JPH07504954A - 固体にエネルギーを蓄積する原理に従って作動する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】 発明の名称 固体−エネルギー蓄積原理による 内燃機関用燃料噴射装置 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の前文に記載されたタイプの内燃機関用燃料噴射装 置に関する。

背景技術 電磁駆動往復ポンプがいわゆる固体−エネルギー蓄積原理に従って作動する燃料 噴射装置は、燃料を送出する送出プランジャまたはシリンダを有しており、該送 出プランジャ又はシリンダはほとんど抵抗を受けることなく特定経路上で加速さ れるようになっている。それによって、通常燃料は、噴射ノズルからの燃料の噴 射に必要な送出圧力を形成する前に移動させられるようになっている。

このようにして、実際の噴射のために必要な圧力形成の前に運動エネルギーが吸 収され、すなわち蓄積され、該運動エネルギーはその後で急激に燃料における圧 力上昇に変換される。

いわゆる固体−エネルギー蓄積原理に従って作動するボンブーノズル装置は、東 ドイツ特許第１２０５１４号↓こおいて知られている。この装置では、噴射ポン プの送出プランジ中を収容する燃料送出空間は、第１の部分において内部壁内に 軸方向に平行に設けられた溝部を有し、送出プランジャが燃料内に顕著な圧力上 昇を形成することなく動き始めたときに、燃料は前記溝部を通過して送出プラン ジャの後側に流れるようになっている。この燃料送出空間に隣接する第２の部分 は、実際の圧力室であり、該圧力室は溝を有していない。加速された送出プラン ジャがこの圧力室内に入り込んだときに、送出プランジャは非圧縮性燃料により 急激に減速され、これにより蓄積された運動エネルギーが圧力衝撃に変換され、 この圧力衝撃が噴射ノズルの抵抗に打ち勝って燃料が噴射される。

これに伴う不利な点は、送出プランジャが送出空間の第２の部分内に入り込んだ ときに、好ましくない間隙条件すなわち比較的大きな間隙の幅および比較的小さ な間隙の長さが著しく高い圧力損失を生せしめ、この圧力損失が圧力上昇の可能 な速度および圧力レベルを低下させ、その結果、噴射に好ましくない影響を与え ることである。

この圧力損失は、燃料が圧力室から圧力ブレナム室（燃料送出空間の第１のセク ション）に流れ出ることにより発生する。

東ドイツ特許第２１３４７２号によれば、このような欠点は、送出プランジャの 圧力室に衝撃体が配置され、前記衝撃体にほとんど抵抗を受けることなく加速さ れたプランジャが衝撃を与えるようにすることにより回避することができる。こ れにより、圧力上昇中の圧力損失は、衝撃体と圧力室の内壁との間に比較的大き い間隙幅（大きな製作公差）があるにもかかわらず比較的大きい間隙長さにより 許容可能な小さい値に保持することができる。

しかしながら、この構造は、衝撃により衝撃要素の著しい摩耗が発生するという 欠点を有している。さらに、衝撃により衝撃体に縦方向振動が発生し、この振動 が燃料に伝達されて高周波振動の形で噴射過程に影響を与える。

これらの既知の固体−エネルギー蓄積噴射装置は、噴射過程がきわめて制限され た範囲内でのみ制御され、したがってきわめて制限された範囲内でしかエンジン の負荷条件に適合できないという欠点がある。

発明の概要 本発明の目的は、圧力形成の間に顕著な圧力損失を発生することなく、摩耗がな く、負荷に応じて正確に調量されかつ噴射過程に顕著な影響を与える振動なしに 燃料の噴射が可能な衝撃体を用いた上記タイプの安価でかつ製作が簡単な燃料噴 射装置を提供することである。

この目的は、請求の範囲第１項に記載の特徴により達成される。また、本発明の 他の有利な展開が従属項に記載されている。

図面の簡単な説明 図１ないし図５は、本発明による噴射装置の種々の実施例の縦断面図； 図６、図７および図８は、バッテリなしてのエンジンスタートおよび非常運転の ための本発明による噴射装置を補助する燃料供給装置の略系統図および概略図； 図９ないし図１２は往復ポンプのロータのための緩衝装置の縦断面図； 図１３、図１４および図１５は、本発明による噴射装置の噴射弁の好ましい実施 例の縦断面図；図１６は、タンクへの戻りラインのない燃料供給装置の略図；お よび 図１７は、本発明による噴射装置のコイルを励起するための好ましい回路図であ る。

本発明を実施するための最良の形態 本発明は、噴射ポンプの衝撃体の初期のほとんど抵抗を受けないストローク部分 について提案しており、この部分で必要に応じて燃料の移動（押しのけ／　ｄｉ ｓｐｌａｃｅｗｅｎｔ）が行われる。

図１に示す噴射装置は、電磁往復ポンプ１を有しており、この往復ポンプｌは送 出ライン２を介して噴射装置３に接続されている。送出ライン２から吸入ライン ４が分岐し、この吸入ライン４は燃料タンク５に接続されている。

前記ポンプｌは往復ポンプであり、電磁コイル９を収容するハウジング８と、前 記コイル内に設けられた円筒形状のロータｌＯとを有している。前記ロータｌＯ は、環状コイル９の中心縦軸に沿ってハウジング内孔ｌｌ内に案内され、かつ圧 縮ばね１２によりロータｌＯがハウジング内孔１１の底面１１ａに当接するスタ ート位置に付勢されている。この圧縮ばね１２は、ロータ１０の噴射ノズル側該 面と内部室１１の環状段部１３とに支持されている。前記ばね１２は、送出プラ ンジャ１４を隙間を置いて包囲しており、また前記送出プランジャ１４は、ばね １２が作用するロータ面に強固に一体に結合されている。送出プランジャ１４は 、ポンプハウジング８内のハウジング内孔１１の軸方向伸長部として同軸に形成 された円筒形燃料送出室１５内に比較的長い部分を侵入させ、かつ圧力ライン２ と移送結合をなしている。侵入深さが深いために、急激な圧力上昇の間の圧力損 失は回避される。ここでプランジャ１４とシリンダ１５との間の製作公差は比較 的大きくてもよく、たとえば１／１００ｍｍのオーダーでもよく、その結果製作 の困難さは最小に保たれる。

前記吸入ライン４は逆止弁１６を有している。この逆止弁１６のハウジング１７ は、弁要素としてボール１８を有しており、該ボール１８はその休止位置におい てばね１９により弁ハウジング１７のタンク側端部にある弁座２０に押圧されて いる。このために、ばね１９は、片側がボール１８上にまた他方側が吸入ライン ４の開口２１の付近の弁座２０と対向するハウジング１７の壁に支持されている 。

ポンプｌのコイル９は、噴射装置のための電子式制御装置として働く制御装置２ ６に接続されている。

コイル９が非励起状態のとき、ポンプｌのロータ１０はばね１２の初期付勢力に より底面１１ａ上に位置し、燃料供給弁１６は閉じている。

コイル９が制御装置２６により励起されると、ロータｌＯはプランジャ１４と共 にばね１２の付勢に抗して噴射弁３の方向に移動する。ばね１２のばね力は、比 較的弱く設定され、したがってロータ１０は初期ストローク部分の間はとんど抵 抗を受けることな（加速される。第２のストローク部分の間、燃料の圧力上昇お よび噴射が行われ、それによりロータ１０およびプランジャ１４は共に移動する 。

送出終端においてコイル９の励起が解除され、ロータｌＯはばね１２により移動 されて底面１１ａに戻される。

同時に燃料供給弁１６が開き、これにより追加の燃料がタンク５から吸入される 。

好ましくは、噴射弁３と分岐ライン４との間の圧力ライン２に弁１６ａが配置さ れる。前記弁１６ａは、噴射弁の側の空間内に静圧を維持するが、ここでこの圧 力はたとえば最高運転温度における液体の蒸気圧より高く、したがって気泡の発 生は防止される。この静圧弁はたとえば弁１６のように設計してもよい。

本発明による送出プランジ中１４は、ロータ１０内で軸方向に移動可能に案内さ れている。このために、ロータｌＯは止まり穴のような段付中心縦向孔１０８ａ を有している。この縦内孔１０８ａの最終部分は中心部分より径が小さく形成さ れ、ストッパ面１０８を形成している。この縦内孔１０８ａの中心部分において 、送出プランジ中１４がプランジャと一体に形成された案内リング１０５により 案内されるようになっている。前記案内リング１０５は、前記中心部分に適合す るように、送出プランジ中１４より大きい直径を有している。この送出プランジ ャ１４の案内リング１０５は、圧縮ばね１０６により付勢されている。前記圧縮 ばね１０６は、比較的弱く設定され１．その他端がロータ１０内の縦内孔領域の 底面１０８ａに支持されている。この案内リング１０５は、休止位置において、 ばね１０６により付勢されてその送出ピストン側環状面を中心内孔部分の環状ス トッパ面１０７に当接させるようになっている。このストッパ面は、径の大きい 中心内孔部分と開口を有する径の小さい内孔部分との間の段部として形成されて おり、前記開口内を送出プランジャ１４が貫通している。

図１に示す燃料噴射装置は次のように作動する。前記ばね１０６のばね力は弱い ので、ロータ１ｏはその初期ストローク部分の間はとんど抵抗を受けることなく 加速され、このときプランジャ１４は動かない。ロータｌＯが通路長さ“Ｘ″を 移動すると、内孔１０８ａの環状ストッパ１０８が案内リング１０５に衝突し、 これによりロータ１０の蓄積された運動エネルギーが急激かつ瞬間にプランジャ １４に伝達される。それにより前記プランジャ１４は、圧縮室１５，２内の燃料 にそのエネルギーを与え、燃料内に圧力上昇が発生し、この圧力上昇により噴射 ノズル３から燃料が噴射される。

図２に示す噴射装置もまた圧力ライン２内に逆止弁１６ａを有している。この逆 止弁１６ａの構造は、逆止弁１６の構造に類似し、したがってボール形状弁要素 １１７および戻しばね１１８を有している。この逆止弁の目的は、主としてノズ ル３と弁１６ａとの間のライン内にある燃料の静圧を維持することにあり、した がってこの圧力はたとえば最大運転温度における液体の蒸気圧よりも高くなって いる。

図２に示すように、送出プランジャ１４およびロータは相対的に移動可能である 。このために、ロータｌＯは、その中で送出プランジャ１４が案内される貫通内 孔１０ａを有している。ロータｌＯから後方に伸長する送出プランジャ１４の自 由端部には、円形ストッパ１４ａが装着されている。また、送出プランジャ１４ の圧力室に位置する部分には、他のストッパリング１４ｂが設けられ、それによ りロータ１０が２つのストッパリング１４ａおよび１４ｂの間に中間隙間“Ｘ” を設けて配置される。

前記中間隙間“ｘ″は、ロータ１０の加速ストロークを可能にしている。ロータ 戻しばね１２は、ストッパリング１４ｂを包囲して設けられている。したがって 、前記ロータ戻しばね１２はリング１４ｂにより妨害されることはない。

この実施例に係る噴射装置の作動は、図１に示す噴射装置の作動に対応しており 、この場合ロータ１０はリング１４ａおよび１４ｂを介してピストン（プランジ ャ）１４を駆動している。

図１および２に示す上記噴射装置の実施例において、噴射ノズルへの燃料の送出 は電磁力により行われ、また燃料の吸入のために必要な送出要素１４およびロー タ１０の戻り運動は、ばね１２により行われる。特殊用途に対しては、この原理 を逆に利用してもよい。すなわち、噴射ノズルへの送出運動をばね力により行い 、また吸入運動をばね力に対向する電磁力により行うことができる。

この場合、電磁力は同時にばねに新たな初期張力を与えることになる。図３は、 これに対応する本発明による噴射装置の好ましい実施例を示す。

図３に示す噴射装置は、図２に示す噴射装置と同じ設計である。すなわち、噴射 ポンプｌは、噴射ノズル３に通じる圧力ライン２に接続されている。この圧力ラ イン２には、気泡を防止するための逆止弁１６ａが設けられている。この逆止弁 は、逆止弁１６と同じ構造である。

噴射ポンプ１は電磁的に作動される。このために、ポンプハウジング８内にコイ ル９が配置され、また該／＼ウジング８の内部室ｌｌ内にロータ１０が軸方向に 可動に配置されている。このロータｌＯは、軸方向に平行に伸長するスロットｌ Ｏｂを有し、前記スロットｔａｂを介してロータ１０の前後の内部室１１の領域 が連通している０このロータ１０は、送出プランジャ１４に対し相対移動可能に なるように、送出プランジャ１４はロータ１０内の内孔１０ａ内を軸方向に可動 に貫通している。送出プランジャ１４は、圧力室１５から離れたその基端部にス トッパリング１４ａを有している。このストッパリング１４ａは、以下に詳細に 説明するように、ストッパピン８ａと作動結合するストッパ面を形成している。

前記ストッパピン８ａは、ハウジング８内に調節可能に収容されており、たとえ ばボーデンケーブル（Ｂｏ菅ｄｅｎ　ｃａｂｌｅ）により操作可能である。送出 プランジ中１４の先端部は、送出シリンダ１５内に突出している。この送出プラ ンジャ１４の内部室１１に位置する部分には、ストッパリング１４ｂが設けられ ている。このストッパリング１４ｂは、ロータ１０の方向に環状室１４ｃを存し ている。前記環状室１４ｃ内には、ばね１４ｄが収容され、前記ばねは一端がロ ータｌＯにまた他端が環状室１４ｃの底面に支持されている。

一方、ロータ１０の後方は戻しばね１２により付勢されている。この戻しばね１ ２は、内部室１１の底面１１ａに支持され、したがってロータ１０はリング１４ ｂを押圧し、前記リング１４ｂを内部室１１の圧力ライン側の環状段部１３に当 接させている。前記環状段部１３は、送出プランジ中１４およびロータ１０の休 止位置を規定している。その結果ロータ１０は、送出プランジャ１４上を長さ“ Ｘ”だけ軸方向に自由に移動可能である。

コイルが励起されると、ロータは先ずばね１２の付勢力に抗して移動する。ロー タ１ｏが長さ“Ｘ”を移動した後、送出プランジャ１４はロータの運動により同 伴されて移動し、それにより吸入ストロークが実行される。

吸入ストロークの間は、供給弁１６が開き、燃料がポンプ室２．１５内に流入す る。送出プランジャ１４およびロータ１０は、ばね１４ｄが設けられているので 、好ましくない相対運動を実行することはない。吸入ストロークの通路長さが異 なる場合でも、供給される電気エネルギーの強度に応じてばね１２と電磁力との 間に力の平衡が形成される。したがって、供給される電気エネルギーにより燃料 の噴射量を制御することが可能である。

吸込みストロークを終了後電源が切られると、ばね１２はロータｌＯをほとんど 抵抗を受けることなく距離“Ｘ”にわたってストッパリング１４ｂの方向に加速 させる。ロータがストッパリング１４ｂに衝突したとき、ロータ１０の運動エネ ルギーは送出プランジャ１４に伝達され、そこから圧力エネルギーとして送出シ リンダ１５および付属の圧力ライン２内の燃料コラムに伝達される。

このとき吸入ライン４の供給弁１６は閉じられ、一方圧力保持弁すなわち逆止弁 １６ａが開きはじめる。

ここで送出プランジャ１４は、ストッパ１３までの移動過程で実際の送出ストロ ークを実行し、これにより噴射ノズル３から燃料が噴射され、その後送出プラン ジャ１４は、その環状拡大部１４ｂの送出方向前方に位置する面をストッパ１３ に当接させ、これにより燃料の送出が終了される。

この構造によりサイクル的にきわめて短い圧力衝撃の発生が可能であり、その圧 力衝撃は明確に規定される送出終端を有することを特徴としている。これにより ２サイクルエンジンの場合に顕著な利点が得られる。なぜなら２サイクルエンジ ンは、とくにエンジン速度が大きいために混合時間がきわめて短いからである。

さらにこの構造は、多少の修正を行うことにより、電子式制御の場合に要求され るような所定の電気エネルギー供給を提供しないエンジンに対しても適している 。このために、たとえば小型エンジンの簡単な点火装置に共通に使用される電磁 フィルを１回転に１回励起しかつ電流パルスを供給することが可能であり、前記 電流パルスはその最も弱い形でも正確にロータの全ストローク距離を可能にする 。

この場合吸入ストロークを設定するストッパ８ａは調量の機能をはたし、その場 合ストッパ８ａは、最も簡単な場合この目的のためにエンジンの絞り弁に機械的 に接続される。

燃料噴射装置のための固体−エネルギー蓄積原理は、燃料の噴射量には無関係に ポンプ装置内の圧力上昇がきわめて急勾配であるという著しい利点を有している 。オーブンノズルを用いることによりノズルにおいて得られる燃料の圧力は、常 に良好な噴霧を与えるのに十分であるので、これによりノズル開口の圧力を低（ することができる。この利点は、図４に示す本発明による噴射装置の実施例にお いて完全に利用されている。この場合送出プランジャは、ノズルビンに衝突する ことにより同時に噴射ノズルの開閉を制御している。他の利点は、ノズル開口圧 力のレベルの低下、すなわち使用条件に応じたノズルばねのばね力の低下が燃料 の噴射量に影響を与えないことである。

図４に示す噴射装置は、噴射ノズル３と噴射ポンプ１との一体構造を提供する。

装置の共通ハウジングは、多室設計でありかつ本質的に管状の内部ハウジング７ リンダ３００からなる。このハウジングシリンダ３００は、非磁性リング要素３ ０１により噴射ポンプロータを含む部分が分離され、これによりコイル９がロー タ１０に力を加えることが可能になっている。ハウジングシリンダ３００の２つ のハウジング領域は、前記リング要素３゜ｌの付近で流体が漏れないように相互 に密に結合されている。一方コイル９は、ハウジングシリンダ３００の外周上に 位置決めされ、リング要素３０１を包囲して軸方向に配置されている。さらにハ ウジングシリンダ３００を包囲しかつコイル９を外側から包囲する円筒形ハウジ ング部分３０２が設けられている。結合部材３０３がタンク側端部でハウジング シリンダ３００にねじ込まれている。この結合部材３０３は、貫通内孔３０５を 有し、該貫通内孔３０５は矢印により表わされているような燃料の供給ラインと して機能する。

ハウジングツリング３００の他方の圧力ライン側軸方向端部には、噴射ノズル３ がねじ込まれている。ハウジンダンリンダ３００内でノズル３と結合部材３００ との間には、直径の異なる領域を有する通路が設けられている。前記通路は、結 合部材３０３に隣接してその最大直径領域を有し、前記最大直径領域が噴射ポン プ１のロータｌＯのための作°動室３０６を形成している。この作動室３０６の タンク側境界が環状底面１１ａにより形成され、該環状底面１１ａはロータｌＯ がばね１２によりその休止位置に押圧されたときに前記ロータのためのストッパ 面として機能する。前記底面１１ａからタンクの方向には、供給弁１６を収容す る内孔３０５の断面拡大部が設けられている。前記供給弁１６は、図１における 供給弁１６の機能を果たしている。すなわち、この供給弁１６は、ディスク形状 弁要素３０７を有し、該弁要素３０７はばね３０８によりその弁座に対して付勢 されている。この弁座は、貫通内孔３０５とその断面拡大部との間の環状面によ り形成されている。ばね３０８は、その他端がロータｌＯの端面に支持されてい る。

前記ロータｌＯの軸方向には貫通内孔３０９が設けられ、この貫通内孔３０９は 結合部材３０３の内孔３０５と軸方向の中心が一致している。ロータｌＯは、圧 力ライン側端部内に径の小さい領域を有している。このロータ１０の径の小さい 領域と径の大きい領域との間の段部領域内に形成された環状面上には、ロータ戻 しばね１２が支持されている。このばね１２は、他端においてハウジングシリン ダ３００内に形成された環状面すなわち内方に突出するリング３００ａ上に支持 されている。前記リング３００ａは、径の大きい作動室３０６と、それからノズ ル３の方向に続くハウジングシリンダ３００の通路から成る径の小さい圧力室ｉ ｔとの間に設けられている。ロータｌＯの径の小さい領域の端部は、リング３０ ０ａ内を貫通可能なように設計されている。送出プランジャ１４は、前記圧力室 １１内にロータ１０から分離して位置している。この送出プランジャ１４は、円 筒形中空本体として形成され、軸方向内孔３１２，３１３を介して圧力室１１と 連絡する円筒形空洞１４ｅを有している。前記空洞１４ｅ内に圧力弁が設けられ ている。この圧力弁は、弁ヘッド３１０と前記弁ヘッド上に作用するばね３１１ とからなり、該弁ヘッド３１０は内孔３１２に圧接されている。したがって、圧 力弁の弁へノド３１Ｏは、ばねの付勢力により入口３１２を閉じるようになって いる。なお、この弁ヘッドは、周縁溝３１０ａを有している。

前記噴射ノズル３は、ハウジングシリンダ３００の正面に挿着されている。この ノズル３は、中心貫通内孔３１４ａを有するねじ込みプラグ形状本体３１４を含 み、該貫通内孔３１４ａ内を弁リフタ３１７の押し棒３１５が貫通して設けられ ている。前記弁リフタのタペットヘッド３１６は、内孔３１４ａの出口を閉止し ている。このタペットへ・ノド３１６は、ばね３１８によりプラグ３１４の弁座 インサートと係合している。すなわち前記ばね３１８は、片側がプラグ３１４の 内部環状面に支持され、また他方側が押し棒３１７の端部に設けられたばねワッ シャ３１５ａ上に支持されている。

とのように弁リフタ３１７がハウジングシリンダ３００の圧力室ｌｌ内に突出し 、また前記ハウジングシリンダ３００内において送出プランジャ１４がプラグ３ １４に支持されたばね３２０によりその休止位置に押圧されてリング３００ａに 当接している。すなわち、ここで送出プランジ中１４は、ロータに対向する面を リング３００ａのストッパ面３２１に当接させている。このように噴射ノズル３ が閉止されかつ送出プランジ中１４が休止位置にあるとき、内部に位置する押し 棒３１７の端部と軸方向に可動な送出プランジャ１４０対向面との間に軸方向隙 間“Ｈ″が形成される。

図４に示す噴射装置は次のように作動する。ロータ１０はコイル９により発生さ れる電磁界によりその戻しばね１２の付勢力に抗して加速される。“Ｘ″の距離 にわたる加速ストローク（これは送出プランジャ１４およびロータｌＯの両方の 要素が休止位置にあるときのこれらの間の軸方向距離である）の間に、ポンプ作 動室３０６内の燃料は内孔３０９を通過してロータの後方に流れる。

その加速ストローク“Ｘ″の終端においてロータ１０は、送出プランジャ１４に 衝突し、それにより圧力室１１内の燃料は急激に圧縮される。この圧力上昇およ びストローク″Ｈ″の後の送出プランジャ１４の押し棒３１５への衝突の結果と して、ノズル３が開きかつ燃料が噴射される。

プランジャ移動過程の間に、ロータの後方の供給弁１６が開き、新しい燃料が燃 料タンク（図示されていない）から吸入される。

噴射過程の終端において、送出プランジャ１４はその戻しばね３２０により押し 戻されてそのロータ側ストッパ３２１に当接する。同時に７ズルビン３１７がそ のタペットヘッド３１６によりノズル内孔を閉止する。送出プランジャ１４の戻 り運動の間に、前記送出プランジャ１４内に収容されている圧力弁３１０が開き 、新しい燃料がロータ室３０６から圧力室１１内に流入する。

図４に示す噴射装置を僅かに修正した設計を有する実施例が図５に示されており 、ここでは修正個所に関連する符号のみが示されている。この修正個所において は、押し棒３１５は内孔３１３を貫通し、送出プランジャ１４の円筒形空洞１４ ｅ内に突出している。ここで押し棒３１５の端部には、りング３２２が設けられ 、該リング３２２は室１４ｅ内の圧力弁３１０のばね３１１のサポートをなして いる。前記内孔３１３には、その中を燃料が流れることができる周縁スロット３ １３ａが設けられている。

本発明のこの実施例においては、タペット弁３１８の戻しばねが設けられていな い。ノズルピン３１７の慣性力に抗してのノズル３の開きは、送出プランジャ１ ４の初期運動における燃料の圧力およびばね３１１のばね力により行われる。こ の装置のその他の機能は図４の装置と同じである。

本発明による噴射装置は、バッテリなしにエンジンスタートマたはエンジンの非 常運転を可能にする。この方法を以下に図６、図７及び図８により詳細に説明す る。

一般に、電気駆動噴射または電子制御噴射は、スタートおよび運転のために十分 な電気エネルギーを必要とする。十分な電気エネルギーが利用できない場合、本 発明の噴射によれば電気エネルギーなしで、たとえば手動クランク作動によりエ ンジンのスタートが可能である。必要な燃料は以下に詳細に示すように補助装置 により利用可能である。エンジンが発電機により十分なエネルギーを発生させる 速度に到達したとき、本発明による補助装置がオフに切り換えられ、かつ噴射は 通常の電気または電子モードに切り換えられる。

電気エネルギーなしでもたとえば手動またはキックスタート装置によりスタート 可能なエンジンが存在する。

ハンドツール、二輪車またはスピードボートの小型エンジンがそれらである。ス タートおよび／または運転用のバッテリがないので、これらにはスタート装置が 必要である。いずれの場合もエンジンは、たとえばバッテリが放電してバッテリ がない場合でもスタート可能でなげればならない。

電気エネルギーがない場合の補助装置によるエンジンのスタートは、本発明では 、スタート時に各エンジンで利用可能な燃料供給条件たとえば供給へノドまたは 燃料ポンプの圧力を利用することにより達成される。ここで、燃料は、２サイク ルエンジンにおける吸入ライン、移送ホードまたはｍｍ装置に直接供給される。

エンジンが発電機により十分なエネルギーを噴射装置に対し供給できる速度に到 達したとき、弁はエンジンへの直接燃料供給を遮断し、燃料は噴射装置に供給さ れる。このとき燃料の供給はニンジンの燃料供給装置を介して行われる。

図６はエンジン５００に対する本発明による燃料供給装置を示す。この装置は、 吸入側で燃料タンク５０２に接続されている燃料予圧縮ポンプ５０１の後方にエ ンジンへの燃料ラインの分岐ラインを含んでいる。非励起状態では、発電機５０ ３に接続された噴射装！１ｆ５０４は作動せず、エンジン５００の噴霧器５０６ への燃料供給用電磁作動制御弁５０５が開かれている。

エンジン５００がスタートするとき、予圧縮ポンプ５０１により送出される燃料 圧力が開いている制御弁５０５を介してエンジン５００の噴霧器５０６に供給さ れる。

制御弁５０５および／または噴霧器５０６の流動抵抗は、エンジンスタート時に 予圧縮ポンプ５０１により送出される圧力によりスタートに必要な燃料が供給さ れるように決定されている。エンジンに接続された発電機５０３が噴射装置に必 要なエネルギーを供給できる速度に到達したとき、発電機５０３により電気が供 給されかつ制御ラインを介して噴射装置５０４に接続された噴射制御装置５０７ が作動することになる。さらに、制御弁５０５は、電流信号により閉じられてい るので、エンジンに燃料を直接供給することはできない。同時に噴射制御装置５ ０７により制御される噴射装置５０４は、噴射ノズル５０８から噴射を行う。

多くのエンジン上にあるハンドポンプ５０９は、必要ならば同様に、スタートの 間に噴霧器５０６を介してエンジンに燃料を直接供給するために使用可能である 。ハンドポンプ５０９は、ポンプ５０１から制御弁５０５への接続ライン５１１ 内に配置されている。制御弁５０５は、制御ライン５１０を介して噴射制御装置 ５０７により作動される。

図７は図６による装置の変更態様に係る実施例を示し、ここで制御弁５０５は噴 射装置５０４と噴射ノズル５０８との間の噴射ライン５１１内に配置されている 。無電流スタートの機能は図６により上で説明した機能と同じである。

ポンプを使用することなく噴射装置５０４内に燃料を流すために、噴射装［５０ ４の流動抵抗は低く抑えられている。これにより噴射装置５０４および噴射ライ ン５１１のエア抜きを問題なく行うことができるという利点がある。もし噴射装 置５０４をエア抜きしなければならない場合、噴射制御装置５０７から制御弁５ ０５へのライン内の遮断器５１２が噴射制御装置５０７により切られていない限 り、この遮断器５１２を切ることにより制御弁５０５の励起は解除される。これ により制御弁５０５は、噴霧器５０６の方向に開き、その結果たとえば予圧縮ポ ンプ５０１またはハンドポンプ５０９を同時にポンプ操作しながら系内の空気を 逃がすことができる。

以下、図８により本発明によるバッテリなしの非常運転を詳細に説明する。

たとえば発電機の故障により噴射制御装置および噴射装置のために十分なエネル ギーが利用可能ではないとき、この非常運転のために同様に図６および図７に示 す装置が使用可能である。本発明は、たとえば空気取入口内の絞り弁に結合され た制御弁内の調節可能な絞りのような：ｌｌｆｆ１装５２により燃料の量を変化 させ、これによりエンジン負荷の一時的制御が可能であることを提案している。

図８はこの目的のために適した図６および図７に示す制御弁または調量弁５０５ の一実施例を示す。この制御弁５０５は、ハウジング５２０を有し、該ハウジン グ内にロータ５２２の駆動装置として働くコイル５２１が設けられている。この ロータ５２２は、ハウジング５２０の内孔５２３内に摺動可能に装着されかつ戻 しばね５２４によりその休止位置に押圧されてハウジング内に配置された調節可 能ストッパ５２５に当接し、一方ハウジングの外部でこのストッパに引張ロープ ５２６が接続されている。前記ロータ５２２は、内孔５２３内のロータ５２２の 前方側および後方側に存在する燃料を連通させる周縁縦スロｙト５２７を有して いる。ピストン状に形成されたストッパ５２５は、ハウジング正面壁５２０ｂ内 を貫通しかつハウジング５２０内においてばね５２８によりハウジング正面壁５ ２０ｂに対し付勢されている。

この実施例はまた、ロータ５２２のストッパ５２５とは反対側の面と一体構造を なしている調量ピストン５２７を含む。この面はまたハウジング５２０の正面壁 ５２０ａ上に他端が支持された戻しばね５２４により付勢されている。調量ピス トン５２７は、テーパ端部を送出ライン５１１内に突出させている。この送出ラ イン５１１からさらに噴霧器５０６に接続ライン５１１ａが分岐している。

ばね力によりロータ５２２に当接して保持されたストッパ５２５に接続された引 張ローブ５２６には、絞り弁５３０に接続されている（図７、図８参照）。した がって、絞り弁の位置は直接ストッパ５２５に伝達される。

制御弁５０５の作動は次のとおりである。コイル５２１の非励起状態において、 ロータ５２２および調量ピストン５２７は、戻しばね５２４によりストッパ５２ ５に当接保持されている。送出ライン５０１から入る燃料は、送出ライン５１１ 内を通過して噴霧器５０６に流入することができる。制御弁５０５が制御装置に より励起されると、ロータ５２２は、ばね５２４の付勢に抗して調量ピストン５ ２７を送出方向に押し込み、これにより送出ライン５１１の供給断面５３１が閉 じられる。

非常時に噴射することなくエンジンを運転するとき、制御弁５０５には電流が流 れず、したがって噴霧器５０６へのライン５１１内の供給断面５３１が開かれる 。絞り弁の位置に応じて、円錐調量ピストン５２７はストッパ５２５によりロー タ５２２を介して種々の深さで供給断面の内孔内に押し込まれる。ここで絞り弁 ５３０との結合は、絞り弁５３０が大きく開いたときに断面５３１がさらに開か れるように選択される。絞り弁５３０のアイドリング位置においては、断面５３ １に最小隙間が維持され、前記断面５３１はアイドリングに必要な燃料の量を噴 霧器５０６に供給することを可能にする。

この噴射ポンプのロータのリセットは、通常この目的のために装着された戻しば ねにより行われる。高い噴射周波数に到達するために、ロータのリセット時間は 小さく保たれねばならない。これは、たとえば戻しばねのばね力をそれに応じて 高（することにより達成することが可能である。しかしながら、リセット時間が 短くなると、ロータがロータストッパに衝突する衝撃速度は大きくなる。これに よりロータが摩耗しあるいはロータがロータストッパにおいてリバウンドし、そ のため全体運転サイクルの期間が増大されるという欠点がある。したがって本発 明の目的の１つは、ロータの休止位置までの落下時間を短くすることである。本 発明は、たとえばロータの戻り運動の最後の部分において、この戻り運動を流体 で緩衝することによりこの目的を達成することを提案している。

図９は噴射ポンプの一実施例を示しており、この実施例は本質的に図１に示した 噴射ポンプ１の構造と同じである。流体で緩衝させるために、ピストンシリンダ には、ロータ１０の後方側に設けられた中心円筒形突起部１゜ａからなるピスト ンシリンダ装置が形成されている。この突起部１０ａは、ロータの戻り運動の最 後の部分において、底面１１ａ内の筒状止まり穴１１ｂに嵌合してその中に入り 込む。この止まり穴１１ｂは、ハウジング８内のロータ１０のためのストッパ面 ！ｌａ内に形成されている。一方、ロータ１ｏには、縦スロット１０ｂが形成さ れ、前記縦スロツ）１０ｂはロータの後方空間１１をロータの前方空間１１に接 続している。空間ｌｌ内には、空気または燃料のような媒体が存在し、該媒体は ロータ１０の運動の間にスロット１０１）内を流れることができる。この筒状止 まり穴１１ｂの深さは、突起部１０ａの長さとほぼ一致する（図１２における寸 法Ｙ）。突起部１０ａは、筒状止まり穴１１ｂ内に入り込むことができるので、 ロータの戻り運動の最後の部分はかなり減速され、これにより空間１１ｂからの 媒体の移動によりロータの戻り運動の所定の流体緩衝が達成される。

図１０ａは流体緩衝装置の変更態様を示している。この実施例においてもまた、 送出プランジャ１４が貫通するロータｌＯの前方のポンプ室１１がロータの後方 に形成されるポンプ室１１と内孔１０ｄを介して接続されている。これらの内孔 １０ｄは、ロータの後方領域において中心移送通路１０ｃとなっている。この緩 衝装置８ｂでは、中心ピン８ａがそのコーン先端８Ｃを移送通路１０ｃの開口の 方向に突出させている。この中心ピンの基端側は、ポンプ室１１の底面１１ａ内 の緩衝室８ｅ内に通じる穴８ｄ内を通って後方に伸び、緩衝室８ｅ内で穴８ｄよ り大きい直径をもつリング８ｆに結合している。

この緩衝室８ｅの底面に支持されているばね８ｇは、リング８ｆを押圧し、ピン ８ａをその休止位置に押圧している（図１０ａ）。通路８ｈは緩衝室８ｅをロー タ後方のポンプ室１１に連通させている。通路１０ｃおよびｌＯｄは、加速過程 の間ロータｌＯがほとんど抵抗を受けずに運動することを可能にしている。

前記緩衝装置８ｂは、ロータ１０の加速運動の間は作動せず、したがってストロ ーク過程では何ら影響を受けることはない。一方、戻り運動の間には、移送通路 １０Ｃの開口がコーン先端８Ｃに当接して閉じられ、そのため通路１０ｃおよび １０ｄ内の流れは遮断される。ロータｌＯはばね力とポンプ室ｌｌ内にも存在す る緩衝室８ｅ内の媒体とに抗してピン８ａを押圧する。その結果、媒体は通路８ ｈを介してポンプ室１．１内に流出する。この場合、流れおよびばね力は最適緩 衝が得られるように選択される。

図１Ｏｂの実施例では、通路８ｈの代わりにピン８ａ内の中心に流体移動孔８１ が形成されており、該流体移動孔８Ｉを介して緩衝媒体を移送通路１０ｃ内に圧 入することができるようになっている。

本発明による蜜射装置の他の好ましい実施例では、ロータｌＯの戻り運動の間に ロータｌＯの戻しばね１２に蓄積されたエネルギーを有効に使用することが提案 されている。これは、たとえばロータがその戻りの間にポンプ装置を作動させた 際に達成さ°れる。このポンプ装置は、系を安定化しかつ気泡の発生を防止する ために噴射装置に燃料を供給するのに使用されるか、あるいはエンジン潤滑のた めの独立のオイルポンプとして使用される。図１１は燃料噴射ポンプｌに結合さ れたオイルポンプ２６０のそのような一実施例を示している。

図１１に示す燃料噴射ポンプは、その他の点では図４に示したものと同じ構造で あり、したがって送出プランジャ１４の初期ストローク部分の制御のための燃料 供給制御要素および燃料送出制御要素を宵している。オイルポンプ２６０は、ポ ンプハウジング８の後方底面１１ａに接続されている。詳しくは、オイルポンプ ２６０は、ハウジング２６１を有しており、該ハウジングは噴射ポンプのハウジ ング８に接続されている。前記ハウジングのポンプ室２６１ｂ内には、ポンプピ ストン２６２が配置されている。このポンプピストンのピストンロッド２６２ａ は、ロータｌＯの作動室ｌｌ内に突出している。

このピストン２６２は戻しばね２６３により付勢され、該戻しばね２６３は出口 ２６４近傍のハウジング底面２６１ａに支持されている。

さらにハウジングのポンプ室２６１ｂは、オイル供給ライン２６５を介してオイ ルタンク２６６に連通している。オイル供給ライン２６５には、逆止弁２６７が 設けられている。この逆止弁２６７の構造は、図１の弁１６の構造に類似してい る。

オイルポンプ２″６ｏは次のように作動する。噴射ポンプのロータｌＯがその作 動ストロークの間に噴射ノズル３の方向に移動したとき、ロータ１ｏの後方のハ ウジング８内のポンプ室１１はその容積が増大され、そのためオイルポンプピス トン２６２はロータ１ｏの方向に移動し、最終的に戻しばね２６３の作用により その休止位置に移動する。この過程の間にオイルがタンク２６６がら弁２６７を 介してオイルポンプ２６０の作動室２６１１）内に吸入される。一方、ポンプｌ のロータ１ｏのそのストッパｌｌａの方向への戻り運動の間に、オイルポンプピ ストン２６２は、ロータＩＯの戻り経路の少なくとも一部分においてオイルポン プ室２６１ｂ内に圧入される。

その際、弁２６７は、ポンプ圧力により閉じられ、またオイルはオイルポンプに より出口２６４から矢印２６４ａの方向に送出され、オイルが供給されるエンジ ンの位置に圧入される。

オイルポンプ２６０は、代替態様として燃料圧縮ポンプとしても使用することが 可能であり、この場合燃料を弁装置７０に供給することが可能である。これは、 ポンプ２６０が燃料供給系統内に静圧を発生し、この静圧がたとえば全系統が加 熱されたときに気泡の発生を防止するという利点を有している。

さらに、ポンプ１に設けられた追加ポンプ２６０によりロータ１０の急速な緩衝 が可能となり、これによりロータはストッパｌｌａにおいてリバウンドすること はない。

図１２ａおよび１２ｂはとくに有効でかつ簡単な緩衝装置を示している。ポンプ 装置１の構造は図９の構造に類似している。図１２ａに示す筒状止まり穴１１ｂ は、円筒形突起部１０ａの直径より大きい直径を有している。

突起部１０ａは筒状止まり穴の方向に突出する弾性材料からなる円形シールリッ プ１０ｅにより包囲され、この円形シールリップ１０ｅは筒状止まり穴１１ｂに 嵌合可能になっている。筒状止まり穴１１ｂの開口に設けた入口テーパ部は、円 形シールリップ１０ｅの筒状止まり穴１１ｂ内への挿入を容易にしている。この 緩衝装置は、ロータ１０の衝撃において良好な緩衝を提供しかつロータの加速ス トロークを妨害することはない。軸方向に平行に広がるシールリップからなる弾 性緩衝要素１０ｅは、ロータｌＯの戻りストロークの間に前記弾性緩衝要素ｌＯ ｅが筒状止まり穴１１ｂ内に入り込んだときに隙間のない嵌合をなしく　しかも 筒状止まり穴１１ｂの内壁で停止しかつ該内壁に対して外側へのシールを形成し ている。

図１２ｂに示す筒状止まり穴１１ｂも同様に円筒形突起部１０ａより大きい直径 を有している。弾性材料からなるシールリングｌＯｒは、筒状止まり穴１１ｂの 内壁に圧入嵌合されかつ位置決めされており、さらに開口の付近に内側を向くシ ールリップ１０ｇを有している。円筒形突起部１０ａがピストンのように弾性シ ール要素１０ｆ内に入り込み、これにより緩衝媒体が外に出ようとしてシールリ ップｌｏｇが円筒形突起部１０ａに圧着され、その結果ロータ１０の特に良好な 緩衝が達成される。

図１３、図１４および図１５は、本発明による噴射装置の噴射ノズル（たとえば ノズル３）のとくに有利な実施例を示す。

この噴射ノズルは、その自由下端部にダイヤフラム７０４が配置されている弁座 バイブ７０１と、必要に応じてジェット形状のプラグインサート７０２（ダイヤ フラム７０４の中心穴内に配置されている）と、ノズルホルダ７０３と、弁座の 方向に付勢されているダイヤフラム板７０４と、ばねリング７０５と、弁座側で リングチャネル７０８に通じている圧力ライン７０６であって、リングチャネル ７０８がダイヤフラム７０４の方向に開！かつダイヤフラムにより覆われている 前記圧力ライン７０６と、圧力ねじ７０７と、ノズルホルダ７０３のためのシー ル７０９とノズルホルダ７０３のための装着台７１０とを含む。

図１３、図１４および図１５に示すノズルビン７０２を有するダイヤフラムフラ ットシートノズル（図１４）およびノズルビン７０２を有しないダイヤフラムフ ラットシートノズル（図１５）を用いることにより、ドーム形円錐形状シェルの 表面における良好な燃料噴霧が得られる。この円錐形状シェルの形状および寸法 は、ダイヤプラム内の出口の寸法および設計により異なり（図１４）、また必要 に応じてさらに芯出しラグまたは絞りプラグにより、周知の機能的利点を有する エンジン運転に適合させることができる。

これらの弁は、はとんど可動質量なしに作動しまた固定フラット弁座と協働する 特殊設計がなされたメタルダイヤフラムを有することを特徴としている。ダイヤ スラムおよび同時に初期張力を与える弁ばねは、適切に形成された永久変形によ り（たとえばアーチ形状により）開口方向に付勢されている。このように、たと えばエンジンが低速度でありかつ噴射量が少ない（低負荷運転）場合に、ダイヤ フラム７０４内の中心穴により形成されるノズル開口の前方が低圧である場合の 燃料噴霧を改善することが可能である。ノズル穴の機械加工（エツジの面取りな ど）は容易に両方向から可能である。

外側方向に開く噴射ノズルの弁における良好な閉止効果を増大するために、フラ ットシートのシートリング幅（図１４）は、ダイヤフラム板の初期張力に合わせ ることができる。凹部内の下部リングの寸法の正しい決定がこのために重要であ る。なぜならば、この寸法が弁座の前方に燃料の静圧が与えられた際にダイヤフ ラムに作用する力を生ぜしめるからである。他方でダイヤスラムは、リング凹部 内に存在する燃料またはそこを通過して流れる燃料により効果的に冷却される。

これらのノズルは潤滑を必要とせず、したがって石油、アルコールおよびこれら の混合物に適している。この運転方法により、弁座の下流側にはほとんど容積が 必要でなく、したがってこのノズルにおいては内方に開くノズルの場合より、も 比較的低いエンジンハイドロカーボンエミシブシゴン（ｅｎｇｉｎｅ　ｈｙｄｒ ｏｃａｒｂｏｎ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が期待できる。

これらのノズルは部品が少なり、シたがってその大量生産、メンテナンス、検査 および部品交換はきわめて簡単でありかつ経済的である。

運転中冷却および蒸気気泡の除去のために、燃料噴射装置の燃料噴射系統をフラ ッシングすることができる。

これは、エンジンが必要とする量より多量の燃料を燃料ポンプが供給することを 意味する。この過剰量はラインを介してタンクに戻され、これにより熱を吸収し かつ蒸気気泡を除去することができる。蒸気気泡はエンジンの運転熱から発生し かつ噴射装置の機能を乱したりまたは妨害したりする。まだ温かいエンジンを再 スタートすることは、より困難でありまた蒸気気泡により不可能なことさえある 。

たとえばボート上の船外エンジンのようなあるエンジン用途に対しては、タンク への戻りラインを設けることは、安全上法律により禁止されている。

したがって、本発明の他の実施例では、本発明による噴射装置を宵する燃料供給 系統は、タンクへの戻りラインなしに設計されているが、この場合でも熱および 蒸気気泡は除去することができる。

本発明はこの問題を、第２の燃料ポンプ、フロート弁を有するガス分離室および コンデンサを用いることにより解決している。この装置は、エンジンに直接装着 することができ、したがってエンジン室またはエンジンエンクロージ中の外側に 設けられる圧力燃料ラインを回避しティる。これは法律上の安全要求を満たして いる。

図１６によりこの燃料供給装置の実施態様を以下に詳細に説明する。

この実施例では、ポンプ８０１が燃料８０２をタンク８０３から吸入しかつそれ を燃料ライン８０４を介してガス分離室８０５に移送している。このガス分離室 ８゜５は、ベント弁８０７を作動するフロート８０６を有し、前記ベント弁８０ ７は液面８０５上のヘッド室内に配置されたガス排出ライン８０８と連通してい る。

ガス分離室８０５の底部から燃料ライン８０９が分岐し、この燃料ラインはポン プ８１０と結合されている。

またこの燃料ラインは、本発明による噴射弁８１１に通じており、該噴射弁８１ １は燃料ライン８１２を介してガス分離室８０５に接続され、前記燃料ライン８ １２はガス分離室８０５内の液面８０５ａの上部に通じている。

圧力調節器８１３およびコンデンサ８１．４がそれぞれ噴射弁８１１の後ろの燃 料ライン８１２内に挿入されている。

本発明による燃料噴射装置のためのこの新しい燃料供給装置は次のように作動す る。ポンプ８０１がタンク８０３から燃料８０２を吸入しかつフロート８０６に よりベント弁８０７が閉じられるまで燃料８０２をガス分離室８０５に供給する 。ポンプ８１０はガス分離室８０５の底部から燃料を吸入しまた圧力調節器８１ ３の前に特定の噴射装置のために必要な圧力を形成する。この送出特性において 、ポンプ８１０は、それが噴射弁８１１の冷却およびフラッシングのために必要 な燃料の量を供給しかつそれをコンデンサ８１４を介してガス分離室８゜５に送 出している。蒸気気泡８０５ｂがガス分離室８゜５内に搬送されたとき、燃料レ ベル８０５ａは低下し、フロートはベント弁８０７を開き、これによりポンプ８ ０１は十分な追加の燃料を吸入して初期レベル８０５ａヲ回復する。ベント弁８ ０７はエンジン空気取入口８０８と連通しており、したがって空気取入口から排 出された燃料蒸気が未燃焼のまま外気に排出されることはない。

図１７は、ロータを最適加速させる、本発明による噴射ポンプのロータ励起フィ ルを始動させるための好ましい回路を示す。

たとえばタイミングにより噴射される燃料の調量を行う方法は既知である。しか しながら、最小噴射燃料および最大噴射燃料の間で利用できるタイムウィンドウ （ｔｉｍｅ　ｗｉｎｄｏｗ）は、十分に区別されかつ再現可能な方法でエンジン の動作に要求される数量スペクトルを制御。するのにはあまりにも小さすぎるの で、純粋に時間だけを基準にした制御は不都合であることがわかった。

本発明による燃料噴射装置を電磁駆動する場合、電磁変換のために、励起すなわ ちコイルの巻数とコイル内を流れる電流の大きさとの積が特に重要である。これ は、電流振幅の排他的制御をすることにより、コイルの加熱および電源電圧の変 動による影響とは無関係に、駆動磁石の明確に定められた切換性能の設計をする ことが可能になることを意味する。このような制御は、特にエンジンに通常見ら れる電圧レベルの急激な変動および温度変化に対応する。

図１７は、ポンプ駆動コイル６００を制御する電流振幅のための本発明による二 段制御回路を示す。この駆動コイル６００はパワートランジスタ６０１に接続さ れ、該パワートランジスタ６０１は測定抵抗器６０２を介して接地されている。

比較器６０３の出力がトランジスタ６０１の制御入力たとえばトランジスタベー スに加えられている。電流設定値が比較器６０３の非反転入力に加えられている 。この設定値はたとえばマイクロコンピュータから得られ、また比較器６０３の 反転入力はトランンスタ６０１の測定抵抗器の側に接続されている。

電源電圧とは無関係に駆動コイル６００内のエネルギーの流れを制御するために 、コイル６００により使用される電流が測定抵抗器６０２により測定される。こ の電流が設定値としてマイクロプロセッサにより与えられる限界値に到達したと き、比較器はパワートランジスタ６０１を介してフィル６００に対する電流を切 る。実際の電流が電流設定値以下に低下すると直ちに、トランジスタは比較器６ ０３を介して再びコイルに電流を流す。コイル６００の誘電率により生じる電流 上昇遅延は、最大許容電流を急激に超えることを防止している。

その後、次の切換サイクルが開始され、コイル９，６００のコイル電流のクロッ キングは、電流設定値を供給する基準電圧が比較器６０３の非反転入力に存在す る限り継続される。

本発明による回路は、クロック電源を示し、ここでクロッキングはマイクロプロ セッサにより供給される電流設定値に到達した際に初めて設定される。ポンプ装 置１のエネルギー制御及びそれによる数量制御は、マイクロプロセッサにより供 給される基準電圧の時間および／または大きさの組み合わせることにより回路で 行うことができる。

ニー一一一一−一一−−−一一一−一＝国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ケグル　フランツ ドイツ国　８７６００　カウフベウレン　２エレンヴエグ　１５ （７２）発明者　マラティンスキー　パウルスイス国　１６３０　ブラ　ル　デ ス　ランパルツ　９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固体−エネルギー蓄積原理に従って作動する燃料噴射装置であって、電磁駆 動往復ポンプ（１）のポンプハウジング（８）内で作動するロータ要素（１０） を有し、外ロータ要素はほとんど抵抗を受けることなく加速され、運動エネルギ ーを蓄積してピストン要素（１４）に衝撃を与え、その結果この蓄積されたロー タ要素（１０）の運動エネルギーが圧力室（１５）内に存在する燃料にピストン 要素（１４）を介して伝達されることによりピストン要素（１４）の前の密閉圧 力室（１５）内に存在する燃料に圧力衝撃を生ぜしめ、この圧力衝撃が噴射装置 （３）からの燃料の噴射に使用されるようになっている燃料噴射装置において、 前記ロータ要素（１０）がピストン要素（１４）上で隙間のない状態で移動させ られるようになっていることを特徴とする固体−エネルギー蓄積原理に従って作 動する燃料噴射装置。 ２．前基ロータ要素（１０）およびピストン要素（１４）が相互にばねで取り付 けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．前記電磁駆動往復ポンプ（１）は、送出ライン（２）を介して噴射装置（３ ）に接続されており、前記送出ライン（２）から吸入ライン（４）が分岐し、前 記吸入ライン（４）は燃料タンク（５）に接続されていることを特徴とする請求 の範囲第１項および／または第２項に記載の装置。 ４．前記ポンプ（１）が環状コイル（９）を収容するハウジング（８）を有し、 前記コイルのコイル貫通部の領域内に前記ロータ要素が配置され、前記ロータ要 素は円筒形ロータ（１０）として形成されかつハウジングシリンダ内で案内され 、環状コイル（９）の中心縦軸の領域内に位置し、該ロータ（１０）は圧縮ばね （１２）によりハウジングシリンダの底面（１１ａ）に当接する初期位置に抑圧 され、さらに該ロータ（１０）の噴射ノズル側で送出プランジャ（１４）として 設計されたピストン要素と協働し、前記送出プランジャ（１４）が円筒形燃料送 出室（１５）内に比較的深く入り込み、前記送出室（１５）はハウジングシリン ダと同軸に配置されかつ圧力ライン（２）と移送結合をなしていることを特徴と する請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の装置。 ５．吸入ライン（４）に逆止弁（１６）が配置されていることを特徴とする請求 の範囲第３項および／または第４項に記載の装置。 ６．噴射弁（３）と分岐ライン（４）の前の圧力室との間でかつ分岐ライン（４ ）の前方の圧力ライン（２）に逆止弁（１６ａ）が配置され、前記逆止弁（１６ ａ）が噴射弁側生間内に、燃料における所定の静圧を保持するためのエア室を形 成していることを特徴とする請求の範囲第３項ないし第５項の１つまたは複数に 記載の装置。 ７．ポンプ（１）のコイル（９）が制御装置（２６）に接続され、前記制御装置 （２６）が噴射装置のための電子式制御装置として働くことを特徴とする請求の 範囲第１項ないし第６項の１つまたは複数に記載の装置。 ８．ロータ（１０）が止まり穴のような段付中心縦内孔（１０８ａ）を有し、該 止まり穴（１０８ａ）の最終部分が中心部分より径が小さくかつストッパ面（１ ０８）を形成し、該中心部分において送出プランジャ（１４）が一体案内リング （１０５）を介して案内され、前記案内リング（１０５）は送出プランジャ（１ ４）より大きい直径を有し、拡大された中心内孔領域に適合するようになってい ることを特徴とする請求の範囲第３項ないし第７項の１つまたは複数に記載の装 置。 ９．前記送出プランジャ（１４）の案内リング（１０５）が圧縮ばね（１０６） により付勢され、前記圧縮ばね（１０６）は比較的弱く設定され、かつその他端 がロータ（１０）内に形成された止まり穴の底面（１０８）に支持されているこ とを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。 １０．前記案内リング（１０５）は、その休止位置においてばね（１０６）によ り付勢されてその送出プランジャ側環状面を中心内孔の環状ストッパ面（１０７ ）に当接させ、前記ストッパ面が径の大きい中心内孔部分と開口を有する径の小 さい内孔部分との間の段部として形成され、前記開口内を送出プランジャ（１４ ）が貫通していることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 １１．前記ロータ（１０）は、その中で送出プランジャ（１４）が案内される貫 通内孔（１０ａ）を有し、該ロータ（１０）から後方に伸長する送出プランジャ （１４）の自由端部において前記送出プランジャ（１４）に円形ストッパ（１４ ａ）が装着され、圧力室（１５）内に位置する送出プランジャ（１４）の部分に 他のストッパリング（１４ｂ）が設けられ、それにより前記ロータ（１０）が２ つのストッパリング（１４ａ）および（１４ｂ）の間に中間隙間を設けて配置さ れ、前記中間隙間はロータ（１０）の加速ストロークが可能な範囲であることを 特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項の１つまたは複数に記載の装置。 １２．前記ロータ戻しばね（１２）がストッパリング（１４ｂ）を包囲して設け られていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。 １３．前記ロータ（１０）が内部室（１１）の底面（１１ａ）に支持された戻し ばね（１２）によりその休止位置に付勢されていることを特徴とする請求の範囲 第１項ないし第７項および第１１項および／または第１２項の１つまたは複数に 記載の装置。 １４．前記ストッパリング（１４ｂ）がロータ（１０）の方向に環状室（１４ｃ ）を有し、前記環状室（１４ｃ）内にばね（１４ｄ）が収容され、前記ばねは一 端がロータ１０にまた他端が環状室（１４ｃ）の底面に支持されていることを特 徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．固体−エネルギー蓄積原理に従って作動する燃料噴射装置であって、電磁 駆動往復ポンプ（１）のポンプハウジング（８）内で作動するロータ要素（１０ ）を有し、該ロータ要素はほとんど抵抗を受けることなく加速され、運動エネル ギーを蓄積してピストン要素（１４）に衝撃を与え、その結果この蓄積されたロ ータ要素（１０）の運動エネルギーが圧力室（１５）内に存在する燃料にピスト ン要素（１４）を介して伝達されることによりピストン要素（１４）の前の密閉 圧力室（１５）内に存在する燃料に圧力衝撃を生ぜしめ、この圧力衝撃が噴射装 置（３）からの燃料の噴射に使用されるようになっている燃料噴射装置において 、 前記噴射ノズル（３）と噴射ポンプ（１）とが一体化され、共通ハウジング内に 内部ハウジングシリンダ（３００）が設けられ、前記内部ハウジングシリンダ（ ３００）が非磁性リング要素（３０１）により噴射ポンプロータ（１０）を包囲 する部分に分離され、これによりコイル（９）がロータ（１０）に力を加えるこ とが可能であることを特徴とする固体−エネルギー蓄積原理に従って作動する燃 料噴射装置。 １６．前記ハウジングシリンダ（３００）の２つのハウジング領域がリング要素 （３０１）付近で流体が漏れないように相互に密に結合され、またコイル（９） がハウジングシリンダ（３００）の外周上に位置決めされると共にリング要素（ ３０１）を包囲して軸方向に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１５ 項に記載の装置。 １７．さらに、前記ハウジングシリンダ（３００）を包囲しかつコイル（９）を 外側から包囲する円筒形ハウジング部分（３０２）を有することを特徴とする請 求の範囲第１５項および／または第１６項に記載の装置。 １８．燃料供給ラインとして機能する貫通内孔（３０５）を有する結合部材（３ ０３）がタンク側端部にねじ込まれていることを特徴とする請求の範囲第１５項 ないし第１７項の１つまたは複数に記載の装置。 １９．前記噴射ノズル（３）がハウジングシリンダ（３００）の軸方向圧力ライ ンのノズル側端部のねじ内にねじ込まれていることを特徴とする請求の範囲第１ ５項ないし第１８項の１つまたは複数に記載の装置。 ２０．前記ハウジングシリンダ（３００）内でノズル（３）と結合部材（３０３ ）との間に直径の異なる領域を有する通路が設けられ、前記通路は結合部材（３ ０３）に隣接してその最大直径領域を有し、前記最大直径領域が噴射ポンプ（１ ）のロータ（１０）のための作動室（３０６）を形成していることを特徴とする 請求の範囲第１５項ないし第１９項の１つまたは複数に記載の装置。 ２１．前記作動室（３０６）のタンク側境界が前記結合部材の環状底面（１１ａ ）により形成され、前記環状底面（１１ａ）はロータ（１０）がばね（１２）に よりその休止位置に押圧されたときに前記ロータのストッパ面として働き、この 底面（１１ａ）からタンクの方向に、供給弁（１６）を収容する内孔（３０５） の断面拡大部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装 置。 ２２．前記ロータ（１０）を貫通する貫通内孔（３０９）が形成され、前記貫通 内孔（３０９）は結合部材（３０３）の内孔（３０５）と軸方向に芯が一致し、 前記ロータが圧力ライン側端部内に径の小さい領域を有し、このロータの径の小 さい領域にロータ戻しばね（１２）が装着され、この戻しばね（１２）の一端は ロータ（１０）の径の小さい領域と径の大きい領域との間の段部領域内に形成さ れた環状面上に支持され、また前記ばね（１２）の他端はハウジングシリンダ（ ３００）内に形成された環状面すなわち内方に突出するリング（３００ａ）に支 持されており、前記リング（３００ａ）は径の大きい作動室（３０６）とそれか らノズル装置（３）の方向に続くハウジングシリンダ（３００）の通路からなる 径の小さい圧力室（１１）との間に設けられていることを特徴とする請求の範囲 第２０項および／または第２１項に記載の装置。 ２３．前記ロータ（１０）の径の小さい端部は、リング（３００ａ）内を貫通可 能なように設計されていることを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の装置。 ２４．前記送出プランジャ（１４）が圧力室（１１）内にロータ（１０）から分 離して位置し、該送出プランジ＋（１４）は円筒形中空体として形成され、軸方 向内孔（３１２，３１３）を貫通して圧力室（１１）と連通する円筒形空洞（１ ４ｅ）を有し、前記空洞（１４ｅ）内に圧力弁が設けられ、前記圧力弁が弁ヘッ ド（３１０）と前記弁ヘッド上に作用するばね（３１１）とからなることを特徴 とする請求の範囲第２３項に記載の装置。 ２５．前記噴射ノズル（３）がハウジングシリンダ（３００）の端面に挿入され た中心貫通内孔（３１４ａ）を有するねじ込みプラグ形状体（３１４）を含み、 前記貫通内孔（３１４ａ）内を弁リフタ（３１７）の押し棒（３１５）が貫通し 、前記弁リフタのクペットヘッド（３１６）が内孔（３１４ａ）の出口を閉止し ていることを特徴とする請求の範囲第１５項ないし第２４項の１つまたは榎数に 記載の装置。 ２６．前記弁リフタ（３１７）はばね（３１８）により作動されるようになって おり、前記ばね（３１８）は片側がプラグ（３１４）の内部環状面に支持されま た他方側が押し棒（３１７）の内方端部に設けられたばねワッシャ（３１５ａ） に支持されていることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７．前記押し棒（３１５）がハウジングシリンダ（３００）の圧力室（１１） 内に突出し、前記ハウジングシリンダ（３００）内において送出シリンダ（１４ ）がプラグ（３１４）上に支持されたばね（３２０）により押圧されてリング（ ３００ａ）に当接し、このとき送出プランジャ（１４）はロータに対向する面を リング（３００ａ）のストッパ面（３２１）に当接させていることを特徴とする 請求の範囲第２６項に記載の装置。 ２８．前記押し棒（３１５）が内孔（３１３）内を貫通しかつ送出シリンダ（１ ４）の内部室（１４ｅ）内に突出し、該押し棒（３１５）の端部にはリング（３ ２２）が設けられ、前記リング（３２２）が圧力弁（３１１，３１０）のばね（ ３１１）のサポートをなしていることを特徴とする請求の範囲第１５項ないし第 ２７項の１つまたは複数に記載の装置。 ２９．前記内孔（３１３）に周縁スロット（３１３ａ）が設けられていることを 特徴とする請求の範囲第２８項に記載の装置。 ３０．エンジン（５００）の噴霧器（５０６）に接続されかつ燃料タンク（５０ ２）から燃料を受け取る制御弁を有する補助スタート装置をさらに備え、前記補 助スタート装置は、前記噴霧器（５０６）の流動抵抗を含む前記制御弁の流動抵 抗が、予圧縮ポンプ（５０１）により送出される圧力によるスタートエンジン速 度においてスタートのための燃料所要量が電気エネルギーを供給することなく噴 射装置（５０４）に供給可能であるように決定されることを特徴とする請求の範 囲第１項ないし第２９項の１つまたは複数に記載の装置。 ３１．吸入側で燃料タンク（５０２）に接続されている燃料予圧縮ポンプ（５０ １）の後方にエンジンへの燃料ラインの分岐ラインが設けられ、非励起状態にお いて、発電機（５０３）に接続された噴射装置（５０４）は作動せずかつエンジ ン（５００）上の噴霧器（５０６）への燐料供給用電磁作動制御弁（５０５）が 開かれていることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の装置。 ３２．エンジン上のハンドポンプ（５０９）が噴霧器（５０６）を介してエンジ ンに燃料を直接供給するために使用されるようになっており、前記ハンドポンプ （５０９）はポンプ（５０１）から制御弁（５０５）への接続ライン（５１１） 内に配置され、前記制御弁（５０５）は制御ライン（５１０）を介して噴射制御 装置（５０７）により始動されることを特徴とする請求の範囲第３０項および／ または第３１項に記載の装置。 ３３．前記制御弁（５０５）が噴射装置（５０４）と噴射ノズル（５０８）との 間の噴射ライン（５１１）内に配置されていることを特徴とする請求の範囲第３ ０項に記載の装置。 ３４．前記噴射制御装置（５０７）から制御弁（５０５）へのラインに遮断器を さらに有することを特徴とする請求の範囲第３３項に記載の装置。 ３５．前記補助スタート装置は、非常運転のために使用され、調量弁（５０５） が燃料の量を変化させることを特徴とする請求の範囲第３３項および／または第 ３４項に記載の装置。 ３６．前記調量弁（５０５）がハウジング（５２０）を有し、前記ハウジング内 にロータ（５２２）の駆動装置として働くコイル（５２１）が挿入され、前記ロ ータ（５２２）はハウジング（５２０）の内孔（５２３）内に摺動可能に装着さ れかつ戻しばね（５２４）によりその休止位置に圧着されてハウジング（５２０ ）内に配置された調節可能ストッパ（５２５）に当接し、一方ハウジングの外部 でこのストッパに引張ロープ（５２６）が接続され、前語ロータ（５２２）が内 孔（５２３）内のロータ（５２２）の前方側および後方側に存在する燃料を接続 させる周縁縦スロット（５２７）を有し、前記ストッパ（５２５）はピストン状 に形成され、ハウジング正面壁（５２０ｂ）内を貫通しかつハウジング（５２０ ）内においてばね（５２８）によりハウジング正面壁（５２０ｂ）に対し付勢さ れ、さらに前記ロータ（５２２）のストッパ（５２５）とは反対側の正面と一体 構造の調量ピストン（５２７）が設けられ、さらにこのロータの正面がハウジン グ（５２０）の正面壁（５２０ａ）上に他端が支持された戻しばね（５２４）に より付勢されており、前記調量ピストン（５２７）がテーパ端部を送出ライン（ ５１１）内に突出させており、前記送出ライン（５１１）からさらに噴霧器（５ ０６）に接続ライン（５１１ａ）が分岐しており、さらに前記ストッパ（５２５ ）はばね力によりロータ（５２２）に当接して保持されており、このストッパ（ ５２５）に接続された引張ロープ（５２６）が絞り弁（５３０）に接続されてい ることを特徴とする請求の範囲第３０項ないし第３５項の１つまたは複数にに記 載の装置。 ３７．往復ポンプのロータ要素（１０）のための流体緩衝装置を備えたことを特 徴とする請求の範囲第１項ないし第３６項の１つまたは複数に記載の装置。 ３８．前記流体緩衝装置がピストンシリンダ装置として構成され、該ピストンシ リンダ装置のロータ（１０）には中心円筒形突起部（１０ａ）が形成され、前記 突起部（１０ａ）がロータの戻り運動の最終部分においてシリンダの底面（１０ ａ）内の筒状止まり穴（１１ｂ）内に嵌合するようになっており、前記ロータ（ １０）には縦スロット（１０ｂ）が形成され、前記縦スロット（１０ｂ）がポン プシリンダ内のロータの後方空間をロータの前方空間に接続していることを特徴 とする請求の範囲第３７項に記載の装置。 ３９．送出プランジャ（１４）が貫通するピストン（１０）の前方のポンプ室（ １１）がロータの後方に形成されるポンプ室（１１）と内孔（１０ｄ）を介して 接続されており、前記内孔（１０ｄ）はロータの後方領域において中心移送通路 （１０ｃ）を有しており、緩衝装置（８ｂ）の中心ピン（８ａ）がその先端（８ ｃ）を移送通路（１０ｃ）の開口の方向に突出させていることを特徴とする請求 の範囲第３７項に記載の装置。 ４０．前記中心ピン（８ａ）が緩衝室（８ｅ）内に通じている底面（１１３）内 の穴（８ｄ）を貫通して設けられ、前記中心ピン（８ａ）は緩衝室（８ｅ）内に おいて穴（８ｄ）より大きい直径を持つリング（８ｆ）にて終端し、前記緩衝室 の底面に支持されているばね（８ｇ）はリング（８ｆ）を押圧し、通路（８ｈ） が緩衝室（８ｅ）を後方ロータ室（１１）に接続していることを特徴とする請求 の範囲第３９項に記載の装置。 ４１．ピン（８ａ）内の中心に貫通孔（８ｉ）が形成され、前記貫通孔（８ｉ） 内を通過して緩衝媒体を移送通路（１０ｃ）内に圧入することができるようにな っていることを特徴とする請求の範囲第３９項に記載の装置。 ４２．ロータ（１０）がその戻り運動の間ポンプ装置として作動し、前記ポンプ 装置が同時にロータ（１０）のための緩衝装置を形成していることを特徴とする 請求の範囲第３７項に記載の装置。 ４３．さらに、オイルポンプ（２６０）がポンプハウジング（８）の後方底面（ １１ａ）に接続され、前記ポンプ（２６０）がハウジング（２６１）を有し、前 記ハウジングのポンプ室（２６１ｂ）内にポンプピストン（２６２）が配置され 、前記ポンプピストンのピストンロッド（２６２ａ）がロータ（１０）の作動室 （１１）内に突出し、前記ピストン（２６２）は戻しばね（２６３）により付勢 され、前記戻しばね（２６３）は出口（２６４）付近のハウジング底面（２６１ ａ）に支持されていることを特徴とする請求の範囲第４２項に記載の装置。 ４４．前記ポンプ室（２６１ｂ）がオイル供給ライン（２６５）を介してオイル タンク（２６６）と連通し、前記オイル供給ライン（２６５）内に逆止弁（２６ ７）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第４３項に記載の装置。 ４５．ハウジングシリンダ底面に形成された筒状止まり穴（１１ｂ）がロータ先 端部に設けられた円筒形突起部（１０ａ）の直径より大きい直径を有しており、 該突起部（１０ａ）または筒状止まり穴（１１ｂ）が円形シールリップ（１０ｅ ）または（１０ｇ）を有し、前記円形シールリップは突起部（１０ａ）のための ピストンシールを形成していることを特徴とする請求の範囲第３７項および／ま たは第３８項に記載の装置。 ４６．端部にリングチャネル（７０８）を有する弁座パイプ（７０１）と、中心 穴を有するダイヤフラム板（７０４）であって、前記弁座の方向に付勢されかつ リングチャネル（７０８）をカバーする前記ダイヤフラム板（７０４）と、場合 によりダイヤフラム（７０４）の穴内のプラグインサート（７０２）と、ばねリ ング（７０５）と、圧力ライン（７０６）とを有する噴射ノズルを備えることを 特徴とする請求の範囲第１項ないし第４５項の１つまたは複数に記載の装置。 ４７．さらに、タンクへの戻りラインを有さない燃料供給装置を備え、該燃料供 給装置は、第２の燃料ポンプ、フロート弁を存するガス分離室およびコンデンサ を有することを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４６項の１つまたは複数に 記載の装置。 ４８．前記ガス分離室（８０５）は、ライン（８０４）を介して燃料（８０２） がポンプ（８０１）により前記ガス分離室（８０５）内に圧送されようになって おり、前記ガス分離室（８０５）からポンプ（８１０）が燃料ライン（８０９） を介して燃料を噴射弁（８１１）に供給し、前記噴射弁（８１１）からガス分離 室（８０５）にライン（８１２）が戻され、このガス分離室（８０５）内に圧力 調節器（８１３）およびコンデンサ（８１４）が配置され、前記ガス分離室（８ ０５）内にフロート（８０６）が設けられ、前記フロート（８０６）がベント弁 （８０７）を作動し、前記ベント弁（８０７）はガス分離室（８０５）内と連通 する排出ライン（８０８）内に装着されていることを特徴とする請求の範囲第４ ７項に記載の装置。 ４９．燃料ライン（８１２）が液面レベル（８０５ａ）の上方でガス分離室（８ ０５）に連通することを特徴とする請求の範囲第４８項に記載の装置。 ５０．ベントライン（８０８）が液面レベル（８０５ａ）の上方でガス分離室（ ８０５）に連通することを特徴とする請求の範囲第４８項および／または第４９ 項に記載の装置。 ５１．燃料ライン（８０４）が液面レベル（８０５ａ）の上方でガス分離室（８ ０５）に連通することを特徴とする請求の範囲第４８項ないし第５０項の１つま たは複数に記載の燃料供給装置。 ５２．タンク（８０３）を除き、燃料噴射装置のすべての部分はエンジン室（８ １５）内に配置されていることを特徴とする請求の範囲第４８項ないし第５０項 の１つまたは複数に記載の装置。 ５３．ロータ励起コイル（９，６００）を駆動するための回路であって、前記ロ ータ励起コイル（９，６００）がパワートランジスタ（６０１）に接続され、前 記パワートランジスタ（６０１）は測定抵抗器（６０２）を介して接地されてお り、比較器（６０３）の出力がトランジスタベースのようなトランジスタ（６０ １）の制御入力に加えられており、さらに前記比較器（６０３）の非反転入力に たとえばマイクロコンピュータにより設定された電流設定値が入力され、また該 比較器（６０３）の反転入力が前記トランジスタ（６０１）に接続された測定抵 抗器の側に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５２項の １つまたは複数に記載の装置。