを自在に変化
させることができる。また、二段噴射としての噴孔径お
よび数や噴射方向は、多種多様な組み合わせが可能であ
る。
It should be noted that the injection amount and injection timing of the initial lift of the first stage and the high lift of the second stage can be selected by an arbitrary lift position. The timing can be freely changed. Also, the diameter and number of the injection holes as the two-stage injection and the injection direction can be variously combined.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ニードル
弁のリフトにともなって、第1の油路および第2の油路
を合流あるいは分離するように切り換え可能としたの
で、予混合燃焼機能および拡散燃焼機能のための噴霧を
単一の燃料噴射弁により形成可能で、燃焼特性の改善、
シリンダーヘッドまわりの簡素化、さらにはコストの低
減化に寄与することができる。
As described above, according to the present invention, the first oil passage and the second oil passage can be switched so as to join or separate with the lift of the needle valve. Spray for function and diffusion combustion function can be formed by a single fuel injection valve, improving combustion characteristics,
This can contribute to simplification around the cylinder head and further reduction in cost.

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

【図1】本発明の実施の形態による二段噴射燃料噴射弁
1の無噴射状態の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a two-stage injection fuel injection valve 1 according to an embodiment of the present invention in a non-injection state.

【図2】同、初期リフト位置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the same at an initial lift position.

【図3】同、初期リフト位置における噴射部10の要部
拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part of the injection unit 10 at an initial lift position.

【図4】同、高リフト位置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the same at a high lift position.

【図5】同、高リフト位置における噴射部10の要部拡
大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the injection unit 10 at the high lift position.

【図6】同、ニードル弁7のリフト量に対する噴射率の
関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the lift rate of the needle valve 7 and the injection rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 二段噴射燃料噴射弁(実施の形態) 2 ノズルホルダー 3 ノズルボディ 3A ノズルボディ3のストッパー部 3B ノズルボディ3のシート部 4 リテーニングナット 5 リフト制御手段 6 第一段ピストン(初期リフト位置規制部材) 6A 第一段ピストン6の先端部 7 ニードル弁(第二段ピストン) 7A ニードル弁7のポペット部(プラグ、盲栓) 8 燃料供給口 9 燃料の油路 9A 油路9の第1の油路 9B 油路9の第2の油路 10 噴射部 11 駆動制御回路 12 作動圧力室 13 ガタ殺し用の第1のスプリング 14 スプリングシート(高リフト位置規制部材) 14A スプリングシート14の先端部 15 復帰用の第2のスプリング 16 上流側軸方向貫通路 17 下流側軸方向貫通路 18 中央貫通路 19 燃料溜まり室 20 分流点 21 合流点 L1 第一段ピストン6の先端部6Aと、ノズルボディ
3のストッパー部3Aとの間の初期リフト量 L2 スプリングシート14の先端部14Aと、ノズル
ボディ3のストッパー部3Aとの間の高リフト量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Two-stage injection fuel injection valve (Embodiment) 2 Nozzle holder 3 Nozzle body 3A Stopper part of nozzle body 3 3B Seat part of nozzle body 3 4 Retaining nut 5 Lift control means 6 First stage piston (Initial lift position regulation 6A Tip part of first stage piston 6 7 Needle valve (second stage piston) 7A Poppet part of needle valve 7 (plug, blind plug) 8 Fuel supply port 9 Fuel oil passage 9A First oil passage 9 Oil passage 9B Second oil passage of oil passage 9 10 Injection unit 11 Drive control circuit 12 Working pressure chamber 13 First spring for rattling 14 Spring seat (high lift position regulating member) 14A Tip end of spring seat 14 15 Second spring for return 16 Upstream axial through passage 17 Downstream axial through passage 18 Central through passage 19 Fuel reservoir 20 minutes Point 21 Junction point L1 Initial lift amount between tip 6A of first stage piston 6 and stopper 3A of nozzle body 3 L2 Between tip 14A of spring seat 14 and stopper 3A of nozzle body 3 High lift

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 61/04 F02M 61/04 H 61/08 61/08 B H Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AD12 BA03 BA04 BA13 BA61 BA67 CC01 CC06T CC06U CC08T CC08U CC18 CC40 CC48 CC66 CE13 CE27 DA11 DA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 61/04 F02M 61/04 H 61/08 61/08 B H F term (Reference) 3G066 AA07 AB02 AD12 BA03 BA04 BA13 BA61 BA67 CC01 CC06T CC06U CC08T CC08U CC18 CC40 CC48 CC66 CE13 CE27 DA11 DA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料の油路につながる噴射部を形成し
たノズルボディと、 このノズルボディにシートするとともに前記噴射部を開
閉するニードル弁と、を有し、 このニードル弁のリフトにともなって前記噴射部から二
段式に燃料を噴射可能とした二段噴射燃料噴射弁であっ
て、 前記噴射部にいたる前記油路を第1の油路および第2の
油路に分流し、 前記ニードル弁のリフトにともなって、これら第1の油
路および第2の油路を合流あるいは分離するように切り
換え可能としたことを特徴とする二段噴射燃料噴射弁。
1. A nozzle body having an injection portion connected to an oil passage for fuel, and a needle valve seated on the nozzle body and opening and closing the injection portion. A two-stage injection fuel injection valve capable of injecting fuel in a two-stage manner from an injection unit, wherein the oil passage leading to the injection unit is divided into a first oil passage and a second oil passage, and the needle valve is provided. Characterized in that the first and second oil passages can be switched to join or separate with the lift of the two-stage injection fuel injection valve.
【請求項2】 前記ニードル弁が初期リフト位置にあ
るときは、前記第1の油路および前記第2の油路からの
前記燃料を合流衝突させて噴射し、 前記ニードル弁の高リフト位置にあるときは、前記第1
の油路のみからの前記燃料を噴射することを特徴とする
請求項1記載の二段噴射燃料噴射弁。
2. When the needle valve is at an initial lift position, the fuel from the first oil passage and the second oil passage is merged and collided and injected, and the needle valve is at a high lift position of the needle valve. Sometimes, the first
2. The two-stage injection fuel injection valve according to claim 1, wherein said fuel is injected only from said oil passage.
【請求項3】 前記第1の油路および前記第2の油路
がともに開放されたときは、噴射率が比較的大きな噴霧
を形成し、 前記第1の油路のみが開放されたときは、噴射率が比較
的小さな噴霧を形成することを特徴とする請求項1記載
の二段噴射燃料噴射弁。
3. When both the first oil passage and the second oil passage are opened, a spray having a relatively large injection rate is formed, and when only the first oil passage is opened. 2. The two-stage injection fuel injection valve according to claim 1, wherein the injection rate forms a relatively small spray.
【請求項4】 前記第1の油路および第2の油路の分
流点あるいは合流点において、前記第2の油路を閉鎖可
能としたことを特徴とする請求項1記載の二段噴射燃料
噴射弁。
4. The two-stage injection fuel according to claim 1, wherein the second oil passage can be closed at a branch point or a junction of the first oil passage and the second oil passage. Injection valve.
【請求項5】 前記ニードル弁を駆動可能なリフト制
御手段を設け、 このリフト制御手段からの駆動圧力をより大きな受圧面
積で受ける第一段ピストンと、 この第一段ピストンより小さな受圧面積を有する第二段
ピストンと、を有するとともに、 この第二段ピストンを前記ニードル弁としたことを特徴
とする請求項1記載の二段噴射燃料噴射弁。
5. A lift control means capable of driving the needle valve, a first stage piston receiving a drive pressure from the lift control means with a larger pressure receiving area, and a pressure receiving area smaller than the first stage piston. The two-stage injection fuel injection valve according to claim 1, further comprising a second-stage piston, wherein the second-stage piston is the needle valve.
【請求項6】 前記ニードル弁の初期リフト位置規制
部材と、 前記ニードル弁の高リフト位置規制部材と、を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の二段噴射燃料噴射弁。
6. The two-stage injection fuel injection valve according to claim 1, further comprising an initial lift position restricting member for the needle valve and a high lift position restricting member for the needle valve.
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