(57)【要約】本発明は、内燃機関のための燃料噴射装置であって、燃料高圧源から供給を受ける燃料インジェクターを備えており、燃料インジェクターと燃料高圧源との間に、運動可能なピストンを有する圧力伝達装置が接続されており、この場合、運動可能なピストンが、燃料高圧源に接続された室を、燃料インジェクターに接続された高圧室から分離するようになっており、圧力伝達装置の戻し室への燃料の充填によって若しくは該戻し室からの燃料の排出によって高圧室内の燃料圧力が変化されるようになっている形式のものに関し、弁部材（５１；７８）を備える弁（５０；７０）が設けられており、弁部材が戻し室（３８）内の燃料圧力に依存して移動可能に配置されており、その結果、高圧室（４０）が前記弁（５０；７０）を介して室（３５）に接続可能である（５６，５３，５２；７６，８６，８８，７２）。これに適した圧力伝達装置（３０）を提供する。
2004519610.tif 000002
【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であって、燃料高圧源に接続された燃料インジェクターを備えており、燃料インジェクターと燃料高圧源との間に、運動可能なピストンを有する圧力伝達装置が接続されており、この場合、運動可能なピストンが、燃料高圧源に接続された室を、燃料インジェクターに接続された高圧室から分離するようになっており、圧力伝達装置の戻し室への燃料の充填によって若しくは該戻し室からの燃料の排出によって高圧室内の燃料圧力が変化されるようになっている形式のものにおいて、移動可能に配置された弁部材（５１；７８）を備える弁（５０；７０）が設けられており、これによって高圧室（４０）が前記弁（５０；７０）を介して室（３５）に接続可能であり（５６，５３，５２；７６，８６，８８，７２）、かつ戻し室（３８）が前記弁を介して室（３５）に接続可能である（５５，５３，５２；７４，８８，７２）ことを特徴とする、圧力伝達装置を備えた燃料噴射装置。
【請求項２】
弁部材（５１；７８）が、戻し室（３８）内に生じる燃料圧力に依存して移動可能に配置されている請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
弁（５０；７０）が、ピストン（３６，３７）内に組み込まれている請求項１又は２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
弁（５０；７０）が、ピストン内に設けられた孔として形成された管路（５２，５５，５６；７２，７４，７６）を介して室（３５）、戻し室（３８）及び高圧室（４０）に接続されている請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
弁部材が一方の端部で、戻し室（３８）内に生じる燃料圧力によって負荷可能であり（５５）、かつ他方の端部で、室（３５）内に生じる燃料圧力によって負荷可能である請求項１から４のいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
弁部材が一方の端部で、戻し室（３８）内に生じる燃料圧力によって負荷可能であり（７４）、かつ他方の端部で受圧面（９２）を介して、高圧室（４０）内に生じる燃料圧力によって負荷可能である（７６）請求項１から４のいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
室（３５）が、絞り（４７）を介して戻し室（３８）に接続されている請求項１から６のいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
絞り（４７）が、ピストン（３６，３７）内に設けられた孔として形成されている請求項７記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
戻し室（３８）が制御弁（３１）を介して低圧導管（３２）に接続可能である請求項１から８のいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
運動可能なピストンを備えた圧力伝達装置であって、ピストンが、燃料高圧源に接続可能な室を、燃料インジェクターに接続可能な高圧室から分離するようになっており、圧力伝達装置の戻し室への燃料の充填によって若しくは該戻し室からの燃料の排出によって高圧室内の燃料圧力が変化されるようになっている形式のものにおいて、移動可能に配置された弁部材（５１；７８）を備える弁（５０；７０）が設けられており、これによって高圧室（４０）が前記弁（５０；７０）を介して室（３５）に接続可能であり（５６，５３，５２；７６，８６，８８，７２）、かつ戻し室（３８）が前記弁を介して室（３５）に接続可能である（５５，５３，５２；７４，８８，７２）ことを特徴とする圧力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の燃料噴射装置並びに圧力伝達装置に関する。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１０９７０号明細書により公知の燃料噴射装置及び圧力伝達装置においては、圧力増強ピストンが戻し室の充填若しくは排出によって燃料噴射圧力を、コモンレールシステムによって規定された値よりも高くするようになっている。
【０００２】
発明の利点
本発明に基づく燃料噴射装置及び本発明に基づく圧力伝達装置においては利点として、戻し室内に生じる燃料圧力に依存して圧力伝達装置の、燃料高圧源に接続された側を直接に、燃料インジェクターに接続された側と接続する弁を用いて、戻し室への燃料の充填も、圧力伝達装置の燃料インジェクターに接続された側の、燃料高圧源に対する遮断も保証され、付加的な構成部分が不要である。別の利点として、圧力伝達装置の燃料インジェクターに接続された高圧室の充填が、例えばばね負荷された別個の逆止弁を介して行われるのではなく、戻し段階で常に開いた通路を介して行われる。これによって、圧力伝達装置のピストンの改善された、特に急速な戻しが保証される。
【０００３】
従属請求項に記載の構成によって、独立請求項に記載の燃料噴射装置若しくは圧力伝達装置の有利な実施態様及び改善が可能である。
【０００４】
さらに、有利には絞りが圧力伝達装置のピストン内に組み込まれており、その結果、管路がピストンの直径の大きな端部を迂回させられなくてよい。これによって、燃料噴射装置若しくは圧力伝達装置のさらにコンパクトな構造が達成される。
【０００５】
特に有利には、組合せ弁の付加的な制御が高圧室内の圧力形成によって行われ、従って、戻し室内の圧力降下と同時に高圧室内の圧力形成によって弁部材が作動され、その結果、組合せ弁が特に急速に切り換えられる。
【０００６】
実施例の説明
図１に示す燃料噴射装置においては、インジェクター１０が圧力伝達装置（変圧装置）３０を介して燃料高圧源６０に接続されている。燃料高圧源が、詳細には示してないものの複数の構成部分、例えば燃料タンク、ポンプ及びそれ自体公知のコモンレールシステムの高圧レールを備えており、この場合、ポンプが１６００バールまでの高い燃料圧を高圧レールに生ぜしめるために、燃料をタンクから高圧レールに供給するようになっている。インジェクター１０が燃料噴射弁を有しており、燃料噴射弁が概略的に示す弁体１２を備えており、燃料噴射弁の噴射開口８が内燃機関のシリンダーの燃焼室１１内に配置されている。弁体の受圧肩部９が圧力室１３によって取り囲まれており、圧力室が高圧導管２１を介して圧力伝達装置３０の高圧室４０に接続されている。弁体の、燃焼室と逆の側の端部が作業室１８内に突入しており、作業室が絞り２０を介して高圧導管２１に接続され、かつ絞り１９を介してインジェクターの制御弁１５に接続されており、この場合、絞り２０が絞り１９よりも小さな開放断面を有している。制御弁１５が２ポート２位置弁として形成されていて、第１の位置で閉じられており、第２の位置で絞り１９を低圧導管１７に接続するようになっている。弁体が戻しばね１４を介してばね弾性的に支承されており、この場合、戻しばねが弁体を噴射開口８に向けて押圧している。インジェクターの噴射弁の、ばねを受容する室が、別の低圧導管１６に接続されている。圧力伝達装置３０が、ばね弾性的に支承されたピストン３６を有しており、該ピストンが、高圧導管２１に接続された高圧室４０を、直接に燃料高圧源６０に接続された室３５から分離している。ピストンの支承のために用いられるばね３９が、圧力伝達装置３０の戻し室３８内に配置されている。ピストン３６が延長部分３７を有しており、延長部分がピストン３６の、室３５に向けられた端部よりも小さな直径を有している。戻し室３８が２ポート２位置弁３１を介して低圧導管３２に接続可能である。低圧導管３２が、低圧導管１６，１７と同様に燃料タンク（図示せず）に通じている。圧力伝達装置の室３５が、ピストン内に孔として設けられた絞り４７を介して戻し室３８に接続されている。絞り４７のほかに組合せ弁５０がピストン３６の孔５８内に組み込まれている。該孔が室３５に接続している。該孔内に柱体状の弁部材５１が運動可能に支承されている。ピストン３６と弁部材５１との間にばね５４を配置してあり、ばねが弛緩状態では弁部材を室３５に向けて移動させており、これによって弁室５３がちょうど一方で、ピストン内に孔として形成されて室３５に通じる流入管路５２に接続され、かつ他方で、延長部分３７内に孔として形成されて高圧室４０に通じる高圧室管路５６に接続されている。さらに弁室５３が、ピストン３６内に孔として形成されて前記孔５８の、室３５と逆の側の端部で該孔５８に通じる戻し室管路５５を介して、弁部材５１の作動に左右されることなく戻し室３８に接続されており、それというのは弁部材５１が、ばね５４に向いた側に該ばねの中心を延びる延長部５７を備えており、該延長部が図２に示してあるように、管路５２，５６の閉じられた状態で弁部材の運動を制限するようになっているからである。
【０００７】
行程制御可能なインジェクター１０の機能は、すでにドイツ連邦共和国特許出願第１９９１０９７０号明細書により公知である。高圧導管２１に常に高い燃料圧力が生じている。燃料は、弁体の、噴射開口８と逆の側の端部が２ポート２位置弁１５の開放によって短時的に負荷軽減され、ひいては開放方向で受圧肩部９に作用する力がばね力と作業室１８内の燃料圧力の力との総和よりも大きくなると、圧力室１３から噴射開口８８を経て燃焼室１１内に達する。これに対して静止状態では弁１５が閉じられており、噴射弁が閉じられており、噴射は行われない。伝達装置・制御弁３１も閉じられていると、戻し室３８内に燃料高圧源の圧力が生じ、圧力伝達装置３０が圧力バランスされ、従って圧力増強は行われない。次いで組合せ弁５０が開かれて、ピストン３６，３７が出発位置を占め、即ち戻し室３８の容積が増大される。燃料高圧源の圧力が、開かれた組合せ弁５０、流入管路５２及び戻し室管路５５を介して戻し室３８に達する。さらに燃料高圧源の圧力が、流入管路５２及び高圧室管路５６を介して高圧室４０に、かつそこからインジェクター１０に達する。これによって、いつでも燃料高圧源の圧力での噴射が行われ得る。このためには、すでに述べてあるようにインジェクターの制御弁１５のみが操作され、これによって噴射弁が開く。今、高められた圧力で噴射を行いたい場合には、伝達装置・制御弁３１が開かれ、その結果、戻し室３８内の圧力が降下させられ、これによって組合せ弁５０が閉じる。該閉じた状態で、組合せ弁５０が、図２に示してあるように、高圧室管路５６及び流入管路５２を閉鎖している。従って、高圧室４０内で圧縮すべき燃料は逆流できず（組合せ弁の逆止弁・機能）、室３５から燃料は絞り４７を介してのみ戻し室３８内に流入する（組合せ弁の充填弁・機能）。戻し室３８の放圧に基づき、ピストン３６は圧力バランスされておらず、従って高圧室４０内で圧力増強が室３５と高圧室４０との受圧面比率に応じて行われる。次いで圧力伝達装置３０が伝達装置・制御弁３１の閉鎖によって遮断されると、絞り４７を介して室３５，３８及び４０間の圧力バランスが行われる。組合せ弁５０は、戻し室３８内の圧力が開放圧力差を差し引いて室３５内の圧力に達すると開く。組合せ弁の開放圧力差は、ばね５４のばね定数と弁部材の室３５及び５３に対する受圧面によって規定されている。図示の実施例では弁部材の受圧面は互いに同じである。組合せ弁が開くと直ちに、戻し室３８及び高圧室４０の急速な充填、ひいては圧力伝達装置のピストンの急速な戻りが行われる。噴射を異なる２つの圧力レベル（レール圧力及び増強圧力）で行うことができかつ圧力伝達装置の接続があらゆる時点で可能であることによって、噴射を任意の経過特性線で行うことができる。この場合、方形若しくは台形に延びる経過特性線の噴射或いはブート段階の長さの変化可能なブート噴射が可能である。
【０００８】
図３に本発明に基づく燃料噴射装置の別の実施例が示してある。燃料高圧源６０とインジェクター１０に通じる高圧導管２１との間に配置された圧力伝達装置のピストン３６が、組み込まれた別の形式の組合せ弁７０を備えている。組合せ弁７０の弁部材７８がピストン３６のシリンダー状の中空室８８内に運動可能に支承されている。ピストン３６内に孔として形成された流入管路７２が、室３５から中空室８８のリング溝９０に通じている。戻し室３８が中空室内の弁部材の位置に左右されずに戻し室管路７４を介して中空室８８に接続されており、従って戻し室内に生じる燃料圧力が常に弁部材に作用する。ばね８０が中空室８８の壁と弁部材７８の肩部との間に締め込まれており、ばねから弁部材に生ぜしめられる力に基づき液体が室３５からリング溝９０を介して中空室８８内へ流入される。この場合に弁部材の、ばね８０と逆の側の端部に設けられた隆起部９４が中空室制限部に向けて押圧される。ピストン内に孔として形成された高圧管路７６が高圧室４０を、中空室８８の、隆起部９４によって制限された受圧面９２とピストン壁との間にある室部分に接続している。ばね８０の弛緩状態で中空室８８の、弁部材７８のばね側の端部によって制限された領域が、弁部材の中央の孔８６を介して中空室の、弁部材のばねと反対の側の端部によって制限された領域に接続されている。ばね力方向と逆向きの力が弁部材に作用すると、扁平シール座面８２が互いに圧着されて、孔８６が閉じられる。同時に、リング溝９０がスライドシール縁部８４によって中空室８８から遮断される。
【０００９】
組合せ弁５０が高圧室４０に対する受圧面、受圧面９２並びに戻し室３８に対する受圧面を有しているので、組合せ弁は戻し室内の圧力の降下及び高圧室４０内の圧力の上昇によって閉じられる。ばね８０のばね力が、組合せ弁を開くまで戻し室と高圧室との間の開放圧力差を規定している。この場合、シール機能が高圧室管路４０にとって扁平シール座面８２によって保証されており、流入管路７２にとってスライドシール縁部８４によって保証されている。高圧室４０内の圧力増強が、前述の実施例と同様に伝達装置・制御弁３１を開放して戻し室３８を放圧することによって行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づく燃料噴射装置の概略図。
【図２】
本発明に基づく燃料噴射装置の圧力伝達装置の作動状態での断面図。
【図３】
本発明に基づく燃料噴射装置の別の圧力伝達装置の断面図。
【符号の説明】
８  噴射開口、  ９  受圧肩部、  １０  インジェクター、  １１  燃焼室、  １２  弁体、  １３  圧力室、  １４  戻しばね、  １５  制御弁、  １６，１７  低圧導管、  １８  作業室、  １９，２０  絞り、  ２１  高圧導管、  ３０  圧力伝達装置、  ３１  ２ポート２位置弁、  ３２  低圧導管、  ３５  室、  ３６  ピストン、  ３７  延長部分、  ３８  戻し室、  ４０  高圧室、  ４７  絞り、  ５１  弁部材、  ５４  ばね、  ５２  流入管路、  ５３  弁室、  ５４  ばね、  ５５  戻し室管路、  ５６  高圧室管路、  ５８  孔、  ７０  組合せ弁、  ７２  流入管路、  ７４  戻し室管路、  ７６  高圧管路、  ７８  弁部材、  ８０  ばね、  ８８  中空室、  ９０  リング溝
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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