(57)【要約】  本発明は、内燃機関用の燃料噴射ノズル（１）であって、少なくとも２つの噴射孔（１１，１５）を備えたノズル体（２）と、該ノズル体（２）の孔（３）内において軸方向シフト可能で中空ニードルとして形成された外側のノズルニードル（４）と、該外側のノズルニードル（４）内において同軸的に案内されている内側のノズルニードル（５）とが設けられており、外側のノズルニードル（４）が、少なくとも１つの第１の噴射孔（１１）を通しての高圧下にある燃料の噴射を制御し、内側のノズルニードル（５）が、少なくとも１つの第２の噴射孔（１５）を通しての高圧下にある燃料の噴射を制御する形式のものに関する。このような形式の燃料噴射ノズルにおいて、本発明の構成では、軸方向シフト可能に案内されたピストン（１６）が設けられていて、該ピストン（１６）が、外側のノズルニードル（４）をその開放方向に連行する突出部（２２）を備えており、両ノズルニードル（４，５）が、ピストン（１６）に対して開放方向においてそれぞれ閉鎖ばね（８，１２）の作用に抗してシフト可能であり、ピストン（１６）に対して軸方向シフト可能な調節エレメント（１７）を備えた調節駆動装置（１８）が設けられており、ピストン（１６）と調節エレメント（１７）とが、両部材の間に設けられた連結室（２０）を用いて互いに液圧式に運動連結されていて、調節エレメント（１７）の最大開放行程が、ピストン（１６）の最大開放行程（ｈ1）よりも大きく設定されており、ピストン（１６）内にノズル戻し室（２５）が形成されており、該ノズル戻し室（２５）が、両ノズルニードル（４，５）の、それぞれ閉鎖方向において作用する制御面（２３，２４）によって画成されていて、制御弁（２７）を介して連結室（２０）と接続可能であり、該制御弁（２７）が、ピストン（１６）と調節エレメント（１７）との間における軸方向の相対シフトによって制御可能であり、さらに、開放方向において調節エレメント（１７）によって画成されていて、絞り（２８）を介してノズル戻し室（２５）と接続されている制御室（２９）が設けられている。
2008523319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の燃料噴射ノズル（１）であって、少なくとも２つの噴射孔（１１，１５）を備えたノズル体（２）と、該ノズル体（２）の孔（３）内において軸方向シフト可能で中空ニードルとして形成された外側のノズルニードル（４）と、該外側のノズルニードル（４）内において同軸的に案内されている内側のノズルニードル（５）とが設けられており、外側のノズルニードル（４）が、少なくとも１つの第１の噴射孔（１１）を通しての高圧下にある燃料の噴射を制御し、内側のノズルニードル（５）が、少なくとも１つの第２の噴射孔（１５）を通しての高圧下にある燃料の噴射を制御する形式のものにおいて、
軸方向シフト可能に案内されたピストン（１６）が設けられていて、該ピストン（１６）が、外側のノズルニードル（４）をその開放方向に連行する突出部（２２）を備えており、両ノズルニードル（４，５）つまり外側のノズルニードル（４）と内側のノズルニードル（５）とが、ピストン（１６）に対して開放方向においてそれぞれ閉鎖ばね（８，１２）の作用に抗してシフト可能であり、
ピストン（１６）に対して軸方向シフト可能な調節エレメント（１７）を備えた調節駆動装置（１８）が設けられており、ピストン（１６）と調節エレメント（１７）とが、両部材の間に設けられた連結室（２０）を用いて互いに液圧式に運動連結されていて、調節エレメント（１７）の最大開放行程が、ピストン（１６）の最大開放行程（ｈ1）よりも大きく設定されており、
ピストン（１６）内にノズル戻し室（２５）が形成されており、該ノズル戻し室（２５）が、両ノズルニードル（４，５）の、それぞれ閉鎖方向において作用する制御面（２３，２４）によって画成されていて、制御弁（２７）を介して連結室（２０）と接続可能であり、該制御弁（２７）が、ピストン（１６）と調節エレメント（１７）との間における軸方向の相対シフトによって制御可能であり、
さらに、開放方向において調節エレメント（１７）又はピストン（１６）によって画成されていて、絞り（２８）を介してノズル戻し室（２５）と接続されている制御室（２９）が設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】
閉鎖ばね（８，１２）が互いに次のように、すなわちノズル戻し室（２５）における圧力低下時にまず初め外側のノズルニードル（４）が突出部（２２）から開放方向に上昇し、その後で初めて内側のノズルニードル（５）がそのシール座（１３）から上昇するように、調整されている、請求項１記載の燃料噴射ノズル。
【請求項３】
ピストン（１６）の最大開放行程（ｈ1）が、ノズル体（２）の突出部（３４）によって規定されている、請求項１又は２記載の燃料噴射ノズル。
【請求項４】
連結室（２０）が充填絞り（２１）を介して燃料高圧管路（７）に接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射ノズル。
【請求項５】
制御弁（２７）が、ピストン（１６）内において軸方向シフト可能に案内された弁ピストン（３５）を有していて、該弁ピストン（３５）が、調節エレメント（１７）に支持された閉鎖ばね（３８）によってその閉鎖された弁位置に力負荷されていて、該閉鎖された弁位置において、連結室（２０）とノズル戻し室（２５）との間における接続が遮断されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射ノズル。
【請求項６】
ピストン（１６）が閉鎖方向に開放したピストン室を有しており、該ピストン室内において両ノズルニードル（４，５）がそれぞれその制御面（２３，２４）でノズル戻し室（２５）を画成している、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射ノズル。
【請求項７】
外側のノズルニードル（４）の閉鎖ばね（８）がピストン（１６）に支持されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射ノズル。
【請求項８】
内側のノズルニードル（５）の閉鎖ばね（１２）がピストン（１６）に支持されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射ノズル。
【請求項９】
調節駆動装置（１８）が、引張りばね（１９）の作用に抗して、逆に運転される圧電式の駆動装置である、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
すなわち本発明は、内燃機関用の燃料噴射ノズルであって、少なくとも２つの噴射孔を備えたノズル体と、該ノズル体の孔内において軸方向シフト可能で中空ニードルとして形成された外側のノズルニードルと、該外側のノズルニードル内において同軸的に案内されている内側のノズルニードルとが設けられており、外側のノズルニードルが、少なくとも１つの第１の噴射孔を通しての高圧下にある燃料の噴射を制御し、内側のノズルニードルが、少なくとも１つの第２の噴射孔を通しての高圧下にある燃料の噴射を制御する形式のものに関する。
【０００３】
例えばＤＥ１００５８１５３Ａ１に基づいて公知の、内燃機関用のこのような燃料噴射ノズルは、２つのノズルニードルを有しており、両ノズルニードルは互いに無関係に独立して制御されることができる。外側のノズルニードルは、燃料によって外側のノズルニードルの受圧肩部に加えられる開放力が閉鎖ばねの作用よりも大きくなった場合に開放される。内側のノズルニードルは、閉鎖方向においてノズルニードルに作用する制御室内における液圧媒体の圧力が低下した場合に、開放される。
【０００４】
発明の利点
本発明の構成では、冒頭に述べた形式の燃料噴射ノズルにおいて、軸方向シフト可能に案内されたピストンが設けられていて、該ピストンが、外側のノズルニードルをその開放方向に連行する突出部を備えており、両ノズルニードルつまり外側のノズルニードルと内側のノズルニードルとが、ピストンに対して開放方向においてそれぞれ閉鎖ばねの作用に抗してシフト可能であり、
ピストンに対して軸方向シフト可能な調節エレメントを備えた調節駆動装置が設けられており、ピストンと調節エレメントとが、両部材の間に設けられた連結室を用いて互いに液圧式に運動連結されていて、調節エレメントの最大開放行程が、ピストンの最大開放行程よりも大きく設定されており、
ピストン内にノズル戻し室が形成されており、該ノズル戻し室が、両ノズルニードルの、それぞれ閉鎖方向において作用する制御面によって画成されていて、制御弁を介して連結室と接続可能であり、該制御弁が、ピストンと調節エレメントとの間における軸方向の相対シフトによって制御可能であり、
さらに、開放方向において調節エレメント又はピストンによって画成されていて、絞りを介してノズル戻し室と接続されている制御室が設けられている。
【０００５】
請求項１の特徴部記載のように構成された本発明による内燃機関用の燃料噴射ノズルは、公知のものに比べて、燃料噴射ノズルが単純でかつ直接的に制御可能である、という利点を有している。直接的なニードル制御の使用によって、両方のノズルニードルを迅速に制御して開放することができる。本発明の利点は、いわゆるＫＶＤノズルのための直接的なニードル制御の簡単な構造である。
【０００６】
本発明の対象の別の利点及び有利な構成は、明細書、図面及び請求項に記載されている。
【０００７】
図面
次に、図面を参照しながら本発明による燃料噴射ノズルの１実施例について詳しく説明する。図１は、本発明による燃料噴射ノズルを示す縦断面図である。
【０００８】
実施例の説明
図面に示された内燃機関用の燃料噴射ノズル１は、単段又は多段の円筒形のノズル体２を有しており、このノズル体２はその自由な下端部で、燃料供給される内燃機関の燃焼室（図示せず）内に進入している。ノズル体２の孔３には、中空ニードルとして形成された外側のノズルニードル４が軸方向シフト可能に案内されており、この外側のノズルニードル４内には内側のノズルニードル５が同軸的に配置されていて、同様に軸方向シフト可能に案内されている。
【０００９】
ノズル体２内にはリング室６が形成されており、このリング室６は、外側のノズルニードル４によって半径方向内側に向かって画成されている。燃料高圧管路７を介してリング室６は、図示されていない燃料高圧アキュムレータ（コモンレール）と接続されている。
【００１０】
第１の閉鎖ばね８が外側のノズルニードル４を、孔３の燃焼室側の端部における第１のシール座９内に押し込んでいる。外側のノズルニードル４の閉鎖された状態においては、外側のノズルニードル４のシール円錐１０が第１のシール座９との関連において、燃料がリング室６から第１の噴射孔１１を通って内燃機関の燃焼室内に達することを、阻止する。同様に第２の閉鎖ばね１２は内側のノズルニードル５を、案内孔３の燃焼室側の端部における第２のシール座１３に押し込む。図示の実施例において両方のシール座９，１３は１つの共通の円錐面によって形成されている。図示の実施例において良好のシール座９，１３は１つの共通の円錐面によって形成されている。
【００１１】
両ノズルニードル４，５の閉鎖ばね８，１２は、ピストン１６に支持されており、このピストン１６は、孔３内及び、下方に向かって開放した圧力増幅ピストン１７内においてシフト可能に案内されている。圧力増幅ピストン１７は、逆に運転される圧電式の調節駆動装置１８の調節部材を形成している。ノズルニードル４，５の図示の閉鎖された状態において、圧電式の調節駆動装置１８は給電されており、これによって圧力増幅ピストン１７は引張りばね１９の作用に抗して下方に向かって押圧されている。ピストン１６は、練涼を見たさ得た圧力増幅室（連結室）２０を介して圧力増幅ピストン１７と液圧的に連結されており、これによって調節駆動装置１８の１：１の温度調整が可能になる。圧力増幅室２０は充填絞り２１を介して高圧供給管路７に接続されており、その結果圧力増幅室２０にはレール圧が存在している。
【００１２】
外側のノズルニードル４はピストン１６に沿ってシフト可能に案内されている。そのためにピストン１６は、下方に向かって開放したピストン室を有しており、このピストン室の室壁に沿って外側のノズルニードル４は案内されている。ピストン１６はリング状の突出部２２で、外側のノズルニードル４に開放方向において後ろから係合している。両ノズルニードル４，５の図示の閉鎖された状態において、外側のノズルニードル４は開放方向で突出部２２に接触している。
【００１３】
両ノズルニードル４，５は、それぞれ閉鎖方向において作用する制御面２３，２４によってピストン室内にノズル戻し室２５を画成し、このノズル戻し室２５は制御弁２７を介して圧力増幅室２０と接続可能であり、かつ絞り２８を介して制御室２９と接続されている。両ばね８，１２はノズル戻し室２５内に配置されていて、ピストン１６に支持されている。制御室２９は、半径方向内側に向かってピストン１６によって、半径方向外側に向かってシールスリーブ３０によって、開放方向においては圧力増幅ピストン１７によって、かつ閉鎖方向においてはノズル体２によって画成されている。圧力増幅ピストン１７に支持されたばね３１によってノズル体２のリング肩部に押し付けられているシールスリーブ３０を介して、制御室２７は絞られて燃料高圧管路７に接続されている。
【００１４】
ピストン１６は孔３内において、閉鎖ばね３２の作用に抗して軸方向シフト可能に案内されていて、外側にリング溝３３を有しており、このリング溝３３にはノズル体２のリング状の突出部３４が係合している。突出部３４は一方では図１に示されたピストン１６の閉鎖位置を規定し、かつ他方ではピストン１６の最大開放行程ｈ1を規定する。閉鎖ばね３２は圧力増幅室２０内に配置されていて、他端において圧力増幅ピストン１７に支持されている。
【００１５】
制御弁１７は、ピストン１６内においてシフト可能に案内された弁ピストン３５を有しており、この弁ピストン３５は圧力増幅室２０内に、弁閉鎖方向に作用する端面３６を有していて、反対側の端部に球形の弁閉鎖部材３７を保持している。弁ピストン３５に係合作用する閉鎖ばね３８が、弁閉鎖部材３７をリング状のシール座に押し込み、このシール座は弁室３９と、ノズル戻し室２５に通じる接続通路４０とを互いに隔てている。弁室３９は絞り４１を介して圧力増幅室２０と接続されている。閉鎖ばね３８は圧力増幅室２０内に配置されていて、他端において圧力増幅ピストン１７に支持されている。
【００１６】
次に本発明による燃料噴射ノズル１の作用形式について記載する。
【００１７】
圧電式の調節駆動装置１８がもはや給電されないと、引張りばね１９は圧力増幅ピストン１７を上方に向かって、つまり開放方向に引っ張る。これによって、圧力増幅室２０内の圧力はレール圧の下に低下し、低下する圧力によってピストン１６は上方に向かって引っ張られ、このピストン１６は突出部２２を介して外側のノズルニードル４を開放方向に連行する。外側のノズルニードル４はシール座９から上昇し、今や開放された噴射孔１１を介して燃料がリング室６から燃焼室内に噴射される。圧力増幅ピストン１７の開放行程によって、制御室２９における容積が増大し、その結果そこに存在する圧力はレール圧の下に低下する。絞り２８を介して、ノズル戻し室２５における圧力もまたレール圧の下に低下する。その結果、外側のノズルニードル４のシール円錐１０においてレール圧が開放方向に作用するので、外側のノズルニードル４は突出部２２から上昇し、つまり閉鎖ばね８の作用に抗して、外側のノズルニードル４はさらに開放制御される。
【００１８】
ピストン１６はその最大開放行程ｈ1の後で、突出部３４に接触し、その結果圧力増幅ピストン１７のさらなる開放行程は、ピストン１６に対する軸方向のシフトを生ぜしめ、ひいては圧力増幅室２０内における容積を増大させる。圧力増幅室２０内における圧力はレール圧の下に低下し、閉鎖ばね３８は負荷軽減され、これによって今や弁ピストン３５は、弁室３９における圧力が絞り４１に基づいて圧力増幅室２０における圧力よりも高いので、開放制御される。圧力増幅室２０とノズル戻し室２５との間における今や開放している接続部を介して、ノズル戻し室２５における圧力はさらに低下する。内側のノズルニードル５のシール円錐１４においてはレール圧が開放方向に作用しているので、内側のノズルニードル５はそのシール座１３から上昇し、リング室６からの燃料は、今や開放された第２の噴射孔１５をも介して燃焼室内に噴射される。閉鎖ばね８，１２は互いに次のように、すなわちまず初めに外側のノズルニードル４が突出部２２から上昇し、その後で初めて内側のノズルニードル５がそのシール座１３から上昇するように、合わせられている。外側のノズルニードル４は閉鎖された状態において、そのシール円錐１０がシール座９に接触している場合に、シール円錐１４がシール座１３に接触している場合における内側のノズルニードル５よりも、大きな圧力負荷される面を有しているので、外側のノズルニードル４は、内側のノズルニードル５よりも低い、リング室６における圧力で開放する。
【００１９】
ノズルニードル４，５を閉鎖するためには、調節駆動装置１８の給電によって圧力増幅ピストン１７とピストン１６とが引張りばね１９の作用に抗して閉鎖方向にシフトされ、これによって圧力増幅室２０及び制御室２９における容積が減じられる。圧力増幅室２０内における圧力は、レール圧を超えて上昇し、その結果制御弁１７は閉鎖する。制御室２９における圧力は、レール圧を超えて上昇し、ノズルニードル４，５は閉鎖される。
【００２０】
図示されていない本発明の別の変化実施例では、制御室２９は開放方向において、圧力増幅ピストンによってではなく、同じ作用形式において、ピストンによって画成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による燃料噴射ノズルを示す縦断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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