JP4638649B2 - 内燃機関に用いられる燃料噴射システム - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関に用いられる燃料噴射システムに関する。
【０００２】
独立請求項の対象は、ＣＲシステム（コモンレールシステム）の高圧ポンプに、内燃機関の各運転状態において所望される燃料量を正確に調量することができる燃料調量ユニットによって特徴付けられている。高圧ポンプのために必要となる燃料量の、このような形式の低圧側の正確な調量によって、圧縮される溢流量が最初から回避される。これによって、効率が改善され、したがって、燃料が節約される。
【０００３】
独立請求項の対象では、主要な構成エレメントは、弁ケーシングに設けられた半径方向の制御開口と、スリーブ状の弁ピストンの内室に通じている軸方向開口である。この構成上の前提条件下では、上述した利点は、択一的な２つの通流原理によって実現することができる。したがって、一方の通流原理では、軸方向開口が弁ピストンの内室を燃料噴射システムのプレフィードポンプに接続しており、弁ケーシングの、半径方向に向けられた制御開口は高圧ポンプの低圧領域に液圧的に作用接続されている。この通流原理は、他方の通流原理において、軸方向開口が高圧ポンプの低圧領域に液圧的に接続されているのに対して、制御開口がプレフィードポンプの吐出し側に接続されていて、したがって、調量ユニットへの流入通路を成していることによって逆転される。
【０００４】
本発明の課題は、後者の「逆」の通流原理を十分に最適化することである。
【０００５】
発明の利点
本発明によれば、冒頭に記載した形式の燃料噴射システムにおける課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴によって解決される。
【０００６】
本発明の有利な改良形は、請求項２〜７から知ることができる。
【０００７】
本発明の主要な利点は、特に弁ケーシング内に適宜な環状通路が形成されている場合（請求項２参照）に、弁ピストンが弁ケーシング内で３６０゜にわたってセンタリングされる点にある。こうして、弁ピストンの、ヒステリシスの少ないひいては最適な滑動が弁ケーシング内で可能となる。
【０００８】
制御開口を同じ角距離で弁ピストンの周面に、有利には互いに向かい合って対を成すように配置する（請求項４参照）ことによって、最適な液圧的な流動力補償が達成される。
【０００９】
本発明は、製造技術的な観点においても有利であると分かった。なぜならば、つまり、制御開口を弁ピストンに加工成形（たとえばレーザ切断および後続のばり取り）することは、いずれにせよ費用のかかる弁ケーシングにおける加工成形の事例よりも簡単にかつ少ない手間で行うことができるからである。すなわち、制御開口の適用は弁ピストンにおいて行われ、費用のかかる弁ケーシングでは行われない。
【００１０】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１１】
図１および部分的に図２にも、組み込まれた調整弁１１を備えた電磁石が符号１０で示してある。この電磁石１０は、ソレノイドコイル１２と、アーマチュアピン１４を備えたアーマチュア１３と、ポット状のソレノイドケーシングとして形成されたソレノイドポット１５とを有している。このソレノイドポット１５は部分的にソレノイドコイル１２とアーマチュア１３とを取り囲んでいる。
【００１２】
ソレノイドポット１５に一体に結合されたコネクタケーシング１００内には、コネクタ状の電流接続部１０１が設けられている。組み込まれた調整弁１１を備えた電磁石１０の構成ユニットは、燃料高圧ポンプ（図示せず）内に組み込まれている。被覆材料の射出成形によって形成された被覆体１７によって、コイル１２からケーシング１５への最適な熱伝達が保証されている。２つのシール箇所１８，１９はソレノイドコイル１２と共に、ソレノイドコイル巻線とコイル１２のコンタクト箇所とが、腐食性の媒体の作用に対して最適に防護されていることを保証している。
【００１３】
調整弁１１は弁ケーシング２０を有している。この弁ケーシング２０はフランジ状の拡張部２１に移行している。この拡張部２１は同時に電磁石ケーシング１５の端面側の閉鎖手段を成している。弁ケーシング２０内には軸方向孔２２が形成されている。この軸方向孔２２は電磁石１０のアーマチュアピン１４に対して同軸的に配置されている。軸方向孔２２は、移動可能なスリーブ状の弁ピストン２３を収容している。この弁ピストン２３の内室２４内には圧縮ばね２５が配置されている。この圧縮ばね２５は弁ピストン２３に内側で支持されていて、他方の端部で、弁ケーシング２０の軸方向孔２２内に位置する位置固定エレメント２６に支持されている。弁ピストン２３は外側でアーマチュアピン１４の前方の端部に当て付けられている。
【００１４】
調整弁１１は、高圧ポンプ（図示せず）の、燃料流入通路を有する材料に対して２つのシールリング２７，２８によってシールされている。
【００１５】
２つの矢印２９，３０は調整弁１１への燃料流入を特徴付けており、矢印３１は調整弁１１からの燃料流出を特徴付けている。したがって、矢印２９，３０，３１は同時に、図示の燃料調量装置で選択される、いわゆる「逆」の通流原理を特徴付けている。このためには、弁ケーシング２０が、半径方向に配置された、有利には互いに向かい合って対を成すように配置された複数の流入開口３２，３３を有している。これらの流入開口３２，３３は燃料噴射システムのプレフィードポンプ（図示せず）に液圧的に作用接続されている。流入開口３２，３３は環状通路３４に開口している。弁ピストン２３には半径方向の制御開口３５が配置されている。この制御開口３５は、弁ピストン２３の位置（このためには、図１および図２にそれぞれ半分ずつ示した２つの可能なピストン位置を参照されたい）に応じて流入通路を弁内室２２，２４に開放するかまたは流入通路を閉鎖するように、環状通路３４および流入開口３２，３３と協働する。
【００１６】
弁内室２２，２４内に到達した燃料は、段付けされた孔３６を通って軸方向（矢印３１参照）で導出される。この孔３６は、高圧ポンプ流入通路（高圧ポンプの低圧領域）に液圧的に接続されている。孔３６は、すでに述べた位置固定エレメント２６に加工成形されている。この位置固定エレメント２６は弁ケーシング２０の下側の閉鎖手段を成している。
【００１７】
図２には、制御開口３５の特別な構成が示してある。この構成から、弁ピストン２３の行程運動と協働して、図３に線図で示した通流量特性線が得られる。したがって、制御開口３５は、有利には、スリット状の（上側の）領域と、ほぼ方形の（下側の）領域とを有している。図２（もしくは図１）の右半部に示した、弁ピストン２３の上側の終端位置（開放位置）では、制御開口３５の、拡張された方形の領域が使用される。このことは、弁１１を通る最大の燃料通流量を意味している。この状態は、図２および図３において、それぞれ矢印３７によって特徴付けて示してある。
【００１８】
弁ピストン２３の下降運動の間、通流量は連続的に減少する（図３に示した線形の曲線区分３８参照）。さらに、図２および図１の左半部に示した、弁ピストン２３の下側の終端位置（閉鎖位置）では、通流量は０に減少する（図２および図３の矢印３９参照）。
【００１９】
しかし、制御開口３５の、図２に示した上述した幾何学的形状に対して択一的に、制御開口３５の全く別の形の構成も可能である。したがって、たとえば制御開口を台形にまたはｅ関数（自然対数関数）の特性線に追従するように形成し、これによって、別の、たとえば線形の通流量特性線を実現することが可能となる。これに対して、図３から明らかである通流量特性線は、段階付けされた経過によって特徴付けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 燃料調量ユニットの構成を鉛直方向の縦断面図で示す図である。
【図２】 図１に示した部分「Ａ」を図１に比べて拡大して示す図である。
【図３】 燃料通流量（Ｑ）を電磁行程（Ｉ）に関連して示した線図である。
【符号の説明】
１０ 電磁石、 １１ 調整弁、 １２ ソレノイドコイル、 １３ アーマチュア、 １４ アーマチュアピン、 １５ ソレノイドポット、 １７ 被覆体、 １８ シール箇所、 １９ シール箇所、 ２０ 弁ケーシング、 ２１ 拡張部、 ２２ 軸方向孔、 ２３ 弁ピストン、 ２４ 内室、 ２５ 圧縮ばね、 ２６ 位置固定エレメント、 ２７ シールリング、 ２８ シールリング、 ２９ 矢印、 ３０ 矢印、 ３１ 矢印、 ３２ 流入開口、 ３３ 流入開口、 ３４ 環状通路、 ３５ 制御開口、 ３６ 孔、 ３７ 矢印、 ３８ 曲線区分、 ３９ 矢印、 １００ コネクタケーシング、 １０１ 電流接続部

Claims (6)

1. 内燃機関に用いられる燃料噴射システムであって、分配管と、機関回転数に関連して駆動される高圧ポンプとが設けられており、該高圧ポンプが、内燃機関の各運転状態において分配管内に必要となる燃料圧と燃料通流量とを形成するために働くようになっており、さらに、高圧ポンプに対応配置された燃料調量ユニット（１０，１１）が設けられており、該燃料調量ユニットが、電磁式に操作される調整弁（１１）に基づいており、燃料調量ユニット（１０，１１）が、高圧ポンプに配置されており、調整弁（１１）の出口（３６）が、高圧ポンプの低圧領域に開口しており、調整弁（１１）の入口（３２，３４）が、プレフィードポンプの吐出し側に接続されており、調整弁（１１）が、圧縮ばね（２５）で負荷された弁ピストン（２３）を有しており、該弁ピストン（２３）が、電磁石（１０）のアーマチュアピン（１４）によって圧縮ばね（２５）のばね力に抗して操作可能であり、弁ピストン（２３）に少なくとも１つの半径方向の制御開口（３５）が配置されており、該制御開口（３５）が、高圧ポンプの前記低圧領域に連通しており、調整弁（１１）が、弁ケーシング（２０）を有しており、該弁ケーシング（２０）が、１つの環状通路（３４）と、半径方向に配置された複数の流入開口（３２，３３）とを有しており、該流入開口（３２，３３）が、弁ピストン（２３）への燃料流入（２９，３０）のために働くようになっており、これによって、流入開口（３２，３３）が、弁ピストン（２３）の制御開口（３５）に環状通路（３４）を介して連通するようになっている形式のものにおいて、弁ピストン（２３）が、圧縮ばね（２５）によって弁ピストン（２３）の開放位置に向かって負荷されていて、電磁石（１０）によって弁ピストン（２３）の閉鎖位置に向かって運動可能であり、制御開口（３５）が、軸方向で電磁石（１０）に向かって、スリット状の上側の領域を有していて、圧縮ばね（２５）に向かって、拡張されたほぼ方形の下側の領域を有しているかまたは制御開口（３５）が、台形を有していることを特徴とする、内燃機関に用いられる燃料噴射システム。
2. 弁ピストン（２３）の内室（２４）が、同時に燃料を調整弁（１１）から高圧ポンプの前記低圧領域の方向（３１）に軸方向で導出させるために働くようになっている、請求項１記載の燃料噴射システム。
3. 制御開口（３５）が、同じ角距離で弁ピストン（２３）の周面に配置されている、請求項１または２記載の燃料噴射システム。
4. 制御開口が、ｅ関数の特性線に追従するように形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射システム。
5. 流入開口（３２，３３）が、互いに向かい合って対を成して配置されている、請求項１記載の燃料噴射システム。
6. 制御開口（３５）が、互いに向かい合って対を成して配置されている、請求項３または４記載の燃料噴射システム。

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