JP5120655B2 - 内燃機関用の蓄圧式噴射システム - Google Patents
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Description
また、特許文献2と特許文献3の双方に従う噴射弁では、噴射弁部材が長く、アキュムレータスペースの空間配置が大きく制限されるという重要な問題があった。
以下、図と後述する詳細な説明に示した好適な実施形態を参照しながら、本発明についてより詳しく説明する。但し、これら図は、概略的に示したものに過ぎない。
次に、図2に従う噴射弁18、図3に従うバイパススロットル24を備えた逆止弁及びアキュムレータ室22を備えた、図1に示した蓄圧式噴射システム10の機能について説明する。
−任意の所望の噴射弁18の噴射中、噴射していない燃料噴射弁18のアキュムレータ室22内で圧力変動を減衰させ、
−噴射の終わりで、噴射している噴射弁18と蓄圧式噴射システム10の残りの間で圧力変動を減衰させ、
−任意の所望の噴射弁18の全負荷噴射操作の第二の半分で、噴射圧力を効果的に上昇させる特性をもたらす。
この構成は、以下に説明するように、図2に従う噴射ユニット27と比べて、全体的に蓄圧式噴射システム10の噴射弁78を異なるように作用させる。
完全に、図5と6に示したような噴射ユニットも、蓄圧式噴射システム90に用いることができ、また、蓄圧式噴射システム10にも適用できることを注意されたい。
この解決策の長所として、複動式流体制限弁104によって、少なくとも二つの噴射弁18を作用させるので、先行技術と比べて、特定のエンジン用の流体制限弁104の数を少なくとも半分に減らすことができる。
このタイプの蓄圧式噴射システムは、既存の内燃機関上に改装するのに特に適するが、この場合、元の一般的な噴射システムの高圧ポンプ12’を維持できるので、新規に噴射ユニット27と油圧ライン手段13だけを改装すればよい。
好ましくは、本発明に従う蓄圧式噴射システムは、少なくとも3つの噴射ユニット27を有する。
シリンダ毎に250kWのオーダーの性能を備えたディーゼンエンジンでは、燃料ラインシステム内の流通断面は、約6mmの直径に相当するのが好ましい。約50−100kWの性能の場合、2−4mmの直径が好ましい。
また、比較のため、コモンレール蓄圧式噴射システムについてもシミュレーションを行った。この際、正確に同一の条件を考慮した。唯一の相違として、燃料は、燃料ライン16によって噴射弁18に直接的に供給され、8つのアキュムレータ室22に相当する800cm3の容量がコモンレールの仕方でライン部品14’内にシフトされており、これらの断面区間は、対応して拡大するとした。従って、噴射弁18は、個々のアキュムレータ室22やスロットル装置25を割り当てられていない。このシミュレーションの結果は、図12、14及び16にグラフとして示している。
上記全てのグラフでは、横座標は時間軸であって、この時間の単位は秒である。また、図11から14では圧力を1000バールのユニットとして、かつ図15と16では燃料の流通量を毎分リットルとして、縦座標にプロットしている。
図11から理解できるように、全ての噴射操作でほぼ同じ圧力状態が普及しており、Teの時間の約半分の間、噴射操作の第一部で、圧力が約100バール低下し、噴射操作の第二部で、約1500バールの元の圧力まで再度回復する。
Claims (16)
- 内燃機関の燃焼スペース内に高圧燃料を間欠的に噴射するための蓄圧式噴射システムであって、高圧搬送装置(12)を備えて、噴射弁(18、78、88)を夫々有する複数の噴射ユニット(27)に高圧燃料を供給し、前記噴射弁(18、78、88)に個々のアキュムレータ室(22)とスロットル装置(25)を割り当てて、油圧ライン手段(13)によって前記噴射ユニット(27)を互いに接続するとともに前記高圧搬送装置(12)と接続し、前記噴射弁(18、78、88)の各々に、作動機構(42)と油圧制御装置(40)によって駆動されるように噴射弁部材(35)を備えて、前記噴射弁(18、78、88)のノズル(34)のノズル噴射オリフィス(46)を通る高圧燃料の噴射操作を制御可能とし、
さらに、前記油圧ライン手段(13)は、その容量だけでは前記噴射弁(18、78、88)の噴射操作を要求されるように同じように繰り返すのに充分なアキュムレータ作用が得られず、前記スロットル装置(25)は、抵抗のないように前記噴射弁(18、78、88)の方向で高圧燃料の流れを許容して、前記流れを反対方向で絞って、この噴射操作中、割り当てられた前記アキュムレータ室(22)と他の前記噴射ユニット(27)のアキュムレータ室(22)の双方からと前記高圧搬送装置(12)から、高圧燃料を前記噴射弁(18、78、88)の各々に流通させることを特徴とする蓄圧式噴射システム。 - 前記スロットル装置(25)の各々に逆止弁(24a)を備え、かつ、並列接続で、バイパススロットル(24b)を備えることを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記ライン手段(13)と前記アキュムレータ室(22)の間に前記スロットル装置(25)を配置して、接続ダクト(33)を介して前記アキュムレータ室(22)を前記噴射弁(18)と接続したことを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記スロットル装置(25)にバイパススロットル(24b)とともに逆止弁(24a)を備えて、前記逆止弁を前記アキュムレータ室(22)の方向で開口させることを特徴とする請求項3に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記アキュムレータ室(22)と前記噴射弁(88)を互いに接続ダクト(33)を介して接続して、前記スロットル装置(25)を前記接続ダクト(33)に接続して、前記スロットル装置(25)と前記アキュムレータ室(22)の間で前記接続ダクト(33)内に前記ライン手段(13)を接続することを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式噴射システム。
- 接続ダクト(33)を介して前記アキュムレータ室(22)と前記噴射弁(78)を互いに接続し、前記スロットル装置(25)を前記接続ダクト(33)に接続し、前記スロットル装置(25)と前記噴射弁(78)の間で前記接続ダクト(33)内に前記ライン手段(13)を接続することを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記スロットル装置(25)にバイパススロットル(24b)とともに逆止弁(24a)を備え、この逆止弁(24a)を前記噴射弁(78)の方向で開口させることを特徴とする請求項5又は6に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記逆止弁(24a)にニードル形状の閉鎖手段(60)を備えて、前記逆止弁を開閉可能なように、ばね(54)によって閉鎖方向に付勢し、前記閉鎖部材(60)に前記バイパススロットル(56)を形成することを特徴とする請求項1、4又は7に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記ライン手段(13)は、前記高圧搬送手段(12)から離れるように導く燃料供給ライン(14)と、前記噴射弁(18、78、88)毎に、燃料ライン(16)を含み、前記燃料供給ライン(14)に前記燃料ライン(16)を接続することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記ライン手段(13)は、前記高圧搬送手段(12)から離れるように導く燃料供給ライン(14)と、少なくとも一つの分配ブロック(96、99、128)と、前記噴射弁(18、78、88)毎に、燃料ライン(94a、94b、94c、94d、94e、94f、102a、102b、102c、102d、102’、130a、130b、130c、130d、130e、130f)を含み、前記分配ブロック(96、99、128)に前記燃料ラインと前記燃料供給ライン(92、100)を接続して、ここで互いに流通させることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記分配ブロック(99)内に少なくとも一つの複動式流体制限弁(104)を取り付けて、対応する前記噴射弁(18、78、88)の噴射弁部材(36)が意図に反して長時間開口位置のままにされる時、二つの前記燃料ライン(102a、102b、102c、102d、102’)のいずれかへの流れを妨害することを特徴とする請求項10に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記分配ブロック(128)内に少なくとも一つの単動式流体制限弁(122)を取り付けて、対応する少なくとも二つの前記噴射弁(18、78、88)の少なくともいずれかの噴射弁部材(36)が意図に反して長時間開口位置のままにされる時、少なくとも二つの燃料ライン(130a、130b、130c、130d、130e、130f)への流れを妨害することを特徴とする請求項10に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記分配ブロック(96、99、128)をさらなるアキュムレータ室(97)に割り当てて、このアキュムレータ容量を、好ましくは、前記噴射ユニット(27)の前記アキュムレータ室(22)の容量と少なくともほぼ一致させることを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記高圧搬送装置(12)は複数の高圧搬送ポンプ(12’)を有し、好ましくは前記噴射ユニット毎に高圧搬送ポンプ(12’)を有し、前記ライン手段(13)は、前記高圧搬送ポンプ(12’)の各々から離れるように導く燃料ポンプライン(14’’)と、燃料供給ライン(14)と、前記噴射弁(18、78、88)毎に、燃料ライン(16)を有し、前記燃料ポンプライン(14’’)と前記燃料ライン(16)を前記燃料供給ライン(14)に接続することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記高圧搬送ポンプ(12’)に短工程カム(154)を備えることを特徴とする請求項14に記載の蓄圧式噴射システム。
- 前記高圧搬送ポンプ(12’)の各ポンプ操作は、割り当てられた前記噴射ユニット(27)の噴射操作と少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項14又は15に記載の蓄圧式噴射システム
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