(57)【要約】  本発明は、内燃機関、特に直接噴射型のディーゼルエンジンの燃料噴射システムのためのインジェクタであって、インジェクタボディ（１０）内に配置されたピエゾアクチュエータ（１６）が設けられており、該ピエゾアクチュエータ（１６）が第１のばね手段（３５）を介して一端でインジェクタボディ（１０）に、他端でスリーブ状の変換ピストン（３３）に当て付けられて保持されており、インジェクタボディ（１０）に結合され、少なくとも１つのノズル流出開口（２６，２７）を備えたノズルボディ（２０）が設けられており、該ノズルボディ（２０）内に、段付けされた（第１の）のノズルニードル（２１）が軸方向で摺動可能に案内されており、変換ピストン（３３）内に配置された第２のばね手段（５４）が設けられており、該第２のばね手段（５４）が、後側から（第１の）ノズルニードル（２１）に作用する噴射圧と相俟って、（第１の）ノズルニードル（２１）を閉鎖位置に保持しており、かつ変換ピストン（３３）のノズルニードル側の端部に形成された（外側の）制御室（４７）が設けられており、該制御室（４７）が、少なくとも１つの漏れギャップを介して、噴射圧下にある燃料供給部（１８）に接続されており、（第１の）ノズルニードル（２１）が、制御室（４７）内に存在する燃料により開放方向（５５）で負荷されており、かつ（第１の）ノズルニードル（２１）が、（第１の）ノズルニードル（２１）のノズル流出部側の領域よりも大きな直径を有する後側の領域（３１）でもって、変換ピストン（３３）の内室（３２）内に嵌入されている形式のものに関する。  主な特徴は、第１のノズルニードル（２１）が、段部（３８）により段付けされた一貫した同心的な軸方向切欠き（３９）を有しており、該軸方向切欠き（３９）内に、やはり段部（４０）により相応に段付けされた第２のノズルニードル（４１）が軸方向で摺動可能に嵌入されており、軸方向切欠き（３９）内に、該軸方向切欠き（３９）の段部（３８）と、第２のノズルニードル（４１）の段部（４０）との間に、（第２の）内側の制御室（５２）が形成されており、該内側の制御室（５２）が、前記外側の（第１の）制御室（４７）に液圧的に接続されており、制御室容積と、ノズルニードル（２１，４１）の、制御室圧力もしくは燃料供給部（１８，１９）の圧力もしくはばね手段圧力により負荷される面積とが互いに調整されて、両ノズルニードル（２１，４１）が、ピエゾアクチュエータ（１６）に印加される電圧の変更により相前後して開放されるようになっている点にある。
2007506897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、特に直接噴射型のディーゼルエンジンの燃料噴射システムのためのインジェクタであって、インジェクタボディ（１０）内に配置されたピエゾアクチュエータ（１６）が設けられており、該ピエゾアクチュエータ（１６）が第１のばね手段（３５）を介して一端でインジェクタボディ（１０）に、他端でスリーブ状の変換ピストン（３３）に当て付けられて保持されており、インジェクタボディ（１０）に結合され、少なくとも１つのノズル流出開口（２６〜２９）を備えたノズルボディ（２０）が設けられており、該ノズルボディ（２０）内に、段付けされた（第１の）のノズルニードル（２１）が軸方向で摺動可能に案内されており、変換ピストン（３３）内に配置された第２のばね手段（５４）が設けられており、該第２のばね手段（５４）が、後側から（第１の）ノズルニードル（２１）に作用する噴射圧と相俟って、（第１の）ノズルニードル（２１）を閉鎖位置に保持しており、かつ変換ピストン（３３）のノズルニードル側の端部に形成された（外側の）制御室（４７）が設けられており、該制御室（４７）が、少なくとも１つの漏れギャップを介して、噴射圧下にある燃料供給部（１８）に接続されており、（第１の）ノズルニードル（２１）が、（外側の）制御室（４７）内に存在する燃料により開放方向（５５）で負荷されており、かつ（第１の）ノズルニードル（２１）が、（第１の）ノズルニードル（２１）のノズル流出部側の領域よりも大きな直径を有する後側の領域（３１）でもって、変換ピストン（３３）の内室（３２）内に嵌入されている
形式のものにおいて、
第１のノズルニードル（２１）が、段部（３８）により段付けされた一貫した同心的な軸方向切欠き（３９）を有しており、該軸方向切欠き（３９）内に、やはり段部（４０）により相応に段付けされた第２のノズルニードル（４１）が軸方向で摺動可能に嵌入されており、軸方向切欠き（３９）内に、該軸方向切欠き（３９）の段部（３８）と、第２のノズルニードル（４１）の段部（４０）との間に、（第２の）内側の制御室（５２）が形成されており、該内側の制御室（５２）が、前記外側の（第１の）制御室（４７）に液圧的に接続されており、制御室容積と、ノズルニードル（２１，４１）の、制御室圧力もしくは燃料供給部（１８，１９）の圧力もしくはばね手段圧力により負荷される面積とが互いに調整されて、両ノズルニードル（２１，４１）が、ピエゾアクチュエータ（１６）に印加される電圧の変更により相前後して開放されるようになっていることを特徴とする、内燃機関、特に直接噴射型のディーゼルエンジンの燃料噴射システムのためのインジェクタ。
【請求項２】
第２のノズルニードル（４１）の液圧負荷される面積が、第１のノズルニードル（２１）の液圧負荷される面積に比して、第２のノズルニードル（４１）が既に比較的低い制御室圧力（比較的低いピエゾアクチュエータ電圧）時に開放され、それに対して第１のノズルニードル（２１）が比較的高い制御室圧力（比較的高いピエゾアクチュエータ電圧）時に初めて開放されるように構成されている、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項３】
両制御室（４７，５２）が、第１のノズルニードル（２１）を貫通する孔（５３）を通して液圧的に互いに接続されている、請求項１または２記載のインジェクタ。
【請求項４】
変換ピストン（３３）の内室（３２）が燃料供給部（１８）に液圧的に接続されており、第２のノズルニードル（４１）のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部が、変換ピストン（３３）の内部に配置された第３のばね手段（５６）により、閉鎖位置の方向（矢印５５）で負荷されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項５】
第１のノズルニードル（２１）を閉鎖方向（矢印５５）で負荷するばね手段として、圧縮コイルばね（５４）が役立ち、該圧縮コイルばね（５４）が第１のノズルニードル（２１）に対して同軸的に配置されており、一端で第１のノズルニードル（２１）の後側の端面に、他端で変換ピストンの内室（３２）のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部に支持されており、第３のばね手段も圧縮コイルばね（５６）であり、該圧縮コイルばね（５６）が第２のばね手段（圧縮コイルばね５４）に対して同心的に配置されており、第２のばね手段により包囲されており、一端で第２のノズルニードル（４１）に、他端で変換ピストンの内室（３２）のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部に支持されている、請求項４記載のインジェクタ。
【請求項６】
第２のノズルニードル（４１）のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部に、段部（５７）が形成されており、該段部（５７）に、より小さな直径を有するピン部分（５８）が接続しており、第３のばね手段として機能する圧縮コイルばね（５６）がピン部分（５８）に配置されている、請求項５記載のインジェクタ。
【請求項７】
ノズルボディ（２０）のノズル流出部側の領域に、第１のノズルニードル（２１）を同心的に包囲する円筒形の圧力室（４２）が形成されており、該圧力室（４２）が、噴射圧（高圧）下にある燃料供給部（１８）に液圧的に接続されており、第１のノズルニードル（２１）の、第２のノズルニードル（４１）により貫通される軸方向切欠き（３９）が、そのノズル流出部側の（下側の）領域に、直径拡張部を有しており、それにより、第２のノズルニードル（４１）のノズル流出部側の（下側の）領域を包囲する環状円筒形の中空室（５９）が生ぜしめられるようになっており、第１のノズルニードル（２１）内に、少なくとも１つの半径方向孔（６０）が穿設されており、該半径方向孔（６０）が、円筒形の圧力室（４２）を、環状円筒形の中空室（５９）に液圧的に接続する、請求項１から６までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項８】
ノズルボディ（２０）のノズル流出部（６１）が、半径方向外側に位置していて第１の（外側の）ノズルニードル（２１）により操作される単数または複数のノズル流出開口（２８，２９）と、半径方向内側に位置していて第２の（内側の）ノズルニードル（４１）により操作可能な単数または複数のノズル流出開口（２６，２７）とを有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【請求項９】
ノズルボディ（２０）の、ノズル流出開口（２６〜２９）を有する（下側の）端部領域（６１）と、両ノズルニードル（２１もしくは４１）の、それぞれ閉鎖体として機能する端部区分（６２，６３）とが円錐形に形成されており、ノズルニードル（２１もしくは４１）の端部区分（６２，６３）が、共通の閉鎖位置もしくは開放位置において、１つの統一的な円錐面を形成する、請求項１から８までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、特許請求項１の上位概念部に記載された形式のインジェクタに関する。
【０００２】
そのような形式のインジェクタは、（本願の出願時には未公開の）ＤＥ．．．（参照番号３０５５５８）号明細書の対象である。この公知のインジェクタの利点は、その比較的簡単な構造（少ない構成部分）と、ピエゾアクチュエータによるノズルニードルの直接的な制御とにある。ノズルニードル運動の速度は、ピエゾアクチュエータの電圧経過を介して調節されることができる。さらに、この公知のインジェクタは、燃料の戻り流がなくて済む点で優れている。
【０００３】
発明の利点
本発明の課題は、比較的簡単な手段を用いて、ノズル流出部の段階的な起動制御および操作の可能性を提供することである。
【０００４】
本発明により、上記課題は、冒頭で述べた形式のインジェクタにおいて、特許請求項１の特徴部に記載された特徴により解決される。
【０００５】
本発明の根本思想の有利な構成は特許請求項２から９に含まれている。
【０００６】
本発明により、有利には、両ノズルニードルをピエゾアクチュエータの相応の電圧負荷により相前後して起動制御することにより、ノズル流出部を段階的に操作することが可能になる。さらに、本発明によるシステムは、戻り流がなくて済む利点を有している。
【０００７】
図面
図面には本発明の一実施例が示されている。以下にこの実施例について詳細に説明する。
図１：ピエゾアクチュエータを備えた直接制御型のコモンレールインジェクタの一実施形態の垂直な概略縦断面図である。
図２：図１に示したインジェクタの下側の部分領域の、図１に対して拡大された概略図である。
図３：ピエゾアクチュエータにより変換ピストンに加えられる力を、ピエゾアクチュエータのストロークを横軸にとって概略的に示したグラフである。
【０００８】
実施例の説明
図１および図２において、符号１０が円筒形のインジェクタボディに付されている。インジェクタボディ１０は、その長手方向延在長さの大部分にわたって一貫した円筒形の切欠き１１を有している。切欠き１１はその上側の端部にまず、円錐形に先細りした区分１２を有している。区分１２は、直角に曲げられ最終的に外部に開口する区分１３，１４へと移行する。切欠き１１の、符号１５を付した円筒形の区分には、比較的大きな長手方向延在長さの、やはり円筒形のピエゾアクチュエータ１６が配置されている。ピエゾアクチュエータ１６の直径は、切欠き１１の区分１５の内径よりも小さい。それにより、ピエゾアクチュエータ１６の外壁とインジェクタボディ１０の内壁との間にリング室１７が生ぜしめられる。ピエゾアクチュエータ１６の、インジェクタボディ１０内でのこのために必要なセンタリングのために、軸方向の切欠き１１の円錐形の区分１２が役立つ。それに対して、必要ならば、リング室１７内に、互いに所定の軸方向の間隔を置いて、流体透過性のスペーサディスクが設けられていることができる（図示せず）。
【０００９】
切欠き１１の、上側の屈曲した区分１３，１４は、ピエゾアクチュエータ１６の電流供給のためのケーブル通し案内部として機能する。
【００１０】
インジェクタボディ１０の上側の端部には、燃料供給部１８、例えばコモンレールシステムの高圧接続部が設けられている。燃料供給部１８は圧力通路１９を介してリング室１７に液圧的に接続されている。
【００１１】
インジェクタボディ１０の下側の端部には、インジェクタボディ１０に対して同軸的に、ノズルボディ２０が接続している。ノズルボディ２０は第１のノズルニードル２１を収容している。ノズルボディ２０はユニオンナット（緊締ナット）２２によりインジェクタボディ１０に固定されており、その際、ノズルボディ１０は後側の端面２３でもってインジェクタボディ１０の下側の端面２４に密に当て付けられるようになっている。
【００１２】
第１のノズルニードル２１を収容するために、ノズルボディ２０は、上方に向かって開いた、複数回にわたって段付けされた内室２５を有している。内室２５は下側に、複数のノズル流出孔２６〜２９に開口する円錐形の弁座３０を形成する。
【００１３】
第１のノズルニードル２１はその上側の端部に、より大きな直径の区分３１を有している。この区分３１は、下方に向かって開いたスリーブ状の変換ピストン３３の、円筒形の内室３２内に嵌入されている。変換ピストン３３の上側の端部を鍔３４が形成している。リング室１７内に、ここでは変換ピストン３３を取り巻くように配置され、一端でノズルボディ２０の端面２３に支持され、他端で変換ピストン３３の鍔３４に支持された圧縮コイルばね３５は、変換ピストン３３をピエゾアクチュエータに端面で当て付けて保持する。圧縮ばね３５により変換ピストン３３を介してピエゾアクチュエータ１６に矢印方向３６で作用する圧力により、ピエゾアクチュエータ１６はその上面３７でインジェクタボディ１０に対してシールされ、それにより、電気的な接続部（図示せず）は、屈曲した孔１３，１４を通して、インジェクタボディ１０から導き出されることができる。
【００１４】
特に図２から見て取れる特徴は、第１のノズルニードル２１が、段部３８により断付けされた一貫した同心的な軸方向切欠き３９を有しており、この軸方向切欠き３９内に、やはり段部４０により相応に段付けされた第２のノズルニードル４１が軸方向で摺動可能に嵌入されている点にある。
【００１５】
ノズルボディ２０の下側の部分には、ノズルボディ２０の内室２５の構成部分として、第１のノズルニードル２１を同心的に包囲する円筒形の圧力室４２が形成されている。圧力室４２は、ノズルボディ２０に設けられた孔４３，４４と、ノズルボディ２０と緊締ナット２２との間に形成されたリング室４５とを介して、インジェクタボディ１０のリング室１７に液圧的に接続されている。
【００１６】
ノズルボディ２０の内室２５は上側に、段付けされた直径拡張部４６を有している。直径拡張部４６内で変換ピストン３３が案内されている。その際、拡張された内室部分４６内の、変換ピストン３３の下側に形成された第１の制御室４７は、漏れギャップ４８（特に図２参照）を介してインジェクタボディ１０のリング室１７に液圧的に接続されている。ノズルボディ２０の内室２５の、比較的小さな直径を有する区分４９は、ノズルボディ２０内で第１のノズルニードル２１を案内するために役立つ。この案内嵌合部４９も、漏れギャップが生ぜしめられるように構成されている。それにより、第１の制御室４７は第２の漏れギャップ４９を介して円筒形の圧力室４２に液圧的に接続されている。円筒形の圧力室４２自体は、切欠き４３〜４５を介して、インジェクタボディ１０のリング室１７から高圧負荷されている。変換ピストン３３の、ノズルニードル２１の上側に延在する内室３２は、やはりインジェクタボディ１０の高圧負荷されたリング室１７に液圧的に接続されており、より詳細に言えば、変換ピストン３３に設けられた側方の孔５０を介して接続されている。第１のノズルニードル２１の、上側の（太い）区分３１は変換ピストン３３内で案内されている。その際、（別の）漏れギャップ５１（図２参照）が生ぜしめられる。それにより、この（第３の）漏れギャップ５１を介しても、第１の制御室４７と、インジェクタボディ１０の高圧負荷されたリング室１７との間の液圧的な接続が形成されている。
【００１７】
別の特徴は、軸方向切欠き３９内に、軸方向切欠き３９の段部３８と第２のノズルニードル４１の段部４０との間に、第２の（内側の）制御室５２が形成されており、第２の（内側の）制御室５２が第１の（外側の）制御室４７に液圧的に接続されている点にある。第２の（内側の）制御室５２は、第１の（外側の）制御室４７よりも小さな容積を有している。両制御室の液圧的な接続は、第１のノズルニードル２１をその段部３８の領域で斜めに貫通する孔５３を通して実施される。
【００１８】
さらに、特に図２から見て取れるように、変換ピストン３３の内室３２内に、（第２の）圧縮コイルばね５４が配置されている。（第２の）圧縮コイルばね５４は第１のノズルニードル２１に、閉鎖方向（矢印５５）に方向付けられた力を及ぼす。（第２の）圧縮ばね５４により、第１のノズルニードル２１は噴射行程間の休止期間中および車両の停止時に閉鎖されて保持される。図１および図２には、両ノズルニードル２１，４１の開放位置が示されている。この位置で、すべての流出開口、つまり図示の例では孔２６〜２９が関与している噴射行程が実施される。その際、円筒形の圧力室４２から、燃料が流出孔２６〜２９を通して内燃機関の（図示されていない）シリンダ燃焼室内に到達する。
【００１９】
変換ピストン３３の下側の端部に形成された第１の制御室４７は、液圧式の長さ補償のために役立つとともに、第１のノズルニードル２１に関する、ピエゾアクチュエータ１６の伸張運動のための液圧式の変換器（Ｕｅｂｅｒｓｅｔｚｅｒ：変位拡大器）として役立つ。
【００２０】
さらに、図１および図２（特に図２）には、第２のノズルニードル４１のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部が、変換ピストン３３の内部に配置された第３のばね手段５６により閉鎖位置の方向（矢印５５）で負荷されていることが明示されている。第３のばね手段５６は圧縮コイルばねであり、第２のばね手段（圧縮コイルばね５４）に対して同心的に配置されており、第２のばね手段により取り囲まれており、一端で第２のノズルニードル４１に支持されており、他端で変換ピストン３３の内室３２のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部に支持されている。このために、第２のノズルニードル４１のピエゾアクチュエータ側の（上側の）端部に、段部５７が形成されている。段部５７に、より小さな直径を有するピン部分５８が接続している。ピン部分５８に圧縮コイルばね５６が配置されている。
【００２１】
さらに、特に図２から見て取れるように、第１のノズルニードル２１の、第２のノズルニードル４１により貫通された軸方向切欠き３９は、そのノズル流出部側の（下側の）領域に、直径拡張部を有している。それにより、第２のノズルニードル４１のノズル流出部側の（下側の）領域を包囲する環状円筒形の中空室５９が生ぜしめられる。第１のノズルニードル２１内には半径方向孔６０が穿設されている。半径方向孔６０は円筒形の圧力室４２を環状円筒形の中空室５９に液圧的に接続する。
【００２２】
別の特徴は、ノズルボディ２０の、ノズル流出開口２６〜２９を有する（下側の）端部領域（ノズル流出部）６１と、両ノズルニードル２１もしくは４１の、それぞれ閉鎖体として機能する端部区分６２，６３とが円錐形に形成されており、その結果、ノズルニードル２１もしくは４１の端部区分６３，６３が共通の閉鎖位置もしくは開放位置（図１および図２）で統一的な円錐面を形成する点にある。ノズル流出開口２６〜２９と、両ノズルニードル２１もしくは４１の円錐形の端部区分６２，６３とはその寸法もしくはその位置に関して、半径方向内側に位置する両ノズル流出開口２６，２７が、第２のノズルニードル４１の円錐形の端部区分６３により操作され、半径方向外側に位置する両ノズル流出開口２８，２９が、第１のノズルニードル２１の円錐形の端部区分６２と協働するように互いに調整されている。
【００２３】
上記インジェクタは以下のように作動する。ピエゾアクチュエータ１６は噴射休止期間中非通電である。そこでピエゾアクチュエータ１６が電気的に起動制御されると、ピエゾアクチュエータ１６は伸張し、変換ピストン３３をばね３５，５４，５６の力に抗して（矢印方向５５で）下方に運動させる。制御室４７，５２の容積は縮小し、制御室４７，５２内の圧力は上昇する。これにより、両ノズルニードル２１，４１に、開放方向（矢印３６）での力が及ぼされる。開放しようとする力が、閉鎖しようとする圧力およびばね力を上回ると、より小さな開放力を必要とするノズルニードルは開放方向（矢印３６）で運動する。より小さな開放力を必要とするノズルニードルは、図１および図２に示した実施例では、第２の（内側の）ノズルニードル４１である。それというのも、第２のノズルニードル４１では、内燃機関の燃焼室に面した圧力面が、第１の（外側の）ノズルニードル２１の圧力面よりも小さいからである。第２の（内側の）ノズルニードル４１が開放されるやいなや、制御室４７，５２内の圧力はそれ以上低下しない。短いストローク（約０．１ｍｍ；液圧的な通流量に応ずる）の後、第２のノズルニードル４１はその上側のストッパに当接する。その際、ピン部分５８が変換ピストン３３の内側の（上側の）端面に当て付けられる。さて、第１の（外側の）ノズルニードル２１もその開放位置（図１および図２）に向かって運動させるために、ピエゾアクチュエータ１６に印加される電圧の（さらなる）上昇が必要である。これにより、ピエゾアクチュエータ１６は再度軸方向（矢印５５）で伸張し、今度は第１のノズルニードル２１も開放位置（図１および図２）に向かって運動し、ノズル流出開口２８，２９を開放する。変換ピストン３３により生ぜしめられるストローク変換（変位拡大）の結果として、第１のノズルニードル２１は、ピエゾアクチュエータ１６のストロークを明らかに上回る最大のストロークを実施することができる。（第１のノズルニードル２１には内側と外側から燃料が供給されるので、そのストロークは明らかに２００μｍを下回る。）ノズルニードル２１，４１が座絞り（Ｓｉｔｚｄｒｏｓｓｅｌｕｎｇ）のストローク領域を後にするやいなや、ノズルニードル２１，４１は圧力補償されている。その後、ピエゾアクチュエータ１６は変換ピストン３３を介して制御室４７，５２内の圧力を、ばね３５，５４，５６の抵抗が克服される程度に、燃料供給部１８（図１）において供給される燃料の高圧（レール圧）を上回るように維持すればよい。できるだけ長い起動制御時間は制御室４７，５２からの漏れにより規定される。制御室４７，５２内の圧力がレール圧に低下すると、ノズルニードル２１，４１は閉鎖する。ノズルニードル２１，４１のアクティブな閉鎖のためには、ピエゾアクチュエータ１６に印加される電圧がゼロに減じられねばならない。その結果として、ピエゾアクチュエータ１６は収縮し、制御室４７，５２内の圧力はレール圧下に低下する。これにより、ノズルニードル２１，４１は閉鎖しようとする力を受け、矢印方向５５で運動し、ノズル流出開口２６〜２９を閉鎖する。第１の（外側の）圧縮ばね３５は、ピエゾアクチュエータ１６が変換ピストン���３から離れるのを防止する。
【００２４】
つまり、図１および図２に示した実施例では、制御室４７，５２の容積と、ノズルニードル２１，４１の、制御室圧力もしくは燃料供給部１８，１９の圧力もしくはばね手段圧力により負荷される面積とは、両ノズルニードル２１，４１が、ピエゾアクチュエータ１６に印加される電圧の変更により、相前後して開放され、ピエゾアクチュエータ１６の電圧の除去により、同時に閉鎖されるように互いに調整されている。
【００２５】
以下に、簡単な計算例を参照しながら、上述の機能を実施するためにどのような力およびどのような性能が必要とされるかを示す。
【００２６】
第２の（内側の）ノズルニードル４１の外径が１．７ｍｍ（座直径：１．６ｍｍ）であり、レール圧が１６００バールである場合、第２のノズルニードル４１を開放位置（図１および図２）に向かって運動させるために、３２１Ｎが必要とされる。第２のノズルニードル４１のためのストローク変換比が４：１である場合、３２１Ｎはばね力を含めて１２８４Ｎのピエゾ力に相当する。第２のノズルニードル４１が数マイクロメートル開放されるやいなや、必要な（さらなる）開放力は極めて強く低下する。それというのも、ニードル下面における圧力が上昇するからである。第２のノズルニードル４１がその全ストローク（全ストロークは０．０８ｍｍで十分である。それというのも、半径方向内側に位置するノズル流出開口２６，２７が本例では比較的小さな液圧的な通流量を有しているからである。）を達成するとき、ピエゾアクチュエータ１６は０．０２ｍｍ延伸する（漏れ損失および圧縮性は無視する。）。今度は２．０ｍｍの内径（＝内側の座直径）と２．８ｍｍの外径とを有する第１の（外側の）ノズルニードル２１を開放するために、４８２．５４Ｎの力が必要とされる。ストローク変換比が１：３である場合、４８２．５４Ｎはピエゾアクチュエータ１６における１４５０Ｎの力に相当する。この力は、第２の（内側の）ノズルニードル４１の開放力よりも高い。
【００２７】
第１のノズルニードル２１および第２のノズルニードル４１のためのストローク変換比の、相応の別の選択時に、必要ならば、まず第１の（外側の）ノズルニードル２１が開放され、引き続いて初めて第２の（内側の）ノズルニードル４１が開放されるようにすることもできる。
【００２８】
０．１５ｍｍの第１のノズルニードル２１の必要な開放ストローク（それ以上は不要である。それというのも、第１のノズルニードル２１には内側と外側から燃料が供給されるからである。）を達成するために、ピエゾアクチュエータ１６は再度０．０５ｍｍ延伸しなければならない。これにより、本例では、漏れ損失および圧縮性を含めると、約０．０７５ｍｍのピエゾアクチュエータ１６の必要な全ストロークが得られる。合計でさらに０．０２５ｍｍのピエゾアクチュエータストロークが損失の補償のために必要とされると仮定すると、図３に示し符号６４を付した力・ストローク・曲線を充足するピエゾアクチュエータが使用されることができる。
【００２９】
座角度を拡大し、第１のノズルニードル２１および第２のノズルニードル４１の必要なストロークを若干厳しく設計すると、最大力およびストロークに関する明らかに小さな値も達成される。つまり、例えば座角度が９０°（図１および図２に示した実施例では、座角度は９０°よりも若干小さい。）である場合、第２の（内側の）ノズルニードル４１は、６０μｍのストロークだけを必要とし、第１の（外側の）ノズルニードル２１は、１００μｍのストロークだけを必要とする。これにより、変換比が同じで、漏れのための割増分が同じであれば、８０μｍにすぎないピエゾアクチュエータ１６の明らかに小さな最大ストロークが得られる（図３に示した曲線６５参照）。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ピエゾアクチュエータを備えた直接制御型のコモンレールインジェクタの一実施形態の垂直な概略縦断面図である。
【図２】図１に示したインジェクタの下側の部分領域の、図１に対して拡大された概略図である。
【図３】ピエゾアクチュエータにより変換ピストンに加えられる力を、ピエゾアクチュエータのストロークを横軸にとって概略的に示したグラフである。
【図１】
2007506897.tif 000003
【図２】
2007506897.tif 000004
【図３】
2007506897.tif 000005
【国際調査報告】
2007506897.tif 000006
2007506897.tif 000007
2007506897.tif 000008
2007506897.tif 000009
2007506897.tif 000010
2007506897.tif 000011