(57)【要約】  本発明は、インジェクタハウジング（１；８１）を備えた燃料インジェクタであって、インジェクタハウジング（１；８１）が、燃料高圧接続部を有しており、該燃料高圧接続部が、インジェクタハウジング（１；８１）の外部の燃料高圧源（２８；１３４）と、インジェクタハウジング（１；８１）の内部の圧力室（１７）とに接続されており、ノズルニードル（８；８８）が開くと、前記圧力室（１７）から、制御室（４４；９０）内の圧力に関連して、高圧で負荷された燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射されるようになっている形式のものに関する。廉価に製造可能となる燃料インジェクタを提供するために、本発明の構成では、制御室（４４）内の圧力が、電磁アクチュエータ（３０）によって直接に制御されるようになっている。
2009532622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタハウジング（１；８１）を備えた燃料インジェクタであって、インジェクタハウジング（１；８１）が、燃料高圧接続部を有しており、該燃料高圧接続部が、インジェクタハウジング（１；８１）の外部の燃料高圧源（２８；１３４）と、インジェクタハウジング（１；８１）の内部の圧力室（１７）とに接続されており、ノズルニードル（８；８８）が開くと、前記圧力室（１７）から、制御室（４４；９０）内の圧力に関連して、高圧で負荷された燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射されるようになっている形式のものにおいて、制御室（４４；９０）内の圧力が、電磁アクチュエータ（３０；１２０）によって直接に制御されることを特徴とする燃料インジェクタ。
【請求項２】
電磁アクチュエータ（３０；１２０）が、電磁コイル（３４；１２４）を有しており、該電磁コイル（３４；１２４）が、アーマチュア（３８；１２１）と協働するようになっており、電磁コイル（３４；１２４）が作動させられると、前記アーマチュア（３８；１２１）が磁力によってアーマチュアストロークを実施する、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項３】
アーマチュア（３８；１２１）が、ハイドロリック式のカップラを介してノズルニードル（８；８８）とカップリングされている、請求項２記載の燃料インジェクタ。
【請求項４】
ハイドロリック式のカップラが、アーマチュアストロークを短縮変換させて、磁力を増幅変換させる、請求項３記載の燃料インジェクタ。
【請求項５】
ハイドロリック式のカップラがカップラピストン（４０）を有しており、該カップラピストン（４０）が、機械的にアーマチュア（３８）と連結されており、該カップラピストン（４０）の燃焼室寄りの端部が、制御室（４４）を仕切っている、請求項３または４記載の燃料インジェクタ。
【請求項６】
制御室（４４）が、ノズルニードル（８）の、燃焼室から遠い方の端部により仕切られている、請求項５記載の燃料インジェクタ。
【請求項７】
カップラピストン（４０）の燃焼室寄りの端部が、ノズルニードル（８）の燃焼室から遠い方の端部よりも小さな直径を有している、請求項６記載の燃料インジェクタ。
【請求項８】
ハイドロリック式のカップラがカップラピストン（１０２）を有しており、該カップラピストン（１０２）が、機械的にアーマチュア（１２１）と連結されており、該カップラピストン（１０２）の燃焼室寄りの端部が、燃焼室から遠い方の部分制御室（９２）を仕切っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【請求項９】
燃焼室から遠い方の部分制御室（９２）が、ばねプリロードをかけられたスリーブ（１０８）によって仕切られており、該スリーブ（１０８）が、カップラピストン（１０２）の燃焼室寄りの端部に案内されていて、食付きエッジによって絞りプレート（８３）に接触している、請求項８記載の燃料インジェクタ。
【請求項１０】
絞りプレート（８３）が貫通孔（９３）を有しており、該貫通孔（９３）が、燃焼室から遠い方の部分制御室（９２）を、燃焼室寄りの部分制御室（９１）に接続しており、該燃焼室寄りの部分制御室（９１）が、ノズルニードル（８８）の燃焼室から遠い方の端部によって仕切られている、請求項９記載の燃料インジェクタ。
【請求項１１】
カップラピストン（１０２）の燃焼室寄りの端部が、ノズルニードル（８８）の燃焼室から遠い方の端部よりも大きな直径を有している、請求項８から１０までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【請求項１２】
カップラピストン（１０２）の燃焼室から遠い方の端部が、補償容積（１３０）を仕切っており、該補償容積（１３０）が貯え容積（１００）に接続されており、該貯え容積（１００）内に、カップラピストン（１０２）の燃焼室寄りの端部が配置されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【請求項１３】
カップラピストン（１０２）が、カップラピストン案内区分（１１２）を通って案内されており、該カップラピストン案内区分（１１２）が、貯え容積（１００）を電磁アクチュエータ収容室（１１５）に接続しており、該電磁アクチュエータ収容室（１１５）内に電磁アクチュエータ（１２０）が収容されている、請求項１２記載の燃料インジェクタ。
【請求項１４】
電磁アクチュエータ収容室（１１５）が、放圧室に接続されている、請求項１３記載の燃料インジェクタ。
【請求項１５】
制御室（４４）または燃焼室寄りの部分制御室（９１）が、制御室仕切りスリーブ（４６；９５）によって仕切られており、該制御室仕切りスリーブ（４６；９５）が、シール作用を受けて、ノズルニードル（８；８８）の燃焼室から遠い方の端部に案内されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【請求項１６】
電磁アクチュエータ（３０；１２０）が、アクチュエータ室（２５；１１５）内に配置されており、該アクチュエータ室（２５；１１５）が、高圧下にある燃料で負荷されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【請求項１７】
アクチュエータ室（２５）が、制御室（４４）に接続されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【請求項１８】
ノズルニードル（８；８８）が両座を有している、請求項１から１７までのいずれか１項記載の燃料インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の燃料インジェクタ、すなわちインジェクタハウジングが、燃料高圧接続部を有しており、該燃料高圧接続部が、インジェクタハウジングの外部の燃料高圧源と、インジェクタハウジングの内部の圧力室とに接続されており、ノズルニードルが開くと、前記圧力室から、制御室内の圧力に関連して、高圧で負荷された燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射されるようになっている形式の燃料インジェクタに関する。
【０００２】
背景技術
直接噴射式のディーゼルエンジンに燃料を導入するために、ストローク制御される燃料インジェクタを使用することが知られている。このことには、噴射圧を負荷および回転数に適合させることができるという利点がある。インジェクタの制御はピエゾアクチュエータによって直接に、またはサーボ制御室を間に挟んで行うことができる。
【０００３】
発明の開示
本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載の形式の燃料インジェクタを改良して、廉価に製造可能となる燃料インジェクタを提供することである。
【０００４】
この課題は、インジェクタハウジングを備えた燃料インジェクタであって、インジェクタハウジングが、燃料高圧接続部を有しており、該燃料高圧接続部が、インジェクタハウジングの外部の中央の燃料高圧源と、インジェクタハウジングの内部の圧力室とに接続されており、ノズルニードルが開くと、前記圧力室から、制御室内の圧力に関連して、高圧で負荷された燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射されるようになっている形式のものにおいて、制御室内の圧力が、電磁アクチュエータによって直接に制御されることにより解決される。電磁アクチュエータには、次のような利点がある。すなわち、電磁アクチュエータは頑丈でかつ公知の技術を成していて、高圧下でも高い寿命を有し、しかも少ない製造コストしかかからない。
【０００５】
燃料インジェクタの有利な１実施例は、電磁アクチュエータが、電磁コイルを有しており、該電磁コイルが、可動子もしくはアーマチュアと協働するようになっており、電磁コイルが作動させられると、前記アーマチュアが磁力によって所定のアーマチュアストロークを実施することにより特徴付けられている。電磁コイルは燃料に対するシールのために、たとえばエポキシ樹脂の流込み成形によってエポキシ樹脂内に封入されている。
【０００６】
燃料インジェクタの別の有利な実施例は、アーマチュアが、アーマチュアストロークを短縮変換させかつ磁力を増幅変換させるハイドロリック式のカップラを介してノズルニードルとカップリングされていることにより特徴付けられている。最大２０００バールまでの高いシステム圧により、ノズルニードルを開放するためには極めて大きな切換力が必要となり得る。この力は磁力の増幅変換によって実現され得る。約４〜１０の高い力増幅変換比が使用されると有利である。これによって、約４０〜１００ニュートンの電磁アクチュエータの力範囲から、約２５０〜５００ニュートンの所要のノズル開放力を発生させることができる。それと同時に、ハイドロリック式のカップラを用いてアーマチュアストロークは所望の程度にまで減少させられる。
【０００７】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、ハイドロリック式のカップラがカップラピストンを有しており、該カップラピストンが、機械的にアーマチュアとカップリング、つまり連結されており、該カップラピストンの燃焼室寄りの端部が、制御室を仕切っていることにより特徴付けられている。これにより、単純な機械的な構造が可能となり、これにより製作技術的な手間が少なく保持される。カップラピストンは第１の増幅ピストンを成している。カップラピストンには、プランジャ式アーマチュア（プランジャ式可動子）が組み込まれていてもよい。
【０００８】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、制御室が、ノズルニードルの、燃焼室から遠い方の端部により仕切られることにより特徴付けられている。ノズルニードルは第２の増幅ピストンを成している。軸方向においてノズルニードルの燃焼室から遠い方の端部と、カップラピストンの燃焼室寄りの端部との間には、制御室が配置されており、この制御室は「カップラ室」とも呼ばれる。このカップラ室を介して、ノズルニードルはハイドロリック的にカップラピストンとカップリングされている。
【０００９】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、カップラピストンの燃焼室寄りの端部が、ノズルニードルの燃焼室から遠い方の端部よりも小さな直径を有していることにより特徴付けられている。これにより、磁力の増幅変換（Uebersetzung）およびアーマチュアストロークの短縮変換（Untersetzung）が簡単に達成される。
【００１０】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、ハイドロリック式のカップラがカップラピストンを有しており、該カップラピストンが、機械的にアーマチュアと連結されており、該カップラピストンの燃焼室寄りの端部が、燃焼室から遠い方の部分制御室を仕切っていることにより特徴付けられている。燃焼室から遠い方の部分制御室内の圧力を、カップラピストンの運動によって意図的に変化させ、特に低下させることができる。
【００１１】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、燃焼室から遠い方の部分制御室が、ばねプリロードもしくはばね予荷重をかけられたスリーブによって仕切られ、該スリーブが、カップラピストンの燃焼室寄りの端部に案内されていて、食付きエッジによって絞りプレートに接触していることにより特徴付けられている。ばねプリロード力もしくはばね予荷重力は、十分に小さく、有利には１０〜２０ニュートンである。
【００１２】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、絞りプレートが貫通孔を有しており、該貫通孔が、燃焼室から遠い方の部分制御室を、燃焼室寄りの部分制御室に接続しており、該燃焼室寄りの部分制御室が、ノズルニードルの燃焼室から遠い方の端部によって仕切られていることにより特徴付けられている。貫通孔により、燃焼室から遠い方の部分制御室から燃焼室寄りの部分制御室へ圧力低下が伝達される。
【００１３】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、カップラピストンの燃焼室寄りの端部が、ノズルニードルの燃焼室から遠い方の端部よりも大きな直径を有していることにより特徴付けられている。カップラピストンの燃焼室寄りの端部は、約８ｍｍの直径を有していると有利である。ノズルニードルの燃焼室から遠い方の端部は、約３．５ｍｍの直径を有していると有利である。すなわち、３０μｍのアーマチュアストロークを用いて、約１８０μｍのニードルストロークを得ることができる。
【００１４】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、カップラピストンの燃焼室から遠い方の端部が、補償容積を仕切っており、該補償容積が貯え容積に接続されており、該貯え容積内に、カップラピストンの燃焼室寄りの端部が配置されていることにより特徴付けられている。これにより、制御ピストンが完全に圧力補償されていることが達成される。
【００１５】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、カップラピストンが、カップラピストン案内区分を通って案内されており、該カップラピストン案内区分が、貯え容積を電磁アクチュエータ収容室に接続しており、該電磁アクチュエータ収容室内に電磁アクチュエータが収容されていることにより特徴付けられている。カップラピストン案内区分の直径は、貯え容積から電磁アクチュエータ収容室内への漏れが少なく保持されるように設定されている。
【００１６】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、電磁アクチュエータ収容室が、放圧室に接続されていることにより特徴付けられている。カップラピストン案内区分に生じる漏れは、放圧室内へ導出される。
【００１７】
前記各段落において説明した燃料インジェクタは、多重噴射を可能にすると同時に、最適化されたハイドロリック的な全体効率を可能にする。本発明の重要な観点によれば、燃料インジェクタが、組み込まれた減衰容積または貯え容積を有している。さらに、本発明による燃料インジェクタは、漏れ損失もしくは制御量の回避を可能にする。電磁作動装置もしくは電磁アクチュエータを備えた、廉価に製造可能な直接切換式の燃料インジェクタが提供される。インジェクタハウジングの保持ボディに電磁アクチュエータを組み込むことにより、燃料インジェクタの構成長さを減少させることができる。
【００１８】
所属の機能原理はハイドロリック的な全体効率の最適化を可能にし、このことは、一層小型の高圧ポンプの使用を可能にする。噴射回数もしくは制御量がもはやシステムの全体量収支に含まれていないので、より高い応用自由度を達成することができる。電磁作動装置もしくは電磁アクチュエータへのハイドロリック的なリアクションもしくは逆作用（リリーフ衝撃）が回避されることにより、インジェクタの動作を改善することができる。特に、レールおよび圧力制御弁を不要にすることによって廉価なシステムの設計が可能となり、この場合、意図的な漏れにより圧力低減が達成される。
【００１９】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、制御室が、制御室仕切りスリーブによって仕切られ、該制御室仕切りスリーブが、シール作用を受けて、ノズルニードルの燃焼室から遠い方の端部に被さって案内されていることにより特徴付けられている。「カップリング室」とも呼ばれる制御室は、互いに接続されている複数の部分カップリング室を有していてもよい。これらの部分カップリング室の間で絞りを使用することにより、ノズルニードルの開放特性を一層最適化することができる。これによって、開放速度の減衰により、最適化された最少量能力（Kleinstmengenfaehigkeit）および有利な噴射率曲線を達成することができる。
【００２０】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、電磁アクチュエータが、アクチュエータ室内に配置されており、該アクチュエータ室が、高圧下にある燃料で負荷されていることにより特徴付けられている。アクチュエータ室はそれと同時に減衰・貯え容積として働く。
【００２１】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、アクチュエータ室が、制御室に接続されていることにより特徴付けられている。たとえばカップラピストンとインジェクタハウジングとの間に設けられている相応するカップラギャップにより、前記接続を実現することができる。
【００２２】
燃料インジェクタのさらに別の有利な実施例は、ノズルニードルが両座もしくはダブルシートを有していることにより特徴付けられている。その場合、ノズルニードルは複数の流れ通路を有しており、これらの流れ通路はニードル先端への中央の燃料供給を可能にする。噴射孔はノズルニードルの２つのシールシートによってシールされていると有利である。ノズルニードルが開放されると、これら２つのシールシートは同時に開放される。両シールシートは、大きなニードル力を発生させることなしに比較的大きな直径を有することができる。これにより、たとえば５０μｍの小さなノズルニードルストロークにおいてノズルの脱絞り（Entdrosselung）が達成される。
【００２３】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の第１実施例による燃料インジェクタを概略的に示す縦断面図であり、
図２は、本発明の第２実施例による燃料インジェクタを概略的に示す縦断面図である。
【００２４】
発明の実施形態
図１には、インジェクタハウジング１を備えた燃料インジェクタが縦断面図で図示されている。インジェクタハウジング１はノズルボディ２を有しており、このノズルボディ２の下側の自由端部は、燃料供給したい内燃機関の燃焼室に突入している。ノズルボディ２の、燃焼室から遠い方の上側の端面は、締付けナット（図示しない）によって軸方向で中間ボディ３とインジェクタボディ４とに緊締されている。インジェクタボディ４は、ほぼ円筒外套形のスリーブの形状を有している。このスリーブの一方の端面は中間ボディ３によって、他方の端面はインジェクタヘッド５によってそれぞれ閉鎖されている。
【００２５】
ノズルボディ２には、軸方向の案内孔６がくり抜かれている。この案内孔６内には、ノズルニードル８が軸方向移動可能に案内されている。ノズルニードル８の先端９には、シール縁部１０が形成されており、このシール縁部１０は、ノズルニードル８の位置に関連して２つの噴射孔１３，１４を意図的に開放するか、または閉鎖するために、シールシートもしくはシール面１１と協働する。ノズルニードル８の先端９のシール縁部１０が、対応するシールシートから持ち上げられると、高圧で負荷された燃料が噴射孔１３，１４を通って内燃機関の燃焼室内へ噴射される。
【００２６】
先端９を起点として、ノズルニードル８は圧力室区分１５と、この圧力室区分１５に続いて円錐台形状に拡張した区分１６とを有している。この区分１６は「受圧肩部」とも呼ばれる。この受圧肩部は圧力室１７内に配置されており、この圧力室１７はノズルニードル８とノズルボディ２との間に形成されている。受圧肩部を成す区分１６に続いて、案内区分１８が設けられている。この案内区分１８は案内孔６内に往復運動可能に案内されている。案内区分１８に設けられた平坦部１９，２０により、圧力室１７とノズルばね室２２との間に流体接続が形成される。
【００２７】
ノズルばね室２２は、中間ボディ３に形成されている接続通路２４を介してアクチュエータ室２５に接続されている。このアクチュエータ室２５は流入通路または流入管路２６を介して燃料高圧源２８に接続されている。この燃料高圧源２８は「コモンレール」とも呼ばれる。高圧で負荷されたアクチュエータ室２５内には、電磁アクチュエータ３０が配置されている。
【００２８】
電磁アクチュエータ３０は電磁石３１を有しており、この電磁石３１はインジェクタボディ４に固定されている。電磁石３１には電磁コイル３４が配置されており、この電磁コイル３４は線路３５，３６を介して電流源に接続されている。電磁コイル３４は可動子もしくはアーマチュア３８と協働する。このアーマチュア３８は軸方向運動可能にアーマチュア室３７内に配置されている。アーマチュア３８は円環ディスク３９の形を有しており、この円環ディスク３９はカップラピストン４０に固定されている。
【００２９】
カップラピストン４０の、燃焼室から遠い方の端部は、プリロードもしくは予荷重をかけられたアクチュエータばね４１によって負荷されている。このアクチュエータばね４１は、カップラピストン４０と、インジェクタヘッド５を起点として延びる心棒状の支持ピン４２との間に緊締されている。カップラピストン４０の燃焼室寄りの端部はカップラ室４４に突入している。このカップラ室４４は「制御室」とも呼ばれる。カップラ室４４は半径方向で制御室仕切りスリーブ４６によって仕切られる。この制御室仕切りスリーブ４６はシール作用を受けてノズルニードル８の、燃焼室から遠い方の端区分４８に案内されている。ノズルニードル８の端区分４８と案内区分１８との間では、半径方向外側に向かってつば４９が延びている。つば４９と制御室仕切りスリーブ４６との間には、ノズルばね室２２内でノズルばね５０が緊締されている。
【００３０】
ノズルばね室２２は平坦部１９，２０を介して圧力室１７に、高圧接続通路２４を介してアーマチュア室３７に、それぞれ接続されている。アーマチュア室３７は別の高圧接続通路５２を介してアクチュエータ室２５に接続されている。このアクチュエータ室２５は燃料流入管路２６を介して、高圧で負荷された燃料で充填されている。
【００３１】
カップラピストン４０はアクチュエータばね４１によってプリロードもしくは予荷重をかけられて、その休止位置に保持されている。燃料インジェクタの休止状態において、カップラ室４４には高圧が形成される。この高圧は「レール圧」とも呼ばれる。ノズルニードル８は閉じられている。休止状態において電磁アクチュエータ３０は通電されていない。燃料インジェクタを起動制御するためには、電磁アクチュエータ３０が通電され、これによって電磁アクチュエータ３０がカップラピストン４０を上方へ引き上げる、つまりインジェクタヘッド５に向かって引き上げる。このときに、カップラ室４４内の圧力は減少し、ノズルニードル８が開放される。
【００３２】
カップラピストン４０の直径はノズルニードル８の端区分４８の直径よりも小さく形成されているので、ノズルニードル８には、電磁アクチュエータ３０によって加えられた磁力に比べて高められた力が作用する。ノズルニードル８を閉じるためには、通電が終了される。次いで、カップラピストン４０はプリロードもしくは予荷重をかけられた圧縮ばねもしくはアクチュエータばね４１によって再び下方へ、つまり燃焼室へ向かって押し下げられ、ノズルニードル８は閉鎖される。電磁アクチュエータ３０の電気的なコンタクトは適当に高圧密に、たとえば線路３５，３６のガラス溶封によって行われる。
【００３３】
図２には、インジェクタハウジング８１を備えた燃料インジェクタが縦断面図で図示されている。インジェクタハウジング８１はノズルボディ８２を有しており、このノズルボディ８２の下側の自由端部８９は内燃機関の燃焼室に突入している。ノズルボディ８２の、燃焼室から遠い方の上側の端面は、絞りプレート８３を挟んで、締付けナット８４によって保持ボディ８５に緊締されている。ノズルボディ８２内には、ノズルニードル８８が往復運動可能に収容されている。このノズルニードル８８は制御室９０内の圧力に関連して、ノズルボディ８２の自由端部８９に設けられた少なくとも１つの噴射開口を開放するか、または閉鎖する。
【００３４】
制御室９０は燃焼室寄りの部分制御室９１を有しており、この部分制御室９１は軸方向で、ノズルニードル８８の、燃焼室から遠い方の端部と、絞りプレート８３とによって仕切られる。燃焼室寄りの部分制御室９１は半径方向では、ばねプリロードもしくはばね予荷重をかけられたスリーブ９５によって仕切られる。このスリーブ９５は食付きエッジを備えていて、絞りプレート８３に密に接触している。燃焼室寄りの部分制御室９１は、絞りプレート８３を貫いて延びる貫通孔９３を介して、燃焼室から遠い方の部分制御室９２に接続されている。燃焼室から遠い方の部分制御室９２は軸方向で、つまり燃料インジェクタの長手方向軸線８６に沿った方向で、絞りプレート８３とカップラピストン１０２の燃焼室寄りの端部とによって仕切られる。燃焼室から遠い方の部分制御室９２は半径方向では、ばねプリロードをかけられたスリーブ１０８によって仕切られる。このスリーブ１０８は食付きエッジを備えていて、絞りプレート８３に接触している。
【００３５】
絞りプレート８３は貫通孔９３の半径方向外側に接続通路９７，９８を有している。両接続通路９７，９８は、ノズルボディ８２内にノズルニードル８８の半径方向外側で設けられた環状室９６を貯え容積１００に接続している。この貯え容積１００は保持ボディ８５内にカップラピストン１０２の半径方向外側で設けられている。
【００３６】
カップラピストン１０２は、約８ｍｍの外径１０６を有する燃焼室寄りのカップラピストン区分１０３を有している。この燃焼室寄りのカップラピストン区分１０３は燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４と一体に結合されており、燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４は３．５ｍｍの外径１０５を有している。スリーブ１０８は燃焼室寄りのカップラピストン区分１０３の燃焼室寄りの端部に案内されている。同様に、スリーブ９５はノズルニードル８８の燃焼室から遠い方の端部に案内されている。この端部は３．５ｍｍの外径１０７を有している。すなわち、ノズルニードル８８の燃焼室から遠い方の端部の外径１０７は、燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４の外径１０５に等しい。スリーブ１０８は、圧縮コイルばね１０９によってプリロードもしくは予荷重をかけられており、この圧縮コイルばね１０９はスリーブ１０８とつば１１０との間に緊締されている。このつば１１０は燃焼室寄りのカップラピストン区分１０３に取り付けられている。
【００３７】
カップラピストン１０２の燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４は、貫通孔１１２内に案内されている。この貫通孔１１２は保持ボディ８５に設けられていて、「カップラピストン案内区分」とも呼ばれる。貫通孔１１２は貯え容積１００を電磁アクチュエータ収容室１１５に接続している。この電磁アクチュエータ収容室１１５内には電磁アクチュエータ１２０が配置されている。この電磁アクチュエータ１２０はアーマチュア（可動子）１２１を有しており、このアーマチュア１２１は燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４に固定されている。アーマチュア１２１は、ばね１２２によって燃焼室へ向かってプリロードもしくは予荷重をかけられている。ばね１２２はアーマチュア１２１と、保持ボディ８５の燃焼室から遠い方の端部との間に緊締されている。ばね室１２２の半径方向外側では、電磁アクチュエータ収容室１１５に保持ボディ８５の内部で電磁石もしくは電磁コイル１２４が配置されている。電磁コイル１２４が通電されると、アーマチュア１２１は電磁コイル１２４へ向かって引き付けられる。所属のアーマチュアストロークは符号１４０で示されていて、３０μｍである。
【００３８】
折り曲げられた矢印１２５によって、電磁アクチュエータ収容室１１５が放圧室に接続されていることが表されている。この接続部１２５は、高圧で負荷された貯え容積１００と、低圧で負荷された電磁アクチュエータ収容室１１５との間の貫通孔１１２を通る、燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４の高圧貫通案内部に生じる漏れを導出するために役立つ。
【００３９】
燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４の、燃焼室から遠い方の端部は、保持ボディ８５の、燃焼室から遠い方の端部に設けられた盲孔１２８内に案内されていて、その端面で補償容積１３０を仕切っている。この補償容積１３０は高圧接続管路１３２を介して燃料高圧源に接続されている。燃料高圧源は矢印１３４により示されている。絞り１３８が設けられている高圧管路１３６を介して、燃料高圧源１３４および燃料高圧接続管路１３２は貯え容積１００に接続されている。
【００４０】
ピエゾアクチュエータに比べて、「電磁作動装置」とも呼ばれる電磁アクチュエータ（ソレノイド）１２０は、５０〜１００ニュートンのオーダの小さな力しか発生させることができない。しかし、電磁アクチュエータ１２０は、ピエゾアクチュエータよりも大きな作動ストロークを実現することができる。このことは燃料インジェクタの構成サイズに有利に作用する。燃焼室寄りのカップラピストン区分１０３と、ノズルニードル８８の燃焼室から遠い方の端部との間の面積比は、電磁作動装置１２０を用いて１４０〜２４０μｍのニードルストロークが実現され得るように設定されている。すなわち、３．５ｍｍ／８ｍｍの直径段付けによる３０μｍのアーマチュアストローク１４０において、１８０μｍのニードルストロークを得ることができる。
【００４１】
噴射過程は電磁コイル１２４を通電することにより開始される。アーマチュア１２１のストロークに対して比例して、制御室９０内の圧力が減じられるので、所定の開放圧が下回られた後にノズルニードル８８がシートから持ち上げられる。カップラピストン１０２はそれ自体完全に圧力補償されている。より確実な閉鎖が保証されるようにするために、閉鎖過程は電磁コイル１２４の遮断後に、アーマチュア１２１に取り付けられたばね１２２によって行われる。ばね１２２のプリロード力は５０〜１００ニュートン、有利には７０〜９０ニュートンである。
【００４２】
高圧管路１３６に設けられた絞り１３８は、貯え容積１００内の高圧を補償容積１３０に対して低下させるために働く。これにより、燃焼室寄りのカップラピストン区分１０３に設けられたスリーブ１０８も一層容易に持ち上がることができる。なぜならば、圧縮コイルばね１０９のプリロード力もしくは予荷重力が十分に小さいからである。圧縮コイルばね１０９のプリロード力は、有利には１０〜２０ニュートンである。
【００４３】
電磁アクチュエータ収容室１１５は、折り曲げられた矢印１２５で示したように、低圧で負荷されていてよい。しかし、電磁アクチュエータ収容室１１５は高圧で負荷されていてもよい。低圧内での据え付けの場合には、保持ボディ８５内の燃焼室から遠い方のカップラピストン区分１０４の高圧貫通案内部における永続的な漏れが生じる。高圧貫通案内部、つまり保持ボディ８５に設けられた貫通孔１１２および盲孔１２８における直径の適宜な設定により、全システムにおける所望の量収支もしくは量バランスを達成することができる。なぜならば、特に図示のインジェクタコンセプトでは制御量が生じないからである。さらに、永続的な漏れを用いて、車両のエンジンブレーキ運転時に圧力を減少させることが可能になる。電磁アクチュエータ１２０が高圧内に据え付けられた場合には、事情によっては電磁コイル１２４および電気的なコンタクト部のために、より手間のかかるシールが使用されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例による燃料インジェクタを概略的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例による燃料インジェクタを概略的に示す縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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