(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置を提供する。【解決手段】噴射装置は、本体と、外部から作用する流体圧力の作用の下で本体内で移動可能なピストンとを含み、ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内で流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、インジェクタバルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能である。【選択図】図１
2020037945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは前記ピストンに抗して外部から作用される前記関連チャンバ内の流体圧力の前記作用の下で前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、流体が高圧チャンバに噴射されるように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内に流体圧力の作用に抗して移動可能であり、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御であり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射され、
前記ピストンは、関連したチャンバに面する第１ピストン動作領域を画成し、前記ピストン第１動作領域は環状である、噴射装置。
【請求項２】
前記第１ピストン動作領域は第１外周部によって画成され、前記第１外周部は、前記インジェクタの第１コンポーネントに関する移動の為の外部密封面と、前記インジェクタの第２コンポーネントに関する移動の為の第１内部密封面とを有する、請求項１に記載の噴射装置。
【請求項３】
前記第１コンポーネントは、前記本体に関して固定される、請求項２に記載のインジェクタ装置。
【請求項４】
前記第１コンポーネントは前記本体によって画成される、請求項３に記載の噴射装置。
【請求項５】
前記第１コンポーネントは、前記本体内の凹部によって画成される、請求項４に記載の噴射装置。
【請求項６】
前記第２コンポーネントは、前記本体に関して固定される、請求項２〜５のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項７】
前記第２コンポーネントは、インジェクタバルブのバルブ部材であり、前記バルブ部材は、前記本体に関して固定される、請求項６に記載の噴射装置。
【請求項８】
前記ピストンは、第２ピストン動作領域を画成し、前記第２ピストン動作領域は、前記高圧チャンバと流体連通になっており、請求項１〜７のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項９】
前記第２ピストン動作領域は環状である、請求項８に記載の噴射装置。
【請求項１０】
前記第２ピストン動作領域は、第２外周部および第２内周部によって画成される、請求項８または９に記載の噴射装置。
【請求項１１】
前記第１外周部は、前記第２外周部より大きな直径を有する、請求項２を従属する請求項１０に記載の噴射装置。
【請求項１２】
前記第１内周部は、前記第２内周部の直径に等しい直径を有する、請求項２を従属する請求項１０または請求項１１に記載の噴射装置。
【請求項１３】
前記第１内周部の前記第１内部密封面は、前記高圧チャンバの密封面を画成する、請求項１１または１２に記載の噴射装置。
【請求項１４】
前記バルブ部材の一部は、前記高圧チャンバ内に受容される、請求項７に記載の噴射装置。
【請求項１５】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連チャンバ内の流体圧力の前記作用の下で前記本体内で移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記インジェクタバルブは、第２バルブ部材に関して移動可能な第１バルブ部材を画成し、前記第２バルブ部材は、前記インジェクタの前記本体に関して固定される、噴射装置。
【請求項１６】
前記第２バルブ部材は、噴射オリフィスを含む、請求項１５に記載の噴射装置。
【請求項１７】
前記第１バルブ部材は、前記オリフィスを選択的に画成するように前記第２バルブ部材に関して移動可能である、請求項１５に記載の噴射装置。
【請求項１８】
前記インジェクタバルブは、ピントル式インジェクタバルブである、請求項１７に記載の噴射装置。
【請求項１９】
シールが前記第２バルブ部材および前記ピストンの間で画成され、前記高圧チャンバを前記関連チャンバから隔離する、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項２０】
シールが前記第１バルブ部材および前記本体の間で画成され、前記高圧チャンバを前記制御チャンバから隔離する、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項２１】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタ及び関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記制御チャンバ内の流体は、バルブによって制御され、前記バルブは、付勢部材によって閉鎖位置に付勢される可動部材を有し、前記バルブは、第１圧力領域および第２圧力領域を有し、前記第１圧力領域の与圧が、前記バルブおよび第２圧力領域の開放に役立ち、
前記第２圧力領域の与圧が、前記バルブを閉鎖するのに役立ち、
前記第１圧力領域および前記第２圧力領域における前記圧力の均一化が前記バルブを閉鎖させる、噴射装置。
【請求項２２】
前記可動部材は、円筒状ボア内を移動可能なピストンである、請求項２１に記載の噴射装置。
【請求項２３】
前記バルブは、前記円筒状ボアの壁にポートを含む、請求項２２に記載の噴射装置。
【請求項２４】
前記第１圧力領域は、絞りを経て前記第２圧力領域に流体的に結合され、前記絞りを通る流体の流れは、前記流体の前記圧力を降下させる、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項２５】
前記第２圧力領域は、更なるバルブを経て低圧領域に選択的に結合可能である、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項２６】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記制御チャンバ内の流体は、第１バルブを作動させる第１ソレノイドおよび第２バルブを作動させる第２ソレノイドによって制御される、噴射装置。
【請求項２７】
前記第１バルブの閉鎖および前記第２バルブの開放で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが妨げられる、請求項２６に記載の噴射装置。
【請求項２８】
前記第１バルブの閉鎖および前記第２バルブの開放で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが可能になる、請求項２６または２７に記載の噴射装置。
【請求項２９】
前記第１バルブの開放および前記第２バルブの閉鎖で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが妨げられる、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項３０】
前記第１バルブの閉鎖および前記第２バルブの閉鎖で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが妨げられる、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項３１】
前記制御チャンバおよび第２バルブを選択的かつ流体的に結合させる第１流路と、前記第１バルブを前記第２バルブに流体的に結合させる第２流路とを含む、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項３２】
前記第１バルブは更なるバルブを開閉させるように作動可能であり、前記更なるバルブは、前記第１流路内の流体を前記制御チャンバから前記第２バルブまで流すことを可能にし、妨げる為に作動可能である、請求項３１に記載の噴射装置。
【請求項３３】
前記第１バルブ（１６）の開放は、前記更なるバルブの閉鎖を生じ、前記第１バルブの閉鎖は前記更なるバルブの開放を生じさせる、請求項３２に記載の噴射装置。
【請求項３４】
前記第１ソレノイドは、第１バルブを正常に閉鎖するように形成する、請求項２６〜３３のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項３５】
前記第２ソレノイドは、前記第２バルブを正常に開放するように形成する、請求項２６〜３４のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項３６】
関連したチャンバに流体を噴射する方法であって、
請求項２６に記載されたインジェクタを用意するステップと、
ａ）前記第１バルブの開放、前記第２バルブの閉鎖で開始するステップと、
ｂ）前記関連したチャンバ内に圧力を生成するステップと、
ｃ）前記噴射オリフィスを通って流体の噴射を引き起こすように、低圧区域に対する前記制御チャンバを妨げるように前記第１バルブを開放するステップと、
ｄ）噴射が停止するように、前記低圧区域に対する前記制御チャンバのベントを妨げるように前記第２バルブを閉鎖するステップと、
を含む、方法。
【請求項３７】
ｅ）前記第１バルブを閉鎖するステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ｆ）前記第２バルブを開放するステップを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内で移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの前記高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記制御チャンバは、入口から選択的にフィードされ、前記制御チャンバは、出口を経て低圧区域に対して選択的にベントされ、前記噴射装置は、更に冷却循環を含み、前記冷却循環路は、前記入口からフィードされ、前記出口を経て前記低圧圧力区域に対してベントされる、噴射装置。
【請求項４０】
前記冷却循環路は、冷却コイルを含む、請求項３９に記載の噴射装置。
【請求項４１】
前記冷却コイルは、螺旋形である、請求項４０に記載の噴射装置。
【請求項４２】
前記冷却コイルは、前記高圧チャンバの少なくとも一部を囲む、請求項４１に記載の噴射装置。
【請求項４３】
前記冷却コイルは、前記インジェクタバルブの少なくとも一部を囲む、請求項４１または４３に記載の噴射装置。
【請求項４４】
前記冷却コイルは、前記ピストンの少なくとも一部を囲む、請求項４１または４２または４３に記載の噴射装置。
【請求項４５】
内燃エンジンの燃焼チャンバに燃料を噴射する為のインジェクタノズルであって、前記ノズルは、ディスクを含み、前記ディスクは、複数のインジェクタオリフィスを有し、前記複数のインジェクタオリフィスは、前記ディスクの周辺の周りに位置している、インジェクタノズル。
【請求項４６】
各オリフィスの横断面寸法は、０．０５ｍｍ未満、あるいは、０．０２５ｍｍ未満である、請求項４５に記載のインジェクタノズル。
【請求項４７】
内燃エンジンの燃焼チャンバに燃料を噴射する為のインジェクタノズルであって、前記ノズルは、少なくとも一つのインジェクタオリフィスを含み、前記インジェクタオリフィスは、０．０５ｍｍ未満あるいは０．０２５ｍｍ未満の横断面寸法を有する、インジェクタノズル。
【請求項４８】
少なくとも５０個のインジェクタオリフィス、あるいは少なくとも１００個のインジェクタオリフィスがある、請求項４５〜４７のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項４９】
各インジェクタオリフィスの横断面形状は、非円形である、請求項４５〜４８のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項５０】
各オリフィスの前記横断面形状は、略平坦部分、概して、単一の略平坦部分を有する、請求項４９に記載のインジェクタノズル。
【請求項５１】
各オリフィスの前記横断面形状は、略Ｕ字形状部分または略Ｖ字形状部分を含む、請求項４５〜５０のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項５２】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
ディスクの周りに位置された複数の関連したインジェクタオリフィスがあり、前記ディスクは、インジェクタノズルの一部を形成する、噴射装置。
【請求項５３】
前記ディスクは、前記ピストンの一部を形成する、請求項５２に記載の噴射装置。
【請求項５４】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記ピストンは、使用中、軸の周りを回転するように配置される、噴射装置。
【請求項５５】
前記ピストンは、分離した当接部を円周に含み、前記噴射装置の円周の当接部との係合によって、前記ピストンの軸方向の移動を制限し、
前記円周当接部は、回転不能である、請求項５４に記載の噴射装置。
【請求項５６】
前記ピストンは、インジェクタオリフィスを含む、請求項５４または５５に記載の噴射装置。
【請求項５７】
前記インジェクタオリフィスは、前記ピストンの回転を促進させる為に、部分的に接線方向に働く成分を有する向きを有する、請求項５６に記載の噴射装置。
【請求項５８】
前記ピストンは、関連したチャンバに面する第１ピストン動作領域を画成し、前記第１ピストン動作領域は、第１軸を画成する第１円周囲を有し、前記ピストンは、前記高圧チャンバと流体連通している第２ピストン動作領域を画成し、前記第２ピストンは、第２軸を画成する第２円周囲を有し、前記第１軸は、前記ピストンの回転を促進する為に第２軸からオフセットされている、請求項５４〜５７のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項５９】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記ピストンは、関連したチャンバに面する前記第１動作領域を画成し、前記ピストンは、前記高圧チャンバと流体連通している第２ピストン動作領域を画成し、前記第１ピストン動作領域は、第１周囲によって画成され、前記第１周囲は、前記インジェクタの第１コンポーネントに関する移動のために第１密封面を有し、
前記第２ピストン動作領域は、第２周囲によって画成され、前記第２周囲は、前記インジェクタの第２コンポーネントに関する移動のために第２密封面を有し、前記ピストンの前記第１密封面および前記ピストンの前記第２密封面は、互いに関して固定され、前記インジェクタの前記第１コンポーネントおよび前記インジェクタの前記第２コンポーネントは、互いに関して横に移動可能である、噴射装置。
【請求項６０】
前記第１密封面は第１外部密封面であり、さらに／または、前記第２密封面は第２外部密封面である、請求項５９に記載の噴射装置。
【請求項６１】
前記第１コンポーネントは、前記噴射装置の前記本体である、請求項５９または６０に記載の噴射装置。
【請求項６２】
前記第１密封面は、前記本体内に受容される、請求項６１に記載の噴射装置。
【請求項６３】
前記第２コンポーネントは、スリーブである、請求項５９〜６２のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項６４】
前記スリーブは、封鎖端部を有し、前記スリーブおよび封鎖端部は、前記高圧チャンバを部分的に画成する、請求項６３に記載の噴射装置。
【請求項６５】
前記第２コンポーネントは、一方向バルブを含む、請求項５９〜６４のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項６６】
前記一方向バルブは、前記高圧チャンバに前記制御チャンバを選択的かつ流体的に結合させる、請求項６５に記載の噴射装置。
【請求項６７】
インジェクタオリフィスを製造する方法であって、
ａ）第１部品を用意するステップと、
ｂ）第２部品を用意するステップと、
ｃ）前記第２部品に凹形部分を用意するステップと、
ｄ）前記凹型部分が前記インジェクタオリフィスの少なくとも一部を形成するように前記第１部品を前記第２部品に接合するステップと、
を含む、方法。
【請求項６８】
前記第１部品は、第１円錐面を含み、前記第２部品は、第２円錐面を含み、前記第２円錐面内の溝が前記凹型部分を画成する、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記溝は、Ｕ字形状またはＶ字形状である、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記第１円錐面は、内部円錐面であり、前記第２円錐面は、外部円錐面である、請求項６８または６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記凹型部分は、初期深さを有し、前記方法は、ステップｃ）の後、第２部品を修正して前記凹型部分の前記深さを最終深さまで減少させ、その後、ステップｄ）を行う、請求項６７〜７０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７２】
ステップｃ）は、複数の凹型部分を設ける工程を含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７３】
各々の凹型部分は、別々に初期深さを有し、前記方法は、ステップｃ）の後、第２部品を修正て前記複数の凹型部分の各々の前記深さを最終的な別々の深さまで減少させ、その後、ステップｄ）を行う、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
各々の凹型部分の前記最終的な別々の深さは、同一である、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記オリフィスの横断面寸法は、０．０５ｍｍ未満、あるいは０．０２５ｍｍ未満である、請求項６７〜７４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７６】
前記最終的な深さは、０．０５ｍｍ未満、あるいは０．０２５ｍｍ未満である、請求項７１または７３または７４に記載の方法。
【請求項７７】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内で移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記ピストンを付勢するように作動する機械的デバイスを持たない、噴射装置。
【請求項７８】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記噴射オリフィスを通って噴射可能になり、
前記ピストンの移動は、前記ピストンに作用する流体圧力の結果として単独で生じる、噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力をかけて流体を噴射する為の噴射装置、例えば、内燃エンジンの為の燃料噴射装置、液体を噴射（例えば、圧力をかけて化学反応容器に触媒を噴射）する為の装置、投与量の流体を噴射する為の他の装置に関する。
【０００２】
本発明は、測定された投与量の流体が圧力をかけて噴射される、どんな状況にも適用可能であるが、内燃エンジンに燃料を噴射することを特に参照して、本発明を説明するのが便利であろう。
【０００３】
火花点火および圧縮点火（又はディーゼル）エンジンを含む内燃エンジンに使用される燃料インジェクタは、十分に圧力をかけて、エンジンのシリンダに噴射される燃料を供給する為に、一般的に外部ポンプを利用する。エンジン作動行程における噴射点のタイミングは、機械的または電気的手段によりインジェクタバルブの作動を外部で制御することによって決定される。外部ポンプを用意する一つの欠点は、そのような外部システムの設置および整備が必要になることである。
【０００４】
インジェクタに伴う一般的問題、特に、外部ポンプから供給されるものは、関連したシリンダにおける不完全状態に対する反応の欠如である。例えば、ピストンリングが壊れたとき、既知のインジェクタは、シリンダに燃料装荷を噴射し続けるであろう。そのため、燃料はエンジンから排気され、排気された不燃燃料によって空気汚染になる。
【０００５】
EP0601038は、噴射装置を示す。
【０００６】
US4427151は、噴射装置を示す。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、
【０００８】
本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、ピストンは、関連したチャンバに面する第１ピストン動作領域を画成し、ピストン第１動作領域は、環状である。
【０００９】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内を移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、インジェクタバルブは、第２バルブ部材に関して移動可能な第１バルブ部材を画成し、第２バルブ部材は、インジェクタの本体に関して固定されている。
【００１０】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、制御チャンバ内の流体は、付勢部材によって閉鎖位置まで可動部材が付勢されるバルブによって制御され、バルブは第１圧力領域を有し、その与圧が、バルブおよび第２圧力領域の開放に役立ち、その与圧が、バルブの閉鎖に役立ち、第１圧力領域および第２圧力領域における圧力の均一化がバルブを閉鎖させる。
【００１１】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、制御チャンバ内の流体は、第１バルブを作動させる第１ソレノイドおよび第２バルブを作動させる第２ソレノイドによって制御される。
【００１２】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、制御チャンバは、入口から選択的にフィードされ、制御チャンバは、出口を経て低圧区域に対してベントされ、噴射装置は、さらに、冷却循環路を含み、冷却循環路は、入口からフィードされ、出口を経て低圧区域にベントされる。
【００１３】
本発明の態様によると、燃料を内燃エンジンの燃焼チャンバに噴射する為のインジェクタノズルが提供され、ノズルは、ディスクを含み、このディスクは、複数のインジェクタオリフィスを有し、複数のインジェクタオリフィスは、ディスク周辺の周りに位置されている。
【００１４】
本発明の態様によると、燃料を内燃エンジンにおいて燃焼チャンバに噴射する為のインジェクタノズルが提供され、ノズルは、少なくとも一つのインジェクタオリフィスを含み、このインジェクタオリフィスは、０．０５ｍｍ未満の横断面寸法、あるいは、０．０２５ｍｍ未満の横断面寸法を有する。
【００１５】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、複数の関連したインジェクタオリフィスがディスクの周りに置かれ、ディスクは、インジェクタノズルの一部を形成する。
【００１６】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流通連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、インジェクタオリフィスを通じて噴射可能になり、ピストンは、使用中、軸の周りで回転するように配置される。
【００１７】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、噴射バルブの開放の際、高圧チャンバから高圧流体は、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、ピストンは、関連したチャンバに面する第１ピストン動作領域を画成し、ピストンは、高圧チャンバと流体連通になっている第２ピストン動作領域を画成し、第１ピストン動作領域は、第１周辺部によって画成され、第１周辺部は、インジェクタの第１コンポーネントに関して移動する為の第１密封面を有し、第２ピストン動作領域は、第２周辺部によって画成され、第２周辺部は、インジェクタの第２コンポーネントに関して移動する為の第２密封面を有し、ピストンの第１密封面およびピストンの第２密封面は、互いに関して固定され、インジェクタの第１コンポーネントおよびインジェクタの第２コンポーネントは、互いに関して横に移動可能である。
【００１８】
本発明の態様によると、インジェクタオリフィスを製造する方法が提供され、インジェクタオリフィスは、
【００１９】
ａ）第１部品を用意するステップと、
【００２０】
ｂ）第２部品を用意するステップと、
【００２１】
ｃ）第２部品に凹型部分を用意するステップと、
【００２２】
ｄ）凹型部分がインジェクタオリフィスの少なくとも一部を形成するように第１部品を第２部品に接合するステップと、
【００２３】
を含む。
【００２４】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、噴射バルブの開放の際、高圧チャンバからの高圧流体は、インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、ピストンを付勢するように作動する機械的デバイスが無い（を持たない）。
【００２５】
本発明の態様によると、圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置が提供され、噴射装置は、本体と、ピストンと、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスとを含み、ピストンは、ピストンに抗して外部から作用する関連したチャンバ内の流体圧力の作用の下で、本体内で移動可能であり、ピストンは、高圧チャンバ内で噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、ピストンの移動は、制御チャンバ内の流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、噴射バルブの開放の際、噴射オリフィスを通って噴射可能になり、ピストンの移動は、ピストンに作用する流体圧力の結果として、単独で生じる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、例としてのみ、本発明を説明する。
【図１】図１は、本発明に従う噴射装置の横断面図である。
【図２】図２は、図１の拡大図である。
【図３】図３は、内燃エンジンに格納された図１の噴射装置を示す。
【図４】図４は、冷却循環路を示す、図１の更なる図である。
【図５】図５は、充填工程中の図１の噴射装置を示す。
【図６】図６は、噴射工程中の図１の噴射装置を示す。
【図７】図７は、図１のピストンの概略拡大図を示す。
【図８】図８は、噴射終了における図１のインジェクタ装置を示す。
【図９】図９は、更なる位置で、図１の噴射装置を示す。
【図１０】図１０は、更なる位置で、図１の噴射装置を示す。
【図１１】図１１は、本発明に従う噴射装置の更なる実施形態の横断面図の一部を示す。
【図１２】図１２は、矢印Ｂ方向で切断された図１１の噴射装置の横断面図を示す。
【図１３】図１３は、矢印Ｂ方向で切断された図１１の噴射装置の一部を示す。
【図１４】図１４は、矢印Ｌ方向で切断された図１１の一部の図を示す。
【図１５】図１５は、代替形状の溝と共に、図１４に類似した図を示す。
【図１６】図１６は、図１１の噴射装置の変形例である、図１１に類似した図を示す。
【説明】
【００２７】
図面を参照すると、そこには、略円筒状インジェクタ本体１２を有するインジェクタ１０が示されている。インジェクタの最上部に装着されているのは、第１バルブ１６を作動させる第１ソレノイド１４である。第２ソレノイド１８は、第１ソレノイドに隣接して装着され、第２バルブ２０を作動させる。インジェクタバルブ２２は、本体内に装着され、第１バルブ部材２４および第２バルブ部材２６を含む。ピストン２８は、第１ソレノイドの反対側で本体の端部に装着されている。本体は、円筒状スリーブ３０を含む。本体は、以下のように、様々な流体ポート／通路／区域を含む。
【００２８】
入口ポート３２
【００２９】
出口ポート３４
【００３０】
通路３７、通路３８、通路３９を備えた冷却通路３６
【００３１】
区域４１、区域４２、区域４３、区域４４、区域４５、区域４６、区域４７、区域４８、区域４９を備えた制御チャンバ４０
【００３２】
高圧区域５０
【００３３】
区域５２
【００３４】
出口通路５４
【００３５】
入口ポート３２および区域４１の間には、一方向バルブ５６があり、この場合、吹き出しボールバルブがある。
【００３６】
区域４６および高圧区域５０の間には、一方向バルブ５８があり、この場合、吹き出しボールバルブがある。
【００３７】
制御バルブ６０（特に、図２を参照）は、円筒壁６２および円形端面６３によって画成されたバルブ部材６１を含む。制御バルブ６０は、インジェクタ本体１２のボア６４の内部で摺動可能である。
【００３８】
円形端面６３は、区域４９に面している。円筒壁６２の一部は、区域５２に面している。バルブ部材６１の一部は、区域４８に面している。円形端面６３は区域５２の隣接部を通って上方に移動し、区域４９と区域５２とを流体連通させることから、図２の矢印Ａ方向におけるバルブ部材６１の移動は、制御バルブ６０を開放させる。
【００３９】
バネ６５は、更に後述されるように、バルブ部材６１を図２の矢印Ｂ方向に付勢している。
【００４０】
バルブ部材６１は、区域４９に面する第１動作領域６１Ａを画成する。区域４９内の流体圧力は、バルブ部材６１に加えられる矢印Ａ方向の力が、区域４９内の圧力×第１動作領域６１Ａに等しくなるように、第１動作領域６１Ａに作用する。
【００４１】
この場合、第１動作領域は、バルブ部材６１の横断面積に等しい。
【００４２】
バルブ部材６１は、区域４９に面する第２動作領域を画成する。区域４９内の流体の圧力は、バルブ部材６１に加えられる矢印Ｂ方向の力が、区域４８内の圧力×第２動作領域６１Ｂに等しくなるように、動作領域６１Ｂに作用する。この場合、第２動作領域６１Ｂは、第１動作領域６１Ａと等しい。
【００４３】
第２バルブ部材２６は、概して細長く、円錐端面７１に接続された略円筒壁７０を有する。円錐端面７１は、複数のインジェクタオリフィス７２を有する。円錐端面７１の反対側にある略円筒壁７０の端部において、略円筒壁が雄ねじ山７３を含み、雄ねじ山７３は、本体内の雌ねじが付けられた孔と第２バルブ部材７３がねじ係合することが可能になっており、それによって、第２バルブ部材は、本体に対してしっかりと取り付けられる。略円筒壁７０は、２つの長手方向に向けられた溝７４，７５を含む。
【００４４】
第１バルブ部材２４は、ピン７６および横ピン７８によって画成されている。ピン７６は、概して細長く、円錐端部７７を含み、円錐端部７７は、選択的に円錐端面７１の円錐内面７１Ａと係合し、これによって、以下に更に後述されるように、インジェクタバルブを選択的に閉鎖する。第１バルブ部材は、また、端部７８Ａおよび端部７８Ｂを有する横ピン７８の形式で接するバネを含む。横ピン７８は、ピン７６と適切な係合形態にある。端部７８Ａは、図１を見ると、溝７５を通って横向きに突出し、端部７８Ｂは、溝７４を通って反対方向に突出している。バネ８０は、端部７８Ａおよび端部７８Ｂに作用し、横ピン７８を付勢するので、図１を見ると、ピン７６を、概して下方に付勢する。
【００４５】
バネ８０の端部８０Ａは、インジェクタ本体１２上の当接部である。したがって、第１バルブ部材２４は、さらに後述するように、矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に移動できるが、第２バルブ部材２６は、インジェクタ本体１２にしっかりと固定され、方向Ａまたは方向Ｂのいずれかに移動することができない。
【００４６】
ピストン２８は、直立した略円筒壁８３に結合された略円形ディスク８２を含む。シール８４は、略円形ディスク８２の周辺エッジをインジェクタ本体１２の凹部に対して密封する。シール８５は、略円筒壁８３を円筒スリーブ３０の内面に対して密封する。シール８６は、略円筒壁８３の内面を第２バルブ部材２６の略円筒壁７０の外面に対して密封する。したがって、ピストンは、更に後述するように、インジェクタ本体１２に関して、矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向で移動することができる。弾性止め座金８７は、略円筒壁８３の内側にある円形溝で受容される。弾性止め座金は、内側を指さすフィンガ部８６Ａ、８６Ｂを含み、これらは、第２バルブ部材２６のそれぞれの溝７５，溝７４で受容される。弾性止め座金は、溝７５，７４の端部に当接するフィンガ部８６Ａ、８６Ｂによって、矢印Ｂ方向でピストンが行える移動量を限定する。
【００４７】
インジェクタ１０は、火花点火式内燃エンジン９０の燃焼チャンバ９１Ａに燃料を噴射する為に使用される（図３を参照）。エンジンは、シリンダヘッド９１およびシリンダブロック９２を有し、シリンダブロック９２は、シリンダ９３を含み、その内部で往復ピストン９４が移動する。シリンダヘッドは、入口バルブ９５Ａを有する入口ポート９５と、排気バルブ９６Ａを有する排気ポート９６を含む。インジェクタ１０は、ピストン２８が燃焼チャンバ９１Ａ内部の圧力に晒されるようにシリンダヘッド内の孔９７に挿入される。
【００４８】
インジェクタは、所定位置にクランプ９８を経てクランプされ、弾性止め座金９９をクランプする（その一部が図３に図示）。クランプ９８は、クランプを通過するボルト（図示せず）によって所定位置に保持され、ボルトは、シリンダヘッド９１内の孔に通される。
【００４９】
燃料ポンプＰは、さらに後述されるように、燃料Ｆを燃料タンクＴから入口ポート３２に圧送する。一方向ラインＲは、出口ポート３４からの燃料をタンクＴに戻す。
【００５０】
この場合、エンジン９０は、４行程ディーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジンは、慣例的方式で作動し、ピストン９４が下降するとき、噴射行程は、入口ポート９５を通ってバルブ９５Ａを過ぎてシリンダ９３に空気を吸い込む。圧縮行程は、その後、ピストン９４がシリンダヘッドの方に移動するとき生じる。インジェクタ１０は、その後、燃料を適した時間で噴射させ、これが、点火させ、ピストンを出力行程で下降させ、動力を発生させ、これに続いて、ピストンはシリンダヘッドの方に移動し、バルブ９６Ａは開放され、排気物が排気ポート９６を通って追い出される（排気行程）。このシーケンスが、それ自身で繰り返される。
【００５１】
図４を参照すると、冷却通路３６の通路３８は、螺旋状になっており、任意のコンポーネントを本体に組み立てる前に、特に、円筒状スリーブ３０を本体１２に組み立てる前に、インジェクタ本体１２の円筒状凹部１１０に機械加工される。通路３８を画成する螺旋溝が、いったん機械加工されると、スリーブ３０が圧入されるので、螺旋状通路３８が作られる。通路３８の一端部３８Ａは、通路３７と直接的な流体連通になっており、通路３８の反対側端部３８Ｂは、通路３９と直接的な流体連通になっている。
【００５２】
使用中、ポンプＰは、タンクＴから燃料Ｆを入口ポートに圧送する。燃料の一部は、最初に通路３７を通過し、その後、通路３８の端部３８Ａを通り、その後、通路３８の端部３８Ｂを通り、その後、通路３９を通り、その後、出口ポート３４を通り、戻りラインＲに沿ってタンクＴに戻る。図４の矢印Ｃは、この流路を示す。燃料ＦがタンクＴを離れるとき、燃料Ｆはエンジンのシリンダヘッドより冷却されるので、燃料が、特に通路３８の周囲で流れるとき、燃料はインジェクタから熱を吸収し、これによって、インジェクタを冷却する。そのとき暖かい燃料は、タンクＴに戻され、ここで、大気に熱を放散させる。
【００５３】
エンジンの吸引、圧縮、出力、排出行程中のインジェクタの作動は、以下の通りである。
【００５４】
インジェクタ充填
【００５５】
図５は、どのようにインジェクタの高圧チャンバ５０が充填されるかを示す。第１ソレノイド１４は、第１バルブ１６が閉鎖位置にあるように作動される（第１ソレノイド１４およびバルブ１６は、バルブ１６が正常に閉鎖されるように構成され、換言すれば、第１ソレノイド１４が通電されないとき、すなわち、第１ソレノイドのコイルに電流が流れないときにバルブは閉鎖される）。第２ソレノイド１８は、第２バルブ２０が開放位置にあるように作動される（第２ソレノイド１８および第２バルブ２０は、第２バルブ２０が正常に開放されるように構成され、換言すれば、第２バルブ２０がソレノイド１８に電力が供給されないときに開放される）。区域４７は流体的に区域４９を区域４８に流体的に結合させ、区域４８は（バルブ１６が閉鎖されていることから）区域５２に流体的に結合されず、区域４９および区域４８内の圧力は同一になるので、バルブ部材６１の両側の液圧は同一になる。そのため、第１動作領域６１Ａに作用する区域４９内の圧力によって生成される矢印Ａの方向に作用する力は、（区域４８および区域４９内の圧力は同一であり、第１動作領域６１Ａは第２動作領域６１Ｂと同一領域であることから）第２動作領域６１Ｂに作用する区域４９内の圧力によって生成されるバルブ部材６１上に矢印Ｂ方向に作用する力と等しい。この観点で、スプリング６５はバルブ部材６１に作用し、バルブ部材６１を矢印Ｂの方向に押し込むので、制御バルブ６０を閉鎖する。入口ポート３２におけるポンプＰからの圧力は、一方向バルブ５６を開放させるため、燃料は入口ポート３２から制御チャンバ４０、すなわち区域４１に、そこから、区域４２，４３に流れる。一部の燃料は、区域４１から区域４４に、そこから区域４６に流れる。区域４６に流れる燃料は、一方向バルブ５８を開放させ、燃料を高圧区域５０に流すことを可能にする。燃料は、区域４４から区域４９に、そこから、区域４５にも流れる。前述したように、制御バルブ６０が閉鎖されているので、燃料は区域５２を通れない。
【００５６】
流体は区域４３に流れることができ、また、高圧区域５０に流れることができるので、その後、これは、区域５０および区域４３が燃料を充填するとき、ピストン２８が矢印Ｂ方向に移動することを可能にする。
【００５７】
分かるように、ピストンに作用する力は、高圧区域５０内の瞬間的圧力、制御チャンバ４０内の瞬間的圧力、燃焼チャンバ９１Ａ内の瞬間的圧力の組合せである。特に、燃焼チャンバ９１Ａ内の瞬間的な圧力は、燃焼サイクルの一定期間中、特に、吸引行程中、大気圧未満である。したがって、ピストン２８の移動によって高圧区域５０および区域４３の体積が増加するとき高圧区域Ｂおよび区域４３が燃料を充填するように、矢印Ｂ方向にピストン２８が移動するように配置することができる。
【００５８】
弾性止め座金８７およびフィンガ８７Ａ、８７Ｂがピストン２８の移動量を制限するという語調は、矢印Ｂ方向で行われ、すなわち、弾性止め座金８７はピストン２８がシリンダヘッドに「落下すること」を防止することに留意されたい。
【００５９】
いったんインジェクタが充填されると（あるいは満たされると）、４行程サイクル中のインジェクタは、燃焼行程中、シリンダヘッド内の圧力は増加し始め、それによって、ピストン２８に作用する。しかしながら、制御バルブ６０は閉鎖されることから、更に、一方向バルブ５６、５８が閉鎖することから、制御チャンバ４０は液圧でロックされるようになり、このため、矢印Ａ方向にピストンが移動することを防止する。
【００６０】
噴射開始
【００６１】
図６は、どのように噴射が開始されるかを示す。
【００６２】
噴射を開示するため、第１ソレノイド１４は、第１バルブ１６を開放するように作動される。第２バルブ２０は開放されたままである。
【００６３】
バルブ１６が開放されていると、区域４８内の流体は、図６の矢印Ｄによって示されるように、バルブ１６を通り、バルブ２０を通り、出口ポート３４に、低圧区域、すなわち、タンクＴに流れることができる。これは、区域４８内の燃料圧力降下、特に、区域４９で遭遇する圧力未満の圧力降下を生じる。区域４７は、比較的狭く、流れが区域４９から区域４８まで通るとき、絞りとして作用する。この制限は、流体が区域４７に沿って流れるときに圧力降下を引き起こし、区域４９より区域４８において低圧になる。そのため、第１動作領域６１Ａより第２動作領域６１Ｂに作用する低圧が存在し、この圧力差はバネ６５の力を克服するのに十分であり、図６に示される位置まで矢印Ａ方向に移動するバルブ部材６１が生じ、それによって、制御バルブ６０を開放し、区域４９内の流体を区域５２に流し、出口ポート３４を通って外に流すことを可能にする（矢印Ｅを参照）。
【００６４】
ちょうど前述したように、制御バルブ６０の開放は、もはや液圧でロックされない低圧区域４０を生じる。ピストン２８の環状面に作用する（図６の矢印Ｅによって表示される）燃焼チャンバ圧力は、（これが、低圧区域（すなわち、タンクに）区域４２，４４，４９，５２および出口ポート３４を経て通気されるので）もはや、区域４３内の圧力によって影響されない。ピストン２８に作用する圧力は、高圧区域５２内の圧力によって影響されるのみである。
【００６５】
図７は、分離して、ピストン２７の簡略図を示す。ピストンは、大きな外径Ｇ１と内径Ｇ２を有する。分かるように、シリンダヘッド内部の圧力は、動作領域Ｈ１に作用する。
【００６６】
Ｈ１=(π×Ｇ１2／４）−（π×Ｇ２2／４）
【００６７】
高圧区域５０内の燃料は、動作領域Ｈ２に作用する。
【００６８】
Ｈ２=(π×Ｇ３2／４）−（π×Ｇ２2／４）
【００６９】
そのため、高圧区域５０内の圧力は、シリンダヘッド内部の圧力より、Ｈ１／Ｈ２倍大きい。ピストン２８は、したがって、高圧区域５０内部の圧力に関して、シリンダ圧力を倍加するように作用する。
【００７０】
ピン７６は、シール７６Ａと摺動係合する。シール７６Ａは、同様に、インジェクタ本体１２のボアに対して密封される。そのため、区域４５は、高圧区域５０から隔離される。区域４５は、制御チャンバ４０の一部を形成し、それは、図６に示されるように、低圧区域、すなわちタンクＴに対してベントされるので、（図６を見るとき）シール７６Ａの下にあるピン７６の一部は、高圧（すなわち、高圧区域５０内の圧力）の対象になり、シール７６Ａの上にある一部は制御チャンバ４０内の圧力の対象になり、それは、制御バルブの開放で、ベントされる圧力になる。したがって、高圧区域５０および制御チャンバ４０の間の圧力差はピン７６を上方に、バネ８０の作用に抗して移動するのに十分であり、そのために、円錐端部７７を円錐内面７１Ａから係合解除し、このため、インジェクタバルブ２２を開放し、インジェクタオリフィスを通して燃料をシリンダヘッドに噴射することを可能にする。
【００７１】
分かるように、燃料は高圧区域５０内の燃料の瞬間的圧力で噴射され、これは、シリンダヘッド内の瞬間的圧力より、Ｈ１／Ｈ２倍大きい。
【００７２】
噴射の終了
【００７３】
噴射を停止させるために、制御チャンバ４０が液圧でロックさせる。これは、図８に示されるように、第２バルブ２０を閉鎖することによって行われる。いったん第２バルブが閉鎖すると、制御チャンバ４０の液圧ロックのため、もはや、ピストン２８は、矢印Ａ方向に移動しない。いったんピストン２８が、矢印Ａ方向における移動を停止すると、高圧区域５０の体積の減少が停止するので、燃料の噴射が終わる。
【００７４】
図８には、バルブ２０が閉鎖する瞬間が描かれている。この瞬間において、制御バルブ６０は、まだ開放されている。
【００７５】
バルブ２０の閉鎖直後、区域４８、４９内の圧力は、（区域４７を経て）均一になり、これによって、バネ６５はバルブ部材６１を矢印Ｂ方向に移動させ、これによって、制御バルブ６０を閉鎖する。これは、図９に示されている。
【００７６】
バルブ１６は、その後（図１０に示されるように）閉鎖可能である。
【００７７】
バルブ２０は、その後（図５に示されるように）開放可能であるので、次の噴射の分に対して準備ができている高圧チャンバ５０の充填（または、高圧チャンバ５０を満たすこと）が可能になる。
【００７８】
更なる実施形態において、代替インジェクタバルブが使用可能であり、例えば、ピントル式インジェクタバルブが使用可能である。ピントル式インジェクタバルブは、周知であり、噴射オリフィスを選択的に画成するように、第１バルブ部材が第２バルブ部材に関して移動可能である。
【００７９】
図１１および図１３を参照すると、インジェクタ２１０の更なる実施形態が示されており、ここでは、インジェクタ１０のコンポーネントと実質的に同一機能を満足するコンポーネントが２００を越える符合が付けられている。
【００８０】
ピストン２２８は、略平坦ディスク３１０を含み、略平坦ディスク３１０は、外周を略円筒部３１２に取り付けている。一部３１２は、外面３１４および当接部３１６を有する。当接部３１６は、連続した環状当接部ではなく、むしろ、それは、４つの分離した当接部から成る（そのうち、３つが図１２に示されている）。当接部３１６の各々は、円周に向けられた２つのエッジ３６１、３６５を有し、これらの目的は更に後述する。
【００８１】
円筒部３１２の一部は、平坦ディスク３１０から下方に依存しており、平坦ディスク３１０は、角度付きエッジ３１８で終わっている。ディスク３１０の中央から上方に依存するのは、シリンダ３２０であり、シリンダ３２０は、外面３２２および中央ボア３２３を有する。シリンダ３２０は、横穴加工部を有し、横穴加工部は、横に向けられた穴３２４，３２５を画成する。中央ボア３２３の下部に位置されているのは、一方向バルブ３２８であり、一方向バルブ３２８は、ボール３２９を有し、このボール３２９は、バネ３３１によって上方に付勢され、座部３３０と係合している。シリンダ３２０の下部に取り付けられているのは、ディスク３３４である。ディスク３３４は、ピストン２２８の下面から離間され、それによって、区域３３６を画成している。ディスク３３４の外周エッジ３３５は、角度付きエッジ３１８の角度と一致するように角度付けされている。横穴加工部３３８，３３９は、中央ボア３２３が区域３３６と流体連通することを可能にする。
【００８２】
ディスク３３４のエッジ３３５は、略円錐の形状であるが、ほぼ径方向に向けられた一連の溝３４０（図１３を参照）を有する。各々の溝の間には、部分的に円錐形状のランド部３４１がある。各々の溝は、浅く、例えば、０．０２５ｍの深さである。
【００８３】
ディスクは、シリンダ３２０の下部へと組み立てられ、ランド部３４１が、略円筒部３１２の角度付きエッジ３１８と係合するように、きちんと溶接される。溝３４０は、そのため、ランド部３４１および角度付きエッジ３１８と共に、一連のインジェクタオリフィス２７２を画成する。
【００８４】
高圧区域２５０は、シリンダ３５０によって部分的に画成され、シリンダ３５０は、（典型的にはレーザ溶接によって）キャップ３５２に溶着される。キャップ３５２は、そのため、シリンダ３５０の端部３５０Ａを封鎖している。シリンダ３５０は、内面３５４と、横に向けられた横穴加工部３５６，３５７を有する。キャップ３５２は、インジェクタ本体２１２の凹部３５９に受容される。キャップ３５２の直径は、後述する理由から、凹部３５９において、動きばめになっている。
【００８５】
弾性止め座金３６０は、本体の溝３６２で受容され、矢印Ｂ方向にシリンダ３５０およびキャップ３５２が移動することを妨げる。
【００８６】
インジェクタ本体２１２は、環状当接部３６６および円筒内面３６７を有する。
【００８７】
インジェクタ２１０の作動原理は、インジェクタ１０の作動原理に類似している。
【００８８】
そのため、高圧区域２５０は、ピストンが矢印Ｂ方向に移動するにつれて、制御チャンバ２４０から満たされる。液圧で制御チャンバ２４０をロックすることにより、矢印Ａ方向におけるピストンの移動が妨げられる。（タンクのような）低圧区域に対する制御チャンバ２４０のベントにより、ピストンは矢印Ａ方向に移動可能になる。シリンダ３２０の有効動作領域２００Ｈ２より大きい燃焼チャンバ２９１Ａに面するピストンの動作領域３００Ｈ１のため、燃料は高圧区域３２０から、中央ボア３２３を下方に通り、一方向バルブ２８０を過ぎて穴３３８，３３９を通り、区域３３６を通り、インジェクタオリフィス２７２を経て燃焼チャンバ２９１Ａに噴射される。
【００８９】
前述したように、ピストンの表面３１４は、本体２１２の内面のように、円筒状になっている。表面３１４、３６７は、表面３１４の直径が表面３６７の直径と同程度に大きくなるように厳格な許容差に作られるので、ピストンが本体内を摺動することを許容するだけの差がある。したがって、シールは表面３６７，３１４の間で単独で作成され、すなわち、更なるＯリング、ピストンリング用シールなどが必要なく、これが、表面３１４，３６７の寸法の許容差における精度である。
【００９０】
同様に、表面３２２，３５４は、厳しい許容交差へと作成され、表面３５４は、表面３２２より僅かに大きいだけなので、すべりばめを許容するのに十分である。したがって、シールは表面３２２，３５４の間に作成され、更なるＯリングシール、ピストンリングシールなどが必要なく、これが、表面３２２，３５４の寸法の許容差における精度である。
【００９１】
前述したように、キャップ３５２は、凹部３５９で動きばめになっている。これは、図１１を見るとき、キャップ３５２およびシリンダ３５０が、紙面に対して、左右または内外に移動することを許容し、表面３２２，３５４の軸に対して表面３１４，３６７のズレを考慮するものである。このようにシリンダ３５０およびキャップ３５２の「浮動」を可能にすることによって、表面３１４、３６７は、シールとして作用するように精度良く機械加工することができ、表面３２２，３５４は、シールとして作用するように精度良く機械加工することができ、軸ズレが、キャップ３５２の「浮動」で考慮可能になる。
【００９２】
分かるように、ピストン２２８は、軸Ｋの周りを自由に回転する。ピストン２２８の、そのような回転は、当接エッジ３６４，３６５も回転することを生じさせるので、当接部に蓄積するかもしれない残留物の洗浄になる。
【００９３】
更なる実施形態において、溝３４０は、ほぼ径方向に向けられているが、それらの向きに対して接線方向に働く小さな要素を含めてもよい。燃料が噴射されると、溝の向きに対して接線方向に働く要素は、ピストン２２８の回転を促進させるので、前述した洗浄作用が発生する。あるいは、表面３２２の軸は、表面３１２の軸から僅かにオフセットされてもよい。この僅かなオフセットは、ピストン２２８を回転させるので、当接部３３６の前述した洗浄作用を発生させる。
【００９４】
４行程サイクルインジェクタ２１０の作動は、以下の通りである。
【００９５】
制御チャンバ２４０には、図５に示されるように、制御チャンバ４０がポンプＰによって供給される同様の方式で、ポンプから燃料が供給される。ピストン２２８が、吸引行程の結果として、制御チャンバ２４０内の圧力および燃焼チャンバ２９１Ａ内の部分真空の影響下で、矢印Ｂ方向に移動すると、燃料は制御チャンバ２４０、シリンダ３５０の穴３５７，３５６を通って、シリンダ３２０の穴３２５，３２４を通って、中央ボア３２３に流れることができ、それによって、高圧チャンバ区域２５０を満たす。矢印Ｂ方向におけるピストンの連続した移動は、当接部３６６と係合する当接部３１６を生じさせるので、矢印Ｂ方向におけるピストン２２８の更なる移動を妨げる。
【００９６】
いったん高圧区域２５０が、その最大容積まで拡大されて満たされると、例えば、高い制御チャンバ４０に関して図５に示されるように、制御チャンバ２４０は液圧的にロック可能になる。
【００９７】
圧縮行程中、圧力が増加するとき、ピストン２２８は、制御チャンバ２４０の液圧ロックのため、移動しない。
【００９８】
噴射が必要であるとき、制御チャンバ２４０は、低圧区域にベントされる（例えば、タンクにベントされる）。これは、ピストン２２８を矢印Ａ方向に移動させ、穴３２４の下部エッジに穴３５６の上部エッジを通過させ、穴３２５の下部エッジに、穴３５７の上部エッジを通過させる。いったん、これが生じると、高圧区域２５０は制御チャンバ２４０から隔離され、矢印Ａ方向におけるピストン２２８の連続した移動は、高圧区域２５０から、下方へと中央ボア３２３に、一方向バルブ３２８を過ぎ、穴３３８，３３９を通り、区域３３６に、さらに、インジェクタオリフィス２７２の外に、燃焼チャンバ２９１へと流体の通を生じさせる。
【００９９】
噴射を終わらせるため、制御チャンバ２４０は（例えば、液圧的に制御チャンバ４０がロックされる図８に示されるように）再び液圧的にロックされる。制御チャンバ２４０の液圧的ロックは、矢印Ａ方向におけるピストン２２８の更なる移動が妨げられるので、流体の更なる噴射が妨げられる。
【０１００】
矢印Ｂ方向におけるピストン２２８の移動は、圧力をかけてポンプから制御チャンバ２４０に流体を入れさせることによって達成可能であり、同様に、吸引行程中、燃焼チャンバ２９１Ａ内の部分的真空を生成することによって達成可能である。穴３２４の下部エッジが穴３５６の上部エッジの下方に移動し、穴３２５の下部エッジが穴３５７の上部エッジの下方に移動し、ここにおいて、高圧区域２５０が、その後、制御チャンバ２４０と流体連通になり、高圧区域が、その後、制御チャンバ２４０からの流体で充填されるまで、ピストン２２８の下方移動は高圧区域２５０に低圧を生成する。
【０１０１】
代替インジェクタの実施形態２１０’（図１６を参照）において、一方向バルブ３５８’は、キャップ３５２’に適合される。そのような一方向バルブは、流体に制御チャンバ２４０’から高圧チャンバ２５０’まで通過させることを許容し、高圧区域に再充填（満たすこと）を許容するが、燃焼チャンバへの流体の噴射中、高圧区域から制御チャンバまでの流体の通過を妨げる。図１６に示されるように、図１１と比較すると、穴３５７，３２５，３２４，３５６は削除されている。
【０１０２】
分かるように、ピストン２２８およびインジェクタオリフィス２７２は、互いに関して固定され、前述したように、矢印Ａ及び矢印Ｂ方向にピストンが移動するとき、インジェクタオリフィス２７２は、ピストンと同調して移動する。
【０１０３】
前述したように、溝３４０は、非常に浅く、例えば、０．０２５ｍｍの深さである。
【０１０４】
ディスク３３４は、打抜き加工またはプレス加工またはエッジ３３５に比較的深い溝を形成する他の方法で製造可能である。例えば、深さ０．１ｍｍを有する溝が、エッジ３３５に、プレス加工または他の方法で形成される。いったん深い溝が形成されると、部分的に円錐状ランド部３４１は、全て単一の機械操作として、例えば、研削によって、機械加工することができる。上記実施例において、部分的円錐状ランド部３４１は、０．０７５ｍｍの距離だけ後方研削され、その後、結果として生じる溝は、深さが０．０２５ｍｍになる。ディスク３３４は、その後、ピストン２２８の残部に組み立てられ、例えば、レーザ溶接によって、所定位置に保持される。
【０１０５】
比較的深い溝を形成するステップ、その後、関連したランド部を機械加工で除去して浅い溝を作成するステップは、浅い溝を作成する効率的な方法である。特に、０．０２５ｍｍ寸法を有するインジェクションオリフィスを作成することは難しい。現在のインジェクションオリフィスは、レーザで穿孔されてもよく、そのようなレーザ穿孔は、大きな穴（例えば、直径０．１ｍｍ）を作成しがちである。
【０１０６】
０．０２５ｍｍの噴射オリフィスの利点は、インジェクタオリフィス２７２内部に噴射される燃料のメニスカス効果が、いったん制御チャンバ２４０が低圧区域にベントされると、すぐに噴射停止に役立つことである。従来技術のインジェクタの噴射後の「燃料のしたたり」が汚染物質を生成しがちであることから、この迅速な噴射中断は有利である。
【０１０７】
図１４は、矢印Ｌの方向、すなわち、インジェクタオリフィス２７２の方に切断された図１１の図を示す。インジェクタオリフィス２７２はＶ形状溝３４０および角度付きエッジ３１８の組合せによって形成される。分かるように、インジェクタオリフィス２７２は、非円形である。この場合、３つの略平坦エッジを有する三角形状である。
【０１０８】
図１５は、溝３４０’の代替形状（この場合は略Ｕ字形状）を示す。再び、インジェクタオリフィスは、非円形である。この場合、インジェクタオリフィスは、一つの略平坦部分、この場合、ほぼ円筒通路３１２の角度付きエッジ３１８によって形成された、唯一の略平坦部分を有する。更なる実施形態において、代替形状の溝が使用可能である。
【０１０９】
分かるように、同一の横断領域を有する２つの穴において、非円形穴の周辺部の長さは円形穴の円周より大きい。そのため、非円形インジェクタオリフィスは、燃料噴射が燃焼チャンバに入るときに晒される表面積を増加させるという正味効果を有し、これは、燃料と空気が混合し燃焼することを助ける。
【０１１０】
インジェクタ１０の環状ピストン２８は、都合の良いことに、中央オリフィスを提供し、インジェクタの他のコンポーネントは、その中央オリフィスを通して放出する（この場合、インジェクタバルブがオリフィスを通して放出する）。そのような配置は、ピストンに軸方向に移動すること、インジェクタバルブに噴射装置の本体に関して固定されたままであることを許容する。有利なことに、そのような噴射装置は、噴射装置の異なる型式の所定位置に「レトロフィット」項目として使用され、インジェクタバルブは、エンジンに当初適合されたインジェクタバルブとして所定位置に固定して位置することができる。これは、特に、インジェクタ隙間に対してピストンが、エンジンの当初設計毎に維持可能であることを意味する。
【０１１１】
都合の良いことに、第１ソレノイド１４および第１バルブ１６と共に使用される制御バルブ６０は、区域４９、区域５２の間の流路を迅速に閉鎖する方法を提供する。そのため、これは、制御チャンバ４０を迅速に液圧でロックするため、迅速に燃料噴射を終わらせる。
【０１１２】
都合の良いことに、第１バルブ１６を作動させる第１ソレノイド１４と、第２バルブを作動させる第２ソレノイド１８の設置は、考慮されるべき第１ソレノイドおよび第２ソレノイドの「沈み」または「滞留」時間を許容する。第１ソレノイド１４は、通常、閉鎖され、第２ソレノイド１８は、通常、開放されている。そのため、図５は、第１ソレノイド１４及び第２ソレノイド１８に電力が供給されていない状態を示し、すなわち、第１ソレノイド１４または第２ソレノイド１８には、何も電力がフィードされていない。図６は、噴射の開始を示し、ここでは、通常閉鎖のソレノイド１４がバルブ１６を開放するために電力が供給されている。しかしながら、噴射の終了の際、閉鎖されるのはバルブ１６ではなく、通常開放しているソレノイド１８に電力を供給することによって閉鎖されるのは、むしろ、バルブ２０である。分かるように、噴射開始および噴射終了の間の時間は、比較的短い（概して、上死点位置に近いピストンと共にクランクシャフトが数度回転する為に必要な時間である。）１つのソレノイドに電力を供給し、その直後に他のソレノイドに電力を供給することによって、２つのバルブに関連した２つのソレノイドの設置が、噴射の開始および終了を短時間内に達成することを可能にする。
【０１１３】
周辺付近にインジェクタオリフィスの複数の噴射が位置されたディスクを含む図１１に示されたインジェクタノズルは、燃料が比較的大きな直径（すなわち、ディスク径）を超えて噴射されることから都合が良い。これは、燃焼チャンバ内の燃料を良好に分配する。さらに、各々のオリフィスが小さな横断面寸法（例えば、０．０５ｍｍあるいは０．０２５ｍｍ未満）を有する多くのオリフィス、例えば、少なくとも５０個のオリフィスまたは少なくとも１００個のオリフィスを有することによって、再び、燃料チャンバ内部の燃料の良好な分配および燃料の良好な噴霧が生じる。
【０１１４】
有利なことに、図１１のインジェクタノズルとピストンを組み合わせることによって、噴射中に移動するインジェクタノズルが生じるので、燃料チャンバ内部の燃料の良好な分配になる。
【０１１５】
分かるように、燃料の噴射圧力（すなわち、高圧チャンバ２５０内の圧力）は、燃焼チャンバ内部の圧力に依存する。燃焼チャンバ内部の圧力は、とりわけ、ピストン位置および行われる燃焼程度に依存する。そのため、インジェクタ１０，２１０は、変化する圧力で燃料を噴射する。初期の噴射圧力は、主に、噴射が開始される時の特別なピストン位置およびエンジンの燃焼比に依存する。噴射中、ピストンは移動し続けるが、噴射開始の際に噴射された、より著しい燃料は、燃え始め、これが、同様にシリンダ圧力を増加させるので、噴射行程後の部分に向かって噴射される後の燃料の噴射圧力を増加させる。このため、比較的に低圧で噴射されている初期の燃料は、より高圧で噴射される噴射期間に後で噴射される燃料ほど燃焼チャンバを貫通しない場合がある。またその一方で、噴射された初期燃料は、噴射ノズルに比較的近く残存する一方、噴射工程において後に噴射される燃料はインジェクタオリフィスから更に遠くに移動することから、燃焼チャンバ内部で燃料は良好に分配される。
【０１１６】
前述したように、噴射圧力は、燃焼チャンバ圧力のＨ１／Ｈ２倍である。Ｈ１およびＨ２は、特定エンジンに依存して変えることができる。しかしながら、Ｈ１およびＨ２は、噴射圧力が３５，０００psiを越える、好ましくは、４０，０００psi、好ましくは、４５，０００psiであるようにアレンジ可能である。そのような高い噴射圧力は、既知のインジェクタシステムで発見された数値を相当に越えており、高い噴射圧力は、燃料を非常に小さな粒子サイズに噴霧し、これが、同様に、実質的に微粒子を排除する。そのように、本発明に従うインジェクタが付けられたエンジンは、排気後処理システム、例えば、微粒子フィルタを必要としない。生成される微粒子量を最小にすることによって、燃焼プロセスが低燃焼チャンバ温度で生じるようにアレンジすることができ、これは、同様にＮＯｘの生成を減少させる。したがって、本発明に従うインジェクタが付けられたエンジンは、ＮＯｘに関して排気後処理システムを必要としない。
【０１１７】
前述したように、ピストン２８は、回転し、有利なことに、当接部３６６に集められがちな堆積物は、円周に向けられたエッジ３６４，３６５によって除去され、それによって、インジェクタ２１０の寿命にわたって完全なピストン移動を確実にする。同様に、ピストン２８は、自由に回転する。
【０１１８】
分かるように、ピストン２８、２２８は、噴射中、矢印Ａ方向に移動する。この移動は、燃焼チャンバの容積を増加、要するに、機械的全体圧縮比に変更する。エンジンが低動力で回転するとき、比較的小量の燃料が噴射され、ピストンは、比較的小量だけ矢印Ａ方向に移動する。エンジンが高出力で動いているとき、比較的大量の燃料が噴射され、ピストンは、比較的大量に矢印Ａ方向に移動する。そのため、低出力で動いているとき、エンジンは比較的高い圧縮比で動く一方、高出力で動いているとき、エンジンは低い圧縮比で動く。これは、冷たい燃焼促進に役立ち、これが、より低いＮＯｘレベルを生じさせるので、都合がよい。ピストンの矢印Ａ方向における移動は、１．０ポイント以上、圧縮比を変更可能である。矢印Ａ方向におけるピストンの代替移動は、１．５ポイント以上の圧縮比の変更が可能である。
【０１１９】
疑問を避けるため、１．０ポイントの圧縮比の減少は、例えば、名目上１５：１の圧縮比が１４：１の圧縮比になること、あるいは、名目上１６：１の圧縮比が１５：１の圧縮比になることを意味する。
【０１２０】
分かるように、ピストンは、噴射中、矢印Ａ方向に移動するだけである。いったん高圧区域が、矢印Ｂ方向にピストンが移動することによって再充填されると（満たされると）、ピストンは、次の噴射点まで、その位置に残る（図を見ると下降される）。これは、排気行程中、（圧縮比が高いことから）燃焼チャンバの容積が小さくなり、排気バルブが閉鎖されると、より少ない残留排気ガスが燃焼チャンバ内に残留することから、これが、排気ガスのベントを助けることを意味する。そのため、可動ピストンは、二つの利点（燃焼行程における圧縮比の変更、排気行程における高圧縮比の維持）を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月9日(2019.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連チャンバ内の流体圧力の前記作用の下で前記本体内で移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記インジェクタバルブは、第２バルブ部材に関して移動可能な第１バルブ部材を画成し、前記第２バルブ部材は、前記インジェクタの前記本体に関して固定される、噴射装置。
【請求項２】
前記第２バルブ部材は、噴射オリフィスを含む、請求項１に記載の噴射装置。
【請求項３】
前記第１バルブ部材は、前記オリフィスを選択的に画成するように前記第２バルブ部材に関して移動可能である、請求項１に記載の噴射装置。
【請求項４】
前記インジェクタバルブは、ピントル式インジェクタバルブである、請求項３に記載の噴射装置。
【請求項５】
シールが前記第２バルブ部材および前記ピストンの間で画成され、前記高圧チャンバを前記関連チャンバから隔離する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項６】
シールが前記第１バルブ部材および前記本体の間で画成され、前記高圧チャンバを前記制御チャンバから隔離する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項７】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタ及び関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記制御チャンバ内の流体は、バルブによって制御され、前記バルブは、付勢部材によって閉鎖位置に付勢される可動部材を有し、前記バルブは、第１圧力領域および第２圧力領域を有し、前記第１圧力領域の与圧が、前記バルブおよび第２圧力領域の開放に役立ち、
前記第２圧力領域の与圧が、前記バルブを閉鎖するのに役立ち、
前記第１圧力領域および前記第２圧力領域における前記圧力の均一化が前記バルブを閉鎖させる、噴射装置。
【請求項８】
前記可動部材は、円筒状ボア内を移動可能なピストンである、請求項７に記載の噴射装置。
【請求項９】
前記バルブは、前記円筒状ボアの壁にポートを含む、請求項８に記載の噴射装置。
【請求項１０】
前記第１圧力領域は、絞りを経て前記第２圧力領域に流体的に結合され、前記絞りを通る流体の流れは、前記流体の前記圧力を降下させる、請求項７〜９のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１１】
前記第２圧力領域は、更なるバルブを経て低圧領域に選択的に結合可能である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１２】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記制御チャンバ内の流体は、第１バルブを作動させる第１ソレノイドおよび第２バルブを作動させる第２ソレノイドによって制御される、噴射装置。
【請求項１３】
前記第１バルブの閉鎖および前記第２バルブの開放で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが妨げられる、請求項１２に記載の噴射装置。
【請求項１４】
前記第１バルブの閉鎖および前記第２バルブの開放で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが可能になる、請求項１２または１３に記載の噴射装置。
【請求項１５】
前記第１バルブの開放および前記第２バルブの閉鎖で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが妨げられる、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１６】
前記第１バルブの閉鎖および前記第２バルブの閉鎖で、低圧領域に対する前記制御チャンバのベントが妨げられる、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１７】
前記制御チャンバおよび第２バルブを選択的かつ流体的に結合させる第１流路と、前記第１バルブを前記第２バルブに流体的に結合させる第２流路とを含む、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項１８】
前記第１バルブは更なるバルブを開閉させるように作動可能であり、前記更なるバルブは、前記第１流路内の流体を前記制御チャンバから前記第２バルブまで流すことを可能にし、妨げる為に作動可能である、請求項１７に記載の噴射装置。
【請求項１９】
前記第１バルブ（１６）の開放は、前記更なるバルブの閉鎖を生じ、前記第１バルブの閉鎖は前記更なるバルブの開放を生じさせる、請求項１８に記載の噴射装置。
【請求項２０】
前記第１ソレノイドは、第１バルブを正常に閉鎖するように形成する、請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項２１】
前記第２ソレノイドは、前記第２バルブを正常に開放するように形成する、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項２２】
関連したチャンバに流体を噴射する方法であって、
請求項１２に記載されたインジェクタを用意するステップと、
ａ）前記第１バルブの開放、前記第２バルブの閉鎖で開始するステップと、
ｂ）前記関連したチャンバ内に圧力を生成するステップと、
ｃ）前記噴射オリフィスを通って流体の噴射を引き起こすように、低圧区域に対する前記制御チャンバを妨げるように前記第１バルブを開放するステップと、
ｄ）噴射が停止するように、前記低圧区域に対する前記制御チャンバのベントを妨げるように前記第２バルブを閉鎖するステップと、
を含む、方法。
【請求項２３】
ｅ）前記第１バルブを閉鎖するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ｆ）前記第２バルブを開放するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内で移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの前記高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記制御チャンバは、入口から選択的にフィードされ、前記制御チャンバは、出口を経て低圧区域に対して選択的にベントされ、前記噴射装置は、更に冷却循環を含み、前記冷却循環路は、前記入口からフィードされ、前記出口を経て前記低圧圧力区域に対してベントされる、噴射装置。
【請求項２６】
前記冷却循環路は、冷却コイルを含む、請求項２５に記載の噴射装置。
【請求項２７】
前記冷却コイルは、螺旋形である、請求項２６に記載の噴射装置。
【請求項２８】
前記冷却コイルは、前記高圧チャンバの少なくとも一部を囲む、請求項２７に記載の噴射装置。
【請求項２９】
前記冷却コイルは、前記インジェクタバルブの少なくとも一部を囲む、請求項２７または２９に記載の噴射装置。
【請求項３０】
前記冷却コイルは、前記ピストンの少なくとも一部を囲む、請求項２７または２８または２９に記載の噴射装置。
【請求項３１】
内燃エンジンの燃焼チャンバに燃料を噴射する為のインジェクタノズルであって、前記ノズルは、ディスクを含み、前記ディスクは、複数のインジェクタオリフィスを有し、前記複数のインジェクタオリフィスは、前記ディスクの周辺の周りに位置している、インジェクタノズル。
【請求項３２】
各オリフィスの横断面寸法は、０．０５ｍｍ未満、あるいは、０．０２５ｍｍ未満である、請求項３１に記載のインジェクタノズル。
【請求項３３】
内燃エンジンの燃焼チャンバに燃料を噴射する為のインジェクタノズルであって、前記ノズルは、少なくとも一つのインジェクタオリフィスを含み、前記インジェクタオリフィスは、０．０５ｍｍ未満あるいは０．０２５ｍｍ未満の横断面寸法を有する、インジェクタノズル。
【請求項３４】
少なくとも５０個のインジェクタオリフィス、あるいは少なくとも１００個のインジェクタオリフィスがある、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項３５】
各インジェクタオリフィスの横断面形状は、非円形である、請求項３１〜３４のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項３６】
各オリフィスの前記横断面形状は、略平坦部分、概して、単一の略平坦部分を有する、請求項３５に記載のインジェクタノズル。
【請求項３７】
各オリフィスの前記横断面形状は、略Ｕ字形状部分または略Ｖ字形状部分を含む、請求項３１〜３６のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項３８】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
ディスクの周りに位置された複数の関連したインジェクタオリフィスがあり、前記ディスクは、インジェクタノズルの一部を形成する、噴射装置。
【請求項３９】
前記ディスクは、前記ピストンの一部を形成する、請求項３８に記載の噴射装置。
【請求項４０】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、前記高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記ピストンは、使用中、軸の周りを回転するように配置される、噴射装置。
【請求項４１】
前記ピストンは、分離した当接部を円周に含み、前記噴射装置の円周の当接部との係合によって、前記ピストンの軸方向の移動を制限し、
前記円周当接部は、回転不能である、請求項４０に記載の噴射装置。
【請求項４２】
前記ピストンは、インジェクタオリフィスを含む、請求項４０または４１に記載の噴射装置。
【請求項４３】
前記インジェクタオリフィスは、前記ピストンの回転を促進させる為に、部分的に接線方向に働く成分を有する向きを有する、請求項４２に記載の噴射装置。
【請求項４４】
前記ピストンは、関連したチャンバに面する第１ピストン動作領域を画成し、前記第１ピストン動作領域は、第１軸を画成する第１円周囲を有し、前記ピストンは、前記高圧チャンバと流体連通している第２ピストン動作領域を画成し、前記第２ピストンは、第２軸を画成する第２円周囲を有し、前記第１軸は、前記ピストンの回転を促進する為に第２軸からオフセットされている、請求項４０〜４３のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項４５】
圧力をかけて流体を関連チャンバに噴射する為の噴射装置であって、前記噴射装置は、
本体と、
ピストンと、
インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスと、
を含み、
前記ピストンは、前記ピストンに抗して外部から作用する前記関連したチャンバ内の流体圧力の前記作用の下で、前記本体内を移動可能であり、前記ピストンは、高圧チャンバ内に噴射される流体を圧縮するように作動可能であり、前記ピストンは、制御チャンバ内の流体圧力の前記作用に抗して移動可能であり、それによって、前記ピストンの移動は、前記制御チャンバ内の前記流体を制御することによって、選択的に制御可能になり、前記インジェクタバルブおよび関連したインジェクタオリフィスは、前記高圧チャンバと選択的な流体連通になっており、それによって、高圧チャンバからの高圧流体は、前記噴射バルブの開放の際、前記インジェクタオリフィスを通って噴射可能になり、
前記ピストンは、関連したチャンバに面する前記第１動作領域を画成し、前記ピストンは、前記高圧チャンバと流体連通している第２ピストン動作領域を画成し、前記第１ピストン動作領域は、第１周囲によって画成され、前記第１周囲は、前記インジェクタの第１コンポーネントに関する移動のために第１密封面を有し、
前記第２ピストン動作領域は、第２周囲によって画成され、前記第２周囲は、前記インジェクタの第２コンポーネントに関する移動のために第２密封面を有し、前記ピストンの前記第１密封面および前記ピストンの前記第２密封面は、互いに関して固定され、前記インジェクタの前記第１コンポーネントおよび前記インジェクタの前記第２コンポーネントは、互いに関して横に移動可能である、噴射装置。
【請求項４６】
前記第１密封面は第１外部密封面であり、さらに／または、前記第２密封面は第２外部密封面である、請求項４５に記載の噴射装置。
【請求項４７】
前記第１コンポーネントは、前記噴射装置の前記本体である、請求項４５または４６に記載の噴射装置。
【請求項４８】
前記第１密封面は、前記本体内に受容される、請求項４７に記載の噴射装置。
【請求項４９】
前記第２コンポーネントは、スリーブである、請求項４５〜４８のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項５０】
前記スリーブは、封鎖端部を有し、前記スリーブおよび封鎖端部は、前記高圧チャンバを部分的に画成する、請求項４９に記載の噴射装置。
【請求項５１】
前記第２コンポーネントは、一方向バルブを含む、請求項４５〜５０のいずれか一項に記載の噴射装置。
【請求項５２】
前記一方向バルブは、前記高圧チャンバに前記制御チャンバを選択的かつ流体的に結合させる、請求項５１に記載の噴射装置。
【請求項５３】
インジェクタオリフィスを製造する方法であって、
ａ）第１部品を用意するステップと、
ｂ）第２部品を用意するステップと、
ｃ）前記第２部品に凹形部分を用意するステップと、
ｄ）前記凹型部分が前記インジェクタオリフィスの少なくとも一部を形成するように前記第１部品を前記第２部品に接合するステップと、
を含む、方法。
【請求項５４】
前記第１部品は、第１円錐面を含み、前記第２部品は、第２円錐面を含み、前記第２円錐面内の溝が前記凹型部分を画成する、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記溝は、Ｕ字形状またはＶ字形状である、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１円錐面は、内部円錐面であり、前記第２円錐面は、外部円錐面である、請求項５４または５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記凹型部分は、初期深さを有し、前記方法は、ステップｃ）の後、第２部品を修正して前記凹型部分の前記深さを最終深さまで減少させ、その後、ステップｄ）を行う、請求項５３〜５６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
ステップｃ）は、複数の凹型部分を設ける工程を含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５９】
各々の凹型部分は、別々に初期深さを有し、前記方法は、ステップｃ）の後、第２部品を修正して前記複数の凹型部分の各々の前記深さを最終的な別々の深さまで減少させ、その後、ステップｄ）を行う、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
各々の凹型部分の前記最終的な別々の深さは、同一である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記オリフィスの横断面寸法は、０．０５ｍｍ未満、あるいは０．０２５ｍｍ未満である、請求項５３〜６０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
前記最終的な深さは、０．０５ｍｍ未満、あるいは０．０２５ｍｍ未満である、請求項５７または５９または６０に記載の方法。
【外国語明細書】
2020037945000001.pdf