JP2002327662A - 弁制御体及び弁制御体を備えた油圧作動型燃料噴射器 - Google Patents

弁制御体及び弁制御体を備えた油圧作動型燃料噴射器

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JP2002327662A
JP2002327662A JP2002106122A JP2002106122A JP2002327662A JP 2002327662 A JP2002327662 A JP 2002327662A JP 2002106122 A JP2002106122 A JP 2002106122A JP 2002106122 A JP2002106122 A JP 2002106122A JP 2002327662 A JP2002327662 A JP 2002327662A
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spool
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fuel
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Martin Lenk
レンク マーティン
Bernd Niethammer
ニッチハマー バーンド
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Siemens Diesel Systems Technology LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動流体中への空気の混入を防止又は低下
できる油圧作動型燃料噴射器及び該噴射器用の弁制御体
の提供。 【解決手段】 弁制御体１０２内には第１の位置と第２
の位置との間で移動可能なスプール１１２を挿通させる
開口が形成される。開口の面には連通ポートをなす溝１
０８が形成され、スプール１１２にも溝１１４が形成さ
れる。スプールが第１の位置にあるときは、溝１０８と
溝１１４とが整合してオイルは供給部１０４から作動ポ
ート０６に流入できる。スプールが第２の位置にあると
きには溝１０８と１４が合致せず、オイルは作動ポート
に流入しない。排出ポート１１０ｂがオイルの液面より
も上側に位置して、空気がスプールの溝に侵入するのを
阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧作動型燃料噴射
器に関し、特に燃料噴射器の作動流体内への空気の混入
を防止または減少させるための機械的又は電気的な制御
による油圧作動型燃料噴射制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃焼室に燃料を噴射するため
の様々な燃料噴射器が存在する。例えば、機械的制御又
は電気的制御又は油圧制御された燃料噴射器がある。油
圧駆動によるシステムでは、２方向弁又は３方向弁又は
４方向弁を備えた弁制御体は、それぞれ溝又はオリフィ
スが形成され、弁制御体の作動ポートや高圧ポートや排
出ポートと、入力領域（作動流体供給部）との間を流体
的に接続している。作動流体とは例えばエンジンオイル
又はその他の適切な油圧流体であり、燃焼室への燃料噴
射プロセスを開始できる程度の圧力を燃料噴射器内に提
供できるものである。
【０００３】開放システムにおいては、燃料噴射サイク
ルやその終期において、作動流体の排出の過程で制御弁
（やスプール）の溝やオリフィス内に空気が捕捉され、
閉じこめられる場合がある。これは主に、弁制御体の周
囲の排出穴からシステム内に空気が侵入するからであ
る。燃料噴射過程でこの空気が作動流体内に混入し、そ
の結果燃料噴射量にばらつきを生じさせる。非効率的な
噴射サイクルのばらつきを引き起こすこともある。
【０００４】詳細には、ドライバにより最初に電流又は
電圧が開コイルソレノイドの開側に供給される。開コイ
ルソレノイドに生じた磁力によりスプールが開位置に移
動して、弁制御体やスプールの溝又はオリフィス（以下
溝と称す）が互いに整合する。溝の整合によって、作動
流体が弁制御体の入力部から作動ポートを介して増倍室
に流入する。高圧の作動流体は次に、増倍ピストンに作
用し、増倍スプリングを圧縮し、高圧プランジャ室内の
燃料を圧縮する。高圧プランジャ室の圧力が増加する
と、燃料圧力がニードルチェックバルブを開くための圧
力を越える。この圧力値では、ニードルチェックバルブ
はニードルスプリングに抗して移動し、ノズル先端の噴
射口を開く。そして燃料がエンジンの燃焼室内に噴射さ
れる。
【０００５】噴射サイクルを終了するときは、ドライバ
により閉コイルソレノイドの閉側に電流又は電圧が供給
される。閉コイルソレノイドに生じた磁力により、スプ
ールが閉位置又はスタート位置に移動し、そのことによ
り弁制御体の作動ポートが閉ざされる。そして増倍器や
高圧室内の作動流体圧力が低下してニードルスプリング
によりニードルが閉位置に移動される。このときノズル
の先端は噴射穴を閉ざし、燃料噴射サイクルが終了す
る。この段階では、弁制御体の周囲にある排出穴を介し
て、作動流体は燃料噴射器から排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１３を参照すると、
排出穴１０は弁制御体１２やスプール１４を囲み、弁制
御体１２内の空気１６は作動流体１８よりも低い位置に
ある。このことにより、弁制御体１２やスプール１４の
溝２０は空気１６で満たされる。そして図１４に示され
る次のサイクル時間では、スプール１４が開位置に移動
したときに、空気１６が溝２０内に閉じこめられ、作動
ポート２３の作動流体１８内に気泡が発生する。燃料を
燃焼室に噴射するために、この閉じこめられた空気が作
動流体によって圧縮され、作動流体が増倍ピストンに作
用する前に部分的に液化して希釈される。そのことによ
り、作動流体内の空気の量に依存する噴射のばらつきが
生じ、特に低燃料量における燃焼効率を低下させる。
【０００７】そこで本発明は、従来の欠点を克服し、作
動流体中への空気の混入を防止又は低下できる油圧作動
型燃料噴射器及び該噴射器用の弁制御体を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、作動流体供給部と、該供給部に連通可能
に設けられ、燃料噴射器の増倍室に作動流体を供給する
ための作動ポートと、該供給部と該作動ポートに連通す
る少なくとも１個の連通ポートと、該作動ポートに連通
し、空気が該作動ポート内に侵入して作動流体に混入す
るのを防止する少なくとも１個の排出穴とを備えた燃料
噴射器用の弁制御体を提供している。
【０００９】本発明は更に、オイル供給部と、該オイル
供給部と連通し、該オイル供給部と燃料噴射器の増倍室
との間でオイルを搬送する少なくとも１個のポートと、
少なくとも１個の連通ポートを表面に形成し、該少なく
とも１個の連通ポートにより該少なくとも１個のポート
と該オイル供給部との間に流路を提供する開口部と、該
開口部内に位置し、第１の位置と第２の位置との間で摺
動可能であるスプールと、オイルを排出するための少な
くとも１個の排出ポートとを備え、該スプールは少なく
とも１個の連絡ポートを有し、該スプールが該第１の位
置にあるときは、該開口部の該少なくとも１個の連通ポ
ートが該少なくとも１個の連絡ポートに整合し、該スプ
ールが該第２の位置にあるときにオイルが該排出ポート
から排出され、該少なくとも１個の排出ポートは、オイ
ルの液面よりも上側に位置して、空気が該スプールの該
少なくとも１個の連絡ポートに侵入するのを阻止する燃
料噴射器用の弁制御体を提供している。
【００１０】更に本発明は、供給部と、該供給部と連通
する少なくとも１個の作動ポートと、該供給部と該少な
くとも１個の作動ポートとの間で該供給部と該少なくと
も１個の作動ポートとに連通する少なくとも１個の連絡
ポートと、該少なくとも１個の連絡ポートに整合可能な
少なくとも１個の流体通路を備えたスプールと、該少な
くとも１個の作動ポートに連通すると共に該少なくとも
１個の作動ポートの上側に位置し該作動ポート内に捕獲
される空気を減少させる少なくとも１個の排出穴とを備
えた制御弁体と、中央に穴部が形成されると共に肩部を
備え、該弁制御体に裁置された増倍部と、該増倍部の中
央穴部内に摺動可能に位置するピストンと、第１端部と
第２端部と軸部とを有し、該ピストンに接触するプラン
ジャと、該プランジャの軸部の周囲に設けられ、該ピス
トンと該増倍部の該肩部との間に介装され、該ピストン
と該プランジャとを該弁制御体付近の第１の位置に付勢
する増倍スプリングと、該プランジャの該第２端部に形
成された高圧燃料室と、該高圧室と連通する燃料穴部が
形成されたノズルと、該ノズル内に位置するニードル
と、該ニードルを取り囲み該燃料穴部と連通する燃料室
とを備えたオイル作動型燃料噴射器を提供している。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
燃料噴射器について図１乃至図３に基づき説明する。図
１は燃料噴射器の全体図を示す。燃料噴射器１００は弁
制御体１０２と、倍増器本体１２０とノズル１４０とを
有する。弁制御体１０２は複数の作動ポート１０６と連
通する入力領域（作動流体供給部）１０４を有する。少
なくとも１個の溝又はオリフィス（以下単に「溝」と称
す）１０８が、入力領域１０４と作動ポート１０６との
間で両者間に連通している。少なくとも１個（好ましく
は２個以上）の排出穴１１０が弁制御体１０２内に位置
し、排出穴１１０は作動ポート１０６に連通している。
排出穴１１０は作動ポート１０６内の作動流体内に捕獲
された空気を除去又は実質的に減少させるためのもので
ある。
【００１２】スプール１１２は少なくとも１個の溝又は
オリフィス（以下「溝」と称す）を有し、弁制御体１０
２内に摺動可能に設けられる。開コイル１１６と閉コイ
ル１１８がスプール１１２の両側に配置され、図示せぬ
ドライバによって励起されてスプール１１２を閉位置と
開位置との間で駆動させる。開位置では、スプール１１
２の溝１１４は弁制御体１０２の溝１０８と整合し、そ
のことにより弁制御体１０２の入力領域１０４と作動ポ
ート１０６との間で作動流体が連通できる。
【００１３】増倍器本体１２０は、公知の手段によって
弁制御体１０２に裁置される。例えばＯリングのような
シール１２２を増倍器本体１２０の裁置面と弁制御体１
０２との間に介装するのが好ましい。ピストン１２４が
増倍器本体１２０内に摺動可能に位置し、ピストン１２
４はプランジャ１２６の上端に接触している。増倍スプ
リング１２８がプランジャ１２６の一部例えば軸部の周
囲に配置されると共に、スプリング１２８はピストン１
２４と増倍器本体１２０の内部に形成されたフランジ又
は肩部１２９との間に介装されている。増倍スプリング
１２８はピストン１２４とプランジャ１２６とを弁制御
体１０２付近の第１位置に付勢している。複数の排出穴
１３０及び圧力開放穴１３２が、増倍器本体１２０に形
成されている。これらの穴１３０，１３２は、プランジ
ャ１２６付近に位置している。
【００１４】チェックディスク１３４が、増倍器本体１
２０の下方でかつ弁制御体１０２とは反対側に位置して
いる。チェックディスク１３４の上面１３４Ａと、プラ
ンジャ１２６の端部１２６Ａと、増倍器本体１２０の内
周壁面１２０Ａとにより高圧室１３６が画成される。燃
料供給チェック弁１３８が、チェックディスク１３４内
に位置し、高圧室１３６と図示せぬ燃料領域とを連通さ
せる。この連通によって、プランジャ１２６が上昇スト
ロークにあるときに、燃料領域にある燃料が高圧室１３
６に流入できる。圧力開放穴１３２は、プランジャ１２
６が第１の位置に付勢されているときに高圧室１３６に
も連通するが、プランジャ１２６がチェックディスク１
３４方向の下方に付勢されたときはこの連通は遮断され
る。チェックディスク１３４には高圧室１３６と連通す
る角度付きの燃料通路穴１３９が形成されている。
【００１５】チェックディスク１３４とノズル１４０と
の間にはバネ収容体１４２が設けられる。バネ収容体１
４２には、チェックディスク１３４の角度付き燃料通路
穴１３９と連通する直線状の燃料通路穴１４４が形成さ
れる。バネ収容体１４２は更に、大径部１４８Ａと小径
部１４８Ｂとからなる中央穴１４８が形成されている。
バネ１５０とバネ座１５２が大径部１４８Ａ内に配置さ
れ、ピン１５４が小径部１４８Ｂに位置している。
【００１６】ノズル１４０には、バネ収容体１４２の直
線状燃料通路穴１４４と整合する第２の角度付き燃料通
路穴１４６が形成されている。ニードル１５６がノズル
１４０の中央部に配置され、スプリング１５０によりピ
ン１５４を介して下方に付勢される。燃料室１５８が第
２の角度付き通路通路穴１４６に連通して穴ニードル１
５６を取り囲んで形成されている。ナット１６０が増倍
器本体１２０，チェックディスク１３４，ノズル１４
０，バネ収容体１４２と螺合している。
【００１７】図２は、スプール１１２が閉位置又はスタ
ート位置にある弁制御体１０２を示す。下側の排出穴１
１０ａは栓が施されており、排出穴１１０や溝１０８内
の空気１６２は排出プロセスにおいては作動ポート１０
６内の作動流体よりも高い位置にある。弁制御体１０２
に下側の排出穴１１０ａを形成しなくともよい。本実施
例では排出プロセスにおいて、作動ポート１０６の作動
流体１６４は上側の排出穴１１０ｂの位置まで上昇して
いる。作動流体１６４はスプール１１２の溝１１４内に
も達しているが、空気１６２が溝１０８の上部内や弁制
御体１０２の上側排出穴１１０ｂ内に留まっている。か
かる構成によれば、上側の排出穴１１０ｂ内の空気と溝
１０８の上部内の空気は作動ポート１０６の作動流体よ
りも高い位置にある。スプール１１２が閉位置にあると
きは、溝１０８と溝１１４とが合致していないために、
供給部１０４にある作動流体１６４は、作動ポート１０
６には流入しない。
【００１８】図３はスプール１１２が開位置にある弁制
御体１０２を示す。この状態では、弁制御体１０２の溝
１０８とスプール１１２の溝１１４が互いに合致してお
り、供給部１０４にある作動流体１６４は作動ポート１
０６に流入できる。図３に示されるように、作動流体１
６４が流れているときは、極少量の空気１６２が溝１０
８内に捕獲されロックされる。従って、極少量の空気１
６２は作動流体１６４内に捕獲される。これは、スプー
ル１１２が閉位置（図２）にあったときに、空気１６２
は作動流体１６４よりも高い位置にあったからである。
よって圧縮され作動流体内にとけ込む空気の量も極少量
なので、特に少量の燃料噴射の場合に噴射のばらつきを
最小限に抑えることができる。
【００１９】本発明の第２の実施の形態による油圧作動
型燃料噴射制御弁について図４乃至図５に基づき説明す
る。図４は、スプール１１２が閉位置にある弁制御体１
０２を示し、図５は、スプール１１２が開位置にある弁
制御体１０２を示す。これらの図において、排出穴１１
０はインレット１１１を有し、それは弁制御体１０２の
溝１０８やスプール１１２の溝１１４よりも上方に位置
している。排出穴１１０のインレット１１１は、空気を
溝１０８や１１４に充満させない位置にある。これは、
排出プロセス中及びその後で、作動流体１６４が排出穴
１１０内に留まるような位置に排出穴１１０があるから
である。しかして空気１６２は溝１１０や１１４内に入
り込めない。即ち、空気１６４は常に溝１０８や１１４
よりも高い位置にある。
【００２０】以上のことから、スプール１１２が閉位置
にあり、排出プロセスが開始したときは、空気１６２は
弁制御体１０２の溝１０８やスプール１１２の溝１１４
内には侵入できない。よって図５に示されるように、供
給側１０４と作動ポート１０６間を流れる作動流体１６
４内には、捕獲された空気は存在しない。
【００２１】本発明の第３の実施の形態による油圧作動
型燃料噴射弁について図６に基づき説明する。排出穴１
１０にはチェック弁１６６が設けられる。チェック弁１
６６は球（又は板又は円錐形）１７０を座１７２に着座
させる方向に付勢するためのスプリング１６８を有す
る。チェック弁１６６が設けられているので、排出穴１
１０は下方を向いている。排出プロセスにおいては、作
動流体１６４の圧力がスプリング１６８のバネ力にうち
勝ち、球１７０が座１７２から離間する。このことによ
り、排出プロセスにおいては、作動流体１６４は排出穴
１１０から排出される。スプール１１２が開位置にきた
とき、又は排出が停止したときは、球１７０は座１７２
に着座し、空気がシステム内に侵入することはない。こ
のようにして、スプール１１２が閉位置にあり、排出プ
ロセスが開始したときは、空気１６２が溝１０８や１１
４に侵入してロックされることは不可能となる。かかる
構成では、空気１６２が作動流体１６４に混入すること
はなく、燃料の消費に一貫性と予測性が備わり、より燃
焼効率が増す。
【００２２】図７は、従来の燃料噴射器と図１乃至図３
に示される第１の実施の形態による燃料噴射器を用い、
いくつかの互いに異なるテスト圧（４０バール〜２４０
バール）における性能試験結果を示すグラフである。線
２００は、第１の実施の形態による燃料噴射器のデータ
であり、線３００は、従来の燃料噴射器のデータであ
る。試験の条件を以下に示す。 １．エンジン回転数 １０００ＲＰＭ ２．ポンプ回転数 １０００ＲＰＭ ３．油温 約９３℃ ４．較正流体温度 約４０℃ なお、較正流体とは、
テストに用いた燃料噴射器に用いられるオイルなどの流
体である。
【００２３】図７において、黒丸１と白丸２は栓をして
いない時の測定値であり、菱形１と三角２は、下側の排
出穴に栓をしたときの測定値である。図７から明らかな
ように、本実施の形態による燃料噴射器は、作動流体へ
の空気の混入を阻止していなかった従来の燃料噴射器と
比較して、いずれのテスト圧においても、性能が勝って
いることが判る。例えば本発明に関する線２００は、従
来品に関する線３００よりもよりリニアなデータとなっ
ており、噴射器の噴射ストロークが従来品よりも効率的
であることが判る。またいずれの圧力値においても、線
２００のほうが線３００よりも高い値を示しており、特
定の圧力値において本発明品のほうが従来品に比較して
燃料の供給量が多いことが判る。これは本発明のほうが
作動流体の圧力作用がより有効に機能しているからであ
る。
【００２４】本実施の形態の優秀性は特に、より高い動
作圧力、例えば１６０バールでの性能において顕著であ
る。かかる優秀性は本実施の形態において、空気が作動
流体に混入するのを実質的に阻止していることに起因し
ており、それは弁制御体１０２の排出穴１１０の位置や
形状によって直接的にもたらされるものである。
【００２５】図８乃至１１は、本発明による油圧作動型
燃料噴射器と従来の燃料噴射器の性能を示すグラフであ
る。試験の条件は図７の試験条件と同じである。また図
１２は、図７のグラフ中の白抜きで示される設定態様に
関するグラフを詳細に示したグラフであり、図８〜図１
１について共通のものである。図８の圧力値は６０バー
ル（約２３２０ｐｓｉ）、図９の圧力値は２４０バール
（約３４８０ｐｓｉ）、図１０の圧力値は８０バール
（約１１６０ｐｓｉ）、図１１の圧力値は４５バール
（約５８０ｐｓｉ）である。図８乃至図１１において、
実線１及び長破線２は、栓なしのデータであり、点線１
及び短破線２は、下側の排出穴に栓をした時のデータで
ある。いずれも本発明のデータが従来の噴射器のデータ
よりも勝っていることが判る。
【００２６】次に動作について説明する。図示せぬドラ
イバによりまず開コイル１１６が励起される。励起され
た開コイル１１６により、スプール１１２がスタート位
置から開位置に移動する。開位置においては、弁制御体
１０２の溝１０８とスプール１１２の溝１１４とが合致
するので、供給部１０４の加圧作動流体が弁制御体１０
２の作動ポート１０６に流入する。以下に詳述するよう
に、弁制御体１０２の排出穴１１０の位置と形状とによ
り、空気が作動流体に混入するのを防止する。
【００２７】加圧作動流体がひとたび作動ポート１０６
に流入すると、加圧流体はピストン１２４とプランジャ
１２６とに作用する。即ち、加圧作動流体はピストン１
２４とプランジャ１２６とを下方に押し始め、増倍スプ
リング１２８を圧縮する。ピストン１２４が下方に押さ
れると、高圧室１３６内の燃料がプランジャ１２６の端
部１２６Ａによって圧縮される。よって圧縮された燃料
は、穴１３９，１４４，１４６内に強制的に送られ、ニ
ードル１５６を取り囲む燃料室１５８に至る。プランジ
ャ１２６が下方に押されたときに、燃料供給チェック弁
１３８は、燃料が供給部から高圧室１３６内に流入する
のを阻止する。作動ポート１０６内の流体圧が増加して
ゆくにつれ、ニードルスプリング１４８が上方に付勢さ
れるまでは、流体圧はニードルチェック弁を開くための
圧力を越えて上昇する。このとき、ノズル１４０の噴射
口が開き、燃料がエンジンの燃焼室内に噴射される。
【００２８】噴射サイクルを終了するときは、ドライバ
が閉コイル１１８を励起する。閉コイル１１８に生じた
磁力により、スプール１１２は閉位置又はスタート位置
に移動して、弁制御体１０２の作動ポート１０６を閉鎖
する。即ち、溝１０８と溝１１４とはもはや整合せず、
供給部１０４から作動ポート１０６への作動流体の流れ
が遮断される。このとき、ニードルスプリング１５０
は、ニードル１５６をノズル１４０の燃料噴射口方向で
ある下方に付勢して噴射口が塞がれる。同様に、増倍ス
プリング１２８は、プランジャ１２６とピストン１２４
とを閉鎖位置又は弁制御体１０２付近の第１の位置に付
勢する。プランジャ１２６が上方に移動したとき、圧力
開放穴１３２は高圧室１３６の圧力を開放し、その結果
燃料が、燃料供給チェック弁１３８を介して高圧室１３
６に流入可能な状態となる。そして次のサイクルでは、
燃料は高圧室１３６内で圧縮される。
【００２９】プランジャ１２６とピストン１２４とが弁
制御体１０２方向に移動したとき、作動流体の排出穴１
１０を通じての排出が開始される。これはピストン１２
４と弁制御体１０２との間の隙間が狭いことに起因す
る。以下に述べるように、排出穴１１０は、作動ポート
１０６内の作動流体内に空気が捕捉されないようにまた
は空気の捕捉量を減少するために設計されている。
【００３０】図２、図３に示される第１の実施の形態で
は、下側の排出穴１１０ａには栓が施され、排出プロセ
スにおいて空気が作動流体の液面より上側に留まるよう
にしている。又は弁制御体１０２において下側の排出穴
１１０ａを形成せずともよい。排出プロセスにおいて
は、作動流体は上側の排出穴１１０ｂ位置まで上昇す
る。作動流体は溝１１４内にも充満する。システム内の
空気、例えば上側の排出穴１１０ｂ内の空気や溝１０８
の上部にある空気は、作動流体の液面よりも上側にあ
る。スプール１１２が開位置となる次のサイクルでは、
溝１０８内に閉じこめられた空気は極少量であり、極少
量の空気が作動流体内に混入する。これは、スプール１
１２が閉位置にあったときに、空気は作動流体の液面の
上側に留まっていたためである。よって捕獲され圧縮を
受け作動流体内にとけ込んだ空気は極少量なので、噴射
のばらつきを最小限に抑えることができる。
【００３１】図４、図５に示される第２の実施の形態で
は、排出穴１１０のインレット１１１は、弁制御体１０
２の溝１０８やスプール１１２の溝１１４よりも上側に
位置している。この位置関係により、排出プロセスにお
いて溝１０８，１１４が空気で満たされるのを阻止す
る。排出穴内の空気は常に溝１０８，１１４よりも上側
にのみ存在するからである。スプール１１２が再度開く
と、作動流体は供給部１０４と作動ポート１０６との間
を流れるが、このとき作動流体内においては捕捉された
空気は存在しない。
【００３２】図６に示される第３の実施の形態では、排
出穴１１０にはチェック弁１６６が設けられ、排出プロ
セスにおいて空気がシステム内に侵入するのを阻止す
る。スプール１１２が閉位置にあり排出プロセスが開始
されると、空気の侵入が不可能となり、溝１０８，１１
４内で空気がロックされることがなく、そのため作動流
体内への空気の混入がなく、燃料消費がより効率的とな
る。
【００３３】本発明による油圧作動型燃料噴射器は上述
した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載し
た範囲で種々の変形や改良が可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明は機械的又は電気的な制御による
油圧作動型燃料噴射器において、燃料噴射過程において
オイル等の作動流体内への空気の混入を減少又は防止で
きる。本発明の油圧作動型燃料噴射器は更に、スプール
又は弁制御体自体の溝又はオリフィスのみならず弁制御
体内での空気の捕獲が生じない。更に本発明の油圧作動
型燃料噴射器は、低燃料量における噴射のばらつきを減
少でき、油圧の全範囲において燃料噴射器の信頼性を向
上することができる。このことにより、低燃料量の噴射
であっても燃料消費効率の向上をもたらすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射器の
全体を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射器を
示す断面図であり、特にスプールが閉位置にある弁制御
体を示す。
【図３】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射器を
示す断面図であり、特にスプールが開位置にある弁制御
体を示す。
【図４】本発明の第２の実施の形態による燃料噴射器を
示す断面図であり、特にスプールが閉位置にある弁制御
体を示す。
【図５】本発明の第２の実施の形態による燃料噴射器を
示す断面図であり、特にスプールが開位置にある弁制御
体を示す。
【図６】本発明の第３の実施の形態による燃料噴射器の
弁制御体を示す断面図。
【図７】従来の燃料噴射器と第１の実施の形態による燃
料噴射器の性能試験結果を示すグラフ。
【図８】圧力値が１６０バールのときの本発明による燃
料噴射器と従来の燃料噴射器の性能試験結果を示すグラ
フ。
【図９】圧力値が２４０バールのときの本発明による燃
料噴射器と従来の燃料噴射器の性能試験結果を示すグラ
フ。
【図１０】圧力値が８０バールのときの本発明による燃
料噴射器と従来の燃料噴射器の性能試験結果を示すグラ
フ。
【図１１】圧力値が４５バールのときの本発明による燃
料噴射器と従来の燃料噴射器の性能試験結果を示すグラ
フ。
【図１２】図８〜図１１のグラフについて共通の条件を
示すグラフ。
【図１３】従来の燃料噴射器を示す断面図であり、特に
スプールが閉位置にある弁制御体を示す。
【図１４】従来の燃料噴射器を示す断面図であり、特に
スプールが開位置にある弁制御体を示す。
【符号の説明】
１００ 燃料噴射器 １０２ 弁制御体 １０４ 入力領域（供給部） １０６ 作動ポート １０８，１１４ 溝 １１０ 排出穴 １１１ インレット １１２ スプール １１６ 開コイル １１８ 閉コイル １２０ 倍増器本体 １２４ ピストン １２６ プランジャ １２８ 増倍スプリング １３０ 排出穴 １３２ 圧力開放穴 １３４ チェックディスク １３６ 高圧室 １３８ 燃料供給チェック弁 １３９，１４４，１４６ 燃料通路穴 １４０ ノズル １４２ バネ収容体 １４８ ニードルスプリング １５０ ニードルスプリング １５６ ニードル １５６ 穴ニードル １６６ チェック弁 １６８ スプリング １７０ 球
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーンド ニッチハマー アメリカ合衆国、サウスカロライナ州 29016、ブライスウッド、フォックスヒル ドライブ 116番地 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AC08 AD12 BA37 CA39T CC06T CC08T CC14 CC34 CC63 CE12 CE22 CE34

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 作動流体供給部と、 該供給部に連通可能に設けられ、燃料噴射器の増倍室に
    作動流体を供給するための作動ポートと、 該供給部と該作動ポートに連通する少なくとも１個の連
    通ポートと、 該作動ポートに連通し、空気が該作動ポート内に侵入し
    て作動流体に混入するのを防止する少なくとも１個の排
    出穴とを備えたことを特徴とする燃料噴射器用の弁制御
    体。
  2. 【請求項２】 該少なくとも１個の排出穴は、該作動ポ
    ートの上側に位置する少なくとも１個の上側排出口を有
    することを特徴とする請求項１記載の弁制御体。
  3. 【請求項３】 該少なくとも１個の排出穴は、該作動流
    体の液面の下側に位置する少なくとも１個の下側排出口
    を有し、該下側排出口から作動流体が排出されるのを阻
    止するために該少なくとも１個の下側排出口には栓が施
    されていることを特徴とする請求項２記載の弁制御体。
  4. 【請求項４】 該少なくとも１個の排出穴はインレット
    を有し、該インレットは該少なくとも１個の連通ポート
    よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１記
    載の弁制御体。
  5. 【請求項５】 該作動流体は、該少なくとも１個の排出
    穴内に留まり、空気が作動ポート内に侵入して作動流体
    に混入するのを防止することを特徴とする請求項４記載
    の弁制御体。
  6. 【請求項６】 該少なくとも１個の排出穴には、該作動
    流体をドレイン側に排出させるが空気の作動ポート内へ
    の侵入を阻止するチェック弁が備えられていることを特
    徴とする請求項１記載の弁制御体。
  7. 【請求項７】 該チェック弁は球形又は板状又は円錐形
    状のいずれかの形状をなす弁体と、該少なくとも１個の
    排出穴内に位置する弁座方向に該弁体を付勢するための
    スプリングを有することを特徴とする請求項６記載の弁
    制御体。
  8. 【請求項８】 該少なくとも１個の排出穴は下方に向い
    ていることを特徴とする請求項６記載の弁制御体。
  9. 【請求項９】 該少なくとも１個の連通ポートは２個ま
    たはそれ以上の個数であることを特徴とする請求項１記
    載の弁制御体。
  10. 【請求項１０】 該少なくとも１個の連通ポートは、オ
    リフィス又は溝のいずれかであることを特徴とする請求
    項１記載の弁制御体。
  11. 【請求項１１】 スプールが更に設けられ、該スプール
    は少なくとも１個の連絡ポートを有し、該スプールは第
    １の位置と第２の位置との間を摺動可能に設けられ、該
    スプールの該少なくとも１個の連絡ポートと該少なくと
    も１個の連通ポートとは、該スプールが該第１の位置に
    ある時に互いに整合し、該少なくとも１個の排出穴は、
    該スプールの該少なくとも１個の連絡ポートに空気が侵
    入するのを阻止することを特徴とする請求項１記載の弁
    制御体。
  12. 【請求項１２】 該スプールの該少なくとも１個の連絡
    ポートは、溝又はオリフィスのいずれかにより形成さ
    れ、空気が該スプールの溝又はオリフィス内でロックす
    るのが阻止されることを特徴とする請求項１１記載の弁
    制御体。
  13. 【請求項１３】 該少なくとも１個の連絡ポートは２個
    又はそれ以上の個数であることを特徴とする請求項１１
    記載の弁制御体。
  14. 【請求項１４】 オイル供給部と、 該オイル供給部と連通し、該オイル供給部と燃料噴射器
    の増倍室との間でオイルを搬送する少なくとも１個のポ
    ートと、 少なくとも１個の連通ポートを表面に形成し、該少なく
    とも１個の連通ポートにより該少なくとも１個のポート
    と該オイル供給部との間に流路を提供する開口部と、 該開口部内に位置し、第１の位置と第２の位置との間で
    摺動可能であるスプールと、 オイルを排出するための少なくとも１個の排出ポートと
    を備え、 該スプールは少なくとも１個の連絡ポートを有し、該ス
    プールが該第１の位置にあるときは、該開口部の該少な
    くとも１個の連通ポートが該少なくとも１個の連絡ポー
    トに整合し、該スプールが該第２の位置にあるときにオ
    イルが該排出ポートから排出され、該少なくとも１個の
    排出ポートは、オイルの液面よりも上側に位置して、空
    気が該スプールの該少なくとも１個の連絡ポートに侵入
    するのを阻止することを特徴とする燃料噴射器用の弁制
    御体。
  15. 【請求項１５】 該少なくとも１個の排出ポートは、該
    スプールの少なくとも１個の連絡ポートや該開口部より
    も上側に位置するインレットを有することを特徴とする
    請求項１４記載の弁制御体。
  16. 【請求項１６】 該少なくとも１個の排出ポートの該イ
    ンレットには、チェック弁が設けられていることを特徴
    とする請求項１４記載の弁制御体。
  17. 【請求項１７】 該チェック弁は球形又は板状又は円錐
    形状のいずれかの形状をなす弁体と、該オイルを排出し
    た後に該少なくとも１個の排出穴内に位置する弁座に該
    弁体を着座付勢するためのスプリングを有することを特
    徴とする請求項１５記載の弁制御体。
  18. 【請求項１８】 該少なくとも１個の排出穴は、上側の
    組をなす排出穴と下側の組をなす排出穴とを有し、該上
    側組の排出穴はオイルの上側に位置し、該下側組の排出
    穴は栓がされていることを特徴とする請求項１４記載の
    弁制御体。
  19. 【請求項１９】 該開口部及び該スプールの該少なくと
    も１個の連絡ポートは、溝又はオリフィスであることを
    特徴とする請求項１４記載の弁制御体。
  20. 【請求項２０】 供給部と、該供給部と連通する少なく
    とも１個の作動ポートと、該供給部と該少なくとも１個
    の作動ポートとの間で該供給部と該少なくとも１個の作
    動ポートとに連通する少なくとも１個の連絡ポートと、
    該少なくとも１個の連絡ポートに整合可能な少なくとも
    １個の流体通路を備えたスプールと、該少なくとも１個
    の作動ポートに連通すると共に該少なくとも１個の作動
    ポートの上側に位置し該作動ポート内に捕獲される空気
    を減少させる少なくとも１個の排出穴とを備えた制御弁
    体と、 中央に穴部が形成されると共に肩部を備え、該弁制御体
    に裁置された増倍部と、 該増倍部の中央穴部内に摺動可能に位置するピストン
    と、 第１端部と第２端部と軸部とを有し、該ピストンに接触
    するプランジャと、 該プランジャの軸部の周囲に設けられ、該ピストンと該
    増倍部の該肩部との間に介装され、該ピストンと該プラ
    ンジャとを該弁制御体付近の第１の位置に付勢する増倍
    スプリングと、 該プランジャの該第２端部に形成された高圧燃料室と、 該高圧室と連通する燃料穴部が形成されたノズルと、 該ノズル内に位置するニードルと、 該ニードルを取り囲み該燃料穴部と連通する燃料室とを
    備えたことを特徴とするオイル作動型燃料噴射器。
  21. 【請求項２１】 該少なくとも１個の排出穴は、該スプ
    ールの該少なくとも１個の流体通路の上側に位置するイ
    ンレットを有することを特徴とする請求項２０記載の燃
    料噴射器。
  22. 【請求項２２】 該少なくとも１個の排出穴には作動流
    体が保持されて、該少なくとも１個の作動ポートに空気
    が侵入して作動流体に混入するのを阻止していることを
    特徴とする請求項２０記載の燃料噴射器。
  23. 【請求項２３】 該少なくとも１個の排出穴には、該作
    動流体をドレイン側に排出させるが空気の作動ポート内
    への侵入を阻止するチェック弁が備えられていることを
    特徴とする請求項２１記載の燃料噴射器。
  24. 【請求項２４】 該少なくとも１個の排出穴は、上側の
    組をなす排出穴と下側の組をなす排出穴とを有し、該上
    側組の排出穴は該少なくとも１個の作動ポート内のオイ
    ルの上側に位置し、該下側組の排出穴は栓がされている
    ことを特徴とする請求項２０記載の燃料噴射器。
  25. 【請求項２５】 該増倍部の下側で該弁制御体から離間
    した位置にはチェックディスクが設けられ、該チェック
    ディスクの上側面と該プランジャの第２端部と増倍部の
    内周壁との組合せにより該高圧室が画成され、該ノズル
    の燃料穴部に連通して燃料ボアが形成されていることを
    特徴とする請求項２０記載の燃料噴射器。
  26. 【請求項２６】 該チェックディスク内には燃料供給チ
    ェック弁が設けられており、該燃料供給チェック弁は、
    該プランジャの上昇行程において該高圧室と燃料領域と
    を連通させることを特徴とする請求項２５記載の燃料噴
    射器。
  27. 【請求項２７】 該ノズルと該チェックディスクとの間
    にはスプリング収容部が設けられ、該スプリング収容部
    は該ニードルと接触して付勢するスプリングが設けられ
    ていることを特徴とする請求項２６記載の燃料噴射器。
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