JP3301616B2 - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関用の燃料噴射装置

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JP3301616B2 JP50212498A JP50212498A JP3301616B2 JP 3301616 B2 JP3301616 B2 JP 3301616B2 JP 50212498 A JP50212498 A JP 50212498A JP 50212498 A JP50212498 A JP 50212498A JP 3301616 B2 JP3301616 B2 JP 3301616B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関、特に、２行程クロスヘッドエン
ジン用の燃料噴射装置に関する。この燃料噴射装置は、
後端に取り付けフランジと前端にハウジングから突き出
す噴射ノズルとを有する外側ハウジングと、該噴射装置
内の中央にて伸長する燃料通路とを備える。燃料通路
は、取り付けフランジから少なくとも１つのスラスト部
片、中央の燃料管、スピンドル、及びスピンドルガイド
を貫通して伸長し且つ噴射ノズルにて終わる。スピンド
ルガイドは、円筒状内面がスピンドルに対する案内面を
形成する案内穴を有し、燃料管は前方部分を有し、該前
方部分は、該スピンドルガイドの案内穴内の途中以上、
下方に伸長し、後方部分よりも小径の外径を有し、これ
ら２つの部分（前方部分と後方部分）の間の遷移部分に
て、噴射ノズルの方向に軸方向に向いた環状面と、プリ
テンションを加えられた閉じばね用の後方ばねガイドと
を備える。スピンドルは、燃料管の前方部分が挿入され
る後部に開放する中央穴と、噴射装置を開閉し得るよう
にスピンドルガイドの案内穴内の固定弁座面と協働する
弁ニードルを有する前方スピンドル部分と、閉じばねに
対する前方ばねガイドであって、スピンドルガイドの案
内穴から突き出す後方スピンドル部分内に配置された前
面ばねガイドとを備える。閉じばねは、スピンドルを閉
じ方向に向けて前方に偏倚させる。スピンドルは、また
その後端にて、スピンドルの後方への開放動作によって
燃料管の環状面と当接するようにされた環状の端面を備
える。スピンドルガイドは、該スピンドルガイド上の後
方を向いた環状面に当接し且閉じばねを経て後方に伸長
する少なくとも１つのスラストブッシュによって噴射装
置のハウジング内にて前方に押し付けられる。スラスト
部片は、噴射装置の組立時に、閉じばねを圧縮すると同
時に、取り付けフランジによって前方に押し付けられ
る。
容易に着火可能なパイロットオイル及び気体燃料を噴
射する噴射装置を記載するデンマーク国特許第155757号
から、かかる燃料噴射装置が公知である。この場合、ス
ラストブッシュは、気体の供給を開閉する外部の弁スラ
イドに対するガイドとして機能する。その後端にて、燃
料管は、逃がし弁のハウジングとして機能し、それ故、
噴射装置の長さの大部分に沿って一体に伸長する。パイ
ロットオイルを開閉するスピンドルは、内側の燃料管と
外側のスピンドルガイドの穴との間にて比較的大きい隙
間を有する設計とされ、長い燃料管とスピンドルガイド
の穴との間の整合の不正確さに起因してスピンドルが固
着するか又は不均一に摩耗するのを防止する。
デンマーク国特許第167502号（欧州特許公開第0 606
371号）には、閉じばねがスライドガイドの中央キャビ
ティ内に受け入れられ、中央の燃料管がスライドガイド
の後方部分と一体に形成された、燃料噴射装置が教示さ
れている。この場合にも、製造上の許容公差を補い且つ
その結果としての燃料管とスライドガイドの穴との間の
完全な同軸性の欠如を補うため、スピンドルの底部分
と、スライドガイドの穴との間、及び燃料管の前方部分
との間にそれぞれ比較的大きい隙間を必要とする。
多少、相違する設計の更なる噴射装置が独国特許公開
第2030445号から公知である。この噴射装置において、
比較的薄い肉厚の中空のスピンドルが燃料管とスピンド
ルガイドの穴との間の環状スペース内を摺動する。スピ
ンドルの後端は、閉じばねに対する極めて重く形成され
た前部ばねガイドを有している。この場合、ばねガイド
の背面は、その最大直径にて、噴射装置ハウジング内の
突起を打撃するということによってばねの開放動作は制
限される。このことは、スピンドルの薄い肉厚の壁に曲
げモーメントを加え、その結果、該壁は、外方に曲が
る。スピンドルが引っかかるのを防止するため、スピン
ドルと該スピンドルの両側部の環状面との間には、比較
的大きい隙間が必要とされる。この燃料管は、２つの部
分に分かれており、継手面は、後方ばねガイドの上方に
配置されている。噴射装置を組み立てるとき、管を共に
押し付ける直前に、その２つの管部分を最初に位置決め
するための要素は何もないから、管の当接面を誤って位
置決めする虞れがある。このように、継手面にて漏洩が
生じ、その結果、噴射される燃料の量が変化することに
なる。圧縮ばねのプリテンションの程度（圧縮ばねに予
め加えるばね力の程度）がスラスト部片を噴射装置のハ
ウジング内に押し込む程度によって決まることがこの噴
射装置の更なる不利益な点である。その結果、多数の同
一の噴射装置の開放圧力に差が生ずる。
中央の燃料管とスピンドルガイドの穴との間に配置さ
れた中空のスピンドルを有する型式の公知の燃料噴射装
置は、可動スピンドルの質量が中実なスピンドルの場合
よりも著しく小さいことと、噴射装置の可動部品の質量
が比較的小さいことが弁の迅速な動作を促進することと
いう有利な点を提供する。しかしながら、中空のスピン
ドルは、該スピンドルが２つの環状面の間を摺動し、こ
れに伴い、スピンドル壁が変形したならば、スピンドル
が引っかかる虞れがあるという不利益な点がある。これ
を防止し且つ上記の同軸性の欠如を補うため、スピンド
ルと隣接する環状面との間の隙間を比較的大きくする
と、必然的にスピンドルが横方向に僅かに変位されて僅
かに偏心位置となり、この位置にて、スピンドルとスピ
ンドルのガイド穴との間、及び燃料管との間の隙間がそ
れぞれ噴射装置の長手方向軸線の一側部にてその反対側
側部よりも大きくなる可能性がある。横断方向への変位
は極めて小さいが、その変位の結果、噴射段階中、隙間
を貫通して上方に漏洩する燃料の量に変化が生ずる。ス
ピンドルが完全に同軸状に配置されたとき、この漏洩量
は、スピンドルが横断方向に変位された位置にあるとき
よりも50％乃至70％少なく、その結果、同一の弁から吐
出圧力及び噴射装置への燃料の量といった噴射パラメー
タが一定の状態にて異なる燃料噴射を行うとき、実際に
噴射される燃料の量に差が生ずる。また、幾つかの異な
る噴射装置が同一の設定量を有し、同一の方法にて燃料
が供給されるときであっても、その幾つかの異なる噴射
装置から噴射される燃料の量に差が生ずる。
本発明の目的は、導入部分に記載した型式の燃料噴射
装置において、噴射される燃料の量の再現性を改善し且
つ噴射段階をより正確に制御し得るようにすることであ
る。
このことに鑑みて、本発明による燃料噴射装置は、燃
料管の後方ばねガイドの外径がスラストブッシュの内径
よりも小さいことと、燃料管が別個のユニットであり、
該ユニットが、後方ばねガイドの背面に配置された当接
面を有し、（該当接面の後方に配置された弁部材、例え
ば弁ハウジングにのみ接触することとと）、該当接面
が、中央の燃料通路を取り巻き且つ噴射装置の長手方向
軸線に対して略垂直である環状面を有することと、スピ
ンドルを案内するスピンドルガイドの案内穴内に挿入さ
れたスピンドルの前方部分において、該スピンドルが、
スピンドルを案内するスピンドルガイドの案内穴の内径
よりも最大で８μｍだけ小さい外径と、燃料管の前方部
分の外径よりも最大で８μｍだけ大きい内径とを有する
こととを特徴とするものである。
該スピンドルのこの設計は、燃料管よりも僅かだけ大
きく、スライド弁の穴よりも僅かに小さく、異なる噴射
段階の間にてスピンドルが横断方向に変位する可能性
は、典型的に、この型式の従来技術の噴射装置にて生ず
る変位の1/2以下まで実質的に制限される。円筒面に対
する流体の摩擦によって燃料の漏洩が略防止されるた
め、その面の間の可能な最大の隙間を僅かに制限すれ
ば、漏洩量の変化を感知し得る程度に軽減することがで
きる。このようにして得られる、噴射燃料のより均一な
量は、所望のエネルギ開発に伴ってより正確に燃焼する
ことを促進し、エンジンの燃料消費量を低減し、NOXの
ような、環境にとって有害な望ましくない排出生成物の
発生を制限することをより一層可能にし、また、シリン
ダ部材に加わる熱負荷及びシリンダ部材における燃料残
留物の析出をより一層良く制御することを可能にする。
このことは、極めて低質の燃料を燃焼することがしばし
ばである大型の２行程ディーゼルエンジンにて特に有利
なことである。
スピンドルと燃料管、及びスピンドルとスピンドルの
案内穴がそれぞれ緊密に嵌まるためには、噴射装置が作
動するとき、３つの弁部材を互いに正確に整合させるこ
とが１つの条件である。これに反して、従来技術の噴射
装置の場合、３つの弁部材間の整合程度が少しでも不正
確になるか、又は現在の管状薄肉厚型のスピンドルに不
均一な荷重が加わったとき、例えば、スピンドル壁が僅
かに外方に曲がる結果として、スピンドルが不均一に摩
耗し且つ／又はスピンドルが引っかかることとなる。こ
のことは、燃料管が閉じばねの後方ばねガイドからスピ
ンドル内部まで下方に伸長する燃料通路の部分のみを保
持するように、該燃料管をその後ろ側の弁部材から分離
することにより、本発明により防止される。噴射装置の
部品を噴射装置のハウジング内に組み立てるとき、スピ
ンドルをスピンドルガイド内に挿入し、閉じばねを有す
る燃料管をスピンドル上に取り付けることができ、スラ
ストブッシュをスピンドルガイドの後端の周りに押し付
けて、次に、これらの噴射装置の部品を有する噴射装置
のハウジングを垂直の中心軸線の方向に向けることがで
きる。スピンドルと、スピンドルガイドと、燃料管とが
精密に嵌まることは、垂直の中心軸線に対して方向決め
し且つ荷重を加えないとき、これら部品は相互に同軸状
に調節され、これにより他方の弁部材をハウジング内に
挿入し、取り付けフランジをクランプ止めできることを
意味する。他方の弁部材を取り付けたとき、燃料管の後
ろ側に位置する弁部材は、該弁部材を燃料管に近付くよ
うに前方に動かす前に、スラストブッシュ内に挿入す
る。このことは、該部材を最初に案内し、該弁部材を燃
料管と接触させる瞬間に、該弁部材が横断方向に変位す
るのを防止する。噴射装置のクランプ止めを続けると、
弁部材は下方に押されて燃料管の上方の環状の当接面と
当接し、該当接面と弁部材との間の摩擦により、燃料管
の位置は、スピンドルガイドに対して適当な同軸状に正
確に固定される。燃料管を正確な位置に固定するために
は、該当接面が噴射装置の長手方向軸線に対して略垂直
であり、組立時に横断方向案内力が該当接面に加わらな
いようにすることが重要である。同一の理由のため、ば
ねガイドがスラストブッシュを打撃することによって正
確に調節することを妨げないように、後方ばねガイドと
スラストブッシュとの間には隙間が存在しなければなら
ない。
好ましくは、スピンドルの前方部分の外径は、スピン
ドルの案内穴の内径よりも２乃至４μｍだけ小さく、上
記スピンドル部分の内径は、燃料管の前方部分の外径よ
りも２乃至４μｍだけ大きくする。こうした狭小な嵌ま
り程度により、漏洩量の相違が略解消され、可動のスピ
ンドルと固定のスピンドルガイドの間、及び可動のスピ
ンドルと燃料管の間の隙間は、スピンドルが何ら問題無
く長手方向に変位するのに十分に大きい。
更に好適な実施の形態において、スピンドルの後端か
ら、少なくとも前方ばねガイドまでにおける、スピンド
ルの内面と、燃料管の外面との間の直径の差は、前方に
配置されたスピンドル部分よりも実質的に大きいように
する。例えば、スピンドルの後方領域において、スピン
ドルと燃料管との間には、スピンドルの前方部分におけ
るこれら２つの部分間の隙間よりも0.1mmだけ大きい隙
間が存在する。この効果は、スピンドルの前方部分に沿
った領域におけるスピンドルの外面及び内面上における
長手方向へのリングスリットにおいて、略同程度の圧力
降下が該スリットを貫通するように生ずるようにするこ
とである。その結果、スピンドルの前方部分のスピンド
ル壁は、半径方向に作用する如何なる圧力差にも耐える
必要はなく、このことは、スピンドルの前方部分を極め
て薄い肉厚にて製造することを可能にする。
本発明は、スピンドルの質量を減少させる幾つかの異
なる方法をも提供する。スピンドルの前方ばねガイドを
円錐形の前面を有し且つその最大直径部分にて最小厚さ
となるように形成することが可能である。該スピンドル
の前方部分を燃料管の前方部分よりも薄い肉厚とするこ
とが更に可能である。スピンドルの中央穴の底部から弁
ニードルの周りのチャンバまでの斜めの穴の長さをスピ
ンドルの前方部分の外径の35％よりも短くすることによ
り、弁ニードルの周りの領域のスピンドルの前端の質量
を減少させることができる。このことは、スピンドルの
前端壁が薄い肉厚であるという事実に反映する。その端
面にて前面まで開放する中央穴を有する弁ニードルによ
り、この領域内の質量を更に減少させることが可能とな
る。しかしながら、この後者の可能性は、質量を僅かし
か減少させない。こうした色々な随意選択的な措置は個
々に採用することができる。幾つかの随意選択的な措置
を組み合わせて採用するならば、噴射装置の寸法に比し
て極めて小さい質量のスピンドルを得ることが可能とな
る。
スピンドルの質量を減少させることは、噴射した燃料
量の再現が可能であることと、噴射段階を正確に制御す
ることとの双方の更なる改善を可能にする。その理由
は、スピンドル質量がより小さければ、噴射装置の開閉
時におけるスピンドルの動作がより迅速となることと、
より軽量なスピンドルのために、弁座に加わる衝撃力及
び開放動作の制限ストッパが小さくなるから、スピンド
ル及び弁座の摩耗がより少なくなることとによる。弁が
迅速に開放することは、燃料の噴射を急速に開始するこ
とを可能にし、このことは、最初に噴射される量の燃料
を良好に且つ強力に噴霧することを促進し、これによ
り、燃料を十分に且つ迅速に着火させることになる。よ
り重要なことは、噴射装置の閉じ動作が迅速となること
であり、このことは、燃焼を急速に停止させ、また不利
益な状態下、すなわち低圧及び不十分な噴射量（燃料g/
s）時の閉じ動作中において噴射される燃料の量を減少
させ得ることである。最後の瞬間に噴射されたこの燃料
は、NOXのような排気生成物の成形に実質的に寄与し、
シリンダ要素に大きい熱負荷を加え且つシリンダ要素に
煤析出物を形成し、燃料消費量の増加を招くことにな
る。より軽量なスピンドルは、不利益な状況にて噴射さ
れる燃料の量を少なくし、また最適な状況下にて噴射さ
れる一回の噴射当たりの総燃料の量の比率を増大させる
ことになる。
１つの好適な実施の形態において、後方ばねガイドの
背面における燃料管の当接面の外径は、該燃料管の前方
部分の外径よりも小さい。第一に、該当接面の外径が小
さいことは、燃料管の長手方向軸線とその後方の弁部材
の長手方向軸線との間の角度が小さくとも、当接面から
漏洩する原因にはならないという効果がある。その理由
は、圧縮された２つの面構成要素の製造上の粗さ程度
が、少しの整合誤差をも補正して、その粗さ部分が、そ
の面に互いに最も近付く側部にて圧縮され、直径方向に
対向した側部に密封当接部を形成するようにするからで
ある。第二に、当接面の外径が小さい結果、その当接面
の間の密封面の圧力が常に燃料通路内の現在の燃料の圧
力を上廻ることになることである。噴射装置を閉じたと
き、後方ばねガイドに加わる後方へのばね力によって及
び燃料管の前端面に加わる燃料の圧力に起因する燃料管
に加わる後方への力によって、表面圧力が当接面の間に
形成される。噴射装置が開放しているとき、燃料圧力
は、より大きい後方への力を伴って燃料管に作用する。
その理由は、燃料圧力がスピンドルの全ての前端に作用
することと、及びこの後方への力がスピンドルから燃料
管の軸方向を向いた環状面を介して燃料管に伝達される
こととによる。該燃料管の後方当接面の外径及び内径
は、スピンドルの前方部分の外径及び内径とそれぞれ略
同一の寸法を有し、その寸法が、スピンドル壁内にて完
全に直接的な軸方向への力が流れ（伝達）を提供するよ
うにすることが好ましい。
製造及び組み立てが特に簡単である設計において、燃
料噴射装置は、重燃料油のような予め加熱した燃料を噴
射することを目的とするものである。燃料管の後方に配
置された弁要素は、燃料循環弁用の弁ハウジングであ
り、スラストブッシュの環状の後端は、噴射装置を組み
立てたとき、弁ハウジングの外面の前方部分の環状凹所
の後端部における前方当接面に当接し、これにより、ス
ラストブッシュの長さが閉じばねのプリテンションの程
度（予め設定されるばねの程度）を決定することにな
る。この設計において、取り付けた弁内のスラストブッ
シュは、スピンドルガイド及び弁ハウジングにおけるそ
れぞれの２つの環状当接面の間に配置され、スピンドル
ガイド内の弁座と燃料管の当接面に当接する弁ハウジン
グの前面との間に、十分に画成された所定の距離を形成
する。弁スピンドが前方ばねガイドを支承し、燃料管が
閉じばねの後方ばねガイドを支承するため、噴射装置を
組み立てたとき、この後者のばねには確実な状態にてプ
リテンションが加えられ、これと同時に、スピンドルが
閉じ位置及び開き位置との間にて十分に画成された所定
の移動距離、すなわち上昇高さを有することになる。例
えば、スラストブッシュの長さをより短くし、その他の
条件は等しくすることにより、特定のエンジン内にて噴
射装置を使用し得るようにプリテンション力及びスピン
ドルの上昇高さを精密に調節できる。その結果、より大
きいプリテンション力及びより低い上昇高さとなるよう
にすることができる。このことは、噴射装置の組み立て
を極めて簡単にし、そのため噴射装置の部品を可能な限
り強くクランプ止めするだけでばねの正確なプリテンシ
ョン力が得られ、これにより、噴射装置に対する正確な
開閉圧力が得られる。このことは、ばねのプリテンショ
ン力が著しく相違するのを防止し、このため、取り付け
フランジを噴射装置のハウジングまで下方に多少なりと
もねじ込む程度を加減することによりばねのプリテンシ
ョン力を設定しなければならない弁にて生ずる可能性が
ある、１つの弁と別の弁における開放圧力に差が生ずる
ことを防止する。
循環弁のスピンドルガイド、スピンドル、閉じばね、
燃料管、スラストブッシュ及び弁ハウジングを予め組み
立てたユニットとなるように組み立てて、弁ハウジング
及びスピンドルガイドをスラストブッシュを介して互い
に係止することによって、組み立てを更に簡略化するこ
とができる。このことは、噴射装置に対して完全組立交
換ユニットや予備組立交換ユニットを提供し、必須の部
品の交換を極めて迅速に行うことを可能にする。この係
止は、例えば、スラストブッシュをスピンドルガイド及
び弁ハウジングにシュリンク止め（shrinking焼嵌め）
することにより又は、スラストブッシュを噴射装置の２
つの部品に押し付けた後に、当該スラストブッシュ及び
部品の関連する横断穴内にピンを挿入して、スラストブ
ッシュを２つの他の部品の各々に対して位置を固定する
ことにより行うことができる。
噴射装置のハウジングの内面と弁ハウジング、スラス
トブッシュ及びスピンドルガイドの外面との間にて噴射
装置の長手方向に向けて貫通キャビティを提供すること
が適当である。このキャビティは、噴射装置のハウジン
グ内の固定噴射装置の部品を２つの点、すなわち取り付
けフランジの内面における前面と、噴射ノズルにおける
背面との間に固定することを可能にするという利点をも
たらす。このことは、噴射装置の部品にて対称の回転可
能な負荷状態を促進することになる。該キャビティがあ
らゆる漏洩した燃料に対する排出通路として機能するこ
とは更に有利な点である。
次に、本発明による燃料噴射装置の縦断面図を示す図
面に関して、本発明の１つの実施の形態について以下に
更に詳細に説明する。
全体として参照番号１で表示した燃料噴射装置は、図
示しない燃料源からの圧力管を接続することのできる入
口スタブ３を有する取り付けフランジ２を備えている。
該燃料源は、例えば、カム軸の上でカムにより周期的に
作動されるボッシュ型のようなピストン燃料ポンプ、又
は制御弁を介して入口スタブ３に周期的に接続された高
圧リザーバとすることができる。この燃料は、液体又は
気体状とし、或いはこれら状態の少なくとも１つを保持
する固体燃料のスラリー若しくはエマルジョンとするこ
とができる。燃焼のための液体又は気体状の添加媒体を
単独にて又は混合体として噴射するために弁を使用する
こともできる。
ユニオンナット５によって、噴射装置用の外部ハウジ
ング４は、取り付けフランジにクランプ止めされる。こ
の取り付けフランジは、フランジの穴６内に挿入したボ
ルトによってエンジンシリンダに締め付けることができ
る。燃料通路34は、噴射装置の中心を貫通して入口スタ
ブの供給開口部７から噴射ノズル８まで伸長し、該噴射
ノズルから、図示しないノズル穴を介して噴射し内燃機
関の作用チャンバに燃料を供給することができる。
スラストブッシュ10、弁ハウジング11、取り付けフラ
ンジの前方内面に当接するスラスト部片12によってスピ
ンドルガイド９を噴射ノズルの内面に対して下方に押し
付ける。該スラストブッシュは、弁ハウジング11及びス
ピンドルガイド９の後方部分と略等しい外径を有してお
り、また、これら部品の各々の環状凹所内に挿入され
て、スラストブッシュ10の軸方向を向いた環状端面がス
ピンドルガイド及び弁ハウジングの軸方向を向いた当接
面13、14に当接するようにする。
弁体15は、弁ハウジング11の穴内に挿入され且つ比較
的弱い圧縮ばね16によって図示した位置に偏倚されてい
る。弁ハウジングの前端にて前方に突き出す当接面17が
中央燃料管19の後端における突き出し部分の対応する後
方の環状の当接面18に当接する。略平行で且つ平坦な２
つの当接面の間の接合面は、噴射装置の長手方向軸線に
対して略垂直な面内に配置されている。
当接面18の真下にて、該燃料管は、従来型式の機械的
な圧縮ばねである閉じばね21に対する後方ばねガイドを
構成する突き出しカラー20を有している。該ばねガイド
の前方にて、燃料管は、円筒状の後方部分22内にて連続
しており、該円筒状後方部分の外径は、ばねの内径より
も僅かに小さい。該後方部分は、噴射装置の長手方向軸
線に対して垂直な面内に配置された環状面23内の前面に
て終わっている。該面23は、燃料管の後方部分と前方部
分24との間の遷移部分を形成する。該遷移部分は、小径
を有ている。また、該遷移部分は、スピンドル26の後部
に向けて開放する穴25内まで下方に伸長し且つ穴25の底
部から短い距離の位置に配置された燃料管の前端に達し
ている。この短い距離は、スピンドルの上昇高さよりも
長い。
該スピンドルガイド９は、中央穴を有しており、該中
央穴は、スピンドルに対する案内面を構成する円筒状内
面27を１つの部分に有している。この部分の正面にて、
該スピンドルガイドは、円錐形の固定弁座を有する圧力
チャンバ28を備えている。該円錐形の固定弁座は、スピ
ンドルの前端における弁ニードル29の前端の対応する円
錐形の可動の弁座と協働する。該弁座の前面側にて、ス
ピンドルガイドの穴は噴射ノズル８の中央穴内に連続し
ている。
該スピンドル26は、その後部が噴射装置の長手方向軸
線に対して垂直である、突き出すカラーの形態による前
面ばねガイド30を有している。該カラーの前面31は円錐
形である。該閉じばねは、２つのばねガイド20、30の間
の位置及びスラストブッシュ10の内部に配置されてい
る。噴射装置の部品を組み立てるとき、閉じばねはプリ
テンション状態にて圧縮される。組立時におけるばねの
圧縮力は、スラストブッシュ10の長さ及び非負荷状態の
閉じばねの長さによって決まるから、ばねによってスピ
ンドルの前面ばねガイド30に加わる前方への閉じ力の程
度は極めて正確なものとなる。
スピンドルの内面の直径は、燃料管の前方部分24の外
径よりも２乃至４μｍだけ大きく、またスピンドルの案
内穴中に挿入されたスピンドルの前方部分32の外径は穴
27の内径よりも２乃至４μｍだけ小さい。スピンドルの
前方部分の肉厚は、燃料管の前方部分24の肉厚よりも約
30％だけ薄い。穴25の底部におけるスピンドルの前端壁
は、比較的薄い肉厚であり、弁ニードル29を取り巻く環
状の端面は噴射装置の長手方向軸線に対して略垂直であ
る。肉厚が薄いため、穴25を圧縮チャンバ28に接続する
斜め穴33は、部分32の外径の35％よりも短い長さを有し
ている。
中央の燃料通路34は、供給開口部７からスラスト部片
12を貫通して弁体15の中央穴35内まで下方に伸長し、該
弁体において、該通路は、幾つかの斜めの穴36に分岐す
る。これらの幾つかの穴は、弁ニードル37の周りに配置
された圧力チャンバ38内に開放する。弁ニードル37と協
働する固定弁座の前面にて、燃料通路は、当接面17、18
を経て、弁ハウジング11の前面の中心を貫通して伸長
し、スピンドルの穴25の底部にて開放する燃料管19を貫
通して更に前方に伸長し、該管から、燃料通路は斜めの
穴33、圧力チャンバ28を貫通して伸長し、噴射ノズル８
に形成された図示しないノズル穴に達している。
排出穴39は、漏洩した燃料を閉じばね21の周りのキャ
ビティから貫通キャビティに排出することを可能にす
る。該貫通キャビティは、噴射装置のハウジング４の内
面にて噴射装置の長手方向に伸長している。
噴射時間の間にて、予め加熱したある量の燃料を供給
開口部７に対し低圧にて供給する期間がある。この燃料
は、スラスト部片12の正面部分に形成された側方向を向
いた漏洩通路（図示せず）を介して圧縮ばね16の周りの
キャビティ内に流れ出る。弁ハウジング11に形成された
排出開口部41は、循環する燃料をチャンバ42に流して、
図示しない戻し管がその燃料を該チャンバから運んで噴
射装置から排出する。噴射装置の閉じる期間にて燃料が
循環することにより、燃料システムは、適当な高温度に
て予め加熱された状態に保たれることが確実となる。
噴射時間の開始時に燃料の圧力が上昇し始めると直ち
に、圧力チャンバ38内の圧力が上昇し、弁体は、圧縮ば
ね16からの力を上廻る後方への力の影響を受け、それ
故、弁体は後方に変位され且つ漏洩通路40を遮断する。
次に、燃料の圧力は燃料通路を貫通して圧力チャンバ28
内に広がる。この場合、燃料の圧力が噴射装置の開放圧
力に達すると、スピンドル26は、閉じばね21の力よりも
大きい後方への力によって作動され、そのことは、スピ
ンドルの環状端面が燃料管の環状面23を打撃する迄、ス
ピンドルを後方に変位させることになる。このように、
環状面23は、スピンドルの動作の制限ストッパとして機
能し且つスピンドルの上昇高さを決定する。このスピン
ドルの変位は、噴射ノズルへの燃料の供給口を開放し、
このことが噴射を開始させる。噴射の終了時に燃料の吐
出圧力が再度降下すると、チャンバ28内の圧力は、適宜
に降下して、閉じるばねがスピンドルに作用する燃料の
後方への圧力を上廻り、その後、スピンドルは、閉じた
開始位置に復帰して、この位置にて、弁ニードル29は、
関連する弁座に到達し且つ噴射ノズルへの供給口を遮断
する。
図示した薄い肉厚の設計のスピンドルの場合、円筒状
のスピンドル壁の変形を防止するため、スピンドルの後
端面が円筒状スピンドル壁の軸方向伸長部にあるように
することが重要である。その理由は、こうすれば、面23
に対するスピンドルの衝撃力がスピンドルに対し軸方向
に向けた力しか付与しないからである。
噴射装置が閉じる期間の間、予め加熱した燃料を循環
させる必要がないならば、循環弁を省略することにより
噴射装置は簡略化することができる。この場合、中央の
貫通穴が供給開口部７の燃料管の内部の中央道路と接続
する燃料通路34の部分を構成するようにして、スラスト
部片12及び弁ハウジング11を完全なスラスト部片状ユニ
ットとして形成することが可能である。
例えば、上記のデンマーク国特許第155757号に記載さ
れた型式の噴射装置に関して上述した噴射装置の要素を
適用することによって、幾つかの異なる流体を噴射する
ために使用し得るように、該噴射装置を拡張することも
可能である。かかる噴射装置は、気体及びパイロットオ
イルを噴射するため、又は燃料及び水のような、燃焼過
程を改変する別の流体を噴射するために使用することが
でき、望ましくない排気生成物の形成を低減することに
寄与することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−25074（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−253071（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−123873（ＪＰ，Ｕ) 特表 平６−511064（ＪＰ，Ａ) 特表 平９−508456（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／21324（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 61/12 F02M 61/10

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関用、特に、２行程クロスヘッドエ
    ンジン用の燃料噴射装置（１）であって、その後端にお
    ける取り付けフランジ（２）とその前端にてハウジング
    から突き出す噴射ノズル（８）とを有する外側ハウジン
    グ（４）と、該噴射装置内の中央にて伸長する燃料通路
    （34）であって、取り付けフランジから少なくとも１つ
    のスラスト部片（12）、中央の燃料管（19）、スピンド
    ル（26）、及びスピンドルガイド（９）を貫通して伸長
    し且つ噴射ノズルにて終わる燃料通路とを備え、 スピンドルガイドが案内穴（27）を有し、該案内穴（2
    7）の円筒状内面がスピンドルに対する案内面を形成
    し、 該燃料管が、該スピンドルガイドの案内穴内の途中以
    上、下方に伸長する前方部分（24）を有し、後方部分
    （22）よりも小径の外径を有し且つこれら前方部分と後
    方部分の２つの部分の間の遷移部分にて、噴射ノズルの
    方向に軸方向に向いた環状面（23）と、プリテンション
    を加えられた閉じばね（21）用の後方ばねガイド（20）
    とを備え、 該スピンドルが、燃料管の前方部分が挿入される後部に
    開放する中央穴（25）と、噴射装置を開閉し得るように
    スピンドルガイドの案内穴内の固定弁座面と協働する弁
    ニードル（29）を有するスピンドルの前方部分（32）
    と、閉じばねに対する前方ばねガイドであって、スピン
    ドルガイドの案内穴から突き出す後方スピンドル部分内
    に配置された前面ばねガイド（30）とを備え、該閉じば
    ねが、スピンドルを閉じ方向に向けて前方に偏倚させ、
    スピンドルの後端にて、スピンドルの後方への開放動作
    によって燃料管の環状面（23）と当接するようにされた
    環状の端面を備え、 スピンドルガイドが、該スピンドルガイド上の後方を向
    いた環状面（13）に当接し且つ閉じばねを経て後方に伸
    長する少なくとも１つのスラストブッシュ（10）によっ
    て噴射装置のハウジング内にて前方に押し付けられ、該
    スラスト部片（12）が、噴射装置の組立時に、閉じばね
    を圧縮すると同時に、取り付けフランジによって前方に
    押し付けられるようにした、燃料噴射装置において、 該燃料管の後方ばねガイド（20）の外径が、スラストブ
    ッシュ（10）の内径よりも小さいことと、燃料管（19）
    が別個のユニットであり、該ユニットが、後方ばねガイ
    ドの背面に配置された当接面（18）を有し、該当接面
    が、中央の燃料通路（34）を取り巻き且つ噴射装置の長
    手方向軸線に対して略垂直である環状面を有すること
    と、スピンドル（26）を案内するスピンドルガイドの案
    内穴（27）内に挿入されたスピンドルの前方部分（32）
    において、該スピンドルが、スピンドルを案内するスピ
    ンドルガイドの案内穴の内径よりも最大で８μｍだけ小
    さい外径と、燃料管の前方部分（24）の外径よりも最大
    で８μｍだけ大きい内径とを有することとを特徴とする
    燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の燃料噴射装置において、
    前記スピンドルの前方部分の外径がスピンドルの案内穴
    の内径よりも２乃至４μｍだけ小さく、前記スピンドル
    部分の内径が燃料管の前方部分の外径よりも２乃至４μ
    ｍだけ大きいことを特徴とする燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の燃料噴射装置にお
    いて、前記スピンドルの後端から、少なくとも前面ばね
    ガイドまでにおけるスピンドルの内面と、燃料管の外面
    との間の直径の差が、スピンドルの前方部分におけるこ
    れら直径差よりも大きいことを特徴とする燃料噴射装
    置。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３の何れか１つに記載の燃料
    噴射装置において、前記スピンドルの前面ばねガイド
    （30）が、円錐形の前面（31）を有し且つその最大直径
    部分にて最小厚さを有することを特徴とする燃料噴射装
    置。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４の何れか１つに記載の燃料
    噴射装置において、前記スピンドルの前方部分（32）
    が、燃料管の前方部分（24）よりも薄い肉厚を有するこ
    とを特徴とする燃料噴射装置。
  6. 【請求項６】請求項１乃至５の何れか１つに記載の燃料
    噴射装置において、スピンドルの中央穴（25）の底部か
    ら弁ニードル（29）の周りのチャンバまでの斜めの穴
    （33）の長さが、スピンドルの前方部分の外径の35％よ
    りも短いことを特徴とする燃料噴射装置。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の燃料噴射装置において、
    弁ニードル（29）が、その端面にて前面まで開放する中
    央穴を有することを特徴とする燃料噴射装置。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７の何れか１つに記載の燃料
    噴射装置において、後方ばねガイド（20）の背面におけ
    る燃料管の当接面（18）の外径が、該燃料管の前方部分
    （24）の外径よりも小さいことを特徴とする燃料噴射装
    置。
  9. 【請求項９】請求項１乃至８の何れか１つに記載の燃料
    噴射装置において、燃料管の後方当接面（18）の外径及
    び内径が、スピンドルの前方部分（32）の外径及び内径
    とそれぞれ略同一の寸法を有することを特徴とする燃料
    噴射装置。
  10. 【請求項１０】請求項１乃至９の何れか１つに記載の燃
    料噴射装置において、該燃料噴射装置が、予め加熱した
    燃料を噴射することを目的とすることと、燃料循環弁用
    の弁ハウジング（11）が燃料管の後方に配置されること
    と、スラストブッシュ（10）の環状の後端が、噴射装置
    を組み立てたとき、弁ハウジングの外面の前方部分の環
    状凹所の後端部における前方当接面（14）に当接し、こ
    れにより、スラストブッシュの長さが閉じばね（21）の
    プリテンションの程度を決定することとを特徴とする燃
    料噴射装置。
  11. 【請求項１１】請求項10に記載の燃料噴射装置におい
    て、循環弁のスピンドルガイド、スピンドル、閉じば
    ね、燃料管、スラストブッシュ及び弁ハウジングが、予
    め組み立てたユニットとなるように組み立てられ、弁ハ
    ウジング及びスピンドルガイドが、スラストブッシュを
    介して互いに係止されることを特徴とする燃料噴射装
    置。
  12. 【請求項１２】請求項１乃至11の何れか１つに記載の燃
    料噴射装置において、噴射装置のハウジング（４）の内
    面と弁ハウジング、スラストブッシュ及びスピンドルガ
    イドの外面との間にて噴射装置の長手方向に向けて貫通
    キャビティが提供されることを特徴とする燃料噴射装
    置。
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