(57)【要約】  本発明は、噴射弁部材（９）を操作するピエゾアクチュエータ（８）を備えた燃料インジェクタに関する。ピエゾアクチュエータ（８）は噴射弁部材（９）に作用しており、噴射弁部材（９）はばねエレメント（１５）を介して閉弁方向で負荷されている。燃料インジェクタ（１）は、変換器ピストン（１０）と噴射弁部材（９）とを液圧式に結合する液圧式のカップリング室（１３）を有している。噴射弁部材（９）に、スリーブ状のボディ（１７）が支持されており、このスリーブ状のボディ（１７）が、噴射弁部材（９）のための中間ストロークストッパを形成するエッジ（１８）と協働するようにした。
2006522899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射弁部材（９）を直接操作するアクチュエータ（８）を備えた燃料インジェクタであって、アクチュエータ（８）が噴射弁部材（９）に作用しており、噴射弁部材（９）がばねエレメント（１５）を介して閉弁方向で負荷されており、燃料インジェクタ（１）が液圧式のカップリング室（１３）を有している形式のものにおいて、液圧式のカップリング室（１３）が変換器ピストン（１０）と噴射弁部材（９）とを液圧式に結合しており、噴射弁部材（９）に、スリーブ状のボディ（１７）が支持されており、このスリーブ状のボディ（１７）が、噴射弁部材（９）の中間ストローク位置を形成するエッジ（１８）と協働するようになっていることを特徴とする、可変式のアクチュエータストローク変換器を備えた燃料インジェクタ。
【請求項２】
スリーブ状のボディ（１７）が噴射弁部材（９）に対して相対的に運動可能である、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項３】
噴射弁部材（９）の、スリーブ状のボディ（１７）に関する相対運動が、スリーブ状のボディ（１７）とエッジ（１８）との間の所定のストロークｈＶの経過後に実施される、請求項２記載の燃料インジェクタ。
【請求項４】
カップリング室（１３）の第１の放圧Δｐ１時に、所定のストロークｈＶを経過し終えるまで、プリストロークスリーブ（１７）と噴射弁部材（９）とが一緒に、第１の速度比ｉ１で運動する、請求項２または３記載の燃料インジェクタ。
【請求項５】
第１の速度比ｉ１がｄＡ２／ｄＶ２により規定されている（ただし、ｄＡはピストン（１０）の直径であり、ｄＶはプリストロークスリーブ（１７）の直径である）、請求項４記載の燃料インジェクタ。
【請求項６】
カップリング室（１３）内の第２の圧力降下Δｐ２時に、所定のストロークｈＶを超えると、噴射弁部材（９）が第２の速度変換比ｉ２で運動する、請求項２または３記載の燃料インジェクタ。
【請求項７】
第２の速度比ｉ２がｄＡ２／ｄＮ２により規定されている（ただし、ｄＡはピストン（１０）の直径であり、ｄＮは噴射弁部材（９）の直径である）、請求項６記載の燃料インジェクタ。
【請求項８】
中間位置で、噴射弁部材（９）がエッジ（１８）に当接する、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項９】
カップリング室（１３）がピストン（１０）、インジェクタボディ（２）、プリストロークスリーブ（１７）ならびに別のスリーブ（３０）により形成されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項１０】
所定のストロークｈＶが、第１の調節ディスク（３２）と、開口（３４）を有する第２の調節ディスク（３３）とにより制限可能であり、第１の調節ディスク（３３）が鍔（１４）に支持されており、第２の調節ディスク（３３）が高圧室（２１）に支持されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
現代の自己着火式の内燃機関では今日、ポンプ−ノズル−燃料噴射システム、いわゆるユニットインジェクタ式燃料噴射システムの他に、高圧蓄圧式噴射システム（コモンレール）が使用される。高圧蓄圧式噴射システムでは、内燃機関のシリンダにその都度対応配置された個々の燃料インジェクタに、高圧蓄え器（コモンレール）から燃料が供給される。燃料インジェクタは電磁弁またはピエゾアクチュエータを介して操作されることができる。燃料インジェクタがピエゾアクチュエータを介して操作される場合、直接ピエゾアクチュエータを介して操作可能な噴射弁部材も実現される。
【０００２】
背景技術
ドイツ連邦共和国特許第６９７２０１４５号明細書から公知の噴射弁は、ばねチャンバ内に存在するばねにより座面に押し付けられている弁ニードルを有している。ばねは、弁ニードルに結合されているばね受けと、可動なストッパとの間にはめ込まれている。狭窄された通流経路が設けられており、この通流経路を通して、燃料が、制限された速度でもしくは制限された量でばねチャンバから流出することができる。さらに噴射弁は、可動なストッパ面を含め、１つの弁を有している。この弁は噴射弁の運転中に、燃料が第２のより高い速度でもしくは第２のより大きな量でばねチャンバから流出することができるように操作されることができる。弁は、ばねチャンバに連通した開口を取り巻くように形成されている座面により形成される。可動なストッパはこの座面に当接することができる。その結果、開口を通した燃料流は制御される。可動なストッパはポンプ室内の燃料圧の作用下で可動に形成されていることができる。
【０００３】
アクチュエータを介した噴射弁部材の直接的な起動制御可能性を備えた燃料インジェクタの場合、噴射弁部材を開弁することができるように、アクチュエータは高い開弁力を克服しなければならない。アクチュエータにより加えられなければならない高い必要な開弁力は、ノズルニードル状に形成可能な噴射弁部材がシステム圧（高圧蓄え器室内の圧力レベル）で負荷されてその座内に押し込まれることにその原因を見出すことができる。その座から噴射弁部材を開放するために必要な力は、一般に数１００Ｎ、例えば約４００Ｎである。さらに、噴射弁部材の完全な開弁時に噴射開口を通して自己着火式の内燃機関の燃焼室内に十分な燃料流を供給するためには、噴射弁部材が数１００μｍ、例えば２００μｍ〜３００μｍの範囲の最大のストローク経路を実施することが必要である。上に挙げた値、すなわち数１００Ｎの、噴射弁部材を開弁するために必要な力と、噴射弁部材の、完全に閉弁された位置から完全に開弁された位置への最大で成し得るストローク経路とは実質的に、燃料インジェクタ内に組み込まなければならないピエゾアクチュエータのサイズを決定するパラメータである。確かに、液圧式の変換器、すなわち液圧式の変位拡大機構を組み込むことにより、ピエゾアクチュエータの長さ／直径比は変更されるものの、アクチュエータの構造サイズ（アクチュエータ体積とも呼ばれる）は実質的に、加えなければならない開弁力と、ニードル状に形成可能な噴射弁部材の、成し得る最大のストローク経路とに比例する。
【０００４】
発明の説明
本発明により提案される解決策により、可変式の変換器によって、ニードル状に形成された噴射弁部材の運動のために必要な力は、噴射弁部材を直接起動制御するための、燃料インジェクタ内に組み込まれたアクチュエータの力に適合されることができる。それにより、アクチュエータ体積、すなわちアクチュエータの構造サイズは最適に利用され、燃料インジェクタ内に組み込まなければならないアクチュエータは極めて小さくされることができる。さらに、本発明により提案される解決策により、ピエゾアクチュエータを介して操作され、噴射弁部材を直接起動制御する燃料インジェクタにおいて、小さな噴射量を安定化することが達成される。それというのも、可変式の変換器が、ニードル状に形成可能な噴射弁のための中間ストロークストッパのように働くからである。一般に、噴射弁部材の中間ストローク位置、すなわち噴射弁部材の弾道学的な運転位置で噴射弁部材をストッパに支持することなく具現されなければならない中間ストロークは、困難にのみ維持され、極めて困難にのみ再現される。本発明により提案される可変式の変換器により、ニードル状に形成される噴射弁部材の臨界的な運転状態が安定化される、すなわち再現可能に構成されることができる。
【０００５】
加えて、噴射弁部材の閉弁位置と噴射弁部材の開弁位置との間に位置する中間ストローク位置の実現は、パイロット噴射の事例や小さな噴射量の事例における、ピエゾアクチュエータの起動制御電圧の変動時、すなわちばらつき時にも、噴射弁部材の所定のストロークを生ぜしめることを考慮している。
【０００６】
図面
以下に図面を参照しながら、本発明により提案される解決策について立ち入った説明を行う。
図１：可変式の変換器を備えた、ピエゾアクチュエータを介して直接操作可能な噴射弁部材を備えた燃料インジェクタを示す図である。
図２：プリストロークスリーブを取り囲む別のスリーブを備えた、図１に示した変換器の変化実施例を示す図である。
図３：プリストロークスリーブの両端面に配置された調節ディスクを備えた可変式の変換器の別の変化実施例を示す図である。
図４．１：時間軸にわたってピエゾアクチュエータの電圧経過を示す図である。
図４．２：時間軸にわたってアクチュエータストロークを示す図である。
図４．３：噴射弁部材と可変式の変換器との間に設けられた液圧式のカップリング室内の圧力経過を示す図である。
図４．４：ニードル状に形成可能な噴射弁部材のストローク経過を示す図である。
図５：可変式の変換器を備えたもしくは備えていない燃料インジェクタの切換エネルギ、開弁圧および力ストローク特性線に関する特性線経過を対比的に示す図である。
【０００７】
変化実施例
図１に示した燃料インジェクタの、ニードル状に形成された噴射弁部材は、燃料インジェクタ内に組み込まれたピエゾアクチュエータを介して直接操作される。ピエゾアクチュエータには可変式の変換器が対応配置されている。
【０００８】
図１から、燃料インジェクタ１がインジェクタボディ２ならびにノズルボディ３を有していることが見て取れる。ノズルボディ３およびインジェクタボディ２は緊締スリーブ４を介して螺合部５で例えば密に互いに結合されている。
【０００９】
燃料インジェクタ１のインジェクタボディ２には、高圧接続部６が形成されている。高圧接続部６内には、システム圧にある燃料、すなわち高圧蓄え器室（コモンレール）内に支配する圧力を有する燃料が、インジェクタボディ２の中空室７内に流入する。システム圧はｐＣＲにより暗示されている。ピエゾアクチュエータ８が存在する中空室７から、システム圧にある燃料は、高圧流入部２２を介して高圧室２１に向かって流動する。高圧室２１から、システム圧ｐＣＲにある燃料は、ニードル状に形成された噴射弁部材９の周囲に形成されている自由面１９を介してリングギャップ２０に向かって流動する。リングギャップ２０の、燃焼室側の端部には、図１には示されていない噴射開口が、例えば単数または複数の同心的な穴列の形で形成されていることができる。
【００１０】
インジェクタボディ２とノズルボディ３との間にはディスク１２が存在する。ディスク１２は、可変式の変換器のピストン１０のためのガイドとして機能する。ピストン１０はディスク１２により取り囲まれており、ピストンばね１１を介して予圧されている。ピストンばね１１は一端でディスク１２の上側の平面に支持されており、他端でピエゾアクチュエータ８の下面に支持されている。ピストン１０の直径はｄＡにより示されている。
【００１１】
ピストン１０の端面はカップリング室１３内に突入している。カップリング室１３内には、例えばコイルばねとして形成可能なばねエレメント１５が収容されている。カップリング室１３の下側には、ノズルボディ３の内部に、符号１７を付されたプリストロークスリーブが存在する。プリストロークスリーブはばねエレメント２３により、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の上側の領域に設けられた鍔１４に押し付けられている。カップリング室１３内では、ばねエレメント１５が、噴射弁部材９に設けられた鍔１４の上側に位置するセンタリングピン１６においてセンタリングされている。コイルばねとして例えば形成可能なばねエレメント１５は、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９を閉弁方向で負荷する、すなわち噴射弁部材９をその座に押し込む。座の直径はｄＳにより示されている。
【００１２】
ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の直径はｄＮにより示されており、プリストロークスリーブ１７の外径はｄＶにより示されている。
【００１３】
図１から、プリストロークスリーブ１７がばねエレメント２３を介して、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の上面に設けられた鍔１４に対して押し付けられていることが見て取れる。それゆえ、プリストロークスリーブ１７の上側の端面は、噴射弁部材９の鍔１４に当て付けられている。ただし、プリストロークスリーブの上側の端面は、ディスク１２の下側の平面に設けられたエッジ１８から所定の間隔ｈＶを置いて存在している。ディスク１２内には、カップリング室１３が形成されている。
【００１４】
ばねエレメント１５により、噴射弁部材９は、ノズルボディ３の燃焼室側の端部に設けられた座に押し込まれる。プリストロークスリーブ１７は高圧室２１内に設けられたばねエレメント２３により常に、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９に設けられた鍔１４に押し付けられる。これにより、プリストロークスリーブ１７の、所定の間隔ｈＶにより示される所定の出発位置が与えられている。以下、燃料インジェクタ１のピエゾアクチュエータ８に電圧が印加されている、すなわちピエゾアクチュエータ８の圧電結晶が鉛直方向で伸張していると仮定する。
【００１５】
ピエゾアクチュエータ８に印加される電圧Ｕが減じられると、ピストン１０はカップリング室１３から進出する。このことは、ピストン１０を負荷するピストンばね１１の作用に起因することができる。これにより、カップリング室内の圧力ｐは降下する。ピエゾアクチュエータ８に印加される電圧Ｕが下げられれば下げられるほど、カップリング室内の圧力ｐは降下する。臨界的な開弁圧ｐＯｅに達すると、ニードル状に形成された噴射弁部材９は開弁する。開弁圧ｐＯｅ，１は、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の座直径ｄＳと、システム圧ｐＣＲと、プリストロークスリーブ１７の直径ｄＶとにより、以下の関係式、すなわち：
ｐＯｅ，１＝ｐＣＲ（ｄＶ２−ｄＳ２）／ｄＶ２
にしたがって定義される。
【００１６】
プリストロークスリーブ１７の直径ｄＶが相対的に大きく設定されると、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９には、極めて高い開弁圧ｐＯｅが生ぜしめられる。それに基づいて、ピエゾアクチュエータ８に印加される電圧Ｕは、ニードル状に形成された噴射弁部材９が開弁するまで、僅かに下げられるだけで済む（図４．１〜図４．４および図５も参照のこと）。
【００１７】
ニードル状に形成された噴射弁部材９はプリストロークスリーブ１７と一緒に、ひいてはピストン１０に比べて遅い速度で運動する。生ぜしめられる速度変換比（変速比）は変換比ｉ１＝ｄＡ２／ｄＶ２により確定される。
【００１８】
これに対して、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の座（ｄＳ）の圧力降下により生ぜしめられる開弁力は同じ比で下げられ、ピエゾアクチュエータ８に作用する。
【００１９】
プリストロークスリーブ１７の上側の端面が、ディスク１２の下側の平面に設けられたストッパ１８に到達して初めて、変換比はｉ１からｉ２＝ｄＡ２／ｄＮ２に変化する。
【００２０】
ニードル状に形成可能な噴射弁部材９をさらに開弁するために、カップリング室１３内のさらなる圧力降下、すなわちピエゾアクチュエータ８に印加される電圧Ｕのさらなる低下が必要である。
【００２１】
第２の臨界的な開弁圧ｐＯｅ，２から、ノズルニードル状の噴射弁部材９は開弁し、その際に有効な変換比ｉ２を伴ってピエゾアクチュエータ８の運動に従う。第２の臨界的な開弁圧ｐＯｅ，２は実質的に、（部分的に開弁された）ノズル座ｄＳの下流の圧力がどの程度の大きさにあるかに依存しており、その結果として、正確に提示されることはできない。
【００２２】
より僅かな第２の噴射量だけが自己着火式の内燃機関の燃焼室内に噴射されていることが必要な場合、ニードル状に形成された噴射弁部材９は有利には、プリストロークスリーブ１７の、ディスク１２の下側の平面に設けられたストッパ１８に、ピエゾアクチュエータ８に印加される電圧Ｕが再び上げられるまで留まる。電圧Ｕの上昇は、ニードル状の噴射弁部材９の閉弁を結果として伴う。
【００２３】
図２には、可変式の変換器の別の変化実施例が見て取れる。この変化実施例では、プリストロークスリーブが、ばねエレメントを介して予圧された別のスリーブにより取り囲まれている。
【００２４】
図１に示した変化実施例とは異なり、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の上側の鍔１４に支持されるプリストロークスリーブ１７は、別のスリーブ３０により取り囲まれている。別のスリーブ３０自体は予圧ばね３１を介して予圧されている。予圧ばね３１は別のスリーブ３０の下側の端面と高圧室２１の底面との間でノズルモジュール３内に配置されている。プリストロークスリーブ１７を取り囲む別のスリーブ３０により、インジェクタボディ２およびノズルボディ３の組み立て時の、半径方向の組み立て補償が可能である。図２に示した変化実施例でも、ピストン１０と、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の上側の領域とにより、液圧式のカップリング室１３が実現される。カップリング室１３内には、ニードル状の噴射弁部材９を閉弁方向で負荷するばね１５が収容されている。システム圧ｐＣＲでもって高圧室流入部２２から高圧室２１内に流入する燃料の、ノズルボディ３に設けられた、燃焼室側の噴射開口の方向での流出を可能にするために、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の周面に、複数の自由面１９が配置されている。自由面１９は燃料の流過を可能にする。
【００２５】
図３には、本発明により提案される可変式の変換器の別の変化実施例が示されている。
【００２６】
ニードル状に形成された噴射弁部材９の上側の領域には、鍔１４が存在する。プリストロークスリーブ１７の上側の端面と、鍔１４の下面との間には、第１の調節ディスク３２が挿入されている。その一方で、プリストロークスリーブ１７の下側の端面には、第２の調節ディスク３３が配置されている。第２の調節ディスク３３には、単数または複数の開口３４が設けられている。その結果、高圧流入部２２を介して、システム圧ｐＣＲの下で高圧室２１内に流入する燃料が、第２の調節ディスク３３を通過することができる。高圧室２１から、燃料はリングギャップ２０に沿って、燃料インジェクタ１の燃焼室側の端部に形成された噴射開口の方向で流動する。噴射開口は単独の穴列として形成されていてもよいし、互いに同心的に延在する複数の穴列として形成されていてもよい。
【００２７】
連続図、すなわち図４．１、図４．２、図４．３および図４．４には、上から順に、ピエゾアクチュエータ８の電圧経過、ピエゾアクチュエータ８のストローク経過、カップリング室１３内の圧力ｐの圧力経過およびニードル状に形成可能な噴射弁部材９のストローク経過が示されている。これらの経過はその都度時間軸にわたって記されている。
【００２８】
時点ｔ０で、ピエゾアクチュエータに印加されるアクチュエータ電圧ＵはＵｍａｘである。すなわち、ピエゾアクチュエータの圧電結晶は最大で通電されており、その結果、最大で伸張させられている。時点ｔ０で、アクチュエータストロークＨＡはｈ１である。時点ｔ０で、カップリング室圧ｐはＰＣＲ（レール圧）である。時点ｔ０で、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９は完全に閉鎖されている。
【００２９】
時点ｔ１で、最大電圧Ｕｍａｘは臨界的な値Ｕｋｒｉｔに低下する。その結果、ピエゾアクチュエータ８の圧電結晶の伸張は僅かな値の分だけ収縮する。ピストン１０はプリストロークスリーブ１７から走出する。その結果、時点ｔ１で、カップリング室１３内の圧力ｐはΔｐ１の分だけ降下している。その結果、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９はその開弁運動を開始する。時点ｔ２で、カップリング室１３内の圧力ｐはｐＨである。ｐＨは保持圧に相当する（ｐＨ＝ｐＯｅ，２）。
【００３０】
ピエゾアクチュエータ８に印加されるアクチュエータ電圧Ｕが低下し続けると、ピストン１０はさらにカップリング室１３から走出する。その結果、時点ｔ３まで、第２の圧力降下Δｐ２がカップリング室１３内に発生する。時点ｔ３で、噴射弁部材９は所定の間隔ｈＶを克服する、すなわちプリストロークを実施し、僅かに開弁する。時点ｔ３は変換領域Ａの終了を記す。変換領域Ａで、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９はプリストロークスリーブ１７と一緒に、ピストン１０に比べてゆっくりと運動する。領域Ａでの速度変換比は変換比ｉ１＝ｄＡ２／ｄＶ２により規定される。
【００３１】
所定の間隔ｈＶを克服する、すなわちプリストロークスリーブ１７の上側の端面が、ディスク１２の下側の端面に設けられたストッパ１８に当接すると、変換比はｉ２＝ｄＡ２／ｄＮ２へと変化する。アクチュエータ電圧Ｕがさらに低下する場合に、変換比ｉ１はｉ２へと変化する。その結果、第２の臨界的な開弁圧ｐＯｅ，２の到達から、ニードル状の噴射弁部材９はこの変換領域で開弁する。時点ｔ４で、アクチュエータ電圧Ｕｍａｘがその最小値Ｕｍｉｎへと低下する、すなわちピエゾアクチュエータ８の圧電結晶がもはや通電されていない。その結果、アクチュエータの伸張は０である。ニードル状に形成可能な噴射弁部材９は時点ｔ４で、図４．４に示されているように、その最大の開弁位置にある、すなわち最大ストロークｈｍａｘを経ている。ｔ４とｔ５との間の、アクチュエータ電圧Ｕがその最小値Ｕｍｉｎを取り続けている時間中、最大で可能な量の燃料が、自己着火式の内燃機関の燃焼室内に噴射される。
【００３２】
時点ｔ５で、アクチュエータの再通電が実施される。その結果、アクチュエータの圧電結晶スタックは再度伸張を開始する。その結果、カップリング室内の圧力はｔ５とｔ６との間の時間中再降下し、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９は、その最大の開弁ストロークｈｍａｘから、時点ｔ６で所定の間隔ｈＶに到達するまで、その閉弁位置の方向で走行する。時点ｔ６と時点ｔ７との間で、プリストロークスリーブ１７の上面と、ディスク１２の下側の平面に設けられたストッパ１８との間に、再度所定の間隔ｈＶが生ぜしめられる。このことは、ピストン１０と、噴射弁部材９の上側の端面との間に設けられたカップリング室１３内の、Δｐ２分の圧力上昇を伴う。
【００３３】
ｔ７とｔ８との間で、カップリング室１３内の、Δｐ１分の圧力上昇が実施される。それというのも、ピエゾアクチュエータ８に印加されるアクチュエータ電圧Ｕが再び最大電圧Ｕｍａｘに上昇するからである。
【００３４】
図５には、段階式の変換器を備えてもしくは備えずに形成されている燃料インジェクタにおける噴射弁部材の開弁力経過が示されている。
【００３５】
図５には、カップリング室１３内の圧力ｐが、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９のストロークＨＥに関して記されている。
【００３６】
燃料インジェクタを段階式の変換器なしに操作するピエゾアクチュエータのための開弁力経過４０から、その開弁圧ｐＯｅ，３が大幅に、段階式の変換器を備えたピエゾアクチュエータと共に作動する燃料インジェクタの開弁圧ｐＯｅ，１を下回っていることが明らかである。開弁力経過４０に応じて、段階式の変換器なしに作動するピエゾアクチュエータは、ハッチングを施された領域により暗示された切換エネルギを必要とする（図５に三角形ａ−ｂ−ｃで示した）。
【００３７】
その結果、ピエゾアクチュエータと段階式の変換器とを備えた燃料インジェクタの、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の第２の開弁圧ｐＯｅ，２は明らかに低い。それゆえ、噴射弁部材のために必要な操作力はより僅かである。その結果、この種のピエゾアクチュエータ８は僅かな構造体積を有している。
【００３８】
ピエゾアクチュエータ８と段階式の変換器とを備えた燃料インジェクタのための開弁力経過４１によれば、カップリング室内の圧力ｐは所定の間隔ｈＶの到達時に降下し、圧力転換後、再び強く上昇し、その後漸減的にシステム圧ｐＣＲの方向で降下する。ニードル状に形成可能な噴射弁部材９の最大の開弁ストロークの到達時、カップリング室１３内の圧力ｐはシステム圧ｐＣＲに等しい。
【００３９】
噴射弁部材９がピエゾアクチュエータ８により直接起動制御されるようになっている燃料インジェクタの切換エネルギ（図５に符号４２を付与して、破線を施した領域）は、かなり低い。その結果、相応のピエゾアクチュエータ８は、直接起動制御され、ニードル状に形成可能な噴射弁部材９を備えた燃料インジェクタの機能に影響を及ぼすことなく、より小さく設計されることができる。
【００４０】
本発明により提案される解決策により、ピエゾアクチュエータ８の特性は最適に利用されることができ、ピエゾアクチュエータ８は噴射弁部材９のストローク・力特性線に、可変式の変換器により適合させられることができる。それゆえ、安定した最小の噴射量も、エッジ１８（エッジ１８と、プリストロークスリーブ１７の上側の端面との間の所定の間隔ｈＶ）により与えられている中間ストロークストッパにより実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】可変式の変換器を備えた、ピエゾアクチュエータを介して直接操作可能な噴射弁部材を備えた燃料インジェクタを示す図である。
【図２】プリストロークスリーブを取り囲む別のスリーブを備えた、図１に示した変換器の変化実施例を示す図である。
【図３】プリストロークスリーブの両端面に配置された調節ディスクを備えた可変式の変換器の別の変化実施例を示す図である。
【図４．１】時間軸にわたってピエゾアクチュエータの電圧経過を示す図である。
【図４．２】時間軸にわたってアクチュエータストロークを示す図である。
【図４．３】噴射弁部材と可変式の変換器との間に設けられた液圧式のカップリング室内の圧力経過を示す図である。
【図４．４】ニードル状に形成可能な噴射弁部材のストローク経過を示す図である。
【図５】可変式の変換器を備えたもしくは備えていない燃料インジェクタの切換エネルギ、開弁圧および力ストローク特性線に関する特性線経過を対比的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  燃料インジェクタ、  ２  インジェクタボディ（保持体）、  ３  ノズルボディ、  ４  緊締スリーブ、  ５  螺合部、  ６  高圧接続部、  ７  中空室、  ８  ピエゾアクチュエータ、  ９  噴射弁部材、  １０  ピストン、  １１  ピストンばね、  ｄＡ  ピストン１０の直径、  １２  ディスク、  １３  カップリング室、  １４  噴射弁部材に設けられた鍔、  １５  ばねエレメント、  ＨＶ  所定の間隔（中間ストッパ）、  １６  センタリングピン、  １７  プリストロークスリーブ、  ｄＶ  プリストロークスリーブの直径、  １８  ストッパエッジ、  ｄＮ  噴射弁部材の直径、  １９  自由面、  ２０  リングギャップ、  ２１  高圧室、  ２２  高圧流入部、  ２３  プリストロークスリーブ１７のばねエレメント、  ３０  別のスリーブ、  ３１  別のスリーブの予圧ばね、  ３２  第１の調節ディスク、  ３３  第２の調節ディスク、  ３４  燃料通流のための開口、  Ｕ  アクチュエータ電圧、  Ｕｍｉｎ  最小電圧、  Ｕｍａｘ  最大電圧、  ＨＡ  アクチュエータストローク、  ｈ１  開弁ストローク（アクチュエータ）、  ｈ２  閉弁ストローク（アクチュエータ）、  ｐ  カップリング室圧、  Δｐ１  第１の圧力降下、  ｐＨ  保持圧、  Δｐ２  第２の圧力降下、  ｐ３  噴射弁部材の開弁圧、  ＨＥ  噴射弁部材のストローク、  Ａ  変換領域、  Ｂ  変換領域、  ｈｍａｘ  噴射弁部材９の最大ストローク、  ４０  変換器を備えていない燃料インジェクタの開弁力経過、  ４１  変換器を備えた燃料インジェクタの開弁力経過、  ｐＣＲ  システム圧（レール圧）、  ｐＯｅ，１  ストローク開始のための開弁圧、  ｐＯｅ，２  変換比の切換後の開弁圧、  ａ−ｂ−ｃ  段階式の変換器を備えていないアクチュエータの切換エネルギ、  ４２  段階式の変換器を備えたアクチュエータの切換エネルギ、  ｈＶ  変換比の切換までのプリストローク、  ｐＯｅ，３  段階式の変換器が設けられていない場合の開弁圧［ｐＯｅ，３＝ｐＣＲ（ｄＮ２−ｄＳ２）／ｄＮ２］
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４．１】
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【図４．２】
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【図４．３】
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【図４．４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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