JP2003214282A - 燃料噴射装置のための二重切換弁 - Google Patents
燃料噴射装置のための二重切換弁Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/365—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages valves being actuated by the fluid pressure produced in an auxiliary pump, e.g. pumps with differential pistons; Regulated pressure of supply pump actuating a metering valve, e.g. a sleeve surrounding the pump piston
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- F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つの調整器のみが使用される場合にも、正
確にかつ安いコストで制御されることができるような、
燃料噴射装置のためのポンプ・ノズルユニットを提供す
る。 【解決手段】 調整器５が、液圧式接続部３８，３９に
作用する圧電結晶配列７を有しており、弁ニードル２４
の端面４０を負荷するようになっており、弁ニードル
が、圧力上昇を可能にする第１の位置４１へ調整可能で
あり、弁ニードル２４の、ノズルニードル２９の開放を
可能にする別の位置４３が、独立して調整可能である。
確にかつ安いコストで制御されることができるような、
燃料噴射装置のためのポンプ・ノズルユニットを提供す
る。 【解決手段】 調整器５が、液圧式接続部３８，３９に
作用する圧電結晶配列７を有しており、弁ニードル２４
の端面４０を負荷するようになっており、弁ニードル
が、圧力上昇を可能にする第１の位置４１へ調整可能で
あり、弁ニードル２４の、ノズルニードル２９の開放を
可能にする別の位置４３が、独立して調整可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＵＩＳシステム（Unit Injec
tor System）に基づく噴射システムの場合、調整器によ
って液圧式接続部を介して、燃料噴射ポンプの高圧室は
閉鎖される。ＵＩシステムの場合圧力はピストンによっ
て上昇される。圧力は、所定の値に到達すると噴射弁を
開放させる。
tor System）に基づく噴射システムの場合、調整器によ
って液圧式接続部を介して、燃料噴射ポンプの高圧室は
閉鎖される。ＵＩシステムの場合圧力はピストンによっ
て上昇される。圧力は、所定の値に到達すると噴射弁を
開放させる。
【０００２】
【従来の技術】ポンプノズルシステム（ユニットインジ
ェクタ（ＵＩ）システム）によって、今日では自己着火
式内燃機関において、機械的−液圧式に制御される噴射
相が生ぜしめられ、この噴射相は一方では騒音の低減
に、他方では有害物質の低減に寄与する。ポンプ・ノズ
ルシステムの場合、４つの動作状態が異なることができ
る。ポンプピストンは、リターンスプリングによって上
方へ移動させられる。一定の過剰圧力下にある燃料は、
燃料供給部の低圧部から、エンジンブロックと一体的な
流入孔と流入チャネルとを介して、電磁弁の弁室内へ流
入する。電磁弁は開放されている。接続孔を介して燃料
は高圧室へ到達する。
ェクタ（ＵＩ）システム）によって、今日では自己着火
式内燃機関において、機械的−液圧式に制御される噴射
相が生ぜしめられ、この噴射相は一方では騒音の低減
に、他方では有害物質の低減に寄与する。ポンプ・ノズ
ルシステムの場合、４つの動作状態が異なることができ
る。ポンプピストンは、リターンスプリングによって上
方へ移動させられる。一定の過剰圧力下にある燃料は、
燃料供給部の低圧部から、エンジンブロックと一体的な
流入孔と流入チャネルとを介して、電磁弁の弁室内へ流
入する。電磁弁は開放されている。接続孔を介して燃料
は高圧室へ到達する。
【０００３】駆動カムが回転すると、ポンプピストンは
下方へ移動する。電磁弁は、開放位置にとどまり、燃料
はポンプピストンによって、戻りチャネルを介して、燃
料供給部の低圧部へ圧送される。
下方へ移動する。電磁弁は、開放位置にとどまり、燃料
はポンプピストンによって、戻りチャネルを介して、燃
料供給部の低圧部へ圧送される。
【０００４】噴射過程の第３の相においては、電磁弁を
使用する場合、電磁石のスプールが、制御装置によって
所定の時点で通電され、これにより、電磁弁ニードルは
弁座に当接され、高圧室と低圧室との接続が閉鎖され
る。この時点は、「電気的な噴射開始」とも呼ばれる。
高圧室内の燃料圧力は、ポンプピストンの移動により継
続的に上昇し、これにより、噴射ノズルに作用する圧力
が増大する。約３００ｂａｒのノズル開放圧力に到達す
るとノズルニードルが持ち上げられ、これにより燃焼室
内へ燃料が噴射される。この時点は、「実際の噴射開
始」又は搬送開始とも呼ばれる。ポンプピストンの高い
搬送率により、圧力は全噴射過程の間さらに増大する。
終了する作動状態において、電磁石のスプールは再びス
イッチオフされ、この後、電磁弁は、僅かな遅れの後に
開放し、高圧室と低圧部との間の接続が再び解放され
る。この移行相において、ポンプタイプに応じて最大で
１８００と２０５０ｂａｒとの間で変化する先端圧力が
達成される。この後、圧力は極めて急激に低下する。ノ
ズル閉鎖圧力を下回ると、噴射ノズルは閉鎖し、噴射過
程が終了する。ポンプエレメントから駆動カムの先端部
にまで搬送される残りの燃料は、戻りチャネルを介して
燃料システムの低圧部へ圧送される。
使用する場合、電磁石のスプールが、制御装置によって
所定の時点で通電され、これにより、電磁弁ニードルは
弁座に当接され、高圧室と低圧室との接続が閉鎖され
る。この時点は、「電気的な噴射開始」とも呼ばれる。
高圧室内の燃料圧力は、ポンプピストンの移動により継
続的に上昇し、これにより、噴射ノズルに作用する圧力
が増大する。約３００ｂａｒのノズル開放圧力に到達す
るとノズルニードルが持ち上げられ、これにより燃焼室
内へ燃料が噴射される。この時点は、「実際の噴射開
始」又は搬送開始とも呼ばれる。ポンプピストンの高い
搬送率により、圧力は全噴射過程の間さらに増大する。
終了する作動状態において、電磁石のスプールは再びス
イッチオフされ、この後、電磁弁は、僅かな遅れの後に
開放し、高圧室と低圧部との間の接続が再び解放され
る。この移行相において、ポンプタイプに応じて最大で
１８００と２０５０ｂａｒとの間で変化する先端圧力が
達成される。この後、圧力は極めて急激に低下する。ノ
ズル閉鎖圧力を下回ると、噴射ノズルは閉鎖し、噴射過
程が終了する。ポンプエレメントから駆動カムの先端部
にまで搬送される残りの燃料は、戻りチャネルを介して
燃料システムの低圧部へ圧送される。
【０００５】このような、例えばＬＫＷ噴射システムの
場合に使用されるポンプ・ノズルシステムは、通常、電
磁石として形成された２つの調整器を有している。２つ
の調整器の場合、ポンプ・ノズルシステム（ＵＩＳ）
は、産業自動車においてこのような噴射システムを利用
する場合に利用される構造空間をより多く必要とする。
したがって、電磁弁として形成された調整器は、ＬＫＷ
ジーゼルエンジンには問題なく搭載することができる。
これに対して乗用車の場合、エンジン室、特にシリンダ
ブロックの上部領域には限られた構造空間しか利用でき
ず、このことは、ポンプ・ノズルシステムの外部寸法の
決定に関わる。電磁弁として提供された２つの調整器の
代わりに、１つの電磁弁のみが使用されるならば、電磁
弁は、極めて不正確にしか、高い調整コストで中間位置
に保持することができないという欠点を有する。
場合に使用されるポンプ・ノズルシステムは、通常、電
磁石として形成された２つの調整器を有している。２つ
の調整器の場合、ポンプ・ノズルシステム（ＵＩＳ）
は、産業自動車においてこのような噴射システムを利用
する場合に利用される構造空間をより多く必要とする。
したがって、電磁弁として形成された調整器は、ＬＫＷ
ジーゼルエンジンには問題なく搭載することができる。
これに対して乗用車の場合、エンジン室、特にシリンダ
ブロックの上部領域には限られた構造空間しか利用でき
ず、このことは、ポンプ・ノズルシステムの外部寸法の
決定に関わる。電磁弁として提供された２つの調整器の
代わりに、１つの電磁弁のみが使用されるならば、電磁
弁は、極めて不正確にしか、高い調整コストで中間位置
に保持することができないという欠点を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、１つ
の調整器のみが使用される場合にも、正確にかつ安いコ
ストで制御されることができるような、燃料噴射装置の
ためのポンプ・ノズルユニットを提供することである。
の調整器のみが使用される場合にも、正確にかつ安いコ
ストで制御されることができるような、燃料噴射装置の
ためのポンプ・ノズルユニットを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、調整器が、液圧式接続部に作用す
る圧電結晶配列を有し、弁ニードルの端面を負荷するよ
うになっており、弁ニードルが、圧力上昇を可能にする
第１の位置へ調整可能であり、弁ニードルの、ノズルニ
ードルの開放を可能にする別の位置が、独立して調整可
能である。
に本発明の構成では、調整器が、液圧式接続部に作用す
る圧電結晶配列を有し、弁ニードルの端面を負荷するよ
うになっており、弁ニードルが、圧力上昇を可能にする
第１の位置へ調整可能であり、弁ニードルの、ノズルニ
ードルの開放を可能にする別の位置が、独立して調整可
能である。
【０００８】
【発明の効果】本発明により提案された解決策の利点は
特に、圧力上昇のためのポンプ・ノズルシステムの高圧
室の閉鎖と、ノズルニードルの開放とを別個に制御する
ことができるということである。これにより、噴射圧
力、すなわちノズルニードルが解放する時の圧力は、自
由に変更可能である。
特に、圧力上昇のためのポンプ・ノズルシステムの高圧
室の閉鎖と、ノズルニードルの開放とを別個に制御する
ことができるということである。これにより、噴射圧
力、すなわちノズルニードルが解放する時の圧力は、自
由に変更可能である。
【０００９】圧電素子が使用される場合、圧電素子の行
程を、圧電素子に印加される電圧を変化させることによ
って任意に変更することができる。圧電素子として形成
された、ポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）の調整器の
後には、ポンプ・ノズルユニットのケーシングの内部に
おける所要の行程を実現するために、液圧式圧力変換器
が接続されている。圧電素子として形成された調整器
は、対応する通電によって種々異なる切換位置に変化す
ることができる。圧電素子の、電圧が加えられていな
い、通電されていない状態において、弁ニードルは開放
した状態を占める、つまり、燃料は低圧で燃料搬送ポン
プによって、ポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）を通っ
て圧送される。弁ニードルのこの位置においては、低圧
側の流入部と、高圧側のポンプ室への流入部とは互いに
連絡されている。なぜならば、ポンプ・ノズルユニット
のケーシングの内部における、これらに対応する開口
が、弁ニードルによって解放されているからである。
程を、圧電素子に印加される電圧を変化させることによ
って任意に変更することができる。圧電素子として形成
された、ポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）の調整器の
後には、ポンプ・ノズルユニットのケーシングの内部に
おける所要の行程を実現するために、液圧式圧力変換器
が接続されている。圧電素子として形成された調整器
は、対応する通電によって種々異なる切換位置に変化す
ることができる。圧電素子の、電圧が加えられていな
い、通電されていない状態において、弁ニードルは開放
した状態を占める、つまり、燃料は低圧で燃料搬送ポン
プによって、ポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）を通っ
て圧送される。弁ニードルのこの位置においては、低圧
側の流入部と、高圧側のポンプ室への流入部とは互いに
連絡されている。なぜならば、ポンプ・ノズルユニット
のケーシングの内部における、これらに対応する開口
が、弁ニードルによって解放されているからである。
【００１０】圧電調整器の通電が最大になるとノズルニ
ードルは下方へ移動させられる、つまり低圧側の流入部
と、ポンプ室への高圧側流入部とが両方閉鎖される。こ
の相において、連続的に増大する圧力によってノズルニ
ードルが開放されることなく、圧力上昇が開始する。こ
れに対して、ポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）に所望
の噴射圧力が形成されると、圧電調整器の通電が減衰さ
れ、これにより、ノズルニードルは圧力補助されながら
開放する。
ードルは下方へ移動させられる、つまり低圧側の流入部
と、ポンプ室への高圧側流入部とが両方閉鎖される。こ
の相において、連続的に増大する圧力によってノズルニ
ードルが開放されることなく、圧力上昇が開始する。こ
れに対して、ポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）に所望
の噴射圧力が形成されると、圧電調整器の通電が減衰さ
れ、これにより、ノズルニードルは圧力補助されながら
開放する。
【００１１】噴射は戻り部が開放することによって終了
させられ、このことはノズルニードルを閉鎖させる。こ
の解決策によって、ポンプ・ノズルニードルユニット
（ＰＤＥ）において、圧電素子として形成された調整器
を用いて、圧力上昇とノズルニードルの開放とが互いに
別個に制御され、このことは、上昇される噴射圧力に関
する選択自由度を可能にする。
させられ、このことはノズルニードルを閉鎖させる。こ
の解決策によって、ポンプ・ノズルニードルユニット
（ＰＤＥ）において、圧電素子として形成された調整器
を用いて、圧力上昇とノズルニードルの開放とが互いに
別個に制御され、このことは、上昇される噴射圧力に関
する選択自由度を可能にする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１はポンプ・ノズルユニット
（ＰＤＥ）を示しており、このポンプ・ノズルユニット
は、圧電素子として形成された調整器を用いて動作可能
である。
（ＰＤＥ）を示しており、このポンプ・ノズルユニット
は、圧電素子として形成された調整器を用いて動作可能
である。
【００１３】図１に示したように、図示されたポンプ・
ノズルユニット１はポンプ部分２とノズル部分３とを有
している。ポンプ・ノズルユニット１（ＰＤＥ）のノズ
ル部分３は、ここでは詳しく示されていない、自己着火
式の内燃機関のシリンダヘッド４に装着されている。ポ
ンプ・ノズルユニット１のノズル部分３は、シリンダヘ
ッド孔２２にねじ込まれておりかつ、スペーサリング３
２を用いて及びＯリング３３に助けられながらシリンダ
ヘッド孔２２に密に収容されている。
ノズルユニット１はポンプ部分２とノズル部分３とを有
している。ポンプ・ノズルユニット１（ＰＤＥ）のノズ
ル部分３は、ここでは詳しく示されていない、自己着火
式の内燃機関のシリンダヘッド４に装着されている。ポ
ンプ・ノズルユニット１のノズル部分３は、シリンダヘ
ッド孔２２にねじ込まれておりかつ、スペーサリング３
２を用いて及びＯリング３３に助けられながらシリンダ
ヘッド孔２２に密に収容されている。
【００１４】ポンプ・ノズルユニット１のポンプ部分２
には側方において調整器５が収容されており、この調整
器５は、圧電調整器として形成されていてかつ積層され
た圧電結晶配列を有している。圧電結晶積層体７は、側
方で調整器５に収容された差込接続部６を介して電気的
に制御される。調整器５は、ポンプ・ノズルユニット１
のポンプ部分２のポンプケーシング８に側方で収容され
ておりかつ液圧式接続部３８を負荷し、この接続部３８
は、接続部管路３９を介して、ノズル部分３のノズル体
２３に摺動可能に配置された弁ニードル２４を前方へ負
荷する。ポンプ・ノズルユニット１のポンプ部分２のポ
ンプケーシング８には、ポンプピストン９が装着されて
おり、このポンプピストン９は、ロッカーアーム１７を
介して、カムシャフトによって制御されながら作動させ
られる。ポンプピストン９の端面１１は圧力室１０を制
限しており、このポンプピストン９は、ポンプ・ノズル
ユニット１のポンプ部分２のポンプケーシング８に収容
されている。
には側方において調整器５が収容されており、この調整
器５は、圧電調整器として形成されていてかつ積層され
た圧電結晶配列を有している。圧電結晶積層体７は、側
方で調整器５に収容された差込接続部６を介して電気的
に制御される。調整器５は、ポンプ・ノズルユニット１
のポンプ部分２のポンプケーシング８に側方で収容され
ておりかつ液圧式接続部３８を負荷し、この接続部３８
は、接続部管路３９を介して、ノズル部分３のノズル体
２３に摺動可能に配置された弁ニードル２４を前方へ負
荷する。ポンプ・ノズルユニット１のポンプ部分２のポ
ンプケーシング８には、ポンプピストン９が装着されて
おり、このポンプピストン９は、ロッカーアーム１７を
介して、カムシャフトによって制御されながら作動させ
られる。ポンプピストン９の端面１１は圧力室１０を制
限しており、このポンプピストン９は、ポンプ・ノズル
ユニット１のポンプ部分２のポンプケーシング８に収容
されている。
【００１５】ポンプピストン９は、ポンプケーシング８
内で軸方向に移動させられ、ここではコイルばねとして
構成されたばねエレメント１２によって予負荷されてい
る。コイルばね１２として構成されたばねエレメント
は、一方ではポンプケーシング８のフランジ１３に、他
方ではばね皿１４に対して支持しており、このばね皿１
４を押圧ピン１５が貫通している。押圧ピン１５自体は
球状ソケット形式のエレメント１６に支持しておりか
つ、ポンプピストン９の、ポンプ室１０とは反対側の端
面を負荷する。下端部がピンソケット１６に収容されて
いる押圧ピン１５は、ピンソケット１６とは反対側の端
部においてロッカーアーム１７によって包囲されてお
り、このロッカーアーム１７はロッカーアーム軸１８を
中心に旋回可能である。ロッカーアーム１７の、押圧ピ
ン１５とは反対側の端部にはロッカーアームローラ１９
が回転可能に支承されており、このロッカーアームロー
ラ１９は外周面において、カム軸２０に形成された偏心
カム２１上を転動する。偏心カム２１の外周輪郭によ
り、ポンプピストン９の、ロッカーアーム１７を介して
伝達される軸方向運動が、ポンプ・ノズルユニット１の
ポンプ部分２のポンプケーシング８の内部において生ぜ
しめられる。
内で軸方向に移動させられ、ここではコイルばねとして
構成されたばねエレメント１２によって予負荷されてい
る。コイルばね１２として構成されたばねエレメント
は、一方ではポンプケーシング８のフランジ１３に、他
方ではばね皿１４に対して支持しており、このばね皿１
４を押圧ピン１５が貫通している。押圧ピン１５自体は
球状ソケット形式のエレメント１６に支持しておりか
つ、ポンプピストン９の、ポンプ室１０とは反対側の端
面を負荷する。下端部がピンソケット１６に収容されて
いる押圧ピン１５は、ピンソケット１６とは反対側の端
部においてロッカーアーム１７によって包囲されてお
り、このロッカーアーム１７はロッカーアーム軸１８を
中心に旋回可能である。ロッカーアーム１７の、押圧ピ
ン１５とは反対側の端部にはロッカーアームローラ１９
が回転可能に支承されており、このロッカーアームロー
ラ１９は外周面において、カム軸２０に形成された偏心
カム２１上を転動する。偏心カム２１の外周輪郭によ
り、ポンプピストン９の、ロッカーアーム１７を介して
伝達される軸方向運動が、ポンプ・ノズルユニット１の
ポンプ部分２のポンプケーシング８の内部において生ぜ
しめられる。
【００１６】ノズル部分３の、シリンダヘッド孔２２に
装着されたノズル体２３は弁ニードル２４を有してお
り、この弁ニードル２４はノズル体２３内において軸方
向に移動させられる。弁ニードル２４の上側の端面４０
は接続部管路３９を介して液圧式接続部３８に接続され
ており、接続部３８自体は、調整器５の圧電液晶成層配
列７によって負荷される。さらに、二ポート二位置弁の
弁ニードル２４はノズル体２３内においてリターンスプ
リングによって負荷されている。弁ニードル２４の、端
面４０とは反対側の端面に配属されているリターンスプ
リング自体は、ノズルニードルばね３５によって負荷さ
れているディスク状のエレメントに対して支持してい
る。ポンプ部分２のポンプケーシング８内のポンプ室１
０から高圧導管が分岐しており、この高圧導管は、制御
室流入部２６を介して弁ニードル２４の制御室２５を負
荷しておりかつ同時にノズル室流入部２７を介してノズ
ル体２３におけるノズル室２８を高圧下の燃料で負荷
し、ノズル体２３にノズルニードル２９が摺動可能に収
容されている。ノズル室２８から、高圧下の燃料が環状
ギャップ３０を介してノズル先端部の方向へ流れ、この
ノズル先端部には少なくとも１つの噴射開口３１が形成
されており、この噴射開口３１は、自己着火式の内燃機
関の、図１には示されていない燃焼室へ突出している。
ノズルニードル２９は、ノズル体２３の燃焼室側端部に
おいて案内されており、ノズルニードルばね３５によっ
て予負荷されている。シリンダヘッド４におけるノズル
体２３の軸方向位置は、スペーサディスク３２の厚さに
よって決定される。燃焼室とシリンダヘッド４との間の
シール機能は、スペーサディスク３２と多数のＯリング
３３によって果たされる。
装着されたノズル体２３は弁ニードル２４を有してお
り、この弁ニードル２４はノズル体２３内において軸方
向に移動させられる。弁ニードル２４の上側の端面４０
は接続部管路３９を介して液圧式接続部３８に接続され
ており、接続部３８自体は、調整器５の圧電液晶成層配
列７によって負荷される。さらに、二ポート二位置弁の
弁ニードル２４はノズル体２３内においてリターンスプ
リングによって負荷されている。弁ニードル２４の、端
面４０とは反対側の端面に配属されているリターンスプ
リング自体は、ノズルニードルばね３５によって負荷さ
れているディスク状のエレメントに対して支持してい
る。ポンプ部分２のポンプケーシング８内のポンプ室１
０から高圧導管が分岐しており、この高圧導管は、制御
室流入部２６を介して弁ニードル２４の制御室２５を負
荷しておりかつ同時にノズル室流入部２７を介してノズ
ル体２３におけるノズル室２８を高圧下の燃料で負荷
し、ノズル体２３にノズルニードル２９が摺動可能に収
容されている。ノズル室２８から、高圧下の燃料が環状
ギャップ３０を介してノズル先端部の方向へ流れ、この
ノズル先端部には少なくとも１つの噴射開口３１が形成
されており、この噴射開口３１は、自己着火式の内燃機
関の、図１には示されていない燃焼室へ突出している。
ノズルニードル２９は、ノズル体２３の燃焼室側端部に
おいて案内されており、ノズルニードルばね３５によっ
て予負荷されている。シリンダヘッド４におけるノズル
体２３の軸方向位置は、スペーサディスク３２の厚さに
よって決定される。燃焼室とシリンダヘッド４との間の
シール機能は、スペーサディスク３２と多数のＯリング
３３によって果たされる。
【００１７】符号３６で示された燃料戻り部が、シリン
ダヘッド４の内部においてノズル体２３の側方に配属さ
れており、燃料戻り部３６は、符号３７で示された、ノ
ズル体２３への燃料流入部の上方に配置されている。ノ
ズル体２３は、自己着火式内燃機関の燃焼室に面した部
分において、ノズル緊定ナット３４を介して結合されて
いる。ノズル緊定ナット３４は、ノズル体２３の両部分
を互いにシールしており、ポンプ部分２のポンプ室１０
と制御室２５若しくはノズル室２８への高圧流入部２
６，２７との間の、燃料が漏れない結合を提供する。
ダヘッド４の内部においてノズル体２３の側方に配属さ
れており、燃料戻り部３６は、符号３７で示された、ノ
ズル体２３への燃料流入部の上方に配置されている。ノ
ズル体２３は、自己着火式内燃機関の燃焼室に面した部
分において、ノズル緊定ナット３４を介して結合されて
いる。ノズル緊定ナット３４は、ノズル体２３の両部分
を互いにシールしており、ポンプ部分２のポンプ室１０
と制御室２５若しくはノズル室２８への高圧流入部２
６，２７との間の、燃料が漏れない結合を提供する。
【００１８】図２は、第１の切換位置に配置されてい
る、液圧式接続室を備えた圧電調整器を示している。
る、液圧式接続室を備えた圧電調整器を示している。
【００１９】図２に示された、ノズル体２３内での弁ニ
ードル２４の第１の位置４１においては、調整器５の圧
電液晶積層配列７は通電されていない。その結果、液圧
式接続部３８は負荷されていない。ポンプ・ノズルユニ
ット１のノズル部分３における弁ニードル２４は、弁ニ
ードルのノズル体側の座に対して第１の行程４５だけ持
ち上げられている。この切換位置においては、ノズル体
２３に戻り部３６の上方で配置された流入部３７と、戻
り部３６とは両方とも開放されている。図２に示され
た、調整器５の電圧が印加されていない状態において
は、弁ニードル２５が開放されており、燃料は、燃料搬
送ポンプによって低圧でポンプ・ノズルユニット１のノ
ズル部分２を通って搬送される。弁ニードル２４のこの
第１の位置４１においては、調整器５、すなわち調整器
５の圧電結晶積層配列７は通電されておらず、これは、
図５によれば、電圧の上昇傾斜５０以前の電圧レベルに
相当する。
ードル２４の第１の位置４１においては、調整器５の圧
電液晶積層配列７は通電されていない。その結果、液圧
式接続部３８は負荷されていない。ポンプ・ノズルユニ
ット１のノズル部分３における弁ニードル２４は、弁ニ
ードルのノズル体側の座に対して第１の行程４５だけ持
ち上げられている。この切換位置においては、ノズル体
２３に戻り部３６の上方で配置された流入部３７と、戻
り部３６とは両方とも開放されている。図２に示され
た、調整器５の電圧が印加されていない状態において
は、弁ニードル２５が開放されており、燃料は、燃料搬
送ポンプによって低圧でポンプ・ノズルユニット１のノ
ズル部分２を通って搬送される。弁ニードル２４のこの
第１の位置４１においては、調整器５、すなわち調整器
５の圧電結晶積層配列７は通電されておらず、これは、
図５によれば、電圧の上昇傾斜５０以前の電圧レベルに
相当する。
【００２０】図３において、後続の液圧式接続部３８を
備えた圧電調整器に、図５に示された第１の圧力レベル
５４に相当する最大電圧が通電される。これにより、調
整器５の圧電結晶積層配列７は液圧式接続部３８に入り
込み、図１に示された接続部管路３９を介して弁ニード
ル２４の端面４０が高圧で負荷される。これにより二ポ
ート二位置弁の弁ニードル２４は完全にニードルガイド
４４の内部において下方へ移動し、流入部３７と戻り部
３６とを同時に閉鎖する。図３に示された、弁ニードル
２４の第２の位置において、ポンプ部分２の高圧室、す
なわちポンプ室１０に圧力上昇が生じる。弁ニードル２
４の第２の位置４２は圧力上昇相５２の間維持される。
圧力上昇相５２（図３に示された電圧プロフィルを参照
せよ）の間、ポンプケーシング８の内部における高圧
室、すなわちポンプ室１０における圧力上昇は、所望の
圧力レベルが達せられるまで生じる。
備えた圧電調整器に、図５に示された第１の圧力レベル
５４に相当する最大電圧が通電される。これにより、調
整器５の圧電結晶積層配列７は液圧式接続部３８に入り
込み、図１に示された接続部管路３９を介して弁ニード
ル２４の端面４０が高圧で負荷される。これにより二ポ
ート二位置弁の弁ニードル２４は完全にニードルガイド
４４の内部において下方へ移動し、流入部３７と戻り部
３６とを同時に閉鎖する。図３に示された、弁ニードル
２４の第２の位置において、ポンプ部分２の高圧室、す
なわちポンプ室１０に圧力上昇が生じる。弁ニードル２
４の第２の位置４２は圧力上昇相５２の間維持される。
圧力上昇相５２（図３に示された電圧プロフィルを参照
せよ）の間、ポンプケーシング８の内部における高圧
室、すなわちポンプ室１０における圧力上昇は、所望の
圧力レベルが達せられるまで生じる。
【００２１】図４は、別の第３の位置４３における、後
続の液圧式接続部を備えた圧電調整器を示している。
続の液圧式接続部を備えた圧電調整器を示している。
【００２２】弁ニードル２４の、弁ニードル２４の第３
の位置に対応する切換状態を達成するために、調整器５
の圧電結晶積層配列７の通電は、第２の電圧レベル５６
（図３を参照せよ）に低下させられる。電圧は、弁ニー
ドル２４の第２の位置４２の間維持される第１の圧力レ
ベル５４から第１の低下する電圧傾斜５５に対応して、
第２のより低い電圧レベル５６にまで低下する（図３を
参照せよ）。
の位置に対応する切換状態を達成するために、調整器５
の圧電結晶積層配列７の通電は、第２の電圧レベル５６
（図３を参照せよ）に低下させられる。電圧は、弁ニー
ドル２４の第２の位置４２の間維持される第１の圧力レ
ベル５４から第１の低下する電圧傾斜５５に対応して、
第２のより低い電圧レベル５６にまで低下する（図３を
参照せよ）。
【００２３】これにより、接続部３８及び接続部管路３
９における圧力が低下し、端面４０が高圧によって負荷
されている弁ニードル２４は、ノズル体２３に関して垂
直方向に第２の行程４６だけ上方へ移動する。弁ニード
ル２４の第３の位置４３においては戻り部３６が開放さ
れているのに対して、流入部３７は、図３に示したよう
に、依然として弁ニードル２４によって閉鎖されたまま
である。ノズルニードル２９（図１を参照）は、これに
より、圧力支持されながら開放される。噴射は戻り部３
６が開放することにより終了する。なぜならば、戻り部
３６が開放することにより、迅速な圧力低下とノズルニ
ードル２９の閉鎖とが生じるからである。
９における圧力が低下し、端面４０が高圧によって負荷
されている弁ニードル２４は、ノズル体２３に関して垂
直方向に第２の行程４６だけ上方へ移動する。弁ニード
ル２４の第３の位置４３においては戻り部３６が開放さ
れているのに対して、流入部３７は、図３に示したよう
に、依然として弁ニードル２４によって閉鎖されたまま
である。ノズルニードル２９（図１を参照）は、これに
より、圧力支持されながら開放される。噴射は戻り部３
６が開放することにより終了する。なぜならば、戻り部
３６が開放することにより、迅速な圧力低下とノズルニ
ードル２９の閉鎖とが生じるからである。
【００２４】図５は、電圧プロフィルを示しており、こ
の電圧プロフィルによって、圧電素子として提供され
た、二ポート二位置弁を二重に切り替える圧電調整器が
制御される。
の電圧プロフィルによって、圧電素子として提供され
た、二ポート二位置弁を二重に切り替える圧電調整器が
制御される。
【００２５】圧電調整器５の通電されていない状態にお
いて、電圧は、図３における電圧の上昇傾斜５０以前の
レベルに相当する。圧力上昇相５２は、電圧の上昇傾斜
５０によって第１の電圧レベル５４にまで生ぜしめられ
る。搬送開始は符号５１で示されている。圧力上昇相５
２は、可変に保持することができ、弁ニードル２４の作
動によるノズルニードル２９の制御とは無関係である、
すなわち分離されている。圧力上昇相の間、圧電調整器
５は第１の電圧レベル５４で通電される。圧力上昇は、
ポンプ・ノズルユニットのポンプ部分２のポンプ室１０
において上昇させられる圧力によってノズルニードル２
９が開放されないように生じる。噴射開始５３のための
所望の噴射圧力レベル及び所望の時期が達成されるとす
ぐに、第１の電圧レベル５４は第２の電圧レベル５６に
低下させられる。第１の電圧レベル５４の間、ポンプ・
ノズルユニット１の二ポート二位置弁の弁ニードル２４
は、図３に符号４２で示されている第２の位置を占め
る、すなわち流入部３７と戻り部３６とがポンプ室１０
に対して閉鎖されている。第１の電圧レベル５４が第１
の低下する電圧傾斜５５に沿って第２の電圧レベル５６
にまで低下すると、液圧式接続部３８の負荷解除が生じ
る。なぜならば、圧電結晶積層配列７は、第２の電圧レ
ベルに相当する低い電圧レベルの場合に収縮するからで
ある。その結果、弁ニードル２４は、図４に示された第
２の行程４６だけ第３の位置へ移動する。第３の位置に
おいて流入部３７は依然として閉鎖されているのに対し
て、戻り部３６はポンプ室１０へ開放されたままであ
る。第２の電圧レベル５６は、燃料ポンプの搬送終了５
７まで生じ、別の第２の低下する電圧傾斜５８に従って
ゼロレベルにまで低下する。電圧Ｕのゼロレベルにおい
て、弁ニードル２４は再び図２に示された第１の位置４
１を占め、この第１の位置の場合、弁ニードルは、ノズ
ル体２３において第１の行程４５を有しており、流入部
３７と戻り部３６とは互いに連絡されている。ノズル体
２３の内部における二ポート二位置弁の弁ニードル２４
によって、圧力上昇のためのポンプ部分２の高圧室、す
なわちポンプ室１０の閉鎖と、ノズルニードル２９の開
放とが互いに別個に制御される。第１の電圧レベル５４
が第２の電圧レベル５６に低下させられる調整器５の制
御時期に対応して、噴射圧力は自由に制御されることが
でき、圧力上昇相はこれによって影響されることがな
い。
いて、電圧は、図３における電圧の上昇傾斜５０以前の
レベルに相当する。圧力上昇相５２は、電圧の上昇傾斜
５０によって第１の電圧レベル５４にまで生ぜしめられ
る。搬送開始は符号５１で示されている。圧力上昇相５
２は、可変に保持することができ、弁ニードル２４の作
動によるノズルニードル２９の制御とは無関係である、
すなわち分離されている。圧力上昇相の間、圧電調整器
５は第１の電圧レベル５４で通電される。圧力上昇は、
ポンプ・ノズルユニットのポンプ部分２のポンプ室１０
において上昇させられる圧力によってノズルニードル２
９が開放されないように生じる。噴射開始５３のための
所望の噴射圧力レベル及び所望の時期が達成されるとす
ぐに、第１の電圧レベル５４は第２の電圧レベル５６に
低下させられる。第１の電圧レベル５４の間、ポンプ・
ノズルユニット１の二ポート二位置弁の弁ニードル２４
は、図３に符号４２で示されている第２の位置を占め
る、すなわち流入部３７と戻り部３６とがポンプ室１０
に対して閉鎖されている。第１の電圧レベル５４が第１
の低下する電圧傾斜５５に沿って第２の電圧レベル５６
にまで低下すると、液圧式接続部３８の負荷解除が生じ
る。なぜならば、圧電結晶積層配列７は、第２の電圧レ
ベルに相当する低い電圧レベルの場合に収縮するからで
ある。その結果、弁ニードル２４は、図４に示された第
２の行程４６だけ第３の位置へ移動する。第３の位置に
おいて流入部３７は依然として閉鎖されているのに対し
て、戻り部３６はポンプ室１０へ開放されたままであ
る。第２の電圧レベル５６は、燃料ポンプの搬送終了５
７まで生じ、別の第２の低下する電圧傾斜５８に従って
ゼロレベルにまで低下する。電圧Ｕのゼロレベルにおい
て、弁ニードル２４は再び図２に示された第１の位置４
１を占め、この第１の位置の場合、弁ニードルは、ノズ
ル体２３において第１の行程４５を有しており、流入部
３７と戻り部３６とは互いに連絡されている。ノズル体
２３の内部における二ポート二位置弁の弁ニードル２４
によって、圧力上昇のためのポンプ部分２の高圧室、す
なわちポンプ室１０の閉鎖と、ノズルニードル２９の開
放とが互いに別個に制御される。第１の電圧レベル５４
が第２の電圧レベル５６に低下させられる調整器５の制
御時期に対応して、噴射圧力は自由に制御されることが
でき、圧力上昇相はこれによって影響されることがな
い。
【図１】電磁弁を用いて作動可能なポンプ・ノズルユニ
ット（ＰＤＥ）を示す図である。
ット（ＰＤＥ）を示す図である。
【図２】第１の切換位置における、液圧式接続空間を備
えた圧電素子を示す図である。
えた圧電素子を示す図である。
【図３】弁ニードルが完全に閉鎖されている場合の、後
続の液圧式接続空間を備えた圧電素子を示す図である。
続の液圧式接続空間を備えた圧電素子を示す図である。
【図４】圧力支持されながら制御される中間位置におけ
る、後続の液圧式接続空間を備えた圧電素子を示す図で
ある。
る、後続の液圧式接続空間を備えた圧電素子を示す図で
ある。
【図５】電圧プロフィルを示す図であり、この電圧プロ
フィルを用いて圧電素子が制御可能である。
フィルを用いて圧電素子が制御可能である。
１ ポンプ・ノズルユニット、 ２ ポンプ部分、 ３
ノズル部分、 ４シリンダヘッド、 ５ 調整器、
６ 差込接続部、 ７ 圧電結晶積層配列、８ ポンプ
ケーシング、 ９ ポンプピストン、 １０ 圧力室、
１２ ばねエレメント、 １３ フランジ、 １４
ばね皿、 １５ 押圧ピン、 １６ピンソケット、 １
７ ロッカーアーム、 １８ ロッカーアーム軸、 １
９ロッカーアームローラ、 ２０ カム軸、 ２１ 偏
心カム、 ２２ シリンダヘッド孔、 ２３ ノズル
体、 ２４ 弁ニードル、 ２５ 制御室、 ２６制御
空間流入部、 ２７ ノズル空間流入部、 ２８ ノズ
ル室、 ２９ ノズルニードル、 ３０ 環状ギャッ
プ、 ３１ 噴射開口、 ３２ スペーサリング、 ３
３ Ｏリング、 ３４ ノズル緊定ナット、 ３６ 燃
料戻り部、３７ 流入部、 ３８ 液圧式接続部、 ３
９ 接続部管路、 ４０ 端面、４１ 第１の位置、
４２ 第２の位置、 ４３ 第３の位置、 ４４ ニー
ドルガイド、 ４６ 第２の行程、 ５０ 上昇傾斜、
５１ 搬送開始、 ５２圧力上昇相、 ５３ 噴射開
始、 ５４ 第１の圧力レベル、 ５５ 電圧傾斜、
５６ 第２の電圧レベル、 ５７ 搬送終了、 ５８
電圧傾斜
ノズル部分、 ４シリンダヘッド、 ５ 調整器、
６ 差込接続部、 ７ 圧電結晶積層配列、８ ポンプ
ケーシング、 ９ ポンプピストン、 １０ 圧力室、
１２ ばねエレメント、 １３ フランジ、 １４
ばね皿、 １５ 押圧ピン、 １６ピンソケット、 １
７ ロッカーアーム、 １８ ロッカーアーム軸、 １
９ロッカーアームローラ、 ２０ カム軸、 ２１ 偏
心カム、 ２２ シリンダヘッド孔、 ２３ ノズル
体、 ２４ 弁ニードル、 ２５ 制御室、 ２６制御
空間流入部、 ２７ ノズル空間流入部、 ２８ ノズ
ル室、 ２９ ノズルニードル、 ３０ 環状ギャッ
プ、 ３１ 噴射開口、 ３２ スペーサリング、 ３
３ Ｏリング、 ３４ ノズル緊定ナット、 ３６ 燃
料戻り部、３７ 流入部、 ３８ 液圧式接続部、 ３
９ 接続部管路、 ４０ 端面、４１ 第１の位置、
４２ 第２の位置、 ４３ 第３の位置、 ４４ ニー
ドルガイド、 ４６ 第２の行程、 ５０ 上昇傾斜、
５１ 搬送開始、 ５２圧力上昇相、 ５３ 噴射開
始、 ５４ 第１の圧力レベル、 ５５ 電圧傾斜、
５６ 第２の電圧レベル、 ５７ 搬送終了、 ５８
電圧傾斜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC07 AD12 BA61
BA67 CC08T CC08U CE13
CE16 CE27
Claims (10)
- 【請求項１】 自己着火式内燃機関の燃焼室に燃料を噴
射するためのポンプ・ノズルユニット（１）であって、
ポンプ部分（２）と、ノズル部分（３）と、調整器
（５）とが設けられており、該調整器の後に液圧式接続
部（３８，３９）が接続されており、前記調整器によっ
て二ポート二位置弁の弁ニードル（２４）がノズル体
（２３）の内部において作動可能である形式のものにお
いて、前記調整器（５）が、液圧式接続部（３８，３
９）に作用する圧電結晶配列（７）を有しておりかつ弁
ニードル（２４）の端面（４０）を負荷するようになっ
ており、前記弁ニードルが、圧力上昇を可能にする第１
の位置（４１）へ調整可能であり、弁ニードル（２４）
の、ノズルニードル（２９）の開放を可能にする別の位
置（４３）が、独立して調整可能であることを特徴とす
る、ポンプ・ノズルユニット。 - 【請求項２】 前記液圧式接続部（３８，３９）が、ノ
ズル体（２３）において、弁ニードル（２４）をガイド
するニードルガイド（４４）に移行している、請求項１
記載のポンプ・ノズルユニット。 - 【請求項３】 前記ポンプ部分（２）のポンプ室（１
０）から制御室流入部（２６）とノズル室流入部（２
７）とが分岐しており、これらの制御室流入部とノズル
室流入部とが、弁ニードル（２４）の制御室（２５）
と、ノズルニードル（２９）を包囲したノズル室（２
８）とを同時に負荷するようになっている、請求項１記
載のポンプ・ノズルユニット。 - 【請求項４】 前記ノズルニードル（２９）の長手方向
で見て、ノズル体（２３）に、流入部（３７）が戻り部
（３６）の上方に配置されている、請求項１記載のポン
プ・ノズルユニット。 - 【請求項５】 調整器（５）が通電されていない場合に
おける弁ニードル８２４）の第１の位置において、流入
部（３７）と戻り部（３６）とがノズル体（２３）内で
連絡されている、請求項４記載のポンプ・ノズルユニッ
ト。 - 【請求項６】 前記調整器（５）が第１の電圧レベル
（５４）に通電されている場合、流入部（３７）と戻り
部（３６）とが弁ニードル（２４）によって閉鎖されて
おり、ポンプ部分（２）のポンプ室（１０）に圧力上昇
（５２）が生ぜしめられる、請求項４記載のポンプ・ノ
ズルユニット。 - 【請求項７】 ポンプ部分（２）のポンプ室（１０）に
おける圧力上昇相（５２）の経過後に、噴射開始（５
３）の場合、調整器（５）が第２の電圧レベル（５４）
で負荷されかつノズルニードル（２９）が圧力支持され
ながら開放するようになっている、請求項４記載のポン
プ・ノズルユニット。 - 【請求項８】 噴射開始（５３）と圧力上昇相（５２）
とが、ポンプ室（１０）を閉鎖することにより互いに別
個に制御可能である、請求項７記載のポンプ・ノズルユ
ニット。 - 【請求項９】 弁ニードル（２４）の第１の位置（４
１）において、弁ニードル（２４）の第１の行程（５
５）が生じ、この場合、流入部（３７）と戻り部（３
６）とが開放している、請求項５記載のポンプ・ノズル
ユニット。 - 【請求項１０】 弁ニードル（２４）の第３の位置にお
いて弁ニードル（２４）の第２の行程（２４）が生じ、
この場合、戻り部（３６）がポンプ室（１０）に対して
開放されている、請求項７記載のポンプ・ノズルユニッ
ト。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10201470.1 | 2002-01-16 | ||
| DE10201470A DE10201470A1 (de) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | Doppeltschaltendes Ventil für Kraftstoffeinspritzanlagen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214282A true JP2003214282A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=7712281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003007508A Pending JP2003214282A (ja) | 2002-01-16 | 2003-01-15 | 燃料噴射装置のための二重切換弁 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6726128B2 (ja) |
| EP (1) | EP1329629A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003214282A (ja) |
| DE (1) | DE10201470A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE502005010478D1 (de) * | 2004-02-25 | 2010-12-16 | Ganser Hydromag | Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen |
| EP2092186B1 (de) * | 2006-10-16 | 2010-01-20 | Ganser-Hydromag Ag | Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen |
| US20090212127A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-08-27 | Weidlinger Associates, Inc. | Fuel injector with single crystal piezoelectric actuator stack |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3581160D1 (de) * | 1984-09-14 | 1991-02-07 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisch gesteuerte kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen. |
| US4618095A (en) * | 1985-07-02 | 1986-10-21 | General Motors Corporation | Electromagnetic unit fuel injector with port assist spilldown |
| DE4341545A1 (de) * | 1993-12-07 | 1995-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen |
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| DE19939523B4 (de) * | 1999-08-20 | 2004-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
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