JP2006527812A - 燃料供給装置の集成装置 - Google Patents

Abstract

燃料供給装置で燃料供給を制御するための集成装置で、その集成装置（４）が、運転中噴射すべき燃料が貫流するスペース（６）を含む本体部（５）、並びに上記スペースの中へ開く、燃料吸入口（７）および燃料吐出口（８）を含み、この集成装置（４）は、更に上記スペースに可動に配置したピストン部材（９）およびこの燃料吸入口（７）と燃料吐出口（８）の間の流れ連通をもたらす流路を含む。この集成装置は、燃料の流れ方向にこのピストン部材（９）の前へ開く少なくとも一つの絞り弁部（３５、４０）を含み、その絞り弁部の断面流れ面積は、このピストン部材（９）と本体部（５）の相互位置によって決る。

Description

この発明は、請求項１の前文による燃料供給装置の集成装置に関する。

蓄圧器を利用する共通多岐管蓄積噴射システムは、一般的にピストンエンジンに関連して使用する。そのようなシステムでは、所謂蓄圧器に蓄積した燃料を、噴射弁を制御することによって、噴射圧でこのエンジンの燃焼スペースの中へ噴射する。

流れヒューズは、一般的に燃料噴射装置で安全装置として使用する。この流れヒューズは、通常蓄圧器と噴射弁の間に配置してある。この流れヒューズは、漏出が起って噴射弁が、例えば、開位置に留まるべきであり、それによってこのシリンダの燃焼スペースへの制御されない燃料漏出が起るかも知れない場合に、この蓄圧器からの流路を遮断する。これを防ぐために、特許明細書ＵＳ３，７８０，７１６およびＷＯ９５／１７５９４は、燃料流量を制限する流れヒューズを開示する。この流れヒューズは、典型的にシリンダスペースを有し、それは更に噴射中燃料の流れ方向に抗して作用するばね負荷を備えるピストン部材を含む。通常動作中、各噴射に要する燃料量は、このピストン行程によって排除した容積と相関する。何らかの理由でこの噴射弁が漏れ続けるべきなら、このピストンは、他の極端位置へ移動し、そこでそれはこの流れを遮断する。

典型的な共通多岐管蓄積システムでは、噴射ノズルの弁体を開いた殆ど直後に、噴射圧が高圧レベルに達する。従って、燃料を燃焼スペースに噴射するとき、この噴射の極初めから、その質量流量が非常に高い。この場合、このエンジンの燃焼スペース内の圧力は、最適性能を達成するには上昇が速過ぎるかも知れない。

従って、本発明の目的は、先行技術に関連する欠点を最小化する、燃料供給装置の集成装置を提供することである。特に、本発明の狙いは、噴射の初めに燃料の質量流量を制限できる、集成装置を提供することである。

この発明の目的は、実質的に請求項１で開示するように、およびその他の請求項でよりはっきりと開示するように達成される。

燃料供給装置で燃料供給を制御するためのこの集成装置は、運転中噴射すべき燃料が貫流するスペースを含む本体部、並びに上記スペースの中へ開く、燃料吸入口および燃料吐出口を含む。その上、この集成装置は、上記スペースに可動に配置したピストン部材およびこの燃料吸入口と燃料吐出口の間の流れ連通をもたらす流路を含む。この集成装置は、燃料の流れ方向にこのピストン部材の前へ開く少なくとも一つの絞り弁部を含み、その絞り弁部の断面流れ面積は、このピストン部材と本体部の相互位置によって決る。

一実施例によれば、この絞り弁部は、このピストン部材にその縦軸の方向の種々の点に配置した幾つかの開口および／またはその縦軸の方向に伸びる開口を含む。それで、このピストン部材は、その燃料吸入口に面する端からこのピストンの縦方向にある距離伸びる通路を含み、その距離は、直径の小さいピストン部材部分の長さより長い。この通路から伸びるように配置したチャンネルがあり、それらのチャンネルは、その方向に関して実質的に横向きであり且つこの直径の小さいピストン部材の部分の外面に開く。

別の実施例によれば、この絞り弁部は、この本体部にこのピストンの縦軸の方向の種々の点に配置した幾つかの開口および／またはこの本体部にその縦軸の方向に配置した少なくとも一つの横長開口を含む。これらの開口は、この本体部の周辺に規則的間隔で配置してあるのが好ましい。

この本体部は、外側部と内側部を含み、その間にこれらの開口とこの吸入口の間の燃料流連通を可能にするスペースが配置してある。この内側部は、円筒形部とこの円筒形部の一端に配置した底部から成り、およびこの底部は、この円筒形部の内側部の外面まで伸びる、少なくとも一つの溝を備える。これらの開口がこの円筒形部に配置してあるのが好ましい。

この発明による集成装置によって、噴射の最初に噴射すべき燃料の質量流量を制限することが可能であるが、しかし、実際の噴射中は適正な噴射圧をもたらす。その上、この発明による解決策は、故障の場合に噴射ノズルからの燃料流を遮断することを可能にする。

以下に、添付の概略図を参照してこの発明を例として説明する。

この狙いは、この明細書を明確にしておくという観点から可能である限り、図面に一貫した参照番号システムを使うことである。この集成装置の実際的用途に多分含まれる全ての部品でも、これらの部品の開示がこの発明の理解のため必ずしも必要なかったので、ここに必ずしも説明または開示してない。

図１は、この発明による集成装置４を共通多岐管蓄積に基づく燃料噴射システムに関連して配置できる方法を非常に概略的に描く。この種の燃料噴射システムは、それ自体先行技術から知られ、それでここではこの発明の作用に不可欠である限りそれを説明するだけである。共通多岐管蓄積に基づくこの燃料噴射システムの主要部品は、共通多岐管蓄積器、即ち、蓄圧器で、その中にエンジン内に噴射する前に燃料が高圧で蓄積され、且つそれと噴射弁２が流れ連通している。燃料チャンネルシステム３、３’が共通多岐管蓄積器１から、各シリンダ（図示せず）に燃料を供与する噴射弁２まで伸びるように配置してある。動作中、噴射弁２に十分な噴射圧を供給できるような圧力をこの共通多岐管蓄積器内に維持する。各噴射弁２は、噴射を独立に制御するための制御部材（図示せず）を含む。燃料チャンネルシステム３、３’は、この発明による集成装置４を備え、その動作は、以下に図２〜７を参照して説明する。

図２は、燃料供給装置で燃料供給を制御するためのこの発明による集成装置４の有利な実施例を示す。この集成装置は、本体部５を含み、その中にスペース６が配置してある。エンジンの運転中、燃料は、このスペース６を貫流する。スペース６の中に、ばね１０がもたらす力に抗して可動であるように配置してあるピストン部材９もある。このばね１０は、噴射後ピストン部材９を十分速くその初期位置へ戻せるような寸法になっている。それぞれ、このピストン部材９の異なる側に位置する、燃料吸入口７と燃料吐出口８もスペース６と流れ連通している。しかし、燃料流路は、種々のチャンネルおよびスペースの複合効果によってこの吸入口７と吐出口８の間にもたらされる。

図２による集成装置の本体部は、外側部５．１と内側部５．２から成る。外側部５．１は、上記燃料吸入および吐出口７、８を備える。この外側部の内側にスペースがあり、そこに内側部５．２が収容してある。この内側部は、外側部の内側のスペースに固定して配置してあり、その目的は、その形状並びにそこに配置してある溝および／または孔によって燃料流路の一部を形成することである。この種の解決策は、この集成装置の作用に不可欠である、スペース、チャンネル等を、必要なとき、外側部５．１と内側部５．２の両方にとる措置によっておよびこれらの措置の複合効果によって設けることができ、それによってこれらの部品に別々に行う機械加工または類似の作業が比較的簡単になるので有利である。

この内側部５．２を燃料吸入口７の方向から見て図３に示す。この内側部は、円筒形部３１およびこの円筒形部の一端に配置した底部３２から成る。この場合、この底部は二つの交差する溝３３を備え、それらはこの内側部５．２のシェルの上に拡がる。これらの溝は、吸入口７以降の燃料流路の一部を形成する。この底部およびその付近の内側部５．２のシェルは、残りより直径が小さい。この様にして、外側部５．１と内側部５．２の間にスペース３４ができ、そのスペースも溝３３以降の燃料流路の一部を形成する。円筒形部３１は、開口３５を備え、それも同様に流路の一部を形成する。この実施例では、二つの横長の開口を示すが、それらの形状および数量は、常に用途に適合して選ぶ。この様にして、燃料は、内側部５．２の溝３３およびスペース３４を経て開口３５へ、および更にこの燃料の流れ方向から見てピストン部材９の前へ流れられるようになる。

噴射の前の状況を図２に示す。ここでピストン部材９は、吸入口７に隣接する端でその初期位置にある。それでピストン部材９は、全ての開口３５を大体完全に覆う。噴射弁２が開くと、吐出口８に隣接する部分の燃料圧力が落ち、ピストン部材９が移動し始める。ピストン部材９が更に移動すると、開口３５の増加する部分が開き、同時に燃料流路の断面積が拡大する。次に燃料は、開口３５の絶えず増加する面積を経てピストンの前へ流れ、燃料吐出口８の方へのピストンの移動を速めるかも知れない。それで、この基本理念は、噴射の最初にピストン部材上への燃料圧力の影響を制限し、それによって噴射圧力の上昇を制限することである。

噴射の初めの状況を図４に示す。ピストン部材は、スペース６を、それぞれ、吸入口７と吐出口８に面する部分に分ける。この状況で、ピストン部材９が開口３５と共に形成する制御縁４０がこの燃料流路に絞り弁を形成し、それは、この本体部の吸入口に面するスペース６の部分へ開き、この絞り弁での絞り効果は、この本体部５の中のこのピストン部材の位置に依る。噴射の初めに、これらの開口の断面積は、非常に小さく、それによってそれらが生じる絞り効果が燃料の質量流量をかなりの程度制限する。ピストンが移動する間、開口３５の面積の増加部分が開くようになり、この流路の絞り弁の面積が増加し、それによって増加した量の燃料がピストン部材の前へ流れられるようになる。このため、吸入口に面するスペース６の部分の燃料圧力が上昇し、ピストン移動の速度が増す。それで各噴射中の燃料量は、スペース６の中をピストン移動によって排除した容積と相関する。このピストン部材が移動する間、吐出口に隣接する噴射圧力、即ち、燃料圧力も上昇する。開口３５の面積は、少なくとも噴射の終りに、それがこの燃料流を大きくは制限しないように、言換えれば、圧力損失が小さいように選んである。

何らかの理由で噴射燃料量が過剰になったとすると、ピストン部材９は、その別の極端位置へ移動し、そこでそれは吐出口８を通る燃料流を遮断する。この状況を図５に示す。図５は、例として開口３５のもう一つの代替形状も示す。ここで絞り弁は、この本体部にその縦軸の方向に種々の点で配置した、ボアのような、円形断面を有する、幾つかの開口３５から成る。

図６は、この発明による集成装置のもう一つの実施例を示す。その作動原理は、一部図２の実施例のものと同じである。絞り弁部の開口３５は、本体部５ではなく、ピストン部材９に配置してある。ピストン部材９は、更に、吸入口７に面するその端に部分９．１を含み、その直径は、このピストンの残りより小さい。ピストン部材９は、その縦軸方向に通路１１を備え、その通路は、吸入口７に通じていて、この吸入口に面するピストン部材の端からある距離伸びる。ピストン部材９のこの部分９．１に、通路１１の方向から外れ且つ通路１１から部分９．１の外面まで伸びて開口３５を形成する横チャンネル１１’があるのが好ましく、それは、図６に示す状況では、この本体部によって閉じられている。

通路１１を、噴射の初期段階にピストン部材と本体部の間にできるスペース１４に結合するために、チャンネル１４’も通路１１から伸びるように配置してある。スペース１４は、直径の小さいピストン部材の部分９．１の長さが本体部５でそれに割当てられたスペースより長いという事実のためにできる。

その上、通路１１は、横チャンネル１３および１３’によって、本体部に作ってある拡張部１２に通じていて、その複合効果によってピストン部材９は、噴射後その初期位置へ戻ることができ、即ち、このピストン部材が吸入口７の方へ移動する間、燃料は、この経路に沿ってそれを通過して流れることができる。チャンネル１３および１３’がこのピストンの縦方向に異なる点に配置してあるので、この流れ連通は、最初一つのチャンネル１３’によって遮断され、それが断面流れ面積を減少する。

噴射の最初に、吐出口８に面するスペース６の部分の燃料圧が低下し、このピストン部材が吐出口８の方へ移動し始める。従って、スペース１４の容積が増え始め、その中の燃料の圧力が同様に落ちる。チャンネル１４’は、スペース１４への燃料流が或る程度絞られるような寸法になっていて、それによって移動するピストン部材９の速度を噴射の最初に遅くでき、それは、吐出口８での、従って噴射弁２でも燃料圧の上昇も減速する。この段階は、開口３５が、この本体部にその直径が変る点に作られた、制御縁４０に達するまで続く。

開口３５が一部制御縁４０を通過し、それによってそれらの断面積の一部がスペース１４の中へ開く状況を図７に示す。ピストンは更に移動するが、開口３５の面積の更に大きな部分が開くようになり、それによって吸入口７に行き渡る燃料圧がスペース１４にも益々有効である。ここで、本体部５が開口３５と共に作った制御縁４０が絞り弁３５、４０を形成し、それは、この燃料流の方向にピストン部材９の前に開き、その絞り弁の断面流れ面積は、ピストン部材９と本体部５の相互位置によって決る。

この流路の絞り弁は、スペース１４の中のピストン移動を速める圧力を、スペース１４の中の開口３５の解放面積の増加と同時に上昇する。次に吸入口７に行き渡る圧力も次第にピストン部材面積の拡大に影響し始め、それがピストン速度の増加に寄与する。この様に流路の絞り弁は、ここでは、この燃料の流れ方向にピストンの前に、吸入口に隣接して行き渡り、このピストン部材を移動させる燃料圧の上昇に影響する。この発明は、上に説明した用途に限定されず、幾つかの他の修正が添付の請求項の範囲内で考えられる。例えば、ピストン部材の異なる形状寸法が適用可能かも知れない。

この発明による集成装置をエンジンの燃料噴射システムに適用する方法を示す。 この発明による集成装置の一実施例を示す。 図２による集成装置にある本体部の内側部を示す。 図２による集成装置をその初期状態で示す。 図２による集成装置をその別の極端状態で示す。 この発明によるもう一つの集成装置をその初期状態で示す。 図６による集成装置を別の状態で示す。

Claims (9)

1. 燃料供給装置で燃料供給を制御するための集成装置で、その集成装置（４）が、運転中噴射すべき燃料が貫流するスペース（６）を含む本体部（５）、並びに上記スペースの中へ開く、燃料吸入口（７）および燃料吐出口（８）を含み、この集成装置（４）が、更に上記スペースに可動に配置したピストン部材（９）およびこの燃料吸入口（７）と燃料吐出口（８）の間の流れ連通をもたらす流路を含む装置に於いて、この燃料吸入口（７）から燃料の流れ方向にこのピストン部材（９）の前へ開く少なくとも一つの絞り弁部（３５、４０）を含み、その絞り弁部の断面流れ面積は、このピストン部材（９）と本体部（５）の相互位置によって決ることを特徴とする装置。
2. 請求項１による集成装置に於いて、この絞り弁部（３５、４０）がこのピストン部材（９）にその縦軸の方向の種々の点に配置した幾つかの開口（３５）、および／またはその縦軸の方向に伸びる開口（３５）を含むことを特徴とする装置。
3. 請求項１による集成装置に於いて、この絞り弁部（３５、４０）がこの本体部（５）にこのピストンの縦軸の方向の種々の点に配置した幾つかの開口（３５）、および／またはこの本体部にその縦軸の方向に配置した少なくとも一つの横長開口（３５）を含むことを特徴とする装置。
4. 請求項３による集成装置に於いて、これらの開口がこの本体部（５）の周辺に規則的間隔で配置してあることを特徴とする装置。
5. 請求項３による集成装置に於いて、この本体部（５）が外側部（５．１）と内側部（５．２）を含み、その間にこれらの開口（３５）とこの吸入口（７）の間の燃料流連通を可能にするスペース（３４）が配置してあることを特徴とする装置。
6. 請求項２による集成装置に於いて、このピストン部材（９）がその燃料吸入口（７）に面する端からこのピストンの縦方向にある距離伸びる通路（１１）を含み、その距離が直径の小さいピストン部材部分（９．１）の長さより長いことを特徴とする装置。
7. 請求項６による集成装置に於いて、この通路（１１）から伸びるように配置したチャンネル（１１’）があり、それらのチャンネルは、その方向に関して実質的に横向きであり且つこの直径の小さいピストン部材の部分（９．１）の外面に開くことを特徴とする装置。
8. 請求項５による集成装置に於いて、この内側部（５．２）が円筒形部（３１）とこの円筒形部の一端に配置した底部（３２）から成ること、およびこの底部がこの円筒形部の内側部（５．２）の外面まで伸びる、少なくとも一つの溝（３３）を備えることを特徴とする装置。
9. 請求項８による集成装置に於いて、これらの開口（３５）がこの円筒形部（３１）に配置してあることを特徴とする装置。
   

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