(57)【要約】  本発明は、燃料噴射弁であって、長手方向運動によって少なくとも１つの外側の噴射口（２２）を開閉するために弁座（２０）と共働する弁外側ニードル（１５）が設けられており、該弁外側ニードル（１５）内に、長手方向運動によって少なくとも１つの内側の噴射口（２４）を開閉するために弁座（２０）と共働する弁内側ニードル（１７）が配置されており、圧力下にある燃料を充填可能な制御室（２８）における燃料圧が、弁外側ニードル（１５）及び弁内側ニードル（１７）に対して作用し、これによって弁内側ニードル（１７）及び弁外側ニードル（１５）に対して弁座（２０）の方向における閉鎖力が加えられるようになっており、弁内側ニードル（１７）に内側の受圧面（４８）が配置され、弁外側ニードル（１５）に外側の受圧面（４９）が配置されていて、両受圧面（４８，４９）が圧力負荷時にそれぞれ、閉鎖力とは逆向きの液圧による開放力を弁内側ニードル（１７）及び弁外側ニードル（１５）に加えるようになっており、さらに弁外側ニードル（１５）が供給室（１２）によって少なくとも部分的に取り囲まれていて、該供給室（１２）内に常に圧力下にある燃料が存在している形式のものに関する。このような形式の燃料噴射弁において本発明の構成では、供給室（１２）における燃料圧によって常に、内側の受圧面（４８）及び外側の受圧面（４９）が負荷されている。
2007530862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の燃料噴射弁であって、長手方向運動によって少なくとも１つの外側の噴射口（２２）を開閉するために弁座（２０）と共働する弁外側ニードル（１５）と、該弁外側ニードル（１５）内に配置されていて長手方向運動によって少なくとも１つの内側の噴射口（２４）を開閉するために弁座（２０）と共働する弁内側ニードル（１７）と、圧力下にある燃料を充填可能な制御室（２８）とが設けられており、燃料圧が弁外側ニードル（１５）及び弁内側ニードル（１７）に対して作用し、これによって弁内側ニードル（１７）及び弁外側ニードル（１５）に対して弁座（２０）の方向における閉鎖力が加えられるようになっており、弁外側ニードル（１５）を少なくとも部分的に取り囲む供給室（１２）が設けられていて、該供給室（１２）が圧力下にある燃料によって充填可能である形式のものにおいて、
供給室（１２）における燃料圧によって、閉鎖力とは逆向きの開放力が、弁内側ニードル（１７）及び弁外側ニードル（１５）に対して作用することを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射弁。
【請求項２】
弁内側ニードル（１７）と弁外側ニードル（１５）との間に中間室（５０）が形成されていて、該中間室（５０）が常に供給室（１２）と液圧的に接続されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
弁内側ニードル（１７）に、中間室（５０）における圧力によって負荷される内側の受圧面（４８）が形成されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
中間室（５０）と供給室（１２）との間における接続部が、弁外側ニードル（１５）に形成された少なくとも１つの接続孔（３８）を介して形成されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
弁外側ニードル（１５）の内側に段部（４７）が形成されていて、該段部（４７）が弁内側ニードル（１７）の内側の受圧面（４８）に向かい合って位置していて、同段部（４７）が、弁座（２０）における弁内側ニードル（１７）及び弁外側ニードル（１５）の接触時に内側の受圧面（４８）から軸方向に間隔をおいて位置している、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
弁内側ニードル（１７）が、弁座（２０）からの上昇後及び開放行程（ｈｉ）の実施後に、その端面（５６）で位置固定のストッパに接触し、かつ弁外側ニードル（１７）が開放行程（ｈａ）の実施後に、その端面（５８）で位置固定のストッパに接触するようになっており、この場合両方の開放行程が次のように、すなわち弁外側ニードル（１５）及び弁内側ニードル（１７）がその開放位置を占めている場合に、弁外側ニードル（１５）の段部（４７）が肩部として形成された内側の受圧面（４８）から間隔をおいて位置するように、互いに設定されている、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
弁内側ニードル（１７）が、弁座（２０）からの上昇後及び開放行程（ｈｉ）の実施後に、開放位置に移動し、この際に弁内側ニードル（１７）がその端面で位置固定のストッパに接触し、かつ弁外側ニードル（１７）が開放行程（ｈａ）の実施時に、内側の受圧面（４８）における段部（４７）と接触する、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
弁内側ニードル（１７）が弁座（２０）への閉鎖運動時に、段部（４７）における接触によって開放された弁外側ニードル（１５）を閉鎖方向に運動させる、請求項５から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
供給室が供給絞り（３４）を介して、圧力下にある燃料によって充填可能であり、かつ弁内側ニードル（１７）が供給絞り（３４）を位置固定のストッパにおける接触時に閉鎖する、請求項６又は７記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
内側の受圧面（４８）及び段部（４７）が円錐形に形成されており、該内側の受圧面（４８）及び段部（４７）の円錐面が異なった開放角度を有していて、その結果段部（４７）がシール縁（５１）で内側の受圧面（４８）に接触することができ、この際に接続孔（３８）を介した供給室（１２）と中間室（５０）との接続部が切り離される、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
弁座（２０）がほぼ円錐形に形成されていて、該弁座（２０）から少なくとも１つの外側の噴射口（２２）及び内側の噴射口（２４）が延びており、弁外側ニードル（１５）が外側の噴射口（２２）を制御し、かつ弁内側ニードル（１７）が内側の噴射口（２４）を制御する、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項１２】
外側の弁シール面（１８）が弁外側ニードル（１５）に成形されていて、弁座（２０）における弁外側ニードル（１５）の接触時に外側の噴射口（２２）が上流側及び下流側においてシールされる、請求項１１記載の燃料噴射弁。
【請求項１３】
弁外側ニードル（１５）における外側の弁シール面（１８）が、外側のシール縁（２５）と内側のシール縁（２７）とを有しており、両シール縁のうちの外側のシール縁（２５）が外側の噴射口（２２）の上流側でかつ内側のシール縁（２７）が外側の噴射口（２２）の下流側で弁座（２０）に接触し、外側の噴射口（２２）を両流れ方向においてシールする、請求項１２記載の燃料噴射弁。
【請求項１４】
制御室（２８）が供給絞り（３４）を介して供給通路（９）と接続されていて、排出通路（３６）を介して燃料タンク（４２）と接続されており、さらに排出通路（３６）に、該排出通路（３６）を開閉する制御弁（２ポート２位置方向切換え弁４０）が配置されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項１５】
制御室（２８）が排出通路（３６）を介して燃料タンク（４２）と接続可能であり、排出通路（３６）、燃料タンク（４２）及び供給通路（９）が制御弁（３ポート２位置方向切換え弁４０′）と接続されていて、該制御弁（４０′）の第１の切換え位置において排出通路（３６）が燃料タンク（４２）と接続され、かつ第２の切換え位置において供給通路（９）と接続される、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項１６】
弁内側ニードル（１７）に円筒形の付加部（４４）と別の円筒形の付加部（３９）とが形成されており、両円筒形の付加部（４４，３９）が軸方向において互いに間隔をおいて位置していて、次のように、すなわち円筒形の付加部（３９；４４）が弁内側ニードル（１７）と弁外側ニードル（１５）とを液圧的にシールするように形成されており、さらに液圧的な付加部（３９；４４）によって、絞り孔（３７）を介して供給室（１２）と接続されている制御容積室（５３）が画成される、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項１７】
制御容積室（５３）と絞り孔（３７）とが次のように、すなわち弁外側ニードル（１５）が燃料噴射弁の最大噴射量時に位置固定のストッパに接触しないように、設計されている（弾道学的な運転）、請求項１６記載の燃料噴射弁。
【請求項１８】
弁外側ニードル（１５）の閉鎖速度と弁内側ニードル（１７）の閉鎖速度とが互いに次のように、すなわち弁外側ニードル（１５）及び弁内側ニードル（１７）が燃料噴射弁の最大噴射量の場合に閉鎖運動時に同時に弁座（２０）に接触するように、合わせられている、請求項１７記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＥ１０２０５９７０Ａ１に基づいて公知の内燃機関用の燃料噴射弁に関する。この公知の燃料噴射弁では弁外側ニードルと弁内側ニードルとが配置されていて、両弁ニードルは共に長手方向摺動可能であり、弁内側ニードルは弁外側ニードル内に配置されている。両弁ニードルは相応に形成されたシール面で弁座と共働し、そしてそれぞれ少なくとも１つの噴射口の開放を制御する。弁外側ニードル及び弁内側ニードルにはそれぞれ受圧面が形成されており、各受圧面は燃料圧による負荷時に、弁座から離れる方向の開放力をそれぞれの弁ニードルに加える。さらにハウジング内に制御室が形成されていて、この制御室の圧力によって、開放力とは逆向きの閉鎖力が弁外側ニードル及び弁内側ニードルに対して加えられる。この場合制御室は圧力下にある燃料によって充填可能であり、制御室における圧力は弁を介して調整可能である。
【０００２】
公知の燃料噴射弁では弁外側ニードルは、噴射圧下にある燃料によって常に負荷される。制御室における放圧時に弁外側ニードルは会報誌、噴射口を開放する。その後で初めて弁内側ニードル及びその受圧面は燃料圧によって負荷され、その結果弁内側ニードルは弁外側ニードルの後で開放する。
【０００３】
この公知の燃料噴射弁には次のような欠点がある。すなわちこの燃料噴射弁では、弁外側ニードルと弁内側ニードルとの間の中間室における燃料圧が周期的に変動し、その結果弁外側ニードルは圧力差に応じて程度の差こそあれ強く半径方向外側に向かって押圧される。これによって弁外側ニードルと弁内側ニードルとの間における滑り摩擦が変化し、これにより弁内側ニードルにおける弁外側ニードルの摩擦が高められたり、引っ掛かりが生じたりする。さらに、内燃機関の特定の運転状態において有利である弁内側ニードルを弁外側ニードルの前に開放することが不可能になる。公知の燃料噴射弁にはさらに、両方の弁ニードルが相前後して閉鎖するという欠点がある。弁ニードルのこのように順次閉鎖すると、燃料が低圧で噴射口を通って燃焼室に達してしまうことがあり、これにより燃焼室における炭化水素エミッションが高まってしまう。このような現象は特に、弁外側ニードルが弁内側ニードルの前に閉鎖する場合に生じる。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載されたように構成された本発明による燃料噴射弁には、公知の燃料噴射弁に比べて次のような利点がある。すなわち本発明による燃料噴射弁では、弁内側ニードルが弁外側ニードルの前に開放することができ、このことは噴射経過パターンにおける大きな設計自由度を可能にする。そのために弁内側ニードルと弁外側ニードルとは常に供給室の燃料によって負荷されていて、これによって閉鎖力とは逆向きの開放力が両弁ニードルに対して加えられるようになっている。両弁ニードルにおけるそれぞれ圧力負荷される面を適宜に設計することによって弁外側ニードル及び弁内側ニードルの異なった開放圧を得ることができるので、制御室における圧力調整によって弁内側ニードルを弁外側ニードルの前に開放することが可能である。
【０００５】
請求項２以下には本発明の別の有利な構成が記載されている。本発明の第１の有利な構成では、弁外側ニードルと弁内側ニードルとの間における中間室が常に供給室と液圧的に接続されている。この場合内側の受圧面が中間室の圧力によって負荷されるので、弁内側ニードルに対する所望の開放力が生ぜしめられる。中間室と供給室とが液圧的に接続されることによって、弁外側ニードルの外側と内側とにおける圧力差に基づく弁外側ニードルの変形が回避され、その結果弁外側ニードルと弁内側ニードルとの間における摩擦は常に僅かなままであり、両弁ニードルの間においてひっかかりや過剰な摩擦が生じることはなくなる。この接続部は有利には接続孔を介して形成され、この接続孔はほぼ半径方向において弁外側ニードル内を延びていて、有利には弁外側ニードルの全周にわたって複数の接続孔が分配配置されている。
【０００６】
本発明による燃料噴射弁の別の有利な構成では、弁外側ニードルの内側に段部が形成されていて、該段部には弁内側ニードルの内側の受圧肩部が向かい合って位置している。そしてこの場合弁外側ニードルの内側に設けられた段部と内側の受圧肩部との間における軸方向間隔は次のように、すなわち弁座における弁内側ニードル及び弁外側ニードルの接触時に内側の受圧面が段部から間隔を保つように、設定されている。このように構成されていると、段部の上において中間室に導入される燃料は絞られることなく内側の噴射口に流入することができる。また、弁内側ニードルの開放行程と弁外側ニードルの開放行程とは、互いに次のように、すなわち両弁ニードルが開放位置において、弁外側ニードルの段部がなお内側の受圧肩部から軸方向間隔を有するように互いに位置決めされるように、調整されている。これによって、妨げられずかつ絞られずに、すべての噴射口への燃料の流入が保証される。択一的にまた、弁外側ニードルの行程ストッパが内側の受圧面における段部の接触によって形成されるような構成も可能である。このように構成されていると、両弁ニードルの開放時に中間室において圧力降下が生じ、これによって弁外側ニードルは押圧力によって弁内側ニードルに押し付けられるので、閉鎖運動時における弁外側ニードルの先行が回避される。ひいては弁内側ニードルと弁外側ニードルとの同期的な閉鎖が保証される。
【０００７】
本発明の別の有利な構成では、内側の受圧面からの段部の軸方向間隔が次のように、すなわちこの軸方向間隔が両弁ニードルの開放時に弁内側ニードルの開放行程よりも小さくなるように、設定されている。このように構成されていると、弁内側ニードルはその閉鎖運動時に弁外側ニードルを連行し、これによって弁外側ニードルを弁座に向かって強制運動させる。弁座への弁外側ニードルの接近時に、外側の噴射口への燃料流が強く絞られるので、その結果弁外側ニードルに対する液圧による開放力は減じられ、弁外側ニードルをその閉鎖位置へと加速して押し戻す。これによって弁外側ニードルは極めて短時間のうちに弁内側ニードルの後で弁座に載着する。
【０００８】
本発明の別の有利な構成では、弁外側ニードルに２つのシール縁を備えた弁シール面が形成されており、この場合外側のシール縁は外側の噴射口の上流側でかつ内側のシール縁は外側の噴射口の下流側で弁座に接触する。これによって、外側の噴射口が弁内側ニードルの開放時にも液圧的に閉鎖されこと及び燃料が外側の噴射口を通ってコントロールされずに燃焼室内に達することは、確実に回避される。
【０００９】
本発明のさらに別の有利な構成では、弁外側ニードルと弁内側ニードルとの間に制御容積室が形成され、この制御容積室は液圧式の連行体として働く。これによって弁外側ニードルの運動に対して弁内側ニードルによって影響を与えることができ、しかもこの際に両弁ニードルの間においては、通常、高められたノイズ発生や摩耗の問題を引き起こす機械的な接触は生じない。
【００１０】
図面
次に図面を参照しながら本発明による燃料噴射弁の実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明による燃料噴射弁を略示された周辺構成部材と共に示す縦断面図であり、
図２は、燃料噴射弁の右半部だけを拡大して示す図であり、
図３は、図２に示された実施例における弁ニードルの１つの開放位置を示す図であり、
図４は、図２に示された実施例における弁ニードルの別の開放位置を示す図であり、
図５は、図２に示された実施例における弁ニードルのさらに別の開放位置を示す図であり、
図６は、別の実施例による弁外側ニードルの、図４に相当する開放位置を示す図であり、
図７は、本発明による燃料噴射弁の別の実施例を略示された周辺構成部材と共に示す縦断面図であり、
図８は、図７に示された燃料噴射弁の右半部だけを拡大して示す図であり、
図９は、本発明による燃料噴射弁のさらに別の実施例を略示された周辺構成部材と共に示す縦断面図である。
【００１２】
実施例の記載
図１には、本発明による燃料噴射弁が縦断面図で示されている。この燃料噴射弁１は、部分的に示された保持体３と、絞りプレート５と弁本体７とを有しており、これらの部材３，５，７は図示されていない装置によってこの順番で互いに押し合わせられる。弁本体７には供給室１２が形成されていて、この供給室１２はほぼ段付の孔として形成されており、この孔は燃焼室側の端部において、ほぼ円錐形の弁座２０によって画成される。この弁座２０からは外側の噴射口２２と内側の噴射口２４とが延びており、これらの噴射口２２，２４は燃料噴射弁の取付け状態において内燃機関の燃焼室に開口している。外側の噴射口２２は図示の実施例では、内側の噴射口２４に比べて大きな直径を有している。供給室１２には弁外側ニードル１５が配置されており、この弁外側ニードル１５は中空ニードルとして形成されていて、従って内壁３１を有し、さらに弁座側の端部にほぼ円錐形の外側の弁シール面１８を有している。弁外側ニードル１５には中央領域にカラー６２が形成されており、このカラー６２で弁外側ニードル１５は供給室１２のガイド区分６０において案内されており、これによって弁外側ニードル１５は供給室１２において長手方向摺動可能である。長手方向運動によって弁外側ニードル１５はその外側の弁シール面１８で弁座２０と共働し、これによって外側の噴射口２２は開閉される。図２に示されているように、外側の弁シール面１８は外側のシール縁２５と内側のシール縁２７とを有しており、その結果外側の噴射口２２は弁座２０における弁外側ニードル１５の接触時に、上流側及び下流側においてシールされる。噴射口２２，２４に向かっての燃料貫流を可能にするために、カラー６２には研削部（Anschliffe）６４が形成されており、これらの研削部６４の横断面及び数は、噴射口２２，２４への燃料の絞られない通流が可能であるように、設定されている。
【００１３】
弁外側ニードル１５内には、ピストン形の弁内側ニードル１７が長手方向摺動可能に配置されており、この弁内側ニードル１７は弁座とは反対側の円筒形の付加部４４で弁外側ニードル１５内において案内されている。さらに弁内側ニードル１７は、弁座２０に向かって配置された第２のガイド４５で、弁外側ニードル１５内において案内されており、その結果弁内側ニードル１７の正確な軸方向運動が保証されている。ガイド４５には、ほぼ研削部の形状で貫通部が形成されており、これらの貫通部は、弁内側ニードル１７と弁外側ニードル１５との間に形成された中間室５０において弁座２０に向かってほとんど絞られない燃料流を可能にする。弁内側ニードル１７はその弁座側の端部に内側の弁シール面１９を有しており、この内側の弁シール面１９で弁内側ニードル１７は弁座２０と共働し、そして弁外側ニードル１５が外側の噴射口２２を制御するのと同様な形式で、内側の噴射口２４の開口を制御する。
【００１４】
弁内側ニードル１７の端面５６と、弁外側ニードル１５のリング円板形の端面５８と、絞りプレート５と、弁外側ニードル１５の弁座とは反対側の端部に配置されていて該弁外側ニードル１５を取り囲んでいるスリーブ２６とによって、制御室２８は画成されており、この制御室２８は燃料によって満たされていて、その圧力は調整可能である。制御室２８は、絞りプレート１５に形成された供給絞り３４を介して、供給通路９と接続されおり、この供給通路９を介して供給室１２は高圧下の燃料によって充填可能である。さらに絞りプレート５には排出絞り３６が形成されていて、この排出絞り３６を介して制御室２８は燃料タンク４２と接続可能であり、この燃料タンク４２には常に低い燃料圧が存在している。制御室２８から燃料タンク４２への接続管路には、接続部を開閉する制御弁４０が配置されている。この制御弁４０は図示の実施例では２ポート２位置方向切換え弁として形成されている。
【００１５】
制御室２８には内側の閉鎖ばね３０が、予負荷された状態で配置されており、この内側の閉鎖ばね３０は弁内側ニードル１７のばね段部５４に支持されていて、他方の端部で絞り円板５に支持されている。内側の閉鎖ばね３０によって力が、弁座２０の方向で弁内側ニードル１７に対して加えられる。内側の閉鎖ばね３０と同様に作用するように相応に、供給室１２には外側の閉鎖ばね３２が配置されており、この外側の閉鎖ばね３２は一方の端部でスリーブ２６に支持され、他方の端部で、弁外側ニードル１５に載設されたリング３５に支持されている。外側の閉鎖ばね３２の予負荷に基づいて、弁外側ニードル１５には弁座２０の方向で閉鎖力が作用する。これにより内側の閉鎖ばね３０と外側の閉鎖ばね３２とによって、特に内燃機関の遮断時にその他の力が作用しない限り、弁外側ニードル１５及び弁内側ニードル１７を閉鎖位置に保つことが、保証されている。閉鎖ばね３２はさらに次のように設定されている。すなわちこの場合、制御室２８における圧力が低い場合、ひいては液圧による閉鎖圧が低い場合でも、弁外側ニードル１５に対する閉鎖力が、閉鎖位置において両シール縁２５，２７を弁座２０に対してシールするのに十分であるように、設定されている。そのために必要な力を低く保つために、シール縁２７の領域においては、内壁３１に対して小さな壁厚が設けられている。
【００１６】
弁外側ニードル１５には接続孔３８が形成されていて、この接続孔３８は、常に高い燃料圧が存在している供給室１２を、中間室５０と接続している。接続孔３８を通して、弁内側ニードル１７の内側の受圧面４８、つまり弁接続孔３８に対して弁座側において弁内側ニードル１７に形成されている受圧面４８は、供給室１２の燃料圧によって負荷される。これによって生じる液圧力は、弁座２０から離反する方向に作用し、内側の閉鎖ばね３０の力とは逆向きに作用する。内側の受圧面４８に対向して、弁外側ニードル１５の内側には段部４７が形成されており、この段部４７は弁外側ニードル１５及び弁内側ニードル１７の閉鎖位置において、つまりこれらのニードル１５，１７が弁座２０に接触している場合に、内側の受圧面４８から軸方向に間隔をおいて位置している。この間隔は図２においてｈｍで示されている。弁外側ニードル１５には同様に外側の受圧面４９が形成されており、この外側の受圧面４９は供給室１２における燃料圧によって負荷され、これによって弁外側ニードル１５は、外側の閉鎖ばね３２の閉鎖力とは逆向きの開放力を受ける。カラー６２における研削部６４によって、外側の受圧面４９が常に全燃料圧によって負荷されていることが保証されている。
【００１７】
燃料噴射弁の作用形式は以下の通りである：
噴射の開始時に制御弁４０は閉鎖されており、その結果制御室２８と燃料タンク４２との間における接続部は中断されている。これによって供給絞り３４を介して制御室２８内には、供給通路９を介した接続に基づいて常に高い燃料圧に保たれる供給室１２内におけると同じ圧力が形成される。制御室２８における圧力によって、弁内側ニードル１７の、弁座とは反対側の端面５６及びばね段部５４並びに弁外側ニードル１５の端面５８に対して作用する液圧力が生じる。弁外側ニードル１５及び弁内側ニードル１７は、閉鎖ばね３０，３２の力に加えて、制御室２８及び圧力室１２における液圧と、内側の弁シール面１９及び外側の弁シール面１８を部分的に負荷する燃焼室圧との間における差圧によって、閉鎖ポジションに保たれる。そのために端面５６，５８の面積、弁シール面１９，２３及び、圧力室１２の燃料圧によって負荷される弁内側ニードル１７及び弁外側ニードル１５のその他の面積は、相応に設計される。
【００１８】
噴射を行いたい場合には、制御弁４０が開放され、これによって排出絞り３６を介して燃料が制御室２８から流出し、そこにおける燃料圧が降下する。これによって弁内側ニードル１７の端面に対して作用する液圧力が低下し、その結果弁内側ニードル１７は、内側の弁シール面１９の部分及び内側の受圧面４８に対して作用する液圧力によって駆動されて、弁座２０から持ち上がり、この上昇動作は、開放行程ｈｉの通過後に端面５６が絞り円板５に接触するまで続く。燃料噴射弁のこの調節は図３に示されている。供給室１２から接続孔３８及び中間室５０を通って内側の弁シール面１９と弁座２０との間を貫いて内側の噴射口２４に達するまでの燃料経路は、これによって開放制御され、その結果内側の噴射口２４を通しての燃料噴射が行われる。外側の弁シール面１８に形成されたシール縁２５，２７は、外側の噴射口２２をシールしているので、これにより外側の噴射口２２は依然として閉鎖されたままである。
【００１９】
制御室２８における燃料圧がさらに降下すると、最終的に弁外側ニードル１５の開放圧が得られ、つまりこの圧力では端面５８及び段部４７に作用する液圧による閉鎖力と閉鎖ばね３２の力との総和が、外側の弁シール面１８の、燃料によって負荷される部分面及び外側の受圧面４９に対して作用する液圧による開放力の総和よりも小さくなる。そして弁外側ニードル１５は弁座２０から持ち上がり、開放行程ｈａを実施し、これは弁外側ニードル１５の端面５８が絞り円板５に接触するまで続く。燃料噴射弁のこの位置は図４に示されている。この場合弁外側ニードル１５の開放行程は、弁外側ニードル１５の開放位置において段部４７と内側の受圧面４８との間に軸方向間隔が残されるように、設定されている。また制御弁４０の閉鎖によって弁外側ニードル１５はその閉鎖位置に再び早期に達することができ、これによってほとんど燃料は燃焼室に達しない。この開放位置において一方では燃料が接続孔３８及び中間室５０と第２のガイド４５における研削部とを通って、内側の噴射口２４に達し、かつ他方では燃料が供給室１２から外側の弁シール面１８と弁座２０との間における研削部６４とを通って外側の噴射口２２に達し、その結果すべての噴射口を通して燃料が燃焼室内に噴射される。供給室１２及び中間室５０を介しての燃料の流入によって、すべての噴射口２２，２４には最適に燃料が供給され、その結果全圧で多量の燃料を短時間で燃焼室内にもたらすことができる。
【００２０】
噴射を終了するためには制御弁４０が閉鎖され、その結果供給絞り３４を介して補充される燃料によって、制御室２８における燃料圧は再び上昇する。弁ニードルは、制御室２８におけるそれぞれの閉鎖圧の超過後に閉鎖運動を開始し、この場合弁外側ニードル１５の閉鎖圧は、弁内側ニードル１７の閉鎖圧よりも早期に到達される。このことは、一方では外側の閉鎖ばね３２の力がより強いことに基づいており、かつ他方では、外側の弁シール面１８における液圧による圧力が、供給室１２から外側の噴射口２２に向かって流れる燃料の絞りに起因して、弁内側ニードル１７に対して作用する液圧による圧力よりも低いことに基づいている。制御室２８における圧力は弁外側ニードル１５の閉鎖運動中に少なくともほぼ一定に保たれている。それというのは、供給絞り３４を介して行われる燃料流入と制御室２８の増大とが互いに相殺されるからである。弁座２０に弁外側ニードル１５が接近するに連れて、外側の弁シール面１８における絞り作用が増大し、これによって弁外側ニードル１５の閉鎖が加速される。弁外側ニードル１５と弁内側ニードル１７との相対位置は、つまり弁外側ニードル１５が既に弁座２０に載着しているが弁内側ニードル１７は弁座２０に対してなお間隔を有している時の相対位置は、図３に示された状態に相当する。
【００２１】
図５及び図６には、内側の受圧面４８及び段部４７の択一的な構成が示されている。段部４７及び内側の受圧面４８は有利には円錐形の面として形成されており、しかしながら両円錐面は、図２〜４に示されているように同じ開放角を有しているのではなく、内側の受圧面４８の開放角は段部４７の開放角よりも大きい。内側の受圧面４８及び段部４７と弁外側ニードル１５の端面５８との間における軸方向の対応配置形式は、端面５８と絞りプレート５との間に常に間隙が残されるように、設計されている。この状態は図６に示されている。弁外側ニードル１５の開放運動時に段部４７が内側の受圧面４８に接触すると、そこにはシール縁５１が形成され、これによって中間室５０には低い圧力が、弁座２０の領域における圧力状態に相応して生ぜしめられる。供給室１２における圧力及び制御室２８における圧力に比べて、いまや低い中間室５０における圧力によって、閉鎖動作時には弁内側ニードル１７に対して大きな閉鎖力が生ぜしめられる。これに対して弁外側ニードル１５に対しては、閉鎖運動とは逆向きの圧力が外側の受圧面４９に作用し、この受圧面４８は供給室１２の圧力によって負荷されているので、弁外側ニードル１５の閉鎖運動は相応に遅らされる。これによって、閉鎖運動時に弁外側ニードル１５が先行し、弁内側ニードル１７が弁外側ニードル１５よりも遅く閉鎖することが阻止され、このことはさらに、常により大きな座絞り作用（Sitzdrosselung）及びこれに起因する外側の弁シール面１８における圧力低下によって促進される。
【００２２】
図７及び図８にはさらに別の実施例が示されており、この別の実施例では、以下において単に、既に述べた実施例との相違点についてだけ述べる。この実施例では供給絞り３４は絞り円板５に次のように、すなわち弁内側ニードル１７が供給絞り３４を絞りプレート５における接触時に部分的にもしくは完全に閉鎖するように、配置されている。弁内側ニードル１７の端面５６は、絞りプレート５に対して平行な面として形成されていて、食い付き縁５５を備えており、この食い付き縁５５は、この箇所における十分なシールのために役立つ。制御室２８への供給絞り３４を通る燃料供給の部分的もしくは完全な中断によって、制御室２８における圧力は、排出絞り３６を通る流出によって極めて迅速に、弁外側ニードル１５もが開放する制御室圧に達するまで、低下する。これによって、弁外側ニードル１５を、弁内側ニードル１７の完全な開放直後に開放させることが、可能になる。さらに弁内側ニードル１７の開放圧と弁外側ニードル１５の開放圧との間における違いを大きくすることができ、しかしながらこれによって弁内側ニードル１７の開放時期と弁外側ニードル１５の開放時期との間における大きな時間の遅れが生じることはない。閉鎖動作を制御するために、図示の実施例では制御弁４０′として３ポート２位置方向切換え弁が設けられており、この３ポート２位置方向切換え弁は第１の切換え位置において排出絞り３６を燃料タンク４２と接続し、これに対して第２の切換え位置では排出絞りが供給通路９と接続される。閉鎖動作時において制御弁４０′はその第２の切換え位置にもたらされ、その結果排出絞り３６を介して燃料は制御室２８内に流入する。この流入によって、供給絞り３４が弁内側ニードル１７によって完全にシールされていても、制御室圧は迅速に高められることができる。弁内側ニードル１７が絞り円板５から持ち上がるや否や、直ちに供給絞り３４及び排出絞り３６を通して燃料が制御室２８に流入し、その結果閉鎖動作は僅かな絞り作用をもって、ひいては高い速度で行われる。
【００２３】
図９に示された実施例では、弁内側ニードル１７と弁外側ニードル１５との液圧的な共働が行われる。段部４７と内側の受圧面４８とが、円筒形の付加部４４及び弁内側ニードル１７に形成された別の円筒形の付加部３９と一緒に、制御容積室５３を閉じ込め、この制御容積室５３は、弁外側ニードル１５に形成された絞り孔３７を通して供給室１２に接続され、液圧式の連行体として働く。円筒形の付加部４４及び別の円筒形の付加部３９は、この場合制御容積室５３を十分にシールしている。制御容積室５３によって、弁内側ニードル１７と弁外側ニードル１５との間における相対運動の液圧的な緩衝を生ぜしめることができ、このことは、制御容積室５３における迅速に降下する圧力と、これによって低下する内側の受圧面４８に対する開放力とに基づいて、弁内側ニードル１７の開放速度を減じる。接続孔３８は、中間室５０への絞られない供給を保証するために、別の円筒形の付加部３９と弁座２０との間に配置されることができる。弁外側ニードル１５の開放時期は有利には、弁内側ニードル１７の開放の終了後の時期に設定され、このことは、図７及び図８に示された実施例との組合せによって保証されることができる。これによって弁外側ニードル１５の開放運動もまた同様に緩衝され、飛躍的な開放が行われることはない。
【００２４】
制御弁４０′の開放時間に関連して、弁外側ニードル１５は該弁外側ニードル１５の全行程ｈａの部分行程を実施し、これによって弁外側ニードル１５及び弁内側ニードル１７の開放時間が延長され、噴射量が相応に増大する。図示の実施例でも同様に３ポート２位置方向切換え弁として形成された制御弁４０′が閉鎖されると、制御室２８における圧力が高まり、これによって弁外側ニードル１５が大きな座絞り（Sitzdrosselung）に基づいてまず初めに動き始めるが、しかしながら弁内側ニードル１７は、弁外側ニードル１５の運動によって増大する制御容積室５３における圧力低下によって、ひいては内側の受圧面４８に作用する開放力の低下によって、弁座２０に向かって連行される。弁内側ニードル１７と弁外側ニードル１５との間における閉鎖順序は、弁内側ニードル１７の行程と弁外側ニードル１５の行程との間における調整及び制御時間に関連している。弁外側ニードル１５の行程ｈａは有利には、弁内側ニードル１７の行程ｈｉに次のように、すなわち最大噴射量時に弁内側ニードル１７と弁外側ニードル１５とが同時に閉鎖し、ひいては所望の噴射量のために最短の噴射時間が可能になるように、調整されている。
【００２５】
制御容積室５３を設計する場合、弁外側ニードル１５が最大噴射量時に位置固定のストッパに接触しないようになっていると、有利である。弁外側ニードル１５は燃料流を、その開放行程運動の開始のために絞る。弁外側ニードル１５がこの絞り領域から運動すると、燃料流は、弁外側ニードル１５の行程とは無関係に、供給室１２から噴射口２２，２４に引き続き流れる。従ってストッパを省くことができ、制御室２８における圧力は適正時期に再び高められ、その結果弁外側ニードル１５は弾道学的（ballistisch）な運転に留まる。これによってまた、弁外側ニードル１５のストッパもしくは当接がないことに基づいて、ノイズも最小になる。
【００２６】
さらに、弁外側ニードル１５の所望の開放行程を得るための面倒かつコストのかかる形成も不要になる。そしてまたストッパにおけるチャタリング（Prellen）に基づく不連続的な運動も回避することができ、このような不連続的な運動は量特性線経過に対して不都合な影響を及ぼす。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による燃料噴射弁を略示された周辺構成部材と共に示す縦断面図である。
【図２】燃料噴射弁の右半部だけを拡大して示す図である。
【図３】図２に示された実施例における弁ニードルの１つの開放位置を示す図である。
【図４】図２に示された実施例における弁ニードルの別の開放位置を示す図である。
【図５】図２に示された実施例における弁ニードルのさらに別の開放位置を示す図である。
【図６】別の実施例による弁外側ニードルの、図４に相当する開放位置を示す図である。
【図７】本発明による燃料噴射弁の別の実施例を略示された周辺構成部材と共に示す縦断面図である。
【図８】図７に示された燃料噴射弁の右半部だけを拡大して示す図である。
【図９】本発明による燃料噴射弁のさらに別の実施例を略示された周辺構成部材と共に示す縦断面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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