JPH11315770A - 燃料噴射装置 - Google Patents
燃料噴射装置Info
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- JPH11315770A JPH11315770A JP11042078A JP4207899A JPH11315770A JP H11315770 A JPH11315770 A JP H11315770A JP 11042078 A JP11042078 A JP 11042078A JP 4207899 A JP4207899 A JP 4207899A JP H11315770 A JPH11315770 A JP H11315770A
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Classifications
-
- 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
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
-
- 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
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- 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
-
- 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
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 付勢されるとき膨張する型の圧電アクチュエ
ータによって作動されるように配置される燃料噴射装置
を提供することにある。 【解決手段】 燃料噴射装置は孔１２内で摺動可能でか
つ出口開口１６への燃料の供給を制御するように座と係
合し得る弁針１０からなり、この弁針の端面が圧電アク
チュエータ４４の作用により動き得るピストン部材２６
によって、部分的に画成される制御室３０内の燃料圧力
に曝されされている。制御室３０は、使用中、制限され
た流路１８を介して、圧力下の燃料で供給される。ピス
トン部材が弁針の有効面積より大きい制御室内で圧力に
曝される有効面積を有することができる。
ータによって作動されるように配置される燃料噴射装置
を提供することにある。 【解決手段】 燃料噴射装置は孔１２内で摺動可能でか
つ出口開口１６への燃料の供給を制御するように座と係
合し得る弁針１０からなり、この弁針の端面が圧電アク
チュエータ４４の作用により動き得るピストン部材２６
によって、部分的に画成される制御室３０内の燃料圧力
に曝されされている。制御室３０は、使用中、制限され
た流路１８を介して、圧力下の燃料で供給される。ピス
トン部材が弁針の有効面積より大きい制御室内で圧力に
曝される有効面積を有することができる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、内燃機関へ圧力下
の燃料を供給するのに使用される燃料噴射装置に関す
る。とくに、本発明は圧電アクチュエータの制御により
動き得る弁針を含んでいる燃料噴射装置に関する。
の燃料を供給するのに使用される燃料噴射装置に関す
る。とくに、本発明は圧電アクチュエータの制御により
動き得る弁針を含んでいる燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射装置の作動を制御するのに付勢
されるとき膨張する型の圧電アクチュエータを使用する
のが望ましい。共通のレール噴射装置は通常燃料の噴射
を許容するために座からの弁針の撤退を必要としてい
る。
されるとき膨張する型の圧電アクチュエータを使用する
のが望ましい。共通のレール噴射装置は通常燃料の噴射
を許容するために座からの弁針の撤退を必要としてい
る。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、従来のこの種
の燃料噴射装置においては圧電アクチュエータによる弁
針の制御にさらに改善か求められている。
の燃料噴射装置においては圧電アクチュエータによる弁
針の制御にさらに改善か求められている。
【０００４】本発明の目的は、付勢されるとき膨張する
型の圧電アクチュエータによって作動されるように配置
される燃料噴射装置を提供することにある。
型の圧電アクチュエータによって作動されるように配置
される燃料噴射装置を提供することにある。
【０００５】かかる噴射装置の圧電アクチュエータの積
み重ね高さを最小にするために、圧電アクチュエータの
膨張および収縮が、使用において、増幅され、結果とし
てアクチュエータの端部分がそれにわたって動く距離よ
り大きい距離を通る噴射装置の弁針の運動を生じる。
み重ね高さを最小にするために、圧電アクチュエータの
膨張および収縮が、使用において、増幅され、結果とし
てアクチュエータの端部分がそれにわたって動く距離よ
り大きい距離を通る噴射装置の弁針の運動を生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
れば、孔内で摺動可能でかつ出口開口への燃料の供給を
制御するように座と係合し得る弁針からなり、この弁針
の端面が圧電アクチュエータの作用により動き得るピス
トン部材によって、部分的に画成される制御室内の燃料
圧力に曝されされており、そのさい前記制御室が、使用
中、制限された流路を介して、圧力下の燃料で供給され
る燃料噴射装置が提供される。
れば、孔内で摺動可能でかつ出口開口への燃料の供給を
制御するように座と係合し得る弁針からなり、この弁針
の端面が圧電アクチュエータの作用により動き得るピス
トン部材によって、部分的に画成される制御室内の燃料
圧力に曝されされており、そのさい前記制御室が、使用
中、制限された流路を介して、圧力下の燃料で供給され
る燃料噴射装置が提供される。
【０００７】制限された流路は好都合には弁針と孔との
間の制御された漏洩通路の形を取っている。代替的に、
別個の穿孔が制限された量での制御室への燃料の供給を
許容するのに設けられ得る。
間の制御された漏洩通路の形を取っている。代替的に、
別個の穿孔が制限された量での制御室への燃料の供給を
許容するのに設けられ得る。
【０００８】制御室への燃料の供給は、使用中、座に向
かって針を押圧するように作用し、したがってアクチュ
エータまたは関連の駆動回路の機能不全の場合に連続す
る噴射を阻止する。
かって針を押圧するように作用し、したがってアクチュ
エータまたは関連の駆動回路の機能不全の場合に連続す
る噴射を阻止する。
【０００９】本発明の他の態様によれば、孔内で摺動可
能でかつ出口開口への燃料の供給を制御するために座と
係合し得る弁針からなり、この弁針と連係する面が、圧
電アクチュエータの作用により動き得る第１ピストン部
材によって、部分的に画成される制御室内の燃料圧力に
曝されており、そのさい前記制御室内の燃料圧力に曝さ
れた前記第１ピストン部材の有効面積が前記弁針と連係
する前記面の対応する面積より大きい燃料噴射装置が提
供される。
能でかつ出口開口への燃料の供給を制御するために座と
係合し得る弁針からなり、この弁針と連係する面が、圧
電アクチュエータの作用により動き得る第１ピストン部
材によって、部分的に画成される制御室内の燃料圧力に
曝されており、そのさい前記制御室内の燃料圧力に曝さ
れた前記第１ピストン部材の有効面積が前記弁針と連係
する前記面の対応する面積より大きい燃料噴射装置が提
供される。
【００１０】かかる装置は、弁針の走行がピストンの運
動より大きく、したがって弁針の走行のより大きいレベ
ルが付与された積み重ね高さの圧電アクチュエータのた
めに達成され得るために好都合である。
動より大きく、したがって弁針の走行のより大きいレベ
ルが付与された積み重ね高さの圧電アクチュエータのた
めに達成され得るために好都合である。
【００１１】燃料噴射装置は、好ましくは、さらに、制
御室内の燃料圧力から弁針の１部分を遮蔽するシールド
部材からなっている。シールド部材は弁針内に設けられ
た孔内に配置される第２ピストン部材からなることもで
きる。代替的に、シールド部材は弁針の１部分がそれを
通って延びるスリーブの形を取ることも可能である。シ
ールド部材は第１ピストン部材内で動き得るか、または
代替的に噴射装置の本体に対して固定されることもでき
る。
御室内の燃料圧力から弁針の１部分を遮蔽するシールド
部材からなっている。シールド部材は弁針内に設けられ
た孔内に配置される第２ピストン部材からなることもで
きる。代替的に、シールド部材は弁針の１部分がそれを
通って延びるスリーブの形を取ることも可能である。シ
ールド部材は第１ピストン部材内で動き得るか、または
代替的に噴射装置の本体に対して固定されることもでき
る。
【００１２】本発明のさらに他の態様によれば、圧電的
に作動の噴射装置用の駆動回路が設けられ、この駆動回
路が、関連の内燃機関のオフ時、噴射装置のアクチュエ
ータがこの噴射装置に印加された燃料圧力を衰えさせる
ように十分に長い存続時間にわたって作動されることを
保証するように配置される少なくとも１つのバイパス抵
抗器を含んでいる。
に作動の噴射装置用の駆動回路が設けられ、この駆動回
路が、関連の内燃機関のオフ時、噴射装置のアクチュエ
ータがこの噴射装置に印加された燃料圧力を衰えさせる
ように十分に長い存続時間にわたって作動されることを
保証するように配置される少なくとも１つのバイパス抵
抗器を含んでいる。
【００１３】本発明を、添付図面を参照して、例とし
て、説明する。
て、説明する。
【００１４】
【実施例】図１および図２に示される燃料噴射装置は、
ノズル本体１４に形成された孔１２内で摺動し得る弁針
１０からなっている。孔１２は盲孔であり、この盲孔１
２の盲端は座を画成し、この座と弁針１０の端領域が孔
１２から座を通って複数の出口開口１６への燃料の供給
を制御するように係合可能である。孔１２は、高圧下の
燃料源、例えば共通レールまたは蓄積器から、孔１２の
１部分によって画成される環状通路２０と連通する供給
通路１８を通って燃料が供給されるように配置される。
弁針１０は段付き形状でありかつ孔１２の隣接する部分
の直径に実質上等しい直径の上方端領域、および孔１２
の直径より小さい直径である下方領域を含んでいる。環
状通路２０から弁針１０の減少された直径領域を含んで
いる孔１２の部分へ燃料を流れさせるために、弁針１０
は縦溝２２を備えている。弁針１０の形状は、孔１２へ
の圧力下の燃料の印加が弁針１０へ力を加え、弁針１０
をその座から離れて押圧するように向けられる推力面１
０ａを含むようになっている。
ノズル本体１４に形成された孔１２内で摺動し得る弁針
１０からなっている。孔１２は盲孔であり、この盲孔１
２の盲端は座を画成し、この座と弁針１０の端領域が孔
１２から座を通って複数の出口開口１６への燃料の供給
を制御するように係合可能である。孔１２は、高圧下の
燃料源、例えば共通レールまたは蓄積器から、孔１２の
１部分によって画成される環状通路２０と連通する供給
通路１８を通って燃料が供給されるように配置される。
弁針１０は段付き形状でありかつ孔１２の隣接する部分
の直径に実質上等しい直径の上方端領域、および孔１２
の直径より小さい直径である下方領域を含んでいる。環
状通路２０から弁針１０の減少された直径領域を含んで
いる孔１２の部分へ燃料を流れさせるために、弁針１０
は縦溝２２を備えている。弁針１０の形状は、孔１２へ
の圧力下の燃料の印加が弁針１０へ力を加え、弁針１０
をその座から離れて押圧するように向けられる推力面１
０ａを含むようになっている。
【００１５】ノズル本体１４の上方端は、弁針１０の軸
線からずれた貫通孔を備えた、間隔またはスペーサ部片
２４に当接する。ピストン部材２６はスペーサ部片２４
の孔内で摺動可能であり、このスペーサ部片の孔、ピス
トン部材２６、および弁針１０の上面２８はともに制御
室３０を画成している。使用において、燃料は制限され
た量において環状通路２０から弁針１０と孔１２の壁の
隣接する部分との間の制御室３０へ流れることができ
る。理解されることは、かかる燃料の流れが、弁針１０
および孔１２の隣接部分の直径が実質上等しいとき制限
された量であるということである。
線からずれた貫通孔を備えた、間隔またはスペーサ部片
２４に当接する。ピストン部材２６はスペーサ部片２４
の孔内で摺動可能であり、このスペーサ部片の孔、ピス
トン部材２６、および弁針１０の上面２８はともに制御
室３０を画成している。使用において、燃料は制限され
た量において環状通路２０から弁針１０と孔１２の壁の
隣接する部分との間の制御室３０へ流れることができ
る。理解されることは、かかる燃料の流れが、弁針１０
および孔１２の隣接部分の直径が実質上等しいとき制限
された量であるということである。
【００１６】ピストン部材２６はルートを設けるために
穿孔３２および小径の交差穿孔３４と連通する軸方向盲
孔を備え、それによりガス気泡が制御室３０から逃出す
ることができ、ガスは、ピストン部材２６とピストン部
材２６がその中で摺動し得る孔の壁との間で、スペーサ
部片２４の上面によって、部分的に画成される室へ逃出
する。ピストン部材２６の孔は、ばね当接部材５２、お
よび弁針１０をその座に向かって偏倚するようにばね当
接部材５２と弁針１０の端面２８との間に係合されるば
ね５４を収納している。ばね当接部材５２は圧力下の燃
料によって占有し得る制御室３０の容積を減少するよう
に作用し、かつまた、燃料が穿孔３２を通って制御室３
０から逃出し得る量を制限するように作用する。
穿孔３２および小径の交差穿孔３４と連通する軸方向盲
孔を備え、それによりガス気泡が制御室３０から逃出す
ることができ、ガスは、ピストン部材２６とピストン部
材２６がその中で摺動し得る孔の壁との間で、スペーサ
部片２４の上面によって、部分的に画成される室へ逃出
する。ピストン部材２６の孔は、ばね当接部材５２、お
よび弁針１０をその座に向かって偏倚するようにばね当
接部材５２と弁針１０の端面２８との間に係合されるば
ね５４を収納している。ばね当接部材５２は圧力下の燃
料によって占有し得る制御室３０の容積を減少するよう
に作用し、かつまた、燃料が穿孔３２を通って制御室３
０から逃出し得る量を制限するように作用する。
【００１７】スペーサ部片２４の上面は細長い形状から
なるノズルホルダ３６に係合し、供給通路１８がノズル
ホルダ３６を通って延びかつ縁部フィルタ部材３８を収
納するように配置される細長い直径の領域を含んでい
る。ノズル本体１４およびスペーサ部片２４は、ノズル
ホルダ３６とネジ係合しているキャップナット４０にっ
てノズルホルダ３６に固定されている。
なるノズルホルダ３６に係合し、供給通路１８がノズル
ホルダ３６を通って延びかつ縁部フィルタ部材３８を収
納するように配置される細長い直径の領域を含んでい
る。ノズル本体１４およびスペーサ部片２４は、ノズル
ホルダ３６とネジ係合しているキャップナット４０にっ
てノズルホルダ３６に固定されている。
【００１８】ノズルホルダ３６は、使用中、低圧力導管
と連通する室を画成する細長い孔４２を備えている。圧
電材料の積み重ね４４が孔４２内に配置され、積み重ね
４４の下方端はピストン部材２６の上端に当接する金敷
部材４６に係合している。積み重ね４４は（Ｄ３３）型
を延長するようなエネルギ付与の複数のアクチュエータ
から作られる。
と連通する室を画成する細長い孔４２を備えている。圧
電材料の積み重ね４４が孔４２内に配置され、積み重ね
４４の下方端はピストン部材２６の上端に当接する金敷
部材４６に係合している。積み重ね４４は（Ｄ３３）型
を延長するようなエネルギ付与の複数のアクチュエータ
から作られる。
【００１９】積み重ね４４は、内燃機関および噴射装置
を組み込んでいる燃料系統が取り付けられる自動車のバ
ッテリによって駆動されるように意図されている適宜な
駆動回路４８に電気的に接続されている。図１に示され
るように、駆動回路４８は、内燃機関がオフされると
き、積み重ね４４が供給通路１８および共通のレールま
たは他の圧力下の燃料源内の燃料圧力を衰えさせるため
に十分に長い存続時間に渡って負荷され、望まない燃料
の噴射を結果として生じることなく燃料系統の安全な遮
断を許容することを保証するバイパス抵抗器５０を含ん
でいる。
を組み込んでいる燃料系統が取り付けられる自動車のバ
ッテリによって駆動されるように意図されている適宜な
駆動回路４８に電気的に接続されている。図１に示され
るように、駆動回路４８は、内燃機関がオフされると
き、積み重ね４４が供給通路１８および共通のレールま
たは他の圧力下の燃料源内の燃料圧力を衰えさせるため
に十分に長い存続時間に渡って負荷され、望まない燃料
の噴射を結果として生じることなく燃料系統の安全な遮
断を許容することを保証するバイパス抵抗器５０を含ん
でいる。
【００２０】使用において、内燃機関の始動時、供給通
路１８に供給された燃料圧力は比較的低く、したがって
弁針１０をその座から離して押圧する力は低く、そして
ばね５４は弁針１０が噴射装置の作動におけるこの段階
においてその座と係合して維持されることを保証するの
に十分な強さからなっている。前述されたように、燃料
は制限された量において制御室３０に流れるように弁針
１０と孔１２の壁との間に流れることができる。かかる
燃料の流れは弁針１０の端面２８に作用する燃料圧力を
増加し、したがって供給通路１８内の燃料圧力が増加す
るとき弁針１０をその座と係合して維持するのにばね５
４を助ける。
路１８に供給された燃料圧力は比較的低く、したがって
弁針１０をその座から離して押圧する力は低く、そして
ばね５４は弁針１０が噴射装置の作動におけるこの段階
においてその座と係合して維持されることを保証するの
に十分な強さからなっている。前述されたように、燃料
は制限された量において制御室３０に流れるように弁針
１０と孔１２の壁との間に流れることができる。かかる
燃料の流れは弁針１０の端面２８に作用する燃料圧力を
増加し、したがって供給通路１８内の燃料圧力が増加す
るとき弁針１０をその座と係合して維持するのにばね５
４を助ける。
【００２１】もしも、噴射装置の作動のこの段階におい
て、圧電材料の積み重ね４４が付勢されないならば、積
み重ね４４の付勢は燃料がその量で制御室３０から逃出
することができる量によって制限される量においてピス
トン部材２６を下方に向かって動くように押圧し、逃出
する燃料はピストン部材２６とこのピストン部材２６が
その中に配置される孔との間に、または弁針１０と孔１
２の壁との間に流れる。ピストン部材２６の下向きの運
動は結果として上昇する制御室３０内の燃料圧力を生
じ、したがって弁針１０がその座と係合したままである
ことを保証している。
て、圧電材料の積み重ね４４が付勢されないならば、積
み重ね４４の付勢は燃料がその量で制御室３０から逃出
することができる量によって制限される量においてピス
トン部材２６を下方に向かって動くように押圧し、逃出
する燃料はピストン部材２６とこのピストン部材２６が
その中に配置される孔との間に、または弁針１０と孔１
２の壁との間に流れる。ピストン部材２６の下向きの運
動は結果として上昇する制御室３０内の燃料圧力を生
じ、したがって弁針１０がその座と係合したままである
ことを保証している。
【００２２】噴射を開始するために、積み重ね４４は放
電され、かくして積み重ね４４の高さを減少しかつ上向
き方向へのピストン部材２６の運動を許容する。弁針１
０の推力面１０ａ上の燃料圧力の作用は弁針１０をその
座から離して押圧し、弁針１０のかかる運動は、ピスト
ン部材２６の上向遠藤の結果として発生する制御室３０
内の燃料圧力の減少によって許容される。理解されるこ
とは、ピストン部材２６が弁針１０の端面２８の直径よ
り大きい直径からなるとき、ピストン部材２６の比較的
小さい運動量が弁針１０の比較的大きな運動量を許容す
るような範囲に降下する制御室３０内の燃料圧力を結果
として生じるということである。弁針１０の運動は燃料
を座を通って出口開口１６へ流れさせる。
電され、かくして積み重ね４４の高さを減少しかつ上向
き方向へのピストン部材２６の運動を許容する。弁針１
０の推力面１０ａ上の燃料圧力の作用は弁針１０をその
座から離して押圧し、弁針１０のかかる運動は、ピスト
ン部材２６の上向遠藤の結果として発生する制御室３０
内の燃料圧力の減少によって許容される。理解されるこ
とは、ピストン部材２６が弁針１０の端面２８の直径よ
り大きい直径からなるとき、ピストン部材２６の比較的
小さい運動量が弁針１０の比較的大きな運動量を許容す
るような範囲に降下する制御室３０内の燃料圧力を結果
として生じるということである。弁針１０の運動は燃料
を座を通って出口開口１６へ流れさせる。
【００２３】噴射の間中、制御室３０への弁針１０と孔
１２の壁との間の燃料漏洩は結果としてその座に向かっ
て下向方向に動いている弁針１０を生じる。噴射が過度
に長い存続時間にわたって発生するならば、これは弁針
１０が噴射を終了するようにその座と係合して動くこと
を結果として生じる。明らかなように、制御室３０への
燃料の流れは圧電材料の積み重ね４４または関連の駆動
回路４８が作動しなくなる場合に連続する噴射を阻止す
るような安全の特徴として作用する。
１２の壁との間の燃料漏洩は結果としてその座に向かっ
て下向方向に動いている弁針１０を生じる。噴射が過度
に長い存続時間にわたって発生するならば、これは弁針
１０が噴射を終了するようにその座と係合して動くこと
を結果として生じる。明らかなように、制御室３０への
燃料の流れは圧電材料の積み重ね４４または関連の駆動
回路４８が作動しなくなる場合に連続する噴射を阻止す
るような安全の特徴として作用する。
【００２４】通常の作動において噴射を終了するため
に、積み重ね４４は再び付勢されて積み重ね４４の延長
を結果として生じ、かつしたがってピストン部材２６に
おいて下向きに押されている。かかる運動は制御室内の
燃料の圧力を増加し、かくして弁針１０をその座と係合
して押圧するのに十分な範囲に弁針１０に印加される力
を増加する。噴射の間中、燃料は制御室３０に流れるの
で、理解されることは、噴射の間中の弁針１０の位置の
降下は弁針１０が噴射の終了においてその座との係合に
押し戻されることを保証するということである。
に、積み重ね４４は再び付勢されて積み重ね４４の延長
を結果として生じ、かつしたがってピストン部材２６に
おいて下向きに押されている。かかる運動は制御室内の
燃料の圧力を増加し、かくして弁針１０をその座と係合
して押圧するのに十分な範囲に弁針１０に印加される力
を増加する。噴射の間中、燃料は制御室３０に流れるの
で、理解されることは、噴射の間中の弁針１０の位置の
降下は弁針１０が噴射の終了においてその座との係合に
押し戻されることを保証するということである。
【００２５】燃料がそれによって制御室３０へ流れる制
限された流路は、前述された実施例において弁針１０お
よび孔１２の壁の隣接部分によって画成されるけれど
も、理解されることは、所望ならば、別個の穿孔がかか
る制限された流路を提供するように設けられ得る。
限された流路は、前述された実施例において弁針１０お
よび孔１２の壁の隣接部分によって画成されるけれど
も、理解されることは、所望ならば、別個の穿孔がかか
る制限された流路を提供するように設けられ得る。
【００２６】図３および図４は、関連の圧縮点火の内燃
機関のシリンダへディーゼル燃料を供給するための共通
のレール型燃料供給装置において使用されるべくなされ
た代替の燃料噴射装置を例示している。燃料噴射装置は
それに形成された盲孔１１２を有するノズル本体１１０
からなり、噴射針１１４が孔１１２内で摺動可能になっ
ている。噴射針１１４の下方端は切頭円錐形状を取るよ
うに形作られそして孔１１２から複数の出口開口１１６
への燃料の供給を制御するために孔１１２の盲端のまわ
りに画成された座と係合可能であるように配置されてい
る。孔１１２と噴射針１１４は孔１１２内の噴射針１１
４の摺動運動を案内するように実質上同一の直径の領域
を含むように形作られる。孔１１２は、さらに、共通の
レールからの高圧下の燃料がそれを通って孔１１２に分
配される供給通路１２０と連通する環状通路１１８を画
成するように形作られている。図３に示されるように、
供給通路１２０は、好都合には、縁部フィルタ部材１２
２がその中に配置される拡大直径の領域を含むように形
作られている。
機関のシリンダへディーゼル燃料を供給するための共通
のレール型燃料供給装置において使用されるべくなされ
た代替の燃料噴射装置を例示している。燃料噴射装置は
それに形成された盲孔１１２を有するノズル本体１１０
からなり、噴射針１１４が孔１１２内で摺動可能になっ
ている。噴射針１１４の下方端は切頭円錐形状を取るよ
うに形作られそして孔１１２から複数の出口開口１１６
への燃料の供給を制御するために孔１１２の盲端のまわ
りに画成された座と係合可能であるように配置されてい
る。孔１１２と噴射針１１４は孔１１２内の噴射針１１
４の摺動運動を案内するように実質上同一の直径の領域
を含むように形作られる。孔１１２は、さらに、共通の
レールからの高圧下の燃料がそれを通って孔１１２に分
配される供給通路１２０と連通する環状通路１１８を画
成するように形作られている。図３に示されるように、
供給通路１２０は、好都合には、縁部フィルタ部材１２
２がその中に配置される拡大直径の領域を含むように形
作られている。
【００２７】燃料を環状通路１１８から孔１１２の盲端
に向かって流れさせるために、弁針１１４は好都合には
外方縦溝を備えている。切頭円錐端から離れた弁針１１
４の端部は、ピストンの形のシールド部材１２６がその
中で摺動可能である、軸方向に延びる盲孔１２４を備え
ている。ばね１２８が孔１２４内でシールド部材１２６
と弁針１２４の表面との間で係合される。弁針１１４は
さらに開口１３０を備えており、それにより燃料は弁針
１１４の縦溝が付いた領域から孔１２４へ流れることが
できる。
に向かって流れさせるために、弁針１１４は好都合には
外方縦溝を備えている。切頭円錐端から離れた弁針１１
４の端部は、ピストンの形のシールド部材１２６がその
中で摺動可能である、軸方向に延びる盲孔１２４を備え
ている。ばね１２８が孔１２４内でシールド部材１２６
と弁針１２４の表面との間で係合される。弁針１１４は
さらに開口１３０を備えており、それにより燃料は弁針
１１４の縦溝が付いた領域から孔１２４へ流れることが
できる。
【００２８】ノズル本体１１０の上方端はスペーサ部片
１３２に係合し、このスペーサ部片１３２は該スペーサ
部片の軸線に対して同中心的に配置される貫通孔を備え
ている。ピストン部材１３４が貫通孔内に配置され、そ
してばね１２８はシールド部材１２６をピストン部材１
３４と係合して偏倚する。図４に示されるごとく、シー
ルド部材１２６、ピストン部材１３４、スペーサ部片１
３２に設けられた孔および弁針１１４の上方端面はとも
に制御室１３６を画成している。理解されることは、制
御室１３６内の燃料圧力に曝された弁針１１４の部分の
面積は比較的小さくかつ略環状形状からなっているとい
うことである。とくに、制御室１３６内の燃料圧力に曝
される弁針１１４の有効面積は制御室１３６内の燃料圧
力に曝されるピストン部材１３４の面積より小さい。結
果として、予め定めた距離を通るピストン部材１３４の
運動はより大きな距離を通る弁針１１４の運動を結果と
して生じる一方、実質上一定の容積に制御室１３６の容
積を維持する。
１３２に係合し、このスペーサ部片１３２は該スペーサ
部片の軸線に対して同中心的に配置される貫通孔を備え
ている。ピストン部材１３４が貫通孔内に配置され、そ
してばね１２８はシールド部材１２６をピストン部材１
３４と係合して偏倚する。図４に示されるごとく、シー
ルド部材１２６、ピストン部材１３４、スペーサ部片１
３２に設けられた孔および弁針１１４の上方端面はとも
に制御室１３６を画成している。理解されることは、制
御室１３６内の燃料圧力に曝された弁針１１４の部分の
面積は比較的小さくかつ略環状形状からなっているとい
うことである。とくに、制御室１３６内の燃料圧力に曝
される弁針１１４の有効面積は制御室１３６内の燃料圧
力に曝されるピストン部材１３４の面積より小さい。結
果として、予め定めた距離を通るピストン部材１３４の
運動はより大きな距離を通る弁針１１４の運動を結果と
して生じる一方、実質上一定の容積に制御室１３６の容
積を維持する。
【００２９】距離部片１３２の上面は圧電材料の積み重
ねからなる圧電アクチュエータ１４０を収納する孔を備
えているノズルホルダ１３８の下方端に当接し、圧電材
料の積み重ねの下方端はピストン部材１３４の上面に当
接する。金敷部材が所望ならばそれらの間に配置され得
る。キャップナット１４２がノズル本体１１０およびス
ペーサ部片１３２をノズルホルダ１２８に固定するよう
に配置される。
ねからなる圧電アクチュエータ１４０を収納する孔を備
えているノズルホルダ１３８の下方端に当接し、圧電材
料の積み重ねの下方端はピストン部材１３４の上面に当
接する。金敷部材が所望ならばそれらの間に配置され得
る。キャップナット１４２がノズル本体１１０およびス
ペーサ部片１３２をノズルホルダ１２８に固定するよう
に配置される。
【００３０】使用において、共通レールから高圧下の燃
料で供給される供給通路１２０により、かつ延長されか
つ下向方向にピストン１３４を押しているアクチュエー
タ１４０により、その座から離れて弁針１１４を押圧し
ている弁針１１４の推力面に印加される燃料圧力は孔１
２４内の燃料圧力、ばね１２８の作用、および弁針１１
４の露出した端面に作用している制御室１３６内の燃料
圧力の組み合わせによって対向され、結果として弁針１
１４はその座と係合して保持され、したがって孔１１２
から出口開口１１６への燃料供給は発生せず、そして噴
射は行われない。
料で供給される供給通路１２０により、かつ延長されか
つ下向方向にピストン１３４を押しているアクチュエー
タ１４０により、その座から離れて弁針１１４を押圧し
ている弁針１１４の推力面に印加される燃料圧力は孔１
２４内の燃料圧力、ばね１２８の作用、および弁針１１
４の露出した端面に作用している制御室１３６内の燃料
圧力の組み合わせによって対向され、結果として弁針１
１４はその座と係合して保持され、したがって孔１１２
から出口開口１１６への燃料供給は発生せず、そして噴
射は行われない。
【００３１】噴射を開始するために、アクチュエータ１
４０はその長さを減少するように作動され、ピストン部
材１３４を制御室１３６内の圧力の作用によりかつばね
１２８の作用により上方に向かって動かさせる。ピスト
ン部材１３４の運動は制御室１３６内の燃料圧力を減少
し、かくして弁針１１４に印加される下向きの力を減少
し、そして弁針１１４がそれを超えてその座から上昇す
る点が達成される。前述されたように、制御室１３６内
の燃料圧力に曝される弁針１１４の有効面積は比較的少
ないので、比較的小さい距離を通るピストン部材１３４
の運動は結果として制御室１３６内の燃料圧力を著しく
変更することなく比較的大きい距離を通る弁針１１４の
運動を生じる。結果として、アクチュエータ１４０およ
びピストン部材１３４の付与された大きさに関して、弁
針１１４は増加された距離を通って走行させられ得る。
４０はその長さを減少するように作動され、ピストン部
材１３４を制御室１３６内の圧力の作用によりかつばね
１２８の作用により上方に向かって動かさせる。ピスト
ン部材１３４の運動は制御室１３６内の燃料圧力を減少
し、かくして弁針１１４に印加される下向きの力を減少
し、そして弁針１１４がそれを超えてその座から上昇す
る点が達成される。前述されたように、制御室１３６内
の燃料圧力に曝される弁針１１４の有効面積は比較的少
ないので、比較的小さい距離を通るピストン部材１３４
の運動は結果として制御室１３６内の燃料圧力を著しく
変更することなく比較的大きい距離を通る弁針１１４の
運動を生じる。結果として、アクチュエータ１４０およ
びピストン部材１３４の付与された大きさに関して、弁
針１１４は増加された距離を通って走行させられ得る。
【００３２】噴射を終了するために、アクチュエータ１
４０は制御室１３６内の燃料圧力を増加しているピスト
ン部材１３４の下向運動を生じるように作動され、かく
して弁針１１４に印加される下向きの力を増加し、そし
て理解されることは、制御室１３６内の燃料圧力がそれ
を超えて弁針１１４をその座と係合して動かさせるのに
十分である点が達成され、したがって噴射を終了すると
いうことである。理解されることは、燃料がその上に作
用するピストン部材１３４の面積はピストン部材１３４
の端面の１部分がシールド部材１２６によって被覆され
るかまたは覆い隠されるので制限されるということであ
る。弁針に印加される力はまだ噴射装置のかなり迅速な
閉止を生じるのに十分である。
４０は制御室１３６内の燃料圧力を増加しているピスト
ン部材１３４の下向運動を生じるように作動され、かく
して弁針１１４に印加される下向きの力を増加し、そし
て理解されることは、制御室１３６内の燃料圧力がそれ
を超えて弁針１１４をその座と係合して動かさせるのに
十分である点が達成され、したがって噴射を終了すると
いうことである。理解されることは、燃料がその上に作
用するピストン部材１３４の面積はピストン部材１３４
の端面の１部分がシールド部材１２６によって被覆され
るかまたは覆い隠されるので制限されるということであ
る。弁針に印加される力はまだ噴射装置のかなり迅速な
閉止を生じるのに十分である。
【００３３】図５および図６に示される装置は、弁針１
１４が軸方向に延びる盲孔を備えず、かつ代わりに減少
された直径の延長部１１４ａを含むことにより図３およ
び図４の装置と異なる。この実施例において、シールド
部材１２６は延長部１１４ａのまわりに配置される環状
スリーブの形を取り、ばね１２８は環状シールド部材１
２６と弁針１１４の表面との間に係合されている。
１４が軸方向に延びる盲孔を備えず、かつ代わりに減少
された直径の延長部１１４ａを含むことにより図３およ
び図４の装置と異なる。この実施例において、シールド
部材１２６は延長部１１４ａのまわりに配置される環状
スリーブの形を取り、ばね１２８は環状シールド部材１
２６と弁針１１４の表面との間に係合されている。
【００３４】環状シールド部材１２６の上方端は延長部
１１４ａの端面に作用するように制御室１３６内に燃料
を許容する流路を画成する溝１２６ａを備えている。
１１４ａの端面に作用するように制御室１３６内に燃料
を許容する流路を画成する溝１２６ａを備えている。
【００３５】この実施例の作動は図３および図４を参照
して説明された実施例と同様でありかつさらに詳細には
説明されない。しかしながら、理解されることは、弁針
１１４の孔１２４の備えよりもむしろ延長部１１４ａの
部分を取り囲んでいる環状シールド部材１２６の使用は
噴射装置の弁針１１４の案内面の１つの損失を結果とし
て生じ、かつ結果として延長部１１４ａと環状シールド
部材１２６の同中心性は、使用において、弁針１１４の
運動の正確な案内を提供するために高くなければならな
い。
して説明された実施例と同様でありかつさらに詳細には
説明されない。しかしながら、理解されることは、弁針
１１４の孔１２４の備えよりもむしろ延長部１１４ａの
部分を取り囲んでいる環状シールド部材１２６の使用は
噴射装置の弁針１１４の案内面の１つの損失を結果とし
て生じ、かつ結果として延長部１１４ａと環状シールド
部材１２６の同中心性は、使用において、弁針１１４の
運動の正確な案内を提供するために高くなければならな
い。
【００３６】図７に例示される装置は図６の装置と同様
であるが、弁針１１４の下方端がこの弁針１１４の下方
端を案内するために孔１１２の連続内に配置され、その
座との弁針１１４の係合が弁針１１４とノズル本体１１
０との間に画成された下方室１１６ａへの燃料の供給を
制御し、下方室１１６ａはノズル本体１１０および弁針
１１４の下方端の双方に設けられる出口開口１１６と連
通している。弁針１１４の下方端が摺動運動のために案
内されるので、延長部１１４ａと環状シールド部材１２
６の同中心性の精度は減少され得る。この実施例の作動
は図３および図４を参照して説明された実施例と同様で
あり、したがって、さらに詳細には説明されない。
であるが、弁針１１４の下方端がこの弁針１１４の下方
端を案内するために孔１１２の連続内に配置され、その
座との弁針１１４の係合が弁針１１４とノズル本体１１
０との間に画成された下方室１１６ａへの燃料の供給を
制御し、下方室１１６ａはノズル本体１１０および弁針
１１４の下方端の双方に設けられる出口開口１１６と連
通している。弁針１１４の下方端が摺動運動のために案
内されるので、延長部１１４ａと環状シールド部材１２
６の同中心性の精度は減少され得る。この実施例の作動
は図３および図４を参照して説明された実施例と同様で
あり、したがって、さらに詳細には説明されない。
【００３７】図３ないし図７を参照して前述された実施
例において、シールド部材１２６はピストン部材１３４
の下方端面に係合するように配置されている。これは、
制御室１３６内の燃料圧力に曝されるピストン部材１３
４の面積が減少されるという欠点を有しており、かつし
たがって前述された配置において、ピストン部材１３４
の運動に比して弁針１１４の運動が増幅されるけれど
も、シールド部材１２６がピストン部材１３４の下方端
に係合しない装置を設けるのが好都合であるかも知れな
い。図８および図９は図６および図７と同様な装置を例
示しているが、この装置においてシールド部材１２６は
第１スペーサ部片１３２とノズル本体１１０との間に配
置される第２のスベーサ部片１４４の１部分を形成して
いる。前述されたように、図９の装置の同中心性は図８
の装置におけるよりも重要性が少ない。第２のスペーサ
部片１４４の部分のごときシールド部材１２６の備えの
代替として、シールド部材１２６は、例えば適宜なネジ
を使用することによりまたは溶接により、ノズル本体１
１０に直接固定され得る。理解されることは、他の技術
がシールド部材をノズル本体１１０に固定するのに使用
され得るということである。
例において、シールド部材１２６はピストン部材１３４
の下方端面に係合するように配置されている。これは、
制御室１３６内の燃料圧力に曝されるピストン部材１３
４の面積が減少されるという欠点を有しており、かつし
たがって前述された配置において、ピストン部材１３４
の運動に比して弁針１１４の運動が増幅されるけれど
も、シールド部材１２６がピストン部材１３４の下方端
に係合しない装置を設けるのが好都合であるかも知れな
い。図８および図９は図６および図７と同様な装置を例
示しているが、この装置においてシールド部材１２６は
第１スペーサ部片１３２とノズル本体１１０との間に配
置される第２のスベーサ部片１４４の１部分を形成して
いる。前述されたように、図９の装置の同中心性は図８
の装置におけるよりも重要性が少ない。第２のスペーサ
部片１４４の部分のごときシールド部材１２６の備えの
代替として、シールド部材１２６は、例えば適宜なネジ
を使用することによりまたは溶接により、ノズル本体１
１０に直接固定され得る。理解されることは、他の技術
がシールド部材をノズル本体１１０に固定するのに使用
され得るということである。
【００３８】理解されることは、図７および図９に例示
した装置は、弁針１１４が使用中、燃料圧力が実質上釣
り合いが取られ、かつしたがって弁針１１４をその座に
向離させるために弁針１１４に印加されねばならない力
が減少されるということである。結果として、弁針のよ
り大きいレベルの運動が圧電積み重ねおよびピストン部
材１３４の付与された大きさに関して達成され得る。
した装置は、弁針１１４が使用中、燃料圧力が実質上釣
り合いが取られ、かつしたがって弁針１１４をその座に
向離させるために弁針１１４に印加されねばならない力
が減少されるということである。結果として、弁針のよ
り大きいレベルの運動が圧電積み重ねおよびピストン部
材１３４の付与された大きさに関して達成され得る。
【００３９】図３ないし図９を参照して説明された装置
において、弁針およびノズル本体は、燃料が制御室へま
たはそれから流れるのを阻止する、実質上流体密閉密封
を形成することができ、そして所望ならば、代替の流体
が制御室内に設けられることができる。理解されること
は、燃料は、所望ならば、制限された量において制御室
へ流れさせられることができ、それにより弁針を潤滑
し、例えば温度の変化から結果として生じる、アクチュ
エータの長さの変化を補償し、図１および図２を参照し
て前述されたように、アクチュエータが噴射の間中動か
なくなる場合において噴射を終了するように作用すると
いうことである。さらに理解されることは、図３ないし
図９を参照して説明された噴射装置は図１に例示された
駆動回路を使用して制御され得る。
において、弁針およびノズル本体は、燃料が制御室へま
たはそれから流れるのを阻止する、実質上流体密閉密封
を形成することができ、そして所望ならば、代替の流体
が制御室内に設けられることができる。理解されること
は、燃料は、所望ならば、制限された量において制御室
へ流れさせられることができ、それにより弁針を潤滑
し、例えば温度の変化から結果として生じる、アクチュ
エータの長さの変化を補償し、図１および図２を参照し
て前述されたように、アクチュエータが噴射の間中動か
なくなる場合において噴射を終了するように作用すると
いうことである。さらに理解されることは、図３ないし
図９を参照して説明された噴射装置は図１に例示された
駆動回路を使用して制御され得る。
【００４０】
【発明の効果】叙上のごとく、孔内で摺動可能でかつ出
口開口への燃料の供給を制御するように座と係合し得る
弁針からなり、この弁針の端面が圧電アクチュエータの
作用により動き得るピストン部材によって、部分的に画
成される制御室内の燃料圧力に曝されされており、その
さい前記制御室が、使用中、制限された流路を介して、
圧力下の燃料で供給される構成としたので、安全に作動
する、付勢されたとき膨張する型の圧電アクチュエータ
によつて作動されるように配置される燃料噴射装置を提
供することができる。
口開口への燃料の供給を制御するように座と係合し得る
弁針からなり、この弁針の端面が圧電アクチュエータの
作用により動き得るピストン部材によって、部分的に画
成される制御室内の燃料圧力に曝されされており、その
さい前記制御室が、使用中、制限された流路を介して、
圧力下の燃料で供給される構成としたので、安全に作動
する、付勢されたとき膨張する型の圧電アクチュエータ
によつて作動されるように配置される燃料噴射装置を提
供することができる。
【図１】本発明の実施例による燃料噴射装置を示す断面
図である。
図である。
【図２】図の燃料噴射装置の１部分を示す拡大断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の他の実施例による燃料噴射装置の図１
と同様な断面図である。
と同様な断面図である。
【図４】図３の１部分の拡大断面図てある。
【図５】代替の実施例を示す図１と同様な断面図であ
る。
る。
【図６】図５の１部分を示す拡大断面図である。
【図７】さらに他の実施例を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図８】さらに他の実施例を示す拡大断面図である。
【図９】さらに他の実施例を示す拡大断面図である。
１０ 弁針 １０ａ 推力面 １２ 孔 １４ ノズル本体 １６ 出口開口 １８ 供給通路 ２０ 環状通路 ２２ 縦溝 ２４ 間隔部片（スペーサ部片） ２６ ピストン部材 ２８ 弁針の上面 ３０ 制御室 ４４ 圧電アクチュエータ（圧電材料の積み重ね） ５０ バイパス抵抗器 １１２ 孔 １１４ 弁針 １１６ 出口開口 １２６ シールド部材 １３４ ピストン部材 １４０ 圧電アクチュエータ（圧電材料の積み重ね）
Claims (12)
- 【請求項１】 孔（１２，１１２）内で摺動可能でかつ
出口開口（１６，１１６）への燃料の供給を制御するよ
うに座と係合し得る弁針（１０，１１４）からなり、こ
の弁針（１０，１１４）の端面が圧電アクチュエータ
（４４，１４０）の作用により動き得るピストン部材
（２６，１３４）によって、部分的に画成される制御室
（３０，１３６）内の燃料圧力に曝されされており、そ
のさい前記制御室（３０，１３６）が、使用中、制限さ
れた流路を介して、圧力下の燃料で供給されることを特
徴とする燃料噴射装置。 - 【請求項２】 前記制限された流路が前記弁針（１０，
１１４）と前記孔（１２，１１２）との間の制御された
漏洩通路からなることを特徴とする請求項１に記載の燃
料噴射装置。 - 【請求項３】 前記制限された流路が穿孔によって画成
されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装
置。 - 【請求項４】 前記制御室（３０，１３６）内で燃料圧
力に曝される前記ピストン部材（２６，１３４）の有効
面積が前記弁針（１０，１１４）の対応する面積より大
きいことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載
の燃料噴射装置。 - 【請求項５】 前記燃料噴射装置が、さらに、前記制御
室（１３６）内の燃料圧力から前記弁針（１１４）の１
部分を遮蔽するシールド部材（１２６）からなることを
特徴とする請求項４に記載の燃料噴射装置。 - 【請求項６】 孔（１０，１１２）内で摺動可能でかつ
出口開口（１６，１１６）への燃料の供給を制御するた
めに座と係合し得る弁針（１０，１１４）からなり、こ
の弁針（１０，１１４）と連係する面が、圧電アクチュ
エータ（４４，１４０）の作用により動き得る第１ピス
トン部材（２６，１３４）によって、部分的に画成され
る制御室（３０，１３６）内の燃料圧力に曝されてお
り、そのさい前記制御室（３０，１３６）内の燃料圧力
に曝された前記第１ピストン部材（２６，１３４）の有
効面積が前記弁針（１０，１１４）と連係する前記面の
対応する面積より大きいことを特徴とする燃料噴射装
置。 - 【請求項７】 前記燃料噴射装置が、さらに、前記制御
室（１３６）内の燃料圧力か前記弁針（１１４）の１部
分を遮蔽するシールド部材（１２６）からなることを特
徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。 - 【請求項８】 前記シールド部材（１２６）が前記弁針
（１１４）に設けられた孔内に配置されかつ前記第１ピ
ストン部材（１３４）と協働し得る第２ピストン部材か
らなることを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射装
置。 - 【請求項９】 前記シールド部材（１２６）が、前記弁
針（１１４）がそれを通って延びるスリーブからなるこ
とを特徴とする請求項７に記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１０】 前記スリーブが前記第１ピストン部材
（１３４）とともに動き得ることを特徴とする請求項９
に記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１１】 前記スリーブが前記孔に対して固着さ
れることを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１２】 圧電的に作動される噴射装置用の駆動
回路において、この駆動回路が、関連の内燃機関のオフ
時、噴射装置のアクチュエータがこの噴射装置に印加さ
れた燃料圧力を衰えさせるように十分に長い存続時間に
わたって作動されることを保証するように配置される少
なくとも１つのバイパス抵抗器（５０）を含んでいるこ
とを特徴とする駆動回路。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9803557.9A GB9803557D0 (en) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Fuel injector |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060509 |