JP2003172228A - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関用の燃料噴射装置

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JP2003172228A JP2002345991A JP2002345991A JP2003172228A JP 2003172228 A JP2003172228 A JP 2003172228A JP 2002345991 A JP2002345991 A JP 2002345991A JP 2002345991 A JP2002345991 A JP 2002345991A JP 2003172228 A JP2003172228 A JP 2003172228A
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ベーラント ペーター
Godehard Nentwig
ネントヴィッヒ ゴーデハルト
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メイン噴射を開始する圧力と、先行のパイロ
ット噴射に対するメイン噴射の時間的間隔との間の減結
合を可能にする。 【解決手段】 ポンプ作業室２２と圧力室４０との圧力
室連通路５４内に、圧力室４０及び制御圧力室５２をポ
ンプ作業室２２から遮断可能な遮断弁６２が配置されて
おり、かつ、ポンプ作業室２２と放圧室９との放圧室連
通路５９が、前記ポンプ作業室２２と遮断弁６２との間
で分岐しており、前記放圧室連通路内に第１制御弁６０
が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１に発明の
上位概念として規定したように、燃料高圧ポンプと、該
燃料高圧ポンプに接続されていて内燃機関の各シリンダ
のための燃料噴射弁と、前記燃料高圧ポンプのポンプ作
業室と放圧室との連通路を少なくとも間接的に制御する
電気作動式の第１制御弁と、制御圧力室内に支配する圧
力を制御する電気作動式の第２制御弁とを備えた内燃機
関用の燃料噴射装置であって、しかも前記燃料高圧ポン
プが、内燃機関によって往復動式に駆動されるポンプピ
ストンを有し、該ポンプピストンが、前記燃料噴射弁の
圧力室に連通可能なポンプ作業室を画成し、前記燃料噴
射弁が、少なくとも１つの噴射オリフィスを制御する噴
射弁部材を有し、該噴射弁部材が、少なくとも１つの噴
射オリフィスを解放するために、前記圧力室内に支配す
る圧力によって閉弁力に抗して開弁方向に運動可能であ
り、かつ前記制御圧力室内の圧力によって、前記噴射弁
部材が少なくとも間接的に閉弁方向に負荷されている形
式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】前記形式の燃料噴射装置は、欧州特許出
願公開第０９５７２６１号明細書によりすでに公知にな
っている。この公知の燃料噴射装置は、燃料高圧ポンプ
と、該燃料高圧ポンプに接続された、内燃機関の各シリ
ンダのための燃料噴射弁を有している。燃料高圧ポンプ
は、内燃機関によって往復動式に駆動されるポンプピス
トンを有し、該ポンプピストンは、燃料噴射弁の圧力室
に連通可能なポンプ作業室を画成しており、前記燃料噴
射弁は、少なくとも１つの噴射オリフィスを制御する噴
射弁部材を有しかつ該噴射弁部材は、少なくとも１つの
噴射オリフィスを解放するために、前記圧力室内に支配
する圧力によって閉弁力に抗して開弁方向に運動可能で
ある。前記従来例では放圧室との前記ポンプ作業室の連
通を制御する電気作動式の第１制御弁が設けられてい
る。更に従来例では、電気作動式の第２制御弁が、制御
圧力室内に支配する圧力を制御するために設けられてお
り、該制御圧力室内の圧力によって前記噴射弁部材は閉
弁方向に負荷されている。前記制御圧力室はその場合、
ポンプ作業室との連通路を有しており、かつ前記第２制
御弁によって制御圧力室と放圧室との連通が制御される
ようになっている。この従来公知の燃料噴射装置におけ
る欠点は、燃料噴射のプロセスを、つまり噴射される燃
料量と燃料噴射を生ぜしめる圧力とを、狭い局限範囲で
しか変化できないことである。特に１回の噴射サイクル
がパイロット噴射と、これに続くメイン噴射とから成っ
ている場合、メイン噴射を開始する圧力と、メイン噴射
／パイロット噴射間の時間的間隔とが相互連繋的に結合
されていて、自由に変化できないことである。メイン噴
射を低い圧力で開始しようとすれば、パイロット噴射に
対する時間的間隔は短くなり、またメイン噴射を高い圧
力で開始しようとすれば、パイロット噴射に対する時間
的間隔は長くなる訳である。
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９５７２６１号明
細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、メイン噴射を開始する圧力と、先行のパイロット噴
射に対するメイン噴射の時間的間隔との間の減結合を可
能にすることさである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成手段は、請求項１の特徴部に記載したように、
ポンプ作業室と圧力室との圧力室連通路内に、圧力室及
び制御圧力室をポンプ作業室から遮断可能な遮断弁が配
置されており、かつ、ポンプ作業室と放圧室との放圧室
連通路が、前記ポンプ作業室と遮断弁との間で分岐して
おり、前記放圧室連通路内に第１制御弁が配置されてい
る点にある。
【０００６】請求項１の特徴部に記載した構成手段を有
する本発明の燃料噴射装置は、従来技術に対比して、第
１制御弁が開弁していても遮断弁によって圧力室内及び
制御圧力室内に、増強された圧力を維持することができ
るので、第１制御弁の切換え状態には関わり無く、第２
制御弁によって燃料噴射、特にパイロット噴射及び／又
はポスト噴射のための燃料噴射を制御できるという利点
を有している。メイン噴射のための圧力増成はその場
合、第１制御弁によって制御され、かつ、メイン噴射を
開始する噴射開始時点は、第２制御弁によって制御する
ことができる。これによってメイン噴射を開始する圧力
と、先行のパイロット噴射に対するメイン噴射の時間的
間隔との間の減結合が可能になる。
【０００７】本発明の燃料噴射装置の有利な構成手段及
び改良手段は、特許請求の範囲の従属請求項に記載され
ている。請求項２に記載した構成手段によって、遮断弁
の単純な構成が可能になる。請求項４に記載した構成手
段によって、制御圧力室内の圧力を簡単に制御すること
が可能になる。請求項５に記載した構成手段によって、
制御圧力室内への燃料流入の調整もしくは制御圧力室か
らの燃料流出の調整が可能になる。請求項６に記載した
構成手段によって、低騒音及び有害物質低放出による内
燃機関の運転が可能になる。請求項９に記載した構成手
段に基づいて、パイロット噴射のための燃料量は、第１
制御弁の閉弁される持続時間によって簡単に調整するこ
とができる。請求項１０に記載した構成手段によって、
パイロット噴射のための燃料量の調整が、単純な純機械
式方式で可能になる。請求項１４に記載した構成手段に
基づいて、ポスト噴射中にポンプピストンによって燃料
を圧送する必要なしに、ポスト噴射が可能である。請求
項１６に記載した構成手段によって、簡単な形式でパイ
ロット噴射を実施することが可能になる。請求項１７に
記載した構成手段は、圧力室及び制御圧力室の放圧を可
能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明の実施
例を詳説する。
【０００９】図１には、自動車の内燃機関用の燃料噴射
装置が図示されている。内燃機関は殊に有利には自発着
火式内燃機関である。燃料噴射装置は殊に有利には所謂
ポンプ−ノズル−システムとして構成されており、かつ
内燃機関の各シリンダ毎にそれぞれ１つの燃料高圧ポン
プ１０と、該燃料高圧ポンプに接続された１つの燃料噴
射弁１２とを有しており、前記の燃料高圧ポンプと燃料
噴射弁は１つの構成ユニットとして纏められている。択
一的には燃料噴射装置は所謂ポンプ−導管−ノズル−シ
ステムとして構成することもでき、この場合も同じく内
燃機関の各シリンダ毎に燃料高圧ポンプ１０と燃料噴射
弁１２が設けられているが、燃料高圧ポンプ１０と燃料
噴射弁１２は互いに隔てて配置されかつ１本の導管を介
して互いに接続されている。燃料高圧ポンプ１０は、ポ
ンプ基体１４のシリンダ孔１６内を密接に案内されるポ
ンプピストン１８を有しており、該ポンプピストンは、
内燃機関のカム軸のカム２０によって直接的にか、又は
例えばロッカーアームの形の伝動エレメントを介して間
接的に、戻しばね１９の力に抗して往復動式に駆動され
る。ポンプピストン１８はシリンダ孔１６内でポンプ作
業室２２を画成し、ポンプピストン１８の吐出ストロー
ク時に該ポンプ作業室内で燃料が高圧に圧縮される。フ
ィードポンプ２１のフィード圧によって燃料が、自動車
の燃料貯蔵タンク９から前記ポンプ作業室２２に供給さ
れる。
【００１０】燃料噴射弁１２は、ポンプ基体１４に結合
された弁基体２６を有しており、該弁基体は多部分から
構成することもできる。弁基体２６では噴射弁部材２８
が１つの孔３０内を長手方向シフト可能に案内されてい
る。弁基体２６は、内燃機関のシリンダの燃焼室寄り終
端域に、少なくとも１つの（殊に有利には複数の）噴射
オリフィス３２を有している。噴射弁部材２８は、燃焼
室寄り終端域に、例えばほぼ円錐形状の封止面３４を有
しており、該封止面は、弁基体２６内で前記燃焼室寄り
終端域に形成された弁座３６と協働し、この弁座を起点
としてか又は該弁座の後方に前記噴射オリフィスが形成
されている。弁基体２６内には、噴射弁部材２８と孔３
０との間で弁座３６の方に向かって１つの環状室３８が
形成されており、該環状室は、弁座３６から離反した方
の端部域で孔３０を半径方向に拡張することによって、
噴射弁部材２８を包囲する圧力室４０へ移行している。
前記噴射弁部材２８は、圧力室４０の高さレベルで横断
面縮小によって１つの受圧肩４２を有している。噴射弁
部材２８の、燃焼室から離反した方の端部には、予荷重
のかけられた閉弁ばね４４が係合しており、該閉弁ばね
によって噴射弁部材２８は、弁座３６の方に向かって押
圧される。閉弁ばね４４は、弁基体２６のばね室４６内
に配置されており、該ばね室４６は孔３０に接続してい
る。
【００１１】前記ばね室４６には、孔３０から離反した
方の端部で、弁基体２６内の別の孔４８が接続してお
り、該孔内では、噴射弁部材２８に結合されたピストン
５０が液密に案内されている。該ピストン５０は、噴射
弁部材２８から離反した方の端面でもって制御圧力室５
２を画成する。圧力室４０はポンプ作業室２２との連通
路５４を有しており、該連通路は、ポンプ基体１４と弁
基体２６とを通走する通路によって形成されている。該
連通路５４は以下、圧力室連通路５４と呼ぶ。該圧力室
連通路５４からは、制御圧力室５２への連通路５６が分
岐しているので、制御圧力室５２も同じくポンプ作業室
２２に接続されている。前記連通路５６は以下、制御圧
力室連通路５６と呼ぶ。
【００１２】燃料噴射装置は電気作動式の第１制御弁６
０を有し、該第１制御弁によってポンプ作業室２２と放
圧室との連通路５９が制御され、前記放圧室としてはフ
ィードポンプ２１の吐出側、従って少なくとも間接的に
は燃料貯蔵タンク９を使用することが可能である。連通
路５９は以下、放圧室連通路５９と呼ぶ。放圧室連通路
５９は、制御圧力室５２に通じる制御圧力室連通路５６
の手前の上流側で、圧力室連通路５４から分岐してい
る。放圧室９（つまり燃料貯蔵タンク９）への放圧室連
通路５９の分岐点の後方の下流側で、しかも制御圧力室
５２に通じる制御圧力室連通路５６の分岐点の手前の上
流側で、圧力室連通路５４内には、圧力室４０の方に向
かって開弁しかつポンプ作業室２２の方に向かって閉弁
する逆止弁６２の形の遮断弁が配置されている。該逆止
弁６２は、閉弁ばね６３によって負荷された弁部材６４
を有しており、該弁部材は、閉弁ばね６３の力に抗して
圧力室４０に向かって開弁方向に運動可能である。
【００１３】第１制御弁６０はアクチュエータ６１を有
し、該アクチュエータは、電気的に作動制御されて第１
制御弁６０の弁部材を運動させることの可能な電磁石又
はピエゾアクチュエータによって構成することができ
る。第１制御弁６０は圧力平衡式又は圧力非平衡式に構
成することができる。第１制御弁６０は、２ポート２位
置方向切換え弁として構成されており、かつ該制御弁の
第１の切換え位置では放圧室９への放圧室連通路５９が
開かれ、かつ第２の切換え位置では放圧室９への放圧室
連通路５９が断たれる。第１制御弁６０は電気的な制御
装置６６によって、内燃機関の運転パラメータに関連し
て制御される。
【００１４】制御圧力室５２内の圧力を制御するため
に、電気作動式の第２制御弁６８が設けられており、該
第２制御弁によって、制御圧力室５２と放圧室（例えば
少なくとも間接的には燃料貯蔵タンク）９との連通路７
０が制御される。該連通路７０は以下、放圧室連通路７
０と呼ぶ。第２制御弁６８は、電磁石又はピエゾアクチ
ュエータから成ることのできるアクチュエータ６９を有
しており、該アクチュエータは電気的に作動制御され、
かつ第２制御弁６８の弁部材を動かすことができる。第
２制御弁６８は殊に有利には圧力平衡式に構成されてい
る。第２制御弁６８は、２ポート２位置方向切換え弁と
して構成されており、該第２制御弁の第１切換え位置で
は、制御圧力室５２と放圧室９との放圧室連通路７０が
開かれており、該第２制御弁の第２切換え位置では、制
御圧力室５２と放圧室９との放圧室連通路７０は断たれ
ている。制御圧力室５２と圧力室連通路５４との制御圧
力室連通路５６内には１つの絞り部５８が設けられてお
り、また制御圧力室５２と放圧室９との放圧室連通路７
０内には別の絞り部７１が設けられている。前記の絞り
部５８，７１によって、制御圧力室５２内への燃料の流
入及び制御圧力室５２からの燃料の流出を調整すること
が可能になる。第２制御弁６８も同じく制御装置６６に
よって制御される。制御装置６６による両制御弁６０，
６８の制御は、例えば回転数、負荷及び温度のような内
燃機関の運転パラメータに関連して行われる。
【００１５】次に燃料噴射装置の機能を説明する。ポン
プピストン１８の吸込みストローク時には、第１制御弁
６０を開弁した状態でフィードポンプ２１によって燃料
がポンプ作業室２２に供給される。ポンプピストン１８
の吐出ストローク時に１つの噴射サイクルにおいて燃料
噴射が行われる。該噴射サイクルは、比較的僅かな圧力
で微量の燃料量を噴射するパイロット噴射でもって始ま
る。ポンプピストン１８の吐出ストロークの開始時に第
１制御弁６０と第２制御弁６８は制御装置６６によって
閉弁される。その場合燃料は、開かれた逆止弁６２を通
ってポンプピストン１８によって圧力室４０及び制御圧
力室５２内へ給送される。燃料噴射弁１２はその場合、
第２制御弁６８の閉弁によって制御圧力室５２内に支配
する圧力に基づいて閉弁された状態にある。所定の時間
を経た後に制御装置６６によって第１制御弁６０は開弁
されるので、ポンプ作業室２２は放圧室９に連通されて
いる。逆止弁６２はその場合閉じているので、圧力室４
０及び制御圧力室５２内には加圧燃料が蓄えられてい
る。規定の時点に制御装置６６によって第２制御弁６８
が開弁されるので、制御圧力室５２は放圧されており、
かつ噴射弁部材２８は、圧力室４０内に支配する圧力に
よって開弁する。圧力室４０内に蓄えられた加圧燃料の
圧力レベルでパイロット噴射が行われる。パイロット噴
射を終了させるために第２制御弁６８が制御装置６６に
よって再び閉弁されるので、制御圧力室５２内の昇圧に
基づいて噴射弁部材２８は閉弁する。第２制御弁６８を
相応に開閉させることによって、断続的なパイロット噴
射を複数回、行うことも可能である。
【００１６】図２には、１噴射サイクル中における時間
ｔを関数とする燃料噴射弁１２の噴射オリフィス３２に
おける圧力ｐのプロセスが図示されている。その場合パ
イロット噴射は、図２に符号Ｉで示した噴射位相に相当
する。
【００１７】また択一的にパイロット噴射のために、ポ
ンプピストン１８の吐出ストロークの開始時に第１制御
弁６０を制御装置６６によって閉鎖し、こうして第２制
御弁６８を閉弁したままでポンプピストン１８によって
燃料を圧力室４０及び制御圧力室５２内へ圧送するよう
にすることも可能である。ポンプピストン１８によって
所定の燃料量が圧力室４０及び制御圧力室５２内へ圧送
された特定時点に、第１制御弁６０は制御装置６６によ
って開弁される。ポンプ作業室２２はその時放圧されて
おり、かつ逆止弁６２を閉鎖しているので、加圧燃料が
圧力室４０及び制御圧力室５２内に蓄えられている。特
定時点に制御装置６６によって第２制御弁６８が開弁さ
れるので、制御圧力室５２は放圧されており、かつ噴射
弁部材２８は、圧力室４０内に支配する圧力によって開
弁する。圧力室４０内の圧力が著しく低下して、閉弁ば
ね４４によって噴射弁部材２８に及ぼされる力が、圧力
室４０内に支配する圧力によって開弁方向に噴射弁部材
２８に対して生ぜしめられる力よりも大きくなり、かつ
噴射弁部材２８が閉弁する時に、パイロット噴射は終了
する。
【００１８】更に前記実施形態とは択一的に、第２制御
弁６８が閉弁した状態にある先行の噴射サイクルから、
第２制御弁６８の開弁によってパイロット噴射を実施す
るのに充分な高さの圧力で圧力室４０内及び制御圧力室
５２内に燃料が蓄えられるようにすることも可能であ
る。その場合、ポンプピストン１８の吐出ストロークの
開始時に第１制御弁６０は開弁されたままの状態にされ
る。それというのは燃料を吐出する必要がないからであ
る。パイロット噴射は、第２制御弁６８を閉弁すること
によって、かつ／又は、噴射弁部材２８が閉弁ばね４４
によって閉弁されるほど圧力室４０内の圧力が強く低下
された時に、パイロット噴射は終了する。
【００１９】更に前記実施形態とは択一的に、第１制御
弁６０をポンプピストン１８の吐出ストロークの開始時
に制御装置６６によって閉弁するようにすることも可能
である。カム２０は、第１の回転角度範囲にわたって該
カムによってポンプピストン１８の吐出ストロークを生
ぜしめるような形状を有しているので、第２制御弁６８
の閉弁状態でポンプピストン１８によって、燃料は圧力
室４０及び制御圧力室５２内へ圧送される。カム２０
の、それに続く回転角度範囲では該カムは、ポンプピス
トン１８がそれ以上吐出ストロークを行わないように成
形されている。ポンプピストン１８がカム２０によって
往復動させられる場合、カム２０の回転角度φを関数と
するポンプピストン１８の速度Ｃが図３に図示されてお
り、しかもカム２０の第１の回転角度範囲によって生じ
るストローク速度は符号Ｉで表わされており、カム２０
の、それに続く回転角度範囲におけるストローク速度は
零であり、かつ、メイン噴射中のカム２０の更なる回転
角度範囲によって生じるストローク速度は符号ＩＩで表
されている。第１の回転角度範囲におけるカム２０の形
状及び、それに伴って生じるポンプピストン１８のスト
ロークに基づき、ポンプピストン１８によって圧力室４
０及び制御圧力室５２内へ圧送される燃料量が決定され
る。パイロット噴射のためには第２制御弁６８が制御装
置６６によって開弁され、かつ、第２制御弁６８が閉弁
される時点に、かつ／又は圧力室４０内の圧力が、閉弁
ばね４４のばね力によって噴射弁部材２８を閉弁させる
ほど低下した場合に、パイロット噴射は終了する。
【００２０】パイロット噴射後に第１制御弁６０及び第
２制御弁６８は制御装置６６によって閉弁される。ポン
プピストン１８の吐出ストローク時に、圧力室４０内及
び制御圧力室５２内には高圧が増成されるが、第２制御
弁６８が閉弁されている限り、なお噴射は行われず、か
つ制御圧力室５２内に高圧が支配する。圧力室４０内の
圧力が、メイン噴射を開始すべき規定圧に到達すると、
制御装置６６によって第２制御弁６８が開弁されるので
制御圧力室５２は放圧されることになる。噴射弁部材２
８はその場合、圧力室４０内に支配する圧力によって開
弁し、メイン噴射が始まる。該メイン噴射は、図２に符
号ＩＩで示した噴射位相に相当する。メイン噴射を終了
するためには第２制御弁６８が制御装置６６によって閉
弁され、従って制御圧力室５２は放圧室９から断たれ、
かつ制御圧力室５２内には、噴射弁部材２８を閉弁させ
る高圧が増成される。メイン噴射の終了時には付加的
に、第１制御弁６０を制御装置６６によって開弁するこ
とも可能である。
【００２１】制御装置６６による第２制御弁６８の開弁
時点の変動に伴って、メイン噴射を開始させる圧力も変
化される。第２制御弁６８の開弁時点が早くなるに応じ
て、メイン噴射を開始させる圧力は低くなる。第２制御
弁６８の開弁時点が遅くなるに応じて、メイン噴射を開
始させる圧力は高くなる。パイロット噴射の前記操作方
式に基づいて、圧力変動時には、該圧力には関わり無
く、パイロット噴射とメイン噴射との間の時間的間隔Ｔ
を変化させることが可能である。その場合メイン噴射の
ための圧力増成は第１制御弁６０によって制御される。
メイン噴射を高い圧力で開始しようとする場合には、第
１制御弁６０は、パイロット噴射後に制御装置６６によ
って早期時点に閉弁されるので、圧力増成が生じる。パ
イロット噴射からのメイン噴射の時間的間隔は、制御装
置６６による第２制御弁６８の開弁時点によって決定さ
れる。メイン噴射を低い圧力で開始させようとする場合
には、第１制御弁６０は制御装置６６によって、パイロ
ット噴射後、より遅い時点に閉弁されるので、相応に遅
延した圧力増成が生じる。パイロット噴射からのメイン
噴射の時間的間隔はやはり第２制御弁６８の開弁時点に
よって決定される。
【００２２】また前記実施形態とは択一的に、制御装置
６６によって第２制御弁６８を、メイン噴射の開始前に
開弁して、制御圧力室５２を放圧させるようにすること
も可能である。第１制御弁６０は制御装置６６によって
閉弁され、かつ、圧力室４０内の圧力が、噴射弁部材２
８を閉弁ばね４４のばね力に抗して開弁させるほど高く
なった時点にメイン噴射が始まる。メイン噴射を終了さ
せるためには制御装置６６によって第２制御弁６８が閉
弁され、かつ／又は第１制御弁６０が開弁される。
【００２３】メイン噴射の後に、なお少なくとも１回の
ポスト噴射を行うこともできる。メイン噴射の終了後、
第２制御弁６８は閉弁状態にあるので、圧力室４０内及
び制御圧力室５２内には燃料が蓄えられる。燃料を蓄え
る圧力の高さレベルは、メイン噴射の終了時の第２制御
弁６８の閉弁時点によって決定される。第２制御弁６８
の閉弁時点が早くなるに応じて、圧力室４０内及び制御
圧力室５２内に蓄えられる燃料の圧力は高くなる。ポス
ト噴射のために第２制御弁６８は制御装置６６によって
もう一度開弁されるので、制御圧力室５２は再び放圧さ
れて、噴射弁部材２８は開弁することになる。ポスト噴
射は、図２に符号ＩＩＩで示した噴射位相に相当する。
ポスト噴射は、第２制御弁６８を制御装置６６によって
閉弁することによって終了させられる。また複数回のポ
スト噴射を続けざまに行うことも可能である。ポスト噴
射時に噴射される燃料は、ポスト噴射の時点にポンプピ
ストン１８によって圧送される必要はなく、ポンプピス
トン１８によって該ポンプピストンの、より早期の吐出
ストローク位相において既に燃料を給送されていた圧力
室４０及び制御圧力室５２から取出される。第１制御弁
６０は、メイン噴射終了後、開弁状態を維持することが
できる。
【００２４】また択一的にポスト噴射のために制御装置
６６によって第１制御弁６０を閉弁することもできるの
で、ポンプピストン１８によって燃料が圧力室４０内へ
圧送される。圧力室４０内及び制御圧力室５２内に先行
のメイン噴射によって燃料が蓄えられている場合には、
ポスト噴射中にはポンプピストン１８によって、ポスト
噴射のために必要な燃料量の一部分だけが吐出されれば
よい。第２制御弁６８が開弁され、従って制御圧力室５
２が放圧された状態にあるので、噴射弁部材２８に対す
る開弁力が、該噴射弁部材に対して作用する閉弁力を上
回るような圧力値に圧力室４０内の圧力が達した場合に
ポスト噴射が始まる。第２制御弁６８が制御装置６６に
よって閉弁されることによって、かつ／又は噴射弁部材
に対して作用する閉弁力が、圧力室４０内の圧力によっ
て発生される開弁力を上回るほど、圧力室４０内の圧力
が強く低下し、かつ噴射弁部材２８が閉弁する場合に、
前記ポスト噴射は終了する。
【００２５】ポスト噴射終了後に、もしくはポスト噴射
が設定されていない場合にはメイン噴射終了後に、（前
記のような噴射サイクルが継続する場合には）パイロッ
ト噴射を行うことのできる圧力で燃料を圧力室４０内及
び制御圧力室５２内に蓄えることが可能である。この場
合、漏れによって顕著な圧力低下を発生させないため
に、圧力室４０及び制御圧力室５２の効果的な封止が必
要になる。内燃機関の回転数が低速回転数で、１回の噴
射サイクルの時間がそれに相応して長い場合、漏れの結
果、圧力室４０内及び制御圧力室５２内の圧力が著しく
低下することがあるが、しかしながらその場合には逆止
弁６２が開弁するので、前記圧力は少なくとも、フィー
ドポンプ２１によって発生された圧力レベルに維持され
る。またメイン噴射もしくはポスト噴射を終了させるた
めに、第２制御弁６８を制御装置６６によって閉弁し、
かつ、第２制御弁６８を開いても噴射弁部材２８をもは
や開弁できないほど、漏れに基づいて圧力室４０内の圧
力が著しく低下するまで、前記第２制御弁を閉弁状態に
維持するようにすることも可能である。この場合、閉弁
された第２制御弁６８は次いで短時間開弁されるので、
圧力室４０及び制御圧力室５２は放圧される。
【００２６】図４には、変化実施態様による燃料噴射装
置が図示されており、この場合、遮断弁は逆止弁６２と
してではなく、電気作動式の制御弁１６２として構成さ
れており、該制御弁は制御装置６６によって、圧力室連
通路５４を開いた開弁切換え位置と、前記圧力室連通路
５４を断った閉弁切換え位置とに切換え可能である。該
燃料噴射装置の機能は、前記実施形態の機能に等しい
が、遮断弁としての制御弁１６２は制御装置６６によっ
て能動的に切換えられる。それというのは該制御弁１６
２は、逆止弁６２のように圧力差の発生時に自動的に開
閉するものではないからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関用の燃料噴射装置の概略図である。
【図２】１噴射サイクル中における燃料噴射装置の燃料
噴射弁の噴射オリフィスにおける圧力プロセスを示す線
図である。
【図３】１噴射サイクル中における燃料噴射装置のポン
プピストンの速度プロセスを示す線図である。
【図４】燃料噴射装置の改変実施形態の部分的な概略図
である。
【符号の説明】
９ 燃料貯蔵タンク又は放圧室、 １０ 燃料高圧
ポンプ、 １２ 燃料噴射弁、 １４ ポンプ基
体、 １６ シリンダ孔、 １８ ポンプピスト
ン、 １９ 戻しばね、 ２０ カム、 ２１
フィードポンプ、２２ ポンプ作業室、 ２６ 弁
基体、 ２８ 噴射弁部材、 ２９開弁方向、 ３０
孔、 ３２ 噴射オリフィス、 ３４ 封止
面、 ３６ 弁座、 ３８ 環状室、 ４０ 圧
力室、 ４２ 受圧肩、 ４４閉弁ばね、 ４６
ばね室、 ４８ 別の孔、 ５０ ピストン、５２
制御圧力室、 ５４ 圧力室連通路、 ５６
制御圧力室連通路、５８ 絞り部、 ５９ 放圧室
連通路、 ６０ 第１制御弁、 ６１アクチュエー
タ、 ６２ 遮断弁としての逆止弁、 ６３ 閉弁
ばね、６４ 弁部材、 ６６ 電気的な制御装置、
６８ 第２制御弁、 ７０放圧室連通路、 ７１
絞り部、 １６２ 遮断弁としての制御弁、Ｃ
ポンプピストンの速度、 φ カムの回転角度、 Ｉ
パイロット噴射位相、 ＩＩ メイン噴射位相、
ＩＩＩ ポスト噴射位相、 Ｔ時間的間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴーデハルト ネントヴィッヒ ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト メ ッツィンガー シュトラーセ 25 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC07 BA13 BA51 CA20U CB04 CC67 CC68U CE22 DA09 DA10

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料高圧ポンプ（１０）と、該燃料高圧
    ポンプに接続された、内燃機関の各シリンダのための燃
    料噴射弁（１２）と、前記燃料高圧ポンプのポンプ作業
    室（２２）と放圧室（９；２１）との連通路（５９）を
    少なくとも間接的に制御する電気作動式の第１制御弁
    （６０）と、制御圧力室（５２）内に支配する圧力を制
    御する電気作動式の第２制御弁（６８）とを備えた内燃
    機関用の燃料噴射装置であって、しかも前記燃料高圧ポ
    ンプ（１０）が、内燃機関によって往復動式に駆動され
    るポンプピストン（１８）を有し、該ポンプピストン
    が、前記燃料噴射弁（１２）の圧力室（４０）に連通可
    能なポンプ作業室（２２）を画成し、前記燃料噴射弁
    が、少なくとも１つの噴射オリフィス（３２）を制御す
    る噴射弁部材（２８）を有し、該噴射弁部材が、少なく
    とも１つの噴射オリフィス（３２）を解放するために、
    前記圧力室（４０）内に支配する圧力によって閉弁力
    （４４）に抗して開弁方向（２９）に運動可能であり、
    かつ前記制御圧力室（５２）内の圧力によって、前記噴
    射弁部材（２８）が少なくとも間接的に閉弁方向に負荷
    されている形式のものにおいて、ポンプ作業室（２２）
    と圧力室（４０）との圧力室連通路（５４）内に、圧力
    室（４０）及び制御圧力室（５２）をポンプ作業室（２
    ２）から遮断可能な遮断弁（６２；１６２）が配置され
    ており、かつ、ポンプ作業室（２２）と放圧室（９）と
    の放圧室連通路（５９）が、前記ポンプ作業室（２２）
    と遮断弁（６２；１６２）との間で分岐しており、前記
    放圧室連通路内に第１制御弁（６０）が配置されている
    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】 遮断弁が、ポンプ作業室（２２）の方に
    向かって閉鎖する逆止弁（６２）として構成されてい
    る、請求項１記載の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】 遮断弁が、開弁切換え位置と閉弁切換え
    位置との間を切換え可能な電気作動式の制御弁（１６
    ２）である、請求項１記載の燃料噴射装置。
  4. 【請求項４】 第２制御弁（６８）によって、制御圧力
    室（５２）と放圧室（９）との放圧室連通路（７０）が
    制御され、かつ前記制御圧力室（５２）が、ポンプ作業
    室（２２）と圧力室（４０）との圧力室連通路（５４）
    から逆止弁（６２）の後方の下流側で分岐する、前記圧
    力室連通路（５４）との制御圧力室連通路（５６）を有
    している、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃
    料噴射装置。
  5. 【請求項５】 制御圧力室（５２）と放圧室（９）との
    放圧室連通路（７０）内に、かつ／又は前記制御圧力室
    （５２）と圧力室連通路（５４）との制御圧力室連通路
    （５６）内に、絞り部（５８；７１）が設けられてい
    る、請求項４記載の燃料噴射装置。
  6. 【請求項６】 ポンプピストン（１８）の吐出ストロー
    クの開始時に第１制御弁（６０）と第２制御弁（６８）
    が閉弁されるので、遮断弁（６２；１６２）が開弁され
    ると燃料が圧力室（４０）及び制御圧力室（５２）内へ
    圧送され、ポンプピストン（１８）の吐出ストロークの
    プロセス中に第１制御弁（６０）が開弁されると共に前
    記遮断弁（６２；１６２）が閉弁され、かつ少なくとも
    １回のパイロット噴射のために前記第２制御弁（６８）
    が開弁されて、前記制御圧力室（５２）が放圧され、か
    つ噴射弁部材（２８）が、前記圧力室（４０）内に支配
    する圧力によって開弁する、請求項４又は５記載の燃料
    噴射装置。
  7. 【請求項７】 少なくとも１回のパイロット噴射を終了
    させるために第２制御弁（６８）が閉弁されるので、噴
    射弁部材（２８）が、制御圧力室（５２）内に支配する
    圧力によって閉弁する、請求項６記載の燃料噴射装置。
  8. 【請求項８】 圧力室（４０）内に支配する圧力が、閉
    弁力（４４）によって噴射弁部材（２８）を閉弁させる
    ほど強く低下した場合に、少なくとも１回のパイロット
    噴射が終了する、請求項６記載の燃料噴射装置。
  9. 【請求項９】 遮断弁（６２；１６２）を開弁して規定
    量の燃料を圧力室（４０）及び制御圧力室（５２）内へ
    圧送するために、第１制御弁（６０）がポンプピストン
    （１８）の吐出ストローク時に、規定時間のあいだ閉弁
    されるので、少なくとも１回のパイロット噴射時に、噴
    射弁部材（２８）の閉弁時点に達するまで規定量の燃料
    が噴射される、請求項８記載の燃料噴射装置。
  10. 【請求項１０】 ポンプピストン（１８）が１つのカム
    （２０）によって駆動され、該カム（２０）が最初の回
    転角度範囲において次のような特定形状、つまり前記ポ
    ンプピストン（１８）に規定の吐出ストロークを行わ
    せ、かつ遮断弁（６２；１６２）の開弁時に、パイロッ
    ト噴射時に噴射される規定量の燃料を圧力室（４０）及
    び制御圧力室（５２）内へ圧送させることになるような
    特定形状を有し、かつ前記カム（２０）が、前記範囲に
    続く回転角度範囲では、ポンプピストン（１８）にそれ
    以上の吐出ストロークを行わせないような特定形状を有
    している、請求項８記載の燃料噴射装置。
  11. 【請求項１１】 ポンプピストン（１８）の吐出ストロ
    ーク中、少なくとも１回のパイロット噴射後に、第１制
    御弁（６０）及び第２制御弁（６８）が閉弁され、かつ
    後続のメイン噴射のために第２制御弁（６８）が開弁さ
    れるので、制御圧力室（５２）が放圧され、かつ、圧力
    室（４０）内に支配する圧力によって噴射弁部材（２
    ８）が開弁する、請求項６から１０までのいずれか１項
    記載の燃料噴射装置。
  12. 【請求項１２】 ポンプピストン（１８）の吐出ストロ
    ーク中、少なくとも１回のパイロット噴射後に、第１制
    御弁（６０）が閉弁されかつ第２制御弁（６８）が開弁
    されるので、制御圧力室（５２）が放圧されており、か
    つ、遮断弁（６２；１６２）の開弁時にポンプピストン
    （１８）によって圧力室（４０）内に発生した圧力が、
    該圧力によって噴射弁部材（２８）を閉弁力（４４）に
    抗して開弁させるほど高くなった時点に、後続のメイン
    噴射が行われる、請求項６から１０までのいずれか１項
    記載の燃料噴射装置。
  13. 【請求項１３】 メイン噴射を終了させるために第２制
    御弁（６８）が閉弁される、請求項１１又は１２記載の
    燃料噴射装置。
  14. 【請求項１４】 メイン噴射後にポスト噴射が少なくと
    も１回行われ、先行のメイン噴射時に第２制御弁（６
    ８）を閉弁することによって、加圧燃料が圧力室（４
    ０）及び制御圧力室（５２）内に蓄えられ、かつポスト
    噴射のために第２制御弁（６８）が開弁されるので、前
    記制御圧力室（５２）が放圧され、かつ噴射弁部材（２
    ８）が、前記圧力室（４０）内に支配する圧力によって
    開弁する、請求項１１から１３までのいずれか１項記載
    の燃料噴射装置。
  15. 【請求項１５】 メイン噴射後にポスト噴射が少なくと
    も１回行われ、遮断弁（６２；１６２）の開弁時にポス
    ト噴射のための圧力を発生させるために、第１制御弁
    （６０）が閉弁され、かつポスト噴射のために第２制御
    弁（６８）が開弁される、請求項１１から１３までのい
    ずれか１項記載の燃料噴射装置。
  16. 【請求項１６】 １回の噴射サイクルの終期のメイン噴
    射後又はポスト噴射後に、第２制御弁（６８）及び遮断
    弁（６２；１６２）を閉弁した状態で圧力室（４０）及
    び制御圧力室（５２）内に燃料が、後続の噴射サイクル
    時に第２制御弁（６８）を開弁した状態でパイロット噴
    射を実施するのに充分な高さの圧力で蓄えられる、請求
    項１１から１５までのいずれか１項記載の燃料噴射装
    置。
  17. 【請求項１７】 １回の噴射サイクルの終期のメイン噴
    射後又はポスト噴射後に、次の時点に、すなわち漏れに
    基づいて圧力室（４０）内の圧力が、該圧力によって噴
    射弁部材（２８）に対して開弁方向（２９）に発生され
    た力が、前記噴射弁部材（２８）に対して作用する閉弁
    力（４４）よりも小さくなるほど、著しく低下した時点
    に、第２制御弁（６８）が開弁される、請求項１１から
    １５までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
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