JP4091889B2 - Engine fuel injector - Google Patents
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Description
この発明は、エンジンの燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to an engine fuel injection device.
エンジンの燃料噴射装置として、燃料タンクの燃料を高圧ポンプで加圧してコモンレールに蓄えておき、このコモンレールの高圧燃料を燃料インジェクタを介してエンジンの燃焼室に噴射する燃料噴射装置があるが、液化ガス燃料を用いた場合、エンジン停止時に燃料インジェクタのノズル部から燃料の気化ガスが漏出して、漏出した気化ガスが燃焼室に溜まって、エンジンを始動したときに異常燃焼を起こすことがあり、これに対して、エンジン停止時にコモンレールの燃料をパージ制御弁を介してパージタンクに回収するパージラインを形成するものがあり、このものはエンジン停止時にコモンレールの燃料温度が設定温度を越えた場合に、パージ制御弁を開いてコモンレールの燃料を回収するようにしている(例えば、特許文献1)。
このような燃料噴射装置では、コモンレールの燃料温度より燃料インジェクタ内の燃料温度が臨界温度に達したかを推定して、パージ制御弁を開くようにしているが、この場合、コモンレールと燃料インジェクタとで高低差があると、臨界温度の推定は難しく、燃料インジェクタ内の燃料が気化するに至らないのにパージ制御弁を開いてコモンレールの燃料を回収して、次のエンジン始動に時間がかかってしまったり、燃料の熱流がコモンレールに届かずパージ制御弁の開きが遅れて、燃料インジェクタのノズル部から燃料の気化ガスが燃焼室に漏出してしまうことがある。 In such a fuel injection device, it is estimated whether the fuel temperature in the fuel injector has reached the critical temperature from the fuel temperature of the common rail, and the purge control valve is opened. In this case, the common rail, the fuel injector, If there is a difference in level, it is difficult to estimate the critical temperature, and even though the fuel in the fuel injector does not evaporate, the purge control valve is opened and the common rail fuel is recovered. Otherwise, the fuel heat flow may not reach the common rail, and the opening of the purge control valve may be delayed, causing fuel vaporized gas to leak from the nozzle portion of the fuel injector into the combustion chamber.
この発明は、エンジン停止時に燃料インジェクタの針弁の閉弁力を高めて、このような問題点を解決することを目的としている。 An object of the present invention is to solve such problems by increasing the closing force of a needle valve of a fuel injector when the engine is stopped.
第1の発明は、燃料インジェクタより高圧燃料を噴射するエンジンの燃料噴射装置において、燃料インジェクタの針弁の閉弁力を高める針弁着座荷重増加用の電磁コイルを設け、エンジン停止時にその電磁コイルを稼動する制御回路を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an engine fuel injection device for injecting high-pressure fuel from a fuel injector, wherein an electromagnetic coil for increasing a needle valve seating load for increasing a valve closing force of a needle valve of the fuel injector is provided. And a control circuit for operating the device.
第2の発明は、第1の発明において、前記燃料インジェクタの針弁が、閉弁圧室の開閉によって、燃料インジェクタのノズル部を開閉することを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention, the needle valve of the fuel injector opens and closes the nozzle portion of the fuel injector by opening and closing the valve closing pressure chamber .
第3の発明は、第1の発明において、前記制御回路は、エンジン停止後、所定時間、前記電磁コイルを稼動することを特徴とする。 According to a third aspect, in the first aspect, the control circuit operates the electromagnetic coil for a predetermined time after the engine is stopped.
第4の発明は、第1の発明において、高圧ポンプによって昇圧した燃料を燃料インジェクタに導くコモンレールに、パージ制御弁を介して燃料を回収するパージラインを形成すると共に、前記制御回路は、エンジン停止後、所定時間、前記電磁コイルを稼動した後、前記パージ制御弁を開動することを特徴とする。 According to a fourth invention, in the first invention, a purge line for collecting fuel via a purge control valve is formed on a common rail that guides fuel boosted by a high-pressure pump to a fuel injector, and the control circuit is configured to stop the engine Thereafter, the purge control valve is opened after operating the electromagnetic coil for a predetermined time.
第5の発明は、第1の発明において、燃料は液化ガスであることを特徴とする。 According to a fifth invention, in the first invention, the fuel is a liquefied gas.
第1の発明においては、エンジン停止時に、燃料インジェクタ内の燃料が高温気化して、燃料インジェクタのノズル部から燃焼室に漏出することを確実に防止でき、エンジンを始動したときに、漏出した気化ガスによって異常燃焼を起こすことはない。 In the first invention, when the engine is stopped, it is possible to reliably prevent the fuel in the fuel injector from being vaporized at a high temperature and leaking from the nozzle portion of the fuel injector to the combustion chamber. Gas does not cause abnormal combustion.
第2の発明においては、針弁の閉弁圧室の開閉によって開閉動作する燃料インジェクタにあって、エンジン停止時に、燃料インジェクタ内の燃料が高温気化して、燃料インジェクタのノズル部から燃焼室に漏出することを確実に防止できる。 In the second invention, the fuel injector is opened and closed by opening and closing the valve closing pressure chamber of the needle valve. When the engine is stopped, the fuel in the fuel injector is vaporized at a high temperature, and the nozzle of the fuel injector is transferred to the combustion chamber. It can be surely prevented from leaking.
第3の発明においては、エンジン停止後、所定時間の間にエンジンを再始動する場合、エンジンの再始動を速やかに行うことができる。 In the third aspect of the invention, when the engine is restarted during a predetermined time after the engine is stopped, the engine can be restarted promptly.
第4の発明においては、エンジン停止後、長い時間運転しないときに、コモンレール、燃料インジェクタ内の燃料を回収して、コモンレール、燃料インジェクタ内に気化したガスが溜まるのを確実に回避でき、その後エンジンを始動する際に、燃料インジェクタからの燃料の噴射を速やかに適正に行える。 In the fourth aspect of the invention, when the engine is not operated for a long time after the engine is stopped, the fuel in the common rail and the fuel injector can be recovered to reliably prevent the vaporized gas from accumulating in the common rail and the fuel injector. When starting the engine, the fuel injection from the fuel injector can be performed promptly and appropriately.
図1は燃料インジェクタ1の断面図、図2は燃料噴射装置の構成図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
図1のように、燃料インジェクタ1は、本体2内に針弁3が配設される。
As shown in FIG. 1, the
本体2の先端内壁は針弁3のテーパ状の先端が着座する着座面4に形成され、着座面4の中央にノズル孔5が開設される。針弁3の回りはコモンレール17の高圧燃料が導かれる燃料室6が形成される。
The inner wall of the distal end of the
針弁3の基端にはピストン部7が設けられ、ピストン部7は燃料室6の奥方に形成された閉弁圧室8との間の案内部に摺動自由に嵌挿されると共に、ピストン部7に燃料室6と閉弁圧室8とを連通する連通溝10が形成される。閉弁圧室8には、ピストン部7を介して針弁3を閉方向に付勢するリターンスプリング11が介装される。
A piston portion 7 is provided at the proximal end of the
閉弁圧室8の出口は、出口通路12を介して燃料戻し通路13に接続されると共に、その閉弁圧室8の出口を開閉する電磁弁14が設けられる。
The outlet of the valve
針弁3のピストン部7の近くにはリング部15が形成され、本体2の燃料室6の周囲には、リング部15を電磁力によって吸引して針弁3の着座荷重を増加するための電磁コイル16が介装される。
A
電磁弁14が開動されると、閉弁圧室8が開放されて、燃料室6の燃料圧力によって針弁3がリフトされ、ノズル孔5が開いて燃料が噴射される。閉弁圧室8の燃料は、ピストン部7の後退動によって、出口通路12より燃料戻し通路13に排出され、燃料タンク(後述する)に戻される。
When the
電磁弁14が閉動されると、閉弁圧室8が閉じられ、閉弁圧室8に連通溝10を通して燃料室6の燃料が導かれて、ピストン部7にかかる圧力によって、針弁3が着座され、ノズル孔5が閉じて、燃料の噴射が終了される。
When the
エンジンの停止状態(電磁弁14は閉状態)のとき、電磁コイル16が稼動されると、着座面4に着座している針弁3のリング部15が電磁力によって吸引され、針弁3の着座荷重が高められる。
When the engine is stopped (the
図2において、20はエンジンの燃焼室、21は液化ガス燃料の燃料タンクを示す。 In FIG. 2, 20 is an engine combustion chamber, and 21 is a fuel tank for liquefied gas fuel.
燃料タンク21の燃料は、高圧ポンプ22によって所定高圧に加圧されてコモンレール17に送出される。コモンレール17の高圧燃料は、分配通路23を介して燃料インジェクタ1に導入される。
The fuel in the
コモンレール17にはコモンレール17の燃料をパージ制御弁24を介してパージタンク25に回収するパージラインが形成され、パージタンク25に回収された燃料は、エンジンの運転時にパージガス回生用の加圧ポンプ26によって液化されて燃料タンク21側に戻される。
The
制御回路30は、エンジンの始動時、運転時に、燃料インジェクタ1より要求量の燃料を要求噴射時期に噴射するように、燃料インジェクタ1の電磁弁14の開閉を制御すると共に、エンジンの停止時に、燃料インジェクタ1の電磁コイル16の稼動を制御する。
The
この場合、エンジンの停止時点より、所定時間T(例えば、数時間)、電磁コイル16を稼動して(エンジンの停止を継続していることが条件)、その後稼動を終了する。また、この終了時に、パージ制御弁24を開いてコモンレール17の燃料をパージタンク25に回収する(エンジンの停止を継続していることが条件)と共に、その後のエンジンの運転時に加圧ポンプ26を駆動して回生液化ガスを燃料タンク21側に戻すように制御する。
In this case, the
図3は、エンジン停止時の制御フローを示しており、エンジンが停止すると、S1においてエンジン停止時間を判定する。 FIG. 3 shows a control flow when the engine is stopped. When the engine stops, the engine stop time is determined in S1.
エンジン停止時間が所定時間T以下のときは、S2において燃料インジェクタ1の針弁着座荷重増加用の電磁コイル16に通電する。
When the engine stop time is equal to or shorter than the predetermined time T, the
S3においてエンジン再始動のためのキーONがなされたかどうかを判定し、エンジン再始動のためのキーONがなされた場合は、S4において燃料インジェクタ1の針弁着座荷重増加用の電磁コイル16への通電をオフして、S8のエンジン始動に入り、処理を終了する。
In S3, it is determined whether or not the key is turned on for restarting the engine. If the key is turned on for restarting the engine, in S4, the
一方、エンジン停止時間が所定時間Tを越えると、S5においてパージ機構をON(パージ制御弁24を開)する(燃料インジェクタ1の針弁着座荷重増加用の電磁コイル16はオフ状態)。
On the other hand, when the engine stop time exceeds the predetermined time T, the purge mechanism is turned on (
S6においてエンジン再始動のためのキーONがなされたかどうかを判定し、エンジン再始動のためのキーONがなされた場合は、S7においてパージ機構をOFF(パージ制御弁24を閉)して、S8のエンジン始動に入り、処理を終了する。
In S6, it is determined whether the key for engine restart is turned on. If the key for engine restart is turned on, the purge mechanism is turned off (
このような構成のため、エンジン停止時に、燃料インジェクタ1内にある燃料が高温気化して、燃料インジェクタ1のノズル部から燃焼室20に漏出することを防止できる。
Due to such a configuration, it is possible to prevent the fuel in the
すなわち、エンジンが停止すると、燃料インジェクタ1の電磁コイル16への通電によって針弁3の着座荷重が高められるので、着座面4との間から燃料の気化ガスが漏出することを確実に防止できる。また、燃料インジェクタ1の電磁コイル16への通電は、所定時間行う。
That is, when the engine is stopped, the seating load of the
したがって、エンジンを始動したときに、漏出した気化ガスによって異常燃焼を起こすことはない。また、エンジン停止後、短時間の間にエンジンを再始動する場合、高圧ポンプ22の駆動によって高圧燃料を即座に燃料インジェクタ1に供給することができ、エンジンの再始動を速やかに行うことができる。
Therefore, when the engine is started, abnormal combustion is not caused by the leaked vaporized gas. Further, when the engine is restarted in a short time after the engine is stopped, the high-pressure fuel can be immediately supplied to the
一方、エンジン停止後、所定時間経過(エンジンの停止を継続)すると、パージ制御弁24を開いてコモンレール17の燃料をパージタンク25に回収する。パージタンク25に回収した燃料は、エンジンの運転時にパージガス回生用の加圧ポンプ26を駆動して液化して燃料タンク21側に戻す。
On the other hand, when the predetermined time has elapsed after the engine is stopped (the engine is stopped), the
このコモンレール17の燃料のパージ動作を図4に、パージタンク25の燃料の回生、戻し動作を図5に示す。
FIG. 4 shows the fuel purge operation of the
したがって、エンジン停止後、次の日まで運転しないようなときには、コモンレール17、燃料インジェクタ1内の燃料をパージタンク25に回収して、コモンレール17、燃料インジェクタ1内に気化したガスが溜まるのを確実に回避でき、その後エンジンを始動する際に、燃料インジェクタ1からの燃料の噴射を速やかに適正に行える。
Therefore, when the engine is not operated until the next day after the engine is stopped, the fuel in the
燃料インジェクタ1の電磁コイル16ならびにパージ制御弁24の動作および動作時間は、運転室に設定手段(スイッチ等)を設けて、運転者が設定できるようにして良い。
The operation and operation time of the
なお、燃料インジェクタ1の針弁3を閉方向に付勢するリターンスプリング11のスプリング力を強化すれば、針弁3の着座荷重が高められるが、このようにすると、噴射時の針弁3の挙動を妨げる可能性があり、好ましくない。
Note that if the spring force of the
1 燃料インジェクタ
3 針弁
4 着座面
5 ノズル孔
6 燃料室
7 ピストン部
8 閉弁圧室
11 リターンスプリング
12 出口通路
14 電磁弁
15 リング部
16 電磁コイル
17 コモンレール
20 燃焼室
21 燃料タンク
22 高圧ポンプ
24 パージ制御弁
25 パージタンク
26 加圧ポンプ
30 制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
燃料インジェクタの針弁の閉弁力を高める針弁着座荷重増加用の電磁コイルを設け、
エンジン停止時にその電磁コイルを稼動する制御回路を備えることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 In an engine fuel injection device that injects high-pressure fuel from a fuel injector,
Provide a needle valve seating load increase electromagnetic coil to increase the valve closing force of the fuel injector needle valve,
A fuel injection device for an engine comprising a control circuit for operating the electromagnetic coil when the engine is stopped.
前記制御回路は、エンジン停止後、所定時間、前記電磁コイルを稼動した後、前記パージ制御弁を開動することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの燃料噴射装置。 In the common rail that guides the fuel boosted by the high-pressure pump to the fuel injector, a purge line for collecting the fuel via the purge control valve is formed, and
The engine fuel injection device according to claim 1, wherein the control circuit opens the purge control valve after operating the electromagnetic coil for a predetermined time after the engine is stopped.
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