(57)【要約】  第１部と、本体と、環状ノズルリングとを有するインジェクタノズルであって、第１部は、フランジ面を有するフランジおよびステムを有し、本体は、孔を画定する壁を含み、環状ノズルリングは、第１面および第２面を有し、第１面および／またはフランジ面は複数の溝を含み、ステムは孔に受容され、第１部は、第１面がフランジ面と係合し、第２面が前記本体と係合し、複数の溝が複数のインジェクタ孔を画定するように、所定位置でノズルリングを固定するように本体に固定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部と、本体と、環状ノズルリングとを有するインジェクタノズルであって、
前記第１部は、フランジ面を有するフランジおよびステムを有し、前記本体は、孔を画定する壁を含み、前記環状ノズルリングは、第１面および第２面を有し、前記第１面および／または前記フランジ面は複数の溝を含み、前記ステムは前記孔に受容され、前記第１部は、所定位置で前記ノズルリングを固定するように前記本体に固定され、前記第１面が前記フランジ面と係合し、前記第２面が前記本体と係合し、前記複数の溝が複数のインジェクタ孔を画定する、インジェクタノズル。
【請求項２】
前記第１面は、平坦または円錐台である、請求項１に記載のインジェクタノズル。
【請求項３】
前記第２面は、平坦である、請求項１または２に記載のインジェクタノズル。
【請求項４】
前記第２面は、円錐台である、請求項１または２に記載のインジェクタノズル。
【請求項５】
前記第２面の開先角度が、２０°〜１６０°、好ましくは、４０°〜８０°、より好ましくは５０°〜７０°である、請求項４に記載のインジェクタノズル。
【請求項６】
前記ノズルリングは、第３面を有し、前記第１部は、前記第３面が前記ステムに係合するように、前記ノズルリングを所定位置に固定するように前記本体に固定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項７】
前記第３面は、円筒状である、請求項６に記載のインジェクタノズル。
【請求項８】
前記第１部は、前記第１面が前記フランジ面と押圧係合し、前記第２面が前記本体と押圧係合し、前記第３面が前記ステムと押圧係合するように、前記本体に固定される、請求項６または７に記載のインジェクタノズル。
【請求項９】
前記第２面は、前記本体に対して密封され、前記第３面は、前記ステムに対して密封される、請求項８に記載のインジェクタノズル。
【請求項１０】
前記ノズルリングは、前記第１面と前記第３面との間に第４面を含み、前記第４面は、前記ステムから離間され、好ましくは、前記第４面は、円錐台面である、請求項６〜９のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項１１】
インジェクタノズルを組み立てる方法であって、
ステム及びフランジを有する第１部を提供するステップであって、前記フランジはフランジ面を有する、ステップと、
第１面を有する第２部を提供するステップであって、前記フランジ面および／または前記第１面が複数の溝を含む、ステップと、
ネジ付き締結具を提供するステップであって、前記方法は、前記溝がインジェクタ孔を画定するように、前記フランジ面を前記第１面と係合させる工程を含む、ステップと、
前記ネジ付き締結具を軸周りに締め付けるステップであって、前記第１面は、前記第１面が前記フランジ面に対して前記軸を中心に回転しないことを確実にしながら、前記軸の方向に前記フランジ面と係合するように押し付けられる、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記ステムは、前記ネジ付き締結具を受け入れるネジ付き部分を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２部は、環状ノズルリングであり、前記方法は、さらに、孔を画定する壁を含む本体を提供することを含み、前記ステムは、前記孔に受容され、前記第１部は、前記ノズルリングを所定の位置に固定するために、前記ネジ付き締結具によって前記本体に固定される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１面を有する第１部と、第２面を有する第２部とを含む、インジェクタノズルであって、
前記第１面および／または前記第２面が、複数の溝を含み、前記複数の溝が、複数のインジェクタ孔を画定するように前記第１面が前記第２面と係合し、各インジェクタ孔が横断面積および長さを有し、前記横断面積が前記インジェクタ孔の長さに沿って変化する、インジェクタノズル。
【請求項１５】
前記複数のインジェクタ孔は、少なくとも部分的に径方向に配向され、各インジェクタ孔は、径方向外側部の横断面積よりも大きい径方向内側部の横断面積を有する、請求項１４に記載のインジェクタノズル。
【請求項１６】
各溝の深さは、インジェクタ孔の長さに沿って変化する、請求項１４または１５に記載のインジェクタノズル。
【請求項１７】
各溝の幅は、前記インジェクタ孔の長さに沿って変化する、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のインジェクタノズル。
【請求項１８】
内燃機関のためのインジェクタノズルであって、各インジェクタ孔が内端および外端を有する複数のインジェクタ孔と、インジェクタ孔の内端とインジェクタノズルの逆止弁との間に画定されたサック容積と、を有し、各インジェクタ孔が、横断面積と、内端と外端との間に画定された長さとを有し、横断面積がインジェクタ孔の長さに沿って変化する、インジェクタノズル。
【請求項１９】
前記複数のインジェクタ孔は、少なくとも部分的に径方向に配向され、各インジェクタ孔は、径方向外側部の横断面積よりも大きい径方向内側部の横断面積を有する、請求項１８に記載のインジェクタノズル。
【請求項２０】
各インジェクタ孔の横断面は、前記インジェクタ孔の長さに沿って変化する、請求項１８または１９に記載のインジェクタノズル。
【請求項２１】
本体と、弁と、付勢部材と、駆動装置とを有する、逆止弁であって、
前記本体は、弁座と、ネジ軸を画定するネジ形態とを有し、前記弁は、前記弁座と選択的に係合して前記弁を閉じ、前記弁座から選択的に係合解除して前記弁を開くことができ、前記付勢部材は、前記弁を付勢して前記弁座と係合させ、前記駆動装置は、回転方向に前記本体と固定され、前記付勢部材の作用に抗して前記本体に対して軸方向に移動可能であり、前記駆動装置の回転が前記ネジ形態のネジ軸周りの回転を引き起こすように構成される、逆止弁。
【請求項２２】
前記駆動装置は、前記付勢部材が係合する付勢部材シートを含む、請求項２１に記載の逆止弁。
【請求項２３】
前記弁を付勢して弁座に係合させる付勢部材からの力は、駆動装置を介して弁に伝達される、請求項２２に記載の逆止弁。
【請求項２４】
前記逆止弁は、前記弁座によって画定される第１端と、第２端とを有する、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項２５】
第１弁座と第２端との間には、ネジ形状、付勢部材、および駆動装置のうちの一つ又は複数がある、請求項２４に記載の逆止弁。
【請求項２６】
前記本体は、前記第１弁座と前記第２端との間にある、さらなる構成要素に対して前記本体を密封するための肩部を画定する、請求項２４または２５に記載の逆止弁。
【請求項２７】
前記付勢部材は、前記駆動装置を前記第１端から離れる方向に付勢する、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項２８】
前記弁は、一つ又は複数のピストンおよび案内部を含む、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の逆止弁。
【請求項２９】
前記ピストンおよび／または案内部は、第１弁座と第２端との間にある、請求項２８に記載の逆止弁。
【請求項３０】
関連容積内に加圧流体を噴射するためのインジェクタ装置であって、
第１シリンダを備えた本体と、
前記第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、
第２シリンダに対して移動可能であり、インジェクタ容積を画定する、第２ピストンと、
インジェクタノズルと、
を含み、
前記第１ピストンおよび第２ピストンは、前記第１ピストンに対する前記関連容積内の圧力の作用下での第１方向への前記第１ピストンの移動が、前記制御容積の減少および前記インジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、
前記装置は、前記第１ピストンが前記第１方向に移動するときに、前記インジェクタ容積内の流体を、圧力下で前記ノズルを通して前記関連容積内に噴射させるように構成され、
前記装置は、前記インジェクタ容積を減圧し、それによって前記関連容積への流体の噴射を停止するために前記インジェクタ容積に関連弁を含む、インジェクタ装置。
【請求項３１】
前記弁は、前記第２ピストンの弁座よって部分的に画定される、請求項３０に記載のインジェクタ装置。
【請求項３２】
前記第２ピストンは、貫通通路を含み、前記弁座は、前記貫通通路の端に画定されている、請求項３１に記載のインジェクタ装置。
【請求項３３】
前記第２ピストンは、第１端と第２端とを含み、前記第１端は、前記第２シリンダ内で移動可能な円筒状の壁部を有し、前記貫通通路が前記第１端から前記第２端まで延び、前記第２端が前記弁座を含む、請求項３２に記載のインジェクタ装置。
【請求項３４】
前記弁は、前記弁座に選択的に係合する弁面を有する弁要素を含む、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項３５】
前記弁要素の弁面は、電気的に作動されるソレノイドによって前記弁座と係合するように選択的に付勢されるように構成される、請求項３４に記載のインジェクタ装置。
【請求項３６】
電気的に作動されるソレノイドは、弁面を付勢して弁座と係合させるように電力が供給される、請求項３５に記載のインジェクタ装置。
【請求項３７】
前記弁要素は案内壁を含み、第２ピストンは案内部を含み、前記案内壁は前記案内部内で摺動可能である、請求項３４〜３６のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項３８】
前記案内壁は、前記案内部に対して前記弁要素を傾斜させることができるように成形され、好ましくは、前記案内壁は非円筒形であり、好ましくは部分的に球形である、請求項３７に記載のインジェクタ装置。
【請求項３９】
前記案内部は、ほぼ円筒形の壁で画定される、請求項３７または３８に記載のインジェクタ装置。
【請求項４０】
前記弁要素は、前記弁面と前記案内壁との間で軸方向に位置する当接部を有する、請求項３４〜３９のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項４１】
前記第１ピストンは前記第２ピストンと連動して移動する、請求項３０に記載のインジェクタ装置。
【請求項４２】
前記第１ピストンは、前記第２ピストンに付けられて固定される、請求項４１に記載のインジェクタ装置。
【請求項４３】
前記弁は、弁面と弁座とを含み、前記第１ピストンは、前記弁面と前記弁座に対して相対的に移動する、請求項４１または４２に記載のインジェクタ装置。
【請求項４４】
関連容積内に加圧流体を噴射するためのインジェクタ装置を操作する方法であって、
前記インジェクタ装置は、
第１シリンダを備えた本体と、
前記第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、
第２シリンダ内部で移動可能であり、インジェクタ容積を画定する、第２ピストンと、
インジェクタノズルと、
を含み、
前記第１ピストンおよび第２ピストンは、前記第１ピストンに対する前記関連容積内の圧力の作用下での第１方向への前記第１ピストンの移動が、前記制御容積の減少および前記インジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、
前記装置は、前記第１ピストンが前記第１方向に移動するときに、前記インジェクタ容積内の流体を、圧力下で前記ノズルを通して前記関連容積内に噴射させるように構成され、
加圧流体の供給部は、前記制御容積および前記インジェクタ容積を再充填するように動作可能であり、
前記方法は、前記第１ピストンを前記第１方向に移動させて、加圧流体を前記関連容積内に噴射するステップと、
前記制御容積および前記インジェクタ容積を前記加圧流体の供給部から隔離するステップと、
その後、噴射を停止するステップと、
を含む、方法。
【請求項４５】
前記制御容積および前記インジェクタ容積を前記加圧流体の供給部から隔離するステップは、関連容積に加圧流体を噴射するステップの前に行われる、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
関連容積内に加圧流体を噴射するインジェクタ装置であって、
第１シリンダを備えた本体と、
前記第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、
第２シリンダ内部で移動することができ、インジェクタ容積を画定する第２ピストンと、
インジェクタノズルと、
を含み、
前記第１ピストンおよび第２ピストンは、前記第１ピストンに対する前記関連容積内の圧力の作用下での第１方向への前記第１ピストンの移動が、前記制御容積の減少および前記インジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、
前記装置は、前記第１ピストンが前記第１方向に移動するときに、前記インジェクタ容積内の流体を、圧力下で前記ノズルを通して前記関連容積内に噴射させるように構成され、
前記第２ピストンの第１部は、前記第２シリンダ内で移動可能であり、前記第２ピストンの第２部は、前記第１ピストンの前記第１方向への移動が前記インジェクタ容積の減少を引き起こすときに、前記第２ピストンの前記第１部と前記第２シリンダとの整列を可能にするように、前記インジェクタ装置の対応する形状の部分と係合する、インジェクタ装置。
【請求項４７】
前記第２部は、湾曲している、請求項４６に記載のインジェクタ装置。
【請求項４８】
前記第２部は、ほぼ球形部分である、請求項４７に記載のインジェクタ装置。
【請求項４９】
前記インジェクタ装置の前記対応する形状の部分は、前記本体に対して移動可能である、請求項４６〜４８のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項５０】
前記第２部は、前記第１部よりも大きな直径を有する、請求項４６〜４９のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項５１】
前記第２部は、前記インジェクタ装置の前記対応する形状の部分に対向する前記インジェクタ装置の更に対応する形状の部分と係合する、請求項４６〜５０のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項５２】
前記第２部は、前記インジェクタ装置の前記更に対応する形状の部分と係合するように湾曲している、請求項５１に記載のインジェクタ装置。
【請求項５３】
前記第２部は、前記インジェクタ装置の前記更に対応する形状の部分と係合するために、ほぼ部分的に球形である、請求項５２に記載のインジェクタ装置。
【請求項５４】
前記インジェクタ装置の前記更に対応する形状の部分は、前記本体に対して移動可能である、請求項５１〜５３のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項５５】
前記装置は、前記インジェクタ容積に関連弁を含み、前記インジェクタ容積を減圧し、それによって前記関連容積への燃料の噴射を停止する、請求項４６〜５４のいずれか一項に記載のインジェクタ装置。
【請求項５６】
前記弁が前記第２ピストン上の弁座によって部分的に画定されている場合である、請求項５５に記載のインジェクタ装置。
【請求項５７】
前記第２ピストンは、貫通通路を有し、前記弁座は、前記貫通通路の端に画定される、請求項５６に記載のインジェクタ装置。
【請求項５８】
弁要素と、当接部と、案内壁とを含む、弁設備において、
前記弁要素は、前記弁設備の弁座との選択的な係合および係合解除の為の弁面を有し、
前記当接部は、前記弁座との係合に前記弁面を付勢し、
前記案内壁は、前記弁設備のボア内で前記弁要素を整列させ、前記弁面および当接部が軸を画定し、
前記軸に垂直な前記案内壁の幅は、前記ボアに対する前記弁要素の傾斜を可能にするように変更可能である、弁設備。
【請求項５９】
前記案内壁が、非円筒型である、請求項５８に記載の弁設備。
【請求項６０】
前記案内壁は、部分的に球状である、請求項５８または５９に記載の弁設備。
【請求項６１】
前記ボアは、ほぼ円筒壁によって画定される、請求項５８〜６０のいずれか一項に記載の弁設備。
【請求項６２】
前記弁要素は、前記弁面と前記案内壁との間に軸方向に位置する当接部を有する、請求項５８〜６１のいずれか一項に記載の弁設備。
【請求項６３】
関連容積内に加圧流体を噴射するためのインジェクタ装置であって、
前記インジェクタ装置は、
第１シリンダを備えた本体と、
前記第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、
第２シリンダに対して移動することができ、インジェクタ容積を画定する、第２ピストンと、
インジェクタノズルと、
を含み、
前記第１ピストンおよび第２ピストンは、前記第１ピストンに対する前記関連容積内の圧力の作用下での第１方向への前記第１ピストンの移動が、前記制御容積の減少および前記インジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、
前記装置は、前記第１ピストンが前記第１方向に移動するときに、前記インジェクタ容積内の流体を、圧力下で前記ノズルを通して前記関連容積内に噴射させるように構成され、
前記インジェクタノズルは、逆止弁とインジェクタ孔とを含み、サック容積が、前記逆止弁に近接する前記インジェクタ孔の端部と前記逆止弁との間に画定され、前記逆止弁は、弁座を画定する本体と、前記逆止弁を閉鎖するために前記弁座と係合するための弁面を画定する弁とを有し、前記弁は、前記逆止弁の閉鎖時に前記サック容積から前記ボア内部に流体を引き込むように構成された、前記本体の前記ボア内部で移動可能なピストンを更に含む、インジェクタ装置。
【請求項６４】
前記弁は、前記弁が開いているときに前記ボア内で前記弁をセンタリングするように構成された弁案内部を含む、請求項６３に記載のインジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタノズル、インジェクタノズルの組立方法、逆止弁、インジェクタ装置、インジェクタ装置の作動方法又は弁装置に関する。
【０００２】
本発明は、内燃機関に用いられる燃料インジェクタ装置に適用することができる。
【０００３】
内燃機関に使用される燃料インジェクタは、一般に、エンジンシリンダ内に噴射されるのに十分な圧力下で燃料を供給するための外部ポンプを利用する火花点火及び圧縮点火（又はディーゼル）エンジンの両方を含む。エンジン動作行程における噴射点のタイミングは、機械的または電気的手段によるインジェクタ弁の動作の外部制御によって決定される。外部ポンピングおよび制御を提供することの１つの欠点は、そのような外部システムのサービス提供の必要性である。
【０００４】
EP0601038は噴射装置を示す。
【０００５】
US4427151は、噴射装置を示している。
【０００６】
EP3177822は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる噴射装置を示す。
【０００７】
本発明の態様によれば、第１部と、本体と、環状ノズルリングとを有するインジェクタノズルであって、第１部は、フランジ面を有するフランジおよびステムを有し、本体は、孔を画定する壁を含み、環状ノズルリングは、第１面および第２面を有し、第１面および／またはフランジ面は複数の溝を含み、ステムは孔に受容され、第１部は、所定位置でノズルリングを固定するように本体に固定され、第１面がフランジ面と係合し、第２面が本体と係合し、複数の溝が複数のインジェクタ孔を画定する、インジェクタノズルが提供される。
【０００８】
第１面は、平坦または円錐台状であってもよい。
【０００９】
第２面は平坦であってもよい。
【００１０】
第２面は円錐台状であってもよい。
【００１１】
第２面の中心角は、２０°と１６０°との間、好ましくは４０°と８０°との間、より好ましくは５０°と７０°との間である。
【００１２】
ノズルリングは、第３面を有することができ、第１部は、第３面がステムに係合するようにノズルリングを適所に固定するために本体に固定される。
【００１３】
第３面は、円筒状であってもよい。
【００１４】
第１部は、第１面をフランジ面に押圧係合させ、第２面を本体に押圧係合させ、第３面をステムに押圧係合させるように本体に固定することができる。
【００１５】
第２面は本体に対して密封され、第３面はステムに対して密封される。
【００１６】
ノズルリングは、第１面と第４面との間に第３面を含むことができ、第４面はステムから間隔を置いて配置され、好ましくは、第４面は円錐台状の面であってよい。
【００１７】
本発明の態様によれば、インジェクタノズルを組み立てる方法であって、ステム及びフランジを有する第１部を提供するステップであって、フランジはフランジ面を有する、ステップと、第１面を有する第２部を提供するステップであって、フランジ面および／または第１面が複数の溝を含む、ステップと、ネジ付き締結具を提供するステップであって、上記方法は、溝がインジェクタ孔を画定するように、フランジ面を第１面と係合させる工程を含む、ステップと、ネジ付き締結具を軸周りに締め付けるステップであって、第１面は、第１面がフランジ面に対して軸を中心に回転しないことを確実にしながら、軸の方向にフランジ面と係合するように押し付けられる、ステップと、を含む、方法が提供される。
【００１８】
ステムは、ネジ付き締結具を受け入れるためのネジ付き部分を含むことができる。
【００１９】
第２部は、環状ノズルリングであってもよく、この方法は、さらに、孔を画定する壁を含む本体を提供することを含み、このステムは、孔の中に受け入れられ、第１部は、ノズルリングを適所に固定するために、ネジ付き締結具によって本体に固定される。
【００２０】
本発明の態様によれば、インジェクタノズルであって、第１面を有する第１部と、第２面を有する第２部とを含み、第１面および／または第２面は、複数の溝を含み、第１面は、複数の溝が複数のインジェクタ孔を画定するように第２面と係合し、各インジェクタ孔は、横断面積および横断面積がインジェクタ孔の長さに沿って変化する長さを有するインジェクタノズルが提供される。
【００２１】
複数のインジェクタ孔は、少なくとも部分的に径方向に向けられ、各インジェクタ孔は、径方向外側部分の横断面積よりも大きい径方向内側部分の横断面積を有する。
【００２２】
各溝の深さは、インジェクタ孔の長さに沿って変化してもよい。
【００２３】
各溝の幅は、インジェクタ孔の長さに沿って変化してもよい。
【００２４】
本発明の態様によれば、内燃機関のためのインジェクタノズルであって、各インジェクタ孔が内端および外端を有する複数のインジェクタ孔と、インジェクタ孔の内端とインジェクタノズルの逆止弁との間に画定されたサック容積（sac volume）と、を有し、各インジェクタ孔が、横断面積と、内端と外端との間に画定された長さとを有し、横断面積がインジェクタ孔の長さに沿って変化する、インジェクタノズルが提供される。
【００２５】
複数のインジェクタ孔は、少なくとも部分的に径方向に向けられ、各インジェクタ孔は、径方向外側部の横断面積よりも大きい径方向内側部の横断面積を有する。
【００２６】
各インジェクタ孔の横断面は、インジェクタ孔の長さに沿って変化することができる。
【００２７】
本発明の態様によれば、本体と、弁と、付勢部材と、駆動装置とを有する、逆止弁であって、本体は、弁座と、ネジ軸を画定するネジ形態とを有し、弁は、弁座と選択的に係合して弁を閉じ、弁座から選択的に係合解除して弁を開くことができ、付勢部材は、弁を付勢して弁座と係合させ、駆動装置は、回転方向に本体と固定され、付勢部材の作用に抗して本体に対して軸方向に移動可能であり、駆動装置の回転がネジ形態のネジ軸周りの回転を引き起こすように構成される、逆止弁が提供される。
【００２８】
駆動装置は、付勢部材によって係合される付勢部材シートを含むことができる。
【００２９】
弁を付勢して弁座と係合させるように作用する付勢部材からの力は、駆動装置を介して弁に伝達されてもよい。
【００３０】
逆止弁は、弁座によって画定される第１端部及び第２端部であってもよい。
【００３１】
ネジ形状、付勢部材、および駆動装置のうちの１つ以上は、第１弁座と第２端部との間にあってもよい。
【００３２】
本体は、第１弁座と第２端部との間にあって、別の構成要素に対して本体を密封するための肩部を画定することができる。
【００３３】
付勢部材は、第１端部から離れるように駆動装置を付勢してもよい。
【００３４】
弁は、１つ以上のピストンおよびガイドを含むことができる。
【００３５】
ピストンおよび／またはガイドは、第１弁座と第２端部との間にあってもよい。
【００３６】
本発明の態様によれば、関連容積内に加圧流体を噴射するためのインジェクタ装置であって、第１シリンダを備えた本体と、第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、第２シリンダに対して移動可能であり、インジェクタ容積を画定する、第２ピストンと、インジェクタノズルと、を含み、第１ピストンおよび第２ピストンは、第１ピストンに対する関連容積内の圧力の作用下での第１方向への第１ピストンの移動が、制御容積の減少およびインジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、装置は、第１ピストンが第１方向に移動するときに、インジェクタ容積内の流体を、圧力下でノズルを通して関連容積内に噴射させるように構成され、装置は、インジェクタ容積を減圧し、それによって関連容積への流体の噴射を停止するためにインジェクタ容積に関連弁を含む、インジェクタ装置が提供される。
【００３７】
弁は、第２ピストン上の弁座によって部分的に画定されてもよい。
【００３８】
第２ピストンは、貫通通路を含むことができ、弁座は、貫通通路の端部に画定される。
【００３９】
第２ピストンは、第２シリンダ内で移動可能な円筒状の壁部分を有する第１端部と、第２端部とを含むことができ、貫通通路は、第１端部から第２端部まで延び、第２端部は、弁座を含む。
【００４０】
弁は、弁座に選択的に係合する弁面を有する弁要素を含むことができる。
【００４１】
弁要素の弁面は、電気的に作動されるソレノイドによって弁座と係合するように選択的に付勢されるように構成することができる。
【００４２】
電気的に作動されるソレノイドは、弁表面をバイアスして弁座と係合させるように駆動されてもよい。
【００４３】
弁要素は案内壁を含み、第２ピストンは案内部を含み、案内壁は案内部の内部で摺動可能である。
【００４４】
案内壁は、案内部に対して弁要素を傾斜させることができるような形状であってもよく、好ましくは、案内壁は、非円筒形であってもよく、好ましくは、一部が球形であってもよい。
【００４５】
案内部は、ほぼ円筒形の壁によって画定することができる。
【００４６】
弁要素は、当接部を含むことができ、当接部は、軸方向に弁面と案内壁との間に配置される。
【００４７】
第１ピストンは、第２ピストンと連動して移動することができる。
【００４８】
第１ピストンは、第２ピストンに固定して取り付けることができる。
【００４９】
弁は、弁面および弁座を含むことができ、第１ピストンは、弁面および弁座に対して移動する。
【００５０】
本発明の一態様によれば、関連容積内に圧力下で流体を噴射するためのインジェクタ装置を動作させる方法であって、第１シリンダを備えた本体と、第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、第２シリンダ内部で移動可能であり、インジェクタ容積を画定する、第２ピストンと、インジェクタノズルと、第１ピストンおよび第２ピストンは、第１ピストンに対する関連容積内の圧力の作用下での第１方向への第１ピストンの移動が、制御容積の減少およびインジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、装置は、第１ピストンが第１方向に移動するときに、インジェクタ容積内の流体を、圧力下でノズルを通して関連容積内に噴射させるように構成され、加圧流体の供給部は、制御容積およびインジェクタ容積を再充填するように動作可能であり、当該方法は、第１ピストンを第１方向に移動させて、加圧流体を関連容積内に噴射するステップと、制御容積およびインジェクタ容積を加圧流体の供給部から隔離するステップと、その後、噴射を停止するステップと、を含む、方法が提供される。
【００５１】
制御容積およびインジェクタ容積を加圧流体の供給部から隔離するステップは、関連容積に加圧流体を噴射するステップの前に行うことができる。
【００５２】
本発明の態様によれば、関連容積内に圧力下の流体を噴射するためのインジェクタ装置であって、第１シリンダを備えた本体と、第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、第２シリンダ内部で移動することができ、インジェクタ容積を画定する第２ピストンと、インジェクタノズルと、を含み、第１ピストンおよび第２ピストンは、第１ピストンに対する関連容積内の圧力の作用下での第１方向への第１ピストンの移動が、制御容積の減少およびインジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、装置は、第１ピストンが第１方向に移動するときに、インジェクタ容積内の流体を、圧力下でノズルを通して関連容積内に噴射させるように構成され、第２ピストンの第１部は、第２シリンダ内で移動可能であり、第２ピストンの第２部は、第１ピストンの第１方向への移動がインジェクタ容積の減少を引き起こすときに、第２ピストンの第１部と第２シリンダとの整列を可能にするように、インジェクタ装置の対応する形状の部分と係合する、インジェクタ装置が提供される。
【００５３】
第２部は、湾曲していてもよい。
【００５４】
第２部は、一般に部分的に球状であってもよい。
【００５５】
インジェクタ装置の対応する形状の部分は、本体に対して移動することができる。
【００５６】
第２部は、第１部よりも大きな直径を有してもよい。
【００５７】
第２部は、インジェクタ装置の対応する形状の部分とは反対側のインジェクタ装置の別の対応する形状の部分と係合することができる。
【００５８】
第２部は、インジェクタ装置の別の対応する形状の部分と係合するように湾曲させることができる。
【００５９】
第２部は、インジェクタ装置の別の対応する形状の部分と係合するように、一般に部分的に球状であってもよい。
【００６０】
インジェクタ装置の別の対応する形状の部分は、本体に対して移動可能であってもよい。
【００６１】
装置は、インジェクタ容積を減圧し、それによって、関連容積への燃料の噴射を停止するために、インジェクタ容積に関連弁を含んでもよい。
【００６２】
弁は、第２ピストン上の弁座によって部分的に画定されてもよい。
【００６３】
第２ピストンは、貫通通路を含むことができ、弁座は、貫通通路の端部に画定される。
【００６４】
本発明の態様によると、弁要素と、当接部と、案内壁とを含む、弁設備であって、弁要素は、弁設備の弁座との選択的な係合および係合解除の為の弁面を有し、当接部は、弁座との係合に弁面を付勢し、案内壁は、弁設備のボア内で弁要素を整列させ、弁面および当接部が軸を画定し、軸に垂直な案内壁の幅は、ボアに対する弁要素の傾斜を可能にするように変更可能である、弁設備が提供される。
【００６５】
案内壁は非円筒形であってもよい。
【００６６】
案内壁は、部分的に球状であってもよい。
【００６７】
ボアは、ほぼ円筒形の壁によって画定されてもよい。
【００６８】
弁要素は、弁面と案内壁との間で軸方向に配置される当接部を含んでもよい。
【００６９】
本発明による態様によると、関連容積内に加圧流体を噴射するためのインジェクタ装置であって、第１シリンダを備えた本体と、第１シリンダ内部で移動可能であり、制御容積を画定する、第１ピストンと、第２シリンダに対して移動することができ、インジェクタ容積を画定する、第２ピストンと、インジェクタノズルと、を含み、第１ピストンおよび第２ピストンは、第１ピストンに対する関連容積内の圧力の作用下での第１方向への第１ピストンの移動が、制御容積の減少およびインジェクタ容積の減少を引き起こすように構成され、装置は、第１ピストンが第１方向に移動するときに、インジェクタ容積内の流体を、圧力下でノズルを通して関連容積内に噴射させるように構成され、インジェクタノズルは、逆止弁とインジェクタ孔とを含み、サック容積が、逆止弁に近接するインジェクタ孔の端部と逆止弁との間に画定され、逆止弁は、弁座を画定する本体と、逆止弁を閉鎖するために弁座と係合するための弁面を画定する弁とを有し、弁は、逆止弁の閉鎖時にサック容積からボア内部に流体を引き込むように構成された、本体のボア内部で移動可能なピストンを更に含む、インジェクタ装置が提供される。
【００７０】
弁は、弁が開いているときにボア内で弁をセンタリングさせるように構成された弁案内部を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
以下、添付図面を参照して、本発明を説明する。
【図１】図１は、本発明によるインジェクタ装置の横断面図である。
【図２】図２は、図１のインジェクタ装置の一定の構成要素の横断面図である。
【図３】図３は、図１のインジェクタ装置の一定の構成要素の横断面図である。
【図４】図４は、図１のインジェクタ装置の一定の構成要素の横断面図である。
【図５】図５は、図１のインジェクタ装置の一定の構成要素の横断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図５の第２ピストンの図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５の第２ピストンの図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５の第２ピストンの図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５の弁要素の図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図５の弁要素の図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、図５の弁要素の図である。
【図６】図６は、図１の逆止弁の断面等角図である。
【図７】図７は、図１に示す逆止弁の一部の図を示す。
【図８】図８は、図１に示す逆止弁の一部の図を示す。
【図９】図９は、図１のインジェクタ装置で使用する代替逆止弁の図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図１のインジェクタ装置で使用する代替逆止弁の図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図１のインジェクタ装置で使用する代替逆止弁の図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図１のインジェクタ装置で使用する代替逆止弁の図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図１に示すインジェクタ装置に設置された図９Ａから図９Ｃの逆止弁を示す。
【図１０】図１０は、本発明による代替インジェクタ装置の部品の概略図を示す。
【００７２】
【発明の詳細な説明】
【００７３】
図を参照すると、本体１２と、第１ピストン１４と、インジェクタノズル１６と、第２ピストン１８とを有するインジェクタ装置１０が示されている。インジェクタ装置はさらに、４つの制御容積通気弁２０（そのうちの３つの弁のみが図示）、インジェクタ容積通気弁２２、逆止弁２４、および供給弁２６（概略的に図示）を含む。
【００７４】
使用時には、インジェクタ装置は、シリンダヘッド３０（概略的に示されている）等に付けられており、ノズルは、内燃チャンバのような関連容積３２に流体を噴射するように構成されている。関連容積３２は、内燃機関３８のシリンダ３６内でピストン３４が往復運動するにつれて変化する。
【００７５】
使用時には、ポンプ２８をタンクＴに接続することができる。タンクＴは、ポンプ２８に流体を供給することができ、また、以下にさらに説明するように、インジェクタ装置から流体を受け取ることもできる。
【００７６】
本体１２は、第１部４０及び第２部４２を有し、第２部４２は、ネジ４４を介して第１部４０に固定され、Ｏ-リング４５を介して第１部に密封される。第２部４２は、直径Ｄ（一実施例ではＤ＝２５ｍｍ）を有するボア４６を含む。第２部は、肩部４７及び肩部４８を有する。第１部４０は、４つの通路４９（そのうちの２つのみが示されている）を含み、各通路は、制御容積通気弁２０に関連付けられている。第１部４０は、供給弁２６に関連通路５０（概略的に示される）を含む。第１部４０は、通路５１をも含む。
【００７７】
第１ピストン１４は、ボア４６内部に密接に摺動嵌合する大きさのピストン壁５４を有する。第１ピストン１４は、肩部５５と、ボア５７を有する端壁５６とを含み、ボア５７は面取り部５８を有する。第１ピストンは、凹部５９及び端面５９Ａを有する略中空である。
【００７８】
インジェクタノズル１６は、ボア５７内に密接嵌合または圧入されるような寸法のステム壁６１を有するステム６０を含む。ステムはまた、雄ネジ６２と、ボア壁６４、雌ネジ６５及び肩部６６を有するボア６３とを有する。一実施例において、ボア６３は、３．５ｍｍの直径ｄを有する。ボア６３は、ボア４６の直径より小さい。インジェクタノズル１６は、フランジ６８を有する端壁６７を含む。フランジは、フランジ面６８Ａを有する。交差穿孔部６９は、フランジ６８の近くの領域において、ボア６３をステム壁６１に流体的に結合する。
【００７９】
インジェクタノズルはさらに、第１面７１、第２面７２および第３面７３を有する環状ノズルリング７０を含む。第１面は、平坦であり、一連の略径方向に向けられた溝７４を含む。第２面７２は、円錐台形である。第３面は、円筒形である。ノズルリング７０も、第３面７３および第１面７１の間に面取り部７５を含む。
【００８０】
第２ピストン１８は、ステム壁８１を有するステム８０を含み、その下壁部８１Ａは、インジェクタノズル１６のボア壁６４と密接に摺動嵌合するような大きさになっている。ステムは、端８０Ａを有する。ピストン１８は、部分的に球面である面８３を有するヘッド８２を含む。ヘッド８２の軸方向反対側には、別の面８４がある。ステム及びヘッドは、弁座８６内のヘッド端で終端する通路８５を含む。ヘッド８２から上方に（図５を参照すると）突出しているのは、ボア８８と、円筒部分８７の外側部をボア８８に接続するスロット８９とを有する円筒部分８７である。ヘッド８２は、バネ座９０を画定する。
【００８１】
図５に最もよく示されるように、弁要素９２は、第２ピストン１８の弁座８６を選択的に係合および係合解除するための弁面９３を含む。弁面９３は、弁座８６と共に高圧弁９９の一部を画定する。弁要素９２も、ボア８８と密接に摺動嵌合する案内壁９４を含む。案内壁は、球の一部を形成する。弁要素も、当接部９５およびバネ座９６を含む。
【００８２】
バネ９８は、バネ座９０及びバネ座９８と係合して、以下にさらに説明するように、弁要素９２をヘッド８２から遠ざけるように付勢する。
【００８３】
ヘッド座要素１００は、ボア１０１及びヘッド座１０２を含む。ヘッド座１０２は、第２ピストン１８の面８３に対応する形状を有する。ヘッド座要素１００は、ヘッド座要素の外面１０４をボア１０１に接続する交差穿孔部１０３を有する。
【００８４】
プレート１０６は、端面１０６Ａ及び１０６Ｂと、肩部１０７と、貫通孔１０８と、中心孔１０９と、凹部１１０とを含む。
【００８５】
凹部１１０内部に位置決めされた第２ヘッド座要素１１２は、略環状であり、円錐面１１４、ボア１１５及び外壁１１６を有する。外壁１１６は、凹部１１０内に緩く嵌合する大きさであり、それによって、プレート１０６に対する第２ヘッド座要素１１２のある程度の横方向の移動が可能になる。
【００８６】
ソレノイド１２０は、本体１２の第２部４２に固定され、通路５１内部で摺動可能なロッド１２１を作動させる。ロッド１２１の端１２２は、以下に更に説明するように、弁要素９２の当接部９５と係合する。
【００８７】
逆止弁２４は、本体１３０と、弁１３１と、バネ１３２の形態の弾性要素と、駆動要素１３３と、サークリップ１３４とを含む。
【００８８】
本体１３０は、弁座１３６と、雄ネジ１３７と、肩部１３８と、バネ座１３９と、交差穿孔部１４０と、ヘッド１４１とを含む。ヘッド１４１は、ほぼ円筒形であり、駆動凹部１４２を含む。本体１３０は、中心ボア１４３を含む。
【００８９】
弁１３１は、ステム１４８を介して第２弁ヘッド１４７に接続された第１弁ヘッド１４６を含む。第１弁ヘッドは、本体１３０の弁座１３６と選択的に係合及び係合解除する弁面１４９を含む。第２弁ヘッドは、弁壁１５０及び肩部１５１を含む。
【００９０】
バネ１３２は圧縮バネであり、第１バネ端１３２Ａと第２バネ端１３２Ｂとを含む。
【００９１】
駆動要素１３３は、交差溝１６１を有する略円筒形ヘッド１６０と、サークリップ座１６２とを含む。ヘッド１６０には、本体１３０の駆動凹部１４２と摺動可能に係合するように形成された２つの駆動タング１６３が付けられている。ヘッド１６０は、直立した略円筒形の壁１６６を含む。交差溝１６１は、壁１６６内のノッチ１６５を画定する。壁１６６は、サークリップ座１６２と共に凹部１６４を画定する。
【００９２】
逆止弁２４の組立は以下の通りである。
【００９３】
バネ１３２は、バネの端１３２Ａが本体のバネ座１３９に係合するように、本体上で摺動される。弁１３１は、弁の弁面１４９が本体の弁座１３６と係合するまで、本体の弁座端から本体の中心ボア内に挿入される。次に、駆動要素を第２弁ヘッド１４７上で滑らせ、駆動要素の駆動タングを本体の駆動凹部１４２に係合させる。バネは、駆動要素と本体との間で圧縮され、その結果、サークリップは、弁１３１の肩部１５１に当接するように第２弁ヘッド１４７に固定される。次に、駆動要素と本体との間の圧力が解除され、サークリップ１３４がサークリップ座１６２に係合して凹部１６４内部に収容されるまでバネが僅かに延びることができる。したがって、駆動要素は、バネリテーナとしても作用する。
【００９４】
逆止弁２４は、第１端２４Ｂと第２端２４Ｃとを有する。弁面１４９および弁座１３６は、第１端２４Ｂに近接して位置する。雄ネジ１３７、肩部１３８、バネ１３２、駆動要素１３３、サークリップ１３４、ノッチ１６５及び他の構成要素のような逆止弁の他の全ての重要な特徴は、全て、弁面１４９／弁座１３６と第２端との間に位置する。図２を考慮すると、これらの構成要素が第２端の近くに位置することによって、弁面１４９／弁座１３６をボア１６３の底部の近くに位置することができ、「サック」容積、すなわち、弁面１４９／弁座１３６とインジェクタ孔７６の径方向外側端７４Ｂとの間の容積を最小にすることができる。サック容積は、面取り部７５およびステム壁６１によって画定される楔形の断面を有する環状容積、交差穿孔部６９の容積、及び弁面４９／弁座３６の下のボア６３の底部の容積を含む。このサック容積は制御されない容積なので、サック容積を最小化することが有利であり、上述のように逆止弁を設計することによって、サック容積が最小化される。
【００９５】
インジェクタ装置１０の様々な構成要素の組立は以下の通りである。
【００９６】
図６は、サブアセンブリ２４Ａを形成する逆止弁を示す。サブアセンブリ２４Ａは、逆止弁サブアセンブリ２４Ａの本体１３０の雄ネジ１３７がインジェクタノズル１６の雌ネジ６５と係合するように、インジェクタノズル１６のボア６３に挿入される。逆止弁サブアセンブリ２４Ａのノッチ１６５は、二股の駆動ツール（図示せず）が駆動要素１３３を回転させることを可能にする。次に、駆動要素１３３の駆動タング１６３は、駆動凹部１４２を回転させ、これにより、本体１３０、したがって雄ネジ１３７が回転する。駆動ツールを使用して、逆止弁の本体の肩部１３８がインジェクタノズル１６の肩部６６と係合するまで、逆止弁サブアセンブリ２４Ａをインジェクタノズル１６にねじ込む。肩部１３８、６６は、逆止弁の本体１３０をインジェクタノズル１６に密封するように設計される。
【００９７】
インジェクタノズル１６（および予め組み立てられた逆止弁２４）を第１ピストン１４に組み付けるために、環状ノズルリング７０は、環状ノズルリングの第１面１７１がフランジ面６８Ａと係合するように、インジェクタノズル１６に組み付けられる。次に、インジェクタノズルのステム６０を第１ピストン１４のボア５７に挿入して、ステム壁６１がボア５７に係合し、環状ノズルリングの第２面７２が第１ピストンの面取り部５８に係合するようにする。次に、ナット６２Ａをインジェクタノズルの雄ネジ６２にねじ込み、締め付ける。重要なことは、ナット６２Ａの締め付け中に、インジェクタノズルが第１ピストン４２に対して回転することが防止されることである。ノズルが第１ピストンに対して回転しないことを確実にすることによって、ノズルのフランジ面６８Ａと環状ノズルリングの第１面７１との相対的な回転が起こらないことを確実にする。これは、溝７４がフランジ面６８Ａを横切って「払拭」されないことを確実にすることによって、溝の完全性を確実にする。ノズルリングの第１面がフランジ面６８Ａと係合しているとき、溝はインジェクタ孔７６を画定する。
【００９８】
図３に最もよく示されるように、第１ピストン１４の面取り部５８はステム壁６１と共に楔形の横断面を形成し、ナット６２Ａの締め付けは、この「楔形」の形状に環状ノズルリング７０を押し付ける。したがって、ナット６２Ａが締め付けられるときにノズル１６に（図３を参照すると）上向きの力が加えられると、強制的に、環状ノズルリングの第２面７２が面取り部５８と係合し、環状ノズルリングの第３面７３がステム壁６１と係合する。そのため、第１面７１は、フランジ面６８Ａに対して密封され、第２面７２は、面取り部５８に対して密封され、第３面７３は、ステム壁６１に対して密封されるようになる。
【００９９】
次いで、第３ピストン１４、インジェクタノズル１６、環状ノズルリング１７、逆止弁サブアセンブリ２４Ａおよびナット６２Ａによって画定されるサブアセンブリを、第１ピストン１４の肩部５５が本体１２の肩部４８と係合するように、本体１２の第２部４２に挿入する。次いで、プレート１０６は、肩部１０７が本体１２の第２部の肩部４７と係合するように、本体１２の第２部４２に組み付けられる。次いで、第２ヘッド座要素１１２が凹部１１０内に組み付けられる。第２ピストン１８のステム８０は、端８０Ａがインジェクタノズル１６のボア６３に入るように、第２ヘッド座要素１１２のボア１１５を通して、プレート１０６の中心孔１０９を通して挿入される。次いで、図５に示すように、バネ９８、弁要素９２およびヘッド座要素１００を適所に組み付ける。Ｏリング４５が第１部４０に組み付けられ、次いで、第２部４２がネジ４４を介して第１部４０に付けられ、プレートが第１部４０と第２部４２との間の周囲でクランプされる。
【０１００】
制御容積通気弁２０は、図１に示すように適所に組み付けられる。ロッド１２１は、図１に示されるように適所に組み付けられる。ソレノイド１２０は、図１に示されるように適所に組み付けられる。インジェクタ装置１０は、関連容積３２とインジェクタノズルが連通できるようにシリンダヘッドに組み付けられる。供給弁２６、ポンプ２８、タンクＴへの適切な接続がなされる。
【０１０１】
ソレノイド１２０は、電力が供給されたとき、ロッド１２１に下向きの力を加えて高圧弁９９を閉じ、電力が供給されていないとき、ロッド１２１に力を加えず、それによって高圧弁９９を開くことができるように構成される。
【０１０２】
同図に示すように、制御容積通気弁２０、供給弁２６、逆止弁２４、高圧弁９９は全て閉じている。
【０１０３】
これにより、インジェクタ装置は、制御容積１５及びインジェクタ容積１９を画定する。インジェクタ容積は、高圧弁９９と逆止弁との間に画定され、第２ピストン１８の通路８５の容積、第２ピストン１８の端８０Ａの下方のインジェクタノズル１６のボア６３の容積、逆止弁２４の中心ボア１４３内の容積を含む。
【０１０４】
制御容積は、高圧弁９９、制御容積通気弁２０、供給弁２６の間の容積として定義され、第１ピストン１４の凹部５９内部の容積、通路４９及び通路５０内部の容積、（第１ピストン１４の最上部とプレート１０６との間の容積を含む）第１ピストン１４の上方の容積を含む。
【０１０５】
インジェクタ装置の動作は以下の通りである。
【０１０６】
内燃機関３８が作動し、ピストン３４がシリンダ３６内部で上昇していると仮定する。内燃機関が４ストロークエンジンであり、ピストンが圧縮行程にあると仮定する。
【０１０７】
制御容積通気弁２０、高圧弁９９、供給弁２６、逆止弁２４が全て閉じていると仮定する。制御容積１５及びインジェクタ容積１９が燃料でプライミングされると仮定する。
【０１０８】
ピストン３４が上昇すると、燃焼室内の圧力が上昇し、それによって第１ピストン１４に上向きの力が加わる。しかしながら、制御容積通気弁２０、供給弁２６、高圧弁９９は全て閉じられているので、制御容積は液圧ロックされ、それによってピストン１４の上方への移動が防止される。
【０１０９】
燃料を噴射したい場合には、制御容積通気弁が全て開き、制御容積１５はもはや液圧ロックされない。ピストン１４に作用する燃焼室内の圧力は、それによって、流体が制御容積通気弁２０を通して通気されるときにピストン１４を上方に移動させる。ピストン１４の上方への移動は、インジェクタノズルが第１ピストンと共に上昇するのに対して、第２ピストンは垂直方向に移動せず、その位置に留まるので、高圧容積を減少させる。インジェクタ容積の減少は、インジェクタ容積内の圧力の増加を引き起こし、その結果、逆止弁２０が開き、燃料が交差穿孔部６９を通過して面取り部７５とステム壁６１との間に形成された環状領域に入り、次に溝７４を通過して燃焼室に入り、そこで点火され、ピストン３４がその膨張行程で下方に移動する。インジェクタ容積内の圧力は、燃焼室内の圧力と、第１ピストンが移動するシリンダ４６の横断面積と、第２ピストンが移動するボア６４の横断面積との比とによって規定される。
【０１１０】
噴射を停止するために、ソレノイド１２０への電力が遮断され、それによってインジェクタ容積内の圧力が高圧弁９９を開くことができる。これにより、インジェクタ容積１９は、スロット８９、交差穿孔部１０３および通路４９を介してタンクに通気される。これらの状況下では、制御容積１５とインジェクタ容積１９の両方がタンクに通気されるので、逆止弁が閉じ、それにより、それ以上の噴射が防止され、ピストン１４は、制御容積１５とインジェクタ容積１９の両方がタンクに通気されるにつれて、上昇し続ける。ピストン１４の上方への移動は、端面５９Ａがプレート１０６の端面１０６Ｂに接触したとき、または制御弁２０が閉じられたときに停止する。
【０１１１】
ピストン３４が、その膨張行程で下降すると、燃焼室内の圧力が低下する。排気弁等が適切な時間に開き、それによってピストンが排気行程を上昇することができる。
【０１１２】
適切な時間に、排気弁が閉じ、入口弁が開き、ピストンが吸気行程で下降する。ピストンが、その吸気行程で下降すると、燃焼室内の圧力は比較的低くなる。ポンプ２８は、ポンプ圧力で燃料を供給することができ、燃焼室内の圧力がポンプ圧力を下回ると、供給弁２６が開かれ、インジェクタ容積通気弁２２が全て閉じられる。供給弁２６から通路５０を介して制御容積１５に流入する燃料は、第１ピストン１４を下降させる。第１ピストン１４が下降するにつれて、燃料がポンプ２８から供給されるので、制御容積は増大する。
【０１１３】
ピストン１４が下降すると、インジェクタ容積１９もサイズが増大し、従って燃料は制御容積１５から交差穿孔部１０３を通って、スロット８９を通り、弁面９３及び弁座８６を通過して（弁９９の高圧が開放されているので）インジェクタ容積内に流れ、これにより、次の噴射事象を見越してインジェクタ容積を再プライミングする。
【０１１４】
好ましい実施形態において、第１ピストンが図１に示す位置まで下降し、第１ピストン１４の肩部５５が本体１２の肩部４８と係合すると、供給弁２６が閉じられる。
【０１１５】
ピストンが圧縮行程で上昇するにつれて、上述のように、制御容積通気弁２０を開くことによって点火が開始される。しかしながら、理解されるように、供給弁２６が閉じているので、制御容積１５はポンプ２８によって生成された圧力が分からない。したがって、ピストンを横切る圧力の差（すなわち、燃焼室の圧力から制御容積の圧力を引いたもの）は、供給弁２６が閉じているときに大きくなる。噴射中の第１ピストンの圧力が噴射圧力を画定し、第１ピストンの圧力が高いほど、噴射圧力が高くなる。
【０１１６】
上述したように、供給弁２６は、噴射開始前に閉じられる。しかしながら、供給弁２６を閉じる（第１ピストンの両端の圧力差を増大させる）という上記利点は、噴射開始後であって噴射終了前に供給弁２６を閉じることによって、程度は低いが達成される。
【０１１７】
本発明によるインジェクタ装置は、非常に高い噴射圧力を可能にし、ノズルは、これらの噴射圧力に耐えることができるように設計される必要がある。高い噴射圧力は、面取り部７５及びステム壁６１（図３に最もよく見られる）によって画定される楔形横断面の環状部に見られる。したがって、溝７４の径方向内側端部７４Ａにおける燃料は、インジェクタ容積１９の圧力と実質的に同じ圧力となる。そのため、（図３を参照すると）溝に隣接するノズルの下端は、その内径に対して高圧にさらされるが、その外径に対して（比較的低い）燃焼室圧力にさらされるだけである。したがって、環状ノズルリングを横切る圧力降下は大きく、環状ノズルリングは、この大きな圧力差に耐えることができる設計上の特徴を有する。そのため、上述のように、ナット６２Ａが締め付けられると、環状ノズルリング７０は、面取り部５８およびステム壁６１によって画定される楔形横断面の環状部に押し込まれる。
【０１１８】
面取り部５８は、６０°の内角を有するが、さらなる実施形態では、２０°と１６０°との間、好ましくは４０°と８０°との間、より好ましくは５０°と７０°との間の内角を有することができる。
【０１１９】
示された実施例では、第１面７１及びフランジ面６８Ａは両方とも平坦であるが、更なる実施形態では、第１面７１及びフランジ面６８Ａは円錐形であってもよく、これにより、図１を見たときに、燃料を横向きおよび下向き／上向きに噴射する。第１面７１および／またはフランジ面６８Ａの角度は、図３を見たとき水平から上方に１０°と、図３を見たとき下方に８０°との間（−１６０°から＋２０°の開口角の間）であってもよい。
【０１２０】
図３に示すように、溝は三角形の横断面を有するが、さらなる実施形態では、適切な横断面を使用することができる。図３に示すように、溝の横断面は、径方向内側端部７４Ａと径方向外側端部７４Ｂとの間で一定である。さらに別の実施形態では、径方向内側端部と径方向外側端部との間で変化する断面を有することが有利であり、特に、径方向内側端部における横断面は、径方向外側端部における横断面よりも大きくてもよく、これにより、収束溝／インジェクタ孔が形成される。
【０１２１】
上記の実施例では、収束インジェクタ孔は、１つの構成要素（環状ノズルリング）上に収束溝を作成し、次いで、別の構成要素（フランジ面６８Ａ）の近くに溝を置き、収束インジェクタ孔を作成することによって作られる。別の実施形態では、収束インジェクタ孔を作成するために２つの構成要素を使用する必要はない。例えば、インジェクタノズル１６および環状ノズルリング７０は、単一の構成要素として形成することができ（例えば、添加剤製造方法によって）、収束インジェクタ孔は、材料にテーパ形状または収束形状を形成することを可能にするレーザマイクロミリングプロセスを使用して機械加工することができる。
【０１２２】
第２ピストンによって生成される高圧を考慮すると、下壁部８１Ａは、インジェクタ容積１９から制御容積１５への燃料の漏れを最小にするように、ボア４６内に密接に摺動嵌合する必要がある。一実施例において、下壁部８１Ａの直径は、３．５ｍｍでもよく、下壁部８１Ａとボア４６との間の隙間は、１−３μｍでもよい。したがって、第２ピストンがインジェクタノズルのボア４６と整列され、噴射中も整列された状態を維持することが重要である。この目的のために、上述のように、表面８３は、部分的に球状であり、ヘッド座要素１００によって画定される部分球面１０２に対して係合する。これらの２つの球面の相互作用により、ヘッド８２及びヘッド座要素１００は、図５を見るときに横方向に移動することができ、これにより、下壁部８１Ａがボア４６内で詰まることがない。組み立てられるとき、ヘッド８２は、ヘッド座１０２と円錐面１１４との間に強固にクランプされず、むしろ、ヘッド８２がヘッド座１０２と円錐面１１４との間を僅かに上下に浮遊することを可能にする隙間が設けられることに留意されたい。この「浮遊」は、ヘッドの上述の横方向の移動を可能にする。
【０１２３】
高圧弁９９はまた、噴射中のインジェクタ容積からの漏れを最小限にするように設計されている。上述したように、図５を見ると、ヘッド８２は僅かに横方向に浮動してもよく、高圧弁９９はこれを収容し、弁面９３と弁座６８との間のシールの完全性を保証するように設計されている。したがって、当接部９５は、（図５を参照すると）弁要素９２の案内壁９４の下に垂直に配置される。ソレノイドに電力が供給されると、当接部９５に作用するロッド１２１からの力は、ボア８８内で弁要素９２を自己整合させる傾向がある案内壁９４よりも低い地点にある。さらに、案内壁９４は、部分的に球形であり、したがって、弁ヘッドまたは円筒形部分８７または弁要素９２のいずれかの熱的または機械的な歪みの場合、弁要素は、詰まることなくボア８８内で僅かに傾斜することができる。
【０１２４】
上述のように、環状ノズルリング７０の第１面７１は、一連の概ね径方向に向けられた溝を含む。溝は、全体が径方向に向けられてもよく、または、溝は、部分的に径方向に向けられ、部分的に周方向に向けられてもよい。また、フランジ面６８Ａは、略径方向に向けられた溝を含んでもよい。図に示されるように、全ての溝がノズルリング上に形成されているが、さらなる実施形態において、全ての溝がフランジ面６８Ａ上に形成されてもよく、さらなる実施形態において、幾つかの溝がフランジ面６８Ａ上に形成されてもよく、幾つかの溝がノズルリング上に形成されてもよい。
【０１２５】
溝は比較的小さく、一実施例において、溝は６０μｍの幅を有することができる。別の実施例において、溝は６０μｍの深さを有することができる。溝を形成するために、レーザーミクロメルティング、ワイヤ浸食、スパーク浸食、スタンピング、エッチングなどの任意の適切な手法を使用することができる。
【０１２６】
溝は、一定の断面を有してもよいし、可変断面を有してもよい。溝が可変断面を有する場合、溝の径方向内側部分の断面は、溝の径方向外側部分の断面より大きくてもよく、これにより、収束インジェクタ孔が画定される。
【０１２７】
一実施例において、ポンプ２８は、１０バールで圧力を供給することができる。制御容積内の圧力は、１００バールに達することがある。インジェクタ容積内の圧力は、５０００バールに達することがある。
【０１２８】
上述したように、供給弁２６は、燃焼室内の圧力がポンプ２８の供給圧力を下回ったとき、すなわち、上述した実施例では、内燃機関の圧力が１０バールを下回ったときに開放される。しかしながら、さらなる実施形態において、供給弁２６は、燃焼室内の圧力がポンプ供給圧力を下回る前に開くことができる。このような状況下において、ピストン１４は、燃焼室内の圧力がポンプ供給圧力を下回るまで、第１ピストン５９の端面１４Ａがプレート１０６の端面１０６Ｂと接触したままで「後退」したままであり、第１ピストン１４は下降を開始する。
【０１２９】
上述したように、４つの通気弁２０があるが、さらなる実施形態において、より多くの又はより少ない通気弁があってもよく、特に、１つの通気弁２０のみがあってもよい。上述のように、単一の供給弁２６が存在するが、さらなる実施形態では、複数の供給弁２６が存在してもよい。複数の供給弁２６が存在する場合、各供給弁は、単一のポンプ２８によって供給されてもよく、あるいは、それ自身の関連するポンプ２８によって供給されてもよい。上述のように、別個の弁としての通気弁２０は、供給弁２６に従うが、さらなる実施形態において、制御容積を排気し、制御容積を再充填する機能を同じ弁によって実行することができる。
【０１３０】
上述のような一実施例において、ポンプ２８は、ピストンが、その吸気行程で下降するときに燃料を供給する。しかしながら、制御容積およびインジェクタ容積を満たすために燃料を供給することは、エンジンの特定の行程に依存せず、むしろ燃料ポンプ圧力およびエンジンごとに変化するシリンダ圧力に依存する。
【０１３１】
上述したように、ヘッドシート要素１００、ヘッド８２及び第２ヘッド座要素１１２は、ステムの下壁部８１Ａがボア壁６４内で詰まることがないように、図５を見るときに僅かに横方向に移動できるように構成されている。ヘッド座面１０２および面８３は、部分的に球状であるとして説明したが、更なる実施形態において、表面の１つまたはいずれかを球状にする必要はなく、上述の僅かな横方向の動きを可能にする任意の適切な表面が適している。同様に、円錐表面１１４の形状は、任意の適切な形状に変更することができる。同様に、面８４の形状は、任意の適切な形状に修正することができる。
【０１３２】
図９、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃを参照すると、１００以上とラベル付けされた逆止弁２４と実質的に同じ機能を果たす構成要素を有する代替逆止弁２２４が示されている。
【０１３３】
本体２３０、バネ２３２、駆動要素２３３、サークリップ２３４は、逆止弁２４の構成要素と同一である。弁２３１と弁１３１との唯一の違いは、弁２３１が環状カラー２７０及び城郭状案内部２７２を含むことである。図９Ｂに最も良く示されるように、燃料は、それが中央ボア２４３内に位置するときに、城郭状案内部２７２を通って流れることができる。しかしながら、図９に最もよく示されるように、環状カラー２７０は、中央ボア２４３に密接に適合している。使用時には、環状カラー２７０は、ボア２４３内でピストンとして作用して、噴射終了時に燃料が燃焼室に滴下するのを防止する。
【０１３４】
したがって、図９に示すように、逆止弁２２４は閉鎖される。逆止弁２２４を完全に開放するために、最早、ボア２４３内部に環状カラー２７０が受け入れられない図９Ｃに示す位置に、弁２３１が移動されなければならない。逆止弁が図９Ｃに示す位置に達したら、噴射を開始する。城郭状案内部２７２は、弁２３１がボア内の中心に留まることを確実にする。
【０１３５】
噴射の終了は、逆止弁２４に関して上述した通りであり、逆止弁２３１は、図９に示す位置に戻される。しかしながら、そうすることで、環状カラー２７０がボア２４７に入り、ボアを図９に示す位置まで部分的に上昇し続けると、環状カラー２７０は、上述の「ピストン」として作用し、それによって、流体をサック容積から環状カラー２７０と弁座／弁面との間の領域に引き戻すことにより、サック容積内の圧力を低減し、したがって、噴射終了後の燃焼室への燃料の連続した滴下を防止または制限することが理解される。
【０１３６】
図１０を参照すると、代替のインジェクタ装置の概略図が示されている。説明を容易にするために、特定の構成要素のみが示されている。したがって、インジェクタ装置３１０は、第１ピストン３１４および第２ピストン３１８を有するインジェクタノズル３１６を含む。この場合、第１ピストン及び第２ピストンは一緒に移動する。したがって、第１ピストン３１４はボア３４６内部で移動し、第２ピストン３１８は本体３９０のボア３６４内部で移動する。理解されるように、制御容積３１５が画定される。さらに、インジェクタ容積３１９が画定される。インジェクタ装置３１０は、逆止弁３２４を含む（ただし、更なる実施形態において、逆止弁２４または逆止弁２２４のいずれかをインジェクタ装置３１０と共に使用することができる）。
【０１３７】
インジェクタ装置３１０の主な動作は、インジェクタ装置１０の動作と同様である。したがって、制御容積およびインジェクタ容積は、ポンプ（図示せず）、弁（図示せず）および関連流路によってプライミングされる。
【０１３８】
第１ピストン３１４の下面に作用する燃焼室圧力は、図１０を見ると上方に強制される。噴射を開始するために、制御容積３１５は、通路（図示せず）および弁（図示せず）を介してタンクに通気される。第１ピストンの、この上方への移動は、第２ピストンの結果的な上方への移動を引き起こし、したがって、インジェクタ容積を減少させ、インジェクタ孔３７６を通して燃料を燃焼室に噴射させる。噴射を停止するために、（概略的に示される）弁３９３が開放され、それによって、通路３９４および弁３９３を介してインジェクタ容積３１９をタンクに通気する。図１０に示されるように、第２ピストンが本体３９０に対して移動するので、弁３９３は、インジェクタ容積３１９を画定する構造の静止部に接続される。
【０１３９】
理解されるように、制御容積内の流体は、インジェクタ容積内の流体と同じである。
【０１４０】
理解されるように、噴射の間、インジェクタ容積内の圧力は、制御容積内の圧力よりも大きい。
【０１４１】
理解されるように、噴射の間、インジェクタ容積は、制御容積から流体的に隔離される。噴射の間、インジェクタ容積は制御容積と流体連通していない。
【０１４２】
理解されるように、動作中、噴射を選択的に開始することができ、例えば、噴射をいつでも開始することができる。
【０１４３】
理解されるように、動作中、噴射を選択的に停止することができ、例えば、噴射をいつでも停止することができる。
【０１４４】
噴射を選択的に開始し、選択的に停止することができることによって、噴射タイミングおよび持続時間を、連続する噴射事象の間で所望に応じて変化させることができる。
【０１４５】
理解されるように、動作中、圧力およびインジェクタ容積は、関連容積内の圧力に依存する。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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