JP2005527732A

JP2005527732A - 内燃機関のための、制御弁を備えた噴射装置及び、噴射装置内で燃料供給を制御するための弁

Info

Publication number: JP2005527732A
Application number: JP2003584488A
Authority: JP
Inventors: アスタホフアンドレイ; ヴァルガヨハン
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2005-09-15
Also published as: US20050087621A1; EP1492951A1; WO2003087566A1

Abstract

特に内燃機関用のための噴射装置の圧力変換器（９）のピストンを制御するための制御弁で、流体導管（５）を備えた制御弁ケーシング（１）と、該ケーシング内で少なくとも２つの運転位置（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）で制御されるしゅう動可能な制御弁ピストン（３）とを有しており、該制御弁ピストン（３）が、第１の室（７）と第２の室（９）との間の少なくとも流体接続部を、第１の貫流量（Ｄ１）又はこの第１の貫流量（Ｄ１）に対して減少された第２の貫流量（Ｄ２）で制御するようになっているものが公知である。簡単な構造で減少された第２の貫流量（Ｄ２）を調節するために、本発明によれば、制御弁（３）の外側で、しかも第２の室（９）の前に１つの絞り（１５；１７）を配置することが提案されている。

Description

本発明は、内燃機関のための噴射装置、並びに該噴射装置内で燃料供給を制御するための弁に関する。

制御弁は、アメリカ合衆国特許第５４６０３２９号明細書により公知である。この場合、作業媒体が制御弁ピストンの運動によって圧力変換器を制御する。圧力変換器ピストンの運動はやはり、燃料噴射過程のために噴射弁の弁ニードルの運動を相応に制御する。この場合、制御弁ピストンは制御縁を有しており、この制御縁を介して作業媒体の流れが制御弁によって制御される。

さらにまたドイツ連邦共和国特許出願第１９６４９８３３号明細書によれば電子液圧式の制御装置が公知であり、この制御装置は、２つの調整装置を有していて、これらの調整装置によって、２つの容積流及びひいてはその特性曲線のための、制御ピストンの制御縁のオーバーラップを調整することができる。それによって制御縁の公差による妨害的な影響を補償することができる。

ドイツ連邦共和国特許出願第１９９００７７１号明細書によれば、特に切換装置のための液圧駆動装置の切換弁が公知である。この場合、制御ピストンを介して３つの異なる導管が互いに制御可能に接続されるか、若しくは遮断される。使用された電磁システムの弱い出力の構成にも拘わらず、生じた切換は非常にダイナミックに行われ、固有時（Eigenzeiten）の正確な繰り返し精度を問題なく満たすことができる。この場合、制御ピストンの第２の端部が、導管を介してタンク導管に接続されている圧力室内に配置されている。切換装置の切換過程時に圧力室は高圧で負荷され、この高圧によって、制御ピストンの制御運動が生ぜしめられる。圧力室内の高圧は、電磁システムの遮断後に、導管内に設けられた絞りを介して再び低下せしめられる。

本発明の課題は、簡単な構造で、減少された貫流量を正確に制御できるような制御弁を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載した特徴部を有する制御弁によって達成された。本発明の解決策においては、可動な制御弁ピストンに形成された制御縁若しくは絞り縁は省くことができ、これによって制御弁の構造及び製造が簡略化される。本発明によれば、減少された第２の貫流量を調節するために、制御ピストンの外で、しかも第２の室の前に１つの絞りが設けられている。所定の位置に絞りを設けたことによって、可動な部分なしで、第２の室若しくは圧力変換器への流体供給時に流体の調量精度を高めることができる。最少の噴射量を保証するための制御ピストン駆動の問題も、簡単な形式で、しかもより高い精度で解決される。制御ピストンと制御弁ケーシングとの間のギャップ内に流体絞りを設ける代わりに、弁の後ろの流過横断面を狭めることによる絞りが提案されている。

有利な形式で、絞りは、制御弁ピストンと第２の室との間で、制御弁ケーシングの複数の流体導管のうちの１つの流体導管内に配置されている。システムを充填する際に、媒体は絞りと制御ピストンとの間の室内にもポンプ供給される。この室が大きく選定されていれば、この室を充填するための、システム内の時間的な損失は大きい。この時間的な損失は、絞りが制御弁ピストンのできるだけ近くに配置されていれば、最小にされる。

有利な実施例によれば、絞りは別個の部分として構成されていて、流体導管内に組み込まれている。これによって、絞り開口の正確な製造が、流体通路内に絞りを直接形成するのと比較して、著しく簡単にされる。他方では、弁ケーシングの外側に別個の部分として形成された絞りを組み込むことは、付加的な組み立て作業段階を必要とする。

以下に本発明による制御弁の２つの実施例について説明する。

図１は、第１実施例による、３つの運転位置における本発明の制御弁の概略的な側面図、及び切換回路の概略図、図２Ａ及び図２Ｂは、第１及び第２実施例による、制御弁の拡大図の詳細を示す図である。

内燃機関（図示せず）のための噴射装置の圧力交換器のピストンを制御するための３方向切換弁は、制御弁ケーシング１内に配置された制御弁ピストン３を有している。この制御弁ピストン３の、弁ケーシング１内での軸方向位置は、図示していない公知の制御ユニットによって制御される。制御弁ケーシング１内において種々異なる流体導管５が孔によって形成されている。これらの孔を介して、レール７、圧力変換器９並びにドレン室１１が、互いに制御接続されるようになっている。図１によれば、３方向制御弁は、制御弁ピストン３の運転位置若しくは位置決め可能性（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）を有している。位置Ｉにおいて、弁は、流体供給を第１の貫流量Ｄ１で２つの流れ経路を介してレール７から圧力変換器９へ接続する。第１の貫流量Ｄ１は、制御ピストン３若しくは相応の制御縁と流体導管５の各流入開口との間の自由開口横断面によって規定されている。位置ＩＩにおいて、弁若しくは制御弁ピストン３は、一方では、相応の開口が閉じられることによって、圧力変換器９への流体供給を遮断する。他方では、制御弁は逆の流れ方向で２つの流れ経路を介して圧力変換器９の室をドレン室１１に接続する。流体制御のために、制御ピストン３は相応の多数の環状溝１３を有しており、これらの環状溝１３は制御弁ピストン３の制御縁を形成している。位置ＩＩＩにおいて、弁は、位置Ｉ及びＩＩにおいて開放されている流過横断面を閉鎖し、レール７から中央の通路５若しくは圧力変換器９へ流体供給を行う。典型的な形式でこの流体通路は、その他の流体通路と同様に、約２ｍｍの直径及び約１０ｍｍの長さを有している。この場合、圧力変換器９に通じる中央の流体通路５内で制御弁ピストン３の直ぐ近くに絞り１５が配置されており、この絞り１５は、その他の２つの運転位置（Ｉ，ＩＩ）とは異なり、流体の流れを所定の形式で、第１の貫流量Ｄ１と比較して減少された第２の貫流量Ｄ２に減少する。第２の貫流量Ｄ２は、制御ピストン３の相応の制御縁によって調節されていない。弁ケーシング１内における、制御弁の左右対称の構造及び絞り１５の左右対称の配置によって、付加的に補整する必要がある軸方向力が制御弁ピストン３に作用することは避けられる。図１には、原理を分かりやすくするために、弁の回路図が示されている。

弁の位置ＩＩＩにおいては、液圧式の圧力変換器９の駆動は、位置Ｉにおけるように完全な力によって行われるのではなく、部分力だけによって行われる。従って制御弁の位置ＩＩＩにおいて圧力変換器９のピストンは、位置Ｉにおけるよりもゆっくりと移動する。絞りを用いたことによって、圧力変換器への媒体の容積流が減少され、それによって圧力変換器に作業媒体を必要とする時間が延長される。この場合、圧力変換器ピストンによって圧力変換器９の高圧室内に生ぜしめられた圧力は、電磁制御式の液圧回路を備えた噴射装置に設けられた、圧力制御式の噴射ノズル内のインジェクターニードルを、短時間しかも部分的なニードルストロークで開放（図示せず）するためには十分である。それによって、位置ＩＩＩで最少の燃料量が噴射される。この場合、絞りによって生じる充填時間の差は、簡略化してファクター４によって表されている。圧力変換器ピストンの所望の運動を得るために、及びひいてはできるだけ最少の噴射量で噴射ノズルを短時間安定的に開放するために、圧力変換器への作業媒体の供給は、制御弁の位置ＩＩＩにおいて意図的に絞られる。

図２Ａ及び図２Ｂには拡大図によって、第１実施例による絞り１５と、第２実施例による選択的な絞り１７とが対比されている。図２Ａによれば、絞り１５は、絞り孔の製作後に流体通路５内に押し込まれたリングによって形成されている。この場合、絞りは制御弁ケーシング１と同じ材料より成っている。図２Ｂでは、絞り１７が流体通路５の内壁に直接形成されている。この場合、絞りは穿孔又は浸食によって形成されていて、必要であれば、減少された液圧の貫流量Ｄ２の目標値が得られるように丸味をつけられる。

第１実施例による、３つの運転位置における本発明の制御弁の概略的な側面図、及び切換回路の概略図である。

図２Ａ及び図２Ｂは、第１及び第２実施例による、制御弁の拡大図の詳細を示す図である。

Claims

圧力変換器（９）のピストンを制御するための、内燃機関用の噴射装置において、流体導管（５）を備えた制御弁ケーシング（１）と、該ケーシング内で少なくとも２つの運転位置（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）で制御されるしゅう動可能な制御弁ピストン（３）とを有しており、該制御弁ピストン（３）は、第１の室（７）と第２の室（９）との間の少なくとも流体接続部を、第１の貫流量（Ｄ１）又はこの第１の貫流量（Ｄ１）に対して減少された第２の貫流量（Ｄ２）で制御し、この場合、減少された第２の貫流量（Ｄ２）を調節するために、制御弁（３）の外側で、しかも第２の室（９）の前に１つの絞り（１５；１７）が配置されていることを特徴とする、内燃機関のための、制御弁を備えた噴射装置。
前記絞り（１５）が、制御弁ピストン（３）と第２の室（９）との間で、制御弁ケーシング（１）の複数の流体導管（５）のうちの１つの流体導管（５）内に配置されている、請求項１記載の噴射装置。
前記絞り（１５）が、制御ケーシング（１）の流体導管（５）内で、制御弁ピストン（３）に対して僅かな間隔を保って配置されている、請求項２記載の噴射装置。
絞り（１５）が別個の部分として構成されている、請求項１，２又は３記載の噴射装置。
絞り（１７）が流体導管（５）内に形成されている、請求項１、２又は３記載の噴射装置。
第１の貫流量（Ｄ１）を調節するために、制御弁（３）が少なくとも１つの制御縁を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の噴射装置。
内燃機関のための噴射装置内で燃料供給を制御するための弁において、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御弁を備えていることを特徴とする、噴射装置内で燃料供給を制御するための弁。