JP3830524B2 - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の内燃機関用の燃料噴射装置に関する。ヨーロッパ特許公開第５３１５３３号明細書に基づいて公知のこのような形式の燃料噴射装置では、高圧ポンプが燃料を低圧リザーバから高圧集合室（common rail）に圧送し、この高圧集合室からは多数の噴射導管が、内燃機関の燃焼室内に突入する個々の噴射弁に通じている。この場合公知の噴射装置における低圧リザーバは、燃料タンクによって形成されており、この燃料タンクから燃料は低い前圧でフィードポンプによって圧送導管を介して、ピストンポンプとして構成された高圧ポンプのポンプ作業室内に圧送される。
特に高圧圧送中に、高圧ポンプのポンプ作業室から低圧リザーバに燃料が逆流することを阻止するため、及び高圧吐出量を調量するために、圧力弁が圧送導管内に挿入されており、この圧力弁は公知の燃料噴射装置では電磁弁を用いて操作される。英国特許第２２６３３１７号明細書に基づいて公知の同様な形式の燃料噴射装置では、しかしながらまた、圧送導管におけるこの圧力弁を単純な逆止弁として構成することも公知である。別の圧力弁有利には逆止弁は、公知の燃料噴射装置では高圧ポンプのポンプ作業室と高圧集合室との間の高圧導管に挿入されており、この場合この圧力弁もしくは逆止弁は、吐出中断中における、集合室から高圧ポンプヘの高圧下の燃料の逆流を阻止するために働く。
しかしながら公知の燃料噴射装置には次のような欠点がある。すなわち公知の燃料噴射装置では、個々の圧力弁はそれぞれ別個に高圧導管と圧送導管とに挿入されており、この結果構造費用及び組立て費用が高騰してしまう。
本発明の利点
請求項１の特徴部分に記載の構成を備えた本発明による内燃機関用の燃料噴射装置には、これに対して次のような利点、すなわち圧送導管及び高圧導管の圧力弁が共通の弁複合体に一体に組み込まれているという利点がある。この場合この共通の弁複合体はさらに有利な形式で高圧ポンプのケーシング内に挿入されており、この結果極めて強度の高いコンパクトな構造形状を得ることができる。しかも本発明による燃料噴射装置では、個々の導管に圧力弁を個別に取り付けることが省かれ、これによって組立て費用もしくは手間が著しく減じられる。
個々の弁部材が互いに内外で案内されることによって、必要な構造スペースはさらに減じられ、この結果弁複合体を構造的に簡単な形式でポンプピストンの軸方向においてポンプケーシング内に挿入することができる。この場合弁複合体の一部は、ポンプピストンとは反対の側におけるポンプ作業室の制限部を形成し、かつ別の部分は同時に、高圧導管への高圧ポンプのいずれにせよ必要な接続管片を形成している。
本発明の別の利点は、弁複合体内に個々の圧力弁を軸方向で相前後して配置することによって達成され、これによって、外寸が同じ場合に圧力室の領域において壁厚を可能な限り大きくすることができる。
本発明の別の利点及び有利な構成は、図面、明細書の記載及び請求の範囲に開示されている。
図面
図面は、本発明による内燃機関用の燃料噴射装置を示すものであり、以下においては図面を参照しながら本発明の１実施例を説明する。
第１図は、断面された高圧ポンプの一部及び弁複合体並びに接続導管を示す図である。
実施例の記載
第１図に示された内燃機関用の燃料噴射装置は、高圧ポンプ１を有しており、この高圧ポンプのケーシング３内にはシリンダ孔５が設けられており、このシリンダ孔５内においては、ポンプピストン７が図示されていないカム駆動装置によって軸方向に往復駆動される。ポンプピストン７はこの場合カム駆動装置とは反対側の端面で、シリンダ孔５内においてポンプ作業室９を制限しており、このポンプ作業室９は、ポンプピストン７とは反対の側において、シリンダ孔５の孔拡大部に挿入された弁複合体１１によって制限される。ポンプ作業室９はこの場合弁複合体１１を介して圧送導管１３と接続可能であり、この圧送導管１３は燃料タンク１５を起点として延びていて、この圧送導管１３にはフィードポンプ１７が挿入されており、このフィードポンプ１７によって燃料は、燃料タンク１５から圧送導管１３と弁複合体１１とを介して、低い前圧で高圧ポンプ１のポンプ作業室９内に圧送される。弁複合体１１にはさらに高圧導管１９が接続されており、この高圧導管１９を介してポンプ作業室９は高圧集合室２１と接続可能であり、この高圧集合室２１からは多数の噴射導管２３が、内燃機関の燃焼室に突入する個々の噴射弁２５に分岐している。
この場合ポンプ作業室９から圧送導管１３への及び高圧導管１９からポンプ作業室９への燃料の不都合な逆流を阻止するために、各１つの圧力弁が高圧導管１９及び圧送導管１３に挿入されており、これらの導管は、ポンプケーシング３に挿入された共通の弁複合体１１に取り付けられている。
このために弁複合体１１はまず第１に弁本体２７を有しており、この弁本体２７はポンプケーシング３内に挿入されていて、弁本体２７はその一方の端面でシリンダ孔５とその直径拡大部との間に形成された、ポンプケーシング３の孔段部２９に接触させられている。孔段部２９とは反対側の端面において弁本体２７は、ポンプケーシング３の孔内にねじ込まれた接続管片３３によって負荷されており、この接続管片３３は弁本体２７を軸方向で、ストッパを形成する孔段部２９に対して緊締しており、かつこの接続管片３３の、ポンプケーシング３から突出する端部には、高圧導管１９が接続されている。
弁本体２７はその端面３１から延びている案内孔３５を有しており、この案内孔３５内において第１の弁部材３７が軸方向で案内されている。周面に扁平面取り部を有する円筒形の第１の弁部材３７は、この場合リングカラーに配置された円錐形のシール面３９を有しており、このシール面３９で第１の弁部材３７は、弁本体２７における第１の円錐形の弁座４１と共働し、この弁座４１は端面３１における案内孔３５の出口に形成されている。この場合第１の弁部材３７の、弁本体２７から突出する端部は、第１の弁座４１に隣接する接続管片３３における貫通孔４３に進入しており、この貫通孔４３には第１の弁ばね４５が配置されており、この第１の弁ばね４５は第１の弁部材３７と、孔段部に支持されていて貫通開口を備えた支持部分４７との間に緊締されていて、しかも第１の弁部材３７を第１の弁座４１に押圧して接触させている。
第１の弁部材３７にはさらに、接続管片３３とは反対側の下側の端面４９を起点として延びる袋孔５１が設けられており、この袋孔５１内においては第２の弁部材５３が軸方向で案内されている。この第２の弁部材５３は、袋孔５１から突出する端部に、横断面減少によって形成された円錐形又は球形のシール面５５を有しており、このシール面５５で第２の弁部材５３は、弁本体２７における第２の弁座５７と共働する。この場合第２の弁座５７は、弁本体２７における直径を拡大された圧力室５９に隣接しており、この圧力室５９は案内孔３５における第１の弁部材３７に沿って、第１の弁座４１にまで延びている。
袋孔５１の閉鎖された端部と該袋孔５１内で案内される第２の弁部材５３との間には、第２の弁ばね６１が緊縮配置されており、この第２の弁ばね６１は、第２の弁部材５３を押圧して第２の弁座５７に接触させている。さらに第２の弁部材３７の壁には横孔６３が設けられており、この横孔６３は圧力室５９を、第２の弁ばね６１を収容する戻し室６５と接続している。弁本体２７とポンプケーシング３との間にはリング室６７が配置されており、このリング室６７は圧送導管１３と接続されていて、かつ弁本体２７における孔６９を介して袋室７１と接続されており、この袋室７１は、第２の弁部材５３に沿って、第２の弁座５７の、圧力室５９とは反対側の端部にまで延びている。
別の接続孔７３が、高圧ポンプ１のポンプ作業室９を起点として、弁複合体１１の圧力室５９内に開口している。
本発明による燃料噴射装置は以下のように作動する。
高圧ポンプ１のポンプ作業室９の充てん中に、前吐出圧下にある燃料は、燃料タンク１５から圧送導管１３とリング室６７とを介してまず初めに袋室７１に流入する。この際に同時に、下死点に向かってポンプピストン７が吸込み行程運動を行うと、袋室７１と圧力室５９との間に圧力差が発生し、この結果第２の弁部材５３は、第２の弁ばね６１の戻し力に抗して第２の弁座５７から持ち上がり、燃料は袋室７１から第２の弁座５７における開放横断面を介して圧力室５９に、さらにそこから接続孔７３を介してポンプ作業室９内に流入することができる。
圧力室５９と高圧導管１９との間の接続は、この場合第１の弁部材３７によって閉鎖されており、この場合第１の弁ばね４５の力は、流入する燃料の圧力よりも大きく設計されている。さらに高圧導管１９における圧力は閉鎖方向で第１の弁部材３７に対して作用する。
下死点の通過後に続くポンプピストン７の吐出行程中に、ポンプ作業室９における圧力は上昇し、この場合袋室７１と圧力室５９との間において圧力バランスが得られると、第２の弁ばね６１は第２の弁部材５３を第２の弁座５７に接触させるために押し戻し、この結果圧送導管１３とポンプ作業室９との間における接続部が閉鎖される。ポンプピストン７のさらに続く吐出行程中に圧力が、高圧集合室２１における圧力と第１の弁ばね４５の力とによって規定された、第１の弁部材３７における開放力を上回ると、この第１の弁部材３７は第１の弁座４１から持ち上がり、この結果高圧下にある燃料は、ポンプ作業室９から接続孔７３と圧力室５９と第１の弁座４１における開放横断面と接続管片３３における貫通孔４３とを介して、高圧集合室２１に通じる高圧導管１９に流入することができる。この場合第２の弁部材５３は第２の弁ばね６１の力に加えて、横孔６３を介して戻し室６５に流入する高圧下の燃料によって、第２の弁座５７に押し付けられ、この結果第２の弁部材５３は、第１の弁部材３７の軸方向の開放行程運動にもかかわらず、確実に第２の弁座５７との接触状態に保たれ、そして圧送導管１３への燃料の逆流を阻止する。
ポンプ作業室における吐出圧の降下後に、第１の弁部材３７はその弁座４１に戻り、そして再び高圧導管１９を高圧ポンプ１のポンプ作業室９に対して閉鎖する。

Claims (8)

1. 内燃機関用の燃料噴射装置であって、高圧ポンプ（１）が設けられており、該高圧ポンプ（１）のポンプ作業室（９）が吸込み側において圧送導管（１３）を介して燃料タンク（１５）と接続可能であり、かつ圧力側において高圧導管（１９）を介して高圧集合室（２１）と接続可能であり、該高圧集合室（２１）からは個々の噴射弁（２５）に通じる多数の噴射導管（２３）が延びており、圧送導管（１３）と高圧導管（１９）とに各１つの圧力弁が設けられていて、該圧力弁を介して、ポンプ作業室（９）から圧送導管（１３）への燃料の逆流及び高圧導管（１９）からポンプ作業室（９）への燃料の逆流が阻止される形式のものにおいて、圧送導管（１３）の圧力弁と高圧導管（１９）の圧力弁とが、１つの弁複合体（１１）にまとめられて配置されており、該弁複合体（１１）が、ポンプケーシング（３）の孔内に挿入された弁本体（２７）と、該弁本体（２７）を軸方向でストッパ（２９）に対して緊締している、高圧導管（１９）の接続管片（３３）とによって、形成されており、この場合弁本体（２７）の案内孔（３５）において第１の弁部材（３７）が軸方向で案内されていて、該第１の弁部材（３７）がシール面（３９）を有しており、該シール面（３９）で第１の弁部材（３７）が、弁本体（２７）における第１の弁座（４１）と共働するようになっており、第１の弁部材（３７）の袋孔（５１）内において軸方向で案内されている第２の弁部材（５３）が設けられており、該第２の弁部材（５３）が、弁本体（２７）における第２の弁座（５７）と共働するシール面（５５）を有していることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射装置。
2. 第１の弁部材（３７）がその一方の端部で、接続管片（３３）の、第１の弁座（４１）に隣接する貫通孔（４３）内に突入しており、該貫通孔（４３）内に第１の弁ばね（４５）が配置されており、該第１の弁ばね（４５）が第１の弁部材（３７）と貫通孔（４３）の孔段部との間において緊縮されていて、かつ第１の弁部材（３７）を第１の弁座（４１）に押し付けている、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 第１の弁部材（３７）における袋孔（５１）に突入している、第２の弁部材（５３）の端部と、袋孔（５１）の閉鎖された壁との間に、第２の弁ばね（６１）が緊縮配置されており、該第２の弁ばね（６１）が第２の弁部材（５３）を第２の弁座（５７）に押し付けている、請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 弁本体（２７）とポンプケーシング（３）の壁との間に、リング室（６７）が設けられており、該リング室（６７）に圧送導管（１３）が開口していて、該リング室（６７）が弁本体（２７）における袋室（７１）と接続されていて、該袋室（７１）が第２の弁座（５７）にまで延びている、請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 第２の弁座（５７）の、袋室（７１）とは反対側の端部に、圧力室（５９）が接続しており、該圧力室（５９）が接続孔（７３）を介して常にポンプ作業室（９）と接続されていて、かつ第１の弁部材（３７）に沿って第１の弁座（４１）にまで延びている、請求項４記載の燃料噴射装置。
6. 第１の弁部材（３７）に横孔（６３）が設けられており、該横孔（６３）が、圧力室（５９）を起点として袋孔（５１）の閉鎖された端部内に開口している、請求項５記載の燃料噴射装置。
7. 弁本体（２７）における第１及び第２の弁座（４１，５７）と、両弁座（４１，５７）と共働する、第１及び第２の弁部材（３７，５３）におけるシール面（３９，５５）とが、円錐形に構成されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
8. 高圧導管（１９）及び圧送導管（１３）の圧力弁が、逆止弁として構成されている、請求項１記載の燃料噴射装置。

Images