JP2005500472A - 内燃機関のための燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

内燃機関のための燃料噴射装置（１）が燃料のそれぞれ１つの噴射導管内にそれぞれ１つ設けられた複数の噴射弁（５）を有しており、その場合、それぞれの噴射弁（５）がノズル室（１２）と制御室（１５）とを有しており、この両方が噴射導管（４）に結合されており、さらに、それぞれの噴射弁（５）が、ノズル室（１２）内に設けられていて弁開放方向に作用する第１の制御面（１３）と制御室（１５）内に設けられていて弁閉鎖方向に作用する第２の制御面（１４）とを介して操作されてノズル室（１２）の噴口（１１）を制御する弁部材（７）と、制御室（１５）内に支配する圧力を制御するための第１の弁（１８）と、噴射圧を切り換えるための第２の弁（２８）とを有している。本発明によれば、両方の弁（１８，２８）のために１つの共通の弁体（３０）が設けられており、その場合、弁体（３０）の、第１の弁（１８）を閉鎖するために必要な行程（Ｈ２ ）が、第２の弁（２８）を開放するために必要な行程（Ｈ１ ）より大きい。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は請求項１の上位概念に記載した形式の燃料噴射装置から出発する。
【０００２】
この形式の（ドイツ連邦共和国特許公開第１９９１０９７０号明細書から）公知の燃料噴射装置では、制御室が２ポート２位置方向制御弁を介してリリーフ導管に接続可能である。別の２ポート２位置方向制御弁が圧力変換装置の活性化のために役立てられており、該圧力変換装置によって高い噴射圧が発生させられる。
【０００３】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴概念に記載した特徴を備えた本発明による燃料噴射装置が有する利点は、共通の弁体がただ１つの調整駆動装置によって操作可能であり、従って１つの調整駆動装置を節約することができることにある。
【０００４】
制御室内に支配する圧力を制御するための弁がスプール弁として、かつ、噴射圧を切り換えるための弁が座弁として形成されていると有利である。
【０００５】
本発明の対象の別の利点および有利な構成が明細書、図面および請求項から看取される。
【０００６】
次に、本発明による燃料噴射装置の１実施例を図面に示し、以下の記載で詳細に説明する。
【０００７】
実施例の説明
内燃機関のための図１に示された燃料噴射装置１は高圧蓄圧器２（コモンレール）を有しており、該高圧蓄圧器内に燃料が第１の噴射圧Ｐ１下で貯蔵されている。高圧蓄圧器２からは燃料がそれぞれ圧力導管３と噴射導管４とを介して、供給を受けるべき内燃機関の燃焼室内に突入した噴射弁（インゼクタ）５へ排出される。図１には噴射弁５のうちの１つだけが示されている。
【０００８】
噴射弁５の軸方向の案内孔６内には、円錐形の弁シール面８を備えたピストン形状の弁部材（ノズルニードル）７が摺動可能に支承されており、該ノズルニードルは弁ケーシングに設けた円錐形の弁座面１０に閉鎖ばね９によって圧着されて、その場所に設けられた噴口１１を閉鎖する。噴射導管４は噴射弁５内で環状のノズル室１２内に開口しており、該ノズル室からは、案内孔６と弁部材７との間に延びる環状隙間が弁座面１０まで通じている。弁部材７はノズル室１２の領域内に圧力肩として形成された第１の制御面１３を有しており、該制御面には噴射導管４を介して供給された燃料が弁部材７の開放方向（要するに内向き）に作用する。弁部材７の、弁シール面８とは逆の側の端面は第２の制御面１４を形成しており、該制御面は制御室１５を制限していて弁閉鎖方向に作用する。制御室１５はＺ絞り１６を介して噴射導管４に接続されており、かつＡ絞り１７とスプール弁１８とを介してリリーフ導管（漏油）１９に接続可能である。第２の制御面１４は第１の制御面１３よりも大きく、従って、スプール弁１８の閉鎖時に、要するにノズル室１２内の圧力と制御室１５内の圧力とが同じならば、弁部材７が噴口１１を閉鎖する。Ｚ絞り１６はＡ絞り１７より小さく、従ってスプール弁１８の開放時には、制御室１５内に支配する圧力がリリーフ導管１９を介して低下し、かつ、開放圧Ｐｓの上方で弁部材７がノズル室１２内に支配する圧力によって閉鎖ばね９の作用に抗して開放制御される。
【０００９】
それぞれの噴射弁５のためにローカルな圧力変換ユニット２０が設けられており、該圧力変換ユニット２０は復帰ばね２１の作用に抗して軸方向に摺動可能な変換ピストン２２を備えており、該変換ピストンは１次側で１次室２３を、２次側で２次室２４を、かつ圧力側で圧力室２５を制限している。１次室２３は直接に、２次室２４は絞り２６を介して、かつ圧力室２５は逆止弁２７を介してそれぞれ圧力導管３に接続されており、その場合、噴射導管４は圧力室２６から出ている。２次室２４は座弁２８を介してリリーフ導管１９に接続可能である。座弁２８の閉鎖時には３つのすべての室２３，２４，２５内に蓄圧器２の燃料圧Ｐ１が支配しており、その結果、変換ピストン２２は復帰ばね２１によってその出発位置へ押圧されている。座弁２８の開放によって２次室２４がリリーフされると、変換ピストン２２は圧縮方向に摺動し、これによって１次室２３と圧力室２５とのピストン横断面比に応じて圧力室２５内の燃料が圧縮されて比較的高い燃料圧を形成する。その際、逆止弁２７は圧縮された燃料が圧力導管３内へ逆流するのを妨げる。
【００１０】
スプール弁１８および座弁２８は１つの共通の弁体３０を備えた１つの４ポート３位置制御弁２９にまとめられている。弁体３０は弁ケーシングの軸方向の案内孔３１内で摺動可能に支承されていて圧電式調整駆動装置３２によって軸方向に移動調整可能である。
【００１１】
スプール弁１８は入口側に案内孔３１の壁に設けられた下方の環状室３３を有しており、該環状室内には制御室１５から出ている導管が開口している。スプール弁１８は出口側に弁体３０に設けられた下方の環状室３４を有しており、該環状室は環状室３３へ向かって開いている。弁体３０の下方の環状室３４は弁体３０の横孔３５と縦孔３６とを介して、端面側で案内孔３１から出ているリリーフ導管１９に接続されている。スプール弁１８は弁体３０の行程Ｈ２ で環状室３４の制御縁３７が環状室３３の上方のシールエッジ３８を通過した際に遮断される。
【００１２】
座弁２８は入口側に案内孔３１の壁に設けられていて円錐状の弁座面４０を備えた上方の環状室３９を有しており、該環状室内に２次室２４から出た導管が開口している。弁体３０は弁座面４０と協働する円錐状の弁シール面４１を有しており、該弁シール面は下方へ環状室４２まで拡大しており、該環状室からはリリーフ導管１９が出ている。
【００１３】
４ポート３位置制御弁２９の図１に示された出発位置ではスプール弁１８が開放されており、従って、制御室１５がリリーフされており、かつ座弁２８が閉鎖されており、その結果、２次室２４はリリーフされていない。座弁２８の開放のために必要な弁体３０の行程Ｈ１ はスプール弁１８の閉鎖のために必要な行程Ｈ２ より小さい。
【００１４】
図２には噴射過程の時間的な経緯の線図がプロットされている。
【００１５】
噴射過程の開始は時点ｔ０で弁体３０の行程Ｈ１ によって導入され、その結果、座弁２８が開放され、かつスプール弁１８が開放されたままである。２次室２４がリリーフされ、かつ圧力室２５内ひいてはノズル室１２内にも比較的高い燃料圧が形成される。
【００１６】
時点ｔ１でノズル室１２内に開放圧Ｐｓが形成されると、弁部材７は閉鎖ばね９の作用に抗して圧力制御されて最大行程ｈｍａｘ まで開放制御され、その結果、ノズル室１２内に支配する燃料圧で噴射が行われる。最大噴射圧Ｐｍａｘ は１次室２３内と圧力室２５内とのピストン横断面比から生じる。
【００１７】
ノズル室１２内に支配する圧力が依然として開放圧Ｐｓより高い時点ｔ２で弁体３０の行程Ｈ２ によってスプール弁１８が閉鎖される。制御室１５はもはやリリーフされず、かつ制御室１５内の圧力が上昇し、その結果、弁部材７が噴口１１を行程制御で閉鎖する。
【００１８】
時点ｔ３で弁体３０がその出発位置へ戻されることによりスプール弁１８が開放され、かつ座弁２８が閉鎖される。制御室１５が再びリリーフされ。かつ弁部材７が開放制御され、その結果、噴射室１２内に支配する燃料圧で、例えばＰｍａｘ で後噴射が行われる。
【００１９】
時点ｔ４でノズル室１２内に支配する燃料圧が開放圧Ｐｓより小さくなった際に噴射過程が終了する。２次室２４がもはやリリーフされないため、変換ピストン２２が復帰ばね２１によってその出発位置へ押圧され、かつ圧力室２５が蓄圧器２からの燃料によって充填される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
噴射行程の制御のための４ポート３位置制御弁を備えた本発明による燃料噴射装置の主たる構成部分を示す図である。
【図２】
図１に示した燃料噴射装置のために時間軸に関する４ポート３位置制御弁の弁体の行程（Ｈ）と、噴射圧Ｐと、噴射弁の弁部材の行程（ｈ）とを示す線図である。

Claims (6)

1. 内燃機関のための燃料噴射装置（１）であって、燃料のそれぞれ１つの噴射導管（４）内に設けられた複数の噴射弁（５）を備えており、その場合、それぞれの噴射弁（５）がノズル室（１２）および制御室（１５）を備えており、これら両方の室が噴射導管（４）に接続されており、さらに、それぞれの噴射弁（５）が、ノズル室（１２）内に設けられて弁開放方向に作用する第１の制御面（１３）と制御室（１５）内に設けられて弁閉鎖方向に作用する第２の制御面（１４）とを介して操作されてノズル室（１２）の噴口（１１）を制御する弁部材（７）と、制御室（１５）内に支配する圧力の制御のための第１の弁（１８）と、噴射圧の切換えのための第２の弁（２８）とを有している形式のものにおいて、両方の弁（１８，２８）のために１つの共通の弁体（３０）が設けられており、かつ、弁体（３０）の、第１の弁（１８）の閉鎖のために必要な行程（Ｈ２ ）が、第２の弁（２８）の開放のために必要な行程（Ｈ１ ）より大きいことを特徴とする内燃機関のための燃料噴射装置。
2. 第１の弁（１８）がスプール弁として形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 第２の弁（２８）が座弁として形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射装置。
4. 弁体（３０）のために設けられた調整駆動装置が圧電式調整駆動装置（３２）として形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
5. 少なくとも比較的低い燃料圧（Ｐ１）が中央の蓄圧器（２）内に貯蔵されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
6. 噴射導管（４）が逆止弁（２７）を介して比較的低い燃料圧（Ｐ１）と、第２の弁（２８）によって活性化可能な圧力変換ピストン（２２）の圧力室（２５）とに接続されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。