JPH06213103A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置

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JPH06213103A
JPH06213103A JP5319975A JP31997593A JPH06213103A JP H06213103 A JPH06213103 A JP H06213103A JP 5319975 A JP5319975 A JP 5319975A JP 31997593 A JP31997593 A JP 31997593A JP H06213103 A JPH06213103 A JP H06213103A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の噴射装置において、弁部材３１の
破損の際閉ぢた状態における電磁弁２５の閉塞を阻止
し、ひいては余りにも多量の制御不能な燃料噴射を阻止
することができるようにする。 【構成】 そのため弁部材３１の内方に軸方向の孔７３
が配置されており、該孔７３は低圧室４１への接続導管
６８に開口し、かつ弁部材３１の破損後該導管６８を介
して高圧の燃料を放圧することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
基く、内燃機関の燃料噴射装置、特にポンプノズルに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ国のかなり早期の特許申請第４１
４２９９９８．２号明細書で公知のこの種の燃料噴射装
置にあっては、ポンプケーシングのシリンダ孔内を軸方
向に案内されるポンプピストンが、カム駆動装置によっ
て往復状に駆動されている。その際ポンプピストンは、
そのカム駆動装置の反対側の端面によってシリンダ孔内
のポンプ作業室を制限しており、該ポンプ作業室内には
燃料導管が開口し、かつ該ポンプ作業室は、吐出通路を
介して供給しようとする内燃機関の燃焼室に突出する噴
射弁に接続されている。その際ポンプ作業室内に存在す
る燃料の高圧吐出の開始ひいては噴射開始と噴射しよう
とする燃料量とは共に、燃料導管内に配置された電磁弁
により制御プロセスを介して制御されており、該電磁弁
は、供給しようとする内燃機関の運転パラメータに依存
して制御されている。
【０００３】更に電磁弁は電気的に制御される弁部材を
有し、該弁部材は、その外周に配置された円錐形の弁シ
ール面によって弁本体の弁座に当接している。その際電
磁弁は電流の流れない状態では開放されており、かつ電
流が供給される際初めて、弁部材がそのシール面によっ
て弁ばねの力に抗して弁座に当接しひいては閉鎖する。
電磁弁及び弁ばねの調節磁石の偏位を可能な限り小さく
するため、弁部材はポンプ作業室からの高圧導管の入口
の高さにその外周部に沿うリング状の断面減少部を有し
ており、該断面減少部は電磁弁が閉ぢている場合弁本体
内のリング室に位置しており、そのために燃料は、弁部
材の周りを均等に流れることができ、かつ弁部材の開放
方向においてもまた閉鎖方向においても、均一に弁部材
に作用を及ぼすことができる。その結果調節力がそれに
応じて小さく決められうるようになっている。
【０００４】公知の燃料噴射装置の電磁弁を冷却するた
め、磁石室の１部分が動力用電流によって低い圧力で貫
流されており、この低い圧力は、絞りを有する夫々１つ
の結合通路を介し電磁弁の下方に配置された低圧室に移
動し、引続いて低い圧力レベルの室に供給されている。
【０００５】しかし公知の燃料噴射装置の電磁弁は、リ
ング状の断面減少部における弁部材が高圧出口において
流体的に極めて強力な負荷を受けるという欠点を有して
おり、その場合は、断面減少部の内包された移行面にお
いて弁部材の開閉方向に作用する軸方向の高い力が、弁
部材の最も狭い位置の残余の横断面にノッチ効果を及ぼ
すようになり、これが疲労破壊を惹き起すおそれがあ
る。
【０００６】このような圧力が発生すると、高い軸方向
力が弁部材の部分を破壊位置で互いに引き離すようにな
り、その際高いポンプ作業圧力が全弁部材断面上に作用
し、それによって弁部材がシール面と共に弁座上に押し
付けられるようになる。その場合弁ばねの開放力は弁部
材を自動的に開放するのには充分でないようになり、そ
のために弁部材は、ポンプピストンの全ストロークに亘
って閉ぢたままになり、その結果燃料噴射装置は内燃機
関の燃焼室内へ最大の吐出量を噴射するようになる。そ
の場合はこの管理不能で制御のできない多量の燃料噴量
量のために、許容範囲に亘って内燃機関の回転数の上昇
が惹起し、かつ更には内燃機関の破壊を発生せしめる可
能性が発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
欠点を除去することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、弁部材が常
時低圧室と接続された孔を有し、該孔が、横断面減少部
の範囲で弁部材が折れた場合に、高圧室を低圧室と接続
することによって、上記課題を解決することができた。
【０００９】
【発明の効果】請求項１に記載の特徴を備えた本発明の
燃料噴射装置、特に内燃機関のためのポンプノズルは次
のような利点を有している。つまり弁部材が破損した場
合に、弁部材内の軸方向の孔によって高圧下にあるポン
プ作業室と低い燃料圧下の制御室との間の接続部が直ち
に解放され、該接続部を介して燃料の高圧が放圧され、
そのために噴射弁が閉ぢて更なる燃料が、供給しようと
する内燃機関の燃焼室にもはや到達し得ないようにな
る。その際このことは、圧力補償された弁部材の利点を
制限することなしに達成されるため、電磁弁の安全装置
があるのにかかわらず閉ぢた状態で閉塞される前に弁部
材が折損した場合には弁部材の作動力が小さくなったま
まであり、そのため弁ばね及び調節磁石は可能な限り小
さな偏位が可能である。更に軸方向の孔は冷却回路を形
成する低圧室への接続通路に開口しているため、付加的
な構造上の出費を省くことができる。
【００１０】その際特に有利なのは、請求項２に基いて
軸方向の孔が袋孔として弁座部材内に形成されていると
いうことである。該孔は低圧室側の弁部材の端面から出
発していて、弁部材の破損の場合には燃料を接続通路を
介して低圧室に導く。その際袋孔は、製作技術的に簡単
に弁部材内に加工することができ、かつ弁部材を受容す
る室に開口しており、該室は低圧室に接続する電磁弁の
冷却回路に組み込まれている。
【００１１】請求項３に基く別の有利な構成によれば袋
孔は、電磁弁の破損の際にこの場合も燃料が、電磁弁に
突入する弁部材の上方肩部からこの袋孔を介して低圧室
に接続されている冷却回路に流出できるように取り付け
られている。
【００１２】更に請求項４によれば有利な形式で弁部材
の軸方向孔を、弁ばねを受容する、低圧室に接続されて
いる電磁弁内の冷却回路に開口せしめることも、また電
磁弁内に突入しているその上方領域に開口せしめること
も共に可能である。これによって弁部材の破損の場合に
は２つの流出通路が自由に開放されて、高圧室の急速な
放圧が実現される。弁部材の破損の場合に高圧室と低圧
室との間の確実な接続が保証されるようにするため、請
求項４に基く軸方向孔は、該孔が弁部材の減少した横断
面を備えた領域を介して高圧入口の高さに出て行くよう
に構成されている。
【００１３】本発明の対象の別の利点と有利な構成と
は、これを次の説明、図面及び請求項から推測すること
ができる。
【００１４】
【実施例】本発明の対象の３つの実施例を図面に図示
し、次にこれを詳細に説明する。
【００１５】図１には電磁弁の位置の説明のために本発
明の領域だけが詳しく説明されているノズルが示されて
おり、該ノズルにあってはポンプピストン１がポンプケ
ーシング５のシリンダ孔３内を軸方向に案内されてお
り、かつ詳細には図示なしのカム駆動装置７によって戻
しばね９に抗して軸方向で内側に運動せしめられてい
る。ポンプピストン１は、そのカム駆動装置７の反対側
の端面１１でシリンダ孔１３内のポンプ作業室１３を制
限しており、該ポンプ作業室１３からポンプ作業室１３
と噴射弁１７とを接続する吐出通路１５が出発し、該噴
射弁１７は供給しようとする内燃機関の燃焼室に突入し
ている。
【００１６】更にポンプ作業室１３には燃料導管１９が
開口し、該燃料導管１９は、燃料源を形成する概略図示
の燃料貯蔵タンク２１から出発しており、かつ燃料導管
１９には搬送ポンプ２３並びに電磁弁２５が配置されて
いる。ポンプ作業室１３の充填もまた燃料高圧吐出の開
始及び終了も共に電磁弁２５の開閉を介して燃料導管１
９内で制御されるため、電磁弁２５はこの両目的に沿う
ように設計されている。
【００１７】燃料の高圧吐出をポンプ作業室１３におい
て制御するための電磁弁２５の構造は、図２乃至図４か
ら推測可能であり、その際図２は電磁弁２５の第１実施
例を図示している。
【００１８】その際電磁弁２５はニードル弁として形成
されており、そのポンプケーシング５にフランジ付けさ
れた弁本体２７の孔２９内を軸方向でシールされている
弁部材３１は、電磁石によって形成された電気的な調節
部材３３によって作動せしめられており、かつ調節部材
３３とは反対側の終端区分３５の領域でリング状の圧力
室３７によって取り囲まれている。この圧力室３７は一
方では、弁部材３１に同軸的にリング室３７から分岐し
て弁部材３１によって制御されているオーバフロー通路
３９を介して、燃料貯蔵タンク２１への燃料導管１９の
区分の構成要素である低圧室４１に接続されており、か
つ他方では、高圧室４３を形成する燃料導管１９の区分
を介してポンプ作業室１３に接続されている。図２に閉
ぢて図示されている、圧力室３７から低圧室４１への接
続部は、圧力室３７からオーバフロー通路３９の第１通
路への移行部に円錐状のシール面４５によって弁部材３
１を閉ぢることのできる円錐形の弁座４７を有してお
り、それに引続いてオーバフロー通路３９が再び円錐状
に拡幅されている。上方で高圧に設定可能な圧力室３７
に向って開放された弁部材３１は、下流側のその円錐状
に拡幅されたオーバフロー通路３９の領域に突出する端
部に、円錐状のシール面４５によって制限されておりか
つ引続いてシール面４５に回転対称的な付加部を有して
いる終端部材４９を有し、該付加部は流れに好都合な形
状の円錐形でオーバフロー通路３９の円錐形の輪郭に良
好に適合しており、それによって燃料は妨害されること
なしに貫流することができる。
【００１９】更にオーバフロー通路３９の領域には弁部
材３１の終端部材４９の端面に作用する弁ばね５１が配
置されており、該弁ばね５１は、電磁石によって作用す
る閉鎖力に抗して作用し、シール面４５を備えた弁部材
３１を弁座４７から持ち上げ、それによって電磁石に電
流の流れていない場合オーバフロー通路３９が開放され
て保持されうるようになっている。
【００２０】その際電磁石によって形成された電気的な
調節部材３３は、磁石室５５内に配置された電磁石コイ
ル５３から成っており、該電磁石コイル５３は、接続ケ
ーブル５７及び接続プラグ５９を介して電気的に励磁可
能であり、かつ圧力室３７とは反対側の弁部材３１の端
部上に配置された皿状の可動子６１を介して弁部材３１
に作用を及ぼしている。その際可動子６１は、コイル５
３が励磁されている場合コイル５３に当接するまで移動
せしめられかつその際弁部材３１を介してシール面４５
も弁座４７に当接する。コイル５３に電流の流れていな
い場合弁ばね５１によって発生する弁部材３１の逆の開
放ストロークは、弁部材３１のコイル側端面とは反対側
の軸方向のストッパ６３によって制限される。
【００２１】電磁弁２５を冷却するため電磁弁２５は低
圧の燃料で貫流されている。そのために燃料は、弁ばね
５１を受容している接続導管６８の第１部分６７を介し
て磁石室５５内に入っており、かつそれに続いて接続導
管６８の第２部分６９を介して低圧室４１内に逆流し、
その際接続導管６８はその低圧室４１への入口に夫々絞
り個所７１を有している。
【００２２】弁部材３１上の調節力を可能な限り小さく
保持できるようにするため、弁部材３１は圧力室３７の
領域にリング溝を形成する回転対称的な断面減少部６５
を有しており、そのため閉ぢた状態においてもまた開放
した状態においても共に、弁部材３１には燃料圧力の平
衡が達成される。
【００２３】リング溝を貫通して発生するノッチ作用に
基いて流体的に強力に負荷される断面減少部６５の領域
に弁部材３１の破損が発生した場合には、燃料の高圧が
一方ではシール面４５を有して可動子に結合された部分
によって分離されている弁部材３１の部分に作用してお
り、かつ弁部材３１はそのシール面４５と共に、圧力の
平衡された弁部材３１のために設けられた弁ばね５１に
抗して弁座４７に接触するように保持されており、その
ために高圧吐出が中断されなくなり、かつ噴射のための
過剰な燃料が内燃機関の燃焼室内に到達するようにな
る。このことを阻止するため図２に図示の本発明の第一
実施例にあっては、低圧室４１側の弁部材３１の端面か
ら出発している軸方向の袋孔７３が弁部材３１内に深く
切り込まれていて、圧力の危険な領域にまで延びてい
る。弁部材３１の破損の場合には、この部分のためだけ
の貫通孔である弁座側の部分に位置している袋孔７３の
部分と圧力室３７とが接続導管６８によって結合され
る。つまり高圧下にある燃料の高圧室４３からの流出
が、電磁弁２５の冷却回路を形成する接続導管６８を介
して低圧室４１へと行われ、それによって高圧の噴射プ
ロセスが中断せしめられる。図３に図示の第２実施例に
あっては、先づ弁部材３１の内方における孔の構成が異
なっており、この例では該孔が、リング肩７５から上方
において、磁石室５５に突入する弁部材３１の端部の方
へ傾斜状に出発して圧力室３７の領域内の断面減少部６
５の領域にまで突入する袋孔７３として構成されてい
る。従って弁部材３１の破損の際には、高圧下にある燃
料がポンプ作業室１３に接続された圧力室３７から傾斜
袋孔７３と磁石室５５と接続導管６８とを介して低圧室
４１に流出し、それによってポンプピストン１の高圧吐
出が終了するようになる。
【００２４】図４に図示の第３実施例にあっては上述の
２つの手段が１つにまとめられており、弁部材３１内の
孔が軸方向の貫通孔７７として形成されていて、弁部材
３１からの一方の出口が圧力室側の端面に接続され、他
方の出口が半径方向の孔区分を介して磁石室５５に接続
されている。弁部材３１が高い流体負荷のために圧力室
３７内の断面減少部６５で破損した場合には、その内方
に存在する高圧燃料が貫通孔７７の両部分を介して接続
導管６８の第１部分６７内にもまた磁石室５５内にも放
圧せしめられ、かつその位置から更に低圧室４１に放圧
せしめられる。
【００２５】つまりここに述べた弁部材３１の構成を保
持した場合には構造上の付加的な支出なしに本発明の燃
料噴射装置によって、弁部材の破損の際に閉ぢた状態に
おける電磁弁の閉塞ひいてはそれに付随する過剰な燃料
噴射量を確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の燃料噴射装置の縦断面図であって、本発
明に基く電磁弁の組込み位置及びその燃料接続部が推測
可能である。
【図２】弁部材内の軸方向の孔が下方の端面から出発す
る袋孔として構成されている、本発明の電磁弁の第１実
施例の図である。
【図３】弁部材内に上方から取り付けられた袋孔を備え
ている、本発明の電磁弁の第２実施例の図である。
【図４】弁部材内の軸方向の孔が貫通孔として構成され
ている、本発明の電磁弁の第３実施例の図である。
【符号の説明】
１ ポンプピストン ３ シリンダ孔 ５ ポンプケーシング ７ カム駆動装置 ９ 戻しばね １１ 端面 １３ ポンプ作業室 １５ 吐出通路 １７ 噴射弁 １９ 燃料導管 ２１ 燃料貯蔵タンク ２３ 搬送ポンプ ２５ 電磁弁 ２７ 弁体 ２９ 孔 ３１ 弁部材 ３３ 調節部材 ３５ 終端区分 ３７ 圧力室 ３９ オーバフロー通路 ４１ 低圧室 ４３ 高圧室 ４５ シール面 ４７ 弁座 ４９ 終端部材 ５１ 弁ばね ５３ 電磁石コイル ５５ 磁石室 ５７ 接続ケーブル ５９ 接続プラグ ６１ 可動子 ６３ ストッパ ６５ 断面減少部 ６７ 第１部分 ６８ 接続導管 ６９ 第２部分 ７１ 絞り個所 ７３ 袋孔 ７５ リング肩 ７７ 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエール ドロニエール フランス国 メイザン リュ ボワロー 76

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポンプケーシング（５）のシリンダ孔
    （３）内で案内され、カム駆動装置（７）により往復運
    動するように駆動されるポンプピストン（１）を有し、
    該ポンプピストン（１）がカム駆動装置（７）とは反対
    側の端面（１１）でポンプ作業室（１３）を制限してお
    り、該ポンプ作業室（１３）が吐出通路（１５）を介し
    て、燃料を供給しようとする内燃機関の燃焼室内に突出
    する噴射弁（１７）と接続されており、かつポンプ作業
    室（１３）に燃料源（２１）から燃料導管（１９）を介
    して燃料が供給されるようになっており、燃料導管（１
    ９）が高圧吐出期の制御のために、電気的に制御された
    弁を有し、該弁の、電気的な調節部材（３３）により作
    動される弁部材（３１）が、ポンプ作業室（１３）と該
    ポンプ作業室（１３）に隣接する燃料導管部分とから形
    成された高圧室（４３）を、燃料源（２１）に通じる燃
    料導管部分によって形成された低圧室（４１）から、シ
    ール面（４５）が弁座（４７）に接触することで分離す
    るかもしくは弁座（４７）から離れた場合に両者の接続
    を開放するようになっており、弁部材（３１）が高圧室
    （４３）と接続された圧力室（３７）の範囲にリング状
    の横断面減少部（６５）を有している形式の内燃機関の
    燃料噴射装置において、弁部材（３１）が常時低圧室と
    接続された孔を有し、該孔が、横断面減少部の範囲で弁
    部材（３１）が折れた場合に、高圧室（４３）を低圧室
    （４１）と接続することを特徴とする、内燃機関の燃料
    噴射装置。
  2. 【請求項２】 弁部材（３１）における孔が軸方向の袋
    孔（７３）として形成されており、該袋孔（７３）が弁
    部材（３１）の、電磁弁（２５）の下側の低圧室（４
    １）に向いた端面に開口しており、そこから接続導管
    （６８，６９）を介して低圧室（４１）と常時接続され
    ている、請求項１記載の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】 弁部材（３１）における孔が傾斜した袋
    孔（７３）として形成されており、該袋孔（７３）が弁
    部材（３１）の、弁体（２７）内に突入する、弁座（４
    ７）とは反対側におけるリング肩（７５）に開口してお
    り、該袋孔（７３）が磁石室(５５)と接続されており、
    該磁石室(５５)が接続導管(６９)を介して常時低圧室
    (４１)と接続されている、請求項１記載の燃料噴射装
    置。
  4. 【請求項４】 弁部材（３１）における孔が軸方向の貫
    通孔（７７）として形成され、該貫通孔（７７）が、電
    磁弁（２５）の下側の低圧室（４１）に向いた、該低圧
    室（４１）に接続導管（６９）を介して接続された弁部
    材（３１）の端面から延び、接続導管（６９）で低圧室
    （４１）に接続された、低圧の燃料を導く弁体（２７）
    における磁石室（５５）に開口している、請求項１記載
    の燃料噴射装置。
  5. 【請求項５】 弁部材（３１）における孔が少なくと
    も、圧力室（３７）の高さにある弁部材（３１）におけ
    る横断面減少範囲まで延びている、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。
JP31997593A 1992-12-23 1993-12-20 内燃機関の燃料噴射装置 Expired - Fee Related JP3484211B2 (ja)

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DE4243665.6 1992-12-23
DE4243665A DE4243665C2 (de) 1992-12-23 1992-12-23 Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere Pumpedüse für Brennkraftmaschinen

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