(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型２サイクル自己着火式内燃エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料弁（１）であって、前記燃料弁（１）は、
後端部と前端部とを備えた細長い弁ハウジング（１０）と、
第１の軸方向ボア（５７）と、複数のノズル孔（５５）と、閉鎖された前部とを有する中空ノズル（５４）であって、前記弁ハウジング（１０）の前記前端部に配設される前記ノズル（５４）と、
軸方向に変位可能な弁ニードル（２０）であって、前記弁ハウジング（１０）内の第２の軸方向ボア（３３）内に摺動可能に受け入れられて、前記ノズル（５４）への燃料の流れを制御するように構成された前記弁ニードル（２０）と、
を備え、
前記弁ニードル（２０）は、前記弁ハウジング内の弁座部（２２）と連動するとともに、弾性付勢により前記弁座部（２２）に向けて弾性的に付勢され、
前記弁座部（２２）の上流側の前記弁ハウジング内に配設された圧力室（２４）が、前記弁ニードル（２０）の一部分を取り囲むとともに、前記弁ハウジング（１０）内の燃料入口ポート（１６）に接続され、
前記弁ニードル（２０）は、前記弁座部（２２）から持ち上がったときに前記圧力室（２４）から前記ノズル（５４）への燃料の流れを許容するとともに、前記弁座部（２２）に着座したときに前記圧力室（２４）から前記ノズル（５４）への燃料の流れを防止し、
前記弁ニードル（２０）は、前記弁座部（２２）に着座したときに前記弾性付勢に対抗する第１の力を前記弁ニードル（２０）に対して燃料圧力の影響下で生じさせる第１の有効圧力面（２６）を有し、
前記第１の力は、前記圧力室（２４）内の燃料圧力が予め設定された圧力閾値を超えたときに前記弁ニードル（２０）が前記弁座部（２２）から持ち上がるようにし、
前記弁ニードル（２０）は、前記弁座部（２２）から持ち上がったときに前記弾性付勢に対抗する追加の第２の力を前記弁ニードル（２０）に対して燃料圧力の影響下で生じさせる追加の第２の有効圧力面（２７）を有し、
前記弁ニードル（２０）は、前記弁座部（２２）から持ち上がったときのみに前記弾性付勢に加わる第３の力を、前記弁ニードル（２０）に対して、前記圧力室（２４）の燃料圧力の影響下で生じさせる第３の有効圧力面（２９）を有する、
ことを特徴とする、燃料弁（１）。
【請求項２】
前記第３の有効圧力面（２９）は、前記追加の第２の力を実質的に相殺するための前記第３の力を生じさせる大きさを有する、請求項１に記載の燃料弁（１）。
【請求項３】
前記第３の有効圧力面（２９）は、前記弁ニードル（２０）と前記弁ハウジング（１０）との間に画定される第２の圧力室（３２）に対向する、請求項１または２に記載の燃料弁（１）。
【請求項４】
前記第２の圧力室（３２）は、前記弁ニードル（２０）が持ち上がったときにのみ、前記第１の圧力室（２４）または前記第１の軸方向ボア（５７）に接続される、請求項３に記載の燃料弁（１）。
【請求項５】
前記第２の圧力室（３２）は、前記弁ニードル（２０）内の導管（３４）により前記第１の圧力室または前記第１の軸方向ボア（５７）に接続される、請求項４に記載の燃料弁（１）。
【請求項６】
前記導管（３４）の第１の端部（４５）が前記第２の圧力室（３２）に開口し、かつ前記導管（３４）の第２の端部（４６）が前記第１の軸方向ボア（５７）に、または前記弁ニードル（２０）が前記弁座部（２２）に着座したときに前記弁座部（２２）に接触する前記弁ニードル（２０）の表面の部分（４２）に開口している、請求項５に記載の燃料弁（１）。
【請求項７】
前記第２の開口（４６）は、前記弁ニードル（２０）が前記弁座部（２２）に着座したときに閉鎖される、請求項５に記載の燃料弁（１）。
【請求項８】
前記部分（４２）と、前記弁ニードル（２０）が前記弁座部（２２）に着座したときに前記部分（４２）に接触する前記弁座部（２２）の表面とが、前記第２の端部（４６）の周囲でシール接触する、請求項７に記載の燃料弁（１）。
【請求項９】
前記第２の圧力室（３２）は、前記弁ニードル（２０）内の第３の軸方向ボア（２５）と、前記第３の軸方向ボア（２５）内に受け入れられた第１のプランジャ（５８）とにより画定される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料弁。
【請求項１０】
前記第１のプランジャ（５８）は動かない要素であり、前記第３の軸方向ボア（２５）の内側にシール嵌合する、請求項９に記載の燃料弁（１）。
【請求項１１】
前記第２の圧力室（３２）は、前記弁ハウジング（１０）内の第４の軸方向ボア（２３）と、前記第４の軸方向ボア（２３）内に受け入れられた第２のプランジャ（５９）とにより画定される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料弁。
【請求項１２】
前記第２のプランジャ（５９）は前記弁ニードル（２０）の一部であり、前記第４のボア（２３）の内側にシール嵌合する、請求項１１に記載の燃料弁（１）。
【請求項１３】
前記ノズル（５４）には、ノズル孔（５５）の全部または少なくとも大部分が角度をなして近接離間した状態で、前記ノズル（５４）の側部に分配配置される複数のノズル孔（５５）が設けられる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の燃料弁。
【請求項１４】
前記弁ニードル（２０）と一緒に移動するとともに、前記ノズル孔（５５）を開閉するために前記ノズル（５４）内の前記軸方向ボア（５７）内に軸方向に変位可能に受け入れられた中空遮断シャフト（４０）をさらに備え、前記遮断シャフト（４０）には、前記中空遮断シャフトのある位置では前記ノズル孔（５５）を前記中空遮断シャフト（４０）の内部に接続し、前記中空遮断シャフトの別の位置では前記ノズル孔（５５）を前記中空遮断シャフト（４０）の内部から遮断するように、複数のノズル孔（５５）に対応する複数の開口が設けられる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の燃料弁。
【請求項１５】
前記弁ハウジング（１０）には、その最後端部に、大型２サイクル自己着火式内燃エンジンのシリンダのシリンダカバーに前記燃料弁（１）を固定するためのヘッド（１４）が設けられる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の燃料弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、大型２サイクル自己着火式内燃エンジン用の燃料弁に関し、特に、クロスヘッドを備えた大型ターボ過給型２サイクルユニフロー内燃エンジンの燃焼室内に燃料油を噴射するための燃料弁に関する。
【発明の背景】
【０００２】
大型２サイクル内燃エンジンは、通常は、大型外航船（コンテナ船等）または発電所における原動機として使用される。
【０００３】
これらのエンジンには、通常は、各シリンダカバー内に配設される２つまたは３つの燃料弁が設けられる。従来の燃料弁は、図１に示すように、エンジンのシリンダ内でのピストンの移動方向に対して約１０〜１５度の角度で配設される長手方向軸線を有する。燃料弁には、燃焼室内に突出する燃料弁の前端部にノズルが設けられる。ノズルには、軸方向ボアと、燃料をシリンダ壁から離れる方向に燃焼室内へと向かわせる複数のノズル孔とが設けられる。通常は、噴射時には燃焼室内に掃気の渦が存在し、ノズル孔の１つは燃料を渦の中に噴射する方向に向けられるが、ノズル孔の大部分は燃料を渦の流れに対して噴射する方向に向けられる。
【０００４】
燃料弁には、変位可能な弁部材としての機能を果たす、ばね付勢された弁ニードルが設けられる。燃料の圧力が予め設定された圧力（例えば、３５０バール）を超えると、弁ニードルがその座部から持ち上げられ、燃料が燃料弁の前部にあるノズルを経由して燃焼室へ流れることができる。
【０００５】
大型２サイクル自己着火式ターボ過給型内燃エンジンの最大燃焼圧力は非常に高く（例えば、２００バール）、それゆえ、噴射事象の下では燃焼圧力よりも大幅に高い圧力で燃料を供給することが困難である。
【０００６】
大型２サイクル自己着火式ターボ過給型内燃エンジン用の既知の燃料弁は、閉鎖圧力（すなわち、弁ニードルがその座部に戻る圧力）が開放圧力（すなわち、弁ニードルがその座部から持ち上がる圧力）よりも低くなるようにする構造を有する。これは、弁が弁座部から持ち上がった瞬間に、ばねまたは他の弾性手段の付勢に抗して弁ニードルの開放方向に作用する有効圧力面が増加することによるものである。したがって、弁ニードルは、燃料弁内の圧力が燃料弁の開放圧力を大幅に下回るまでは弁ニードルの座部に戻らない。噴射事象の終了時にもたらされる圧力の低下により、ノズル孔を通して燃料が十分な圧力で噴射されず、これにより、噴射事象の最終部分の間に噴射される燃料の最適な燃焼が得られない。
【発明の開示】
【０００７】
このような背景から、本出願の目的は、上述の欠点を克服するかまたは少なくとも軽減する燃料弁を提供することである。
この目的は、第１の態様によれば、大型２サイクル自己着火式内燃エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料弁であって、前記燃料弁は、後端部と前端部とを備えた細長い弁ハウジングと、第１の軸方向ボアと、複数のノズル孔と、閉鎖された前部とを有する中空ノズルであって、前記弁ハウジングの前記前端部に配設される前記ノズルと、軸方向に変位可能な弁ニードルであって、前記弁ハウジング内の第２の軸方向ボア内に摺動可能に受け入れられて、前記ノズルへの燃料の流れを制御するように構成された前記弁ニードルとを備え、前記弁ニードルは、前記弁ハウジング内の弁座部と連動するとともに、弾性付勢により前記弁座部に向けて弾性的に付勢され、前記弁座部の上流側の圧力室が、前記弁ニードルの一部分を取り囲むとともに、前記弁ハウジング内の燃料入口ポートに接続され、前記弁ニードルは、前記弁座部から持ち上がったときに前記圧力室から前記ノズルへの燃料の流れを許容するとともに、前記弁座部に着座したときに前記圧力室から前記ノズルへの燃料の流れを防止し、前記弁ニードルは、前記弁座部に着座したときに前記弾性付勢に対抗する第１の力を前記弁ニードルに対して燃料圧力の影響下で生じさせる第１の有効圧力面を有し、その力は、前記圧力室内の圧力が予め設定された圧力閾値を超えたときに前記弁ニードルが前記弁座部から持ち上がるようにし、前記弁ニードルは、前記弁座部から持ち上がったときに前記弾性付勢に対抗する追加の第２の力を前記弁ニードルに対して燃料圧力の影響下で生じさせる追加の第２の有効圧力面を有し、前記弁ニードルは、前記弁座部から持ち上がったときに前記弾性付勢に加わる第３の力を前記弁ニードルに対して燃料圧力の影響下で生じさせる第３の有効圧力面を有する燃料弁を提供することにより達成される。
【０００８】
弾性付勢手段が弁ニードルを弁座部に向けて付勢するのを補助する第３の有効圧力面を設けることにより、弁ニードルが弁座部から持ち上がった瞬間に、加圧燃料の影響下で弁部材を弁座部から離れる方向に付勢する力を生成する有効圧力面が大幅に増加することを、完全または部分的に相殺することが可能となる。したがって、開放圧力よりも低い閉鎖圧力をもたらす有効圧力面の増加による悪影響を部分的または完全に除去することができる。よって、閉鎖圧力が開放圧力と等しいかまたは開放圧力よりもほんの僅かに低い燃料弁を設計することが可能である。このような設計では、噴射事象を通じて噴射圧力を高く保つことができ、噴射事象を通じて燃焼室内への燃料の適切な噴射を確実にする。
【０００９】
第１の態様の第１の実施態様によれば、前記第３の有効圧力面は、前記追加の第２の力を実質的に相殺するための前記第３の力を生じさせる大きさを有する。
【００１０】
第１の態様の第２の実施態様によれば、前記第３の有効圧力面は、前記弁ニードルと前記弁ハウジングとの間に画定される第２の圧力室に対向する。
【００１１】
第１の態様の第３の実施態様によれば、前記第２の圧力室は、好ましくは前記弁ニードルが持ち上がったときにのみ、前記第１の圧力室または前記第１の軸方向ボアに接続される。
【００１２】
第１の態様の第４の実施態様によれば、前記第２の圧力室は、前記弁ニードル内の圧力導管により前記第１の圧力室または前記第１の軸方向ボアに接続される。
【００１３】
第１の態様の第５の実施態様によれば、前記圧力導管の第１の端部が前記第２の圧力室に開口し、かつ前記圧力導管の第２の端部が前記第１の軸方向ボアに、または前記弁ニードルが前記弁座部に着座したときに前記弁座部に接触する前記弁ニードルの表面の部分に開口している。
【００１４】
第１の態様の第６の実施態様によれば、前記第２の開口は、前記弁ニードルが前記弁座部に着座したときに閉鎖される。
【００１５】
第１の態様の第７の実施態様によれば、前記弁ニードルが前記弁座部に着座したときに前記弁座部に接触する前記弁ニードルの前記部分は、前記第２の端部の周囲でシール接触する。
【００１６】
第１の態様の第８の実施態様によれば、前記第２の圧力室は、前記弁ニードル内の第３の軸方向ボアと、前記第３の軸方向ボア内に受け入れられたプランジャとにより画定される。
【００１７】
第１の態様の第９の実施態様によれば、前記第１のプランジャは静止した状態にあり、かつ前記プランジャは前記第３の軸方向ボアの内側にシール嵌合する。
【００１８】
第１の態様の第１０の実施態様によれば、前記第２の圧力室は、前記弁ハウジング内の第４の軸方向ボアと、前記第４の軸方向ボア内に受け入れられた第２のプランジャとにより画定される。
【００１９】
第１の態様の第１１の実施態様によれば、前記第２のプランジャは静止した状態にあり、かつ前記プランジャは前記第４のボアの内側にシール嵌合する。
【００２０】
第１の態様の第１２の実施態様によれば、前記ノズルには、好ましくはノズル孔の全部または少なくとも大部分が角度をなして近接離間した状態で、前記ノズルの側部に分配配置される複数のノズル孔が設けられる。
【００２１】
第１の態様の第１３の実施態様によれば、燃料弁は、前記弁ニードルと一緒に移動するとともに、前記ノズル孔を開閉するために前記ノズル内の前記軸方向ボア内に軸方向に変位可能に受け入れられた中空遮断シャフトをさらに備え、好ましくは、前記遮断シャフトには、前記中空遮断シャフトのある位置では前記ノズル孔を前記中空遮断シャフトの内部に接続し、前記中空遮断シャフトの別の位置では前記ノズル孔を前記中空遮断シャフトの内部から遮断するように、複数のノズル孔に対応する複数の開口が設けられる。
【００２２】
第１の態様の第１４の実施態様によれば、前記弁ハウジングには、その最後端部に、大型２サイクル自己着火式内燃エンジンのシリンダのシリンダカバー内に前記燃料弁を装着するためのヘッドが設けられる。
【００２３】
第２の態様によれば、上記の目的は、弁座部に向けて弾性的に付勢される弁ニードルを備えた、大型２サイクル自己着火式内燃エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料弁を提供することにより達成され、弁ニードルを開放方向に付勢する燃料圧力を生じさせる、弁ニードル上の有効圧力面は、弁ニードルが弁座部から持ち上がったときに大幅に増加し、補助有効圧力面は、弁ニードル上に設けられ、補助有効圧力面は、補助有効圧力面が燃料圧力にさらされたときに弁ニードルを弁座部に向けて付勢する力を生成する。
【００２４】
本開示による燃料弁のさらなる目的、特徴、利点、および特性は、詳細な説明から明らかになるであろう。
本明細書の以下の詳細部分では、図面に示される例示的実施形態を参照して燃料弁をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、従来技術の燃料弁の縦断面図である。
【図２】図２は、燃料弁の最前部が例示的実施形態によるものであり、かつ弁ニードルが弁座部に着座した状態で示される、図１に図示する燃料弁の最前部の拡大縦断面図である。
【図３】図３は、弁ニードルが弁座部から持ち上がった状態の、図２に示す燃料弁のノズルの拡大側面図である。
【図４】図４は、燃料弁の最前部が図２の例示的実施形態によるものであり、かつ弁ニードルが弁座部から持ち上がった状態で示される、図１に図示する燃料弁の最前部の拡大縦断面図である。
【図５】図５は、燃料弁の最前部が別の例示的実施形態によるものであり、かつ弁ニードルが弁座部に着座した状態で示される、図１に図示する燃料弁の最前部の拡大縦断面図である。
【図６】図６は、燃料弁の最前部がさらに別の例示的実施形態によるものであり、かつ弁ニードルが弁座部に着座した状態で示される、図１に図示する燃料弁の最前部の拡大縦断面図である。
【詳細説明】
【００２６】
図１は、大型２サイクル自己着火式内燃エンジンの燃焼室内に燃料（例えば、燃料油もしくは重質燃料油または同様の燃料等）を噴射するための既知の燃料弁１を図示している。図１に図示する燃料弁１は、ヘッド１４を最後端部に有する細長いハウジング１０を有し、このヘッド１４により、既知の方法でボルトを用いて、燃料弁１を大型２サイクルディーゼルエンジンのシリンダカバーに固定しかつ燃料ポンプ（図示せず）に接続してもよい。ヘッド１４は、ダクト１７に流体接続する燃料油入口１６を含む。ダクト１７は、逆止弁１２を貫通して、弁ハウジング１０内で軸方向に変位可能な弁ニードル２０まで延びる。弁ニードル２０は、閉鎖ばね１８（例えば、螺旋状の線ばね等）により弁ニードル２０の座部２２に対して付勢される。弁ハウジング１０の前端部は、燃料弁１がシリンダカバーに装着されたときに弁ハウジング１０を貫通してエンジンシリンダ（図示せず）の燃焼室内に突出する好ましくは閉鎖された先端部を備えた中空ノズル５４を保持する。中空ノズル５４は、第１の軸方向ボア５７と、複数のノズル孔５５と、閉鎖された前部とを有する。
【００２７】
図２〜４は、弁ニードル２０とノズル５４とを備えた燃料弁ハウジング１０の最前部３０（図１の破線円内の部分）を例示的実施形態に従ってより詳細に示している。閉鎖ばね１８は、弁ニードル２０をその座部２２に対して付勢する。図２は、弁座部２２に着座した弁ニードル２０を示している。この位置では、燃料油入口１６からノズル５４への燃料の流動が遮断される。図４は、弁座部２２から持ち上がった弁ニードル２０を示している。この位置では、燃料油入口１６からノズルへの燃料の流動が弁ニードル２０により阻止されない。
【００２８】
弁ニードル２０は、弁ニードル２０の最後部よりも細い最前部の遮断シャフト４０を支持し、かつ遮断シャフト４０は、ノズル５４内の第１の軸方向ボア５７内に突出する。
【００２９】
ノズル５４には、第１の軸方向ボア５７と、燃焼室内に燃料が噴射される複数のノズル孔５５とが設けられる。したがって、燃料噴射の間、燃料の噴流は、ノズル孔５５の各々から噴出する。
【００３０】
例示的実施形態（図示せず）において、ノズルボア５５は、ノズルボア５５間に間隔を置いてノズルボア５５を長手方向範囲に沿って分布させるように、ノズル５４に分配配置される。図示の実施形態において、孔は、ノズルの径方向範囲にわたってのみ配される。例示的実施形態において、ノズルボア５５は、ノズルボア５５から噴出する燃料の噴流が燃焼室の広い範囲に及ぶように、放射状に配され、かつ方向は異なるが狭い間隔で径方向に向けられる。
【００３１】
遮断シャフト４０は、例示的実施形態では、弁ニードル２０との一体部材として作製される。遮断シャフト４０は中空であり、その中空内部は弁座部２２の下流側の空間に接続する。したがって、弁ニードル２０がその座部から持ち上げられると、流路１７は、燃料油入口１６から遮断シャフト４０の中空内部まで全体に延びる。
【００３２】
軸方向に変位可能な弁ニードル２０は、弁ハウジング１０内（すなわち、弁ハウジング１０の最前部３０におけるスピンドルガイド５３内）の第２の軸方向ボア３３内に摺動可能に受け入れられる。弁ニードル２０は、ノズル５４への燃料の流れを制御するように構成される。弁ニードル２０は、弁ハウジング内の弁座部２２と連動するとともに、（例えば、閉鎖ばね１８によって）発生する弾性付勢により弁座部２２に向けて弾性的に付勢される。弁座部２２は、弁ニードル２０の連動する面に当接する円錐面を含むことが好ましい。弁ニードルの表面の部分４２は、弁座部２２の円錐面にシール係合するような形状とされる。
第１の圧力室２４は、弁座部２２の直上流側に配設され、弁ニードル２０の一部分を取り囲み、かつダクト１７を介して燃料入口ポート１６に接続される。弁ニードル２０は、弁ニードル２０が弁座部２２から持ち上がったときに圧力室２４からノズル５４への燃料の流れを許容するとともに、弁ニードル２０が弁座部２２に着座したときに圧力室２４からノズル５４への燃料の流れを防止する。
弁座部２２に着座したときの弁ニードル２０は、弾性付勢に対抗する第１の力（すなわち、持ち上がり方向への力）を弁ニードル２０に対して燃料圧力の影響下で生じさせる第１の有効圧力面２６を有する。第１の有効圧力面２６は、第１の圧力室２４内の圧力にさらされ、第１の圧力室２４内の燃料の圧力が予め設定された燃料圧力閾値を超えると、弁ニードル２０が弾性付勢に抗して弁座部２２から持ち上げられる。
【００３３】
弁ニードル２０が弁座部２２から持ち上がると、弁ニードル２０の追加の第２の有効圧力面２７が能動状態になる。第２の有効圧力面２７は、弁ニードル２０が弁座部２２に係合する場所とそこから僅かに前方の弁ニードル２０上に配置される。第２の有効圧力面２７は、弁座部２２の下流側の第１のボア５７内の燃料圧力と、第１の圧力室２４と第１の軸方向ボア５７との間の移行部内の燃料圧力とにより影響を及ぼされる。第２の有効圧力面２７は、第１のボア５７内に加圧燃料が存在するとき（すなわち、弁ニードル２０が弁座部２２から持ち上がったとき）に弾性付勢に対抗する追加の第２の力を弁ニードル２０に対して生じさせる。
【００３４】
弁ニードル２０には、弁ニードル２０が弁座部２２から持ち上がったときに弾性付勢に加わる第３の力を弁ニードル２０に対して燃料圧力の影響下で生じさせる第３の有効圧力面２９が設けられる。第３の力は、弾性付勢と同じ方向（すなわち、第１の力および第２の力の反対方向）に作用する。
【００３５】
好ましくは、第３の有効圧力面２９は、追加の第２の力を実質的に相殺するための第３の力を生じさせる大きさ（有効面積）を有する。燃料弁の閉鎖圧力が燃料弁の開放圧力を僅かに下回るように、第３の有効圧力面２９の大きさを選択することができる。
【００３６】
第３の有効圧力面２９は、弁ニードル２０と弁ハウジング１０との間（すなわち、弁ハウジング１０の最前部３０内）に画定される第２の圧力室３２に対向する。第２の圧力室３２は、弁ニードル２０が持ち上がったときにのみ第１の圧力室２４に接続される。これに関して、第２の圧力室３２は、弁ニードル２０内の圧力導管３４により第１の圧力室２４に接続される。
【００３７】
導管３４の第１の端部４５は、第２の圧力室３２に開口し、導管３４の第２の端部４６は、弁ニードル２０が弁座部２２に着座したときに弁座部２２に接触する弁ニードル２０の表面の部分４２に開口している。本実施形態において、導管３４には、弁ニードル２０の直径方向両側に配設される２つの第２の開口４６が設けられる。しかしながら、単一の第２の開口４６があれば十分であることが理解される。
【００３８】
したがって、第２の開口（複数可）４６は、弁ニードル２０が弁座部２２に着座したときに閉鎖される。この第２の開口の閉鎖は、弁ニードル２０の部分４２と弁ニードル２０が弁座部２２に着座したときにその部分４２に接触する弁座部２２の表面とが第２の端部４６の周囲でシール接触することにより確実に行われる。
【００３９】
第２の圧力室３２は、弁ハウジング１０内（すなわち、弁ハウジング１０の最前部３０内）の第４の軸方向ボア２３内に配設される。第２のプランジャ５９は、弁ニードル２０の一部であり、第４の軸方向ボア２３内に受け入れられ、かつ第２の圧力室３２の境界を定める。第２のプランジャ５９は、第４の軸方向ボア２３の内側にシール嵌合する。
したがって、作動時には、燃料弁１に供給される燃料の圧力が予め設定された燃料圧力閾値を超えると、弁ニードル２０がその座部から持ち上げられる。このとき、第１の有効圧力面２６に作用する第１の圧力室２４内の圧力が、閉鎖ばね１８の弾性付勢に打ち勝つのに十分に大きな持ち上がり方向への力を生成し、弁ニードル２０が弁座部２２から持ち上げられる。
【００４０】
したがって、燃料は、弁座部２２を通過して第１の軸方向ボア５７内と中空遮断シャフト４０内に流れ、そしてノズル孔５５を通って燃焼室内に流れることができる。
【００４１】
加圧燃料が第１の軸方向ボア５７内に入ると、ここで加圧燃料が第２の有効圧力面２７にも作用し、第２の有効圧力面２７に作用する圧力により発生した第２の力が第１の力に加わる。
【００４２】
弁ニードル２０が持ち上げられたときには、第２の開口４６がもはや閉鎖されていないので、第２の圧力室３２が加圧状態となる。したがって、第３の有効圧力面２９は、加圧燃料により影響を及ぼされるとともに、弾性付勢と一緒になって弁ニードル２０を弁座部２２に向けて付勢する第３の力を発生させる。
【００４３】
燃料噴射プロセスの終了時に燃料弁１への燃料の供給が遮断されると、低下した燃料圧力が弁ニードル２０をその弁座部２２から離れる方向にもはや保持できず、閉鎖ばね１８が弁ニードル２０を軸方向前方へ弁座部２２に対して付勢する。弁ニードル２０は、第３の有効圧力面２９の存在によって、第３の有効圧力面２９の大きさの選択により決定できる閉鎖圧力にて弁ニードル２０の座部に戻る。実施形態において、第３の有効圧力面２９の大きさは、閉鎖圧力が開放圧力よりも僅かに低くなるように選択される。
【００４４】
遮断シャフト４０は弁ニードル２０と一緒に移動するので、遮断シャフト４０もまた、燃料弁１の前部に向かって軸方向に移動する。
【００４５】
図５は、第２の圧力室３２が弁ニードル２０内の第３の軸方向ボア２５と、第３の軸方向ボア２５内に受け入れられたプランジャ５８とにより画定されることを除いて上で説明した実施形態と基本的に同一である、本発明の別の実施形態を図示している。第１のプランジャ５８は動かない要素であり、かつ第３の軸方向ボアの内側にシール嵌合する。
【００４６】
さらに、第２の端部（複数可）４６は、第１のボア５７側に開口するように配置され（配置でき）、また、本実施形態では、第２の端部４６は、弁ニードル２０が弁座部２２に着座しても閉鎖されない。
【００４７】
圧力室３２が弁ニードル２０内の第３の軸方向ボア２５と、第３の軸方向ボア２５内に受け入れられたプランジャ５８とにより画定される上記の実施形態を、図６に示すように、弁ニードル２０が弁座部２２に着座すると閉鎖される第２の端部４６を有する圧力導管３４と組み合わせることができる。
【００４８】
代替的に、第２の端部（複数可）４６は、図２〜図４を参照して示す実施形態では、第１のボア５７側に開口するように配置される（配置することができる）。
【００４９】
本出願の教示は例示の目的で詳細に説明されているが、このような詳細が単にその目的のためのものであることと、本出願の教示の範囲から逸脱することなく、当業者により変更が加えられ得ることが理解される。
【００５０】
特許請求の範囲で使用される場合、「備える」という用語は、他の要素またはステップが付加された構成を除外しない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、特許請求の範囲に列挙するいくつかの手段の機能を実行してもよい。
【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６】
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