(57)【要約】本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射装置に関する。燃料高圧源（２，８１）を介して、燃料インジェクタ（１）に燃料が供給される。噴射弁（６）と燃料高圧源（２，８１）との間には圧力増幅器（５）が配置されている。この圧力増幅器（５）は増圧ピストン（１２）を有しており、該増圧ピストン（１２）は燃料高圧源（２，８１）に接続可能な圧力室（１１）を、燃料インジェクタ（１）のノズル室（２９）を負荷する高圧室（２０）から分離している。燃料インジェクタ（１）は噴射弁（６）はノズルニードル（３０）を有しており、該ノズルニードル（３０）によって、燃焼室（７）に向けられた噴射開口が開放可能または閉鎖可能である。ノズルニードル（３０）は第１のノズルニードル部分（３１）と、別の第２のノズルニードル部分（３２）とを有しており、両ノズルニードル部分は、圧力に関連して制御されて噴射ノズル（４１）に設けられた互いに異なる噴射横断面（４２，４３）を開放するか、もしくは閉鎖するようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料インジェクタ（１）を備えた、内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、燃料インジェクタ（１）に燃料高圧源（２，８１）から燃料が供給可能であり、噴射弁（６）と燃料高圧源（２，８１）との間に圧力増幅器（５）が配置されており、該圧力増幅器（５）が増圧ピストン（１２）を有しており、該増圧ピストン（１２）が、燃料高圧源（２，８１）に接続可能な圧力室（１１）を、燃料インジェクタ（１）のノズル室（２９）を負荷する高圧室（２０）から分離しており、圧力増幅器（５）の背室（１６）内の圧力変化によって高圧室（２０）内での圧力変化が生ぜしめられるようになっており、噴射弁（６）がノズルニードル（３０）を有しており、該ノズルニードル（３０）によって、燃焼室（７）に向けられた噴射開口が開放可能または閉鎖可能である形式のものにおいて、ノズルニードル（３０）が第１のノズルニードル部分（３１）と第２のノズルニードル部分（３２）とを有しており、両ノズルニードル部分が、圧力に関連して制御可能に噴射ノズル（４１）に設けられた互いに異なる噴射横断面（４２，４３）を開放するか、もしくは閉鎖す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】
ノズルニードル（３０）の両ノズルニードル部分（３１，３２）が互いに内外に案内されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
ノズルニードル（３０）の両ノズルニードル部分（３１，３２）が、ハイドロリック的な圧力操作を可能にする面（３５，４０）を有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
第１のノズルニードル部分（３１）が受圧肩部（３５）を有しており、該受圧肩部（３５）が、ノズル室（２９）内に流入する高い圧力下にある燃料を介して操作可能である、請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
第２のノズルニードル部分（３２）が受圧肩部（４０）を有しており、該受圧肩部（４０）が第２のノズルニードル部分（３２）の燃焼室側の端部に配置されている、請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
受圧肩部（４０）を介して第２のノズルニードル部分（３２）を操作するハイドロリック的な室が、第１のノズルニードル部分（３１）の端面（４５）と、燃焼室側のノズルボディ面（４４）とによって仕切られている、請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
燃焼室側のノズルボディ面（４４）が円錐形に形成されている、請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
第１のノズルニードル部分（３１）が開放方向に操作されていると、第２のノズルニードル部分（３２）の受圧肩部（４０）を取り囲むハイドロリック的な室が、ノズル室（２９）から環状ギャップ（５０）を介して燃料で負荷されている、請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
第１のノズルニードル部分（３１）と第２のノズルニードル部分（３２）とに、閉鎖室（２１）内に配置された、行程を制限するストッパ（３３，３４）がそれぞれ対応配置されており、両ノズルニードル部分（３１，３２）のうちの少なくとも一方のノズルニードル部分が閉鎖ばねエレメント（３８，３９）によって負荷されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
第１のノズルニードル部分（３１）が第１の噴射横断面（４２）を開放するか、もしくは閉鎖するようになっており、第２のノズルニードル部分（３２）が第２の噴射横断面（４３）を開放するか、もしくは閉鎖するようになっている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
第１のノズルニードル部分（３１）により第１の噴射横断面（４２）が開放された後に、第２のノズルニードル部分（３２）が圧力に関連して操作されると、第２の噴射横断面（４３）が第１の噴射横断面（４２）に対して付加的に開放される、請求項１０記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
第１の噴射横断面（４２）および第２の噴射横断面（４３）が、燃料インジェクタ（１）のノズルボディ（４４）の燃焼室側の端部に同心的な孔円として形成されている、請求項１０記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
第１のノズルニードル部分（３１）の周面および第２のノズルニードル部分（３２）の周面が、それぞれ漏れオイルを導出する切欠き（４６，４８）を有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
漏れオイルを導出する前記切欠き（４６，４８）が、両ノズルニードル部分（３１，３２）のいずれか一方のノズルニードル部分に設けられた漏れオイル通路（４７）を介して接続されていて、ハウジング側の漏れオイル管路（４９）に通じている、請求項１３記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
圧力増幅器（５）が、管路（４）を介して燃料高圧源（２，８１）から負荷されている圧力室（１１）と、電磁弁（８）を介して管路（１８，１９）から燃料高圧源（２，８１）に接続されている背室（１６）と、同軸的なノズルニードル（３０）を取り囲むノズル室（２９）を高圧で負荷する高圧室（２０）とを有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１６】
圧力増幅器（５）の背室（１６）が、噴射弁（６）に設けられた閉鎖室（２１）に接続されている、請求項１５記載の燃料噴射装置。
【請求項１７】
噴射弁（６）に設けられた閉鎖室（２１）が、管路（４，６０）を介して燃料高圧源（２，８１）から直接に圧力負荷されている、請求項１５記載の燃料噴射装置。
【請求項１８】
噴射弁（６）に設けられた閉鎖室（２１）が、前記背室（１６）からの管路（２２）に対して平行に、または燃料高圧源（２，８１）からの管路（６０）に対して平行に、逆止弁／絞り個所（２４）を有する、高圧室（２０）から供給される管路（２５）を介して圧力負荷されている、請求項１６記載の燃料噴射装置。
【請求項１９】
弁（８）が動作不能状態にされている状態で、燃料高圧源（２，８１）から閉鎖室（２１，８２）への流れ接続（４，１８，１９，２２，６０，２３，８５）が形成されている、請求項１、１６、１７または１８記載の燃料噴射装置。
【請求項２０】
弁（８）が動作不能状態にされている状態で、燃料高圧源（２）からノズル室（２９）への流れ接続（４，１８，１９，２２；６０，２３，８５、２５，２８）が形成されている、請求項１、１６、１７または１８記載の燃料噴射装置。
【請求項２１】
第１のノズルニードル部分（３１）が、閉鎖室（２１，８２）内に形成可能な圧力によって負荷可能である、請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項２２】
第１のノズルニードル部分（３１）と第２のノズルニードル部分（３２）とが、閉鎖ばね（３８，３９）の作用に抗して、絞り個所（８５）の中間接続下に負荷可能な第１のノズル制御室（８２）によって負荷されており、第２のノズルニードル部分（３２）が、これとは別個に独立して、第２のノズル制御室（８３）の放圧により操作可能である、請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項２３】
第２のノズル制御室（８３）が、スリーブ形の物体（８９）によって第１のノズル制御室（８２）からシールされている、請求項２２記載の燃料噴射装置。
【請求項２４】
第２のノズルニードル部分（３２）が長手方向通路（８４）を有しており、該長手方向通路（８４）を介して案内漏れ量が、第２のノズル制御室（８３）と放圧管路（８８）とへ逃がされる、請求項２２記載の燃料噴射装置。
【請求項２５】
案内漏れ量が第１のノズルニードル部分（３１）と第２のノズルニードル部分（３２）との間で、スリーブ形の物体（８９）と内側のノズルニードル部分（３２）との間の長手方向通路（８４）を介してノズル制御室（８３）内へ流出する、請求項２２記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
自己着火式の内燃機関の燃焼室に燃料を供給するためには、圧力制御式の燃料噴射システムも、行程制御式の燃料噴射システムも使用され得る。燃料噴射システムとしては、ポンプとノズルとが１つのユニットに統合された「ユニットインジェクタシステム」や、ポンプと高圧ラインとノズルとが１つのユニットに統合された「ユニットポンプシステム」の他に、蓄圧式噴射システム（コモンレール）も使用される。蓄圧式噴射システムは、たとえば噴射圧を負荷や内燃機関の回転数に適合させることを可能にするので有利である。高い固有出力を達成し、かつエミッションを低減させるためには、一般にできるだけ高い噴射圧が必要となる。
【０００２】
背景技術
強度の理由から、現在使用されている蓄圧式噴射システム（コモンレール）において達成可能な圧力レベルは、現在約１６００バールに制限されている。蓄圧式噴射システムにおける一層の圧力増大を図るためには、コモンレールシステムに圧力増幅器を使用することができる。欧州特許第０５６２０４６号明細書には、電子制御される噴射ユニットのための減衰部を備えた操作・弁装置が開示されている。ハイドロリックユニットのためのこの操作・弁装置は、電気的に励磁可能な電磁石装置を有しており、この電磁石装置は位置固定の固定子と、可動の可動子とを有している。可動子は第１の表面と第２の表面とを有している。可動子の第１の表面および第２の表面は第１の中空室および第２の中空室を規定しており、この場合、可動子の第１の表面は固定子に向けられている。さらに、可動子に結合されている弁が設けられている。この弁は、流体溜めからハイドロリック的な操作流体を噴射装置へ案内することができる。電磁石装置の両中空室の一方の中空室に関して、この一方の中空室に減衰流体を溜めるか、またはこの一方の中空室から減衰流体を排出させることができる。弁ニードルの、中心孔内に突入している範囲によって、減衰流体の流れ接続部を減衰流体の粘度に対して比例して選択的に開放するか、もしくは閉鎖することができる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願第１０１２３９１０．６号明細書に記載の発明は燃料噴射装置に関するものである。この燃料噴射装置は内燃機関において使用される。内燃機関の燃焼室には、燃料インジェクタを介して燃料が供給される。燃料インジェクタは高圧源を介して負荷される。さらに、この燃料噴射装置は圧力増幅器を有している。この圧力増幅器は可動の圧力増幅ピストンを有しており、この圧力増幅ピストンは高圧源に接続可能な室を、燃料インジェクタに接続された高圧室から分離している。圧力増幅装置に設けられた背室を燃料で充填するか、もしくは燃料増幅装置の背室から燃料を排出することによって高圧室内の燃料圧を変化させることができる。
【０００４】
燃料インジェクタは、噴射開口を開閉するための可動の閉鎖ピストンを有している。この閉鎖ピストンは閉鎖圧室内に突入するので、閉鎖ピストンは燃料で圧力負荷可能となる。これにより、閉鎖ピストンを閉鎖方向に負荷する力が達成される。閉鎖圧室と、もう１つの別の室とが共通の作業室によって形成され、この場合、作業室の全ての部分範囲は燃料の交換のために常時互いに接続されている。
【０００５】
このような解決手段を用いて、背室を介した圧力増幅器の制御により、燃料高圧システムにおける制御損失が、所定の時間毎に燃料高圧源に接続される作業室を介した制御に比べて著しく小さく保持され得るようになることを達成することができる。さらに、高圧室は高圧蓄え室の圧力レベルにまでしか放圧されず、漏れレベルにまでは放圧されない。このことは一方ではハイドロリック的な効率を改善し、他方では噴射圧レベルにまでの迅速な増圧を行うことができるので、各噴射段階の間に位置する時間的な間隔を短縮させることができる。
【０００６】
自己着火式の内燃機関のエミッション特性および騒音特性に課せられる要求が絶え間なく増大している事実に鑑みて、近い将来に予想され得る、厳格化された制限値を満たすためには噴射システムにおける別の手段が必要となる。
【０００７】
発明の開示
本発明により構成された、圧力増幅器を備えた燃料インジェクタでは、噴射率可変式の噴射ノズル、つまり可変噴孔ノズル（Vario-Einspritzduese）の使用により、自己着火式の内燃機関のエミッション値および騒音特性の一層の改善を達成することができる。噴射ノズルのノズル室を高い圧力下にある燃料で負荷する圧力増幅器の使用に基づき、一方では極めて高い噴射圧を得ることができ、他方では噴射率可変式の噴射ノズルの使用により、互いに異なって寸法設定された噴射横断面の開放が可能となる。
【０００８】
本発明により形成された、複数の部分から成るノズルニードルを用いると、燃料インジェクタの燃焼室側の端部に形成された互いに異なる２種の噴射横断面を介して燃料の噴射を実現することができる。このためには、噴射開口が燃料の霧化特性を促進するように同心的な孔円として提供されていると有利である。小さな噴射圧の場合には、燃料の噴射が、第１のノズルニードル部分により開放された噴射横断面を介して行われる。噴射圧がさらに増大されると、別のノズルニードル部分により開放される付加的な噴射横断面を介して噴射が行われる。第１のノズルニードル部分により開放された噴射横断面を介して、小量の燃料が、比較的低い噴射圧で燃焼室内に噴射される。このことは、ブーツ段階（Boot-Phase）の枠内における自己着火式の内燃機関の燃焼室内での混合気調整を促進する。予め調節可能な切換圧が超過されると、第２のノズルニードル部分が開くので、第１のノズルニードル部分により開放された噴射横断面に対して付加的に、より高い圧力レベルにおける別の噴射横断面の開放によって、より多くの燃料量が内燃機関の燃焼室内に流入する。燃焼室に含まれているガスは、先行したブーツ型噴射により、燃焼経過を促進するように調整されていてよい。
【０００９】
本発明による解決手段は、短い噴射時間において極めて小さな燃料量の噴射を可能にすると同時に、比較的長い噴射時間にわたって、より大きな噴射量の噴射を可能にする。場合によっては、本発明により提案された解決手段を用いて、より小さなパイロット噴射をも実現することができる。小さなパイロット噴射は自己着火式の内燃機関の騒音特性の改善をもたらす。さらに、自己着火式の内燃機関の燃焼室内への極めて小さな前噴射量の投入に基づき、排ガスエミッションの改善も達成される。本発明による解決手段を用いると、いわゆる「ノッキング」が噴射率の成形によって十分に阻止され得るように自己着火式の内燃機関における騒音改善を達成することができる。
【００１０】
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１１】
図１は、圧力増幅器と、噴射率可変式の噴射ノズルと、同軸式のノズルニードルとを備えた燃料インジェクタの第１実施例を示すハイドロリック回路図であり、
図２は、圧力増幅器と、噴射率可変式の噴射ノズルと、高圧蓄え室を介して直接負荷された閉鎖室とを備えた燃料インジェクタのハイドロリック回路図であり、
図３は、ノズル室内、高圧室内および閉鎖室内の圧力経過と、ニードル行程距離と、このニードル行程に相応して生じる、図２に示した燃料インジェクタの実施例のノズルにおける流過横断面とを時間との関係で示す線図であり、
図４は、圧力増幅器と、最適化された案内漏れ量を有する噴射率可変式の噴射ノズルとを備えた燃料インジェクタのさらに別の実施例を示す図である。
【００１２】
実施例
図１には、圧力増幅器と、噴射率可変式の噴射ノズル（Vario-Einspritzduese；「可変噴孔ノズル」とも呼ばれる）と、同軸型のノズルニードルとを備えた燃料インジェクタのハイドロリック回路図が示されている。同軸型のノズルニードルに設けられた閉鎖室は圧力増幅器の背室から燃料で負荷可能である。すなわち、閉鎖室には背室から燃料が供給可能である。
【００１３】
図１に示した燃料噴射装置は燃料インジェクタ１を有している。この燃料インジェクタ１には、高圧蓄え室２（コモンレール）を介して、高い圧力下にある燃料が供給される。この燃料噴射装置は高圧蓄え室２の他に燃料インジェクタ１と、圧力増幅器５と、符号６で示した噴射弁とを有している。この噴射弁６を介して、自己着火式の内燃機関の燃焼室７（概略的にのみ図示する）内には、噴射弁６の燃焼室側の端部において燃料が噴射される。
【００１４】
図１に概略的に示した高圧蓄え室２からは、第１の絞り個所３と、この第１の絞り個所３に続いた管路４とを介して圧力増幅器５の圧力室１１内に燃料が流入する。圧力増幅器５は前記圧力室１１の他に背室（Rueckraum）１６を有している。圧力増幅器５の内部にはピストン１２が収容されている。このピストン１２は軸方向に移動可能な段付ピストンとして形成されている。ピストン１２は第１の部分ピストン１３と第２の部分ピストン１４とを有しており、第１の部分ピストン１３は第２の部分ピストン１４に比べて、案内を可能にする大きな直径を持って形成されている。ピストン１２は２つの別個の構成部分から成っていてもよいし、１つの構成部分として製作されてもよい。図１に示した実施例では、第１の部分ピストン１３と第２の部分ピストン１４との間に、ディスクの形に形成された付設部１５が設けられている。この付設部１５は背室１６内に収容された戻しばね１７によって負荷される。この戻しばね１７の、付設部１５とは反対の側に位置する端部は、圧力増幅器５のハウジング底部に支持されている。第２の部分ピストン１４の端面側は圧力増幅器５の高圧室２０を仕切っている。この高圧室２０を介して、特に高圧管路２８が分岐している。この高圧管路２８は噴射弁６に設けられたノズル室２９を、極め高い圧力下にある燃料で負荷する。
【００１５】
圧力増幅器５の圧力室１１からは、供給管路１８が分岐しており、この供給管路１８は電磁弁８として形成された制御弁に通じている。この制御弁は、本発明により提案された燃料噴射装置の図１に示した実施例では電磁弁として形成されている。図１に示した基本状態において、圧力増幅器５の圧力室１１からの供給管路１８は燃料管路１９に接続されている。この燃料管路１９を介して、圧力増幅器５の背室１６が燃料で負荷される。背室１６からは、燃料噴射装置の図１に示した実施例では、背室管路２２が導出されており、この背室管路２２は噴射弁６の上側の範囲に設けられた閉鎖室２１にまで延びている。燃料噴射装置の図１に示した基本状態では、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力が管路４を介して圧力増幅器５の圧力室１１内と、電磁弁８とに加えられ、さらに燃料管路１９を介して圧力増幅器５の背室１６に加えられ、さらに背室管路２２を介して噴射弁６の閉鎖室２１に加えられる。高圧室２０に前置された、つまり高圧室２０の上流側に接続された逆止弁２４を介して、高圧蓄え室２の圧力は高圧室２０内にも、ノズル室２９内にも形成される。
【００１６】
念のため付言しておくと、圧力室１１からの供給管路１８と、電磁石８から背室１６に通じた燃料管路１９との他に、図１に示した実施例では、低圧側の戻し路９が分岐している。この戻し路９へは、電磁弁８が別の切換位置へ切り換えられた場合に、制御容量が流出し、この制御容量は図１には図示していない燃料容器内へ流出する。
【００１７】
圧力増幅器５の高圧室２０に前置されている逆止弁２４は、球体として形成された閉鎖体２６を有している。この閉鎖体２６はばねエレメント２７を介して負荷される。圧力増幅器５の高圧室２０と閉鎖室２１との間の逆止弁２４の代わりに、図１に破線で示したように管路２５内に絞りエレメント２４．１が収容されていてもよい。その場合、この絞りエレメント２４．１は圧力媒体、つまり燃料によって、両方向に通流され得る。
【００１８】
本発明により提案された燃料噴射装置の図１に示した実施例に示された噴射弁６は、同軸的なノズルニードル３０を有している。このノズルニードル３０は第１のノズルニードル部分３１と、第２のノズルニードル部分３２とを有している。両ノズルニードル部分３１，３２は互いに内外に位置して案内されていて、かつ互いに別個に独立して操作可能である。第１のノズルニードル部分３１は噴射弁６のハウジングの内部で鉛直方向に昇降運動可能である。第１のノズルニードル部分３１の行程制限は、噴射弁６の閉鎖室２１内に嵌め込まれた環状のストッパ３３によって与えられている。閉鎖室２１内の環状に形成されたストッパ３３によって、第１のノズルニードル部分３１には最大行程距離が付与され、かつ制限される。さらに、噴射弁６の閉鎖室２１はピン状に形成されたストッパ３４を有している。このストッパ３４は同軸的なノズルニードル３０の、第１のノズルニードル部分３１内に同軸的に案内された第２のノズルニードル部分３２のための行程制限部として働く。図１に示した実施例では、第２のノズルニードル部分３２の上側の範囲にディスク状の当接面３７が形成されている。この当接面３７は、閉鎖室２１の内部に配置された、行程制限部として働くストッパ３４と協働して、第２のノズルニードル部分３２に噴射弁６のハウジング内部での鉛直方向の規定の移動運動を付与する。
【００１９】
図１に示した実施例の噴射弁６の閉鎖室２１の内部では、第１のノズルニードル部分３１も第２のノズルニードル部分３２も、それぞればねエレメント３８；３９によって負荷されている。第１のノズルニードル部分３１を負荷するばねエレメント３８は、第１のノズルニードル部分３１の端面３６に支持されており、ピン状に形成されたストッパ３４を取り囲んでいるばねエレメント３９は、第２のノズルニードル部分３２の端面３７に接触している。図１に示した閉鎖室２１は、圧力増幅器５の背室１６から背室管路２２を介して燃料で負荷され、この場合、背室管路２２の、閉鎖室２１への開口部の範囲は絞り個所２３を有していてよい。逆止弁２４から閉鎖室２１に通じている管路２５は、閉鎖室２１に開口していてよく、この場合、図１に示した、管路２５内に組み込まれた逆止弁２４の代わりに、図１に破線により示した絞りエレメント２４．１が、圧力増幅器５の高圧室２０と閉鎖室２１との間の管路２５に導入されていてもよい。
【００２０】
同軸的なノズルニードル３０の、図１に示した第１のノズルニードル部分３１は、ハイドロリック的に有効となる有効面３５を有している。この有効面３５は図示の実施例では受圧肩部３５として円錐状に延在するように形成されている。第１のノズルニードル部分３１の外周面に設けられたこの受圧肩部３５は、噴射弁６のノズル室２９によって完全に取り囲まれている。噴射弁６のノズル室２９からは環状ギャップ５０が導出されており、この環状ギャップ５０は噴射弁６の燃焼室側の端部にまで延びている。第２のノズルニードル部分３２はやはり受圧肩部の形のハイドロリック的に有効となる有効面４０を有している。この有効面４０は第２のノズルニードル部分３２の燃焼室側の端部に形成されている。第２のノズルニードル部分３２の燃焼室側の端部に設けられたハイドロリック的に有効となる有効面４０の設計と、第２のノズルニードル部分３２を負荷するばねエレメント３９の設計とに相応して、寸法決めに応じて、第２のノズルニードル部分３２の開放のための所定の切換圧を調節することができる。この切換圧において、図１に示した実施例では、同軸的なノズルニードル３０の内側のノズルニードル部分である第２のノズルニードル部分３２が開く。
【００２１】
噴射弁６の燃焼室側の端部には、円錐面４４が形成されている。この円錐面４４には複数の噴射開口が形成されている。図１に示した燃料噴射装置の噴射弁６の実施例では、噴射弁６の、噴射率可変式の噴射ノズル（可変噴孔ノズル）４１として形成されたノズルが、第１の噴射横断面４２と別の第２の噴射横断面４３とを有している。本発明による解決手段の有利な構成では、第１の噴射横断面４２ならびに第２の噴射横断面４３が孔列、たとえば同心的な孔円として形成されていて、極小さな多数の孔を有している。これらの孔を介して、燃焼室（概略的にのみ図示する）７内への燃料の噴射の間、噴射過程中の燃料の微細な霧化が得られる。このことはエミッション値および騒音発生の点で好都合な燃焼経過を確保する。図１に示した実施例では、ノズル室２９が高い圧力で負荷されて第１のノズルニードル部分３１が開放されると、第１の噴射横断面４２が開放される。燃料の噴射は、噴射弁６の燃焼室側の端部４４に設けられた第１の噴射横断面４２を介してしか行われない。ハイドロリック的に有効となる有効面４０、つまりこの場合には受圧肩部として形成された有効面４０の寸法設定に関連して、かつ第２のノズルニードル部分３２を負荷するばねエレメント３９の寸法設定に関連して、同軸的なノズルニードル３０の第２のノズルニードル部分３２は規定の切換圧で開き、そして第１の噴射横断面４２に対して付加的に別の第２の噴射横断面４３を開放する。この切換状態において、つまり両ノズルニードル部分３１；３２が開いている状態において、燃料は第１の噴射横断面４２を介しても、付加的に第２のノズルニードル部分３２により開放された別の第２の噴射横断面４３を介しても、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内に噴射される。
【００２２】
同軸的なノズルニードル３０の両ノズルニードル部分３１；３２が互いに内外に案内されていることに基づき、高い圧力においては案内漏れが生じる。このような案内漏れ量は、たとえば第２のノズルニードル部分３２の外周面に対する環状溝として形成されていてよい切欠き４８と、第１のノズルニードル部分３１を貫通した通路４７とを介して、この第１のノズルニードル部分３１を取り囲む別の環状溝４６内へ搬送される。この環状溝４６はさらにハウジング側で漏れオイル通路４９に接続されている。したがって、案内漏れ量は、電磁弁８に対応する低圧側の戻し路９と同様に、漏れオイル管路４９を介して燃料噴射システムの低圧範囲へ導出され得る。
【００２３】
第１のノズルニードル部分３１の外周面に設けられたハイドロリック的に有効となる有効面３５がノズル室２９によって取り囲まれているのに対して、第２のノズルニードル部分３２に受圧肩部として形成されたハイドロリック的に有効となる有効面４０を閉鎖する室は、一方では第１のノズルニードル部分３１の端面４５によって形成され、他方では噴射弁６の、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内に円錐状に突入したノズルボディ面４４によって形成される。
【００２４】
本発明による解決手段の図１に示した実施例の機能形式は次の通りである。管路４を介して、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力が燃料インジェクタ１に加えられている。図１に示した基本状態では、電磁弁８は起動制御されておらず、噴射は行われていない。したがって、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力は、圧力増幅器５の圧力室１１内と、既に述べた電磁弁８とに加えられている。さらに、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力は、高圧蓄え室２に対して連通切換位置に切り換えられている電磁弁８と燃料管路１９とを介して圧力増幅器５の背室１６内にも形成されている。さらに、このレール圧は背室管路２２と、この背室管路２２に収容された絞り個所２３とを介して噴射弁６の閉鎖室２１内にも加えられ、そして噴射弁６の閉鎖室２１から逆止弁２４の開放方向で圧力増幅器５の高圧室２０内へオーバフローする。圧力増幅器５の高圧室２０から燃料は高圧管路２８を介して噴射弁６のノズル室２９内に流入する。したがって、図示の基本状態では、圧力増幅器５の全ての圧力室、つまり圧力室１１と背室１６と高圧室２０とが、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルによって負荷されており、この場合、圧力増幅器５の部分ピストン１３；１４は圧力補償されている。図１に示したシステムのこの基本状態において、圧力増幅器５は不活性化、つまり動作不能状態にされており、圧力増幅は行われていない。この状態では、圧力増幅器５のピストン１２が、このピストン１２に対応配置された戻しばね１７を介して出発位置もしくは初期位置へセットされ、この場合、圧力増幅器５の高圧室２０の充填は逆止弁２４を介して噴射弁６の閉鎖室２１から行われる。閉鎖室２１内に生ぜしめられた圧力により、同軸的に形成されたノズルニードル３０のノズルニードル部分３１；３２にはハイドロリック的な閉鎖力が加えられる。付加的に、第１のノズルニードル部分３１もしくは第２のノズルニードル部分３２は、閉鎖室２１内に配置されたばねエレメント３８；３９を介して閉鎖位置に負荷されている。したがって、受圧肩部３５に対する燃料の圧力作用に基づいて第１のノズルニードル部分３１が開いてしまうことなしに、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルが高圧管路２８を介して常時、噴射弁６のノズル室２９内に形成され得る。ノズル室２９内の圧力が、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力を超えて増大した（このことは圧力増幅器５の接続により行われる）場合にはじめて第１のノズルニードル部分３１が開き、噴射が開始される。
【００２５】
燃料の調量は圧力増幅器５の背室１６の放圧により行なわれる。このことは、電磁弁８が作動させられて、これによって背室１６から燃料管路１９を介して燃料が低圧側の戻し路へ流出し、これにより圧力増幅器５の背室１６がシステム圧供給から切り離されることにより達成される。このことに基づき、圧力増幅器５の背室１６内の圧力は低下し、これにより圧力増幅器５が活性化させられ、つまり作動させられ、ノズル室２９内の圧力が増大する。なぜならば、作動させられた圧力増幅器５により、高圧室２０内の圧力の増大が生ぜしめられ、この高圧室２０を介してノズル室２９が燃料で負荷されるからである。これにより、第１のノズルニードル部分３１のハイドロリック的に有効となる有効面３５、つまりこの場合には受圧肩部として形成された有効面３５に、ばねエレメント３８のばね力に抗して作用する開放力が加えられるので、第１のノズルニードル部分３１は鉛直方向で上方へ向かって上昇する。高い圧力はノズル室２９において、切り換えられた電磁弁８を介して背室１６が低圧側の戻し路９内へ放圧されるまで加えられる。背室１６の放圧に基づき、噴射弁６の閉鎖室２１も管路２２を介して圧力増幅器５の背室１６内へ放圧され、背室１６自体も既に説明した燃料管路１９を介して燃料噴射システムの低圧側の戻し路９へ放圧される。圧力増幅器５の背室１６が放圧されている限りは、圧力増幅器５は作動させられたままとなって、高圧室２０内の燃料を圧縮する。圧縮された燃料はノズル室２９を介して環状ギャップ５０に沿って第１の噴射横断面４２にまで案内される。この第１の噴射横断面４２は第１のノズルニードル部分３１の鉛直方向の上昇運動に基づいて開放されているので、環状ギャップ５０を介して流入した燃料は第１の噴射横断面４２を介して、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内へ噴射される。圧力増幅器５の背室１６の放圧により、噴射弁６の閉鎖室２１は放圧されている。
【００２６】
この状態において、つまり第１のノズルニードル部分３１が開放されてかつ第１の噴射横断面４２を介して燃料の噴射が行われている状態において、噴射圧は同じく、第１のノズルニードル部分３１内に同軸的に案内されている第２のノズルニードル部分３２のニードル先端部にも加えられている。これにより、第２のノズルニードル部分３２の先端部に設けられた、受圧肩部として形成されたハイドロリック的に有効となる有効面４０に、開放押圧力が作用する。噴射弁６の閉鎖室２１が放圧されているので、第２のノズルニードル部分３２には閉鎖力としてばねエレメント３９が作用する。第２のノズルニードル部分３２の燃焼室側の端部に設けられた受圧肩部４０の寸法設定およびばねエレメント３９の設定により、所定の切換圧を調節することができる。この切換圧が超えられると、第１のノズルニードル部分３１内に同軸的に案内された第２のノズルニードル部分３２が開いて、この第２のノズルニードル部分３２に対応する別の第２の噴射横断面４３を解放する。したがって、第２のノズルニードル部分３２の調節可能な切換圧よりも下にある圧力レベルでは、第１のノズルニードル部分３１が開いて、これにより第１の噴射横断面４２が解放され得るが、第２のノズルニードル部分３２は閉じられたままとなる。この状態では、燃料の噴射が第１の噴射横断面４２を介して行われる。調節可能な切換圧よりも上にある噴射圧では、第１のノズルニードル部分３１も第２のノズルニードル部分３２も開く。なぜならば、第２のノズルニードル部分３２を負荷するばね力が、第２のノズルニードル部分３２の燃焼室側の端部、つまり受圧肩部４０で第２のノズルニードル部分３２に作用するハイドロリック力よりも小さくなるからである。調節可能な切換圧よりも上では、燃料が第１の噴射横断面４２を介しても、別の第２の噴射横断面４３を介しても、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内へ噴射される。
【００２７】
噴射を終了させるためには、電磁弁８が切り換えられる。これにより、圧力増幅器５の背室１６も、管路２２を介して背室１６に接続された閉鎖室２１も、電磁弁８の低圧側の戻し路９から分離される。これにより、背室１６は供給管路１８を介して圧力増幅器５の圧力室１１から、高圧蓄え室２内に形成されている圧力レベルで負荷されるようになるので、背室１６内には再びレール圧レベルが形成される。このレール圧レベルに基づき、圧力増幅器５の高圧室２０内の圧力は、高圧蓄え室２内に形成されている圧力レベルにまで低下する。噴射弁６の閉鎖室２１内には同じく高圧蓄え室２内に形成された圧力レベルが生ぜしめられるので、同軸的なノズルニードル３０の第１のノズルニードル部分３１も第２のノズルニードル部分３２も圧力補償されている。第１のノズルニードル部分３１もしくは第２のノズルニードル部分３２がばねエレメント３８；３９で負荷されていることに基づき、同軸的なノズルニードル３０の両ノズルニードル部分３０，３２はそれぞれ閉鎖位置へセットされる。こうして噴射は終了される。第１のノズルニードル部分３１と第２のノズルニードル部分３２とがそれぞれ閉鎖位置へ押圧される際の閉鎖速度には、背室１６から噴射弁６の閉鎖室２１に通じた背室管路２２に収容されている流入絞りもしくは絞り個所２３を介して影響を与えることができる。圧力補償が行われた後に、一体の構成または別個の構成で第１の部分ピストン１３と第２の部分ピストン１４とを有しているピストン１２は、戻しばね１７を介して出発位置へ戻される。ニードル案内部を通る漏れ流を導出するために、図１に示した本発明の実施例では、同軸的なノズルニードル３０に漏れオイル管路４９への放圧部、つまり環状溝４６と通路４７と切欠き４８とが設けられている。この漏れオイル管路４９を介して、案内漏れ量を燃料噴射システムの低圧範囲へ導出することができる。
【００２８】
図２には、圧力増幅器と、噴射率可変式の噴射ノズル、つまり可変噴孔ノズルと、燃料インジェクタの噴射弁の、高圧蓄え室を介して直接に圧力負荷可能となる閉鎖室とを備えた燃料インジェクタのハイドロリック回路図が示されている。
【００２９】
本発明による解決手段の図２に示した実施例は、次の点で図１に示した実施例とは異なっている。すなわち、図２に示した実施例では、噴射弁６の閉鎖室２１が圧力増幅器５の電磁弁８と背室１６とを迂回して、管路４から分岐した高圧分岐管路６０を介して直接に、高圧蓄え室２内に形成された圧力レベルで負荷され得るようになっている。図１に示した実施例に対する別の相違点は、本発明による解決手段の図２に示した実施例では、同軸的なノズルニードル３０の第１のノズルニードル部分３１だけが端面３６において、閉鎖ばねとして働くばねエレメント３８によって負荷されていることにある。その他の点については、図２に示した実施例は、図１につき既に説明した本発明による解決手段の第１実施例と同一である。
【００３０】
電磁弁８はピエゾアクチュエータとしても形成されていてよいか、または直接制御される弁あるいはサーボ弁として形成されていてもよい。図２に示した基本状態において電磁弁８は、圧力増幅器５の圧力室１１内に生ぜしめられた、高圧蓄え室２内の圧力に相当する圧力が燃料管路１９を介して背室１６内に加えられるように切り換えられている。さらに、高圧蓄え室２内の圧力レベルは管路４と高圧分岐管路６０とを介して噴射弁６の閉鎖室２１内にも加えられる。閉鎖室２１を起点として延びる逆止弁付きの管路２５を介して、圧力増幅器５の高圧室２０はレール圧レベルで、つまり高圧蓄え室２内に形成されている圧力レベルで負荷される。さらに、圧力増幅器５の高圧室２０を起点として延びる高圧管路２８を介して、噴射弁６のノズル室２９内にも、高圧蓄え室２内に形成された圧力レベルが生ぜしめられる。
【００３１】
噴射弁６の燃焼室側の端部への燃料の調量は、たとえば３ポート２位置弁として形成された電磁弁８を作動させることによって圧力増幅器５の背室１６を放圧することにより行われる。これにより、背室１６はシステム圧負荷から分離されて、電磁弁８を起点として延びる低圧側の戻し路９に接続される。これにより背室１６内の圧力は低下し、これにより圧力増幅器５が作動させられる。すなわち、ピストン１２は圧力室１１内に生ぜしめられた、高圧蓄え室２の圧力レベルに相当する圧力に基づいて下方へ向かって移動し、これにより高圧室２０内の圧力が増大し、ひいては高圧管路２８を介して噴射弁６の制御室もしくはノズル室２９内の圧力も増大する。これにより、第１のノズルニードル部分３１に作用する、つまり第１のノズルニードル部分３１の受圧肩部３５に作用するハイドロリック的な力が増大し、ノズルニードル３１は鉛直方向で上方へ向かって上昇する。しかしこの場合、噴射弁６の閉鎖室２１内には、行程制限部もしくはストッパ３３が設けられていて、この行程制限部もしくはストッパ３３が第１のノズルニードル部分３１の最大の鉛直方向行程を制限する。第１のノズルニードル部分３１は、ノズル室２９内で第１の開放圧
【００３２】
【数１】
2005531713.tif 000003
が達成されると第１のノズルニードル部分３１の開放が行われるように設計されている。圧力増幅器５の背室１６が放圧されたままである限りは、圧力増幅器５は作動させられている。ノズル室２９内の圧力および第２のノズルニードル部分３２のニードル先端部に加えられる圧力は、引き続き噴射の経過中に最大圧力レベルｐｍａｘにまで高められる。噴射圧のレベルが第２の開放圧
【００３３】
【数２】
2005531713.tif 000004
に到達すると、第２のノズルニードル部分３２が開き、これにより別の第２の噴射横断面４３が開放され、その場合、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内への燃料の噴射は、第１のノズルニードル部分３１によって開放されている第１の噴射横断面４２を介しても、第２のノズルニードル部分３２によって開放されている別の第２の噴射横断面４３を介しても行われる。第１の開放圧
【００３４】
【数３】
2005531713.tif 000005
は主としてハイドロリック的に有効となる有効面、つまりノズル室２９内の受圧肩部３５の設計によっても、第１のノズルニードル部分３１の端面３６の寸法設定によっても決定されていて、したがって高圧蓄え室２内に形成されている圧力レベルに直接に比例している。第２の開放圧
【００３５】
【数４】
2005531713.tif 000006
は同じく主として第２のノズルニードル部分３２のニードル先端部に設けられたハイドロリック的な受圧面４０ならびに噴射弁６の閉鎖室２１に向けられた端面３７の寸法設定によって決定されている。第２の開放圧
【００３６】
【数５】
2005531713.tif 000007
も、高圧蓄え室２内に形成されている圧力レベルに対して比例している。
【００３７】
噴射を終了させるためには、圧力増幅器５の背室１６が電磁弁８によってシステム圧に、つまり高圧蓄え室２に接続される。
【００３８】
背室１６内に燃料管路１９もしくは供給管路１８を介して形成された圧力に基づき、圧力増幅器５のピストン１２は戻しばね１７によってアシストされてその出発位置へ移動する。これにより、圧力増幅器５の高圧室２０内の圧力は減少する。これに基づき、噴射弁６のノズル室２９内の圧力もレール圧力レベルにまで、つまり高圧蓄え室２内に形成されている圧力レベルにまで低下し、これにより第１のノズルニードル部分３１もしくは第２のノズルニードル部分３２はハイドロリック的に補償されている。噴射弁６の閉鎖室２１内部でばねエレメント３８によって第１のノズルニードル部分３１が負荷されていることに基づき、噴射弁６は閉鎖される。噴射は終了される。これにより、第２のノズルニードル部分３２のノズル先端部に形成された押圧力は減少するので、第２のノズルニードル部分３２は、閉鎖室２１内に管路４もしくは高圧分岐管路６０を介して生ぜしめられた圧力レベルに基づいて閉鎖される。閉鎖室２１に前置されていてかつ高圧分岐管路６０内に収容されている絞り個所２３の寸法設定によって閉鎖速度に影響を与えることができる。
【００３９】
図２に示した実施例においても、同軸的に形成されたノズルニードル３０には、互いに内外に案内された両ノズルニードル部分３１；３２の間で案内漏れ量を逃がす、たとえば環状溝として形成された切欠き４６；４８が形成されている。これらの切欠き４６；４８は漏れオイル管路４９に接続されており、この漏れオイル管路４９は導出された案内漏れ量を、たとえば燃料容器（図示しない）内へ戻し案内する。
【００４０】
図２に示した実施例においても、圧力増幅器５のピストン１２は単一部分から形成されていてもよいし、複数の部分から形成されていてもよい。圧力増幅器５の背室１６内に収容されている戻しばね１７は、圧力増幅器５の圧力室１１内に配置されてもよいし、圧力増幅器５の高圧室１２内に配置されてもよい。
【００４１】
図３には、ノズル室、高圧室および閉鎖室内の圧力経過ならびに図２に示した実施例による噴射率可変式の噴射ノズルにおけるニードル行程運動およびニードル行程距離に相応して生じる流過横断面が示されている。
【００４２】
時点ｔ１において、高圧蓄え室２内にはレール圧力レベルｐｒａｉｌが形成されている。ｔ２により示した第２の時点において、第１の開放圧
【００４３】
【数６】
2005531713.tif 000008
が達成されるので、制御室もしくはノズル室２９内で第１のノズルニードル部分３１の受圧肩部３５に作用するハイドロリック的な力に基づいて第１のノズルニードル部分３１が開放される。第１のノズルニードル部分３１の開放運動により開放される第１の噴射横断面には、第１の噴射量７４が生ぜしめられ、この第１の噴射量７４は第１のノズルニードル部分３１のｔ２とｔ３との間での開放段階の間、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内へ流入する。圧力増幅器５のノズル室２９もしくは高圧室２０内で生ぜしめられる圧力増大に対して平行に（曲線７０参照）、曲線７１で示したように、圧力増幅器５の背室１６内の圧力は低下する。さらに第１の開放圧
【００４４】
【数７】
2005531713.tif 000009
から第２の開放圧
【００４５】
【数８】
2005531713.tif 000010
への圧力増大７０が行われる間に、第２のノズルニードル部分３１の切換圧が達成されると、第２のノズルニードル部分３２が時点ｔ３で開く（図３の最下位の線図参照）。この切換時点ｔ３において、第１のノズルニードル部分３１は、ノズル室２９内でハイドロリック的な有効面もしくは受圧肩部３５に作用するハイドロリック的な力に基づいて、符号７２で示した行程経過で示した、開放された位置に留まり、そして、閉鎖室２１内に形成されたストッパ３３により制限されているその最大行程位置ｈｍａｘをとる。切換時点ｔ３では、第２の開放圧
【００４６】
【数９】
2005531713.tif 000011
が超過されることに基づき、第２のノズルニードル部分３２が、符号７３で示した行程経過に相応して開く。これにより、自己着火式の内燃機関の燃焼室７内に噴射された燃料量は、符号７５で示した量に相応して増大する。すなわち、第１のノズルニードル部分３１により開放された第１の噴射横断面４２に対して付加的に、内燃機関の燃焼室７内への燃料の噴射が、第１の噴射横断面４２を介しても、第２のノズルニードル部分３２の行程運動に基づいて開放されている別の第２の噴射横断面４３を介しても行なわれる。時点ｔ４では、電磁弁８によって圧力増幅器５の背室１６が再びシステム圧に接続されるので、背室１６内の圧力形成に相応してノズル室２９内でも、圧力増幅器５の高圧室２０内でも、減圧が生ぜしめられ、その結果、上で説明したように、第１のノズルニードル部分３１もしくは第２のノズルニードル部分３２に作用する、ハイドロリック的な有効面３５；４０に加えられる開放力は減弱し、そして閉鎖室２１内で有効となる閉鎖力、つまり第１のノズルニードル部分３１を負荷するばねおよび第１のノズルニードル部分３１の、閉鎖室２１内で管路４；６０を介して増大する圧力レベルにより、両ノズルニードル部分は閉鎖位置に移動させられ、これにより噴射は終了する。
【００４７】
図４には、圧力増幅器と、最適化された案内漏れを有する可変噴孔ノズルとを備えた燃料インジェクタのさらに別の実施例が示されている。
【００４８】
図４に示した実施例からは、制御された高圧フィードユニット８１が燃料容器８０から高圧蓄え室２内へ燃料を圧送することが判る。高圧蓄え室２からは、高い圧力下にある燃料が、絞り個所３を有する管路４を介して圧力増幅器５の圧力室１１内に供給される。管路４からは、圧力室１１の手前で供給管路１８が分岐されており、この供給管路１８を介して電磁弁８が負荷される。図４に示した切換位置では、高圧蓄え室２の圧力レベルが電磁弁８から圧力増幅器５の背室１６内に加えられる。この背室１６内には、本発明により提案された解決手段の図１および図２に示した実施例の場合と同様に戻しばね１７が収容されている。この戻しばね１７はハウジング側で圧力増幅器５の背室１６内に支持されていて、大小異なる直径を有する２つの部分から形成されたピストン１２の大径の第１の部分ピストン１３を負荷している。ピストン１２の第２の部分ピストン範囲１４は、図１および図２に示した実施例の場合と同様に高圧室２０を負荷している。
【００４９】
電磁弁８からは、図１および図２に示した実施例の場合と同様に、低圧側の戻し路９が分岐されていて、この戻し部９は燃料容器８０に通じている。図４に示した本発明による解決手段の実施例においても圧力増幅器５の高圧室２０の充填は逆止弁２４を介して行われる。ただし、このためには電磁弁８の、図４に示した相応する切換位置が必要となる。この逆止弁２４は、燃料管路１９から圧力増幅器５の背室１６に通じた分岐路内に収容されている。
【００５０】
図４に示した実施例では、噴射弁６が同軸的なノズルニードル３０を有している。このノズルニードル３０は第１のノズルニードル部分３１と、内側に位置する別の第２のノズルニードル部分３２とを有している。同軸的なノズルニードル３０の内側に位置する方の第２のノズルニードル部分３２には、別個に放圧可能なノズルばね室８３が対応配置されている。このノズルばね室８３は絞り個所８６を間に挟んで低圧側の戻し路９へ放圧可能であり、そしてこの戻し路９から燃料容器８０内へ低圧側に放圧可能である。背室１６に通じた高圧管路もしくは燃料管路１９から分岐した、別の絞り個所８５を有する供給管路を介して、第１のノズルニードル部分３１を負荷する第１のノズルばね室８２が充填される。
【００５１】
第１のノズル制御室８２に対して第２のノズル制御室８３をシールするためには、段部を備えたスリーブ形の物体８９が役立つ。このスリーブ形の物体８９は第２のノズルニードル部分３２に対する高圧密な案内部と、インジェクタボディに対するフラットシールシートとを有している。スリーブ形の物体８９は第１のノズル制御室８２から圧力で負荷されていてよく、この圧力は鉛直方向で上方へ向かって作用し、これにより付加的なシール力を発生させる。
【００５２】
第１のノズルニードル部分３１に対して同軸的に配置されたスリーブ形の物体８９には、第１のばねエレメント３８も第２のばねエレメント３９も支持されている。第２のノズルニードル部分３２に対応する第２のばねエレメント３９はこの場合、第２のノズルニードル部分３２の周面に形成されたストッパ８７に作用し、符号３８で示した第１のばねエレメントは外側に位置する第１のノズルニードル部分３１の端面３６に直接に作用している。第２のノズルニードル部分３２は、案内漏れ量を導出するために長手方向孔８４を備えており、この長手方向孔８４を介して、第２のノズルニードル部分３２の外周面に設けられた切欠き４８が、低圧側に放圧可能な第２のノズルばね室８３に接続されている。
【００５３】
図４に示した基本状態では、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルが圧力増幅器５の圧力室１１内と電磁弁８とに加えられ、さらに燃料管路１９を介して圧力増幅器５の背室１６内と、噴射弁６の第１のノズルばね室８２とに加えられ、さらに逆止弁２４を介して圧力増幅器５の高圧室２０内と、噴射弁６の、燃料供給管路２８を介して高圧で負荷可能なノズル室２９内とにも加えられる。第２のノズルニードル部分３２の端面３７の上方における放圧可能な第２のノズルばね室８３は、絞り個所８６と放圧管路８８とを介して、電磁弁８を迂回しながら、燃料噴射システムの燃料容器８０に通じた戻し路９に直接に接続されている。図４に示した基本状態では、圧力増幅器５がアクティブな状態ではない。すなわち、圧力増幅が行われていない。戻しばね１７により、ピストン１２は出発位置へ戻されている。高圧室２０の充填は、逆止弁２４の貫流方向で閉鎖エレメント２６に抗して行われる。この閉鎖エレメント２６は逆止弁２４の内部のばねエレメント２７によって負荷されている。この閉鎖エレメント２６には、管路１９によって電磁弁８と圧力増幅器５の背室１６との間で燃料が供給される。高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力に相当する、第１のノズルばね室８２内に形成された圧力によって、第１のノズルニードル部分３１には、つまり同軸的なノズルニードル３０の外側の部分には、ハイドロリック的な閉鎖力が加えられる。付加的に、ばねエレメント３８；３９を介してそれぞればね閉鎖力が第１のノズルニードル部分３１と別の第２のノズルニードル部分３２とに作用する。この理由から、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルは、第１のノズルニードル部分３１の開放が生じることなしに常にノズル室２９内に形成され得るようになる。ノズル室２９内部の圧力が高圧蓄え室２の圧力レベルを超えて増大した（このことは圧力増幅器５の接続により達成される）場合にはじめて第１のノズルニードル部分３１が開いて、噴射が開始される。
【００５４】
この場合、燃料の調量は、図１および図２に示した実施例の場合と同様に背室１６の放圧によって行われる。このことは、たとえば３ポート２位置制御弁として形成された電磁弁８の切換によって行われる。圧力増幅器５の背室１６とシステム圧、つまり高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルとの分離が行われると同時に、背室１６と燃料容器８０に通じた戻し路９、つまり低圧側との接続が行われる。背室１６内の圧力は減少し、これにより圧力増幅器５が作動させられて、高圧室２０内の圧力レベルの増大によりノズル室２９内の圧力レベルの増大が行われる。この圧力増大は第１のノズルニードル部分３１のハイドロリック的な有効面３５に作用して、ばねエレメント３８のばね力に抗した開放方向における第１のノズルニードル部分３１の上昇運動を生ぜしめる。圧力増幅器５の背室１６が放圧されている限り、圧力増幅器５は作動させられたままとなって、高圧室２０内の燃料を圧縮する。圧縮された燃料は高圧室２０からノズルニードルへ、つまりノズル室２９に流入し、そしてこのノズル室２９から環状ギャップ５０を介して第１のノズルニードル部分３１および第２のノズルニードル部分３２の燃焼室側の端部へ流入する。第１のノズルばね室８２はこのときに放圧されたままとなるが、第２のノズルニードル部分３２のニードル先端部では噴射圧レベルが形成される。これにより、第２のノズルニードル部分３２の開放方向に作用する押圧力が、第２のノズルニードル部分３２の先端部に設けられたハイドロリック的に有効となる有効面４０（受圧肩部）に生ぜしめられる。第２のノズルニードル部分３２に対応する第２のノズルばね室８３は相変わらず放圧されたままであるので、第２のノズルニードル部分３２に作用する閉鎖力としてばねエレメント３９が働く。ばねエレメント３９の閉鎖力に関する受圧肩部の適当な寸法設定により、図１に示した実施例の場合と同様に所定の切換圧を調節することができる。この調節圧が超えられると、同軸的なノズルニードル３０内で内側に位置して案内された第２のノズルニードル部分３２が開く。調節可能な切換圧よりも下の低い噴射圧の場合には、第１のノズルニードル部分３１が開放され、第２のノズルニードル部分３２は閉じられたままとなる。したがって、噴射は第１の噴射横断面４２を介して行われる。引き続き噴射圧が第２のノズルニードル部分３２の切換圧よりも上にまで上昇すると、既に開いた第１のノズルニードル部分３１に対して付加的に第２のノズルニードル部分３２が開き、これにより内燃機関の燃焼室７内への噴射が第１の噴射横断面４２を介しても、別の第２の噴射横断面４３を介しても行われる。
【００５５】
噴射の終了は電磁弁８によって生ぜしめられる。この電磁弁８を介して、圧力増幅器５の背室１６および第１のノズルばね室８２が電磁弁８の戻し路９から分離されて、供給圧に、つまり高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルに接続される。これによって背室１６内には、高圧蓄え室２内に生ぜしめられた圧力レベルが形成され、これにより圧力増幅器５の高圧室２０内ではレール圧レベルにまでの放圧が行われる。第１のノズルばね室８２内にも同じくレール圧レベルが生ぜしめられるので、第１のノズルニードル部分３１はハイドロリック的な力に関して補償され、かつばねエレメント３９のばね力を介してのみ操作され、つまり閉鎖される。第２のノズルニードル部分３２への中断された燃料供給により、第２のノズルニードル部分３２のニードル先端部の下方の圧力レベルは極めて迅速に減少する。すなわち、第２のノズルニードル部分３２は、ばねエレメント３８のばね力の作用に基づいて閉鎖し始める。これによって噴射は終了される。第２のノズルニードル部分３２に関して生ぜしめられる閉鎖速度には、絞り個所８５；８６の設計により影響を与えることができる。
【００５６】
ノズル孔を通る漏れ流を回避するためには、第２のノズルニードル部分３２を通って孔８４の形の放圧管路が案内されている。この放圧管路は切欠き４８から第２のノズル制御室８３にまで延びている。図１に示した実施例では、休止状態で、つまり閉鎖室２１内およびノズル制御室２９内に加えられたレール圧レベルにおいて、以下の３つの案内漏れ流が生じる。インジェクタボディ、つまりインジェクタボディの燃焼室側の部分と、直径ｄ１で形成されている第１のノズルニードル部分３１との間では、第１の案内漏れ流がノズル室２９と漏れオイル溝４６との間に生じ、閉鎖室２１と漏れオイル溝４６との間には第２の案内漏れ流が生じ、さらに第１のノズルニードル部分３１と、図１で見て内側に配置された第２のノズルニードル部分３２との間には第３の案内漏れ流が生じる。この第３の案内漏れ流は、同軸的なノズルニードル３０の内側に位置する部分に形成されている漏れオイル溝４８を介して漏れオイル管路４９内へ流出する。第２のノズルニードル部分３２は、２〜２．５ｍｍであってよい直径ｄ２で形成されており、第１のノズルニードル部分３１は、４〜４．５ｍｍであってよい外径ｄ１で形成されている。したがって、大きな直径ｄ１には２つの案内漏れ流が発生し、小さな直径ｄ２には１つの案内漏れ流が発生する。図４に示した実施例では、第２のノズルニードル部分３２と、この第２のノズルニードル部分３２を取り囲む第１のノズルニードル部分３１との間に同じく漏れオイル溝４８が設けられており、この漏れオイル溝４８は長手方向孔８４に接続されている。この長手方向孔８４を介して漏れオイルを導出することができる。ノズル室２９と漏れオイル溝４８との間では、小さな直径ｄ１を有する第１の案内漏れ流が発生する。さらに、ノズル制御室８２と漏れオイル溝４８との間では、小さな直径ｄ２を有する第２の案内漏れ流が発生する。２〜２．５ｍｍの第２のノズルニードル部分３２の、より小さな直径に基づき、この実施例を用いると、漏れオイルへのこれまでの漏れオイル容積流の著しい低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】圧力増幅器と、噴射率可変式の噴射ノズルと、同軸式のノズルニードルとを備えた燃料インジェクタの第１実施例を示すハイドロリック回路図である。
【００５８】
【図２】圧力増幅器と、噴射率可変式の噴射ノズルと、高圧蓄え室を介して直接負荷された閉鎖室とを備えた燃料インジェクタのハイドロリック回路図である。
【００５９】
【図３】ノズル室内、高圧室内および閉鎖室内の圧力経過と、ニードル行程距離と、このニードル行程に相応して生じる、図２に示した燃料インジェクタの実施例のノズルにおける流過横断面とを時間との関係で示す線図である。
【００６０】
【図４】圧力増幅器と、最適化された案内漏れ量を有する噴射率可変式の噴射ノズルとを備えた燃料インジェクタのさらに別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  燃料インジェクタ
２  高圧蓄え室
３  第１の絞り個所
４  管路
５  圧力増幅器
６  噴射弁
７  内燃機関の燃焼室
８  電磁弁（３ポート２位置弁）
９  低圧側の戻し路
１０  圧力増幅器のハウジング
１１  圧力室
１２  ピストン
１３  第１の部分ピストン
１４  第２の部分ピストン
１５  第２の部分ピストンの付設部
１６  背室
１７  戻しばね
１８  電磁弁の供給管路
１９  燃料管路
２０  高圧室
２１  閉鎖室
２２  閉鎖室に通じた背室管路
２３  第２の絞り個所
２４  逆止弁
２４．１  絞り個所
２５  逆止弁付きの管路
２６  閉鎖エレメント
２７  逆止弁のばねエレメント
２８  高圧管路
２９  ノズル室
３０  同軸的なノズルニードル
３１  第１のノズルニードル部分
３２  第２のノズルニードル部分
３３  第１のノズルニードル部分のための行程ストッパ
３４  第２のノズルニードル部分のための行程制限部
３５  第１のノズルニードル部分の受圧肩部
３６  第１のノズルニードル部分の端面
３７  第２のノズルニードル部分の端面
３８  第１のノズルニードル部分のばねエレメント
３９  第２のノズルニードル部分のばねエレメント
４０  第２のノズルニードル部分の受圧肩部
４１  噴射率可変式の噴射ノズル
４２  第１の噴射横断面
４３  第２の噴射横断面
４４  インジェクタハウジングの燃焼室側の面
４５  第１のノズルニードル部分の端面
４６  第１のノズルニードル部分の漏れオイル溝
４７  漏れオイル通路
４８  第２のノズルニードル部分の漏れオイル溝
４９  漏れオイル管路
５０  環状ギャップ
６０  高圧蓄え室からの高圧分岐管路
７０  ノズル室／高圧室の圧力経過
７１  背室の圧力経過
ｔ１  制御時点
ｔ２  制御時点
ｔ３  制御時点
ｔ４  制御時点
７２  第１のノズルニードル部分の行程経過
７３  第２のノズルニードル部分の行程経過
７４  第１の流過横断面
７５  第２の流過横断面
８０  燃料タンク
８１  制御された高圧フィードユニット
８２  第１のノズル制御室
８３  第２のノズル制御室
８４  長手方向孔
８５  第１のノズル制御室の絞り個所
８６  第２のノズル制御室の絞り個所
８７  ニードル側のストッパ
８８  放圧管路
８９  スリーブ形の物体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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