JP2003533638A - 内燃機関に用いられる燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関に用いられる燃料噴射システムが、分配管と、機関回転数に関連して駆動される高圧ポンプとを有しており、該高圧ポンプが、内燃機関の各運転状態において分配管内に必要となる燃料圧と燃料通流量とを形成するために働くようになっており、さらに、燃料噴射システムが、高圧ポンプに対応配置された燃料調量ユニットを有しており、該燃料調量ユニットが、電磁式に操作される調整弁（１１）に基づいている。燃料調量ユニット（１０，１１）が、高圧ポンプに配置されており、調整弁（１１）の出口（３６）が、高圧ポンプの低圧領域に開口している。調整弁（１１）の入口（３２，３４）が、プレフィードポンプの吐出し側に接続されている。調整弁（１１）が、開放位置に圧縮ばね（２５）で負荷された弁ピストン（２３）を有しており、該弁ピストン（２３）が、電磁石（１０）のアーマチュアピン（１４）によってばね力に抗して閉鎖位置に操作可能である。本発明の特徴は、弁ピストン（２３）に少なくとも１つの、有利には複数の半径方向の制御開口（３５）が配置されており、該制御開口（３５）が、高圧ポンプの吸込み側に作用接続されている点にある。

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、内燃機関に用いられる燃
料噴射システムに関する。

【０００２】 独立請求項の対象は、ＣＲシステム（コモンレールシステム）の高圧ポンプに
、内燃機関の各運転状態において所望される燃料量を正確に調量することができ
る燃料調量ユニットによって特徴付けられている。高圧ポンプのために必要とな
る燃料量の、このような形式の低圧側の正確な調量によって、圧縮される溢流量
が最初から回避される。これによって、効率が改善され、したがって、燃料が節
約される。

【０００３】 独立請求項の対象では、主要な構成エレメントは、弁ケーシングに設けられた
半径方向の制御開口と、スリーブ状の弁ピストンの内室に通じている軸方向開口
である。この構成上の前提条件下では、上述した利点は、択一的な２つの通流原
理によって実現することができる。したがって、一方の通流原理では、軸方向開
口が弁ピストンの内室を燃料噴射システムのプレフィードポンプに接続しており
、弁ケーシングの、半径方向に向けられた制御開口は高圧ポンプの低圧領域に液
圧的に作用接続されている。この通流原理は、他方の通流原理において、軸方向
開口が高圧ポンプの低圧領域に液圧的に接続されているのに対して、制御開口が
プレフィードポンプの吐出し側に接続されていて、したがって、調量ユニットへ
の流入通路を成していることによって逆転される。

【０００４】 本発明の課題は、後者の「逆」の通流原理を十分に最適化することである。

【０００５】 発明の利点 本発明によれば、冒頭に記載した形式の燃料噴射システムにおける課題は、請
求項１の特徴部に記載の特徴によって解決される。

【０００６】 本発明の有利な改良形は、請求項２〜７から知ることができる。

【０００７】 本発明の主要な利点は、特に弁ケーシング内に適宜な環状通路が形成されてい
る場合（請求項２参照）に、弁ピストンが弁ケーシング内で３６０゜にわたって
センタリングされる点にある。こうして、弁ピストンの、ヒステリシスの少ない
ひいては最適な滑動が弁ケーシング内で可能となる。

【０００８】 制御開口を同じ角距離で弁ピストンの周面に、有利には互いに向かい合って対
を成すように配置する（請求項４参照）ことによって、最適な液圧的な流動力補
償が達成される。

【０００９】 本発明は、製造技術的な観点においても有利であると分かった。なぜならば、
つまり、制御開口を弁ピストンに加工成形（たとえばレーザ切断および後続のば
り取り）することは、いずれにせよ費用のかかる弁ケーシングにおける加工成形
の事例よりも簡単にかつ少ない手間で行うことができるからである。すなわち、
制御開口の適用は弁ピストンにおいて行われ、費用のかかる弁ケーシングでは行
われない。

【００１０】 実施例の説明 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１１】 図１および部分的に図２にも、組み込まれた調整弁１１を備えた電磁石が符号
１０で示してある。この電磁石１０は、ソレノイドコイル１２と、アーマチュア
ピン１４を備えたアーマチュア１３と、ポット状のソレノイドケーシングとして
形成されたソレノイドポット１５とを有している。このソレノイドポット１５は
部分的にソレノイドコイル１２とアーマチュア１３とを取り囲んでいる。

【００１２】 ソレノイドポット１５に一体に結合されたコネクタケーシング１００内には、
コネクタ状の電流接続部１０１が設けられている。組み込まれた調整弁１１を備
えた電磁石１０の構成ユニットは、燃料高圧ポンプ（図示せず）内に組み込まれ
ている。被覆材料の射出成形によって形成された被覆体１７によって、コイル１
２からケーシング１５への最適な熱伝達が保証されている。２つのシール箇所１
８，１９はソレノイドコイル１２と共に、ソレノイドコイル巻線とコイル１２の
コンタクト箇所とが、腐食性の媒体の作用に対して最適に防護されていることを
保証している。

【００１３】 調整弁１１は弁ケーシング２０を有している。この弁ケーシング２０はフラン
ジ状の拡張部２１に移行している。この拡張部２１は同時に電磁石ケーシング１
５の端面側の閉鎖手段を成している。弁ケーシング２０内には軸方向孔２２が形
成されている。この軸方向孔２２は電磁石１０のアーマチュアピン１４に対して
同軸的に配置されている。軸方向孔２２は、移動可能なスリーブ状の弁ピストン
２３を収容している。この弁ピストン２３の内室２４内には圧縮ばね２５が配置
されている。この圧縮ばね２５は弁ピストン２３に内側で支持されていて、他方
の端部で、弁ケーシング２０の軸方向孔２２内に位置する位置固定エレメント２
６に支持されている。弁ピストン２３は外側でアーマチュアピン１４の前方の端
部に当て付けられている。

【００１４】 調整弁１１は、高圧ポンプ（図示せず）の、燃料流入通路を有する材料に対し
て２つのシールリング２７，２８によってシールされている。

【００１５】 ２つの矢印２９，３０は調整弁１１への燃料流入を特徴付けており、矢印３１
は調整弁１１からの燃料流出を特徴付けている。したがって、矢印２９，３０，
３１は同時に、図示の燃料調量装置で選択される、いわゆる「逆」の通流原理を
特徴付けている。このためには、弁ケーシング２０が、半径方向に配置された、
有利には互いに向かい合って対を成すように配置された複数の流入開口３２，３
３を有している。これらの流入開口３２，３３は燃料噴射システムのプレフィー
ドポンプ（図示せず）に液圧的に作用接続されている。流入開口３２，３３は環
状通路３４に開口している。弁ピストン２３には半径方向の制御開口３５が配置
されている。この制御開口３５は、弁ピストン２３の位置（このためには、図１
および図２にそれぞれ半分ずつ示した２つの可能なピストン位置を参照されたい
）に応じて流入通路を弁内室２２，２４に開放するかまたは流入通路を閉鎖する
ように、環状通路３４および流入開口３２，３３と協働する。

【００１６】 弁内室２２，２４内に到達した燃料は、段付けされた孔３６を通って軸方向（
矢印３１参照）で導出される。この孔３６は、高圧ポンプ流入通路（高圧ポンプ
の低圧領域）に液圧的に接続されている。孔３６は、すでに述べた位置固定エレ
メント２６に加工成形されている。この位置固定エレメント２６は弁ケーシング
２０の下側の閉鎖手段を成している。

【００１７】 図２には、制御開口３５の特別な構成が示してある。この構成から、弁ピスト
ン２３の行程運動と協働して、図３に線図で示した通流量特性線が得られる。し
たがって、制御開口３５は、有利には、スリット状の（上側の）領域と、ほぼ方
形の（下側の）領域とを有している。図２（もしくは図１）の右半部に示した、
弁ピストン２３の上側の終端位置（開放位置）では、制御開口３５の、拡張され
た方形の領域が使用される。このことは、弁１１を通る最大の燃料通流量を意味
している。この状態は、図２および図３において、それぞれ矢印３７によって特
徴付けて示してある。

【００１８】 弁ピストン２３の下降運動の間、通流量は連続的に減少する（図３に示した線
形の曲線区分３８参照）。さらに、図２および図１の左半部に示した、弁ピスト
ン２３の下側の終端位置（閉鎖位置）では、通流量は０に減少する（図２および
図３の矢印３９参照）。

【００１９】 しかし、制御開口３５の、図２に示した上述した幾何学的形状に対して択一的
に、制御開口３５の全く別の形の構成も可能である。したがって、たとえば制御
開口を台形にまたはｅ関数（自然対数関数）の特性線に追従するように形成し、
これによって、別の、たとえば線形の通流量特性線を実現することが可能となる
。これに対して、図３から明らかである通流量特性線は、段階付けされた経過に
よって特徴付けられている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 燃料調量ユニットの構成を鉛直方向の縦断面図で示す図である。

【図２】 図１に示した部分「Ａ」を図１に比べて拡大して示す図である。

【図３】 燃料通流量（Ｑ）を電磁行程（Ｉ）に関連して示した線図である。

【符号の説明】

１０ 電磁石、 １１ 調整弁、 １２ ソレノイドコイル、 １３ アーマ
チュア、 １４ アーマチュアピン、 １５ ソレノイドポット、 １７ 被覆
体、 １８ シール箇所、 １９ シール箇所、 ２０ 弁ケーシング、 ２１
拡張部、 ２２ 軸方向孔、 ２３ 弁ピストン、 ２４ 内室、 ２５ 圧
縮ばね、 ２６ 位置固定エレメント、 ２７ シールリング、 ２８ シール
リング、 ２９ 矢印、 ３０ 矢印、 ３１ 矢印、 ３２ 流入開口、 ３
３ 流入開口、 ３４ 環状通路、 ３５ 制御開口、 ３６ 孔、 ３７ 矢
印、 ３８ 曲線区分、 ３９ 矢印、 １００ コネクタケーシング、 １０
１ 電流接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート クラウス ドイツ連邦共和国 エーバーディンゲン アウグスト−レムレ−シュトラーセ 38 (72)発明者 フェリックス ラントホイサー ドイツ連邦共和国 ノッツィンゲン リス トシュトラーセ 21 (72)発明者 マルクス リュックレ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト オ ーベレ ケルシュミューレ （番地なし) Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AA02 AA05 AB02 AC09 BA61 CA04U CC68U CE22 DC11 【要約の続き】 吸込み側に作用接続されている点にある。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に用いられる燃料噴射システムであって、分配管と
   、機関回転数に関連して駆動される高圧ポンプとが設けられており、該高圧ポン
   プが、内燃機関の各運転状態において分配管内に必要となる燃料圧と燃料通流量
   とを形成するために働くようになっており、さらに、高圧ポンプに対応配置され
   た燃料調量ユニットが設けられており、該燃料調量ユニットが、電磁式に操作さ
   れる調整弁に基づいており、燃料調量ユニット（１０，１１）が、高圧ポンプに
   配置されており、調整弁（１１）の出口（３６）が、高圧ポンプの低圧領域に開
   口しており、調整弁（１１）の入口（３２，３４）が、プレフィードポンプの吐
   出し側に接続されており、調整弁（１１）が、開放位置に圧縮ばね（２５）で負
   荷された弁ピストン（２３）を有しており、該弁ピストン（２３）が、電磁石（
   １０）のアーマチュアピン（１４）によってばね力に抗して閉鎖位置に操作可能
   である形式のものにおいて、弁ピストン（２３）に少なくとも１つの、有利には
   複数の半径方向の制御開口（３５）が配置されており、該制御開口（３５）が、
   高圧ポンプの吸込み側に作用接続されていることを特徴とする、内燃機関に用い
   られる燃料噴射システム。
2. 【請求項２】 弁ケーシング（２０）が、１つの環状通路（３４）と、半径
   方向に配置された、有利には互いに向かい合って対を成すように配置された複数
   の流入開口（３２，３３）とを有しており、該流入開口（３２，３３）が、弁ピ
   ストン（２３）への燃料流入（矢印２９，３０）のために働くようになっており
   、これによって、流入開口（３２，３３）が、弁ピストン（２３）の制御開口（
   ３５）に環状通路（３４）を介して作用接続されるようになっている、請求項１
   記載の燃料噴射システム。
3. 【請求項３】 スリーブ状の弁ピストン（２３）の内室（２４）が、同時に
   燃料を調整弁（１１）から高圧ポンプ流入通路の方向（矢印３１）に軸方向で導
   出させるために働くようになっている、請求項１または２記載の燃料噴射システ
   ム。
4. 【請求項４】 制御開口（３５）が、同じ角距離で弁ピストン（２３）の周
   面に、有利には互いに向かい合って対を成すように配置されている、請求項２ま
   たは３記載の燃料噴射システム。
5. 【請求項５】 制御開口（３５）が、スリット状の（上側の）領域と、拡張
   されたほぼ方形の（下側の）領域とを有している、請求項２から４までのいずれ
   か１項記載の燃料噴射システム。
6. 【請求項６】 制御開口が、台形を有している、請求項２から４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】 制御開口が、ｅ関数の特性線に追従するように形成されてい
   る、請求項２から４までのいずれか１項記載の燃料噴射システム。