JP2001506728A - 内燃機関のための燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 加圧下で燃料により充填されたコモンレール蓄圧器（２）と、燃料及び付加液体を内燃機関内へ２流体噴射するための２流体ノズル（３）とを備えた燃料噴射装置が、コモンレール蓄圧器（２）と、２流体ノズル（３）のノズルニードル（３．１）を囲む圧力室との間の噴射導管内に配置された２ポート２位置方向制御弁（ＭＶ１）と、加圧下の付加液体を保有していて貯蔵弁（１０）を介して付加液体導管（１３）にそのつど予め規定された量の付加液体を供給することのできる蓄圧タンク（７）とを有しており、この蓄圧タンクはチェック弁（１１）を介してポンプ（８）によって付加液体の供給を受けることができ、かつこの蓄圧タンクの内圧が圧力調整弁（９）により所望のレベルに保持されることができる。これにより、技術的に著しく複雑な一般の３ポート２位置方向制御マグネット弁に代えて、価格的に有利なただ１つの２ポート２位置方向制御弁を使用することができる。それと同時に、付加液体のための配量をインジェクタのグループ全体に役立つただ１つの配量弁で行う可能性が拓かれる。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関のための燃料噴射装置 本発明は請求項１の上位概念に記載した形式の、内燃機関のための燃料噴射装 置を先行技術として出発する。 この種の燃料噴射装置は例えばドイツ連邦共和国特許第４３３７０４８Ｃ２号 明細書から公知である。その場合、一面においては、内燃機関の有害物質放出を 軽減し、かつ場合により効率を向上させるために、燃料と付加液体、例えばディ ーゼル燃料と水との層状噴射に役立つ２流体ノズルが設けられる。他面において 、公知の噴射装置では、内燃機関の全噴射ノズルに高圧下の燃料をコモンレール 蓄圧器から供給するいわゆるコモンレール技術も実現されている。 公知の燃料噴射装置では、付加液体の配量のためのそれぞれ個々のインジェク タのために複雑かつ比較的高価な３ポート２位置方向制御弁が使用されると共に 、ディーゼル噴射量の制御のために別の３ポート２位置方向制御弁が使用される 。その場合、付加液体を導入するために第１の３ポート２位置方向制御弁によっ てコモンレール蓄圧器から噴射ノズルへの燃料供給が中断され、それと同時に、 噴射ノズルを囲んでいて加圧下の燃料を貯蔵している圧力室が第１の３ポート２ 位置方向制御弁の適当な位置により燃料‐低圧側へ向けて開放される。圧力室内 に生じた圧力低下により、相応する燃料容積を押しのける付加液体が適当な導管 を介して圧力室内へ搬送される。次いで、第１の３ポート２位置方向制御弁が、 コモンレール蓄圧器と噴射弁内の圧力室とを連通せしめる位置へ再びもたらされ る。導入された付加液体に続いて次の開弁により生じる噴射衝撃により噴射され るべき燃料量の量的に正確な配量のために、別の３ポート２位置方向制御マグネ ット弁が設けられており、このマグネット弁は、ばねにより閉鎖位置に保持され ているノズルニードルの背面を選択的にコモンレール蓄圧器又は燃料低圧側に接 続せしめ、かつこれにより、弁ニードルの行程、弁の開放及び閉鎖、ひいては所 望の噴射量を時間的に制御する。 所望の燃料量並びに所要の付加液体量を正確に配量することができるように、 原理的には公知の燃料噴射装置はそれぞれ個々のインジェクタのために、正確に 作動する、ひいては複雑な両方の３ポート２位置方向制御マグネット弁を必要と する。 発明の利点 本発明にもとづく燃料噴射装置は構造的な簡略化、ひいては価格的に有利な製 作のために請求項１の特徴要件を有している。これによれば、付加液体のための 配量が機能的かつ構造的に燃料噴射のための構成グル ープから分割されているために、複雑かつ高価な両方の３ポート２位置方向制御 マグネット弁に代えてただ１つの簡単かつ価格的に有利な２ポート２位置方向制 御弁を使用することができる。本発明にもとづく付加液体のための蓄圧タンクを 使用することにより、燃料噴射のためのコモンレール技術から公知である利点を フルに利用することができる。特に、蓄圧タンクからは、それぞれ種々の２流体 ノズルへ通じた複数の付加液体導管が導出されており、かつ２流体ノズルのグル ープ全体に付加液体を供給するためにそれぞれただ１つの弁ユニットを設けるこ とができる。 別の利点及び本発明の対象の有利な構成が明細書、図面及び請求項から看取さ れる。 図面 次に、内燃機関のための本発明にもとづく燃料噴射装置の１実施例を図面に示 し、以下の記載で詳細に説明する。図面は付加液体のための蓄圧タンクを備えた 本発明にもとづく燃料噴射装置の１実施例の略示回路図を示す。 実施例の説明 内燃機関のための本発明にもとづく燃料噴射装置の図示の実施例では、燃料（ 一般的にはディーゼル燃料）と付加液体（一般的には水）との２流体噴射のため に、高圧ポンプ１がタンク１４からコモンレール蓄圧器２にほぼ１８００バール の圧力レベルで燃料を供給 する。従来一般的なクラシカルな噴射ポンプの代わりに、コモンレール蓄圧器２ と簡単な高圧ポンプ１との組合せが使用されていて、ある程度のレベルのレール 圧が常時存在しているために、コモンレール蓄圧器２と、２流体ノズル３のノズ ルニードル３．１を囲んでいて噴射導管６を介してコモンレール蓄圧器２から燃 料の供給を受けるべき圧力室との間には配量を行う構成部材が配置されなければ ならない。この役目は本発明にもとづく装置では２ポート２位置方向制御弁ＭＶ １により担われている。この２ポート２位置方向制御弁は、良好な再現性と、両 方の終端位置間の、多かれ少なかれ流体を通流せしめる移行部とを備えた迅速な マグネット弁として設計されなければならない。その理由は、一時的に形成可能 な噴射量特性曲線が場合により必要となるからである。正確な配量は、コモンレ ール蓄圧器２と、内燃機関の２流体ノズル３から供給される燃焼室との間の公知 の（測定され又は制御される）圧力降下にわたり、値が他の影響ファクタに依存 する正確な時間の窓（Ｚｅｉｔｆｅｎｓｔｅｒ）を通して、図示されていない電 気的な起動制御装置を介して可能となる。 使用される２流体ノズル３の構造及び作用はわずかな細部を度外視すれば公知 技術から公知である。しかし、本発明にもとづく機構によれば、ノズルニードル （インジェクタタペット）３．１のノズルニードル先 端とは逆の側の鈍な軸方向の端部に小さなピストン３．３が設けられており、こ のピストンはノズルニードル３．１とは逆の側の端部で室３．６内へ突入してお り、この室は導管４を介して直接的にコモンレール蓄圧器２に連通しており、か つそこに形成されている高圧により負荷される。このことの結果、インジェクタ タペット３．１の運動のために、常に、ほぼ同じ抵抗力が克服されるだけでよい 。その理由はコンスタントなピストン面比と、コモンレール蓄圧器２内の絶対圧 の影響の排除とにより、コンスタントなばね圧だけが（可変の）レール圧からの 圧力パルスにより克服されるだけでよいからである。このことにより、制御技術 的に歓迎されるほぼコンスタントな切換時間（インジェクタタペットの運動時間 ）が調整される。ノズルニードル３．１の鈍な軸方向の端部を受容していて高圧 下の室３．６に対してシールされている室３．２のベンチレーションのために、 燃料低圧側へ案内されるベンチレーション導管５が設けられている。 ２流体ノズル３内への付加液体の噴入は、２流体ノズル３内のチェック弁３． ４へ通じた付加液体導管１３を開放又は閉鎖することのできる貯蔵弁１０を介し て蓄圧タンク７から行われる。蓄圧タンク７はチェック弁１１を介してポンプ８ により貯蔵タンク１２から付加液体の供給を受ける。蓄圧タンク７内の圧力は圧 力調整弁９を介して所望レベルに保持される。 内燃機関のエンジンルーム内の設置スペースを節約するために、図示の実施例 では燃料のためのコモンレール蓄圧器２と、付加液体のための蓄圧タンク７とが 一体に形成されている。 蓄圧タンク７からは、それぞれ種々の２流体ノズルへ通じた複数の付加液体導 管が導出されており、これらの付加液体導管は図面では一括して符号１３’によ り示されている。２流体ノズルの全グループに付加液体を供給するために、それ ぞれ１つの弁ユニットだけを設ければよく、その場合、この弁ユニットは適当な 多方向制御弁として形成されることができる。同様に、コモンレール蓄圧器から 適当な弁ユニットを介して複数のインジェクタに燃料を供給することもできる。 蓄圧タンク７に付加液体を供給するためのポンプ８は電気的に駆動されるポン プ、例えばほぼ５０バールまでのレベルの付加液体を搬送することのできる２段 式ギャポンプであることができる。 付加液体のための本発明にもとづく蓄圧タンク７は著しく種々のシリンダ数を 備えたエンジンにおいて、かつ極めて多様な構造を有する噴射装置のために使用 可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 47/02 Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｅ 55/02 ３５０ 25/02 Ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関のための燃料噴射装置であって、燃料、有利にはディーゼル燃料を ２流体ノズル（３）内へ搬送するための高圧ポンプ（１）と、チェック弁（３， ４）を介して案内される付加液体、有利には水を、２流体ノズル（３）へ通じた 付加液体導管（１５）内へ搬送するための搬送装置とを備えている形式のものに おいて、加圧下の付加液体を保有していて、貯蔵弁（１０）を介して、そのつど 予め規定された量の付加液体を付加液体導管（１３）に供給することができる蓄 圧タンク（７）設けられており、この蓄圧タンクがチェック弁（１１）を介して ポンプ（８）により付加液体の供給を受けることができ、かつ蓄圧タンクの内圧 が圧力調整弁（９）により所望のレベルに保持されることができることを特徴と する内燃機関のための燃料噴射装置。 2. ポンプ（８）が電気的な駆動装置を有していることを特徴とする請求項１記 載の燃料噴射装置。 3. ポンプ（８）が有利には２段式ギヤポンプから成ることを特徴とする請求項 １又は２記載の燃料噴射装置。 4. 高圧下の燃料により充填されていて、２流体ノズル（３）へ通じた噴射導管 （６）に燃料を供給することのできるコモンレール蓄圧器（２）が設けられ ていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置 。 5. 付加液体のための蓄圧タンク（７）とコモンレール蓄圧器（２）とが一体に 形成されていることを特徴とする請求項４記載の燃料噴射装置。 6. 蓄圧タンク（７）から、それぞれ種々の２流体ノズルへ通じた複数の付加液 体導管（１３’）が導出されていることを特徴とする請求項１から５までのいず れか１項記載の燃料噴射装置。 7. ２流体ノズル（３）のグループ全体に付加液体を供給するためにそれぞれた だ１つの弁ユニットが設けられていることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射 装置。