(57)【要約】本発明は、行程制御される少なくとも１つのインジェクタ（１０）を備えた内燃機関用の燃料噴射装置（１）であって、少なくとも１つのインジェクタ（１０）と作業媒体・高圧源（５）との間に、可動のピストン（２６）を有する増圧器（９）が配置されており、可動のピストン（２６）が、作業媒体・高圧源（５）に接続可能な１次室（１３）を、少なくとも１つのインジェクタ（１０）に接続されていて燃料を満たされた圧力室（８）から切り離しており、増圧器（９）が、噴射のために使用される第１の燃料系圧をインジェクタ（１０）において生ぜしめる形式のものにおいて、燃料噴射装置（１）が、噴射のために増圧器（９）を作動させることなしに使用可能な別の第２の燃料系圧を準備するための手段を有している。
2004518872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行程制御される少なくとも１つのインジェクタ（１０）を備えた内燃機関用の燃料噴射装置（１；３０；３２；３４；３５；３７；３８）であって、少なくとも１つのインジェクタ（１０）と作業媒体・高圧源（５）との間に、可動のピストン（２６）を有する増圧器（９）が配置されており、可動のピストン（２６）が、作業媒体・高圧源（５）に接続可能な１次室（１３）を、少なくとも１つのインジェクタ（１０）に接続されていて燃料を満たされた圧力室（８）から切り離しており、増圧器（９）が、噴射のために使用される第１の燃料系圧をインジェクタ（１０）において生ぜしめる形式のものにおいて、燃料噴射装置（１；３０；３２；３４；３５；３７；３８）が、噴射のために増圧器（９）を作動させることなしに使用可能な別の第２の燃料系圧を準備するための手段を有していることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
増圧器（９）によって圧縮された第１の燃料系圧から第２の燃料系圧を生ぜしめるための手段が、設けられている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
別個の局部的な蓄圧器が、各インジェクタ（１０）のために第２の燃料圧を準備するために設けられている、請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
第２の燃料圧を準備するための手段が、すべてのインジェクタ（１０）のために共通に設けられている、請求項１又は２記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
中央の蓄圧器が第２の燃料圧のために設けられている、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
高圧ポンプが第２の中央の燃料圧を生ぜしめるために設けられている、請求項４又は５記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
増圧器が第２の燃料圧を生ぜしめるために設けられている、請求項４又は５記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
直接噴射式のディーゼル機関に燃料を供給するために、行程制御される燃料噴射装置と圧力制御される燃料噴射装置とが公知である。明細書の記載及び請求の範囲をより良好に理解するために以下において、幾つかの概念について説明する。本発明による燃料噴射は、行程制御及び圧力制御されて実施されることができる。本発明の枠内において「行程制御される燃料噴射」というのは、噴射開口の開閉がシフト可能な弁部材を用いて、ノズル室と制御室とにおける圧力の液圧的な共働に基づいて行われることを意味する。制御室内部における圧力降下が弁部材の上昇行程を生ぜしめる。択一的に弁部材の偏位は調節部材（アクチュエータ）によって行われることができる。本発明による「圧力制御される燃料噴射」では、インジェクタのノズル室内における燃料圧によって、弁部材が閉鎖力（ばね）の作用に抗して運動させられ、その結果ノズル室からシリンダ内に燃料を噴射するための噴射開口が開放される。燃料をノズル室から内燃機関のシリンダに流出させる圧力は「噴射圧」と呼ばれ、これに対して「系圧」というのは、燃料噴射装置の内部において燃料が有しているもしくは貯えられている圧力のことである。また「燃料調量」というのは、規定された燃料量を噴射のために準備することを意味する。「漏れ」というのは、燃料噴射装置の運転時に発生するもの（例えば案内漏れ）であって、噴射のために使用されずに燃料タンクに戻される燃料量のことである。この漏れの圧力レベルは定圧（Ｓｔａｎｄｄｒｕｃｋ）を有することができ、燃料は次いで燃料タンクの圧力レベルに弛緩される。
【０００３】
また、レール圧の他に別の異なった噴射圧を準備できるようにするために、増圧器を使用することも公知である。増圧器を操作するために別の作業媒体（例えば液圧オイル）を使用することには、レール圧を噴射圧として使用することがもはや不可能になるという欠点がある。
【０００４】
発明の利点
別の作業媒体（液圧オイル）を増圧器を操作するために利用するフレキシブルな燃料噴射装置つまり適応性の高い燃料噴射装置を構成するために、本発明によれば請求項１記載のように構成された燃料噴射装置が提案されている。
【０００５】
本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。
【０００６】
燃料噴射装置のフレキシビリティつまり対応可能性を高めるために、液圧オイルによって操作される増圧機の燃料圧（第１の系圧）に加えて、別の第２の（低い）燃料系圧が生ぜしめられ、この第２の燃料系圧は噴射のために使用することができる。第２の系圧は、必要とあらば蓄圧室内に貯えられ、常にインジェクタのところに存在している。これによりフレキシブルな噴射経過パターン及び複数回噴射を得ることができる。形成のために、別体の高圧ポンプを使用することも可能である。しかしながらまた、燃料圧を中央の増圧器を用いて生ぜしめることも可能である。有利には、第２の系圧を、増圧器によって圧縮された燃料の部分量の蓄圧によって準備することも可能である。
【０００７】
燃料圧が蓄圧室におけるオイル圧よりも高く選択される場合には、局部的な増圧器のピストンに液圧による戻し力が作用する。このようになっていると、必要な戻しばねを小型化することができるか、又は省くことができる。これによって構造スペースに関する大きな利点が得られ、このような利点は特に、増圧器をインジェクタ内に一体に組み込む場合に重要である。
【０００８】
図面
次に図面を参照しながら本発明の７つの実施例について説明する。
【０００９】
図１は、局部的な増圧器の操作のため及びインジェクタの制御のために液圧オイルを使用する実施例を示す図である。
【００１０】
図２は、局部的な増圧器の操作のために液圧オイルを使用し、インジェクタの制御のために燃料を使用する実施例を示す図である。
【００１１】
図３は、局部的な増圧器の操作のため及びインジェクタの制御のために液圧オイルを使用する、増圧器の別の制御形態を示す図である。
【００１２】
図４は、局部的な増圧器の操作のため及び中央の蓄圧室に接続されたインジェクタの制御のために液圧オイルを使用する実施例を示す図である。
【００１３】
図５は、局部的な増圧器の操作のために液圧オイルを使用し、中央の蓄圧室に接続されたインジェクタの制御のために燃料を使用する実施例を示す図である。
【００１４】
図６は、中央の増圧器を使用する実施例を示す図である。
【００１５】
図７は、局部的な増圧器の別の制御形態を示す図である。
【００１６】
実施例の記載
図１に示された燃料噴射装置１の第１実施例では、作業媒体（例えば液圧オイル）のための貯え容器２と燃料のための貯え容器３とが使用される。高圧ポンプ４は作業媒体である液圧オイルを、中央の蓄圧室５に圧送し、この蓄圧室５内において液圧オイルは約５０ｂａｒ〜２５０ｂａｒの調整可能な系圧に圧縮されて貯えられる。つまり蓄圧室５によって作業媒体・高圧源が準備される。
【００１７】
低圧燃料ポンプ６は、燃料３を供給導管７を介して増圧器９の圧力室８に圧送する。各インジェクタ１０にはそれぞれ、局部的な増圧器９が配属されている。図１には単に１つの増圧器９及びインジェクタ１０が示されている。３ポート２位置方向切換え弁１１を用いて増圧器９の制御が実施可能であり、この場合増圧器９の１次室１３に通じる供給導管１２が、オイル戻し部１４か又は蓄圧室５に接続され得る。圧力室８は逆止弁１５を介してインジェクタ１０のノズル室１６と接続されており、その結果ノズル室１６内において圧力形成を行うことができる。蓄圧室５に接続されたインジェクタ１０の制御室１７は、２ポート２位置方向切換え弁１８と放圧絞り１９とを用いて、オイル戻し部２０に接続可能であり、その結果制御室１７内における圧力に影響を与えることができる。
【００１８】
噴射は、案内孔内を軸方向摺動可能なノズルニードル２１を用いた燃料調量によって行われ、ノズルニードル２１は、インジェクタ１０のインジェクタケーシングにおける弁座面と共働する。インジェクタケーシングの弁座面には噴射開口が設けられている。ノズル室１６の内部において、ノズルニードル２１の開放方向に向いた圧力面は、そこに存在する圧力にさらされており、この圧力は供給導管２２を介してノズル室１６に供給される。弁ばね２３に対して同軸的にノズルニードル２１にはさらに押圧部材２４が作用し、この押圧部材２４は制御室１７を制限している。制御室１７は燃料圧接続部から見て、第１の絞り２５を備えた供給部と、放圧絞り１９と２ポート２位置方向切換え弁１８を介してオイル戻し部２０に通じる排出部とを有している。
【００１９】
ノズル室１６は、ノズルニードル２１と案内孔との間におけるリング間隙を介して、インジェクタケーシングの弁座面にまで延在している。制御室１７における圧力によって、押圧部材２４は閉鎖方向に圧力負荷される。
【００２０】
インジェクタ１０の制御は液圧式に、（圧力面の相応な設計時に）ノズル室１６における圧力と制御室１７における圧力との共働によって行われる。弁２０の開放時に制御室１７における圧力は低下し、ノズルニードル２１は噴射開口を開放する。そして噴射が開始される。弁２０の閉鎖時には制御室１７において再びレール圧が形成され、ノズルニードル２１は噴射開口を閉鎖する。
【００２１】
蓄圧室５に対して高められた系圧をもって燃料を噴射するために、各インジェクタ１０にはそれぞれ１つの局部的な増圧器９が配属されている。増圧器９は制御のための３ポート２位置方向切換え弁１１と逆止弁とピストン２６とを有している。可動のピストンは、蓄圧室５に接続可能な１次室１３を、少なくとも１つのインジェクタ１０に接続されていて燃料を満たされた圧力室８から、切り離している。ピストン２６は一方の端部において圧力負荷されることができる。差室（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｚｒａｕｍ）２７は漏れ導管を用いて放圧されているので、ピストン２６は圧力室８の容積を減じるためにシフトすることができる。ピストン２６は圧縮方向に移動させられ、その結果圧力室８内における圧力は圧縮されて、制御室１７及びノズル室１６に供給される。逆止弁は圧縮された燃料が燃料タンクに戻ることを阻止する。１次室１３と圧力室８とにおける適宜な面積比を用いて、高められた圧力を生ぜしめることができる。１次室１３が弁１１を用いて漏れ導管１４に接続されると、ピストン２６が戻され、圧力室８が再充填される。戻り特性を改善するために、単数又は複数のばねを設けることも可能である。これによって、圧力伝達装置を用いて第１の燃料系圧が生ぜしめられる。
【００２２】
増圧器９が弁１１によって放圧された場合に、逆止弁１５によってノズル室１６及び局部的な蓄圧室２８は圧力下に留まる。これによって継続的な燃料圧がインジェクタ１０のところに存在する。増圧器９が制御されず、従って圧縮室８における燃料を圧縮しない場合でも、任意の時点における噴射が可能である。そして、噴射のために使用可能な第２の低い燃料系圧が生ぜしめられる。蓄圧室２８における圧力レベルは、必要とあらば過圧弁２９によって所望の圧力に調節することができる。蓄圧室２８における圧力はそのために弁２９を介して、該弁２９の開放圧に達するまで低下することができる。従って有利には約３００〜５００ｂａｒの低い圧力レベルが調節可能である。これによって例えば前噴射、主噴射のブーツ段階（Ｂｏｏｔｓｐｈａｓｅ）及び、排ガス後処理系を再生するための下げられた後噴射を生ぜしめることができる。蓄圧室２８の大きさは、所望の噴射経過に相応して設計されねばならない。有利には局部的な蓄圧室は、単に小さな前噴射及び短いブーツ段階のためにだけ使用される。そうすると、局部的な蓄圧室を極めて小さく構成することができ、かつ場合によっては既に存在する導管及び室によって形成することが可能である。
【００２３】
インジェクタ１０を制御するために、図２に示された実施例（燃料噴射装置３０）では、ノズル領域からの圧縮された燃料が、蓄圧室５からの液圧オイルの代わりに使用される。蓄圧室２８は相応に設計されている。
【００２４】
図３には、燃料噴射装置３２における２ポート２位置方向切換え弁３１を備えた増圧器９の別の制御形式が示されている。ピストン２６は戻り時の不作動状態において、完全には液圧的に圧力バランスされていない。高められたばね力がこれをバランスしている。
【００２５】
このことを別の形式で解決するために、高められた燃料フィード圧を使用することが可能である。図４に示された実施例では、燃料噴射装置３４において第２の（低い）燃料系圧が存在しており、この第２の燃料系圧は、系内における燃料基礎圧を既に形成している。第２の燃料系圧は燃料高圧ポンプ３９によって生ぜしめられる。必要とあらば、この第２の燃料系圧は中央の蓄圧室３３において貯えることができる。
【００２６】
第２の燃料系圧は圧力室８及びノズル室１６に接続されている。ノズル室１６は従って常に燃料圧によって負荷されている。この燃料圧は何時でも噴射のために使用することができ、従って例えば前噴射又はブーツ段階のために利用することができる。
【００２７】
蓄圧室３３のために調圧器が設けられていてもよい。第２の系圧を作業媒体のオイル圧よりも高く選択すると、ピストンには液圧による戻し力が加えられ、構造スペースに問題がある場合には戻しばねを省くことができる。
【００２８】
図５に示された燃料噴射装置３５は、図４に示された燃料噴射装置に相当している。液圧オイルの代わりに、この実施例では燃料がインジェクタ１０を制御するために使用される。
【００２９】
第２の燃料系圧（燃料基礎圧）を生ぜしめるために、高圧ポンプの代わりに中央の増圧器３６を使用することも可能である（図６の燃料噴射装置３７）。この場合において、圧力調整及び／又は振動減衰のために蓄圧室３３を使用することができる。
【００３０】
図７に示された別の回路実施例によるでは、３ポート２位置方向切換え弁１１が燃料噴射装置３８の増圧器９を制御するために中央の蓄圧室３３を備えている。このような回路実施例では、ピストンに液圧による戻し力が加えられ、構造スペースに問題がある場合には戻しばねを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
局部的な増圧器の操作のため及びインジェクタの制御のために液圧オイルを使用する実施例を示す図である。
【図２】
局部的な増圧器の操作のために液圧オイルを使用し、インジェクタの制御のために燃料を使用する実施例を示す図である。
【図３】
局部的な増圧器の操作のため及びインジェクタの制御のために液圧オイルを使用する、増圧器の別の制御形態を示す図である。
【図４】
局部的な増圧器の操作のため及び中央の蓄圧室に接続されたインジェクタの制御のために液圧オイルを使用する実施例を示す図である。
【図５】
局部的な増圧器の操作のために液圧オイルを使用し、中央の蓄圧室に接続されたインジェクタの制御のために燃料を使用する実施例を示す図である。
【図６】
中央の増圧器を使用する実施例を示す図である。
【図７】
局部的な増圧器の別の制御形態を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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