(57)【要約】油圧駆動の複式燃料噴射器（１）が、内燃機関の燃焼室内へ気体燃料と液体燃料を別々に噴射する。この噴射器は、（ａ）噴射器本体、（ｂ）封止を維持しかつ気体燃料が作動油中に漏出するのを防止するのに十分な圧力まで加圧された作動油のための作動油吸入口（７）、（ｃ）第１液体燃料のための第１燃料吸入口（６）、（ｄ）第１燃料放出口（５）を介して第１燃料を噴射するのを制御するために、第１燃料吸入口（６）に流体接続する、噴射器本体内部に配置した第１噴射バルブ（１６）、（ｅ）第２気体燃料のための第２吸入口（２３）、（ｆ）第２燃料放出口（４）を介して第２気体燃料を噴射するのを制御するために、第２吸入口（２３）に流体接続する第２噴射バルブ（１７）、（ｇ）第１噴射バルブ（１６）を駆動するために、作動油の流量を制御する第１二方制御バルブ（３）、（ｈ）第２噴射バルブ（１７）を駆動するために、作動油の流量を制御する第２制御バルブ（２）、（ｉ）第１噴射バルブ（１６）によって噴射される第１液体燃料の量を計量するための、噴射器本体内部の計量装置（１５）および（ｊ）第２気体燃料の漏出を防止する、噴射器本体内の流体シール空腔（２２）を備える。
2004501306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内へ第１燃料と第２燃料を別々に噴射する複式燃料噴射器であって、
（ａ）噴射器本体と、
（ｂ）作動油源からの加圧作動油を前記噴射器本体の内部に導入可能にするために、前記噴射器本体内に形成されており、前記作動油が、封止を維持しかつ気体燃料が前記作動油中に漏出するのを防止するために、前記噴射器本体内部の気体燃料圧の圧力よりわずかに高い圧力に設定された、作動油吸入口と、
（ｃ）前記第１燃料を前記噴射器本体の内部へ導入可能にするために、前記噴射器本体内に形成した第１燃料吸入口と、
（ｄ）少なくとも１つの第１燃料放出口またはオリフィスを介して、前記噴射器本体から前記第１燃料を噴射するのを制御するために、前記噴射器本体内部に位置し、かつ前記第１燃料吸入口に流体接続する第１噴射バルブと、
（ｅ）前記第２燃料を前記噴射器本体の内部へ導入可能にするために、前記噴射器本体内に形成した第２燃料吸入口と、
（ｆ）少なくとも１つの第２燃料放出口またはオリフィスを介して、前記噴射器から前記第２燃料を噴射するのを制御するために、前記噴射器本体内部に位置し、かつ前記第２燃料吸入口に流体接続する第２噴射バルブと、
（ｇ）前記第１噴射バルブを駆動するために、作動油の流量を制御する第１二方制御バルブと、
（ｈ）前記第２噴射バルブを駆動するために、作動油の流量を制御する第２制御バルブと、
（ｉ）前記第１噴射バルブによって噴射される前記第１燃料の量を計量するために、前記噴射器本体内部に位置する計量装置と、
（ｊ）前記第１燃料の圧力を増大させるために、前記噴射器本体内部に位置する増圧器と、
（ｋ）前記第２燃料が、前記第１燃料中に漏出するのを防止するための、前記噴射器内部のシールとを備える噴射器。
【請求項２】
前記第１二方制御バルブが、電子制御式でかつ電動式である請求項１に記載の噴射器。
【請求項３】
前記第２制御バルブが、二方バルブである請求項１に記載の噴射器。
【請求項４】
前記第２制御バルブが、電子制御式でかつ電動式である請求項３に記載の噴射器。
【請求項５】
前記第１燃料が、パイロット燃料である請求項１に記載の噴射器。
【請求項６】
前記第２燃料が、高圧気体燃料である請求項１に記載の噴射器。
【請求項７】
前記作動油が、前記第１燃料と同じ流体である請求項１に記載の噴射器。
【請求項８】
前記第１噴射バルブが、ニードルバルブである請求項１に記載の噴射器。
【請求項９】
前記第２噴射バルブが、ニードルバルブである請求項８に記載の噴射器。
【請求項１０】
前記シールが、前記第２ニードルバルブの弁針と前記噴射器本体の間の空腔内部に配置した作動油を含む流体シールである請求項９に記載の噴射器。
【請求項１１】
前記第１ニードルバルブと前記第２ニードルバルブが同心であり、前記第１ニードルバルブが内側のバルブであり、前記第２ニードルバルブが、前記第１ニードルバルブ周りの環状の空間内に配置されている請求項９に記載の噴射器。
【請求項１２】
前記第１ニードルバルブの本体が、前記第２ニードルバルブのためのニードルの役割をする請求項１１に記載の噴射器。
【請求項１３】
前記計量装置が、前記増圧器と一体である請求項１に記載の噴射器。
【請求項１４】
前記シールが、前記第１燃料の空腔と前記第２燃料の空腔との間に配置されている流体シールである請求項１に記載の噴射器。
【請求項１５】
前記第１噴射バルブが、第１ソレノイドによって制御される請求項２に記載の噴射器。
【請求項１６】
前記第１ソレノイドが、前記増圧器へ作動油が流入するのを制御し、かつ前記増圧器が、前記第１燃料噴射バルブへ前記第１燃料が流入するのを制御する請求項１５に記載の噴射器。
【請求項１７】
前記第２噴射バルブが、第２ソレノイドによって制御される請求項４に記載の噴射器。
【請求項１８】
作動油吸入口から前記計量装置の計量チャンバへ、作動油が流入するのを制御する一方向チェックバルブをさらに備える請求項１３に記載の噴射器。
【請求項１９】
前記第２燃料が、前記噴射器本体の先端部内に位置する口を介して放出され、さらに前記第１燃料が、前記第２ニードルバルブの先端部内に位置する口を介して放出される請求項１に記載の噴射器。
【請求項２０】
前記第１噴射バルブが、ばねによって付勢される請求項１５に記載の噴射器。
【請求項２１】
前記第２噴射バルブが、ばねによって付勢される請求項１７に記載の噴射器。
【請求項２２】
前記第１および第２噴射バルブの位置が、少なくとも１つのばねによってそれぞれ付勢される請求項９に記載の噴射器。
【請求項２３】
前記増圧器が、前記第２噴射バルブのための油圧駆動チャンバに作動油を導入し、かつそれから排出する三方バルブの役割をする請求項１に記載の噴射器。
【請求項２４】
内燃機関の燃焼室内へ液体燃料と気体燃料を別々に噴射する燃料噴射器であって、
（ａ）内部に配置した作動油通路内へ作動油を導入するための少なくとも１つの作動油吸入口と、液体燃料吸入口と、気体燃料吸入口と、前記作動油を排出するための少なくとも１つの排出口とが内部に形成された噴射器本体と、
（ｂ）ばねによって閉位置に維持可能であり、かつ内部の液体燃料圧が、前記ばねによって加えられた閉じる力に打ち勝つ開ける力を与えるのに十分であるとき、液体燃料を前記燃焼室内へ噴射するように開放可能であり、作動油圧を使用して前記液体燃料圧を制御する、液体燃料噴射バルブと、
（ｃ）前記液体燃料噴射バルブ内部の液体燃料圧を制御するために、
内部の作動油圧を制御することによって前記液体燃料圧を制御する第１作動油チャンバと、
前記第１作動油チャンバに流体接続され、流入する作動油の流量を、二方バルブを使用して制御する第１作動油通路と、
前記第１作動油チャンバに流体接続され、流入する作動油の流量を、オリフィスを使用して制御する第２作動油通路とを備え、前記第１および第２作動油通路のうちの一方が、少なくとも１つの前記作動油吸入口に流体接続し、かつ前記第１および第２作動油通路のうちの他方が、少なくとも１つの前記作動油排出口に流体接続する第１油圧駆動器システムと、
（ｄ）前記燃焼室内へ前記気体燃料を噴射するのを制御するとともに、前記噴射器本体内部の前記第１および第２の作動油通路のうちの少なくとも一方と流体連通する第２油圧駆動器システムによって油圧駆動される気体燃料噴射バルブと、
（ｅ）前記噴射器本体内部の前記気体燃料が漏出するのを防止するシールとを備える燃料噴射器。
【請求項２５】
前記液体燃料噴射バルブへ導入される液体燃料の量を計量する計量装置をさらに備え、
前記計量装置は、シリンダ内部に配置したピストンを備え、前記第１作動油チャンバ内部の作動油圧が、前記ピストンの一方の側に加わり、かつ前記ピストンが移動して前記ピストンの他方の側に面する燃料チャンバの容積を減少させるとき、前記燃料チャンバ内部の計量された液体燃料を圧縮する請求項２４に記載の燃料噴射器。
【請求項２６】
前記気体燃料噴射バルブが、開位置と閉位置の間で動作可能であり、かつ第２作動油チャンバ内部の作動油圧を高めることによって前記開位置と閉位置のうちの一方に動作可能である請求項２４に記載の燃料噴射器。
【請求項２７】
前記第２作動油チャンバ内部の作動油圧を制御する第２油圧駆動器システムをさらに備え、
前記第２油圧駆動器システムは、
前記第２作動油チャンバに流体接続し、流入する作動油の流量を、二方バルブを使用して制御する第３作動油通路と、
前記第２作動油チャンバに流体接続し、流入する作動油の流量を、オリフィスを使用して制御する第４作動油通路とを有し、
前記第３および第４作動油通路のうちの一方が少なくとも１つの前記作動油吸入口に流体接続され、かつ前記第３および第４作動油通路のうちの他方が少なくとも１つの前記作動油排出口に流体接続される請求項２６に記載の燃料噴射器。
【請求項２８】
前記第２油圧駆動器システムが、前記気体燃料噴射バルブに閉じる力を与えるために、前記第２作動油チャンバに高圧作動油を満たし、さらに作動油が前記第２作動油チャンバから排出されるとき、噴射器内部の気体燃料の圧力が、前記気体燃料噴射バルブに開く力を与える請求項２７に記載の燃料噴射器。
【請求項２９】
前記第２油圧駆動器システムが、前記気体燃料噴射バルブに開く力を与えるために前記第２作動油チャンバに高圧作動油を満たし、さらに作動油が前記第２作動油チャンバから排出されるとき、ばねが、前記気体燃料噴射バルブに閉じる力を与える請求項２７に記載の燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、内燃機関用の新規な油圧駆動による複式燃料噴射器に関する。より詳細には、本出願は、内燃ディーゼルエンジン内に、異なる時点で第１燃料および第２燃料の制御された量を噴射するための油圧駆動式の噴射器に関する。
【０００１】
発明の背景
容易に利用できて、低コストであり、さらに微粒子の排出を削減する可能性があるので、天然ガスは、ディーゼルエンジン用燃料に有望な候補である。通常のディーゼル燃料式エンジン（すなわち、圧縮着火エンジン）を天然ガスを使用するように改造する知られている方法は、３つの一般的手法に分類される。すなわち、
（１）エンジンを理論混合比（ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ）または希薄混合気燃焼式のスパーク点火エンジンに改造する手法、
（２）天然ガスを吸気の全部または一部と混合し、圧縮行程の最後に噴射するディーゼル燃料によって着火する「複式燃料」技術を用いる天然ガス用にエンジンを改造する手法、および
（３）点火源を備えて、天然ガス燃料を燃焼室内に直接噴射するようにエンジンを改造する手法である。
【０００２】
好ましい方法は直接噴射式である。というのは従来型のディーゼル燃料式エンジンに固有の好ましい動作特性と高い効率性を維持する唯一の方法であるためである。
ディーゼルエンジンの動作では、燃料をエンジンのシリンダ内に直接噴射することの大きな利点は、それによって負荷範囲全般にわたって効率的かつ安定的な燃焼が可能になることである。それは、燃料対空気の比率が規定の燃焼限界内にある局部域で燃焼が起こるからである。ディーゼル燃料の代わりに天然ガスなどの気体燃料を用いるとき、気体燃料はミクロンサイズの小滴に霧化する必要がなく、したがって非常に高い噴射圧を要しないという点で、ディーゼル燃料にまさる利点を有する。ディーゼル噴射では、最も効率的な動作のために１０００気圧もの高圧が必要である。天然ガスなどの気体燃料では、２００気圧の圧力で十分である。天然ガスの直接噴射に関する主要な問題は、ディーゼルエンジンの典型的な温度および圧力域では、天然ガスが、ディーゼル燃料のように自然着火しないことである。この問題を克服するために、別に点火源を備えなければならない。点火源の例には、（ａ）天然ガスと一緒にまたはそれとは別に噴射される少量の自然着火（ｓｅｌｆ−ｉｇｎｉｔｅ）のパイロットディーゼル燃料、および（ｂ）グロープラグまたは加熱表面などがある。経済性の理由で、エンジンの改造は必要限度内に留まることが望ましい。その点では、エンジンブロックまたはシリンダヘッドを改造しないでパイロット燃料と気体燃料を燃焼室内へ噴射できるように、従来型の単一燃料用の噴射器と同じ開口内にはめ込まれる複式燃料用の噴射器を使用する設計には利点がある。
【０００３】
直接噴射式の天然ガス燃料エンジンの採用を容易にするために、気体燃料とパイロット燃料の導入を別々に制御できるように、油圧駆動による複式燃料噴射器が必要である。
発明の概要
複式燃料噴射器が、内燃機関の燃焼室内へ第１燃料と第２燃料を別々に噴射する。この噴射器は、
（ａ）噴射器本体と、
（ｂ）作動油源からの加圧作動油を噴射器本体の内部に導入可能にするために噴射器本体内に形成されており、その作動油が、封止を維持しかつ気体燃料が作動油中に漏出するのを防止するために、噴射器本体内部の気体燃料圧の圧力よりわずかに高い圧力に設定された、作動油吸入口と、
（ｃ）第１燃料を噴射器本体の内部へ導入可能にするために噴射器本体内に形成した第１燃料吸入口と、
（ｄ）少なくとも１つの第１燃料放出口またはオリフィスを介して、噴射器から第１燃料を噴射するのを制御するために、噴射器本体内部に位置し、かつ第１燃料吸入口に流体接続する第１噴射バルブと、
（ｅ）第２燃料を噴射器本体の内部へ導入可能にするために噴射器本体内に形成した第２燃料吸入口と、
（ｆ）少なくとも１つの第２燃料放出口またはオリフィスを介して、噴射器から第２燃料を噴射するのを制御するために、噴射器本体内部に位置し、かつ第２燃料吸入口に流体接続する第２噴射バルブと
（ｇ）第１噴射バルブを駆動するために作動油の流量を制御する第１二方制御バルブと、
（ｈ）第２噴射バルブを駆動するために作動油の流量を制御する第２制御バルブと、
（ｉ）第１噴射バルブによって噴射される第１燃料の量を計量するために噴射器本体内部に位置する計量装置と、
（ｊ）第１燃料の圧力を増大させるために噴射器本体内部に位置する増圧器と、
（ｋ）第２燃料が第１燃料中に漏出するのを防止するための、噴射器内部のシールとを備える。
【０００４】
第１二方制御バルブは、電子制御式でかつ電動式であることが好ましい。例えば、１つの好ましい実施形態では、第１二方制御バルブが、電子制御式でかつ電動式であるソレノイドによって駆動される。第２制御バルブはまた、電子制御式でかつ電動式の二方バルブでもよい。
【０００５】
複式燃料噴射器によって噴射される２つの燃料は、燃焼を開始させるために使用するパイロット燃料と、エンジンに供給する燃料の大部分を占める主燃料でよい。例えば、第１燃料がパイロット燃料であるとき、それは主燃料より低い温度と圧力で自然着火するディーゼル油などの液体燃料でよい。１つの好ましい実施形態では、主燃料が、天然ガス、プロパンまたは水素などの、ディーゼル燃料の同等量よりクリーンに燃焼し、ＮＯｘおよび微粒物質の発生が少ない（エネルギー換算に基づく）高圧気体燃料である。パイロット燃料がディーゼル油などの液体燃料であるとき、それをパイロット燃料供給システムから容易に供給できるので、それを作動油としても使用することができる。
【０００６】
噴射器の１つの好ましい構成では、ニードルバルブである第１噴射器を使用する。ニードルバルブの１つの好ましい実施形態は、第１燃料を第１燃料放出口（または複数の放出口）を介して噴射できるように、弁針を弁座から離れるように持ち上げる開く力を与えるために、第１噴射バルブ内部の増圧されたパイロット燃料圧を用いることによって第１燃料を噴射する。弁針は、弁座から離れてニードルバルブ本体に入るように持ち上がることが好ましいが、弁針はまた、弁座から離れて燃焼室の方向へ持ち上がる（ポペットバルブとして知られている）ことも可能であろう。閉じる力は、例えば、機械式のコイルばね等のばねによって与えられることが好ましい。
【０００７】
第２噴射バルブがニードルバルブであることも好ましい。１つの好ましい実施形態では、この閉じる力を与えるために、第２噴射バルブに設けた作動油チャンバに高圧作動油を誘導する。作動油が作動油チャンバから流出するとき、弁針を第２噴射バルブの弁座から離れるように持ち上げるように開く力を与えるために、噴射器本体の空腔内部の第２燃料の圧力が弁針に対して作用する。１つの代替実施形態では、ばねを使用して閉じる力を与え、かつ開く力を加えるために、第２噴射バルブに設けたチャンバに高圧作動油を誘導する。この代替実施形態では、作動油が作動油チャンバから排出されるとき、第２噴射バルブが閉位置に戻る。
【０００８】
噴射器本体内部に備わるシールは、噴射器本体内部の空腔内部に配置した作動油を含む流体シールであることが好ましい。そのシールは、第２燃料の圧力より高い圧力を有する作動油をその空腔に満たすことによって第２燃料の漏出を防止するように働く。その空腔は噴射器本体と第２噴射器バルブの弁針の間に形成され、第２燃料が、噴射器本体と可動式の弁針の間の空隙を介して漏出するのを防止する。流体シールを満たすために使用する作動油は、第１および第２ニードルバルブを駆動するために使用する流体と同じであることが好ましい。
【０００９】
噴射器の１つの好ましい構成では、第１ニードルバルブと第２ニードルバルブが同心であるが、第１ニードルバルブは内側のバルブであり、第２ニードルバルブは第１ニードルバルブの周りの環状の空間内に配置されている。この構成では、第１ニードルバルブの本体が、第２ニードルバルブのための弁針の役割をすることが好ましい。この構成では、第２燃料が、噴射器本体の先端部内に位置する口を介して放出され、第１燃料が、第２ニードルバルブの先端部内に位置する口を介して放出される。
【００１０】
計量装置は、増圧器と一体であることが好ましい。１つの好ましい実施形態では、その増圧器がシリンダ内部に配置したピストンを備えるが、そのピストンの一方の側が、高圧作動油を満たすことができるチャンバに面し、かつそのピストンの他方の側が、第１燃料を第１噴射バルブに供給する流体通路と流体連通するチャンバに面している。第１燃料は、増圧器ピストンに関連付けられた燃料チャンバ内に引き込まれる燃料の量によって計量される。このような量は、ピストンの動きおよびそれがどれだけ移動して燃料チャンバの容積を拡大するかによって決まる。高圧作動油がピストンの片側に面するチャンバ内に誘導され、ピストンを移動させて作動油チャンバの容積を拡大し、かつ燃料チャンバの容積を減少させるとき、第１燃料の圧力が増圧される。したがって、燃料チャンバ内部の燃料が圧縮され、流体通路内および第１噴射バルブ内部の第１燃料の圧力が増圧される。一方向チェックバルブは、加圧された第１燃料が増圧器の上流側の流体通路へ逃げるのを阻止する。作動油が、増圧器ピストンに結合された作動油チャンバから排出されるとき、ピストンが移動して作動油チャンバの容積を減少させると共に、次の噴射に備えて第１燃料の新たに計量した充填量を燃料チャンバ内に引き込む。このようにして、作動油を用いて第１噴射バルブを直接制御する代わりに、作動油を用いて増圧器を駆動し、その増圧器が第１燃料の圧力を高めて第１噴射バルブを作動する。
【００１１】
噴射器の別の実施形態では、増圧器ピストンが、第２噴射バルブ用の作動油駆動チャンバから作動油を導入および排出する三方バルブの役割を果たす。
内燃機関の燃焼室内へ液体燃料と気体燃料を別々に噴射する液体および気体燃料噴射器の別の実施形態が、
（ａ）内部に配置した作動油通路内へ作動油を導入するための少なくとも１つの作動油吸入口と、液体燃料吸入口と、気体燃料吸入口と、作動油を排出するための少なくとも１つの排出口とがその内部に形成された噴射器本体と、
（ｂ）ばねによって閉位置に維持可能であり、かつ内部の液体燃料圧が、ばねによって加えられた閉じる力に打ち勝つ開ける力を与えるのに十分であるとき、液体燃料を燃焼室内へ噴射するように開くことが可能であり、作動油圧を用いて液体燃料圧を制御する、液体燃料噴射バルブと、
（ｃ）液体燃料噴射バルブ内部の液体燃料圧を制御するために、
内部の作動油圧を制御することによって液体燃料圧を制御する第１作動油チャンバと、
第１作動油チャンバに流体接続する第１作動油通路であって、二方バルブを使用して、その第１作動油通路を介して流入する作動油の流量を制御する、第１作動油通路と、
第１作動油チャンバに流体接続する第２作動油通路であって、オリフィスを使用して、その第２作動油通路を介して流入する作動油の流量を制御し、第１および第２作動油通路のうちの一方が、その少なくとも１つの作動油吸入口に流体接続し、かつ第１および第２作動油通路のうちの他方が、その少なくとも１つの作動油排出口に流体接続する、第２作動油通路とを備える第１油圧駆動器システムと、
（ｄ）燃焼室内へ気体燃料を噴射するのを制御するとともに、噴射器本体内部の第１および第２の作動油通路のうちの少なくとも一方と流体連通する第２油圧駆動器システムによって油圧駆動される気体燃料噴射バルブと、
（ｅ）噴射器本体内部の気体燃料が漏出するのを防止するシールとを備える。
【００１２】
液体および気体燃料噴射器が、液体燃料噴射バルブへ誘導される液体燃料の量を計量する計量装置をさらに備えることができる。その計量装置は、例えばシリンダ内部に配置したピストンを備えることができる。第１作動油チャンバ内部の作動油圧がピストンの一方の側に加わり、かつピストンが移動してピストンの他方の側に面する燃料チャンバの容積が減少し、それによって計量された液体燃料の圧力を増圧するとき、燃料チャンバ内部の計量された液体燃料が圧縮される。
【００１３】
液体および気体燃料噴射器が、第２作動油チャンバ内部の作動油圧を高めることによって、開位置と閉位置の間で動作可能である気体燃料噴射バルブを備えることが好ましい。さらには、液体および気体燃料噴射器が、第２作動油チャンバ内部の作動油圧を制御する第２油圧駆動器システムをさらに備えることができる。例えば、第２油圧駆動器システムが、
第２作動油チャンバに流体接続する第３作動油通路であって、二方バルブを使用して、その第３作動油通路を介して流入する作動油の流量を制御する、第３作動油通路と、
第２作動油チャンバに流体接続する第４作動油通路であって、オリフィスを使用して、その第４作動油通路を介して流入する作動油の流量を制御する第４作動油通路とを備え、
第３および第４作動油通路のうちの一方が、その少なくとも１つの作動油吸入口に流体接続し、かつ第３および第４作動油通路のうちの他方が、その少なくとも１つの作動油排出口に流体接続される。
【００１４】
好ましい実施形態の詳細な説明
複式燃料噴射器は、液体のパイロット燃料と主高圧気体燃料を内燃機関の燃焼室内へ順次に噴射することができる。好ましい実施形態では、この複式燃料噴射器が、作動油の定高圧供給源（共通レール）および１つまたは２つの電動式で電子制御式の作動油制御バルブを使用して動作する。１つの好ましい実施形態では、噴射器が、
定高圧源（共通レール）から加圧作動油を受け入れる吸入口と、
２つの異なる燃料をエンジン燃焼室内へ噴射するのを制御する、噴射器の先端部の近傍に位置する燃料噴射口を備える２つの同心ニードルバルブと、
パイロット燃料ニードルバルブを駆動するために作動油の流量を制御する電子制御式で電動式のバルブと、
関連補給機構を有する、パイロット燃料のための計量装置と、
気体燃料ニードルバルブを駆動するために、作動油の流量を制御する油圧式または電動式の作動油制御バルブと、
高圧気体燃料用の吸入口と、
高圧気体燃料が駆動作動油中に漏出するのを防止する液体シールとを有する。液体シールには、加圧作動油が満たされているが、その作動油はそのシール内に実質的に閉じ込められる。
【００１５】
本噴射器の好ましい実施形態では、液体燃料の計量および噴射機構と、気体燃料の計量および噴射システムとが、噴射器の本体内部にすべて収容されている。さらには、制御バルブ駆動、流体シールおよびパイロット燃料のうちのいくつかまたはすべての用途に、加圧作動油の同じ供給源を使用することができる。
【００１６】
上の好ましい実施形態を含む複数の実施形態を利用して所望の結果を実現することができる。したがって、これらの異なる実施形態が、上に述べた共通の要素を共用し、それぞれの実施形態では、噴射器の特定の態様に関して、次のような１つまたは複数の代替構成を使用することができるが、例えば、
気体燃料ニードルバルブの作動油を駆動するための代替構成（例えば、作動油システムの圧力が失われると、気体燃料ニードルバルブが開位置または閉位置で機能停止するように付勢することができる）
計量装置を駆動するための代替構成、および
作動油とは異なるパイロット燃料を使用する代替構成などがある。
【００１７】
図面を参照すると、図１および図２が、本発明の一実施形態の正面および側面図を示すが、そこでは電動式で電子制御式の２つの作動油制御バルブ、すなわちパイロット燃料の噴射を制御するバルブと主気体燃料の噴射を制御するバルブを使用する。特に、図１は複式燃料噴射器１の外観正面図を示すが、その上部に２連のソレノイド２および３を備え、底部に気体燃料放出口４および液体燃料放出口５を備える。ソレノイド２および３が、作動油制御バルブを電気的に作動する手段となる。従来の電子制御を用いて、２つの異なる燃料の燃焼室への噴射のタイミングを調節するために、ソレノイド２および３の駆動を制御することができる。図２は、上部にソレノイド２を備える複式燃料噴射器１の側面図を例示する。図２では、ソレノイド３がソレノイド２の背後に隠れている。
【００１８】
図３から図１１は、複式燃料噴射器１の異なる内部実施形態を例示する。図１および図２に例示した複式燃料噴射器１の外部は、図３から図１１に例示する内部の実施形態に関して同じなので、簡略にするためにかつ重複を避けるために、図１および図２を反復説明しない。例えば、複式燃料噴射器１の内部構造は、図３から図１１に関する以下の説明では、例えば、実施形態１（ａ）、１（ｂ）および１（ｃ）として概念的に例示しかつ説明する３つの設計のうちの１つであり得る。
【００１９】
１（ａ）　高圧作動油を使用して気体燃料ニードルバルブを閉じる２連ソレノイド複式燃料噴射器
図３、図４および図５は、図１および図２において外観を示した、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の、断面線Ｃ−Ｃ、Ａ−ＡおよびＢ−Ｂにそれぞれ沿って取った詳細断面図、側面断面図および正面断面図をそれぞれ示す。実施形態１（ａ）は、高圧作動油を使用して気体燃料バルブを閉位置に維持する。
【００２０】
図３、図４および図５は、複式燃料噴射器１の実施形態１（ａ）の内部構造を詳細に例示する。この実施形態では、複式燃料噴射器１が、３つの流体吸入口６、７および８、２つの排出口９および１０、上部に装着した気体燃料制御ソレノイド２、および上部に装着したパイロット燃料制御ソレノイド３を有する。複式燃料噴射器１には、気体燃料制御ソレノイド２の下方に配置した気体燃料制御バルブ１１および気体燃料制御バルブばね１２が含まれる。複式燃料噴射器１はまた、パイロット燃料制御ソレノイド３の下方にパイロット燃料制御バルブ１３およびパイロット燃料制御バルブばね１４を含む。実施形態１（ａ）では、気体燃料制御バルブ１１および１３は二方バルブであり、それらを閉じて、排出口９および１０（図４に示すように）にそれぞれ通じる作動油通路を遮断するような位置に付勢される。複式燃料噴射器１はまた、図３および図４に例示するパイロット燃料増圧器１５を含む。パイロット燃料増圧器１５は、パイロット燃料制御バルブ１３と連結され、そのバルブの下方に位置する。
【００２１】
図３に具体的に示すように、チェックバルブ３０がパイロット燃料増圧器１５に結合している。図３および図５で分かるように、流体通路１９が、チェックバルブ３０を介してパイロット燃料吸入口６をパイロット燃料増圧器１５に接続される。すなわち、チェックバルブ３０によって、パイロット燃料が流体通路１９からパイロット燃料増圧器１５下部の空間２７内に一方向に流入することができる。
【００２２】
複式燃料噴射器１が、同心に配置された２つのニードルバルブを有する。内側のニードルバルブが、パイロット燃料ニードルバルブ１６である。パイロット燃料ニードルバルブ１６は、ニードルバルブばね１８および作動油チャンバ２０内部の作動油の圧力によって閉位置に付勢されている。外側の同心ニードルバルブが気体燃料ニードルバルブ１７であり、パイロット燃料ニードルバルブ１６周りの環状の空間内部に配置されている。一連の気体燃料放出口４が、複式燃料噴射器１の先端部の噴射器本体内に形成されている。パイロット燃料放出口５が、気体燃料ニードルバルブ１７の先端部の中空の本体内に形成されている。放出口４および５とそれらに対応する、パイロット燃料ニードルバルブ１６および１７の先端部が、気体燃料およびパイロット燃料をエンジン燃焼室（図示せず）内へ直に噴射するために複式燃料噴射器１の先端部に位置する。
【００２３】
作動油チャンバ２０が、気体燃料制御バルブ１１と気体燃料ニードルバルブ１７の間に位置する。ニードルバルブばね１８が、パイロット燃料ニードルバルブ１６の上方に位置するパイロット燃料ニードルバルブ止め２１の周りに配置されている。作動油通路が、作動油チャンバ２０を作動油吸入口８に接続し、その作動油通路内部に設けられたオリフィス８ａが、作動油チャンバ２０内に流入する作動油の流量を制限する。ソレノイド２が作動して気体燃料制御バルブ１１を開くとき、オリフィス８ａが、作動油吸入口８から流入する流量を制限するので、作動油を補給できるより早く排出口１０を介してそれが排出するために、作動油チャンバ２０内部の圧力が減少する。
【００２４】
気体燃料空腔２２が、複式燃料噴射器１の底部分に位置し、気体燃料ニードルバルブ１７の下方部分を取り囲む。気体燃料は吸入口２３を介して気体燃料空腔２２に供給される。複式燃料噴射器１内部、および特に気体燃料空腔２２と複式燃料噴射器１の主本体内部の他の空腔と間の差圧が、図４および図５で最もよく分かるように、流体シール空腔２４内部に配置した作動油を含む流体シールによって封止されている。
【００２５】
複式燃料噴射実施形態１（ａ）の動作
エンジン駆動式ポンプ（共通レールシステム）によって実質的に一定水準に加圧された作動油は、吸入口７および８を介して複式燃料噴射器１に導入される（図４および図５を参照）。パイロット燃料は、吸入口６を介して導入される。１つの好ましい実施形態では、パイロット燃料と作動油は同じであり、両方が共通レールシステムから複式燃料噴射器１に供給される。
【００２６】
図４および図５に示す二方バルブ構成では、吸入口７および８が、それぞれチャンバ２５および２０と常に流体連通している。噴射の間は、気体燃料ニードルバルブ１７およびパイロット燃料ニードルバルブ１６が閉位置にあって、その位置では、これらがそれぞれの放出口４および５を介して流体が流出するのを阻止する。気体燃料制御バルブ１１およびパイロット燃料制御バルブ１３は、チャンバ２５および２０内部の流体圧がそれぞれの吸入口７および８を介して導入された作動油圧に実質的に等しいとき、両方とも閉位置にある。吸入口６からの加圧パイロット燃料はまた、流体通路１９を介してパイロット燃料増圧器１５下部の空間２７を満たす（図３を参照）。しかし、チャンバ２５に面する増圧器ピストンの表面積が、空間２７に面する増圧器の表面積より大きいので、パイロット燃料制御バルブ１３が閉じているとき、パイロット燃料増圧器１５は、（図３および図４に示すように）チャンバ２５の容積を最大にしかつ空間２７の容積を最小にする位置を取る。
【００２７】
パイロット燃料吸入口６はまた、流体シール空腔２４に加圧流体（パイロット燃料）を供給するが、そこではそのパイロット燃料が、気体燃料ニードルバルブ１７の可動弁針周りで流体シールになる。パイロット燃料が封止のために使用されるとき、気体燃料が流体シール空腔２４（図４および図５を参照）を通過して漏出するのを防止するために、そのパイロット燃料は、気体燃料空腔２２内部の主気体燃料圧の圧力よりわずかに高い圧力まで加圧される。
【００２８】
噴射と噴射の間、すなわち複式燃料噴射器１がどの燃料をも噴射していないとき、気体燃料制御ソレノイド２およびパイロット燃料制御ソレノイド３（図４を参照）が非動作状態になっている。上で説明したように、ソレノイド２および３下方の気体燃料制御バルブ１１およびパイロット燃料制御バルブ１３はそれぞれ、両方とも閉位置にある。制御バルブ１１および１３は、それぞれのコイルばね１２および１４によって閉位置に付勢されている。吸入口８を介して送出された、作動油チャンバ２０内の加圧作動油が、外側の同心気体燃料ニードルバルブ１７を閉位置に維持し、かつ内側の同心パイロット燃料ニードルバルブ１６を同様に閉位置に維持するのを助けることができる。ニードルバルブばね１８を収容する隔室を作動油チャンバ２０に流体接続することも、あるいはそれから封止することもできる。ばね隔室が作動油チャンバ２０に流体接続されているとき、その隔室内部の圧力が、チャンバ内の圧力にほぼ等しい。ばね隔室が作動油チャンバ２０から封止されているとき、その隔室内部の圧力は、例えば、吸入口７または排出口９における作動油圧と同じでもよい。ばね隔室内部の圧力に応じて、パイロット燃料ニードルバルブ１６に加わる閉じる力の大半またはすべてが、ニードルバルブのコイルばね１８によって与えられる。
【００２９】
複式燃料噴射器１によるパイロット燃料の計量は、下に説明する２つの方法のうちの一方で行われる。いずれの方法においても、パイロット燃料制御バルブ１３を開位置に移動させるために、最初にパイロット燃料制御ソレノイド３が作動状態になる。パイロット燃料制御ソレノイド３が作動すると、パイロット燃料制御バルブ１３が、パイロット燃料増圧器１５上方のチャンバ２５を排出口９に接続するが、それによって、チャンバ２５を作動油吸入口７と接続する流体通路内に設けたオリフィス７ａを介して作動油を補給できるより速く、その作動油がチャンバ２５から排出される。作動油をチャンバ２５から排出することによって、パイロット燃料増圧器１５上方の圧力が、空間２７内の加圧パイロット燃料の圧力よりかなり低い圧力まで減少し、パイロット燃料増圧器１５が動いてチャンバ２５の大きさを減少させかつ空間２７の大きさを拡大させることになる。開いたチェックバルブ３０を介して空間２７にパイロット燃料が満たされる。
【００３０】
第１のパイロット燃料計量方法では、パイロット燃料の必要量を、パイロット燃料増圧器１５下方の空間２７内に導入してしまうと、ソレノイド３が非動作状態になる。ソレノイド３が非動作状態になると、それによってパイロット燃料制御バルブ１３が、パイロット燃料制御バルブばね１４の作用を受けて閉位置に戻り、チャンバ２５から排出口９までの流体通路を閉じる。したがって、作動油吸入口７からの作動油がチャンバ２５を満たすと、油圧がパイロット燃料増圧器１５の上に再び加わる。チャンバ２５内部の回復した流体圧は、パイロット燃料増圧器１５が移動してチャンバ２５を拡大しかつ空間２７内部のパイロット燃料を圧縮するように、その増圧器の方向を逆転する。パイロット燃料圧は、パイロット燃料増圧器１５下方の空間２７内部および流体通路２６内部で高まる。流体通路２６は、チェックバルブ３０をパイロット燃料ニードルバルブ１６に流体接続する。流体通路２６内部の高まったパイロット燃料圧が、チェックバルブ３０を閉ざす。流体通路２６内部の高まったパイロット燃料圧が、パイロット燃料ニードルバルブ１６内部のパイロット燃料圧を高める。この高まったパイロット燃料圧を用いて、ニードルバルブばね１８の付勢力に対抗してパイロット燃料ニードルバルブ１６を開くことができる。このようにパイロット燃料噴射は、ソレノイド３が非動作状態になることによって引き起こすことができるが、それは好ましい構成では、パイロット燃料の噴射が、パイロット燃料制御バルブ１３が閉じる直後に実質的に始まるからである。第１のパイロット燃料計量方法によれば、計量するパイロット燃料の量が、拡大する空間２７の容積を制御することによって制御される。パイロット燃料噴射の事象ごとのパイロット燃料のそれぞれの計量に関する空間２７の容積は、パイロット燃料増圧器１５が空間２７の容積を減少させるように方向を逆転するときの増圧器の位置によって決まる。したがって、パイロット燃料噴射は、実質的にパイロット燃料増圧器１５の方向が逆転する直後に（すなわち、ソレノイド３が非動作状態になるときに）始まるので、計量ステップは、パイロット燃料噴射が起きる直前に実施しなければならない。
【００３１】
第２のパイロット燃料計量方法では、パイロット燃料増圧器１５は、それがチャンバ２５の端部に達してそれ以上動くことができなくなるまで移動する（すなわち、第２の方法では、第１の方法におけるように、パイロット燃料増圧器１５が、チャンバ２５の端部に達する前にその方向を逆転するようにその増圧器の動きを制御することによって、噴射ごとに計量するパイロット燃料の量を制御する選択の余地はない）。第２の方法によれば、計量装置を使用してパイロット燃料の実質的に一定量を計量する。この第２の方法では、パイロット燃料噴射の事象にかなり先行して計量の段階（空間２７が拡大していくとき）を実施することになろう。
【００３２】
上述の２つのパイロット燃料計量方法のいずれにおいても、計測されたパイロット燃料の噴射は、ソレノイド３が非動作状態になり、かつばね１４の作用を受けてパイロット燃料制御バルブ１３が閉じると開始される。次いでパイロット燃料増圧器１５上方の圧力が高まり、それによってパイロット燃料増圧器１５が動いてチャンバ２５の容積が拡大することになる。したがってパイロット燃料増圧器１５下方の増圧されたパイロット燃料圧が高まり、流体通路２６を介して伝達される（図４を参照）。パイロット燃料ニードルバルブ１６内部のパイロット燃料圧が、ニードルバルブばね１８によって加えられた閉じる力より大きい開ける力を与えるほど十分に高いとき、パイロット燃料ニードルバルブ１６が開く。次いで、計量されたパイロット燃料が、気体燃料ニードルバルブ１７の先端部の放出口５を介してエンジン燃焼室（図示せず）内へ噴射される。内部のパイロット燃料ニードルバルブ１６の上方への移動は、ニードルバルブばね１８の圧縮を制限する機械式のニードルバルブ止め２１によって制限される。
【００３３】
パイロット燃料増圧器１５がその移動限界に達し、かつパイロット燃料の計量された所用量がパイロット燃料ニードルバルブ１６へ送出されるとき、放出口５を介してパイロット燃料が燃焼室内へ噴射されるので、空間２７内部の圧力がいくらか解放される。パイロット燃料ニードルバルブ１６内部のパイロット燃料圧は最終的に、パイロット燃料ニードルバルブ１６を開位置に維持できなくなるほど低い圧力まで下がる。次いでパイロット燃料ニードルバルブ１６が閉位置に戻り、パイロット燃料の噴射が終了する。
【００３４】
実施形態１（ａ）では、吸入口６を介して供給される高圧パイロット燃料源が、流体シール空腔２４に流体接続されているが、それによって気体燃料が、流体シール空腔２４を通過して気体燃料空腔２２から漏出するのを防止する。また、吸入口６からパイロット燃料ニードルバルブ１６へ供給される最小パイロット燃料圧は、燃焼室内部の燃焼ガスが放出口５を介して複式燃料噴射器１に進入するのを阻止するほどに十分に高い。
【００３５】
気体燃料の噴射は、気体燃料制御ソレノイド２が作動状態になるときに生じる。ソレノイド２が作動状態になると、気体燃料制御バルブ１１が持ち上がって開き、作動油チャンバ２０を排出口１０と流体接続する。作動油チャンバ２０内の作動油は、吸入口８を作動油チャンバ２０に接続する流体通路内に設けたオリフィス８ａを介して、それを補給するより速く排出口１０を介して流出する。したがって、作動油チャンバ２０内の圧力が減少して、気体燃料空腔２２内の気体燃料の高い圧力が、気体燃料ニードルバルブ１７をその開位置に押し上げ、それによって放出口４を介してエンジン燃焼室内へ気体燃料空腔２２内部の気体燃料を噴射することができる。ソレノイド２が非動作状態になり、かつ気体燃料制御バルブばね１２が気体燃料制御バルブ１１を閉じ、気体燃料ニードルバルブ１７を閉位置に移動させて放出口４を閉じるとき、気体燃料の噴射が停止する。
【００３６】
１（ｂ）　高圧作動油を使用して気体燃料ニードルバルブを開く２連ソレノイド複式燃料噴射器
図６、図７および図８は、図１および図２において外観を示した２連ソレノイド複式燃料噴射器の第２実施形態の、断面線Ｃ−Ｃ、Ａ−ＡおよびＢ−Ｂに沿って取った詳細断面図、側面断面図および正面断面図をそれぞれ示す。複式燃料噴射器１の実施形態１（ｂ）は、高圧作動油を使用して気体燃料ニードルバルブ１７を開く。実施形態１（ｂ）は、図３、図４および図５に示した実施形態１（ａ）と同じ構成要素の多くを有し、同じ構成要素を同じ参照符号によって識別する。しかし、実施形態１（ｂ）では、気体燃料ニードルバルブ１７のための駆動装置が、実施形態１（ａ）の駆動装置とは異なる。図７を参照すると、高圧作動油は、流体吸入口８を介して複式燃料噴射器１に進入する。気体燃料制御バルブ１１は、排出口１０を介して作動油の流量を制御することによって流体通路２９内部の作動油圧を制御する二方バルブである。気体燃料ニードルバルブ１７は、コイルばね２８によって閉位置に保持されている。コイルばね２８は実施形態１（ａ）にはない。
【００３７】
実施形態１（ｂ）の複式燃料噴射器１は、気体燃料の噴射方法を除けば、上の実施形態１（ａ）と本質的に同じように動作する。実施形態１（ｂ）では、ソレノイド２を作動すると、二方気体燃料制御バルブ１１がその閉位置に移動し、それによって排出口１０への流体接続を遮断し、空腔２９ｂ内の圧力を増大させる。空腔２９ｂ内の作動油圧と気体燃料空腔２２内の気体燃料圧を合わせた力が、気体燃料ニードルバルブ１７に対して作用して、コイルばね２８の閉じる力に打ち勝つのに十分であるとき、気体燃料ニードルバルブ１７が開く。次いで、気体燃料空腔２２内部の気体燃料が、複式燃料噴射器１の先端部に設けた放出口４を介して燃焼室内へ噴射される。コイルばね２８の内側の気体燃料ニードルバルブ止めが、気体燃料ニードルバルブ１７の移動を制限してコイルばね２８に掛かる応力を制限する。気体燃料の噴射は、ソレノイド２が非動作状態になるときに停止する。次いで、気体燃料ニードルバルブ１７が閉位置に移動し、放出口４を閉じて気体燃料の噴射が終了する。
【００３８】
実施形態１（ｂ）に示した噴射器のその他の特徴はすべて、実施形態１（ａ）に示した特徴と実質的に同じのままである。
１（ｃ）　作動油以外のパイロット燃料を使用する２連ソレノイド複式燃料噴射器
図９、図１０および図１１は、図１および図２において外観を示した２連ソレノイド複式燃料噴射器の第３実施形態の、断面線Ｃ−Ｃ、Ａ−ＡおよびＢ−Ｂに沿って取った、詳細断面図、側面断面図および正面断面図をそれぞれ示す。実施形態１（ｃ）は、チェックバルブ３０を介して空間２７に流体接続されている新たなパイロット燃料吸入口１９ｂを除けば、実施形態１（ａ）と同じである。パイロット燃料は、吸入口７に供給される作動油の圧力と同じ圧力で、吸入口１９ｂに供給される。
【００３９】
実施形態１（ｃ）の動作は、流体シール空腔２４に導入される作動油とは異なるパイロット燃料の使用を可能にする吸入口１９ｂを除いて、実施形態１（ａ）の動作と同じである。ソレノイド３が作動されるとき、実施形態１（ａ）でソレノイド３が作動されるときにチャンバ２５の圧力が下がるように、その圧力が低下する。空間２７内のパイロット燃料圧がパイロット燃料増圧器１５を移動させて、チャンバ２５の容積を減少させ、かつ吸入口１９ｂから供給されたパイロット燃料で満たす空間２７の容積を増加させる。実施形態１（ａ）の説明で述べたように、２つの異なる一連のパイロット燃料の計量操作の一方を選択することができる。気体燃料の噴射は、実施形態１（ａ）に説明した噴射と同一である。その具体的な組合せを図で例示しないが、実施形態１（ｃ）のパイロット燃料噴射装置はまた、実施形態１（ｂ）の気体燃料噴射装置と組合せて使用することもできよう。
【００４０】
高圧作動油を使用して気体燃料ニードルバルブを閉じる単一ソレノイド複式燃料噴射器（実施形態２（ａ）および２（ｂ））
図１２および図１３は、単一ソレノイド作動式バルブを使用して複式燃料噴射器３１を制御する、噴射器の一実施形態の正面および側面図をそれぞれ示す。複式燃料噴射器３１が単一ソレノイド３２を装備する。パイロット燃料放出口３４と気体燃料放出口３３が、エンジン燃焼室内へ挿入される噴射器先端部の近傍に位置される。二つの異なる内部実施形態を図１４から図１９に例示しかつ以下に説明するが（すなわち、第１実施形態２（ａ）は、作動油圧を用いて気体燃料ニードルバルブを閉じ、そして第２実施形態２（ｂ）は、作動油圧を用いて気体燃料ニードルバルブを開く）、再び簡略に、複式燃料噴射器３１の外側を一度だけ例示する。
【００４１】
複式燃料噴射器３１の好ましい実施形態では、エンジン駆動式ポンプ（すなわち、共通レールシステム）によって作動油を一定水準まで加圧する。加圧作動油は、複式燃料噴射器３１の吸入口３６および３９に供給されるか、あるいは代替的に、複式燃料噴射器３１内部の異なる作動油チャンバに作動油を送り出すための内部流体通路を使用するそれより少ない数の吸入口に供給される。パイロット燃料が吸入口３５に供給されるが、ここで説明したその他の実施形態と同様に、そのパイロット燃料は、作動油と同じで、かつ同じ共通レールシステムから供給することが好ましい。
【００４２】
図１４、図１５および図１６は、図１２および図１３において外観を示した単一ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態２（ａ）の、断面線Ｃ−Ｃ、Ａ−ＡおよびＢ−Ｂに沿って取った詳細断面図、側面断面図および正面断面図をそれぞれ示す。実施形態２（ａ）は、実施形態１（ａ）によって使用されたと同様の、パイロット燃料の噴射を制御する構成を使用する。すなわち、パイロット燃料の計量および増圧を制御するために、ソレノイド３２を作動状態にしてプランジャ４２ａ上方の作動油圧を制御する。パイロット燃料制御バルブ４０は、二方バルブである。噴射の間は、空間５５が排出口３７に流体接続し、空間５５内部の圧力がパイロット燃料計量チャンバ５４内の圧力よりかなり小さくなるように、パイロット燃料制御バルブ４０は開位置にある。したがって、噴射の間は、一定量のパイロット燃料が、パイロット燃料計量チャンバ５４内へ引き込まれている位置に増圧器４２を保持する。実施形態２（ａ）では、プランジャ４２ａはまた、チャンバ５１に流出入する作動油の流量を制御するスプールバルブの役割もする。噴射の間は、チャンバ５１が吸入口３９に流体接続し、かつ気体燃料ニードルバルブ４７に対して作用する閉じる力を与える高圧作動油がチャンバ５１を満たすように、プランジャ４２ａの凹み部分が吸入口３９と位置合せされる。
【００４３】
パイロット燃料制御バルブ４０が閉じているとき、空間５５が排出口３７と切り離され、作動油が吸入口３６およびオリフィス３６ａを介して空間５５内に流入して、プランジャ４２ａを含む増圧器４２を移動させて空間５５の容積を増大させ、かつパイロット燃料計量チャンバ５４の容積を減少させる。パイロット燃料計量チャンバ５４内部のパイロット燃料の圧力は、パイロット燃料計量チャンバの容積が減少すると増圧される。パイロット燃料ニードルバルブ４６が、パイロット燃料計量チャンバ５４内の増圧されたパイロット燃料と流体連通しており、実施形態１（ａ）のパイロット燃料ニードルバルブ１６の動作と同様に、その高められたパイロット燃料圧が、パイロット燃料ニードルバルブ４６を開かせる。
【００４４】
プランジャ４２ａがスプールバルブの役割もするとき、作動油圧をチャンバ５１から解放し、それによって気体燃料ニードルバルブ４７を駆動するために、プランジャ４２ａの凹み部分が排出口３８と位置合せできるように、実施形態２（ａ）と同様に、増圧器４２はその全行程を移動する。気体燃料の噴射は、パイロット燃料の噴射の開始後に始まることが好ましい。気体燃料の噴射タイミングは、排出口３８の位置および／またはチャンバ５１内部の圧力降下速度を制御する排出口３８に流体接続する排出ラインに位置するオリフィスの大きさによって決定することができる。パイロット燃料制御バルブ４０が再び開き、かつプランジャ４２ａが移動してチャンバ５１を吸入口３９と再び接続し、またそれによって、排出口３８を閉じ、かつパイロット燃料の計量チャンバ５４を再び充填するとき、気体燃料の噴射が終了する。
【００４５】
プランジャ４２ａをスプールバルブとして利用しない１つの代替実施形態では、第２制御バルブを使用して気体燃料の噴射を制御することが可能であり、増圧器４２が噴射ごとにその全行程を移動する必要がない。したがって、この代替構成では、増圧器４２がその全行程を移動する前に、その増圧器とプランジャ４２ａの方向を逆転することによって、噴射ごとに計量されるパイロット燃料の量を調整することができる。
【００４６】
パイロット燃料制御バルブ４０が開くときに、増圧器４２の動きが逆転する。次いで、空間５５内部の作動油は、吸入口３６およびオリフィス３６ａを介して、補給することができるより速く排出口３７を介して流出する。したがって、パイロット燃料の計量チャンバ５４が次の噴射に備えてパイロット燃料の計測量を再び収容するまで、増圧器４２が移動して、そのチャンバを拡大するように空間５５内部の圧力が減少する。
【００４７】
パイロット燃料吸入口３５、チェックバルブ４４、流体通路４５、流体シール４８、パイロット燃料ニードル止め４９およびニードルバルブばね５０は、実施形態１（ａ）の対応する要素、すなわち吸入口６、チェックバルブ３０、流体通路１９、流体シール２４、パイロット燃料ニードル止め２１およびニードルバルブばね１８（図３から５を参照）と同様に機能する。加圧気体燃料は、吸入口５３を介して空腔５２に供給される。
【００４８】
図１７、図１８および図１９に示す実施形態２（ｂ）は、気体燃料ニードルバルブ４７を駆動する装置が、実施形態２（ｂ）では、ばね５６を含むことを除けば、図１４から図１６に示した実施形態２（ａ）の基本的な構成要素と同じ基本的な構成要素を保持する。ばね５６は、図９、図１０および図１１に例示した２連ソレノイドの実施形態１（ｂ）に関して上で説明したコイルばね２８と動作が同じである。気体燃料ニードルバルブ４７が、コイルばね５６によって閉位置に維持される。チャンバ５７内部の作動油圧によって、開く力がニードルバルブ本体に加えられ、かつ空腔５２内部の気体燃料圧が、ばね５６が及ぼす閉じる力に打ち勝つのに十分であるとき、気体燃料ニードルバルブ４７が開く。図１８を参照すると、実施形態２（ｂ）では、吸入口３９および排出口３８の位置が、実施形態２（ａ）に比べると逆になっている。チャンバ５７が、排出口３８に流体接続しているとき、気体燃料ニードルバルブ４７が閉じ、増圧器４２が移動して、パイロット燃料ニードルバルブ４６内部のパイロット燃料を圧縮し、それによってパイロット燃料が噴射されるとき、吸入口３９がチャンバ５７に流体接続し、それによって気体燃料ニードルバルブ４７が開かれるように、プランジャ４２ａが同時に移動する。実施形態１（ｂ）および２（ｂ）の利点は、作動油圧が失われると、作動油システム内部の圧力が回復するまで、気体燃料バルブが閉位置に保持されることである。
【００４９】
図１２から図１９に開示しかつ説明した単一ソレノイドシステムの１つの利点は、ただ１つのソレノイド（ソレノイド３２）だけを使用していることである。その他の利点には、（１）パイロット燃料の量が一定であること、および（２）主気体燃料のニードルバルブの駆動が、パイロット燃料の噴射に対して一定の時点で起きることなどである。
【００５０】
以上の開示に照らして当業者には明らかになるように、本発明の趣旨または範囲から逸脱しないで、この発明の実施において数多くの変更および変形が可能である。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定義する実質に従って解釈されるべきである。
【００５１】
図面は、本発明の具体的な好ましい実施形態を例示するが、いかなる場合も本発明の趣旨または範囲を限定すると考えられるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
２連ソレノイド複式燃料噴射器の正面図である。
【図２】
２連ソレノイド複式燃料噴射器の側面図である。
【図３】
図１において外側に示した断面線Ｃ−Ｃに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の詳細断面図である。
【図４】
図２において外側に示した断面線Ａ−Ａに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の側面断面図である。
【図５】
図１において外側に示した断面線Ｂ−Ｂに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の正面断面図である。
【図６】
図１において外側に示した断面線Ｃ−Ｃに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第２実施形態の詳細断面図である。
【図７】
図２において外側に示した断面線Ａ−Ａに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第２実施形態の側面断面図である。
【図８】
図１において外側に示した断面線Ｂ−Ｂに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第２実施形態の正面断面図である。
【図９】
図１において外側に示した断面線Ｃ−Ｃに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第３実施形態の詳細断面図である。
【図１０】
図２において外側に示した断面線Ａ−Ａに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第３実施形態の側面断面図である。
【図１１】
図１において外側に示した断面線Ｂ−Ｂに沿って取った、２連ソレノイド複式燃料噴射器の第３実施形態の正面断面図である。
【図１２】
単一ソレノイド複式燃料噴射器の正面図である。
【図１３】
単一ソレノイド複式燃料噴射器の側面図である。
【図１４】
図１２において外側に示した断面線Ｃ−Ｃに沿って取った、単一ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の詳細断面図である。
【図１５】
図１３において外側に示した断面線Ａ−Ａに沿って取った、単一ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の側面断面図である。
【図１６】
図１２において外側に示した断面線Ｂ−Ｂに沿って取った、単一ソレノイド複式燃料噴射器の第１実施形態の正面断面図である。
【図１７】
図１２において外側に示した断面線Ｃ−Ｃに沿って取った、単一ソレノイド複式燃料噴射器の第４実施形態の詳細断面図である。
【図１８】
図１３において外側に示した断面線Ａ−Ａに沿って取った、単一ソレノイド複式燃料噴射器の第４実施形態の側面断面図である。
【図１９】
図１２において外側に示した断面線Ｂ−Ｂに沿って取った、単一ソレノイド複式燃料噴射器の第４実施形態の正面断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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