JP2011511201A - 圧力制御されるノズルを備えたコンパクトな噴射装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、噴射装置であって、燃料ポンプ（２０ａ）と調圧器（２０ｂ）とインジェクタ（２０ｃ）と空気調整エレメント（２０ｄ）とが設けられている形式のものに関する。このような形式の噴射装置において本発明の構成では、燃料ポンプ（２０ａ）と調圧器（２０ｂ）とインジェクタ（２０ｃ）と空気調整エレメント（２０ｄ）とが、噴射モジュール（２）の一体の構成部材であり、インジェクタ（２０ｃ）が、圧力室（４１）とノズル体（４４）とダイヤフラム（４２）とを備えた圧力制御されるノズル（４０）を有している。

Description

本発明は、燃料ポンプと調圧器と、圧力制御されるノズルを備えたインジェクタと、空気調整エレメントとが設けられている、コンパクト構造形式の噴射装置に関する。

噴射装置は従来技術に基づいて種々様々な構成のものが公知である。特にコスト及び構造スペースの理由から、単に１つ又は２つのシリンダと小さな行程空間しか有していない小型内燃機関は、独自の解決策を要求する。このような小型内燃機関の使用領域は、例えば二輪車又は三輪車又は芝刈り機などである。公知の噴射装置は通常、タンク内に、調圧器を備えた燃料ポンプを有しており、この場合燃料ポンプは燃料を所定の圧力で管路、例えばレール又はこれに類したものに圧送する。管路の端部にはインジェクタが配置されており、このインジェクタは、制御装置によって制御されて、燃料を吸気管に、又は直に内燃機関に噴射する。このような噴射装置はしかしながら極めて高価であり、その結果このような噴射装置は小型内燃機関を同様に極めて高価にしてしまう。

ＥＰ１３４０９０６Ｂ１に基づいて公知の、電子制御装置を備えた燃料噴射装置では、インジェクタはポンプピストンの近傍に配置されている。さらにこの場合、ピストンの圧縮行程の開始段階において燃料にフィード圧を加えるフィード圧弁が、タンクに通じる燃料の戻し管路に設けられている。このフィード圧弁は、圧力室内における燃料の一部を戻し管路の真空により排出する。これによってインジェクタ内におけるベーパの形成を減じることができる。しかしながらこの公知の燃料噴射装置では、構造が複雑で、装置は大きな構造空間を要する。

発明の利点
請求項１の特徴部記載の本発明による噴射装置、すなわち燃料ポンプと調圧器とインジェクタと空気調整エレメントとが設けられている形式の噴射装置において、燃料ポンプと調圧器とインジェクタと空気調整エレメントとが、噴射モジュールの一体の構成部材であり、インジェクタが、圧力室とノズル体とダイヤフラムとを備えた圧力制御されるノズルを有していることを特徴とする、本発明による噴射装置には、極めてコンパクトな構造を有しているという利点がある。さらに本発明による噴射装置は、特に簡単かつ安価に製造することができる。これによって本発明による噴射装置は特に、例えば二輪車や芝刈り機のような小型内燃機関において使用することができる。このことは本発明によれば、噴射装置が燃料ポンプと、噴射圧を調整するための調圧器と、圧力制御されるノズルを備えたインジェクタと空気調整エレメントとを有しており、これらの部材すなわち燃料ポンプと調圧器とインジェクタと空気調整エレメントとが、噴射モジュールの一体の構成部材であることによって、達成される。噴射モジュールは、小さな構造空間しか要しないコンパクトな部材であり、そしてその中に燃料ポンプと調圧器とインジェクタと空気調整エレメントとが配置されている。インジェクタは圧力制御されるノズルを有しているので、インジェクタは特に簡単かつ安価に準備されることができる。圧力制御されるノズルはこの場合圧力室とノズル体と弾性のダイヤフラムとを有している。本発明において「弾性のダイヤフラム」という概念は、圧力室内における圧力が所定の圧力レベルを越えた場合に燃料の噴射を可能にするために、圧力室内における圧力上昇時に所定の変形を生ぜしめる弾性部材のことを意味している。これにより、圧力制御されるノズルによって噴射装置は、極めて単純かつ安価な構造を有している。そして噴射モジュールは予めコンパクトに組み立てることができるので、噴射モジュールは単に必要な接続部に接続されるだけでよく、車両に直に取り付けられることができる。噴射モジュールの構成部材は、有利には噴射モジュールの１つの共通のハウジング内に配置されている。噴射モジュールはコンパクトなだけではなく、噴射モジュールのための他の構成部材もまた最小にすることができる、という別の大きな利点を有している。これによって本発明による噴射装置は特に、小型機械における使用のために適している。

本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

噴射装置は有利にはアクチュエータを有しており、このアクチュエータは同時に燃料ポンプと空気調整エレメントとを操作する。これによって、空気調整エレメントと燃料ポンプとのためにそれぞれ別体のアクチュエータを設ける必要がなくなり、構成部材の数を著しく減じることができる。これによってまたコストを低減することができる。従って１つの共通のアクチュエータは、一方ではポンプ駆動装置の機能を引き受け、他方では空気調整エレメントのための調節駆動装置の機能を引き受ける。

本発明の別の有利な構成では、インジェクタのノズル体がシール座を有していて、該シール座にダイヤフラムが接触しており、該ダイヤフラムは少なくとも１つの噴射口を有している。これによって、ダイヤフラムは付加的にさらにインジェクタのための閉鎖部材の働きをも有しており、この場合圧力室内における圧力が所定の圧力を上回って上昇した場合に、ダイヤフラムはシール座から持ち上がり、これにより燃料はシール座とダイヤフラムとの間の間隙を通って流れ、ダイヤフラムの噴射口から噴射されることができる。このようになっていると、圧力制御されるノズルの部材の数を極めて僅かに保つことができる。

本発明の別の有利な構成では、圧力制御されるノズルが閉鎖体を有していて、該閉鎖体が、ダイヤフラムの、圧力室に向けられた側においてダイヤフラムに配置されている。このように構成されていると、ダイヤフラムには改善された安定性が与えられ、これによって特に運転中におけるダイヤフラムの亀裂もしくは損傷を回避することができる。圧力制御されるノズルは、これにより長い耐用寿命を有することができる。閉鎖体は例えば接着又は溶接によってダイヤフラムに固定されることができる。可能な限り単純な構成を有することを可能にする有利な構成では、ノズル体におけるシール座がリング形に形成されている。このことは、さらに噴射過程中における流れ技術的な利点をももたらす。

本発明の別の有利な構成では、ダイヤフラムが直にノズル体に固定されている。ダイヤフラムは有利にはレーザ溶接を用いてノズル体に固定され、この場合ノズル体は、ダイヤフラムを固定したい領域において有利には円筒形である。これによってダイヤフラムが、半球もしくはシェルに似た構造を有することが可能になる。

本発明の有利な択一的な構成では、圧力制御されるノズルのノズル体がシール座を有していて、ダイヤフラムが閉鎖体と結合されている。閉鎖体はシール座と共働し、閉鎖体とシール座との間に燃料を噴射するための間隙を開閉する。ダイヤフラムに閉鎖体を設けることによっても同様に、圧力制御されるノズルの長い耐用寿命を保証することができる。閉鎖体はこの場合有利には球であり、ダイヤフラムはこの場合球の最大周囲に固定されている。

本発明の別の有利な構成では、圧力制御されるノズルが、ダイヤフラムをその出発位置に戻すために戻しエレメントを有している。これによって、ダイヤフラムの戻りを迅速に行うことが可能になり、ダイヤフラムを、安価なフレキシブル材料から製造することができる。

本発明のさらに別の有利な構成では、ダイヤフラムの行程を制限するためにストッパが設けられている。これによってダイヤフラムが、大きすぎる行程に基づいて尊書することを確実に回避することができる。

本発明の別の有利な構成では、ダイヤフラムがシールリングと結合されている。シールリングはこの場合半径方向遊びをもってリング溝内に配置されており、このリング溝はノズル体に形成されている。これによってダイヤフラムはシールリングを介して半径方向遊びを有することになり、この結果ダイヤフラムは閉鎖体と一緒にシール座においてセンタリングされることができる。シールリングは有利にはＯリングである。

さらにダイヤフラムが少なくとも１つ又は複数の同心的な波形部を有していると、有利である。同心的な波形部によってダイヤフラムは軟らかい特性を有することができる。

有利な構成では燃料ポンプは１つのポンプ室と、第１、第２及び第３の逆止弁とを有しており、これらの逆止弁は、ポンプ室の供給管路もしくは排出管路に配置されている。この場合第１の逆止弁は、燃料のための供給管路領域とポンプ室との間に配置されている。第２の逆止弁は、ポンプ室とインジェクタとの間に配置され、第３の逆止弁はポンプ室と、過圧ピークの排出管路領域もしくは戻し管路領域との間に配置されている。ポンプ室を使用することによって、特にコンパクトな、ひいてはスペースを節約した安価な構造が可能になり、ポンプ室を、アクチュエータの可動子と同じ軸線上に配置することができ、有利である。この場合ポンプ室が、最大噴射圧時に最大に噴射可能な燃料の容量に相当する容積を有していると、有利である。

本発明はさらに、正確に１つ又は正確に２つのシリンダと、本発明による燃料噴射装置とを備えた内燃機関に関する。この場合内燃機関が、噴射モジュールの上に配置された燃料タンクを有していると有利である。このように構成されていると、特に燃料ポンプを極めて小さく設計することができる。

次に図面を参照しながら、本発明の有利な実施形態を説明する。

本発明の第１実施形態による噴射装置を備えた小型エンジンを概略的に示す図である。 第１実施形態による噴射装置を示す図である。 第１実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。 第２実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。 第３実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。 第４実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。 第５実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。 第６実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。 第７実施形態による圧力制御されるノズルを示す断面図である。

本発明の有利な実施形態
以下においては、図１〜図３を参照しながら、本発明による第１実施形態の噴射装置を備えた小型エンジン１について説明する。

図１には略示された小型エンジン１は、単シリンダエンジンとして形成されている。この小型エンジン１はシリンダ３と、このシリンダ３内において往復動可能なピストン４と、制御ユニット５とタンク６とを有している。タンク６は燃料供給管路６ａを介して噴射モジュール２と接続されている。燃料戻し管路６ｂは、噴射モジュール２からタンク６に通じている。図１から分かるようにタンク６は噴射モジュール２の情報に配置されている。これによって燃料は燃料供給管路６ａを通して、重力に基づいて噴射モジュール２にもたらされる。噴射モジュール２は単に略示されているが、燃料ポンプと調圧器とインジェクタと空気調整エレメントとを有しており、噴射モジュール２は極めてコンパクトな構造を有している。

小型エンジン１はさらに、吸気管８に配置されたスロットルバルブ７を有している。シリンダ３にはさらに点火プラグ９、流入弁１０及び流出弁１１が配置されている。符号１２で空気のためのバイパス管路が示されており、このバイパス管路１２は空気を、吸気管８から、空気の流れ方向で見てスロットルバルブ７の上流の領域において分岐し、噴射モジュール２に組み込まれた空気調整エレメントの直に導く。バイパス管路１２の流出部はこの場合、噴射モジュール２のインジェクタの直ぐ近くに隣接して位置している。

小型エンジン１はさらに排ガス管路１３を有しており、この排ガス管路１３は流出弁１１によって開閉される。さらに排ガス管路１３には、制御ユニット５に接続された酸素センサ１４が設けられており、制御ユニット５はさらに、冷却水センサ１５とオイル温度センサ１６とセンサユニット１７と接続されており、このセンサユニット１７は、スロットルバルブポジションを検出するため、吸気管８における温度を検出するため、及び吸気管８における圧力を検出するために働く。そして制御ユニット５は、得られた信号に基づいて噴射モジュール２を制御する。

従って本発明による噴射装置は、燃料ポンプ、調圧器、インジェクタ及び空気調整エレメントを備えた噴射モジュール２として設けられており、特にコンパクトにかつ小型に設計されることができる。さらに本発明による噴射装置は、極めて安価に製造されることができ、特に、コンパクトな噴射モジュールとして前組立てされることができるので、このコンパクトな噴射モジュールを単に小型エンジン１内にコンパクト構成群として組み込むことだけが必要である。４つの個別部材、つまり燃料ポンプ、調圧器、インジェクタ及び空気調整エレメントが一体に構成されていることによって、簡単かつ安価に製造することができる。そして燃料ポンプと空気調整エレメントとは、１つの共通のアクチュエータによって操作される。これによって本発明による噴射装置２は、二輪車又は芝刈り機の小型モータにおいて使用することができる。

図２には、噴射モジュール２が詳細に示されている。この噴射モジュール２内には、燃料ポンプ２０ａ、調圧器２０ｂ、インジェクタ２０ｃ及び空気調整エレメント２０ｄが組み込まれている。そのために複数部分から成るハウジング２５が設けられており、この場合１つの共通のアクチュエータが同時に燃料ポンプ２０ａと空気調整エレメント２０ｄとを操作する。図２から分かるように、アクチュエータ２２には空気調整エレメント２０ｄの閉鎖部材２３が固定されており、閉鎖部材２３はバイパス管路１２の弁座１２ａにおいて、バイパス管路１２を開閉することができる。アクチュエータ２２はさらにピストン２４と堅くもしくは不動に結合されており、このピストン２４は図示の実施例では、燃料ポンプ２０ａの一部である。ピストン２４はプランジャピストンとして形成されている。コイル２１は、該コイルが通電された場合に、閉鎖部材２３とピストン２４とを同時に操作する。コイル２１への通電が中止されると、戻しばね２８の力によって閉鎖部材及びピストン２４は再び図２に示された出発ポジションに戻される。図示に示されたポジションは、燃料ポンプ２０ａの吸込み行程の終了時におけるポジションである。

噴射モジュール２はさらに、複数部分から成るハウジング２５を有しており、このハウジング２５は、第１のハウジング部分２５ａと第２のハウジング部分２５ｂと第３のハウジング部分２５ｃと第４のハウジング部分２５ｄとを有している。第１のハウジング部分２５ａはこの場合空気調整エレメント２０ｄに配属されていて、空気調整エレメント２０ｄの弁座１２ａを提供する。さらに第１のハウジング部分２５ａは、可動子２２のためのガイドエレメントの機能も有している。第２のハウジング部分２５ｂはコイル２１をカバーしている。第３のハウジング部分２５ｃはコイル２１を受容するために働き、第４のハウジング部分２５ｄはピストン２４のためのガイドエレメントとして働き、かつポンプ室２７を提供している。第４のハウジング部分２５ｄにはさらに、燃料供給管路６ａ及び燃料戻し管路６ｂのための接続部が配置されている。燃料供給管路６ａはこの場合ポンプ室２７において開口し、燃料戻し管路６ｂはポンプ室２７を起点として延びている。なお付言すれば、燃料戻し管路６ｂがタンクに通じているのではなく、燃料供給管路６ａと接続されているような構成も可能である。第４のハウジング部分２５ｄには、第１の逆止弁２９、第２の逆止弁３０及び第３の逆止弁３１が配置されている。第１の逆止弁２９は、燃料供給管路６ａとポンプ室２７との間に配置されている。第２の逆止弁３０は、ポンプ室２７と圧力制御されるノズル４０の圧力室４１との間に配置されている。第３の逆止弁３１は、ポンプ室２７と燃料戻し管路６ｂとを間に配置されている。第３の逆止弁３１はこの場合調圧器２０ｂを形成していて、場合によっては第３のポンプ室２７内において生じる過圧を消滅できるようになっている。第２の逆止弁３０はさらに、ポンプ室２７内における圧力が所定の圧力を超えた場合に開放して、燃料が圧力室４１に流入できるように、設計されている。

特に図２及び図３から分かるように、インジェクタ２０ｃは第２の逆止弁３０の他に圧力制御されるノズル４０をも有している。圧力制御されるノズル４０は図３に詳しく示されている。この圧力制御されるノズル４０はノズル体４４を有しており、このノズル体４４内には流入孔４５が配置されている。この流入孔４５は第２の逆止弁３０と圧力室４１との間の接続部を形成している。圧力室４１は、圧力制御されるノズル４０の端部にリング形に配置されている。ノズル体４４にはさらにシール座４６が形成されており、このシール座４６は図示の実施形態ではリングとして形成されている。圧力制御されるノズル４０はさらにダイヤフラム４２を有しており、このダイヤフラム４２には複数の噴射口４３が形成されている。ダイヤフラム４２はレーザ溶接によってノズル体４４に固定されている。図３から分かるように、ダイヤフラム４２は固定された状態において、半球形もしくはシェル状の形態を有している。この場合ダイヤフラム４２の内側面はシール座４６に接触している。これによってダイヤフラム４２とシール座４６における内側領域との間には、噴射室４７が形成される。

本発明による噴射モジュール２の機能は以下の通りである。燃料ポンプ２０ａの吸込み段階は、戻しエレメント２８によって導入され、この場合戻しエレメント２８の静止位置は吸込み段階の終了を規定する。吸込み段階中に第１の逆止弁２９は開放され、第２及び第３の逆止弁３０，３１はそれぞれ閉鎖されている。これによって燃料は、開放された第１の逆止弁２９を介してポンプ室２７に流入することができる。次いでコイル２１が通電され、これにより可動子２２は矢印Ａの方向に移動させられ、これによってポンプ室２７内における液体を、ポンプ２４を用いて圧力下にすることができる。これにより第１の逆止弁２９は閉鎖し、ポンプ室２７における圧力レベルがまた低い場合には、第２及び第３の逆止弁３０，３１もまた同様に閉鎖されたままである。所定の圧力レベルが超えられると、第２の逆止弁３０は開放し、その結果圧力下にある液体がインジェクタ２０ｃ内に流入し、流入孔４５を介して圧力室４１に流入する。ダイヤフラム４２は弾性材料から製造されているので、圧力室４１内における圧力が所定の圧力レベルを上回るや否や、ダイヤフラム４２には変形が生じ、ダイヤフラム４２はシール座４６から持ち上がる。この状態は図３において破線で示されたダイヤフラム４２′によって示されている。これにより燃料が噴射口４３を介して吸気管８内に噴射される。図３には、噴射口４３から噴射されるスプレ４８が略示されている。ポンプ室２７内における圧力が高すぎる場合、つまり基準値よりも高い場合には、第３の逆止弁３１が開放し、これによってこのような圧力ピークを燃料戻し管路６ｂへと逃がすことができる。これにより第３の逆止弁３１は調圧器２０ｂの機能を果たすことになる。燃料ポンプ２０ａの操作と同時に、コイル２１の通電時には、空気調整エレメント２０ｄの閉鎖部材２３もまた座１２ａから持ち上げられる。これによって空気調整エレメント２０ｄは開放し、空気はバイパス管路１２を通って流れることができる。

噴射を終了したい場合には、コイル２１の通電が終了され、その結果可動子２２は戻しエレメント２８によって再び、図２に示された出発位置に戻される。この場合ピストン２４はポンプ室２７から引き出され、その結果圧力室４１内における圧力もまた低下する。これによってダイヤフラム４２は再び自動的にその出発ポジションに戻ることができ、リング形のシール座４６に接触する。これにより噴射が終了する。ピストン２４の戻り運動によってさらに再び吸込み段階が始まり、この吸込み段階では第１の逆止弁２９が開放され、燃料が燃料供給管路６ａを介して吸い込まれる。特に逆止弁又は圧力制御されるノズルの汚れを回避するために、燃料供給管路６ａにはフィルタ３３が配置されている。同時に、可動子２２の戻しによって空気調整エレメント２０ｄもまた再び閉鎖される。

圧力制御されるノズル４０によって、インジェクタ２０ｃは極めて単純かつ摩耗の少ない構造を有している。燃料の噴射は圧力制御によって行われるので、複雑かつ高価な電子制御装置などは不要である。そして噴射は、コイルの通電を開始又は終了することによる可動子の移動によって簡単に実現することができる。これにより、特に、外方に向かって開放する高価なノズルを省くことができる。

従って本発明によれば、噴射モジュール２は燃料ポンプ２０ａ及び空気調整エレメント２０ｄのために１つの共通のアクチュエータを有しているだけである。これによって単に１つのコイルと、燃料ポンプ２０ａ及び空気調整エレメント２０ｄへの配線を備えたただ１つの電気的なアウトプットステージ（Endstufe）とが必要なだけである。さらに空気調整エレメント２０ｄは、それが必要とされる、小型モータ１の運転状態、つまり通常はアイドリングにおいて、開閉することができ、空気調整エレメント２０ｄが必ずしも必要とされない運転状態においては、燃料ポンプ２０ａと共通のアクチュエータが用いられているにもかかわらず、燃料ポンプ２０ａの操作が遅延されたり、又はその他のことが阻止されることを、確実に回避することができる。

付言すれば、噴射装置は極めてコンパクトにかつ安価に製造されており、噴射モジュール２はそれぞれ一体の構成部材として、燃料ポンプ２０ａ、調圧器２０ｂ、圧力制御されるノズル４０を備えたインジェクタ２０ｃ、及び空気調整エレメント２０ｄを有している。この場合特に、空気調整エレメント２０ｄ及び燃料ポンプ２０ａのための１つの共通のアクチュエータは可動子２２を備えている。図示の実施形態ではアクチュエータとしてこの場合、コイルの通電によって作動するそれぞれ１つの磁気式のアクチュエータが記載されているが、基本的には、例えばピエゾアクチュエータのような他のアクチュエータを使用することも可能である。

以下においては図４を参照しながら、本発明による噴射装置の第２実施形態を説明する。この場合第１実施形態におけると同じ部材もしくは同じ働きを有する部材は、同一符号で示されている。第２実施形態の噴射装置が第１実施形態の噴射装置と異なっているのは、単に圧力制御されるノズル４０の形態だけである。図４から分かるように、ダイヤフラム４２の内側には閉鎖体４９が配置されている。この閉鎖体４９は例えば接着によってダイヤフラムと堅く結合されている。そして閉鎖体４９は、圧力室４１と噴射室４７との間における接続部をシール座４６において閉鎖する。シール座４６はこの実施形態においてもリング形に形成されていて、ノズル体４４に形成されている。シール座はこの場合リング形の平らな面によって形成されていて、この面が閉鎖体４９と接触することによって、圧力室４１と噴射室４７との間の接続部を閉鎖することができる。第１実施形態におけるように、圧力室４１において圧力が上昇すると、所定の圧力を超えた場合にダイヤフラム４２は変形し、その結果閉鎖体４９はシール座４６から持ち上げる。これによって圧力室４１と噴射室４７との間の接続部が開放し、その結果燃料は噴射口４３を介して吸気管８内に噴射されることができる。ダイヤフラム４２の戻りは、第１実施形態におけるように圧力室４１内における圧力の低下によって行われる。図４から分かるように、第２実施形態のダイヤフラム４２はフラットに形成されているので、ダイヤフラム４２は特に応力から解放されてノズル体４４に固定されることができる。その他の点についてはこの実施形態は、第１実施形態に相当しているので、同じ説明の繰り返しは省く。

図５には、本発明の噴射装置の第３実施形態による圧力制御されるノズル４０が示されている。この第３実施形態による圧力制御されるノズル４０は、第２実施形態のノズル４０にほぼ相当しており、異なっている点は、ノズル体４４におけるシール座４６が、先細になる領域、特に円錐形の領域４６ａによって形成されていることにある。相応に閉鎖体４９においてシール面４９ａは円錐形に形成されている。その他の点に関しては、第３実施形態は第２実施形態に相当しているので、同じ説明の繰り返しは省く。

図６には、本発明の第４実施形態による圧力制御されるノズル４０を備えた噴射装置が示されている。同じ部材もしくは同じ働きを有する部材は、既に述べた実施形態におけるのと同一符号で示されている。

既に述べた実施形態と異なり、第４実施形態の圧力制御されるノズル４０は付加的に弁体５０を有している。シール座４６は円錐形に形成されていて、円錐の上縁部に貫流開口４６ａを有しており、この貫流開口４６ａはダイヤフラム４２を用いて閉鎖可能である。ダイヤフラム４２の背側にはさらにばね５１が配置されており、このばね５１は弁体５０に支持されている。さらに弁体５０には行程ストッパ５２が形成されている。第４実施形態の圧力制御されるノズルの作用形式は以下の通りである。圧力室４１内において圧力が上昇するや否や、ダイヤフラム４２はばね５１のばね力に抗してシール座４６から持ち上げられる。これによって燃料が噴射室４７内に達し、この噴射室４７から、孔付板５３に配置された噴射口４３を通して噴射される。行程ストッパ５２は、ダイヤフラム４２の運動距離を制限する。圧力室４１内における圧力が再び減じられるや否や、上に述べたように、ばね５１はダイヤフラム４２を再び出発ポジションに戻す。これによってダイヤフラム４２は再びシール座４６に接触し、噴射は終了する。ノズル体４４と弁体５０とは例えば溶接によって互いに結合されることができる。

以下においては図７を参照しながら、本発明の第５実施形態による圧力制御されるノズル４０を備えた噴射装置について述べる。同じ部材もしくは同じ働きを有する部材は、既に述べた実施形態におけるのと同一符号で示されている。

図７から分かるように、第５実施形態による圧力制御されるノズル４０は、既に述べた実施形態とは異なり、球として形成された閉鎖体４９と堅く結合されたダイヤフラム４２を有している。ダイヤフラム４２は円形の孔を有しており、この孔内に球の一部が配置されている。閉鎖体４９はダイヤフラム４２に接着又はレーザ溶接を用いて固定されている。ダイヤフラム４２自体はノズル体４４にレーザ溶接を用いて固定されている。閉鎖体４９は閉鎖された状態において、ノズル体４４に形成されたシール座４６に接触している。シール座４６には流れ方向で見て孔開口５６が後置されており、この孔開口５６は孔付板５３によって覆われている。孔付板５３には複数の噴射口４３が設けられており、これらの噴射口４３から、ノズル開放時にスプレ４８が流出する。圧力制御されるノズル４０に圧力下にある燃料が、圧力室４１に通じる流入孔４５を介して供給されると、所定の圧力レベル以上でダイヤフラム４２の変形が始まり、この際に同時に閉鎖体４９もシール座４６から持ち上がる。図７には変形されたダイヤフラムが符号４２′で示され、持ち上げられた閉鎖体４９が符号４９′で示されている。これによって圧力室４１と孔開口５６との間における接続部が開放され、その結果燃料は噴射口４３から外方に向かって流出することができる。圧力室４１内における圧力が再び降下するや否や、ダイヤフラム４２はその固有弾性に基づいて再び出発位置に戻り、この際に閉鎖体４９は再びシール座４６に接触して、該シール座４６を閉鎖する。これによって噴射は終了する。孔付板５３を設けることにはさらに次のような利点がある。すなわちこの場合、圧力制御されるノズル４０は種々様々な使用目的のための基本構成を有することができ、孔付板５３の簡単な交換によって、種々様々な使用目的のための種々異なったスプレを生ぜしめることができる。これによって、圧力制御されるノズル４０のための製造コストを極めて安価に保つことができる。その他の点においてこの実施形態は、既に述べた実施形態に相当しているので、同じ説明を繰り返すことは省く。

以下においては、図８を参照しながら、本発明の第６実施形態による圧力制御されるノズル４０について説明する。同じ部材もしくは同じ働きを有する部材は、既に述べた実施形態におけるのと同一符号で示されている。

第６実施形態による圧力制御されるノズル４０は、第５実施形態による圧力制御されるノズルにほぼ相当しており、異なっている点は、さらに戻しばね５１と行程ストッパ５２とが設けられていることにある。行程ストッパ５２はこの場合ノズルの開放程度を制限する。それというのは、圧力上昇時に閉鎖体４９は行程ストッパ５２に当接し、これによりシール座４６におけるさらなる開放がもはや不可能になるからである。戻しばね５１が設けられていることによって、ダイヤフラム４２をさらに極めて安価に準備することができる。それというのは、ダイヤフラム４２は固有の戻し力をもたらす必要が無く、ゆえに安価な材料から製造することができるからである。行程ストッパ５２はこの場合ノズル体４４の付加部分４４ａに固定されている。行程ストッパ５２と戻しばね５１とが内部に配置されている室５４は、圧縮可能な媒体、有利には空気によって満たされている。その他の点においてこの実施形態は、既に述べた実施形態に相当しているので、同じ説明を繰り返すことは省く。

さらにダイヤフラム４２は同心的な２つの波形部４２ａを有しており、両方の波形部４２ａはダイヤフラム４２の中心の周りに同心的に配置されている。このような同心的な波形部４２ａが設けられていると、ダイヤフラム４２はより軟らかくなり、これによって圧力変化に対してより迅速に反応することができる。

以下においては、図９を参照しながら、本発明の第７実施形態による圧力制御されるノズル４０について説明する。同じ部材もしくは同じ働きを有する部材は、既に述べた実施形態におけるのと同一符号で示されている。

図９から分かるように、第７実施形態はほぼ第６実施形態に相当している。第６実施形態とは異なり、この第７実施形態ではノズル体４４におけるダイヤフラム４２の固定形式が異なった構成を有している。図９から明らかなように、ダイヤフラム４２はその外周部においてＯリング５５と結合されている。Ｏリング５５は、ノズル体４４に設けられたリング溝４４ｂ内に配置されている。図９から分かるように、Ｏリング５５は、内方に向かって横方向に半径方向遊びＳ１を有し、かつ外方に向かって横方向に半径方向遊びＳ２を有している。このように構成されていると、ダイヤフラム４２と、このダイヤフラム４２と堅く結合された閉鎖体４９とを、自動的にセンタリングできるという利点が得られる。これによって個々の部材に対する許容誤差に関する要求は幾分低くなり、その結果製造コストをより安価にすることができる。その他の点においてこの実施形態は、既に述べた実施形態に相当しているので、同じ説明を繰り返すことは省く。

Claims (12)

1. 噴射装置であって、燃料ポンプ（２０ａ）と調圧器（２０ｂ）とインジェクタ（２０ｃ）と空気調整エレメント（２０ｄ）とが設けられている形式のものにおいて、燃料ポンプ（２０ａ）と調圧器（２０ｂ）とインジェクタ（２０ｃ）と空気調整エレメント（２０ｄ）とが、噴射モジュール（２）の一体の構成部材であり、インジェクタ（２０ｃ）が、圧力室（４１）とノズル体（４４）とダイヤフラム（４２）とを備えた圧力制御されるノズル（４０）を有していることを特徴とする噴射装置。
2. ノズル体（４４）がシール座（４６）を有していて、該シール座（４６）にダイヤフラム（４２）が接触しており、該ダイヤフラム（４２）が少なくとも１つの噴射口（４３）を有しており、ダイヤフラム（４２）とノズル体（４４）との間に噴射室（４７）が配置されていて、ダイヤフラム（４２）の少なくとも１つの噴射口（４３）が噴射室（４７）の領域に配置されている、請求項１記載の噴射装置。
3. 噴射装置にさらに閉鎖体（４９）が設けられていて、該閉鎖体（４９）が、ダイヤフラム（４２）の、圧力室（４１）に向けられた側に配置されている、請求項２記載の噴射装置。
4. シール座（４６）がリング形に形成されている、請求項２又は３記載の噴射装置。
5. ダイヤフラム（４２）がノズル体（４４）に固定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の噴射装置。
6. ダイヤフラム（４２）が閉鎖体（４９）と結合されていて、該閉鎖体（４９）が、ノズル体（４４）に形成されたシール座（４６）に接触している、請求項１記載の噴射装置。
7. 噴射装置にさらに、ダイヤフラム（４２）を出発位置に戻すための戻しエレメント（５１）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の噴射装置。
8. ダイヤフラム（４２）が固有弾性を有していて、自動的に出発位置に戻るようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の噴射装置。
9. 噴射装置にさらに、噴射中の行程を制限するためのストッパ（５２）が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の噴射装置。
10. ダイヤフラム（４２）がシールリング（５５）と結合されていて、該シールリング（５５）が半径方向遊びをもってノズル体（４４）のリング溝（４４ｂ）内に配置されていて、ダイヤフラム（４２）の自動的なセルフセンタリングを可能にしている、請求項６から９までのいずれか１項記載の噴射装置。
11. ダイヤフラム（４２）が少なくとも１つの同心的な波形部を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の噴射装置。
12. 正確に１つ又は正確に２つのシリンダと、請求項１から１１までのいずれか１項記載の１つの噴射装置とを備えた内燃機関。

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