JPH04506102A - 噴射型内燃機関のための燃料噴射装置 - 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】 射　内燃機関のための燃料噴射装置 本発明は、噴射型内燃機関のための燃料噴射装置であって、主噴射ピストンと、 これに同軸的に配置されかつ主噴射ピストンから軸方向のストローク運動を行い かつより小さな直径を曹している前噴射ピストンと、を備え、その際主噴射ピス トンは、回転可能に形成され、かつ傾斜端面制御部を以って構成されており、ま た前噴射ピストンは、１つ又は複数のばねの力によって主噴射ピストンに接触し て保持されており、更に主噴射ピストン及び前噴射ピストンのために隔離された 噴射ノズルが設けられている形式のものに関する。この種の公知の燃料噴射装置 は、前噴射ピストンと主噴射ピストンとが軸方向にスライド不可に結合されてお り５、例へば西ドイツ国特許第５７７２８８号、オーストリア特許第２２７４７ ９号、西ドイツ国特許第１１８７８５７号及び西ドイツ国特許第１０２８３８７ 号の夫々の明細書に公開されている。

未公開の提案によれば、前噴射ピストンが隔離して形成され、かつ主噴射ピスト ンに支持されるようにすることが既に提案されている。その際前噴射ピストンは 、圧縮ストロークのために主噴射ピストンを貫通して運動されており、また前噴 射ピストンの圧縮ストロ−りに抗して作用するばねが、主噴射ピストンに当接し て保持されるようになっている。更に、主噴射ピストンに向い合う前噴射ピスト ンの端面の上には主噴射ピストンの作業室の圧力が作用しており、また前噴射ピ ストンは、この力に抗してばねによって主噴射ピストンに押し付けられるように なっている。従ってばねの力は、この圧力によって前噴射ピストンに作用する力 に打ち克たなければならず、そのためにばねは、過度に強固に構成されていなけ ればならない。近代的な噴射ポンプにあっては、主噴射ピストンの作業室の噴射 圧力が非常に大きく、、１２００パールにまで又はそれ以上に達しＣいる。しか しこの力に打克つことのできるばねは、ポンプ内へのばねの装着が不可能になる ような大きさになるであろう。従ってこの提案は、特に高い噴射圧力の場合には 実現不可能である。このことを別にしても公知の構成の場合には、主噴射ピスト ンの外周部と前噴射ピストンの局面との間のリング面だけが主噴射ピストンのた めに使用可能であるに過ぎない。従って充分な主噴射ピストンを達成するために は、主噴射ピストンが比較的大きな直径で構成されていなければならず、それに よって再び噴射ポンプの構造容積が拡大されることになる。

従って本発明の課題は、主噴射ピストンから分離された前噴射ピストンを、ばね 力によって主噴射ピストンに当接して保持できるように改良し、かつ構造容積を 減少せしめることができるようにすることにある。

この目的を達成するため本発明の本買は、はぼ前噴射ピストンが前噴射及び噴射 休止の後に主噴射量の１部分を搬送するという点にある。主噴射ピストンは、主 噴射の間、つまりその内方で高い噴射圧力が主噴射ピストンの作業室に作用して いる間、主噴射中に主噴射ピストンの作業室に発生した圧力の元で燃料を搬送し ているので、前噴射ピストンの作業室には、この時間帯の間も主噴射圧力に対応 した圧力が掛っている。

また前噴射ピストンは、その上に作用するばね力の方向で主噴射圧力によって負 荷されている。つまりばねは主噴射ピストンの作業室に発生した圧力を凌駕する 必要がなく、従ってばねは極めて力の弱い構成で充分である。その結果このばね は、これを容易に装着することができるようになった。つまり前噴射ピストンが 主噴射の間、主噴射の１部分を搬送する二とによって、主噴射ピストンの直径を より小さく構成することが可能となり、その結果、主噴射ポンプの構造容積を減 少せしめることができるようになった。

主噴射ピストンから離隔された前噴射ピストンは、ばね力により主噴射ピストン に当接して保持されているが、このような前噴射ピストンの利点は、前噴射ピス トンの原着又は締着の際、この前噴射ピストンがばね力の作用に抗して主噴射ピ ストンを貫通してその最も高い位置に持ってこられ、その内方で歿し込まれたま まになっていて、主噴射ピストンのストローク運動を妨害しないようになるとい う点である。つまり噴射ポンプは、次の修理まで、前噴射装置が省かれたまま主 噴射装置だけで非常走行運転を行うことができる。

この利点は、本発明によって初めてその活用が実現されたのである。

本発明に基く主噴射量に対する前噴射ピストンの搬送量の活用は、次のようにし てこれを簡単な形式で行うことができる。つまり前噴射ピストンの作業室は、前 噴射の終了後主噴射ピストンの作業室に接続可能であり、乃至はこの作業室から 主噴射ノズルに導かれている搬送孔に接続可能である。つまり主噴射の間に前噴 射ピストンによって搬送される燃料量が、主噴射ピストンによって搬送される燃 料量に加算され、しかも前噴射ピストンの両端部に対する圧力は同一である。

前噴射ピストンの終了の際、前噴射ピストンの作業室は吸引室との接続によって 放圧され、その結果、前噴射ノズルに案内されている搬送導管内には極めて急速 な圧力降下が発生する。しかし前噴射ピストンの作業室は、この時点では尚放圧 されているので、これを主噴射ピストンの作業室に接続することも可能である。

本発明の有利な実施例にあっては、前噴射ピストンの作業室と主噴射ピストンの 作業室との接続が前噴射ピストンによって制御されている０本発明ではこのこト ンが、その作業室に対して開放された中心孔を有しており、該中心孔は、横孔を 介して制御端面及び肩部を貫通して制限しているリング室に開口し、該リング室 は、孔を介し主噴射ノズルに案内されている搬送孔に接続可能になっている。

本発明にあっては、前噴射ピストンが前噴射の開始及び終了を１１１１１するた めに直線状の制御増面で構成されており、かつ前噴射ピストンは自由に回転可能 である。それは、前噴射ピストンの回転位置がどこにあっても差支えないからで ある。

しかし本発明の有利な構成にあっては、制御端面を備えた前噴射ピストンが前噴 射の開始及び終了の制御のために構成されていても重く、該制御端面の少くとも １つは傾斜して延びており、また前噴射ピストンが離隔された制御ロッドに接続 可能になっている。この場合前噴射ピストンは、主噴射ピストンに対し自由に回 転可能であり、また主噴射ピストンとは無関係にその回転位置を調整することが できる。

また前噴射ピストンは、その制御端面が前噴射の開始及び終了の制御にために設 けられているような構成であっても宣い、その場合制御端面の少くとも１つが傾 斜して延び、かつ前噴射ピストンは、回転モーメントを制限しているカップリン グによって主噴射ピストンに回転可能に連結されている。このような場合には、 前噴射ピストンのための隔離された調整ロッドを省くことができる。前噴射ピス トンは、回転モーメントを制限しているカップリングによって主噴射ピストンに 回転可能に連結されているため、この場合も前噴射ピストンのロック又は締着の 際、非常走行運転を主噴射ピストンだけで行うことができる。それは、前噴射ピ ストンのロック又は締着が主噴射ピストンの回転運動の邪魔をしないからである ０本発明に基く前噴射ピストンと主噴射ピストンとのこのような連結は、主噴射 ピストン上を軸方向にスライド可能にかつ回転不可に案内されている連行部によ フて行われており、該連行部に対し、前噴射ピストンに当接して主噴射ピストン 上に保持されているばねが支持されている。このような形式で主噴射ピストンは 、前噴射ピストンのロックの際にも軸方向に自由に運動可能であり、かつ前噴射 ピストンのロックによってその回転運動が妨げられるような二ともない、この場 合の構造は、本発明に基き、連行部が主噴射ピストンの外周上の軸方向の溝内を 案内されているというような簡単な形式で構成されている。連行部の相対的な回 転を容易に行うことができるようにするため、本発明では、前噴射ピストンを主 噴射ピストンに当接して保持しているばねが、スラスト軸受を介して運行部に支 持されていても宣い。

本発明の実施例の図面に晶いて本発明の詳細な説明する。

図１乃至図６はＭｌ実施例を示し、その劃１はビストンの下死点位置を、図２乃 至図６は種々の作業位相乃至位置におけるピストンを、夫々図示している。

図７及び図８は第２実施例を示し、その際図７は下死点位置におけるピストンを 、図８は前噴射ピストンのロックされた位置におけるピストンを、夫々図示して いる９図９、図１０及び図１１は第３実施例を示し、その際図９は下死点におけ るピストンを、図１０はロックされた位置における前噴射ピストンを、図１１は 詳細図を、夫々図示している。

図１乃至図６の実施例にあっては、前噴射ピストン１が、第１カラー４４を制限 している直線状の制御端面２及び３を有しており、かつ主噴射ピストン４上でば ね５の作用を受け乍ら自由に回転可能に起立している。前噴射ピストン１は、図 示なしのカムによって作動せしめられる主噴射ピストンにより、ばね５の力に抗 して持ち揚げられる。その際ばね５は、前噴射ピストン１を主噴射ピストン４に 当接せしめて保持している。主噴射ピストン４は、傾斜した制御端面６を有し、 かつ調整ロッド７により一般的な形式で回転可能である。主噴射ピストン４の作 業室８は、吐出孔９を介して主噴射ノズル１０に接続されている。この作業室８ は、２つの吸引兼連通孔１１を介して吸引兼連通孔１２に接続されている。前噴 射ピストン１の作業室１３は吐出孔１４及び１５を介して隔離された前噴射ノズ ル１６に接続されている。

図２には前噴射ピストン１の吐出開始時が図示されている。下死点位置（図１） から出発して、制御端面２は、作業室１３と吸引兼連通孔１２との間の連通孔１ ７を閉鎖する（図２に図示のように）、これが前噴射ピストン２の吐出開始であ る。この前噴射は（図３に図示のように）、前噴射ピストン１の制御端面２３が 連絡孔１８を解除することによって終了する。

図４には主噴射ピストン４の吐出開始時が図示されている。この場合主噴射ピス トン４の上方端面１９が吸引兼連通孔１１を閉鎖する。主噴射ピストン４の吐出 終了時には（図５）、主噴射ピストン４の斜めの制御端面６が吸引兼連通孔１１ を制御する。

図４に基くピストン位置にあっては、制御端面３が吐出孔１４の開口部を解放し ており、また吐出孔１４は、制御端面３と、制御端面２２及び２３によって制限 されている第２カラー３８との間で閉鎖されたリング室３９を介して連通孔１７ に接続されており、該連通孔１７は吸引兼連室１２に開口している。これを以っ て前噴射は確実に終了する。同時に前噴射ピストンｌの作業室１３は、中心孔４ ０及び横孔４１を介しリング室４２に接続されており、該リング室４２は、カラ ー３８及び肩部４３によって制限されている。このリング室４２は、連絡孔１８ を介して吐出孔９に接続されている。その効果は、前噴射ピストン１を貫通して 作業室１３から押しのけられた燃料が主噴射ノズル１０に案内されている吐出孔 ９に到達し、かつこの燃料量が主噴射ノズル１０にも吐出されるので、前噴射ピ ストンｌによって第２位相に押しのけられた燃料量が、主噴射ピストン４から吐 出された燃料量に加算されるという点である。このことはまた、前噴射ピストン １の作業室１３に構築された圧力が、前噴射ピストン１を主噴射ピストン４に押 し付けるようになるという効果を有しており、そのためにばね５をより弱く構成 しても宣いことになる。

図６には、前噴射ピストン１が締着又はロックされた時の前噴射ピストンの位置 １ａが図示されている。

この場合前噴射ピストン１は、カムの力によつ主噴射ピストン４の仲介を受けて 最も高い位置１ａに押し揚げられ、その位置に差し込まれたままになっている。

この場合カムは、前噴射ピストン１上に作用する締着力に打ち克たなければなら ない。この位置１ａではばね５は完全に圧縮されているが、差し込まれたままに なっている前噴射ピストン１は、主噴射ピストン４のストローク運動を妨害せず 、かつこの位置で、前噴射装置及びエンジンを非常走行で運転することができ、 更に次の修理まで前噴射をとりやめることができる。

図７及び図８は別の実施例を示している。前噴射ピストン２０は、主噴射ピスト ン４に自由に回転可能に支持されており、かっばね５によってこれに当接して保 持されている。前噴射ピストン２０は、調整ロッド２１を介して主噴射ピストン とは無関係に回転可能であり、かつカラー３８′の傾斜した制御端面２２′及び ２３′で吐出開始及び吐出終了を制御している。更にこの場合、１つの連絡孔１ ８だけが設けられており、該連絡孔１８は吸引兼連通孔として作用している。そ れ以外の機能は、図２乃至図５に対して図示しかつ説明したものと全く同一であ る０図７には、下死点位置におけるピストンが図１と全く同じ様に図示されてい る。図８には、図６と同じ様に非常走行運転時の図面が図示されている。前噴射 ピストン２０は締着された場合、カム及び主噴射ピストン４によって最上方の位 置２０ａに押し揚げられ、かつ次の運転の際には締着又はロックによってこの最 も高い位置に留まっているため、主噴射ピストン４の機能が妨害されるようなこ とはない。

図９．１０及び図１１は本発明の別の実施例を示している。図９には下死点位置 にあるピストンが図示されている。前噴射ピストン２４は、制御端面２５及び２ ６によって制限された第１カラー４５を有しており、その際この第１カラー４５ の傾斜した制御端面２５及び下方に位置する第２カラー３８′の傾斜した制御端 面２３′は、前噴射ピストンの回転位置に依存して、前噴射ピストン２４の吐出 開始及び吐出終了を吸引兼連通孔１７と協働して制御している。しかしこの例で は前噴射ピストン２４の回転のための隔離された調整ロッドは設けられておらず 、前噴射ピストン２４は、回転モーメントを制限している回転カップリング２７ を介して主噴射ピストン２８に連結されており、該回転カップリング２７は、両 ピストンの軸方向の相対スライドを許容している。この目的に対し主噴射ピスト ン２８はその周面に長手方向溝２９を有しており、その内方に連行部３１の舌部 ３０が案内されている。そのため連行部３１は主噴射ピストン２８に対し相対的 に軸方向にスライド可能になっている。ばね５はこの連行部に対して支持されて いる。前噴射ピストン２４は、連行部３１の中心開口部３２を貫通しかつ横ビン ３３を有しており、該横ビン３３は連行部３１の係止部３４に係止されている０ 図１１にはこの係止部３４の展開図が図示されている。この係止部３４で横ビン ３３はばね５によって保持されている。この係止部３４は傾斜した側面３５を有 しているため、横ビン３３は、所定の回転モーメントを超えた場合に二の係止部 から抜は出すことができる。このことは前噴射ピストン２４が締着又はロックさ れた場合に行われる。

図１０には、最も高い位置で不動に締着され又はロックされた状態にある前噴射 ピストンの位置が符号２４ａで図示されている。不動にロックされた位置２４ａ にある前噴射ピストン２４は、軸方向における主噴射ピストン２８の運動を妨げ ない、しかし連行部３１は主噴射ピストン２８に回転可能に連結されているため 、不動にロックされた位置（図１０）においても、ばね５の下方のばね受け３６ と連行部３１との間の相対回転は、なを行われる。またこの下方のばね受け３６ と連行部３１との間にスラスト軸受７を挿入することも考えられる。

ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、　９ ＦＩＧ、　１０ 要　約　書 主噴射ピストン（４）と、これに同軸的に配置されかつ主噴射ピストンから分離 されてより小さな直径を有している前噴射ピストン（１）と、を備えている内燃 機関の燃料噴射装置であって、前噴射ピストン（１）が、主噴射ピストン（４） に接触して保持されている少なくとも１つのはね（５）の力に抗して、主噴射ピ ストン（４）によってストローク運動のために駆動されている。

主噴射中、前噴射ピストン（１）の作業室（１３）は主噴射ピストン（４）の作 業室（８）に接続されており、そのため前噴射ピストン（１）が、前噴射及び噴 射休止の終了後主噴射量の１部分を搬送し、かつ前噴射ピストン（１）の作業室 （１３）内に発生する燃料圧力かばね（５）の作用を支持するようになる。

国際調査報告 −１−一一一−ｍ　ｋ　ＰＣＴ／ＤＥ　９０１００９９１国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．噴射型内燃機関のための燃料噴射装置であって、主噴射ピストン（４；２８ ）と、これに同軸的に配置されかつ主噴射ピストンから軸方向のストローク運動 を行いかつより小さな直径を有している前噴射ピストン（１；２０；２４）と、 を備え、その際主噴射ピストン（４；２８）は、回転可能に形成されかつ傾斜端 面制御部（６）を以って構成されており、また前噴射ピストン（１；２０；２４ ）は、１つ又は複数のばね（５）の力によって主噴射ピストン（４；２８）に授 触して保持されており、更に主噴射及び前噴射のために隔離された噴射ノズル（ １０及び１６）が設けられている形式のものにおいて、前噴射ピストン（１；２ ０；２４）が、前噴射及び噴射休止の終了後主噴射量の１部分を搬送しているこ とを特徴とする、噴射型内燃機関のための燃料噴射装置。 ２．前噴射ピストン（１；２０；２４）の作業室（１３）が、前噴射の終了後主 噴射ピストン（４；２８）の作業室（８）に接続可能であり、乃至はこの作業室 （８）から主噴射ノズル（１０）に案内されている吐出孔（９）に接続可能であ ることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射装置。 ３．前噴射ピストン（１；２０；２４）の作業室（１３）と主噴射ピストン（４ ；２８）の作業室（８）との接続部が、前噴射ピストン（１；２０；２４）によ って制御されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の燃料噴射装置。 ４．前噴射ピストン（１；２０；２４）がその作業室（１３）に対して開放され た中心孔（４０）を有しており、該中心孔（４０）は、横孔（４１）を介し制御 端面（２３）及び肩部（４３）によって制限されたリング室（４２）に開口し、 該リング室（４２）は連絡孔（１８）を介して主噴射ノズル（１０）に案内され ている吐出孔（９）に接続可能であることを特徴とする、請求項１から３までの いづれか１項記載の燃料噴射装置。 ５．前噴射ピストン（１）が、制御端面（２，３，２２，２３，２３′）を備え た２つのカラー（１８，４４，３８′，４５）によって制限されたリング室（３ ９，４２）を有しており、それらの内の１方のリング室（３９）は、前噴射ノズ ルに対する圧力導管の放圧のために使用されており、また第２のリング室（４２ ）は、前噴射ピストン（１）の作業室（１３）と主噴射ノズル（１０）との間の 接続部を形成していることを特徴とする、請求項１から４までのいづれか１項記 載の燃料噴射装置。 ６．前噴射ピストンが、２つのカラー（３８，４４，３８′，４５）及び肩部（ ４３）によって制限された２つのリング室（３９，４２）を有しており、それら の内の１方のリング室（３９）は、前噴射ノズルに対する圧力導管の放圧のため に使用され、また第２のリング室（４２）は、前噴射ピストン（１）の作業室（ １３）と主噴射ノズル（１０）との間の接続部を形成していることを特徴とする 、請求項１から５までのいづれか１項記載の燃料噴射装置。 ７．前噴射ピストン（１）には、前噴射の開始及び終了を制御するための直線状 の制御端面（２，３）が設けられており、また前噴射ピストンは、主噴射ピスト ン（４）に対し自由に回転可能であることを特徴とする、請求項１から６までの いづれか１項記載の燃料噴射装置。 ８．前噴射ピストン（２０）には、前噴射の開始及び終了を制御するための制御 端面（２２′，２３′）が設けられており、それらの内の少くとも１つは傾斜し て延びており、また前噴射ピストン（２０）は、隔離された制御ロッド（２１） により回転可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいづれか１項記 載の燃料噴射装置。 ９．前噴射ピストン（２４）には前噴射の開始及び終了を制御するための制御端 面（２５，２６）が設けられており、それらの内の少くとも１つは傾斜して延び ており、また前噴射ピストン（２４）は、回転モーメントを制限しているカップ リング（２７）によって主噴射ピストン（２８）に回転可能に連結されているこ とを特徴とする、請求項１から６までのいづれか１項記載の燃料噴射装置。 １０．主噴射ピストン（２８）には連行部（３１）が軸方向にスライド可能にか つ回転不可に案内されており、前記連行部（３１）が、前噴射ピストン（２４） を主噴射ピストン（２８）に当接せしめて保持しているばね（５）によって支持 されており、また前噴射ピストン（２８）は、連行部（３１）を貫通しかつ横ピ ン（３３）を有しており、該横ビン（３３）は、前噴射ピストン（２４）を主噴 射ピストンに当接せしめて保持しているばね（５）の作用を受け乍ら、連行部（ ３１）の切欠き（３４）に係止していることを特徴とする、請求項９記載の燃料 噴射装置。 １１．連行部（３１）が、軸方向の溝（２９）内を主噴射ピストン（２８）の周 面に沿って案内されていることを特徴とする、請求項１０記載の燃料噴射装置。 １２．前噴射ピストン（２４）を主噴射ピストン（２８）に当接せしめて保持し ているばね（５）が、スラスト軸受（３７）を介して連行部（３１）に支持され ていることを特徴とする、請求項１０記載の燃料噴射装置。