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