JPH02215965A - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用の燃料噴射装置であってポンプ作業
室を有する噴射ポンプと噴射ノズルとが設けられていて
、該噴射ノズルのケーシング内に、閉鎖ばねによって負
荷されて圧力室から分岐した噴射孔を制御する弁ニード
ルが半径方向で案内されており、さらに前記ポンプ作業
室と前記圧力室との間の圧力導管と、前記圧力室を前記
閉鎖ばねのばね室に接続する放圧導管とが設けられてい
て、該放圧導管が放圧弁の、流れ方向で　前記ばね室に
向かって開く可動の弁部材によって制御されるようにな
っており、該弁部材がポンプ作業室内の圧力によって負
荷されて、放圧通路を高圧段階の間、封鎖するようにな
っている形式のものに関する。

［従来の技術１ このような形式の燃料噴射装置において、噴射量は制御
縁にっよって制御されるか、または電磁弁を介して制御
される。この場合、特に問題となるのは、制御縁により
規定されるか、もしくは電磁弁の開放によって規定され
る吐出終了時に弁ニードルが速やかに閉じないことであ
る。それというのは、導管長さおよび導管横断面積に基
づき圧力が充分に迅速に低下せず、かつ／または導管内
での圧力波に基づき弁ニードルがもう一度弁座から持ち
上がってしまうからである。このことには閉制御過程が
既に終了しているのに、なお燃料が噴射されてしまうと
いう欠点がある。これによって、有害な廃ガス放出が高
まる。その上、廃ガスが燃焼室から噴射ノズルにはいり
込むおそれがあり、このことはノズル孔のコークス化を
早め、かつすす粒子の堆積を生ぜしめる。

周知のように、噴射終了時に噴射弁ニードルに作用する
閉鎖圧を高めることによって、噴射弁ニードルの閉鎖速
度および閉鎖特性を高めることができる。

そこで、たとえば公知の噴射装置（西ドイツ国特許第８
７９９３６号明細書）では、弁閉鎖ばねはノズルニード
ルとは反対の側でピストンに支持されている。このピス
トンは他方において、逆向きで配置された逆止弁を備え
た燃料放圧導管を介して圧力導管から燃料を供給されて
おり、この燃料はそれと同時に弁ニードルに開放方向の
負荷を加えている。これによって、プランジャの圧縮行
程の間に弁ニードルの閉鎖ばねにはこのピストンを介し
てより強いプレロードがかけられ、このことは既に噴射
過程の間に、閉鎖圧を高めてしまうことになる。

燃料量調節のための制御縁を備えた別の公知の噴射装置
（米国特許第３１１５３０４号明細書）では、放圧導管
がポンプ作業室の通路閉制御と同時に開制御される。こ
の閉制御の際に、閉制御された燃料は放圧導管を介して
ばね室に向けられ、これによって閉鎖圧が高められる。

圧力室内の圧力低下を保証するために、圧力弁は閉制御
圧を減衰させるためのチミーク孔を備えた弁プレートを
有している。この弁プレートはチョーク孔を有している
ため、吸込み行程の間にポンプ作業室に対する圧力室の
充分な閉鎖を保証しない。

同様に機械作動式の別の公知の噴射装置（米国特許第３
０７５７０７号明細書）では、前記の欠陥を取り除くこ
とが試みられており、この場合プランジャの圧縮工程の
間にポンプ作業室と閉鎖ばね室との間の放圧導管を閉鎖
してプランジャの閉制御もしくは吸込み行程の際に前記
放圧導管もしくはこの放圧導管の流入開口をばね室に対
しては開放し、ポンプ作業室に対しては閉鎖するような
プレート弁が使用される。

通常、圧力弁は吸込み行程時にポンプ作業室を噴射弁の
圧力室とハイドロリンク式に分離しこれによって不都合
な圧力影響を回避するために働く。これにより、電気的
に制御される噴射ポンプにおいては、弁ニードルの閉鎖
後に圧力導管内にまだ存在する圧力が電磁弁に逆戻りし
て、これによって電磁弁が破壊されるか、または少なく
とも燃料調節が不正確となることも阻止される。

いずれにせよ、燃料の良好な霧化もしくは調整のために
既に噴射開始時においても高い噴射圧が生ぜしめられこ
とが達成される。その上、弁ニードルの圧力室は吸込み
行程時にプランジャの作業室と分離されているので、圧
力室内には後続の圧縮工程において弁ニードルの開放特
性に不利な影響を及ぼすような負圧は吸込み行程を通じ
て生じないことが達成される。前記の公知の噴射装置に
おいて選択された解決手段、すなわち前記切換え制御な
らびに圧力室と弁閉鎖ばね室とに対するポンプ作業室の
前記閉鎖手段との妥協による解決手段により冒頭で述べ
た欠点は取り除かれない。その理由は、圧力弁の機能と
放圧弁の機能との間のきれいな分離は不可能であるから
である。プレート弁を切り換える間、管理不能の漏れ流
が出現し、この漏れ流は磁石の正確な燃料調節を妨げる
。この噴射装置のもう１つの欠点は次のことにある。す
なわち、放圧導管が開放されて燃料が流出する際にプレ
ート弁にはこの流れによって負圧が生じ、この負圧はポ
ンプ作業室のシールを損う。［発明が解決しようとする
課題］ 本発明の課題は上で述べた欠点を回避して、噴射ノズル
の圧力室とポンプ作業室との間のきれいな分離を保証す
るような燃料噴射装置を提供することである。

［課題を解決するための手段Ｊ この課題を解決するために本発明の構成では冒頭で述べ
た形式の燃料噴射装置において、圧力導管に、閉鎖方向
でばねによって負荷された圧力弁が圧力室に向かって開
くように配置されており、放圧弁の可動の弁部材が既に
高圧段階で圧力室内の圧力によって開放方向で負荷され
ていて、ポンプ作業室内の圧力の低下と同時に流れ方向
でばね室に向かって開くようにした［発明の効果］ 本発明による燃料噴射装置は従来のものと比べて次のよ
うな利点を有している。すなわち、放圧弁は圧縮行程時
にポンプ圧によって遮断されているけれども、噴射ポン
プの吐出終了時に圧力は噴射ノズルの圧力室から直接に
かつポンプ作業室とはきれいに分離されてばね室に向け
られる。閉制御開始の直後に、この圧力室は圧力弁によ
ってプランジャ作業室と分離される。

さらに、ばね負荷に基づいて確実にかつ密に閉じるこの
圧力弁により、プランジャの吸込み行程の間に圧力導管
および弁ニードルの圧力室内で後続の噴射過程を損なう
ような負圧が生じることは阻止される。プランジャの吸
込み行程の間に、圧力室内の圧力が放圧導管を介して減
少した場合でも、圧力導管および圧力室内に負圧は生じ
得ない。

圧力弁の閉鎖と同時に放圧通路は放圧弁によって開放さ
れ、まだ高い圧力下にある燃料は圧力室から放圧通路を
介して弁閉鎖ばねのばね室に流入し、これによって弁ニ
ードルに作用する閉鎖圧は高められて、閉鎖動作過程は
促進される。それと同時に、燃料の流出によって圧力導
管および弁ニードルの圧力室は放圧され、これによって
も弁ニードルの閉鎖動作過程はやはり促進される。

閉鎖動作過程における急激な圧力低下に基づいて生じる
圧力波は圧力室にはね返されることも、逆に電気的に制
御される噴射ポンプにおいて電磁弁にまで貫通すること
もない。その理由は、圧力弁が燃料供給導管を閉鎖して
いるからである。その代わりに圧力波は放圧通路を介し
て噴射弁のばね室に向けられて、この場所で閉鎖動作過
程を補助する。

本発明の別の有利な構成では、放圧弁の可動の弁部材が
半径方向で密に、軸方向で摺動可能に案内されていて、
一方において位置固定の弁座と協働する弁シール面を備
えており、他方においてポンプ作業室の圧力によって負
荷されている。このことには次のような利点がある。す
なわち、ポンプ作業室内での圧力低下によって噴射終了
が導入されると、放圧弁は圧力室内の圧力によって容易
に開いて放圧通路を開放する。

本発明の別の有利な構成では、放圧弁の可動の弁部材が
閉鎖ばねによって負荷されている。

このことから次のような利点が得られる。すなわち、放
圧弁はプランジャの圧縮行程の間に放圧通路を確実に閉
鎖する。

本発明の別の有利な構成では、放圧弁がポンプ作業室の
近くに配置されている。これによって短かい導管長さが
得られ、このような短かい導管長さはデッドスペースが
小さいという利点を伴なう。

本発明の別の有利な構成では、ばね室に漏れ導管が設け
られていて、この漏れ導管にチョークが設けられている
。このことには次のような利点がある。すなわち、ばね
室内の圧力は閉制御過程の間、閉鎖圧上昇のために維持
されたままとなる。

本発明の別の有利な構成では、圧力弁と放圧弁とが互い
に平行に並んで、しかも逆向きで中間プレートに配置さ
れており、６弁の弁座面と、それぞれ対応するばねに向
けられた面とが一方ではポンプ作業室から、他方では圧
力室からそれぞれ圧力負荷されている。このことには次
のような利点がある。すなわち、導管長さを短かく保持
することができ、かつ弁の組込みは特に簡単に、ひいて
は廉価となる。

［実施例］ 以下に、本発明の１実施例を図面につき詳しく説明する
。

図示の燃料噴射装置に−いて、ポンプノズルｌには圧送
ポンプ２を介して燃料容器３から燃料が供給され、この
場合燃料導管４には電磁弁５が配置されており、この電
磁弁によってポンプノズルｌへの燃料量が制御される。

ポンプノズルｌはプランジャ６を有しておりこのプラン
ジャはカム７を介してばね８の力に抗して作動され、ポ
ンプ作業室９を制限する。ポンプ作業室９からは圧力導
管ＩＯが、ポンプ作業室９に向かって閉じていてばね１
０によって負荷されている圧力弁１１を介して噴射ノズ
ルの圧力室１３に通じている。この圧力室内では弁ニー
ドル１４が作動し、この弁ニードルは充分に高い噴射圧
において閉鎖ばね１５の力に抗してシフトされて、この
ときに噴射孔１６を開放するので、燃料は機関の燃焼室
に流入する。

圧力弁１１と並んで放圧弁１７が設けられており、この
放圧弁は圧力導管１０と、閉鎖ばね１５のばね室１９と
の間の放圧通路１８を制御する。放圧弁１７の弁部材２
０は段付けされたケーシング孔２１内に形状嵌金的に案
内されていて、対応する閉鎖ばね２２の力によって、こ
の場合には放圧通路１８を閉鎖する方向で弁座２３に押
し付けられている。ケーシング孔２１は弁座２３の下流
側で拡張されて、環状室２４を形成している。閉鎖ばね
２２のばね室２５は別の圧力導管２６を介してポンプ作
業室９と接続されてお幌、弁部材２０はこの場所で生ぜ
しめられた圧力で負荷されている。

閉鎖ばね１５のばね室１９を放圧するためにチョーク２
７が設けられており、このチａ　−りはばね室１９かも
環状室２８に通じており、この環状室はケーシング孔２
９を介して戻し導管（図示しない）と接続されている。

プランジャ６が上方に移動する吸込み行程の間に、燃料
は電磁弁５を介して制御されて、燃料導管４を介してポ
ンプ作業室９に流入する。

圧力弁１１と放圧弁１．７は閉鎖されている。前記吸込
み行程に続いて行なわれる圧縮行程では、吸込まれた燃
料が圧力導管１０を介して圧力弁１１を通って圧力室１
３に圧送され、弁ニードル１４が弁座から持ち上げられ
た後に噴射孔１６を介して噴射される。

圧縮行程の間にポンプ作業室９内に生ぜしめられたこの
高い圧力は圧力導管２６と放圧通路１８とを介して伝播
して、放圧弁１７の弁部材２０にばね側でも弁座側でも
負荷を加える。したがって、放圧弁１７の弁部材２０は
停止したままとなり、放圧通路１８は遮断されたままと
なる。

電磁弁５の開放によって導入された噴射過程終了時に、
ポンプ作業室９内での圧力低下により圧力弁１１は直ち
に閉鎖され、これによって、圧力導管１０′および放圧
通路１８内では高い圧力が維持されたままとなる。この
場合にポンプ作業室９内の圧力はほぼ０となるので、放
圧弁１７は弁座から持ち上げられて、放圧通路１８を開
放し、その結果、燃料は圧力室１３ｉｉよび圧力導管１
０’から放圧通路１８を介して閉鎖ばね１５のばね室１
９内に流入する。これによってばね室１９内の圧力が高
められることにより、閉鎖ばね１５内体の閉鎖力に加え
て閉鎖方向の付加的な力が弁ニードル１４に加えられて
、閉鎖動作を促進する。

つまり、圧力室１３とばね室１９との間で圧力補償が行
なわれる訳である。それと同時に、閉制御によって生ぜ
しめられた圧力波はばね室１９に変向され、この場所で
この圧力波は弁ニードル１４に閉鎖方向で作用する付加
的な力を生ぜしめる。

弁ニードル１４の閉鎖後に、噴射されなかつた燃料はチ
ョーク２７と環状室２８とケーシング孔２９とを介して
戻し導管（図示しない）を通って貯え部に戻るので、ば
ね室１９内での圧力低下は保証されている。ばね１１９
と放圧通路１８と圧力導管１０′と圧力室１３とにおい
て高められた圧力が低下するやいなや、放圧弁１７は再
び閉じる。次の噴射過程のための出発位置が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による燃料噴射装置のｌ実施例を示すもの
であって、第１図はポンプノズルの縦断面図、第２図は
第１図からの１区分を拡大して示す図である。 】・・・ポンプノズル、２・・・圧送ポンプ、３・・・
燃料容器、４・・・燃料導管、５・・・電磁弁、６・・
・プランジャ、７・・・カム、８・・・ばね、９・・・
ポンプ作業室、１０．１０’・・・圧力導管、１１・・
・圧力弁、Ｉ２・・・ばね、１３・・・圧力室、１４・
・・弁ニードル１５・・・閉鎖ばね、１６・・・噴射孔
、１７・・・放圧弁、Ｉ８・・・放圧通路、１９・・・
ばね室、２０・・・弁部材、２１・・・ケーシング孔、
２２・・・閉鎖ばね、２３・・・弁座、２４・・・環状
室、２５・・・ばね室、２６・・・圧力導管、２７・・
・チョーク、２８・・・環状室２９・・・ケーシング孔 Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　内燃機関用の燃料噴射装置であって、ポンプ作業
   室を有する噴射ポンプと噴射ノ ズルとが設けられていて、該噴射ノズルのケーシング内
   に、閉鎮ばねによつて負荷されて圧力室から分岐した噴
   射孔を制御する弁ニードルが半径方向で案内されており
   、 さらに前記ポンプ作業室と前記圧力室との 間の圧力導管と、前記圧力室を前記閉鎖ばねのばね室に
   接続する放圧導管とが設けられていて、該放圧導管が放
   圧弁の、流れ方向で前記ばね室に向かって開く可動の弁
   部材によって制御されるようになっており、該弁部材が
   ポンプ作業室内の圧力によって負荷されて、放圧通路を
   高圧段階の間、封鎖するようになっている形式のものに
   おいて、圧力導管（１０）に、閉鎖方向でばね（１２）
   によって負荷された圧力弁（１１）が圧力室（１３）に
   向かって開くように配置されており、放圧弁（１７）の
   可動の弁部材（２０）が既に高圧段階で圧力室（１３）
   内の圧力によって開放方向で負荷されていて、ポンプ作
   業室（９）内の圧力の低下と同時に流れ方向でばね室（
   １９）に向かって開くようになゥていることを特徴とす
   る、内燃機関用の燃料噴射装置。 ２．　放圧弁（１７）の可動の弁部材（２０）が半径方
   向で密に、軸方向で摺動可能に案内されていて、一方に
   おいて位置固定の弁座（２３）と協働する弁シール面を
   備えており、他方においてポンプ作業室（９）の圧力に
   よって負荷されている、請求項１記載の燃料噴射装置。 ３．　放圧弁（１７）の可動の弁部材（２０）が閉鎖方
   向でばね（２２）によって負荷されている、請求項１ま
   たは２記載の燃料噴射装置４．　放圧弁（１７）が、短
   かい導管長さを得るために、ポンプ作業室（９）の近く
   に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項
   記載の燃料噴射装置。 ５．　ばね室に漏れ導管が設けられていて、該漏れ導管
   にチョーク（２７）が設けられている、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。 ６．　圧力弁（１１）と放圧弁（２０）とが互いに平行
   に並んで、しかも逆向きで中間プレートに配置されてお
   り、一方において圧力弁（１１）の弁座面と、放圧弁（
   ２０）の対応するばねに向けられた面とがポンプ作業室
   （９）から圧力負荷されていて、他方において放圧弁（
   ２０）の弁座面と、圧力弁（１１）の対応するばねに向
   けられた面とが圧力室（１３）から圧力負荷されている
   、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射装
   置。 ７．　噴射ポンプが噴射ノズルと１つのユニットを形成
   しているようなポンプノズルに使用される、請求項１か
   ら６までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。