(57)【要約】本発明は、内燃機関のための燃料噴射装置１であって、燃料の供給管路５に設けられた、内燃機関の各シリンダのためのそれぞれ１つの噴射弁６を有しており、かつ噴射弁６の弁部材１１の開放ストロークを制限する液圧式のストロークストッパ１９を有しており、該ストロークストッパ１９が、液圧式の緩衝室２１として形成されていると共に液圧的に制御可能なストローク制御弁２４を備えており、該ストローク制御弁２４が、その制御管路２５内を支配する圧力に関連して、緩衝室２１の、漏れ油側３への接続を遮断する形式のものに関する。この燃料噴射装置１では、個々のストローク制御弁２４の制御管路２５が、制御弁ユニットを介して、低圧蓄圧器２６または漏れ油側３のどちらか一方に接続可能であるようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための燃料噴射装置（１；３１）であって、燃料の供給管路（５）に内燃機関の各シリンダのためのそれぞれ１つの噴射弁（６）が設けられており、かつ噴射弁（６）の弁部材（１１）の開放ストロークを制限する液圧式のストロークストッパ（１９）が設けられており、該ストロークストッパ（１９）が、液圧式の緩衝室（２１）として形成されていて、液圧的に制御可能なストローク制御弁（２４）を備えており、該ストローク制御弁（２４）が、その制御管路（２５）内を支配する圧力に関連して、緩衝室（２１）の、漏れ油側（３）への接続を遮断する形式のものにおいて、
個々のストローク制御弁（２４）の制御管路（２５）が、制御弁ユニットを介して、低圧蓄圧器（２６）または漏れ油側（３）のどちらか一方に接続可能であることを特徴とする、内燃機関のための燃料噴射装置。
【請求項２】
制御弁ユニットが３ポート２位置切替制御弁（２７）により形成されており、該３ポート２位置切替制御弁（２７）が、個々のストローク制御弁（２４）の制御管路（２５）を、低圧蓄圧器（２６）または漏れ油側（３）のどちらか一方に接続する、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
制御弁ユニットが、個々のストローク制御弁（２４）の制御管路（２５）を漏れ油側（３）に接続可能な２ポート２位置切換制御弁（３２）と、個々のストローク制御弁（２４）の制御管路（２５）を低圧蓄圧器（２６）に接続している絞り（３３）とにより形成されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
低圧蓄圧器（２６）が、個々の噴射弁（６）の圧力室（１５）に、それぞれ１つの弁ユニットを介して接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
弁ユニットが、噴射弁（６）の燃料調量を制御する調量弁（７）により形成されており、該調量弁（７）が、噴射弁（６）の圧力室（１５）を、噴射される燃料かまたは低圧蓄圧器（２６）のどちらか一方に接続する、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
低圧蓄圧器（２６）が、第１の圧力制御弁（２８）を介して弁ユニットに接続されている、請求項４または５記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
蓄圧器（２６）が、第２の圧力制御弁（２９）を介して漏れ油側（３）に接続されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
制御弁ユニットが電気的に操作可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
個々の噴射弁（６）の、液圧的に制御可能なストローク制御弁（２４）が、それぞれ１つの３ポート２位置切替弁により形成されており、該３ポート２位置切替弁が、各噴射弁（６）の緩衝室（２１）を、漏れ油側（３）か、または圧力容器、特に低圧蓄圧器（２６）のどちらか一方に接続する、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の燃料噴射装置に関する。ドイツ連邦共和国特許公開第１９７３９９０５号明細書により公知のこのような燃料噴射装置は、外方に向かって弁体の孔から出現する弁部材を備えた噴射弁を有している。弁部材には、軸方向で互いに上下に位置する２列の噴射孔が設けられており、２列の噴射孔は、弁部材の、外方に向けられた開放ストローク時において、順次に開放制御可能である。噴射弁は、弁部材の開放ストロークを制限する二段階の液圧式のストロークストッパを有しており、該ストロークストッパは、閉鎖制御可能な放圧部もしくはリリーフ部を有する液圧式の緩衝室として形成されている。開放ストローク運動時において、緩衝室内の燃料は、弁部材に設けられた２つの研削部（Ａｎｓｃｈｌｉｆｆ）により、かつ該研削部にそれぞれ対応配置されたリリーフ管路を介して、低圧室に圧送される。この場合、第１の研削部のシールエッジ（Ｄｉｃｈｔｋａｎｔｅ）は、第２の研削部のシールエッジよりも燃焼室寄りに形成されているので、第１の研削部のシールエッジは、第１の噴射開口列が弁部材の孔から出現すると直ぐに、孔内に潜り込む。以降のストローク開放期間において、緩衝室内の燃料は、専ら第２の研削部およびそのリリーフ管路を介して導かれる。第２の研削部のリリーフ管路には、液圧式に制御されるリリーフ弁が配置されている。緩衝室内を支配している圧力が、リリーフ弁の弁部材に作用している閉鎖ばねの閉鎖力を超過して初めて、このリリーフ弁は開弁する。閉鎖ばねは、軸方向に摺動可能なピストンの一端面に支持されており、このピストンの、反対側の他端面は液圧式の作業室を画定している。作業室が制御管路を介して、液圧システムからの、圧力下にある液圧媒体により負荷されることにより、ピストンと、ひいては閉鎖ばねの閉鎖力が、内燃機関の運転特性マップに関連して調節される。それにより、弁部材を開放ストローク運動時に孔からどの程度出現させるか、さらにただ一つの噴射開口列を開放するのかそれとも両方の噴射開口列を開放するのかが、制御圧を介して制御される。
【０００２】
発明の利点
これに対して、請求項１に記載した特徴を有する、内燃機関のための本発明による燃料噴射装置が有する利点は、ストローク制御弁の液圧式の操作を低圧で、かつ唯一の別の制御弁を利用して行えて、この別の制御弁が、アクチュエータを介して切換可能であって、ストローク制御弁に通じる制御管路の圧力に影響を及ぼすことができることにある。制御値（Ｓｔｅｕｅｒｇｒｏｓｓｅ）として低圧を使用していることは大きな利点を有しており、これは、システム全体のリリーフ制御損失を減じるか、もしくはシステム効率を改善させる。この低圧が、噴射弁の燃料調量を制御する調量弁のリリーフ制御量から取り出されると、全体効率のさらなる改善が生じる。
【０００３】
全体の所要制御量は、噴射弁のリリーフ制御（放圧）によりカバーされることが可能である。このことは、エネルギー学的な観点から、ストローク制御弁を操作するためにプレフィード圧力レベル（Ｖｏｒｆｏｅｒｄｅｒｄｒｕｃｋｎｉｖｅａｕ）を使用するよりも、はるかに有利である。圧力制御される別個のプレフィードポンプ（Ｖｏｒｆｏｅｒｄｅｒｐｕｍｐｅ）を省略することが可能である。
【０００４】
本発明の対象の別の利点および有利な構成は、実施例の説明、図面および請求の範囲から見て取れる。
【０００５】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【０００６】
実施例の説明
図１において全体を符号１で示した、内燃機関のための燃料噴射装置の第１の実施例は、燃料高圧ポンプ２を有しており、燃料高圧ポンプ２は、吸入側で燃料タンク３に、そして吐出側で高圧蓄圧器（コモンレール）４に接続されている。この高圧蓄圧器４から、高圧下にある燃料が供給管路５を介して、燃料供給される内燃機関の燃焼室内に突出していて圧力制御される個々の噴射弁（インジェクタ）６に圧送される。ただし図１には、これらの噴射弁６のうちの１つが示されているに過ぎない。噴射過程を制御するために各噴射弁６には、それぞれ１つの、電気的に操作可能な調量弁７が、例えば３ポート２位置切替弁の形式で対応配置されている。高圧蓄圧器４内の圧力は、２ポート２位置切換ソレノイド弁８により制御され、この２ポート２位置切換ソレノイド弁８を介して、高圧蓄圧器４は燃料タンク３に、すなわち漏れ油側に接続可能である。
【０００７】
Ａ型ノズルもしくは外部開放型ノズル（Ａ−Ｄｕｅｓｅ）として構成された噴射弁６は、閉鎖ばね９の作用に抗して外方に向かって弁ハウジングのガイド孔１０から出現するピストン状の弁部材１１を有している。弁部材１１には、軸方向で互いに上下に位置する２列の噴射孔１２，１３が設けられており、２列の噴射孔１２，１３は、弁部材１１の、外方に向かう開放ストローク時に、順次に開放制御可能である。弁部材１１内の長手方向通路１４を介して、噴射孔１２，１３はリング状の圧力室１５に接続されており、圧力室１５に、噴射弁６内の供給管路５が開口している。圧力室１５の領域に弁部材１１は受圧肩部１６を有しており、受圧肩部１６に、供給管路５を介して供給された燃料が、弁部材１１の開放方向で、つまり外方に向かって作用する。弁部材１１はシャフト１７の一方の端部に設けられており、シャフト１７はその他方の端部にばね受１８を支持しており、ばね受１８には、他方の端部で弁ハウジングに支持されている閉鎖ばね９が作用している。弁部材１１により開放時に行われるストロークは、液圧式のストロークストッパ（Ｈｕｂａｎｓｃｈｌａｇ）１９により制御される。加えてシャフト１７に設けられたピストン２０はその一方の端面で、軸方向で相対してずらされた２つのリリーフ通路２２，２３を備えた緩衝室２１を画定しており、これらのリリーフ通路２２，２３は、弁部材１１の開放ストローク時に順次に閉鎖される。緩衝室２１は、第１のリリーフ通路２２を介して燃料タンク３に、すなわち漏れ油側に接続されており、かつ第２のリリーフ通路２３を介して、液圧的に制御可能であってばね負荷されたストローク制御弁（３ポート２位置切替弁）２４に接続されている。ストローク制御弁２４は、その制御管路２５内を支配している圧力に関連して、緩衝室２１を、燃料タンク３に、すなわち漏れ油側に接続するか、または蓄圧器２６に接続する。ストローク制御弁２４の制御管路２５は、３ポート２位置切替制御弁２７を介して、蓄圧器２６か、または燃料タンク３、すなわち漏れ油側のどちらか一方に接続可能である。制御弁２７は、全ての噴射弁６のストローク制御弁２４を同時に切り換えるために、アクチュエータを介して操作されることが可能である。蓄圧器２６は、調量弁７と、これらの間に設けられていてばね負荷された定圧弁もしくは圧力制御弁（例えば６０バールに調節される）２８とを介して、圧力室１５からの燃料により充填される。さらに、蓄圧器２６は、ばね負荷された別の定圧弁もしくは圧力制御弁（例えば１０バールに調節される）２９を介して、燃料タンク３、すなわち漏れ油側に接続されている。圧力制御弁２８により、調量弁７の漏れ油戻し通路内には６０バールの基準圧が生ぜしめられ、次いで圧力制御弁２９により、蓄圧器２６内には１０バールという低圧の第２の圧力レベルが生ぜしめられる。この第２の圧力レベルは、ストローク制御弁２４の低圧制御のために使用される。すべての所要制御量は、噴射弁６のリリーフ制御（放圧）によりカバーされ得る。
【０００８】
燃料噴射、つまり弁部材１１の開放ストロークは、調量弁７の通電により開始される。
【０００９】
３ポート２位置切替制御弁２７の非通電時には、制御管路２５内に、蓄圧器２６の制御圧が支配しているので、ストローク制御弁２４は、この制御圧によりばね力に抗して切り換えられ、そして図１に示されているように、緩衝室２１を燃料タンク３に接続する。そして、弁部材１１の開放時に、ピストン２０により緩衝室２１から押し出された燃料は、第２のリリーフ通路２３を介して流出するので、ストローク制限は実施されない。ピストン２０がそのストローク運動時に第２のリリーフ通路２３を、ピストン２０の制御エッジ３０により閉鎖して初めて、緩衝室２１内に存在する燃料がピストン２０により圧縮され、そしてこれにより弁部材１１の開放ストロークが液圧的に制限される。弁部材１１の、１００％の最大ストローク時に、両方の噴射孔列１２，１３が開放される。
【００１０】
これに対して、３ポート２位置切替制御弁２７の開弁時、つまり通電時には、制御管路２５は燃料タンク３に接続され、ひいては放圧されるので、この場合は、ストローク制御弁２４は緩衝室２１を蓄圧器２６に接続する。蓄圧器２６は、精緻なストロークストッパを保証するために、非常に小さな容積を有しているが、弁部材１１を振動させないのに十分な大きさである。弁部材１１の開放時にピストン２０が、その制御エッジ３０により第１のリリーフ通路２２を閉鎖すると、緩衝室２１内に存在する燃料は、ピストン２０により圧縮される。これにより、弁部材１１の開放ストロークは液圧的に、例えば５０％の部分ストロークに制限され、この際には、下側の噴射孔１２のみが、噴射のために開放される。
【００１１】
図２に示した燃料噴射装置３１では、ストローク制御弁２４の制御管路２５は、２ポート２位置切換制御弁３２を介して燃料タンク３に接続可能であり、かつ絞り３３を介して蓄圧器２６に接続されている。
【００１２】
２ポート２位置切換制御弁３２の閉弁時、つまり非通電時には、制御管路２５内に蓄圧器２６の制御圧が支配するので、ストローク制御弁２４はばね力に抗して、図２に示されているように切り換えられる。これに対して、２ポート２位置切換切換弁３２の開弁時、つまり通電時には、絶えず燃料が、蓄圧器２６から絞り３３を介して燃料タンク３に圧送されるので、制御管路２５は放圧され、かつストローク制御弁２４はばね力により、その別の位置に切り換えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
燃料噴射装置の第１の実施例の概略的な全体図である。
【図２】
燃料噴射装置の第２の実施例の、図１に相当する図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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