JP2003507643A

JP2003507643A - インジェクタ

Info

Publication number: JP2003507643A
Application number: JP2001518567A
Authority: JP
Inventors: シュテックラインヴォルフガング
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2003-02-25
Also published as: DE19939448A1; WO2001014718A1; CZ20011385A3; EP1125048A1; KR20010083912A

Abstract

(57)【要約】特に内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射工程を制御するためのインジェクタ（１０，２１０）が提案される。このインジェクタ（１０，２１０）は、噴射開口（１６，２１６）を制御する閉鎖部材（１４，２１４）と、操作装置（４４，２４４）とを有している。この操作装置（４４，２４４）は、圧電式のアクチュエータ（５２，２５２）と、圧力媒体を案内する通路（２８，２２８，３６，２３６，４６，２４６，４８，２４８）の間の圧力媒体接続部を制御するための弁エレメント（５０，２５０）とから成っている。本発明によれば、弁エレメント（５０，２５０）が、少なくともそれぞれ１つの流入通路（４６，２４６）と、１つの戻し通路（４８，２４８）と、２つの制御通路（２８，２２８，３６，２３６）との間の圧力媒体接続部を制御していて、少なくとも３つの切換位置に移動可能であることによって、弁エレメント（５０，２５０）が、インジェクタ（１０，２１０）の圧力制御式もしくはニードル行程制御式の噴射サイクルを可能にしている。

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インジェクタから出発する
。このような形式のインジェクタは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第
１９６２４００１号明細書に基づきすでに公知である。このインジェクタの操作
装置は圧電式のアクチュエータと、移動可能に案内される弁エレメントを備えた
弁とから成っている。この弁エレメントは、高圧下の圧力媒体を案内する通路と
、低圧下の圧力媒体を案内する通路との間の圧力媒体接続部を制御し、ひいては
インジェクタの閉鎖部材を負荷する圧力室内の圧力を規定する。圧力媒体接続部
が閉鎖されている場合には、インジェクタの閉鎖部材が高圧で負荷されていて、
これによって、閉鎖位置で保持される。圧力媒体接続部の開放によって高圧が低
下するので、閉鎖部材が行程運動を実施する。この場合、インジェクタに設けら
れた噴射開口が開放され、この噴射開口を通って燃料が内燃機関の燃焼室内に噴
射される。このような形式のインジェクタは、ニードル行程制御式のインジェク
タとも呼ばれる。このニードル行程制御式のインジェクタは特に、閉鎖部材、つ
まりニードルの操作が、インジェクタの内室内の圧力レベルとは無関係に行われ
ることによって特徴付けられている。

【０００２】ニードル行程制御式のインジェクタの他に、いわゆる圧力制御式のインジェク
タも知られている。この圧力制御式のインジェクタの閉鎖部材は、この閉鎖部材
を取り囲む内室内で、規定された開放圧が超越されるやいなや行程運動を実施す
る。圧力が開放圧よりも低い場合には、閉鎖部材は閉鎖位置に位置している。

【０００３】圧電式のアクチュエータを備えたインジェクタはその切換運動の迅速性に基づ
き、たとえばパイロット噴射、メイン噴射およびポスト噴射と呼ばれる時間的に
分割された複数の噴射に基づく噴射サイクルの図示のために特に適している。パ
イロット噴射とメイン噴射とが圧力制御式に実施され、ポスト噴射がニードル行
程制御式に実施されると最も有利であることが分かった。不都合にも、公知のイ
ンジェクタでは、その都度ただ一種類の制御しか可能とならない。

【０００４】発明の利点公知先行技術に比べて、請求項１の特徴部に記載の特徴を備えたインジェクタ
は、このインジェクタによって、圧力制御式のパイロット噴射およびメイン噴射
と、ニードル行程制御式のポスト噴射とが、インジェクタの内室内に高圧が加え
られている場合に可能となるという利点を有している。このような形式のインジ
ェクタによって、内燃機関の、特に騒音および排ガスの少ない運転が可能となる
。

【０００５】このことは、閉鎖部材のための操作装置の使用によって達成される。この操作
装置は、アクチュエータの他に、インジェクタの内室内の圧力比率を制御するた
めの４ポート３位置切換弁を有している。有利には、この４ポート３位置切換弁
が２つの弁部材を装備しており、両弁部材が座弁を形成している。この両座弁の
間には弁スプールが配置されており、この弁スプールは付加的なスプール弁を提
供している。アクチュエータを１回だけ操作することによって、時間的に分割さ
れた、圧力制御式もしくはニードル行程制御式の噴射を伴った噴射サイクルを実
施することができる。この場合、アクチュエータの制御周波数と、これによって
形成された損失熱とは比較的僅かであり、これによって、アクチュエータの安定
性は高くなっている。さらに、本発明によるインジェクタは、制御されない状態
でたいした量の圧力媒体漏れを有していないということによって特徴付けられて
いる。

【０００６】本発明のさらなる利点および有利な改良形は、従属請求項および実施例の説明
から得られる。

【０００７】実施例の説明以下に、本発明の実施例を図面につき説明する。

【０００８】図１には、本発明によるインジェクタ１０が概略図で示してある。このインジ
ェクタ１０は閉鎖部材１４を有している。この閉鎖部材１４は、噴射開口１６を
制御するためにケーシング２０のノズル孔１８内に移動可能に配置されている。
閉鎖部材１４はニードルの形で形成されている。このニードルは、それぞれ異な
る外径を有する種々のニードル区分２２ａ〜２２ｅに分割されている。この場合
、ニードル区分２２ａ，２２ｃはノズル孔１８の壁と共に案内区分として働く。
つまり、ニードル区分２２ｂ，２２ｄの外径はノズル孔１８の壁に比べて減少さ
せられている。これによって、ニードル区分２２ｄの領域には、圧力媒体で充填
される環状室２４が得られる。この環状室２４は、ニードル区分２２ｃからニー
ドル区分２２ｄへの移行部の箇所で拡張されている。そこでは、環状室２４に第
１の圧力媒体通路２８が開口している。ニードル区分２２ｅは尖端部として形成
されている。この尖端部は、閉鎖部材１４の、図示の位置で噴射開口１６を圧力
密に閉鎖している。

【０００９】閉鎖部材１４は２つの圧縮ばね３０，３２によって閉鎖位置で保持される。こ
のためには、第１の圧縮ばね３０が閉鎖部材１４のニードル区分２２ｂとニード
ル区分２２ｃとの間の段部に作用していて、ノズル孔１８の内部に位置固定され
たリング３４に支持されている。これに対して、第２の圧縮ばね３２は、閉鎖部
材１４の端面と、ノズル孔１８を閉鎖する壁との間に緊締されている。

【００１０】第２の圧縮ばね３２の組付け室は圧力室３３を形成している。この圧力室３３
には、圧力媒体を案内する第２の通路３６が開口しており、しかも、この圧力室
３３からは、圧力媒体を案内する第３の通路３８が外部に通じている。両通路３
６，３８内には、閉鎖部材１４の行程運動の経過を規定するために絞り４０，４
２が配置されている。

【００１１】第１の通路２８と第２の通路３６とは制御通路として働く。この制御通路は閉
鎖部材１４を両圧縮ばね３０，３２の機械的な力に対して付加的に液圧的に負荷
する。このためには、両通路２８，３６が操作装置４４に接続されている。この
操作装置４４は、少なくとも４つの通路、つまり、流入通路４６と、戻し通路４
８と、前記両通路２８，３６との間の圧力媒体接続部を制御している。

【００１２】操作装置４４は、ケーシング２０内に形成されたスプール孔４５と、このスプ
ール孔４５内で移動可能に案内される弁エレメント５０と、外部で制御可能な圧
電式のアクチュエータ５２とを有している。このアクチュエータ５２は、液圧式
の変換器５４を介在して、弁エレメント５０と協働するようになっている。変換
器５４は、アクチュエータ５２の行程運動を変換するために、互いに異なる大き
さの受圧面を備えた２つのピストン５６，５８を有している。両ピストン５６，
５８は相互間で変換器室６０を閉鎖している。大きい方の受圧面を備えたピスト
ン５６はアクチュエータ５２に面した側に位置しており、小さい方の受圧面を備
えたピストン５８は弁エレメント５０に面した側に位置している。

【００１３】弁エレメント５０は、ボールの形の２つの弁部材６２，６４と、両弁部材６２
，６４の間に位置するほぼ円筒状の弁スプール６６とから成っている。この弁ス
プール６６の、弁部材６４に接触する端部は円錐台形のピン６８として形成され
ている。弁スプール６６には、中心に配置された通路７０が設けられている。こ
の通路７０は、ピン６８に面した側の一方の端部で複数の半径方向通路７１に分
岐している。これらの半径方向通路７１は、弁スプール６６の円筒状の領域への
ピン６８の移行部でスプール孔４５の内部に通じている。

【００１４】長手方向孔として形成された通路７０の、前記端部とは反対の側に位置する第
２の端部は第１の弁座７２を形成している。この弁座７２は第１の弁部材６２に
よって制御されている。この弁部材６２は、支持エレメント７４を介して変換器
５４のピストン５８に隣り合って位置している。このためには、弁部材６２が弁
ばね７６と協働している。この弁ばね７６は、弁スプール６６の、第１の弁座７
２を有する端面に支持されていて、弁部材６２にその開放位置の方向で作用して
いる。弁ばね７６の組付け室は戻し通路４８に液圧的に接続されている。第２の
弁ばね７８は、第１の弁ばね７６を周面側で取り囲んでいて、一方では、スプー
ル孔４５をカバーする、変換器５４のピストン５８によって貫通されたプレート
８０に接触しており、他方では、弁スプール６６の端面に接触している。

【００１５】スプール弁を形成するために、弁スプール６６のほぼ中央に、通路７０を直角
方向で貫通する横方向通路８３が設けられている。この横方向通路８３の端部は
弁スプール６６の周面に通じていて、スプール孔４５と共に、圧力媒体で充填さ
れた中空室１１０を形成している。この中空室１１０は、弁スプール６６に設け
られた制御縁部１１２によってケーシング側の通路３６に対してシールされてい
る。弁スプール６６の適宜な変位によって、ケーシング側の通路３６への中空室
１１０の接続が提供される。この接続によって、閉鎖部材１４の圧力室３３内の
圧力レベルに影響を与えることができる。

【００１６】図１によれば、弁スプール６６のピン６８は第２の弁部材６４に接触している
が、この弁部材６４は、ケーシング側でスプール孔４５のくびれ部６９に形成さ
れた第２の弁座８２から持ち上げられてはいない。圧力媒体の流れ方向で見て弁
座８２の手前では流入通路４６がスプール孔４５に開口しており、流れ方向で見
て弁座８２の後方では通路２８がスプール孔４５に開口している。第２の弁部材
６４は閉鎖ばね８４によって閉鎖方向で負荷されてる。このためには、この閉鎖
ばね８４がスプール孔４５を閉鎖する壁８６に支持されている。

【００１７】図２〜図４に示した、以下に詳しく説明する噴射サイクルはインジェクタ１０
によって図示可能である。このためには、弁エレメント５０が３種類の切換位置
に移動可能である。この場合、図１には、基本位置が示してある。切換位置に応
じて、噴射サイクルは、圧力制御式またはニードル行程制御式に経過する。

【００１８】図２〜図４に示した種々異なる線図１００〜１０８にはそれぞれ、アクチュエ
ータ５２の行程経過、弁部材６２の行程経過、弁部材６４の行程経過、通路２８
内の圧力経過ならびに閉鎖部材１４の行程経過が時間に関連してグラフィックに
示してある。全ての事例においては、インジェクタ１０がまず、図１に示した基
本位置にあるということから出発する。この基本位置では、弁座７２は開放され
ており、弁座８２は閉鎖されている。弁スプール６６の位置に基づき、通路３６
と通路７０との間の圧力媒体接続部は遮断されている。

【００１９】いま、アクチュエータ５２の制御が行われると、このアクチュエータ５２が行
程運動を生ぜしめる。この行程運動は、液圧的に変換されて弁部材６２に伝達さ
れる（線図１００参照）。この場合、時点Ｔ１では、弁部材６２が第１の弁座７
２に接触していて、この弁座７２を閉鎖しており（線図１０２参照）、これによ
って、アクチュエータ５２と弁スプール６６との間の機械的な作用結合部を形成
している。アクチュエータ５２の後続の行程によって、時点Ｔ１の後、第２の座
弁の弁部材６４が開放する（線図１０４参照）ので、高圧下にある圧力媒体が流
入通路４６から通路２８に流れ込むことができる。通路３６は相変わらず遮断さ
れている。線図１０６によれば、これによって、通路２８内もしくは閉鎖部材１
４を取り囲んでいる環状室２６内の圧力レベルが上昇する。これによって、ニー
ドル区分２２ｃによって形成された受圧面に基づき、閉鎖部材１４が、両圧縮ば
ね３０，３２によって予め設定された機械的な閉鎖力に抗して作用する液圧的な
開放力で負荷される。開放圧の達成によって、閉鎖部材１４は時点Ｔ２で開放運
動を実施し（線図１０８参照）、この場合、噴射開口１６を開放する。

【００２０】この噴射サイクルの終了は、アクチュエータ５２の制御の取消しによって個々
の段階で達成される（時点Ｔ３）。この場合、まず第２の弁部材６４が閉鎖し、
流入通路４６を遮断する。時点Ｔ４で弁スプール６６がその出発位置に到達し、
弁部材６２が通路７０から戻し通路４８への圧力媒体通流部を開放する（線図１
０２参照）。これによって、半径方向通路７１と通路７０とを介して通路２８が
放圧されるので、閉鎖部材１４が、両圧縮ばね３０，３２によって加えられた力
に基づき閉鎖位置に戻し運動させられ、この場合、噴射開口１６を再び閉鎖する
。したがって、説明した噴射サイクルは圧力制御式に経過している。

【００２１】これとは異なり、以下に、ニードル行程制御式の噴射工程を図３につき詳しく
説明する。この場合、線図１００によれば、アクチュエータ５２が、時点Ｔ１に
達するまで第１の行程運動Ｈ１を実施している。この行程運動Ｈ１は、ある程度
時間的な遅れを伴って、時点Ｔ２での第２の行程運動Ｈ２において最大行程に達
するまで続けられる。時点Ｔ３からは、アクチュエータ５２の制御がただ１つの
段階Ｓ１で０に向かって減少させられる。行程運動Ｈ１に基づき、弁部材６２は
まず弁座７２を閉鎖し（時点Ｔ５）、この弁座７２を、時点Ｔ６に達するまで閉
鎖し続けている。第２の行程運動Ｈ２（時点Ｔ２）を開始するまで閉鎖部材１４
は、すなわち横方向通路８３と通路３６との圧力媒体接続部は遮断されており、
その後に開放されている。このことは、線図１０２に点で示したカーブ経過によ
って表現してある。第２の弁部材６４の運動（線図１０４参照）は、開始時にお
ける時間的な遅れは別として、アクチュエータ５２の行程運動の経過に追従して
いる（線図１００参照）。第２の弁座８２の開放によって流入通路４６と通路２
８とが接続されることに基づき、閉鎖部材１４を取り囲む環状室２４内の圧力が
上昇する。この場合、この上昇の経過には、通路２８内に設けられた絞り４０を
介して影響が与えられている。最大圧が、アクチュエータ５２の第２の行程運動
Ｈ２の開始によって変化することはない。この噴射サイクルでは、閉鎖部材１４
の行程運動（線図１０８参照）は、アクチュエータ５２が相変わらず電気的に制
御されていて（線図１００参照）、かつ環状室２４内に不変に高圧が存在してい
る（線図１０６参照）にもかかわらず、アクチュエータ５２の第２の行程運動Ｈ
２の間に横方向通路８３と通路３６とを接続する時点Ｔ２から終了させられる。
このことは、時点Ｔ３での圧力室３３内の圧力上昇に起因している。この圧力上
昇の、閉鎖部材１４に加えられる押圧力は両圧縮ばね３０，３２の力と相俟って
、噴射工程をニードル行程制御式に終了させるためには十分である。

【００２２】図４には、別の噴射サイクルが示してある。この場合、アクチュエータ５２は
時点Ｔ１に達するまで第１の行程運動Ｈ１を実施していて、図３に比べて僅かに
時間的に遅れて時点Ｔ２から第２の行程運動Ｈ２を最大行程に達するまで実施し
ている。時点Ｔ３からは、この最大行程が２つの段階Ｓ１，Ｓ２に減少させられ
る。第２の段階Ｓ２は時点Ｔ４で行われる。時点Ｔ２と時点Ｔ３との間では、線
図１０２に特性線経過として点で示したように、横方向通路８３を介した通路７
０と通路３６との圧力媒体接続部が存在してる。これによって、圧力室３３は高
圧下に到達する。図３に関連して詳しく示したように、噴射工程をニードル行程
制御式に終了させる（線図１０８参照）ためにはこの高圧で十分である。アクチ
ュエータ５２の閉鎖運動としての段階Ｓ１によって、時点Ｔ３にまで存在する、
通路７０と通路３６との圧力媒体接続部が遮断される。この場合、線図１０２の
実線によれば、第１の弁座７２は相変わらず閉鎖されていて、第２の弁座８２は
開放されている。弁スプール５０のこの位置では、圧力室３３内の高圧は、圧力
媒体を案内する第３の通路３８と、この通路３８内に組み込まれた絞り４２とに
よって徐々に低下する。両圧縮ばね３０，３２によって規定された押圧限界を上
回った後、環状室２４内の押圧力が両圧縮ばね３０，３２の閉鎖力を上回るので
、閉鎖部材１４は時点Ｔ４で圧力制御されて通常に開放する。これにより行われ
た第２の噴射工程によって、メイン噴射に続く、燃料のポスト噴射が可能となる
。このポスト噴射は、アクチュエータ５２の制御の取消しと共に段階Ｓ２（時点
Ｔ５）で終了されている。線図１０２に示したように、時点Ｔ５では、第１の弁
部材６２が第１の弁座７２を再び開放しているので、図１に示した基本位置が再
び達成されている。

【００２３】図５には、本発明によるインジェクタ１０の有利な第１変化実施例が示してあ
る。この第１変化実施例は、とりわけ弁スプール６６が横方向通路８３もしくは
横方向孔なしで十分であるという点で、図１に示した構成と異なっている。この
ことは、高圧下の圧力媒体を案内する、ケーシング２０に設けられた第２の流入
通路４７の形成によって達成される。この流入通路４６は、弁スプール６６のく
びれ部８８の領域に開口している。このくびれ部８８の軸方向の延在長さは、ア
クチュエータ５２の最大行程の場合に、流入通路４７と、圧力室３３に通じる通
路３６との間に圧力媒体接続が存在するように寸法設定されている。当然ながら
、流入通路４７を、すでに存在している流入通路４６への分岐部として形成する
ことも可能である。このように別の形式で形成されたインジェクタ１０は、特に
閉鎖部材１４の、ニードル行程制御式の閉鎖（図３および図４参照）における、
より良好な動力学的特性によって特徴付けられる。

【００２４】図６には、本発明によるインジェクタ１０の有利な第２変化実施例が示してあ
る。この場合、図１に示した、スプール孔４５によって形成された、閉鎖ばね８
４の組付け室内に中間行程ストッパ９０が組み込まれている。この中間行程スト
ッパ９０は、中間位置での弁エレメント５０の位置決めを容易にしかつアクチュ
エータ５２が迅速に運動する場合の過剰振動を回避する。中間位置で弁エレメン
ト５０は、弁座８２がすでに開放している位置にある。しかし、図６では見るこ
とができない通路３６はまだ液圧的に遮断されている。このような中間位置は、
図３および図４の線図１００において、アクチュエータ５２の行程運動Ｈ１の終
了時にグラフィックに見ることができる。中間行程ストッパ９０は２スプリング
システムの形で形成されていて、これに相応して、弁スプール６６に設けられた
ピン６８への第２の弁部材６４の当接を保証する第１のばね９１と、ストッパデ
ィスク９３を負荷する第２のばね９２とを有している。ストッパディスク９３に
は中心の貫通部９４が設けられており、この貫通部９４を通って第１のばね９１
が弁スプール６６と協働するようになっている。さらに、ストッパディスク９３
は、スプール孔４５に設けられた溝状の拡張部９５内に軸方向で運動可能に案内
されている。この場合、拡張部９５の仕切り部がストッパショルダを形成してい
る。第２の弁部材６４に近い方のストッパショルダが弁エレメント５０の中間位
置を規定しているのに対して、第２の弁部材６４から離れた方のストッパは第２
の弁部材６４の最大行程を規定している。流入通路４６は、流れ方向で見てスト
ッパディスク９３の手前でスプール孔４５に開口している。図６に示したインジ
ェクタ１０のその他の構成は、図１に示した構成に相応している。

【００２５】図７には、本発明によるインジェクタ１０の第２の構成が簡単な概略図で示し
てある。この構成は、主として、操作装置２４４の構造上の構成の点で、上述し
た第１の構成と異なってはいるものの、ほぼ合致した機能特性を有している。相
違点は、以下に詳しく説明する弁スプール２５０の運動転換と、弁部材２６４の
、最初に開放された出発位置とに基づいている。

【００２６】第１の構成と合致して、操作装置２４４は、外部で制御可能な圧電式のアクチ
ュエータ２５２と、液圧式の変換器２５４と、流入通路２４６、戻し通路２４８
および閉鎖部材２１４に通じる２つの制御通路２２８，２３６の間の圧力媒体接
続部を制御するための弁エレメント２５０とから成っている。この弁エレメント
２５０は、多段付けされた、ケーシング２２０のスプール孔２４５内で移動可能
に案内される弁スプール２６６と、この弁スプール２６６によって操作可能な、
ボールの形の弁部材２６４とを有している。この弁部材２６４は、閉鎖ばね２８
４によって弁スプール２６６に接触させられている。このためには、弁スプール
２６６がその一方の端部にピン２６８を有している。このピン２６８はスプール
孔２４５のくびれ部２６９の開口を貫通している。このくびれ部２６９は、弁部
材２６４によって制御される弁座２８２を形成している。この弁座２８２は、図
２に示したインジェクタ２１０の基本位置では開放されている。付加的な弁座２
７２が、くびれ部２６９の、弁座２８２とは反対に位置する側に形成されている
。弁座２７２は、弁スプール２６６の、弁部材２６４に面した側の端面によって
制御される。弁座２７２は基本位置で閉鎖されているので、流入通路２４６と制
御通路２２８との間の圧力媒体接続部は存在しない。この制御通路２２８は、開
放された弁座２８２を介して戻し通路２４８に接続されていて、したがって、放
圧されている。これによって、インジェクタ２１０の閉鎖部材２１４はその両圧
縮ばね２３０，２３２によって閉鎖位置で保持される。この場合、噴射開口２１
６は閉鎖されている。

【００２７】弁スプール２６６は、圧力媒体を案内する通路２７０によって少なくとも部分
的に貫通されている。この通路２７０は、流入通路２４６の圧力レベルを中空室
３１０にまで引き続き供給する。この中空室３１０は、弁スプール２６６のくび
れ部と、スプール孔２４５との間に得られる。図示の実施例では、弁スプール２
６６の周面に設けられた制御縁部３１２が中空室３１０を、閉鎖部材２１４に通
じる第２の制御通路２３６に対してシールしている。当然ながら、弁スプール２
６６内に設けられた通路２７０の代わりに、中空室３１０に直接開口する付加的
な流入通路を設けることも可能である。この流入通路は、ケーシング２２０に形
成された、流入通路２４６への分岐部として形成されていてもよい。

【００２８】弁スプール２６６の、第２の制御通路２３６に面した端部は、中間行程制限手
段として形成された中間行程ストッパ２９０と協働するようになっている。この
中間行程ストッパ２９０は、弁スプール２６６に対して同軸的に配置されていて
、互いに同軸的に配置された２つのプランジャ３１４，３１６を有している。両
プランジャ３１４，３１６のうちの一方は弁スプール２６６に直接作用する。両
プランジャ３１４，３１６は、別個のばね２９１，２９２によって負荷されてい
る。この場合、一方のばね２９１は、スプール孔２４５を端面で閉鎖するストッ
パ３１８に支持されているのに対して、他方のばね２９２は、スプール孔２４５
内に固定された支持リング３２０に支持されている。この支持リング３２０は同
時にプランジャ３１４のための行程制限手段を形成している。このような形式の
中間行程ストッパ２９０によって、アクチュエータ２５２の制御における不正確
さに基づきまたは過剰振動によって、第２の制御通路２３６と中空室３１０との
、望ましくない接続が生ぜしめられることなしに、弁スプール２６６を中間位置
にもたらすことができる。

【００２９】アクチュエータ２５２は、第１の構成と異なり、弁スプール２６６の長手方向
軸線に対して垂直に配置されている。アクチュエータ２５２は、変換器２５４の
第１のピストン２５６と直接協働するようになっている。変換器２５４は第２の
ピストン２５８を有している。このピストン２５８は、本実施例では、弁スプー
ル２６６と一体に形成されていて、第１のピストン２５８に対して垂直に配置さ
れている。アクチュエータ２５２の行程運動を弁スプール２６６の行程運動に変
換するために、両ピストン２５６，２５８は、互いに異なる大きさのピストン直
径を有していて、圧力媒体で充填された変換器室２６０を相互間で閉鎖している
。両ピストン２５６，２５８の他に、中間行程ストッパ２９０のプランジャ３１
６が変換器室２６０の別の仕切り部を形成している。

【００３０】変換器室２６０と、隣り合って位置する第２の制御通路２３６との間の液圧的
な短絡（Ｋｒｕｚｓｃｈｌｕｓｓ）を排除するために、両装置の間では、漏れ通
路３２２がスプール孔に２４５開口している。この漏れ通路３２２は、万一の場
合の圧力媒体漏れを、図２では見ることができない圧力媒体ストック容器に導出
する。

【００３１】アクチュエータ２５２の操作によって、このアクチュエータ２５２は行程運動
を実施する。この行程運動は変換器２５４の第１のピストン２５６に伝達される
。変換器室２６０内へのこの圧力媒体押退けは、中間行程ストッパ２９０の一方
のプランジャ３１６を適宜に変位させる。これによって、このプランジャ３１６
は弁スプール２６６の端面から努めて持ち上がることができる。しかし、圧縮ば
ねとして形成された閉鎖ばね２８４によって弁部材２６４に加えられた、弁スプ
ール２６６との機械的な連結に基づき引き続き伝達される力は、この弁スプール
２６６の接触を保証しているので、この弁スプール２６６も同様に変位させられ
る。この場合、まず弁部材２６４が弁座２８２を閉鎖すると同時に、弁スプール
２６６と一体に形成された弁部材２６２が弁座２７２を開放する。これによって
、第１の制御通路２２８が高圧下に到達し、この高圧に基づき、環状室２２４内
の開放圧が超越されるまで閉鎖部材２１４が開放運動を実施する。

【００３２】アクチュエータ２５２を引き続き制御することによって、弁スプール２６６が
弁部材２６４から持ち上がり、制御縁部３１２が、中空室３１０から第２の制御
通路２３６への圧力媒体接続部を開放する。これによって、圧力媒体を案内する
、弁スプール２６６内に設けられた通路２７０を介して、両制御通路２２８，２
３６と圧力室２３３とが同一の圧力レベルによって支配される。いまや十分に圧
力補償された、閉鎖部材２１４の液圧的な負荷に基づき、この閉鎖部材２１４は
、環状室２２４内に不変に高圧が存在しているにもかかわらず圧縮ばね２３０，
２３２のばね力によって閉鎖する。アクチュエータ２５２の制御を取り消すこと
によって、弁スプール２６６の制御縁部３１２が第２の制御通路２３６を再び遮
断する。これに基づき、この圧力レベルは、絞り２４２を備えた、戻し通路２３
８への接続部を介して低下させられるので、閉鎖部材２１４がポスト噴射のため
に新たに開放する。このポスト噴射は、弁座２７２が弁部材２６２によって閉鎖
されると同時に、これによって、弁座２８２が開放するやいなや急激に終了させ
られる。

【００３３】当然ながら、本発明の基本思想を逸脱することなしに、前述した実施例への十
分な変更と補足とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインジェクタの第１の構成を縦断面図で概略的に示す図である。

【図２】インジェクタの第１の制御可能性を詳しく説明するための線図である。

【図３】インジェクタの第２の制御可能性を詳しく説明するための線図である。

【図４】インジェクタの第３の制御可能性を詳しく説明するための線図である。

【図５】本発明によるインジェクタの有利な第１変化実施例を示す図である。

【図６】本発明によるインジェクタの有利な第２変化実施例を示す図である。

【図７】本発明によるインジェクタの第２の構成を同じく縦断面図で概略的に示す図で
ある。

【符号の説明】

１０インジェクタ、１４閉鎖部材、１６噴射開口、１８ノズル
孔、２０ケーシング、２２ａ〜２２ｅニードル区分、２４環状室、
２８通路、３０圧縮ばね、３２圧縮ばね、３３圧力室、３４
リング、３６通路、３８通路、４０絞り、４２絞り、４４
操作装置、４５スプール孔、４６流入通路、４７流入通路、４
８戻し通路、５０弁エレメント、５２アクチュエータ、５４変換
器、５６ピストン、５８ピストン、６０変換器室、６２弁部材
、６４弁部材、６６弁スプール、６８ピン、６９くびれ部、
７０通路、７１半径方向通路、７２弁座、７４支持エレメント、
７６弁ばね、７８弁ばね、８０プレート、８２弁座、８３
横方向通路、８４閉鎖ばね、８６壁、８８くびれ部、９０中間
行程ストッパ、９１ばね、９２ばね、９３ストッパディスク、９
４貫通部、９５拡張部、１００〜１０８線図、１１０中空室、
１１２制御縁部、２１０インジェクタ、２１４閉鎖部材、２１６
噴射開口、２２０ケーシング、２２４環状室、２２８制御通路、
２３０圧縮ばね、２３２圧縮ばね、２３３圧力室、２３６制御通
路、２３８戻し通路、２４２絞り、２４４操作装置、２４５ス
プール孔、２４６流入通路、２４８戻し通路、２５０弁エレメント
、２５２アクチュエータ、２５４変換器、２５６ピストン、２５
８ピストン、２６０変換器室、２６２弁部材、２６４弁部材、
２６６弁スプール、２６８ピン、２６９くびれ部、２７０通路、
２７２弁座、２８２弁座、２８４閉鎖ばね、２９０中間行程ス
トッパ、２９１ばね、２９２ばね、３１０中空室、３１２制御
縁部、３１４プランジャ、３１６プランジャ、３１８ストッパ、３
２０支持リング、３２２漏れ通路、Ｈ１，Ｈ２行程運動、Ｓ１，Ｓ
２段階、Ｔ１〜Ｔ６時点

───────────────────────────────────────────────────── 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 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｎ 61/10 61/10 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特に内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射工程を制御するため
のインジェクタ（１０，２１０）であって、ケーシング（２０，２２０）内で運
動可能に案内される、噴射開口（１６，２１６）を制御する閉鎖部材（１４，２
１４）と、該閉鎖部材（１４，２１４）を負荷する、外部で制御可能な圧電式の
アクチュエータ（５２，２５２）および弁エレメント（５０，２５０）から成る
操作装置（４４，２４４）とが設けられており、弁エレメント（５０，２５０）
が、スプール孔（４５，２４５）内に移動可能に配置されていて、アクチュエー
タ（５２，２５２）と協働するようになっている形式のものにおいて、弁エレメ
ント（５０，２５０）が、少なくともそれぞれ１つの流入通路（４６，２４６）
と、１つの戻し通路（４８，２４８）と、閉鎖部材（１４，２１４）に通じる２
つの制御通路（２８，２２８，３６，２３６）との間の圧力媒体接続部を制御し
ていて、アクチュエータ（５２，２５２）によって少なくとも３つの切換位置に
移動可能であることを特徴とする、インジェクタ。
【請求項２】弁エレメント（５０，２５０）が、制御縁部（１１２，３１
２）を有する弁スプール（６６，２６６）と、それぞれ１つの弁座（７２，２７
２，８２，２８２）に対応配置された少なくとも２つの弁部材（６２，２６２，
６４，２６４）とを有している、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項３】第１の弁座（７２，２７２）が、流入通路（４６，２４６）
から戻し通路（４８，２４８）への圧力媒体接続部を制御しており、第２の弁座
（８２，２８２）が、流入通路（４６，２４６）から第１の制御通路（２８，２
２８）への圧力媒体接続部を制御しており、制御縁部（１１２，３１２）が、流
入通路（４６，２４６）から第２の制御通路（３６，２３６）への圧力媒体接続
部を制御しており、第１の制御通路（２８，２２８）が、環状室（２４，２２４
）に開口しており、該環状室（２４，２２４）の圧力が、閉鎖部材（１４，２１
４）を開放方向で負荷しており、これに対して、第２の制御通路（３６，２３６
）が、閉鎖部材（１４，２１４）を閉鎖方向で負荷する圧力室（３３，２３３）
に通じている、請求項１または２記載のインジェクタ。
【請求項４】弁座（７２，８２）が、弁スプール（６６）を案内するスプ
ール孔（４５）と、弁スプール（６６）とに形成されており、両弁部材（６２，
６４）が、弁スプール（６６）と作用結合するボールである、請求項１から３ま
でのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項５】両弁部材（６２，６４）が、弁スプール（６６）の、互いに
反対の側に位置する端面に配置されており、弁座（８２）に対応配置された弁部
材（６４）が、アクチュエータ（５２）の操作と同時に該アクチュエータ（５２
）の行程運動を弁スプール（６６）に伝達している、請求項４記載のインジェク
タ。
【請求項６】弁座（２７２，２８２）が、弁スプール（２６６）を案内す
るスプール孔（２４５）に形成されており、弁部材（２６２）が、弁スプール（
２６６）と一体に結合されており、これに対して、第２の弁部材（２６４）がボ
ールであり、該ボールが、弾性的なエレメント（２８４）によって負荷されて弁
スプール（２６６）と作用結合されており、両弁部材（２６２，２６４）が、弁
スプール（２６６）の、共通の端面側に配置されている、請求項１から３までの
いずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項７】閉鎖部材（１４，２１４）が、第１の弾性的なエレメント（
３０，２３０）と、第２の弾性的なエレメント（３２，２３２）とによって閉鎖
位置で保持されており、第２の弾性的なエレメント（３２，２３２）が、圧力室
（３３，２３３）内に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載
のインジェクタ。
【請求項８】圧力室（３３，２３３）が、絞り（４２，２４２）を介在し
て戻し通路（３８，４８，２３８）に接続されており、圧力室（３３，２３３）
に開口する制御通路（３６，２３６）内に第２の絞り（４０，２４０）が配置さ
れている、請求項１から７までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項９】圧電式のアクチュエータ（５２，２５２）が、介在された液
圧式の変換器（５４，２５４）によって弁エレメント（５０，２５０）の第１の
弁部材（６２，２６２）に作用するようになっており、変換器（５４，２５４）
が、互いに異なる大きさの直径を備えた２つのピストン（５６，２５６，５８，
２５８）を有しており、両ピストン（５６，２５６，５８，２５８）が、圧力媒
体で充填された変換器室（６０，２６０）を相互間で閉鎖している、請求項１か
ら８までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項１０】弁スプール（６６，２６６）内に、圧力媒体を案内する通
路（７０，２７０）が設けられており、該通路（７０，２７０）が、流入通路（
４６，２４６）と、弁スプール（６６，２６６）およびスプール孔（４５，２４
５）によって仕切られた中空室（１１０，３１０）との接続部を形成しており、
アクチュエータ（５２，２５２）を適宜に制御した場合に、中空室（１１０，３
１０）が、制御通路（３６，２３６）に液圧的に接続可能である、請求項１から
９までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項１１】中間行程ストッパ（９０，２９０）が設けられた操作装置
（４４，２４４）が、互いに同軸的に配置された、互いに相対的に運動可能な少
なくとも２つの圧縮ばね（９１，２９１，９２，２９２）と、ストッパプレート
（９３，２９３）とから成っており、該ストッパプレート（９３，２９３）が、
圧縮ばね（９２，２９２）の支持部を形成している、請求項１から１０までのい
ずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項１２】中間行程ストッパ（９０，２９０）が、変換器室（２６０
）の仕切り部の１つを形成している、請求項１１記載のインジェクタ。