JP2002539373A - 多段式の高圧ポンプと２つの圧力アキュムレータとを備えた、内燃機関のための燃料噴射システム - Google Patents

多段式の高圧ポンプと２つの圧力アキュムレータとを備えた、内燃機関のための燃料噴射システム

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JP2002539373A JP2000605097A JP2000605097A JP2002539373A JP 2002539373 A JP2002539373 A JP 2002539373A JP 2000605097 A JP2000605097 A JP 2000605097A JP 2000605097 A JP2000605097 A JP 2000605097A JP 2002539373 A JP2002539373 A JP 2002539373A
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも２種類の高いシステム圧を有する、内燃機関のための燃料噴射システムであって、低い方のシステム圧のための、第１のポンプ（３）によって燃料供給される第１の圧力アキュムレータ（４）と、高い方のシステム圧のための、第２のポンプ（６）によって燃料供給される第２の圧力アキュムレータ（７）とが設けられており、少なくとも第２の圧力アキュムレータ（７）が、燃料噴射のために管路を介して内燃機関の個々のシリンダのインジェクタ（１０）に接続可能である形式のものにおいて、第２のポンプ（６）が、入口側で第１の圧力アキュムレータ（４）に接続されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関のための燃料噴
射システムから出発する。
【０００２】 このような形式の燃料噴射システムは、たとえば国際公開第９８／０９０６８
号パンフレットに基づき公知である。
【０００３】 圧力アキュムレータを備えた燃料噴射システムの使用は、ディーゼルエンジン
もしくはガソリン直接噴射式エンジンにおいて公知である。この燃料噴射システ
ムは、高圧ポンプと、部分的にプレフィードポンプ（約１０ｂａｒまでの圧力）
とによって働く。また、吸込み絞り制御部を備えた燃料噴射システムも公知であ
る。
【０００４】 現在、ディーゼル燃料を噴射するためのインジェクタは、行程制御式の燃料噴
射システムと、圧力制御式の燃料噴射システムとの間で異なっている。圧力制御
式の燃料噴射システムでは、インジェクタのノズル室内に形成された燃料圧によ
って、弁体（たとえばノズルニードル）が閉鎖力の作用に抗して開制御され、し
たがって、ノズル開口が燃料の噴射のために開放される。行程制御式の燃料噴射
システムでは、弁体を用いての噴射開口の開閉が、２種類の燃料圧をノズル室と
制御室とで液圧的に協働させることに基づき行われる。燃料をノズル室からシリ
ンダ内へ流出、つまり噴射させる圧力が噴射圧と呼ばれるのに対して、システム
圧とは、燃料噴射システム内で使用されるかもしくは貯蔵されている燃料の圧力
を意味している。さらに、インジェクタには、可変な噴射孔横断面（可変ノズル
：Ｖａｒｉｏｄｕｅｓｅ）もしくは２段式のノズルニードル行程を有する噴射ノ
ズルが設けられている。
【０００５】 前記国際公開第９８／０９０６８号パンフレットに基づき公知の行程制御式の
燃料噴射システムでは、燃料タンクからの燃料が２種類の高いシステム圧に、そ
れぞれ１つのポンプを用いて圧縮されて、それぞれ圧力アキュムレータ内へ圧送
される。弁制御部を介して、高い方のシステム圧または低い方のシステム圧を噴
射のためにインジェクタのノズル室内へ案内することができる。
【０００６】 さらに、ヨーロッパ特許出願公開第０７１１９１４号明細書に基づき、圧力制
御式の燃料噴射システムが公知である。この燃料噴射システムでは、高圧ポンプ
を用いて燃料が、約１２００ｂａｒの第１の高いシステム圧に圧縮されて、第１
の圧力アキュムレータ内に貯蔵される。さらに、高圧下にある燃料は第２の圧力
アキュムレータ内にも圧送される。この圧力アキュムレータ内では、２ポート２
位置切換弁を用いての燃料供給の制御によって、約４００ｂａｒの第２の高いシ
ステム圧が維持される。その後、弁制御ユニットを介して、低い方のシステム圧
または高い方のシステム圧がインジェクタのノズル室内へ案内される。このノズ
ル室内では、ばね負荷された弁体が圧力によって弁座から持ち上げられ、これに
よって、燃料がノズル開口から流出することができる。
【０００７】 発明の利点 圧力形成における効率を改善するために、本発明による燃料噴射システムは、
請求項１の特徴部に記載の特徴を有している。さらに有利な構成が請求項２以下
に記載されている。
【０００８】 ２種類の圧力もしくは２つの圧送段階を使用できることによって、低い方のシ
ステム圧（第１の高圧段階）を、第２の高圧段階（高い方のシステム圧）の漏れ
量に対するシールのために使用することができる。両ポンプが、１つのケーシン
グ内に収納されていると有利である。
【０００９】 第１の高圧段階の圧力（たとえば約２００ｂａｒ）は、たとえば、吸気弁もし
くは排気弁の、液圧式の弁調整、カム軸と対応関係にある部分の調整、エンジン
ブレーキシステムの操作等を可能にするために使用することができる。さらに、
第１の高圧段階の圧力によって、前噴射および／または後噴射を実現することが
できる。
【００１０】 たとえばオットエンジンでの特定の使用事例のために、潤滑オイルから燃料へ
のまたは燃料から潤滑オイルへの液圧的な変換が（第１の高圧段階もしくは第２
の高圧段階で選択的に）行われる。さらに、開放横断面を制御するためもしくは
噴射ノズル（制御圧）の制御のために、第１の高圧段階の圧力を行程制御的にま
たは圧力制御的に使用することが可能である。行程の制御は、圧力／移動行程距
離（ばね力）によってまたは固定的なストッパによって極めて簡単に行うことが
できる。圧力は、圧電式の弁または電磁弁を介して切り換えられてよい。この場
合、全シリンダのための制御圧は、１つの弁を介して中央でまたは複数の弁を介
して局所的に切り換えられ得る。噴射ノズルを制御するために、場合によっては
、この噴射ノズルの漏れオイル管路も適している。第１の高圧段階の制御圧によ
って、たとえば可変ノズルもしくはバリオノズルが制御されてもよい。燃料噴射
システムは、オットエンジンおよびディーゼルエンジンのために適している。
【００１１】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、ただ１つの高圧ポンプもし
くは高圧段階しか有していない燃料噴射システムに比べてより良好な効率を獲得
することができる。
【００１２】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、ポンプを高い方の圧力に対
してより良好にシールすることができる。
【００１３】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、たとえば吸気機構もしくは
排気機構のような、エンジンに既存のシステムを燃料システムを介して制御する
ことができる。
【００１４】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、コンパクトな構成が可能で
ある。圧電式の弁または電磁弁は、単数もしくは複数の圧力アキュムレータに設
けることができ、シリンダヘッド内で直接ノズルホルダに配置する必要はない。
【００１５】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、噴射ノズルを圧力制御式に
または行程制御式に制御することができ、しかも噴射圧とは無関係に無段式にま
たは行程ストッパによって制御することも可能である。
【００１６】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、圧電式の弁または電磁弁の
操作のための電力を減少させることができる。なぜならば、僅かな制御圧と、僅
かな移動行程距離とが可能であるからである。
【００１７】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、モジュール式の構成が可能
である。
【００１８】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、噴射開始を自由に選択する
ことができる。したがって、前噴射と後噴射とが可能である。
【００１９】 さらに、本発明による燃料噴射システムによって、第１の高圧段階の圧力を前
噴射および／または後噴射のために使用することができる。僅かな噴射圧によっ
て、煤形成とオイル希薄とが十分に回避される。
【００２０】 本発明の対象の、さらなる利点および有利な構成は、実施例の説明、図面の簡
単な説明および特許請求の範囲から知ることができる。
【００２１】 実施例の説明 以下に、４気筒エンジンの、本発明による燃料噴射システムの種々異なる実施
例を概略的な図面につき詳しく説明する。
【００２２】 各図面に示した燃料噴射システムでは、燃料が燃料タンク１からフィルタ２を
介して第１の高圧ポンプ３によって、たとえば２００ｂａｒのシステム圧に圧縮
されて、第１の圧力アキュムレータ（たとえばレール）４内へ圧送される（第１
の高圧段階）。第１の高圧ポンプ３の漏れは、管路５を介して燃料タンク１内へ
戻し案内される。
【００２３】 後続の圧縮段階では、第１の圧力アキュムレータ４からの燃料が第２の高圧ポ
ンプ６によって（場合によっては後続の吸込み絞り制御部によって）、たとえば
２０００ｂａｒの所望の噴射圧にさらに圧縮されて、第２の圧力アキュムレータ
（たとえばレール）７内へ圧送される（第２の高圧段階）。両高圧ポンプ３，６
のためには、列型ポンプ、分配型ポンプ、ダイアフラム型ポンプ等が適している
。この場合、当然ながら、第１の高圧段階は少なくとも、完全な全負荷量を圧送
できるようになっていなければならない。第２の高圧ポンプ６の漏れは、管路８
を介して第１の圧力アキュムレータ４内へ戻し案内される。
【００２４】 燃料を個々のシリンダ内へ噴射する４つのインジェクタ１０は、高い方のシス
テム圧での噴射のために、管路を介して第２の圧力アキュムレータ７に接続され
ており、低い方のシステム圧での噴射のために、管路を介して第１の圧力アキュ
ムレータ４に接続されている。
【００２５】 図１ａの実施例では、燃料が第２の圧力アキュムレータ７から共通の高圧管路
９を介して全てのインジェクタ１０に供給される。また、第１の圧力アキュムレ
ータ４からの燃料は、弁ユニット１１によって中央で制御されて、共通の高圧管
路１２を介して全てのインジェクタ１０に供給される。中央の弁ユニット１１の
漏れは、管路１３を介して燃料タンク１内へ戻し案内される。図１ｂに示した実
施例は、インジェクタ１０が別個の高圧管路１０９を介して第２の圧力アキュム
レータ７に接続されているという点で図１ａの実施例と異なっている。各高圧管
路１０９に設けられたそれぞれ１つの（局所的な）弁ユニッ１４トを介して、各
シリンダのための噴射を個々に制御することができる。
【００２６】 図１ａに示した実施例とは異なり、図２ａでは、漏れを導出させるために共通
の管路１５が、中央の弁ユニット１１ではなくインジェクタ１０に接続されてい
る。第１の高圧段階の圧力は、たとえば、吸気弁もしくは排気弁の、液圧式の弁
調整、カム軸と対応関係にある部分の調整、エンジンブレーキシステムの操作等
を可能にするためにも使用することができる。このためには、図２ｂに示した実
施例において、第１の圧力アキュムレータ４が、付加的に管路１６によって弁ユ
ニット１７を介して燃料噴射システムの、単数または複数の液圧式の制御ユニッ
ト（図示せず）に接続されている。図２ｃに示した実施例は、インジェクタ１０
が別個の高圧管路１０９を介して第２の圧力アキュムレータ７に接続されている
という点で図２ａの実施例と異なっている。各高圧管路１０９に設けられたそれ
ぞれ１つの（局所的な）弁ユニッ１４トを介して、各シリンダのための噴射を個
々に制御することができる。
【００２７】 図３ａ〜図３ｃに示した実施例では、燃料が第１の圧力アキュムレータ４から
個々のインジェクタ１０へ、中央でただ１つの弁ユニットを介して配分されるの
ではなく、各インジェクタ１０のためのそれぞれ１つの弁ユニット１１１を備え
た管路１１２を介して別個に配分される。図３ａに示した実施例では、全ての弁
ユニット１１１のために共通の管路１１３が設けられており、これによって、漏
れが燃料タンク１の方向へ導出されるのに対して、図３ｂでは、インジェクタ１
０のために、同じく燃料タンク１に通じる共通の管路１５が設けられている。最
後に、図３ｃにさらに示した燃料噴射システムでは、各インジェクタ１０のため
に付加的に、高い方のシステム圧のためのそれぞれ１つの固有の高圧管路１０９
と弁ユニット１４とが設けられている。
【００２８】 弁ユニット１１，１１１，１４は、圧電式の弁または電磁弁として形成されて
いてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 低い方のシステム圧でインジェクタを制御するための、中央の弁ユニットと、
この弁ユニットのための漏れ管路とを備えた実施例を示す図である。
【図１ｂ】 図１ａに相応する実施例を示す図であって、各インジェクタのために付加的に
、高い方のシステム圧のための弁ユニットが設けられている。
【図２ａ】 低い方のシステム圧でインジェクタを制御するための、中央の弁ユニットと、
全てのインジェクタのための共通の漏れ管路とを備えた実施例を示す図である。
【図２ｂ】 図２ａに相応する実施例を示す図であって、低い方のシステム圧によって付加
的に、後続の制御ユニットが液圧式に制御されるようになっている。
【図２ｃ】 図２ａに相応する実施例を示す図であって、各インジェクタのために付加的に
、高い方のシステム圧のための弁ユニットが設けられている。
【図３ａ】 低い方のシステム圧で制御される各インジェクタのためのそれぞれ１つの弁ユ
ニットと、全ての弁ユニットのための共通の漏れ管路とを備えた実施例を示す図
である。
【図３ｂ】 図３ａに相応する実施例を示す図であって、インジェクタのための共通の漏れ
管路が設けられている。
【図３ｃ】 図３ａに相応する実施例を示す図であって、各インジェクタのために付加的に
、高い方のシステム圧のための弁ユニットが設けられている。
【符号の説明】
１ 燃料タンク、 ２ フィルタ、 ３ 高圧ポンプ、 ４ 圧力アキュムレ
ータ、 ５ 管路、 ６ 高圧ポンプ、 ７ 圧力アキュムレータ、 ８ 管路
、 ９ 高圧管路、 １０ インジェクタ、 １１ 弁ユニット、 １２ 高圧
管路、 １３ 管路、 １４ 弁ユニット、 １５ 管路、 １６ 管路、 １
７ 弁ユニット、 １０９ 高圧管路、 １１１ 弁ユニット、 １１２ 管路
、 １１３ 管路
───────────────────────────────────────────────────── 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 55/02 Ｆ０２Ｍ 55/02 ３５０Ｕ 59/44 59/44 Ｃ Ｕ 【要約の続き】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２種類の高いシステム圧を有する、内燃機関のた
    めの燃料噴射システムであって、低い方のシステム圧のための、第１のポンプ（
    ３）によって燃料供給される第１の圧力アキュムレータ（４）と、高い方のシス
    テム圧のための、第２のポンプ（６）によって燃料供給される第２の圧力アキュ
    ムレータ（７）とが設けられており、少なくとも第２の圧力アキュムレータ（７
    ）が、燃料噴射のために管路を介して内燃機関の個々のシリンダのインジェクタ
    （１０）に接続可能である形式のものにおいて、第２のポンプ（６）が、入口側
    で第１の圧力アキュムレータ（４）に接続されていることを特徴とする、内燃機
    関のための燃料噴射システム。
  2. 【請求項２】 第１のポンプ（３）の漏れのために、低い圧力レベル、特に
    燃料タンク（１）へ通じる漏れ管路（５）が設けられている、請求項１記載の燃
    料噴射システム。
  3. 【請求項３】 第２のポンプ（６）の漏れのために、第１の圧力アキュムレ
    ータ（４）へ通じる漏れ管路（８）が設けられている、請求項１または２記載の
    燃料噴射システム。
  4. 【請求項４】 個々のインジェクタ（１０）が第１の圧力アキュムレータ（
    ４）に、中央の弁ユニット（１１）を介してまたはそれぞれ局所的な弁ユニット
    （１１１）を介して接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の
    燃料噴射システム。
  5. 【請求項５】 中央の弁ユニット（１１）もしくは局所的な弁ユニット（１
    １１）の漏れのために、低い圧力レベル、特に燃料タンク（１）へ通じる漏れ管
    路（１３；１１３）が設けられている、請求項４記載の燃料噴射システム。
  6. 【請求項６】 個々のインジェクタ（１０）の漏れのために、低い圧力レベ
    ル、特に燃料タンク（１）へ通じる漏れ管路（１５）が設けられている、請求項
    １から５までのいずれか１項記載の燃料噴射システム。
  7. 【請求項７】 第１の圧力アキュムレータ（４）が、単数または複数の弁ユ
    ニット（１７）を介して燃料噴射システムの、少なくとも１つの液圧式の制御ユ
    ニットに接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射シ
    ステム。
  8. 【請求項８】 両ポンプ（３，６）が、共通のケーシング内に纏められて、
    ２つの圧送段階を形成している、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料
    噴射システム。
JP2000605097A 1999-03-12 2000-01-13 多段式の高圧ポンプと２つの圧力アキュムレータとを備えた、内燃機関のための燃料噴射システム Pending JP2002539373A (ja)

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DE19910976.1 1999-03-12
PCT/DE2000/000105 WO2000055497A1 (de) 1999-03-12 2000-01-13 Kraftstoffeinspritzsystem für eine brennkraftmaschine, mit mehrstufiger hochdruckpumpe und zwei druckspeichern

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