(57)【要約】【課題】ヒステリシスを伴わず、燃料が高い正確性を有して配量され得る、高圧噴射システムの燃料調量装置を創出する。【解決手段】弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）と、前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）内部で移動可能である弁体または絞り弁体（７）であって、当該弁体または絞り弁体の相対位置が、前記燃料調量装置を通過する燃料流量を決定する弁体または絞り弁体と、前記弁体または絞り弁体（７）の相対位置を変化させるためのアクチュエータ（８）と、を備える高圧噴射システムの燃料調量装置において、前記アクチュエータ（８）は、ステッピングモータとして形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧噴射システムの燃料調量装置（１）であって、
弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）と、
前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）内部で移動可能である弁体または絞り弁体（７）であって、当該弁体または絞り弁体の相対位置が、前記燃料調量装置を通過する燃料流量を決定する弁体または絞り弁体（７）と、
前記弁体または絞り弁体（７）の相対位置を変化させるためのアクチュエータ（８）と、を備える燃料調量装置（１）において、
前記アクチュエータ（８）はステッピングモータとして形成されていることを特徴とする燃料調量装置。
【請求項２】
前記ステッピングモータ（８）は、前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）に対して、前記弁体または絞り弁体（７）を、当該弁体または絞り弁体の長手軸（１０）周りに回転させることを特徴とする請求項１に記載の燃料調量装置。
【請求項３】
前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）は、シリンダ壁部（１１）を備える中空シリンダであり、前記シリンダ壁部（１１）は、前記弁体または絞り弁体（７）を受容するための内部空間（１２）を画定し、前記シリンダ壁部（１１）は、燃料のための通路開口部（１３）を有し、当該通路開口部を介して燃料は、前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）の前記内部空間（１２）内に、およびそれとともに前記弁体または絞り弁体（７）に向かってガイド可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料調量装置。
【請求項４】
前記弁体または絞り弁体（７）は、シリンダ壁部（１４）を備える中空シリンダであり、前記シリンダ壁部（１４）は内部空間（１６）を画定し、前記シリンダ壁部（１４）は、燃料のための通路開口部（１５）を有し、当該通路開口部を介して燃料は、前記弁体または絞り弁体（７）の前記内部空間（１６）内にガイド可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料調量装置。
【請求項５】
前記弁体または絞り弁体（７）の前記シリンダ壁部（１４）は、径方向外側に、円周にわたって外半径が変化する平面（２０）を有していることを特徴とする請求項４に記載の燃料調量装置。
【請求項６】
前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）の前記シリンダ壁部（１１）は、径方向内側に、前記弁体または絞り弁体（７）の前記径方向外側の平面（２０）に隣接した状態で、断面において円形の輪郭を有する平面（２１）を有することを特徴とする請求項５に記載の燃料調量装置。
【請求項７】
前記弁体または絞り弁体（７）は一の軸方向端部に通路開口部（１７）を有しており、当該通路開口部は、前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）の隣接する一の軸方向端部における通路開口部（１８）と連通し、当該通路開口部を介して燃料は、前記弁体または絞り弁体（７）の前記内部空間（１６）から排出可能であることを特徴とする請求項４または５に記載の燃料調量装置。
【請求項８】
前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）は、前記通路開口部（１８）を有している前記軸方向端部に、前記弁体または絞り弁体（７）を配置するためのストッパ（１９）を形成することを特徴とする請求項７に記載の燃料調量装置。
【請求項９】
前記弁シリンダまたは絞り弁シリンダ（６）は、反対側の端部において、前記弁体または絞り弁体（７）を受容するための開口部を有することを特徴とする請求項８記載の燃料調量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧噴射システムの燃料調量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、請求項１のおいて書き部に記載の特徴を備える高圧噴射システムの燃料調量装置が知られている。すなわち当該燃料調量装置は、弁シリンダを有し、弁シリンダ内部に弁ピストンとして形成された弁体が移動可能に受容されており、弁体の相対位置は、燃料調量装置を通過する燃料流量を決定する。当該従来技術によれば弁体の相対位置は、ばね要素と協働する電磁石を介して変更可能である。
【０００３】
従来技術から知られている燃料調量装置は、電磁石の特性により、燃料調量装置がヒステリシスを伴うという不利点を有している。さらにばね要素は正確に電磁石に合わせて調整されなければならず、それにより従来技術から知られている燃料調量装置の製造は手間とコストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３２１２１２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の点に鑑み、本発明は、高圧噴射システムの新式の燃料調量装置を創出することを課題とする。この課題は請求項１に記載の燃料調量装置によって解決される。本発明によればアクチュエータはステッピングモータとして形成されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料調量装置は、アクチュエータとしてステッピングモータを用いる。ばね要素と協働する電磁石は省略される。電動式ステップモータは正確に一の位置に到着することができ、当該ステップモータの位置に関して監視され得、それにより本発明に係る燃料調量装置は、ヒステリシスを伴わない。燃料はより高い正確性を有して配量され得る。
【０００７】
ステッピングモータは好ましくは、弁シリンダまたは絞り弁シリンダに対して、弁体または絞り弁体を、当該弁体または絞り弁体の長手軸周りに回転させる。燃料は高い正確性を有して配量され得る。
【０００８】
本発明の一のさらなる構成によれば、弁シリンダまたは絞り弁シリンダは、シリンダ壁部を備える中空シリンダであり、弁シリンダまたは絞り弁シリンダの壁部は、弁体または絞り弁体を受容するための弁シリンダまたは絞り弁シリンダの内部空間を画定し、弁シリンダまたは絞り弁シリンダのシリンダ壁部は、燃料のための通路開口部を有し、当該通路開口部を介して燃料は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダの内部空間内に、およびそれとともに弁体または絞り弁体に向かってガイド可能である。弁体または絞り弁体は、シリンダ壁部を備える中空シリンダであり、弁体または絞り弁体のシリンダ壁部は、弁体または絞り弁体の内部空間を画定し、弁体または絞り弁体のシリンダ壁部は、燃料のための通路開口部を有し、当該通路開口部を介して燃料は、弁体または絞り弁体の内部空間内にガイド可能である。弁体または絞り弁体は一の軸方向端部に通路開口部を有し、当該通路開口部は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダの隣接する軸方向端部における通路開口部と連通し、当該通路開口部を介して燃料は内部空間から排出可能である。これらの特徴は、ヒステリシスを伴わない、高圧噴射システムの燃料調量装置のコンパクトな構成形式を生じさせる。燃料は高度に正確に配量され得、しかも燃料調量装置は簡単な構成形式で形成される。
【０００９】
本発明の一の好適なさらなる構成によれば、弁体または絞り弁体のシリンダ壁部は、径方向外側に、円周にわたって外半径が変化する平面を有し、弁シリンダまたは絞り弁シリンダのシリンダ壁部は、径方向内側に、弁体または絞り弁体の径方向外側の平面に隣接した状態で、断面において好ましくは円形の輪郭を有している。これらの特徴も、簡単で、かつヒステリシスを伴わない燃料調量装置において、高度に正確な燃料の配量を行うことに役立つ。
【００１０】
本発明の好適なさらなる構成は、従属請求項と以下の詳細な説明に記載されている。本発明の実施の形態を図面に基づいてより詳しく説明するが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではない。図面に示すのは以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る燃料調量装置の第一の断面を示す図である。
【図２】本発明に係る燃料調量装置の第二の断面を示す図である。
【図３】図２の細部IIIを示す図である。
【図４】本発明に係る燃料調量装置の構成グループの分解組立図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は高圧噴射システム、特に船舶用ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料システムの燃料調量装置に関する。燃料調量装置を介して燃料は、高圧噴射システムの燃料貯蔵部、いわゆるコモンレール内に供給され、そのためにコモンレール内の圧力が測定され、当該圧力に応じて燃料調量装置が作動され、それにより燃料調量装置を介してコモンレールに導入される燃料の量およびそれとともにコモンレール内の圧力を調整する。
【００１３】
図１および図２はそれぞれ、本発明に係る燃料調量装置１の断面を、異なる切断方向において、すなわち燃料調量装置１を受容するハウジングブロック２と共に示しており、ハウジングブロックは一方で燃料のための流入接続部３を有し、他方で燃料のための流出接続部４を有している。流入接続部３および流出接続部４には、燃料導管が接続可能であり、流入接続部３に係合する燃料導管は特に高圧ポンプに通じており、燃料流出接続部４に接続する燃料導管は特に高圧噴射システムの圧力貯蔵部に通じている。
【００１４】
ハウジングブロック２は中空空間５を画定し、中空空間は燃料調量装置１の構成グループ、すなわち、燃料調量装置１を通過する燃料流量、およびそれとともに燃料流入接続部３を起点として燃料流出接続部４に向かう燃料流量を特定する燃料調量装置１の構成グループを受容するのに役立つ。
【００１５】
燃料調量装置１は弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６を含む。燃料調量装置はさらに、弁体または絞り弁体７を含み、当該弁体または絞り弁体は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６内に移動可能に受容されており、弁体または絞り弁体７の相対位置が、燃料調量装置１を通過する燃料流量を決定する。
【００１６】
弁体または絞り弁体７とアクチュエータ８が協働し、アクチュエータはステッピングモータとして形成されており、ステッピングモータ８を介して、弁体または絞り弁体７の相対位置は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６内部で変更され得る。図１によれば弁体または絞り弁体７は、ステッピングモータ８として形成されているアクチュエータの駆動軸９と接続されている。
【００１７】
ステッピングモータ８は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６に対して弁体または絞り弁体７を、当該弁体または絞り弁体の長手軸１０周りに回転させ、弁体または絞り弁体７の長手軸１０は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の長手軸およびそれとともに、ステッピングモータ８の駆動軸９の長手軸と一致する。
【００１８】
弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６は中空シリンダとして実施されており、シリンダ壁部１１を有し、当該シリンダ壁部は、弁体または絞り弁体７を受容するための弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２を画定する。弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の当該シリンダ壁部１１内に、径方向に延在する燃料のための通路開口部１３が設けられ、当該通路開口部を介して燃料は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２に流入し、それにより弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２内に配置された弁体または絞り弁体７に向かってガイドされ得る。
【００１９】
したがって燃料は燃料流入接続部３を起点とし、通路開口部１３を介して、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６のシリンダ壁部１１に入り、弁シリンダまたは絞り弁シリンダの内部空間１２に流入し、それにより弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２内に設けられた弁体または絞り弁体７に向かって流れる。
【００２０】
弁体または絞り弁体７は、同じくシリンダ壁部１４を備える中空シリンダとして実施されている。弁体または絞り弁体７のシリンダ壁部１４内にも、径方向に延在する通路開口部１５が設けられ、当該通路開口部を介して、燃料は、弁体または絞り弁体７の中空シリンダによって画定された弁体または絞り弁体７の内部空間１６内にガイドされ得る。
【００２１】
弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の通路開口部１３を介して、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２に流入する燃料は、弁体または絞り弁体７の通路開口部１５を介して弁体または絞り弁体７の内部空間１６に流入し得る。
【００２２】
弁体または絞り弁体７は一の軸方向端部に通路開口部１７を有しており、当該通路開口部は、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の隣接する一の軸方向端部における通路開口部と連通し、連通するとともに軸方向に延在するこれら両の通路開口部１７，１８を介して、燃料は弁体または絞り弁体７の内部空間１６から排出可能であり、しかも燃料流出接続部４に向かって排出可能である。
【００２３】
燃料流入接続部３を起点とし、燃料流出接続部４に向かって燃料調量装置１を介してガイドすべき燃料は、燃料流入接続部３を起点とし、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の径方向に延在する通路開口部１３を介して、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２に流入し、弁体または絞り弁体７の径方向に延在する通路開口部１５を介して、弁体または絞り弁体７の内部空間１６に流入し、軸方向に延在する通路開口部１７および１８を介して、弁体または絞り弁体７の内部空間１６から、燃料流出接続部４に向かって流れる。
【００２４】
弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６が、軸方向に延在し、かつ、弁体または絞り弁体７の対応する通路開口部１７と連通する通路開口部１８を有している端部領域内で、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６はストッパ１９を形成し、当該ストッパは、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２内への弁体または絞り弁体７の導入深さを限定し、そのようにして弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間内に弁体または絞り弁体７を配置することに役立つ。弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６は、反対側の軸方向端部において開放式に形成されており、それにより当該端部を介して弁体または絞り弁体７を、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の内部空間１２内に配置するが、弁体または絞り弁体７の内部空間１６は、当該端部において閉鎖式に形成されており、したがってそれにより当該端部において燃料は、弁体または絞り弁体７の内部空間１６から流出し得ない。
【００２５】
弁体または絞り弁体７のシリンダ壁部１４は、径方向外側に、断面で見て平面もしくは周面２０であって、当該平面の円周にわたって外半径が変化する平面もしくは周面を有し、当該平面もしくは周面は、いわば螺旋状の輪郭を有している。いわば螺旋状の輪郭を有する平面２０とは、径方向外側の平面２０を画定する外半径が、通路開口部１５の領域の外側で、通路開口部１５の一の縁部であって、外半径が最大になる縁部を起点として、通路開口部１５の離れた他方の縁部であって、外半径が最小になる縁部に向かって、好ましくは連続的に減少することと理解すべきである。通路開口部１５の領域内で、外半径は再び最大外半径に拡大する。
【００２６】
弁体または絞り弁体７を受容する弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６のシリンダ壁部１２は、径方向内側で、弁体または絞り弁体７の径方向外側の平面２０に隣接した状態で、断面において円形の輪郭を有しており、すなわち、断面において円形の輪郭を有する径方向内側の平面２１を有している。弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６内部の弁体または絞り弁体７の相対位置に応じて、図３において寸法Ｘによって視覚化された、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６の径方向に延在する通路開口部１３の流出縁と、弁体または絞り弁体７の径方向外側の平面２０との距離が変化し、当該距離Ｘは、いかなる量の燃料が、燃料流入接続部３を起点とし、もしくは径方向に延在する通路開口部１３，１５を介して、燃料流出接続部４に向かって流れ得るかを決定する。
【００２７】
したがって本発明は、内燃機関の高圧噴射システムの全く新規な燃料調量装置１を提案し、当該燃料調量装置は弁体または絞り弁体７を有し、当該弁体または絞り弁体は、ステッピングモータ８として形成されたアクチュエータを用いて、弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６内部で回転式に、当該弁体または絞り弁体の長手中心軸１０周りに回転させられ得る。
【００２８】
弁シリンダまたは絞り弁シリンダ６と、弁体または絞り弁体７とは、径方向に延在する通路開口部１３および１５を有し、当該通路開口部を介して燃料は、弁体または絞り弁体７の内部空間６に流入し得る。このとき弁体または絞り弁体７の相対的回転位置は、径方向の通路開口部１３および１５を介して、弁体または絞り弁体７の内部空間１６に流入し得る燃料の量を決定する。連通するとともに軸方向に延在する通路開口部１７，１８を介して、燃料は弁体または絞り弁体７の内部空間１６から流出し得る。
【００２９】
本発明は、燃料調量装置を介して燃料の高度に正確な配量を可能にするが、それは当該燃料調量装置がヒステリシスを伴わないからである。
【００３０】
ステッピングモータ８として形成されたアクチュエータの位置、およびそれとともに弁体または絞り弁体７の位置は、常に正確に調整され、かつ監視され得る。
【符号の説明】
【００３１】
１  燃料調量装置
２  ハウジングブロック
３  燃料流入接続部
４  燃料流出接続部
５  中空空間
６  弁シリンダまたは絞り弁シリンダ
７  弁体または絞り弁体
８  ステッピングモータ
９  駆動軸
１０  長手中心軸
１１  シリンダ壁部
１２  内部空間
１３  通路開口部
１４  シリンダ壁部
１５  通路開口部
１６  内部空間
１７  通路開口部
１８  通路開口部
１９  ストッパ
２０  平面
２１  平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019044767.tif 000005
【図４】
2019044767.tif 000006
【外国語明細書】
2019044767000001.pdf