JPH0433990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置であつて、
燃料噴射導管を介して燃料噴射ポンプに接続され
た噴射弁が設けられていて、該噴射弁は、燃料噴
射ポンプから供給された噴射燃料の圧力を受けて
戻し力に抗して開放する弁ニードルを有してお
り、前記燃料噴射導管から導出された逃がし孔が
設けられており、該逃がし孔内に制御弁が配置さ
れていて、該制御弁の閉鎖部材が噴射導管内の圧
力によつて負荷されるようになつている形式のも
のに関する。このような方法を実施するための装
置は、ドイツ連邦共和国特許出願公告第1260865
号明細書に記載されている。この公知例において
は、燃料噴射ノズルに通じる燃料導管内に、絞り
を備えた縦孔を有するピストンが押しつけられて
いて、この縦孔を介して前記燃料導管がピストン
の前後で接続されている。ピストンは制御縁を有
しており、この制御縁を介して逃がし導管が、ピ
ストンの下流で燃料噴射導管に接続されるように
なつている。噴射導管内の圧力が上昇すると、ピ
ストンは、まず絞りの絞り作用によつてピストン
の制御縁が逃がし導管を開放するまでしゆう動さ
せられる。この段階で前噴射が行なわれ、この前
噴射は逃がし導管を制御することによつて終了す
る。燃料噴射導管に燃料がさらに供給されると、
ピストンはさらにしゆう動させられて、この際逃
がし導管は再び閉鎖される。これと同時に、燃料
噴射導管の、ピストン上流側に位置する部分と、
ピストン下流側に位置する部分との間の付加的な
接続横断面が形成されるので、より噴射率の大き
い主噴射が行なわれる。この公知の燃料噴射装置
は、制御された可変な燃料噴射量によつて静かな
燃焼を得るために特に用いられる。

これに対して、燃料が主燃焼室内に直接噴射さ
れ、高い定格速度にさらされる内燃機関において
は、十分な燃焼を得るためには低い回転数で高い
噴射圧を得ることが要求される。このためにノズ
ル横断面は比較的小さく限定される。これは、内
燃機関を定格速度で回転させる際に困難がある。
それというのはこの場合短かい噴射時間が要求さ
れるからである。さらにニードルを迅速に閉鎖さ
せる必要がある。

そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃
料噴射装置を改良して、燃料噴射終了時に噴射弁
が非常に迅速に閉鎖するようにすることである。

この課題を解決した本発明の構成によれば、逃
がし孔内に設けられた制御弁の閉鎖部材が、各噴
射過程時に得られる高圧に応じた値を比較値とし
て記憶している閾値スイツチによつて制御され、
該閾値スイツチによつて、噴射弁と燃料噴射ポン
プとの間の燃料噴射導管内の瞬間的な圧力がこの
閾値スイツチに記憶された比較値と比較され、こ
の比較値を下廻ると、閉鎖部材が開放操作される
ようになつている。

このように構成したことによつて、最大燃料噴
射圧力を越えた直後の噴射終了時における燃料噴
射導管内の圧力は、逃がし孔を介して放圧される
ことによつて非常に迅速に低下せしめられ、引い
ては噴射弁を迅速に閉鎖させることができ、噴射
時間の短縮が得られる。

次に図面に示した実施例について本発明の方法
及び構成を具体的に説明する。

第１図の概略図で示された燃料噴射ポンプ１
は、詳しく図示していない内燃機関に燃料を供給
するためのものである。内燃機関のシリンダには
複数の噴射弁を介して燃料が供給される。この噴
射弁のうち噴射弁２が１部破断して図示されてい
る。この噴射弁２には、燃料噴射導管４を介して
燃料噴射ポンプ１から調量された燃料噴射量が周
期的に供給される。噴射弁は公知の形式で弁閉鎖
部材としての弁ニードル５を有しており、この弁
ニードル５の先端は円すい状に先細になつていて
噴射弁体７内の弁座６と協働する。弁ニードル５
の円すい状の端部の部分８は加圧シヨルダとして
構成されていて燃料圧室９内に突入しているの
で、この燃料圧室９が燃料圧によつて負荷される
と弁ニードルは、図示していないばね力に抗して
持ち上げられて弁座が開放されると燃料圧室９と
噴口１０とが接続され、その結果、燃料が燃焼室
内に噴射される。こうして噴射弁２は公知の形式
で作動する。燃料圧室９からは接続導管１２が分
岐している。この接続導管１２は、シリンダ１７
内で段付ピストン１６の一方の端面側１５によつ
て閉鎖された圧力室１４内に開口している。シリ
ンダ１７は、図示のように、より大きい直径を有
するシリンダ２０内に環状シリンダを押し込むこ
とによつて形成される。この環状シリンダの内周
壁は段付シリンダの、直径のより小さいシリンダ
部分２３を形成している。段付ピストンの第１の
端面側１５は、この場合、直径の大きい方の第１
の段付ピストン１９の外側の端面側である。この
第１の段付ピストン１９は、相応に直径の大きい
方の、段付シリンダ１７の第１のシリンダ部分２
０内で気密にしゆう動可能である。第１の段付ピ
ストン部分１９は、第１の端面側１５とは反対の
側で、同軸的に連続する第２の段付ピストン部分
２２に移行している。この第２の段付ピストン部
分２２は段付シリンダ１７の第２のシリンダ部分
２３内に侵入する。この第２のシリンダ部分２３
も端面側が閉鎖されていて、第２の段付ピストン
部分２２と重なる範囲で弁座２４を形成してい
る。この弁座２４は、同時に弁閉鎖部材としての
作用を有する第２の段付ピストン部分２２の外側
の端面側２５と協働して弁を形成している。第２
のシリンダ部分２３の外側端面側の端部でこの第
２のシリンダ部分２３の壁部から逃がし孔２６が
分岐している。この逃がし孔２６は燃料貯蔵容器
２７に通じている。この燃料貯蔵容器２７は、燃
料噴射ポンプ１に燃料を供給する燃料貯蔵容器で
ある。

段付ピストン１６は縦孔２９を有しており、こ
の縦孔２９を通じて圧力室１４と第２のシリンダ
部分２３とが接続可能である。この縦孔２９内に
は第２のシリンダ部分２３に向かつて開放する逆
止弁３０が配置されている。この逆止弁３０は第
２の段付ピストン部分２２の弁座側端部に可能な
限り気密に当接している。

また、第２の段付ピストン部分の外側の端面側
２５が、ストツパ作用も有する弁座２４に当接す
ると、第１の段付ピストン部分１９と第１のシリ
ンダ部分２０の残りの部分との間に環状室３２が
形成される。この環状室３２内には、第１の段付
ピストン部分１９で支えられる戻しばね３３が段
付ピストン１６に対して同軸的に緊締されてい
る。さらに、環状室３２は接続導管３４を介して
圧力室１４に接続されている。この接続導管３４
内には、環状室３２に向かつて開放する逆止弁３
５が配置されている。さらに、環状室３２は孔３
７を介して第２のシリンダ部分２３の、弁座に近
い方の端部に接続されている。

本発明による装置は次のように作動する。

燃料噴射ポンプ１から燃料噴射導管４へ燃料が
供給されると直ちに、燃料圧室９内の圧力が上昇
し始める（第３図参照）。弁ニードル５は燃料圧
室９内の圧力が所定の圧力を越えると持ち上げら
れて最大開放位置Ａに持たらせる（第２図参照）。
圧力上昇開始以前に段付ピストン１９は、戻しば
ね３３が最大負荷解除される最上位置にある。ま
た第２の段付ピストン部分２２がその外側の端面
側２５で孔３７を開放しているので、環状室３２
は負荷解除状態にある。逆止弁３５は接続導管１
２及び燃料圧室９から燃料がさらに流れるのを妨
げる。このために接続導管１２をできるだけ短か
くする必要がある。

燃料圧室９内の圧力が上昇し始めると、段付ピ
ストンは弁座２４にぶつかるまでしゆう動させら
る。この時に環状室３２内には圧力室１４若しく
は燃料圧室９内に形成される圧力と同じ圧力が形
成される。この位置で、段付ピストンは、第２の
段付ピストン部分２２の加圧面で、ばね３３の戻
し力を差し引いた力によつて弁座２４に押しつけ
られるので、負荷軽減孔２６への接続がしや断さ
れる。

さて、噴射圧が最大噴射圧Ｓを越えて噴射周期
の終りに再び下降し始めると、弁２４，２５（弁
座２４と、第２の段付ピストン部分２２の端面側
２５とによつて形成された弁）を開放させる力
と、環状室３２内で第１の段付ピストン部分１９
側の環状面に作用する力と、点Ｅ（第３図参照）
における戻しばね３３の戻し力とは、以前に形成
された弁２４，２５の閉鎖力よりも大きい値に達
する。この瞬間に段付ピストンは弁座２４から上
昇させられて、縦孔２９と逃がし孔２６との接続
が形成される。逆止弁３０は負荷軽減によつて開
放させられるので、圧力室１４は逃がし孔２６に
接続されて、弁ニードル５に作用する圧力は付加
的に燃料が流れることによつて非常に迅速に下降
する。その結果、弁ニードル５は噴射終了時に非
常に迅速に閉鎖過程を行なうことができる。この
閉鎖過程は第２図及び第３図で破線ａで示されて
いる。

弁ニードルのより迅速な閉鎖過程が得られるの
で、噴射過程中の平均的な圧力レベルは公知例に
比べて高められる。これは直接噴射式内燃機関に
おいてより有利である。圧力の逆転を感知するこ
とによつて噴射ポンプの燃料供給終了時点を感知
することができる。この場合、本発明による燃料
噴射装置はまた油圧式の閾値スイツチとして作業
する。この閾値スイツチによつて、圧力が所定に
下降したことが確認されるだけでなく、この時点
で圧力の下降をさらに促進する手段を急撃に作用
させる。この手段とは、図示の実施例では圧力室
１４若しくは燃料圧室９を負荷軽減するための逃
がし孔２６の、前記閾値スイツチの切換時点で得
られる開放である。

図示の装置は、環状室３２内に戻しばね３３を
設けなくても形成され得る。この場合は、圧力室
１４内の圧力が上昇した時に段付ピストンは非常
に迅速に弁座２４に当接する。圧力室１４内の圧
力が下降すると、環状室３２内に閉じ込められた
圧力によつて負荷される段付ピストンによつて形
成される力を克服するので、弁２４，２５は開放
されて閾値スイツチの作用形式においてさらに行
なわれる負荷軽減が加速される。

さらに、段付ピストンの安定性を得るために、
弁座２４における段付ピストンの終端位置で、こ
の方向に作用するばね力の弱い調整ばねが段付ピ
ストンに作用するようになつている。この場合、
圧力室１４内で圧力が変換した後で環状室３２内
にたくわえられた圧力が前記調整ばねに抗して弁
２４，２５を開放させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射装置の１実施例
の１部を概略的に示した部分的断面図、第２図は
噴射ポンプのカム軸の回転角度に対する燃料噴射
弁ニードルの行程の関係を示したグラフ、第３図
はカム軸の回転角度に対する燃料噴射弁ニードル
の燃料噴射圧の関係を示したグラフである。 １…燃料噴射ポンプ、２…噴射弁、３…燃料噴
射導管、５…弁ニードル、６…弁座、７…噴射弁
体、８…部分、９…燃料圧室、１０…噴口、１２
…接続導管、１４…圧力室、１５…端面側、１６
…段付ピストン、１７…シリンダ、１９…段付ピ
ストン部分、２０…シリンダ部分、２２…段付ピ
ストン部分、２３…第２のシリンダ部分、２４…
弁座、２５…端面側、２６…逃がし孔、２７…燃
料貯蔵容器、２９…縦孔、３０…逆止弁、３２…
環状室、３３…戻しばね、３４…接続孔、３５…
逆止弁、３７…孔、Ａ…最大開放位置、Ｓ…最大
噴射圧、Ｅ…点、ａ…破線、NW…カム軸角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の燃料噴射装置であつて、燃料噴射
   導管４を介して燃料噴射ポンプ１に接続された噴
   射弁２が設けられていて、該噴射弁２は、燃料噴
   射ポンプ１から供給された噴射燃料の圧力を受け
   て戻し力に抗して開放する弁ニードル５を有して
   おり、前記燃料噴射導管４から導出された逃がし
   孔２６が設けられており、該逃がし孔２６内に制
   御弁が配置されていて、該制御弁の閉鎖部材が噴
   射導管４内の圧力によつて負荷されるようになつ
   ている形式のものにおいて、前記制御弁の閉鎖部
   材が、各噴射過程時に得られる高圧に応じた値を
   比較値として記憶している閾値スイツチによつて
   制御され、該閾値スイツチによつて、噴射弁２と
   燃料噴射ポンプ１との間の燃料噴射導管４内の瞬
   間的な圧力がこの閾値スイツチに記憶された比較
   値と比較され、この比較値を下廻ると、閉鎖部材
   が開放操作されるようになつていることを特徴と
   する、内燃機関の燃料噴射装置。 ２ 閾値スイツチが、シリンダ１７内で、それも
   該シリンダ１７の両端面間で移動可能なピストン
   を有しており、該ピストンの一方の端面側１５
   が、弁ニードル５の直接上流側で噴射導管４に常
   に接続された第１の圧力室１４を制限していて、
   他方の端面側２５が第２の圧力室３２を制限して
   おり、該第２の圧力室３２が、逆止弁３０を介し
   て前記第１の圧力室１４に接続可能であつて、前
   記ピストン１９が第１の圧力室１４内の圧力によ
   つて、第２の圧力室内の圧力及び戻しばね３３の
   ばね力に抗して負荷可能であつて、制御弁の閉鎖
   部材に作用接続されている、特許請求の範囲第１
   項記載の燃料噴射装置。 ３ 前記ピストンが段付ピストン１６として構成
   されていて、直径の大きい第１の段付ピストン部
   分１９と直径の小さい第２の段付ピストン部分２
   ２とを有しており、該段付ピストン１６が、直径
   の大きい第１のシリンダ部分２０及び直径の小さ
   い第２のシリンダ部分２３内で摺動可能に配置さ
   れており、第１の段付部分１９の大きい方の一方
   の端面側１５が第１のシリンダ２０の第１の圧力
   室１４を閉鎖し、第２の段付ピストン部分２２に
   よつて制限された小さい方の他方の端面側が第２
   の圧力室３２を制限し、該圧力室３２が、第１の
   シリンダ部分２０と第２の段付ピストン部分２２
   との間で環状室として構成されていて、押圧ばね
   として構成された戻しばね３３を有している、特
   許請求の範囲第２項記載の燃料噴射装置。 ４ 制御弁の閉鎖部材が段付ピストン１６の一部
   であるであるところの段付ピストン部分２２であ
   る、特許請求の範囲第３項記載の燃料噴射装置。 ５ 段付ピストン１６が、第１の圧力室１４を閉
   鎖部材と接続する縦孔２９の形状の通路を有して
   おり、該通路内に圧力保持弁として構成された逆
   止弁３０が配置されている、特許請求の範囲第４
   項記載の燃料噴射弁。 ６ 第２の段付ピストン部分２２がすべり弁の閉
   鎖部材として構成されていて、環状室３２に軸方
   向で接続された第２のシリンダ２８内に前記縦孔
   ２９の出口が設けられており、該出口は、段付ピ
   ストンがその出発位置からストツパへ摺動せしめ
   られる際に、第２のシリンダから出発する逃がし
   孔２６に接続可能である、特許請求の範囲第５項
   記載の燃料噴射装置。 ７ 第２の段付ピストン部分２２が座付き弁の閉
   鎖部材として構成されていて、端面側でシール面
   を備えており、該シール面によつて、この第２の
   段付ピストン部材２２が弁座２４に接触せしめら
   れる、特許請求の範囲第５項記載の燃料噴射装
   置。 ８ 第２のシリンダ２３が、弁座２４として構成
   された端面側によつて制限されていて、前記縦孔
   ２９が第２の段付ピストン部分２２の端面側に軸
   方向で開口している、特許請求の範囲第７項記載
   の燃料噴射装置。 ９ 前記環状室３２が、接続孔３７を介して、第
   ２のシリンダ部分２３の、弁座２４として構成さ
   れた端面側に隣接する部分に接続可能であつて、
   接続孔３７の開口が第２の段付ピストン部分２２
   によつて制御されるようになつている、特許請求
   の範囲第６項から第８項までのいずれか１項記載
   の燃料噴射装置。 １０ 圧力室１４内に段付ピストン１６に作用す
   る押しばねが配置されている、特許請求の範囲第
   ３項から第９項までのいずれか１項記載の燃料噴
   射装置。