(57)【要約】内燃機関は、内燃機関の各シリンダのためにそれぞれ１つの燃料高圧ポンプ（１０）と、該燃料高圧ポンプ（１０）に接続された１つの燃料噴射弁（１２）とを有している。圧電式のアクチュエータ（８４）によって操作される制御弁（７０）により、ポンプ作業室（２２）と放圧範囲（７８）との接続が制御される。燃料噴射弁（１２）は第１の噴射弁部材（２８）を有しており、該第１の噴射弁部材（２８）によって少なくとも１つの第１の噴射開口（３２）が制御されるようになっている。前記第１の噴射弁部材（２８）はポンプ作業室（２２）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）に運動可能である。中空に形成された第１の噴射弁部材（２８）の内部に、第２の噴射弁部材（１２８）が移動可能に案内されており、該第２の噴射弁部材（１２８）によって少なくとも１つの第２の噴射開口（１３２）が制御されるようになっている。前記第２の噴射弁部材（１２８）は、前記圧力室（４０）内に形成される圧力により閉鎖力に抗して開放方向（２９）に運動可能であり、この場合、前記第２の噴射弁部材（１２８）は少なくとも間接的に、燃料充填された制御圧室（６０）内に形成される圧力によって閉鎖方向に負荷されている。制御圧室（６０）内に形成される圧力は、内燃機関の運転条件に関連して可変に制御される。
2005513331.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、内燃機関の各シリンダのためにそれぞれ１つの燃料高圧ポンプ（１０）と、該燃料高圧ポンプ（１０）に接続された１つの燃料噴射弁（１２）とが設けられており、燃料高圧ポンプ（１０）が、内燃機関により往復運動の形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）が、燃料噴射弁（１２）に設けられた圧力室（４０）に接続されており、燃料噴射弁（１２）が少なくとも１つの第１の噴射弁部材（２８）を有しており、該第１の噴射弁部材（２８）によって少なくとも１つの第１の噴射開口（３２）が制御されるようになっており、前記第１の噴射弁部材（２８）が、前記圧力室（４０）内に形成される圧力により負荷されて閉鎖力に抗して、前記第１の噴射開口（３２）を開放するために開放方向（２９）に運動可能であり、さらに、圧電式のアクチュエータ（８４）により操作される制御弁（７０）が設けられており、該制御弁（７０）によって少なくとも間接的に、ポンプ作業室（２２）と放圧範囲（７８）との接続が制御されるようになっている形式のものにおいて、燃料噴射弁（１２）が、中空に形成された前記第１の噴射弁部材（２８）の内部に移動可能に案内された第２の噴射弁部材（１２８）を有しており、該第２の噴射弁部材（１２８）によって少なくとも１つの第２の噴射開口（１３２）が制御されるようになっており、前記第２の噴射弁部材（１２８）が、前記圧力室（４０）内に形成される圧力により負荷されて閉鎖力に抗して開放方向（２９）に運動可能であり、前記第２の噴射弁部材（１２８）が、少なくとも間接的に、燃料充填された制御圧室（６０）内に形成される圧力によって閉鎖方向に負荷されており、該制御圧室（６０）内に形成される圧力が、内燃機関の運転条件に関連して可変に制御されるようになっ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】
圧電式のアクチュエータ（８４）によって、アクチュエータ圧力室（８０）内に形成される圧力が制御されるようになっており、前記制御弁（７０）が制御弁部材（７２）を有しており、該制御弁部材（７２）が、閉鎖位置と開放位置との間で運動可能であり、制御弁部材（７２）の閉鎖位置ではポンプ作業室（２２）が前記放圧範囲（７８）から分離されており、制御弁部材（７２）の開放位置ではポンプ作業室（２２）が前記放圧範囲（７８）に接続されており、前記制御弁部材（７２）が、前記アクチュエータ圧力室（８０）内に形成される圧力によって閉鎖方向に負荷されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記制御弁部材（７２）の、前記アクチュエータ圧力室（８０）とは反対の側の端面が、前記制御圧室（６０）内に形成される圧力によって開放方向に負荷されている、請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記制御弁部材（７２）が戻しばね（８２）によって開放方向に負荷されている、請求項２または３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記制御圧室（６０）が前記アクチュエータ圧力室（８０）との接続路（８８）を有しており、該接続路（８８）に、前記アクチュエータ圧力室（８０）に向かって開く逆止弁（９０）が配置されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記制御圧室（６０）が、前記第２の噴射弁部材（１２８）に作用する制御ピストン（６２）により仕切られており、前記第２の噴射弁部材（１２８）が付加的に、有利には前記制御ピストン（６２）に支持された閉鎖ばね（１４４）によって閉鎖方向に負荷されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記戻しばね（８２）が前記制御弁部材（７２）と前記制御ピストン（６２）との間に緊締されている、請求項４または６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記制御圧室（６０）内の圧力がフィードポンプ（６４）によって形成される、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記フィードポンプ（６４）が前記制御圧室（６０）内に、内燃機関の運転条件に関連して可変となる圧力を発生させるように前記フィードポンプ（６４）の運転が制御装置（８６）によって制御される、請求項８記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記制御圧室（６０）内の圧力が、制御装置（８６）により制御される放圧弁（６６）によって内燃機関の運転条件に関連して可変に調節される、請求項８記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
内燃機関の低い負荷および／または低い回転数の場合には前記制御圧室（６０）内に高い圧力が調節されて、前記第２の噴射弁部材（１２８）は閉じられた位置に留まり、前記第１の噴射弁部材（２８）だけが開いて、前記第１の噴射開口（３２）を開放するようになっており、内燃機関の高い負荷および／または高い回転数の場合には前記制御圧室（６０）内に低い圧力が調節されて、付加的に前記第２の噴射弁部材（１２８）も開いて、前記第２の噴射開口（１３２）を開放するようになっている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
噴射サイクルの開始時に前記制御圧室（６０）内に高い圧力が調節されて、前記第２の噴射弁部材（１２８）が閉じられた位置に留まり、前記第１の噴射弁部材（２８）だけが開いて、前記第１の噴射開口（３２）を開放するようになっており、引き続き噴射サイクルが経過すると、前記制御圧室（６０）内に低い圧力が調節されて、付加的に前記第２の噴射弁部材（１２８）も開いて、前記第２の噴射開口（１３２）を開放するようになっている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
噴射サイクルが、小さな燃料量のパイロット噴射から開始し、該パイロット噴射中に前記制御圧室（６０）内に高い圧力が調節され、引き続き噴射サイクルが続けられて、より大きな燃料量のメイン噴射が行われ、該メイン噴射中に前記制御圧室（６０）内に低い圧力が調節されるようになっている、請求項１２記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
メイン噴射が経過してから、前記制御圧室（６０）内に低い圧力が調節されるようになっている、請求項１３記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、内燃機関に用いられる燃料噴射装置に関する。
【０００２】
このような形式の燃料噴射装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８３５４９４号明細書に基づき公知である。この公知の燃料噴射装置は内燃機関の各シリンダのためにそれぞれ１つの燃料高圧ポンプと、この燃料高圧ポンプに接続された１つの燃料噴射弁とを有している。燃料高圧ポンプは、内燃機関により往復運動の形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おり、このポンプ作業室は燃料噴射弁に設けられた圧力室に接続されている。燃料噴射弁は噴射弁部材を有しており、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る圧力により負荷されて、閉鎖力に抗して開放方向に運動可能であり、これにより前記噴射開口を開放する。圧電式のアクチュエータによって操作される制御弁により、燃料噴射を制御するために少なくとも間接的にポンプ作業室と放圧室との接続が制御される。ポンプ作業室内の圧力が、ひいては燃料噴射弁の圧力室内の圧力が、所定の開放圧に到達すると、噴射弁部材は開放方向に運動して、前記噴射開口を開放する。噴射弁部材により制御される噴射横断面は常に等しい大きさである。これにより、内燃機関のあらゆる運転条件下で最適な燃料噴射を実施することが不可能となる。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射装置には、従来のものに比べて次のような利点がある。すなわち、第２の噴射弁部材によって少なくとも１つの第２の噴射開口を用いて付加的な噴射横断面が開閉され得るので、噴射横断面を内燃機関の運転条件に最適に適合させることができる。噴射横断面の制御は制御圧室内の可変の圧力によって簡単に行われる。
【０００４】
請求項２以下には、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されている。請求項５に記載の構成により、制御弁部材における十分な圧力補償が可能となる。請求項８に記載の構成は、制御圧室内の圧力の簡単な形成を可能にする。請求項１１に記載の構成は、内燃機関の負荷および／または回転数に噴射横断面を最適に適合させることを可能にする。請求項１２に記載の構成は内燃機関の僅かなノイズエミッションおよび有害物質エミッションしか生ぜしめない燃焼を可能にする。
【０００５】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００６】
実施例の説明
図１〜図３には、自動車の内燃機関に用いられる燃料噴射装置が図示されている。内燃機関は自己着火式の内燃機関であると有利である。燃料噴射装置はポンプ−ノズルシステム、つまりポンプとノズルとが統合された「ユニットインジェクタシステム」またはポンプ−ライン−ノズルシステム、つまりポンプとライン（管路）とノズルとが統合された「ユニットポンプシステム」として形成されていて、内燃機関の各シリンダのためにそれぞれ１つの燃料高圧ポンプ１０と、この燃料高圧ポンプ１０に結合された燃料噴射弁１２とを有している。燃料噴射装置が「ユニットポンプシステム」として形成されている場合には、燃料高圧ポンプ１０が燃料噴射弁１２から遠ざけられて配置されていて、ライン（管路）を介して燃料噴射弁１２に接続されている。図示の実施例では、燃料噴射装置が「ユニットインジェクタシステム」として形成されており、この場合、燃料高圧ポンプ１０と燃料噴射弁１２とは直接に互いに結合されていて、１つの構成ユニットを形成している。燃料高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１４に設けられたシリンダ孔１６内に密に案内されたポンププランジャ１８を有している。このポンププランジャ１８は内燃機関のカムシャフトに設けられたカム２０によって、戻しばね１９のばね力に抗して駆動されて行程運動を実施する。ポンププランジャ１８はシリンダ孔１６内でポンプ作業室２２を仕切っており、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、ポンププランジャ１８の吸込み行程時に自動車の燃料リザーブタンク２４から燃料が供給される（詳しくは図示しない）。
【０００７】
燃料噴射弁１２は図１および図３に図示したように、弁ボディ２６を有している。この弁ボディ２６は複数の部分から構成されていてよい。弁ボディ２６では、孔３０内に第１の噴射弁部材２８が長手方向摺動可能に案内されている。図２に示したように、弁ボディ２６の、内燃機関のシリンダの燃焼室寄りの端範囲は、少なくとも１つの第１の噴射開口３２、有利には複数の第１の噴射開口３２を有している。これらの第１の噴射開口３２は弁ボディ２６の全周にわたって分配されて配置されている。第１の噴射弁部材２８の、燃焼室寄りの端範囲は、たとえばほぼ円錐状のシール面３４を有している。このシール面３４は弁ボディ２６の、燃焼室寄りの端範囲に形成された弁座３６と協働する。この弁座３６から、または弁座３６の下流側から、前記第１の噴射開口３２が導出されている。弁ボディ２６では、第１の噴射弁部材２８と孔３０との間に弁座３６に向かって環状室３８が形成されており、この環状室３８の、弁座３６とは反対の側の端範囲は、孔３０の半径方向の拡張によって、第１の噴射弁部材２８を取り囲む圧力室４０へ移行している。第１の噴射弁部材２８は圧力室４０の位置する高さにおいて、横断面減小部によって受圧肩部４２を有している。第１の噴射弁部材２８の、燃焼室とは反対の側の端部には、予荷重もしくはプリロードをかけられた第１の閉鎖ばね４４が作用している。この第１の閉鎖ばね４４により、第１の噴射弁部材２８は弁座３６に向かって押圧される。第１の閉鎖ばね４４は弁ボディ２６に設けられたばね室４６内に配置されており、このばね室４６は孔３０に続いている。
【０００８】
燃料噴射弁１２の第１の噴射弁部材２８は中空に形成されており、この第１の噴射弁部材２８では、第１の噴射弁部材２８に同軸的に形成された孔内に第２の噴射弁部材１２８が移動可能に案内されている。この第２の噴射弁部材１２８により、弁ボディ２６に設けられた少なくとも１つの第２の噴射開口１３２が制御される。この第２の噴射開口１３２は両噴射弁部材２８，１２８の長手方向軸線の方向で前記第１の噴射開口３２に対して燃焼室に向かってずらされて配置されている。第２の噴射弁部材１２８の、燃焼室寄りの端範囲は、たとえばほぼ円錐状のシール面１３４を有しており、このシール面１３４は弁ボディ２６の、燃焼室寄りの端範囲に形成された弁座１３６と協働する。この弁座１３６から、または弁座１３６の下流側から、前記第２の噴射開口１３２が導出されている。第２の噴射弁部材１２８は２つの部分から形成されていてよい。この場合、第２の噴射弁部材１２８は、シール面１３４を有する、燃焼室寄りの第１の部分と、燃焼室から離れる方向で第１の部分に続いた第２の部分とを有している。第２の噴射弁部材１２８の燃焼室側の端部の近傍では、第２の噴射弁部材１２８に受圧面１４２が形成されており、この受圧面１４２には、第１の噴射弁部材２８が開放された状態で、圧力室４０内に形成された圧力が作用する。
【０００９】
図１および図２に示したように、弁ボディ２６には、燃焼室から離れる方向でばね室４６に続いて制御圧室６０が形成されている。この制御圧室６０内には、第２の噴射弁部材１２８に作用する第２の閉鎖ばね１４４が配置されている。制御圧室６０の直径は、ばね室４６よりも少しだけ小さく形成されている。第１の噴射弁部材２８の一方の端部はばね室４６内に突入していて、第１の閉鎖ばね４４に支持されている。この第１の閉鎖ばね４４の、第１の噴射弁部材２８とは反対の側の端部は、ばね室４６と制御圧室６０との間に配置されたスリーブ４７に支持されている。このスリーブ４７は、ばね室４６から制御圧室６０への移行部に直径減小部により形成された環状肩部に支持されている。スリーブ４７はばね室４６内に圧入されていて、ひいてはプレス嵌めにより固定されているか、または択一的にばね室４６内で第１の噴射弁部材２８の長手方向軸線の方向に移動可能であってよい。第２の噴射弁部材１２８はスリーブ４７を貫いて制御圧室６０内に突入していて、制御圧室６０をばね室４６に対して仕切る制御ピストン６２に支持されている。この制御ピストン６２の、制御圧室６０を仕切る側には、第２の閉鎖ばね１４４が支持されている。この第２の閉鎖ばね１４４の、制御ピストン６２とは反対の側の端部は、制御圧室６０の底部に支持されている。
【００１０】
制御圧室６０には、たとえばフィードポンプ６４によって、圧力下にある燃料が供給される。フィードポンプ６４はさらに、ポンププランジャ１８の吸込み行程時にポンプ作業室２２内に燃料を圧送するためにも働くことができる。制御圧室６０内の圧力は内燃機関の運転条件、たとえば回転数、負荷、温度等に関連して可変に調節される。このためには、フィードポンプ６４が、相応して可変の回転数で運転され得るようになっているか、またはフィードポンプ６４と制御圧室６０との間に放圧弁６６が設けられていてよい。その場合、この放圧弁６６によって制御圧室６０内の圧力が制御される。この場合、放圧弁６６は低圧範囲への接続路を開閉する。
【００１１】
ポンプ作業室２２からは接続路４８が導出されており、この接続路４８はポンプボディ１４と弁ボディ２６とを貫いて燃料噴射弁１２の圧力室４０に通じている。接続路４８は制御弁７０によって制御される。この制御弁７０は弁ボディ２６に設けられた、制御圧室６０に続いた孔７１内に密に案内されたピストン形の制御弁部材７２を有している。孔７１は半径方向の拡張部により形成された、制御弁部材７２を取り囲む環状室７３を有している。この環状室７３内には、接続路４８の、ポンプ作業室２２に通じた部分と、接続路４８の、圧力室４０に通じた部分とが開口している。環状室７３から孔７１への、制御圧室６０に向けられた移行部には、弁座７４が形成されている。この弁座７４は制御弁部材７２に形成されたシール面７６と協働する。孔７１の、環状室７３を起点として制御圧室６０へ向かって配置された区分１７１は、孔７１の、環状室７３を起点として制御圧室６０とは反対の側に配置された区分２７１よりも少しだけ小さな直径を有している。相応して、制御弁部材７２の、孔７１の区分１７１内に案内された範囲１７２は、制御弁部材７２の、孔７１の区分２７１内に案内された範囲２７２よりも小さな直径を有している。シール面７６は制御弁部材７２において両範囲１７１，２７２の間の移行部に形成されている。シール面７６と、制御弁部材７２の、孔７１の区分１７１内に案内された範囲１７２との間では、制御弁部材７２が、著しく減径された範囲３７２を有しているので、制御弁部材７２の範囲３７２と、孔７１の区分１７１との間には、環状室７７が存在している。この環状室７７は低圧範囲との接続部を有している。低圧範囲は、たとえば燃料リザーバタンク２４に通じた戻し路７８であってよい。ばね室４６は同じく戻し路７８に接続されている。制御弁部材７２の閉鎖位置では、制御弁部材７２のシール面７６が弁座７４に接触している。制御弁部材７２がこの閉鎖位置に位置していると、環状室７３は環状室７７から分離されており、ポンプ作業室２２は戻し路７８から分離されているので、ポンプ作業室２２内にはポンププランジャ１８の行程に相応して圧力が形成され得る。制御弁部材７２の開放位置では、この制御弁部材７２のシール面７６が弁座７４から持ち上げられている。制御弁部材７２がこの開放位置に位置していると、環状室７３は環状室７７に接続されているので、ポンプ作業室２２からは戻し路７８を介して燃料が流出し得る。この場合、ポンプ作業室２２内に圧力は形成され得ない。
【００１２】
制御弁部材７２の、制御圧室６０とは反対の側では、弁ボディ２６またはポンプボディ１４に、あるいは弁ボディ２６とポンプボディ１４との間に、アクチュエータ圧力室８０が形成されている。このアクチュエータ圧力室８０は制御弁部材７２によって仕切られる。したがって、制御弁部材７２はアクチュエータ圧力室８０内に形成された圧力によって閉鎖方向に負荷されている。制御弁部材７２は開放方向では制御圧室６０内に形成された圧力と、さらに制御ピストン６２と制御弁部材７２との間に緊締された戻しばね８２とによって負荷されている。アクチュエータ圧力室８０内の圧力は圧電式のアクチュエータ（ピエゾアクチュエータ）８４によって制御される。この圧電式のアクチュエータ８４は、このアクチュエータ８４に印加された電圧に関連して、その伸縮度、特に長さを変化させ、ひいてはアクチュエータ圧力室８０内の圧力を変化させる。アクチュエータ８４は電子制御装置８６に接続されており、この電子制御装置８６によって、アクチュエータ８４に印加される電圧が供給される。アクチュエータ８４はハイドロリックカップラを介してアクチュエータ圧力室８０に接続されていてよく、これによりアクチュエータ８４の比較的小さな長さ変化を増幅させ、かつアクチュエータ圧力室８０内で比較的大きな圧力変化を生ぜしめることができる。アクチュエータ圧力室８０内に高い圧力が形成されると、制御弁部材７２は制御圧室６０内に形成された圧力に抗して、かつ戻しばね８２のばね力に抗して、閉鎖位置に位置するようになるので、ポンプ作業室２２は戻し路７８から分離されている。アクチュエータ圧力室８０内に低い圧力しか形成されないと、制御弁部材７２は、制御圧室６０内に形成された圧力と戻しばね８２との作用に基づき開放位置へもたらされるので、ポンプ作業室２２は戻し路７８に接続されている。電子制御装置８６によってフィードポンプ６４もしくは放圧弁６６も制御され、これにより制御圧室６０内に形成される圧力は、内燃機関の運転条件に関連して調節される。
【００１３】
アクチュエータ圧力室８０と制御圧室６０との間には、接続路８８が設けられている。この接続路８８には、アクチュエータ圧力室８０に向かって開く逆止弁９０が配置されている。制御圧室６０内の圧力がアクチュエータ圧力室８０内の圧力よりも高い場合には、逆止弁９０が開くので、アクチュエータ圧力室８０を燃料で充填することができる。アクチュエータ圧力室８０内の圧力が制御圧室６０内の圧力よりも高い場合には、逆止弁９０が閉じられるので、アクチュエータ圧力室８０は制御圧室６０とは分離されている。
【００１４】
以下に、前記燃料噴射装置の機能を説明する。ポンププランジャ１８の吸込み行程時に制御弁部材７２は開放位置に位置しており、この場合、環状室７７はフィードポンプ６４との接続を有しているので、燃料リザーバタンク２４からポンプ作業室２２内に燃料が流入する。ポンププランジャ１８の圧送行程時では、制御弁部材７２が閉鎖位置へ運動させられることによって燃料噴射の開始が規定される。このためには、電子制御装置８６によってアクチュエータ８４に、高められた電圧が印加されるので、アクチュエータ圧力室８０内の圧力が高められ、制御弁部材７２は閉鎖位置へ移動する。その場合、ポンプ作業室２２が戻し路７８から遮断され、ポンプ作業室２２内にはポンププランジャ１８の行程に相応して高圧が形成される。
【００１５】
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内の圧力が高くなって、この圧力により受圧肩部４２を介して第１の噴射弁部材２８に加えられる押圧力が、第１の閉鎖ばね４４のばね力よりも大きくなると、燃料噴射弁１２が開く。この場合、第１の噴射弁部材２８のシール面３４が弁座３６から持ち上げられて、前記第１の噴射開口３２を開放する。制御圧室６０内に高い圧力が形成されていると、制御圧室６０内に形成された圧力と、第２の閉鎖ばね１４４と、戻しばね８２とにより制御ピストン６２に、ひいては第２の噴射弁部材１２８に加えられる閉鎖力が、圧力室４０内に形成された圧力により受圧面１４２を介して第２の噴射弁部材１２８に加えられる力よりも大きいので、第２の噴射弁部材１２８は閉鎖された位置に留まる。したがって、燃料噴射弁１２では、第１の噴射開口３２によって噴射横断面全体の一部だけが開放されるので、相応して小さな燃料量だけが噴射される。
【００１６】
第２の噴射弁部材１２８をも開放したい場合には、制御圧室６０内に小さな圧力が調節される。これにより、制御圧室６０内に形成された圧力と、第２の閉鎖ばね１４４と、戻しばね８２とにより制御ピストン６２に、ひいては第２の噴射弁部材１２８に加えられる、閉鎖方向における力が、圧力室４０内に形成される圧力により受圧面１４２を介して第２の噴射弁部材１２８に加えられる、開放方向における力よりも小さくなるので、第１の噴射弁部材２８に対して付加的に、第２の噴射弁部材１２８も開いて、第２の噴射開口１３２を開放する。したがって、燃料噴射弁１２では全噴射横断面が開放されており、より大きな噴射量が噴射される。燃料噴射の終了は、電子制御装置８６によってアクチュエータ８４に印加される電圧が減じられることにより規定される。この場合、電圧の減少により、アクチュエータ圧力室８０内の圧力が減じられるので、制御圧室６０内に形成された圧力と戻しばね８２のばね力とに基づき、制御弁部材７２が開放位置へ運動させられる。次いで、ポンプ作業室２２が戻し路７８に接続され、ポンプ作業室２２内には、もはや高圧が形成され得なくなる。次いで、第１の噴射弁部材２８が第１の閉鎖ばね４４のばね力に基づき閉じられる。第１の噴射弁部材２８のシール面３４が弁座３６に接触すると、第２の噴射弁部材１２８の受圧面１４２が圧力室４０から分離されるので、第２の噴射弁部材１２８も第２の閉鎖ばね１４４のばね力に基づいて閉じられる。また、第１の噴射弁部材２８に第２の噴射弁部材１２８のための行程ストッパを配置することも考えられる。その場合、この行程ストッパによって第２の噴射弁部材１２８の開放行程運動が制限される。第１の噴射弁部材２８が開放されていると、第２の噴射弁部材１２８は行程ストッパに当接するまで同じく開くことができる。第１の噴射弁部材２８が閉じられると、この行程ストッパを介して第２の噴射弁部材１２８も強制的に閉じられる。
【００１７】
第１の噴射開口３２により形成された噴射横断面と、第２の噴射開口１３２により形成された噴射横断面とは、少なくともほぼ等しい大きさに形成されていてよいので、第１の噴射弁部材２８だけが開放された場合には、全噴射横断面の半分が開放されたことになる。また択一的な別の構成では、第１の噴射開口３２が第２の噴射開口１３２よりも大きい噴射横断面または第２の噴射開口１３２よりも小さい噴射横断面を形成していてよい。
【００１８】
図４の線図には、１回の噴射サイクルの間の、第１の噴射弁部材２８および第２の噴射弁部材１２８の行程が時間ｔとの関係で示されており、この場合、第１の噴射弁部材２８の開放行程ｈが実線で、第２の噴射弁部材１２８の開放行程ｈが破線でそれぞれ描かれている。燃料噴射の開始時に制御弁部材７２はアクチュエータ圧力室８０内での高い圧力の調節によって閉鎖位置にもたらされるようになっているので、ポンプ作業室２２は戻し路７８から分離されている。制御圧室６０内には高い圧力が調節されるので、ポンププランジャ１８の小さな圧送行程においてまず第１の噴射弁部材２８だけが開いて、燃料噴射弁１２において全噴射横断面の一部だけが開放される。その場合、第１の噴射開口３２を通じてのみ小さな燃料量のパイロット噴射（前噴射）が行われる。引き続き、電子制御装置８６により、アクチュエータ８４に印加される電圧が減じられるので、アクチュエータ圧力室８０内の圧力は低下し、制御弁部材７２は開放位置をとる。これにより、ポンプ作業室２２が放圧され、第１の噴射弁部材２８が閉じられ、そして燃料噴射が中断される。引き続き、電子制御装置８６により、アクチュエータ８４に印加される電圧が高められるので、制御弁部材７２はアクチュエータ圧力室８０内の高められた圧力に基づき、再び閉鎖位置をとる。ポンププランジャ１８の圧送行程が増大すると、制御圧室６０内の圧力を電子制御装置８６によって減少させることができる。これにより、第２の噴射弁部材１２８に加えられる閉鎖力が減じられ、かつ付加的に第２の噴射弁部材１２８も開かれるので、燃料噴射弁１２では全噴射横断面が開放されて、大きな燃料量のメイン噴射が行われる。電子制御装置８６によって、既にメイン噴射の開始時に制御圧室６０内の圧力を減少させることができるので、第２の噴射弁部材１２８は第１の噴射弁部材２８の後に僅かな時間的遅延を持ってのみ開くようになる。択一的には、メイン噴射が経過してから制御圧室６０内の圧力を電子制御装置８６によって減少させることもできる。これにより、図４に示したように、第２の噴射弁部材１２８は第１の噴射弁部材２８の後に大きな時間的遅延を持って開くようになる。次いで、第１の噴射開口３２と第２の噴射開口１３２とを通じて大きな燃料量のメイン噴射が行われる。
【００１９】
また、内燃機関の特定の運転パラメータ、特に小さな負荷および／または低い回転数の場合には、小さな燃料量しか噴射されない。このような場合には、ポンププランジャ１８の全圧送行程にわたってパイロット噴射およびメイン噴射の間、制御圧室６０内に電子制御装置８６によって高い圧力を調節することもできる。これにより、第１の噴射弁部材２８だけが開き、第２の噴射弁部材１２８は閉じられたままとなる。それに対して、内燃機関の高い負荷および／または高い回転数の場合には、より大きな燃料量が噴射される。このような場合には、パイロット噴射の間では、制御圧室６０内に電子制御装置８６によって高い圧力を調節して、第１の噴射弁部材２８だけを開放することができ、そしてメイン噴射時では、制御圧室６０内の圧力を電子制御装置８６によって減少させて、付加的に第２の噴射弁部材１２８をも開放することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
内燃機関に用いられる燃料噴射装置を概略的に示す縦断面図である。
【図２】
燃料噴射装置の、図１にＩＩＩで示した円で囲んだ部分を拡大して示す図である。
【図３】
燃料噴射装置の、図１にＩＩで示した円で囲んだ部分を拡大して示す図である。
【図４】
１回の噴射サイクルにおける燃料噴射装置の噴射弁部材の行程経過を時間との関係で示す線図である。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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