(57)【要約】本発明は、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための、ノズルニードル（３）を備えた燃料インジェクタに関する。ノズルニードル（３）は、インジェクタボディ（１）内で、噴射開口を開放する位置と噴射開口を閉鎖する位置との間で、制御室（２）内の増圧・減圧によって運動可能である。制御室（２）は、漏れオイル側で、流出絞りエレメント（７）を有している放圧管路（６）と、流入絞り（９）を備えた、高圧側の流入部（８）とを介して、負荷可能であり、高圧側の流入部（８）は同時に、インジェクタボディ（１）内のノズル室（１５）を燃料で負荷している。インジェクタボディ（１）の制御室（２）内の圧力変化は、第１の切換え弁（２１）と、別の切換え弁（２７）とによって行われ、この場合、第１の切換え弁（２１）は、切換え方向（３２）で前行程（３３）を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための燃料インジェクタであって、ノズルニードル（３）が設けられており、該ノズルニードル（３）が、インジェクタボディ（１）内で、噴射開口を開放する位置と噴射開口を閉鎖する位置との間で、制御室（２）内の増圧・減圧によって操作可能であり、該制御室（２）が、漏れオイル側で、流出絞り（７）を有している放圧管路（６）と、高圧側の高圧流入部（８）とを介して負荷可能であり、該高圧流入部（８）が同時に、高圧下にある燃料をノズル室（１５）に供給するようになっており、第１の切換え弁（２１）が高圧流入部（８）内で、該高圧流入部（８）の、ノズル流入部（１７）から制御室流入部への分岐部の手前に配置されていて、別の切換え弁が、制御室（２）からの流出部内に配置されている形式のものにおいて、２つの切換え弁（２１，２７）が、切換え方向（３２）で見て、共通の調節装置（２６）を介して操作可能であり、第１の切換え弁（２１）が、切換え方向（３２）で、別の切換え弁（２７）に向き合って前行程（３３）を有していることを特徴とする、２経路型の弁制御装置を備えた燃料インジェクタ。
【請求項２】
第１の切換え弁（２１）と別の切換え弁（２７）とが、それぞれ２ポート２位置弁として構成されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項３】
ノズルニードル（３）が、ばねエレメント（１１）によって負荷されていて、該ばねエレメント（１１）の閉鎖力がノズル開放圧力ｐＴ，ＯＥに合わせて調整されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項４】
調節装置（２６）が、ピエゾアクチュエータとして形成されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項５】
調節装置（２６）が、電磁弁として構成されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項６】
第１の切換え弁（２１）の開放位置（２３）において、制御室（２）とノズル室（１５）とが、高圧側の高圧流入部（８，１７）を介して高圧源（２０）に接続されてはいるが、ノズルニードル（３）がまだ閉鎖されている、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【請求項７】
前行程（３３）を越えるように第１の切換え弁（２１）をさらに操作する際に、別の切換え弁（２７）が開放位置（２９）に調節され、インジェクタが行程制御されている、請求項６記載の燃料インジェクタ。
【請求項８】
第１の切換え弁（２１）と別の切換え弁（２７）とを、切換え方向（３２）で操作する際に、両切換え弁（２１，２７）が開放位置（２３，２９）に移動させられ、制御室（２）が作用せず、インジェクタが圧力制御される、請求項１記載の燃料インジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
直接噴射式の内燃機関のための高圧噴射系の場合、内燃機関の燃焼室に複数の燃料インジェクタが対応配置され、これらの燃料インジェクタに、高圧下にある燃料が供給される。燃料インジェクタにおいては、２ポート２位置弁と一緒に組み込まれる３ポート２位置弁が使用され得る。３ポート２位置弁と２ポート２位置弁とを一緒に切換えることは、一般的に行われている実施方法ではあるが、２つの弁を相互に調整するという点で高いコストを伴う。
【０００２】
従来技術
ドイツ連邦共和国特許公開第１９７０１８７９号明細書は、内燃機関のための燃料噴射装置に関するものである。この燃料噴射装置は、高圧ポンプによって燃料が充填され得る共通の高圧蓄え室（コモンレール）を有している。この高圧蓄え室は、噴射管路を介して、供給すべき内燃機関の燃焼室内に突入している複数の噴射弁に接続されている。これらの噴射弁の開放運動および閉鎖運動は、それぞれ３ポート２位置弁として形成されていて電気的に制御された制御弁によって制御される。この制御弁は、噴射弁の噴射開口で開口している高圧通路を、噴射管路または放圧管路に接続している。この場合、制御弁の制御弁部材には、燃料高圧が充填され得る液圧式の作業室が設けられており、この作業室は、制御弁の制御弁部材の調節位置を調節するために放圧通路内に開放制御され得る。制御弁部材の作業室は、燃料高圧が充填され得る液圧式の作業室として形成されており、この作業室は制御弁部材を、この制御弁部材に作用する液圧の開放力に抗して、噴射管路と高圧通路との間の貫流横断面の閉鎖方向で負荷し、作業室は放圧室内に開放制御され得る。このために制御弁部材には、斜めに延びている絞り孔が通っており、この絞り孔を介して制御弁部材は、高圧下にある燃料で絶えず負荷されている。制御弁部材内に組み込まれていてより小さい絞り横断面で形成された流入絞りは、その製作および精密機械加工の点で、製作するにはコストがかかる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９７４４５１８号明細書には、内燃機関のための、質量が減少された燃料噴射弁が示されている。この燃料噴射弁は、弁体内に配置されていて軸方向で摺動可能な弁部材を有しており、この弁部材は、内燃機関の燃焼室に面したその端部に、円錐形の弁シール面を有しており、この弁シール面で弁部材は、噴射横断面を制御するために、弁体における円錐形の弁座面と協働している。この場合、弁部材は内側案内部を介して、定置の挿入体のピンにおいて滑動可能に案内されている。弁体の開放運動および行程運動は、有利な形式では、定置の挿入体のピンにおける機械的な行程ストッパ面によって制限される。この場合、制御室を放圧室内に開放制御する制御弁は、２ポート２位置電磁弁として形成されていてよいが、選択的には２ポート３位置制御弁または３ポート２位置制御弁または３ポート３位置制御弁を使用することもできる。
【０００４】
発明の開示
本発明による解決手段によれば、簡単に構成されていて行程・圧力制御された（ｈｕｂ−／ｄｒｕｃｋｇｅｓｔｅｕｅｒｔ）燃料インジェクタが実現可能である。複数の２ポート２位置弁の間に設けられている１つの行程によって、１つの２ポート２位置弁、すなわち圧力蓄え装置側に配置された弁を、漏れオイル流出部を開放する第２の２ポート２位置弁を操作することなく、切換えることができる。弁調節装置の切換え方向で見て前行程が越えられて初めて、第２の２ポート２位置弁がその開放位置に切換えられる。この時まで、本発明によって構成された燃料インジェクタの制御室は、低圧側から、すなわち漏れオイル流出部から遮断された状態に保たれており、ノズルニードルは、制御室内に形成されている高い圧力レベルによって、その閉鎖位置に保たれている。
【０００５】
これに対して、第１の２ポート２位置弁と第２の２ポート２位置弁との間の前行程経路が越えられる場合、第２の２ポート２位置弁は漏れオイルのために開放し、燃料インジェクタは行程制御されている。これに対して両２ポート２位置弁が調節装置によって直接的にそれぞれの開放位置に切換えられる場合、燃料インジェクタは、圧力制御されて作業する。燃料インジェクタの制御室の放圧と圧力負荷とのための、製作技術上特に簡単に製作可能な絞りエレメントの設計によって、燃料インジェクタの制御室の放圧が保証されていることが、確実でなければならない。この目的のために流出絞りは、第１の２ポート２位置弁によって開放制御可能であって高圧源に接続された流入部内に収容されている流入絞りよりも、より大きい横断面を備えて設計されていて、より多量の燃料貫流を可能にしている。
【０００６】
インジェクタケーシング内のノズルニードルを負荷していて有利にはコイルばねとして形成されたシールばねは、ノズル開放圧力に相当する圧力ｐＤ，ＯＥの達成後、噴射ノズルの開口部を開放する。ノズル室内に形成される圧力は、ノズル室を通る圧力ショルダによって、開放圧力レベルに達してからシールばねの閉鎖力に抗して作用する。
【０００７】
図面
本発明を、図に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
ただ１つの図には、アクチュエータによって操作可能な２つの２ポート２位置弁を介して、制御室とノズル室とを操作することができる、インジェクタボディの概略図が示されている。
【０００９】
実施例
図１には、ノズル室と制御室とを備えた燃料インジェクタの概略図が、調節装置、例えばピエゾアクチュエータによって操作可能な２つの２ポート２位置弁と一緒に示されている。
【００１０】
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための燃料インジェクタのインジェクタボディ１内には、制御室２が設けられている。この制御室２を介して、インジェクタボディ１内の、概略的にしか図示されていないノズルニードル３が操作される。インジェクタボディ１の内部の制御室２は、端面４のほかに制御室壁５によって制限されている。
【００１１】
制御室２からは、流出絞りエレメント７を収容している放圧管路６が、切換え弁２７へと延在している。インジェクタボディ１の内部の制御室２には、流入絞りエレメント９が組み込まれている高圧側の流入部８を介して、高圧下にある燃料が供給される。制御室２から高圧源２０（概略的に図示した）へと延在している、高圧側の流入部８の途中には、第１の切換え弁２１が接続されている。高圧側の流入部８からはノズル室流入部１７が分岐しており、このノズル室流入部１７を介して、ノズルニードル３を包囲しているノズル室１５も、高圧下にある燃料で負荷され得る。
【００１２】
ノズルニードル３は、ばねエレメント１１を介して、燃料インジェクタのインジェクタボディ１内で支持されている。このためにばねエレメント１１は、一方ではインジェクタボディ１におけるストッパリング１０に支持されているのに対して、ばねエレメント１１の、ストッパリング１０とは反対の側に位置する端部は、ノズルニードル３の段部１２に支持されている。ノズルニードル３は、ノズル室１５によって環状に包囲されている領域に、圧力ショルダ１４を備えている。ノズルニードル３は、燃焼室に面したその端部に、円錐形に終わっている端部１６を備えていてよい。この端部１６を介して、内燃機関の燃焼室内に突入している噴射開口（図示せず）が、インジェクタボディ１内でのノズルニードル３の往復行程運動に応じて開放もしくは閉鎖されている。ノズル室流入部１７には、および燃料インジェクタの低圧側１９へと延在している放圧管路６には、それぞれ付加的な漏れ絞りとして働く絞りエレメントが対応配置されていてよい。ノズル室流入部１７には、位置１８．１で、付加的な漏れ絞りを形成するための絞りエレメントが対応配置されていてよい。選択的な実施例では、この絞りエレメントを位置１８．２に、燃料インジェクタの低圧領域１９内への放圧管路６にも対応配置することができる。
【００１３】
概略的に図示した高圧源２０からは、高圧側の流入部８が、制御室２へと延在している。この場合、流入部８は、この流入部８内に設けられた流入絞りエレメント９の手前で、ノズル室流入部１７内に分岐しており、このノズル室流入部１７を介して、ノズルニードル３を圧力ショルダ１４の領域において包囲している制御室１５が、高圧下にある燃料で負荷される。高圧側の流入部８内には、有利には２ポート２位置弁として構成されている第１の切換え弁２１が設けられている。この第１の切換え弁２１は、閉鎖位置２２と開放位置２３とに切換えられ得る。高圧側の流入部８の、制御室２側には、符号２５が付けられている。符号２４は、有利には２ポート２位置弁として構成された第１の切換え弁２１の、高圧源２０側を示している。第１の切換え弁２１は、調節装置２６を介して操作され得る。この調節装置２６は、一方ではピエゾアクチュエータ２６として、または他方では電磁弁として構成されていてよい。
【００１４】
有利には２ポート２位置弁として構成された前述の第１の切換え弁２１には、別の切換え弁（第２の切換え弁）２７が対向して位置している。この切換え弁２７も、有利には２ポート２位置弁として構成されていてよい。第２の切換え弁２７は、符号２８が付けられた閉鎖位置と、符号２９が付けられた開放位置とを占める。第２の切換え弁２７の制御室２側に符号３１が付けられているのに対して、第２の切換え弁２７の、燃料インジェクタの低圧領域側には、符号３０が付けられている。第２の切換え弁２７のこの側３０から放圧管路６が、図１における概略的な図示による燃料インジェクタの低圧領域１９の方向に延びている。
【００１５】
有利には２ポート２位置弁として形成された第１の切換え弁２１と、第２の切換え弁２７との間には、前行程３３が設けられている。前行程３３は、有利には２ポート２位置弁として構成された第１の切換え弁２１の調節可能な弁体に形成され、また第２の切換え弁２７に形成された２つの接触面３４間の間隔を示している。第１の切換え弁２１に対応配置された調節装置２６（ピエゾアクチュエータかまたは電磁弁であってよい）を介して、第１の切換え弁２１と第２の切換え弁２７とが切換え方向３２で、接触面３４の間に設けられた前行程３３に跨るように操作される。
【００１６】
有利には２ポート２位置弁として形成された第１の切換え弁２１の、高圧源２０に面した側２４には、絶えず燃料高圧がかかっている。第１の切換え弁２１と同様に有利には２ポート２位置弁として形成されていてよい第２の切換え弁２７には、絶えず漏れオイル圧力レベルがかかっている。第１の切換え弁２１と第２の切換え弁２７とに対応配置されていて、例えばピエゾアクチュエータとして構成された調節装置２６に給電される場合、第１の切換え弁２１は、図１に示したその閉鎖位置２２から、符号２３が付けられた開放位置に開放する。したがって、高圧源２０内にかかっている圧力は、高圧側の流入部８に作用し、ひいては制御室２に十分に作用し、ノズル室流入部１７を介して、ノズルニードル３を包囲しているノズル室１５に作用する。調節装置２６が、切換え方向で見て、接触面３４の間に設けられた前行程３３を越えないように操作される場合、第２の切換え弁２７は閉鎖位置２８に保たれており、すなわち、インジェクタの低圧側１９への、放圧管路６を介した制御室２の放圧は行われない。
【００１７】
これに反して、この状態で第２の切換え弁２７がその閉鎖位置２８から開放位置２９に開放する場合、放圧管路６と燃料インジェクタの低圧側１９との間の接続が得られ、すなわちインジェクタは、行程制御されて（ｈｕｂｇｅｓｔｅｕｅｒｔ）作用する。この場合、放圧管路６内に収容された流出絞り７と高圧側の流入部８内に収容された流入絞り９とが、これらの絞りエレメント７，８を介してインジェクタの制御室・ノズルニードル系の放圧が保証されるように調整されていることが、重要である。
【００１８】
これに対して、第１の切換え弁２１に対応配置された調節装置２６、例えばピエゾアクチュエータまたは電磁弁が切換え方向３２で、第１の切換え弁２１がその開放位置２３に、かつ第２の切換え弁２７がその開放位置２９に移動させられるように操作される場合、インジェクタボディ１内の制御室２は短く閉鎖され、燃料インジェクタは圧力制御されて（ｄｒｕｃｋｇｅｓｔｅｕｅｒｔ）作用する。ストッパリング１０とノズルニードル３の段部１２との間のばねエレメントは、その閉鎖力が、必要なノズル開放圧力に合わせて調整されるように、設計されている。この場合にノズルホルダばねとして働くシールばね（Ｄｉｃｈｔｆｅｄｅｒ）１１は、第１の切換え弁２１が切換えられかつ第２の切換え弁２７が切換えられる場合、ノズルホルダばねとして働き、図１の図による燃料インジェクタの圧力制御された運転モードで、ノズルニードル３の円錐部領域１６における噴射開口を、圧力ショルダ１４におけるノズル開放圧力の超過後に、開放する。
【００１９】
略図で示されたこの実施例によって得ることができる利点は、特に、極めて簡単に構成された燃料インジェクタが実現され得るという点にある。第１の切換え弁２１と第２の切換え弁２７との間には、切換え方向３２で見て前行程３３が設けられており、これらの両切換え弁２１；２７としての２つの２ポート２位置弁の使用によって、本発明による燃料インジェクタは、行程制御されたインジェクタとしても圧力制御されたインジェクタとしても運転され得る。さらに、この運転モードの実現は、２ポート２位置弁と組み合わされた３ポート２位置弁によってしか可能ではなく、この場合、より高いコストを費やさねばならない。
【００２０】
位置１８．１；１８．２に付加的な漏れ絞りを設けることによって、放圧管路６内に収容された流出絞り７の、もしくは高圧側の流入部８内に収容された絞りエレメント９の設定比は、相応に変化させられ得る。これにより、燃料インジェクタの高圧側の放圧が保証され得る全ての時間が保証されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
アクチュエータによって操作可能な２つの２ポート２位置弁を介して、制御室とノズル室とを操作することができる、インジェクタボディの概略図である。
【符号の説明】
１  インジェクタボディ、  ２  制御室、  ３  ノズルニードル、  ４  端面、  ５  制御室壁、  ６  放圧管路、  ７  絞りエレメント、  ８  高圧側の流入部、  ９  流入絞りエレメント、  １０  ストッパリング、  １１  ばねエレメント、  １２  段部、  １３  ガイド区分、  １４  圧力ショルダ、  １５  ノズル室、  １６  ノズル円錐部、  １７  ノズル室流入部、  １８．１  付加的な漏れ絞りの第１位置、  １８．２  付加的な漏れ絞りの第２位置、  １９  漏れオイル流出部（低圧側）、  ２０  高圧源、  ２１  第１の２ポート２位置弁、  ２２  閉鎖位置、  ２３  開放位置、  ２４  アキュムレータ側、  ２５  インジェクタ側、  ２６  調節装置、  ２７  第２の２ポート２位置弁、  ２８  閉鎖位置、  ２９  開放位置、  ３０  漏れオイル側、  ３１  インジェクタ側、  ３２  切換え方向、  ３３  前行程、  ３４  接触面
【国際公開パンフレット】
2004521263.tif 000003
2004521263.tif 000004
2004521263.tif 000005
2004521263.tif 000006
2004521263.tif 000007
2004521263.tif 000008
2004521263.tif 000009
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2004521263.tif 000011
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【国際調査報告】
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