JP2008519202A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、燃料を内燃機関の燃焼室（８０）内に噴射するための装置であって、燃料インジェクタ（１）が設けられており、該燃料インジェクタ（１）が、燃料高圧源（２）により、高圧下にある燃料で負荷可能であると共に、調量弁装置（１２）を介して操作可能であり、該調量弁装置（１２）により増圧器制御室（２３）内の圧力が制御可能であり、それにより、増圧器ピストン（２５）により画定されており逆止弁（５６）を介して燃料を燃料高圧源（２）から充填可能でありかつ噴射弁部材圧力室（１５）に連通している増圧器圧力室（２２）内の圧力が増圧器ピストン（２５）により高められ、噴射弁部材（１０）が燃料の噴射のために開弁されるようになっている形式のものに関する。燃料高圧源の圧力が突然降下しても、正確な噴射量を保証するために、増圧器ピストン（２５）が、燃料高圧源（２）の圧力が低下すると、その静止位置から圧力補償運動を実施し得るように配置かつ形成されており、該圧力補償運動により、増圧器圧力室（２２）内の圧力が、燃料高圧源（２）の圧力に適合されるようにした。

Description

本発明は、燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するための装置であって、燃料インジェクタが設けられており、該燃料インジェクタが、燃料高圧源により、高圧下にある燃料で負荷可能であると共に、調量弁装置を介して操作可能であり、該調量弁装置により増圧器制御室内の圧力が制御可能であり、それにより、増圧器ピストンにより画定されており逆止弁を介して燃料を燃料高圧源から充填可能でありかつ噴射弁部材圧力室に連通している増圧器圧力室内の圧力が増圧器ピストンにより高められ、噴射弁部材が燃料の噴射のために開弁されるようになっており、その結果、燃料が噴射弁部材圧力室から内燃機関の燃焼室内に噴射される形式のものに関する。

背景技術
内燃機関の運転中、燃料高圧源の圧力が突然降下する事態が生じ得る。この事態は例えば、全負荷運転から惰行運転への急速な移行が実施される場合であり得る。

本発明の課題は、燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するための装置であって、燃料インジェクタが設けられており、該燃料インジェクタが、燃料高圧源により、高圧下にある燃料で負荷可能であると共に、調量弁装置を介して操作可能であり、該調量弁装置により増圧器制御室内の圧力が制御可能であり、それにより、増圧器ピストンにより画定されており逆止弁を介して燃料を燃料高圧源から充填可能でありかつ噴射弁部材圧力室に連通している増圧器圧力室内の圧力が増圧器ピストンにより高められ、噴射弁部材が燃料の噴射のために開弁されるようになっており、その結果、燃料が噴射弁部材圧力室から内燃機関の燃焼室内に噴射される形式のものを改良して、燃料高圧源の圧力が突然降下しても、正確な噴射量を保証する燃料噴射装置を提供することである。

発明の説明
上記課題は、燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するための装置であって、燃料インジェクタが設けられており、該燃料インジェクタが、燃料高圧源により、高圧下にある燃料で負荷可能であると共に、調量弁装置を介して操作可能であり、該調量弁装置により増圧器制御室内の圧力が制御可能であり、それにより、増圧器ピストンにより画定されており逆止弁を介して燃料を燃料高圧源から充填可能でありかつ噴射弁部材圧力室に連通している増圧器圧力室内の圧力が増圧器ピストンにより高められ、噴射弁部材が燃料の噴射のために開弁されるようになっており、その結果、燃料が噴射弁部材圧力室から内燃機関の燃焼室内に噴射される形式のものにおいて、増圧器ピストンが、燃料高圧源の圧力が低下すると、その静止位置から圧力補償運動を実施し得るように配置かつ形成されており、該圧力補償運動により、増圧器圧力室内の圧力が、燃料高圧源の圧力に適合されることにより解決される。噴射前、増圧器圧力室内の燃料は増圧器ピストンにより圧力で、増圧器ピストンが増圧器圧力室内に進入運動し、その際、増圧器圧力室の容積が減じられることにより負荷される。増圧器ピストンの、燃料の噴射に至るこの運動は、増圧器ピストンのポジティブストローク（ｐｏｓｉｔｉｖｅｒ Ｈｕｂ）、つまり正の行程と呼ばれる。圧力補償運動時、増圧器ピストンは逆方向の運動を実施し、その結果、増圧器圧力室の容積は拡大される。この運動は、増圧器ピストンのネガティブストローク（ｎｅｇａｔｉｖｅｒ Ｈｕｂ）、つまり負の行程と呼ばれる。燃料高圧源の圧力が突然降下すると、増圧器圧力室の手前の逆止弁は、増圧器圧力室内の圧力が降下しないように働く。このことは、増圧器圧力室内の圧力が一時的に燃料高圧源内の圧力よりも大きいという事態に至り得る。従来慣用の、燃料噴射装置を制御するために使用される制御装置は、燃料高圧源の圧力しか把握せず、この圧力を起動制御時間の決定のための入力値として使用するために、噴射量のコントロール不能な上昇が生じ得る。増圧器ピストンの負の行程により、増圧器圧力室内の圧力レベルの、燃料高圧源の圧力レベルへの迅速な適合が保証される。

燃料噴射装置の有利な実施例は、燃料高圧源の圧力が再び増加するときに、増圧器ピストンが補償運動戻しばね装置により、圧力補償運動の方向とは逆向きにその静止位置に向かって戻り運動するように負荷されていることにより特徴付けられている。補償運動戻しばね装置は例えば、増圧器ピストンを正の噴射行程後にその静止位置へ戻すために役立つ行程戻しばね装置に対して付加的に設けられている圧縮コイルばねである。増圧器ピストンの補償運動はしかし、以下に説明するように、行程戻しばね装置によって実施されてもよい。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、増圧器ピストンが補償運動戻しばね装置により、圧力補償運動の方向でも、圧力補償運動とは逆の方向でも予圧もしくは負荷可能であることにより特徴付けられている。このことは、唯一の戻しばね装置が増圧器ピストンのために必要とされ、２つの機能、すなわち増圧器ピストンの正の噴射行程後ならびに負の補償行程後の戻し運動の実施を果たすという利点を有している。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、補償運動戻しばね装置がストッパリングの間で挟持されており、該ストッパリングが逆方向でインジェクタハウジングに支持されていることにより特徴付けられている。補償運動戻しばね装置は例えば、増圧器ピストンに対して同心的にかつ増圧器ピストンの半径方向外側に、インジェクタの、噴射が実施されない静止状態で燃料高圧源に連通している増圧器作業室内に配置されている圧縮コイルばねである。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、一方のストッパリングが、増圧器ピストンに形成されていて増圧器制御室を画定する鍔に当接することにより特徴付けられている。有利には、鍔の、増圧器制御室とは反対側の端面は、燃料高圧源の圧力で負荷されている。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、鍔に当接するストッパリングが、インジェクタハウジングに設けられている２つのストッパの間で往復運動可能であることにより特徴付けられている。両ストッパにより増圧器ピストンの負の行程が制限される。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、補償運動戻しばね装置が、増圧器ピストンの、増圧器圧力室とは反対側の端部を負荷し、燃料高圧源に連通している増圧器作業室内に配置されていることにより特徴付けられている。有利には、増圧器作業室は、増圧器ピストンに設けられた鍔の端面により画定される。鍔の他方の端面は増圧器制御室を画定する。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、補償運動戻しばね装置が、インジェクタハウジングに定置のストッパと、増圧器ピストンに形成されていて増圧器制御室を画定する鍔との間で挟持されていることにより特徴付けられている。有利には、鍔の、増圧器制御室とは反対側の端面は、燃料高圧源の圧力で負荷されている。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、増圧器圧力室を起点として放圧通路が延び、該放圧通路が調量弁装置を介して燃料高圧源に連通しており、燃料噴射装置の静止状態で増圧器ピストンにより閉鎖されており、燃料高圧源の圧力が降下して初めて開通されることにより特徴付けられている。放圧通路を介して、増圧器圧力室は短期的に、燃料高圧源に連通している制御管路に連通され得る。この接続を介して燃料は増圧器圧力室から逃げることができる。増圧器圧力室から逃げた体積流は、増圧器圧力室内の圧力レベルの、制御管路内の圧力レベルへのより迅速な適合を可能にする。このことは、増圧器ピストンの負の行程と、これに由来する、増圧器圧力室の容積拡大とが最小化され得るという利点を提供する。燃料高圧源の衝撃的な圧力降下時でさえ、増圧器圧力室内の圧力レベルは燃料高圧源の圧力に従う。その結果、後続の噴射は正しい圧力レベルで実施される。

燃料噴射装置の別の有利な実施例は、調量弁装置および／または噴射弁部材および／または増圧器ピストンが燃料インジェクタ内に統合されていることにより特徴付けられている。それにより、コンパクトで多機能なインジェクタが提供される。

本発明の別の利点、特徴および細目は、以下の説明から得られる。図面を参照しながら本発明の種々異なる実施例について詳細に説明する。

図面
図１：レール圧が一定であるときのインジェクタを縦断面して示す、本発明の第１の実施例による燃料噴射装置の概略図である。
図２：レール圧が低下したときの、図１と同じ燃料噴射装置を示す図である。
図３：通常状態にあるインジェクタを縦断面して示す、本発明の第２の実施例による燃料噴射装置の概略図である。
図４：レール圧が低下したときの、放圧位置にある、図３と同じ燃料噴射装置を示す図である。
図５：通常状態にあるインジェクタを縦断面して示す、本発明の第３の実施例による燃料噴射装置の概略図である。

実施例の説明
本発明による燃料噴射装置は直接噴射するディーゼル機関に燃料を供給するために役立つ。燃料の噴射は行程制御式に実施される。このことが有する利点は、噴射圧が負荷および回転数に適合され得る点にある。エミッションを減じると共に、高い比出力を達成するためには、高い噴射圧が必要である。高圧燃料ポンプおよび圧力蓄え器（コモンレール）における到達可能な圧力レベルが強度上の理由から制限されているので、さらなる圧力上昇のために、インジェクタ内に統合された増圧器が使用される。本発明による燃料噴射装置において、増圧器の起動制御のために、増圧器制御室が使用される。増圧器制御室は差室（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｚｒａｕｍ）もしくは背室（Ｒｕｅｃｋｒａｕｍ）とも呼ばれる。増圧器の機能について以下に説明する。増圧器はフレキシブルな多段噴射を可能にする。極めて小さな噴射量を安定的になすために、ニードル行程減衰器が使用される。ニードル行程減衰器はノズルニードルの開放運動を遅らせる。

図１および図２にコモンレールインジェクタ１の縦断面図を示す。コモンレールインジェクタ１には、概略的に暗示したにすぎない高圧蓄え器室２を介して、高圧下にある燃料が供給される。高圧蓄え器室２はコモンレールまたは燃料高圧源とも呼ばれる。燃料高圧蓄え器室２の内室から、統合された絞りを備えた逆止弁装置４が設けられている燃料供給管路３が、圧力増幅器５に向かって延在している。圧力増幅器５は燃料インジェクタ１内に統合されており、増圧器とも呼ばれる。圧力増幅器５はインジェクタハウジング６により包囲されている。インジェクタハウジング６は図１および図２では暗示されているにすぎない。

インジェクタハウジング６は、図１および図２では内室だけが示されているインジェクタボディ７と、中央のガイド孔９を有するノズルボディ８とを有している。ガイド孔９内で噴射弁部材１０が往復運動可能に案内されている。噴射弁部材１０はノズルニードルとも呼ばれる。ノズルニードル１０はシール面が形成されている先端１１を有している。このシール面は、ノズルボディ８に形成されているシール座と協働する。ノズルニードル１０の先端１１がそのシール面でもってシール座に当接した状態にあるとき、ノズルボディ８に設けられた少なくとも１つの噴射穴、特に複数の噴射穴は閉鎖されている。

ノズルニードルの先端１１がその座から持ち上がると、高圧で負荷された燃料は噴射穴を通して内燃機関の燃焼室内に噴射される。ノズルニードル１０の開放運動は調量弁装置１２を介して制御される。調量弁装置１２はさらに制御弁装置１３を介して起動制御される。調量弁装置１２は３ポート２位置方向制御弁であり、燃料インジェクタ１内に統合されている。制御弁装置１３は、図１および図２に示した実施例では、ばね予圧された電気的に操作可能な電磁弁である。電磁弁の代わりにただしピエゾアクチュエータが使用されてもよい。

ノズルニードル１０には受圧肩部１４が形成されている。受圧肩部１４は、ノズルボディ８内に設けられた、噴射弁部材圧力室とも呼ばれる圧力室１５内に配置されている。ノズルニードル１０はノズルばね１６によりその先端１１でもって所属のノズルニードル座に向かって予圧されている。ノズルばね１６は、インジェクタボディ７内に切り欠かれているノズルばね室１７内に収容されている。ノズルばね室１７は接続通路１８を介して増圧器圧力室２２に連通している。

増圧器圧力室２２は、インジェクタボディ７内に設けられ盲孔として形成されている中央の孔の一区分により形成される。この孔はその燃焼室遠位の端部で、増圧器制御室２３を形成するために拡幅する。盲孔内には増圧器ピストン２５の端部２４が往復運動可能に収容されている。増圧器ピストン２５の端部２４は円筒形の形状を有しており、増圧器ピストン２５の、それに続く部分よりも小さな直径を有している。増圧器ピストン２５の、それに続く部分は、盲孔の、増圧器制御室２３を形成する拡幅された区分内で案内されている。増圧器ピストン２５の他方の端部は、燃料供給管路３を介して燃料高圧蓄え器室２に連通している増圧器作業室２６内に突入する。

増圧器作業室２６は、増圧器ピストン２５の、外径が拡幅された区分により、液圧的に増圧器制御室２３から隔離されている。増圧器ピストン２５の、直径が拡幅され鍔とも呼ばれ得る区分は、その燃焼室遠位の端面でもって、インジェクタボディ７に確定されている円環ディスク２０に当接した状態にある。円環ディスク２０の燃焼室遠位の端面と、増圧器ピストン２５の燃焼室遠位の端部に形成された鍔２１との間で、増圧器ばね２７が予圧されている。増圧器ばね２７の予圧力により、増圧器ピストン２５は、ノズルニードル１０から離間する方向で予圧される。

背量弁１２の、図１および図２に示した位置で、供給管路３を介して高圧蓄え器室２に連通している増圧器作業室２６は、弁制御室３０に連通している。弁制御室３０はさらに、絞り装置２９が設けられている制御管路２８を介して、ノズルばね室１７に連通している。弁制御室３０内には弁ピストン３１が２つの位置の間で往復運動可能に案内されている。弁制御室３０は、インジェクタハウジング６に属する弁ボディ３２内に形成されている。

弁ピストン３１は絞り箇所３４を備えた中央の貫通孔３３を有している。貫通孔を介して、増圧器作業室２６と、弁ピストン３１の燃焼室遠位の端部により画定される液圧的なカップリング室３５との間の、絞られた接続が形成される。弁ピストン３１には第１のシールエッジ３６と第２のシールエッジ３７とが形成されている。第１のシールエッジ３６は、弁ピストン３１の、図１および図２に示した位置で、インジェクタハウジングに設けられているシール面に当接した状態にある。第２のシールエッジ３７は、弁ピストン３１の、図１および図２に示した位置で、弁ボディ３２もしくはインジェクタハウジング６に形成されているシール面に対して（不可視の）間隔をおいて配置されている。

液圧的なカップリング室３５は接続管路３８を介して、制御弁ボディ４０内に形成されているリング室４５に連通している。制御弁ボディ４０はインジェクタハウジング６に属する。制御弁室３９内には制御弁１３のアクチュエータ４３が往復運動可能に収容されている。アクチュエータ４３の燃焼室近位の端部にはシールエッジ４４を備えたアクチュエータヘッドが形成されている。シールエッジ４４は、制御弁ボディ４０に設けられている所属のシール面に当接した状態にある。

シールエッジ４４の、燃焼室とは反対の側には、制御弁ボディ４０内に、リング室４５が形成されている。リング室４５には接続管路３８が開口している。アクチュエータ４３の燃焼室近位の端部には制御弁ボディ４０内に放圧室４６が設けられている。放圧室４６は接続管路４７を介して低圧領域４８に連通している。所属のシール面とのシールエッジ４４の当接により、リング室４５と放圧室４６との間の接続は遮断されている。シールエッジ４４がその所属のシール座から持ち上がると、リング室４５と放圧室４６との間の接続は開通される。

さらに、低圧領域４８には、弁ボディ３２内に形成されている調量弁室５０から延びる接続管路４９が開口している。弁ピストン３１の、シール面とも呼ばれるその所属のシール座に当接した状態にある第１のシールエッジ３６により、弁制御室３０と調量弁室５０との間の接続は遮断される。弁ピストン３１の第１のシールエッジ３６がその所属のシール座から持ち上がると、弁制御室３０と調量弁室５０との間の接続は開通される。弁ピストン３１のこの（図示しない）位置で、制御管路２８は低圧領域４８に放圧される。

制御管路２８は接続管路５１を介して増圧器制御室２３に連通している。弁ピストン３１が、図１および図２に示した位置から上方に、つまり燃焼室から離間する方向で運動すると、第１のシールエッジ３６は開き、その結果、増圧器制御室２３から接続管路５１、制御管路２８、弁制御室３０、調量弁室５０および接続管路４９を介して低圧領域４８へと至る接続が開通される。同時に、図１および図２では開放された、増圧器作業室２６と弁制御室３０との間の接続は、第２のシールエッジ３７により遮断される。弁ピストン３１の、この（図１および図２に示されていない）位置で、増圧器作業室２６内に支配する圧力は、増圧器ピストン２５が下方に、つまり燃焼室に向かって、増圧器圧力室２２内の圧力を高めるために運動するように働く。高められた圧力は接続通路１８に基づいて圧力室１５内にも支配する。高められた圧力は圧力室１５内で、ノズルニードル１０がその先端１１でもってノズルばね１６の予圧力に抗して上方に、つまり燃焼室から離間する方向で運動するように働き、その結果、燃料が噴射される。

増圧器圧力室２２から延びる接続通路５５内に配置されている逆止弁５６は、増圧器圧力室２２内に、接続通路５５が開口するノズルばね室１７内よりも高い圧力が支配すると、閉じるようになっている。接続通路５５を介して、増圧器圧力室２２は噴射後ノズルばね室１７から燃料を充填される。ノズルばね室１７はさらに、絞り装置２９を備えた制御管路２８、弁制御室３０、増圧器作業室２６および供給管路３を介して、高圧蓄え器室２に連通している。

ノズルニードル１０の燃焼室遠位の端部にはノズルボディ８内に噴射弁部材制御室６０が形成されている。噴射弁部材制御室６０はノズルニードル１０の燃焼室遠位の端部により画定され、ノズルニードル１０の燃焼室遠位の端部内に形成されている接続通路６１を介してノズルばね室１７に連通している。接続通路６１内には絞り装置６２が設けられている。絞り装置６２は、噴射弁部材制御室６０の充填時、噴射弁部材制御室６０の放出時よりも大きな流動横断面を開放する。それにより、ノズルニードル１０のゆっくりとした開放とすばやい閉鎖とが可能になる。

図１および図２に示した、統合された圧力増幅器５を備えたコモンレールインジェクタ１は、３ポート２位置方向制御弁として形成されている調量弁１２を介して制御される。増圧器圧力室２２は逆止弁５６によりノズルばね室１７から隔離されている。各噴射後、増圧器圧力室２２は逆止弁５６を介して再びレール圧で充填される。噴射が行われ、増圧器５がアクティブ化されるとすぐに、増圧器圧力室２２内の圧力は上昇し、逆止弁５６は、増圧器圧力室２２内の上昇する圧力と、制御管路２８内の下降する圧力との間の圧力差に基づいて閉鎖される。

内燃機関の運転中、特に内燃機関を装備した自動車の運転中、レール圧が高動的（ｈｏｃｈｄｙｎａｍｉｓｃｈ）に低下する状況が生じ得る。逆止弁５６がその際、増圧器圧力室２２と制御管路２８との間の圧力差に基づいて閉鎖されるので、増圧器圧力室２２内の圧力はレール圧よりも大きい。増圧器圧力室２２内の圧力は、ノズルニードル１０と、圧力増幅器ピストンとも呼ばれる増圧器ピストン２５とに沿ったガイドを介して、レールとも呼ばれる高圧蓄え器室２内よりもゆっくりと低下する。燃料噴射装置の制御装置が一般にレール圧のみを把握することができ、これをインジェクタ１の起動制御時間の決定のための入力値として使用するので、レール内における減圧中に行われる噴射時に、噴射量のコントロール不能な増加が生じ得る。本発明による燃料噴射装置により、増圧器圧力室２２内の圧力は噴射休止中レール圧レベルまで減圧され得る。

増圧器圧力室２２の本発明による放圧は、圧力増幅器ピストン２５の、後方に方向付けられた、すなわち燃焼室から離間する方向で方向付けられた運動を介して実現される。圧力増幅器ピストン２５のこの後退運動時、放圧通路６５が開通される。放圧通路６５は増圧器圧力室２２を、図２に暗示したように、短時間制御管路２８に接続し、増圧器圧力室２２から制御管路２８内への体積流を許可する。この体積流は増圧器圧力室２２内の圧力レベルを制御管路２８内の圧力レベルにより迅速に適合させることを可能にする。その結果、増圧器ピストン２５の、後方に方向付けられた行程と、増圧器圧力室２２の、それに由来する容積拡大とは最小化され得る。

噴射休止中、レール圧が一定であるとき、インジェクタ１およびレール２は同じ圧力レベルにある。この状態は図１に示されている。レール２内の圧力が低下すると、逆止弁５６は閉弁し、増圧器圧力室２２の体積は、元来支配していた圧力レベルにとどまる。この状態は図２に示されている。図１に示した状態で、燃料高圧蓄え器２、供給管路３、増圧器作業室２６、弁制御室３０、制御管路２８、増圧器制御室２３、増圧器圧力室２２、圧力室１５およびノズルばね室１７内には、通常の高いレール圧が支配する。

燃料噴射装置の、図２に示した状態では、増圧器圧力室２２および圧力室１５内にのみ、元来支配していた高いレール圧が支配する。高圧蓄え器室２、供給管路３、増圧器作業室２６、制御管路２８、増圧器制御室２３およびノズルばね室１７ならびに所属の接続管路は、低下したレール圧下にある。図２に示した状態で増圧器ピストン２５に作用する圧力に基づいて、増圧器ピストン２５は図２で見て上方に運動し、それにより増圧器圧力室２２の容積を拡大する。増圧器ピストン２５の、後方に方向付けられた運動と同時に、放圧通路６５を介して、増圧器とも呼ばれる圧力増幅器５の増圧器圧力室２２との間の接続が開通され、その結果、これらの両領域間の圧力補償が生じる。

衝撃的なレール圧降下時でさえ、増圧器圧力室２２内の圧力レベルはレール圧に従うことができ、その結果、後続の噴射は常に正しい圧力レベルで実施され得る。それに加え、これにより、噴射なしのレール圧降下時に、意図しない噴射は生じない。それというのも、高められた圧力レベルが、ノズルニードルを開放し得る高圧領域内に残されないからである。さらに、増圧器ピストン２５の、後方に方向付けられた運動にとって、僅かな走行経路のみが提供されればよい。それというのも、圧力レベルの同化が後退運動とそれに由来する容積拡大とを介してのみ実施されるわけではないからである。それにより、増圧器ピストン２５の戻しのために、図１および図２に示したような圧縮コイルばね７０の代わりに、例えば皿ばねまたは管ばねが使用されてもよい。圧縮コイルばね７０は、円環ディスク２０と、インジェクタハウジングに定置のストッパ７１との間で挟持されている。

図３〜図５は、図１および図２に示した実施例と類似の実施例を示す。同じ部分を指示するために同じ符号を使用する。繰り返しを避けるため、図１および図２の先行の説明を参照されたい。以下、個々の実施例間の相違および異なる燃料噴射装置の機能ならびに利点についてのみ立ち入る。

図３および図４に示した燃料噴射装置は、その燃焼室近位の端部に円筒２４の形状を有する増圧器ピストン２５を有している。円筒２４の燃焼室遠位の端部にピストン２５は鍔７８を有している。鍔７８は往復運動可能にインジェクタボディ７内で案内されている。鍔７８の燃焼室近位の端面は増圧器制御室２３を画定する。鍔７８の燃焼室遠位の端面は増圧器作業室２６を画定する。増圧器作業室２６は供給管路３を介して燃料高圧蓄え器室２に連通している。高圧で負荷された燃料がインジェクタ１から噴射される燃焼室は、図３および図４に符号８０で示した。

鍔７８の燃焼室遠位の端部にはばねストッパリング８１が当接している。ばねストッパリング８１は鍔７８よりも大きな外径を有している。ばねストッパリング８１は増圧器作業室２６内に配置されている。増圧器作業室２６は増圧器制御室２３よりも大きな直径を有している。増圧器制御室２３はさらに、増圧器圧力室２２よりも大きな直径を有している。戻しばね装置７０は、図３に示した実施例において、圧縮コイルばねにより形成され、増圧器作業室２６の燃焼室遠位の閉鎖壁８２とばねストッパリング８１との間で挟持されている。増圧器ピストン２５は図３では、破線８５で暗示するように、その通常状態にある。増圧器ピストン２５の圧力補償位置、すなわちレール圧が低下した位置は、別の破線８６で暗示した。図４で増圧器ピストン２５はその圧力補償位置にある。

図３〜図５に示した実施例で、接続管路８８は増圧器作業室２６から調量弁装置１２に通じる。調量弁装置１２は電磁操作される３ポート２位置方向制御弁として構成されている。調量弁装置１２から接続管路９０が（明示しない）低圧領域に通じる。さらに、弁装置１２から、第１の制御管路９２とも呼ばれ得る制御管路９２が、増圧器制御室２３に通じる。

調量弁１２の、図３および図４に示した位置で、増圧器作業室２６は接続管路８８，９２を介して増圧器制御室２３に連通している。第２の制御管路９４とも呼ばれ得る別の制御管路９４を介して、増圧器制御室２３は絞り２９を介してノズルばね室１７に連通している。第２の制御管路９４から接続管路９５が増圧器圧力室２２に分岐している。接続管路９５内に逆止弁５６が配置されている。

ノズルニードル１０は減衰器ピストン９８と協働する。減衰器ピストン９８の燃焼室近位の端部は球面状に形成されており、ノズルニードル１０の燃焼室遠位の端部に当接している。減衰器ピストン９８の燃焼室遠位の端部１００は噴射弁部材制御室６０を画定する。減衰器ピストン９８は絞り箇所を備えた中央の貫通孔１０２を有している。絞り１０５を備えた接続管路１０４を介して、噴射弁部材制御室６０は接続通路１８に連通している。

燃料噴射装置の静止状態で電磁弁１２は閉弁されている。ノズルニードル１０はその先端１１でもって所属の座に当接した状態にあり、その結果、噴射は実施されない。増圧器ピストン２５は圧力補償されており、その結果、増圧は実施されない。増圧器ピストン２５は、図３に示したその規定された中間位置８５に存在する。燃料高圧源２の、レール圧とも呼ばれる圧力は、インジェクタ１のすべての空間にかかっている。それにより、何時でも噴射がレール圧を起点として実施され得る。

図３で、増圧器ピストン２５はそれゆえ、出発位置とも呼ばれるその規定された中間位置８５を取る。それというのも、戻しばね装置７０のばね力が増圧器ばね２７のばね力よりも大きいからである。レール圧の低下後、増圧器作業室２６および増圧器制御室２３内の減圧が生じる。増圧器圧力室２２は普通放圧され得ない。それというのも、レール圧へのすべての接続経路が閉鎖されており、増圧器ピストン２５が、従来の燃料噴射時には、負の行程を実施し得ないからである。増圧器ピストン２５およびノズルニードル１０に沿ったガイドを介した圧力補償は極めてゆっくりと実施され得るにすぎない。本発明により、増圧器圧力室２２は、増圧器ピストン２５が中間位置８５からなおさらに、その圧力補償位置８６を達成するまで後退し得ることにより弛緩される。その際、同時に、ストッパリング８１は共に上方に、すなわち燃焼室から離間する方向でシフトされる。レール圧の上昇時、増圧器ピストンはばね２７，７０のばね力に基づいて再びその規定された中間位置８５に復帰する。

図５に示した実施例は、図１〜図４に示した実施例に類似する。同じ部分を指示するために同じ符号を使用する。繰り返しを避けるため、図１〜図４の先行の説明を参照されたい。以下、個々の実施例の相違についてのみ立ち入る。

図５に示した実施例では、増圧器ピストン２５の鍔７８の燃焼室遠位の端部から、実質的に円筒形のピストン区分１１０が延びている。ピストン区分１１０の燃焼室遠位の端部は鍔１１２を有している。鍔１１２の燃焼室近位の端面にはストッパリング１１４が当接した状態にある。ストッパリング１１４はさらにその燃焼室遠位の端面でもってインジェクタハウジング６のストッパ１１５に支持されている。増圧器ピストン２５の鍔７８の燃焼室遠位の端面には別のストッパリング１１８が当接している。ストッパリング１１８はその燃焼室近位の端面でもってインジェクタハウジング６の別のストッパ１２０に支持されている。ストッパリング１１４とストッパリング１１８との間には増圧器ばね２７が配置されている。増圧器ばね２７は、図５に示した実施例では、同時に戻しばね装置７０としても働く。

インジェクタ１の、非アクティブ化された静止状態で、増圧器制御室２３は調量弁装置１２を介して、増圧器作業室２６と同様、燃料高圧減とも呼ばれる高圧蓄え器室２の圧力で負荷されている。帰路もしくはリターンとも呼ばれる、低圧領域への接続管路９０は閉鎖されている。静止状態で、増圧器ピストン２５は圧力補償されており、増圧は実施されない。ノズルニードル１０は閉鎖されている。

インジェクタ１のアクティブ化のために、増圧器制御室２３は調量装置１２により燃料高圧源２から、調量弁１２が、図５に示した第１の位置から、その第２の位置へと調節されることにより切り離される。調量弁１２のこの第２の（図示しない）位置で、増圧器制御室２３は制御管路９２を介して帰路９０に放圧される。増圧器ピストン２５は、圧送行程とも呼ばれるその噴射行程を開始し、下方に、つまり燃焼室に向かって運動する。その際、増圧器圧力室２２内の圧力は、圧力増幅器とも呼ばれる増圧器５の変換比に応じて高められ、噴射ノズルへと導かれる。逆止弁５６は閉鎖されており、増圧器圧力室２２を封止する。噴射ノズルとも呼ばれるノズルニードルは開放を開始する。その際、燃料は、減衰室とも呼ばれる噴射弁部材制御室６０から、絞り１０５を介して押しのけられねばならない。それにより、ニードル開放速度は減じられる。

噴射中、制御弁とも呼ばれる調量弁１２により、背室とも呼ばれる増圧器制御室２３は、帰路９０から切り離され、燃料高圧蓄え器２の供給圧に接続される。それにより、増圧器制御室２３および制御管路９２内にはレール圧が形成される。同時に、増圧器圧力室２２および圧力室１５内の圧力はレール圧に降下する。ノズルニードル１０は閉じる。その際、ノズルニードル１０は減衰ピストン９８から離れ、迅速な閉鎖運動を実施する。減衰器ピストン９８は引き続いて液圧的な力により戻される。

システムの圧力補償後、増圧器ピストン２５は増圧器ばね２７によりその出発位置に戻される。その際、増圧器圧力室２２は逆止弁５６を介して充填される。増圧器ピストン２５の出発位置はその際、インジェクタハウジングに設けられたストッパ１１５へのストッパリング１１４の当接により規定される。増圧器ピストン２５は増圧器ばね２７の戻しばね力に基づいてさらに後退することはできない。

増圧器ピストン２５がその出発位置にあるとき、逆止弁５６は高圧領域を、制御管路９４と、減衰器ピストン９８を有する減衰器モジュールとに対して封止する。その結果、この領域では減圧が実施され得ない。高圧領域は、増圧器圧力室２２と、接続管路とも呼ばれる接続通路１８と、ノズルニードル圧力室とも呼ばれる圧力室１５とを包含する。システム圧、つまり高圧蓄え器室２内の圧力が極めて急速に低下すると、ノズルニードル１０の背面とも呼ばれる、ノズルニードル１０の燃焼室遠位の端部への圧力は降下する。ノズルニードル圧力室１５内にはただし高い圧力が維持される。それにより、ノズルニードル１０は開き、高圧領域における過圧が解消されるまで、意図しない噴射が生じてしまう。

そのような意図しない噴射を回避するために、本発明による増圧器ピストン２５は、インジェクタ１の静止状態で、増圧器圧力室２２内に過圧が発生すると、なおその静止位置を超えて負の行程を実施し得るように形成されている。この目的のために、ストッパリング１１８はその静止位置８５から軸方向で上方に、つまり燃焼室から離間する方向で、増圧器ばね２７の予圧力に抗してその圧力補償位置８６へと運動し得る。ストッパリング１１４は、増圧器ピストン２５の燃焼室遠位の端部１１０がインジェクタハウジング６内でさらに上方に、つまり燃焼室から離間する方向で運動し得るように形成されている。

インジェクタ１内での急速な圧力低下により、過圧が増圧器圧力室２２内で発生すると、増圧器ピストン２５はその静止位置８５を超えて負の行程を実施し、開放された容積により、増圧器圧力室２２内の過圧を解消する。増圧器ピストン２５の受圧面積とばね力とから生じる小さな圧力差が生じるにすぎない。噴射行程後の増圧器ピストン２５の通常の戻し時、増圧器ピストン２５は、インジェクタハウジングに設けられたストッパ１２０へのストッパリング１１８の当接により規定されるその静止位置８５までしか戻されない。それというのも、ばね力がもはや増圧器ピストン２５に作用しないからである。増圧器圧力室２２内の過圧により、増圧器ピストン２５はなお負の行程を静止位置８５に関して実施し得る。その際、増圧器ばね２７は、圧力補償位置８６が達成されるまで、増圧器ピストン２５の静止位置８５の方向で作用する戻しばねの機能を請け負う。増圧器ピストン２５は増圧器ばね２７によりその静止位置８５に固定される。

レール圧が一定であるときのインジェクタを縦断面して示す、本発明の第１の実施例による燃料噴射装置の概略図である。 レール圧が低下したときの、図１と同じ燃料噴射装置を示す図である。 通常状態にあるインジェクタを縦断面して示す、本発明の第２の実施例による燃料噴射装置の概略図である。 レール圧が低下したときの、放圧位置にある、図３と同じ燃料噴射装置を示す図である。 通常状態にあるインジェクタを縦断面して示す、本発明の第３の実施例による燃料噴射装置の概略図である。

Claims (10)

1. 燃料を内燃機関の燃焼室（８０）内に噴射するための装置であって、燃料インジェクタ（１）が設けられており、該燃料インジェクタ（１）が、燃料高圧源（２）により、高圧下にある燃料で負荷可能であると共に、調量弁装置（１２）を介して操作可能であり、該調量弁装置（１２）により増圧器制御室（２３）内の圧力が制御可能であり、それにより、増圧器ピストン（２５）により画定されており逆止弁（５６）を介して燃料を燃料高圧源（２）から充填可能でありかつ噴射弁部材圧力室（１５）に連通している増圧器圧力室（２２）内の圧力が増圧器ピストン（２５）により高められ、噴射弁部材（１０）が燃料の噴射のために開弁されるようになっており、その結果、燃料が噴射弁部材圧力室（１５）から内燃機関の燃焼室（８０）内に噴射される形式のものにおいて、増圧器ピストン（２５）が、燃料高圧源（２）の圧力が低下すると、その静止位置から圧力補償運動を実施し得るように配置かつ形成されており、該圧力補償運動により、増圧器圧力室（２２）内の圧力が、燃料高圧源（２）の、低下した圧力に適合されることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 増圧器ピストン（２５）が補償運動戻しばね装置（２７；７０）により、圧力補償運動の方向とは逆向きにその静止位置に向かって戻り運動するように負荷されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 増圧器ピストン（２５）が補償運動戻しばね装置（２７）により、圧力補償運動の方向でも、圧力補償運動とは逆の方向でも負荷可能である、請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 補償運動戻しばね装置（２７）がストッパリング（１１４，１１８）の間で挟持されており、該ストッパリング（１１４，１１８）が逆方向でインジェクタハウジング（６）に支持されている、請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 一方のストッパリング（１１８）が、増圧器ピストン（２５）に形成されていて増圧器制御室（２３）を画定する鍔（７８）に当接する、請求項４記載の燃料噴射装置。
6. 鍔（７８）に当接するストッパリング（１１８）が、インジェクタハウジング（６）に設けられている２つのストッパ（８５，８６）の間で往復運動可能である、請求項５記載の燃料噴射装置。
7. 補償運動戻しばね装置（７０）が、増圧器ピストン（２５）の、増圧器圧力室（２２）とは反対側の端部を負荷し、燃料高圧源（２）に連通している増圧器作業室（２６）内に配置されている、請求項２記載の燃料噴射装置。
8. 補償運動戻しばね装置（７０）が、インジェクタハウジングに定置のストッパ（７１）と、増圧器ピストン（２５）に形成されていて増圧器制御室（２３）を画定する鍔との間で挟持されている、請求項２記載の燃料噴射装置。
9. 増圧器圧力室を起点として放圧通路（６５）が延び、該放圧通路（６５）が調量弁装置（１２）を介して燃料高圧源（２）に連通しており、燃料噴射装置の静止状態で増圧器ピストン（２５）により閉鎖されており、燃料高圧源（２）の圧力が降下して初めて開通される、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
10. 調量弁装置（１２）および／または噴射弁部材（１０）および／または増圧器ピストン（２５）が燃料インジェクタ（１）内に統合されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。

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