(57)【要約】本発明は、ケーシング（１０）に挿入されたピストン状の増圧部材（５）を備えた燃料噴射装置用の増圧部材であって、増圧部材が作業室（２）と差圧室（６）とを互いに分離している形式のものに関する。差圧室（６）は、制御導管（７）を介して高圧源と接続可能であるか又は低圧域へ放圧可能である。ピストン状の増圧部材（５）は戻しばね（１３）によって負荷されている。戻しばね（１３）はケーシング（１０）内の環状の挿入部材（１５）に支持されている。環状の挿入部材（１５，３５）に緩衝絞り（２４）が形成されており、該緩衝絞りを介して燃料が差圧室（６）の放圧時に増圧器（１）の作業室（２）から液圧室（２２）へ流入するようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）に挿入されたピストン状の増圧部材（５）を備えた燃料噴射装置用の増圧器であって、増圧部材が作業室（２）と差圧室（６）とを互いに分離しており、該差圧室（６）が、制御導管（７）を介して高圧源と接続可能であるか又は低圧域へ放圧可能であり、ピストン状の増圧部材（５）が戻しばね（１３）によって負荷されており、該戻しばねがケーシング（１０）の環状の挿入部材（１５）に支持されている形式のものにおいて、
挿入部材（１５，３５）に緩衝絞り（２４）が形成されており、該緩衝絞りを介して燃料が差圧室（６）の放圧時に増圧器（１）の作業室（２）から液圧室（２２）へ流入するようになっていることを特徴とする、行程関連型の緩衝部材を備えた増圧器。
【請求項２】
液圧室（２２）が挿入部材（１５，３５）の制限面（２３）及びピストン状の増圧部材（５）の液圧作用面（３２，３４）によって制限されている、請求項１記載の増圧器。
【請求項３】
緩衝絞り（２４）が、増圧部材（５）の規定された行程距離に基づいて作用しなくなる、請求項１記載の増圧器。
【請求項４】
挿入部材（１５，３５）が、ピストン状の増圧部材（５）の液圧作用面（３２）に隣接する環状面（３４）を、増圧部材の休止位置において被覆している、請求項２記載の増圧器。
【請求項５】
緩衝部材として働く挿入部材（１５）が、外輪（１９）及び貫通孔（２８）を制限する内輪（２０）を有している、請求項１記載の増圧器。
【請求項６】
外輪（１９）が、ケーシング（１０）の一方のケーシング部材（１０．２）の載置面（１７）によって支持されている、請求項５記載の増圧器。
【請求項７】
外輪（１９）が、増圧器の作業室（２）の壁（１１）の切欠きに挿入されている、請求項５記載の増圧器。
【請求項８】
ピストン状の増圧部材（５）が、このピストン状の増圧部材（５）の休止位置において挿入部材（１５，３５）によって被覆されている制御縁部（２５）を有している、請求項１又は３記載の増圧器。
【請求項９】
ピストン状の増圧部材（５）が、制御縁部（２５）に隣接する露出面（２６）を有しており、増圧部材（５）の外周面の前記露出面（２６）の領域が、戻しばね（１３）のガイド及び／又はセンタリング用に役立つ、請求項８記載の増圧器。
【請求項１０】
露出面（２６）が、ピストン状の増圧部材（５）の研磨部として構成されている、請求項９記載の増圧器。
【請求項１１】
露出面（２６）が作業室（２）内へ延びている、請求項９記載の増圧器。
【請求項１２】
緩衝部材として働く挿入部材（３５）がディスク形に形成されており且つケーシング（１０）の第１のケーシング部材（１０．１）の切欠き（１８）に挿入されている、請求項１記載の増圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自己着火型の内燃機関の燃焼室に燃料を供給するためには、圧力制御も行程制御もされる噴射システムが使用可能である。燃料噴射システムとしては、ポンプ−ノズルユニット、ポンプ−ライン−ノズルユニットの他にアキュムレータ噴射システムも使用される。アキュムレータ噴射システム（コモンレール）は、有利には噴射圧を内燃機関の負荷及び回転数に適合させることを可能にする。高い比出力を得るため及び内燃機関のエミッションを削減するためには、一般になるべく高い噴射圧が必要とされる。
【０００２】
背景技術
強度の理由から、今日使用されるアキュムレータ噴射システムにおいて到達可能な圧力レベルは、約１６００〜１８００ｂａｒに制限されている。アキュムレータ噴射システムにおいて更に圧力を上昇させるためには、アキュムレータ噴射システムに増圧器が使用される。
【０００３】
ヨーロッパ特許第０５６２０４６号明細書には、電子制御式の噴射ユニットのための緩衝部材を備えた作動・弁装置が開示されている。液圧ユニットのためのこの作動・弁装置は、定置のステータと可動の可動子とを備えた電気的に励磁可能な電磁石を有している。前記可動子は第１の表面及び第２の表面を有している。可動子のこれらの第１の表面及び第２の表面は、第１の中空室と第２の中空室とを規定し、この場合、可動子の第１の表面がステータに面している。可動子と結合された弁が設けられている。この弁は、オイルパンから液圧作動液を噴射装置へと導く。緩衝液は、電磁石装置の中空室の内の一方に関してそこに集められるか、若しくはそこから再び排出され得る。中心孔に突入する弁領域によって、緩衝液の流体接続部が、その粘度に比例して選択的に開閉され得る。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１０９７０号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１０２１８６３５．９号明細書に基づいて、それぞれ圧力変換ユニットを有する燃料噴射装置が明らかである。これらの圧力変換ユニットは、作業室及び差圧室を有しており、この差圧室は圧力変換ユニットを作動させるために放圧可能である。圧力変換ユニットの差圧室及び作業室は、ピストン状に形成された変換部材によって互いに分離されている。
【０００５】
前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１０９７０号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１０２１８６３５．９号明細書から公知の圧力変換ユニットは、差圧室の放圧若しくは圧力負荷によって作動され、このことは、膨張損失の発生に関して比較的好適である。圧力変換ユニットの差圧室の放圧に際する圧力変換ユニットの高圧室の急激な圧力負荷は、圧力変換ユニットのピストン状に形成された変換部材の設計に対応して直ちに最高圧を形成させる。従って、圧力変換ユニットは高圧室内に急激に最高圧を形成し、このことは、例えばパイロット噴射の枠内の、自己着火型の内燃機関の燃焼室への少量噴射に関して不都合である恐れがある。前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１０９７０号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１０２１８６３５．９号明細書から公知の圧力変換ユニットによっては、自己着火式の内燃機関の燃焼室への燃料のパイロット噴射若しくは前噴射段階のための少量の噴射量に関する噴射圧特性線は簡単には形成不能である。
【０００６】
発明の開示
本発明により提案する増圧器の構成によって、戻しばねを支持するために役立つ増圧器の既存の構成部材が、絞り箇所を設けられたことによって行程緩衝用に使用可能である。今やケーシングに定置で配置された、緩衝部材として利用可能な戻しばねストッパと、この戻しばねストッパに対して相対運動可能なピストン状に形成された増圧器の増圧部材との間の密接な嵌合部の構成に基づいて、増圧器の作業室から緩衝室に流入する体積拡大の完全な補償が制限されつつ行われるということが、増圧器の制御時に保証され得る。
【０００７】
更に、増圧器のピストン状に形成された増圧部材には、例えば載頭円錐形に形成された液圧面が設けられてよい。この液圧面の一部は、ピストン状に形成された増圧部材を取り囲む、今や緩衝部材として使用される戻しばねストッパの環状域によって包囲される。これにより、緩衝部材の下位の緩衝室を制限する増圧部材の全面が、増圧器の作業室内を支配する圧力によって負荷されるのではなくなる。
【０００８】
増圧器のピストン状に形成された増圧部材は、差圧室の放圧に際して一方の端面を以て増圧器の高圧室に進入するが、高められた燃料圧下にある燃料の高圧室からの流出は、この高圧室に後置された、例えば孔、噴射弁部材の燃焼室側の座及び噴射孔等の液圧絞り横断面に基づいて、高圧室が比較的低い圧力で負荷された場合は比較的少量で行われる。従って、増圧器の高圧室内での圧力形成を行う前記の高圧室への進入運動は、著しく低速で進行する。
【０００９】
しかし有利には、ピストン状に形成された増圧部材の行程距離に関連して、この増圧部材の領域に設けられた制御縁部により、この制御縁部の開放時から、環状に形成された緩衝部材の下位の緩衝室内でも、増圧器の作業室内に滞留している作業圧が、緩衝室に面したピストン状の増圧部材の液圧面全体に作用するということが達成され得る。これにより、増圧器の高圧室内の最高圧は、数回の実施されるべきパイロット噴射のために必要な燃料量よりも多い燃料量において初めて生ぜしめられるということが達成される。このことは、パイロット噴射が少量の噴射量及び低い噴射圧を以て行われる一方で、増圧器の設計に対応して得られる主噴射段階用の増圧全てを制限されずに利用することができるという利点を提供する。
【００１０】
実施例
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１１】
図１に示した増圧器１は作業室２を有している。この増圧器１の作業室２は、高圧導管３によって高圧下にある燃料を供給される。高圧導管３に高圧下にある燃料を供給する燃料源は詳しくは図示しない。この場合は、例えば高圧圧送ユニット又は高圧アキュムレータ（コモンレール）であってよい。断面図で示した増圧器１は、燃料インジェクタのインジェクタボディに組み込まれており、有利には燃料インジェクタの上位に配置されてよい。高圧下にある燃料の増圧器１の作業室２への流入方向は、符号４で示されている。
【００１２】
増圧器１は、ピストン状に形成された増圧部材５を有している。この増圧部材５は、増圧器１の作業室２を差圧室６から隔てている。この差圧室６は、制御導管７を介して放圧可能若しくは圧力負荷可能である。差圧室６からの燃料体積の制御は、例えば電磁弁又はピエゾアクチュエータ等の切換え弁（図示せず）が作動することによって行われる。差圧室６から流出する燃料の流れ方向が制御導管７から離反する向きの矢印によって示されているのに対して、増圧器１の増圧部材５の戻し段階の間の燃料の差圧室６への流入方向は、制御導管７に向かう矢印によって示されている。
【００１３】
ピストン状に形成された増圧器１の増圧部材５は下端面８を有しており、この下端面８は、符号３３で示した増圧器１の高圧室内に進入する。この高圧室３３からは、ピストン状に形成された増圧部材５の進入時に高められた圧力下にある燃料体積が、制御導管９内へ押し退けられる。この制御導管９は、例えばノズル室に向かって延びていてよく、このノズル室は、ノズルニードルとして形成された燃料インジェクタの噴射弁部材を包囲している。一般に垂直方向で可動の噴射弁部材の位置に対応して、この噴射弁部材の燃焼室側の座が開閉され、これにより、高められた燃料圧下にある燃料の、自己着火式の内燃機関への噴射が行われたり、行われないようになっている。
【００１４】
増圧器１を収容するケーシング１０は、作業室２をほぼ取り囲む第１のケーシング部材１０．１と、別のケーシング部材１０．２を有していてよい。ケーシング１０の２つのケーシング部材１０．１；１０．２は、ケーシング分割部１６に沿って相接している。
【００１５】
符号１１で示した作業室２の壁は、ケーシング１０の第１のケーシング部材１０．１によって形成される。ピストン状に形成された増圧部材５は、作業室２の上部域に配置された支持板１２を有している。この支持板１２には戻しばね部材１３が支持されており、この戻しばね部材１３は、支持板１２とは反対の側の端部を以て、ディスク形に形成された緩衝部材１５に載置されている。この緩衝部材１５は支持面１４を有しており、この支持面１４に戻しばね１３が支持されている。緩衝部材１５は、載置面１７に沿ってケーシング１０の第２のケーシング部材１０．２に支持されており且つ第１のケーシング部材１０．１に定置で収容されて、複数部材で形成されたケーシング１０の接合時に、ケーシング分割部１６の分割接合部の上位に設けられた切欠き内へと、第１のケーシング部材１０．１に挿入される。
【００１６】
緩衝部材１５は外輪１９及び内輪２０を有している。緩衝部材１５の外輪１９の下端部には、第２のケーシング部材１０．２に設けられた、既に述べた環状部材１５の載置面１７に支持される環状面が位置している。更に、緩衝部材１５は、緩衝室２２を制限する制限面２３を有している。緩衝室２２の別の制限部は、例えば載頭円錐形又は平らにも延在する増圧部材５の面領域２１によって形成されてよい。載頭円錐形に延びる領域２１は液圧作用面３２を形成しつつ、まず最初に作業室２から燃料が緩衝室２２内へオーバフローした場合に働く。緩衝部材１５を貫通するように、即ち緩衝部材１５の支持面１４を貫通するように緩衝絞り２４が設けられている。増圧部材５の図示の位置では、緩衝部材１５の内輪２０が、載頭円錐形の周面域２１に隣接した、この載頭円錐形に延びる領域２１と同様に液圧式で作用する、増圧部材５の環状領域３４を被覆している。緩衝部材１５と増圧部材の外周面との間のギャップ及び前記環状領域３４では圧力の浸透が生じる。即ち、作業室２内と緩衝室２２内とでは、同一圧力が支配している。しかし、生じるギャップ漏れは、緩衝絞り２４の横断面を介して流れる燃料体積流に比べて少ない。
【００１７】
更に、ピストン状の増圧部材５の周面に接する緩衝部材１５の領域には制御縁部２５が設けられており、並びにピストン状の増圧部材５の周面に配分されて配置された複数の研磨面２６が設けられている。差圧室６の放圧時のピストン状の増圧部材５の行程距離（符号２９）に対応して、前記制御縁部２５は垂直方向下向きに移動し、これにより、ピストン状に形成された増圧部材５の周面に、例えば互いに面して９０°の角度で方向付けられていてよい研磨面２６を介して、高圧下にある燃料が作業室２から緩衝室２２に流入する、即ち、緩衝部材１５に設けられた絞り箇所２４は、増圧部材の進行行程では無効になる。
【００１８】
緩衝部材１５は許容誤差の小さな孔２８を有しており、この孔２８を通ってピストン状に形成された増圧部材５が、差圧室６の放圧時に進入方向２９に対応して運動する。更に、緩衝部材１５が前記の許容誤差の小さな孔２８を介して、増圧部材５に対してセンタリングされる。ピストン状に形成された増圧部材５は、複数部材から形成されたケーシング１０の第２のケーシング部材１０．２のガイド区分３０内でガイドされている。差圧室６を制限するピストン状の増圧部材５の環状面は、符号３１で示されている。
【００１９】
次に図示の増圧器の機能形式を説明する。高圧接続部３を介して作業室２に燃料が充填される。増圧器１の作業室２内は、高圧源によって形成可能な燃料圧若しくは高圧アキュムレータの内室内を支配する燃料圧が支配している。制御導管７を介して差圧室６に燃料が充填され、制御導管９を介して増圧器１の高圧室３３にもやはり燃料が充填される。この燃料は、高圧圧送ユニット若しくは高圧アキュムレータ室が形成する圧力下にある。増圧器１のピストン状の増圧部材５の図示の位置では、この増圧部材５は休止位置にある。この状態では、ピストン状の増圧部材５の制御縁部２５が、環状の挿入部材として形成された緩衝部材１５の内輪２０によって被覆されているので、作業室２内へ延びる研磨面として構成可能な露出面は閉鎖されている。更に、ピストン状の増圧部材５の例えば載頭円錐形に構成された面２１に隣接する環状面３４は、緩衝部材１５の内輪２０によって被覆されている。緩衝部材１５の緩衝絞り２４を介して増圧器１の作業室２から緩衝室２２に流入する燃料がこの緩衝室２２を満たし、高圧源によって形成可能な燃料圧若しくは燃料高圧アキュムレータの内室内を支配する燃料圧のために役立つ。増圧器１は圧力補償されており且つ戻しばね部材１３を介して出発位置に保持される。
【００２０】
差圧室６の放圧時（詳しくは図示せず）に、この差圧室６の燃料噴射システムの低圧域（やはり詳しくは図示せず）との接続部を介して、差圧室６内の圧力が低下する。作業室２内を引き続き支配する、高圧圧送ユニット又は高圧アキュムレータ室（コモンレール）によってもたらされる高圧に基づいて、増圧部材５は下方に向かって運動を開始し且つ高圧室３３内の燃料及びこの高圧室と接続部９を介して接続された例えばノズル室等の複数の室内の燃料を圧縮し始める。緩衝室２２内の体積拡大に基づいて、徐々に減圧が行われる。それというのも、液圧室２２内で増圧器１の作業室２から流入する燃料が、緩衝絞り２４の設計に対応して絞られるからである。
【００２１】
緩衝部材１５に設けられた緩衝絞り２４に基づいて、ピストン状の増圧部材５が進入方向２９で、即ち増圧器１の高圧室３３に向かって運動する際の液圧室２２の体積拡大の完全な補償は不可能である。増圧器１は、高圧室３３内ではあまり圧力を形成しない。液圧室２２内で、例えば載頭円錐形に又は平らに形成された面２１は液圧面３２として作用し、この液圧面３２に隣接する環状面３４は増圧器１の増圧部材５の運動開始から有効になる。それというのも、環状の挿入部材として形成された緩衝部材１５の内輪２０が前記環状面３４を解放するからである。緩衝部材１５の下位で緩衝室として働く液圧室２２内での制限された圧力形成に基づいて、作業室２内を支配する圧力よりも小さな圧力によって負荷されたピストン状の増圧部材５は、比較的低速で高圧室３３に進入する。増圧器１のこの高圧室３３からは、高められた圧力下にある燃料が、燃料インジェクタ（図示せず）に通じる制御導管９に流入する。燃料インジェクタは、高圧室３３の下流側に制御導管９に接続する複数の孔と、燃焼室側の端部に設けられたノズルシートと、液圧絞り横断面として働く複数の噴射開口とを有している。従って、高圧室３３内を支配する圧力が増圧器１の設定圧力よりも低い場合は、比較的少量が流出する。更に、液圧室２２内で減少される圧力形成は、ピストン状に形成された増圧部材５を比較的低速で高圧室３３内へ運動させる。
【００２２】
ピストン状の増圧部材５の周面に設けられた制御縁部２５の位置によって規定された行程距離を超過すると、制御縁部２５は緩衝部材１５の孔２８から進出する。制御縁部２５に続く、ピストン状の増圧部材５の周面に形成された露出面２６は、燃料が増圧器の作業室２から、ピストン状の増圧部材５の矢印２９の方向への運動に基づいて恒常的に拡大する液圧室２２へ流入することを可能にする。制御縁部２５が環状に形成された緩衝部材１５の孔２８から進出すると、緩衝絞り２４は露出面２６の解放に基づいて無効になり、燃料は孔２８を介して液圧室２２へ妨げられずに流入する。これにより、ピストン状の増圧部材５の放圧された差圧室６への進入運動２９に対応して、作業圧力は液圧室２２に滞留し、延いては前に緩衝部材１５の内輪２０によって被覆された面３４を含む端面全体に作用する。これにより、高圧室３３内の圧力が設定圧力に上がる。但し、高圧室３３内での完全な圧力形成は、この高圧室から既にパイロット噴射に必要な燃料量が、燃料インジェクタ（図示せず）に通じる制御導管９へ流出された後で初めて行われる。制御縁部２５が、環状に構成された緩衝部材１５の許容誤差の小さな孔２８から進出した後で、ピストン状の増圧部材５には増圧器の設定圧力が作用し、この設定圧力は、液圧作用面２１，３４の設計、並びに孔２８によって取り囲まれた増圧部材５の面の設計によって予め規定されている。孔２８によって取り囲まれた増圧部材５の面は、恒常的に作業室２内を支配する圧力によって負荷される。制御縁部２５が孔２８から進出した後、今や液圧室２２内にも滞留している作業室２内の圧力は、増圧部材５のピストン横断面全体（直径３０参照）に滞留する。
【００２３】
本発明に基づき提案する解決手段を用いて、比較的低い圧力において少量の噴射量を成し得る一方で、燃料インジェクタによる自己着火式内燃機関の燃焼室への主噴射を実現するための、本発明に基づき提案する増圧器１による完全な圧力形成は、ほとんど損なわれない。緩衝部材１５における緩衝絞り２４の設計及び孔２８の直径の寸法決めに対応して、ピストン状の増圧部材５の下端面８の高圧室３３への進入速度が制御可能であり、方向２８で高圧室３３に徐々に進入する際に生じる圧力レベルも同様に制御可能である。緩衝絞り２４の上位の支持面１４に形成された切欠き２７は、戻しばね１３が緩衝絞り２４を閉鎖することを防止する。
【００２４】
複数部材から成る増圧器１のケーシング１０に既に収容された緩衝部材としての環状の挿入部材１５に緩衝絞り２４を設けることによって、付加的なコンポーネントを増圧器１に組み込むことが回避され得る。環状の挿入部材１５は外輪１９を有しており、この外輪１９は、環状の挿入部材１５の面１４に支持される戻しばね１３の側方を取り囲んでいるので、この戻しばね１３は、常に環状の挿入部材１５に接する位置に保持されている。戻しばね１３は、他方ではピストン状に形成された増圧部材５に配置されたディスク面１２に支持されている。緩衝部材に接する切欠き１８は、増圧部材５の上側の行程ストッパを形成している。増圧器１の増圧部材５のための行程ストッパは、第１のケーシング部材１０．１に接する増圧部材５の上端部のストッパによっても実現され得る。
【００２５】
図２には行程関連型の緩衝部材の１変化態様が示されている。
【００２６】
図１に示した、緩衝部材として働く環状の挿入部材１５の構成は外輪１９を有している。図２に示した環状の挿入部材３５（緩衝部材）の変化態様では、前記外輪は省かれている。図２に示した環状の挿入部材３５は、ほぼディスク形に構成されており且つ増圧器１の上側の第１のケーシング部材１０．１に設けられた切欠き１８内に当て付けられている。増圧部材５を負荷する戻しばね１３は、環状の緩衝部材３５の支持面１４に支持されている。更に、戻しばね１３は、接触面３６を介して第１のケーシング部材１０．１内でセンタリングされる。
【００２７】
図２に示した増圧部材５の構成は、図１に示した増圧部材５の構成にほぼ対応している。つまり、図２に示した環状の挿入部材３５に面した増圧部材５の側に液圧作用面３２が位置しており、この液圧作用面３２は、図１に示した増圧部材５と同様に、載頭円錐形に延びる面２１として形成されている。ケーシング分割部１６に沿って第１のケーシング部材１０．１と第２のケーシング部材１０．２とが相接している。環状に形成された挿入部材３５は孔２８を有しており、この孔２８は、制御縁部２５の下位の増圧部材５の周面を取り囲んでいる。制御縁部２５の上位では、増圧部材５に複数の露出面２６が形成されている。更に、当該の環状の挿入部材３５には内輪が設けられていないので、ディスク形に形成された挿入部材（緩衝部材３５）の下面及び増圧部材５の上端面が緩衝室２２を制限している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に基づいて提案する、行程に関連して作用する緩衝部材の組み込まれた増圧器の断面図である。
【図２】行程に関連して作用する緩衝部材の１変化実施例を示した図である。
【図１】
2006505733.tif 000003
【図２】
2006505733.tif 000004
【国際調査報告】
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2006505733.tif 000006
2006505733.tif 000007
2006505733.tif 000008