JP2013224598A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
【課題】ニードルのリフト開始直後から良好な噴霧を生成することが可能な燃料噴射装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、噴孔40、及び噴孔40より上流側に位置するシート部34を備えるノズルボディ26と、シート部34より上流側に位置し、噴孔40に導入される燃料を旋回させる旋回路36と、ノズルボディ26内に摺動自在に配置され、シート部34に着座するニードル24と、ニードル24のリフト開始時点から予め定められた期間にわたって旋回路36の出口面積を、予め定められた期間経過時点のリフト量に対応する出口面積よりも小さい出口面積に維持し、予め定められた期間経過語は出口面積をリフト量に対応する出口面積とする圧電素子42と、を具備する燃料噴射装置である。
【選択図】図3
A fuel injection device capable of generating a good spray immediately after the start of needle lift is provided.
The present invention relates to a nozzle body including a nozzle hole and a seat portion located upstream from the nozzle hole, and fuel introduced to the nozzle hole located upstream from the seat portion. A turning circuit 36 for turning the needle 24, a needle 24 that is slidably disposed in the nozzle body 26, and an exit area of the turning circuit 36 over a predetermined period from the lift start time of the needle 24. A piezoelectric element 42 having an exit area smaller than an exit area corresponding to a lift amount at a predetermined period of time, and a predetermined period elapsed word having an exit area corresponding to the lift amount; Is a fuel injection device.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device.
近年、内燃機関に関し、二酸化炭素(CO2)低減及びエミッション低減のため、過給リーン、大量EGR及び予混合自着火燃焼の研究が盛んに行われている。これらの研究によると、CO2低減及びエミッション低減の効果を最大限に引き出すには、より燃焼限界近傍において安定した燃焼状態を得る必要がある。また、石油燃料の枯渇化が進む中、バイオ燃料など多種の燃料でも安定して燃焼させることができるロバスト性が要求される。このような安定した燃焼を得るために、混合気の着火ばらつきの低減、膨張行程で燃料を燃やしきる速やかな燃焼が求められる。オイル希釈、噴霧悪化の対策をするとともに、着火ばらつきを低減し安定した燃焼を実現するには、燃焼室内の燃料が速やかに気化するように、燃料に含まれる気泡を微細化することが重要となる。 In recent years, research on supercharged lean, large-volume EGR, and premixed self-ignition combustion has been actively conducted on internal combustion engines in order to reduce carbon dioxide (CO 2 ) and emissions. According to these studies, in order to maximize the effects of CO 2 reduction and emission reduction, it is necessary to obtain a stable combustion state near the combustion limit. In addition, as petroleum fuels are depleted, robustness is required so that various fuels such as biofuels can be stably burned. In order to obtain such stable combustion, it is required to reduce the variation in ignition of the air-fuel mixture and to quickly burn the fuel in the expansion stroke. In order to take measures against oil dilution and spray deterioration as well as to reduce ignition variability and achieve stable combustion, it is important to refine the bubbles contained in the fuel so that the fuel in the combustion chamber vaporizes quickly. Become.
また、内燃機関の燃料供給において、過度応答性の向上、気化潜熱による体積効率向上、及び低温での触媒活性化用の大幅な遅角燃焼のために燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射方式が採用されている。ところが、筒内噴射方式を採用することにより、噴霧燃料が液滴のまま燃焼室壁に衝突しオイル希釈が発生していた。燃焼室壁への燃料の衝突を抑制するため、気泡を微細化し、噴霧を低ペネトレーションとすることが好ましい。例えば特許文献1には、旋回路に燃料を流通させることにより、噴霧を改善する技術が開示されている。 In-cylinder injection that directly injects fuel into the combustion chamber to improve transient response, increase volumetric efficiency due to latent heat of vaporization, and greatly retarded combustion for catalyst activation at low temperatures in fuel supply to internal combustion engines The method is adopted. However, by adopting the in-cylinder injection method, the sprayed fuel collided with the combustion chamber wall as droplets and oil dilution occurred. In order to suppress the collision of the fuel with the combustion chamber wall, it is preferable to make the bubbles fine and to make the spray low penetration. For example, Patent Document 1 discloses a technique for improving spraying by flowing fuel through a turning circuit.
しかし従来の技術では、ニードルのリフト開始直後において燃料の流速が低く旋回も十分でないため、旋回流を利用した噴霧の改善が困難である。本発明は上記課題に鑑み、ニードルのリフト開始直後から良好な噴霧を生成することが可能な燃料噴射装置を提供することを目的とする。 However, in the prior art, the fuel flow rate is low and the swirl is not sufficient immediately after the start of lift of the needle, so it is difficult to improve the spray using the swirl flow. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fuel injection device capable of generating good spray immediately after the start of needle lift.
本発明は、噴孔、及び前記噴孔より上流側に位置するシート部を備えるノズルボディと、前記シート部より上流側に位置し、前記噴孔に導入される燃料を旋回させる旋回流生成部と、前記ノズルボディ内に摺動自在に配置され、前記シート部に着座するニードルと、前記ニードルのリフト開始時点から予め定められた期間にわたって前記旋回流生成部の出口面積を、前記予め定められた期間経過時点の前記ニードルのリフト量に対応する前記旋回流生成部の出口面積よりも小さい出口面積に維持し、前記予め定められた期間経過後は前記旋回流生成部の出口面積を前記ニードルのリフト量に対応する前記旋回流生成部の出口面積とする調整部と、を具備する燃料噴射装置である。 The present invention includes a nozzle body including a nozzle hole and a seat portion positioned upstream from the nozzle hole, and a swirl flow generating unit positioned upstream from the sheet portion and configured to swirl fuel introduced into the nozzle hole. And a needle that is slidably disposed in the nozzle body and is seated on the seat portion, and an exit area of the swirl flow generating portion over a predetermined period from a lift start time of the needle. The exit area of the swirling flow generating unit corresponding to the lift amount of the needle at the time when the period has elapsed is maintained to be smaller than the exit area of the swirling flow generating unit. A fuel injection device comprising: an adjustment unit configured to have an exit area of the swirl flow generation unit corresponding to a lift amount of
上記構成において、前記燃料噴射弁が燃料を噴射する内燃機関における空燃比がリーン化している場合、前記調整部は前記出口面積を前記小さい出口面積に維持する構成とすることができる。 The said structure WHEREIN: When the air fuel ratio in the internal combustion engine which the said fuel injection valve injects a fuel is leaning, the said adjustment part can be set as the structure which maintains the said exit area in the said small exit area.
上記構成において、前記調整部は下流方向に伸長可能な圧電素子である構成とすることができる。 The said structure WHEREIN: The said adjustment part can be set as the structure which is a piezoelectric element which can be expanded in a downstream direction.
上記構成において、前記調整部が前記出口面積を前記小さい出口面積に維持するときに、前記旋回流生成部に流入する燃料の圧力を高める圧力調整部を具備する構成とすることができる。 The said structure WHEREIN: When the said adjustment part maintains the said exit area at the said small exit area, it can be set as the structure which comprises the pressure adjustment part which raises the pressure of the fuel which flows in into the said rotational flow production | generation part.
上記構成において、前記調整部が前記出口面積を前記小さい出口面積に維持していないときには、前記圧力調整部は前記圧力を飽和燃圧より低い第1圧力に設定し、前記調整部が前記出口面積を前記小さい出口面積に維持するときには、前記圧力調整部は、前記圧力を前記第1圧力から、前記第1圧力より高い第2圧力に高める構成とすることができる。 In the above configuration, when the adjusting unit does not maintain the outlet area at the small outlet area, the pressure adjusting unit sets the pressure to a first pressure lower than a saturated fuel pressure, and the adjusting unit reduces the outlet area. When maintaining the small outlet area, the pressure adjusting unit may increase the pressure from the first pressure to a second pressure higher than the first pressure.
本発明によれば、ニードルのリフト開始直後から良好な噴霧を生成することが可能な燃料噴射装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel-injection apparatus which can produce | generate favorable spray immediately after the lift start of a needle | hook can be provided.
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例1に係る燃料噴射弁20は、圧電素子42により旋回路36の出口36aの面積(出口面積)を調整する例である。図1は実施例1に係る燃料噴射装置を備えるエンジンシステムを例示する概略図である。
The
図1に示すように、エンジンシステム100はECU(Engine Control Unit)10、エンジン本体12(内燃機関)、吸気管14、排気管16、燃料デリバリ18、燃料噴射弁20、及び空燃比センサ(A/Fセンサ)22を備える。燃料噴射装置は、ECU10、燃料デリバリ18及び燃料噴射弁20を含む。吸気管14はエンジン本体12の燃焼室13に空気を供給する。燃焼室13において発生した排気ガスは排気管16を通じて排出される。燃料デリバリ18は燃料噴射弁20に燃料を供給する。燃料噴射弁20はエンジン本体12に燃料を噴射する。A/Fセンサ22は例えば排気管16に設けられ、エンジン本体12における空燃比Rを測定する。
As shown in FIG. 1, an
図2は実施例1に係る燃料噴射弁20を例示する概略図である。図3は燃料噴射弁20の先端付近を拡大した図である。なお、図1から図3に示した構成は後述の実施例2及び3にも共通である。
FIG. 2 is a schematic view illustrating the
図2及び図3に示すように、燃料噴射弁20のニードル24はノズルボディ26内に摺動自在に配置されており、軸線Aに沿って上下方向に動く。ノズルボディ26にはニードルガイド28が収納されており、ニードル24はニードルガイド28の内周面によって案内される。ニードル24の基端側には駆動部23が設けられている。駆動部23は、例えば圧電素子もしくは電磁石等を用いたアクチュエータ、又は弾性部材等であり、ニードル24を動作させる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ニードル24の外周部には圧電素子42(調整部)が設けられている。圧電素子42は例えば円筒形状を有し、ニードル24とニードルガイド28との間に位置し、ニードル24を囲む。圧電素子42の上端は、ニードルガイド28に固定されている。図3中の破線Bで示した位置が固定位置である。圧電素子42の下端は固定されていない。従って圧電素子42は下流方向、すなわち旋回路36(詳細は後述する)の出口面積が小さくなる方向に伸長可能である。圧電素子42の電極のうち少なくとも1つ(不図示)は配線44と電気的に接続され、他の電極はニードルガイド28に接地されている。配線44はECU10に接続されている。
A piezoelectric element 42 (adjustment unit) is provided on the outer periphery of the
ノズルボディ26には、上流側から順に圧力室32、旋回路36、シート部34、サック部38及び噴孔40が設けられている。圧力室32には、ニードルガイド28に設けられた燃料通路30を通じて燃料が供給される。燃料は、圧力室32から旋回路36(旋回流生成部)に供給される。旋回路36は例えば軸線Aを中心軸線とする螺旋状の溝であり、燃料に旋回成分を付与する。つまり、燃料が旋回路36を流通することで、燃料の旋回流が発生する。ノズルボディ26の内径は先端側に向けて小さくなっているため、先端側に向かうほど旋回流は加速される。ニードル24の面25はシート部34に着座する。ニードル24は旋回路36とサック部38との間を遮断する。従って燃料はサック部38に供給されない。面25がシート部34から離れた場合、旋回路36とサック部38とは接続され、燃料はサック部38に供給される。燃料はサック部38において旋回する。旋回流の中心に負圧が生じ、空気がノズルボディ26内に吸引される。吸引された空気は気泡となり、燃料に混入する。このように燃料は気泡を含んだバブル燃料となり、サック部38から噴孔40に供給され、噴孔40から噴射される。
The
既述したように、微細気泡を含むバブル燃料が噴射されることが好ましい。また噴孔40にデポジットが堆積すると噴霧の悪化及び燃料噴射量の減少が生じる。次に、旋回路36の出口36aの面積、燃料に含まれる気泡径(気泡の直径)及びデポジットとの関係について説明する。
As described above, it is preferable to inject bubble fuel containing fine bubbles. Further, when deposits are accumulated in the
図4(a)は出口面積と気泡径との関係を例示するグラフである。横軸は出口面積(出口36aの断面積)、縦軸は気泡径を表す。出口面積が小さくなるほど、気泡径は小さくなる。出口面積が小さくなれば、旋回路36から流出する燃料の速度は大きくなり、サック部38及び噴孔40において、より加速された旋回流が生じる。この結果、燃料に含まれる気泡が微細化する。これに対し、出口面積が大きくなると気泡の微細化が抑制される。
FIG. 4A is a graph illustrating the relationship between the outlet area and the bubble diameter. The horizontal axis represents the outlet area (cross-sectional area of the
図4(b)は気泡径と圧壊までの時間との関係を例示するグラフである。横軸は気泡径、縦軸は圧壊までの時間(圧壊時間)を表す。実線は実験により測定したデータであり、破線は実験値を次式により近似したグラフである。式中のdは気泡径、Tは圧壊時間である。
図5(a)はECU10の構成を例示する機能ブロック図である。ECU10は、電圧制御部50、及び空燃比取得部52として機能する。
FIG. 5A is a functional block diagram illustrating the configuration of the
図5(b)は燃料噴射装置の制御を例示するフローチャートである。駆動部23が例えば電磁石を用いたアクチュエータであるとする。
FIG. 5B is a flowchart illustrating the control of the fuel injection device. Assume that the
図5(b)に示すように、電圧制御部50は、駆動部23に通電を行う。これによりニードル24がリフトを開始する(ステップS10)。ステップS10の後、電圧制御部50は圧電素子42に電圧を印加する(ステップS11)。これにより圧電素子42は下流方向に伸びる。ステップS11の後、電圧制御部50は、リフト開始時点から予め定められた期間t0が経過したか判定する(ステップS12)。Noの場合ステップS12を繰り返す。Yesの場合、電圧制御部50は圧電素子42への電圧の印加を停止する(ステップS13)。ステップS13の後、電圧制御部50は駆動部23への通電を停止することにより、ニードル24が下降を開始する(ステップS14)。ステップS14の後、制御は終了する。次に燃料噴射弁20の動作を、図面を参照し説明する。
As shown in FIG. 5B, the
図6はニードル24がリフトした場合における燃料噴射弁20の先端付近の拡大図である。図7(a)はリフト量のタイミングチャートであり、図7(b)は圧電素子42に印加される電圧のタイミングチャートである。横軸は時間である。時間はt1〜t6の順に進む。図7(a)の縦軸はニードル24のリフト量を表し、図7(b)の縦軸は電圧を表す。
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the
図6に上向きの矢印で示すように、ニードル24の面25がシート部34から離座する(リフト開始、図7(a)の時間t1)。時間t1からt2までの間において、出口面積はリフト量に対応する出口面積である。リフト量に対応する出口面積とは、面25とシート部34との距離により定まる出口面積であり、リフト量の増大と共に大きくなる。時間t1からt2における出口面積は、リフト開始時点から予め定められた期間(時間t1からt4までの期間)経過時点のニードル24のリフト量に対応する出口面積より小さい。
As indicated by an upward arrow in FIG. 6, the
図7(b)に示すように、時間t2において、圧電素子42に電圧が印加される(図5のステップS11)。従って図6に下向きの矢印で示すように、圧電素子42は下流方向に伸び、旋回路36の出口面積を小さくする。図7(a)に示すように、時間t3においてニードル24のリフト量は最大となる。出口面積は、圧電素子42により、期間t1〜t4経過時点のリフト量に対応する出口面積より小さく維持されている。
As shown in FIG. 7B, at time t2, a voltage is applied to the piezoelectric element 42 (step S11 in FIG. 5). Accordingly, as indicated by the downward arrow in FIG. 6, the
図7(b)に示すように、時間t4において電圧の印加は停止する(ステップS13)。圧電素子42は電圧印加前の長さに戻る。このとき出口面積はt1〜t4経過時点のリフト量に対応した出口面積となる。つまり圧電素子42はリフト開始時点から期間t1〜t4にわたって出口面積を、t1〜t4経過時点のリフト量に対応した出口面積より小さい出口面積に維持する。以下、このように小さく維持された出口面積を、単に小さい出口面積と称することがある。また圧電素子42は、期間t1〜t4経過後に、出口面積をリフト量に対応した出口面積とする。
As shown in FIG. 7B, the application of voltage is stopped at time t4 (step S13). The
図7(a)に示すように、時間t5においてニードル24は下降を始める(ステップS14)。出口面積も縮小していく。時間t6においてニードル24は着座する。時間t1からt4までの期間がステップS12における期間t0に対応する。期間t0の間、旋回路36の出口36aが狭くなるため、ニードル24のリフト開始直後においてもバブル燃料に含まれる気泡は微細化し、良好な噴霧が得られる。従って噴霧の低ペネトレーション化が可能である。
As shown in FIG. 7A, the
電圧が印加された圧電素子42は、出口面積を例えば0.2mm2程度にする。このときの気泡径は約1μmとなる。気泡径が約1μmであると、圧壊時間は例えば約10μsまで短くなる。この場合、圧壊は噴孔40の近くで起こる。気泡の圧壊により生じた衝撃力により、噴孔40に堆積したデポジットを除去することができる。従って、燃料の噴射量の低下、及び噴霧の悪化を抑制することができる。ただし、圧壊の衝撃力による燃料噴射弁20のエロージョンを抑制するためには、気泡が噴孔40から遠い位置で圧壊すればよい。従って、圧電素子42に電圧を印加しない場合、出口面積は例えば0.6mm2程度であることが好ましい。このときの気泡径は約4.4μmとなる。気泡径が約4.4μmであると、圧壊時間は例えば約4.6msとなる。この場合、圧壊は噴孔40から離れた位置において起こる。これにより、エロージョンが抑制される。
The
前述のようにリフト開始直後は燃料が加速されてないため、気泡の微細化が難しい。図7(a)及び図7(b)に示したように、リフト開始直後の時間t2において圧電素子42が出口面積を小さくするため、気泡の微細化が可能である。時間t4においては燃料が加速されているため、出口面積を小さくしなくても、気泡の微細化が可能である。時間t4に圧電素子42への電圧の印加が停止することにより、出口面積は大きくなる。このため、気泡を微細化し、かつ燃料の供給量を増やすことができる。
As described above, since the fuel is not accelerated immediately after the start of the lift, it is difficult to make the bubbles fine. As shown in FIGS. 7A and 7B, the
圧電素子42はニードル24のリフト開始に同期して出口面積を小さくすればよい。つまりリフト開始直後、又は例えばリフト開始前に圧電素子42に通電を行い、圧電素子42が出口面積を小さくしてもよい。リフト開始直後において気泡を微細化するためには、ニードル24が最高点に到達する前に、圧電素子42は出口面積を小さくすることが好ましい。ニードル24の下降開始後に、圧電素子42への電圧の印加を停止してもよい。つまり図7(a)及び図7(b)における時間t4が時間t5より後でもよい。圧電素子42が期間t1〜t4における出口面積を、期間t1〜t4経過時点のリフト量に対応する出口面積より小さく維持していればよい。
The
実施例2は空燃比Rがリーン化している場合にデポジットの除去を行う例である。噴孔40にデポジットが堆積すると、燃料の噴射量が低下する。この結果、リーン化が生じる。つまり、リーン化が発生している場合、デポジットが堆積していると推測される。次に燃料噴射弁20の制御について説明する。
The second embodiment is an example in which the deposit is removed when the air-fuel ratio R is lean. When deposit accumulates in the
図8は燃料噴射装置の制御を例示するフローチャートである。空燃比取得部52は空燃比Rを取得する(ステップS15)。空燃比取得部52は、空燃比Rが所定の値R0より大きいか判定する(ステップS16)。Yesの場合、電圧制御部50は気泡の微細化を行う(ステップS17)。ステップS17では例えば図5(b)に示した制御が行われる。ステップS17の後、及びステップS16においてNoの場合、制御は終了する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating the control of the fuel injection device. The air-fuel
空燃比Rがリーン化している場合に、圧電素子42は出口面積を小さい出口面積に維持する。このため、バブル燃料の噴射が行われ、デポジットを効果的に除去することができる。また空燃比Rがリーン化していない場合、デポジットが堆積していない、又は少量のデポジットが堆積していると推測されるため、バブル燃料の噴射を行わない。バブル燃料の不要な噴射を行わないため、気泡の圧壊による燃料噴射弁20のエロージョンを抑制することができる。R0は任意の値に定めることができる。例えばバブル燃料の噴射の回数を増加させたい場合はR0を小さくすればよく、回数を減少させたい場合はR0を大きくすればよい。ステップS17における電圧の印加は、例えば図7(a)及び図7(b)に示した時間t2〜t4の間だけ行ってもよいし、これらの時間以外の時間行ってもよい。
When the air-fuel ratio R is lean, the
実施例3は燃料の圧力(燃圧)を高める例である。図9は燃料デリバリ18及び燃料噴射弁20を例示する模式図である。
Example 3 is an example in which the pressure (fuel pressure) of the fuel is increased. FIG. 9 is a schematic view illustrating the
図9に示すように、燃料デリバリ18はデリバリパイプ18a、及びピストン18b(圧力調整部)を含む。ポンプ46は、ECU10に制御され、不図示の燃料タンクから逆止弁47を通じてデリバリパイプ18aに燃料を供給する。格子斜線で示すように、燃料はデリバリパイプ18aに貯蔵され、デリバリパイプ18aから4つの燃料噴射弁20に供給される。デリバリパイプ18a内にはピストン18bが設けられている。アクチュエータ48は例えば電磁石等を用いたアクチュエータである。ECU10がアクチュエータ48に電圧を印加することにより、ピストン18bは図中の矢印の方向に摺動する。ピストン18bが図中の右方向に動くことにより、デリバリパイプ18a内の燃圧は上昇し、旋回路36に流入する燃料の圧力も上昇する。ピストン18bが左方向に動くことにより、燃圧は低下する。
As shown in FIG. 9, the
図10は燃料噴射装置の制御を例示するフローチャートである。ステップS10〜S14は既述したものと同じである。ステップS11の後、電圧制御部50は燃料デリバリ18のアクチュエータ48に電圧を印加する。これにより、ピストン18bは図10の右方向に駆動する(ステップS18)。例えばステップS13において、圧電素子42が元の長さに戻ると共に、ピストン18bは元の位置に戻る。
FIG. 10 is a flowchart illustrating the control of the fuel injection device. Steps S10 to S14 are the same as those already described. After step S <b> 11, the
圧電素子42が出口面積を小さい出口面積に維持するとき、ピストン18bが燃圧を上昇させる。小さい出口面積とは、上述のように例えば図7の期間t1〜t4において実現されている出口面積である。燃圧の上昇により、旋回路36において発生する旋回流がさらに加速される。これにより気泡がより微細化する。このため効果的にデポジットを除去することができる。なお、圧電素子42による出口面積の縮小と同時だけでなく、縮小の直前及び直後に燃圧が上昇してもよい。また燃圧が高まることで噴孔40付近のノズルボディ26は下流方向にたわむ。燃圧が低くなることでノズルボディ26はたわみから復元する。このようなノズルボディ26の変形により、デポジットが剥がれやすくなる。圧電素子42への印加と、燃圧の上昇とを行うことで、効果的にデポジットを除去することができる。
When the
図11は燃圧と流速、気泡径及び圧壊時間との関係を例示するグラフである。横軸は燃圧を表し、縦軸は流速、気泡径及び圧壊時間を表す。一点鎖線、実線及び破線は、それぞれ流速、気泡径及び圧壊時間を表す。 FIG. 11 is a graph illustrating the relationship between fuel pressure, flow velocity, bubble diameter, and collapse time. The horizontal axis represents the fuel pressure, and the vertical axis represents the flow rate, the bubble diameter, and the collapse time. A one-dot chain line, a solid line, and a broken line represent a flow velocity, a bubble diameter, and a collapse time, respectively.
図11に示すように、燃圧が高いほど気泡径は小さくなり、圧壊時間は短くなる。燃料は噴孔40を気液2相流として流れるため、燃料の流速はボイド率による音速により律則される。従って、燃圧は飽和燃圧を有する。飽和燃圧とは、燃圧が飽和燃圧以上になっても燃料の流速がほぼ一定となるような燃圧であり、例えば図11において飽和燃圧は14MPaである。図11に示すように燃圧が飽和燃圧以上になると、燃料の流速はほぼ一定となる。この結果、飽和燃圧以上において、気泡径及び圧壊時間もほぼ一定となる。従って、ステップS18において燃圧を例えば14MPaから16MPaに高めても、デポジット除去の効果を高めることは難しい。
As shown in FIG. 11, the higher the fuel pressure, the smaller the bubble diameter and the shorter the collapse time. Since the fuel flows through the
圧電素子42が小さい出口面積を維持しない通常時、燃圧は例えば3MPaのように14MPaより低い燃圧(第1圧力)に設定されている。圧電素子42が出口面積を小さい出口面積に維持するとき、ピストン18bは、燃圧を例えば14MPaのように3MPaより高い燃圧(第2圧力)に上昇させることが好ましい(ステップS18に対応)。これにより、気泡径が小さくなり、圧壊時間が短くなることにより、デポジットの除去が効果的に行われる。ステップS18においてピストン18bは、燃圧を例えば10MPaのように第1圧力から飽和燃圧の間の値に高めてもよいし、例えば16MPaのように飽和燃圧より高い値に高めてもよい。
In normal times when the
例えばポンプ46の圧力を高めることで、燃圧を高めることも可能である。しかし、ポンプ46の駆動によるエネルギーの損失が増大する。ピストン18bを用いることで、ポンプ46におけるエネルギーの損失を抑制することができる。また簡単な構成で燃圧を高めることができ、かつ、低コスト化が可能となる。アクチュエータ48は、電磁石を用いたアクチュエータ以外に、例えば圧電素子、弾性体等を用いたアクチュエータのように、ピストン18bを駆動させるものでもよい。燃料噴射弁20の数は例えば2つでもよいし、8つでもよい。
For example, the fuel pressure can be increased by increasing the pressure of the
圧電素子42以外に、例えば電磁石を用いたアクチュエータ等により出口36aを狭くしてもよい。旋回路36は、ノズルボディ26以外に例えばニードルガイド28に設けてもよく、燃料を旋回させる構成であればよい。
In addition to the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 ECU
12 エンジン本体
18 燃料デリバリ
18a デリバリパイプ
18b ピストン
20 燃料噴射弁
22 A/Fセンサ
24 ニードル
26 ノズルボディ
28 ニードルガイド
30 燃料通路
32 圧力室
34 シート部
36 旋回路
38 サック部
40 噴孔
42 圧電素子
50 電圧制御部
52 空燃比取得部
10 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記シート部より上流側に位置し、前記噴孔に導入される燃料を旋回させる旋回流生成部と、
前記ノズルボディ内に摺動自在に配置され、前記シート部に着座するニードルと、
前記ニードルのリフト開始時点から予め定められた期間にわたって前記旋回流生成部の出口面積を、前記予め定められた期間経過時点の前記ニードルのリフト量に対応する前記旋回流生成部の出口面積よりも小さい出口面積に維持し、前記予め定められた期間経過後は前記旋回流生成部の出口面積を前記ニードルのリフト量に対応する前記旋回流生成部の出口面積とする調整部と、を具備することを特徴とする燃料噴射装置。 A nozzle body comprising a nozzle hole and a seat portion located upstream from the nozzle hole;
A swirl flow generating unit that is located upstream from the seat unit and that swirls fuel introduced into the nozzle hole;
A needle slidably disposed in the nozzle body and seated on the seat portion;
The exit area of the swirl flow generation unit over a predetermined period from the start of lift of the needle is larger than the exit area of the swirl flow generation unit corresponding to the lift amount of the needle at the elapse of the predetermined period. An adjusting unit that maintains a small exit area and sets the exit area of the swirling flow generating unit to the exit area of the swirling flow generating unit corresponding to the lift amount of the needle after the predetermined period has elapsed. The fuel-injection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記調整部が前記出口面積を前記小さい出口面積に維持するときには、前記圧力調整部は、前記圧力を前記第1圧力から、前記第1圧力より高い第2圧力に高めることを特徴とする請求項4記載の燃料噴射弁。
When the adjusting unit does not maintain the outlet area at the small outlet area, the pressure adjusting unit sets the pressure to a first pressure lower than a saturated fuel pressure,
The pressure adjusting unit increases the pressure from the first pressure to a second pressure higher than the first pressure when the adjusting unit maintains the outlet area at the small outlet area. 4. The fuel injection valve according to 4.
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