JPH06505067A - 内燃機関用燃料噴射装置 - 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】 内燃機関用燃料噴射装置 本発明は、請求の範囲第１項に記載したタイプの内燃機関用燃料噴射装置に関す るものである。

内燃機関用燃料噴射装置は極めて一般的であり、多くの種々異なる形態にて実際 の製品で利用されているが、これらの形態は種々異なる欠点を有する。

ディーゼル燃料の直接的噴射およびいわゆる予備燃焼室プロセスにおける噴射に は、カムにより作動されるプランジャもしくはピストンを有するポンプが一般的 に用いられている。上記カムは、クランク軸により直接駆動されるカム軸に配置 されている。噴射量の調節は、ピストンモしくはプランジャに機械加工された制 御エツジにより行なわれる。このタイプのポンプは、内燃機関もしくはディーゼ ルエンジンの全クランク通路にわたり高い操作動力を必要とし、そのため電子的 に制御できない。

これに対して、本発明のタイプの噴射装置は、電子制御により調整することがで きる。このタイプの公知の噴射装置の構造を、燃料を噴射ノズルに供給する圧力 衝撃装置の典型的な圧力特性を示す第２図および第３図との関連で、第１図を参 照して以下に説明する。

燃料は、燃料タンク（１）から燃料ライン（５）へ約３〜ｌＯバールの圧力にて 燃料ポンプ（２）により供給される。そのために、圧力調整器（３）および緩衝 装置（４）が前記ラインに配置されている。たとえば、電磁作動される閉止弁（ ６）をライン（５）の端部に配置し、ポツプ（２）により加速された燃料を、前 記弁が開放した際に、閉止弁を介し燃料タンク（１）へ戻すようになっている。

この閉止弁（６）の急激な閉鎖は、ライン（５）およびライン（７）を流通する 燃料の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換する。このように発生した圧力衝 撃の強度は、約２０〜８０バールであり、このことは換言すれば、ライン（５） （これは振動ラインとも呼ばれる）においてポンプ（２）により発生する流動圧 力の約１０倍となることを意味する。閉止弁（６）にて発生した圧力衝撃は、加 速された燃料を噴射ノズル（１０）を介し噴出させるために使用される。この噴 射ノズル（１０）は、圧力ライン（９）を介して、閉止弁（６）およびライン（ ５）に接続されている。

この公知の燃料噴射装置は、電子的に制御できる。すなわち、電磁制御可能な閉 止弁を用いて、閉止弁（６）に接続された電子制御ユニット（８）により制御す ることができる。

閉止弁（６）の急激な閉鎖の際に、圧力ライン（５）で発生した圧力衝撃は、ラ イン（５，７および９）中を圧力波として音速で移動し、ライン（５および９） における圧力波のエネルギーをノズル（ｌＯ）からの燃料の噴出に用いることが できる。振動ライン（５）内を伝播する圧力波は、ポンプ（２）の出口で反射さ れて閉止弁（６）まで復帰移動する。この直接的な圧力衝撃期の継続時間は、圧 力波が振動ライン（５）中を移動する継続時間に一致し、噴射ノズル（１０）に おける圧力の継続をもたらす。この直接的な圧力衝撃期の後、振動ライン中を往 復移動する残留圧力エネルギーは、振動ライン（５）中に留まる。第２図は、緩 衝装置（４）がライン（５）に配置されない場合の振動ラインにおける圧力衝撃 の典型的な時間的プロフィルを示す。この圧力特性は、最大エネルギーを有する 一次圧力波と、その後の順次減少するエネルギーを有する二次圧力波によって特 徴づけられる。これらの圧力波は、いずれも基本的に噴射をもたらしうる。しか しながら、これらの圧力波の順序は、このシステムの操作頻度を制限する。この ため、定められた操作条件中で効率化を図るために、二次圧力波が抑制される。

振動ライン（５）に配置された緩衝装置（４）は、すべての二次圧力波を抑圧す るものである。対応する圧力特性を第３図に示す。この図面は、僅がな残留する 小波を除き、二次圧力波が、連続する一次圧力波の間で抑制されることを明瞭に 示す。

電子制御することができない前述した燃料噴射装置と対比して、第１〜３図に示 した公知の燃料噴射装置は、電子制御が可能な点で優れており、噴射圧力の特性 は基本的に内燃機関の回転速度に依存しないようになっている。圧力衝撃装置に おける急激な圧力上昇および圧力低下によって燃料噴射器の急速な開閉およびそ れによる充分な燃料噴霧過程を得ることができる。

上述した燃料噴射装置においては、圧力ラインで燃料−液体力ラムを加速するの に要するエネルギーを供給すると共に連続作動可能な吸気圧力装置を必要とする という欠点がある。

この連続作動する吸気圧力供給は、圧力を一定レベルに維持することが要求され る。このために、ポンプ（２）により搬送される過剰量の燃料が、戻しラインを 介し燃料タンク（１）に接続された圧力制御弁（３）を介し放出される。この圧 力放出は、エネルギー損失をもたらすと共に、燃料温度の上昇に加え噴射弁（６ ）における圧力変動をもたらし、そのすべてが実質的に噴射過程の精度に影響を 及ぼす。さらに圧力制御弁（３）は、安定的に操作しうるよう常に最少の放出量 が要求され、これもまたエネルギー損失をもたらす。噴出器（１０）における燃 料の必要量は、エンジンの回転速度および噴射すべき燃料の量に依存するので、 圧力供給ユニットはアイドリングの間に全負荷運転につき必要とされる量の燃料 を搬送せねばならない。このことは、比較的多量の燃料を圧力制御弁（３）を介 し放出せねばならず、さらに全システムにおいて相応のエネルギー損失が生ずる ことを意味する。

連続作動ポンプを有する上記噴射装置は、いわゆる吸入マニホールド噴射モータ における噴射にも適しているが、スパーク点火エンジンの燃焼室への直接的噴射 には適していない。なぜなら、この直接的噴射は相当高い圧力レベルを必要とす るからである。このことは、ポンプに連続的に要求される動力がもはや許容値以 内に存在しえないことを意味する。また、処理すべき高圧力のために、ポンプが 自動車用エンジンとしては許容しえない寸法および重量となることを意味する。

このため、連続作動する噴射装置を製作することがかつて企画された。これらの 噴射装置は、噴射過程に要する圧力を永久的に利用しえず、噴射過程に必要とさ れた時点あるいはその直前でしか利用しえない。このタイプの装置は、たとえば 西ドイツ特許公報第５９８，９１８号において知られる。この公知の装置は、大 型の電磁石を備えている。この電磁石は励起された際に、ロータに接続されたプ ランジャを変位空間中へ圧入し、ノズルを介し燃料を内燃機関の燃焼室に噴射さ せるようになっている。閉止弁は噴射過程の直前に閉鎖され、次いで閉止弁は燃 料吸入しないよう変位空間をシールする。この公知の装置は、直接的噴射に要す る高圧力レベルが極めて大きい電磁石の使用を必要とするという重要な欠点を有 しており、そのため、装置全体が大きいスペースを必要とすると共に極めて低能 率であり、自動車におけるエンジンに対しては適していない。

この公知の燃料噴射装置は、その構造をより小型化するためにその後にさらに改 良された。かかる噴射装置は、東ドイツ特許公報第１２０，５１４号および東ド イツ特許公報第２１３，４７２号において公知である。これらの装置は、運動エ ネルギーを蓄積するシステムによって作動する。このために、電磁石のロータお よび燃料−液体力ラムを、ノズルを介する燃料の噴射に要する圧力が蓄積される 前に、長い距離にわたり加速することが示唆されている。これらの公知の装置は 、固体−エネルギー蓄積原理に従って作動するポンブーノズル装置とも称される 。

東ドイツ特許公報第１２０，５１４号によれば、送出プランジャが侵入する燃料 送出空間の第１部分には、軸線方向に延びる溝部が設けられている。その後の燃 料送出空間の第２部分における実質的な圧力蓄積なしに、これらの溝部を介して 、燃料を放出することができる。この第２部分には、燃料放出溝部は設けられて いない。

かくして送出プランジャは、非圧縮性燃料により減速されて圧力蓄積を燃料内に 生せしめ、これにより噴射弁ノ抵抗に打勝って燃料の噴射を生せしめる。このシ ステムの１つの欠点は、送出プランジャが送出シリンダの閉鎖セクションに侵入 する際に、噴射過程に要する圧力蓄積に対して不利に作用する高圧力損失が不利 な空隙状態（すなわち大きい空隙幅および小さい空隙長さ）によって生ずるとい う点にある。西ドイツ特許公報第２１３゜４７２号によれば、衝撃体を送出シリ ンダ内に配置することが示唆されており、その結果比較的大きい空隙幅にも拘ら ず、圧力損失が許容レベルに維持されるようになっている。しかしながら、この 場合には、衝撃力（衝撃部材の過度の磨耗をもたらすという欠点がある。この衝 撃体は、衝撃により、燃料に伝達される長手方向の振動力（与えられ、そのため に生じる高周波数の圧力振動力（噴射過程に悪影響を及ぼす。

上記両タイプの固体−エネルギー蓄積噴射装置の重大な１つの欠点は、燃料の噴 射を限られた程度しか制御しえないという点にあり、これは換言すればエンジン の要求に対し限られた程度しか適合しえないことを意味する。

本発明の目的は、エンジンの状態とは無関係（こ、少ない使用エネルギーで燃料 を極めて迅速かつ精密（こ噴射しうるような冒頭に記載したタイプの内燃機関用 燃料噴射装置を提供することにある。

この目的は、請求の範囲第１項、第１５項および第１８項の特徴部分により達成 される。本発明の有利な他の特徴についてはサブクレームに記載する。

本発明によれば、噴射過程に必要とされる量の燃料を、エンジン状態に応じて、 時間かつ量に関して要求される限り、利用できるようにすることが示唆されてし ）る。

従来技術による連続的な吸気圧力供給は、間歇作動する燃料加速ポンプを用いる ことにより不要となり、そのすべてが噴射装置のエネルギー要求に関し積極的な ファクターとなる。エネルギーの利用は、本発明（こよれ（ｆ、加速ポンプのた めの１つの共通制御装置を用（Ａでおり、さらにたとえば電磁作動しうる閉止弁 の形態で電気的に作動しうる遅延装置を用いて最適化される。

電磁作動しうる往復ポンプには、好ましくは間歇作動の燃料加速ポンプが使用さ れる。前記ポンプの代わりに、圧力衝撃装置の内部で燃料を加速するダイヤフラ ムポンプを用いることもできる。また、電磁ポンプ駆動部の代りに、電気力学的 駆動部、機械的駆動部または圧力部材による駆動部を用いることもできる。

ポンプおよび遅延装置の共通の始動は、ポンプおよび遅延装置の制御時間を互い に最適に適合しうるだけでなく、各燃料要求に応じて噴射過程を制御することも できる。前記制御は、モータの操作条件とは完全に独立している。

前述した遅延装置が閉止弁として構成されている図１ないし第３図に示した噴射 装置に比べ、本発明は、プランジャポンプの送出プランジャの前方の燃料送出空 間が、振動ラインとおよび逆止弁を介して燃料タンクとに接続され、これにより プランジャをリセットしたときにここにおいて燃料が燃料送出空間内に逆流可能 であるので有利である。

また、本発明は、上述した閉止弁が燃料戻りラインを介して燃料タンクと接続さ れている開放型噴射／ステムの代りに、閉止弁がプランジャポンプの送出プラン ジャの後方の吸入室と接続されている閉鎖型噴射／ステムを提供するので、さら に有利である。

この閉鎖噴射／ステムに用いられる往復ポンプは、その構造およびその始動に関 して特に簡単に構成されており、送出プランジャが電磁石のロータと共に１つの ユニ、トを形成する。これにより、プランジャ両端面の同一寸法を何らを損なう ことなしに、プランジャの加速を可能にする。

閉鎖噴射システムの１つの顕著な利点は、事前の噴射サイクルに際し、噴出され た所定量の燃料のみを燃料タンクから加速ポンプまで送り出せば良いという点に ある。

開放噴射システムと比較し、閉鎖噴射システム（こおける加速ポンプは、より少 ないエネルギーでもって燃料タンクから燃料を供給すれば良く、これは全システ ムのエネルギー要求に関し有利なファクターとなる。閉鎖噴射７ステムは、さら に、開放噴射システムよりも、実質的に良好な閉止弁の急激閉鎖に際し生ずる圧 力衝撃を用ｔ＼る。

圧力衝撃の一部は、戻しラインを介して燃料タンク中に放出されるが、図１に示 すような開放噴射システムでＣ；！使用されない。圧力衝撃のこの部分は、本発 明による閉鎖噴射／ステムにおいてポンププランツヤの後部側に加えられ、噴出 燃料まで移動する。この手段は、噴射システムの全エネルギー要求に有利に作用 し、燃料加速ポンプの相応に小さい構造を所要に応じ選択しうろことを意味する 。

本発明による１つの共通ノ＼ウンングにおける往復ポツプおよび閉止弁の配置は 、さらに構造寸法の著しい減少および噴射装置の簡単な構造を可能にする。特に 、閉止弁をソレノイドとして構成する場合に簡単な構造となる。

変形例として、ベルヌーイ効果に基づいて構成された部材を含む純機械的構造を 有すると共に外部エネルギー供給を必要としない閉止弁を設けることもできる。

ポンプおよび遅延装置の共通電子制御を必要とない本発明による燃料噴射装置の 実施例としては、請求の範囲第２４〜３４項に記載したように、往復ポンプ自体 を遅延装置として構成したものがある。本発明は、固体−エネルギー蓄積原理に 従う燃料噴射装置を開示する。燃料の戻しが往復ポンプの第１ストロークセクシ ョンで生じ、次いでその後のストロークセクションにて圧力蓄積が生ずる冒頭記 載の従来技術と比べ、本発明は、往復ポンプのエネルギーを全送出ストロークに 沿って閉鎖送出空間に蓄積すると共に噴射ノズルを介する噴射に必要な圧力エネ ルギーを、圧縮された燃料の放出が閉止弁により急激に停止されるように蓄積す ることを示唆する。この閉止弁は、好ましくは、電磁駆動部により実現され、弁 およびポンプを１つの共通な電子制御回路により所定通り制御することができる 。本発明により実現される固体−エネルギー蓄積原理の１つの利点は、プランジ ャの加速を意味するエネルギー蓄積過程が、圧力の顕著な上昇なしにプランジャ のプリストロークの継続時間に制御されつるという点にある。噴射時間および噴 射／−ケンスは、各エンジン条件に応じ、可変のプランジャのプリストロ−クを 変えることによって、必要に応じて調整することができる。また、それらは、ポ ンプの駆動磁石を、ポンプへの燃料供給に際し閉止弁を閉鎖した後に、異なる継 続時間で切換えかつこれらの継続時間に種々異なる高さまで励起することによっ て、必要に応じて、調整することができる。個々の場合に要求される圧力特性は 、すべて送出プリストロークとその後の励起された閉止弁磁石により行なわれる 変位期とを任意に組み合わせることにより実現することができる。

さらに本発明は、弁の急速な上昇、制御可能な開放時間と急速な落下、一定の上 昇および落下時間および微小なエネルギー要求が確保されるよう構成された本発 明による噴射装置のための電磁閉止弁の始動方法を提供する。

対応する特許請求の範囲第３８〜３９項に記載する。

以下、添付図面を参照して本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

第１図：慣用の燃料噴射装置の略図、 第２図および３図：第１図の装置による燃料の噴出の際の特徴的な圧力特性図、 第４図：開放燃料循環システムにて燃料を燃料タンクに戻す燃料噴射装置の一実 施例の略図、第５図：閉鎖燃料循環システムを備えた本発明による燃料噴射装置 の第２実施例の略図、 第６図：第５図による装置の実施例の略図、第７図：装置の本質的部材の均一構 成を有する第６図による装置の実施例の略図、 第８図：送出プランジャおよび閉止弁を同一材料で作成した本発明による燃料噴 射装置の実施例の略図、第９〜１１図：同一材料よりなる第８図の装置の送出プ ランジャおよび閉止弁の構成を示す実施例の略図、第１２図：燃料加速ポンプ、 閉止弁および噴射ノズルに対する圧力ラインの逆止弁に関し、同様の構成を有す る本発明による燃料噴射装置の実施例の断面図、第１３図＝９０°回転させた第 １２図による装置の断面図、 第１４図：振動ラインに配置された緩衝装置の構造図、第１５図＝ノズルを介し 噴出された燃料の調整圧力特性を生ずる閉止弁の好適実施例を示す略図、第１６ 図：策ｔ５図の装置により得られる噴出燃料の圧力特性図、 第１７図：燃料システムとは別途に形成される圧力衝撃装置を備えた本発明によ る燃料噴射装置の変形例の略図、 第１８図：本発明による燃料噴射装置のさらに他の実施例の略図、 第１９図二本発明による燃料噴射装置の閉止弁を電子制御する回路図。

従来技術を説明するため、最初に第１図〜第３図について説明する。

本発明による燃料噴射装置の実施例については第５図〜第１８図に示し、そこで は同じ参照符号が同じ構造部品に対して使用されている。

第４図に示した燃料噴射装置の実施例は、燃料タンク（２）から燃料を吸入する と共に圧力ライン〈４）を介して噴射ノズル（５）に接続された振動ライン（３ ）において燃料を加速するための電磁駆動部を備えた往復ポンプ（１）に基づい てる。電磁弁として構成されかつ閉止弁（６）に接続されて燃料タンク（２）に 通ずる戻しライン（７）を流通する燃料の量を制御する閉止弁（６）が、振動ラ イン（３）と圧力ライン（４）との間の分枝ラインに配置されている。閉止弁（ ６）および往復ポンプ（１）の始動は、電磁弁（６）の励起コイルおよび往復ポ ンプ（１）の駆動電磁石の１つのコイルに接続された１つの共通電子制御ユニッ ト（８）介して行なわれる。

さらに逆止弁（ｒｅｔｕｒｎ　ｖａｌｖｅ）　（９）が吸入ライン（１０）に配 置され、このライン（ｌＯ）は振動ライン（３）の端部をポンプ側にて燃料タン ク（２）に接続されている。

往復ポンプ（１）は、コイル通路に配設されたロータ（１２）を備えた磁気コイ ル（１１）を有しており、該ロータは円筒体（たとえば固形体）として構成され 、トロイダルコイル（１１）の中心長手軸線に対し平行に延びるハウジング中の 孔部（１３）に案内される。このロータは、第４図に示したように、該ロータが その後部壁面部においてハウジングにおける孔部（１３）の左側端部に当接する 停止位置まで、圧力バネ（１４）により付勢される。また、このロータ（１２） の他方の壁面部は、バネ（１４）により応力が加えられており、ポンプ（１）の ハウジング壁部に対し孔部（１３）の右側端部にて当接する。バネの圧力が加え られているロータ（１２）の端面は、ピストンロッド（１５）に堅固に接続され 、このピストンロッドの自由端部にはプランジャ（１６）、特にポンプ（１）の 送出プランジャが取付けられている。

このプランジャは、振動ライン（５）の内壁部に沿って案内され、好ましくほこ の内壁部に対しンールされる。

ピストンロッド（１５）は、ポンプハウジング内の孔部に侵入し、その直径はロ ータ（１２）を案内する孔部の直径よりも小さい。

吸入ライン（ｌＯ）は、送出プランジャ（１６）の外表面の前側にて振動ライン （３）中に連通している。送出ライン（１０）における逆上弁（９）は、バネに より押圧される弁部材としての球体を備えている。この球体とバネは、送出プラ ンジャ（１６）がその吸入ストロークを行なって燃料をタンク（２）から吸入す る際に、すなわち第４図におけるプランジャ（１６）がその移動を左方向に行な う際に、上昇し、逆止弁が開放するようになっている。この状態は、磁石（１１ ）を励起させると共にロータ（１２）をバネ（１４）によりその静止位置まで戻 した際に生ずる。他方の状態、すなわち電磁石が励起して第４図の右方向ヘプラ ンジャが移動する際に生じるプランジャ（１６）の送出ストロークにおいては、 逆止弁（９）の弁部材はその閉止位置まで移動し、振動ライン（３）と燃料タン ク（２）との間の接続を遮断する。振動ライン（３）に存在する一定量の燃料は 、プランジャ（１６）の送出ストロークにより加速され、戻しライン（７）まで 移送されると共に、そこからこの戻しラインを介し閉止弁（６）の開放期間中に 燃料タンク（２）まで戻される。閉止弁の開放状態の継続期間は、制御装置（８ ）により予め定められている。このことは、上記期間中に、燃料の加速が主とし てライン（３および７）で行われかつ燃料圧力がこの過程で極めて低くなり、そ の結果従来通り液圧閉鎖されるノズル（５）がノズルを介して燃料を噴出させえ ない閉鎖位置となることを意味する。

振動ライン（３）（および戻しライン（７））における一定量の燃料が、実際の エンジン状暢に応じた制御ユニット（８）の制御により予め定められた加速値に 達すると、閉止弁も制御装置（８）の制御により閉鎖されて、ライン（３および ４）を流通する燃料の運動エネルギーが圧力衝撃エネルギーに急激に変換される 。このエネルギーの大きさは、ノズル（５）の閉鎖抵抗に打勝って燃料をノズル （５）から噴出させるのに充分な大きさとな図４に示した本発明による燃料噴射 装置を、図１に示した通常の燃料噴射装置と比較した場合の実質的な利点は、不 連続的に駆動されるプランジャポンプの使用にあり、前記プランジャポンプは電 磁作動噴射弁と組合わされて噴射過程の正確な制御を可能にする。この装置にお ける他の利点は、不連続的なポンプ運転により、実質的なエネルギーの節約が達 成されることにある。

第４図による噴射装置は、多量の燃料が送出プランジャ（１６）の加速ストロー クに際しライン（７）を介して燃料タンク（２）まで戻されると共に、プランジ ャ（１６）の吸入ストロークに際し燃料タンク（２）から抜取られる開放システ ムとなっている。一方、第５図に示した本発明による噴射装置は燃料がポンプ（ １）まで循環される装置を示している。この装置では、以前の噴射過程において ノズル（５）を介して噴出された所定量の燃料に相当する量の燃料のみが送出プ ランジャ（１６）の吸入ストロークで燃料タンク（２）から吸上げられる。

この種の閉鎖システムは、より少量の燃料を移動させれば良いので、開放システ ムよりも、ポンプ（１）からの駆動エネルギーが少ない。さらに１つの決定的な 利点は、閉止弁の急激な閉鎖に際し戻しライン中に挿入される噴射過程のための 圧力衝撃のエネルギーも利用されるとい第５図による噴射装置は、ライン（７） が閉止弁（６）から送出プランジャ（１６）の後側（吸入側）まで延びる点、逆 止弁（９）と同期して切換えられる点およびプランジャの前側〈送出側〉をプラ ンジャの後側（吸入側）と接続する逆止弁（１７）が逆止弁（９）の他に設けら れている点において、第４図の噴射装置とは相違する。

逆止弁（１７）は、送出プランジャ（１６）の送出ストロークに際しその閉鎖位 置となるように設計され、したがってプランジャの前側と後側との間の流体補充 が行な第４図による吸入ライン（１０）は、第５図においては第２逆止弁（１７ ）を振動ライン（３）と接続するラインセクション（１８）により置換され、逆 止弁（１７）の他端部はラインセクション（１８’）によりライン（７）に接続 されている。機能的に第４図の逆上弁（９）に対応する第１逆止弁（９）を配置 したラインセクション（１９）は、ライン（７）から分枝されてタンク（２）中 へ伸びている。

送出プランジャ（１６）の加速もしくは送出ストロークにおいては、振動ライン （３）において加速された燃料は、閉止弁（６）が開放するとライン（７）を介 しプランジャ（１６）の背後の吸入チャンバに流入する。逆止弁（９）は、ライ ン（７）を流動する流体によりその閉鎖位置を維持する。一方、第２逆止弁（１ ７）は両側において（すなわちライン（７）およびライン（３）にて）同じ圧力 を有し、この第２逆止弁のバネ部材は、その弁部材を閉鎖位置に維持する。さら に両逆止弁（９および１７）も、閉止弁（６）が急激に閉鎖されるとその閉鎖位 置を維持する。弁（６）の閉鎖に際し発生した圧力波は、第４図の実施例と対比 して、弁と送出プランジャの前側との間を移動するだけでなく弁（６）と送出プ ランジャ（Ｉ６）の後側との間をもライン（７）を介して移動する。この圧力成 分がプランジ中の前側における振動ライン中の圧力成分に加えられて、弁（６） の閉鎖により燃料に生じた全圧力をノズル（５）からの燃料の噴出に使用するこ とができる。このようにして得られたエネルギーを利用する噴射システムは、ポ ンプ（１）の寸法を減少させ或いはポンプ（１）の駆動磁石に対する電流導入を 減少させることができる。

プランジャ（１６）の有効表面（すなわち前記プランジャの前端面および後端面 ）は、一方の端面にピストンロンドが配置されているために異なる寸法を有し、 そのため、異なる圧力がプランジャ（１６）の両側にて生ずる。この圧力差は、 ライン（１８′）に接続された蓄圧機（２０）によって補なわれる。

プランジャ（１６）の送出ストロークでは、燃料は、ラインセクション（１８お よび１８′）を介してプランジャの後側から振動ライン（３）中に、逆止弁（１ ７）を開放することなく流入する一方、極く少量の燃料を燃料タンク（２）から 抜取る。この少量の燃料は、ノズル（５）を介して噴出される燃料の量に対応す る。

第５図に示した燃料噴射装置の一実施例を第６図に示す。この噴射装置は、送出 プランジャが駆動用電磁石のロータと一体になっているので、蓄圧機（２０）な り、で作動する。このことは、プランジャの両端面が等しい大きさであって、プ ランジャの両側における圧力が等しいことを意味する。

第６図におけるロータは、送出プランジャと同じ材料から作成されている。かか る構成は、図示された実施例のように、第５図によるピストンロッド（１５）を 設けた送出プランジャ（１６）が省略されることにより達成される。開口部（２ １）をポンプハウジングにおけるロータの後側のロータ孔部（１３）の延長部に 形成し、ライン（７）を前記開口部に接続する。第６図に示した装置の作用は、 その他の点では第５図の装置に対応する。

これは、弁（６）の閉鎖に際しライン（７）に導入される圧力エネルギーが、送 出プランジャとして作用するロータ（１２）の後側に移動すると共に、この圧力 エネルギーを弁（６）の閉鎖により振動ライン（３）で発生する圧力衝撃に加え て噴射ストロークに使用しうろことを意味する。

第７図は、第６図に示した本発明による噴射装置の異なる実施例を示している。

これら２種の実施例の相違点は、往復ポンプ（１）、閉止弁（６）および第２逆 止弁（１９）がユニット構造として１つの共通ハウジング内に配置されるという 点にある。すなわち、逆上弁（１９）は、ロータ／送出プランジャ（１２）に一 体化されている。

ポンプ（１）および閉止弁（６）は、共通ハウジング（２２）内でハウジングの 中心長手軸線上で互いに前後に配置されている。ポンプ（１）と同様に、閉止弁 （６）にはコイル（２３）を含む電磁駆動部を設け、これに対する電流は、閉止 弁およびポンプのための共通制ａｌｌユニットから供給される（ただし第７図に は図示しない）。

ポンプ用のコイルと同様に、励起コイル（２３）は、環状に形成され、ハウジン グ（２２）に堅固に接続されたフランジ（２４）によりハウジング（２２）の嵌 合凹部に保持される。ポンプ磁石のコイル（１１）も、同様にフランジ（２５） によりハウジング（２２）の嵌合孔部に保持される。

フランジ（２４）は、中心セクションをコイル（２３）中に延ばし、図面では矢 印により示される振動ライン（３）に接続された中心孔部（２６）を有する。こ の孔部（２６）は、その内側端部が断面拡大され、この拡大により形成された段 部は、閉止弁電磁石のロータ（２８）用の復帰バネとして作用するバネ（２７） の支持部を形成する。このロータは、ハウジング（２２）の内側に配置された孔 部に収容され、この孔部は、孔部（２６）よりも大きい断面積を有すると共に、 より大きい拡大セクションを有する。ロータ（２８）は、中空体として構成され 、孔部（２６）に面する側には孔部（２６）の拡大部とぼは同じ断面積を有する 凹部が設けられる。より小さい断面積を有する中心孔部（２９）がロータ（２８ ）における凹部に接続して設けられ、該中心孔部（２９）と大直径の外側凹部と の間の段部がバネ（２７）の支持部を形成する。このバネ（２７）は、ロータ（ ２８）が電磁石により励起されていない際に、第７図にて右方向にその静止位置 まで押圧する。

ロータ（２８）は、閉止弁（６）の弁部材を形成する。

このために、ロータ（２８）の前側には、外周傾斜した面が形成されている。こ のロータ（２８）の面は、閉止弁電磁石が励起された際に、ハウジング（２２） 内に、前記面と対応するように形成された円錐状に延びる環状表面（３０）と係 合するようになっている。ロータ／弁部材（２８）の内側における流路（２９） は、弁座（３０）と係合しうる前側弁部材の外周傾斜面に多数の流路（３１）を 介して延び、かくして開口部（３１）を介する流体の放出を防止する。閉止弁電 磁石が励起されると、弁部材（２８）は、円錐状に延びる前側を弁座（３０）か ら離反させ、その開放位置となる。その結果、流体を、開口部（３１）を介し互 いに対面する傾斜面の間の間隙部に送出し、さらにこの間隙部から、ポンプ（１ ）のロータ／送出プランジャ（１２）の孔部（１３）中に延びる孔部（３２）へ 供給することができる。孔部（１３）は、ハウジング（２２）およびフランジ（ ２５）の中央セク／ヨンに配置され、ロータ／ブランツヤ（１２）は、圧力バネ （１４）により、たとえば第５図に示したようにその停止位置まで付勢される。

プランジャく１２）のためのこの孔部（１３）の−側は、第７図による実施例で は、振動ライン（３）の一方の端部に接続されており、一方、他側は、フランジ （２４）の孔部（２６）に接続されている。

燃料タンク（２）から導出された送出ラインにおける逆止弁（９）は、ハウジン グ（２２）の孔部（３３）に接続され、この孔部（３３）はロータ／プランジャ （１２）用の孔部（１３）に連通しており、ここには連結用孔部（３２）も連通 ずる。

ロータ／プランジャ（１２）は中空状に設計され、このことは中心孔部を有する ことを意味する。このロータ／プランジャ（１２）は、第５図および第６図によ る装置の第２逆止弁（１７）の機能を果たす弁部材として構成されている。この ロータ／プランジャ（１２）における中心孔部もしくは中空空間は、異なる断面 積を持った３つのセグメントを有している。すなわち、孔部（３２）の−側の直 径にほぼ対応する小直径を有し連結用孔部（３２）に面する第１セクシヨンと、 内部に弁部材（３４）およびこの部材に圧力を加えるバネ（３５）が配置された 大直径の第２セクシヨンと、前面側（第７図にて右側）に位置する一層大直径の 第３セクションとを備えている。また、バネ（３５）のための保持リング（３６ ）が、この第３セクシヨンと第２セク／−Ｊンとの間の段部領域に挿嵌されてい る。このバネ（３５）は、圧縮バネであって弁部材（３４）を弁座に対し押圧す る。この弁座は、ロータ／プランジャ（１２）の中心孔部における上記第１およ び第２セクシヨンの間に段部として形成されている。

第７図による噴射装置の機能は、第６図による装置の機能に実質的に対応するの で、詳細に説明した第６図の記載を参照されたい。

第８図は、本発明による燃料噴射装置の閉止弁（６）の機能を燃料加速ポンプ（ １）用の駆動ソレノイドのロータ（１２）に一体化した例を示している。このロ ータは、送出プランジャとして構成されている。この図示した構成の機能は、第 ６図による装置とほぼ一致する。第２逆止弁（１９）は第８図には図示されてい ない。このように閉止弁機能をロータと一体化したので、たとえば第６図の装置 に設けられているような制御ユニｙト（８）による送出プランジャにおける閉止 弁機能を制御する必要はない。このように、閉止弁機能をポンプ（１）の機能に 一体化することは、噴射装置を実質的に簡素化し、材料の相当な減少をもたらす 。

ロータ／プランジャ（１２）は、剛性の円筒体として形成されている。このロー タ／プランジャ（１２）の後端部は、第８図におけるポンプハウジングの左側部 分の孔部（４０）で支持される。ポンブハウジングの内部の右側部分には、送出 ストロークに際しプランジャ（１２）の前側端部を案内する同直径の追加孔部が もうけられている。ロータ／プランジャ（１２）の前端面には、中心凹部（４１ ）が形成され、それはロータ（１２）を復帰させるバネ（１４）の２個の支持部 の一方をなす。バネ（１４）の他方の支持部は、送出側における孔部（４３）と その後の狭い孔部（４４）との間の段部により形成される。その孔部（４４）に は、振動ラインのポンプ側端部を接続する。前記バネ（１４）は、本発明による 装置の前述実施例と同様に圧縮バネとして構成されており、ロータ／プランジャ （１２）に押圧力を加えてこれを静止位置へ位置せしめる。この静止位置におい ては、プランジャの後面側が、孔部（４０）から小直径の孔部（４５）への移行 領域に形成された段部の環状表面と当接する。この孔部（４５）は、振動ライン （３）に接続して大直径の追加孔部から小直径の孔部（４３）への移行領域にお ける段部の環状表面（４６）は、ロータ／プランジャ（１２）の前端面の停止面 として機能し、本発明の前記実施例における閉止弁（６）と同様の機能を奏する 。このことは、ロータ／プランジャ（１２）が、静止位置におけるロータ／プラ ンジャ（１２）の前端面と環状表面（４６）との間の距離により決定されるスト ローク距離Ｘを通過した後に、環状表面（４６）に当接することを意味する。そ の結果、ロータ／プランジャ（１２）により行なわれる燃料の加速が急激に中断 されると共に流体の運動エネルギーが圧力衝撃に変換される。この衝撃の強度は 、孔部（４５）の領域にて振動ライン（３）に接続された噴射ノズル（５）を介 し燃料を噴出させるのに充分な程度である。振動ライン（３）の他端部には、逆 止弁（９）を有する燃料吸入ラインが孔部（４４）の領域で接続されている。

送出プランジャ、ロータおよび閉止弁を一体化した構成に関する他の実施例を第 ９〜１１図に示す。これら実施例においても、圧力衝撃の発生は、ロータ／送出 プランジャ（１２）がＸの範囲のストローク距離を通過した後になされる。第９ 図による閉止弁機能は、第８図による実施例と同様なプランジャストローク通路 に配置された障害物に対するロータ／プランジャの衝撃によって得られる。これ に対し、第１０図および第１１図の実施例によれば、この機能は、狭い孔部とし て形成された流れ障害部の突然の閉鎖による燃料加速の急激な中断により実現さ れる。

第９〜１１図の実施例におけるロータ／プランジャ（１２）の案内は、第８図と 同様に、互いに軸線方向に離間して配置された２個の孔部（４０および４１）に より行なわれる。第９〜１１図の実施例は、その他の点では第８図の構成に基づ いているが、第２逆止弁（１９）が第７図に示した本発明による装置の実施例と 同様に中空部材として形成されたａ−タ／プランジャに一体化されている点で相 違する。第７図および第９〜ｔｉ図に示した装置の同じ構成部品については、同 じ参照符号を用第９図による実施例において、逆止弁（１９）とじて構成する弁 部材（３４）の内側表面は、ストローク距離Ｘを通過した後にロータ／プランジ ャ孔部（４０および４１）の中心長手軸線に配置されたピン（５０）に対して衝 突する。この衝撃は、第８図との関連で前述した圧力衝撃をもたらす。

第１０図の実施例においては、燃料の加速は、狭空孔部（５１および５２）とし て形成された障害部によって行なわれる。これらの孔部は、送出方向における孔 部（４１）の前端部の領域に配置されてハウジング孔部（４４）に接続され、こ のハウジング孔部は振動ラインに接続されている。第１０図に矢印で示したよう に、ロータ／プランジャ（１２）の内部における燃料は、燃料の送出方向に対し 垂直に延びる孔部（５１）を介し、ポンプハウジング内に送出方向で上記孔部（ ５１）から離間配置された孔部（５２）中へ流入し、そこから孔部（４４）中へ 流入し、最後に振動ライン中へ流入する。

ロータ／プランジャ（１２）の環状前端部がストローク距離Ｘを通過すると直ち に、このプランジャの球状前端部が半径方向開口部（５１）を閉鎖する。これに より燃料の加速が急激に停止されて圧力衝撃が発生することを意味する。

第１１図の実施例は、流れ障害部が中空ロータ／プランジャの前面壁部に形成さ れた開口部（５３）の形態である点において、第１０図の実施例とは相違する。

ストローク距離Ｘを通過した後、半径方向の外側開口部（５３）を備えたプラン ジャの前面壁部は、段部（４６）に当接し、この段部はプランジャの内部から孔 部（４４）への流体流れを急激に中断させる。その結果、流動する燃料の運動エ ネルギーは圧力衝撃に変換され、噴射ノズルを介し燃料を噴出させる。

第１２図および第１３図は、本発明による装置の他の実施例を示している。この 実施例では、閉止弁を液圧弁として構成すると共に１つの共通ノ＼ンジング内に ポンプ（１）と合体させている。この特別な実施例においては、振動ライン（３ ）も共通ノ１ンジングに一体化されている。

電磁駆動部を有するポンプ（１）の機能および本質的構造は、本発明による噴射 装置の上記実施例と実質的に対応するが、燃料吸入ラインはボンブノーウジング に嵌合する連結バイブ（６０）に接続されている（第１３図）。

この特別な実施例においては、閉止弁（６）を電磁的に制御せずに、ベルヌーイ 効果により所定の流速で自動的に閉鎖することもできる。すなわち、加速期にお いて振動ライン（３）を流れる燃料は、間隙部（６１）を介し弁スペース（６２ ）に達する。／ｚ＋不（６４）の適当な設計により調節しうる狭い環状間隙部を 、弁錐体（６３）とそれに対応する弁座との間に形成する。燃料はこの環状間隙 部を流れ、その際に、ベルヌーイの定理によりこの位置における包囲空間よりも 低い静圧力を発生する。

環状間隙部における静圧は、所定の流速において、弁錐体（６３）が引っ張られ て閉止弁（６）が急激に閉鎖するまで減少し、その結果、噴射ノズルを介し燃料 を噴出するのに必要とされる圧力衝撃を発生させる。噴射ノズルに至る圧力ライ ンを逆止弁（６５）の出口に接続し、この逆止弁を第１２図および第１３図に示 した構造組合せる。

弁（６５）の弁錐体（６６）は、圧縮バネ（６７）により各弁座に対し押圧され ている。このバネ（６７）は、振動ライン（３）における圧力が所定値以下とな った際に弁が閉鎖して噴射ノズルを介し燃料を噴出させるように設計されている 。噴射弁に至る圧力ラインにおける気泡の形成は、逆止弁（６５）によって防止 される。何故なら、この逆上弁は、噴出圧力が低下した際に、噴射ノズルを介し 空気が導入されるのを防止すると共に燃料および空気が圧力ラインに導入される のを防止するからである。

第１２７１３図による実施例において、ロータ／送出プランジャ（７）には、半 径方向スロット（６８および６９）が設けられている。これらのスロットは、異 なる深さを有して実質的に円筒状のロータの全外周にわたって形成されている。

これらのスロットは、ソレノイドが配置された際に乱流の発生を防止すると共に エネルギー消費の減少に貢献する。

第１４図は、振動ライン（３）に配置しつる緩衝装置（７０）の好適実施例を示 す。この緩衝装置（７０）は、バネにより加圧下に置かれる逆止弁より実質的に 構成されている。このバネ（７３）により加圧下に置かれる前記逆止弁の弁プレ ート（７２）は、より小さい直径の中央孔部（７４）を有する。この緩衝装置は 、圧力波がポンププランジャの後側に対し衝突して反射された際に生じ、振動ラ インを中に逆移動する振動を減衰させる。

この実施例は、成る種の燃焼過程においては、各操作サイクルに際し燃料を連続 して短時間にかつ明確な量で数回噴射するのに実用的である。個々の圧力ピーク 間の時間は、本発明によれば数１　／　１０　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ〜数ｍ５ｅｃの範 囲である。さらに、圧力ピークの程度は、必要に応じて変えても良い。この種の 圧力特性は、より長い噴射継続時間が必要とされる場合またはディーゼルエンジ ンの場合に特に有利である。

このような圧力特性（第１６図参照）は、閉止弁の反復した複数回の短時間の閉 鎖および開放により得ることができる。しかしながら、閉止弁本体のその座部に 対する限定的な衝突が行われる。そのため、閉止弁（６）の放出断面は、閉鎖動 作の間に交互に開放および閉鎖させるようにすることもできる。そのように構成 さりた実施例を第１５図に示す。この弁は、電磁作動可能な弁として構成され、 電磁石の環状コイル（７１）を収容す′るノ＼ウンング（７０）を備える。ソレ ノイドのロータ（７２）は、弁部材として構成される。このロータ（７２）は、 ハウシングの中央孔部（７３）に配置され、緊張７１不（７４）によりその停止 位置まで圧縮されて、ロータ（７２）をその後側表面で、孔部（７３）の１端部 を形成する停止表面（７５）に当接させる。ロータ（７２）は中空状に形成され ている。この中空部はロータの軸方向に亘って延びて、送出孔部（７７）とほぼ 同じ断面積を有する中央孔部（７６）を形成する。送出孔部（７７）の直径は、 ロータ（７２）に対向する端部において拡大されており、一方、同様の拡大開口 部をロータ（７２）の後方端部においてその中央孔部（７６）に形成する。

孔部（７７）の端部およびロータ（７２）の後方端部における拡大開口部により 形成された段部は、それぞれ緊張バネ（７４）の支持部として機能する。プラン ジャ型ロータまたは弁部材（７２）の前端部には、多数の半径方向スロット（７ ８）が、軸線方向において互いに離間した状態に形成されている。放出ライン（ ８０）と連通ずる環状溝部（７９）を、送出方向におけるロータ（７２）の前側 において、ロータ用の孔部（７３）に形成する。

励起電流がコイル（７１）に流れると、ロータ／弁部材（７２）がノーウジング の表面（７５）に当接し、その結果燃料は、送出孔部（７７）から中心孔部（７ ６）を介して放出孔部（８０）中へ流入する。コイル（７１）の励起電流を遮断 すると、バネ（７４）は弁部材（７２）を閉鎖位置まで右方向に押圧する。環状 溝部（７９）力（閉鎖運動（７２）に際し先ず最初に閉鎖され、圧力衝撃が発生 する。さらに弁部材（７２）が閉鎖動作を行うと、部材（７２）に半径方向に形 成されたスロット（７８）は、環状溝部（７９）および放出孔部（８０）に順次 に整列位置する。その結果、圧力は、先ず最初に環状溝部（７９）が閉鎖動作の 進行に際しプランジャ型部材（７２）により再度覆われるまで減少する。得られ る噴射圧力ピークの個数は、互いに離間して軸線方向に配置された半径方向スロ ノ１−（７８）の個数により定まり、一方圧力ピークの順序は、スロット（７８ ）の軸方向の相対的な距離によって定まる。この種の閉止弁で得られる典型的な 圧力特性を第１６図に示す。圧力ピーク間における圧力上昇の程度は、弁部材（ ７２）におけるスロット（７８）の軸方向幅に依存する。

本発明による燃料噴射装置の他の実施例を第１７図に示す。この特別な実施例に おいて、圧力衝撃装置は、燃料吸入および噴出装置とは別に作成される。この圧 力衝撃装置は、第１１図に示した種類の流体加速ポンプ（１）を備え、閉止弁の 機能は逆止弁（１９）に一体化されている。この圧力衝撃装置は、閉鎖システム として構成されている。すなわち、振動ラインがポンプ吸入口および出口に接続 されており、適当な非圧縮性流体がこの回路を循環するようになっている。この 圧力衝撃装置は、ダイヤフラム装置（９０）を介し燃料噴出装置に接続されてい る。この実施例においては、燃料タンク（２）に、また噴射ノズル（５）にそれ ぞれ直列で接続された２個の逆上弁（９１および９２）を備えており、これら２ 個の逆上弁の間の分枝ラインがダイヤフラム装置（９０）に接続されている。こ のダイヤフラム装置は、さらに、別に設けられた圧力衝撃装置の振動ライン（３ ）にライン（９３）を介して接続されている。これらの逆止弁（９１および９２ ）のうち、燃料タンク（２）に隣接する逆止弁（９１）は、ダイヤフラム（３０ ）が、圧力衝撃装置により上記したように発生した圧力衝撃により離脱した際に 、ライン部分（９４）における燃料により、その閉鎖位置に移動するよう設計さ れている。一方、その燃料は、噴射ノズル（５）に接続された逆止弁（９２）を 印加圧力により開放させて、燃料をこのノズルを介し噴出させる。ダイヤフラム 装置（９０）のダイヤフラムは、圧力衝撃の終了後にその出発位置に復帰してラ イン部分（９４）に減圧を発生させ、これにより逆止弁（９２）が閉鎖される一 方逆止弁（９１）が開放され、燃料を燃料タンク（２）から吸入する。

第１８図は、固体−エネルギー蓄積原理にしたがって作動する本発明による燃料 噴射装置の他の実施例を示す。

第１８図による配置もポンプ（１）を備え、その設計は第４図のポンプ（１）の 設計に実質的に対応する。ただし、送出プランジャ（１６）は、プランジャとロ ッドとに分離されていない。このプランジャ（１６）は、ロータ（１２）に直接 接続されている。プランジャ（１６）は、変位空間（１００）に侵入する。圧力 ライン（１０１）の一端部は変位空間（１００）に接続され、圧力ラインの他端 部は噴射弁（５）に接続されている。

この圧力ライン（１０１）には、変位空間（１００）の直ぐ近傍における圧力ラ イン（１０１）の開始部において、燃料供給部（１０３）が接続された開口部（ １０２）が設けられている。この燃料供給ライン（１０３）には、閉止弁（１０ ４）が配置されている。この閉止弁（１０４）は、ロータ（１０６）に接続され たバネにより加圧される弁プレート（１０５）を備える。このロータ（１０６） は、中央孔部（１０７）とこの中央孔部に対し垂直配置された孔部（１０８）と を存する。閉止弁（１０４）は停止位置にて開放される。これは、ロータ（１０ ６）が、燃料を、燃料タンク（図示せず）から延びる供給ライン（１０３）の端 部（図示せず）から孔部（１０ｇ）および（１０７）を介して弁プレート（１０ ５）の周囲の圧力ライン開口部（１０２）まで流すことができる位置までバネ（ １０９）により、押圧されていることを意味する。

この実施例による噴射過程は次のように行なわれる。

圧力ライン（１０１）が燃料により完全に満たされると磁気コイル（１１）は適 当な時点で励起され、この励起によりロータ（１２）がその最終位置から加速さ れ、それに伴いプランジャ（１６）が同様に燃料で満された変位空間（１００） に侵入する。プランジャ（１６）により変位された燃料は、振動ライン開口部（ １０２）と中央孔部（１０７）と横孔部（１０８）とタンク側におけるライン（ １０３）とを流通する。閉止弁が所定時点で作動し、弁プレート（１０５）がそ の弁座に当接して弁を閉鎖する。これにより、振動ライン開口部（１０２）を閉 鎖させ、さらに燃料が変位空間（１００）／圧力ライン（１０１）から放出され ないようにする。次いでプランジャ（１６）およびロータ（１２）は、急激に減 速されて前記部材に蓄積された運動エネルギーを非圧縮性燃料へ解放する。この 過程で圧力波が発生し、これにより燃料は、従来のように液圧式およびバネによ る加圧式で構成された噴射弁（５）を介し圧力ライン（１０１）から噴出する。

往復ポンプ（１）および閉止弁（１０４）の始動は１つの共通制御回路（図示せ ず）によって行なわれる。この回路は、ポンプ（１）の磁気コイル（１１）が弁 （１０４）の閉鎖後に所定時間にわたり励起し続けるよう設計されている。送出 弁（１０４）およびポンプ（１）は、噴射燃料の量およびその圧力特性を、ポン プ（１）のプランジャ（１６）の可変吸気ストローク（このストロークは弁（１ ０４）が開口するストロークを意味する）により並びにポンプ（１）の駆動磁気 コイル（１１）を送出弁（１０４）の閉鎖後に異なる時間にわたり異なる強度に て切換えることにより殆ど目白に変更できるよう制御することが必要である。こ れは、噴射過程を所定のエンジン並びにその操作条件に最適に適合させることを 可能にする。

最後に第１９図は、本発明による燃料噴射装置の電磁制御しうる閉止弁を始動さ せるための本発明による回路を示している。

本発明による装置の閉止弁を高速エンジンに用い、短時間で適切に始動させるに は、次の条件を満たさねばならない： 磁気弁もしくは閉止弁を極めて迅速に上昇させる必要があり、（約１．５ｍ５ｅ ｃ未満の上昇時間）、また、開放時間も制御する必要があり、（約０．５〜６ｍ ｓ　ｅｃ）、さらに磁気弁は迅速に落下もしくは閉鎖させる必要がある（約３ｍ ｓ　ｅ　ｃ）。また、上昇および落下時間は、全操作条件にて一定であり、極く 僅かなエネルギーしか必要としない。

極めて短い間閉鎖時間を得るため、本発明は、開放時間に亘って流れ続けた場合 に磁気弁が破壊されるような高電流により磁気弁を始動させることを示唆する。

したがって、本発明は、弁の閉鎖後に高電流を実質的に低い保持電流まで低下さ せることを示唆する。

これは、弁の開放過程に際し高電流を供給し、弁が開放したら直ちにこの高電流 を低下させることを意味する。

第１９図は、このような操作高電流と低い保持電流とを実現するための回路を示 す。

この実施例において回路は、静止位置にて開放する弁のために設計されている。

これは、プラ／／ヤかその最終位置にてバネにより付勢されていることを意味す る。

この回路は、弁の磁気フィルとＭＯＳＦＥＴの形態の切換トランジスタ（Ｑｌ） のドレインソースバス及び逆止弁とを含む直列回路で構成される。

逆止弁の抵抗による電圧低下は、弁の磁気コイルを流れる電流に作用する。

さらにこの回路には、比較器として接続された操作増幅器（ＩＣＩ）を設け、弁 コイルに流れて逆止弁の抵抗により低下する電流を示す電圧を、抵抗体（Ｒ２） を介し前記操作増幅器の入力に加えるようになっている。

抵抗体（Ｒ３）による電圧低下を比較器または操作増幅器（ＩＣＩ）の第２人力 に加える。抵抗体（Ｒ３）は、フリップフロップ（Ｉ　Ｃ２）の状態に応じ電位 計（Ｒ４）もしくは電位計（Ｒ５）のいずれかに接続して電圧分割器を形成する 。

ＭＯＳＦＥＴ　（Ｑｌ）のゲートターミナルを、ＡＮＤ−ゲート（ＩＣ３）の出 力に接続された抵抗体（Ｒ６）を介して始動させる。ＡＮＤ−ゲートの両人力を フリップフロップの信号入力に接続し、一方の入力を比較器（ＩＣＩ）の出力に 接続する。

信号入力は、フリップフロップ（ＩＣ２）の設定入力に導通し、比較器（Ｉ　Ｃ １）の出力はフリップフロップ（ＩＣ２）のリセット入力に接続される。

この回路の機能を以下に説明する。静止状態にあっては、何の信号も信号入力に 加えられない。弁は、電流が！気コイルに流れないことを意味する静止位置にあ る。

切換トランジスタ（Ｑｌ）を遮断する。この場合、逆止弁の抵抗のために［ｓｉ ｃ；ｎｏ］電圧は低下している。

比較器（ＩＣＩ）の出力をＬＯＧ　Ｉ　Ｃ１に切換える。ＬＯＧＩＣ１に対応す る電圧を信号入力に加えると、ＬＯＧＩＣ１がＡＮＤ−ゲート（Ｉ　Ｃ３）の両 人力に現れて、切換ＭＯ３ＦＥＴ　（Ｑｌ）が（Ｒ６）を介し駆動されて切換わ る。

ＬＯＧＩＣＩが同時にフリップフロップ（ＩＣ２）の設定入力に出現し、電圧が （Ｒ４）と（Ｒ３）とで構成された電圧分割器に対し出現する。（Ｒ３）による 電圧低下は最大電流の尺度として作用する。弁の磁気コイルのインダクタンスに より、逆止弁による電圧低下が（Ｒ３）を介する電圧低下よりも大となるまで、 閉鎖電流が徐々に蓄積される。逆止弁を介する電圧低下が（Ｒ３）による電圧低 下よりも大になると、比較器（ＩＣＩ）の出力が直ちにＬＯＧＩＣＯに切換わる 。かくしてフリップフロップ（ＩＣ２）は状態を変化させ、　（Ｒ３）および（ Ｒ５）により形成された電圧分割器が作動する。

（Ｒ３）による電圧低下は保持電流に比例する。　ＡＮＤ−ゲート（ＩＣ３）の 出力は、同時にＬＯＧＩＣＯまで切換わり、切換トランジスタ（Ｑｌ）が最初に 遮断される。

切換トランジスタ（Ｑｌ）が遮断されるので、逆止弁による電圧低下は生ぜず、 比較器出力が再びＬＯＧＩＣｌに切換わる。フリップフロップ（ＩＣ２）の状態 はもはや変化しない。（［Ｃ３）の出力は、再びＬＯＧＩＣｌまで切換わる。こ れは、切換トランジスタ（Ｑｌ）が再び作動することを意味する。電流は、再び 磁気弁のコイル中を、逆上弁による電圧低下が（Ｒ３）による電圧低下よりも大 となるのに充分な高さになるまで流れる。

これは電圧分割器（Ｒ３／Ｒ５）により決定される。

このようにして回路は、反復保持サイクルを形成し、保持電流を抵抗体（Ｒ５） の調整により決定することができる。

閉止弁の慣性質量は、弁が調時保持電流にも係わらずその閉鎖位置に留まり、望 ましくない低下が承じないという事実をもたらす。

信号入力がＬＯＧＩＣＯまで切換わると、直ちに保持電流が遮断され、弁がその 開放位置まで落下する。

２種の異なって調整しうる（すなわちＲ４およびＲ５による）基準電圧を、フリ ップフロップ（Ｉ　Ｃ２）により比較器（Ｉ　Ｃ１）に用いることができる。信 号人力に加えられた入力信号がＬＯＧＩＣｌである限り、調整された最大電流に 達すると比較器（ＩＣＩ）はＡＮＤ−ゲケート（ＩＣ３）を介し切換トランジス タを調時する。

フリップフロップは、第１調時過程において状態を変化する。これは、高電流に 続く低い最大電流（−保持電流）がこのようにして得られることを意味する。

この操作方式は、この目的に必要な電流が弁を保持する際にこの弁を破壊すると いう危険なしに、弁の迅速な開放を容易化させる。

図　１ 図２ 「 図４ 図　１４ 図　１５ 図　１６ 図　１７ の 区 図　１９ ネ甫正書の側］言尺文提圧書 （特許法第１８４条の８）　圃 平成５年　８月　２６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料を加速させるポンプと燃料の流れを遅延させる装置を含む圧力衝撃装置 により燃料を供給する噴射ノズルを備え、前記閉止弁の作動により加速燃料の運 動エネルギーを衝撃波に変換して噴射ノズルを介し燃料を急激に噴出させる内燃 機関への燃料の噴射装置において、間歇作動する燃料加速ポンプを備えることを 特徴とする燃料の噴射装置。 ２．燃料加速ポンプは、往復ポンプであることを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の装置。 ３．往復ポンプ（１）は、電磁作動することを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の装置。 ４．ポンプ（１）及び電気的に作動する遅延装置のための１つの共通電子制御ユ ニット（８）を備えることを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に記載の装 置。 ５．遅延装置が閉止弁であるとき、閉止弁がポンプを噴射ノズルに接続する振動 ラインに接続され、閉止弁が開放状態にて振動ラインから分枝ライン中へ加速燃 料を放出させ、閉止弁がこの弁の急激な閉鎖に際し圧力衝撃波を発生することに より噴射ノズルを介し燃料を噴射させる装置において、往復ポンプ（１）の送出 プランジャ（１６）の前側における変位空間を振動ライン（３）に接続すると共 に逆止弁（１０）を介し燃料タンクに接続し、燃料を変位空間に流入させると共 にプランジャ（６）のリセットに際し燃料タンクから振動ライン（３）に流入さ せることができることを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項に記載の装置。 ６．閉止弁（６）は、燃料戻しライン（７）を介し燃料タンク（２）に接続され ることを特徴とする請求の範囲５に記載の装置。 ７．閉止弁（６）は、ポンプ（１）の送出プランジャの背後の吸入部に接続され ることを特徴とする請求の範囲５に記載の装置。 ８．送出プランジャ（６）の背後における入口チャンバを逆止弁（１７）を介し プランジャ（６）の前側における変位空間に接続して、プランジャ（６）のリセ ットに際し燃料を入口チャンバから変位空間中へ流出させうることを特徴とする 請求の範囲第７項に記載の装置。 ９．往復ポンプ（２）がソレノイド駆動部を備え、そのロータ（１２）をピスト ンロッド（１４）を介し送出プランジャ（１６）に接続することを特徴とする請 求の範囲第７項又は第８項に記載の装置。 １０．送出プランジャの後側を蓄圧機（２０）にさらに接続して、プランジャの 全表面前側とプランジャの後側における環状表面との間の、ピストンロッド（１ ４）をプランジャ（１６）に接続して生じた表面積の差から生ずる圧力差を補う ことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 １１．往復ポンプ（１）の駆動部はソレノイドを含み、そのロータ（１２）を２ つの等しい大きさの面側部を持った送出プランジャとして構成することを特徴と する請求の範囲第７項または第８項に記載の装置。 １２．閉止弁（６）は電磁駆動弁であることを特徴とする請求の範囲第５項ない し第１１項のいずれかに記載の装置。 １３．往復ポンプ（１）および閉止弁（６）を１構造ユニットとして構成するこ とを特徴とする請求の範囲第５項ないし第１１項のいずれかに記載の装置。 １４．往復ポンプ（１）および閉止弁（６）を共通ハウジング（２２）内に配置 すると共に、それぞれ互いに直接隣接して配置したソレノイドで構成し、ソレノ イドのロータ（１２）および（２８）を送出プランジャまたはプランジャ形状の 弁部材として構成することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．本質的に送出プランジャ（１２）とプランジャ形状の弁部材（２８）との 同軸配置を特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。 １６．閉止弁（６）の出口を短い流路（３２）を介しポンプ（１）の後側入口チ ャンバに接続し、逆止弁に接続し次いで燃料タンク（２）に接続しうる１つの追 加流路（３３）を前記入口チャンバに突入させることを特徴とする請求の範囲第 １５項に記載の装置。 １７．閉止弁（６）の弁部材が中空プランジャ（２８）（盲孔部を有するプラン ジャ）であって、バネによりリセットされると共にプランジャ（２８）の横表面 に突入する前端部に流体出口開口部（３１）を設け、プランジャ（２８）を収容 する孔部の前端部で前記横表面を対応の横表面（３０）（弁座）と封止するよう 係合させうることを特徴とする請求の範囲第４項ないし第６項のいずれかに記載 の装置。 １８．プランジャ（２８）の前端部およびプランジャ孔部の対向端部における横 表面が円錐表面であることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。 １９．送出プランジャ（１２）の背後に位置する入口チャンバを送出プランジャ （１２）の前側に位置する変位空間と接続する逆止弁（１９）を送出プランジャ （１２）に一体化させることを特徴とする請求の範囲第１４項ないし第１８項の いずれかに記載の装置。 ２０．逆止弁（１９）が弁部材（３４）を備え、これを送出プランジャ（１２） の侵入孔部もしくは中央孔部に配置されて送出プランジャの中空空間の後端部に てバネ（３５）により送出方向に弁座に対し押圧することを特徴とする請求の範 囲第１９項に記載の装置。 ２１．閉止弁（６）がベルヌーイ原理にしたがって作動する液圧弁であって、前 記液圧弁の弁部材（６３）が開放位置にて弁座からの間隔を有すると共にバネ力 （バネ６４）を受けて空隙部を形成し、さらに前記弁部材は燃料がポンプの出力 により所定の流速に達すると弁座にて急激にその閉鎖位置となることを特徴とす る請求の範囲第５項に記載の装置。 ２２．逆止弁（６５）がポンプ（１）から噴射ノズルまで延びる圧力ラインに配 置されて噴射ノズルを介する空気の導入による気泡の形成を防止することを特徴 とする請求の範囲第２１項に記載の装置。 ２３．閉止弁（６）および逆止弁（６５）をポンプ（１）、特に電磁駆動する往 復ポンプと共に１共通ハウジング内に１構造ユニットとして配置することを特徴 とする請求の範囲第２２項に記載の装置。 ２４．往復ポンプ（１）がポンプにより加速される燃料のための遅延装置として 形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項に記載の装置。 ２５．往復ポンプのソレノイドのロータ（１２）が送出プランジャとして形成さ れていることを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２６．往復ポンプ（１）の送出行程が送出プランジャ（１２）のための衝撃手段 により制限され、この場合送出プランジャ（１２）の衝撃部材への衝撃が燃料内 に圧力衝撃波を放出することを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７．衝撃手段が送出プランジャ（１２）をポンプハウジングに収容する孔部の 狭溢部であることを特徴とする請求の範囲第２６項に記載の装置。 ２８．狭溢部が送出プランジャ孔部と逆方向にて背後に配置された小断面の孔部 （４４）との間の環状表面（４６）でることを特徴とする請求の範囲第２７項に 記載の装置。 ２９．送出プランジャ（１２）が中央孔部を設け、送出方向後端部において弁部 材により閉止され、弁部材はプランジャの送出方向と反対方向にばね荷重が加え られてその弁座に当接していることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の装 置。 ３０．衝撃部材が弁部材の高さに配置されかつこれと協働する停止部（５０）で あることを特徴とする請求の範囲第２９項に記載の装置。 ３１．遅延装置が送出プランジャと直列に配置された弁であることを特徴とする 請求の範囲第２５項に記載の装置。 ３２．送出プランジャ孔部の壁内に噴射ノズルのための移行結合をなす開口（５ ２）が形成され、開口（５２）は送出プランジャ（１２）によりその送出行程の 終端において閉止されることを特徴とする請求の範囲第３１項に記載の装置。 ３３．送出プランジャが中空に形成され、ここでその前方正面壁内に少なくとも １つの開口部を設け、開口部が送出行程の終端において送出プランジャ孔部の壁 部分により閉止されることを特徴とする請求の範囲第３２項に記載の装置。 ３４．送出ポンプ（１）の吸入口及び出口を振動ライン（３）により互いに接続 し、噴出ノズル（５）をポンプ吸入口の領域で振動ライン（３）から分岐させる と共に、燃料タンク（２）をポンプ出口の領域にて逆止弁を介し振動ライン（３ ）に接続して、噴射ノズル（５）を介し噴出された量の燃料をポンプの送出行程 に際し振動ライン中に補給することを特徴とする請求の範囲第２４項ないし第３ ３項のいずれかに記載の装置。 ３５．往復ポンプ（１）により加速される燃料のための遅延装置が閉止弁（１０ ４）であり、閉止弁（１０４）はポンプ（１）への燃料ライン内に配置されまた ポンプ（１）の所定の行程の際に、急激に閉止されることを特徴とする請求の範 囲第１項ないし第４項の１つ又は複数の装置。 ３６．閉止弁（１０４）が電磁的に作動可能であることを特徴とする請求の範囲 第３５項に記載の装置。 ３７．閉止弁（１０４）が供給ラインの（１０３）のポンプ側端部に配置されて いることを特徴とする請求の範囲第３５項又は第３６項に記載の装置。 ３８．圧力衝撃装置の要素、特に電磁ポンプ（１）と遅延装置（６）とが、燃料 タンク（２）から噴射ノズル（５）までの移行部材、例えばダイヤフラム装置を 介して延びる燃料送出ラインに連結された閉鎖流体回路を形成し、流体回路で発 生した圧力衝撃波が燃料圧力ラインまで伝達されて燃料を噴射ノズル（５）から 噴出させることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３７項のいずれかに記載 の装置。 ３９．請求の範囲第１項ないし第１２項及び第２４項ないし第３８項のいずれか の特に燃料噴射装置のための電磁閉止弁の制御方法において、急速に開放するた めに高い電流（長時間調和する弁作動電流より高い）が閉止弁に供給されること と、及びこの電流が閉止弁を開放位置に保持するために弁開放位置に到達直後に 弁に対し障害とならない時間的平均値に低下されることとを特徴とするとくに燃 料噴射装置のための電磁閉止弁の制御方法。 ４０．電流が弁にサイクル的に供給され、ここで第１のサイクルは弁が高い電流 により開放された時点で終端し、またそれに続くサイクルタイムが弁開放位置を 保証する低いポテンシャルヘの到達により決定されることを特徴とする請求の範 囲第３９項に記載の方法。 ４１．サイクル間の電流ポテンシャルがゼロの値に低下されることを特徴とする 請求の範囲第４０項の方法。