JP2002534637A - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、燃料噴射弁部材の制御が制御室（２５）の圧力の制御によって行われる、内燃機関用の燃料噴射装置に関する。制御室（２５）は３ポート２位置方向切換え制御弁（２８）によって放圧されるか又は、燃料高圧源と接続される。制御弁（２８）はこの場合次のように構成されている。すなわちこの場合制御弁（２８）は弁体（３５）を有しており、該弁体（３５）は両側に弁シール面（３７，４２）を有しており、両弁シール面（３７，４２）は、第１の弁座（３８）及び第２の弁座（４１）と共働し、制御室（２５）への高圧供給又は制御室（２５）からの排出を制御する。制御動作のダイナミズムに影響を及ぼすために、弁体はその第２のシール面（４２）の上流に絞り間隙（４７）を有していて、第１の弁シール面（３７）の下流にカラー（４９）を有しており、このカラー（４９）と絞り間隙（４７）との間において、制御室（２５）に通じる圧力通路（２６）が延びていて、これによって制御室（２５）に対する流入と排出とに影響が及ぼされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射装置に関する。

【０００２】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４０６９０１号明細書に基づいて公知の燃
料噴射装置では、制御室における圧力を制御する、電磁石駆動式の３ポート２位
置方向切換え制御弁は、次のように構成されている。すなわちこの３ポート２位
置方向切換え制御弁は、その１つの位置において弁室を燃料高圧源と接続し、こ
の燃料高圧源はこの場合同時に制御室とも接続され、かつ他方の位置において弁
室を、同時に制御室を放圧室と接続するようになっており、そして制御弁の弁座
の下流には流出通路内に絞りが配置されており、この絞りによって放圧速度ひい
ては噴射開始時における燃料噴射弁部材の開放量を減じることができるようにな
っている。これに対して制御室への供給側には、貫流制限部は設けられておらず
、これによって燃料噴射動作の終了は、燃料噴射弁部材を閉鎖位置にもたらす、
制御室における迅速な圧力形成によって、素早く行うことができる。このような
構成もしくは配置形式には次のような欠点がある。すなわちこの場合、その抑制
制御動作によって燃料噴射開始の導入されることが望ましい、流出する燃料が、
弁座の下流において絞られ、その結果絞りの上流において圧力形成が惹起されて
しまう。抑制制御が急激に行われると、制御弁部材に対する反作用力が発生し、
このような反作用力は、弁部材の制御運動に抗して作用することに基づき、制御
弁の切換え時間に不都合な影響を及ぼす。そしてその結果、連続する噴射動作に
おける噴射量の大きなばらつきを生ぜしめることになる。

【０００３】 発明の利点 請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射装置では、
圧力媒体の抑制制御時に制御室から制御弁部材に対して生じる液圧衝撃は、噴射
動作の均一性にほとんど影響を及ぼすことがない。弁座の上流に位置している絞
りによって、不都合な反作用が阻止される。この場合絞りが、付加的な部材や付
加的な加工ステップを必要とすることなしに、弁体における形成されるという利
点がある。請求項２記載の有利な構成では、弁体に対して作用する液圧衝撃を付
加的に緩衝することができる。この場合カラーによって、弁室に流入する圧力媒
体量、つまり制御のために制御室に供給される圧力媒体量は、弁座の後ろで絞ら
れ、そして圧力形成によって、弁体に、該弁体の開放方向において作用する付加
的な力が発生する。これによって制御室においては、噴射終了のために必要な圧
力が迅速に形成され得る。その結果制御弁の切換え時間はより短縮される。第２
の弁座の開放時、つまり弁体が閉鎖方向で第１の弁座に向かって運動する時には
、カラーが存在していることに基づいて、第１の弁座の閉鎖時における遅れ、ひ
いては制御室の放圧の遅れが生ぜしめられ、したがって、既に請求項１記載の絞
りによって得ることが望まれている、噴射弁部材における圧力上昇の遅れが、生
ぜしめられる。

【０００４】 実施例の記載 次に図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

【０００５】 図１に概略的に示されている燃料噴射弁１は噴射弁ケーシング２を有しており
、この噴射弁ケーシング２に設けられた孔３内において噴射弁部材５が案内され
ている。この噴射弁部材５はその一方の端部に円錐形のシール面６を有しており
、このシール面６は、孔の端部における円錐形の弁座７と共働する。この弁座７
の下流には少なくとも１つの燃料噴射開口８が配置されており、この燃料噴射開
口８は弁座７にシール面６が接触している場合には、圧力室１０から切り離され
る。圧力室１０は圧力導管１２を介して、燃料高圧アキュムレータ１４の形の燃
料高圧源と接続可能であり、この燃料高圧アキュムレータ１４には、例えば吐出
量可変の高圧ポンプ４によってタンク１１から、噴射圧にもたされた燃料が供給
される。燃料高圧アキュムレータにおける圧力はしかしながらまた圧力制御弁９
を用いて圧力センサ１３の信号に関連して制御可能であり、この場合圧力維持の
ために必要な燃料量が抑制制御（absteuern）される。圧力室１０の領域におい
て噴射弁部材は、弁座７に向いた圧力肩部１６を有しており、この圧力肩部１６
には、圧力室１０内における高い燃料噴射高圧が噴射弁部材５の開放方向に作用
する。噴射弁部材の、圧力肩部１６とは反対の側において、噴射弁部材は結合部
分１９を介して、噴射弁部材のピストン状の端部２０にまで続いている。結合部
分１９の領域において噴射弁部材はばね受２２を有しており、このばね受２２と
燃料噴射弁の噴射弁ケーシング２との間には圧縮ばね２１が緊縮されていて、こ
の圧縮ばね２１は噴射弁部材を閉鎖方向に負荷している。

【０００６】 ピストン状の端部２０は可動の壁を形成する端面２４で、燃料噴射弁のケーシ
ング２内において制御室２５を制限しており、この場合端面２４は圧力肩部１６
よりも大きな面積を有している。制御室２５からは圧力通路２６が制御弁２８の
弁室２７に通じている。

【０００７】 制御弁は３ポート２位置方向切換え弁として形成されていて、弁プランジャ３
１を備えた制御弁部材３０を有しており、この弁プランジャ３１は、制御弁２８
のケーシング３３内におけるプランジャ案内孔３２内において案内されていて、
その一方の端部は弁室２７内に突入している。弁プランジャは弁室２７に突入し
ている端部に弁体３５を有しており、この弁体３５はプランジャ案内孔３２に向
けられた側に、第１の弁シール面３７を有している。この弁シール面３７は、弁
室２７へのプランジャ案内孔の移行部に形成された第１の弁座３８と共働する。
弁室２７へのプランジャ案内孔３２の入口とは反対の側において、弁室２７から
は、放圧室に接続された流出通路３９が延びており、この流出通路３９の、弁室
２７からの出口は、制御弁の第２の弁座４１として形成されている。この第２の
弁座４１とは弁体３５の第２の弁シール面４２が共働する。制御弁部材は、制御
装置３６によって制御される図示されていない調節駆動装置、例えば電磁石及び
／又はピエゾ駆動装置のような調節駆動装置によって、操作され、そして制御弁
部材の弁体３５は第１の弁座３８と第２の弁座４１との間において往復運動する
。制御装置はまた、圧力センサ１３のような圧力認識装置を用いて、燃料高圧ア
キュムレータ１４における圧力を制御する。プランジャ案内孔３２は供給通路と
して働き、この場合弁プランジャ３１は、第１の弁シール面３７に接続して、プ
ランジャ案内孔３２の壁と一緒にリング室の形の切欠き４５を形成している。こ
の切欠き４５には、燃料高圧アキュムレータと常に接続されている供給通路４４
が開口している。

【０００８】 両弁座３８，４１の間の領域において弁室２７からは、圧力通路２６が制御室
２５に延びている。

【０００９】 第２の弁シール面４２は円筒形のピストン部分４６の端面側に設けられており
、このピストン部分４６は円筒形の周面を有しており、この周面は弁室の円筒形
の壁と共働してリング状の絞り間隙４７を形成しており、この絞り間隙４７によ
って第２の弁座４１の上流には絞りが形成され、この絞りは、制御室２５から弁
室２７を介して流出通路３９もしくは放圧室に流出する燃料量を制御する。制御
弁部材が電磁石によって開放されると、燃料は絞られて逃げることができる。し
かしながら絞りは弁座の上流において行われるので、圧力衝撃（Druckstoss）は
ほとんど弁体３５に影響を及ぼさない。それというのは、弁体３５は弁室２７の
内部において、その流出通路側の端部における状況とは逆向きに力補償されるか
らである。

【００１０】 さらに弁体３５は、第１の弁シール面３７から弁室２７の側に間隔をおいて円
筒形のカラー４９を有しており、このカラー４９は、その外周部に隣接する弁室
の壁と一緒にリング間隙５０を形成しており、このリング間隙５０は該リング間
隙と円筒形のピストン部分４６との間に、リング室５１を形成している。このリ
ング室５１からは、弁室２７と制御室２５とを接続する圧力通路２６が分岐して
いる。カラー４９と第１の弁座３８との間には、第１の弁座３８との第１の弁シ
ール面３７の接触時に、弁圧力室５２が閉鎖形成され、この弁圧力室５２の圧力
はカラー４９の肩部５３に作用し、これによって第１の弁シール面３７が第１の
弁座３８から持ち上がった場合に、直ぐに高圧燃料が供給通路４４から弁室２７
に流入し、力成分をカラー４９に、ひいては制御弁部材３０に作用し、その結果
上に述べた開放運動が助成される。その結果制御室２５において圧力が形成され
ると同時に、噴射弁の噴射動作が迅速に終了する。この動作と同時に、第２の弁
シール面４２は第２の弁座４１へともたらされ、流出通路３９が閉鎖される。

【００１１】 逆の場合、つまり噴射を行うために、制御室２５における圧力を消滅させたい
場合には、弁体３５は上に述べたのとは逆向きに運動する。第２の弁座４１のと
ころで燃料は絞り４７によって絞られて流出し、弁体の切換え運動には弁圧力室
５２における圧力が抗して作用し、これによって制御弁部材３０の切換え運動は
遅らされる。このことは、噴射開始を騒音及び放出の理由からゆっくりと行いた
いことに基づいて、望まれていることである。弁体３５に対するこの力作用時に
は、カラー４９と円筒形のピストン部分４６との間のリング室５１における圧力
も有効であるので、弁室２７の壁に対するカラー４９のリング間隙５０の間隙幅
と、円筒形のピストン部分における絞り間隙の幅とは互いに合わせられねばなら
ない。弁座３８，４１と弁シール面３７，４２とは有利には円錐形に形成されて
いる。プランジャ案内孔３２と流出通路３９とはさらに図面に示されているよう
に、互いに同軸的に位置している。

【００１２】 円筒形のピストン部分４６には、直径を減じられた結合部分５５を介して補償
ピストン５４が接続しており、この補償ピストン５４は流出通路３９内に進入し
ていて、流出通路３９の壁に対して、絞り間隙４７のところで形成される幅に比
べて著しく大きな幅を有する間隙を形成している。

【００１３】 プランジャ案内孔３２が第１の弁座３８を有する端部において、切欠き４５の
プランジャ側の制限面よりも大きいことによって、つまりプランジャ案内孔３２
が、第１の弁座３８への第１の弁シール面３７の載着時に形成される端面によっ
て、切欠き４５内部における弁室２７の側において、切欠き４５のプランジャ側
の制限面よりも大きいことによって、制御弁部材３０は供給通路４４における圧
力によって弁室２７に向かってわずかにプレロードをかけられていることができ
る。第１の弁座３８と第１の弁シール面３７とによって形成された弁の開放方向
において作用するこの力は、図示されていない調節駆動装置の圧縮ばねと共働し
、かつ同時に、第２の弁座４１と第２の弁シール面４２とによって形成される、
流出通路３９における弁を、閉鎖する方向に作用する。このことは、この切換え
位置において無電流である電磁式の調節駆動装置において、特に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による燃料噴射装置の１実施例を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁、 ２ 噴射弁ケーシング、 ３ 孔、 ４ 高圧ポンプ、
５ 噴射弁部材、 ６ シール面、 ７ 弁座、 ８ 燃料噴射開口、 １０
圧力室、 タンク、 １２ 圧力導管、 １３ 圧力センサ、 １４ 燃料高圧
アキュムレータ、 １６ 圧力肩部、 １９ 結合部分、 ２０ 端部、 ２２
ばね受、 ２４ 端面、 ２５ 制御室、 ２６ 圧力通路、 ２７ 弁室、
２８ 制御弁、 ２９ 圧力通路、 ３０ 制御弁部材、 ３１ 弁プランジ
ャ、 ３２ プランジャ案内孔、 ３３ ケーシング、 ３５ 弁体、 ３６
制御装置、 ３７ 弁シール面、 ３８ 弁座、 ３９ 流出通路、 ４１ 弁
座、 ４２ 弁シール面、 ４４ 供給通路、 ４５ 切欠き、 ４６ ピスト
ン部分、 ４７ 絞り間隙、 ４９ カラー、 ５０ リング間隙、 ５１ リ
ング室、 ５２ 弁圧力室、 ５３ 肩部、 ５４ 補償ピストン、 ５５ 結
合部分、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AB02 BA10 BA12 BA61 CC08T CC14 CC70 CE13 CE22 CE27 DC18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関用の燃料噴射装置であって、燃料噴射弁（１）に燃
   料を供給する燃料高圧源（１４）が設けられており、燃料噴射弁（１）の、供給
   される燃料の圧力下で開放される噴射弁部材（５）が、少なくとも間接的に可動
   の壁（２４）と結合されており、該壁（２４）が制御室（２５）を制限していて
   、該制御室（２５）に圧力通路（２６）が開口しており、該圧力通路（２６）が
   他方において制御弁（２８）の弁室（２７）と常に接続されており、制御弁（２
   ８）の制御弁部材（３０）によって、高圧源有利には燃料高圧源（１）から延び
   る供給通路（４４）と弁室（２７）との間の接続部及び、弁室（２７）と放圧室
   に通じる流出通路（３９）との間における接続部が制御されるようになっており
   、制御弁部材（３０）が弁プランジャ（３１）の端部に、両側に弁プランジャの
   それぞれの操作方向に向けられた第１の弁シール面（３７）と第２の弁シール面
   （４２）とを備えていて弁室（２７）内に突入している弁体（３５）を有してお
   り、該弁体（３５）が位置に応じて、第１の弁シール面（３７）で第１の弁座（
   ３８）に接触して、この際に供給通路（４４）と弁室（２７）との間の接続部を
   閉鎖するか又は、第２の弁シール面（４２）で第２の弁座（４１）に接触して、
   この際に弁室（２７）と流出通路（３９）の間の接続部を閉鎖するようになって
   おり、さらに弁室（２７）と流出通路（３９）の間の接続部に絞り（４７）が設
   けられており、第１の弁座（３８）が、弁プランジャ（３１）を案内するプラン
   ジャ案内孔（３２）の、弁室（２７）への開口に形成され、かつ弁プランジャ（
   ３１）の、第１の弁シール面（３７）の上流側に位置する部分が、供給通路（４
   ４）と常に接続されている切欠き（４５）を有している形式のものにおいて、弁
   体（３５）が第１の弁シール面（３７）から弁室（２７）の側に、間隔をおいて
   円筒形のピストン部分（４６）を有しており、該ピストン部分（４６）が、第１
   の弁シール面（３７）とは反対の側に、弁体（３５）の第２の弁シール面（４２
   ）を有しており、かつピストン部分（４６）の周面が、弁室（２７）の円筒形の
   壁と一緒に、絞りを形成する絞り間隙（４７）を有していることを特徴とする、
   内燃機関用の燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 弁体（３５）が第１の弁シール面（３７）から弁室（２７）
   の側に間隔をおいて円筒形のカラー（４９）を有しており、このカラー（４９）
   が、該カラーの周面に隣接する弁室（２７）の円筒形の壁と一緒に、リング間隙
   （５０）を形成していて、カラー（４９）と円筒形のピストン部分（４６）との
   間にリング室（５１）が形成され、該リング室（５１）から、弁室（２７）と制
   御室（２５）との間における圧力通路（２６）が延びている、請求項１記載の燃
   料噴射装置。
3. 【請求項３】 流出通路（３９）が円筒形のピストン部分（４６）の軸線に
   対して同軸的に、第２の弁座（４１）から延びていて、流出通路（３９）内にお
   いて、円筒形のピストン部分（４６）に接続する補償ピストン（５４）が、制御
   弁部材と一緒に調節可能である、請求項１又は２記載の燃料噴射装置。