JP6603622B2 - Injector - Google Patents

Injector Download PDF

Info

Publication number
JP6603622B2
JP6603622B2 JP2016135434A JP2016135434A JP6603622B2 JP 6603622 B2 JP6603622 B2 JP 6603622B2 JP 2016135434 A JP2016135434 A JP 2016135434A JP 2016135434 A JP2016135434 A JP 2016135434A JP 6603622 B2 JP6603622 B2 JP 6603622B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
needle
back pressure
mode
switching
valve body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016135434A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018003796A (en
Inventor
利明 稗島
大治 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2016135434A priority Critical patent/JP6603622B2/en
Priority to DE102017112714.3A priority patent/DE102017112714B4/en
Publication of JP2018003796A publication Critical patent/JP2018003796A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6603622B2 publication Critical patent/JP6603622B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/701Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2547/00Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001Control chambers formed by movable sleeves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、燃料を噴射するインジェクタに関する。   The present invention relates to an injector for injecting fuel.

従来から、以下に説明するニードル、ボディ、背圧室、流入路、流出路、および、駆動部を備えるインジェクタが周知となっている。
ニードルは、燃料の噴射する噴孔を開閉する弁体である。
ボディは、筒状に設けられて内周にニードルを収容するとともに、噴孔を有している。
背圧室は、ニードルに対し、噴孔を閉じる方向に燃料の背圧を及ぼすために設けられる。
流入路は、背圧室に燃料を流入させるために設けられ、例えば、流入路から背圧室にはサプライポンプで高圧化された燃料が流入可能になっている。
流出路は、背圧室から燃料を流出させるために設けられる。
駆動部は、制御部から与えられる制御信号に基づき流出路を開閉することで、背圧を低減または増加させてニードルによる噴孔の開閉を操作する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an injector including a needle, a body, a back pressure chamber, an inflow path, an outflow path, and a drive unit described below is well known.
The needle is a valve body that opens and closes a nozzle hole through which fuel is injected.
The body is provided in a cylindrical shape, accommodates the needle on the inner periphery, and has a nozzle hole.
The back pressure chamber is provided to apply a back pressure of fuel to the needle in the direction of closing the nozzle hole.
The inflow path is provided to allow fuel to flow into the back pressure chamber. For example, fuel that has been increased in pressure by a supply pump can flow into the back pressure chamber from the inflow path.
The outflow path is provided to allow fuel to flow out from the back pressure chamber.
The drive unit opens and closes the outflow path based on a control signal supplied from the control unit, thereby reducing or increasing the back pressure and operating the opening and closing of the nozzle hole by the needle.

そして、背圧を増加させることで、ニードルに設けられたシート部がボディの内壁のシート位置に着座して噴孔を閉じ、背圧を減少させることでシート部とシート位置のニードルの軸方向の離間距離であるリフト量が増加して噴孔を開く。   And by increasing the back pressure, the seat portion provided on the needle is seated at the seat position on the inner wall of the body to close the nozzle hole, and by reducing the back pressure, the axial direction of the needle at the seat portion and the seat position The lift amount, which is the separation distance, increases to open the nozzle hole.

ところで、このようなインジェクタにおいて、単位時間当たりのリフト量の増加量をリフト速度とすると、リフト速度を変更する構成が公知となっている(例えば、特許文献1参照。)。
なお、リフト速度を変更することで、後に詳述するように、例えば、スモーク発生の低減と出力の増大を両立することができるようになる。
By the way, in such an injector, when the increase amount of the lift amount per unit time is defined as the lift speed, a configuration for changing the lift speed is known (for example, see Patent Document 1).
Note that, by changing the lift speed, as will be described in detail later, for example, it is possible to achieve both reduction in smoke generation and increase in output.

特許文献1のインジェクタによると、2つの流出路を有し、それぞれの流出路に対し、開閉する駆動部が設けられている。そして、2つの流出路の開閉をそれぞれ制御することで、背圧室からの燃料の流出量を増減させリフト速度を変更可能にしている。
しかし、特許文献1の構成だと、2つの流出路に対し2つの駆動部が必要となってしまうため、インジェクタの体格が大型化してしまう問題があった。また、駆動部を複数にすると駆動部の駆動に際しての消費電力が増大してしまう問題もあった。
According to the injector of Patent Document 1, there are two outflow paths, and a drive unit that opens and closes each outflow path is provided. By controlling the opening and closing of the two outflow passages, the amount of fuel outflow from the back pressure chamber can be increased or decreased to change the lift speed.
However, in the configuration of Patent Document 1, two drive units are required for two outflow passages, which causes a problem that the size of the injector is increased. In addition, when there are a plurality of driving units, there is a problem that power consumption during driving of the driving unit increases.

米国特許出願公開第2013/0233941 A1号明細書US Patent Application Publication No. 2013/0233941 A1

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、駆動部を複数設けることなくリフト速度を変更可能なインジェクタを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an injector capable of changing a lift speed without providing a plurality of drive units.

本願の第1発明によれば、インジェクタは、以下に説明するニードル、ボディ、背圧室、流出路、駆動部、切替弁体、および、切替部を備える。
ニードルは、燃料の噴射する噴孔を開閉する弁体である。
ボディは、筒状に設けられて内周にニードルを収容するとともに、噴孔を有している。
背圧室は、ニードルに対し、噴孔を閉じる方向に燃料の背圧を及ぼすために設けられる。
流出路は、背圧室から燃料を流出させるために設けられる。
駆動部は、制御部から与えられる制御信号に基づき流出路を開閉することで、背圧を低減または増加させてニードルによる噴孔の開閉を操作する。
According to the first invention of the present application, the injector includes a needle, a body, a back pressure chamber, an outflow passage, a drive unit, a switching valve body, and a switching unit described below.
The needle is a valve body that opens and closes a nozzle hole through which fuel is injected.
The body is provided in a cylindrical shape, accommodates the needle on the inner periphery, and has a nozzle hole.
The back pressure chamber is provided to apply a back pressure of fuel to the needle in the direction of closing the nozzle hole.
The outflow path is provided to allow fuel to flow out from the back pressure chamber.
The drive unit opens and closes the outflow path based on a control signal supplied from the control unit, thereby reducing or increasing the back pressure and operating the opening and closing of the nozzle hole by the needle.

そして、駆動部は、背圧を増加させることで、ニードルに設けられたシート部がボディの内壁のシート位置に着座して噴孔を閉じる。また、駆動部は、背圧を減少させることでシート部とシート位置のニードルの軸方向の離間距離であるリフト量を増加させて噴孔を開く。   And a drive part increases a back pressure, and the seat part provided in the needle seats on the seat position of the inner wall of a body, and closes a nozzle hole. Further, the drive unit opens the nozzle hole by decreasing the back pressure to increase the lift amount, which is the separation distance in the axial direction between the seat unit and the needle at the seat position.

ここで、ニードルは、単位時間当たりのリフト量の増加量をリフト速度とすると、第1のリフト速度で動作する第1モードと、第1のリフト速度より小さい第2のリフト速度で動作する第2モードで動作する。
切替弁体は、駆動部によって駆動され流出路の開閉を切り替える。
切替部は、切替弁体の変位に伴って移動することで第1モードと第2モードとを切り替える。
そして、第1モードにおけるニードルに背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積は、第2モードにおけるニードルに背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積より小さい。
なお、切替部は、第1モードでは切替弁体に対して相対変位し、第2モードでは切替弁体に対して相対変位しない。
Here, if the increase amount of the lift amount per unit time is defined as a lift speed, the needle operates in a first mode that operates at the first lift speed and a second lift speed that is smaller than the first lift speed. Operates in two modes.
The switching valve body is driven by the drive unit to switch opening and closing of the outflow path.
The switching unit switches between the first mode and the second mode by moving with the displacement of the switching valve body.
The projected area on the surface perpendicular to the axial direction of the pressure-receiving surface that applies back pressure to the needle in the first mode is the projected area on the surface that is perpendicular to the axial direction of the pressure-receiving surface that applies back pressure to the needle in the second mode. Smaller than.
The switching unit is relatively displaced with respect to the switching valve body in the first mode, and is not relatively displaced with respect to the switching valve body in the second mode.

これにより、第1モードにおける受圧面の掃引する容積を第2モードにおける受圧面の掃引する容積より小さくできる。このため、背圧室からの燃料の流出量に対する第1モードにおけるニードルのリフト量を第2モードにおけるニードルのリフト量より大きくできる。これにより、第1モードでのリフト速度を第2モードのリフト速度より大きくでき、リフト速度を変更することができる。
また、切替弁体の変位に伴う切替部の移動により第1モードと第2モードとを切り替えているため、別途追加の駆動部を必要とせず、駆動部を複数設けなくてもよい。
この結果、駆動部を複数設けることなくリフト速度を変更可能なインジェクタを提供できる。
Thereby, the volume swept by the pressure receiving surface in the first mode can be made smaller than the volume swept by the pressure receiving surface in the second mode. For this reason, the needle lift amount in the first mode with respect to the fuel outflow amount from the back pressure chamber can be made larger than the needle lift amount in the second mode. Thereby, the lift speed in the first mode can be made larger than the lift speed in the second mode, and the lift speed can be changed.
In addition, since the first mode and the second mode are switched by the movement of the switching unit accompanying the displacement of the switching valve body, no additional driving unit is required, and a plurality of driving units may not be provided.
As a result, an injector capable of changing the lift speed without providing a plurality of drive units can be provided.

本願の第2発明によれば、インジェクタは、切替部を有する。
ここで、切替部は切替弁体の変位に伴って移動することで第1モードと第2モードとを切り替える。
そして、背圧室から流出路へと流出する燃料の流出量を制限する流路を絞りとすると、第1モードにおける絞りの燃料の流れ方向に垂直な断面積は、第2モードにおける絞りの燃料の流れ方向に垂直な断面積より大きい。
なお、切替部は、第1モードでは切替弁体に対して相対変位し、第2モードでは切替弁体に対して相対変位しない。
According to the second invention of the present application, the injector includes the switching unit.
Here, the switching unit switches between the first mode and the second mode by moving with the displacement of the switching valve body.
When the flow path that restricts the amount of fuel flowing out from the back pressure chamber to the outflow passage is a throttle, the cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the throttle fuel in the first mode is the fuel of the throttle in the second mode. Greater than the cross-sectional area perpendicular to the flow direction.
The switching unit is relatively displaced with respect to the switching valve body in the first mode, and is not relatively displaced with respect to the switching valve body in the second mode.

これにより、第1モードにおける背圧室からの燃料の流出量を第2モードより大きくでき、第1モードにおけるニードルのリフト量を第2モードにおけるニードルのリフト量より大きくできる。このため、第1モードでのリフト速度を第2モードのリフト速度より大きくでき、リフト速度を変更することができる。
また、切替弁体の変位に伴う切替部の移動により第1モードと第2モードとを切り替えているため、別途追加の駆動部を必要とせず、駆動部を複数設けなくてもよい。
この結果、駆動部を複数設けることなくリフト速度を変更可能なインジェクタを提供できる。
Thereby, the outflow amount of the fuel from the back pressure chamber in the first mode can be made larger than that in the second mode, and the lift amount of the needle in the first mode can be made larger than the lift amount of the needle in the second mode. For this reason, the lift speed in the first mode can be made larger than the lift speed in the second mode, and the lift speed can be changed.
In addition, since the first mode and the second mode are switched by the movement of the switching unit accompanying the displacement of the switching valve body, no additional driving unit is required, and a plurality of driving units may not be provided.
As a result, an injector capable of changing the lift speed without providing a plurality of drive units can be provided.

インジェクタの全体を示す断面図である(実施例1)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire injector (Example 1). インジェクタの要部断面図である(実施例1)。It is principal part sectional drawing of an injector (Example 1). (a)切替弁体の変位量が小さい場合、および、(b)切替弁体の変位量が大きい場合の動作説明図である(実施例1)。(A) Operation | movement explanatory drawing when the displacement amount of a switching valve body is small, and (b) When the displacement amount of a switching valve body is large (Example 1). (a)リフト量、および、(b)噴射率の時間変化である(実施例1)。(A) Lift amount and (b) Time variation of injection rate (Example 1). (a)リフト開始直後のリフト速度の大小に対する噴射率、(b)噴霧長、および、(c)スモーク発生量の比較図である(従来例)。(A) It is a comparison figure of the injection rate with respect to the magnitude | size of the lift speed immediately after a lift start, (b) Spray length, and (c) Smoke generation amount (conventional example). (a)理論サイクルと現状のP−V線図、および、(b)リフト速度の大小に対する噴射率の比較図である(従来例)。(A) A theoretical cycle and the present PV diagram, and (b) A comparison figure of the injection rate with respect to the magnitude of lift speed (conventional example). インジェクタの要部断面図である(実施例2)。(Example 2) which is principal part sectional drawing of an injector. (a)、(b)インジェクタの要部断面図である(変形例)。(A), (b) It is principal part sectional drawing of an injector (modification). インジェクタの要部断面図である(変形例)。It is principal part sectional drawing of an injector (modification).

以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。   Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described based on examples. In addition, an Example discloses a specific example, and it cannot be overemphasized that this invention is not limited to an Example.

[実施例1]
実施例1のインジェクタ1の構成を、図1を用いて説明する。
インジェクタ1は、サプライポンプ(図示しない。)、コモンレール(図示しない。)、制御部であるECU2とともに燃料供給装置を構成する1要素となっている。サプライポンプは、燃料を高圧化させるものであり、コモンレールは、サプライポンプによって高圧化された燃料を一時的に蓄えるものである。
そして、コモンレールから高圧の燃料がインジェクタ1に分配供給されている。
ECU2は、内燃機関(図示しない。)の負荷や、内燃機関の回転速度等に基づき噴射量を算出し、インジェクタ1に供給されるコモンレールのレール圧に応じて、噴射開始時期、および、噴射量に相当する噴射期間を算出する。
[Example 1]
The structure of the injector 1 of Example 1 is demonstrated using FIG.
The injector 1 is one element that constitutes a fuel supply device together with a supply pump (not shown), a common rail (not shown), and an ECU 2 that is a control unit. The supply pump increases the pressure of the fuel, and the common rail temporarily stores the fuel increased in pressure by the supply pump.
Then, high-pressure fuel is distributed and supplied from the common rail to the injector 1.
The ECU 2 calculates the injection amount based on the load of the internal combustion engine (not shown), the rotational speed of the internal combustion engine, and the like, and according to the rail pressure of the common rail supplied to the injector 1, the injection start time and the injection amount An injection period corresponding to is calculated.

インジェクタ1は、内燃機関に搭載され、例えば、250MPaを超える高圧の燃料を気筒内に直接噴射するために用いられる。
インジェクタ1は、以下に説明するニードル4、ボディ5、背圧室6、流出路7、および、駆動部8を備える。以下の説明では、軸方向先端側、軸方向後端側を単に先端側、後端側と呼ぶ。
ニードル4は、円柱状であり、燃料の噴射する噴孔9を開閉する弁体である。ニードル4は、先端部に噴孔9の開閉を行うシート部10が設けられる。
The injector 1 is mounted on an internal combustion engine, and is used, for example, to directly inject high-pressure fuel exceeding 250 MPa into a cylinder.
The injector 1 includes a needle 4, a body 5, a back pressure chamber 6, an outflow path 7, and a drive unit 8 described below. In the following description, the axial front end side and the axial rear end side are simply referred to as the front end side and the rear end side.
The needle 4 has a cylindrical shape and is a valve body that opens and closes a nozzle hole 9 through which fuel is injected. The needle 4 is provided with a seat portion 10 that opens and closes the nozzle hole 9 at the tip.

ボディ5は、円筒状であり、内周にニードル4を摺動自在に収容する。ボディ5の先端部には、噴孔9が形成されている。また、ボディ5の内壁にはシート部10の離着座するシート面11が形成されている。ここで、シート面11におけるシート部10の離着座する位置をシート位置12とする。
そして、シート部10がシート位置12から離座することで噴孔9が開かれ燃料が噴射され、シート位置12にシート部10が着座することで噴孔9が閉じられ燃料噴射が停止する。
The body 5 has a cylindrical shape, and accommodates the needle 4 slidably on the inner periphery. A nozzle hole 9 is formed at the tip of the body 5. In addition, a seat surface 11 on which the seat portion 10 is seated and detached is formed on the inner wall of the body 5. Here, the position at which the seat portion 10 is seated on the seat surface 11 is defined as a seat position 12.
When the seat portion 10 is separated from the seat position 12, the injection hole 9 is opened and fuel is injected, and when the seat portion 10 is seated at the seat position 12, the injection hole 9 is closed and fuel injection is stopped.

背圧室6は、ニードル4の後端面によって区画され、ニードル4に対し、噴孔9を閉じる方向に燃料の背圧を及ぼすために設けられる。
流出路7は、背圧室6から燃料を流出させる。
なお、背圧室6、および、流出路7の詳細は後述する。
The back pressure chamber 6 is defined by the rear end surface of the needle 4 and is provided to apply a fuel back pressure to the needle 4 in the direction of closing the nozzle hole 9.
The outflow passage 7 allows the fuel to flow out from the back pressure chamber 6.
Details of the back pressure chamber 6 and the outflow passage 7 will be described later.

駆動部8は、ECU2から与えられる制御信号に基づき流出路7を開閉する。
そして、駆動部8は、流出路7の開閉によって背圧を低減または増加させてニードル4による噴孔9の開閉を操作する。
The drive unit 8 opens and closes the outflow path 7 based on a control signal given from the ECU 2.
Then, the drive unit 8 operates to open and close the nozzle hole 9 by the needle 4 by reducing or increasing the back pressure by opening and closing the outflow passage 7.

ここで、駆動部8は保持体13に収容されている。そして、保持体13とボディ5とは金属製のプレート14、15を挟んで、リテーリングナット16によって締結されている。また、保持体13、プレート14、15、ボディ5にはそれぞれコモンレールから供給される高圧燃料を噴孔9へと導く高圧路17、18、19、20が形成されている。   Here, the drive unit 8 is accommodated in the holding body 13. The holding body 13 and the body 5 are fastened by a retaining nut 16 with metal plates 14 and 15 interposed therebetween. Further, high pressure passages 17, 18, 19, and 20 are formed in the holding body 13, the plates 14, 15, and the body 5, respectively, for guiding high pressure fuel supplied from the common rail to the injection holes 9.

また、プレート14は、流出路7が形成されており、切替弁体21を弁室22内に収容保持している。ここで、切替弁体21は、駆動部8によって駆動され流出路7の開閉を切り替えるものである。なお、流出路7は駆動部8の収容される低圧路23に接続されている。また、弁室22と流出路7とは、流路24によって接続されている。ここで、流路24は、背圧室6から流出路7へと流出する燃料の流出量を制限しているため絞り25となっている。   The plate 14 has an outflow passage 7 formed therein and holds the switching valve body 21 in the valve chamber 22. Here, the switching valve body 21 is driven by the driving unit 8 to switch opening and closing of the outflow passage 7. The outflow passage 7 is connected to a low pressure passage 23 in which the drive unit 8 is accommodated. Further, the valve chamber 22 and the outflow passage 7 are connected by a flow path 24. Here, the flow path 24 is a restriction 25 because it limits the amount of fuel flowing out from the back pressure chamber 6 to the outflow path 7.

また、プレート15は、弁室22とニードル4の後端面の存する空間とを連通する軸方向に貫通する貫通穴26が形成されている。さらにプレート15には、背圧室6に燃料を流入させるための流入路27、28が設けられている。ここで、流入路27、28は、高圧路19から分岐して設けられ、背圧室6に高圧化された燃料を流入させる。ここで、流入路28は絞り28aを介して貫通穴26に接続している。   Further, the plate 15 is formed with a through hole 26 penetrating in the axial direction communicating with the valve chamber 22 and the space where the rear end surface of the needle 4 exists. Further, the plate 15 is provided with inflow passages 27 and 28 for allowing fuel to flow into the back pressure chamber 6. Here, the inflow passages 27 and 28 are branched from the high-pressure passage 19, and allow the pressurized fuel to flow into the back pressure chamber 6. Here, the inflow path 28 is connected to the through hole 26 through the restriction 28a.

また、駆動部8は、例えば、ピエゾアクチュエータであり、ピエゾ素子30、ピエゾピストン31、バルブピストン32等を備える。
ピエゾ素子30、ピエゾピストン31、バルブピストン32は、後端側からこの順に保持体13内に同軸に収容されている。
ピエゾ素子30は、電圧の印加により伸長することで、ピエゾピストン31、および、バルブピストン32を先端側に変位させる。
The drive unit 8 is, for example, a piezo actuator, and includes a piezo element 30, a piezo piston 31, a valve piston 32, and the like.
The piezo element 30, the piezo piston 31, and the valve piston 32 are coaxially accommodated in the holding body 13 in this order from the rear end side.
The piezo element 30 is extended by applying a voltage, thereby displacing the piezo piston 31 and the valve piston 32 toward the tip side.

そして、バルブピストン32と切替弁体21との間に配される変位伝達シャフト33を先端側に変位させる。そして、切替弁体21が変位伝達シャフト33とともに先端側に移動することで、切替弁体21の弁部が弁座から離座し開弁する。切替弁体21が開弁することで、流出路7は開かれ背圧が減少する。
そして、背圧が減少することで、シート部10がシート位置12から離座し、噴孔9が開かれ、ニードル4の軸方向の離間距離であるリフト量が増加する。
なお、切替弁体21は、リターンスプリング35により常時後端側に付勢されている。
And the displacement transmission shaft 33 distribute | arranged between the valve piston 32 and the switching valve body 21 is displaced to the front end side. Then, when the switching valve body 21 moves to the distal end side together with the displacement transmission shaft 33, the valve portion of the switching valve body 21 separates from the valve seat and opens. When the switching valve body 21 is opened, the outflow passage 7 is opened and the back pressure is reduced.
As the back pressure decreases, the seat portion 10 is separated from the seat position 12, the nozzle hole 9 is opened, and the lift amount, which is the separation distance in the axial direction of the needle 4, increases.
The switching valve body 21 is always urged toward the rear end side by the return spring 35.

一方、ピエゾ素子30は、電圧の印加を停止することで、元の長さへと戻り、切替弁体21はリターンスプリング35により後端側に移動し、切替弁体21の弁部が弁座に着座することで流出路7は閉じられ背圧が増加する。
そして、背圧が増加することで、シート部10がシート位置12に着座し、噴孔9が閉じられる。
On the other hand, the piezo element 30 returns to its original length by stopping the application of voltage, the switching valve body 21 is moved to the rear end side by the return spring 35, and the valve portion of the switching valve body 21 is moved to the valve seat. The outflow passage 7 is closed and the back pressure increases.
As the back pressure increases, the seat portion 10 is seated at the seat position 12 and the nozzle hole 9 is closed.

[実施例1の特徴]
実施例1の特徴を、図2を用いて説明する。
インジェクタ1は、以下に説明する包囲部40、背圧室形成部41を有する。
包囲部40は、有天円筒状であり、内周面がニードル4の後端を含むニードル後端部43の外周面に摺接する。そして、包囲部40の後端側を閉塞する天部44には軸方向に貫通する貫通穴45が設けられている。
ここで、ニードル4は、ニードル後端部43より先端側に設けられるニードル後端部43の径より径の大きな径大部46を有する。
[Features of Example 1]
The features of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The injector 1 has a surrounding portion 40 and a back pressure chamber forming portion 41 described below.
The surrounding portion 40 has a cylindrical cylindrical shape, and its inner peripheral surface is in sliding contact with the outer peripheral surface of the needle rear end portion 43 including the rear end of the needle 4. A through hole 45 penetrating in the axial direction is provided in the top portion 44 that closes the rear end side of the surrounding portion 40.
Here, the needle 4 has a large diameter portion 46 having a diameter larger than the diameter of the needle rear end portion 43 provided on the front end side from the needle rear end portion 43.

背圧室形成部41は、背圧室6を形成するものであり円筒状である。そして、背圧室形成部41は、内周面が径大部46の外周面に摺接している。
なお、背圧室形成部41は、ニードル4との間で圧縮保持されるスプリング47によって後端側に付勢され、プレート15の先端面に当接している。また、包囲部40は、径大部46の後端面との間に圧縮保持されるスプリング48によって後端側に付勢され、プレート15の先端面に当接している。
なお、背圧室形成部41は、包囲部40と同軸に包囲部40を取り囲むように配されている。また、包囲部40と背圧室形成部41とで区画される空間S1には、流入路27が絞り27aを介して接続している。
The back pressure chamber forming portion 41 forms the back pressure chamber 6 and has a cylindrical shape. The back pressure chamber forming portion 41 has an inner peripheral surface in sliding contact with the outer peripheral surface of the large diameter portion 46.
The back pressure chamber forming portion 41 is urged to the rear end side by a spring 47 compressed and held between the needle 4 and abuts against the front end surface of the plate 15. The surrounding portion 40 is biased toward the rear end side by a spring 48 that is compressed and held between the rear end surface of the large-diameter portion 46 and abuts against the front end surface of the plate 15.
The back pressure chamber forming portion 41 is arranged so as to surround the surrounding portion 40 coaxially with the surrounding portion 40. An inflow passage 27 is connected to a space S1 defined by the surrounding portion 40 and the back pressure chamber forming portion 41 via a throttle 27a.

ここで、包囲部40と切替弁体21との間には切替弁体21に一体に設けられる伝達シャフト50が配されている。伝達シャフト50は、貫通穴26との間に隙間を有し貫通穴26を挿通しており、切替弁体21の変位を包囲部40に伝達する。また、伝達シャフト50の先端と包囲部40の後端との間には隙間が形成されている。
ここで、包囲部40の貫通穴45と貫通穴26とは、常時連通状態にある。すなわち、包囲部40とニードル後端部43によって区画される空間S2と弁室22とは常時連通状態にある。
なお、空間S1、および、空間S2は、背圧室6の内部空間を構成している。
Here, a transmission shaft 50 provided integrally with the switching valve body 21 is disposed between the surrounding portion 40 and the switching valve body 21. The transmission shaft 50 has a gap with the through hole 26 and is inserted through the through hole 26, and transmits the displacement of the switching valve body 21 to the surrounding portion 40. Further, a gap is formed between the front end of the transmission shaft 50 and the rear end of the surrounding portion 40.
Here, the through hole 45 and the through hole 26 of the surrounding portion 40 are always in communication. That is, the space S2 defined by the surrounding portion 40 and the needle rear end portion 43 and the valve chamber 22 are always in communication.
The space S1 and the space S2 constitute an internal space of the back pressure chamber 6.

[実施例1の動作]
インジェクタ1の動作について図1、図3を用いて説明する。
ECU2から与えられる制御信号に基づきピエゾ素子30に電圧が印加されることで切替弁体21が流出路7を開く。
[Operation of Embodiment 1]
The operation of the injector 1 will be described with reference to FIGS.
The switching valve body 21 opens the outflow passage 7 by applying a voltage to the piezo element 30 based on a control signal given from the ECU 2.

流出路7からの燃料の流出が始まることにより、背圧室6の圧力が減少する。
このため、ニードル4の先端部の受ける力が背圧とスプリング47の付勢力を上回る。この結果、ニードル4は後端側に押し上げられ、変位を開始し、ニードル4のシート部10がボディ5のシート位置12から離座することで、噴孔9を開く。
なお、離座前におけるニードル4の先端部の受ける力とは、ニードル4のシート部10より外周側の部分が受ける力のことである。
By starting the outflow of fuel from the outflow passage 7, the pressure in the back pressure chamber 6 decreases.
For this reason, the force received by the tip of the needle 4 exceeds the back pressure and the biasing force of the spring 47. As a result, the needle 4 is pushed up to the rear end side, starts to be displaced, and the seat portion 10 of the needle 4 is separated from the seat position 12 of the body 5, thereby opening the nozzle hole 9.
Note that the force received by the tip of the needle 4 before the seating is the force received by the outer peripheral portion of the needle 4 from the seat portion 10.

先ず、切替弁体21の変位量が小さい場合について説明する。
このとき、図3(a)に示すように、流出路7は開かれるが、伝達シャフト50は包囲部40に当接していない。
このため、空間S2の燃料の排出速度がリフト速度に関係する。
すなわち、ニードル4に背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積は図3(a)に示すようになる。
First, the case where the displacement amount of the switching valve body 21 is small will be described.
At this time, as shown in FIG. 3A, the outflow path 7 is opened, but the transmission shaft 50 is not in contact with the surrounding portion 40.
For this reason, the fuel discharge speed in the space S2 is related to the lift speed.
That is, the projected area on the surface perpendicular to the axial direction of the pressure receiving surface that applies back pressure to the needle 4 is as shown in FIG.

次に、切替弁体21の変位量が大きい場合について説明する。
このとき、図3(b)に示すように、伝達シャフト50によって包囲部40は先端側に移動する。
これにより、空間S2のみではなく、空間S1をも含めた空間の燃料の排出速度もリフト速度に関係する。すなわち、包囲部40の移動によって、包囲部40は、内周側の空間S2と外周側の空間S1とを連通し、リフト速度に関係する空間領域を拡大している。
このため、ニードル4に背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積は図3(b)に示すようになる。
なお、実施例1においては、先ず、切替弁体21の変位量が小さい状態でニードル4は動作し、次に、切替弁体21の変位量が大きい状態でニードル4は動作している。
Next, a case where the displacement amount of the switching valve body 21 is large will be described.
At this time, as shown in FIG. 3B, the surrounding portion 40 moves to the distal end side by the transmission shaft 50.
Thereby, not only the space S2 but also the fuel discharge speed in the space including the space S1 is related to the lift speed. That is, by the movement of the surrounding part 40, the surrounding part 40 communicates the space S2 on the inner peripheral side and the space S1 on the outer peripheral side, and expands the space region related to the lift speed.
For this reason, the projected area on the surface perpendicular to the axial direction of the pressure receiving surface that applies the back pressure to the needle 4 is as shown in FIG.
In Example 1, first, the needle 4 operates in a state where the displacement amount of the switching valve body 21 is small, and then the needle 4 operates in a state where the displacement amount of the switching valve body 21 is large.

なお、流出路7への流出量は、絞り25によって制限されているため、切替弁体21の変位量の大小にかかわらず流出量は変化しない。
また、切替弁体21の最大変位量をL1、伝達シャフト50と包囲部40の軸方向の離間距離をL2とすると、L1>L2の関係がある(図2参照。)。
なお、切替弁体21の変位量の大小は、ピエゾ素子30への印加電圧により調整できる。
In addition, since the outflow amount to the outflow passage 7 is limited by the restriction 25, the outflow amount does not change regardless of the displacement amount of the switching valve body 21.
Further, when the maximum displacement amount of the switching valve body 21 is L1 and the axial separation distance between the transmission shaft 50 and the surrounding portion 40 is L2, there is a relationship of L1> L2 (see FIG. 2).
The amount of displacement of the switching valve body 21 can be adjusted by the voltage applied to the piezo element 30.

[実施例1の効果]
ここで、ニードル4において、単位時間当たりのリフト量の増加量をリフト速度とし、第1のリフト速度で動作する場合を第1モードと、第1のリフト速度より小さい第2のリフト速度で動作する場合を第2モードとする。
実施例1においては、リフト開始後、受圧面の投影面積が小さい状態から大きい状態へと変化した。受圧面の投影面積が小さいときは、背圧室6からの燃料の流出量に対するニードル4のリフト量が大きく、受圧面の投影面積が大きいときは、背圧室6からの燃料の流出量に対するニードル4のリフト量が小さくなる。
[Effect of Example 1]
Here, in the needle 4, the increase amount of the lift amount per unit time is defined as the lift speed, and the operation at the first lift speed is performed at the first mode and the second lift speed smaller than the first lift speed. This is the second mode.
In Example 1, after the lift started, the pressure-receiving surface projected area changed from a small state to a large state. When the projected area of the pressure receiving surface is small, the lift amount of the needle 4 is large with respect to the amount of fuel outflow from the back pressure chamber 6, and when the projected area of the pressure receiving surface is large, the amount of fuel outflow from the back pressure chamber 6 is large. The lift amount of the needle 4 is reduced.

すなわち、ニードル4はリフト開始後、先ず第1モードで動作し、次に第2モードで動作する。
また、第1モードと第2モードとは、切替弁体21の変位に伴って包囲部40が移動することで切り替えわっている。すなわち、包囲部40が切替部51の機能を有している。
That is, after the lift starts, the needle 4 first operates in the first mode and then operates in the second mode.
In addition, the first mode and the second mode are switched by the surrounding portion 40 moving in accordance with the displacement of the switching valve body 21. That is, the surrounding unit 40 has the function of the switching unit 51.

以上をまとめると、実施例1のインジェクタ1において、ニードル4は、単位時間当たりのリフト量の増加量をリフト速度とすると、第1のリフト速度で動作する第1モードと、第1のリフト速度より小さい第2のリフト速度で動作する第2モードで動作する。
切替部51は、切替弁体21の変位に伴って移動することで、第1モードと第2モードとを切り替える。
そして、第1モードにおけるニードル4に背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積は、第2モードにおけるニードルに背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積より小さい。
In summary, in the injector 1 according to the first embodiment, the needle 4 has a first mode that operates at the first lift speed and the first lift speed when the increase amount of the lift amount per unit time is the lift speed. Operate in a second mode that operates at a smaller second lift speed.
The switching unit 51 switches between the first mode and the second mode by moving with the displacement of the switching valve body 21.
The projected area of the pressure receiving surface that applies back pressure to the needle 4 in the first mode onto the plane perpendicular to the axial direction is the projection onto the surface perpendicular to the axial direction of the pressure receiving surface that applies back pressure to the needle in the second mode. Smaller than the area.

これにより、第1モードでのリフト速度を第2モードのリフト速度より大きくでき、リフト速度を変更することができる。
また、切替弁体21の変位に伴って第1モードと第2モードとを切り替えているため、別途追加の駆動部を必要とせず、駆動部を複数設けなくてもよい。
この結果、駆動部を複数設けることなくリフト速度を変更可能なインジェクタ1を提供できる。
Thereby, the lift speed in the first mode can be made larger than the lift speed in the second mode, and the lift speed can be changed.
Further, since the first mode and the second mode are switched in accordance with the displacement of the switching valve body 21, no additional driving unit is required, and a plurality of driving units may not be provided.
As a result, the injector 1 capable of changing the lift speed without providing a plurality of drive units can be provided.

ここで、実施例1における、リフト量、燃料の噴射率の時間変化を図4に示す。
実施例1においては、ニードル4は、先ずリフト速度の速い第1モードで動作し、次にリフト速度の遅い第2モードで動作している。
ここで、図中1stとはニードル4が第1モードで動作している期間であり、2ndとはニードル4が第2モードで動作している期間を表している。
Here, FIG. 4 shows changes over time in the lift amount and the fuel injection rate in the first embodiment.
In the first embodiment, the needle 4 operates first in the first mode with a high lift speed, and then operates in the second mode with a low lift speed.
Here, 1st in the figure is a period during which the needle 4 is operating in the first mode, and 2nd is a period during which the needle 4 is operating in the second mode.

ここで、リフト開始直後、先ずニードル4をリフト速度の大きい第1モードで動作させることで、単位時間当たり噴射される燃料量である噴射率を高めることができる。このため、噴孔9から燃料の拡散する距離である噴霧長を大きくすることができ、燃料を噴孔9からより離れた位置で燃焼をさせることができる(図5(a)、(b)参照。)。
このため、酸素の希薄な噴孔9の周辺における燃料の燃焼が抑制されるため、スモークの発生を低減させることができる(図5(c)参照。)。
Here, immediately after the lift is started, the injection rate, which is the amount of fuel injected per unit time, can be increased by operating the needle 4 in the first mode with a high lift speed. Therefore, the spray length, which is the distance at which the fuel diffuses from the nozzle hole 9, can be increased, and the fuel can be burned at a position further away from the nozzle hole 9 (FIGS. 5A and 5B). reference.).
For this reason, the combustion of fuel in the vicinity of the oxygen-deficient nozzle hole 9 is suppressed, so that the generation of smoke can be reduced (see FIG. 5C).

次に、ニードル4のリフト速度を小さくすることで、燃料の噴射期間を長くすることができるとともに、燃焼室の容積の増加に伴って供給される燃料量を増加させることもでき、等圧燃焼領域を増やすことができる。これにより燃焼サイクルを、理論サイクルに近づけることができるため、内燃機関の出力を増大することができる(図6(a)参照。)。
また、燃料の噴射率のピーク値が減少するため、急激な燃料供給に伴い発生する騒音を抑制することもできる(図6(b)参照。)。
Next, by lowering the lift speed of the needle 4, the fuel injection period can be lengthened, and the amount of fuel supplied with the increase in the volume of the combustion chamber can be increased, so that isobaric combustion The area can be increased. As a result, the combustion cycle can be brought close to the theoretical cycle, so that the output of the internal combustion engine can be increased (see FIG. 6A).
Further, since the peak value of the fuel injection rate is reduced, noise generated due to rapid fuel supply can be suppressed (see FIG. 6B).

ところで、リフト速度の変化しないインジェクタの場合、リフト速度を速く調整すると、スモークの発生を低減することができても、燃料の噴射期間が短くなるとともに燃料の噴射率のピーク値が増大するため、内燃機関の出力の増大や騒音の発生の抑制に対応することができない。一方、リフト速度を遅く調整すると、内燃機関の出力の増大や騒音の発生の抑制に対応することができても、スモークの発生を低減することができない。
すなわち、単一のリフト速度で動作するインジェクタでは、スモーク発生の低減と出力の増大、騒音の発生抑制を両立することができない。
しかし、実施例1のインジェクタ1においては、リフト速度を変更することで、スモーク発生の低減と出力の増大、騒音の発生抑制を両立することができる。
By the way, in the case of an injector in which the lift speed does not change, if the lift speed is adjusted fast, even if the generation of smoke can be reduced, the fuel injection period is shortened and the peak value of the fuel injection rate is increased. It cannot cope with an increase in the output of the internal combustion engine and suppression of noise generation. On the other hand, if the lift speed is adjusted to be slow, the generation of smoke cannot be reduced even if the increase in the output of the internal combustion engine and the suppression of the generation of noise can be accommodated.
That is, an injector that operates at a single lift speed cannot achieve both reduction in smoke generation, increase in output, and suppression of noise generation.
However, in the injector 1 of the first embodiment, by changing the lift speed, it is possible to achieve both reduction in smoke generation, increase in output, and suppression of noise generation.

また、切替部51である包囲部40は、ニードルの後端を含むニードル後端部43の外周面に摺接する有天円筒状体である。
また、背圧室6は、ニードル後端部43の先端側に設けられニードル後端部43より径方向に大きな径大部の外周面に摺接するとともに切替部51を内周側に含む円筒状の背圧室形成部41によって形成されている。
切替部51は、移動によって、内周側の空間S2と外周側の空間S1との連通遮断を切り替えることで第1モードと第2モードとを切り替える。
これにより、複数の筒状体を組み合わせるだけでニードル4のリフト速度を変更する構成とすることができる。
Moreover, the surrounding part 40 which is the switching part 51 is a celestial cylindrical body which slidably contacts the outer peripheral surface of the needle rear end part 43 including the rear end of the needle.
Further, the back pressure chamber 6 is provided in the distal end side of the needle rear end portion 43 and is in a cylindrical shape which is in sliding contact with the outer peripheral surface of the large diameter portion larger in the radial direction than the needle rear end portion 43 and includes the switching portion 51 on the inner peripheral side. The back pressure chamber forming portion 41 is formed.
The switching unit 51 switches between the first mode and the second mode by switching the communication interruption between the inner space S2 and the outer space S1 by movement.
Thereby, it can be set as the structure which changes the lift speed of the needle 4 only by combining a some cylindrical body.

[実施例2]
実施例2の特徴を、実施例1と異なる部分を中心に図7を用いて説明する。
なお、実施例2においては、実施例1と同一機能物には同一符号を付して表している。
実施例2において、包囲部40の天部44に設けられる貫通穴45の燃料の流れ方向に垂直な断面積は流路24の燃料の流れ方向に垂直な断面積より小さくなっている。
すなわち、切替弁体21の変位量が小さい場合、貫通穴45が絞り25となる。このため、背圧室6から流出路7への燃料の流出量は少なくなりリフト速度は小さくなる。
一方、切替弁体21の変位量が大きい場合、流路24が絞り25となり、絞り25の断面積は大きくなる。このため、背圧室6から流出路7への燃料の流出量は多くなりリフト速度を大きくできる。
[Example 2]
The features of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the second embodiment, the cross-sectional area perpendicular to the fuel flow direction of the through hole 45 provided in the top portion 44 of the surrounding portion 40 is smaller than the cross-sectional area perpendicular to the fuel flow direction of the flow path 24.
That is, when the displacement amount of the switching valve body 21 is small, the through hole 45 becomes the throttle 25. For this reason, the amount of fuel flowing out from the back pressure chamber 6 to the outflow passage 7 is reduced, and the lift speed is reduced.
On the other hand, when the displacement amount of the switching valve body 21 is large, the flow path 24 becomes the restriction 25 and the cross-sectional area of the restriction 25 becomes large. For this reason, the amount of fuel outflow from the back pressure chamber 6 to the outflow passage 7 increases and the lift speed can be increased.

すなわち、第1モードにおける絞りの燃料の流れ方向に垂直な断面積は、第2モードにおける絞りの燃料の流れ方向に垂直な断面積より大きい構成となっている。
これにより、第1モードにおける背圧室からの燃料の流出量を第2モードより大きくでき、第1モードにおける背圧室からの燃料の流出量に対するニードル4のリフト量を大きくできる。このため、第1モードでのリフト速度を第2モードのリフト速度より大きくでき、リフト速度を変更することができる。
That is, the cross-sectional area perpendicular to the fuel flow direction of the throttle in the first mode is larger than the cross-sectional area perpendicular to the fuel flow direction of the throttle in the second mode.
Thereby, the outflow amount of the fuel from the back pressure chamber in the first mode can be made larger than that in the second mode, and the lift amount of the needle 4 with respect to the outflow amount of the fuel from the back pressure chamber in the first mode can be increased. For this reason, the lift speed in the first mode can be made larger than the lift speed in the second mode, and the lift speed can be changed.

また、切替弁体21の変位に伴う切替部51の移動により第1モードと第2モードとを切り替えているため、別途追加の駆動部を必要とせず、駆動部を複数設けなくてもよい。
この結果、駆動部を複数設けることなくリフト速度を変更可能なインジェクタ1を提供できる。
なお、実施例2においては、切替弁体21の変位量の大小に対するニードル4のリフト速度の挙動は実施例1と逆になっている。
In addition, since the first mode and the second mode are switched by the movement of the switching unit 51 accompanying the displacement of the switching valve body 21, no additional driving unit is required, and a plurality of driving units may not be provided.
As a result, the injector 1 capable of changing the lift speed without providing a plurality of drive units can be provided.
In the second embodiment, the behavior of the lift speed of the needle 4 with respect to the amount of displacement of the switching valve body 21 is opposite to that in the first embodiment.

また、切替弁体21の変位量が大きい場合も、貫通穴45を介する燃料の流出速度にリフト速度が律速されることが懸念されるが、径大部46の後端面に作用する燃料圧の減少によるニードル4の後端側への作用する力の上昇のため、貫通穴45を介する燃料の流出速度も上昇するため問題はない。   Further, even when the displacement amount of the switching valve body 21 is large, there is a concern that the lift speed is limited by the fuel outflow speed through the through hole 45, but the fuel pressure acting on the rear end face of the large diameter portion 46 is concerned. Since the force acting on the rear end side of the needle 4 increases due to the decrease, the outflow speed of the fuel through the through hole 45 also increases, so there is no problem.

[変形例]
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
なお、変形例においては、実施例1、2と同一機能物には同一符号を付して表している。
実施例1では、ニードル4は、第1モードの後に第2モードで動作していたが、第2モードの後に第1モードでニードル4を動作させてもよい。
これにより、微小噴射量を精度よく制御することができる。
[Modification]
Various modifications can be considered for the present invention without departing from the gist thereof.
In addition, in a modification, the same function thing as Example 1, 2 is attached | subjected and represented.
In the first embodiment, the needle 4 is operated in the second mode after the first mode. However, the needle 4 may be operated in the first mode after the second mode.
Thereby, the minute injection amount can be controlled with high accuracy.

実施例1、2においては、包囲部40の後端面は平坦であったが、図8(a)に示すように包囲部40の後端面をテーパ状に形成してもよい。このとき、プレート15に接するシート部60の径をr1、ニードル後端部43の径をr2とするとr1<r2の関係がある。
これにより、流入路27からの燃料の圧力をニードル後端部43の内径側にも作用させることができ、素早く包囲部40を先端側に移動させることができる。このため、背圧室6の背圧を迅速に高めることができ、ニードル4による閉弁動作を速めることができる。
なお、この構成では、流入路27の燃料圧によって包囲部40を先端側に移動させることで、空間S2等に燃料を導入できるため、流入路28は必要ではない。
In the first and second embodiments, the rear end surface of the surrounding portion 40 is flat, but the rear end surface of the surrounding portion 40 may be tapered as shown in FIG. At this time, if the diameter of the sheet portion 60 in contact with the plate 15 is r1, and the diameter of the needle rear end portion 43 is r2, there is a relationship of r1 <r2.
Thereby, the pressure of the fuel from the inflow path 27 can be applied also to the inner diameter side of the needle rear end portion 43, and the surrounding portion 40 can be quickly moved to the front end side. For this reason, the back pressure of the back pressure chamber 6 can be quickly increased, and the valve closing operation by the needle 4 can be accelerated.
In this configuration, since the fuel can be introduced into the space S2 and the like by moving the surrounding portion 40 to the tip side by the fuel pressure of the inflow path 27, the inflow path 28 is not necessary.

実施例1、2においては貫通穴26、および、包囲部40の天部44に設けられる貫通穴45を介して空間S2と弁室22とが連通していたが、図8(b)に示すように伝達シャフト50および弁体21に連通路62を設ける構成としてもよい。このとき、連通路62を絞り25とすることもできる。   In the first and second embodiments, the space S2 and the valve chamber 22 are communicated with each other through the through hole 26 and the through hole 45 provided in the top portion 44 of the surrounding portion 40. However, as shown in FIG. In this way, the communication passage 62 may be provided in the transmission shaft 50 and the valve body 21. At this time, the communication path 62 can be the throttle 25.

実施例1、2においては、切替部51としての包囲部材40は一つであったが、図9に示すように切替部51を複数有する構成としてもよい。
この場合、ニードル4は、径大部46の先端側に、径大部46の径よりさらに大きい径の径大部63を有する。
この構成では、切替弁体21の変位量の増加に応じて、ニードル4に背圧を及ぼす受圧面の軸方向に垂直な面への投影面積が、ニードル後端部43、径大部46、径大部63の面積へと変化する。
In the first and second embodiments, the number of the surrounding members 40 as the switching unit 51 is one, but a configuration having a plurality of switching units 51 as shown in FIG.
In this case, the needle 4 has a large-diameter portion 63 having a larger diameter than the diameter of the large-diameter portion 46 on the distal end side of the large-diameter portion 46.
In this configuration, as the displacement amount of the switching valve body 21 increases, the projected area on the surface perpendicular to the axial direction of the pressure receiving surface that applies the back pressure to the needle 4 is the needle rear end portion 43, the large diameter portion 46, It changes to the area of the large diameter portion 63.

1 インジェクタ 2 ECU(制御部) 4 ニードル 5ボディ 6 背圧室
7流出路 8 駆動部 9 噴孔 10 シート部 12 シート位置 21 切替弁体55 切替部



1 Injector 2 ECU (Control Unit) 4 Needle 5 Body 6 Back Pressure Chamber
7 Outflow path 8 Drive part 9 Injection hole 10 Seat part 12 Seat position 21 Switching valve body 55 Switching part



Claims (4)

燃料の噴射する噴孔(9)を開閉する弁体としてのニードル(4)と、
筒状に設けられて内周に前記ニードルを収容するとともに、前記噴孔を有するボディ(5)と、
前記ニードルに対し、前記噴孔を閉じる方向に燃料の背圧を及ぼすための背圧室(6)と、
この背圧室から燃料を流出させる流出路(7)と、
制御部(2)から与えられる制御信号に基づき前記流出路を開閉することで、背圧を低減または増加させて前記ニードルによる前記噴孔の開閉を操作する駆動部(8)とを備え、
この駆動部は、前記背圧を増加させることで、前記ニードルに設けられたシート部(10)が前記ボディの内壁のシート位置(12)に着座して前記噴孔を閉じ、前記背圧を減少させることで前記シート部と前記シート位置の前記ニードルの軸方向の離間距離であるリフト量を増加させて前記噴孔を開くインジェクタ(1)において、
前記ニードルは、単位時間当たりの前記リフト量の増加量をリフト速度とすると、第1のリフト速度で動作する第1モードと、前記第1のリフト速度より小さい第2のリフト速度で動作する第2モードで動作し、
前記駆動部によって駆動され前記流出路の開閉を切り替える切替弁体(21)と、
この切替弁体の変位に伴って移動することで、前記第1モードと前記第2モードとを切り替える切替部(51)とを有し、
前記第1モードにおける前記ニードルに背圧を及ぼす受圧面の前記軸方向に垂直な面への投影面積は、前記第2モードにおける前記ニードルに背圧を及ぼす受圧面の前記軸方向に垂直な面への投影面積より小さく、
前記切替部は、前記第1モードでは前記切替弁体に対して相対変位し、前記第2モードでは前記切替弁体に対して相対変位しないことを特徴とするインジェクタ。
A needle (4) as a valve body for opening and closing a nozzle hole (9) for fuel injection;
A body (5) provided in a cylindrical shape and containing the needle on the inner periphery, and having the nozzle hole;
A back pressure chamber (6) for applying a back pressure of fuel to the needle in a direction of closing the nozzle hole;
An outflow passage (7) through which fuel flows out from the back pressure chamber;
A drive unit (8) for operating the opening and closing of the nozzle hole by the needle by reducing or increasing a back pressure by opening and closing the outflow path based on a control signal given from the control unit (2);
By increasing the back pressure, the drive unit seats the seat (10) provided on the needle at the seat position (12) on the inner wall of the body, closes the nozzle hole, and reduces the back pressure. In the injector (1) that opens the nozzle hole by increasing a lift amount, which is a distance in the axial direction of the needle between the seat portion and the seat position by decreasing,
The needle has a first mode that operates at a first lift speed and a second lift speed that operates at a second lift speed that is smaller than the first lift speed, where the increase amount of the lift amount per unit time is defined as a lift speed. Operates in two modes,
A switching valve body (21) that is driven by the drive unit and switches between opening and closing of the outflow path;
A switch (51) for switching between the first mode and the second mode by moving with the displacement of the switching valve body,
The projected area of the pressure receiving surface that applies back pressure to the needle in the first mode onto the surface perpendicular to the axial direction is a surface that is perpendicular to the axial direction of the pressure receiving surface that applies back pressure to the needle in the second mode. rather smaller than the projected area of the to,
Injector the switching unit, wherein in the first mode and relatively displaced with respect to the switching valve body, and in the second mode, characterized that no such relatively displaced with respect to the switching valve body.
請求項1に記載のインジェクタにおいて、
前記背圧室は前記ニードルの後端側に設けられ、
前記切替部は、前記ニードルの後端を含むニードル後端部の外周面に摺接する筒状体であり、
前記背圧室は、前記ニードル後端部の先端側に設けられ前記ニードル後端部より前記ニードルの径方向に大きな径大部(46)の外周面に摺接するとともに前記切替部を内周側に含む筒状の背圧室形成部(41)によって形成され、
前記切替部は、移動によって、内周側の空間と外周側の空間との連通遮断を切り替えることで前記第1モードと前記第2モードとを切り替えることを特徴とするインジェクタ。
The injector according to claim 1, wherein
The back pressure chamber is provided on the rear end side of the needle,
The switching unit is a cylindrical body that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the needle rear end including the rear end of the needle,
The back pressure chamber is provided on the distal end side of the needle rear end portion and is in sliding contact with the outer peripheral surface of the large diameter portion (46) larger in the radial direction of the needle than the needle rear end portion, and the switching portion is disposed on the inner peripheral side. Formed by a cylindrical back pressure chamber forming part (41) included in
The said switching part switches the said 1st mode and the said 2nd mode by switching the communication interruption | blocking with the space of an inner peripheral side and the outer peripheral side by movement, The injector characterized by the above-mentioned.
燃料の噴射する噴孔を開閉する弁体としてのニードルと、
筒状に設けられて内周に前記ニードルを収容するとともに、前記噴孔を有するボディと、
前記ニードルに対し、前記噴孔を閉じる方向に燃料の背圧を及ぼすための背圧室と、
この背圧室から燃料を流出させる流出路と、
制御部から与えられる制御信号に基づき前記流出路を開閉することで、背圧を低減または増加させて前記ニードルによる前記噴孔の開閉を操作する駆動部とを備え、
この駆動部は、前記背圧を増加させることで、前記ニードルに設けられたシート部が前記ボディの内壁のシート部に着座して前記噴孔を閉じ、前記背圧を減少させることで前記シート部と前記シート位置の前記ニードルの軸方向の離間距離であるリフト量が増加して前記噴孔を開くインジェクタにおいて、
前記ニードルは、単位時間当たりの前記リフト量の増加量をリフト速度とすると、第1のリフト速度で動作する第1モードと、前記第1のリフト速度より小さい第2のリフト速度で動作する第2モードで動作し、
前記駆動部によって駆動され前記流出路の開閉を切り替える切替弁体と、
この切替弁体の変位に伴って移動することで、前記第1モードと前記第2モードとを切り替える切替部とを有し、
前記背圧室から前記流出路へと流出する燃料の流出量を制限する流路を絞り(25)とすると、前記第1モードにおける前記絞りの燃料の流れ方向に垂直な断面積は、前記第2モードにおける前記絞りの燃料の流れ方向に垂直な断面積より大きく、
前記切替部は、前記第1モードでは前記切替弁体に対して相対変位し、前記第2モードでは前記切替弁体に対して相対変位しないことを特徴とするインジェクタ。
A needle as a valve body for opening and closing a nozzle hole for fuel injection;
A cylindrical body that houses the needle on the inner periphery and has the nozzle hole;
A back pressure chamber for applying a back pressure of fuel to the needle in a direction of closing the nozzle hole;
An outflow passage through which fuel flows out from the back pressure chamber;
A drive unit that opens or closes the outflow path based on a control signal given from the control unit, thereby reducing or increasing a back pressure to operate opening and closing of the nozzle hole by the needle;
The drive unit increases the back pressure so that the seat portion provided on the needle is seated on the seat portion of the inner wall of the body, closes the nozzle hole, and reduces the back pressure. In the injector that opens the nozzle hole by increasing the lift amount, which is the separation distance in the axial direction of the needle between the portion and the seat position,
The needle has a first mode that operates at a first lift speed and a second lift speed that operates at a second lift speed that is smaller than the first lift speed, where the increase amount of the lift amount per unit time is defined as a lift speed. Operates in two modes,
A switching valve body that is driven by the drive unit and switches between opening and closing of the outflow path;
By moving along with the displacement of the switching valve body, it has a switching unit that switches between the first mode and the second mode,
When a flow path that restricts the amount of fuel flowing out from the back pressure chamber to the outflow path is a throttle (25), the cross-sectional area perpendicular to the fuel flow direction of the throttle in the first mode is larger than cross sectional area perpendicular to the flow direction of the fuel stop the in 2 mode rather,
Injector the switching unit, wherein in the first mode and relatively displaced with respect to the switching valve body, and in the second mode, characterized that no such relatively displaced with respect to the switching valve body.
請求項3に記載のインジェクタにおいて、
前記背圧室は前記ニードルの後端側に設けられ、
前記切替部は、前記ニードルの後端を含むニードル後端部の外周面に摺接する筒状体であり、
前記背圧室は、前記ニードル後端部の先端側に設けられ前記ニードル後端部より前記ニードルの径方向に大きな径大部の外周面に摺接するとともに前記切替部を内周側に含む筒状の背圧室形成部によって形成され、
前記切替部は、後端側が閉塞部(44)により閉塞されるとともに、前記閉塞部を貫通する貫通穴(45)を有し、移動によって、前記貫通穴が前記絞りになる状態とならない状態とを切り替えることで前記第1モードと前記第2モードとを切り替えることを特徴とするインジェクタ。

Injector according to claim 3,
The back pressure chamber is provided on the rear end side of the needle,
The switching unit is a cylindrical body that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the needle rear end including the rear end of the needle,
The back pressure chamber is provided on a distal end side of the needle rear end portion, and is in sliding contact with an outer peripheral surface of a large diameter portion larger in the radial direction of the needle than the needle rear end portion and includes the switching portion on the inner peripheral side. Formed by the back-pressure chamber forming portion,
The switching portion is closed at the rear end side by the closing portion (44) and has a through hole (45) penetrating the closing portion, and the movement does not cause the through hole to become the throttle. An injector characterized by switching between the first mode and the second mode by switching.

JP2016135434A 2016-07-07 2016-07-07 Injector Expired - Fee Related JP6603622B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016135434A JP6603622B2 (en) 2016-07-07 2016-07-07 Injector
DE102017112714.3A DE102017112714B4 (en) 2016-07-07 2017-06-09 fuel injector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016135434A JP6603622B2 (en) 2016-07-07 2016-07-07 Injector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018003796A JP2018003796A (en) 2018-01-11
JP6603622B2 true JP6603622B2 (en) 2019-11-06

Family

ID=60676374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016135434A Expired - Fee Related JP6603622B2 (en) 2016-07-07 2016-07-07 Injector

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6603622B2 (en)
DE (1) DE102017112714B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020090928A (en) * 2018-12-05 2020-06-11 株式会社デンソー Injection control device for internal combustion engine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08261092A (en) * 1995-03-22 1996-10-08 Isuzu Motors Ltd Injector
US5894992A (en) * 1995-03-31 1999-04-20 Cummins Engine Company, Inc. Hydraulically actuated fuel injector with injection rate shaping pressure intensifier
JPH11173234A (en) * 1997-12-12 1999-06-29 Denso Corp Fuel injection valve
JP2008309015A (en) * 2007-06-13 2008-12-25 Toyota Motor Corp Fuel injection control device for internal combustion engine
DE102007030794A1 (en) 2007-07-03 2009-01-08 Robert Bosch Gmbh Fuel injector for internal combustion engine, comprises nozzle body with nozzle needle, which is guided movably into it, which controls injection of fuel from nozzle area of nozzle body
US20100126471A1 (en) 2008-11-25 2010-05-27 Cheiky Michael C Dual solenoid fuel injector with catalytic activator section
DE102012223934B4 (en) 2012-12-20 2015-10-15 Continental Automotive Gmbh piezoinjector

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017112714B4 (en) 2022-05-19
DE102017112714A1 (en) 2018-01-11
JP2018003796A (en) 2018-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007224896A (en) Fuel injection device
ITMI20081598A1 (en) INJECTOR WITH HYDRAULIC ATTENUATOR
JP6603622B2 (en) Injector
JP4134979B2 (en) Fuel injection device for internal combustion engine
JP6256440B2 (en) Injector
JP4023804B2 (en) Injector for internal combustion engine
JP6592408B2 (en) Injector
JP4208847B2 (en) Fuel injection nozzle, fuel injection valve, and fuel injection device
JP2008304017A (en) Three-way selector valve and fuel injection device using the same
JP2009041508A (en) Fuel injection nozzle
JP5462943B2 (en) Fuel injector
JP5043761B2 (en) Fuel injection device
JP2005320904A (en) Fuel injection valve
JP2004176656A (en) Fuel injection valve
JPH053739Y2 (en)
JP3709662B2 (en) Engine fuel injection valve
JP6144185B2 (en) Fuel injection nozzle
JP2009079485A (en) Fuel injection valve
WO2016208130A1 (en) Injector
JP4415962B2 (en) Injector
JP6508146B2 (en) Fuel injection device
JP2006083863A (en) Injector control valve for fuel injection device
JP2007263052A (en) Fuel return path structure for fuel injection device
JP3814963B2 (en) Fuel injection valve
JP6233109B2 (en) Fuel injection valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181022

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190612

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190917

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191011

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6603622

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees