(57)【要約】本発明は、燃料噴射弁（１５）と制御弁（５０）とを備えた燃料噴射システムに関し、前記制御弁（５０）は、制御弁孔（５２）内を縦方向に摺動可能な制御弁部材（５４）を有している。該制御弁部材（５４）には制御弁封止面（５５）が形成されており、該制御弁封止面は制御弁座（５６）と協働し、こうして第１圧力スペース（５７）から第２圧力スペース（５８）への連通路を制御し、しかも前記の第１圧力スペース（５７）は高圧蓄圧室（１０）に接続されている。弁基体（２５）内には孔（３０）が形成されており、該孔内では、プランジャピストン形の弁ニードル（３２）が、圧力室（３１）内の圧力を受圧して縦方向運動を行うことによって、その燃焼室寄り端部でもって少なくとも１つの噴射オリフィス（３８）を制御し、その場合前記圧力室（３１）は、給送通路（２８）を介して前記の第２圧力スペース（５８）に接続されている。前記の第１圧力スペース（５７）は絞り（７２）を介して、通常は閉鎖された緩衝室（７０）に接続されており、これによって、制御弁（５０）の閉鎖時に発生する圧力振動が迅速に減衰される。
2004515690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料高圧源から供給される燃料噴射弁（１５）と制御弁（５０）とを備えた内燃機関用の燃料噴射システムであって、前記燃料噴射弁（１５）が、該燃料噴射弁内に形成された圧力室（３１）の圧力によって調整移動されて、これによって前記圧力室（３１）と連通可能な少なくとも１つの噴射オリフィス（３８）を制御する弁部材（３２）を有し、かつ前記制御弁（５０）が、第１切換え位置では、前記燃料高圧源と常時接続された第１圧力スペース（５７）を、前記圧力室（３１）に通じる給送通路（２８）から遮断し、かつ第２切換え位置では、前記燃料高圧源と前記圧力室（３１）との間の連通路を開放する制御弁部材（５４）を有している形式のものにおいて、燃料高圧源と第１圧力スペース（５７）との間で、絞り（７２）を有する管路（７１）が、通常は閉鎖された緩衝室（７０）に通じていることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射システム。
【請求項２】
緩衝室（７０）が燃料噴射弁の内部に配置されている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
管路（７１）が第１圧力スペース（５７）から緩衝室（７０）へ通じている、請求項２記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
燃料噴射弁が制御弁基体（１７）、弁保持体（２２）及び弁基体（２５）を有し、しかも前記の制御弁基体（１７）と弁基体（２５）が、前記弁保持体（２２）の対置する両端面に配置されており、制御弁（５０）が前記制御弁基体（１７）内に、かつ弁部材（３２）が前記弁基体（２５））内に配置されている、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
緩衝室（７０）が制御弁基体（１７）内に構成されている、請求項４記載の燃料噴射システム。
【請求項６】
緩衝室（７０）に通じる管路（７１）内に、該管路（７１）の開放を制御する閉鎖弁（９２）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射システム。
【請求項７】
閉鎖弁（９２）が、給送通路（２８）内の液圧によって制御される、請求項６記載の燃料噴射システム。
【請求項８】
給送通路（２８）内の所定の開放圧時に閉鎖弁（９２）が、第１圧力スペース（５７）から緩衝室（７０）への連通路を開放し、かつ前記開放圧を下回る場合には閉鎖する、請求項６記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
閉鎖弁（９２）が、制御可能な電気的なアクチュエータ（１０２）によって作動される、請求項６記載の燃料噴射システム。
【請求項１０】
燃料高圧源が、コモンレールと呼ばれる高圧蓄圧室（１０）である、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野：
本発明は、特許請求の範囲の請求項１に発明の上位概念として規定したように、燃料高圧源から供給される燃料噴射弁と制御弁とを備え、前記燃料噴射弁が、該燃料噴射弁内に形成された圧力室の圧力によって調整移動されて、これによって前記圧力室と連通可能な少なくとも１つの噴射オリフィスを制御する弁部材を有し、かつ前記制御弁が、第１切換え位置では、前記燃料高圧源と常時接続された第１圧力スペースを、前記圧力室に通じる給送通路から遮断し、かつ第２切換え位置では、前記燃料高圧源と前記圧力室との間の連通路を開放する制御弁部材を有している形式の、内燃機関用の燃料噴射システムに関する。
【０００２】
背景技術：
前記形式の燃料噴射システムは例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７０１８７９号明細書に基づいて公知であり、かつ高圧ポンプによって燃料を高圧蓄圧室へ圧送する燃料タンクを有している。前記高圧蓄圧室内では、制御装置によって、設定された燃料高圧が維持される。高圧蓄圧室からは、内燃機関の燃焼室の個数に相応して高圧供給導管が各燃料噴射弁に通じており、しかも該燃料噴射弁は制御弁によって高圧導管に接続可能である。制御弁と燃料噴射弁はこの場合往々にしてスペース上の理由から１つのケーシング内に配置される。燃料噴射弁はこの場合１本の弁ニードルを有し、該弁ニードルは、１つの孔内で案内されており、かつ燃焼室寄りの領域で圧力室によって包囲されている。弁ニードルには、圧力室内の燃料によって負荷される受圧面が形成されているので、弁ニードルは、圧力室内で特定の開弁圧に達すると、閉弁力に抗して縦方向運動を行い、こうして少なくとも１つの噴射オリフィスを解放し、該噴射オリフィスを通って燃料は圧力室から内燃機関の燃焼室内へ達する。燃料噴射システムの制御弁は、３ポート２位置切換え弁として構成されており、該３ポート２位置切換え弁は第１切換え位置において高圧蓄圧室を燃料噴射弁の圧力室と連通し、かつ第２切換え位置において、高圧蓄圧室への連通を遮断して圧力室を、弁体内に形成された漏れオイル室と連通し、該漏れオイル室は導管を介して燃料タンクに接続されているので、漏れオイル室内には常時、低い燃料圧が支配している。制御弁が閉鎖位置から開放位置へ切換わると圧力波が発生して、供給通路を通って圧力室内へ伝搬し、其処で増圧が生じる。すなわち燃料噴射が、高圧蓄圧室内の圧力よりも著しく高い圧力で行われる。これによって、高圧蓄圧室内の高圧及び、燃料高圧を導く燃料噴射システム部分内の高圧が中庸の高さであっても、高い噴射圧が得られる。供給導管内の燃料は噴射中、開いた制御弁を通って運動するので、制御弁の閉鎖時に燃料は急激に停止させられるので、燃料の運動エネルギーは圧縮作業に変換させられる。これによって、第１噴射に直接続く第２噴射時に、噴射量の正確な配量及び正確な計量を困難にする圧力振動が発生する。それというのは制御弁の状態が、圧力振動に基づいて正確には既知のものとはならないからである。
【０００３】
発明の開示：
そこで本発明の課題は、噴射量の正確な配量及び正確に断絶可能なメイン噴射、パイロット噴射及びポスト噴射を可能にするように燃料噴射システムを構成することである。
【０００４】
請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する本発明の燃料噴射システムは、従来技術に対比して次の利点を有している。すなわち制御弁の閉鎖時に、要するに高圧蓄圧室への連通路の遮断時に発生する圧力振動が、第１圧力スペースもしくは高圧給送導管を緩衝室と接続することによって、絞りを介して減衰され、従って圧力振動が迅速に消滅することである。従って制御弁は、閉鎖後に著しく迅速に再び定常状態に復帰するので、先行噴射時点に対して狭い時間間隔で第２の噴射を実施でき、しかも第２噴射の噴射量を極めて正確にコントロールすることが可能になる。制御弁は、制御弁基体内に設けた３ポート２位置切換え弁であり、かつ制御孔に沿って縦方向摺動可能に案内された制御弁部材を有している。制御孔の半径方向拡径によって制御孔内には２つの圧力スペースが形成されており、しかも第１圧力スペースは高圧蓄圧室に接続されており、また第２圧力スペースは、燃料噴射弁内に形成された圧力室に接続されている。制御弁部材の閉鎖位置、つまり第１の切換え位置では第１圧力スペースから第２圧力スペースへの連通路は遮断され、かつ第２圧力スペース、ひいては前記圧力室は漏れオイル室に連通され、従って無圧である。制御弁部材の開放位置では、第１圧力スペースから第２圧力スペースへの連通路は開かれ、かつ第２圧力スペースと漏れオイル室との連通路は遮断されるので、高圧蓄圧室は圧力室と連通されている。
【０００５】
第１圧力スペースは絞りを介して緩衝室に接続されているので、制御弁の開閉時に第１圧力スペース内及び高圧給送導管内において発生するような圧力振動は減衰される。前記絞りを適当に構成することによって、緩衝特性は、圧力スペース内の圧力波振動がすでに数振動周期後に完全に消滅するように設定される。
【０００６】
本発明の燃料噴射システムの第１の有利な実施形態では緩衝室は、弁保持体の縦軸線に対して平行に該弁保持体内に延びる孔として構成されている。これによって緩衝室は、すでに公知の燃料噴射弁において、改造なしに実現され、かつ燃料噴射弁の外径を改変する必要もない。
【０００７】
別の有利な実施形態では弁保持体は、制御弁基体に対して、中間円板を介在させて軸方向で緊締されている。緩衝室を形成する孔は、部分的に制御弁基体内で延び、前記中間円板を通過し、孔の大部分は弁保持体内で延びている。緩衝室の絞りは中間円板内に形成されているので、中間円板を、別の絞りを有する中間円板と交換することによって、燃料噴射弁に構造上の改変を行う必要無しに、その都度の要求に燃料噴射弁を適合させることが可能である。
【０００８】
本発明の燃料噴射システムの更なる有利な実施形態では緩衝室は、２つの互いに平行な孔区分から成り、両孔区分は共に弁保持体内で延びている。緩衝室の両孔区分は１本の横方向連通路によって互いに接続されているので、絞り孔の容積が等しくても、より短い弁保持体が実現される。
【０００９】
更なる有利な実施形態では緩衝室の両孔区分は、弁保持体と弁基体との間に配置された中間円板内に穿設された１本の横方向連通路によって接続されている。この構成によって、弁保持体内部に両孔区分の横方向連通路を設ける必要が無くなる。このような横方向連通路は、例えばフィンガーフライスカッターを用いて、比較的製作費をかけてしか製作することができない。中間円板内に横方向連通路を形成すれば、緩衝室の両孔区分を、弁保持体の一方の端面を起点として形成することが可能になる。
【００１０】
本発明の燃料噴射システムの有利な実施形態では、緩衝室と第１圧力スペースとの間に閉鎖弁が配置されており、該閉鎖弁は、圧力波の減衰が所望される場合に限り、第１圧力スペースから緩衝室への連通路を開放する。最大限に可能な最高圧力で燃料噴射するために制御弁の開弁時に行われる昇圧は、第１圧力スペースと緩衝室とを常時連通させることによって、幾分低下させられることになる。従って閉鎖弁は、制御弁の開弁期中には、第１圧力スペースと緩衝室との連通を遮断する訳である。燃料噴射終了後に前記閉鎖弁は開放されるので、第１圧力スペース内の圧力波は、これまでのように迅速に減衰される。従って該閉鎖弁によって、最適の噴射圧が得られると同時に、圧力振動波の減衰も得られ、ひいては噴射燃料の正確な配量が可能になる。
【００１１】
更なる有利な実施形態では前記閉鎖弁は、第２圧力スペース内の圧力によって制御される。制御弁の開弁時に第２圧力スペース内には、第１圧力スペース内の圧力と少なくともほぼ同等の圧力が支配し、かつ前記閉鎖弁はこの圧力によって閉鎖される。制御弁が、第１圧力スペースから第２圧力スペースへの連通路を閉鎖すると、第２圧力スペース内の圧力は低下し、これによって閉鎖弁は、第１圧力スペースから緩衝室への連通路を開放する。この開放に引き続いて、すでに説明した方式で圧力振動波の減衰が行われる。第２圧力スペース内の圧力による制御は、閉鎖弁の付加的な電子的な作動制御を無用にする。
【００１２】
本発明の燃料噴射システムの有利な実施形態では制御弁基体が硬質鋼から製作されているのに対して、緩衝室を内部に形成した弁保持体は比較的軟質の鋼から製作されている。強い負荷に曝されている封止面を有する制御弁は、制御弁基体内に配置されている。該制御弁基体を硬質鋼によって形成したことによって、制御弁の弁座域の摩耗が低下される。これに対して弁保持体を形成するためには軟質鋼が有利である。それというのは該弁保持体では弁座面又は封止面は全く設けられていず、従って強い機械的な負荷が生じることも無いからである。減衰室を形成する中空室は、軟質鋼内に低廉かつ迅速に形成することができる。
【００１３】
本発明の燃料噴射システムの更なる利点及び有利な実施形態は、図面の詳細な説明及び請求の範囲の記載に基づいて明らかである。
【００１４】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１５】
図１に縦断面図で示した本発明の燃料噴射弁は、略示した燃料高圧供給部と同じく略示したにすぎない漏れオイルシステムと相俟って、１つの燃料噴射システムを形成している。燃料タンク１から燃料は、燃料導管３を介して高圧ポンプ５に給送され、該高圧ポンプは燃料を高圧下で高圧供給導管７を介して高圧蓄圧室１０に圧送する。該高圧蓄圧室１０内では、図示を省いた調圧装置によって、設定された燃料高圧が維持される。高圧蓄圧室１０を起点として、各燃料噴射弁１５に接続された高圧給送導管１２が複数本分岐している。但し図面では、１つの燃料噴射弁が例示されているにすぎない。燃料噴射弁１５は、複数部分から構成されており、かつ、制御弁５０を内部に配置した制御弁基体１７を有している。該制御弁基体１７に対しては弁保持体２２が、中間円板１９を介在させて緊締ナット２０によって軸方向で緊締されている。弁保持体２２の他端、つまり燃焼室寄り端部では、弁保持体２２は弁中間円板２４を介在して弁基体２５に当接しており、該弁基体２５は緊締ナット２７によって弁保持体２２に対して緊締されている。弁基体２５内には孔３０が形成されており、該孔の燃焼室寄り端部では、実質的に円錐形の弁座３６が形成されており、該弁座内には少なくとも１つの噴射オリフィス３８が配置されている。前記孔３０内には、プランジャピストン形の弁ニードル３２が配置されており、該弁ニードルは、前記孔３０の、燃焼室から離反した方の孔区分内で液密に案内されており、かつ燃焼室の方にテーパを成して受圧面３３を形成している。弁ニードル３２は、その燃焼室寄り端部で、実質的に円錐形の弁封止面３４へ移行し、該弁封止面は、弁座３６と協働し、こうして閉弁位置において、要するに弁座３６との当接時に、噴射オリフィス３８を閉塞する。前記受圧面３３の高さレベルで、孔３０の半径方向拡径によって、圧力室３１が形成されており、該圧力室は、弁ニードル３２を包囲する円環通路として弁座３６まで継続している。前記圧力室３１は、弁基体２５、弁中間円板２４、弁保持体２２、中間円板１９及び制御弁基体１７内に延在する給送通路２８を介して、高圧蓄圧室１０と連通可能であり、従って高圧燃料を充填可能である。
【００１６】
弁中間円板２４内には中心ポート８３が形成されており、該中心ポートは孔３０を、弁保持体２２内に形成されたばね室４０と連通している。ばね室４０はこの場合、孔として形成されており、かつ前記孔３０に対して共軸に配置されている。中心ポート８３は、弁ニードル３２を案内する孔３０よりも小さな直径を有しているので、弁中間円板２４への弁基体２５の移行部位にストッパ肩３５が形成されている。燃料噴射弁の閉弁位置における弁ニードル３２の燃焼室から離反した方の端面と、弁中間円板２４のストッパ肩３５との軸方向距離が、弁ニードル３２の開弁ストロークを規定する。
【００１７】
弁ニードル３２は、燃焼室から離反した方の端部で、加圧ピン３７へ移行しており、該加圧ピンは弁ニードル３２に対して共軸に配置されており、かつ弁中間円板２４の中心ポート８３内に配置されている。加圧ピン３７は、ばね室４０内に配置されたばね受け皿４２へ移行しており、該ばね受け皿と、ばね室４０の燃焼室から離反した方の端部との間には、圧縮コイルばねとして形成された閉鎖ばね４４が圧縮予荷重をかけて配置されている。閉鎖ばね４４の圧縮予荷重はこの場合、閉鎖ばね４４と、ばね室４０の燃焼室から離反した方の端部との間に配置された補償ワッシャ４５の厚さを介して確定される。閉鎖ばね４４のばね力によって、ばね受け皿４２と加圧ピン３７とを介して、弁ニードル３２は弁封止面３４でもって弁座３６に圧着され、これによって噴射オリフィス３８は閉鎖される。ばね室４０は漏れオイル導管６９を介して燃料タンク１に接続されているので、ばね室４０内へ侵入する燃料は燃料タンク１へ導出され、従ってばね室４０内には常時、低い燃料圧が支配する。ばね室４０はその燃焼室から離反した方の端部において、孔３０及びばね室４０に対して共軸に配置された貫通孔４６へ移行しており、該貫通孔は、中間円板１９内に形成された抑制制御室７６にまで達している。
【００１８】
図２の縦断面図では制御弁５０が拡大図で示されている。制御弁孔５２は、封止区分１５２と、これに対比して減径された案内区分２５２とに区分されている。制御弁孔５２はその場合、燃焼室から離反した方の端部で、制御弁基体１７内に形成された漏れオイル室６６に開口し、かつ制御弁孔の他端部は抑制制御室７６に開口し、該抑制制御室は貫通孔４６を介してばね室４０に接続されている。制御弁孔５２の半径方向拡径によって第１圧力スペース５７が形成されており、該第１圧力スペースは、制御弁基体１７内に形成された給送通路１３を介して高圧給送導管１２に、ひいては高圧蓄圧室１０に接続されている。第１圧力スペース５７を起点として、弁保持体２２寄りで制御弁孔５２の別の半径方向拡径によって、第２圧力スペース５８が形成されている。第２圧力スペース５８内には、該第２圧力スペース５８を圧力室３１と連通する給送通路２８が開口している。第２圧力スペース５８への第１圧力スペース５７の移行部位で制御弁孔５２の壁には、実質的に円錐形の制御弁座５６が形成されている。制御弁孔５２内には、制御弁部材５４が縦方向シフト可能に配置されており、該制御弁部材は、制御弁孔５２の封止区分１５２において封隙案内されている。制御弁部材５４の封隙案内区分から制御弁部材５４は、弁保持体２２の方に向かってテーパを成して、１つの制御弁封止面５５を形成しており、該制御弁封止面は実質的に円錐形に形成されており、かつ制御弁座５６と協働する。制御弁部材５４は、第２圧力スペース５８を通って、中間円板１９内に形成された抑制制御室７６内にまで延在し、該抑制制御室において制御弁部材５４は、円筒形に形成された制御区分６２へ移行しており、該制御区分は、制御弁孔５２の案内区分２５２の直径よりも僅かに小さい直径を有している。制御区分６２と第２圧力スペース５８との間で制御弁部材５４は、制御弁孔５２の案内区分２５２内で案内され、しかも前記制御弁部材５４にはレセス６０が形成されているので、燃料は、制御弁部材５４の被案内区分に沿って流過することができる。制御区分６２の、制御弁基体１７寄りのリング端面７８は、制御弁部材５４の閉鎖位置において、つまり制御弁封止面５５が制御弁座５６に当接する場合に、制御弁孔５２の始端から、抑制制御ストロークｈａに等しい軸方向距離を有している。
【００１９】
制御弁部材５４は、弁保持体２２から離反した方の端部で磁極子６７に移行し、該磁極子は漏れオイル室６６内に配置されており、しかも該漏れオイル室６６は漏れオイル導管７３を介して燃料タンク１に接続されている。磁極子６７は制御弁部材５４の閉鎖位置において、やはり漏れオイル室６６内に配置された電磁石６５から軸方向距離ｈｇを有している。電磁石６５は弁ばね６８を包囲しており、該弁ばねは、図示を省いた定置ストッパと磁極子６７との間で予荷重をかけて配置されており、かつ閉鎖位置で制御弁部材５４を負荷する。電磁石６５は漏れオイル室６６内で定置に配置されており、かつ適当な給電によって磁極子６７に対して引き付け力を及ぼし、該磁極子はこれによって、電磁石６５に当接するまで制御弁部材５４の開放方向に引張られる。制御弁部材５４のこの開放ストローク運動は、弁ばね６８の閉鎖力に抗して行われるので、制御弁部材５４は、電磁石６５の給電中止により、弁ばね６８によって再び閉鎖位置へ押圧される。
【００２０】
第１圧力スペース５７内には、給送通路１３以外に、連通路７１として構成された１本の管路も開口している。該連通路７１は、制御弁部材５４の縦軸線に対して傾斜して延びて中間円板１９に達している。該中間円板１９内には絞り７２が形成されており、該絞りを介して連通路７１は、弁保持体２２内に形成された緩衝室７０に接続されている。該緩衝室７０はこの場合、盲孔として形成されており、該盲孔は、弁保持体２２の縦軸線２３及び貫通孔４６に対して平行に延在している。緩衝室７０を形成する盲孔は、緩衝室７０の所望容積に応じて、異なった長さを有することができる。また緩衝室７０を形成する盲孔を、異なった直径でもって形成することも可能である。
【００２１】
図３には本発明の燃料噴射システムの別の実施例が示されており、これは図２と同一区分の拡大図である。機能及び構造は、図２に示した実施例に全く等しいが、ただ本実施例では緩衝室７０は、制御弁体１７内の凹設部によって図示されており、該凹設部は円筒形に形成されておりかつ制御弁孔５２に対して平行に延びている。緩衝室は、連通路７１として形成された管路を介して、第１圧力スペース５７の近傍で給送通路１３に接続されている。連通路７１の内部には絞り７２が配置されており、該絞りは、連通路７１を通る燃料の通流を緩衝する。緩衝室７０が連通路７１及び絞り７２を含めて制御弁体１７の内部に配置されているので、緩衝室７０を備えない燃料噴射弁に対して、弁保持体２２を構造的に改変する必要はない。
【００２２】
図４には本発明の燃料噴射システムの別の実施例が示されているが、この場合は図１に対して緩衝室７０の構成だけが変化されている。緩衝室７０は本実施例では単純な盲孔としては形成されていず、２つの孔区分１７０，２７０に区分されており、両孔区分は弁保持体２２内に互いに平行に形成されている。緩衝室７０の第１孔区分１７０は、弁保持体２２の一方の端面から他方の端面にまで達し、要するに中間円板１９から弁中間円板２４にまで達している。該弁中間円板２４において緩衝室７０の第１孔区分１７０は横方向連通路８５内へ開口しており、該横方向連通路は、図５の弁中間円板２４の横断面図から判るように、横断面図で見てオーバル形もしくは腎臓形の形状を有している。弁保持体２２内には、該弁保持体２２の燃焼室寄り端面を起点として、緩衝室７０の第２孔区分２７０が形成されており、この第２孔区分は盲孔として構成され、かつ、第１孔区分１７０に対して角度αだけ弁保持体２２の縦軸線２３を中心として旋回させて配置されている。弁中間円板２４内の横方向連通路８５によって両孔区分１７０，２７０は互いに連通されるので、両孔区分は共に緩衝室７０を形成する。
【００２３】
図５は図４のＶ−Ｖ断面線に沿った燃料噴射弁の横断面図である。弁中間円板２４内には、中心ポート８３及び横方向連通路８５以外に、なお２つの別のセンタリングピン孔８８，８９が形成されている。該センタリングピン孔８８，８９内には、燃料噴射弁の組立時にセンタリングピンが差込まれ、弁保持体２２及び弁基体２５の対応孔内へ侵入し、これによって弁保持体と弁基体相互の正確な位置決めを保証する。
【００２４】
図１〜図５に示したような燃料噴射システムの機能態様は次の通りである。すなわち高圧ポンプ５は燃料導管３を通して、燃料を燃料タンク１から高圧供給導管７を介して高圧蓄圧室１０内へ圧送する。高圧蓄圧室１０では、図示を省いた調圧装置によって、設定された高い燃料圧レベルが維持される。該圧力レベルは、今日慣用の高圧蓄圧室では最高１４０ＭＰａ である。高圧蓄圧室１０から燃料は高圧給送導管１２を通して燃料噴射弁１５へ導かれる。該燃料噴射弁１５において燃料は、給送通路１３を通って第１圧力スペース５７に達する。噴射サイクルの開始時点には制御弁５０は閉鎖位置にあり、つまり電磁石６５は付勢されていず、かつ制御弁部材５４の制御弁封止面５５が弁ばね６８によって制御弁座５６に圧着され、かつ第１圧力スペース５７を第２圧力スペース５８に対して閉鎖している。第２圧力スペース５８はレセス６０を介して抑制制御室７６と接続されており、該抑制制御室は貫通孔４６を介してばね室４０に連通し、該ばね室は燃料タンク１に接続されている。このようにし第２圧力スペース５８内には、かつ又、該第２圧力スペース５８を起点とする給送通路２８を介して圧力室３１内にも、燃料タンク１内の圧力に相当する低い燃料圧が支配している。緩衝室７０内には、連通路７１による連通の故に、第１圧力スペース５７内に等しい圧力、従って高圧蓄圧室１０内に等しい圧力が支配している。噴射を行おうとする場合、電磁石６５が付勢されるので、磁極子６７は弁ばね６８のばね力に抗して電磁石６５へ向かって運動する。磁極子６７の運動によって制御弁部材５４も運動し、かつ制御弁封止面５５が制御弁座５６から離間する。これによって第１圧力スペース５７は第２圧力スペース５８と連通される。抑制制御ストロークｈａ  を制御弁部材５４がなお通過しない限り、第２圧力スペース５８はレセス６０を介して抑制制御室７６に接続した状態にあるので、制御弁部材５４のストローク運動の開始時点には燃料は第１圧力スペース５７から第２圧力スペース５８内へ流入し、かつ該第２圧力スペースから抑制制御室７６内へ流れる。これによって、給送通路１３内で高圧下にある燃料量は運動させられ、こうして運動エネルギーを得る。抑制制御ストロークｈａ を通過した後、制御区分６２は制御弁孔５２内へ侵入して、第２圧力スペース５８を抑制制御室７６に対して閉鎖する。給送通路１３内をすでに運動中の燃料は今や給送通路２８内へ流れ、かつ、なお閉鎖された圧力室３１内へ流入し、其処で燃料の運動エネルギーは圧縮仕事に変換される。これに伴って圧力室３１内では増圧作用が生じ、かつ、高圧蓄圧室１０内よりも著しく高い圧力が得られる。この圧力は、高圧蓄圧室１０内の圧力よりも数１０ＭＰａ 高いことがある。圧力室３１内のこの圧力によって、弁ニードル３２の受圧面３３に対して油圧力が生じ、これによって弁ニードルは、燃焼室から離反する軸方向に閉鎖ばね４４のばね力に抗して動かされる。これによって弁封止面３４も弁座３６から離間して噴射オリフィス３８が解放されるので、燃料は圧力室３１から弁ニードル３２を擦過して噴射オリフィス３８へ流れ、其処から内燃機関の燃焼室内へ噴射される。この場合弁ニードルは、燃焼室から離反���た方の端面が弁中間円板２４のストッパ肩３５に当接するまで、開弁ストローク運動を続行する。噴射を終了しようとする場合、電磁石６５が消勢されるので、弁ばね６８は制御弁部材５４を元の閉鎖位置へ押し戻す。制御弁部材５４の閉鎖運動のプロセス中に制御区分６２が、制御弁孔５２の案内区分２５２から再び進出し、第２圧力スペース５８を、ひいては給送通路２８を介して圧力室３１も、漏れオイル系に接続された抑制制御室７６に連通させる。従って圧力室３１は放圧され、かつ、弁ニードル３２にかかる閉鎖ばね４４のばね力は、受圧面３３にかかる油圧力を上回り、弁ニードル３２は閉弁位置へ復帰する。給送通路１３内の燃料は依然として運動エネルギーを有しているので、この運動エネルギーは、制御弁５０の閉鎖後には圧縮仕事に変換されるので、第１圧力スペース５７内の圧力は昇圧する。この増圧によって第１圧力スペース５７内には、緩衝室７０内よりも高い圧力が生じるので、いまや燃料は第１圧力スペース５７から、連通路７１及び絞り７２を通って緩衝室７０へ流入し、これによって該緩衝室の圧力も相応に昇圧される。要するに、このようにして緩衝室７０内へ流入する圧力波は、第１圧力スペース５７内の圧力を低下させ、かつ、緩衝室７０内の圧力が第１圧力スペース５７内の圧力よりも高くなるまで緩衝室７０内の圧力を高める訳である。燃料の一部分は今や再び絞り７２及び連通路７１を通って緩衝室７０から第１圧力スペース５７内へ還流し、其処で圧力は相応に再び昇圧する。この圧力振動は絞り７２によって減衰されるので、この圧力振動は、適当な減衰作用のない燃料噴射システムとは異なって、数回振動した後に鎮静し、かつ第１圧力スペース５７内には、高圧蓄圧室１０内の圧力に等しい定圧が再び支配する。絞り７２の横断面積及び緩衝室７０の容積を介して緩衝作用の強度を、燃料噴射弁の要件に適合させることが可能である。
【００２５】
図６には本発明の燃料噴射システムの別の実施例がブロック構成図で概略的に図示されている。制御弁５０の機能態様は、前記の実施例の場合と同様に、第１圧力スペース５７、第２圧力スペース５８及び漏れオイル導管６９を相応に接続する３ポート２位置切換え弁の機能態様に等しい。第１圧力スペース５７は連通路７１及び絞り７２を介して緩衝室７０に接続されている。但し本実施例では絞り７２と緩衝室７０との間に閉鎖弁９２が配置されている。該閉鎖弁９２は、ばね９４のばね力と、接続導管９６を介して前記閉鎖弁９２に作用する第２圧力スペース５８内の圧力とによって制御される。ばね９４よりも大きな力を閉鎖弁９２に対して及ぼす相応に高い燃料圧が第２圧力スペース５８内に支配すると、閉鎖弁９２は連通路７１を遮断し、かつ緩衝室７０はもはや第１圧力スペース５７に接続されていないので、第１圧力スペース５７内に発生する圧力振動はもはや減衰されない。制御弁５０が閉弁した場合のように、第２圧力スペース５８内の燃料圧が相応に低くなると、ばね９４のばね力が、第２圧力スペース５８内の燃料圧の力に打ち勝って、閉鎖弁９２は、第１圧力スペースから緩衝室７０への連通路を開放する。
【００２６】
閉鎖弁９２の利点は、制御弁５０が閉鎖された場合にだけ、要する燃料噴射が行われない場合にだけ、第１圧力スペース５７内の圧力振動が減衰されることである。つまり第１圧力スペース５７が絞り７２を介して緩衝室７０と常時接続されている場合には、噴射開始時に所望の圧力衝撃波も幾分減衰されるので、圧力室３１内で最大限に得られる昇圧作用が、減衰作用を有していない閉鎖された第１圧力スペース５７の場合よりも幾分低くなる。従って、高圧蓄圧室１０内の圧力が等しい場合、閉鎖弁９２によって、より高い噴射圧が得られる。閉鎖弁９２はこの場合、制御弁基体１７内に同じく構成されているのが有利であり、従って燃料噴射システムのコンパクトな構造が可能になり、かつ閉鎖弁９２の切換えが、必要以上に長い接続導管９６によって遅延されることもなくなる。
【００２７】
中間円板１９内に絞り７２を配置する以外に、絞り部位を制御弁基体１７内又は弁保持体２２内に形成することも可能である。その代わりに中間円板１９を省くことができ、こうして高圧封止面が削減される。抑制制御室７６はこの場合、弁保持体２２内に相応に配置される。更にまた緩衝室７０を２つの孔区分１７０，２７０によって構成することも可能であり、但しこの場合、両孔区分１７０，２７０の接続部は、弁中間円板２４内にではなく、弁保持体２２内に構成されている。これによって、縦断面図で見て少なくともほぼＵ字形の緩衝室が得られる。このような緩衝室は例えばフィンガーフライスカッターによって製作することが可能である。
【００２８】
図７には、図６に示した燃料噴射システムの別の実施例が部分的に図示されている。本実施例では閉鎖弁９２は、第２圧力スペース５８内の圧力によって制御されるのではなく、例えば制御器１００によって作動制御される電気的なアクチュエータ１０２によって直接制御されるようになっている。前記制御器は入力量として殊に、第２圧力スペース５８内の圧力を使用することができ、しかも該圧力はセンサ素子１０１によって測定される。
【００２９】
更にまた緩衝室７０を孔として構成するのではなくて、弁保持体２２内に任意の中空室を構成し、絞られた連通路を介して前記中空室を第１圧力スペース５７と接続することも可能である。このような緩衝室は、弁保持体２２のスペース事情に任意に適合することができる。更にまた緩衝室７０を制御弁基体１７内に構成し、これによって中間円板１９と弁保持体２２との間、もしくは制御弁基体１７と中間円板１９との間に構成されているような相応の高圧封止面を省くことも可能である。
【００３０】
また制御弁５０を、実施例に図示したように、電磁石によって直接制御しないようにすることも可能である。前記実施例とは択一的に、油圧力を用いて制御弁部材５４を開放位置もしくは閉鎖位置へもたらす装置によって、前記制御弁部材５４を制御することも可能である。
【００３１】
制御弁５０の制御弁座５６は、制御弁部材５４の縦方向運動時に制御弁封止面５５の載置によって、高い機械的な負荷に曝されている。従って制御弁基体１７を硬質の耐摩耗鋼から製作することが必要である。これに対して緩衝室７０を、硬質鋼製の弁保持体２２内に盲孔として構成することは、可成りの経費をかけてしか可能でない。しかし弁保持体２２内には、機械的に高負荷を受ける面は存在しないので、弁保持体２２は、比較的軟質の鋼から製作することができ、しかも該軟質鋼では孔の形成も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
燃料噴射弁の縦断面図及び燃料高圧供給部の概略的な構成図である。
【図２】
図１に示した制御弁の領域の拡大断面図である。
【図３】
別の実施例の、図２相当区分の断面図である。
【図４】
燃料噴射システムの別の実施例の、図１相当の縦断面図及び概略的な構成図である。
【図５】
図４のＶ−Ｖ断面線に沿った燃料噴射弁の横断面図である。
【図６】
本発明の燃料噴射システムの別の実施例の概略的な構成図である。
【図７】
図６に示した燃料噴射システム区分の別の実施例の概略的な構成図である。
【符号の説明】
１    燃料タンク、  ３    燃料導管、  ５    高圧ポンプ、  ７    高圧供給導管、  １０    高圧蓄圧室、  １２    高圧給送導管、  １３    給送通路、  １５    燃料噴射弁、  １７    制御弁基体、  １９    中間円板、  ２０    緊締ナット、  ２２    弁保持体、  ２３    縦軸線、  ２４    弁中間円板、  ２５    弁基体、  ２７    緊締ナット、  ２８    給送通路、  ３０    孔、  ３１    圧力室、  ３２    弁ニードル、  ３３    受圧面、  ３４    弁封止面、  ３５    ストッパ肩、  ３６    弁座、  ３７    加圧ピン、  ３８    噴射オリフィス、  ４０    ばね室、  ４２    ばね受け皿、  ４４    閉鎖ばね、  ４５    補償ワッシャ、  ４６    貫通孔、  ５０    制御弁、  ５２    制御弁孔、  ５４    制御弁部材、  ５５    制御弁封止面、  ５６    円錐形の制御弁座、  ５７    第１圧力スペース、  ５８    第２圧力スペース、  ６０    レセス、  ６２    制御区分、  ６５    電磁石、  ６６    漏れオイル室、  ６７    磁極子、  ６８    弁ばね、  ６９    漏れオイル導管、  ７０    緩衝室、  ７１    連通路、  ７２    絞り、  ７３    漏れオイル導管、  ７６    抑制制御室、  ７８    リング端面、  ８３    中心ポート、  ８５    横方向連通路、  ８８，８９    センタリングピン孔、  ９２    閉鎖弁、  ９４    ばね、  ９６    接続導管、  １００    制御器、  １０１    センサ素子、  １０２    電気的なアクチュエータ、  １５２    封止区分、  １７０    第１孔区分、  ２５２    案内区分、  ２７０    第２孔区分
【国際公開パンフレット】
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2004515690.tif 000004
2004515690.tif 000005
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【国際調査報告】
2004515690.tif 000035
2004515690.tif 000036
2004515690.tif 000037
2004515690.tif 000038