JPH10122084A - 内燃機関用の燃料噴射弁を操作するための方法及び燃料噴射弁、並びに圧電アクチュエータを操作するための方法 - Google Patents
内燃機関用の燃料噴射弁を操作するための方法及び燃料噴射弁、並びに圧電アクチュエータを操作するための方法Info
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- JPH10122084A JPH10122084A JP28015197A JP28015197A JPH10122084A JP H10122084 A JPH10122084 A JP H10122084A JP 28015197 A JP28015197 A JP 28015197A JP 28015197 A JP28015197 A JP 28015197A JP H10122084 A JPH10122084 A JP H10122084A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
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- F02M45/08—Injectors peculiar thereto
-
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- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 煤排出値及びＮＯｘ排出値の両方に関して、
有害物質排出を出来るだけ少なくする。 【解決手段】 １噴射サイクル中に弁座１３と弁シール
面１１との間の開放横断面を複数回開制御して再び閉鎖
するように、電気的なアクチュエータ５１を制御する。
有害物質排出を出来るだけ少なくする。 【解決手段】 １噴射サイクル中に弁座１３と弁シール
面１１との間の開放横断面を複数回開制御して再び閉鎖
するように、電気的なアクチュエータ５１を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に開口し
ている孔を備えた弁体を有する、内燃機関用の燃料噴射
弁を操作するための方法であって、該孔内に弁部材が軸
方向でシフト可能に案内されており、該弁部材の燃焼室
側の端部に、前記孔から突出している閉鎖頭部が設けら
れており、該閉鎖頭部の、前記弁体に面した端面にシー
ル面が配置されており、該シール面が、燃料圧力通路を
制限している弁座面と、前記弁体の燃焼室側の端面で噴
射横断面を制御するために協働し、並びに前記内燃機関
用の燃料噴射弁が、前記弁部材を閉鎖ばねの力に抗し
て、前記弁座から外側へシフト可能な電気的なアクチュ
エータを有している形式のもの及び請求項１記載の方法
を実施するための燃料噴射弁、並びに請求項７記載の圧
電アクチュエータを操作するための方法に関する。
ている孔を備えた弁体を有する、内燃機関用の燃料噴射
弁を操作するための方法であって、該孔内に弁部材が軸
方向でシフト可能に案内されており、該弁部材の燃焼室
側の端部に、前記孔から突出している閉鎖頭部が設けら
れており、該閉鎖頭部の、前記弁体に面した端面にシー
ル面が配置されており、該シール面が、燃料圧力通路を
制限している弁座面と、前記弁体の燃焼室側の端面で噴
射横断面を制御するために協働し、並びに前記内燃機関
用の燃料噴射弁が、前記弁部材を閉鎖ばねの力に抗し
て、前記弁座から外側へシフト可能な電気的なアクチュ
エータを有している形式のもの及び請求項１記載の方法
を実施するための燃料噴射弁、並びに請求項７記載の圧
電アクチュエータを操作するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッパ特許第０２１８８９５号明細
書に基づき、内燃機関用の燃料噴射弁が公知であり、こ
の燃料噴射弁の場合、ピストン形の弁部材が弁体の孔内
に軸方向で案内されており、この孔は内燃機関の燃焼室
に開口している。この場合弁部材の燃焼室側の端部に
は、弁体の孔から突出している閉鎖頭部が設けられてお
り、この閉鎖頭部の、弁体に面した端面が弁シール面を
形成している。この、弁部材の弁シール面は、この場合
噴射横断面を制御するために定置の弁座面と協働し、こ
の弁座面は弁体の燃焼室側の端面に形成されており、こ
の端面は孔の開口部を囲んでいる。この場合更に、孔と
弁部材との間に形成された燃料圧力通路が弁座に開口し
ており、この燃料圧力通路は噴射導管に接続されてい
る。噴射弁が閉鎖された場合弁部材は、弁ばねによって
弁座と接触させられ、外側に向けられた開放ストローク
を実施するために、圧電アクチュエータによって直接負
荷される。この場合、弁部材の開放ストローク運動は圧
電アクチュエータへの給電によって行われ、この圧電ア
クチュエータは、液圧クッションによって定置でケーシ
ングに支持されて軸方向で弁部材に向かって伸び、この
場合弁部材の弁シール面が弁座から持ち上がるので、燃
料は開制御された開放横断面を介して燃焼室に流入する
ことが出来る。
書に基づき、内燃機関用の燃料噴射弁が公知であり、こ
の燃料噴射弁の場合、ピストン形の弁部材が弁体の孔内
に軸方向で案内されており、この孔は内燃機関の燃焼室
に開口している。この場合弁部材の燃焼室側の端部に
は、弁体の孔から突出している閉鎖頭部が設けられてお
り、この閉鎖頭部の、弁体に面した端面が弁シール面を
形成している。この、弁部材の弁シール面は、この場合
噴射横断面を制御するために定置の弁座面と協働し、こ
の弁座面は弁体の燃焼室側の端面に形成されており、こ
の端面は孔の開口部を囲んでいる。この場合更に、孔と
弁部材との間に形成された燃料圧力通路が弁座に開口し
ており、この燃料圧力通路は噴射導管に接続されてい
る。噴射弁が閉鎖された場合弁部材は、弁ばねによって
弁座と接触させられ、外側に向けられた開放ストローク
を実施するために、圧電アクチュエータによって直接負
荷される。この場合、弁部材の開放ストローク運動は圧
電アクチュエータへの給電によって行われ、この圧電ア
クチュエータは、液圧クッションによって定置でケーシ
ングに支持されて軸方向で弁部材に向かって伸び、この
場合弁部材の弁シール面が弁座から持ち上がるので、燃
料は開制御された開放横断面を介して燃焼室に流入する
ことが出来る。
【０００３】この場合、発生した円錐形噴流又は傘形噴
流においては、大きな噴流表面に基づいて低噴射圧でも
良好な霧化が達成され、しかも噴流進入距離は、弁部材
の最高開放ストロークに基づいて調整される。
流においては、大きな噴流表面に基づいて低噴射圧でも
良好な霧化が達成され、しかも噴流進入距離は、弁部材
の最高開放ストロークに基づいて調整される。
【０００４】しかしこの場合公知の噴射方法においては
欠点として、噴射弁が２つの相反する構成基準に基づい
て、ＮＯｘの少量排出に関してだけ、又は煤の少量排出
に関してだけしか最適にされない。それというのもＮＯ
ｘの少量排出を行うためには、出来るだけ長い噴射時
間、即ち小さな弁部材行程を必要とする一方、煤の少量
排出を行うためには、長い噴流進入距離、即ち出来るだ
け大きな最高弁部材行程が不可欠であるからである。
欠点として、噴射弁が２つの相反する構成基準に基づい
て、ＮＯｘの少量排出に関してだけ、又は煤の少量排出
に関してだけしか最適にされない。それというのもＮＯ
ｘの少量排出を行うためには、出来るだけ長い噴射時
間、即ち小さな弁部材行程を必要とする一方、煤の少量
排出を行うためには、長い噴流進入距離、即ち出来るだ
け大きな最高弁部材行程が不可欠であるからである。
【０００５】しかし最新の内燃機関、特に小型のディー
ゼル機関には、煤排出値及びＮＯｘ排出値の両方に関し
て、有害物質排出を出来るだけ少なくするという要求が
課されている。
ゼル機関には、煤排出値及びＮＯｘ排出値の両方に関し
て、有害物質排出を出来るだけ少なくするという要求が
課されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は公知の
欠点を回避することにある。
欠点を回避することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、１噴射サイクル中に弁座と弁シール面と
の間の開放横断面を複数回開制御して再び閉鎖するよう
に、電気的なアクチュエータを制御するようにし、この
電気的なアクチュエータが、圧電アクチュエータとして
形成され、かつこの圧電アクチュエータを噴射サイクル
中に、その固有周波数で励起するようにした。
に本発明では、１噴射サイクル中に弁座と弁シール面と
の間の開放横断面を複数回開制御して再び閉鎖するよう
に、電気的なアクチュエータを制御するようにし、この
電気的なアクチュエータが、圧電アクチュエータとして
形成され、かつこの圧電アクチュエータを噴射サイクル
中に、その固有周波数で励起するようにした。
【０００８】
【発明の効果】前述の公知先行技術の欠点に対して、請
求項１の特徴部に記載の、本発明による、内燃機関用の
燃料噴射弁を操作するための方法は、噴射時間機能と噴
流進入距離機能とを互いに分離するという利点を有して
いるので、両機能をそれぞれ個々に、互いに関係なく最
善の状態にすることが出来る。
求項１の特徴部に記載の、本発明による、内燃機関用の
燃料噴射弁を操作するための方法は、噴射時間機能と噴
流進入距離機能とを互いに分離するという利点を有して
いるので、両機能をそれぞれ個々に、互いに関係なく最
善の状態にすることが出来る。
【０００９】このことは、有利な形式では電気的なアク
チュエータをクロック制御することによって可能とな
り、これにより噴射弁の開放横断面が、１噴射サイクル
中に断続的に開制御されるので、噴射量は制御され複数
の部分量に分けられて燃焼室に噴射される。この場合ま
ず、少量の前噴射量を噴射することが可能であり、短い
噴射休止の後で、この前噴射量に引き続き主噴射量が複
数の部分噴射量に分割されて噴射され、しかも全噴射量
は、前もって規定された噴射圧において個々の部分噴射
の回数及びパルス継続時間に関連している。この場合噴
射時間は、弁部材の最大開放行程とは無関係に、個々の
部分噴射の回数及びパルス継続時間に関連して制御され
るので、騒音やＮＯｘ排出が直接影響される。この場
合、特に噴射休止によって排気ガスと新気との集中的な
混合が燃焼室で行われる。この場合、一方では局部的な
“排ガス戻し”によって、他方では燃焼した、燃料と空
気との混合気の局部的な温度低下によって、 格別に少
ないＮＯｘ排出が達成される。
チュエータをクロック制御することによって可能とな
り、これにより噴射弁の開放横断面が、１噴射サイクル
中に断続的に開制御されるので、噴射量は制御され複数
の部分量に分けられて燃焼室に噴射される。この場合ま
ず、少量の前噴射量を噴射することが可能であり、短い
噴射休止の後で、この前噴射量に引き続き主噴射量が複
数の部分噴射量に分割されて噴射され、しかも全噴射量
は、前もって規定された噴射圧において個々の部分噴射
の回数及びパルス継続時間に関連している。この場合噴
射時間は、弁部材の最大開放行程とは無関係に、個々の
部分噴射の回数及びパルス継続時間に関連して制御され
るので、騒音やＮＯｘ排出が直接影響される。この場
合、特に噴射休止によって排気ガスと新気との集中的な
混合が燃焼室で行われる。この場合、一方では局部的な
“排ガス戻し”によって、他方では燃焼した、燃料と空
気との混合気の局部的な温度低下によって、 格別に少
ないＮＯｘ排出が達成される。
【００１０】燃料を供給しようとする内燃機関の部分負
荷領域では、該内燃機関の全負荷運転に対して、噴射噴
流のより少ない噴流進入距離が必要なので、内燃機関の
部分負荷領域における弁部材行程は、弁部材の最大行程
に対して減じられる。更に弁部材の行程を、チャージ圧
力及び圧縮最終温度にも関連して制御すると有利であ
り、それというのも必要な噴流進入距離が、内燃機関の
これらのパラメータにも関連しているからである。
荷領域では、該内燃機関の全負荷運転に対して、噴射噴
流のより少ない噴流進入距離が必要なので、内燃機関の
部分負荷領域における弁部材行程は、弁部材の最大行程
に対して減じられる。更に弁部材の行程を、チャージ圧
力及び圧縮最終温度にも関連して制御すると有利であ
り、それというのも必要な噴流進入距離が、内燃機関の
これらのパラメータにも関連しているからである。
【００１１】本発明による噴射方法によって更に、噴射
経過の形成が個々の部分開放パルスの弁部材行程の変調
を介して可能になる。この場合、特に第１の開放パルス
で上昇する弁部材行程を行って、燃料をまず、前もって
噴射されて既に着火された燃料量の近くに噴射すると格
別有利である。
経過の形成が個々の部分開放パルスの弁部材行程の変調
を介して可能になる。この場合、特に第１の開放パルス
で上昇する弁部材行程を行って、燃料をまず、前もって
噴射されて既に着火された燃料量の近くに噴射すると格
別有利である。
【００１２】電気的なアクチュエータとして、極めて迅
速に切り替わる電磁弁、又は更に適した圧電アクチュエ
ータが使用され、この場合圧電アクチュエータの軸方向
の調整運動が、液圧式連結エレメントを介して弁部材に
向かって増大され、このことは同時に、圧電アクチュエ
ータの温度変化及び製造公差に基づく長さ公差の補償に
も効果がある。
速に切り替わる電磁弁、又は更に適した圧電アクチュエ
ータが使用され、この場合圧電アクチュエータの軸方向
の調整運動が、液圧式連結エレメントを介して弁部材に
向かって増大され、このことは同時に、圧電アクチュエ
ータの温度変化及び製造公差に基づく長さ公差の補償に
も効果がある。
【００１３】弁部材の部分パルスの最高周波数を達成す
るために、圧電アクチュエータは有利には、その固有周
波数で励起されることが出来る。
るために、圧電アクチュエータは有利には、その固有周
波数で励起されることが出来る。
【００１４】圧電アクチュエータの制御は電気的な制御
装置を介して行われ、この制御装置は、噴射弁における
噴射時期、噴射量、パルス継続時間及び噴射休止を特性
線に基づいて制御して、燃料を供給しようとする内燃機
関の運転パラメータに関連して規定する。
装置を介して行われ、この制御装置は、噴射弁における
噴射時期、噴射量、パルス継続時間及び噴射休止を特性
線に基づいて制御して、燃料を供給しようとする内燃機
関の運転パラメータに関連して規定する。
【００１５】噴射弁への燃料供給はコンスタントに行わ
れ、このために噴射弁の圧力通路は、噴射導管を介して
燃料蓄え室（コモンレール）に接続されており、この燃
料蓄え室には、燃料高圧ポンプを介して常に高圧下にあ
る燃料が供給される。
れ、このために噴射弁の圧力通路は、噴射導管を介して
燃料蓄え室（コモンレール）に接続されており、この燃
料蓄え室には、燃料高圧ポンプを介して常に高圧下にあ
る燃料が供給される。
【００１６】この場合本発明による噴射方法を、小型の
直接噴射式ディーゼル機関に使用すると特に有利であ
り、それというのもこの直接噴射式ディーゼル機関が、
噴射噴流の小さな自由噴流長さだけしか必要としないか
らである。
直接噴射式ディーゼル機関に使用すると特に有利であ
り、それというのもこの直接噴射式ディーゼル機関が、
噴射噴流の小さな自由噴流長さだけしか必要としないか
らである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
面につき詳しく説明する。
【００１８】図１に示された燃料噴射弁は、燃料が供給
されるべき内燃機関の燃焼室３内に一方の端面が突入し
ている円筒形の弁体１を有している。この弁体１内に
は、軸方向の段付孔５が設けられており、この段付孔５
は弁体１の、燃焼室３内に突入している端面で開口して
おり、かつこの段付孔５内には、ピストン状の弁部材７
が軸方向でシフト可能に案内されている。この弁部材７
は、その燃焼室側の端部に、段付孔５から突出した閉鎖
頭部９を有しており、この閉鎖頭部９の、弁体１に面し
た方のリング端面は弁シール面１１を形成している。こ
の弁部材７の弁シール面１１は、噴射開放横断面を制御
するために、弁体１の燃焼室側の端面に形成された弁座
面１３と協働し、この場合、弁シール面１１と弁座面１
３とは円錐形に形成されている。この際弁座面１３は、
段付孔５の壁と弁部材７との間に形成された、弁体１内
の圧力通路１５を制限し、この圧力通路１５は他方では
弁部材７の、段付孔５内で滑動するリングフランジ１７
によって制限され、かつ横方向孔１９を介して、燃料蓄
え室２３への噴射導管２１に接続されている。この場
合、燃料蓄え室２３（コモンレール）（この燃料蓄え室
から全ての噴射導管が個々の噴射弁に分岐する）には、
燃料高圧ポンプ２５により搬送導管２７を介して貯蔵タ
ンク２９から、高圧下にある燃料が供給される。
されるべき内燃機関の燃焼室３内に一方の端面が突入し
ている円筒形の弁体１を有している。この弁体１内に
は、軸方向の段付孔５が設けられており、この段付孔５
は弁体１の、燃焼室３内に突入している端面で開口して
おり、かつこの段付孔５内には、ピストン状の弁部材７
が軸方向でシフト可能に案内されている。この弁部材７
は、その燃焼室側の端部に、段付孔５から突出した閉鎖
頭部９を有しており、この閉鎖頭部９の、弁体１に面し
た方のリング端面は弁シール面１１を形成している。こ
の弁部材７の弁シール面１１は、噴射開放横断面を制御
するために、弁体１の燃焼室側の端面に形成された弁座
面１３と協働し、この場合、弁シール面１１と弁座面１
３とは円錐形に形成されている。この際弁座面１３は、
段付孔５の壁と弁部材７との間に形成された、弁体１内
の圧力通路１５を制限し、この圧力通路１５は他方では
弁部材７の、段付孔５内で滑動するリングフランジ１７
によって制限され、かつ横方向孔１９を介して、燃料蓄
え室２３への噴射導管２１に接続されている。この場
合、燃料蓄え室２３（コモンレール）（この燃料蓄え室
から全ての噴射導管が個々の噴射弁に分岐する）には、
燃料高圧ポンプ２５により搬送導管２７を介して貯蔵タ
ンク２９から、高圧下にある燃料が供給される。
【００１９】弁部材７は、その燃焼室に近い方の端部を
より良好に案内するために、段付孔５の壁を滑動する、
燃料のための貫流開口を備えたガイドウェブ３１を有し
ている。
より良好に案内するために、段付孔５の壁を滑動する、
燃料のための貫流開口を備えたガイドウェブ３１を有し
ている。
【００２０】弁部材７は、燃焼室とは離れた側でリング
フランジ１７に接続しているシャフト部分を以て、弁体
１の、閉鎖ばね３５が配置されているばね室３３に突入
しており、この閉鎖ばね３５は、孔段部３７に定置で支
持されており、かつばね受け３９を介して弁部材７を、
弁座面１３に向けて閉鎖方向に負荷している。
フランジ１７に接続しているシャフト部分を以て、弁体
１の、閉鎖ばね３５が配置されているばね室３３に突入
しており、この閉鎖ばね３５は、孔段部３７に定置で支
持されており、かつばね受け３９を介して弁部材７を、
弁座面１３に向けて閉鎖方向に負荷している。
【００２１】閉鎖ばね３５とは離反した側で、弁部材７
のシャフト端部４１がばね受け３９に接続されており、
このシャフト端部４１の、燃焼室と離れた方の自由端面
４３が、圧力媒体で満たされて閉鎖された液圧式の作業
室４５に突入しており、この場合シャフト端部４１は、
弁部材７に対して２つの部分に形成され、ばね受け３９
に結合されている。
のシャフト端部４１がばね受け３９に接続されており、
このシャフト端部４１の、燃焼室と離れた方の自由端面
４３が、圧力媒体で満たされて閉鎖された液圧式の作業
室４５に突入しており、この場合シャフト端部４１は、
弁部材７に対して２つの部分に形成され、ばね受け３９
に結合されている。
【００２２】弁部材７の端面４３と対向する、液圧式の
作業室４５の端部は、調節ピストン４９の端面４７によ
って制限され、この調節ピストン４９は他方では、円筒
形の圧電スタックの形式の圧電アクチュエータ５１の端
面に結合されている。この場合、圧電アクチュエータ５
１の調節ピストン４９の端面４７は、弁部材のシャフト
端部４１の端面４３よりも大きく形成されているので、
圧電アクチュエータ５１の軸方向の調節ストローク運動
は、液圧式の作業室４５を介して、弁部材７の、より大
きな調節ストローク運動へと移行される。
作業室４５の端部は、調節ピストン４９の端面４７によ
って制限され、この調節ピストン４９は他方では、円筒
形の圧電スタックの形式の圧電アクチュエータ５１の端
面に結合されている。この場合、圧電アクチュエータ５
１の調節ピストン４９の端面４７は、弁部材のシャフト
端部４１の端面４３よりも大きく形成されているので、
圧電アクチュエータ５１の軸方向の調節ストローク運動
は、液圧式の作業室４５を介して、弁部材７の、より大
きな調節ストローク運動へと移行される。
【００２３】圧電アクチュエータ５１は、電気的な接続
導線５３を介して電子制御装置５５に接続されており、
この電子制御装置５５は、個々の噴射弁の全ての圧電ア
クチュエータ５１への給電を制御する。
導線５３を介して電子制御装置５５に接続されており、
この電子制御装置５５は、個々の噴射弁の全ての圧電ア
クチュエータ５１への給電を制御する。
【００２４】内燃機関用の燃料噴射弁は次の様に働く。
【００２５】噴射弁の閉鎖状態においては、圧電アクチ
ュエータ５１は無電に切り換えられ、その軸方向の伸長
状態は出発位置に対応している。閉鎖ばね３５は、弁部
材７の弁シール面１１を弁座面１３に接触させているの
で、噴射開放横断面は閉鎖されている。この場合、圧力
通路１５内には燃料蓄え室２３の燃料高圧が生じてお
り、この燃料高圧は弁座面１３にまで達している。この
場合、圧力通路１５を軸方向で制限している閉鎖頭部９
及びリングフランジ１７の面は、弁部材７をほぼ圧力補
償するように構成されているので、閉鎖ばね３５が燃料
高圧を克服する必要はない。
ュエータ５１は無電に切り換えられ、その軸方向の伸長
状態は出発位置に対応している。閉鎖ばね３５は、弁部
材７の弁シール面１１を弁座面１３に接触させているの
で、噴射開放横断面は閉鎖されている。この場合、圧力
通路１５内には燃料蓄え室２３の燃料高圧が生じてお
り、この燃料高圧は弁座面１３にまで達している。この
場合、圧力通路１５を軸方向で制限している閉鎖頭部９
及びリングフランジ１７の面は、弁部材７をほぼ圧力補
償するように構成されているので、閉鎖ばね３５が燃料
高圧を克服する必要はない。
【００２６】噴射弁において燃料噴射を行いたい場合に
は、圧電アクチュエータ５１が電子制御装置５５を介し
て給電され、電圧の作用に基づき軸方向に伸びる。燃焼
室から離れた方の端部で定置に固定された圧電アクチュ
エータ５１のこの軸方向の伸びは、調節ピストン４９
の、弁部材７の方向へのシフトを生ぜしめ、このシフト
は液圧式の作業室４５を介して閉鎖ばね３５の力に抗し
て弁部材７へ伝達され、この場合、弁部材７の開放スト
ローク距離が液圧的な連結部の伝達比に基づいて増大さ
れる。この場合弁部材７は、弁座面１３から持ち上が
り、弁シール面１１と弁座面１３との間の開放横断面を
開放し、この開放横断面を介して傘形噴流又は円錐形噴
流が内燃機関の燃焼室３内に噴射される。
は、圧電アクチュエータ５１が電子制御装置５５を介し
て給電され、電圧の作用に基づき軸方向に伸びる。燃焼
室から離れた方の端部で定置に固定された圧電アクチュ
エータ５１のこの軸方向の伸びは、調節ピストン４９
の、弁部材７の方向へのシフトを生ぜしめ、このシフト
は液圧式の作業室４５を介して閉鎖ばね３５の力に抗し
て弁部材７へ伝達され、この場合、弁部材７の開放スト
ローク距離が液圧的な連結部の伝達比に基づいて増大さ
れる。この場合弁部材７は、弁座面１３から持ち上が
り、弁シール面１１と弁座面１３との間の開放横断面を
開放し、この開放横断面を介して傘形噴流又は円錐形噴
流が内燃機関の燃焼室３内に噴射される。
【００２７】有害物質の少ない最善の燃焼を行うため
に、噴射過程は図２のグラフに示されているように１噴
射サイクル中に、複数回の部分噴射に中断される。
に、噴射過程は図２のグラフに示されているように１噴
射サイクル中に、複数回の部分噴射に中断される。
【００２８】この場合図２のグラフは、１噴射サイクル
の時間“ｔ”にわたる、弁部材７の開放ストローク経過
“ｈ”を示している。
の時間“ｔ”にわたる、弁部材７の開放ストローク経過
“ｈ”を示している。
【００２９】ｔ１の時点では、まず開放ストロークｈ１
を以て短い噴射パルスが生ぜしめられ、この開放ストロ
ークが少量の前噴射量の噴射を開始し、この前噴射量が
燃焼室３内での着火を惹起する。この場合、この短時間
のパルスはｔ２の時点で終了する、弁部材７の部分開放
ストロークだけを有するので、弁部材７は再び弁座面１
３に戻り、噴射過程を中断する。短い噴射休止ｔ２ーｔ
ｎの後に、ｔｎの時点で主噴射が開始され、この主噴射
は、弁部材７のフルストロークｈ２を有し相前後して続
く複数回の部分噴射から成る。この場合全噴射量は、部
分噴射の回数及びパルス継続時間に基づいて予め規定さ
れており、しかも噴射時期、噴射量、パルス継続時間及
び噴射休止等の全パラメータは、特性線に基づいて制御
されて調整される。
を以て短い噴射パルスが生ぜしめられ、この開放ストロ
ークが少量の前噴射量の噴射を開始し、この前噴射量が
燃焼室３内での着火を惹起する。この場合、この短時間
のパルスはｔ２の時点で終了する、弁部材７の部分開放
ストロークだけを有するので、弁部材７は再び弁座面１
３に戻り、噴射過程を中断する。短い噴射休止ｔ２ーｔ
ｎの後に、ｔｎの時点で主噴射が開始され、この主噴射
は、弁部材７のフルストロークｈ２を有し相前後して続
く複数回の部分噴射から成る。この場合全噴射量は、部
分噴射の回数及びパルス継続時間に基づいて予め規定さ
れており、しかも噴射時期、噴射量、パルス継続時間及
び噴射休止等の全パラメータは、特性線に基づいて制御
されて調整される。
【００３０】噴射サイクルは、新たに無電に切り換えら
れた圧電アクチュエータ５１によって終了するので、閉
鎖ばね３５が弁部材７の弁シール面１１を弁座面１３に
戻し、噴射横断面が閉鎖される。
れた圧電アクチュエータ５１によって終了するので、閉
鎖ばね３５が弁部材７の弁シール面１１を弁座面１３に
戻し、噴射横断面が閉鎖される。
【００３１】この場合、本発明による、噴射過程の複数
回の中断に基づいて、噴射時間と噴流進入距離との機能
を互いに分離することが可能であり、従って両機能を、
それぞれの内燃機関の要求に応じて、個々に最適に適合
させることが出来る。
回の中断に基づいて、噴射時間と噴流進入距離との機能
を互いに分離することが可能であり、従って両機能を、
それぞれの内燃機関の要求に応じて、個々に最適に適合
させることが出来る。
【図１】燃料噴射弁を断面し、かつ該燃料噴射弁の接続
を概略的に示した図である。
を概略的に示した図である。
【図２】一定の時間にわたる１噴射サイクル間の、圧電
アクチュエータ若しくは弁部材のストロークがプロット
されているグラフを示した図である。
アクチュエータ若しくは弁部材のストロークがプロット
されているグラフを示した図である。
１ 弁体、 ３ 燃焼室、 ５ 段付孔、 ７ 弁部
材、 ９ 閉鎖頭部、１１ 弁シール面、 １３ 弁座
面、 １５ 圧力通路、 １７ リングフランジ、 １
９ 横方向孔、 ２１ 噴射導管、 ２３ 燃料蓄え
室、 ２５ 燃料高圧ポンプ、 ２７ 搬送導管、 ２
９ 貯蔵タンク、 ３１ ガイドウェブ、３３ ばね
室、 ３５ 閉鎖ばね、 ３７ 孔段部、 ３９ ばね
受け、 ４１ シャフト端部、 ４３ 端面、 ４５
作業室、 ４７ 端面、 ４９ 調節ピストン、 ５１
圧電アクチュエータ、 ５３ 接続導線、 ５５ 電
子制御装置、 ｈ 開放ストローク経過、 ｔ 時間
材、 ９ 閉鎖頭部、１１ 弁シール面、 １３ 弁座
面、 １５ 圧力通路、 １７ リングフランジ、 １
９ 横方向孔、 ２１ 噴射導管、 ２３ 燃料蓄え
室、 ２５ 燃料高圧ポンプ、 ２７ 搬送導管、 ２
９ 貯蔵タンク、 ３１ ガイドウェブ、３３ ばね
室、 ３５ 閉鎖ばね、 ３７ 孔段部、 ３９ ばね
受け、 ４１ シャフト端部、 ４３ 端面、 ４５
作業室、 ４７ 端面、 ４９ 調節ピストン、 ５１
圧電アクチュエータ、 ５３ 接続導線、 ５５ 電
子制御装置、 ｈ 開放ストローク経過、 ｔ 時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０Ｃ (72)発明者 シュテファン カムプマン ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン パノラ マシュトラーセ ９
Claims (11)
- 【請求項１】 燃焼室（３）内に開口している孔（５）
を備えた弁体（１）を有する、内燃機関用の燃料噴射弁
を操作するための方法であって、該孔（５）内に弁部材
（７）が軸方向でシフト可能に案内されており、該弁部
材（７）の燃焼室側の端部に、前記孔（５）から突出し
ている閉鎖頭部（９）が設けられており、該閉鎖頭部
（９）の、前記弁体（１）に面した端面にシール面（１
１）が配置されており、該シール面（１１）が、燃料圧
力通路（１５）を制限している弁座面（１３）と、前記
弁体（１）の燃焼室側の端面で噴射横断面を制御するた
めに協働し、並びに前記内燃機関用の燃料噴射弁が、前
記弁部材（７）を閉鎖ばね（３５）の力に抗して、前記
弁座（１３）から外側へシフト可能な電気的なアクチュ
エータ（５１）を有している形式のものにおいて、 １噴射サイクル中に前記弁座（１３）と前記弁シール面
（１１）との間の開放横断面を複数回開制御して再び閉
鎖するように、電気的な前記アクチュエータ（５１）を
制御することを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射弁を
操作するための方法。 - 【請求項２】 噴射サイクルの開始時にまず、極めて短
い開放ストロークパルス（ｈ１）をアクチュエータ（５
１）によって生ぜしめ、前記開放ストロークパルスによ
って少量の前噴射量を放出するために開放横断面を開制
御し、短い噴射休止（ｔ２−ｔｎ）の後に、複数の部分
噴射量から成る主噴射を行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 噴射量と噴射経過とを、部分開放ストロ
ークの回数及びパルス継続時間に基づいて制御する、請
求項２記載の方法。 - 【請求項４】 燃料を供給しようとする内燃機関の部分
負荷時に電気的なアクチュエータ（５１）によって生ぜ
しめられる開放ストロークを、弁部材の、全負荷時に行
われる最大開放ストロークに対して減じる、請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】弁部材開放ストロークを、燃料を供給しよ
うとする内燃機関のチャージ圧力及び圧縮最終温度に関
連して制御する、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 噴射時期、噴射量、パルス継続時間及び
噴射休止を、特性線に基づいて制御して調整する、請求
項１記載の方法。 - 【請求項７】 請求項１記載の方法を実施するための燃
料噴射弁において、電気的なアクチュエータ（５１）
が、圧電アクチュエータとして形成されていることを特
徴とする、燃料噴射弁。 - 【請求項８】 圧電アクチュエータ（５１）が、シフト
可能な端面（４７）を有しており、該端面（４７）が液
圧式の作業室（４５）を制限しており、該作業室（４
５）が、他方では閉鎖頭部（９）に離反した、弁部材
（７）の端面（４３）によって制限されており、しかも
前記圧電アクチュエータ（５１）の端面（４７）が、前
記弁部材（７）の端面（４３）よりも大きく形成されて
いる、請求項７記載の燃料噴射弁。 - 【請求項９】 圧電アクチュエータ（５１）が、電気的
な接続導線（５３）を介して制御装置（５５）に接続さ
れている、請求項７記載の燃料噴射弁。 - 【請求項１０】 弁座（１３）に開口している燃料圧力
通路（１５）が、噴射導管（２１）を介して常に燃料蓄
え室（２３）に接続されており、この燃料蓄え室（２
３）には、高圧ポンプ（２５）によって高圧の燃料が供
給されている、請求項７記載の燃料噴射弁。 - 【請求項１１】 請求項７記載の圧電アクチュエータを
操作するための方法において、圧電アクチュエータ（５
１）を噴射サイクル中に、その固有周波数で励起するこ
とを特徴とする、圧電アクチュエータを操作するための
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19642441.0 | 1996-10-15 | ||
| DE1996142441 DE19642441A1 (de) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Verfahren zum Betätigen eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122084A true JPH10122084A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=7808768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28015197A Pending JPH10122084A (ja) | 1996-10-15 | 1997-10-14 | 内燃機関用の燃料噴射弁を操作するための方法及び燃料噴射弁、並びに圧電アクチュエータを操作するための方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10122084A (ja) |
| DE (1) | DE19642441A1 (ja) |
| GB (1) | GB2318388B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100951326B1 (ko) * | 2002-01-30 | 2010-04-08 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사 밸브 |
| KR100951327B1 (ko) * | 2002-01-30 | 2010-04-08 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사 밸브 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19824916C1 (de) * | 1998-06-04 | 1999-09-30 | Daimler Chrysler Ag | Einspritzventil |
| DE19939477A1 (de) * | 1999-08-20 | 2001-03-22 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
| DE19942816A1 (de) * | 1999-09-08 | 2001-03-22 | Daimler Chrysler Ag | Einspritzventil |
| DE19946603B4 (de) * | 1999-09-29 | 2009-01-15 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil mit kompensierenden Dichtelementen |
| DE10051343B4 (de) * | 2000-10-17 | 2005-09-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit Mehrfachansteuerung eines Steuerventiles |
| SE522624C2 (sv) * | 2001-03-29 | 2004-02-24 | Volvo Teknisk Utveckling Ab | Förfarande för att styra insprutningen av en fluid i en förbränningsmotor |
| DE10137210B4 (de) * | 2001-07-30 | 2011-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| DE10232193A1 (de) * | 2002-07-16 | 2004-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| DE10254186A1 (de) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Siemens Ag | Injektor mit einer direkt angetriebenen Register-Düsennadel für die Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor |
| DE102004002309A1 (de) * | 2004-01-16 | 2005-08-04 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffinjektor mit direkter Nadelstreuerung |
| GB2421543B (en) * | 2005-08-05 | 2006-11-29 | Scion Sprays Ltd | A fuel injection system for an internal combustion engine |
| EP1910659B1 (en) | 2005-08-05 | 2012-02-01 | Scion-Sprays Limited | A fuel injection system for an internal combustion engine |
| US7458364B2 (en) | 2005-08-05 | 2008-12-02 | Scion-Sprays Limited | Internal combustion engine having a fuel injection system |
| GB2447045B (en) * | 2007-02-28 | 2009-08-05 | Scion Sprays Ltd | A method of fuel injection |
| US8116962B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-02-14 | Scion-Sprays Limited | Method of fuel injection |
| GB2452766B (en) | 2007-09-14 | 2010-01-06 | Scion Sprays Ltd | Internal combustion engine with a fuel injection system |
| CN103195627A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-07-10 | 哈尔滨工程大学 | 直接控制式压电喷油器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4022166A (en) * | 1975-04-03 | 1977-05-10 | Teledyne Industries, Inc. | Piezoelectric fuel injector valve |
| GB2047351B (en) * | 1979-04-21 | 1982-11-10 | Lucas Industries Ltd | Control of fuel injection systems for starting i c engines |
| DE3936619A1 (de) * | 1989-11-03 | 1991-05-08 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Verfahren zum einspritzen eines brennstoffes in einen brennraum einer luftverdichtenden, selbstzuendenden brennkraftmaschine, sowie vorrichtungen zur durchfuehrung dieses verfahrens |
-
1996
- 1996-10-15 DE DE1996142441 patent/DE19642441A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-09-30 GB GB9720628A patent/GB2318388B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-14 JP JP28015197A patent/JPH10122084A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100951326B1 (ko) * | 2002-01-30 | 2010-04-08 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사 밸브 |
| KR100951327B1 (ko) * | 2002-01-30 | 2010-04-08 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사 밸브 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9720628D0 (en) | 1997-11-26 |
| GB2318388B (en) | 1998-12-09 |
| DE19642441A1 (de) | 1998-04-16 |
| GB2318388A (en) | 1998-04-22 |
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