JP4319854B2 - 内燃機関のための燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のための燃料噴射装置であって、高圧ポンプが設けられており、該高圧ポンプによって、高圧下の燃料が、少なくとも１つの高圧アキュムレータに圧送されるようになっており、該高圧アキュムレータと、内燃機関のシリンダに配置された複数のインジェクタとが接続されており、これらのインジェクタが、共通の低圧アキュムレータと接続されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような燃料噴射装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４１７７０号明細書から公知である。この燃料噴射装置は、高圧ポンプを備えており、この高圧ポンプによって燃料は高圧下で少なくとも１つの高圧アキュムレータに圧送される。高圧アキュムレータと、内燃機関のシリンダに配置された複数のインジェクタとが接続されている。これらのインジェクタは、共通の戻し管路と接続されており、この戻し管路は低圧アキュムレータを形成している。この場合低圧アキュムレータにおいては、特にインジェクタが、圧電式のアクチュエータと液圧式の伝達装置とを有する制御弁を備えている場合、インジェクタの機能性を保証するために、最低圧力を維持する必要がある。
【０００３】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４１７７０号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、内燃機関のための燃料噴射装置を改良して、低圧アキュムレータにおける最低圧力が維持されるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するための本発明の装置によれば、圧力維持弁によって、低圧アキュムレータにおいて所定の低圧が維持されるようになっており、圧力調整弁が設けられており、圧力調整弁を用いて、少なくとも１つの高圧アキュムレータから流出制御接続路を介して低圧領域に燃料を流出制御することによって、高圧アキュムレータにおける圧力が調整可能であり、圧力調整弁の流出制御接続路が、低圧アキュムレータと接続可能である。
【０００６】
【発明の効果】
本発明による、請求項１記載の特徴を備えた燃料噴射装置が有する利点によれば、圧力維持弁によって低圧アキュムレータにおける最低圧力を維持することができる。さらに意図的に圧力調整弁によって高圧アキュムレータから燃料を流出制御することによって、低圧アキュムレータに燃料を充填することができ、この場合追加的な圧送ポンプは必要ではない。高圧アキュムレータから流出制御された燃料は加熱されるので、インジェクタは迅速に運転温度にもたらされ、インジェクタの運転は安定される。
【０００７】
従属請求項には、本発明の燃料噴射弁の有利な実施形態および改良形が記載されている。請求項２から請求項４までに基づく実施形態によって、簡単な形式で低圧アキュムレータと放圧領域との間の流出制御接続路の切換が得られ、これによってインジェクタの過度の加熱を回避することができる。請求項５による実施形態によって、内燃機関の始動時における低圧アキュムレータの圧力上昇が得られ、ひいては内燃機関の確実な始動が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【０００９】
図１には自動車の内燃機関のための燃料噴射装置が示されている。この内燃機関は、有利には自己点火式の内燃機関である。燃料噴射装置は、高圧ポンプ１０を備えており、この高圧ポンプによって高圧下の燃料が少なくとも１つの高圧アキュムレータ１２に圧送される。高圧ポンプ１０は、内燃機関によって機械式に駆動され、かつ単数または複数のポンプエレメントを備えており、ポンプエレメントは駆動装置によって往復運動式に駆動される。搬送ポンプ１６によって、燃料は、燃料貯蔵タンク１４から高圧ポンプ１０の吸込側に供給される。搬送ポンプ１６は、高圧ポンプ１０によってか、または高圧ポンプ１０と共に内燃機関によって駆動することができる。選択的に搬送ポンプ１６は、独自の駆動装置たとえば電動モータ式の駆動装置を備えていてもよい。
【００１０】
高圧アキュムレータ１２と、内燃機関のシリンダに配置されたインジェクタ２０とが接続されている。インジェクタ２０は、図２に示したように、それぞれ燃料噴射弁２２と制御弁２４とを備えている。制御弁２４は、圧電式のアクチュエータ２６を備えており、このアクチュエータ２６は、電子式の制御装置２８と接続されていて、かつこの制御装置２８によって電圧で制御される。圧電式のアクチュエータ２６は、電圧に応じて（電圧によってアクチュエータが制御される）その長さを変化させ、かつ液圧式の伝動装置３０を介して、アクチュエータ圧力室３２における圧力変化をもたらし、これによって制御弁部材３４はその位置を変化させる。燃料噴射弁２２は、噴射弁部材３６を備えており、この噴射弁部材３６は、高圧アキュムレータ１２内で作用する圧力によって、開放方向で負荷され、さらにこの噴射弁部材３６は、制御圧力室３８内で作用する圧力ならびに場合によっては閉鎖ばね４０によって閉鎖方向で負荷される。噴射弁部材３６によって、少なくとも１つの噴射開口４２が制御される。制御圧力室３８は、高圧アキュムレータ１２と接続されていて、かつ制御弁部材３４によって制御される、放圧領域との接続路を備えており、方圧領域として、少なくとも間接的に燃料タンク１４が作用できる。アクチュエータ２６が制御されない場合、したがって無圧である場合、アクチュエータ圧力室３２の圧力は僅かであり、その結果制御弁部材３４によって、方圧領域に対する制御圧力室３８の接続が遮断されている。したがって制御圧力室３８には、高圧アキュムレータ１２と同様の高圧が作用しており、噴射弁部材３６は閉鎖位置で維持されるので、燃料噴射は行われない。アクチュエータ２６が、制御装置２８によって電圧で負荷されると、アクチュエータ圧力室３２における圧力が上昇し、その結果制御弁部材３４は、放圧領域に対する制御圧力室３８の接続を解放する。この場合制御圧力室３８から燃料が流出できるので、圧力低下が生じ、噴射弁部材３６は開放方向で移動するので、燃料噴射が行われる。
【００１１】
複数のインジェクタ２０の液圧式の伝達装置３０は、共通の低圧アキュムレータ５０と接続されている。低圧アキュムレータ５０において、圧力維持弁５２によって所定の圧力が維持され、たとえば約５〜２０ｂａｒの間の圧力が維持される。所定の圧力を超えると、圧力維持弁５２が開放し、燃料は低圧アキュムレータ５０から流出でき、たとえば少なくとも間接的に放圧領域としての燃料貯蔵タンク１４に流出できる。制御弁部材３４による制御弁２４の開放状態では、制御圧力室３８から流出制御（流出するように制御すること）された燃料は、放圧領域としての低圧アキュムレータ５０に案内することができる。低圧アキュムレータ５０との、各伝達装置３０の接続路には、それぞれ伝達装置３０に向かって開放する逆止弁５４が配置されており、この逆止弁５４によって、低圧アキュムレータ５０からの伝達装置３０の燃料充填が実現されており、しかも伝達領域３０から低圧アキュムレータ５０に燃料が流れることはない。低圧アキュムレータ５０によって、伝達装置３０が燃料で充填されること、したがってインジェクタ２０が機能性を有していることが保証されている。
【００１２】
さらに燃料噴射装置は圧力調整弁６０を備えており、この圧力調整弁６０によって、高圧アキュムレータ１２における圧力を調整することができる。圧力調整弁６０によって、高圧アキュムレータ１２からの燃料は流出制御することができ、これによって高圧アキュムレータ１２における圧力は低減される。圧力調整弁６０は、電気的に作動させられる弁として、たとえば２ポート２位置方向制御弁として形成することができ、この弁は、燃料が高圧アキュムレータ１２から流出できない閉鎖位置と、燃料が高圧アキュムレータ１２から流出できる開放位置との間で切換可能である。圧力調整弁６０は制御装置２８によって制御され、この制御装置２８によって、圧力調整弁６０を用いて高圧アキュムレータ１２における可変の圧力は調節することができる。圧力調整弁６０は、低圧領域に向かう流出制御接続路６２を備えており、この低圧領域に高圧アキュムレータ１２から流出制御された燃料が供給される。本発明によれば、圧力調整弁６０の流出制御接続路６２は、低圧領域としての低圧アキュムレータ５０と接続可能である。
【００１３】
圧力調整弁６０の流出制御接続路６２には切換弁６４が配置されており、この切換弁６４によって、流出制御接続路６２は、選択的に低圧アキュムレータ５０かまたは放圧領域としての燃料貯蔵タンク１４に通じる還流路６６と接続可能である。切換弁６４は、たとえば温度に関して切り換えることができ、燃料温度が境界温度を下回って位置する場合、流出制御接続路６２は、低圧アキュムレータ５０と接続されており、燃料温度が境界温度を上回って位置する場合、制御接続部６２は、燃料貯蔵タンク１４に通じる還流路６６と接続されている。この場合切換弁６４は、燃料と接触する切換エレメント６８を備えており、この切換エレメント６８は、燃料温度に応じてその形状を変化させ、これによって切換を行う。切換エレメント６８は、たとえばバイメタルから形成することができ、この場合それぞれ異なる２つの金属の種々異なる膨張係数に基づいて、温度変化に際して形状変化が生じる。
【００１４】
インジェクタ２０を確実に機能させるために、液圧式の伝達装置３０の完全な燃料充填が必要であり、この燃料充填は、低圧アキュムレータ５０との接続によって保証される。低圧アキュムレータ５０の燃料充填は、圧力調整弁６０によって流出制御される燃料量によって実現される。内燃機関の始動過程の際に、圧力調整弁６０は制御装置２８によって制御され、圧力調整弁６０は、燃料を高圧アキュムレータ１２から流出できるようにし、この燃料は低圧アキュムレータ５０に供給され、低圧アキュムレータ５０において必要な低圧が形成されるので、インジェクタ２０の、液圧式の伝達装置３０の燃料充填が確保される。このことによって燃料貯蔵タンク１４が当初は完全に空である場合でも、内燃機関の温間始動の場合でも、内燃機関の確実な始動が実現される。さらに高圧アキュムレータ１２から流出制御される燃料によって、先ずインジェクタ２０の加熱が達成されるので、インジェクタ２０は迅速に安定した運転温度に到達する。インジェクタ２０の強すぎる加熱は、切換弁６４によって回避されており、それも切換弁６４が高い燃料温度の際に圧力調整弁６０の流出制御接続路６２を直接的に還流路６６と接続することによって回避されているので、低圧アキュムレータにもはや燃料が供給されることはない。したがって低圧アキュムレータ５０の燃料充填のために、追加的な搬送ポンプは必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関のための燃料噴射装置の概略図である。
【図２】燃料噴射装置のインジェクタの拡大図である。
【符号の説明】
１０ 高圧ポンプ、 １２ 高圧アキュムレータ、 １４ 燃料貯蔵タンク、１６ 搬送ポンプ、 ２０ インジェクタ、 ２２ 燃料噴射弁、 ２４ 制御弁、 ２６ アクチュエータ、 ２８ 制御装置、 ３０ 伝達装置、 ３２アクチュエータ圧力室、 ３４ 制御弁部材、 ３６ 噴射弁部材、 ３８ 制御圧力室、 ４０ 閉鎖ばね、 ４２ 噴射開口、 ５０ 低圧アキュムレータ、 ５２ 圧力維持弁、 ５４ 逆止弁、 ６０ 圧力調整弁、 ６２ 流出制御接続路、 ６４ 切換弁

Claims (5)

1. 内燃機関のための燃料噴射装置であって、高圧ポンプ（１０）が設けられており、該高圧ポンプ（１０）によって、高圧下の燃料が、少なくとも１つの高圧アキュムレータ（１２）に圧送されるようになっており、該高圧アキュムレータ（１２）と、内燃機関のシリンダに配置された複数のインジェクタ（２０）とが接続されており、これらのインジェクタ（２０）が、共通の低圧アキュムレータ（５０）と接続されている形式のものにおいて、
   圧力維持弁（５２）によって、低圧アキュムレータ（５０）において所定の低圧が維持されるようになっており、圧力調整弁（６０）が設けられており、該圧力調整弁（６０）を用いて、少なくとも１つの高圧アキュムレータ（１２）から流出制御接続路（６２）を介して低圧領域に燃料を流出制御することによって、高圧アキュムレータ（１２）における圧力が調整可能であり、圧力調整弁（６０）の流出制御接続路（６２）が、低圧アキュムレータ（５０）と接続可能であり、
   インジェクタ（２０）が、燃料噴射弁（２２）と、該燃料噴射弁（２２）を制御する制御弁（２４）とを備えており、該制御弁（２４）が、圧電式のアクチュエータ（２６）と、該アクチュエータ（２６）に対応配置された液圧式の伝達装置（３０）とを備えており、該伝達装置（３０）が、低圧アキュムレータ（５０）と接続されていて、かつ低圧アキュムレータから燃料充填されるようになっていることを特徴とする、内燃機関のための燃料噴射装置。
2. 切換弁（６４）が設けられており、該切換弁（６４）によって、圧力調整弁（６０）の流出制御接続路（６２）が、選択的に低圧アキュムレータ（５０）かまたは放圧領域（６６，１４）に接続可能である、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 切換弁（６４）が、燃料温度に応じて切り換えられ、それも燃料温度の低い場合には圧力調整弁（６０）の流出制御接続路（６２）が低圧アキュムレータ（５０）と接続され、かつ燃料温度の高い場合には圧力調整弁（６０）の制御接続路（６２）が放圧領域（６６，１４）と接続されるように切り換えられるようになっている、請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 切換弁（６４）が、燃料と接触する切換エレメント（６８）を備えており、該切換エレメント（６８）が、温度に応じて形状を変化させ、かつ形状変化に際して切換作用を生ぜしめるようになっている、請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 圧力調整弁（６０）が、高圧アキュムレータ（１２）からの燃料を流出制御して、圧力調整弁（６０）の流出制御接続路（６２）が、低圧アキュムレータ（５０）と接続されるように、圧力調整弁（６０）が、内燃機関の始動の際に制御される、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。

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