JP2005240684A - 燃料噴射弁用増圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料噴射弁用増圧装置において、増圧制御弁閉弁時の速やかな油膜除去により、圧力脈動による影響を受ける前に閉弁して、駆動損失を低減する。また、増圧制御弁の作動不安定による増圧サイクル変動を抑制する。
【解決手段】 コモンレール１０から増圧室４６に供給される燃料を増圧ピストン４１の駆動により増圧する増圧器４と、増圧器の増圧作動を制御する増圧制御弁１を設ける。２位置３方弁である増圧制御弁１の弁体３は、増圧制御室４４とコモンレール１０から増圧室４６の間を開閉するテーパシート部３１と、増圧制御室４４とリターン通路１ｃの間を開閉するリングシート部３２を備え、弁体３の移動方向の端面に形成される略平面シートであるリングシート部３２は、面圧を上げるために、座面３４に対して僅かに傾斜させてその外周端縁に尖り形状の座面当たり部３２ａを設けている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁用の増圧装置に関する。

内燃機関の各気筒に設けた燃料噴射弁に、共通の蓄圧器（コモンレール）から燃料を供給するコモンレール式燃料噴射システムが注目されている。また、近年、燃費や排気ガス浄化性能を向上させる目的で、燃料の噴射圧力を高めることが要求されており、これを簡易に実現する燃料噴射弁用の増圧装置が提案されている（例えば、特許文献１等）。
特表２００２−５３９３７２号公報

燃料噴射弁用の増圧装置は、一般に、コモンレールから供給される燃料を増圧ピストンで加圧して、噴射圧を高圧にするものである。その一例として、例えば、特許文献１の構成を図１０に示すと、コモンレール１０には高圧ポンプＰで加圧した燃料タンクＴの燃料が蓄圧されており、コモンレール１０から燃料噴射弁１００´の燃料溜まり１０１に所定圧の燃料が供給されるようになっている。増圧器はコモンレール１０と燃料溜まり１０１の間に配置され、増圧ピストン１０３を用いて増圧室１０４に供給される燃料を増圧した後、燃料溜まり１０１に供給する。増圧ピストン１０３の駆動は、電磁駆動式の増圧制御弁１０５を用いて圧力室１０６の油圧を増減することにより制御される。

コモンレール１０の燃料は、また、噴孔を開閉するニードル１０９の背圧室１０８にも供給されている。噴射制御弁１０７を開いて背圧室１０８の油圧を低下させると、ニードル１０９がリフトしてコモンレール１０の燃料または増圧器で増圧された燃料を噴射する。このような増圧装置を付設することで、より高圧での噴射を可能にするとともに、運転状態に応じたよりきめ細かい制御を行って、所望の噴射率を実現可能となる。

ここで、増圧作動を制御する増圧制御弁１０５は２位置３方弁で、弁体のシート位置を切り換えることにより、圧力室１０６をコモンレール１０またはリターン通路に選択的に連通させて、圧力室１０６の油圧を増減させる。一般的に、２位置３方弁の弁体には、円筒シール部を有するスプール弁や、２つのテーパシート部を有する弁が用いられる。また、特許文献２には、燃料噴射弁のノズル制御用として、テーパシート部とフラットシート部を有する制御弁が開示されている。バルブシート部の一方をフラットシート部とすると、組み付け時の位置決め精度が要求されない利点がある。
特開２００１−９０６３４号公報

ところが、特許文献２の制御弁構造を、上記図１０の増圧制御弁１０５に適用する場合には、次のような問題がある。すなわち、制御弁のフラットシート部が座面に着座して閉弁しようとする時に、面圧が十分にとれないために、油膜を排除するのに時間を要して、閉弁時間が長くなってしまう。特に、テーパシート部とフラットシート部のシート径を同じくして油圧バランスさせる構造となっている場合、テーパシート部が開弁する際に発生した圧力脈動が、閉弁途中（油膜排除中）のフラットシート部に作用すると、増圧制御弁の作動が不安定になる。

その結果、フラットシート部の閉弁がさらに遅れ、コモンレール圧の燃料がリークし続けて燃料噴射弁の駆動損失が増大したり、増圧制御弁の不安定な作動が増圧のサイクル変動を引き起こす、という問題が生じた。さらに、テーパシート部開弁直後の小クリアランス域で、高速の燃料流れによりテーパシート部と座面とのクリアランスに負圧が発生し、テーパシート部が閉じる方向に力が発生することも、増圧制御弁の作動を不安定にし、増圧サイクル変動が大きくなる要因となっていた。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、閉弁時の速やかな油膜除去により、圧力脈動による影響を受ける前に閉弁して、駆動損失を低減し、増圧制御弁の作動不安定による増圧サイクル変動を抑制すること、また、開弁直後の高速の燃料流れによる圧力低下（縮流）を抑制して、増圧制御弁の作動不安定による増圧のサイクル変動を抑制することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明請求項１の燃料噴射弁用増圧装置は、燃料を蓄圧する蓄圧器の燃料を噴射ノズルから噴射する燃料噴射弁に設けられ、前記蓄圧器から増圧室に供給される燃料を増圧ピストンの駆動により増圧して前記噴射ノズルに供給する増圧器と、前記増圧器の増圧作動を制御する増圧制御弁を備えている。
前記増圧制御弁は、弁体のシート位置を切り換えることにより増圧制御室を前記蓄圧器またはリターン通路に選択的に連通させて、前記増圧ピストンに作用する油圧を増減するものであり、
前記増圧制御弁の前記弁体は、前記増圧制御室と前記蓄圧器の間を開閉するバルブシート部と、前記増圧制御室と前記リターン通路の間を開閉するバルブシート部を備えている。さらに、これらバルブシート部の一方を、前記弁体の移動方向の端面に形成される略平面シートとして、そのシート面に尖り形状の座面当たり部を設けている。

上記構成によれば、バルブシート部に設けた尖り形状の座面当たり部によって、シート面圧が増大するので、速やかに油膜を除去することができる。従って、圧力脈動による影響を受ける前に閉弁して、増圧制御弁のスイッチングリークによる駆動損失を低減するとともに、増圧制御弁の作動を安定にして増圧のサイクル変動を防止することが可能となる。

請求項２記載の発明では、前記略平面シートを、前記座面当たり部となる外周端縁から内径側へ向けて座面との距離が広がるように僅かに傾斜するシート形状とする。

具体的には、略平面シートを座面に対して僅かに傾斜させることで、尖り形状の座面当たり部を容易に形成できる。また、座面当たり部を外周端縁に形成すれば弁体の体格が必要以上に大きくならず、シート位置も安定する。

請求項３記載の発明では、前記略平面シートのシート面と座面とのなす角度を、０．５°〜１０°の範囲に設定する。

傾斜角度を上記範囲とすることで、十分な強度を確保しつつ、尖り形状の座面当たり部による上記効果を得ることができる。

請求項４記載の発明では、前記増圧制御室と前記リターン通路の間を開閉するバルブシート部を、前記略平面シートとする。

具体的には、増圧制御弁は、弁体の一端面側にリターン通路を設け、対向する弁体端面に上述した座面当たり部を有する略平面シートを形成して、リターン通路を開閉する構成とすることで、増圧時に速やかに閉弁して増圧作動を開始することができる。

請求項５の発明は、本発明の燃料噴射弁用増圧装置は、燃料を蓄圧する蓄圧器の燃料を噴射ノズルから噴射する燃料噴射弁に設けられ、前記蓄圧器から増圧室に供給される燃料を増圧ピストンの駆動により増圧して前記噴射ノズルに供給する増圧器と、前記増圧器の増圧作動を制御する増圧制御弁を備えている。
前記増圧制御弁は、弁体のシート位置を切り換えることにより増圧制御室を前記蓄圧器またはリターン通路に選択的に連通させて、前記増圧ピストンに作用する油圧を増減するものであり、
前記増圧制御弁の前記弁体は、前記増圧制御室と前記蓄圧器の間を開閉するバルブシート部と、前記増圧制御室と前記リターン通路の間を開閉するバルブシート部を備える。さらに、これらバルブシート部の一方を、前記弁体の外周面に形成される略円錐面シートとするとともに、該略円錐面シートの外径と座面の内径を僅差に設けて、シート位置前後に流路拡大部を有する形状としている。

上記構成によれば、バルブシート部と座面の重なり部分、すなわち縮流が発生する長さが短縮されるとともに、その前後において流路が拡大されるので流速が低下し、バルブシート部に作用する移動方向と逆向きの力を低減できる。その結果、増圧制御弁の作動を安定にして増圧のサイクル変動を防止することが可能となる。

請求項６記載の発明では、前記略円錐面シートの外径と座面の内径との差を、０．1 ｍｍ以下とする。

具体的には、バルブシート部と座面の重なり部を０．1 ｍｍ以下とすることで、縮流の発生を抑制して増圧制御弁の作動を安定にする効果が高い。

請求項７記載の発明では、前記増圧制御室と前記蓄圧器の間を開閉するバルブシート部が、前記略円錐面シートであるものとする。

具体的には、増圧制御弁は、弁体の中間部周りにコモンレール圧を導入する構成とし、その下流位置に上述した略円錐面シートを形成することで、増圧時に速やかに開弁して作動不良を防止することができる。

請求項８記載の発明では、前記増圧制御弁の前記弁体を、２つのバルブシート部のシート径を略同一とする。

２つのバルブシート径を略同一として圧力バランス構造とすることで、弁体駆動に必要な力を低減し、小型に構成できるが、圧力脈動等の影響も受けやすいため、本発明を適用する効果が高い。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。図５は本発明の増圧装置を適用した燃料噴射弁１００を含むディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示す概略図である。図５において、燃料噴射システムは、主な構成要素として、燃料噴射弁１００と、燃料を蓄圧する蓄圧器（コモンレール）１０と、燃料タンクＴと、高圧ポンプＰとを備えており、燃料タンクＴの燃料を吐出量の可変機構を持つ公知の高圧ポンプＰで加圧してコモンレール１０に供給するようになっている。燃料噴射弁１００には、コモンレール１０の燃料を増圧する増圧器４と、コモンレール１０の燃料または増圧器４で増圧された燃料を噴射する噴射ノズル５と、増圧器４の作動を制御する増圧制御弁１と、噴射ノズル５の作動を制御する噴射制御弁６が設けられる。

噴射ノズル５は、コマンドピストン１２によって駆動されるニードル１３が、先端部に設けたシート５１から離座することにより噴孔５２を開放して、燃料溜まり１６から供給される燃料を噴射する。噴射制御弁６は、２位置２方弁で、コモンレール１０に連通する噴射制御室１１とリターン通路１４との間を開閉することにより、噴射制御室１１の制御油圧を増減させてコマンドピストン１２の背圧を制御する。燃料溜まり１６は、逆止弁１７を備える燃料通路１５を介してコモンレール１０に連通し、噴射制御室１１は、オリフィス１８を介して逆止弁１７下流の燃料通路１５に連通している。噴射制御室１１とリターン通路１４の間にはオリフィス１９が設けられる。

増圧器４の増圧ピストン４１は、大径ボア内を油密を保って摺動する大径ピストン４１ａと小径ボア内を油密を保って摺動する小径プランジャ４１ｂからなり、これら大径ピストン４１ａと小径プランジャ４１ｂは一体となって図の上下方向に摺動する。増圧器４の増圧室４６は、小径プランジャ４１ｂの下端面を室壁とし、燃料通路４３を介して逆止弁１７下流の燃料通路１５に接続している。一方、大径ピストン４１ａの上端面には、燃料通路４２を介してコモンレール１０の圧力が、下端面には増圧制御室４４の圧力が作用しており、増圧制御室４４の圧力を低下させると、増圧ピストン４１が下降して増圧室４６に供給される燃料を増圧する。増圧制御室４４内には、スプリング４５が配設されて大径ピストン４１ａを上方に付勢している。

増圧制御室４３の圧力を制御する増圧制御弁１は、２位置３方弁で、燃料通路１ａにて増圧制御室４４に連通するとともに、燃料通路１ｂにてコモンレール１０に、リターン通路１ｃにて燃料タンクＴに連通している。次に、増圧制御弁１の詳細構造について、図１を用いて説明する。

図１（ａ）において、増圧制御弁１は、バルブボデーＢに設けたボア内を油密を保って図の上下方向に摺動する弁体３と、弁体３を駆動する電磁アクチュエータ２を有する。電磁アクチュエータ２は、弁体３の上端に結合された円板状のアーマチャ２２と、ソレノイド２１、スプリング２３からなる。弁体３は、通常状態ではスプリング２３により下方に付勢され、ソレノイド２１に通電するとアーマチャ２２とともに上方に吸引される。弁体３は略円柱状で、軸方向の上端部を摺動部とし、中間部に設けた細径部周りにコモンレール１０に連通する燃料通路１ｂが開口する環状空間Ｂ１を有している。弁体３の下端部が位置する弁室Ｂ２の側面には、増圧制御室４４に連通する燃料通路１ａが開口し、弁室Ｂ２の底面に燃料タンクＴに連通するリターン通路１ｃが開口している。

弁室Ｂ２に位置する弁体３の下端部には、環状空間Ｂ１側にテーパシート部３１が、リターン通路１ｃ側にリングシート部３２が設けられる。弁体３は、中間部の細径部に続く部位を摺動部径より大径とするとともに、下方に向けて拡径する円錐面シートを設けてテーパシート部３１とし、弁室Ｂ２の上部内壁面に設けた円錐面状の座面３３に着座させる。一方、弁体３の下端面は中央部が凹陥する円環状で、外周部に形成される円環状の略平面シートをリングシート部３２として、対向する弁室Ｂ２の下部内壁面に設けた水平面状の座面３４に着座させる。弁室Ｂ２は燃料通路１ａを介して増圧制御室４４と常時連通し、テーパシート部３１は、増圧制御室４４とコモンレール１０に至る燃料通路１ｂとの間を開閉するバルブシート部として、リングシート部３２は、増圧制御室４４と燃料タンクＴに至るリターン通路１ｃとの間を開閉するバルブシート部として機能する。

ここで、弁体３は、摺動部径とテーパシート部３１およびリングシート部３２のシート径を略同一としてある。このように油圧バランスする構造とすることで、電磁アクチュエータ２の要求吸引力を低減し、小型に構成することができる。また、バルブシート部を、テーパシート部３１とリングシート部３２の組み合わせとすることにより、組み付け時の精密な位置決めが不要となる利点がある。さらに、本発明では、図１（ｂ）のように、リングシート部３２のシート面（座面当接面）を水平面とせず、座面３４に対して僅かに傾斜させる。具体的には、シート面となる外周縁部を、内径側から外径側へ向けて座面３４との距離が狭まる略円錐面状に形成し、該シート面の外周端縁を尖り形状の座面当たり部３２ａとする。このように、座面当たり部３２ａを設けることで、面圧を高めて速やかな閉弁を実現することができる。

上記構成の燃料噴射弁用増圧装置の作動について、図１、２を用いて説明する。増圧していない初期状態においては、増圧制御弁１の弁体３は、スプリング２３によりリングシート部３２が座面３４に押し付けられてリターン通路１ｃを閉じる位置にある。この状態から増圧を開始する時には、ソレノイド２１に通電して電磁力によりアーマチャ２２を吸引する。図１（ａ）に示すように、これに伴いアーマチャ２２と一体の弁体３が上方に吸引されて、リングシート部３２を開き、次いでテーパシート部３１が座面３４に着座してコモンレール１０に至る燃料通路１ｂを閉じる。

この時、図５に示す増圧器４の増圧制御室４４は、燃料通路１ａおよび弁室Ｂ２を介してリターン通路１ｃに連通し、コモンレール圧の燃料が抜かれて大気圧となる。すると、増圧ピストン４１が上端面と下端面の面積差により下方に付勢され、増圧室４６内のコモンレール圧燃料を加圧する。これにより、増圧された燃料が、燃料通路１５を介して燃料溜まり１６に供給される。増圧を終了する時は、ソレノイド２１への通電を終了し、スプリング２３の付勢力によって弁体３を押し下げて、テーパシート部３１を開き、さらにリングシート部３２を閉じる。これにより、増圧制御室４４を燃料通路１ａ、弁室Ｂ２を介して燃料通路１ｂに連通させてコモンレール圧に戻し、スプリング４５の付勢力によって増圧ピストン４１を復帰させる。

ところで、増圧終了時に、増圧制御弁１の弁体３がテーパシート部３１を開いた直後は、まだリングシート部３２も開いており、図２（ａ）のように、コモンレール圧の燃料がリングシート部３２と座面３４の間のギャップを通ってリターン通路１ｃへ流出する。このため、図２（ｂ）のように、リングシート部３２には通過する燃料の油膜が生じており、この油膜が閉弁しようとするリングシート部３２に作用して閉弁を妨げる原因となる。特に、図３（ｂ）に示す従来の弁体３´のように、リングシート部３２´がフラットな水平面であると、その影響が大きく、また、閉弁が遅れると、テーパシート部３１を開弁した際に生じた圧力脈動が作用して、リングシート部３２´の閉弁をさらに妨げる油圧力となる上、燃料がリークし続けるために駆動損失が増加したり、増圧のサイクル変動が生じるおそれがあった。

これに対し、図３（ａ）に示す本実施形態の弁体３は、リングシート部３２を座面３４に対して僅かに傾斜させて、外周端縁部に尖り形状の座面当たり部３２ａを設けた。このように、閉弁時に座面に当たる部位を尖り形状とすることで、シート面圧を上げることができる。例えば、従来構成のシート面圧（約４９Ｎ）に比べると、本実施形態のシート面圧は約４８０Ｎ（シートの潰れ代を１０μｍとして計算した場合）で、およそ１０倍に増大する。図４は、本発明の効果を示すもので、図３（ｂ）に示す従来構成では、リングシート部３２´の閉弁開始から終了までに時間を要し、一端下降した弁体３´が再び上昇するなど圧力脈動の影響が見られるが、図３（ａ）に示す本実施形態の構成では、速やかに油膜を除去することができるので、圧力脈動の影響を受ける前にリングシート部３２を閉弁することができる。さらに、その結果として、増圧制御弁１のスイッチングリークによる駆動損失を低減し、増圧のサイクル変動を防止することができる。

リングシート部３２の略円錐面と座面３４とのなす角度は、通常、０．５°〜１０°の範囲に設定される。上記効果を得るためには、０．５°以上の角度が必要であり、また、円管の片持梁であるリングシート部３２の外側にはコモンレール１０の圧力が、等分布荷重としてかかっており、このような場合に強度を十分確保するためには、上記角度を１０°以下にする必要がある。ただし、この場合でも弾性領域での変形は生じ、シート面がこすれることで磨耗し、耐久性が低下するおそれがある（フレッティング摩耗）。これを防止するために、上記角度は、好ましくは、０．５°〜１．５°の範囲に設定するとよく、図３（ａ）では、例えば１．０°としている。

本発明の第２の実施形態を図６〜８に従って説明する。図６は、本実施形態の増圧制御弁１構成を示す図で、上記第１の実施形態は、弁体３のリングシート部３２形状に特徴を有していたが、本実施形態では、弁体３のテーパシート部３１形状に特徴を有する。増圧制御弁１のその他の構成と増圧装置の基本構成および作動は、上記図１、５に示した通りであり、説明を省略する。図６において、弁室Ｂ２に位置する弁体３の下端部は、中間部の細径部に続く部位を摺動部径より僅かに大径としてあり、かつ下方に向けて拡径する円錐面シートを設けて、対向する円錐面状の座面３３に着座するテーパシート部３１とする。この時、図７（ａ）のように、テーパシート部３１と座面３３は略平行としてあり、さらに、テーパシート部３１の外径と座面３３の内径を僅差として、テーパシート部３１と座面３３の重なり幅をごく小さくする（図では、例えば、０．０５ｍｍとする）。これにより、テーパシート部３１と座面３３の間に形成される絞り部３５長さを短縮して、開弁直後の作動の安定性を向上することができる。

上記構成において、増圧終了時、ソレノイド２１への通電を停止すると、スプリング２３の付勢力によって弁体３が押し下げられて、テーパシート部３１が開き、さらにリングシート部３２が閉じる。これにより、増圧制御室４４に、燃料通路１ａ、弁室Ｂ２、燃料通路１ｂを介して連通するコモンレール１０からの燃料が流入し、増圧ピストン４１が復帰する。ところで、この際、図７（ｂ）の従来構成のように、テーパシート部３１´と座面３３の重なり幅が大きいと（絞り部３５が長いと）、テーパシート部３１´が開いた直後の小クリアランスの領域で、コモンレール圧の燃料が高速で流出するために、縮流流れとなって圧力が低下し、テーパシート部３１´が閉弁する方向（図の上向き）に力が発生する。すると、テーパシート部３１´、リングシート部３２とも開いた状態となって、増圧制御弁１の作動が不安定になり、コモンレール１０の燃料がリークする状態が続くために、増圧制御室４４の圧力が上昇しない。このため、増圧ピストン４１が復帰しない期間が発生して、増圧期間がサイクル間で変動する。

これに対し、図７（ａ）に示す本実施形態では、弁体３のテーパシート部３１の外径を小さくして、テーパシート部３１と座面３３の間の絞り部３５長さを短くした。これにより縮流（燃料流れによる圧力が低下）が発生する長さを短縮するとともに、シート前後の流路を拡大して流速を低くする形状とし、上向き力を低減することができる。この効果を得るために、テーパシート部３１と座面３３の重なり幅は、通常、０．１ｍｍ程度ないしそれ以下とするのがよく、絞り部３５での縮流の発生を抑制して、リングシート部３２の速やかな閉弁を実現する。この時、増圧制御弁１の体格をほぼ限界程度に小さくした設計において、例えば、
上向き力＝π×テーパシート部３１の外径（３ｍｍ）×シート重なり幅（０．１ｍｍ）×コモンレール圧（８０ＭＰａ）＝７５Ｎ
となり、スプリング力（９０Ｎ）より小さいので、スプリング２３がテーパシート部３１を正常に押し下げることができる。

図８に本発明の効果を示す。図８（ａ）は、テーパシート部３１開弁時のシート面クリアランスと上向き力の関係を示すものである。シート面クリアランスは、絞り部３５の幅（テーパシート部３１と座面３３の対向面間の距離）を表し、例えば、勾配３０°のテーパシート部３１が２０μｍ降下した時のシート面クリアランスは、２０×ｃｏｓ３０°＝１７．３μｍとなる。この時、従来の構成では、弁体３に加わる上向き力が大きくなって、リングシート部３２の閉弁を妨げるが、本発明の構成とすることで、上向き力を小さくし、リングシート部３２の閉弁が可能となる。その結果、図８（ｂ）に示すように、従来の構成では増圧室４６の圧力がサイクル間で変動し、噴射率が一定しないが、本発明の構成では、増圧サイクル変動が抑制され、噴射率の制御性が向上していることがわかる。

図９に増圧制御弁１構成の他の例を示す。上記第２の実施形態では、弁体３のテーパシート部３１が着座する座面３３を円錐面状に形成したが、図９（ａ）に示すように、座面３３´を水平面として、その内周端縁にテーパシート部３１が着座する構成としてもよい。この構成でも、絞り部長さが短くなり、シート位置前後で流路が急拡大するので、燃料流れによる圧力低下が生じにくく、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。また、図９（ｂ）に示すように、弁体３のテーパシート部３１１を、傾斜角度の異なる２つの円錐面を組み合わせた形状とし、シート位置前後で流路が急拡大するように構成してもよい。座面３３は円錐面状とする。この構成でも、絞り部長さが短くなり、燃料流れによる圧力低下を抑制して、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。

以上のように、本発明によれば、増圧制御弁１のシート形状を工夫することにより開閉弁時の燃料流れを制御して、増圧制御弁１の作動不良を防止することができる。よって、増圧サイクル変動を抑制して、燃料噴射弁の噴射率を高精度に制御できる。なお、上記第１の実施形態の構成と第２の実施形態の構成を組み合わせた弁体形状とすることもでき、より効果的な増圧制御が可能となる。

本発明の増圧装置の第１実施形態を示し、（ａ）は増圧制御弁の概略構成を示す図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図で、増圧制御弁の弁体のリングシート部形状を示す図である。 本発明の増圧装置の作動を説明するための図で、（ａ）は増圧制御弁の概略構成を示す図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図で、増圧制御弁の弁体のリングシート部に作用する油膜の圧力分布図である。 （ａ）は第１実施形態における増圧制御弁の弁体のリングシート部形状を示す図、（ｂ）は従来の弁体のリングシート部形状を示す図である。 第１実施形態の増圧装置の効果を説明するための図で、（ａ）は第１実施形態の弁体構成における増圧作動時の増圧制御制御弁リフトと圧力脈動状況を示す図、（ｂ）は従来の弁体構成における増圧作動時の増圧制御制御弁リフトと圧力脈動状況を示す図である。 本発明の燃料噴射弁用増圧装置を適用した燃料噴射システムの全体構成を示す図である。 本発明の増圧装置の第２実施形態における増圧制御弁の概略構成図である。 （ａ）は第２実施形態における増圧制御弁の弁体のテーパシート部形状を示す図、（ｂ）は従来の弁体のテーパシート部形状を示す図である。 第２実施形態の増圧装置の効果を説明するための図で、（ａ）は第２実施形態の弁体構成におけるシート面クリアランスと上向き力の関係を、従来構成と比較して示す図、（ｂ）は第２実施形態の弁体構成における増圧室圧力と噴射率のサイクル変動を、従来構成と比較して示す図である。 （ａ）、（ｂ）は増圧制御弁の弁体のテーパシート部構成の他の例を示す図である。 従来の燃料噴射弁用増圧装置を適用した燃料噴射システムの全体構成を示す図である。

符号の説明

１ 増圧制御弁
１ａ 燃料通路
１ｂ 燃料通路
１ｃ リターン通路
２ 電磁アクチュエータ
２１ ソレノイド
２２ アーマチャ
２３ スプリング
３ 弁体
３１ テーパシート部（略円錐面シート）
３２ リングシート部（略平面シート）
３２ａ 座面当たり部
３３、３４ 座面
３５ 絞り部
４ 増圧制御弁
４１ 増圧ピストン
４４ 制御油圧室
１０ コモンレール（蓄圧室）
Ｂ バルブボデー
Ｂ１ 環状流路
Ｂ２ 弁室
Ｔ 燃料タンク
Ｐ 燃料ポンプ

Claims (8)

1. 燃料を蓄圧する蓄圧器の燃料を噴射ノズルから噴射する燃料噴射弁に設けられ、前記蓄圧器から増圧室に供給される燃料を増圧ピストンの駆動により増圧して前記噴射ノズルに供給する増圧器と、前記増圧器の増圧作動を制御する増圧制御弁とを備える燃料噴射弁用増圧装置であって、
   前記増圧制御弁は、弁体のシート位置を切り換えることにより増圧制御室を前記蓄圧器またはリターン通路に選択的に連通させて、前記増圧ピストンに作用する油圧を増減するものであり、
   前記増圧制御弁の前記弁体が、前記増圧制御室と前記蓄圧器の間を開閉するバルブシート部と、前記増圧制御室と前記リターン通路の間を開閉するバルブシート部を備え、これらバルブシート部の一方を、前記弁体の移動方向の端面に形成される略平面シートとして、そのシート面に尖り形状の座面当たり部を設けたことを特徴とする燃料噴射弁用増圧装置。
2. 前記略平面シートを、前記座面当たり部となる外周端縁から内径側へ向けて座面との距離が広がるように僅かに傾斜するシート形状とした請求項１記載の燃料噴射弁用増圧装置。
3. 前記略平面シートのシート面と座面とのなす角度が、０．５°〜１０°の範囲に設定される請求項１または２記載の燃料噴射弁用増圧装置。
4. 前記増圧制御室と前記リターン通路の間を開閉するバルブシート部が、前記略平面シートである請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料噴射弁用増圧装置。
5. 燃料を蓄圧する蓄圧器の燃料を噴射ノズルから噴射する燃料噴射弁に設けられ、前記蓄圧器から増圧室に供給される燃料を増圧ピストンの駆動により増圧して前記噴射ノズルに供給する増圧器と、前記増圧器の増圧作動を制御する増圧制御弁とを備える燃料噴射弁用増圧装置であって、
   前記増圧制御弁は、弁体のシート位置を切り換えることにより増圧制御室を前記蓄圧器またはリターン通路に選択的に連通させて、前記増圧ピストンに作用する油圧を増減するものであり、
   前記増圧制御弁の前記弁体が、前記増圧制御室と前記蓄圧器の間を開閉するバルブシート部と、前記増圧制御室と前記リターン通路の間を開閉するバルブシート部を備え、これらバルブシート部の一方を、前記弁体の外周面に形成される略円錐面シートとするとともに、該略円錐面シートの外径と座面の内径を僅差に設けて、シート位置前後に流路拡大部を有する形状としたことを特徴とする燃料噴射弁用増圧装置。
6. 前記略円錐面シートの外径と座面の内径との差が、０．1 ｍｍ以下である請求項５に記載の燃料噴射弁用増圧装置。
7. 前記増圧制御室と前記蓄圧器の間を開閉するバルブシート部が、前記略円錐面シートである請求項５または６記載の燃料噴射弁用増圧装置。
8. 前記増圧制御弁の前記弁体は、２つのバルブシート部のシート径が略同一である請求項１ないし７のいずれかに記載の燃料噴射弁用増圧装置。

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