JP2014020323A

JP2014020323A - Fuel injection valve

Info

Publication number: JP2014020323A
Application number: JP2012161899A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nomura; 重夫野村; Tomoki Fujino; 友基藤野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP5983133B2

Abstract

【課題】２種類の燃料を選択して適宜噴射するものにおいて、２種類の燃料のうち、エネルギ密度の低い燃料を噴射する場合でも容易に噴射量を増大させることのできる燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】供給される第１燃料、および第１燃料に対して圧力およびエネルギ密度の異なる第２燃料のうち、いずれか一方を切替え部４００によって切替え選択して、選択された燃料をメイン流路１４０Ａを介して噴射させる燃料噴射弁において、メイン流路１４０Ａから分岐して、選択された燃料をメイン流路１４０Ａと共に噴射可能とするサブ流路１４０Ｂと、サブ流路１４０Ｂに設けられて、第１燃料および第２燃料のうち、エネルギ密度の小さいほうの燃料の圧力に応じてサブ流路１４０Ｂを開く摺動弁１４０とを設ける。
【選択図】図２Provided is a fuel injection valve capable of easily increasing an injection amount even in the case of injecting fuel of low energy density out of two types of fuel, in which two types of fuel are selected and appropriately injected. .
One of a first fuel to be supplied and a second fuel having a pressure and energy density different from those of the first fuel is selected by a switching unit, and the selected fuel is supplied to the main flow. In the fuel injection valve to be injected through the passage 140A, the sub-flow passage 140B that branches off from the main flow passage 140A and allows the selected fuel to be injected together with the main flow passage 140A, and the sub-flow passage 140B are provided. A sliding valve 140 that opens the sub flow path 140B according to the pressure of the fuel having the smaller energy density of the first fuel and the second fuel is provided.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、例えば、気体燃料と液体燃料のように２種類の燃料の一方を適宜選択して、内燃機関に噴射供給する燃料噴射弁に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection valve that appropriately selects one of two types of fuel, such as gaseous fuel and liquid fuel, and supplies the fuel to an internal combustion engine.

従来、内燃機関に使用される燃料噴射弁として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１の燃料噴射弁には、気体燃料を導入する気体燃料導入流路からノズル部の先端に設けられた噴孔に繋がる第１流路と、液体燃料を導入する液体燃料導入流路から噴孔に繋がる第２流路と、第１流路および第２流路の切替えを行う流路切替え弁とが設けられている。そして、流路切替え弁の切替えによって、気体燃料、あるいは液体燃料のいずれかが適宜選択され、選択された燃料が噴孔から噴射されるようになっている。つまり、１つの燃料噴射弁で２種類の燃料の噴射を可能としている。 Conventionally, as a fuel injection valve used for an internal combustion engine, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. The fuel injection valve of Patent Document 1 includes a first flow path that leads from a gaseous fuel introduction flow path for introducing gaseous fuel to a nozzle hole provided at the tip of the nozzle portion, and a liquid fuel introduction flow path for introducing liquid fuel. A second channel connected to the nozzle hole and a channel switching valve for switching between the first channel and the second channel are provided. Then, by switching the flow path switching valve, either gaseous fuel or liquid fuel is appropriately selected, and the selected fuel is injected from the nozzle hole. That is, two types of fuel can be injected with one fuel injection valve.

特開２００９−１３８５８０号公報JP 2009-138580 A

上記のように、２種類の燃料として例えば気体燃料と液体燃料とを使用する場合では、各燃料は気相、液相の違いからエネルギ密度が大きく異なる。つまり、気体燃料のエネルギ密度は、液体燃料のエネルギ密度より極めて小さい。よって、気体燃料を噴孔から噴射させる場合、液体燃料と同等の燃焼出力（燃焼発熱量）を確保しようとすると、噴射燃料量を大きくする必要がある。 As described above, in the case where, for example, gaseous fuel and liquid fuel are used as the two types of fuel, the energy density of each fuel differs greatly due to the difference between the gas phase and the liquid phase. That is, the energy density of the gaseous fuel is much smaller than the energy density of the liquid fuel. Therefore, when injecting gaseous fuel from the nozzle hole, it is necessary to increase the amount of injected fuel in order to ensure a combustion output (combustion heat generation amount) equivalent to that of liquid fuel.

しかしながら、上記特許文献１では、同一の噴孔から気体燃料、あるいは液体燃料が噴射されるようになっているので、気体燃料の噴射量を増大しようとすると、気体燃料を極めて高圧にする、あるいは気体燃料の噴射時間を長くする等の必要が生ずる。通常、内燃機関において、燃料系の圧力については耐久性の面から制約を受け、また、噴射時間については内燃機関の作動サイクル時間に応じて制約を受けるため、２種類の燃料のうち、エネルギ密度の小さい燃料に対して必要とされる噴射量を与えることが難しい。 However, in Patent Document 1, gaseous fuel or liquid fuel is injected from the same nozzle hole. Therefore, if the injection amount of gaseous fuel is increased, the gaseous fuel is set to an extremely high pressure, or There is a need to increase the injection time of the gaseous fuel. Usually, in an internal combustion engine, the pressure of the fuel system is restricted from the aspect of durability, and the injection time is restricted according to the operation cycle time of the internal combustion engine. It is difficult to provide the required injection amount for small fuel.

本発明の目的は、上記点に鑑みてなされたものであり、２種類の燃料を選択して適宜噴射するものにおいて、２種類の燃料のうち、エネルギ密度の低い燃料を噴射する場合でも容易に噴射量を増大させることのできる燃料噴射弁を提供することにある。 An object of the present invention has been made in view of the above points, and in the case where two types of fuel are selected and appropriately injected, even in the case of injecting a low energy density fuel out of the two types of fuel, it is easy. To provide a fuel injection valve capable of increasing the injection amount.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

即ち、本発明では、供給される第１燃料、および第１燃料に対して圧力およびエネルギ密度の異なる第２燃料のうち、いずれか一方を切替え部（４００）によって切替え選択して、選択された燃料をメイン流路（１４０Ａ）を介して噴射させる燃料噴射弁であって、
メイン流路（１４０Ａ）から分岐して、選択された燃料をメイン流路（１４０Ａ）と共に噴射可能とするサブ流路（１４０Ｂ）と、
サブ流路（１４０Ｂ）に設けられて、第１燃料および第２燃料のうち、エネルギ密度の小さいほうの燃料の圧力に応じてサブ流路（１４０Ｂ）を開く摺動弁（１４０）とを備えることを特徴としている。 That is, in the present invention, either the first fuel to be supplied or the second fuel having a different pressure and energy density with respect to the first fuel is selected by the switching unit (400). A fuel injection valve for injecting fuel through a main flow path (140A),
A sub-flow path (140B) branched from the main flow path (140A) and capable of injecting the selected fuel together with the main flow path (140A);
A sliding valve (140) that is provided in the sub-channel (140B) and opens the sub-channel (140B) according to the pressure of the fuel having the smaller energy density of the first fuel and the second fuel. It is characterized by that.

この発明によれば、第１燃料と第２燃料のうち、エネルギ密度の小さいほうの燃料を噴射させるときに、この燃料の圧力に応じて摺動弁（１４０）によってサブ流路（１４０Ｂ）が開かれるので、メイン流路（１４０Ａ）とサブ流路（１４０Ｂ）との両者（１４０Ａ、１４０Ｂ）から噴射させることができる。つまり、エネルギ密度の小さいほうの燃料を噴射するにあたって、噴射流路面積を増加させることができるので、容易に噴射量を増大させることができる。 According to the present invention, when the fuel having the lower energy density is injected between the first fuel and the second fuel, the sub flow path (140B) is formed by the slide valve (140) according to the pressure of the fuel. Since it is opened, it can be injected from both the main flow path (140A) and the sub flow path (140B) (140A, 140B). That is, when injecting the fuel having the smaller energy density, the injection flow passage area can be increased, and therefore the injection amount can be easily increased.

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.

第１実施形態における燃料噴射装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fuel-injection apparatus in 1st Embodiment. 第１実施形態における燃料噴射弁を示す断面図である（図３中のII−II部の断面図）。It is sectional drawing which shows the fuel injection valve in 1st Embodiment (sectional drawing of the II-II part in FIG. 3). 図２中のIII−III部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the III-III part in FIG. 図２中のIV−IV部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the IV-IV part in FIG. 図２中のV−V部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the VV part in FIG. 図２中のVI−VI部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the VI-VI part in FIG. 図３中のVII−VII部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the VII-VII part in FIG. 図５中のVIII−VIII部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the VIII-VIII part in FIG. 第１実施形態における燃料噴射弁の作動を示すものであり、（ａ）は噴射停止時、（ｂ）は液体燃料噴射時、（ｃ）は気体燃料噴射時を示す断面図である。The operation of the fuel injection valve in the first embodiment is shown, (a) is a cross-sectional view showing when injection is stopped, (b) is when liquid fuel is injected, and (c) is when gaseous fuel is injected. 第２実施形態における燃料噴射弁を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fuel injection valve in 2nd Embodiment. 第２実施形態における燃料噴射弁の作動を示すものであり、（ａ）は液体燃料噴射時、（ｂ）は気体燃料噴射時を示す断面図である。The operation | movement of the fuel injection valve in 2nd Embodiment is shown, (a) is sectional drawing which shows the time at the time of liquid fuel injection, and (b) at the time of gaseous fuel injection.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.

（第１実施形態）
第１実施形態の燃料噴射弁１００を図１〜図９に基づいて説明する。燃料噴射弁１００は、車両用のエンジン１０に燃料を噴射する燃料噴射装置５０に適用されたものである。 (First embodiment)
The fuel injection valve 100 of 1st Embodiment is demonstrated based on FIGS. The fuel injection valve 100 is applied to a fuel injection device 50 that injects fuel into the vehicle engine 10.

エンジン１０は、例えば直噴式のガソリンエンジンであり、吸気管１１、シリンダ１２、ピストン１３、点火プラグ１４、および排気管１５等が設けられている。点火プラグ１４は、後述する制御部５００によって、点火制御されるようになっている。また、排気管１５には、排気の温度に対応する排気温度信号を生成する排気センサ１６が設けられている。排気センサ１６によって得られた排気温度信号は、後述する制御部５００に出力されるようになっている。 The engine 10 is, for example, a direct injection gasoline engine, and is provided with an intake pipe 11, a cylinder 12, a piston 13, a spark plug 14, an exhaust pipe 15, and the like. The spark plug 14 is controlled to be ignited by a control unit 500 described later. The exhaust pipe 15 is provided with an exhaust sensor 16 that generates an exhaust temperature signal corresponding to the temperature of the exhaust. The exhaust gas temperature signal obtained by the exhaust sensor 16 is output to the control unit 500 described later.

上記エンジン１０は、２種類の燃料の使用を可能としており、２種類のうち適宜選択された燃料によって駆動可能となっている。２種類の燃料としては、例えば液体燃料と気体燃料とを使用することができる。更に、液体燃料としては、例えばガソリンを使用し、気体燃料としては天然ガスを使用することができる。液体燃料（ガソリン）は本発明の第１燃料に対応し、気体燃料（天然ガス）は本発明の第２燃料に対応する。液体燃料と気体燃料とでは、エンジン１０に供給される際の圧力、およびエネルギ密度が異なる。ここでは、気体燃料は、液体燃料に対してエンジン１０に供給される際の圧力が高く、またエネルギ密度は小さい。 The engine 10 can use two types of fuel, and can be driven by a fuel appropriately selected from the two types. As the two types of fuel, for example, liquid fuel and gaseous fuel can be used. Furthermore, for example, gasoline can be used as the liquid fuel, and natural gas can be used as the gaseous fuel. Liquid fuel (gasoline) corresponds to the first fuel of the present invention, and gaseous fuel (natural gas) corresponds to the second fuel of the present invention. Liquid fuel and gaseous fuel differ in pressure and energy density when supplied to the engine 10. Here, the gas fuel has a high pressure when supplied to the engine 10 with respect to the liquid fuel, and has a low energy density.

燃料噴射装置５０は、図１に示すように、時々刻々と変化するエンジン１０の作動状況に応じて、２種類の燃料のいずれかを選択すると共に、適切なエンジン作動が得られるように、燃料噴射弁１００から噴射すべき燃料の噴射時間（噴射量）、および噴射時期等を制御する装置である。燃料噴射装置５０は、燃料噴射弁１００、燃料タンク２００、燃料ボンベ３００、各種配管２２０、３１０、３２０、燃料切替え弁４００、および制御部５００等を備えている。 As shown in FIG. 1, the fuel injection device 50 selects either one of two types of fuel according to the operating state of the engine 10 that changes from moment to moment, and the fuel injection device 50 can obtain an appropriate engine operation. This is a device for controlling the injection time (injection amount) of fuel to be injected from the injection valve 100, the injection timing, and the like. The fuel injection device 50 includes a fuel injection valve 100, a fuel tank 200, a fuel cylinder 300, various pipes 220, 310, 320, a fuel switching valve 400, a control unit 500, and the like.

燃料噴射弁１００は、選択された燃料をエンジン１０の吸気管１１からシリンダ１２内に噴射するものであり、制御部５００によって、内部の弁体１２０の開閉が制御されて、燃料の噴射時間、噴射時期等を調節する。燃料噴射弁１００の構造の詳細については、後述する。 The fuel injection valve 100 injects selected fuel from the intake pipe 11 of the engine 10 into the cylinder 12. The control unit 500 controls the opening and closing of the internal valve body 120, and the fuel injection time, Adjust the injection timing. Details of the structure of the fuel injection valve 100 will be described later.

燃料タンク２００は、液体燃料を貯める容器であり、内部にポンプ２１０が設けられている。ポンプ２１０には、燃料配管２２０の一端側が接続され、他端側が燃料噴射弁１００に接続されている。ポンプ２１０の作動は制御部５００によって制御されるようになっており、ポンプ２１０が作動されると、燃料タンク２００内の液体燃料が、燃料配管２２０を通り、燃料噴射弁１００側に供給されるようになっている。 The fuel tank 200 is a container that stores liquid fuel, and a pump 210 is provided therein. One end of the fuel pipe 220 is connected to the pump 210, and the other end is connected to the fuel injection valve 100. The operation of the pump 210 is controlled by the controller 500. When the pump 210 is operated, the liquid fuel in the fuel tank 200 is supplied to the fuel injection valve 100 side through the fuel pipe 220. It is like that.

燃料ボンベ３００は、気体燃料を貯める高圧容器であり、燃料ボンベ３００には、燃料配管３１０、３２０が順に接続されている。燃料配管３２０の先端側は、燃料配管２２０の途中部位に合流するように接続されている。 The fuel cylinder 300 is a high-pressure container that stores gaseous fuel, and fuel pipes 310 and 320 are sequentially connected to the fuel cylinder 300. The front end side of the fuel pipe 320 is connected so as to join the midway portion of the fuel pipe 220.

燃料配管３１０の途中部位には、遮断弁３３０、３４０が設けられている。遮断弁３３０、３４０は、燃料配管３１０の内部流路を開閉する弁であり、制御部５００によって、開閉作動が制御されるようになっている。遮断弁３３０、３４０が開かれると燃料ボンベ３００内の気体燃料が、燃料配管３１０、３２０を通り、燃料噴射弁１００側に供給されるようになっている。また、燃料配管３１０における遮断弁３３０と遮断弁３４０との間には、圧力センサ３５０が設けられている。圧力センサ３５０は、燃料配管３１０を流通する気体燃料の圧力に対応する圧力信号を生成するセンサであり、生成された圧力信号は、制御部５００に出力されるようになっている。 In the middle of the fuel pipe 310, shut-off valves 330 and 340 are provided. The shut-off valves 330 and 340 are valves that open and close the internal flow path of the fuel pipe 310, and the opening / closing operation is controlled by the control unit 500. When the shut-off valves 330 and 340 are opened, the gaseous fuel in the fuel cylinder 300 is supplied to the fuel injection valve 100 side through the fuel pipes 310 and 320. A pressure sensor 350 is provided between the shutoff valve 330 and the shutoff valve 340 in the fuel pipe 310. The pressure sensor 350 is a sensor that generates a pressure signal corresponding to the pressure of the gaseous fuel flowing through the fuel pipe 310, and the generated pressure signal is output to the control unit 500.

また、燃料配管３１０と燃料配管３２０との間には、気体燃料の圧力を調整するレギュレータ３６０が設けられている。レギュレータ３６０の作動は、制御部５００によって制御されるようになっている。更に、燃料配管３２０の途中部位には、燃料配管３２０を流通する気体燃料の温度および圧力に対応する温度・圧力信号を生成する温度・圧力センサ３７０が設けられており、生成された温度・圧力信号は、制御部５００に出力されるようになっている。 A regulator 360 that adjusts the pressure of the gaseous fuel is provided between the fuel pipe 310 and the fuel pipe 320. The operation of the regulator 360 is controlled by the control unit 500. Furthermore, a temperature / pressure sensor 370 that generates a temperature / pressure signal corresponding to the temperature and pressure of the gaseous fuel flowing through the fuel pipe 320 is provided in the middle of the fuel pipe 320, and the generated temperature / pressure is generated. The signal is output to the control unit 500.

燃料切替え弁４００は、燃料配管２２０と燃料配管３２０との合流部に設けられて、合流部における流路を切替える弁となっている。燃料切替え弁４００の流路切替えは制御部５００によって制御されるようになっている。つまり、燃料切替え弁４００は、燃料タンク２００から供給される液体燃料と、燃料ボンベ３００から供給される気体燃料のうち、いずれかを選択して燃料噴射弁１００に供給できるようになっている。 The fuel switching valve 400 is provided at the junction between the fuel pipe 220 and the fuel pipe 320 and serves as a valve for switching the flow path at the junction. The flow path switching of the fuel switching valve 400 is controlled by the control unit 500. That is, the fuel switching valve 400 can select and supply either the liquid fuel supplied from the fuel tank 200 or the gaseous fuel supplied from the fuel cylinder 300 to the fuel injection valve 100.

制御部５００は、圧力センサ３５０から得られる圧力信号、温度・圧力センサ３７０から得られる温度・圧力信号、排気センサ１６から得られる排気温度信号、および図示しない各種センサ類から得られる各種信号（吸入空気量、吸入空気温度、クランク位置、スロットルバルブ開度、エンジン回転数、車速、冷却水温度等）に基づいて、燃料噴射弁１００、ポンプ２１０、遮断弁３３０、３４０、レギュレータ３６０、燃料切替え弁４００、および点火プラグ１４の作動を制御する制御手段である。 The control unit 500 includes a pressure signal obtained from the pressure sensor 350, a temperature / pressure signal obtained from the temperature / pressure sensor 370, an exhaust temperature signal obtained from the exhaust sensor 16, and various signals (inhalation) obtained from various sensors (not shown). Fuel injection valve 100, pump 210, shut-off valves 330, 340, regulator 360, fuel switching valve based on air quantity, intake air temperature, crank position, throttle valve opening, engine speed, vehicle speed, coolant temperature, etc. 400 and control means for controlling the operation of the spark plug 14.

次に、図２〜図８を加えて、燃料噴射弁１００の構造の詳細について説明する。燃料噴射弁１００は、ハウジング１１０、弁体１２０、駆動部１３０、および摺動弁１４０等を備えている。以下、燃料噴射弁１００の方向として、ハウジング１１０が延びる方向を軸方向（図２における上下方向）と呼ぶことにする。尚、軸方向の上側は、弁体１２０が開弁する開弁方向、軸方向の下側は、弁体１２０が閉弁する閉弁方向となる。 Next, the details of the structure of the fuel injection valve 100 will be described with reference to FIGS. The fuel injection valve 100 includes a housing 110, a valve body 120, a drive unit 130, a sliding valve 140, and the like. Hereinafter, the direction in which the housing 110 extends as the direction of the fuel injection valve 100 will be referred to as the axial direction (the vertical direction in FIG. 2). The upper side in the axial direction is the valve opening direction in which the valve body 120 is opened, and the lower side in the axial direction is the valve closing direction in which the valve body 120 is closed.

ハウジング１１０は、軸方向に延びる筒状の容器体であり、筒部材１１１、入口部材１１２、ノズルホルダ１１３、弁体ガイド部１１４、およびノズルボディ１１５を有している。 The housing 110 is a cylindrical container body that extends in the axial direction, and includes a cylindrical member 111, an inlet member 112, a nozzle holder 113, a valve body guide portion 114, and a nozzle body 115.

筒部材１１１は、内径が軸方向へ向けて概ね同一となる筒状に形成されている。筒部材１１１は、磁性を有する磁性部１１１ａ、および磁性を有しない非磁性部１１１ｂを有している。磁性部１１１ａは、筒部材１１１の大半の部位を占めるように形成されており、非磁性部１１１ｂは、磁性部１１１ａよりも軸方向下側に位置している。非磁性部１１１ｂは、磁性部１１１ａとノズルホルダ１１３との磁気的な短絡を防止するものである。磁性部１１１ａおよび非磁性部１１１ｂは、例えばレーザ溶接などにより一体に接続されている。磁性部１１１ａは、例えばフェライト系のステンレス材によって形成され、また、非磁性部１１１ｂは、例えばオーステナイト系のステンレス材によって形成されている。尚、筒部材１１１は、例えば一体に成形した後、熱加工などにより一部を磁性化または非磁性化してもよい。また、非磁性部（１１１ｂ）は、磁性部（１１１ａ）に対して板厚を薄くした磁気の絞りを設けた形状としてもよい。 The cylindrical member 111 is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is substantially the same in the axial direction. The cylindrical member 111 has a magnetic part 111a having magnetism and a nonmagnetic part 111b having no magnetism. The magnetic part 111a is formed so as to occupy most of the part of the cylindrical member 111, and the nonmagnetic part 111b is located on the lower side in the axial direction than the magnetic part 111a. The nonmagnetic part 111b prevents a magnetic short circuit between the magnetic part 111a and the nozzle holder 113. The magnetic part 111a and the nonmagnetic part 111b are integrally connected by, for example, laser welding. The magnetic part 111a is made of, for example, a ferritic stainless material, and the nonmagnetic part 111b is made of, for example, an austenitic stainless material. The cylindrical member 111 may be partly magnetized or non-magnetic by, for example, thermal processing after being molded integrally. Further, the non-magnetic portion (111b) may have a shape provided with a magnetic diaphragm having a thinner plate thickness than the magnetic portion (111a).

入口部材１１２は、筒部材１１１の軸方向上側の端部に設けられている。入口部材１１２は、筒状を成しており、筒部材１１１の内周側に圧入されて接合されている。入口部材１１２は、軸方向上側の端部において開口する燃料入口１１２ａを有している。燃料入口１１２ａには、燃料タンク２００、あるいは燃料ボンベ３００から燃料が供給されるようになっている。 The inlet member 112 is provided at the axially upper end of the cylindrical member 111. The inlet member 112 has a cylindrical shape, and is press-fitted and joined to the inner peripheral side of the cylindrical member 111. The inlet member 112 has a fuel inlet 112a that is open at the upper end in the axial direction. Fuel is supplied from the fuel tank 200 or the fuel cylinder 300 to the fuel inlet 112a.

ノズルホルダ１１３は、筒状に形成されており、筒部材１１１の軸方向下側の端部に接続されている。ノズルホルダ１１３は、例えばフェライト系のステンレス材から形成され、磁性を有している。ノズルホルダ１１３は、軸方向上側から軸方向下側に向けて内径が互いに異なる大径部１１３ａ、および小径部１１３ｂを有しており、各部位１１３ａ、１１３ｂの内径部は、それぞれの中心軸が略同軸となるように配置されている。大径部１１３ａの内径は、筒部材１１１の内径と略等しく、筒部材１１１と略同軸となるように配置されている。小径部１１３ｂは、大径部１１３ａよりも内径が小さく設定されて、軸方向下側に延びている。 The nozzle holder 113 is formed in a cylindrical shape and is connected to the lower end of the cylindrical member 111 in the axial direction. The nozzle holder 113 is made of, for example, a ferritic stainless material and has magnetism. The nozzle holder 113 has a large-diameter portion 113a and a small-diameter portion 113b having different inner diameters from the upper side in the axial direction toward the lower side in the axial direction. The inner diameter portions of the portions 113a and 113b are It arrange | positions so that it may become substantially coaxial. The inner diameter of the large-diameter portion 113a is substantially equal to the inner diameter of the cylindrical member 111, and is arranged so as to be substantially coaxial with the cylindrical member 111. The small diameter portion 113b has an inner diameter smaller than that of the large diameter portion 113a and extends downward in the axial direction.

弁体ガイド部１１４は、筒状に形成されており、小径部１１３ｂの内周面における軸方向上側に接合されている。弁体ガイド部１１４は、磁性を有さない部材であり、例えばマルテンサイト系のステンレス材から形成されている。弁体ガイド部１１４の内径は、軸方向上側と下側とで異なっており、上側に大径部１１４ａが形成され、下側に大径部１１４ａよりも内径の小さい小径部１１４ｂが形成されている。 The valve body guide part 114 is formed in a cylindrical shape, and is joined to the upper side in the axial direction on the inner peripheral surface of the small diameter part 113b. The valve body guide part 114 is a member which does not have magnetism, for example, is formed from the martensitic stainless material. The inner diameter of the valve body guide part 114 is different between the upper side and the lower side in the axial direction, a large diameter part 114a is formed on the upper side, and a small diameter part 114b having a smaller inner diameter than the large diameter part 114a is formed on the lower side. Yes.

ノズルボディ１１５は、有底筒状に形成され、有底筒状の底部１１５ａが軸方向上側を向くように配置されて、小径部１１３ｂの内周面における軸方向下側に接合されている。つまり、ノズルボディ１１５は、小径部１１３ｂにおいて、弁体ガイド部１１４の下側に設けられている。ノズルボディ１１５は、磁性を有さない部材であり、例えばマルテンサイト系のステンレス材から形成されている。底部１１５ａの中心部には孔部１１５ｂが形成されており、弁体ガイド部１１４の内部空間とノズルボディ１１５の内部空間とが連通するようになっている。ノズルボディ１１５において筒状を成す筒状部１１５ｃの先端側は、小径部１１３ｂから半分程度、突出している。また、筒状部１１５ｃの先端側の内周面には、リング状のスプリング支持部１１５ｄが接合されている。スプリング支持部１１５ｄは、磁性を有さない部材であり、ノズルボディ１１５と同様に、例えばマルテンサイト系のステンレス材から形成されている。 The nozzle body 115 is formed in a bottomed cylindrical shape, is arranged so that the bottomed cylindrical bottom portion 115a faces the upper side in the axial direction, and is joined to the lower side in the axial direction on the inner peripheral surface of the small diameter portion 113b. That is, the nozzle body 115 is provided below the valve body guide part 114 in the small diameter part 113b. The nozzle body 115 is a member that does not have magnetism, and is formed of, for example, a martensitic stainless material. A hole 115b is formed at the center of the bottom 115a so that the internal space of the valve element guide 114 communicates with the internal space of the nozzle body 115. In the nozzle body 115, the front end side of the cylindrical portion 115c forming a cylindrical shape protrudes about half from the small diameter portion 113b. Further, a ring-shaped spring support portion 115d is joined to the inner peripheral surface on the distal end side of the cylindrical portion 115c. The spring support portion 115d is a member that does not have magnetism, and is formed of, for example, a martensitic stainless material, like the nozzle body 115.

弁体１２０は、軸方向へ延びる細長の部材であって、後述する可動コア１３５の突出部１３５ｃ（内周面部１３５ｅ）に挿通され、弁体ガイド部１１４の内周側で可動コア１３５と共に軸方向へ往復移動可能に収容されている。弁体１２０は、軸方向へ往復移動することによって孔部１１５ｂを開閉して、後述する噴孔１４３からの、あるいは噴孔１４３および隙間部１４０Ｂ４（サブ流路１４０Ｂ）からの燃料の噴射を断続するようになっている。弁体１２０は、磁性を有さない部材であり、例えばマルテンサイト系のステンレス材から形成されている。弁体１２０は、弁体ガイド部１１４と概ね同軸上に配置されており、本体部１２１、および支持部１２２を有している。 The valve body 120 is an elongated member extending in the axial direction, and is inserted into a protruding portion 135c (inner peripheral surface portion 135e) of a movable core 135, which will be described later. It is housed so that it can reciprocate in the direction. The valve body 120 opens and closes the hole 115b by reciprocating in the axial direction, and intermittently injects fuel from the nozzle hole 143, which will be described later, or from the nozzle hole 143 and the gap 140B4 (sub-channel 140B). It is supposed to be. The valve body 120 is a member having no magnetism, and is formed of, for example, a martensitic stainless material. The valve body 120 is disposed substantially coaxially with the valve body guide portion 114, and has a main body portion 121 and a support portion 122.

本体部１２１は、軸方向に外径寸法が段階的に異なる円柱状部材であり、軸方向上側から下側に向けて、大径部１２１ａ、中径部１２１ｂ、小径部１２１ｃが形成されている。小径部１２１ｃの先端部（軸方向下側）には、例えばフッ素ゴム等の弾性材によって形成されたシール部材１２１ｄが装着されている。大径部１２１ａと中径部１２１ｂは、弁体ガイド部１１４の大径部１１４ａに対応する位置に配置されており、また、小径部１２１ｃは、弁体ガイド部１１４の小径部１１４ｂに対応する位置に配置されている。 The main body 121 is a cylindrical member whose outer diameter dimension is different stepwise in the axial direction, and a large diameter portion 121a, a medium diameter portion 121b, and a small diameter portion 121c are formed from the upper side to the lower side in the axial direction. . A seal member 121d formed of an elastic material such as fluororubber is attached to the distal end portion (downward in the axial direction) of the small diameter portion 121c. The large diameter part 121a and the medium diameter part 121b are arranged at positions corresponding to the large diameter part 114a of the valve element guide part 114, and the small diameter part 121c corresponds to the small diameter part 114b of the valve element guide part 114. Placed in position.

大径部１２１ａは、図３に示すように、大径部１１４ａの内周面に対して僅かに小さな外径を備える扁平の円柱状部に対して周方向の４箇所が削除されて、丸みのある角部を備える四角形状に形成されている。よって大径部１２１ａと大径部１１４ａとの間には、４箇所の隙間部１２３が形成されている。 As shown in FIG. 3, the large-diameter portion 121a is rounded by removing four portions in the circumferential direction from a flat cylindrical portion having an outer diameter slightly smaller than the inner peripheral surface of the large-diameter portion 114a. It is formed in a quadrangular shape with a corner portion with. Therefore, four gap portions 123 are formed between the large diameter portion 121a and the large diameter portion 114a.

中径部１２１ｂは、大径部１１４ａの内周面に対してある程度小さく形成された外径を備える円柱状部となっており、中径部１２１ｂと大径部１１４ａとの間には、隙間部１２４が形成されている。 The medium diameter part 121b is a columnar part having an outer diameter formed to be somewhat smaller than the inner peripheral surface of the large diameter part 114a, and there is a gap between the medium diameter part 121b and the large diameter part 114a. A portion 124 is formed.

小径部１２１ｃは、小径部１１４ｂの内周面に対してある程度小さく形成された外径を備える円柱状部となっており、小径部１２１ｃと小径部１１４ｂとの間には、隙間部１２５が形成されている。 The small-diameter portion 121c is a columnar portion having an outer diameter formed to be somewhat smaller than the inner peripheral surface of the small-diameter portion 114b, and a gap portion 125 is formed between the small-diameter portion 121c and the small-diameter portion 114b. Has been.

支持部１２２は、本体部１２１の軸方向上側の端面から入口部材１１２側に延びる筒状部であり、支持部１２２の外径は、小径部１２１ｃよりも小さく設定されている。支持部１２２の本体部１２１近傍では、軸方向に対して直交する方向に孔が空けられており、支持部１２２の内部には、Ｔ字状の流路１２２ａが形成されている。 The support part 122 is a cylindrical part that extends from the axially upper end face of the main body part 121 toward the inlet member 112, and the outer diameter of the support part 122 is set smaller than the small diameter part 121 c. In the vicinity of the main body 121 of the support portion 122, a hole is formed in a direction orthogonal to the axial direction, and a T-shaped flow path 122 a is formed inside the support portion 122.

駆動部１３０は、弁体１２０を軸方向に沿って往復移動させるものであって、電磁コイル１３１、磁性プレート１３２、スプール１３３、固定コア１３４、可動コア１３５、アジャスティングパイプ１３６、およびスプリング１３７を有している。 The drive unit 130 reciprocates the valve body 120 along the axial direction, and includes an electromagnetic coil 131, a magnetic plate 132, a spool 133, a fixed core 134, a movable core 135, an adjusting pipe 136, and a spring 137. Have.

電磁コイル１３１は、通電時に磁界を生成する巻き線であり、筒部材１１１の外周側で、磁性部１１１ａの軸方向下側と、非磁性部１１１ｂと、大径部１１３ａの軸方向上側に位置するように設けられている。電磁コイル１３１は、コネクタ１３１ａにおける端子部１３１ｂに電気的に接続されている。端子部１３１ｂは、コネクタ１３１ａに装着される外部電気回路（図示せず）と電気的に接続され、制御部５００によって電磁コイル１３１への通電状態が制御されるようになっている。電磁コイル１３１は、通電されることによって固定コア１３４に、可動コア１３５を吸引する磁力を発生させるようになっている。 The electromagnetic coil 131 is a winding that generates a magnetic field when energized, and is positioned on the outer peripheral side of the cylindrical member 111 on the lower side in the axial direction of the magnetic part 111a, on the upper side in the axial direction of the non-magnetic part 111b, and the large-diameter part 113a. It is provided to do. The electromagnetic coil 131 is electrically connected to the terminal part 131b in the connector 131a. The terminal portion 131b is electrically connected to an external electric circuit (not shown) attached to the connector 131a, and the energization state of the electromagnetic coil 131 is controlled by the control portion 500. The electromagnetic coil 131 is configured to generate a magnetic force for attracting the movable core 135 to the fixed core 134 when energized.

磁性プレート１３２は、磁性材料から形成され、電磁コイル１３１の外周側を覆うように設けられている。筒部材１１１およびノズルホルダ１１３と、磁性プレート１３２との間には、電磁コイル１３１を覆うように樹脂製のスプール１３３が充填されている。 The magnetic plate 132 is made of a magnetic material and is provided so as to cover the outer peripheral side of the electromagnetic coil 131. A resin-made spool 133 is filled between the cylindrical member 111 and the nozzle holder 113 and the magnetic plate 132 so as to cover the electromagnetic coil 131.

固定コア１３４は、例えばフェライト系のステンレス材等の磁性材料により筒状に形成された部材であり、筒部材１１１の内周面の予め定められた位置に、例えば圧入などにより固定されている。固定コア１３４は、磁性部１１１ａと非磁性部１１１ｂとの位置に対応するように配置されている。固定コア１３４の内部空間は中心孔部１３４ａとなっており、中心孔部１３４ａの内周面は内周面部１３４ｂとなっており、軸方向下側の端面は下端面部１３４ｃとなっている。下端面部１３４ｃは、非磁性部１１１ｂの軸方向の中間部に位置している。 The fixed core 134 is a member formed in a cylindrical shape from a magnetic material such as a ferritic stainless steel, and is fixed to a predetermined position on the inner peripheral surface of the cylindrical member 111 by, for example, press fitting. The fixed core 134 is disposed so as to correspond to the positions of the magnetic part 111a and the nonmagnetic part 111b. The internal space of the fixed core 134 is a central hole 134a, the inner peripheral surface of the central hole 134a is an inner peripheral surface 134b, and the lower end surface in the axial direction is a lower end surface 134c. The lower end surface part 134c is located in the intermediate part of the non-magnetic part 111b in the axial direction.

可動コア１３５は、例えばフェライト系のステンレス材等の磁性材料により扁平な筒状に形成された部材であり、固定コア１３４の軸方向下側であって、大径部１１３ａの内周側に、軸方向へ往復移動可能に設置されている。可動コア１３５は、扁平筒状の本体部１３５ａの軸方向上側に凹部１３５ｂが設けられ、また、軸方向下側に突出部１３５ｃが設けられて形成されている。可動コア１３５の内部には、軸方向に貫通する連通孔１３５ｄが設けられている。突出部１３５ｃにおける内周面は、内周面部１３５ｅとなっている。支持部１２２は、突出部１３５ｃに挿入されて、内周面部１３５ｅに接合されている。よって、流路１２２ａは、連通孔１３５ｄと繋がっている。そして、可動コア１３５の軸方向上側となる面は、下端面部１３４ｃと対向する上端面部１３５ｆとなっている。電磁コイル１３１に通電されていない状態では、下端面部１３４ｃと上端面部１３５ｆとの間には隙間が形成されており、一方、弁体１２０においては、シール部材１２１ｄがノズルボディ１１５の底部１１５ａに当接して孔部１１５ｂを閉じている。 The movable core 135 is a member formed in a flat cylindrical shape with a magnetic material such as ferritic stainless steel, for example, on the lower side in the axial direction of the fixed core 134 and on the inner peripheral side of the large-diameter portion 113a. It is installed so that it can reciprocate in the axial direction. The movable core 135 is formed such that a concave portion 135b is provided on the upper side in the axial direction of the flat cylindrical main body portion 135a, and a protruding portion 135c is provided on the lower side in the axial direction. Inside the movable core 135, a communication hole 135d penetrating in the axial direction is provided. An inner peripheral surface of the protruding portion 135c is an inner peripheral surface portion 135e. The support portion 122 is inserted into the protruding portion 135c and joined to the inner peripheral surface portion 135e. Therefore, the flow path 122a is connected to the communication hole 135d. And the surface which becomes the axial direction upper side of the movable core 135 becomes the upper end surface part 135f facing the lower end surface part 134c. When the electromagnetic coil 131 is not energized, a gap is formed between the lower end surface portion 134c and the upper end surface portion 135f. On the other hand, in the valve body 120, the seal member 121d contacts the bottom portion 115a of the nozzle body 115. The hole 115b is closed in contact.

アジャスティングパイプ１３６は、スプリング１３７の軸方向上側の端部の位置を規制する筒状部材であり、固定コア１３４の軸方向上側に圧入固定されている。 The adjusting pipe 136 is a cylindrical member that regulates the position of the upper end of the spring 137 in the axial direction, and is press-fitted and fixed to the upper side of the fixed core 134 in the axial direction.

スプリング１３７は、固定コア１３４内に配設された弾性部材である。スプリング１３７は、一方の端部が凹部１３５ｂに挿入され、他方の端部がアジャスティングパイプ１３６と接している。スプリング１３７は、軸方向へ伸長する力を有している。そのため、可動コア１３５および弁体１２０は、スプリング１３７によって、底部１１５ａに当接するように軸方向下側（閉弁方向）に押し付けられるようになっている。 The spring 137 is an elastic member disposed in the fixed core 134. One end of the spring 137 is inserted into the recess 135 b and the other end is in contact with the adjusting pipe 136. The spring 137 has a force that extends in the axial direction. Therefore, the movable core 135 and the valve body 120 are pressed downward in the axial direction (valve closing direction) by the spring 137 so as to contact the bottom portion 115a.

摺動弁１４０（図２、図８）は、底部１４２を有する筒部１４１の開口側にフランジ部１４４が設けられて形成されており、ノズルボディ１１５内に配置されている。筒部１４１の内部空間は、燃料が流通するメイン流路１４０Ａとなっている。底部１４２には、燃料が噴出するための噴孔１４３が複数形成されている。また、フランジ部１４４は、図５に示すように、筒状部１１５ｃの内周面に対して僅かに小さな外径を備える円板状部に対して周方向の４箇所が削除されて、丸みのある角部を備える四角形状に形成されている。よってフランジ部１４４の径方向端部と筒状部１１５ｃとの間には、４箇所の隙間部１４０Ｂ２が形成されている。隙間部１４０Ｂ２は、後述する気体燃料を噴射させる際に、燃料を流通させつつも、ある程度の流通抵抗が発生するような絞りを伴う隙間となっている。隙間部１４０Ｂ２は本発明の所定の絞りに対応する。また、フランジ部１４４においては、底部１１５ａと対向する側の面に環状に形成された凸部１４５が設けられている。 The sliding valve 140 (FIGS. 2 and 8) is formed by providing a flange portion 144 on the opening side of the cylindrical portion 141 having the bottom portion 142, and is disposed in the nozzle body 115. The internal space of the cylindrical portion 141 serves as a main flow path 140A through which fuel flows. A plurality of injection holes 143 for ejecting fuel are formed in the bottom 142. Further, as shown in FIG. 5, the flange portion 144 is rounded by removing four portions in the circumferential direction with respect to the disk-shaped portion having a slightly smaller outer diameter with respect to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 115c. It is formed in a quadrangular shape with a corner portion with. Therefore, four gap portions 140B2 are formed between the radial end portion of the flange portion 144 and the cylindrical portion 115c. The gap 140B2 is a gap with a restriction that causes a certain amount of flow resistance while flowing the fuel when injecting gaseous fuel described later. The gap 140B2 corresponds to the predetermined aperture of the present invention. Further, the flange portion 144 is provided with a convex portion 145 formed in an annular shape on the surface facing the bottom portion 115a.

また、筒部１４１、フランジ部１４４、筒状部１１５ｃ、およびスプリング支持部１１５ｄによって囲まれる空間は、隙間部１４０Ｂ３となっている。更に、筒部１４１とスプリング支持部１１５ｄとの間は、隙間部１４０Ｂ４となっている。 A space surrounded by the cylindrical portion 141, the flange portion 144, the cylindrical portion 115c, and the spring support portion 115d is a gap portion 140B3. Furthermore, a gap 140B4 is provided between the tube 141 and the spring support 115d.

フランジ部１４４とスプリング支持部１１５ｄとの間には、弾性部としてのスプリング１５０が挿入されている。スプリング１５０は、軸方向へ伸長する力を有している。スプリング１５０の伸長力は、液体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力よりも大きく、また気体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力よりも小さくなるように設定されている。スプリング１５０の伸長力は、本発明の燃料の圧力に抗する反力に対応する。 A spring 150 as an elastic part is inserted between the flange part 144 and the spring support part 115d. The spring 150 has a force that extends in the axial direction. The extension force of the spring 150 is set to be larger than the force acting on the flange portion 144 by the liquid fuel pressure and smaller than the force acting on the flange portion 144 by the gas fuel pressure. The extension force of the spring 150 corresponds to a reaction force that resists the fuel pressure of the present invention.

そのため、弁体１２０の開弁によって、液体燃料が孔部１１５ｂから筒部１４１内に流入するときには、液体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力よりもスプリング１５０の伸長力が打ち勝って、摺動弁１４０は、底部１１５ａに押付けられた状態が維持されるようになっている。よって、凸部１４５の頂部は底部１１５ａに当接して、面圧が充分に確保されて、フランジ部１４４と底部１１５ａとの間はシールされた状態となる。 Therefore, when the liquid fuel flows into the cylinder part 141 from the hole 115b by opening the valve body 120, the extension force of the spring 150 overcomes the force acting on the flange part 144 by the liquid fuel pressure, and sliding The valve 140 is kept pressed against the bottom 115a. Therefore, the top part of the convex part 145 contacts the bottom part 115a, a sufficient surface pressure is secured, and the flange part 144 and the bottom part 115a are sealed.

一方、弁体１２０の開弁によって、気体燃料が孔部１１５ｂから筒部１４１内に流入するときには、スプリング１５０の伸長力よりも気体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力が打ち勝って、摺動弁１４０は、軸方向下側に移動されて、フランジ部１４４と底部１１５ａとの間が開いた状態に維持されるようになっている。このとき、フランジ部１４４と底部１１５ａとの間には、隙間部１４０Ｂ１（図９（ｃ））が形成されるようになっている。 On the other hand, when the gaseous fuel flows into the cylindrical portion 141 from the hole portion 115b by opening the valve body 120, the force acting on the flange portion 144 by the gaseous fuel pressure overcomes the extension force of the spring 150 and slides. The valve 140 is moved downward in the axial direction, and is maintained in an open state between the flange portion 144 and the bottom portion 115a. At this time, a gap 140B1 (FIG. 9C) is formed between the flange 144 and the bottom 115a.

フランジ部１４４と底部１１５ａとの間が開いたとき、隙間部１４０Ｂ１と、隙間部１４０Ｂ２、１４０Ｂ３、１４０Ｂ４とが順に連通して、サブ流路１４０Ｂが形成されるようになっている（図９（ｃ））。 When the gap between the flange portion 144 and the bottom portion 115a is opened, the gap portion 140B1 and the gap portions 140B2, 140B3, and 140B4 are sequentially communicated to form the sub flow path 140B (FIG. 9 ( c)).

次に、上記の構成に基づく燃料噴射装置５０、および燃料噴射弁１００の作動、および作用効果について図９を加えて説明する。 Next, the operation and effects of the fuel injection device 50 and the fuel injection valve 100 based on the above configuration will be described with reference to FIG.

（１）燃料噴射制御の基本
制御部５００は、エンジン１０の作動状況に応じて、２種類の燃料のうちどちらを使用すべきかを選択し、燃料切替え弁４００によって燃料流路を切替えることで、適宜いずれかの燃料が燃料噴射弁１００側に供給されるようにする。尚、制御部５００は、圧力センサ３５０から得られる圧力信号値が予め定めた値よりも低いと、燃料配管３１０における燃料漏れを懸念して、遮断弁３３０、３４０を閉じる。また、制御部５００は、温度・圧力センサ３７０から得られる圧力信号がレギュレータ３６０での設定圧力よりも高いと、レギュレータ３６０の作動異常を懸念して、遮断弁３３０、３４０を閉じる。 (1) Basics of fuel injection control The control unit 500 selects which of the two types of fuel should be used according to the operating state of the engine 10, and switches the fuel flow path with the fuel switching valve 400. Any one of the fuels is appropriately supplied to the fuel injection valve 100 side. When the pressure signal value obtained from the pressure sensor 350 is lower than a predetermined value, the control unit 500 closes the shut-off valves 330 and 340 in fear of fuel leakage in the fuel pipe 310. Further, when the pressure signal obtained from the temperature / pressure sensor 370 is higher than the set pressure in the regulator 360, the control unit 500 closes the shut-off valves 330 and 340 in fear of abnormal operation of the regulator 360.

更に、制御部５００は、燃料噴射弁１００の電磁コイル１３１への通電、あるいは通電停止を行うことで弁体１２０の開閉を行い、燃料噴射の時期と噴射時間とを制御し、エンジン１０に対して必要とされる燃料（燃料の種類、時期、量）を供給する。エンジン１０においては、噴射された燃料は燃焼用空気と適切な混合比で混合され、シリンダ１２内に吸入され、点火プラグ１４によって点火され、爆発燃焼する。この爆発燃焼によってピストン１３は、押し下げられて、エンジン１０は継続的に作動される。そして、燃焼された後の燃料は、排気管１５から流出され、所定の浄化処理がなされて、大気に排出される。 Further, the control unit 500 opens and closes the valve body 120 by energizing or stopping the energization of the electromagnetic coil 131 of the fuel injection valve 100, controls the fuel injection timing and the injection time, and controls the engine 10. Supply the required fuel (type, timing and amount of fuel). In the engine 10, the injected fuel is mixed with combustion air at an appropriate mixing ratio, sucked into the cylinder 12, ignited by the spark plug 14, and explosively burned. The piston 13 is pushed down by this explosion combustion, and the engine 10 is continuously operated. The burned fuel flows out from the exhaust pipe 15, is subjected to a predetermined purification process, and is discharged to the atmosphere.

（２）噴射停止時の制御
上記の基本制御において、燃料の噴射を停止させる場合、制御部５００は、電磁コイル１３１への通電を停止する。すると、図９（ａ）に示すように、電磁コイル１３１による磁気吸引力の発生はなくなり、スプリング１３７による伸長力によって可動コア１３５、および弁体１２０が軸方向下側に押付けられる。よって、シール部材１２１ｄが孔部１１５ｂを塞ぎ、弁体１２０は閉弁状態となる。 (2) Control at Stop of Injection In the above basic control, when stopping fuel injection, the controller 500 stops energization of the electromagnetic coil 131. Then, as shown in FIG. 9A, the magnetic attraction force is not generated by the electromagnetic coil 131, and the movable core 135 and the valve body 120 are pressed downward in the axial direction by the extension force of the spring 137. Therefore, the sealing member 121d closes the hole 115b, and the valve body 120 is in a closed state.

燃料噴射弁１００に供給される燃料は、入口部材１１２、アジャスティングパイプ１３６、中心孔部１３４ａ、連通孔１３５ｄ、流路１２２ａ、隙間部１２３、１２４、１２５を通り、弁体１２０のシール部材１２１ｄに至る。しかしながら、弁体１２０は、閉弁状態とされているので、燃料はここで停止されることになる。 The fuel supplied to the fuel injection valve 100 passes through the inlet member 112, the adjusting pipe 136, the center hole part 134a, the communication hole 135d, the flow path 122a, the gap parts 123, 124, and 125, and the seal member 121d of the valve body 120. To. However, since the valve body 120 is in a closed state, the fuel is stopped here.

（３）液体燃料噴射時の制御
制御部５００は、液体燃料を噴射させるために、燃料切替え弁４００によって燃料流路を切替え、液体燃料が燃料噴射弁１００側に供給されるようにし、電磁コイル１３１への通電を行う。すると、図９（ｂ）に示すように、電磁コイル１３１による磁気吸引力が発生し、可動コア１３５の上端面部１３５ｆが固定コア１３４の下端面部１３４ｃに吸引され、可動コア１３５が軸方向上側に移動する。これに伴って弁体１２０も軸方向上側に移動され、シール部材１２１ｄが底部１１５ａから離れ、孔部１１５ｂが開かれる。よって、シール部材１２１ｄの位置で停止されていた燃料は、メイン流路１４０Ａを通って、噴孔１４３から噴射されることになる。 (3) Control at the time of liquid fuel injection The control unit 500 switches the fuel flow path by the fuel switching valve 400 to inject the liquid fuel so that the liquid fuel is supplied to the fuel injection valve 100 side, and the electromagnetic coil Power is supplied to 131. Then, as shown in FIG. 9B, a magnetic attractive force is generated by the electromagnetic coil 131, the upper end surface portion 135f of the movable core 135 is attracted to the lower end surface portion 134c of the fixed core 134, and the movable core 135 is moved upward in the axial direction. Moving. Along with this, the valve body 120 is also moved upward in the axial direction, the sealing member 121d is separated from the bottom 115a, and the hole 115b is opened. Therefore, the fuel stopped at the position of the seal member 121d is injected from the injection hole 143 through the main flow path 140A.

ここで、燃料噴射弁１００に供給される燃料が液体燃料であると、スプリング１５０の伸長力の設定からして、液体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力よりもスプリング１５０の伸長力が打ち勝つので、フランジ部１４４は、底部１１５ａに押付けられた状態が維持されることになる。よって、燃料噴射弁１００に供給された燃料が液体燃料である場合は、液体燃料はメイン流路１４０Ａを介して噴孔１４３からのみ噴射される。 Here, if the fuel supplied to the fuel injection valve 100 is a liquid fuel, the extension force of the spring 150 overcomes the force acting on the flange portion 144 due to the liquid fuel pressure from the setting of the extension force of the spring 150. Therefore, the state where the flange portion 144 is pressed against the bottom portion 115a is maintained. Therefore, when the fuel supplied to the fuel injection valve 100 is liquid fuel, the liquid fuel is injected only from the injection hole 143 via the main flow path 140A.

（４）気体燃料使用時の制御
制御部５００は、気体燃料を噴射させるために、燃料切替え弁４００によって燃料流路を切替え、気体燃料が燃料噴射弁１００側に供給されるようにし、上記（２）と同様に、電磁コイル１３１への通電を行い、弁体１２０を開状態にする。すると、燃料は、メイン流路１４０Ａを通って、噴孔１４３から噴射される。 (4) Control at the time of using gaseous fuel The control unit 500 switches the fuel flow path by the fuel switching valve 400 in order to inject gaseous fuel so that the gaseous fuel is supplied to the fuel injection valve 100 side. As in 2), the electromagnetic coil 131 is energized to open the valve body 120. Then, the fuel is injected from the injection hole 143 through the main flow path 140A.

ここで、燃料噴射弁１００に供給される燃料が気体燃料であると、スプリング１５０の伸長力の設定からして、スプリング１５０の伸長力よりも気体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力が打ち勝つので、摺動弁１４０は軸方向下側に移動されて、フランジ部１４４と底部１１５ａとの間が開いた状態に維持される。つまり、隙間部１４０Ｂ１が形成されて、以下、隙間部１４０Ｂ２、１４０Ｂ３、１４０Ｂ４が連通して、サブ流路１４０Ｂが開かれることになる。 Here, if the fuel supplied to the fuel injection valve 100 is a gaseous fuel, the force acting on the flange portion 144 by the gaseous fuel pressure is overcome by the setting of the extension force of the spring 150 rather than the extension force of the spring 150. Therefore, the sliding valve 140 is moved downward in the axial direction, and the gap between the flange portion 144 and the bottom portion 115a is maintained in an open state. That is, the gap portion 140B1 is formed, and thereafter, the gap portions 140B2, 140B3, and 140B4 are communicated to open the sub flow path 140B.

更に、隙間部１４０Ｂ２は、気体燃料流通時の絞りとなるような隙間部としているので、フランジ部１４４には、ある程度の気体燃料の圧力が継続的にかかる形となり、気体燃料の圧力によるフランジ部１４４の開成状態が維持される。 Further, since the gap 140B2 is a gap that serves as a throttle when the gaseous fuel flows, a certain amount of gaseous fuel pressure is continuously applied to the flange 144, and the flange due to the gaseous fuel pressure. The open state of 144 is maintained.

よって、燃料噴射弁１００に供給された燃料が気体燃料である場合は、図９（ｃ）に示すように、気体燃料はメイン流路１４０Ａを介して噴孔１４３から噴射されると共に、サブ流路１４０Ｂも通って、噴射されることになる。これにより、気体燃料を噴射する場合は、液体燃料を噴射する場合に比べて、燃料の噴射面積が拡大されることになる。 Therefore, when the fuel supplied to the fuel injection valve 100 is gaseous fuel, as shown in FIG. 9C, the gaseous fuel is injected from the injection hole 143 via the main flow path 140A and also the sub flow. It will be injected through the path 140B. Thereby, when injecting gaseous fuel, the injection area of fuel will be expanded compared with the case where liquid fuel is injected.

（５）作用効果
以上のように、液体燃料と気体燃料のうち、エネルギ密度の小さいほうの燃料（気体燃料）を噴射させるときに、気体燃料の圧力に応じてフランジ部１４４（摺動弁１４０）が軸方向下側に移動されて、隙間部１４０Ｂ１が形成され、サブ流路１４０Ｂが開かれるので、メイン流路１４０Ａとサブ流路１４０Ｂとの両者（１４０Ａ、１４０Ｂ）から噴射させることができる。つまり、エネルギ密度の小さいほうの燃料を噴射するにあたって、噴射流路面積を増加させることができるので、容易に噴射量を増大させることができる。 (5) Effects As described above, when the fuel (gas fuel) having the lower energy density is injected between the liquid fuel and the gas fuel, the flange portion 144 (sliding valve 140) according to the pressure of the gas fuel. ) Is moved downward in the axial direction to form the gap 140B1 and the sub flow path 140B is opened, so that the main flow path 140A and the sub flow path 140B (140A, 140B) can be injected. . That is, when injecting the fuel having the smaller energy density, the injection flow passage area can be increased, and therefore the injection amount can be easily increased.

また、サブ流路１４０Ｂには、隙間部１４０Ｂ２によって絞り効果を持たせるようにしているので、フランジ部１４４は、気体燃料の圧力とスプリング１３７の伸長力とのバランスによりサブ流路１４０Ｂを開いた後も、ある程度の気体燃料の圧力がフランジ部１４４に継続的にかかることになり、燃料の圧力によるフランジ部１４４の開成状態を維持することができる。 In addition, since the sub-channel 140B has a throttling effect by the gap 140B2, the flange portion 144 opens the sub-channel 140B by the balance between the pressure of the gaseous fuel and the extension force of the spring 137. After that, a certain amount of gaseous fuel pressure is continuously applied to the flange portion 144, and the open state of the flange portion 144 by the fuel pressure can be maintained.

（第２実施形態）
第２実施形態の燃料噴射弁１００Ａを図１０、図１１に示す。第２実施形態の燃料噴射弁１００Ａは、上記第１実施形態における燃料噴射弁１００に対して、２種類の燃料（液体燃料、気体燃料）のうち、エネルギ密度が小さいほうの燃料（気体燃料）の圧力も低い場合に、噴射流路面積の増大を可能としたものである。つまり、第１燃料（液体燃料）の圧力、エネルギ密度＞第２燃料（気体燃料）の圧力、エネルギ密度、の関係となっている場合に、第２燃料を噴射する際に噴射流路面積を増大させるようになっている。 (Second Embodiment)
A fuel injection valve 100A of the second embodiment is shown in FIGS. The fuel injection valve 100A of the second embodiment has a smaller energy density (gas fuel) of two types of fuel (liquid fuel, gas fuel) compared to the fuel injection valve 100 of the first embodiment. When the pressure is low, the injection channel area can be increased. That is, when the pressure and energy density of the first fuel (liquid fuel)> the pressure and energy density of the second fuel (gaseous fuel) are satisfied, the injection flow path area is set when the second fuel is injected. It is supposed to increase.

燃料噴射弁１００Ａのスプリング支持部１１５ｄには、内径側において軸方向上側に延設される筒状の延設部１１５ｅが形成されている。スプリング支持部１１５ｄと延設部１１５ｅの内径寸法は同等に設定されており、延設部１１５ｅの径方向の厚さ寸法は、スプリング支持部１１５ｄの径方向の厚さ寸法よりも小さく設定されている。そして、延設部１１５ｅは、フランジ部１４４の下側面に臨むように延設されている。また、スプリング１５０は、延設部１１５ｅ、フランジ部１４４、筒状部１１５ｃ、およびスプリング支持部１１５ｄによって囲まれる空間に配置されている。 The spring support portion 115d of the fuel injection valve 100A is formed with a cylindrical extending portion 115e that extends axially upward on the inner diameter side. The inner diameter dimensions of the spring support portion 115d and the extension portion 115e are set to be equal, and the radial thickness dimension of the extension portion 115e is set to be smaller than the radial thickness dimension of the spring support portion 115d. Yes. And the extension part 115e is extended so that the lower surface of the flange part 144 may be faced. The spring 150 is disposed in a space surrounded by the extending portion 115e, the flange portion 144, the cylindrical portion 115c, and the spring support portion 115d.

スプリング１５０は、燃料の噴射が実施されていないとき、完全に延びきった状態となって、フランジ部１４４を底部１１５ａと延設部１１５ｅの先端部との中間位置に維持し、それぞれ、隙間部１４０Ｂ１、１４０Ｂ５を形成可能としている。また、スプリング１５０の伸長力は、液体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力よりも小さく、また気体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力よりも大きくなるように設定されている。 When the fuel injection is not performed, the spring 150 is in a fully extended state, and maintains the flange portion 144 at an intermediate position between the bottom portion 115a and the distal end portion of the extending portion 115e. 140B1 and 140B5 can be formed. The extension force of the spring 150 is set to be smaller than the force acting on the flange portion 144 due to the liquid fuel pressure, and larger than the force acting on the flange portion 144 due to the gas fuel pressure.

本実施形態の燃料噴射弁１００Ａにおいて、燃料の噴射を停止させるとき、および燃料の噴射を行うときには、制御部５００は、上記第１実施形態と同様の制御を行う。ここで、燃料として液体燃料が選択されて噴射される場合、図１１（ａ）に示すように、燃料は孔部１１５ｂからメイン通路１４０Ａを通って、噴孔１４３から噴射される。 In the fuel injection valve 100A of the present embodiment, when the fuel injection is stopped and when the fuel injection is performed, the control unit 500 performs the same control as in the first embodiment. Here, when the liquid fuel is selected and injected as the fuel, as shown in FIG. 11A, the fuel is injected from the injection hole 143 through the main passage 140A from the hole 115b.

このとき、スプリング１５０の伸長力に対して、液体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力が打ち勝つので、フランジ部１４４は、軸方向下側に移動されて、延設部１１５ｅの先端部に当接する。よって、燃料は、隙間部１４０Ｂ１、１４０Ｂ２までは到達するものの、フランジ部１４４と延設部１１５ｅとの当接部で停止される。よって、燃料は、メイン流路１４０Ａを介して噴孔１４３からのみ噴射される。 At this time, since the force acting on the flange portion 144 by the liquid fuel pressure overcomes the extension force of the spring 150, the flange portion 144 is moved downward in the axial direction and contacts the distal end portion of the extending portion 115e. Touch. Therefore, although the fuel reaches the gap portions 140B1 and 140B2, the fuel is stopped at the contact portion between the flange portion 144 and the extending portion 115e. Therefore, the fuel is injected only from the injection hole 143 through the main flow path 140A.

一方、燃料として気体燃料が選択されて噴射される場合、図１１（ｂ）に示すように、燃料は孔部１１５ｂからメイン通路１４０Ａを通って、噴孔１４３から噴射される。このとき、気体燃料圧力によってフランジ部１４４に作用する力に対して、スプリング１５０の伸長力が打ち勝つので、隙間部１４０Ｂ１が維持されつつも、フランジ部１４４と延設部１１５ｅの先端部との間が開いた状態に維持される。つまり、隙間部１４０Ｂ１に加えて、隙間部１４０Ｂ５が形成されて、以下、隙間部１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、１４０Ｂ５、１４０Ｂ４が連通して、サブ流路１４０Ｂが開かれることになる。 On the other hand, when gaseous fuel is selected and injected as fuel, the fuel is injected from the injection hole 143 through the main passage 140A from the hole 115b as shown in FIG. 11 (b). At this time, the extension force of the spring 150 overcomes the force acting on the flange portion 144 due to the gaseous fuel pressure, so that the gap portion 140B1 is maintained, but the gap portion 144 and the distal end portion of the extending portion 115e are maintained. Is kept open. That is, in addition to the gap portion 140B1, the gap portion 140B5 is formed, and the gap portions 140B1, 140B2, 140B5, and 140B4 are communicated to open the sub flow path 140B.

よって、燃料噴射弁１００Ａに供給された燃料が気体燃料である場合は、気体燃料はメイン流路１４０Ａを介して噴孔１４３から噴射されると共に、サブ流路１４０Ｂも通って、噴射されることになる。これにより、気体燃料を噴射する場合は、液体燃料を噴射する場合に比べて、燃料の噴射面積が拡大されることになる。 Therefore, when the fuel supplied to the fuel injection valve 100A is a gaseous fuel, the gaseous fuel is injected from the injection hole 143 through the main flow path 140A and also injected through the sub flow path 140B. become. Thereby, when injecting gaseous fuel, the injection area of fuel will be expanded compared with the case where liquid fuel is injected.

尚、本実施形態においては、気体燃料を噴射させるときは、主にスプリング１５０の伸長力によって、隙間部１４０Ｂ１、１４０Ｂ５が形成されるので、第１実施形態のように隙間部１４０Ｂ２は、気体燃料流通時の絞りとするような必要はない。 In the present embodiment, when the gaseous fuel is injected, the gap portions 140B1 and 140B5 are formed mainly by the extension force of the spring 150. Therefore, as in the first embodiment, the gap portion 140B2 There is no need to restrict the distribution.

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。 (Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記各実施形態では、２種類の燃料として、第１燃料に液体燃料を、第２燃料に気体燃料を用いたがこれに限定されるものではなく、２種類の燃料において圧力とエネルギ密度が異なる組み合わせであれば、液体と液体、気体と気体等の組み合わせとしても良い。 In each of the above embodiments, liquid fuel is used as the first fuel and gaseous fuel is used as the second fuel as the two types of fuel. However, the present invention is not limited to this, and the pressure and energy density differ between the two types of fuel. As long as it is a combination, a combination of liquid and liquid, gas and gas, or the like may be used.

また、燃料切替え弁４００は、燃料噴射弁１００、１００Ａに対して別体形成されるものとして説明したが、燃料噴射弁１００、１００Ａに一体的に形成されるものとしても良い。 In addition, although the fuel switching valve 400 has been described as being formed separately from the fuel injection valves 100 and 100A, the fuel switching valve 400 may be formed integrally with the fuel injection valves 100 and 100A.

また、上記各実施形態では、燃料噴射弁１００、１００Ａは、直噴式のガソリンエンジンに適用されるものとしていたが、直噴式のガソリンエンジンに限るものではなく、ポート噴射式のガソリンエンジン、またはディーゼルエンジン等に適用されるものとしてもよい。 In the above embodiments, the fuel injection valves 100 and 100A are applied to a direct-injection gasoline engine. However, the fuel injection valves 100 and 100A are not limited to a direct-injection gasoline engine. It may be applied to an engine or the like.

５０燃料噴射装置
１００燃料噴射弁
１４０摺動弁
１４０Ａメイン流路
１４０Ｂサブ流路
１４０Ｂ２隙間部（所定の絞り）
１５０スプリング（弾性部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Fuel injection apparatus 100 Fuel injection valve 140 Sliding valve 140A Main flow path 140B Sub flow path 140B2 Crevice part (predetermined aperture)
150 Spring (elastic part)

Claims

One of the first fuel to be supplied and the second fuel having a pressure and energy density different from those of the first fuel is selected by the switching unit (400), and the selected fuel is selected as the main flow path. A fuel injection valve for injecting via (140A),
A sub-flow path (140B) branched from the main flow path (140A) and capable of injecting the selected fuel together with the main flow path (140A);
A sliding valve (provided in the sub-channel (140B)) that opens the sub-channel (140B) according to the pressure of the fuel having the smaller energy density among the first fuel and the second fuel. 140). A fuel injection valve comprising:

The sliding valve (140) opens the sub flow path (140B) by a balance between the pressure of the selected fuel and a reaction force of the elastic part (150) against the pressure of the selected fuel. The fuel injection valve according to claim 1, wherein a predetermined throttle (140B2) is provided in the sub-channel (140B) in an open state.