JP4914867B2 - 燃料噴射器 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼空間に燃料を送るのに使用される燃料噴射器に関し、特に広範囲の燃料圧力に亘り少量の燃料を送るのに適した燃料噴射器に関する。

ディーゼル機関における燃焼を最適化するには、燃料噴射器によって送られる燃料の量を精細に制御することが必要とされる。少量の燃料を広範囲の燃料圧力に亘って噴射可能とすることが望ましい。特に過酷な用途向けには、燃料噴射器は、少量の燃料をきわめて高い燃料圧力で送る能力がなければならない。

一般的に、燃料噴射器は、ノズルニードルシートに近接および離隔可動のノズルニードルを有し、それによってエンジンへの燃料噴射を制御する噴射ノズルを含む。ノズルニードルはノズル制御弁（ＮＣＶ）によって制御され、同制御弁はノズルニードルのための制御室内の燃料圧力を制御する。

少量且つ制御可能な噴射量は、ノズルニードルの開口速度を下げると同時に高い閉鎖速度を維持することによって達成できる。非対称性開口および閉鎖特性を達成する１つの方法は、ＷＯ２００４／００５７０２に記載のように、ＮＣＶを改造することによって、制御室と低圧ドレインの間に制限された流路を画定して燃料を流すこととされる。
ＷＯ２００４／００５７０２

ＷＯ２００４／００５７０２に記載のＮＣＶを高圧用途において使用可能に適合させるのは、制限された流路を設けることを必要とするＮＣＶの構成の故に、とかく問題が多い。したがって、本発明の目的は、高圧での使用に適し、且つ望ましい非対称性開口および閉鎖特性を備えながら、標準型の、制限された通路のないＮＣＶも含めて、いかなるタイプのＮＣＶにも使用可能な燃料噴射器を提供することにある。

本発明は、燃料を内燃機関に送るのに使用する燃料噴射器を提供し、同燃料噴射器は、第１ニードルシートに対して可動な、ノズル出口を介する燃料送りを制御するためのノズルニードルを有するノズルと、第１通路を介し、制御室内への燃料流れを制御して制御室を加圧するための、且つ制御室から第１通路を介し、燃料流れを制御して制御室を圧抜きするためのノズル制御弁とを備え、それによってノズルニードルの運動が制御室内の燃料圧力によって、制御室の加圧によりノズルニードルが第１ニードルシートに対して付勢されてノズル出口を閉じるように、且つ制御室の圧抜きによりノズルニードルが第１ニードルシートから上昇してノズル出口を開くように制御される。ノズルニードルは、制限された通路を少なくとも部分的に画定し、制御室の圧抜きにつれ該通路を介して燃料が制御室内に流れることが可能とされ、制限された通路を介する燃料の制御室内への流れは制御室の圧抜き速度を下げ、それによってノズルニードルが第１ニードルシートから上昇してノズル出口を開く速度を下げる役をする。

上記制限された通路はまた、制御室の加圧中に燃料が制御室内に流れて制御室の加圧速度を増し、それによってノズルニードルが第１ニードルシートに対して付勢されてノズル出口を閉じる速度を増すことを可能とする。

燃料噴射器は、ノズルニードルが第１ニードルシートから最大限上昇時にノズルニードルが係合する第２ニードルシートを含むことが可能とされる。ノズルニードルの第２ニードルシートとの係合により、制限された通路が閉じて制限された通路を介する制御室への燃料流れが充分に防止され、それによって燃料送り中の燃料の寄生損が減少することが好ましい。

燃料は噴射器ノズルに供給通路を介して供給可能とされる。制限された通路は供給通路と制御室の間を連通することが可能とされる。

ノズル出口から遠い、ノズルニードルの上端は噴射器本体内のボア内で摺動可能とされ、且つ制限された通路は一部がノズルニードルの上端の外面により、また一部がボアの表面によって画定される。

本発明の一実施形態においては、制限された通路は一部がノズルニードルの上端の外面のほぼ平坦な部分によって画定される。制限された通路は、更に一部がボアの表面によって画定される。本発明の代替実施形態においては、制限された通路はノズルニードルに設けられたオリフィスによって画定され、同オリフィスは、一実施形態においては、軸方向の穴および半径方向／横方向の孔を含むことが可能とされる。

更にまた、制限された通路は断面がほぼ環状とされ、且つ一実施形態においては、噴射器ノズルに供給された燃料の圧力が増すにつれて大きくなる流動領域を有することが可能とされる。ノズルニードルは弾性変形可能とされ、噴射器ノズルに供給された燃料の圧力によって制限された通路の大きさが変わる。ノズルニードルの上端は弾性変形可能とされ、且つ噴射器ノズルに供給された燃料圧力が制御室内の圧力を超えたときに内側に収縮して制限された通路の大きさを増すように構成される。

本発明の更に別の実施形態においては、ノズルニードルの上端に、同上端の構造的剛性を弱めるためのノズルニードルを設けることが可能とされる。同キャビティは、弾性変形可能なキャビティ壁によって画定される。同キャビティ壁は、制御室内の燃料圧力が減少したときに内側に収縮するように構成される。

更に別の制限された通路を制御室とキャビティ壁の外側区域との間に設けることが可能とされる。更に別の制限された通路は、使用時に、制御室の加圧中、燃料が制御室からキャビティ壁の外側区域内に流れるように構成することが可能とされる。その燃料流れによって、キャビティ壁のいずれの側でも圧力が均衡し、且つしたがって制御室が加圧された際にキャビティ壁の半径方向拡張が制限される。更に別の制限された通路は、一定の流動領域を有してもよい。更に別の制限された通路は、少なくとも一部が、ノズルニードルによって画定される。なおまた、更に別の制限された通路は、一部がノズルニードルの上端の外面のほぼ平坦な部分によって画定される。

本発明の理解を更に進めるため、例として添付図面を参照して説明する。

図１は、内燃機関のエンジンシリンダもしくは他の内燃機関の燃焼空間に燃料を送るのに使用される燃料噴射器１０の模式的断面図である。燃料噴射器１０は、噴射器ノズル１２および三方ノズル制御弁（ＮＣＶ）１４を備える。噴射器本体１６は、噴射器ノズル１２とＮＣＶ１４とを接続する。

ノズル１２は、ノズル本体２２内に画定されたノズル室２０内で摺動可能とされるノズルニードル１８を備える。ノズルニードル１８の下端２４はノズル先端６７で終わり、ノズル本体２２によって画定された第１のニードルシート２６に係合可能とされ、それによって、ノズル本体２２に設けられた一組の出口開口２８を介する燃焼空間６９内への燃料送りを制御する。ノズル１２は、ノズルニードル１８を第１ニードルシート２６側に付勢するためのばね３０を含む。高圧下の燃料は、使用時には、燃料供給部から、噴射器本体１６内に一部画定された供給路３２を介してノズル室２０に送られる。

ノズルニードル１８の上端３４は、出口開口２８からは遠く、噴射器本体１６の円筒状の案内ボア３６内で摺動可能とされる。同上端３４は「ニードルピストン」とも称される。用語「上」および「下」は便宜上用いたもので、図面の上での噴射器１０の方向付けをいい、これらの用語は本発明の範囲を限定するものでも、使用時の噴射器１０の実際の方向付けに関して何の制限を意味するものでもないことを了解されたい。

制御室３８はノズルニードル１８と軸方向同列に、且つ図１に示す方向付けにおいては同ノズルニードルの上方に位置する。制御室３８は、一部を円筒状案内ボア３６により、また一部をノズルニードル１８の上端３４の端面４０によって画定される。制御室３８内の燃料圧力は、ノズルニードル１８の端面４０に力を掛け、その力はノズルニードル１８を第１ニードルシート２６に対して付勢することによって出口開口２８を介する燃料噴射を防止する役をする。

使用時には、高圧燃料が供給通路３２を介してノズル室２０に供給され、ノズルニードル１８のスラスト面４２に力が掛けられ、その力がノズルニードル１８を付勢して第１ニードルシート２６から離隔させる役をする。制御室３８内の燃料圧力が充分に減少した場合には、ノズル室２０内の燃料圧力によりスラスト面４２に作用する力が、燃焼室６９内のガスからニードル先端６７に作用する力に付加されて、ノズルニードル１８の端面４０に作用する力およびばね３０によりノズルニードル１８に与えられる力（ばね予荷重力）を克服するのに充分となり、それによってノズルニードル１８が第１ニードルシート２６から離れて上がり、燃料噴射が開始される。このように、制御室３８内の燃料圧力を制御することによって燃料噴射の開始と終了を制御することが可能とされる。

制御室３８内の燃料圧力はＮＣＶ１４によって制御される。ＮＣＶ１４は、ＮＣＶハウジング４８内に画定されたＮＣＶ案内ボア４６内で摺動可能なＮＣＶピン４４を含む。ＮＣＶハウジング４８は、噴射器本体１６に当接する。噴射器本体１６には第１の孔が開けられ、それによって制御室３８と連通する第１流路５０が画定され、且つ第２の孔が開けられ、それによって低圧燃料溜まりもしくはドレインと連通する第２流路５２が画定される。

噴射器本体１６の上端面５４は第１ＮＣＶシート５６を画定し、同シート５６にはＮＣＶピン４４が第１ポジションに移動時にＮＣＶピン４４の端が係合する。ＮＣＶ案内ボア４６は第２ＮＣＶシート５８を画定するように形成され、同シート５８にはＮＣＶピン４４が第２ポジションに移動時にＮＣＶピン４４の表面が係合する。ＮＣＶピン４４は、ばね６０もしくは他の付勢手段によって付勢されて第１ＮＣＶシート５６に係合するのが好都合とされる。ＮＣＶピン４４の運動は、アクチュエータハウジング６４内に納められた電磁アクチュエータアレンジメント６２によって制御される。アクチュエータハウジング６４はＮＣＶハウジング４８に当接し、両ハウジング４８、６４ともに開けられた孔がノズル室２０への供給通路３２の一部を形成する。ＮＣＶハウジング４８はまた、供給通路３２とＮＣＶ案内ボア４６を接続する中間通路６６を画定する。

電磁アクチュエータについて上に記載したが、ＮＣＶピン４４は、例えば圧電アクチュエータ或いはマグネトーリストリクティブ・アクチュエータ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ ａｃｔｕａｔｏｒ）等、他の手段によっても制御可能とされることをこの時点で理解されたい。

使用の際、ＮＣＶ１４の消勢時、即ちＮＣＶピン４４の端が第１ＮＣＶシート５６に係合するようにＮＣＶピン４４がその第１ポジションにあるときには、高圧燃料は供給通路３２からＮＣＶハウジング４８内に画定された中間通路６６を介し、第２ＮＣＶシート５８を通過し且つ第１流路５０を介して制御室３８内に流れ、それによって制御室３８を加圧することが可能とされる。そのような状況においては、制御室３８内の加圧燃料によりノズルニードル１８に与えられてノズルニードル１８の端面４０に作用する正味下向きの力にばね予荷重力と併せた力が、ノズル室２０内の加圧燃料によりノズルニードル１８に与えられてノズルニードル１８のスラスト面４２に作用する正味上向きの力に燃焼空間６９内の加圧ガスによりノズルニードル先端６７に加えられる力を併せた力を上回るため、ノズルニードル１８は第１ニードルシート２６に対して付勢される。したがって、出口開口２８を介する燃料噴射は起こらない。用語「下向き」および「上向き」は、図面の上での噴射器の方向付けに関するにすぎず、使用時の噴射器の方向付けについて何の制限も意味しないことを理解されたい。

ＮＣＶ１４の付勢時、即ちＮＣＶピン４４が第１ＮＣＶシート５６から移動して第２ＮＣＶシート５８に係合したときには、供給通路３２内の燃料はもはや第２ＮＣＶシート５８を通って制御室３８に流れることはできない。それに代わり、制御室３８内の燃料が第１流路５０を介し、第１ＮＣＶシート５６を通過し且つ第２流路５２を介して低圧燃料溜まりへと流れることが可能とされる。

制御室３８内の燃料圧力は、したがって減少する、もしくは言い換えれば、制御室３８は減圧される。その結果、ノズルニードル１８のスラスト面４２に作用するノズル室２０内の燃料圧力の力は、ノズルニードル１８の端面４０に作用する減少した力およびばね予荷重力を克服するのに充分となるため、ノズルニードル１８は付勢されて第１ニードルシート２６を離れる。

次に図２に関し、同図はノズルニードル１８の上端３４および制御室３８を示す噴射器本体１６の拡大図であり、噴射器本体１６内の案内ボア３６は、ノズルニードル１８の上端３４の基部側に画定されたショルダにより与えられる円錐台形面７０に係合する第２ニードルシート６８を画定するように形成されることが分かる。第２ニードルシート６８は、燃料噴射中にノズルニードル１８が第１ニードルシート２６（図１）から上がることが可能とされる最上限を制限する停止部となる。

制限された通路７２は、制御室３８とノズル室２０の間に延在する。制限された通路７２は、一部をノズルニードル１８の上端３４の外面の平坦部分７４によって、また一部を噴射器本体１６内の案内ボア３６の円筒状表面７６によって画定される。平坦部分７４は、ノズルニードル１８の上端３４の斜視図である図３ａで最もよく分かる。

図３ｂは、図１および２の噴射器で使用するのに適切なノズルニードル１８の代替実施形態の上端３４を示す。この実施形態においては、上端３４は制限された流路７２を部分的に画定する平坦部分７４も含むが、この場合は、上端３４は、より小径の首部分２１によって、ノズルニードル１８の主要部１９から離間していながら同主要部に接続されている。

図１から３（ａ）に関し、使用時には、制限された通路７２が与える制限された流路沿いに供給通路３２からの燃料は、ノズル開口段階中、即ちノズルニードル１８が第１ニードルシート２６（図１）から上げられるときには、制御室３８内に流れ、ノズル出口２８を介して燃料の噴射を始める。制限された通路７２を介する制御室３８内への燃料のこの流れの結果、制御室３８からの正味流量が減り、したがって、制御室３８内の圧力損失が減速する。制御室３８内の圧力損失の減速の結果、ノズル開口段階中のニードル上昇速度が下がる。

ノズルニードル１８がその上限まで上がったとき、即ちノズル出口２８が全開し且つ燃料噴射が生起中のとき、ノズルニードル１８の円錐台形面７０が第２ニードルシート６８に係合して、制限された通路７２を閉じる。それによって、ニードル上限上昇で噴射が生起時の制限された通路７２を介する低圧ドレインへの加圧燃料の損失が防止される。これは、高圧燃料の漏れを減らし、それによってエネルギー損失を減らしてエンジンの総合効率を向上させる目的のためである。

ノズル閉鎖段階中、即ちＮＣＶ１４が消勢されて第１ＮＣＶシート５６が閉じられ且つ第２ＮＣＶシート５８が開き、それによって噴射器ノズル出口２８が閉じられて噴射を終えたとき、燃料は供給通路３２から、第２ＮＣＶシート５８を通過し、第１流路５０を介して制御室３８内に流れ、ノズルニードル１８を第１ニードルシート２６側に移動させる。ノズルニードル１８が移動を始めたときに、ノズルニードル１８の円錐台形面７０が第２ニードルシート６８との係合から外れるため、制限された通路７２が再び開かれる。ノズル室２０内の高圧燃料は、次いで、制限された通路７２を介し、制御室３８に第１流路５０を介して入る燃料に加えて制御室３８に入る。それによって、ノズル閉鎖段階中に制御室３８とノズル室２０の間に急速に圧力の均衡を生じる。次いでばね３０は、液圧による減速力を受けずにノズルを閉じる力を与える。その結果、燃料噴射は急速に終わり、且つ望ましい非対称性ノズルニードル・リフト・プロファイルが得られる。

次いで図４に関し、同図は本発明の第２の実施形態を示し、同等の特徴には図１と同じ参照符号を付してある。ノズルニードル１８の上端３４は第１実施形態のそれと異なるが、噴射器の残る他の部分は図１に示した噴射器１０とほぼ同じとされる。図４に示すこの第２実施形態においては、ノズルニードル１８の上端３４の材料の一区分が除去されて、ノズルニードル１８にキャビティ壁７９によって画定されるキャビティ７８が設けられる。キャビティ７８は、ノズルニードル１８の上端３４の構造的剛性を弱める役をする。キャビティ壁７９の上端は、キャビティ壁７９の外周囲周りから半径方向外向きに突出する円形リップ８０を含む。円形リップ８０は、案内ボア３６の円筒状表面７６とともに、ノズル室２０と制御室３８の間に、ノズルニードル１８の上端３４と案内ボア３６の間に画定されたチャンバ８６を介して、制限された通路８２を画定する。制限された通路８２は、ほぼ環状の断面を有し且つ制限された流路を与え、同流路沿いに供給通路３２を介してノズル室２０に送られた燃料が制御室３８内に流れることが可能とされる。

図５は、ノズルニードル１８の上端３４を示す模式的斜視図であり、点線はキャビティ７８を示す。

再び図４に関し、ノズル開口段階中、即ち制御室３８内の燃料圧力が下がり、それによってノズルニードル１８が第１ニードルシート２６（図１）から上がるときに、ノズル室２０内の燃料圧力は制御室３８内の燃料圧力を上回る。キャビティ７８があるためにノズルニードル１８の上端３４の構造的剛性が弱まる結果、制限された環状通路８２両側の差圧によってキャビティ壁７９に半径方向内向きの収縮による弾性変形を生じる程度の半径方向の可撓性がリップ８０に与えられる。この半径方向収縮の結果、円形リップ８０と噴射器本体１６の案内ボア３６の間の環状の空きが増し、且つしたがって制限された環状通路８２によりノズル室２０と制御室３８の間の流動領域が増す。

供給圧力、即ち供給通路３２を介してノズル室２０に供給される燃料の圧力は、エンジン運転条件次第によって可変とされる。高い供給圧力では、燃料はノズル出口２８（図１）を介してきわめて高速で送られ、且つしたがって、ノズルニードル１８が第１ニードルシート２６（図１）から上がる速度を供給圧力が増すにつれて下げることが可能とされて供給圧力が高くてもノズル出口２８を介して送られる燃料を少量とすることが可能なことが望ましい。これを達成するため、制限された環状通路８２は、供給圧力が増すにつれて流動領域が増すことによって制御室３８内への燃料流入が増え、それによってニードルの上昇速度を下げるように設計される。具体的には、円形リップ８０と案内ボア３６の間の環状の空きが供給圧力の増加によって増える。それは、ノズル室２０内の燃料圧力の増加によって制限された環状通路８２両側の差圧が増大し、そのために次いでキャビティ壁７９の半径方向収縮が増すからである。

ノズルニードル１８の上端３４の径は、制限された環状通路８２両側の差圧が小さいときに円形リップ８０と案内ボア３６の間の空きが低い供給圧力で最小となる径とされる。制限された環状通路８２によって与えられる流動領域は、したがって低い供給圧力で最小とされる。

これによって、ノズルニードル１８のスラスト面４２（図１）に作用する力は供給圧力が低い場合でも、ノズルニードル１８を上昇させるのに充分であることが保証される。ノズルニードル１８の上昇およびそれによるノズル出口２８（図１）の開口に要する最小供給圧力は、したがって比較的に低いとされる。例えば、エンジンクランキングもしくは空転状態で生成される燃料圧力は、ノズルニードル１８の上昇に充分とされる。

ノズルニードル１８の精細な幾何学的形状、および関係する特定の圧力次第により、そのような受動的に可変の制限された環状通路８２に関しては、ノズル閉鎖中、即ち制御室３８が加圧されてノズルニードル１８を第１ニードルシート２６に押圧するときに、潜在的な問題を生じる可能性があろう。制御室３８が加圧されたとき、ノズルニードル１８の上端３４のキャビティ７８内の燃料圧力は、ノズル室２０内の圧力を上回るであろう。それによってキャビティ壁７９が急速に外側に拡張、もしくは膨張して、制限された環状通路８２を閉じる可能性があり、且つキャビティ壁７９と噴射器本体１６の案内ボア３６の間の接触力を潜在的に高める可能性がある。

上述の問題は、制御室３８とノズル室２０の間に更に別の制限された通路を設けることによって克服可能とされ、それによって更に別の制限された流路が与えられ、制御室３８が加圧された際に、該流路沿いに制御室３８から燃料が流れ、それによってキャビティ７８内で上昇し得る圧力が制限される。図６は、そのような別の制限された通路を設けるのに適したノズルニードル１８の上端３４を示す。円形リップ８０に平坦部分８４が設けられ、同平坦部分は案内ボア３６の円筒状表面７６と共に、制御室３８とノズル室２０の間に別の制限された通路を画定する。この別の制限された通路が有する流動領域は一定とされ、即ち、供給圧力が変動する際に流動領域はほぼ一定に留まる。

ノズル閉鎖中、即ち、燃料が第２ＮＣＶシート５８（図１）を通過し、第１流路５０を介して制御室３８内に流れて制御室３８を加圧するとき、幾分の燃料は制御室３８から、平坦部分８４と案内ボア３６の間に画定された別の制限された通路を介し、円形リップ８０と円錐台形面７０の間のチャンバ８６（図４）にも流れるであろう。この別の制限された通路は、チャンバ８６と制御室３８の間で圧力が平衡することを可能にし、且つしたがってキャビティ壁７９の拡張を制限する。このように、この別の制限された通路はノズルニードル１８のキャビティ壁７９と案内ボア３６の間で接触力が高まるのを充分に防止する。

図７は、本発明の更に別の代替実施形態を示し、同等の特徴は図１および２と同じ参照符号により示す。

この実施形態においては、ノズルニードル１８の外周によって画定される制限された通路に代えて、ノズルニードル１８の上端３４内に画定されたオリフィスを流路１００とし、それによって燃料流れに対する制限を行う。

制限された流路１００はめくら穴１０２を含み、同穴はノズルニードル１８の上端３４の端面４０から軸方向に延在し、噴射器本体１６の案内ボア３６によって画定される第２座面６８のおおよそ近傍にある、上端３４の基部で終わる。流路１００はまた、軸方向穴１０２のめくらの端から半径方向に延びて上端３４の基部に画定された環状窪み１０６内に入る制限された孔１０４も含む。

環状窪み１０６は、ノズルニードル１８の上端３４と案内ボア３６の下端の間に空きを与えることによって、ノズルニードル１８の円錐台形面７０が第２ニードルシート６８から離れる位置にノズルニードル１８があるときに、燃料が第２座面６８を通過して半径方向孔１０４内に、且つ、したがって軸方向穴１０２内に制限された速度で流れることを可能とする。軸方向穴１０２から、燃料は制御室３８および流路５０を介し、且つしたがって低圧ドレイン通路へと妨げなく流れることが可能とされる。

図７の実施形態に示すように、上端３４には僅かにテーパが付いて概ね円筒状の先端区分１１０に至り、同区分の径は案内ボア３６の径より、両者の間に約０．１２５ｍｍの空きが画定される程に小さい。しかし、この寸法は本発明に必須とはしないことを理解されたい。

図７から理解できるように、流れの制限はノズルニードル１８の半径方向孔１０４によって画定され、ノズルニードルの外面に画定された特徴（溝、或いは平坦部等）によるものでないため、ノズルニードル１８はその上端３４と案内ボア３６の円筒状表面７６の間の密接接触により案内される。この実施形態は、例えば所望の流量が達成されるまで孔をホーニング仕上げする等、孔１０２、１０４の幾何学的形状の製作によって精確に制御された流れを達成することが可能とされる利点がある。それによって、一段と正確な所定の流量を生成することが可能とされるのに対し、ノズルニードル１８を所定寸法の平坦部によって製作する方法では正に所望の流量を生み出すことはできない。更には、部品対部品のバリエーションは、本発明の方法で減らすことが可能とされる。

本発明は、共通の供給源（レール）が燃料をエンジンの少なくとも２つの噴射器に送るコモンレール噴射器において、また或いはエンジンの各噴射器に専用のポンプが設けられ、したがって高圧燃料供給が得られるエレクトロニック・ユニット・インジェクタ（ＥＵＩ）において実施可能とされる。本発明は、デュアルコモンレール／ＥＵＩ機能を有するハイブリッド機構においても実施可能とされる。

本発明の第１実施形態による燃料噴射器の模式的断面図である。 図１の燃料噴射器の部分拡大図である。 図３ａは、図１および２に示す燃料噴射器のノズルニードルの一部の斜視図である。 図３ｂは、図１および２に示す燃料噴射器での使用に適したノズルニードルの代替実施形態の一部の斜視図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射器の模式的断面図である。 図４に示す燃料噴射器のノズルニードルの一部の斜視図である。 図４の燃料噴射器での使用に適した代替のノズルニードルの斜視図である。 本発明の第３実施形態による燃料噴射器の模式的断面図である。

符号の説明

１０ 燃料噴射器
１２ ノズル
１４ ノズル制御弁（ＮＣＶ）
１６ 噴射器本体
１８ ノズルニードル
２６ 第１ニードルシート
２８ ノズル出口
３２ 供給通路
３４ 上端（ノズルニードルの）
３６ 案内ボア
３８ 制御室
５０ 第１流路
６８ 第２ニードルシート
７２ 制限された通路
７４ 平坦部分
７６ 表面（ボアの）
７８ キャビティ
７９ キャビティ壁
８２ 制限された通路
８６ 外側区域（キャビティ壁の）
１００ 制限された通路
１０２ めくら穴
１０４ 半径方向孔

Claims (18)

1. 燃料を内燃機関に送るのに使用する燃料噴射器（１０）であって、前記燃料噴射器（１０）は、
   第１ニードルシート（２６）に対して可動な、ノズル出口（２８）を介する燃料送りを制御するためのノズルニードル（１８）を有するノズル（１２）と、
   第１通路（５０）を介し、制御室（３８）内への燃料流れを制御して前記制御室（３８）を加圧するための、且つ前記制御室（３８）から前記第１通路（５０）を介し、燃料流れを制御して前記制御室（３８）を圧抜きするためのノズル制御弁（１４）とを備え、
   それによって前記ノズルニードル（１８）の運動が前記制御室（３８）内の燃料圧力によって、前記制御室（３８）の加圧により前記ノズルニードル（１８）が前記第１ニードルシート（２６）に対して付勢されて前記ノズル出口（２８）を閉じるように、且つ前記制御室（３８）の圧抜きにより前記ノズルニードル（１８）が前記第１ニードルシート（２６）から上昇して前記ノズル出口（２８）を開くように制御され、
   前記ノズルニードル（１８）は、制限された通路（７２、８２、１００）を少なくとも部分的に画定し、前記制御室（３８）の圧抜きにつれ該通路を介して燃料が前記制御室（３８）内に流れることが可能とされ、前記制限された通路（７２、８２、１００）を介する前記燃料の前記制御室（３８）内への流れは前記制御室（３８）の圧抜き速度を下げ、それによって前記ノズルニードル（１８）が前記第１ニードルシート（２６）から上昇して前記ノズル出口（２８）を開く速度を下げ、
   前記ノズルニードル（１８）が前記第１ニードルシート（２６）から最大限上昇時に前記ノズルニードル（１８）が係合する第２ニードルシート（６８）を更に備え、前記ノズルニードル（１８）の前記第２ニードルシート（６８）との係合により、前記制限された通路（７２、８２、１００）が閉じて前記制限された通路（７２、８２、１００）を介する前記制御室（３８）への燃料流れが充分に防止され、それによって燃料送り中の燃料の寄生損が減少し、
   前記第２ニードルシート（６８）は、第２ニードルシート（６８）から離れる位置に前記ノズルニードル（１８）があるとき、燃料が前記第２ニードルシート（６８）を通過して、前記制限された通路（７２、８２、１００）へと妨げなく流れることが可能とされる、燃料噴射器。
2. 前記制限された通路（７２、８２、１００）は、前記制御室（３８）の加圧中に燃料が前記制御室（３８）内に流れて前記制御室（３８）の加圧速度を増し、それによって前記ノズルニードル（１８）が前記第１ニードルシート（２６）に対して付勢されて前記ノズル出口（２８）を閉じる速度を増すことを可能とする請求項１に記載の噴射器。
3. 燃料が前記噴射器ノズル（１２）に供給通路（３２）を介して供給され、且つ前記制限された通路（７２、８２、１００）は前記供給通路（３２）と前記制御室（３８）の間を連通する請求項１または２に記載の噴射器。
4. ノズル出口（２８）から遠い、前記ノズルニードル（１８）の上端（３４）は噴射器本体（１６）内のボア（３６）内で摺動可能とされ、且つ前記制限された通路（７２、８２）は一部が前記ノズルニードル（１８）の前記上端（３４）の外面により、また一部が前記ボア（３６）の表面（７６）によって画定される請求項１から３のいずれかに記載の噴射器。
5. 前記制限された通路（７２）は一部が前記ノズルニードル（１８）の前記上端（３４）の前記外面のほぼ平坦な部分（７４）により、また一部が前記ボア（３６）の前記表面（７６）によって画定される請求項４に記載の噴射器。
6. 前記制限された通路（１００）は前記ノズルニードル（１８）に設けられたオリフィスによって画定される請求項１から３のいずれかに記載の噴射器。
7. 前記オリフィスは軸方向の穴（１０２）および／または半径方向の孔（１０４）を含む請求項６に記載の噴射器。
8. 前記制限された通路（８２）は、前記噴射器ノズル（１２）に供給された燃料の圧力が増すにつれて大きくなる流動領域を有する、請求項１から４のいずれかに記載の噴射器。
9. 前記制限された通路（８２）は断面をほぼ環状とする請求項８に記載の噴射器。
10. 前記ノズルニードル（１８）は弾性変形可能とされ、前記噴射器ノズル（１２）に供給された燃料の圧力によって前記制限された通路（８２）の大きさが変わる請求項９に記載の噴射器。
11. 前記ノズルニードル（１８）の前記上端（３４）は弾性変形可能とされ、且つ前記噴射器ノズル（１２）に供給された燃料圧力が前記制御室（３８）内の圧力を超えたときに内側に収縮して前記制限された通路（８２）の大きさを増すように構成される請求項１０に記載の噴射器。
12. 前記ノズルニードル（１８）の前記上端（３４）に前記上端の構造的剛性を弱めるためのキャビティ（７８）を更に備え、前記キャビティ（７８）は前記制御室（３８）内の燃料圧力が減少したときに内側に収縮するように構成される弾性変形可能なキャビティ壁（７９）によって画定される請求項１１に記載の噴射器。
13. 更に別の制限された通路を前記制御室（３８）と前記キャビティ壁（７９）の外側区域（８６）との間に備え、前記更に別の制限された通路は、使用時に、前記制御室（３８）の加圧中、燃料が前記制御室から前記キャビティ壁（７９）の前記外側区域（８６）内に流れることが可能とされ、それによって前記キャビティ壁（７９）のいずれの側でも圧力を充分に均衡させ、且つしたがって前記制御室（３８）が加圧された際に前記キャビティ壁（７９）の半径方向拡張が制限されるように構成される請求項１２に記載の噴射器。
14. 前記更に別の制限された通路は、一定の流動領域を有する請求項１３に記載の噴射器。
15. 前記更に別の制限された通路は、少なくとも一部が、前記ノズルニードル（１８）によって画定される請求項１３または１４に記載の噴射器。
16. 前記更に別の制限された通路は、一部が前記ノズルニードル（１８）の前記上端（３４）の外面のほぼ平坦な部分（８４）によって画定される請求項１３から１５のいずれかに記載の噴射器。
17. 前記ノズル出口（２８）から離れた前記ノズルニードル（１８）の端部は、噴射機内に形成された案内ボア（３６）内で摺動可能であり、前記案内ボア（３６）は第２ニードルシート（６８）を規定するように形成されている、請求項１から１６のいずれかに記載の噴射機。
18. 前記ノズルニードル（１８）は、前記第２ニードルシート（６８）と係合する円錐台形面（７０）を画定し、それにより前記ノズルニードル（１８）が上がることが可能とされる最上限を制限する停止部を規定する、請求項１７に記載の噴射機。

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