(57)【要約】燃料噴射装置は、内燃機関の各シリンダに対して、燃料高圧ポンプ（１０）と、この燃料高圧ポンプ（１０）に接続された燃料噴射弁（１２）とを有している。燃料高圧ポンプ（１０）のポンププランジャ（１８）はポンプ作業室（２２）を仕切っている。このポンプ作業室（２２）は燃料噴射弁（１２）の圧力室（４０）に接続されている。燃料噴射弁（１２）は噴射弁部材（２８）を有している。この噴射弁部材（２８）によって噴射開口（３２）が制御される。噴射弁部材（２８）は、圧力室（４０）内に形成された圧力によって閉鎖力に抗して開放方向（２９）で運動可能となる。第１の制御弁（６８）によって、ポンプ作業室（２２）と放圧室（２４）との接続部（６６）が制御され、第２の制御弁（７０）によって、ポンプ作業室（２２）に接続された制御圧力室（５２）と、放圧室（２４）との接続部（６４）が制御される。噴射弁部材（２８）に作用する制御ピストン（５０）では、噴射弁部材（２８）が、閉鎖された位置に位置している場合の制御ピストン（５０）の行程位置において、噴射弁部材（２８）が、最大の行程を伴って開放された位置に位置している場合の制御ピストン（５０）の行程位置よりも大きな制御ピストン（５０）の端面が、制御圧力室（５２）内に形成された圧力によって負荷されている。
2005517118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、燃料高圧ポンプ（１０）と、該燃料高圧ポンプ（１０）に接続された、内燃機関の各シリンダに対する燃料噴射弁（１２）とが設けられており、燃料高圧ポンプ（１０）が、内燃機関によって行程運動で駆動されるポンププランジャ（１８）を有しており、該ポンププランジャ（１８）が、ポンプ作業室（２２）を仕切っており、該ポンプ作業室（２２）に燃料が、燃料蓄え容器（２４）から供給されるようになっており、燃料噴射弁（１２）が、ポンプ作業室（２２）に接続された圧力室（４０）と、噴射弁部材（２８）とを有しており、該噴射弁部材（２８）によって、少なくとも１つの噴射開口（３２）が制御されるようになっており、噴射弁部材（２８）が、圧力室（４０）内に形成された圧力によって負荷されて閉鎖力に抗して、少なくとも１つの噴射開口（３２）を開放するために開放方向（２９）で運動可能であり、さらに、第１の制御弁（６８）と第２の制御弁（７０）とが設けられており、第１の制御弁（６８）によって、ポンプ作業室（２２）と放圧室（２４）との接続部（６６）が制御されるようになっており、第２の制御弁（７０）によって、制御圧力室（５２，５４；１５２，１５４）と放圧室（２４）との接続部（６４）が制御されるようになっており、制御圧力室（５２，５４；１５２，１５４）が、制御ピストン（５０；１５０）によって仕切られるようになっており、該制御ピストン（５０；１５０）が、制御圧力室（５２，５４；１５２，１５４）内に形成された圧力によって負荷されて閉鎖方向で噴射弁部材（２８）に作用していて、該噴射弁部材（２８）と一緒に運動可能であり、制御圧力室（５２，５４；１５２，１５４）が、ポンプ作業室（２２）との接続部（６２）を有している形式のものにおいて、噴射弁部材（２８）が、閉鎖された位置に位置している場合の制御ピストン（５０；１５０）の行程位置において、噴射弁部材（２８）が、最大の行程を伴って開放された位置に位置している場合の制御ピストン（５０；１５０）の行程位置よりも大きな制御ピストン（５０；１５０）の端面が、制御圧力室（５２，５４；１５２，１５４）内に形成された圧力によって負荷されていることを特徴とする、内燃機関に用いられる燃料噴射装置。
【請求項２】
噴射弁部材（２８）が、最大の行程を伴って開放された位置に位置している場合の制御ピストン（５０；１５０）の行程位置において、制御圧力室の部分（５４；１５２）が、残りの制御圧力室（５２；１５４）から分離されるようになっており、これによって、制御ピストン（５０；１５０）の端面の、残りの制御圧力室（５２；１５４）を仕切る部分しか圧力負荷されていない、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
噴射弁部材（２８）が、最大の行程を伴って開放された位置に位置している場合の制御ピストン（５０；１５０）の行程位置において、制御ピストン（５０；１５０）が、座（５７；１５７）に当て付けられるようになっており、これによって、制御圧力室の部分（５４；１５２）が、残りの制御圧力室（５２；１５４）から分離されるようになっている、請求項１または２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
制御ピストン（５０；１５０）が、その端面に付設部（５８；１５８）を有しており、該付設部（５８；１５８）が、シール面（５９；１５９）を備えており、該シール面（５９；１５９）で制御ピストン（５０；１５０）が、制御圧力室（５２；１５２）の、制御ピストン（５０；１５０）に端面側で向かい合って位置する制限部（５３；１５３）に配置された座（５７；１５７）に当て付けられるようになっており、制御ピストン（５０；１５０）の、座（５７；１５７）に接触するシール面（５９；１５９）によって、制御圧力室の部分（５４；１５２）が、残りの制御圧力室（５２；１５４）から分離されるようになっている、請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
制御圧力室（５２，５４）と、ポンプ作業室（２２）および放圧室（２４）との接続部（６２，６４）が、制御圧力室（５２，５４）に座（５７）の外部で開口しており、これによって、制御ピストン（５０）が、そのシール面（５９）で座（５７）に接触している場合に制御圧力室の、シール面（５９）の内部に位置する部分（５４）が、接続部（６２，６４）から分離されており、制御ピストン（５０）の端面の、シール面（５９）を取り囲む環状の部分しか、残りの制御圧力室（５２）内に形成された圧力によって負荷されていない、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
座（５７）の内部で制御圧力室（５２，５４）から別の接続部（５５）が、放圧室（２４）に導出しており、接続部（５５）に、有利には絞り箇所（５６）が配置されており、該絞り箇所（５６）を介して、制御ピストン（５０）が、そのシール面（５９）で座（５７）に接触している場合に制御圧力室の、シール面（５９）の内部に位置する部分（５４）が放圧されている、請求項５記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
制御圧力室（１５２，１５４）と、ポンプ作業室（２２）および放圧室（２４）との接続部（６２，６４）が、制御圧力室（１５２，１５４）に座（１５７）の内部で開口しており、これによって、制御ピストン（１５０）が、そのシール面（１５９）で座（１５７）に接触している場合に制御圧力室の、シール面（１５９）を取り囲む部分（１５２）が、接続部（６２，６４）から分離されており、制御ピストン（１５０）の端面の、シール面（１５９）の内部に位置する部分しか、残りの制御圧力室（１５４）内に形成された圧力によって負荷されていない、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
残りの制御圧力室（１５２）が、放圧室（２４）との接続部（１５５）を有しており、該接続部（１５５）に、有利には絞り箇所が配置されている、請求項７記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
制御圧力室（５２）の制限部（５３）に制御圧力室の部分として凹設部（５４）が形成されており、該凹設部（５４）内に制御ピストン（５０）の付設部（５８）が進入するようになっており、凹設部（５４）の縁部に座（５７）が形成されている、請求項５から８までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
座（１５７）が、制御圧力室（１５２）の、制御ピストン（１５０）の長手方向軸線（４９）に対して横方向に配置された制限部（１５３）に平面座（１５７）として形成されている、請求項５から８までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関に用いられる燃料噴射装置から出発する。
【０００２】
このような燃料噴射装置は、ヨーロッパ特許出願公開第０９８７４３１号明細書によって公知である。この公知の燃料噴射装置は、燃料高圧ポンプと、この燃料高圧ポンプに接続された、内燃機関の各シリンダに対する燃料噴射弁とを有している。燃料高圧ポンプは、内燃機関によって行程運動で駆動されるポンププランジャを有している。このポンププランジャはポンプ作業室を仕切っている。燃料噴射弁は、ポンプ作業室に接続された圧力室と、噴射弁部材とを有している。この噴射弁部材によって、少なくとも１つの噴射開口が制御される。噴射弁部材は、圧力室内に形成された圧力によって閉鎖力に抗して、少なくとも１つの噴射開口を開放するために開放方向で運動可能となる。電気的に操作される第１の制御弁が設けられている。この第１の制御弁によって、ポンプ作業室と放圧室との接続部が制御される。さらに、電気的に操作される第２の制御弁が設けられている。この第２の制御弁によって、制御圧力室と放圧室との接続部が制御される。制御圧力室は制御ピストンによって仕切られる。この場合、この制御ピストンは、制御圧力室内に形成された圧力によって負荷されて閉鎖方向で噴射弁部材に作用していて、この噴射弁部材と一緒に運動可能となる。制御圧力室はポンプ作業室との接続部を有している。燃料噴射のためには、第１の制御弁が閉鎖され、第２の制御弁が開放され、これによって、制御圧力室内に高圧が形成されないようになっており、燃料噴射弁が開放し得る。しかし、第２の制御弁の開放時には、ポンプ作業室から制御圧力室を介して燃料が流出するので、噴射のために提供された、ポンププランジャによって圧送された燃料量が減少させられ、さらに、噴射のために提供された圧力が減少させられる。これに基づき、燃料噴射の効率が最適でなくなる。
【０００３】
発明の利点
請求項１記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射装置は従来のものに比べて、噴射弁部材が、開放された位置に位置している場合に、噴射弁部材が、閉鎖された位置に位置している場合よりも制御ピストンの少ない面が、制御圧力室内に形成された圧力によって負荷されており、したがって、噴射弁部材が、閉鎖された位置に位置している場合よりも少ない力が閉鎖方向で噴射弁部材に作用しているので、第２の制御弁を燃料噴射の間に閉鎖することができ、噴射の間の燃料量損失および燃料圧損失が生ぜしめられず、これによって、燃料噴射の効率が改善されているという利点を有している。
【０００４】
従属請求項には、本発明による燃料噴射装置の有利な構成および改良形が記載してある。請求項２記載の構成によって、制御ピストンの、圧力負荷される端面の減少が簡単に可能となる。
【０００５】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００６】
図１〜図５には、自動車の内燃機関に用いられる燃料噴射装置が示してある。内燃機関は、有利には自己着火式の内燃機関である。燃料噴射装置は、有利には、いわゆる「ポンプ・ノズル・ユニット（ユニットインジェクタとも呼ばれる）」として形成されていて、内燃機関の各シリンダに対して、それぞれ１つの燃料高圧ポンプ１０と、この燃料高圧ポンプ１０に接続された１つの燃料噴射弁１２とを有している。燃料高圧ポンプ１０と燃料噴射弁１２とは１つの共通の構成ユニットを形成している。択一的には、燃料噴射装置は、いわゆる「ポンプ・ライン・ノズル・システム（ユニットポンプとも呼ばれる）」として形成されていてもよい。このポンプ・ライン・ノズル・システムでは、各シリンダの燃料高圧ポンプと燃料噴射弁とが互いに分離されて配置されていて、１つの管路を介して互いに接続されている。燃料高圧ポンプ１０はポンプボディ１４を有している。このポンプボディ１４はシリンダ孔１６を備えている。このシリンダ孔１６内にはポンププランジャ１８が密に案内されている。このポンププランジャ１８は少なくとも間接的に内燃機関のカムシャフトのカム２０によって戻しばね１９の力に抗して行程運動で駆動される。ポンププランジャ１８はシリンダ孔１６内にポンプ作業室２２を仕切っている。このポンプ作業室２２内では、ポンププランジャ１８の圧送行程時に燃料が高圧下に圧縮される。ポンプ作業室２２には、燃料が自動車の燃料蓄え容器２４から供給される。
【０００７】
燃料噴射弁１２は、ポンプボディ１４に結合された弁ボディ２６を有している。この弁ボディ２６は複数の部分から形成されていてよい。弁ボディ２６内では、噴射弁部材２８が孔３０内に長手方向移動可能に案内されている。弁ボディ２６は、内燃機関のシリンダの燃焼室に近い方の終端領域に少なくとも１つ、有利には複数の噴射開口３２を有している。噴射弁部材２８は、燃焼室に近い方の終端領域に、たとえばほぼ円錐形のシール面３４を有している。このシール面３４は、弁ボディ２６の、燃焼室に近い方の終端領域内に形成された弁座３６と協働する。この弁座３６からまたはこの弁座３６の後方に噴射開口３２が導出している。弁ボディ２６内には、噴射弁部材２８と孔３０との間に弁座３６に向かって環状室３８が設けられている。この環状室３８は、弁座３６から遠い方の終端領域で孔３０の半径方向の拡張によって、噴射弁部材２８を取り囲む圧力室４０に移行している。噴射弁部材２８は圧力室４０の高さに横断面減少によって受圧肩部４２を有している。噴射弁部材２８の、燃焼室から遠い方の端部には、予荷重もしくはプレロードがかけられた閉鎖ばね４４が作用している。この閉鎖ばね４４によって、噴射弁部材２８が弁座３６に向かって押圧される。閉鎖ばね４４は弁ボディ２６のばね室４６内に配置されている。このばね室４６は孔３０に続いている。
【０００８】
弁ボディ２６内では、ばね室４６の、孔３０から遠い方の端部に別の孔４８が続いている。この孔４８内には制御ピストン５０が密に案内されている。この制御ピストン５０は噴射弁部材２８に結合されている。孔４８内には、可動の壁として形成された制御ピストン５０によって制御圧力室５２が仕切られる。制御ピストン５０は、この制御ピストン５０に比べて減径されたピストンロッド５１を介して噴射弁部材２８に結合されている。制御ピストン５０は噴射弁部材２８と一体に形成されていてよいものの、組付けの理由に基づき、有利には別個の部材として噴射弁部材２８に結合されている。
【０００９】
ポンプ作業室２２からは、ポンプボディ１４と弁ボディ２６とを通って通路６０が燃料噴射弁１２の圧力室４０に通じている。ポンプ作業室２２または通路６０からは通路６２が制御圧力室５２に通じている。さらに、この制御圧力室５２には通路６４が開口している。この通路６４は放圧室への接続部を形成している。放圧室として、少なくとも間接的に燃料蓄え容器２４または少ない圧力が形成される別の領域が使用されてよい。ポンプ作業室２２または通路６０からは放圧室２４への接続部６６が導出している。この接続部６６は、電気的に操作される第１の制御弁６８によって制御される。この第１の制御弁６８は、図１に示したように、２ポート２位置弁として形成されていてよい。制御圧力室５２と放圧室２４との接続部６４は、電気的に操作される第２の制御弁７０によって制御される。この第２の制御弁７０は２ポート２位置弁として形成されていてよい。制御圧力室５２とポンプ作業室２２との接続部６２には絞り箇所６３が設けられていてよく、制御圧力室５２と放圧室２４との接続部６４には絞り箇所７１が設けられていてよい。両制御弁６８，７０は電磁式のアクチュエータまたはピエゾアクチュエータを有していてよく、電子的な制御装置７２によって制御される。
【００１０】
燃料噴射弁１２が閉鎖されている場合には、噴射弁部材２８はその環状のシール面３４で弁座３６に接触している。この事例では、噴射弁部材２８の受圧肩部４２の面しか、圧力室４０内に形成された圧力によって開放方向２９に負荷されておらず、この開放方向２９での別の力は噴射弁部材２８に作用していない。燃料噴射弁１２が開放している場合には、この燃料噴射弁１２の噴射弁部材２８がそのシール面３４で弁座３６から持ち上がっており、これによって、図１に示したように、シール面３４と弁座３６との間に環状の通流横断面３７が解放される。噴射弁部材２８がそのシール面３４で弁座３６から持ち上げられている場合には、環状のシール面３４である噴射弁部材２８の端面と、噴射弁部材２８の、シール面３４によって取り囲まれた残面とに同じく、所定の力を開放方向２９で噴射弁部材２８に加える圧力が作用する。噴射弁部材２８がそのシール面３４で弁座３６から僅かな間隔を置いてしか配置されておらず、したがって、部分行程でしか開放されていない場合には、僅かな通流横断面３７しか解放されない。この通流横断面３７によって、通流する燃料が絞られる。これによって、圧力減少が生ぜしめられる。この場合、噴射弁部材２８の端面は、絞り作用によって、圧力室４０内に形成された圧力に比べて減少させられた圧力でしか開放方向２９に負荷されない。噴射弁部材２８がその最大の開放行程を実施している場合には、噴射弁部材２８のシール面３４は弁座３６から、より大きな間隔を置いて配置されているので、相応により大きな通流横断面３７が解放される。このより大きな通流横断面３７では、より少ない絞り作用が生ぜしめられるので、噴射弁部材２８の端面は相応により高い圧力で開放方向２９に負荷される。したがって、燃料噴射弁１２の開放時には、この燃料噴射弁１２の噴射弁部材２８に、圧力室４０内に形成された圧力によって受圧肩部４２を介して加えられる力に対して付加的に、噴射弁部材２８の端面に作用する圧力によって加えられる力も開放方向２９で作用する。
【００１１】
制御ピストン５０の、制御圧力室５２内に形成された圧力によって負荷される端面は、制御圧力室５２が放圧室２４から分離されていて、ポンププランジャ１８の圧送行程時にポンプ作業室２２内にひいては制御圧力室５２内にも高圧が形成される場合の第２の制御弁７０の閉鎖時に閉鎖ばね４４の力に対して付加的に、閉鎖方向で噴射弁部材２８に作用する力が得られるように寸法設定されてる。この力は、噴射弁部材２８が、その閉鎖された位置に位置しているかまたは、前述したように、部分行程でしか開放されておらず、噴射弁部材２８のシール面３４で弁座３６から持ち上げられている場合に開放方向２９で噴射弁部材２８に作用する力よりも大きく設定されている。この事例では、燃料噴射弁１２は閉鎖されたままであるかもしくは閉鎖される。
【００１２】
図２および図３には、燃料噴射装置の部分ＩＩが拡大して示してある。この場合、噴射弁部材２８と制御ピストン５０とが、図２には、閉鎖された位置に位置する噴射弁部材２８で示してあり、図３には、最大の行程を伴って開放された位置に位置する噴射弁部材２８で示してある。ポンプ作業室２２への接続部として形成された通路６２と、放圧室２４への接続部として形成された通路６４とは、制御圧力室５２の長手方向軸線４９の方向で見て、それぞれ制御圧力室５２の縁部の近くで、たとえば互いに反対の側に位置するように制御圧力室５２に開口している。この制御圧力室５２の、制御ピストン５０にその長手方向軸線４９の方向で端面側で向かい合って位置する制限部５３には、制御ピストン５０に対して少なくともほぼ同軸的に凹設部５４が形成されている。この凹設部５４からは接続部５５が放圧室２４に導出している。接続部５５には絞り箇所５６が配置されている。凹設部５４は横断面で見て、有利には円形に形成されており、その縁部では制限部５３への移行部に座５７が形成されている。制御ピストン５０の、制御圧力室５２を仕切る端面からは、凹設部５４に対して同軸的に付設部５８が突出している。この付設部５８は制御ピストン５０の長手方向軸線４９の方向で制限部５３に向かって先細りにされていて、たとえば少なくともほぼ円錐形に形成されている。付設部５８にはシール面５９が形成されている。このシール面５９は座５７と協働する。択一的には、制御圧力室５２の制限部５３に、制御圧力室５２内に突入した付設部が設けられていることが提案されていてもよい。この付設部の端部には座が形成されている。この場合、制御ピストン５０の端面にはシール面が形成されている。このシール面は座と協働する。噴射弁部材２８が、図２により、その閉鎖された位置に位置している場合には、制御ピストン５０がその相応の行程位置において、シール面５９で座５７から間隔を置いて配置されている。第２の制御弁７０が閉鎖されている場合には、制御圧力室５２内にポンプ作業室２２内と同じ高圧が形成されている。この高圧は制御ピストン５０の端面全体に作用していて、相応して、大きな力を閉鎖方向で噴射弁部材２８に加えている。噴射弁部材２８が、図３により、最大の行程を伴って開放された位置に位置している場合には、制御ピストン５０がその付設部５８で部分的に凹設部５４内に進入していて、シール面５９で座５７に接触している。この場合、制御圧力室５２の部分として形成された凹設部５４と、制御ピストン５０の端面の、座５７の内部に配置された部分とは、残りの制御圧力室５２から分離されていて、絞り箇所５６を備えた接続部５５を介して放圧室２４に向かって放圧されている。この場合、残りの制御圧力室５２内に形成された圧力は、制御ピストン５０の端面の、シール面５９と座５７とを取り囲む環状の部分にしか作用しないので、相応して、より少ない力が閉鎖方向で噴射弁部材２８に加えられる。燃料噴射弁１２を、噴射弁部材２８の、閉鎖された位置から出発して開放したい場合には、制御圧力室５２を放圧するために、第２の制御弁７０が開放されなければならない。なぜならば、制御ピストン５０の端面全体が圧力負荷されているからである。燃料噴射弁１２を、噴射弁部材２８の、最大の行程を伴って開放された位置から出発して閉鎖したい場合には、第２の制御弁７０を閉鎖したまま、第１の制御弁６８が開放されなければならず、これによって、圧力室４０内に形成された、開放方向２９で噴射弁部材２８に作用する圧力が、閉鎖ばね４４の力と、制御圧力室５２内に形成された圧力によって閉鎖方向で加えられる力との総和よりも少なくなる。
【００１３】
図４および図５には、燃料噴射装置の部分ＩＩが、変更された構成により示してある。この場合、制御圧力室１５２は、減径された延長部１５４を有している。この延長部１５４には、ポンプ作業室２２への接続部として形成された通路６２と、放圧室２４への接続部として形成された通路６４とが開口している。延長部１５４は制御ピストン１５０に対して少なくともほぼ同軸的に配置されている。制御圧力室１５２から延長部１５４への移行部には、直径減少によって、制御圧力室１５２の環状の制限部１５３が形成されている。この制限部１５３は制御ピストン１５０の長手方向軸線４９に対して横方向、有利には少なくともほぼ垂直に延びていて、平らに形成されていて、平面座１５７を形成している。制御ピストン１５０には、その端面から制限部１５３に向かって環状の付設部１５８が突出している。この付設部１５８の端面には環状のシール面１５９が形成されている。噴射弁部材２８が、その閉鎖された位置にかつ制御ピストン１５０が、図４に示した相応の位置に位置している場合には、制御ピストン１５０がそのシール面１５９で、制限部１５３に設けられた座１５７から間隔を置いて配置されており、制御ピストン１５０の端面全体が、制御圧力室１５２内に形成された圧力によって負荷されている。噴射弁部材２８が、その開放された位置にかつ制御ピストン１５０が、図５に示した相応の位置に位置している場合には、制御ピストン１５０がそのシール面１５９で座１５７に接触している。この場合、制御圧力室１５２の、シール面１５９の外部に位置する部分は延長部１５４から分離されているので、制御圧力室１５２のこの部分はもはやポンプ作業室２２との接続を有していない。この場合、制御圧力室１５２のこの部分は放圧されていて、たとえば制御ピストン１５０と孔４８との間に設けられた、絞り箇所を形成するギャップ１５５または絞り箇所が設けられた別個の接続部を介して放圧室２４に接続されている。制御圧力室１５２の延長部１５４内に形成された圧力によって、制御ピストン１５０の端面の、環状のシール面１５９の内部に位置する部分しか負荷されていない。
【００１４】
図２および図３に示した、円錐形のシール面５９を有する付設部５８を備えた制御ピストン５０の構成は、図４および図５に示した構成にも、そこに設けられた環状の付設部１５８の代わりに使用することができる。また、図４および図５に示した、環状の付設部１５８と環状のシール面１５９とを備えた制御ピストン１５０の構成は、図２および図３に示した構成にも、そこに設けられた付設部５８の代わりに使用することができる。図２および図３に示した構成と、図４および図５に示した構成との間の主要な違いは、図２および図３に示した構成では、噴射弁部材２８が、その開放された位置に位置している場合に制御ピストン５０の端面の、座５７を取り囲む環状の部分が、制御圧力室５２内に形成された圧力によって負荷されているのに対して、図４および図５に示した構成では、噴射弁部材２８が、その開放された位置に位置している場合に制御ピストン１５０の端面の、座１５７の内部に位置している部分が、制御圧力室１５２の延長部１５４内に形成された圧力によって負荷されていることにある。
【００１５】
以下に、燃料噴射装置の機能を詳しく説明する。図６には、燃料噴射弁１２の噴射開口３２における圧力ｐの経過が噴射サイクルの間の時間ｔに関連して示してある。ポンププランジャ１８の吸込み行程時には、ポンプ作業室２２に燃料が燃料蓄え容器２４から供給される。ポンププランジャ１８の圧送行程時には、パイロット噴射による燃料噴射が開始される。この場合、第１の制御弁６８が制御装置７２によって閉鎖されるので、ポンプ作業室２２は放圧室２４から分離されている。さらに、制御装置７２によって第２の制御弁７０が開放されるので、制御圧力室５２；１５２が放圧室２４に接続されている。この事例では、制御圧力室５２；１５２内に高圧は形成され得ない。なぜならば、制御圧力室５２；１５２が放圧室２４に向かって放圧されているからである。しかし、ポンプ作業室２２から少ない燃料量が絞り箇所６３，７１を介して放圧室２４に流出し得るので、ポンプ作業室２２内には、第２の制御弁７０の閉鎖時に形成されるかのように、十分な高圧は形成され得ない。ポンプ作業室２２内の圧力ひいては燃料噴射弁１２の圧力室４０内の圧力が大きくなり、これにより、圧力室４０によって受圧肩部４２を介して噴射弁部材２８に加えられる押圧力が、閉鎖ばね４４の力と、制御圧力室５２；１５２内に作用する残圧によって制御ピストン５０；１５０に作用する押圧力との総和よりも大きくなると、噴射弁部材２８が開放方向２９に運動させられ、少なくとも１つの噴射開口３２を開放する。この場合、噴射弁部材２８は部分行程を伴ってしか開放しないので、制御ピストン５０；１５０はそのシール面５９；１５９で座５７；１５７に当て付けられない。噴射弁部材２８の端面には、比較的少ない圧力しか開放方向２９で作用せず、制御ピストン５０；１５０の端面全体が、制御圧力室５２；１５２内に形成された圧力によって負荷されている。パイロット噴射を終了するためには、制御装置７２によって第２の制御弁７０が閉鎖され、これによって、制御圧力室５２；１５２が放圧室２４から分離されている。第１の制御弁６８は、その閉鎖された位置にとどまっている。この場合、制御圧力室５２；１５２内には、ポンプ作業室２２内と同じ高圧が形成されるので、制御ピストン５０；１５０には大きな押圧力が閉鎖方向で作用する。噴射弁部材２８の部分行程に基づき、この噴射弁部材２８には、閉鎖ばね４４の力と、制御ピストン５０；１５０に対する押圧力との総和よりも少ない僅かな力しか開放方向２９で作用しないので、燃料噴射弁１２が閉鎖する。パイロット噴射は、図６に符号Ｉで示した噴射段階に相当している。
【００１６】
図６に符号ＩＩで示した噴射段階に相当する後続のメイン噴射のためには、第２の制御弁７０が制御装置７２によって開放される。この場合、燃料噴射弁１２が、制御ピストン５０；１５０に加えられる減少させられた押圧力に基づき開放し、制御ピストン５０；１５０がそのシール面５９；１５９で座５７；１５７に当て付けられるまで、噴射弁部材２８がその最大の開放行程にわたって運動させられる。したがって、座５７；１５７は制御ピストン５０；１５０の行程ひいては噴射弁部材２８の開放行程運動を制限するためのストッパも成している。噴射弁部材２８がその最大の開放行程を伴って開放されている場合には、制御装置７２によって第２の制御弁７０を閉鎖することができ、これによって、制御圧力室５２；１５２が放圧室２４から分離されている。この場合、確かに制御圧力室５２；１５２内にはポンプ作業室２２内と同じ高圧が形成されているが、しかし、制御ピストン５０；１５０に加えられる押圧力と、閉鎖ばね４４の力との総和によって形成される閉鎖方向での力は、制御ピストン５０；１５０の、圧力負荷される僅かな端面に基づき、受圧肩部４２と、最大の行程を伴って開放された噴射弁部材２８の端面とに加えられる開放方向２９での力よりも少ないので、燃料噴射弁１２は開放されたままとなる。第２の制御弁７０がまだ開放されている限り、減少させられた圧力を伴った燃料噴射が行われる。なぜならば、少ない燃料量がポンプ作業室２２から、開放された第２の制御弁７０を介して放圧室２４に流出するからである。第２の制御弁７０が閉鎖されると、ポンプ作業室２２から燃料はもはや流出し得ないので、図６に示したように、より高い圧力を伴った燃料噴射が行われる。第２の制御弁７０が制御装置７２によって閉鎖される時点は、有利には、内燃機関の運転パラメータ、特に回転数に関連して変化させられる。この場合、回転数が低い場合に第２の制御弁７０が制御装置７２によって早めの時点で閉鎖され、回転数の増加と共に第２の制御弁７０が制御装置７２によって遅めの時点で閉鎖されることが提案されていてよい。これによって、回転数が高い場合に燃料噴射時の最大の圧力を制限することができる。
【００１７】
メイン噴射を終了するためには、第１の制御弁６８が制御装置７２によって、その開放された切換位置にもたらされるので、ポンプ作業室２２が放圧室２４に接続されており、噴射弁部材２８には開放方向２９で少ない押圧力しか作用しておらず、閉鎖ばね４４の力と、制御圧力室５２；１５２内に形成された残圧によって形成された、座５７；１５７からのシール面５９；１５９での制御ピストン５０；１５０の降下後に再び制御ピストン５０；１５０の端面全体に作用する力とに基づき、燃料噴射弁１２が閉鎖する。第２の制御弁７０は、メイン噴射の終了時には、その開放された位置または閉鎖された位置に位置していてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内燃機関に用いられる燃料噴射装置の概略図である。
【００１９】
【図２】噴射弁部材が、閉鎖された位置に位置している場合の燃料噴射装置の、図１に符号ＩＩで示した部分の拡大図である。
【００２０】
【図３】噴射弁部材が、開放された位置に位置している場合の部分ＩＩを示す図である。
【００２１】
【図４】噴射弁部材が、閉鎖された位置に位置している場合の変更された構成による燃料噴射装置の部分ＩＩを示す図である。
【００２２】
【図５】噴射弁部材が、開放された位置に位置している場合の変更された構成による燃料噴射装置の部分ＩＩを示す図である。
【００２３】
【図６】燃料噴射装置の燃料噴射弁の噴射開口における圧力の経過を示す線図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  燃料高圧ポンプ、  １２  燃料噴射弁、  １４  ポンプボディ、  １６  シリンダ孔、  １８  ポンププランジャ、  １９  戻しばね、  ２０  カム、  ２２  ポンプ作業室、  ２４  燃料蓄え容器または放圧室、  ２６  弁ボディ、  ２８  噴射弁部材、  ２９  開放方向、  ３０  孔、  ３２  噴射開口、  ３４  シール面、  ３６  弁座、  ３７  通流横断面、  ３８  環状室、  ４０  圧力室、  ４２  受圧肩部、  ４４  閉鎖ばね、  ４６  ばね室、  ４８  孔、  ４９  長手方向軸線、  ５０  制御ピストン、  ５１  ピストンロッド、  ５２  制御圧力室、  ５３  制限部、  ５４  凹設部、  ５５  接続部、  ５６  絞り箇所、  ５７  座、  ５８  付設部、  ５９  シール面、  ６０  通路、  ６２  通路、  ６３  絞り箇所、  ６４  通路、  ６６  接続部、  ６８  第１の制御弁、  ７０  第２の制御弁、  ７１  絞り箇所、  ７２  制御装置、  １５０  制御ピストン、  １５２  制御圧力室、  １５３  制限部、  １５４  延長部、  １５５  ギャップ、  １５７  座、  １５８  付設部、  １５９  シール面、  ｐ  圧力、  ｔ  時間
【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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【国際調査報告】
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