(57)【要約】      （修正有）【課題】閉鎖部品及び閉鎖要素の製造がより容易であるディーゼル機関での燃料の噴射用の噴射ノズルを提供する。【解決手段】ノズル本体２、ノズル本体２に連結されかつ長手方向ボア５及び燃料を噴射するために長手方向ボアに始まる１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２を有するノズル・ヘッド３を備える、ディーゼル機関に燃料を噴射するための噴射ノズルが提示される。噴射ノズルはさらに、ノズル本体２の内側に配置されたニードル弁６、並びに長手方向ボア５及びノズル孔４．１、４．２への燃料供給を制御するためにニードル弁と協働する弁座７を備える。ノズル孔４．１、４．２を開閉するためにノズル・ヘッド３の長手方向ボアに弁スプール１４が設けられ、それをニードル弁６に対して時間をずらして作動させるために、それ自体のアクチュエータ８．２、９．２、１５が設けられる。【選択図】図２Ａ
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体（２）と、
前記ノズル本体（２）に連結されかつ長手方向ボア（５）及び燃料をディーゼル機関の燃焼空間内に噴射するために前記長手方向ボアに始まる１つ又は複数のノズル孔（４．１、４．２）を有するノズル・ヘッド（３）と、
前記ノズル本体（２）の内側に配置されたニードル弁（６）と、
前記長手方向ボア（５）及び前記ノズル孔（４．１、４．２）への燃料供給を制御するために前記ニードル弁と協働する弁座（７）とを備える、ディーゼル機関に燃料を噴射するための噴射ノズルであって、
前記ノズル孔（４．１、４．２）を開閉するために前記ノズル・ヘッド（３）の前記長手方向ボアに弁スプール（１４、１４’）がさらに設けられ、前記弁スプール（１４、１４’）を前記ニードル弁（６）に対して時間をずらして作動させるために、それ自体のアクチュエータ（８．２、８．３、９．２、９．３、１５）を設けられ、
各噴射サイクルの後に前記ノズル孔（４．１、４．２）を閉じるように前記弁スプール（１４、１４’）が制御されて、膨張段階の間の前記ノズル・ヘッド（３）の前記長手方向ボア（５）からの望ましくない燃料の流出を防止できるようになっていることを特徴とする噴射ノズル。
【請求項２】
前記ディーゼル機関が、２ストロークの大型ディーゼル機関である、請求項１に記載の噴射ノズル。
【請求項３】
前記ノズル孔（４．１、４．２）を開閉するために、前記弁スプール（１４、１４’）が前記ノズル・ヘッド（３）の長手方向に移動可能であり、且つ／又は前記ノズル・ヘッド（３）に対して回転可能である、請求項１又は請求項２に記載の噴射ノズル。
【請求項４】
前記弁スプール（１４、１４’）がスリーブ若しくはスリーブの一部分、又は円筒形部品若しくは円筒形部品の一部分として形成される、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の噴射ノズル。
【請求項５】
前記弁スプール（１４、１４’）の前記アクチュエータ（８．２、８．３、９．２、９．３、１５）が液圧アクチュエータとして形成される、請求項１乃至請求項４までのいずれか一項に記載の噴射ノズル。
【請求項６】
前記液圧アクチュエータが長手方向ピストン（８．２）又は回転スプール用の液圧駆動部（８．３）として形成される、請求項５に記載の噴射ノズル。
【請求項７】
前記弁スプール（１４、１４’）の前記アクチュエータ（８．２、８．３、９．２、９．３、１５）が、前記供給された燃料の圧力によって前記弁スプールを制御するために、前記噴射ノズルへの前記燃料供給に連結される、請求項５又は請求項６に記載の噴射ノズル。
【請求項８】
前記弁スプール（１４、１４’）の前記アクチュエータ（８．２、８．３、９．２、９．３、１５）が、戻しばね（９．２、９．３）を備える、請求項１乃至請求項７までのいずれか一項に記載の噴射ノズル。
【請求項９】
前記ノズル本体（２）及び／又は前記ノズル・ヘッド（３）を冷却する回路を備える、、請求項１乃至請求項８までのいずれか一項に記載の噴射ノズル。
【請求項１０】
前記回路が、低下した圧力で燃料システムに連結された燃料用の回路である、請求項９に記載の噴射ノズル。
【請求項１１】
前記弁スプール（１４、１４’）の動作、並びに／又は前記噴射ノズルへの燃料供給、並びに／又は前記ノズル本体及び／若しくは前記ノズル・ヘッドを冷却する回路を制御する制御弁（２０）を備える、請求項１乃至請求項１０までのいずれか一項に記載の噴射ノズル。
【請求項１２】
前記請求項１乃至請求項１１までのいずれか一項に記載の少なくとも１つの噴射ノズルを備える、ディーゼル機関。
【請求項１３】
前記ディーゼル機関が、２ストロークの大型ディーゼル機関である、請求項１２に記載のディーゼル機関。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は請求項１の導入部で規定されるによるディーゼル機関での燃料の噴射用の噴射ノズルに関し、この種類の少なくとも１つの噴射ノズルを備えるディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種のディーゼル機関、特に例えば船及び発電所などで使用される普通の構造の２ストロークの大型ディーゼル機関では、ノズル本体、並びに長手方向ボア、及びディーゼル機関のシリンダに配置された燃焼空間に燃料を噴射するために、長手方向ボアで始まる１つ又は複数のノズル孔を有するノズル本体に連結されたノズル・ヘッドを備える噴射ノズルが使用される。この種の噴射ノズルはさらに、ノズル本体の内側に配置されたニードル弁、及び長手方向ボア及びノズル孔への燃料供給を制御するためにニードル弁と協働する弁座をさらに備える。
【０００３】
燃料噴射ノズルの弁座は、高い噴射圧から生じる圧力の負荷を取り除くことができるように十分強力に支持される必要があるので、一般に１つ又は複数のノズル孔から離れて配置される。これには、比較的広い量の空間を占める、相応する強固な構造が必要になる。しかし、複数の噴射ノズルは、一般にシリンダごとに設けられているので、空間が原因となって、相応して強固に燃焼空間の直近に配置された噴射ノズルの領域を設計するのは困難である。さらに２ストロークの大型ディーゼル機関のシリンダ・ヘッドは、通常非常に厚く、通常通り燃料噴射ノズルの弁座がノズル孔から離れて配置されなかった場合に、噴射ノズルのこれらの領域がこれ以上冷却されることはほとんどなく、したがって動作中に非常に高い温度に曝される。弁座と対応するノズル孔との間の適切な距離は、弁座が動作中に高温になりすぎず、それらがすべての動作条件の下で適切に機能することを確実にする。
【０００４】
上述した構築の方法により、ニードル弁の閉鎖後にノズル・ヘッドの長手方向ボアに残る燃料の体積はかなり多い。長手方向ボアに残る燃料の温度は上昇し、圧力の低下により膨張段階の間、燃焼空間内に流出するおそれがある。この時点で、燃焼空間の温度は、すでに完全燃焼に対してもはや十分でないように低下している可能性がある。経験により、長手方向ボアに残る燃料の体積は、ディーゼル機関の煤煙の排出にかなりの影響があることが示されている。
【０００５】
長手方向ボア及びノズル孔を備えるノズル・ヘッドを有し、ノズル・ヘッド及びノズル孔への燃料供給を開閉するための弁座及び閉鎖部品を備える弁を有する噴射ノズルが、文献、国際公開特許ＷＯ９３／０７３８６に記載されている。国際公開特許ＷＯ９３／０７３８６による噴射ノズルはさらに、スリーブとして形成された閉鎖要素を備え、それはノズル孔を開閉するために弁の閉鎖部品に固定的に連結されている。追加の閉鎖要素を使用して、膨張段階の間のノズル・ヘッドの長手方向ボアからの望ましくない燃料の流出が防止できる。弁の閉鎖部品と追加の閉鎖要素との間の固定された連結によって製造公差に高い要求が課され、燃料の圧力がスリーブをあまりにも膨張させ、したがってそれを損傷しないように、弁の弁座及びノズル孔の断面形状の変移（ｃｏｕｒｓｅ）が互いに適合するように正確に合致する必要がある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の目的はディーゼル機関、特に２ストロークのディーゼル機関での燃料の噴射用の噴射ノズルを利用可能にすることであり、その閉鎖部品及び閉鎖要素は製造がより容易であり、弁の弁座の断面形状の変移と、１つ又は複数のノズル孔での断面形状の変移との間のどのような重要な調整も必要としない。さらなる目的は、この種類の少なくとも１つの噴射ノズルを備えるディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関を利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に定義される噴射ノズル、及び請求項１０に定義されるディーゼル機関によって満たされる。
【０００８】
ディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関での燃料の噴射用の本考案による噴射ノズルは、ノズル本体、並びに長手方向ボア及び燃料をディーゼル機関の燃焼空間に噴射するために長手方向ボアで始まる１つ又は複数のノズル孔を有する、ノズル本体に連結されたノズル・ヘッドを備える。噴射ノズルはさらに、ノズル本体の内側に配置されたニードル弁、及び長手方向ボア及びノズル孔への燃料供給を制御するためにニードル弁と協働する弁座を備える。弁スプール（ｖａｌｖｅ  ｓｐｏｏｌ）がノズル孔を開閉するために噴射ノズルのノズル・ヘッドの長手方向ボアにさらに設けられ、スプール弁をニードル弁に対して時間をずらして作動させるために、それ自体のアクチュエータを設けられる。
【０００９】
ノズル孔の開閉用のスプール弁は、有利にノズル・ヘッドの長手方向に移動可能であり、且つ／又はそれに対して回転可能である。例えばスプール弁はスリーブ若しくはスリーブの一部分として、又は円筒形部品若しくは円筒部品の一部分として形成される。
【００１０】
有利な実施例では、弁スプールのアクチュエータは、例えば回転スプール用の長手方向ピストン又は液圧駆動部としての電気、空気圧、又は液圧アクチュエータとして形成される。弁スプールのアクチュエータは、例えば供給された燃料の圧力によって弁スプールを制御するために、噴射ノズルへの燃料供給に連結できる。さらに有利な実施例では、弁スプールのアクチュエータはリセットばねを備え、それによって弁スプール又は回転スプール用の長手方向ピストン若しくは液圧駆動部を開始位置又は停止位置にすることができる。
【００１１】
有利な変形では、噴射ノズルはノズル本体及び／又は（and/or）冷却ヘッドを冷却する回路を備える。回路は例えば燃料用に設計でき、必要であれば低下した圧力で燃料システムに連結できる。さらに有利な変形では、噴射ノズルは弁スプールの作動を制御し、且つ／又は噴射ノズルへの燃料供給を制御するために、且つ／又は存在すればノズル本体及び／若しくはノズル・ヘッドを冷却する回路を制御するために、噴射ノズルの上方部分又は領域に配置できる制御弁を備える。
【００１２】
本考案はさらに、上述の実施例及び変形のうちの１つ又は複数による燃料の噴射用の少なくとも１つの噴射ノズルを備えるディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関をさらに備える。
【００１３】
ノズル・ヘッドの長手方向ボアの弁スプール、及び弁スプール用の別個のアクチュエータにより、上述の噴射ノズルでは膨張段階の間に燃料がノズル・ヘッドの長手方向ボアから誤って流出することが回避できる。したがって、膨張段階の間に燃料の不完全燃焼と共に生じる可能性のある煤煙の排出もまったくない。上述の噴射ノズルではニードル弁と弁スプールの間に固定された連結がまったくないので、長手方向ボアでニードル弁から弁スプールに応力がまったく伝達されず、それによって弁スプールがボア内で自由に移動できることがさらに有利である。弁スプール用の別個のアクチュエータにより、上述の噴射ノズルは長手方向ボアが燃料の圧力に曝される限り、弁スプールがほんのわずかに移動し、又はまったく移動しない様式で制御できる。このようにして、ノズル・ヘッド、並びに弁スプール及びアクチュエータの磨耗が低減できる。
【００１４】
上述の実施例及び変形は例としての役割を果たすにすぎない。さらなる有利な実施例は従属請求項及び図面から理解できる。さらに、上述され、又は図示された実施例及び変形からの個々の特徴は、新しい実施例を形成するために本考案の文脈内で互いに結び付けることができる。
【００１５】
本考案は実施例及び図面の補助により以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な噴射ノズルを通る長手方向断面を示す図である。
【図２Ａ】本考案による噴射ノズルの１つの実施例を通る長手方向断面を示す図である。
【図２Ｂ】本考案による噴射ノズルの第２の実施例を通る長手方向断面を示す図である。
【図３】本考案による噴射ノズルの第３の実施例を通り、本考案による制御弁を通る長手方向断面を示す図である。
【図３Ａ】図３の実施例の断面図である。
【図３Ｂ】図３の実施例の断面図である。
【図３Ｃ】図３の実施例の断面図である。
【図３Ｄ】噴射休止の間の図３の制御弁を通る長手方向断面を示す図である。
【実施例】
【００１７】
図１は、ディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関で燃料を噴射する一般的な噴射ノズル１０を通る長手方向断面を示す。噴射ノズル１０はノズル・ホルダ１、円筒形のボアを備えるノズル本体２、並びに燃料をディーゼル機関の燃焼空間に噴射するために長手方向ボアから始まるノズル孔４及び長手方向ボア５、を備えるノズル・ヘッド３を備える。噴射ノズル１０はさらに、円筒形ベースに移動可能に配置されたピストン８、図１に示される噴射ノズルでピストン８に形成されるニードル弁６、ニードル弁６の延長部に配置された弁座７、ピストン８の延長部に配置されたプッシュ・ロッド１１、及び圧力ばね９を備え、圧力ばね９のばね力はプッシュ・ロッド１１を介してピストン８に伝達される。噴射ノズルに及んでいる燃焼圧力が低い限り、ピストンに連結されたニードル弁６は、ノズル・ヘッド３への燃料供給が遮断されるように弁座７に対して押し付けられる。
【００１８】
図２Ａは、本考案によるディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関で燃料を噴射する噴射ノズルの実施例を通る長手方向断面を示す。噴射ノズルは、ノズル本体２、並びに燃料をディーゼル機関の燃焼空間に噴射するために長手方向ボアで始まる少なくとも１つのノズル孔４．１、４．２及び長手方向ボア５を有する、ノズル本体２に連結されたノズル・ヘッド３を備える。噴射ノズルはさらに、ノズル本体２の内側に配置されたニードル弁６、並びに長手方向ボア５及び少なくとも１つのノズル孔４．１、４．２への燃料供給を制御するためにニードル弁と協働する弁座７を備える。噴射ノズルでは、弁スプール又は摺動弁１４がさらに、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２を開閉するためにノズル・ヘッド３の長手方向ボアに設けられる。それはノズル・ヘッドの長手方向に有利に移動可能であり、ニードル弁６に対して時間をずらして弁スプール１４を動作させるために、それ自体のアクチュエータ８．２、９．２、１５を設けられている。
【００１９】
図２Ａに示される実施例の噴射ノズルは場合によってはさらに次のものを備えることができる。すなわち、明快にする目的で図２Ａでは除かれているノズル・ホルダ、及び／又は例えばノズル本体２の円筒形のボアに移動可能に配置され、ニードル弁６と連結し、必要であればそれと動作的に連結するピストン８．１、及び／又はそのばね力がピストン８．１に作用する戻しばね９．１、及び／又は噴出休止及び停止状態で弁座７に対してこれらを押し付け、ノズル・ヘッド３への燃料供給を遮断するために必要であればニードル弁６を備えることができる。有利な変形では、ニードル弁に連結されたピストン８．１は、ピストンによって弁座７からニードル弁６を分離し、ノズル・ヘッド３に燃料供給を放出するために、燃料供給１２を介して燃料の圧力によって作動できる。
【００２０】
弁スプール１４は、例えば図２Ａに示されるようにスリーブとして形成され、必要であればスリーブの一部分として、又は円筒形部品若しくは円筒形部品の一部分として形成され、弁スプール１４の噴射位置で、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２に燃料供給を放出する１つ又は複数の孔が、必要であればスリーブ又は名称を付けられた部品に設けられる。
【００２１】
有利な実施例では、弁スプール１４のアクチュエータが液圧アクチュエータ、例えば長手方向ピストン８．２として形成され、そのピストンは例えばニードル弁６に移動可能に配置され、及び／又はそれに連結されたピストン８．１に移動可能に配置される。例えば図２Ａに示されるように、長手方向ピストン８．２の移動がピン１５を介して弁スプールに伝達される点で、実施例においてはアクチュエータの液圧アクチュエータが、弁スプール１４と作用的に連結する。ピン１５は、例えばニードル弁６の長手方向ボアに移動可能に案内できる。弁スプールのアクチュエータは、供給燃料の圧力によって弁スプール１４を作動させるために、必要であれば、例えばニードル弁６の補正孔１３を介して噴射ノズルの燃料供給１２に連結できる。
【００２２】
さらに有利な実施例では、弁スプール１４のアクチュエータは戻しばね９．２を備え、それによって弁スプール又は長手方向ピストン８．２は、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２を閉鎖するために開始位置又は停止位置にすることができる。ニードル弁６及び同様に弁スプール１４のアクチュエータの両方が供給された燃料の圧力によって作動されると、有利には、実際にニードル弁６が移動し、ノズル・ヘッド３への燃料供給が開放される前に、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２が弁スプールによって自由になる様式で、ニードル弁６の戻しばね９．１のばね定数及びばね力は、弁スプール１４の戻しばね９．２のばね定数及びばね力に都合よく合致する。
【００２３】
さらに有利な変形では、ニードル弁６に連結されたピストン８．１は螺旋形状の溝８．１ａを備える。その溝８．１ａは、ニードル弁及びニードル弁の一部分に連結されたピストン８．１の正面部分を囲む、ノズル本体２に形成されたキャビティに噴射ノズルの燃料供給１２を連結する。このようにして、ピストン８．１は動作の際に中心に配置され、潤滑され、同時にキャビティ内での圧力の増加は燃料供給の間に低下され、その結果、ニードル弁６に連結されたピストン８．１の動作は遅延できる。
【００２４】
噴射の手順は図２Ａの実施例の補助により、以下に説明される。燃料が燃料供給１２を介して噴射ノズルに供給されると、ニードル弁及びニードル弁６の一部分に連結されたピストン８．１の正面部分を囲む、ノズル本体２に形成されたキャビティの圧力が上昇する。圧力の上昇は、ニードル弁の補正孔１３を介して弁スプール１４の長手方向ピストン８．２に伝達され、ピストンへの燃料の圧力がピストンに及ぶ戻しばね９．２のばね力を超えると同時に長手方向ピストンが移動される。長手方向ピストン８．２の移動は、ピン１５を介して弁スプール１４に伝達され、弁スプールの１つ又は複数の開口がノズル・ヘッド３の１つ又は複数のノズル開口４．１、４．２に合致し、それらを解放する位置に弁スプールが移動される。中空の空間の燃料の圧力がさらに上昇すると、ピストンに作用する燃料の圧力がピストンに作用するリセットばね９．１のばね力を超えると同時に、ニードル弁６に連結されたピストン８．１が移動される。したがって、ニードル弁６が弁座７から移動され、ノズル・ヘッド３及び１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２への燃料供給が開放される。次に１つ又は複数のノズル孔を通って流出する燃料がディーゼル機関の燃焼空間内に噴射される。
【００２５】
噴射手順は噴射ノズルへの燃料供給が停止することによって終了する。この場合、キャビティの燃料の圧力が落ち、ピストンに作用する戻しばね９．１のばね力がピストンへの燃料の圧力を超えると同時に、ニードル弁６に連結されたピストン８．１がニードル弁６を弁座７に押し付ける。したがって、ノズル・ヘッド３への燃料供給が閉鎖される。キャビティの燃料の圧力がさらに落ちると、長手方向ピストンに作用する戻しばね９．２のばね圧力が長手方向ピストンへの燃料の圧力を超えると同時に、弁スプールの長手方向ピストン８．２が移動される。この連結で、長手方向ピストン８．２の移動がピン１５を介して弁スプール１４に伝達され、ノズル・ヘッド３の１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２が閉鎖される位置に弁スプールが移動される。こうした理由で、噴射手順が完了すると、ノズル・ヘッドの長手方向ボアからの望ましくない燃料の流出が回避できる。
【００２６】
図２Ｂは、本考案によるディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関での燃料の噴射用の噴射ノズルの第２の実施例を通る長手方向断面を示す。図２Ｂに示される実施例は、主に、油漏れライン１６、１６’が設けられる燃料供給の変更した設計、及び別の変形に関して図２Ａで示されるものと異なる。第２の実施例では、燃料をディーゼル機関の燃焼空間に噴射するために長手方向ボアで始まる１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２及び長手方向ボア５を有する、ノズル本体２に連結されたノズル・ヘッド３、並びにノズル本体２を噴射ノズルは備える。噴射ノズルはさらに、ノズル本体２の内側に配置されたニードル弁６、並びに長手方向ボア５及びノズル孔４．１、４．２への燃料供給を制御するためにニードル弁と協働する弁座７を備える。噴射ノズルでは、弁スプール１４がさらに、ノズル孔４．１、４．２を開閉するためにノズル・ヘッド３の長手方向ボア５に設けられる。それはノズル・ヘッドの長手方向に有利に移動可能であり、ニードル弁６に対して時間をずらして弁スプール１４を動作させるために、それ自体のアクチュエータ８．２、９．２、１５を設けられている。
【００２７】
図２Ｂに示される実施例の噴射ノズルは必要であればさらに次のものを備えることができる。すなわち、明快にする目的で図２Ｂでは除かれているノズル・ホルダ、及び／又は例えばノズル本体２の円筒形のボアに移動可能に配置され、必要であれば動作的な連結でニードル弁６に連結されるピストン８．１、及び／又はそのばね力が、必要であればニードル弁に連結されたピストン８．１に作用する戻しばね９．１、及び／又は燃料の噴射後及び停止状態で弁座７に対してこれを押し付け、ノズル・ヘッド３への燃料供給を遮断するためにニードル弁６を備えることができる。
【００２８】
有利な実施例では、弁スプール１４のアクチュエータが液圧アクチュエータ、例えば長手方向ピストン８．２として形成され、そのピストンは例えばニードル弁６、及び／又はそれに連結されたピストン８．１に移動可能に配置される。その実施例では、例えば図２Ｂに示されるように、長手方向ピストン８．２の移動がピン１５を介して弁スプールに伝達される点で、アクチュエータの液圧アクチュエータは弁スプール１４に動作的に連結される。ピン１５は、例えばニードル弁６に連結されるピストン８．１の長手方向及び／又はボアニードル弁に移動可能に案内できる。
【００２９】
さらに有利な実施例では、弁スプール１４のアクチュエータは戻しばね９．２を備え、それによって弁スプール又は長手方向ピストン８．２は、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２を閉鎖するために開始位置又は停止位置にすることができる。
【００３０】
図２Ｂに示される実施例では、噴射ノズルは、ニードル弁及びニードル弁の部分に連結されたピストン８．１の正面部分を囲む、ノズル本体に形成されたキャビティに連結された燃料供給１２を備える。このようにして、ピストンによって弁座７からニードル弁６を分離し、ノズル・ヘッド３に燃料供給を解放するために、ピストン８．１は燃料の圧力によって作動できる。必要であれば、弁スプールのアクチュエータは、供給燃料の圧力によって弁スプール１４を作動させるために、例えばニードル弁６の補正孔１３を介して噴射ノズルの燃料供給１２に連結できる。
【００３１】
有利な変形では、油漏れライン１６、１６’がピン１５の案内の圧力の解放のために設けられている。図２Ｂに示されるように、ピン１５がニードル弁６に連結されたピストン８．１の長手方向ボア及び／又はニードル弁に移動可能に案内される場合、油漏れラインの第１の部分１６は例えば、ニードル弁に連結されたピストン８．１及び／又はニードル弁６に形成でき、第２の部分１６’はノズル本体２に形成でき、２つの部分は、ニードル弁６が弁座７に位置し、ノズル・ヘッド３への燃料供給が閉鎖された場合に連結される。油漏れラインによって、燃料がピン１５に沿って通過してノズル・ヘッドの長手方向ボア５に入り、ノズル・ヘッドへの燃料供給がニードル弁６を通って解放される前に長手方向ボアの燃料の圧力が増加する状態が防止できる。
【００３２】
図２Ｂに示される噴出ノズルの設計に関する別の実施例、変形、及び詳細が図２Ａの説明から識別できる。さらに、図２Ａの実施例に関連して与えられる噴射手順の説明は、図２Ｂに示される実施例にも関連する。
【００３３】
図３は、本考案によるディーゼル機関、特に２ストロークの大型ディーゼル機関で燃料を噴射する噴射ノズル、及び同じく制御弁の第３の実施例を通る長手方向断面を示す。第３の実施例では、長手方向ボア５及び燃料をディーゼル機関の燃焼空間に噴射するために長手方向ボアで始まる１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２、並びにノズル本体２を噴射ノズルは有する、ノズル本体２に連結されたノズル・ヘッド３を備える。噴射ノズルはさらに、ノズル本体２の内側に配置されたニードル弁６、並びに長手方向ボア５及びノズル孔４．１、４．２への燃料供給を制御するためにニードル弁と協働する弁座７を備える。噴射ノズルでは、弁スプール１４’がノズル孔４．１、４．２を開閉するためにノズル・ヘッド３の長手方向ボア５にさらに設けられ、ノズル・ヘッドに対して有利に回転可能であり、ニードル弁６に対して時間をずらしてスプール弁１４’を動作させるためにそれ自体のアクチュエータ８．３、９．３を設けられる。
【００３４】
図３に示される実施例の噴射ノズルは場合によってはさらに次のものを備えることができる。すなわち、明快にする目的で図３では除かれているノズル・ホルダ、及び／又は例えばノズル本体２の円筒形のボアに移動可能に配置され、ニードル弁６と連結し、必要であればそれと動作的に連結するピストン８．１、及び／又はそのばね力が、必要であればニードル弁に連結されたピストン８．１に作用する戻しばね、及び／又は噴射休止及び停止状態で弁座７に対してこれを押し付け、ノズル・ヘッド３への燃料供給を遮断するためにニードル弁６を備えることができる。有利な変形では、ニードル弁に連結されたピストン８．１は、ピストンによって弁座７からニードル弁を分離し、ノズル・ヘッド３に燃料供給を解放するために、燃料供給１２を介して燃料の圧力をかけることができる。
【００３５】
例示の実施例では、弁スプール１４’は回転スプールとして設計される。回転スプールは例えば図３及び３Ａに示されるように、周縁部のより大きな部分にわたって円筒形状である部分として、或いは必要であれば円筒形部品の一部分として、又はスリーブ若しくはスリーブの一部分として形成でき、１つ又は複数の孔が必要であれば名称を付けられた部品又は名称を付けられたスリーブに設けられる。その孔は燃料供給を弁スプールの噴射位置で１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２に放出する。必要であれば、弁スプール１４’は、ノズル・ヘッド３に回転可能に案内され、且つ／又は例えばノズル・ヘッドの長手方向ボア５に軸支できる。
【００３６】
有利な実施例では、例えば図３、３Ｂ、及び３Ｃに示されるように、キャビティが加圧された媒体に曝された場合に、カム及びトラニオンが回転の動きを実行するように、円筒形のキャビティ又は円筒形のキャビティのセクタに回転可能に案内され、キャビティを閉鎖する、少なくとも１つの旋回可能に取り付けられたトラニオン８．３ａ、及びそれに形成されたカム８．３を備える回転駆動部などの液圧アクチュエータとして、弁スプール１４’のアクチュエータは設計される。アクチュエータの液圧アクチュエータは、例えばスロットを付けたカップリングなどの実施例で弁スプール１４’に動作的に連結される。回転駆動部は、例えば弁座７とノズル・ヘッド３の間に配置できる。必要であれば中間のギア・ホイールによって、例えば回転駆動部をシャフトを介して弁スプール１４’に連結するために、噴射ノズルの上方部分に回転駆動部を配置することも可能である。液圧アクチュエータは、必要であれば制御弁の制御スライダと結合することもできる。
【００３７】
さらに有利な実施例では、例えば図３Ｃに示されるように螺旋ばねとして形成できる戻しばね９．３を弁スプール１４’のアクチュエータは備え、それによって弁スプール又は回転駆動部は、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２を閉鎖するために開始位置又は停止位置にすることができる。
【００３８】
必要であれば、弁スプールのアクチュエータは、供給燃料の圧力によって弁スプール１４’を作動させるために、噴射ノズルの燃料供給１２に連結できる。ニードル弁６及び同様に弁スプール１４’のアクチュエータの両方が供給された燃料の圧力によって作動されるとき、ニードル弁６の戻しばね９．１のばね定数及びばね力は、有利には、弁スプール１４’の戻しばね９．３のばね定数及びばね力に都合よく合致するように設計される。これは、実際に有利に、ニードル弁６が移動し、ノズル・ヘッド３への燃料供給が開放される前に、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２が弁スプールによって自由になる様式である。
【００３９】
有利な変形では、噴射ノズルはノズル本体２及び／又は冷却ヘッド３を冷却する回路を備える。回路は、例えば燃料用に設計され、必要であれば低下した圧力のシステムを備える燃料システムに連結できる。
【００４０】
さらに有利な変形では、噴射ノズルは弁スプール１４、１４’の動作を制御し、且つ／又は噴射ノズルへの燃料供給を制御するために、且つ／又は存在すればノズル本体２及び／若しくはノズル・ヘッド３を冷却する回路を制御するために、噴射ノズルの上方部分又は領域に配置できる制御弁２０を備える。
【００４１】
図３には、この種類の制御弁の１つの実施例を通る長手方向断面が上方部分に示される。制御弁２０は、図３で燃料を噴射するための位置に位置する制御弁スプール２１、及び例えば制御弁スプールを動作させる液圧シリンダなどの図３に示されない補助駆動部を同時に備える。必要であれば、弁座、閉鎖部品２２、及び弁座に閉鎖部品を押し付ける戻しばね２３を備える燃料供給の制御のための弁を制御弁は備えることができる。図３に示される制御弁スプール２１の位置では、それによって閉鎖部品２２が弁座から押しのけられ、制御弁の燃料供給１２’から噴射ノズルのニードル弁６への燃料供給が、噴射ノズルの燃料供給１２を介して放出される。制御弁２０はさらに制御機能を備え、それは例えば弁スプール１４、１４’の制御用の２／２方向弁又は３／２方向弁として形成され、また必要であれば制御ライン１８も備え、それを介して制御弁が弁スプールのアクチュエータに連結される。加圧された媒体の対応する制御弁への供給が、例えば入口２４を介して行われ、それが低下した圧力で燃料供給ライン又は燃料システムに連結できる。図３に示される制御弁スプール２１の位置では、弁スプール１４、１４’を作動し、ノズル孔４．１、４．２を解放するために入口２４が制御ライン１８に連結される。
【００４２】
噴射ノズルがノズル本体２及び／又はノズル・ヘッド３を冷却する回路を備える場合、回路を制御する制御機能を制御弁２０に設けることができ、それは例えば２／２方向弁を備える。この目的で、制御弁が戻りライン１７を介して噴射ノズルの冷却装置に有利に連結される。図３に示されるように、燃料供給１２、ニードル弁及びニードル弁の一部分に連結された、ピストン８．１の正面部分を囲むノズル本体２に形成されたキャビティ、並びに戻りライン１７は、冷却装置として使用できる。回路は、例えば燃料用に設計され、必要であればポンプ輸送動力を節減するために、低下した圧力で燃料システムに連結できる。例示の変形では燃料の噴射の間、冷却回路に循環がまったく行われないので、図３に示される制御弁スプール２１の位置では、戻りライン１７が閉鎖される。
【００４３】
図３Ｄは噴射休止の間の図３の制御弁を通る長手方向断面である。制御弁２０は制御弁スプール２１を備え、それは図３Ｄで停止位置にあり、その停止位置は噴射休止の間の位置に対応する。必要であれば、弁座、閉鎖部品２２、及び戻しばね２３を備える燃料供給の制御のための弁を制御弁は備えることができる。図３Ｄに示される制御弁スプール２１の位置では、閉鎖部品が戻しばね２３によって弁座に押し付けられ、制御弁の燃料供給ライン１２’から噴射ノズルのニードル弁６への燃料供給が遮断されるように、制御弁スプール２１は閉鎖部品２２から分離されている。制御弁２０はさらに制御機能を備え、それは例えば弁スプール１４を制御するための２／２方向弁又は３／２方向弁として形成される。また必要であれば制御ライン１８も制御弁２０は備えることができ、制御ライン１８を介して制御弁が弁スプールのアクチュエータに連結される。図３Ｄに示される制御弁スプール２１の位置では、制御ライン１８は出口２５に連結され、それは弁スプールのアクチュエータを解放し、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２を閉鎖するために、例えば漏れ油タンクに連結できる。
【００４４】
噴射ノズルがノズル本体２及び／又はノズル・ヘッド３を冷却するための回路を備える場合、例えば２つの２／２方向弁を備える回路を制御する制御弁２０に制御機能を設けることができる。この目的で、制御弁は戻りライン１７を介して有利に噴射ノズルの冷却装置に連結される。回路は、例えば燃料用に設計され、必要であればポンプ輸送動力を節減するために低下した圧力で燃料システムに連結できる。図３Ｄに示される制御弁スプール２１の位置では、戻りライン１７は出口２６に連結され、それは、例えば低下した圧力で燃料システムのタンクに連結できる。例えば低下した圧力で燃料システムに連結できる入口２４はさらに、噴射ノズルの燃料供給１２に連結される。このようにして、燃料は低下した圧力で噴射ノズルの冷却装置を通って移送できる。図３に示されるように、ニードル弁及びニードル弁の部分に連結されたピストン８．１の正面部分を囲む、ノズル本体２に形成されたキャビティ、並びに中空のキャビティと連通する戻り１７としての燃料供給１２も同じく、例えば冷却装置として使用できる。
【００４５】
設計に応じて、噴射プロセスの変移、並びに／又はノズル・ヘッド２の弁スプール１４、１４’の作動、並びに／又はノズル本体２及び／若しくはノズル・ヘッド３を冷却する回路は制御弁２０によって制御できる。冷却回路、及び必要であれば弁スプールの動作のためのアクチュエータが、冷却回路のポンプ損失を低く保つために、低下した圧力の燃料システムとして低圧システムから有利に供給される。噴射手順の開始により、制御弁スプール２１は、必要であれば噴射ノズルの冷却装置及び冷却回路の戻りライン１７への供給を遮断し、且つ／又は圧力システムに連結された入口２４と、制御弁と弁スプール用のアクチュエータを連結する制御ライン１８との連結を開放する。これによって、弁スプールはノズル・ヘッドの噴射位置にすることができ、１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２が自由になる。実際の噴射手順は制御弁スプール２１のさらなる移動によって起動され、その移動によって燃料供給の制御用の制御弁に設けられた弁を開放し、それによって燃料は噴射ノズルのニードル弁６に移送される。燃料の圧力によって、ピストン８．１がニードル弁６に連結され、ニードル弁が弁座７から押しのけられ、ノズル・ヘッド３及び１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２への燃料供給が開放される。次に１つ又は複数のノズル孔を通って流出する燃料がディーゼル機関の燃焼空間内に噴射される。
【００４６】
制御弁の制御弁スプール２１が最初に燃料供給の制御のために、制御弁スプール２１に設けられた弁を閉じることで、噴射手順は終了する。この場合、ニードル弁６に連結されたピストン８．１の燃料の圧力が落ち、ピストンに作用する戻しばね９．１のばね力によってニードル弁６が弁座７に押し付けられる。したがって、ノズル・ヘッド３への燃料供給が閉鎖される。制御弁スプールのさらなる移動によって、圧力システムに連結された入口２４と、制御弁を弁スプール用のアクチュエータと連結する制御ライン１８との間の連結が、遮断される。それによって弁スプールは、ノズル・ヘッドの１つ又は複数のノズル孔４．１、４．２が閉鎖される位置に移動される。このようにして、噴射手順が終了すると、ノズル・ヘッドの長手方向ボアからの望ましくない燃料の流出が回避できる。ノズル本体２及び／又はノズル・ヘッド３を冷却するための回路が存在する場合、噴射休止又は噴射ノズルの停止位置でのノズル本体及び／又はノズル・ヘッドを冷却するために、噴射ノズルの冷却装置への供給及び冷却回路の戻り１７は制御弁スプールによって開放できる。
【００４７】
弁スプール自体のアクチュエータにより、ノズル・ヘッドの長手方向ボアが燃料供給からの燃料の圧力に曝される限り、弁スプールがほんのわずかしか動かず、又はまったく動かない様式で上述のように噴射ノズルを制御することが可能である。これは、ノズル・ヘッド、並びに弁スプール及びアクチュエータの磨耗が低減できる利点がある。
【符号の説明】
【００４８】
１  ノズル・ホルダ
２  ノズル本体
３  ノズル・ヘッド
４  ノズル孔
４．１  ノズル孔
４．２  ノズル孔
５  長手方向ボア
６  ニードル弁
７  弁座
８  ピストン
８．１  ピストン
８．１ａ  溝
８．２  ピストン
８．２  アクチュエータ
８．３  アクチュエータ
８．３  カム
８．３ａ  トラニオン
９  圧力ばね
９．１  戻しばね
９．２  戻しばね
９．２  アクチュエータ
９．３  アクチュエータ
１０  噴射ノズル
１１  プッシュ・ロッド
１２  燃料供給
１２’  燃料供給
１３  補正孔
１４  弁スプール
１４’  弁スプール
１５  ピン
１５  アクチュエータ
１６  油漏れライン
１６’  油漏れライン
１７  戻りライン
１８  制御ライン
２０  制御弁
２１  制御弁スプール
２２  閉鎖部品
２３  戻しばね
２４  入口
２５  出口
２６  出口
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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