(57)【要約】本発明は、燃料高圧源から燃料供給される燃料インジェクタが設けられていて、圧力変換装置を備えている内燃機関用の燃料噴射装置、並びに圧力変換装置であって、圧力変換装置の可動のピストンが、燃料高圧源に接続された室を、インジェクタに接続された高圧室と戻し室とから隔てている形式のものに関する。本発明による燃料噴射装置並びに圧力変換装置では、高圧室（４０）が燃料管路（４６；７５）を介して戻し室（３８）と接続されており、その結果高圧室に戻し室を介して燃料を充填することができる。
2004525304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の燃料噴射装置であって、燃料高圧源から燃料供給される燃料インジェクタが設けられていて、該燃料インジェクタと燃料高圧源との間に、可動のピストンを有する圧力変換装置が接続配置されており、可動のピストンが、燃料高圧源に接続された室を、インジェクタに接続された高圧室と戻し室とから隔てている形式のものにおいて、高圧室（４０）が燃料管路（４６；７５；８８；１８６）を介して戻し室（３８）と接続可能であることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射装置。
【請求項２】
燃料管路（４６；７５；８８；１８６）に弁、特に逆止弁（４５；７４；９４；１５１，１８５）が配置されていて、高圧室から戻し室への燃料の戻り流を中断できるようになっている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料管路（４６；７５；８８；１８６）と弁（４５；７４；９４；１５１，１８５）とが、ピストン（３６，３７；８６，８７；１５０，１６０）に組み込まれている、請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
ピストンは相対的に運動可能な２つの部分（８６，８７；１５０，１６０）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記部分が細いピストン（８７；１６０）と太いピストン（８６；１５０）とから成っている、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
燃料管路が、孔（８８；１８６）の形で細いピストン（８７；１６０）に組み込まれている、請求項５記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
細いピストン（８７）と太いピストン（８６）とは結合手段（９１，９２）を介して次のように、すなわち両ピストンの互いに向かい合っているシール面（９４）が、細いピストンへの太いピストンの接触時に孔（８８）を閉鎖するように、互いに結合されている、請求項２又は６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
細いピストン（１６０）が、太いピストン（１５０）の中空室を形成する弁室（１７４）内に進入するヘッド領域（１６１）を有しており、細いピストン（１６０）の、ヘッド領域に接続する小径の頸部領域（１６２）が、中空室をシールするガイド（１５１）内において可動であり、これによって孔（１８６）が一方の端部においてガイド領域によって閉鎖可能である、請求項２又は６記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
室（３５）が絞り（４７；７１；１８０；１７０）を介して戻し室（３８）と接続されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
絞り（７１；１８０；１７０）がピストン（３６，３７；８６，８７；１５０，１６０）に組み込まれている、請求項９記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
室（３５）が充填弁（４９；７２；１４０；１６１；１７６；１７０）を介して戻し室（３８）と接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
充填弁（７２；１４０；１６１；１７６；１７０）がピストン（３６，３７；８６，８７；１５０，１６０）に組み込まれている、請求項１１記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
充填弁が、太いピストン（８６；１５０）における少なくとも１つの貫通孔（１４０；１７０）から成っている、請求項１２記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
燃料による戻し室の充填によってもしくは戻し室からの燃料の排出によって、高圧室内における燃料圧が変化可能である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
戻し室（３８）が制御弁（３１）を介して低圧管路（３２）と接続可能である、請求項１４記載の燃料噴射装置。
【請求項１６】
可動のピストンを備えた圧力変換装置であって、可動のピストンが、燃料高圧源に接続可能な室を、燃料インジェクタに接続可能な高圧室と戻し室とから切り離している形式のものにおいて、高圧室（４０）が燃料管路（４６；７５；８８；１８６）を介して戻し室（３８）に接続可能であることを特徴とする、可動のピストンを備えた圧力変換装置。
【請求項１７】
燃料管路（４６；７５；８８；１８６）に弁、特に逆止弁（４５；７４；９４；１５１，１８５）が配置されていて、高圧室から戻し室への燃料の戻り流を中断できるようになっている、請求項１６記載の圧力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念部に記載された形式の圧力変換装置を備えた燃料噴射装置、並びに圧力変換装置に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９９１０９７０号明細書に基づいて公知の燃料噴射装置もしくは圧力変換装置では、戻し室に対する充填・排出を用いて増圧ピストンによって、コモンレール系により準備された値よりも高く燃料噴射圧を上昇させることが可能である。
【０００３】
発明の利点
本発明による燃料噴射装置もしくは本発明による圧力変換装置は、公知のものに比べて次のような利点を有している。すなわち本発明による燃料噴射装置もしくは圧力変換装置では、戻し室を介して圧力変換装置の高圧室を充填できることに基づいて、高圧室を充填するためにのみ働く別体の孔であって、圧力変換ピストンの大径の端部を通過する別体の孔を、圧力変換装置の金属体に設ける必要がなくなる。その結果、スペースを節減することができ、このことは圧力変換装置を使用する場合に、分配型噴射ポンプとの関連において、特にしかしながらまた圧力変換されるコモンレール系においても、有利である。
【０００４】
独立請求項に記載された本発明による燃料噴射装置もしくは圧力変換装置の別の有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
特に有利な構成では、絞り及び／又は充填弁が圧力変換装置のピストンに組み込まれており、このように構成されていると、戻し室を充填するためにも、管路がピストンの大径の端部を通過することは不要になる。その結果燃料噴射装置もしくは圧力変換装置の構造形式はさらにコンパクトになる。
【０００６】
さらに戻し室と高圧室との間における接続管路や、さらにはまた選択的に、接続管路内に配置された逆止弁が、圧力変換装置のピストンに組み込まれると、最近の内燃機関への組込みに理想的な極めて細くてコンパクトな構造形式が得られる。
【０００７】
別の有利な構成では、圧力変換器のピストンが、異なった大きさの直径を有する２つの部分から成っており、両ピストン部分は相対的に運動可能であり、これによって圧縮機の機能のみならず、その相対的な運動可能性によって、弁、特に逆止弁の機能をも引き受けることができる。これにより、別体の弁装置を設けるための付加的な構成部分を省くことができ、これはさらなるスペースの節減を可能にする。
【０００８】
さらに別の有利な構成では、２部分から成るピストンが逆止弁の機能のみならず、充填弁の機能をも引き受けており、しかもこの場合そのために付加的な構成部分は不要である。
【０００９】
図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１０】
図１は、燃料噴射装置の１実施例を示す図、
図２は、圧力変換装置を組み込まれた燃料噴射装置の別の実施例を示す図、
図３は、燃料噴射装置の別の実施例を第１の運転状態で示す図、
図４は、図３に示された燃料噴射装置を第２の運転状態で示す図、
図５は、２部分から成るピストンに絞りと充填弁とが組み込まれている圧力変換装置を備えたインジェクタを示す図、
図６は、図５に示された充填弁とは別の構成による充填弁を備えた別の実施例を示す図、
図７は、２部分から成るピストンを備えたさらに別の実施例による圧力変換装置を第１の運転状態で示す図、
図８は、図７に示された圧力変換装置を第２の運転状態で示す図、
図９は、図７及び図８に示された圧力変換装置の変化実施例を示す図である。
【００１１】
実施例の記載
図１には燃料噴射装置が示されており、この燃料噴射装置ではインジェクタ１０が、圧力変換装置３０を介して燃料高圧源６０と接続されている。燃料高圧源は、図示されていない複数のエレメント、例えば燃料タンク、ポンプ、及び自体公知のコモンレール系の高圧レール等を有しており、この場合ポンプは、燃料をタンクから高圧レールに圧送することによって、高圧レール内に１６００バールまでの高い燃料圧を準備する。インジェクタ１０は弁部材１２を備えた燃料噴射弁を有しており、この燃料噴射弁の噴射開口は、内燃機関のシリンダの燃焼室１１内に進入している。弁部材は受圧肩部９のところで圧力室１３によって取り囲まれており、この圧力室１３は高圧管路２１を介して圧力変換装置３０の高圧室４０と接続されている。略示された弁部材は燃焼室とは反対側の端部で、作業室１８に進入しており、この作業室１８は絞り２０を介して高圧管路２１と接続され、かつ絞り１９を介してインジェクタ１０の制御弁１５と接続されている。この制御弁１５は２ポート２位置方向切換え弁として形成されていて、第１の位置において閉鎖され、第２の位置では絞り１９を低圧管路１７と接続するようになっている。弁部材は戻しばね１４を介してばね弾性的に支承されており、この戻しばねは弁部材を噴射開口に向かって押圧する。インジェクタの噴射弁の、ばねを収容する室は、別の低圧管路１６と接続されている。圧力変換装置３０はばね弾性的に支承されたピストン３６を有しており、このピストン３６は高圧管路２１に接続された高圧室４０を、室３５から切り離しており、この室３５は直接、燃料高圧源６０に接続されている。ばね３９は圧力変換装置３０の戻し室３８内に配置されている。ピストン３６は延長部材３７を有しており、この延長部材３７はピストン３６の、室３５に向けられた端部におけるよりも、小さな直径を有している。戻し室３８は２ポート２位置方向切換え弁３１を介して低圧管路３２と接続可能である。この低圧管路３２は、低圧管路１６，１７と同様に図示されていない燃料タンクに通じている。圧力変換装置３０の室３５は、絞り４７を介して戻し室３８と接続されており、この場合絞り４７には充填弁４９が並列接続されている。さらに燃料管路４６が戻し室３８を逆止弁４５を介して直接、高圧室４０と接続している。
【００１２】
行程制御されるインジェクタ１０の作用形式は、既にドイツ連邦共和国特許出願第１９９１０９７０号明細書に基づいて公知である。高圧管路２１には常に高い燃料圧が存在している。弁部材が噴射開口とは反対側の端部において、２ポート２位置方向切換え弁１５の開放によって短時間燃料圧からの負荷を軽減され、これによって受圧肩部９に開放方向で作用する力が、ばね力（１４）と作業室１８内に残っている燃料圧に基づく力との総和よりも大きくなるや否や、燃料は圧力室１３から噴射開口８を通って燃焼室１１に達する。これに対して休止状態では弁１５は閉鎖されており、噴射弁は閉じられていて、噴射は行われない。また変換装置の制御弁３１が閉鎖されている場合にも、圧力変換装置３０は圧力バランスされており、その結果増圧は行われない。この場合に充填弁４９は開放されていて、ピストン３６，３７の出発位置は、戻し室３８の大きな容積によって特徴付けられている。燃料高圧源の圧力は、開放された充填弁４９を介して戻し室３８に達し、さらに逆止弁４５を介してインジェクタに達することができる。これによって如何なる時間においても燃料高圧源の圧力による噴射を行うことができる。そのためには単にインジェクタ１０の制御弁１５が操作されるだけでよく、これによって噴射弁は開放する。より高い圧力で噴射を行いたい場合には、変換装置の制御弁３１が制御され、その結果戻し室３８における圧力を消滅させることができ、これによって充填弁４９及び逆止弁４５は閉鎖する。戻し室３８の放圧に基づいて、ピストンはもはや圧力バランスされておらず、高圧室４０においては増圧が室３５と高圧室４０との受圧面比に相応して行われる。２つの異なった圧力レベル（レール圧及び変換された圧力）によって噴射を行うことができ、かつ圧力変換装置３０の接続切換え（Zuschalten）が何時でも可能であることによって、噴射パターンをフレキシブルに形成することができる。この場合方形、ランプ状又は階段状の噴射が可能である。階段状の噴射パターンでは、噴射は例えばレール圧である低い噴射圧を有する第１段階で始まり、この第１段階には、圧力変換装置３０を用いた高い噴射圧を有する第２段階が続く。この場合第１段階は任意の長さで実行することができる。
【００１３】
図２には、内部に圧力変換装置７０が組み込まれている、インジェクタ７０を備えた燃料噴射装置が示されている。内部に組み込まれた構成は、破線によって示されている。図１におけると同じ構成部材は、同一符号が付けられ、それについての説明は省く。図１に示された絞り４７に相当する絞りは、組み込まれた絞り孔７１としてピストンに形成されており、同様に充填弁もまた別体の構成部材ではなく、図１の実施例とは異なり、ピストンに組み込まれた充填弁７２として形成されている。絞り孔７１及び組み込まれた充填弁７２はこの場合、室３５に向けられたピストン端部に位置しており、これに対して図１に示された逆止弁４５に相当する逆止弁７４は、ピストンの直径の小さな延長部材３７に組み込まれている。燃料管路４６はこの場合孔の形で組み込まれた燃料管路７５として構成されている。ピストンに戻し力を加えるばね３９、つまり高圧室４０の容積を増大させるための力を加えるばね３９は、圧力変換装置のケーシングと、ピストンに堅固に取り付けられたばねホルダ７３との間に張設、つまり緊張状態で配置されている。ばねホルダは、絞り孔７１及び充填弁７２を介して室３５と戻し室３８との間において流れる燃料流が阻止されないように、取り付けられている。
【００１４】
この実施例における作用形式は、図１に示された実施例におけると同じである。
【００１５】
選択的に、逆止弁、充填弁及び絞りのような構成部材のうちの１つだけ又は部分量を、圧力変換装置のピストンに組み込むことも可能である。ピストン３６の直径の大きな部分と延長部材３７とは、２つの別個の構成部材として構成されていてもよい。このような構成においても前記構成部材の内部への組込みは可能である。
【００１６】
図３には、圧力制御されるコモンレール系の燃料噴射装置が示されており、このコモンレール系は内燃機関の各シリンダのために、インジェクタ８０と圧力変換装置３００とを有している。圧力制御されるインジェクタ８０は圧力室８２を有しており、この圧力室８２は、ノズルニードルの上昇のため及び噴射される燃料の準備のために、圧力変換装置３００を介して燃料によって負荷可能である。閉鎖力を加えるばね１０１は、インジェクタ８０の、噴射開口とは反対側の端部において、室内に配置されており、この室は漏れ燃料を排出するために漏れ管路８１と接続されており、この漏れ管路８１は低圧系に、特に自動車の燃料タンクに通じている。圧力室８２は圧力変換装置３００の高圧室４０と接続されている。圧力変換装置３００の、２部分から成るピストン８６，８７の反対側の端部に位置する室３５は、３ポート２位置方向切換え弁８５を介して、低圧管路８４か又はアキュムレータ管路８３に接続可能である。低圧管路８４は、燃料を自動車の燃料タンクに戻すことができる低圧系に通じている。アキュムレータ管路８３は２０００バールまでの圧力の燃料を供給する燃料高圧源６０に通じており、この燃料高圧源については既に、図１との関連において記載した。この燃料高圧源は、図示されていない高圧レールを有しており、この高圧レールにおいては高圧下の燃料を準備することができ、かつ高圧レールは内燃機関の各シリンダにそれぞれ配属された各圧力変換装置と、弁を介して接続可能である。つまりこの場合各シリンダのためには、圧力変換装置と調量弁８５とインジェクタ８０とがそれぞれ設けられている。圧力変換装置のピストン８６，８７はこの場合太いピストン８６と細いピストン８７とを有しており、太いピストン８６は室３５を制限し、細いピストン８７は高圧室４０を制限している。細いピストン８７は孔８８を有していて、この孔８８を介して高圧室４０は圧力変換装置の戻し室３８と接続可能である。図面で見て下方に向かって行われるピストンの圧縮運動が図３に符号１００で示されているが、この圧縮運動１００時には、太いピストン８６と細いピストン８７とのシール面は互いに接触させられて位置していて、孔８８を閉鎖している。太いピストン８６の、戻し室３８に向けられた側に設けられた戻りホルダ９１は、太いピストン８６に対する細いピストン８７の運動クリアランスを制限している。すなわちこの場合、太いピストン８６が圧縮運動１００の方向とは逆向きにある程度離反運動するや否や、細いピストン８７の特に円形リング状の延長部９２が戻りホルダ９１によって捕捉される。延長部９２には孔９３が設けられており、これによって戻りホルダ９１の領域における戻し室内の燃料交換を容易にすることができる。同じ目的のために、戻りホルダ９１にも孔９５が設けられている。戻し室３８に配置されたばね３９は、戻りホルダ９１を介して太いピストン８６に、圧縮運動１００の方向とは反対方向に作用する力を加える。戻し室３８は低圧管路８９を介して低圧系と接続されている。
【００１７】
図示された圧縮運動１００は、燃料高圧源の圧力つまりコモンレール系のレール圧を、圧力変換装置の室３５に接続する（Durchschalten）ことによって生ぜしめられる。高圧室４０と低圧管路８９との間における接続路は切り離されている。それというのは、室３５内における燃料圧は太いピストン８６に対して力を加え、この力はシール面９４を介して細いピストン８７に伝達され、その結果孔８８が閉鎖されて、高圧室４０内においては、コモンレール系の高圧レールにおける燃料圧を上回る高圧を形成することができるからである。
【００１８】
図４には図３におけると同じ系が示されているが、この場合別の運転状態、つまり２部分から成るピストン８６，８７が、圧縮運動１００とは逆向きのバランス運動１１０を実施する別の運転状態において、示されている。
【００１９】
噴射を終了したい場合には、図４に示されているように、室３５は３ポート２位置方向切換え弁８５を介して低圧管路８４と接続されている。これによって室３５はレール圧から切り離され、２部分から成るピストンはその出発位置へと戻る。まず初めに単に太いピストン８６だけが上方に向かって移動し、この太いピストン８６の単独移動は、戻りホルダ９１が細いピストン８７の延長部９２に衝突して、細いピストン８７を一緒に上方に向かって引っ張るまで続く。シール面９４は今やもはや互いに接触しておらず、高圧室４０は孔８８と低圧系とを介して新たな燃料によって充填されることができる。
【００２０】
シール面９４は択一的に、図示の実施例つまりシール面９４が太いピストンと細いピストンとの平らな面端部から形成されている実施例とは異なり、片側に、孔８８を取り囲むシール縁を備えていてもよい。シール面が球形もしくは中空の球形に形成されていると、両ピストンの間において場合によっては生じる角度ずれの際にもシール性を保証することができ、有利である。高圧室４０のこのような充填形式は、図示の使用例のみならず、高圧室の充填を圧力変換装置の戻し室から行うすべての使用例において使用することが可能である。
【００２１】
図５には、行程制御される圧力変換式のコモンレール系における別の実施例が示されている。図１におけると同じ又は類似の構成部材には、同一符号が用いられ、説明の繰り返しは省く。圧力変換器が組み込まれたインジェクタ１２０は、図２の実施例とは異なり、一体的なピストンを備えた圧力変換器の代わりに、２部分から成るピストンを備えた圧力変換器を有している。この場合圧力変換装置の構成は、図３及び図４に示された２部分から成るピストンの構成と、圧力変換器のピストン８６，８７の大径の部分に絞り７１及び充填弁７２が組み込まれた図２に示された構成とを組み合わせたものである。
【００２２】
休止状態においては弁３１も弁１５も閉鎖されている。ノズルは閉鎖されていて、噴射は行われていない。この場合戻し室３８内には同様にレール圧が存在しているので、圧力変換器のピストンは圧力バランスされているので、増圧は行われない。シール面９４は互いに押し付けられていないので、孔８８は高圧室４０を充填するために開放されていて、圧力変換装置の２部分から成るピストンは出発位置に戻される。さらにレール圧は充填弁７２と孔８８とを介して高圧室４０及びインジェクタの圧力室１３に達する。これによって何時でも、レール圧による噴射を行うことができる。噴射のためにはインジェクタの制御弁１５が操作され、これによって図５に示されているようにノズルが開放される。より高い圧力による噴射を行いたい場合には、制御弁３１を制御することつまり開放することが必要である。これによって戻し室３８内における圧力が低下し、その結果太いピストン８６が細いピストン８７を押圧し、シール面９４は互いに押し合わされる。これにより孔８８が閉鎖され、逆止弁の機能が実現される。高圧室４０内における燃料はもはや戻し室３８に戻り流れることはできない。さらに充填弁７２が閉鎖される。戻し室３８の放圧によって、つまり２部分から成るピストン８６，８７はもはや圧力バランスされず、高圧室４０における圧力増大が、室３５と室４０との受圧面の比に応じて行われる。圧力変換装置が弁３１の閉鎖によって遮断されると、絞り７１を介して室３５，３８と室４０との間における圧力バランスが行われる。戻し室３８における燃料圧がほぼ室３５における圧力に達すると、充填弁７２が開放し、室３５から室３８への接続路が開放される。さらに戻しばね３９によって両方のピストン８６，８７は互いに切り離される。これによって戻し室を迅速に充填することができ、ひいては圧力変換装置の２部分から成るピストンを迅速に戻すことができる。そして高圧室の充填が孔８８を介して行われる。
【００２３】
図６には、圧力変換されるコモンレール系の別の実施例が示されている。図５におけると同じ又は類似の構成部材には、同一符号が用いられ、説明の繰り返しは省く。この図６に示された実施例では、図５に示された実施例とは異なり、細いピストン８７における中央の孔８８の代わりに、側方に幾分ずらされた孔１３０が設けられており、これによって充填弁７２の代わりに、太いピストン８６における貫通孔１４０の形の簡単な構成によって済ますことができる。
【００２４】
戻し室が放圧されるとちょうどその時に、細いピストン８７と太いピストン８６との平らなシール面９４は互いに接触し、孔１３０のみならず、孔１４０も閉鎖される。これによって孔１４０はまさに、組み込まれたばね負荷された玉の形で実現された充填弁７２（図５参照）と同じ機能を果たすことができる。
【００２５】
既に述べたように、平らなピストン端部から成るシール面の構成の代わりに択一的に、その他のジオメトリ、例えば球形もしくは半球形の表面形状を、特に孔の周囲の領域において使用することが可能である。充填路１４０は１つではなく、複数の孔を設けることも可能である。また同様に、孔１４０，１３０全体を取り囲むシール縁を、両ピストンのうちの少なくとも１つの端部に設けることも可能である。
【００２６】
図７には、圧力変換されるコモンレール系の別の実施例が示されている。図６におけると同じ又は類似の構成部材には、同一符号が用いられ、説明の繰り返しは省く。この図７に示された実施例では、図６に示された実施例とは異なり、２部分から成るピストンが、相前後して配置された２つの部分ピストン８６，８７からではなく、互いに内外に係合する２つのピストン１５０，１６０から構成されている。図示の断面図から分かるように、太いピストン１５０の中空室によって弁室１７４が形成されており、この弁室１７４内には、細いピストン１６０のヘッド領域１６１が進入している。ヘッド領域１６１は、細いピストン１６０の小径の頸部領域１６２に移行しており、この頸部領域１６２は、太いピストン１５０のガイド領域１５１によって液体シールされて案内される。戻しばね３９は、圧力変換装置のケーシングと、太いピストン１５０のガイド領域１５１に比べて大径の領域との間において、張設されている。太いピストン１５０は室３５の側において部分的に円形リングプレート１７５によって閉鎖されており、この円形リングプレート１７５は、太いピストン１５０と堅固に結合されている。円形リングプレート１７５は中央に配置された貫通領域１７６を有しており、この貫通領域１７６は、太いピストン１５０に対する細いピストン１６０の運動によって閉鎖されることができる。さらにプレート１７５の縁部領域には絞り孔１８０が設けられており、この絞り孔１８０は、太いピストン１５０に対してヘッド領域１６１が間隔をおいて位置していることに基づいて、太いピストン１５０に対する細いピストン１６０の位置とは無関係に、常に覆われることがない。細いピストン１６０の頸部領域１６２には、長手方向孔１８６が設けられていて、この長手方向孔１８６は高圧室４０に開口している。高圧室４０とは反対の側において、長手方向孔は横方向孔１８５に移行しており、この横方向孔１８５は両側において圧力変換装置の戻し室３８に開口している。太いピストン１５０に対する細いピストン１６０の運動クリアランスは、一方の側においては、ヘッド領域１６１の、室３５に向けられた側がプレート１７５に当接することによって制限され、かつ他方の側においては、ピストン領域が、ガイド領域１５１と太いピストン１５０の大径の残りとの間における太いピストン１５０の移行領域に、ヘッド領域１６１が載着することによって制限されており、自由行程区間１９０に相当する。細いピストン１６０が室３５に向かって移動すると、太いピストン１５０はまず初めに横方向孔１８５を閉鎖し、自由行程区間１９０を通過した後で、貫通領域１７６が細いピストン１６０によって閉鎖される。移行領域にはさらに孔１７０が設けられていて、この孔１７０は弁室１７４を戻し室３８と接続している。
【００２７】
図１、図２及び図３に示された逆止弁４５；７４；９４は、図７に示された実施例では、ガイド領域１５１と、このガイド領域１５１により閉鎖可能な横方向孔１８５とによって形成される。図１及び図２に示された実施例における絞り４７；７１の働きは、絞り孔１８０と孔１７０とによって引き受けられる。図１、図２、図５及び図６に示された実施例における充填弁４９；７２；１４０の機能は、この場合ヘッド領域１６１と、このヘッド領域によって閉鎖可能な貫通領域１７６と孔１７０とによって保証される。図７において系は、圧力変換装置の不作動時における休止状態で示されている。レール圧は、室３５と、貫通領域１７６を介して弁室１７４と、孔１７０を介して戻し室３８と、長手方向孔１８６を介して高圧室４０とに存在している。圧力変換器は圧力バランスされており、太いピストン１５０は戻しばね３９によってその上方位置に保たれる。孔１８５，１８６はバイパス路を形成し、このバイパス路は、レール圧による前噴射又はブーツ形の主噴射を可能にする。これらの孔１８５，１８６は、圧力変換器が制御されていないもしくは戻っている段階においてしか開放されない。
【００２８】
図８には増圧中における系が示されている。増圧のためには、２ポート２位置方向切換え弁３１が制御される。この２ポート２位置方向切換え弁３１は戻し室３８を放圧する。これによってピストン１５０はもはや圧力バランスされていない。それというのは、室３５，１７４内においてはなおレール圧が存在するが、戻し室３８内にはもはやレール圧が存在しないからである。この戻し室３８は漏れ圧レベルにある。ピストン１５０は細いピストン１６０に対して、ある程度、つまり自由行程区間１９０だけ前進し、横方向孔１８５を閉鎖する。細いピストン１６０は太いピストン１５０のガイド領域１５１によって、かつ高圧室４０に向けられた端部においては、圧力変換装置のケーシングによっても案内される。バイパス路が閉鎖され、自由行程区間１９０の分だけ前進すると、太いピストン１５０は細いピストン１６０を連行する。それというのは、貫通領域１７６は、ヘッド領域１６１が該貫通領域１７６を貫いて移動できるほどには大きくないからである。そしてヘッド領域１６１とプレート１７５とは、弁室１７４を室３５からシールする。細いピストン１６０と太いピストン１５０との一緒の下降運動によって、高圧室４０内における燃料は、室３５と室４０との受圧面の比に相応して圧縮される。増圧を終了させたい場合には、弁３１は再び閉鎖される。これにより室３８はもはや低圧系とは接続されておらず、弁室１７４における圧力は、絞り孔１８０を介して再びレール圧に高まることができる。戻し室３８においても燃料圧は、絞り孔１８０と弁室１７４と孔１７０とを介して再びレール圧に上昇する。これによってピストン１５０は再び圧力バランスし、戻しばね３９によって上方に押し上げられる。ピストン１５０が自由行程区間１９０を進んだ後で、太いピストン１５０は細いピストン１６０を、頸部領域１６２とヘッド領域１６１との間の移行部によって形成された肩部を介して再び出発位置に移動させる。孔１８５は自由行程区間１９０の分だけ進んだ後で再び開放されるので、この孔によって高圧室４０と戻し室３８とは接続される。高圧室４０は、このようにして戻し室３８に介して燃料を充填することができ、両ピストン１５０，１６０は完全に出発位置に戻る。図７及び図８に示された実施形態では、増圧器の制御時にピストン１５０は横方向孔１８５を通過し、室３５から弁室への供給路が閉鎖される。そのために孔１７０は次のように設計されている。すなわちこの場合、弁室と戻し室との間における圧力バランスがゆっくりと行われ、つまりピストン１５０はある程度の時間圧力バランスされておらず、戻しばね３９の力を上回って戻しばね３９を押圧するようになっている。つまり孔１７０は、室３５から弁室１７４への、ひいては孔１７０を介して戻し室３８への供給路が、閉鎖されて、両方の室が漏れ管路と弁３１とを介して放圧され得るまで、絞られねばならない。さらに高圧室４０は、ピストン１５０の運動の開始段階においては放圧されない。それというのは、さもないと、高い噴射圧をもはや得ることができないからである。高い噴射圧は次のことによって、すなわち横方向孔１８５が、増圧器が進むことのできる全行程に対して小さく、その結果横方向孔１８５が素速く通過され得ることによって、保証される。横方向孔１８５は有利には同様に絞り作用を有していて、通過の段階において高圧室内における圧力の低下をほとんど生ぜしめない。
【００２９】
細いピストン１６０のヘッド領域１６１によって貫通領域１７６をより良好にシールするために、プレート又はヘッド領域に装着されたＯリングを設けると有利である。このＯリングは製造誤差や取付け時における不正確さを補償することができる。
【００３０】
図９には、図７及び図８に示された圧力変換装置の別の変化実施例が示されている。図７及び図８の実施例では絞り１８０はプレート１７５に設けられた孔の形で実現されていたが、これに対して図９の実施例では、択一的に、プレート１７５が貫通領域１７６の周囲の少なくとも１つの箇所に刻み目状の傾斜面取り部もしくは溝２００を有しており、この溝２００は、細いプレートのヘッド領域へのプレートの載着時に、絞られた燃料貫流を保証する。そしてこの溝２００は、圧力形成が行われ、しかしながら圧力変換器が弁３１を介して再び不作動状態になった後で、室３５，１７４，３８の間における圧力バランスのためにも働くことができる。プレートにおける溝と択一的に又は組み合わせて、細いピストン１６０のヘッド領域１６１にも溝２００を設けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】燃料噴射装置の１実施例を示す図である。
【図２】圧力変換装置を組み込まれた燃料噴射装置の別の実施例を示す図である。
【図３】燃料噴射装置の別の実施例を第１の運転状態で示す図である。
【図４】図３に示された燃料噴射装置を第２の運転状態で示す図である。
【図５】２部分から成るピストンに絞りと充填弁とが組み込まれている圧力変換装置を備えたインジェクタを示す図である。
【図６】図５に示された充填弁とは別の構成による充填弁を備えた別の実施例を示す図である。
【図７】２部分から成るピストンを備えたさらに別の実施例による圧力変換装置を第１の運転状態で示す図である。
【図８】図７に示された圧力変換装置を第２の運転状態で示す図である。
【図９】図７及び図８に示された圧力変換装置の変化実施例を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月9日(2003.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の燃料噴射装置であって、燃料高圧源から燃料供給される燃料インジェクタが設けられていて、該燃料インジェクタと燃料高圧源との間に、可動のピストンを有する圧力変換装置が接続配置されており、可動のピストンが、燃料高圧源に接続された室を、インジェクタに接続された高圧室と戻し室とから隔てている形式のものにおいて、高圧室（４０）が燃料管路（４６；７５；８８；１８６）を介して戻し室（３８）と接続可能であり、高圧室に戻し室を介して燃料高圧源の高圧を充填できるようになっており、戻し室（３８）が制御弁（３１）を介して低圧管路（３２）と接続可能であり、さらに、燃料による戻し室の充填によってもしくは戻し室からの燃料の排出によって、高圧室内における燃料圧が変化可能であることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射装置。
【請求項２】
燃料管路（４６；７５；８８；１８６）に弁、特に逆止弁（４５；７４；９４；１５１，１８５）が配置されていて、高圧室から戻し室への燃料の戻り流を中断できるようになっている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
燃料管路（４６；７５；８８；１８６）と弁（４５；７４；９４；１５１，１８５）とが、ピストン（３６，３７；８６，８７；１５０，１６０）に組み込まれている、請求項２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
ピストンは相対的に運動可能な２つの部分（８６，８７；１５０，１６０）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記部分が細いピストン（８７；１６０）と太いピストン（８６；１５０）とから成っている、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
燃料管路が、孔（８８；１８６）の形で細いピストン（８７；１６０）に組み込まれている、請求項５記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
細いピストン（８７）と太いピストン（８６）とは結合手段（９１，９２）を介して次のように、すなわち両ピストンの互いに向かい合っているシール面（９４）が、細いピストンへの太いピストンの接触時に孔（８８）を閉鎖するように、互いに結合されている、請求項２又は６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
細いピストン（１６０）が、太いピストン（１５０）の中空室を形成する弁室（１７４）内に進入するヘッド領域（１６１）を有しており、細いピストン（１６０）の、ヘッド領域に接続する小径の頸部領域（１６２）が、中空室をシールするガイド（１５１）内において可動であり、これによって孔（１８６）が一方の端部においてガイド領域によって閉鎖可能である、請求項２又は６記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
室（３５）が絞り（４７；７１；１８０；１７０）を介して戻し室（３８）と接続されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
絞り（７１；１８０；１７０）がピストン（３６，３７；８６，８７；１５０，１６０）に組み込まれている、請求項９記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
室（３５）が充填弁（４９；７２；１４０；１６１；１７６；１７０）を介して戻し室（３８）と接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
充填弁（７２；１４０；１６１；１７６；１７０）がピストン（３６，３７；８６，８７；１５０，１６０）に組み込まれている、請求項１１記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
充填弁が、太いピストン（８６；１５０）における少なくとも１つの貫通孔（１４０；１７０）から成っている、請求項１２記載の燃料噴射装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９９１０９７０号明細書に基づいて公知の燃料噴射装置もしくは圧力変換装置では、戻し室に対する充填・排出を用いて増圧ピストンによって、コモンレール系により準備された値よりも高く燃料噴射圧を上昇させることが可能である。
ドイツ連邦共和国特許公開第３１０２６９７号明細書に開示された、圧力変換装置を備えた燃料噴射装置では、圧力変換装置の戻し室は常に、低圧管路に接続されている。




【国際調査報告】
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2004525304.tif 000034
2004525304.tif 000035
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