(57)【要約】この発明は、自己着火内燃機関の圧力ライン内に組み込むための等積リリーフ機構を備えたノズル弁の形式の圧力弁に係り、これは弁ホルダと弁シリンダと弁体とを備え、弁体は燃料管から分流する少なくとも１つの第１の逃がし孔を備え、弁シリンダがこの弁体の逃がし孔に対応する第２の逃がし孔を備え、これらの逃がし孔は圧力弁が閉じ状態にある際に結合しているかあるいは開放状態に移行している間に結合していることができ、燃料管とポンプエレメントの吸引室との間の接続を形成することを特徴とする。
2006507446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己着火内燃機関の燃料噴射ポンプのポンプエレメントのポンプ動作室から燃料噴射ノズルに燃料を推進するための圧力ライン内に組み込むための等積リリーフ機構を備えたノズル弁の形式の圧力弁であり：
ノズル側で圧力ラインと結合する結合管（１５）とこれに接続するバネ室（１７）およびその中に設けられた弁バネ（１６）とを含んだ弁ホルダ（１４）と、
一端が弁ホルダ（１４）に固定され他方の端部がポンプ動作室（１３）を形成するポンプエレメントのエレメントシリンダ（１２）に液密に固定されそれによって軸方向貫通孔（３）がバネ室（１７）とポンプ動作室（１３）に結合される、密封台座（７）と軸方向貫通孔（３）とを備えた弁シリンダ（２）と、
弁体（１）とを備え、この弁体（１）は密封台座（７）と共に作用する密封面（６）と密封面（６）のポンプ側に設けられたリリーフショルダ（８）とならびに一端がポンプ動作室（１３）内にもう一端が密封面（６）のポンプ側で弁体（１）の側方表面に接続する燃料管（４，５）を有するとともに、弁シリンダ（２）の軸方向貫通孔（３）内で軸方向に摺動可能に取り付けられ、さらに一方で弁バネ（１６）のバネ圧力によってその密封台座（７）に圧接され、他方でポンプ側の燃料圧によってその密封台座（７）から持ち上げることができ、それによって圧力弁をノズル側に向かって開いた開き状態に変化させるものであり、
弁体（１）は燃料管（４，５）から分流する少なくとも１つの第１の逃がし孔（９）を備え、弁シリンダ（２）がこの弁体（１）の逃がし孔（９）に対応する第２の逃がし孔（１１）を備え、これらの逃がし孔（９，１１）は圧力弁が閉じ状態にある際に結合しているかあるいは開放状態に移行している間に結合していることができ、燃料管（４，５）とポンプエレメントの吸引室との間の接続を形成することを特徴とする圧力弁。
【請求項２】
弁体（１）および弁シリンダ（２）の各逃がし孔（９，１１）は圧力弁の閉じ状態において同軸であることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項３】
圧力弁の閉じ状態において逃がし孔間に接続が形成されないよう弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）が弁体（１）の逃がし孔（９）に対して噴射ノズルの方向にずらされることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項４】
リリーフショルダ（８）が磨き面を備えることを特徴とする請求項３記載の圧力弁。
【請求項５】
弁体（１）の逃がし孔（９）の断面積は弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項６】
弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）が圧力保持弁（１９）を備えており、この圧力保持弁は密封台座（２０）とこの密封台座と共に作用する密封面（２１）を有する密封要素（２２）を備えており、この密封要素（２２）は一方で弁バネ（２３）のバネ圧力によって密封台座（２０）上に圧接され、他方で逃がし孔（１１）内の燃料の圧力によってその密封台座（２０）から持ち上げることができ、それによって圧力保持弁がポンプエレメントの吸引室に向かって開放状態に移動し燃料が逃がし孔からポンプ要素の吸引室内に流入することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項７】
圧力保持弁（１９）は２０ないし４０バールの範囲の解放圧を有することを特徴とする請求項６記載の圧力弁。
【請求項８】
弁シリンダ（２）はこの弁シリンダ（２）に対して回転可能に取り付けられ少なくとも１つの絞り弁孔（２５）を有する包皮（２４）によって気密に被覆されており、その断面積は弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）の断面積よりも小さいものとなり、この少なくとも１つの絞り弁孔（２５）は包皮（２４）の回転によって弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）の接続口（２６）に向かい合った位置に移動させ得ることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項９】
弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）はエレメントシリンダ（１２）の逃がし孔（２７）内に接続しこのエレメントシリンダ（１２）は回転可能に取り付けられた少なくとも１つの絞り弁孔（２５）を有する包皮（２４）によって気密に被覆されており、その絞り弁孔の断面積はエレメントシリンダ（１２）の逃がし孔（２７）の断面積よりも小さいものとなり、この少なくとも１つの絞り弁孔（２５）は包皮（２４）の回転によってエレメントシリンダ（１２）の逃がし孔（２７）の接続口（２８）に向かい合った位置に移動させ得ることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１０】
包皮（２４）は徐々に小さくなる断面積を有する複数の絞り弁孔（２５）を備えることを特徴とする請求項８または９記載の圧力弁。
【請求項１１】
弁体（１）の逃がし孔（９）はその弁体の周囲に形成された環状溝（１０）内に接続することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１２】
弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）はその弁シリンダの周囲に形成された環状溝（２９）に接続することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１３】
逃がし孔は０．１ないし０．９ｍｍの範囲の直径を有することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１４】
噴射カムシャフトの初期設定に従って噴射開始を０ないし１０°のクランクシャフト角の範囲で移動させることができることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１５】
等圧リリーフ弁を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、燃料噴射ポンプのポンプエレメントのポンプ動作室から自己着火（ディーゼル）内燃機関の燃料噴射ノズルに燃料を推進するための圧力ライン内に組み込むための等積リリーフ機構を備えたノズル弁の形式の圧力弁に関する。特に液圧式噴射調節器としての追加的機能を有する圧力弁に関する。
【０００２】
ポンプ動作室と噴射部との間に配置される等積リリーフ機構を有する既知のノズル弁において、高圧の燃料によって弁閉じ部材がバネ圧に対抗してその弁座から持ち上げられ、それによって圧力弁が開放されて燃料が噴射部分に流入することができる。高圧推進の終端において弁閉じ部材がその弁座に戻り、その際リリーフショルダが圧力ライン内の体積変化によって噴射後の圧力ライン内の急速な圧力低下をもたらし、従って噴射ノズル内には燃料が残留せずまた不要な燃焼残留物の形成が防止される。この種の圧力弁はドイツ国特許第２３０６２７０号公報に記載されている。
【０００３】
自己着火式内燃エンジンにおける点火遅延、すなわち燃焼室内への噴射開始から燃焼開始までの間の時間はエンジンの回転数とは略無関係である。噴射開始が常に一定のクランクシャフト角に位置するため、高い回転数においてピストンが大きなピストン速度のため燃焼開始に際して大きくその上死点から大きく離れているという問題が生じる。その結果一方で大きな出力低下が生じ、他方で排気ガスが大きく増加する。
【０００４】
この問題点を回避するために、クランクシャフトに対してカムシャフトを回転させることによって噴射開始調節することが知られており、そのため従来のエンジンは機械式あるいは電子式の噴射調節器を備えている。
【０００５】
今日において最も使用されている機械式噴射調節器は通常クランクシャフトによって駆動されるケース部材を備えており、その上に２つの調速器おもりが固定された回転点で回転可能に取り付けられる。これらの調速器おもりはクランクシャフトの回転数の上昇に従って互いに離間し、ローラを介して調節盤を駆動し、そのハブ内に噴射ポンプのカムシャフトが固定されている。調速器おもりが遠くに離間する程調節盤がカムシャフトの回転方向すなわち早期噴射の方向により大きく調節され、従って高速回転における噴射開始に際してピストンの上死点後の噴射点が低速回転の場合よりも上死点近くに位置する。
【０００６】
従来の噴射調節器の問題点は、特にコストが増大する点と小型のエンジンの場合スペースの不足から使用不可能である点である。特に、将来有効になる厳格な排気ガスおよび騒音規制（ＥＰＡ  Ｉ，ＥＰＡ  ＩＩ）のため噴射調節は不可避であり、その観点から代替的な回転数に従った噴射開始の調節可能性を提供することが望まれている。
【０００７】
従って、本発明の目的は、自己着火内燃エンジンにおいて高回転に際して早期噴射開始を可能にする低コストかつ省スペースの装置を提供することである。この種の装置は特に小型エンジンすなわち個々の排気量が５００ｃｍ３あるいはそれ未満、もしくは出力が最大２０ｋｗであるエンジンに使用することができる。
【０００８】
前記の課題は、本発明に従って独立請求項の特徴によって解決される。従属請求項には好適な追加構成が示されている。
【０００９】
本発明によれば、自己着火内燃エンジンの燃料噴射ポンプのポンプエレメントから噴射ノズルに燃料を搬送するための圧力ライン内に組み込む等積機構を有するノズル弁形式の圧力弁が提供され、ここで圧力弁は追加的な液圧噴射調節を備えている。
【００１０】
圧力弁は従来と同様に、ノズル側で圧力ラインと結合する結合管とこれに接続するバネ室およびその中に設けられた弁バネとを含んだ弁ホルダを備えている。さらに、密封台座と軸方向貫通孔とを備えた弁シリンダが設けられ、これはその一端が弁ホルダに固定され他方の端部がポンプ動作室を形成するポンプエレメントのエレメントシリンダに固定されている。弁ホルダ、弁シリンダ、およびポンプエレメントは、軸方向の貫通孔がバネ室ならびにポンプ動作室の両方と結合されるように配置される。弁体は、密封台座と共に作用する密封面と密封面のポンプ側に設けられたリリーフショルダとならびに一端がポンプ動作室内にもう一端が密封面のポンプ側で弁体の側方表面に接続する燃料管を備え、弁シリンダの軸方向貫通孔内で軸方向に摺動可能に取り付けられる。弁体は一方で弁バネのバネ圧力によってその密封台座に圧接され、他方でポンプ側の燃料圧によってその密封台座から持ち上げることができ、それによって圧力弁をノズル側に向かって開いた状態に変化させることができる。
【００１１】
本発明は、弁体が燃料管から分流する第１の逃がし孔を備え、弁シリンダがこの弁体からの逃がし孔に対応する第２の逃がし孔を備え、これらの逃がし孔は圧力弁が閉じ状態にある際に結合しているかあるいは開放状態に移行している間に結合していることができ、それによって燃料管とポンプエレメントの吸引室との間の接続が形成される。
【００１２】
従ってこれらの逃がし孔は燃料管からポンプエレメントの吸引室に燃料を逃がすことを可能にし、この際逃がし孔は常に存在しているそれらの通流抵抗によって絞り弁として作用する。逃がし孔内の通流抵抗は流速ならびにポンプピストン速度に相関することが知れられている。ポンプピストン速度はストローク位置の関数であり、すなわちポンプカムと回転数の関数である。断面が円形である逃がし孔に対しての理論上通流抵抗の無く収容された液体の時間当たり流量に関して以下の関係が成立する：
【００１３】
【数１】
2006507446.tif 000003
ここで、Ｖは流量、ｖは流速またはポンプピストン速度、ならびにＤは逃がし孔の直径を示している。
【００１４】
上記の式（１）の関係に示されるように、ポンプピストン速度の変化あるいは逃がし孔の直径の変化によって、単位時間当たりの逃がし燃料の量を変化させることができる。
【００１５】
しかしながら、実際にはポンプピストン速度の上昇に従って通流抵抗が急速に増加し、これによって逃がし燃料の量が低減する。正確には、逃がし孔に沿った圧力低下に関して以下の関係が成立する：
【００１６】
【数２】
2006507446.tif 000004
ここで、ｐは燃料圧、ηは粘度、ｌは逃がし孔の長さ、ｖは流速を示している。
【００１７】
前記の式（２）によって示されるように、燃料の粘度と逃がし孔の長さの他に流速、すなわちポンプピストン速度が通流抵抗の変化に際して決定的なファクタである。さらに、Δｐは直径Ｄの二乗に反比例する。
【００１８】
推進ストロークの開始に際しての低いストローク位置から始まってストローク位置が上昇するとカム形状に従ってポンプピストン速度および逃がし孔を通じて通流する時間当たりの流量が上昇する。同時に、ストローク位置が上昇すると（すなわちポンプピストン速度が上昇する）とともに通流抵抗も増大する。言い換えると、逃がし孔に沿った圧力低下はストローク位置の上昇に従って増加する。弁バネを弁体に作用させる燃料によって発生したシステム内の平常圧力を圧力低下が上回った場合、逃がし孔を閉じている弁体が密封台座から持ち上がり、圧力弁がその開放状態に移行する。ここで一般的な推進および噴射工程が実施されるが、高い方のストローク位置、従ってより遅い噴射点で実施される。追加的な液圧式噴射調節器の機能を備えていない従来の圧力弁に比べて、本発明に係る圧力弁は、噴射時点を全体的により高いストローク位置、すなわちより大きなクランクシャフト角に移動させる。
【００１９】
前述したようにポンプピストン速度は回転数の関数でもあり、ここでポンプピストン速度は回転数の上昇に従って増大する。同じストローク位置に関して見ると、回転数が高い程大きな通流抵抗が生じ、すなわちより少ない燃料が逃がし孔を介して逃がされ、極少ない噴射時点の移動が実施され；逆に、低い回転数においてはより小さな通流抵抗が生じ、すなわち比較的多い燃料が逃がし孔を介して逃がされ、より大きな噴射時点の移動が行われる。従って本発明に係る圧力弁は、従来の機械式噴射調節器におけるカムシャフト角の設定に相応して、高い回転数に際しては低い回転数に比べてより早期の噴射開始を行うよう作用する。
【００２０】
本発明に係る圧力弁により、効果的な方式で機械式噴射調節器の使用を省略することができ、それによってコストおよびスペースを節約することができる。これによって特に従来コストの点を無視してもスペースの制約から機械式の噴射調節器を使用することができなかった小型のエンジンに噴射調節器の機能を装備することができる。特に、本発明に係る圧力弁により、内燃エンジンの噴射カムシャフトの初期設定に従って噴射開始を０ないし１０°のクランクシャフト角の範囲で移動させることができる。
【００２１】
所与のエンジンの設計において、通流抵抗の変化によってあるいは燃料の逃がしに際する絞り弁効果の変化によって、高いあるいは低い回転数における適宜な噴射時点の移動を達成することができる。前記の式（２）から、通流抵抗が特に圧力弁内の逃がし孔の直径および長さに相関することが明らかである。従って、適宜な噴射時点の移動を保持するために、所与のエンジン設計において逃がし孔の直径または長さの変更を行えば充分である。
【００２２】
しかしながら、本発明には別の重要な利点もある。逃がされた燃料の量によって実際に燃焼室内に噴射される燃料の量が削減される。低い回転数においてはより多くの燃料が逃がし孔を介して逃がされるため、回転数の低下に際して燃焼室内に噴射される燃料の量の縮小均衡がなされるように作用する。これによって、適宜な設計を前提にすれば、調節位置が一定である際に燃焼室内に噴射される燃料の量の所要の量変移の設定が可能となる。
【００２３】
弁体の逃がし孔と弁シリンダの直径は同一とすることができる。しかしながら、弁シリンダに比べて短い弁体の逃がし孔の影響を可能な限り小さく抑制し、可能な限り小さな通流抵抗の分散幅の観点において実質的な逃がし効果を比較的長い弁シリンダの孔に伝達するために、弁体の逃がし孔の断面積が弁シリンダの逃がし穴の断面積よりも大きいことが好適である。典型的な逃がし孔の直径は０．１ｍｍないし０．９ｍｍである。特に、弁体の逃がし孔の直径は０．７ｍｍとなり、一方弁シリンダの逃がし孔の直径は０．４ｍｍとなる。
【００２４】
弁体および弁シリンダの逃がし孔は圧力弁の閉じ状態において同軸とすることができる。しかしながら、本発明の特に好適な構成形態において、これらの逃がし孔は圧力弁の閉じ状態において軸方向にずらされ、弁シリンダの逃がし孔が噴射ノズルの方向にずらされ、弁体の逃がし孔との間に接続が形成されない。従って、弁体と弁シリンダの逃がし孔は圧力弁の開放状態への移行に際して初めて接続される。このことは、弁体と弁シリンダの逃がし孔の接続の前すなわち液流接続開放前に少量の予備噴射を伴った小さな予備ストロークが実施されるように作用し、それによって安定したアイドリングならびに障害の無い始動特性が保持される。加えて、予備噴射量を調節するためにリリーフショルダが磨き面を備えている。
【００２５】
本発明のさらに別の好適な構成形態によれば、弁シリンダの逃がし孔が圧力保持弁を備えている。この圧力保持弁は密封台座とこの密封台座と連動する密封面を有する密封要素を備えており、この密封要素は一方で弁バネのバネ圧力によって密封台座上に圧接され、他方で逃がし孔内の燃料の圧力によってその密封台座から持ち上げることができ、それによって圧力保持弁がポンプエレメントの吸引室に向かって開放状態に移動し燃料が逃がし孔からポンプ要素の吸引室内に流入する。
【００２６】
前述した弁体と弁シリンダの逃がし孔の端部の軸方向のずれと同様に、逃がし孔内の燃料圧が圧力保持弁を開放するために充分なものに達しない限り圧力保持弁が燃料の予備推進を可能にする。バネ圧力すなわち圧力保持弁の開放圧力を適宜に設定することによって、逃がし孔を通じる燃料の逃がしの停止によって安定的なアイドリングならびに開放圧力を達成することができる。圧力保持弁の開放圧の典型的な圧力値は２０ないし４０バールである。特に、圧力保持弁によって毎分約１５００の典型的な回転数未満において燃料の逃がしを停止することができる。
【００２７】
本発明の別の好適な構成形態において、弁シリンダはこの弁シリンダに対して回転可能に取り付けられた包皮によって気密に被覆されている。この包皮は少なくとも１つの絞り弁孔を備えており、その断面積は弁シリンダの逃がし孔の断面積よりも小さいものとなる。この絞り弁孔は包皮の回転によって逃がし孔の接続口に向かい合った位置に移動させ燃料の逃がしを絞ることができる。断面積が徐々に小さくなる複数の絞り弁孔を包皮が有する場合、包皮の回転によって１つの絞り弁孔を逃がし孔の末端に向かい合った位置に移動させ、所要の絞り弁効果を設定することができる。逃がし孔を閉じることによって燃料の逃がしを完全に停止することができ、従って低い回転数において安定的なアイドリングおよび始動特性を達成することができる。
【００２８】
前述した構成形態の一変更例において、弁シリンダの逃がし孔、およびポンプエレメントのエレメントシリンダの逃がし孔は回転可能に取り付けられた少なくとも１つの絞り弁孔を有する包皮によって気密に被覆されており、その絞り弁孔の断面積はエレメントシリンダの逃がし孔の断面積よりも小さくなる。
【００２９】
絞り弁孔を有する包皮を備えた本発明の構成形態において、包被の位置は制御および調節部材によってストローク位置ならびに回転数あるいは負荷に相関して制御することが好適である。
【００３０】
低い回転数において燃料の逃がしの停止または防止によって安定的なアイドリングおよび始動特性を達成することができる本発明の構成形態において、より少量の燃料の逃がしによって高回転時に際して噴射開始の予備設定が無効になる。従って、障害の無いエンジンの回転の観点において、高回転時における噴射開始の適宜な初期設定の観点における低回転時の充分な燃料の逃がしと、安定的なアイドリングおよび始動特性を達成するための低回転時における燃料の逃がしの停止または防止との間の妥協点を見出すことが重要である。
【００３１】
次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３２】
まず図１を参照すると、本発明に係る圧力弁の弁体１および弁シリンダ２の軸方向断面が示されている。弁体１は密封球体の形式の密封面６とリリーフショルダ８と軸方向孔４と横断方向孔５とからなる燃料管とを備えている。燃料管のノズル側末端１８は弁体の周囲に延在しているリング溝に接続している。本発明に従って、弁体１は、燃料管の横断方向溝５のノズル側接続口１８の上流側に燃料管の軸方向孔４から燃料を逃がすための逃がし孔９を備えている。軸方向孔は０．７ｍｍの直径を有している。これは弁体の周囲に延在している分配溝１０に接続している。
【００３３】
弁シリンダ２は弁体１を収容するための軸方向孔３ならびに弁体１の密封面６と共に作用する密封台座７を備えている。本発明によれば、さらに弁シリンダ２は一方で軸方向孔３に他方で弁シリンダの外面に接続している燃料を逃がすための逃がし孔１１を備えている。
【００３４】
次に図２を参照すると、本発明に係る圧力弁の実施例の閉じおよび開き状態が示されている。圧力弁は、ノズル側において圧力ラインと接続する接続管１５とこれと接続しているバネ室１７およびその中に設けられたバネを含んだ弁ホルダ１４を備えている。さらに、圧力弁は密封台座７および軸方向貫通孔３を有する弁シリンダ２を備えており、これはその一端が弁ホルダ１４に固定され、他方の末端がポンプ動作室１３を形成するポンプエレメントのエレメントシリンダ１２に固定されている。軸方向孔３は一方でバネ室１７と他方でポンプ動作室１３と結合されている。弁シリンダ２の軸方向孔３内に弁体１が誘導され、その密封面６は圧力弁の閉じ状態において弁シリンダ２の密封台座７に着合する。弁体１は一方で弁バネ１６のバネ圧によって密封台座７に圧接され、他方でポンプ側の燃料圧によってその密封台座から持ち上げることができ、それによって圧力弁はノズル側に向かって開いた開き状態（図示されている）に移行する。
【００３５】
本発明によれば、弁体１および弁シリンダ２は同軸に結合された逃がし孔９，１１を備えており、これらは圧力弁の閉じ状態において燃料管４，５とポンプエレメントの吸引室との間の接続を形成する。より具体的には、弁体１の逃がし孔９が分配リング溝１０内に接続し、他方弁シリンダ２の逃がし孔１１は分配リング溝２９内に接続している。分配リング溝２９は、弁シリンダ２の外壁とポンプエレメントの吸引室と結合している弁ホルダ１４の内壁との間の空隙部３０に接続し、従って燃料管４，５からポンプエレメントの吸引室に燃料が逃がされる。圧力弁の開き状態への移行に際して、密封面６が密封台座７から持ち上がる。同時に、逃がし孔９，１１が軸方向において互いに離間し、従って両方の逃がし孔９，１１間の接続が閉止される。弁体１の逃がし孔９は０．７ｍｍの直径を有し、他方弁シリンダ２の逃がし孔１１は０．４ｍｍの直径を有している。従って、実質的な絞りは弁シリンダ２の逃がし孔１１によって達成される。
【００３６】
次に図３を参照すると、本発明に係る圧力弁の別の実施例の閉じおよび開き状態が示されている。繰り返しを回避するために、図２の実施例に対して異なっている部分のみを説明する。この実施形態は、圧力弁の閉じ状態において逃がし孔９，１１が軸方向に互いにずらされている点で前述の実施例と異なっており、ここで弁シリンダ２の逃がし孔１１は弁体１の逃がし孔９に対して噴射ノズルの方向にずれている。弁体と弁シリンダの逃がし孔はそれらの間に接続が生じない程度に互いにずれている。前述したように、これによって安定的なエンジンのアイドリングおよび始動特性を達成するために燃料の予備推進がなされる。圧力弁のその開き状態（図示されている）への移行に際して逃がし孔９，１１の端部が互いに向かい合った位置に達し、従って逃がし孔９，１１が互いに結合され燃料管４とポンプエレメントの吸引室との間の接続が形成される。圧力弁の開き状態に到達した際に、両方の逃がし孔はそれらの間の接続が遮断されポンプエレメントの吸引室に燃料が誘導されないように互いに軸方向にずれる。
【００３７】
図４に示された本発明の別の実施例において、弁シリンダの逃がし孔１１は圧力保持弁１９を備えている。圧力弁は密封台座２０とこの密封台座２０と共に作用する密封面２１を有する球形状の密封要素２２を含んでいる。この球体は弁バネ２３のバネ圧力によって密封台座２０上に圧接され、他方逃がし孔１１内の燃料圧によってその密封台座２０から持ち上げることができ、それによって圧力弁がポンプエレメントの吸引室に向かって開いている開き状態に移行し逃がし孔からポンプエレメントの吸引室に燃料が通流する。弁シリンダの逃がし孔は圧力保持弁の上流側において約０．７ｍｍの直径を有し；球体は約１ｍｍの直径を有し；圧力保持弁の開放圧力は約２０ないし３０バールの範囲となり、約２５ないし３８Ｎの弁バネのバネ圧力に相当する。
【００３８】
前述したように、低いストローク位置あるいは低い回転数において適宜な設定によって圧力保持弁による燃料の逃がしが停止され、それによって低い回転数における安定的な始動およびアイドリング特性を保持することができる。
【００３９】
図５に示された本発明の別の好適な実施例において、弁シリンダ２が絞り弁孔２５を有する包皮２５によって気密に被覆されており、これは弁シリンダ２の周りでシリンダ軸を中心に回転し得るように取り付けられている。絞り弁孔の断面積は弁シリンダ２の逃がし孔１１の断面積よりも小さくなり、従ってこれらが絞り効果をもたらす。徐々に小さくなる断面積を有する異なった各絞り弁孔２５は、包皮の回転によって逃がし孔１１の接続部２６に向かい合う位置に移動させることができる。ストローク位置あるいは回転数に相関した包皮の位置の制御において、低いストローク位置あるいは低回転数に際しては小さな断面積を有する絞り弁孔を使用してより高い絞りが実施され、これは（図示されていない）制御および調節部材によって達成することができる。圧力弁の開き状態（点線で示されている）への移行に際して、弁体および弁シリンダの逃がし孔がそれらの接続が解除されるように軸方向にずらされる。
【００４０】
図６に示された本発明の実施例は図５の実施例の変更例であり、これはエレメントシリンダ１２が絞り弁孔２５を有し回転可能に取り付けられた包皮２４によって気密に被覆されている点において図５の実施例と異なっている。加えて、弁シリンダ２の逃がし孔１１がエレメントシリンダ１２の逃がし孔２７に接続し、ここで包皮２４の回転によって絞り弁孔２５をエレメントシリンダ１２の逃がし孔２７の接続部２８に向かい合った位置に移動させることができる。圧力弁の開き状態（図示されている）への移行に際して弁体と弁シリンダの逃がし孔がそれらの接続が解除されるように互いにずらされる。
【００４１】
前述した逃がし孔を軸方向にずらすかあるいは圧力保持弁を使用する実施例と同様に、絞り弁孔を有する包皮を使用する本発明の実施例においても、適宜な設定によって低いストローク位置あるいは低い回転数に際して燃料の逃がしを停止することが可能であり、それによって低速回転時の安定的な始動およびアイドリング特性を保持することができる。
【００４２】
図７に示された本発明に係る圧力弁の変更例は、弁体１が追加的に等圧リリーフ弁を備える点を除いて図２の実施例と同様である。繰り返しを避けるためにここでは等圧リリーフ弁についてのみ説明する。等圧リリーフ弁は弁球体３２の形状の密封要素を備え、これは弁バネ３１によって密封台座３３上に圧接されている。等圧リリーフ弁は一方で接続管３４を介して弁バネ１６のバネ室１７と液流式に結合され；他方で等圧リリーフ弁は別の接続管３５を介して弁体の燃料管の軸方向孔４と液流式に結合されている。等圧弁は燃料の推進方向に閉じるとともに燃料の逆流方向に開くように設置されている。それによって、この等圧リリーフ弁は噴射後に圧力ライン内の圧力を降下させるように作用する。この圧力降下はまずリリーフショルダ８の圧力解放作用によって実施され；さらなる圧力解放作用が等圧リリーフ弁によって達成される。この等圧リリーフ弁によって特に噴射工程毎に圧力ライン内に等しい静止圧力（残留圧力）が保持されることが可能になる。ここで静止圧力の大きさは弁バネ３１のバネ圧に相関する。従って、この等圧リリーフ弁によって圧力ライン内の静止圧力の変動を有効に防止することができ、その結果燃料の噴射量の変動を防止することができる。この等圧リリーフ弁は特に低い負荷領域または低い回転圧力領域おいて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る圧力弁の弁体（上）および弁シリンダ（下）を示す軸方向断面図である。
【図２】同軸の弁体および弁シリンダの逃がし孔を備えた本発明に係る圧力弁の実施例の開きおよび閉じ状態を示す軸方向断面図である。
【図３】互いにずらされた弁体と弁シリンダの逃がし孔を備えた本発明に係る圧力弁の別の実施例の開きおよび閉じ状態を示す軸方向断面図である。
【図４】同軸の弁体および弁シリンダの逃がし孔と圧力保持弁を備えた本発明に係る圧力弁の実施例を示す軸方向断面図である。
【図５】同軸の弁体および弁シリンダの逃がし孔と弁シリンダを被覆する絞り弁包皮を備えた本発明に係る圧力弁の実施例を示す軸方向断面図である。
【図６】ポンプエレメントシリンダを被覆する絞り弁包皮を備えた本発明に係る圧力弁の実施例を示す軸方向断面図である。
【図７】弁体がさらに等圧弁を備えている点を除いて図２に示された実施例と同等である、本発明に係る圧力弁の実施例を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  弁体
２  弁シリンダ
３  軸方向孔
４  燃料管の軸方向孔
５  燃料管の横断方向孔
６  密封面
７  密封台座
８  リリーフショルダ
９  弁体の逃がし孔
１０  弁体の分配リング溝
１１  弁シリンダの逃がし孔
１２  エレメントシリンダ
１３  ポンプ動作室
１４  弁ホルダ
１５  接続管
１６  弁バネ
１７  バネ室
１８  燃料管のノズル側接続口
１９  圧力保持弁
２０  密封台座
２１  密封面
２２  密封要素
２３  弁バネ
２４  包皮
２５  絞り弁孔
２６  弁シリンダの逃がし孔の接続口
２７  絞り弁孔
２８  エレメントシリンダの逃がし孔の接続口
２９  弁シリンダの分配リング溝
３０  空隙部
３１  等圧リリーフ弁の弁バネ
３２  等圧リリーフ弁の球体
３３  等圧リリーフ弁の球座
３４  接続管
３５  接続管
【図１】
2006507446.tif 000005
【図２】
2006507446.tif 000006
【図３】
2006507446.tif 000007
【図４】
2006507446.tif 000008
【図５】
2006507446.tif 000009
【図６】
2006507446.tif 000010
【図７】
2006507446.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月24日(2005.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己着火内燃機関の燃料噴射ポンプのポンプエレメントのポンプ動作室から燃料噴射ノズルに燃料を推進するための圧力ライン内に組み込むための等積リリーフ機構を備えたノズル弁の形式の圧力弁であり：
ノズル側で圧力ラインと結合する結合管（１５）とこれに接続するバネ室（１７）およびその中に設けられた弁バネ（１６）とを含んだ弁ホルダ（１４）と、
一端が弁ホルダ（１４）に固定され他方の端部がポンプ動作室（１３）を形成するポンプエレメントのエレメントシリンダ（１２）に液密に固定されそれによって軸方向貫通孔（３）がバネ室（１７）とポンプ動作室（１３）に結合される、密封台座（７）と軸方向貫通孔（３）とを備えた弁シリンダ（２）と、
弁体（１）とを備え、この弁体（１）は密封台座（７）と共に作用する密封面（６）と密封面（６）のポンプ側に設けられたリリーフショルダ（８）とならびに一端がポンプ動作室（１３）内にもう一端が密封面（６）のポンプ側で弁体（１）の側方表面に接続する燃料管（４，５）を有するとともに、弁シリンダ（２）の軸方向貫通孔（３）内で軸方向に摺動可能に取り付けられ、さらに一方で弁バネ（１６）のバネ圧力によってその密封台座（７）に圧接され、他方でポンプ側の燃料圧によってその密封台座（７）から持ち上げることができ、それによって圧力弁をノズル側に向かって開いた開き状態に変化させるものであり、
弁体（１）は燃料管（４，５）から分流する少なくとも１つの第１の逃がし孔（９）を備え、弁シリンダ（２）がこの弁体（１）の逃がし孔（９）に対応する第２の逃がし孔（１１）を備え、これらの逃がし孔（９，１１）は圧力弁が閉じ状態にある際に結合しているかあるいは開放状態に移行している間に結合していることができ、圧力弁が液圧式噴射調節器の機能を追加的に備えるように燃料管（４，５）とポンプエレメントの吸引室との間の接続を形成することを特徴とする圧力弁。
【請求項２】
弁体（１）および弁シリンダ（２）の各逃がし孔（９，１１）は圧力弁の閉じ状態において同軸であることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項３】
圧力弁の閉じ状態において逃がし孔間に接続が形成されないよう弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）が弁体（１）の逃がし孔（９）に対して噴射ノズルの方向にずらされることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項４】
リリーフショルダ（８）が磨き面を備えることを特徴とする請求項３記載の圧力弁。
【請求項５】
弁体（１）の逃がし孔（９）の断面積は弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項６】
弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）が圧力保持弁（１９）を備えており、この圧力保持弁は密封台座（２０）とこの密封台座と共に作用する密封面（２１）を有する密封要素（２２）を備えており、この密封要素（２２）は一方で弁バネ（２３）のバネ圧力によって密封台座（２０）上に圧接され、他方で逃がし孔（１１）内の燃料の圧力によってその密封台座（２０）から持ち上げることができ、それによって圧力保持弁がポンプエレメントの吸引室に向かって開放状態に移動し燃料が逃がし孔からポンプ要素の吸引室内に流入することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項７】
圧力保持弁（１９）は２０ないし４０バールの範囲の解放圧を有することを特徴とする請求項６記載の圧力弁。
【請求項８】
弁シリンダ（２）はこの弁シリンダ（２）に対して回転可能に取り付けられ少なくとも１つの絞り弁孔（２５）を有する包皮（２４）によって気密に被覆されており、その断面積は弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）の断面積よりも小さいものとなり、この少なくとも１つの絞り弁孔（２５）は包皮（２４）の回転によって弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）の接続口（２６）に向かい合った位置に移動させ得ることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項９】
弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）はエレメントシリンダ（１２）の逃がし孔（２７）内に接続しこのエレメントシリンダ（１２）は回転可能に取り付けられた少なくとも１つの絞り弁孔（２５）を有する包皮（２４）によって気密に被覆されており、その絞り弁孔の断面積はエレメントシリンダ（１２）の逃がし孔（２７）の断面積よりも小さいものとなり、この少なくとも１つの絞り弁孔（２５）は包皮（２４）の回転によってエレメントシリンダ（１２）の逃がし孔（２７）の接続口（２８）に向かい合った位置に移動させ得ることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１０】
包皮（２４）は徐々に小さくなる断面積を有する複数の絞り弁孔（２５）を備えることを特徴とする請求項８または９記載の圧力弁。
【請求項１１】
弁体（１）の逃がし孔（９）はその弁体の周囲に形成された環状溝（１０）内に接続することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１２】
弁シリンダ（２）の逃がし孔（１１）はその弁シリンダの周囲に形成された環状溝（２９）に接続することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１３】
逃がし孔は０．１ないし０．９ｍｍの範囲の直径を有することを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１４】
噴射カムシャフトの初期設定に従って噴射開始を０ないし１０°のクランクシャフト角の範囲で移動させることができることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【請求項１５】
等圧リリーフ弁を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力弁。
【国際調査報告】
2006507446.tif 000012
2006507446.tif 000013
2006507446.tif 000014
2006507446.tif 000015
2006507446.tif 000016
2006507446.tif 000017