JP2005504921A - 内燃機関に用いられる燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、それぞれ燃料の噴射管路（３）に設けられた複数の噴射弁（４）が設けられており、該噴射弁（４）がそれぞれ、ノズル室（１３）と、制御室（１７）と、ノズル室（１３）の噴射開口（１２）を制御する弁部材（８）とを有しており、該弁部材（８）が、ノズル室（１３）内に位置する、弁開放方向に作用する第１の制御面（１４）と、制御室（１７）内に位置する、弁閉鎖方向に作用する第２の制御面（１６）とを介して閉鎖ばね（１０）の作用に抗して操作可能であり、さらに、噴射弁（４）がそれぞれ、圧縮方向に移動可能なプランジャ（２）を有しており、該プランジャ（２）が、噴射管路（３）に接続された、噴射圧を形成するための第１の圧縮室（１８）を端面側で仕切っており、さらに、噴射弁（４）がぞれぞれ、第１の圧縮室（１８）内の圧力増加を制御するための第１の弁（２５）と、制御室（１７）内の圧力増加を制御するための第２の弁（２６）とを有している形式のものに関する。本発明によれば、プランジャ（２）が、環状肩部（１９）によって、制御室（１７）に接続された第２の圧縮室（２０）を仕切っている。

Description

【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燃料噴射装置から出発する。
【０００２】
このような形式の公知の燃料噴射装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９３９４１９号明細書の図１参照）では、噴射圧が制御室のための制御圧としても使用される。パイロット噴射およびポスト噴射のためには、局所的な蓄圧器が必要となる。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射装置は従来のものに比べて、段付けされたプランジャによって、噴射のための高圧と制御室のための制御圧とが互いに別個に形成されるという利点を有している。これによって、正確に制御可能なパイロット噴射および／またはポスト噴射が可能となる。
【０００４】
本発明の対象の別の利点および有利な構成は、実施例の説明、図面の簡単な説明および特許請求の範囲から知ることができる。
【０００５】
実施例の説明
以下に、本発明による燃料噴射装置の２つの実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００６】
図１に示した、内燃機関に用いられる燃料噴射装置は、「ユニットインジェクタ」とも呼ばれるポンプ・ノズルユニット（ＰＤＥ）１を有している。このポンプ・ノズルユニット１では、燃料がポンププランジャ２によってより高い噴射圧に圧縮され、噴射管路３を介して、燃料を供給したい内燃機関の燃焼室内に突入した噴射弁（インジェクタ）４に導出される。内燃機関のシリンダ１つあたり、それぞれ１つのポンプ・ノズルユニット１がシリンダヘッドに組み込まれている。ポンププランジャ２はエンジンカムシャフトのカム５によって戻しばね６の作用に抗して駆動される。
【０００７】
噴射弁４の軸方向の案内孔７内には、円錐形の弁シール面９を備えたピストン状の弁部材（ノズルニードル）８が移動可能に支承されている。弁シール面９は閉鎖ばね１０によって弁ハウジングの円錐形の弁座面１１に向かって押圧され、そこに設けられた噴射開口１２を閉鎖している。噴射管路３は噴射弁４で環状のノズル室１３に開口している。このノズル室１３からは、案内孔７と弁部材８との間で延びる環状ギャップが弁座面１１にまで通じている。弁部材８はノズル室１３の領域に、受圧肩部として形成された第１の制御面１４を有している。この第１の制御面１４では、噴射管路３を介して供給された燃料が開放方向（すなわち内向き）で弁部材８に作用している。この弁部材８の、弁シール面９とは反対の側の端面には閉鎖ピストン１５が作用している。この閉鎖ピストン１５の、弁シール面９とは反対の側の端面は第２の制御面１６を形成している。この第２の制御面１６は制御室１７を仕切っていて、弁閉鎖方向に作用している。
【０００８】
ポンププランジャ２は、カム５とは反対の側の端面で、噴射管路３に接続された第１の圧縮室１８を仕切っていて、環状肩部１９で第２の圧縮室２０を仕切っている。この第２の圧縮室２０は絞り２１を介して制御室１７に接続されている。両圧縮室１８，２０はそれぞれ逆止弁２２，２３を介して燃料の供給管路２４に接続されている。噴射管路３が分岐している第１の圧縮室１８は第１の弁２５を介して放圧管路（漏れオイル）２７に接続可能であり、制御室１７は第２の弁２６を介して放圧管路２７に接続可能である。両弁２５，２６は２ポート２位置弁として圧電式の作動駆動装置２８，２９を備えて形成されている。第１の圧縮室１８内には噴射のための高圧がかつ第２の圧縮室２０内には制御室１７の制御機能のための高圧が形成される。第２の制御面１６は第１の制御面１４よりも大きく形成されているので、弁２５，２６が閉鎖されていると同時にノズル室１３内の高圧と制御室１７内の高圧とが等しい場合には、弁部材８が噴射開口１２を閉鎖している。
【０００９】
ポンププランジャ２の圧送行程の間、両圧縮室１８，２０が、供給管路２４を介して燃料で充填される。ポンププランジャ２の圧縮行程によって、両弁２５，２６が閉鎖されている場合には、圧縮室１８，２０内に位置する燃料がより高い圧力に圧縮される。この場合、逆止弁２２，２３は、供給管路２４内への圧縮された燃料の逆流を阻止している。
【００１０】
噴射動作は、ポンププランジャ２の圧縮行程の間にかつ制御室１７の放圧時（すなわち第２の弁２６の開放時）に第１の弁２５の閉鎖によって開始される。第１の圧縮室１８ひいてはノズル室１３にも、より高い噴射圧が形成される。ノズル室１３内に形成された燃料圧が、弁部材８を圧力制御式に閉鎖ばね１０の作用に抗して開放するのに十分となるやいなや、燃料が燃焼室内に噴射される。いま、第２の弁２６も閉鎖されると、第２の圧縮室２０ひいては制御室１７にも、より高い燃料圧が形成される。制御室１７はもはや放圧されていないので、弁部材８は噴射開口１２を閉鎖している。第２の弁２６の開放によって、制御室１７が再び放圧され、弁部材８が行程制御式に開放するので、ノズル室１３内に形成された燃料圧によってポスト噴射が行われる。ノズル室１３内に形成された燃料圧が、弁部材８を開制御するのにもはや十分でなくなると、閉鎖ばね１０が弁部材８を閉鎖し、噴射動作が終了させられる。
【００１１】
図２に示した燃料噴射装置は、閉鎖ピストンの代わりに逃げピストンもしくは変位ピストン１１５を使用している。この変位ピストン１１５の、弁シール面９とは反対の側の端面は第２の制御面１１６を形成していて、制御室１１７を仕切っている。変位ピストン１１５の、第２の制御面１１６とは反対の側の端部および弁部材１０８のヘッド１２８には、閉鎖ばね１１０が支持されている。変位ピストン１１５とヘッド１２８とは、噴射弁１０４の軸方向の共通の案内孔１２９内に移動可能に支承されている。
【００１２】
第２の弁２６の開放時には、制御室１１７が放圧管路２７を介して放圧されており、変位ピストン１１５が、弁開放方向で最も外側の位置に移動させられているので、ノズル室１３内に形成された燃料圧は、弁部材１０８を閉鎖ばね１１０に抗して開制御するのに十分となる。第２の弁２６の閉鎖時には、制御室１１７内に形成された燃料圧によって、変位ピストン１１５が弁閉鎖方向に移動させられ、これによって、閉鎖ばね１１０が圧縮され、ノズル室１３内に形成された燃料圧が、弁部材１０８を開制御するのにもはや不十分となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
段付けされたポンププランジャと、弁部材に作用する閉鎖ピストンとを備えた本発明による第１の燃料噴射装置の主要な構成要素を示す図である。
【図２】
段付けされたポンププランジャと、弁部材に作用する変位ピストンとを備えた本発明による第２の燃料噴射装置の主要な構成要素を示す図である。
【符号の説明】
１ ポンプ・ノズルユニット、 ２ ポンププランジャ、 ３ 噴射管路、 ４ 噴射弁、 ５ カム、 ６ 戻しばね、 ７ 案内孔、 ８ 弁部材、 ９ 弁シール面、 １０ 閉鎖ばね、 １１ 弁座面、 １２ 噴射開口、 １３ ノズル室、 １４ 第１の制御面、 １５ 閉鎖ピストン、 １６ 第２の制御面、 １７ 制御室、 １８ 第１の圧縮室、 １９ 環状肩部、 ２０ 第２の圧縮室、 ２１ 絞り、 ２２ 逆止弁、 ２３ 逆止弁、 ２４ 供給管路、 ２５ 第１の弁、 ２６ 第２の弁、 ２７ 放圧管路、 ２８ 作動駆動装置、 ２９ 作動駆動装置、 １０４ 噴射弁、 １０８ 弁部材、 １１０ 閉鎖ばね、 １１５ 変位ピストン、 １１６ 第２の制御面、 １１７ 制御室、 １２８ ヘッド、 １２９ 案内孔

Claims (5)

1. 内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、それぞれ燃料の噴射管路（３）に設けられた複数の噴射弁（４；１０４）が設けられており、該噴射弁（４；１０４）がそれぞれ、ノズル室（１３）と、制御室（１７；１１７）と、ノズル室（１３）の噴射開口（１２）を制御する弁部材（８；１０８）とを有しており、該弁部材（８；１０８）が、ノズル室（１３）内に位置する、弁開放方向に作用する第１の制御面（１４）と、制御室（１７；１１７）内に位置する、弁閉鎖方向に作用する第２の制御面（１６；１１６）とを介して閉鎖ばね（１０；１１０）の作用に抗して操作可能であり、さらに、噴射弁（４；１０４）がそれぞれ、圧縮方向に移動可能なプランジャ（２）を有しており、該プランジャ（２）が、噴射管路（３）に接続された、噴射圧を形成するための第１の圧縮室（１８）を端面側で仕切っており、さらに、噴射弁（４；１０４）がぞれぞれ、第１の圧縮室（１８）内の圧力増加を制御するための第１の弁（２５）と、制御室（１７；１１７）内の圧力増加を制御するための第２の弁（２６）とを有している形式のものにおいて、
   プランジャ（２）が、環状肩部（１９）によって、制御室（１７；１１７）に接続された第２の圧縮室（２０）を仕切っ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装置。
2. 第２の制御面（１６）が、閉鎖ピストン（１５）の端面側の端部によって形成されており、閉鎖ピストン（１５）が、他方の端部で弁部材（８）に接触している、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 第２の制御面（１１６）が、変位ピストン（１１５）の端面側の端部によって形成されており、変位ピストン（１１５）に他方の端部で弁部材（１０８）の閉鎖ばね（１１０）が支持されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
4. 両圧縮室（１８，２０）が、それぞれ逆止弁（２２，２３）を介して燃料の供給管路（２４）に接続されている、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. プランジャ（２）を戻しばね（６）の作用に抗して駆動するカム（５）が設けられている、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。