(57)【要約】ケーシング（２）を備えた燃料噴射システムであって、該ケーシング内に、ポンプピストン（１６）が縦方向運動可能に配置されており、該ポンプピストンがポンプ作業室（１８）から燃料を吐出して圧力室（４１）に供給する。孔（４２）内に外側の弁ニードル（４４）が縦方向摺動可能に配置されており、該外側の弁ニードルは外側の噴口列（７０）の開放を制御するために、孔（４２）の燃焼室側の端部に形成された弁座と協働している。外側の弁ニードル（４４）は圧力室（４１）内の圧力によって弁座（４８）から離反する方向の開放力と、外側のばね室（５４）内に配置された外側の閉鎖ばね（５２）によって閉鎖力とを受ける。外側の弁ニードル（４４）内には内側の弁ニードル（４６）が縦方向摺動可能に案内されており、この内側の弁ニードルは内側の噴口列（７２）の制御のために同様に弁座（４８）と協働している。内側の弁ニードル（４６）は、弁座（４８）からの外側の弁ニードル（４４）の持ち上がりの後にはじめて、圧力室（４１）内の圧力によって開放力を受けると共に、内側のばね室（６４）内に配置された内側の閉鎖ばね（６２）の力によって閉鎖力を受け、その際、外側のばね室（５４）内のみならず内側のばね室（６４）内にも常に低圧が支配する。
2005513349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための燃料噴射システムであって、ケーシング（２）が設けられており、該ケーシング内でピストン孔（１４）に、ポンプピストン（１６）が、縦方向運動可能に配置されていて、かつ内燃機関によって駆動されるようになっており、ポンプピストン（１６）が、吐出運動時にポンプ作業室（１８）から燃料を吐出して圧力室（４１）に供給するようになっており、ケーシング（２）内に孔（４２）が設けられており、該孔内で外側の弁ニードル（４４）が、縦方向摺動可能に配置されており、該外側の弁ニードル（４４）が、孔（４２）の燃焼室側の端部に形成された弁座（４８）と協働して、外側の噴口列（７０）の開放を制御するようになっており、外側の噴口列の開放制御のために、外側の弁ニードル（４４）が、開放行程運動時に弁座（４８）から持上げられて、燃料を圧力室（４１）から外側の噴口列（７０）に流入せしめるようになっており、外側の弁ニードル（４４）が、圧力室（４１）内の圧力によって弁座（４８）から離反する方向の開放力を受け、かつ外側のばね室（５４）内にプレロード下で配置された外側の閉鎖ばね（５２）の力によって、開放力とは逆方向の閉鎖力を受けるようになっている形式のものにおいて、
外側の弁ニードル（４４）内に縦孔（５３）が形成されており、該縦孔内に内側の弁ニードル（４６）が縦方向摺動可能に案内されており、該内側の弁ニードルが、外側の弁ニードルと同様に弁座（４８）と協働して、弁座（４８）内に形成された内側の噴口列（７２）と圧力室（４１）との接続を制御するようになっており、内側の弁ニードル（４６）が、弁座（４８）からの外側の弁ニードル（４４）の持ち上がりの後にはじめて圧力室（４１）内の圧力によって開放力を受けるようになっており、内側の弁ニードル（４６）には、内側のばね室（６４）内にプレロード下で配置された内側の閉鎖ばね（６２）の力によって、開放力とは逆方向の閉鎖力が作用するようになっており、外側のばね室（５４）内のみならず内側のばね室（６４）内にも常に低圧が支配するようになっていることを特徴とする、内燃機関のための燃料噴射システム。
【請求項２】
ポンプピストン（１６）が、吐出運動とは逆方向の行程運動時に、流入室（２８）からわずかな圧力で燃料を吸い込むようになっている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
外側のばね室（５４）および内側のばね室（６４）が、それぞれ１つの接続孔（６７；６８）を介して流入室（２８）に連通している、請求項２記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
少なくとも一方の接続孔（６７；６８）内に絞り（１６７；１６８）が配置されている、請求項３記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
外側の閉鎖ばね（５２）が、ばね受け（５０）を介して外側の弁ニードル（４４）に支持されており、ばね受け（５０）が、外側の弁ニードル（４４）とは逆の側の領域内で、外側のばね室（５４）内にごくわずかな側方の遊びを介して案内されており、ばね受け（５０）と外側のばね室の壁との間に残された環状室（７４）が、無圧の燃料戻しシステムに連通している、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項６】
内側の弁ニードル（４６）が、ピストンロッド（６１）を介して内側の閉鎖ばね（６２）に支持されており、ピストンロッド（６１）が、ばね受け（５０）の中央孔（５１）を貫通しており、中央孔（５１）の壁とピストンロッド（６１）との間の環状隙間を環状室（７４）に連通せしめる横孔（７８）が、ばね受け（５０）に設けられている、請求項５記載の燃料噴射システム。
【請求項７】
外側の弁ニードル（４４）の開放圧が、内側の弁ニードル（４６）の開放圧より小さくなっている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項８】
内側の弁ニードル（４６）の長さが、外側の弁ニードル（４４）の長さより小さくなっている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
内側の弁ニードル（４６）が、ピストンロッド（６１）を介して内側の閉鎖ばね（６２）に支持されており、ピストンロッド（６１）がその長さの一部分で、外側の弁ニードル（４４）の縦孔（５３）内へ突入しており、かつその場所で、内側の弁ニードル（４６）の、弁座とは逆の側の端面に当接している、請求項８記載の燃料噴射システム。
【請求項１０】
ピストンロッド（６１）が、外側の弁ニードル（４４）の縦孔（５３）内で内側の弁ニードル（４６）に比して大きな遊びを有している、請求項９記載の燃料噴射システム。
【請求項１１】
内側の弁ニードル（４６）が、ピストンロッド（６１）と、内側のばね室（６４）内に側方で案内されたピストン（６０）とを介して内側の閉鎖ばね（６２）に支持されている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項１２】
ピストン（６０）が、密に内側のばね室（６４）内に案内されている、請求項１１記載の燃料噴射システム。
【請求項１３】
ポンプ作業室（１８）と流入室（２８）との接続部内に制御弁（２０）が配置されている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項１４】
制御弁（２０）が、電気的に制御されるマグネット弁から成る、請求項１３記載の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は請求項１の上位概念に記載した形式の、内燃機関のための燃料噴射システムから出発している。文献ドイツ連邦共和国特許公開第１９７５２８３４号明細書からは１つの燃料噴射システムが公知であり、この燃料噴射システムではピストン孔内にポンプピストンが縦方向運動可能に配置されている。ポンプピストンは内燃機関によって駆動され、かつその吐出運動時にポンプ作業室に対して燃料を吐き出す。ポンプピストンは吐出運動とは逆方向のその行程運動時に燃料をわずかな圧力を有する流入室からポンプ作業室内へ吸い込む。ケーシング内に形成された孔内に弁ニードルが縦方向摺動可能に配置されており、その場合、該弁ニードルは孔の燃焼室側の端部に形成された弁座と協働し、かつこれによって、弁座に形成された噴口列の開放を制御する。この開放制御のために、弁ニードルはその開放行程運動時に弁座から持上げられ、かつこれにより、ポンプ作業室に接続された圧力室から燃料が噴口列に向かって流れる。その際、弁ニードルは圧力室内の圧力によって弁座から離反する方向の開放力と、ばね室内にプレロード下で配置された閉鎖ばねの力によって開放方向とは逆方向の閉鎖力とを受ける。開放力と閉鎖力との比によって弁ニードルはその縦方向運動を制御され、その結果、噴口列が所期通り圧力室内の圧力を介して開閉制御されることができる。
【０００２】
この公知の燃料噴射システムは、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射時に常に全噴射横断面が開放制御されるという欠点を有している。これにより、噴射率が著しく高くなり、その結果、極めてわずかな燃料量の噴射は極めて短い開放期間を必要とし、かつこのことによって、弁ニードルの極めて正確な時間的な制御が必要となるが、このことは必要な精度で常に可能ではない。このことにより、内燃機関のそれぞれの運転点で理想的な噴射が保証されない。
【０００３】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴概念に記載された特徴を有する本発明による燃料噴射システムが有する利点とするところは、圧力室内の圧力によって制御されて、全噴射横断面が開放制御されるかまたは噴射横断面の一部分だけが開放制御されることができ、噴射横断面のこの一部分を介して特に内燃機関の部分負荷時に燃料が噴射される。このことのために、弁ニードルが外側の弁ニードルとして形成されていて縦孔を備えており、該縦孔内に別の内側の弁ニードルが縦方向摺動可能に案内されている。内側の弁ニードルは同様に弁座と協働して、別の内側の噴口列の開放を制御する。内側の弁ニードルは内側の閉鎖ばねの閉鎖力によって負荷され、該閉鎖力が弁ニードルを閉鎖位置で弁座に当接保持する。外側の弁座が弁座から持上げられた後に、内側の弁ニードルも圧力室内の燃料圧によって負荷され、このことにより、閉鎖力とは逆向きの開放力としての液圧的な力を受ける。圧力室内の圧力もしくは圧力の経過を介して、外側の弁ニードルだけが持上げられるか、または段階的にまず始めに外側の弁ニードルが、次いで内側の弁ニードルが弁座から持上げられるように制御が行われる。その際、外側のばね室内のみならず内側のばね室内にも常に低圧が支配する。
【０００４】
有利な構成によれば、本発明の対象がさらに発展させられる。
【０００５】
有利な１構成では、外側のばね室のみならず内側のばね室もそれぞれ１つの接続孔を介して流入室に連通されている。流入室内には常にわずかな燃料圧しか支配していないため、これにより同様に、両方のばね室内に高い圧力が生じることは全くない。これにより、両方の弁ニードルに作用する閉鎖力がコンスタントに維持され、ひいては閉鎖力の付加的な制御が不要である。接続孔内に絞りが配置されていると特に有利である。このことにより、流入室内に生じることのある圧力変動は若干減衰されてしかばね室内へ案内されず、その結果、その場所で不都合な圧力状態を生じない。
【０００６】
別の有利な１構成によれば、外側の閉鎖ばねがばね受けを介して外側の弁ニードルに支持されており、その際、ばね受けが外側のばね室内にわずかな側方の遊びを介して案内されている。ばね室の壁とばね受けとの間に常時位置する環状室は無圧の燃料戻しシステムに連通しており、かつこのことにより常に無圧である。この構成は、流入室内ひいては外側のばね室内の短時間の圧力上昇により、短時間で付加的な閉鎖力を外側の弁ニードルに作用させることを可能ならしめ、その結果、外側の弁ニードルは噴射の終了時に加速的に閉鎖される。環状室を無圧の燃料戻しシステムに連通させることにより、外側の弁ニードルへ作用する付加的な閉鎖力の発生時にはばね受け全体が液圧的に作用するピストンとして作用すると共に、一部が環状室内の燃料圧によって相殺されることがなくなる。
【０００７】
同様な形式で、内側の弁ニードルへも付加的な閉鎖力を作用させることができる。このことのために、内側の弁ニードルはピストンロッドを介してピストンに結合されており、該ピストンは内側のばね室内にごくわずかな側方の遊びを介して案内されている。この場合でも、内側のばね室内の圧力の短時間の上昇によって付加的な閉鎖力が内側の弁ニードルへ作用する。この構成では、ばね受け内に形成された横孔によって、ピストンロッドとばね受けの中央孔との間に形成された環状隙間は環状室に連通して同様に無圧である。このことにより、両方の弁ニードルの間に流入した燃料は燃料戻しシステム内へ排出される。
【０００８】
本発明の対象のさらに別の有利な１構成では、内側の弁ニードルが外側の弁ニードルより短く形成されている。このことにより、ピストンロッドがその長さの一部分で外側の弁ニードルの縦孔内へ突入しており、かつその場所で内側の弁ニードルの端面に当接している。その場合、内側の弁ニードルは外側の弁ニードルの縦孔内に密着して案内されることができるが、これに対してピストンロッドは外側の弁ニードルの縦孔内で比較的大きな遊びを有することができる。これにより、一面では内側の弁ニードルは案内されるその長さが比較的短いために比較的簡単ひいては比較的コスト安に製作され、他面において、弁ニードルにおける変更を要することなしに、ピストンロッドの長さを介して内側の閉鎖ばねの力を簡単な形式で調整することができる。
【０００９】
さらに別の有利な１構成によれば、ポンプ作業室と流入室との接続部内に、接続部を有利には電気的に制御する制御弁が配置されている。制御弁が開放されると、ポンプ作業室内に依然として若干の圧力が存在する限りにおいてこの圧力が流入室内へリリーフされ、かつばね室への接続が行われている場合にはばね室内へもリリーフされ、その結果、その場所に短時間の圧力上昇が生じ、この圧力上昇が付加的な力を内側もしくは外側の弁ニードルへ作用し、このことにより、有利な形式で弁ニードルの閉鎖運動が加速される。
【００１０】
本発明の対象の別の利点および有利な構成が明細書および図面から看取できる。
【００１１】
次に、本発明による燃料噴射システムの１実施例を添付図面に付いて説明する。
【００１２】
実施例の説明
図１は、単に部分的に示した内燃機関内の組込み位置で、本発明による燃料噴射システムの縦断面を示す。内燃機関は受容開口４を備えたシリンダヘッド１を有しており、該受容開口内に、ケーシング２を備えた燃料噴射システムが配置されている。ケーシング２は燃料噴射弁３０とポンプ体１２とを有しており、該ポンプ体内でピストン孔１４にポンプピストン１６が縦方向摺動可能に配置されている。内燃機関はカム８を駆動し、該カムは揺動レバー１０を介してポンプピストン１６へ縦方向力を作用し、その結果、ポンプピストンはカムの回転のリズムでピストン孔１４内で縦方向運動を実施する。ポンプ体１２は燃料噴射弁３０に結合されており、燃料噴射弁は第１の弁体３２と、第２の弁体３４と、中間ディスク３６と、ノズル体３８とを有している。その場合、第１の弁体３２と第２の弁体３４とが１つの構成部分として形成されていてもよい。この場合、燃料噴射弁３０はユニオンナット２５によってまとめて保持されていて、かつポンプ体１２に締付けられており、その際、ユニオンナット２５はノズル体３８を部分的に取り囲んでいて、かつ中間ディスク３６と第１の弁体３２と第２の弁体３４とを完全に取り囲んでいる。
【００１３】
シリンダヘッド１内には流入通路３が形成されており、該流入通路は図１に横断面で示されている。流入通路３内には、一般に数１００ｋＰａを越えない若干低い圧力の燃料が常に存在している。流入通路３は受容開口４に連通しており、その結果、燃料噴射弁は燃料によって囲まれている。ユニオンナット２５はパーフォレーション２６を有しており、該パーフォレーションを通して燃料が流入通路３から、第１の弁体３２および第２の弁体３４と、ユニオンナット２５との間に形成された流入室２８内へ流入することができる。流入室２８からは燃料がポンプ体１２内に形成された流入通路２２を介して制御弁２０へ流れる。該制御弁はこの場合には電気的に駆動されるマグネット弁として形成されている。制御弁２０はソレノイドによって運動させられるピストン形状の弁部材２１を有しており、該弁部材はその縦方向位置に応じて流入通路２２と接続通路２４との連通を開閉する。制御弁２０の開放位置では流入通路２２が、同様にポンプ体１２内に形成されていてポンプ作業室１８内に開口した接続通路２４に連通する。ポンプピストン１６がその行程運動時に噴射弁３０から離反する方向に運動すると、燃料が流入室２８から流入通路２２と接続通路２４とを介してポンプ作業室１８内に案内される。ポンプ作業室１８はさらに第１の弁体３２と、第２の弁体３４と、中間ディスク３６と、ノズル体３８とに形成された高圧通路４０にも接続され、その際、この接続は第１の弁体３２の端面に形成された切欠２９によって実現される。図２は噴射弁３０の拡大と高圧通路４０の正確な延びを示す。
【００１４】
ノズル体３８内には縦軸線４９を有する孔４２が形成されており、該孔内には外側の弁ニードル４４が縦方向摺動可能に配置されている。外側の弁ニードル４４はこの場合、燃焼室とは逆の側の区分で孔４２内に密に案内されており、かつ燃焼室へ向かって減径していて圧力肩４７を形成している。外側の弁ニードル４４と孔４２の壁との間には環状通路状の圧力室４１が形成されており、該圧力室は圧力肩４７の高さのところで半径方向に拡大されており、そして、圧力室４１の半径方向の拡大部内に高圧通路４０が開口している。孔４２は燃焼室側の端部で円錐形の弁座４８によって制限されており、該弁座内には２つの噴口列７０，７２が形成されている。図３は図２の弁座４８の領域内の拡大を示す。外側の噴口列７０はこの場合には、第２の噴口列７２に対して上流に形成されており、その場合、それぞれの噴口列７０，７２は、孔４２内の縦軸線４９に関して同じ高さのところに配置された少なくとも２つの噴口を有している。外側の弁ニードル４４はその燃焼室側の端部に同様に円錐形の弁シール面４３を有しており、該弁シール面は外側の弁ニードル４４の閉鎖位置で弁座４８に当接する。弁座４８から弁シール面４３が持ち上がることにより、圧力室４１が外側の噴口列７０に連通し、その結果、燃料が圧力室４１から外側の噴口列７０を介して内燃機関の燃焼室内へ噴射される。
【００１５】
外側の弁ニードル４４は縦孔５３を有しており、該縦孔内に内側の弁ニードル４６が縦方向摺動可能に配置されている。内側の弁ニードル４６はこの場合、外側の弁ニードル４４より短く形成されており、その結果、内側の弁ニードル４６は弁座４８への当接時に中間ディスク３６に達しない。内側の弁ニードル４６はその燃焼室側の端部に円錐形の弁シール面４５を有しており、該弁シール面は閉鎖位置で弁座４８に当接する。弁座４８に内側の弁ニードル４６が当接している状態では、燃料は外側の弁ニードル４４の縦方向運動によって外側の噴口列７０へ流れるだけであって、内側の噴口列７２へは流れない。外側の弁ニードル４４と内側の弁ニードル４６とが共に弁座４８から持ち上がった際にのみ、燃料は圧力室４１から両方の噴口列７０，７２へ流れる。内側の弁ニードル４６の弁シール面４５は部分面として圧力面１４５を有しており、該圧力面は外側の弁ニードル４４の開放時に圧力室４１の燃料圧によって負荷され、その結果、このことによって弁座４８から離反する方向で内側の弁ニードル４６に開放圧が作用する。同様形式で、圧力肩４７の圧力負荷によって、弁座４８から離反する方向の開放圧が外側の弁ニードル４４へ作用する。
【００１６】
第２の弁体３４内には外側のばね室５４が形成されており、この外側のばね室は中間ディスク３６内に形成された中央開口３７を介して孔４２に連通している。図４は図２のこの領域内の拡大を示す。中央開口３７内にはばね受け５０が配置されており、該ばね受けには、外側のばね室５４内に配置された外側の閉鎖ばね５２が燃焼室側の端部で支持されている。外側のばね室５４内にはその燃焼室とは逆の側の端部にストッパディスク５８が配置されており、該ストッパディスクには外側の閉鎖ばね５２が燃焼室とは逆の側の端部で補償ディスク５６を介して支持されている。外側の閉鎖ばね５２はこの場合には圧縮コイルばねとして形成されており、かつプレロード下で外側のばね室５４内に配置されている。外側の閉鎖ばね５２のこのプレロードによって、外側の弁ニードル４４を弁座４８へ向けて押圧する閉鎖力が外側の弁ニードルに作用する。
【００１７】
ばね受け５０は中央孔５１を有しており、該中央孔内にピストンロッド６１が配置されている。ピストンロッド６１はこの場合には燃焼室に面したその端部で内側の弁ニードル４６に当接しており、かつ燃焼室とは逆の側のその端部で外側の閉鎖ばね５２を貫通して、外側のばね室５４に対して燃焼室とは逆の側で第１の弁体３２内に形成された内側のばね室６４内まで突入しており、このことが図５に詳細に示されている。ピストンロッド６１は燃焼室とは逆の側のその端部で、内側のばね室６４内に案内されたピストン６０に当接しており、かつ、該ピストン６０と、内側のばね室６４の燃焼室から遠い方の側の底面との間には内側の閉鎖ばね６２が圧縮プレロード下で配置されており、その場合、内側の閉鎖ばね６２と内側のばね室６４の底面との間に調整ディスク６６が設けられている。内側の閉鎖ばね６２は同様に圧縮プレロード下で配置されており、その結果、ピストンロッド６１を介して、内側の弁ニードル４６にはこれを弁座４８へ向けて押圧する閉鎖方向の力が作用する。ピストンロッド６１はこの場合にはストッパディスク５８をも貫通している。ピストンロッド６１の運動、ひいては燃焼室から離反する方向への内側の弁ニードル４６の運動はピストンロッド６１に形成されたカラー５７によって制限される。このカラーは全ノズル行程の経過後にストッパディスク５８に当接する。
【００１８】
外側のばね室５４はその壁に、外側のばね室５４を流入室２８へ連通せしめる接続孔６８を有している。同じ形式で内側のばね室６４はその壁に、内側のばね室６４を流入室２８に連通せしめる接続孔６７を有している。流入室２８内には常に低圧が支配しているため、外側のばね室５４内のみならず内側のばね室内にも比較的高い圧力は生じない。一般に、圧力が１００ｋＰａを越えることはない。
【００１９】
ばね受け５０は外側のばね室５４内で極めてわずかな遊びを介して案内されている。これに対して、中間ディスク３６では中央開口３７とばね受け５０との間に環状室７４が形成されている。この環状室７４を常に無圧に保つために、中間ディスク３６と、第２の弁体３４と、第１の弁体３２とに戻し通路７６が形成されており、該戻し通路は、シリンダヘッド１内に形成された戻し通路５に環状室７４を連通せしめており、この戻し通路５は燃料戻しシステムの一部を成していて常に無圧であり、従って環状室７４もまた同様に無圧に保たれる。圧力室４１から内側の弁ニードル４６と外側の弁ニードル４４との間へ入った燃料をも戻し通路５内へ排出案内するために、ばね受け５０内には中央孔５１を環状室７４に連通せしめる横通路７８が形成されている。圧力室４１内が高圧であるために外側の弁ニードル４４と内側の弁ニードル４６との間へ入った燃料は、外側のばね室２４と圧力室４１との間の圧力差によって駆動されて、外側のばね室５４へ向かって両方の弁ニードル４４，４６の間へ流入し、かつ次いでピストンロッド６１とばね受け５０の中央孔５１との間に達する。次いで燃料は横孔７８を通って環状室７４へ、次いで戻し通路５内へ流れる。これにより、圧力室４１から外側のばね室５４内への燃料流入が妨げられる。
【００２０】
上記燃料噴射システムの機能は次の通りである。
【００２１】
内燃機関のカム８の回転によって揺動レバー１０が操作される。最初は燃焼室とは逆の側の終端位置に位置していたポンプピストン１６がいまや揺動レバー１０によって燃焼室へ向かって押圧され、その結果、燃料がポンプ作業室１８から吐出される。噴射サイクルの開始時には制御弁２０が開放されており、その結果、燃料がポンプ作業室１８から接続通路２４と流入通路２２とを介して流入室２８内へ搬送される。このことによりポンプ作業室１８内にはその容積が大きいことにより、わずかに高い燃料圧しか生じない。噴射が行われる際には、制御弁２０が接続通路２４と流入通路２２との連通を閉鎖する。ポンプピストン１６がポンプ作業室１８内の燃料を圧縮し、これによりポンプ作業室内に高い燃料圧が形成される。燃料は第１の弁体３２の端面に形成された切欠２９を介して高圧通路４０内へ案内され、その場所からノズル体３８の圧力室４１内に達する。圧力室４１内の圧力上昇により、外側の弁ニードル４４の圧力肩４７と、該弁ニードルの弁シール面４３の部分とに作用する液圧的な力が生じる。圧力肩４７に作用する液圧的な力が外側の閉鎖ばね５２の閉鎖力を上回ると、外側の弁ニードル４４が弁座４８から離反する方向に運動して、外側の噴口列７０を開放する。圧力室４１内の加圧下の燃料が弁シール面４３と弁座４８との間を通って流れて、外側の噴口列７０を通して内燃機関の燃焼室内に噴射される。外側の噴口列７０が全噴射横断面の一部分、例えば３０％から５０％であるので、噴射も最大可能な噴射率の一部分でしか行われない。内側の弁ニードル４６は始めは閉じたままであり、要するに弁座４８に当接している。その理由は、外側の弁ニードル４４が弁座４８から持上げられた後に初めて内側の弁ニードル４６の圧力面１４５が圧力室４１内の燃料圧によって負荷されるからである。制御弁２０が開かれたままであれば、圧力室４１内の燃料圧は内側の弁ニードル４６の圧力面１４５へ作用する液圧的な力が内側の閉鎖ばね６２の力を上回るまでさらに上昇する。内側の閉鎖ばね６２の力に対する、圧力面１４５の液圧的な有効面の比が外側の弁ニードル４４のそれに比して明らかに小さいため、内側の弁ニードル４６は圧力室４１内の圧力が外側の弁ニードル４４の場合より著しく高くなった際に初めて開放される。内側の弁ニードル４６も弁座４８から持上げられるやいなや、燃料は圧力室４１から内側の噴口列７２へ向かって流れ、次いで内燃機関の燃焼室内へ噴射される。噴射弁３０はいまや全横断面が開放され、かつ最大に供用される噴射圧で燃料を内燃機関の燃焼室内へ噴射する。燃料の噴射を終了させる際には、制御弁２０が流入通路２２と接続通路２４との接続を開放する。このことにより、ポンプ作業室１８が改めて流入室２８に連通し、その結果、ポンプ作業室１８内の圧力が著しく急速に低下する。このことにより、高圧通路４０内の圧力ひいては圧力室４１内の圧力も低下し、その結果、外側の弁ニードル４４もしくは内側の弁ニードル４６へ作用する液圧的な力が急速に低下する。内側の閉鎖ばね６２もしくは外側の閉鎖ばね５２の力がいまや再び弁ニードル４４，４６に作用する液圧的な力より大きくなるため、これらの弁ニードルはそれらの閉鎖位置へ滑動して戻り、要するに弁座４８に当接して、これにより噴口列７０，７２を閉鎖する。その間に下方の反転点に達していたピストンポンプ１６がいまや再び逆方向に運動し、その結果、今や燃料はポンプピストン１６がその上方の反転点に達するまで、流入室２８から接続通路２４と流入通路２２とを介してポンプ作業室１８に流入する。次いで噴射サイクルが新たに開始される。
【００２２】
内燃機関の燃焼室内への燃料噴射を終了させるために制御弁２０が開放された際に、ポンプ作業室１８内の燃料が流入室２８内にリリーフされる。このことにより、流入室２８内に短時間の圧力上昇が生じ、この圧力上昇が接続孔６７もしくは接続孔６８を介して内側のばね室６４もしくは外側のばね室５４内へ伝達される。ばね室５４，６４内での短時間のこの圧力上昇によって、ピストン６０もしくはばね受け５０へ作用する液圧的な力が生じる。この力は閉鎖ばね６２，５２の力と同じ方向に作用し、これにより両方の弁ニードル４４，４６の閉鎖を加速する。ピストンが比較的大きな遊びをもって内側のばね室６４内に配置されていてもよい。ピストン６０に作用する液圧的な力はこの場合には若干弱まるが、しかし場合によってはそれで十分である。
【００２３】
接続孔６７，６８内にはそれぞれ１つの絞り１５７が配置されており、その絞り作用によってばね室５４内に圧力振動が生じないことが保証される。流入室２８の容積が大きいため、かつ該流入室２８がシリンダヘッド内の流入通路３に連通していることによって、圧力衝撃は流入室２８内で極めて迅速に減衰し、その結果、ばね室５４，６４内の短時間の圧力上昇も短い期間で済み、かつ直ちに再び流入通路３内の圧力に相応するコンスタントな低い燃料圧が調整される。ばね受け５０へ作用する液圧的な力が部分的に再び環状室７４内の相応する圧力上昇によって相殺されないように、ばね受け５０はわずかな遊びを介して外側のばね室５４内で案内されている。戻し通路７６によって、環状室７４が無圧となり、かつ外側のばね室５４内の短時間の圧力上昇がばね受け５０にフルに作用することができることが保証される。
【００２４】
両方の噴口列７０，７２による噴射の他に、例えば、燃料の主噴射に先立つ前噴射でわずかな燃料量を噴射するために外側の噴口列７０だけに燃料が流入するようにすることもできる。このことのために、外側の弁ニードル４４が弁座４８から持上げられた後に、しかも圧力室４１内の圧力上昇が内側の弁ニードル４６をその閉鎖位置から運動させるに十分となる前に、制御弁２０が再び閉鎖される。圧力室４１内の圧力低下の導入によって、外側の弁ニードル４４は再び弁座４８に当接するその閉鎖位置へ戻され、かつその際、内側の弁ニードル４６はその閉鎖位置に維持される。外側の弁ニードル４４が内側の弁ニードル４６上で案内されているため、この前噴射時に外側の弁ニードル４４の正確な案内と、ひいては外側の噴口列７０のすべての噴口による極めて均一な噴射とが生じる。
【００２５】
図６は噴射サイクルの時間を横軸とし、ニードル行程ｈと噴射率Ｒとを縦軸としたグラフを示す。上の線図にはニードル行程ｈが縦軸に目盛られており、その場合、外側の弁ニードル４４のニードル行程が破線で、かつ内側の弁ニードル４６のニードル行程が実線で示されている。要するに、この線図には前噴射と主噴射とに分けられた噴射サイクルが示されている。制御弁２０の第１の閉鎖によって、外側の弁ニードル４４のニードル行程、ひいては供用される噴射横断面のほぼ半分の開放制御、要するに外側の噴口列７０の開放制御が生じる。下の線図に示された噴射率Ｒは、符号ｐで示されたパイロット噴射（前噴射）が制御弁２０の開放により再び終了するまで短時間上昇する。若干の時間の後に制御弁２０の新たな閉鎖によって主噴射が行われる。この場合もまずはじめに外側の弁ニードル４４が開放され、その結果、その行程ｈが相応して上昇し、このことが下の線図にＢで示されたいわゆるブート噴射をもたらす。これにより噴射率Ｒが上昇するが、しかしこの上昇はその最大値のほぼ半分ほどにすぎない。外側の弁ニードル４４の開放圧と内側の弁ニードル４６の開放圧との比によって測定された時間Δｔの後に、内側の弁ニードル４６も開放されて、その最大行程まで走行する。このことにより、噴射率Ｒは最大値まで上昇してその最大値に維持され、次いで制御弁２０の開放により噴射が全体として終了する。両方の弁ニードル４４，４６の行程ひいては噴射率Ｒが再びゼロへ降下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
内燃機関のシリンダヘッド内での組込み位置で本発明による燃料噴射システムの１実施例を縦断面で示す。
【図２】
噴射弁の拡大図を示す。
【図３】
図２の弁座の領域の拡大を示す。
【図４】
図２のばね受けの領域の拡大を示す。
【図５】
図２の内側のばね室の領域を示す。
【図６】
弁ニードル行程の時間的経過と１噴射サイクル中の噴射率とを示す２つの線図を示す。
【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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