(57)【要約】  内燃エンジンのための燃料噴射器は、少なくとも１つのスプレー開口部（２８）を備えたスプレー先端（１８）を備えたノズル本体と、スプレー開口部（２８）を制御するために、ノズル本体（１４）内にスライド可能に配置されたニードル（２２）と、を具備している。制御チャンバ（４０）はニードル２２と関連付けられ、使用時には、少なくとも間接的に閉鎖方向にニードルに圧力をかけるために、高圧燃料によって満たされ、制御チャンバ（４０）は入口制限部ＩＮＯ（７０）を通じて高圧燃料経路（３４）と連通し、および制御バルブ（４６）を介して出口制限部ＳＰＯ（７２）を通じて低圧排出部と連通し、燃料の流れが出口制限部（７２）を通じて制御チャンバから燃料が流出することを許容または阻止している。入口制限部（７０）および出口制限部（７２）は、制御チャンバ（４０）内のより大きい圧力降下を生じさせるために、入口燃料流量に対する出口燃料流量の比が、同じ燃料圧力において、通常の燃料温度の場合と比較して低い燃料温度において増大するように設計された幾何形状をそれぞれ有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンのための燃料噴射器であって、
スプレー先端（１８）を備え、該スプレー先端を通じて、燃料が少なくとも１つのスプレー開口部（２８）を通じて選択的に噴射されることが可能なノズル本体（１４）と、
自身の変位を介して前記少なくとも１つのスプレー開口部（２８）を制御するために、前記ノズル本体（１４）内にスライド可能に配置されたニードル（２２）と、
該ニードル（２２）に関係付けられた制御チャンバ（４０）であって、使用時には、その閉鎖方向において前記ニードル（２２）に少なくとも間接的に押圧力を負荷するために、高圧燃料によって満たされる制御チャンバ（４０）と、を具備し、
前記制御チャンバ（４０）は、入口制限部（７０）を通じて高圧燃料経路（３４）と連通しており、前記チャンバ内の圧力は、燃料が出口制限部（７２）を通じて流出することを可能にすることによって、減少されることが可能であり、
アクチュエータによって操作され且つ前記制御チャンバ（４０）に接続されて、前記制御チャンバから前記出口制限部（７２）を通じて流出する燃料の流れを許容または阻止する制御バルブ（４６）をさらに具備した燃料噴射器において、
前記入口制限部（７０）および出口制限部（７２）は個々に幾何形状を有し、該幾何形状は、前記制御チャンバ（４０）内のより大きい圧力降下を生じさせるために、入口燃料流量に対する出口燃料流量の比が、同じ燃料圧力において、通常の燃料温度の場合と比較して低い燃料温度において増大するように設計されていることを特徴とする燃料噴射器。
【請求項２】
前記入口制限開口部（７０）および前記出口制限開口部（７２）の形状は、等式
Ｒｄｉｍ＝（ＬＳＰＯ／ＤＳＰＯ）／（ＬＩＮＯ／ＤＩＮＯ）
によって定義された寸法比Ｒｄｉｍを示し、当該数値は０．７５よりも大きくなく、
ＬＳＰＯおよびＤＳＰＯは、それぞれ前記出口制限開口部（７２）の長さおよび直径であり、ＬＩＮＯおよびＤＩＮＯは、それぞれ前記入口制限開口部（７０）の長さおよび直径であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項３】
前記Ｒｄｉｍは、０．１≦Ｒｄｉｍ≦０．７０の範囲、好適に０．１≦Ｒｄｉｍ≦０．５０の範囲、より好適に０．２≦Ｒｄｉｍ≦０．４０の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射器。
【請求項４】
前記入口制限開口部（７０）および前記出口制限開口部（７２）の形状は、長さ比ＲＬ＝ＬＳＰＯ／ＬＩＮＯが０．２≦ＲＬ≦０．８の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項５】
前記入口制限開口部（７０）および前記出口制限開口部（７２）のそれぞれの直径は、通常の運転温度において所定の流量に到達するように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項６】
前記入口制限開口部および前記出口制限開口部の形状は、それらの直径比ＲＤが０．８≦ＲＤ≦１．２の範囲、好適に０．９≦ＲＤ≦１．１の範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項７】
入口燃料流量に対する出口燃料流量の比は、低い燃料温度において約５〜２５％だけ増加することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項８】
前記入口制限開口部（７０）は、機械加工された穴であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項９】
前記入口制限開口部は、前記制御チャンバに開口した入口燃料経路（８０）内に配置され、
前記入口制限開口部は、前記入口燃料経路（８０）内に嵌め込まれたプラグ要素（８４）の外側面の軸方向溝（８６）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項１０】
前記ニードル（２２）は前記制御チャンバ（４０）内に延び、バネ要素（５８）によってその閉鎖方向に付勢されており、前記バネ要素は好適に前記制御チャンバ内に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項１１】
前記ノズル本体（１４）内において、前記ニードルの前部領域は、ノズル制限開口部（７４）を通じて前記高圧燃料経路から供給された燃料の圧力を受けていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項１２】
出口経路（５４）は、前記出口制限部（７２）を通じて前記制御チャンバ（４０）を前記制御バルブ（４６）に接続し、前記制御バルブが開放されている場合、前記出口経路は低圧排出部と連通していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射器を１つ以上具備した燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体的に内燃エンジンの分野、より詳細にはそのようなエンジン、特にディーゼルエンジンのための燃料噴射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術から周知であるように、内燃エンジンの燃料噴射システムは、一般的に複数の燃料噴射器を含み、各燃料噴射器は、連結されたエンジンシリンダの燃焼チャンバ内に燃料を噴射するように配列されている。各燃料噴射器には、コモンレールのような適切な燃料源から高圧の燃料が供給され、噴射器は、高圧燃料ポンプによって高圧の燃料を蓄えられる。
【０００３】
燃料噴射器は、細長いバルブニードルを収容したノズル本体を一般的に具備している。ノズル本体は１つ以上のスプレー開口部を備えたスプレー先端を備え、使用時において噴射器は、そのスプレー先端が連結された燃焼チャンバ内に突出するように装着され、それにより燃料は、噴霧スプレーの形式で高圧において燃焼チャンバ内に噴射され得る。高圧燃料経路から供給された燃料は、ニードルを取り囲んだノズル本体内に蓄積し、噴射が必要な場合に、スプレー開口部に供給される準備ができる。
【０００４】
ニードルの長手方向変位は、ソレノイド作動式制御バルブ手段を用いて制御されており、この手段は、バルブニードルの上に配置された制御チャンバの加圧または排出を制御している。例えば、先端の反対側のニードルの端部は、制御チャンバ内に受容されており、したがって、閉鎖方向への圧力に起因した、その内部の燃料圧力を受ける。それに加えて、例えばチャンバを閉じるように装着されたバネは、通常は閉鎖方向にニードルを付勢している。
【０００５】
制御チャンバには、入口流量を決定する入口制限部を通じて高圧燃料経路から燃料が供給される。制御バルブが開いた場合、燃料は、制御バルブおよびさらに下流の低圧排出部に繋がった出口経路を通じて、制御チャンバから流出することが可能である。出口制限部は出口経路の入口に設けられ、制御チャンバから流出する燃料の流量を制御している。噴射器を開放するために、制御バルブ手段のソレノイドアクチュエータは電圧印加されて、そのバルブ部材を移動させ、これにより制御チャンバ内の圧力降下を生じさせて、低圧排出部に向かって流れ経路を開放させる。ニードルスプレー領域に作用する圧力が、制御チャンバ内の燃料およびバネ力によってニードルにかけられた力を超えた場合、ニードルを持ち上げ、噴射が生じる。
【０００６】
そのような燃料噴射器は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００７】
前述のタイプの燃料噴射器は、全体的に満足な態様の動作を示す。しかしながら、噴射器の性能は、例えば寒い気候条件、すなわち０℃を下回る条件下での冷えたエンジンの始動の場合のような、低温において変化する。このことは、大抵は低温において燃料の粘度が上昇し、ノズルの開放が概略困難となり、したがって噴射器供給速度の不備を増大させるために生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２  ６４７  ８２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、低温において改善された挙動を示す改善された燃料噴射器を提供することである。この目的は、請求項１の燃料噴射器によって達成されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による内燃エンジンのための燃料噴射器は、
スプレー先端を備え、このスプレー先端を通じて、燃料が少なくとも１つのスプレー開口部を通じて選択的に噴射されることが可能なノズル本体と、
自身の変位を通じて少なくとも１つのスプレー開口部を制御するために、ノズル本体内にスライド可能に配置されたニードルと、
ニードルに関係付けられた制御チャンバであって、使用時には、その閉鎖方向においてニードルに少なくとも間接的に押圧力を負荷するために、高圧燃料によって満たされる制御チャンバと、を具備している。
【００１１】
制御チャンバは、入口制限開口部を通じて高圧燃料経路と連通しており、前記チャンバ内の圧力は、燃料が出口制限開口部を通じて流出することを可能にすることによって、選択的に減少されることが可能である。制御バルブはアクチュエータによって操作され且つ制御チャンバに接続されて、制御チャンバから出口制限部を通じて流出する燃料の流れを許容または阻止している。
【００１２】
入口制限開口部および出口制限開口部は個々に幾何形状を有し、この幾何形状は、制御チャンバ内のより大きい圧力降下を生じさせて、それによりノズルの開放を容易にするために、入口燃料流量に対する出口燃料流量の比が、同じ燃料圧力において、通常の燃料温度の場合と比較して低い燃料温度において増大するように設計されていることが理解される。
【００１３】
従来の噴射器デザインの考えの下では、制御チャンバ内の圧力降下は、通常の噴射器作動状態において制御チャンバの外部への所定の流出流量を生じさせるために、入口および出口制限開口部の直径の決定によって、慣習的に定義されていることが理解され得る（ここで「通常の」は、特に噴射システムの高圧燃料ポンプの入口において測定された、一般的に少なくとも４０℃の燃料温度を示している）。
【００１４】
それとは逆に、本発明は制限開口部の形状因子、特に直径および長さにしたがって有利に提案しており、それは、通常温度における噴射器の性能に敏感に影響することなく、低温（すなわち、特に高圧燃料ポンプの入口において測定された、燃料システム内の０℃よりも低い温度における燃料に関する）における流出流量を改善するためである。
【００１５】
これに関連して、入り口または出口制限開口部の長さへの作用が、通常の作動状態下での制御チャンバからの流出流量を変化させることなく、制御チャンバへのもしくは制御チャンバからの低温における流量を補正することを許容することが観察されたことは、本発明の特別な功績である。実際に、所望の流れの挙動は、以下のデザインの選択を通じて達成され得る。好適に、入口および出口制限開口部の構成は、寸法比Ｒｄｉｍが、
Ｒｄｉｍ＝（ＬＳＰＯ／ＤＳＰＯ）／（ＬＩＮＯ／ＤＩＮＯ）
として定義され、その数値は最大で０．７５である。
ここで、ＬＳＰＯおよびＤＳＰＯは、それぞれ出口制限開口部の長さおよび直径であり、ＬＩＮＯおよびＤＩＮＯは、それぞれ入口制限開口部の長さおよび直径である。
【００１６】
特に、Ｒｄｉｍは好適に０．１≦Ｒｄｉｍ≦０．７０の範囲、より好適に０．１≦Ｒｄｉｍ≦０．５の範囲、さらにより好適に０．２≦Ｒｄｉｍ≦０．４の範囲である。
【００１７】
一実施形態において、入口および出口制限開口部は１０〜２０％異なった直径を有し、すなわちそれらの直径比ＲＤは０．８≦ＲＤ≦１．２の範囲、好適に０．９≦ＲＤ≦１．１の範囲である。そのような場合、低温における制御チャンバ内の所望の流れの挙動は、長さ比ＲＬ＝ＬＳＰＯ／ＬＩＮＯが０．２≦ＲＬ≦０．８となるような入口および出口制限開口部の構成によって得られることが可能である。
【００１８】
実際に、制限開口部、特に入口制限開口部は、単純に機械加工されたボアとされ得る。別の実施形態においては、入口開口部は、制御チャンバに繋がった燃料経路内に嵌合されたプラグ要素の外側面の軸方向溝によって形成され得る。
【００１９】
本発明は、添付図を参照するとともに実施例を用いてここに記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】閉鎖された状態における、本発明の燃料噴射器の一実施形態の長手断面を示した図である。
【図２】ａ）内部にプラグ部材を備えた燃料経路を通った長手方向断面、およびｂ）プラグの上面を示した、制御チャンバの入口経路内の入口制限開口部を製造するための代替の方法を示した図である。
【図３】異なった数値の寸法比Ｒｄｉｍに関する、多様な噴射器特性を示したグラフである。
【図４】異なった数値の寸法比Ｒｄｉｍに関する、多様な噴射器特性を示したグラフである。
【図５】異なった数値の寸法比Ｒｄｉｍに関する、多様な噴射器特性を示したグラフである。
【図６】異なった数値の寸法比Ｒｄｉｍに関する、多様な噴射器特性を示したグラフである。
【図７】異なった数値の寸法比Ｒｄｉｍに関する、多様な噴射器特性を示したグラフである。
【図８】図１の入口および出口開口部の詳細を示した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照すると、内燃エンジン、特にディーゼル内燃エンジンのための燃料噴射器１０の一実施形態が示されている。
【００２２】
参照符号１２は全体的にノズル手段を示しており、頂部１６およびスプレー先端１８領域を含み且つボア２０が設けられたノズル本体１４を具備し、このノズル本体は、頂部およびスプレー先端領域を通じて延び、ボアはスプレー先端領域の自由端から離間された位置において終端となっている。細長いニードル２２はボア２０内でスライド可能であり、ニードルは、ボアの閉鎖端部に隣接したノズル本体の内側面によって形成されたバルブシート２６と係合するように配置された先端領域２４を含んでいる。ノズル本体１４には、ボア２０と連通した１つ以上のスプレー開口部２８（１つのみが図示されている）が設けられ、スプレー開口部２８は、ニードル２２の先端２４のバルブシート２６との係合が、スプレー開口部２８を通じたノズル本体１４からの流体の排出を防止し、且つニードル先端２４がバルブシート２６から持ち上げられた場合、燃料はスプレー開口部２８を通じて供給され得るように配置されている。
【００２３】
図１に示されたように、ニードル２２は慣習的に、ノズル本体１４のスプレー先端領域１８内に延びたその領域が、ニードルとノズル本体の内側面との間の流体の流れを許容するボアよりも、小さい直径を有するような形状とされ得る。ノズル本体の頂部領域１６内において、ニードル２２は、ニードルとノズル本体との間の流体の流れを概略妨げるような、大きい直径である。頂部とスプレー先端領域との間の領域は、前述の２つの領域の異なった直径の間で面取りされており、したがって、傾斜した圧力面３０を提供し、その面に高圧燃料が供給され得る。
【００２４】
本デザインでは、ノズル本体１４の頂部領域には蓄積空間３２が設けられ、この空間は、燃料が例えばエンジン噴射システムのコモンレールから進入する上側領域（図示略）からノズル本体１４に至るまでの、噴射器１０に沿って延びた高圧燃料経路３４と連通している。燃料が蓄積空間３２からノズル本体のスプレー先端領域１８へと流れることを許容するために、ニードル２２には溝襞領域３６が設けられ、この領域は、燃料が蓄積空間３２からノズル本体のスプレー先端領域１８へと流れることを許容している。このニードル領域はボア内に堅く受容されており、それによりニードルのノズル本体内における横移動を制限しているが、その軸方向移動を制限しないように作用している。
【００２５】
加圧燃料によって満たされた制御チャンバ４０はニードル２２と連動し、その閉鎖方向に制御された圧力をニードルに加えている。制御チャンバ４０はニードル２２の上に配置され、ノズル手段の上に直接配置されたいわゆるスペーサ部品４２内に配置されている。制御チャンバ４０自体は、アクチュエータ（図示略）によって作動される制御バルブ４６を具備した制御バルブ手段４４と連動し、制御チャンバ４０内の燃料圧力を以下に説明されたように制御することを可能にしている。従来通り、多様な本体部品１６、４２、４４等は、ケーシング４７内に一体に保持されている。
【００２６】
ニードル２２の上端部５０は、その先端２４から離れており、制御チャンバ４０内に突出して、制御チャンバをノズル手段に向かって閉じている。制御チャンバ４０は、燃料の供給のために、入口経路５２を通じて高圧燃料経路３４と流体連通している。参照符号５４は出口経路を示しており、ここを通じて、燃料は制御チャンバ４０から制御バルブ４４へと、さらに下流の低圧排出部（図示略）へと流出する。ニードル２２は、ニードルを閉じる方向に付勢するためのバネ手段と一般的に連動している。ここで、バネ５８は制御チャンバ４０内に配置され、図１に示されたように、特に直径が小さくなった突起５０１の周囲を取り囲むことによっておよび周囲ショルダ５０２上に静止することによって、ニードルの上端部５０と係合している。
【００２７】
スペーサ部品４２の上に配置された制御バルブ手段４４は、中心ボア６０を備えたバルブ本体を具備し、中心ボア内ではバルブ部材６２がスライド可能とされている。バルブ部材６２は複数の軸方向溝６４を担持し、その溝の一方はシール面であり、ボア６０の端部においてシート６６と係合可能である。シール面がシート６６と接触した場合、圧力シールを形成する接触が生じる。バルブ部材６２がシートから持ち上げられた場合、燃料はそこを通じて下流の低圧排出セクションへと流れることが可能になる。これにより、制御部材４４は、制御チャンバ４４と低圧排出セクションとの間の連通を制御（すなわち許容および阻害）することが可能である。
【００２８】
好適に、バルブスプリング（図示略）が制御バルブ４６の上に配置され、バルブ部材６２のシール面を付勢して、バルブ手段本体内のボアのシート６６と係合させるように作用している。好適にソレノイドタイプのアクチュエータ（図示略）が制御バルブの上（例えばチャンバ４８内）に一般的に配置され、バルブ部材６２を操作している。ソレノイドアクチュエータの起動により、バルブ部材６２は持ち上げられ、バルブ部材６２はそのシール面を、バルブ手段本体のボア内のシートから離す。ソレノイドアクチュエータの停止により、バルブ部材は、バルブスプリングの作用の下で、元の位置に戻る。
【００２９】
先行技術から知られているように、燃料噴射器の操作、すなわちその開閉は、ニードル２２に作用する液圧を制御することによって達成されている。したがって、燃料噴射器１０は、３つの制限開口部を含み、以下の選択された位置において制御された流量を提供する。
−  入口制限開口部７０であり、高圧経路３４から制御チャンバ４０への燃料の流れに配置された入口開口部（ＩＮＯ）としても知られている。
−  出口制限開口部７２であり、制御チャンバから出て制御バルブ４６に向かう燃料の流れを制限するために配置された流出開口部（ＳＰＯ）としても知られている。
−  ノズル制限開口部７４であり、ニードル前部の上流の高圧経路内に配置されたノズル経路開口部（ＮＰＯ）としても知られている。
【００３０】
入口制限開口部７０および出口制限開口部７２は協働して、制御バルブ４６が開いている場合、その内部の圧力降下を生じてニードル２２の開放を可能にするために、制御チャンバ４０の燃料流出速度を決定する。次に、ノズル制限開口部７４は、特にノズルを閉じる目的のために、その下流のニードル面に作用する高圧を減少させることを可能にしている。
【００３１】
特に制御チャンバ、制御バルブ、ＩＮＯ、ＳＰＯ、およびＮＰＯの制限開口部、ならびにノズル本体内および制御チャンバ内のノズルに作用する液圧の制御に関する、そのような内部燃料噴射器構造は、例えば特許文献１から知られている。当業者には明確であるように、ここに示された三部品構造とは異なった他の本体のデザインが想定されることが可能であり、それは例えばスペーサ部品が制御バルブ手段内に統合され、制御チャンバがノズル手段内に統合されたものである。
【００３２】
使用時には、図１に示された位置において、ニードル２２は、バネによっておよび制御チャンバ４０内の高い燃料圧力によって閉じる方向に付勢され、ニードル先端２４はバルブシート２６に係合し、燃料噴射器からの燃料供給は生じない。これらの付勢力は、ノズル本体１４内のニードル２２に作用する液圧よりも大きい。
【００３３】
ニードル２２の先端をバルブシート２６から離れるように持ち上げて、燃料が燃料噴射器から供給されることを可能にするために、ソレノイドアクチュエータが起動され、バルブ部材６２をそのバルブスプリングの作用に対抗して持ち上げ、それによりシール面がバルブ手段本体のボア６０内のシートから離れるように持ち上げられる。制御バルブのそのような持ち上げは、燃料が出口経路５４を通じて制御チャンバ４０から流出し、且つバルブ手段本体のボア６０を通じて排出して、これにより制御チャンバ４０内の圧力を減少させることを可能にしている。次に、ボア２０内のニードル前部セクションの燃料の力（すなわち燃料圧力による力）が、制御チャンバ４０内のン燃料の力およびバネ力よりも大きくなった場合、ニードルはシートから持ち上がる。
【００３４】
供給を終結させるために、ソレノイドアクチュエータは停止され、バルブ部材６２は、バルブ手段本体内のボアの端部において、その端部がシート６６に対してシール面と係合するまで、バルブスプリングの作用の下で下流に移動する。制御バルブのそのような移動は、出口経路５４と排出部との間の連通を断ち、これにより制御チャンバ内の圧力を、高圧経路のレベルへと再上昇させて、ニードル２２をその閉位置へと押す。
【００３５】
入口制限開口部ＩＮＯおよび出口制限開口部ＳＰＯは、所定の流量を決定する開口部を形成するように慣習的に設計され、それによりエンジンの通常運転時には、高圧燃料ポンプの入口において測定された燃料温度は一般的に４０℃よりも高く、所望の圧力降下が制御チャンバ４０内に生じることが可能であり、ニードルを開くことが理解されるだろう。
【００３６】
しかしながら、低温においては、一般的に（気温０℃を下回る）寒い環境状態下でエンジンを始動する場合、燃料温度は極めて低く、燃料は高粘度であり、そのような低温は制御チャンバにおける圧力降下に作用（減少）し、それによりニードルのストロークおよび持ち上げ速度は、通常運転状態におけるものよりも低くなることが観察される。この現象は、噴射器の供給に全体的に悪影響を及ぼす。
【００３７】
従来の燃料噴射器に対して、本発明の燃料噴射器では、入口制限開口部ＩＮＯ７０および出口制限開口部ＳＰＯ７２のそれぞれの幾何形状は、入口燃料流量に対する出口燃料流量の比は、同じ燃料圧における通常の燃料温度の場合と比較して、低燃料温度の場合に増大し、それは、そのような低燃料温度における制御チャンバ４０内のより大きい圧力降下を生じさせて、それによりニードル開放挙動を改善しているためである。
【００３８】
これまでに述べたように、本発明のデザインは、一般的に０℃を下回る低燃料温度の状態を扱うために開発され、通常の燃料温度、すなわち一般的に４０℃よりも高い燃料温度の従来の状態とは対照的である。ここで、燃料温度は燃料システム内における温度であり、特に高圧燃料ポンプの入口における温度である。
【００３９】
このことは、制限開口部７０および７２の適切な形状因子を選択することによって、有利に達成される。実際に、制限開口部は入口および出口経路内の（またはそれらの端部における）狭径セクションとして形成され、それらは１００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲の直径を有する。そのような制限開口部は、一般的に円筒開口部として設計され、したがって、直径Ｄおよび長さＬを有すると考えられ、一方でその製造工程は、通常の寸法からのわずかな偏差に帰結し得る。これにより、実際に製造公差を考慮すると、制限開口部は局所的にわずかに楕円または円錐もしくはそれに類似した形状になり得る。そのような変化の場合、考えられる制限開口部の直径Ｄは、制限開口部によって示された最小断面である。断面が厳密に円でない場合、制限開口部の直径Ｄは相当直径になり得る。
【００４０】
好適に、制限開口部の形状因子は、ここではその比が
ＲＦ＝Ｌ／Ｄ
によって特徴付けられている。
【００４１】
低温における制限された流れを提供するために、両方の制開口限部の形状比は、
Ｒｄｉｍ＝ＲＦ＿ＳＰＯ／ＲＦ＿ＩＮＯ
が所望され、その比は０．７５よりも小さく、好適に０．１≦Ｒｄｉｍ≦０．７である。より好適な範囲は、０．１≦Ｒｄｉｍ≦０．５および０．２≦Ｒｄｉｍ≦０．４である。
【００４２】
本実施形態においては、ＩＮＯ制限開口部７０は、入口制限開口部７０の長さＬＩＮＯを増大することにより、従来のデザインと比較して、低温において増強された流れ制限を提供するように構成されている。
【００４３】
噴射器設計段階において、設計者は慣習的にＩＮＯおよびＳＰＯの直径を決定し、それらは、通常運転／高温運転温度における制御チャンバを通じた所定の流量を達成するように決定されることが理解され得る。
【００４４】
本発明に関連して、制限開口部の長さＬＩＮＯへの作用は、通常温度／高温における設計流量に影響することなく、低温における流量を制御することを可能にすることが観察されている。本発明の噴射器のデザインは、具体的には燃料圧力が７０〜３０００ｂａｒの範囲で運転するディーゼル燃料噴射器用であり、本発明は特に冷えたエンジン、すなわち燃料圧力が一般的に５００ｂａｒを超えないエンジン向けである。
【００４５】
ＩＮＯおよびＳＰＯの制限開口部直径が比較的類似している場合（例えばそれらが約１０〜２０％で変化する場合）、ＩＮＯとＳＰＯとの間の差は、単に長さ比ＲＬ＝ＬＳＰＯ／ＬＩＮＯによって特徴付けられ、それは０．２≦ＲＬ≦０．８の範囲となるべきであり、所望の流れ挙動を提供する。
【００４６】
入口および出口制限開口部の製造に関して、いくつかの所見が生じたままである。前述の通り、製造技術および公差に依存して、それらの形状は厳密な円筒から変化し得る。それらは制御チャンバに繋がった経路、制御チャンバから離れる経路内の、制御チャンバの入口／出口にそれぞれ直接配置され、重要な特徴は、制限開口部が、制御チャンバへのまたは制御チャンバからの燃料の流れに流れ制限効果を提供することである。
【００４７】
図１に示された実施形態において、入口および出口経路は、一般的にスペーサの本体内で機械加工されている。
【００４８】
それとは別に、制限開口部は図２に概略的に示されたように形成され得る。参照符号８０は、例えば高圧経路から制御チャンバに連通した経路を示している。経路８０は円筒形であり、テーパセクション８２によって終端となっている。プラグ８４は、経路８０の直径に略適合した直径を有するロッド部材の形状であり、プラグは経路内に挿入されている。プラグ８４には、その外側面上に長手方向／軸方向溝８６が設けられ、その溝は経路８０の壁によって閉じられた流れ経路を形成している。これにより、プラグ８４は所望の断面および長さの制限開口部（すなわち経路８６）を形成した制限デバイスであり、それ利用して、所望のＬ／Ｄは入口および出口制限開口部に関して達成され得る。
【００４９】
実施例
本発明の噴射器の効果の例は、以下に示されている。
【００５０】
表１において、ＡおよびＢで示された、本発明のデザインによる２つの噴射器の入口および出口開口部の寸法特性が要約されている。噴射器Ｚは、前述の規定の範囲内に落とし込まれていないＲｄｉｍを有する比較例である。
【００５１】
それ以外では、３つの噴射器すべてが同じ構成を備えている。出口開口部の寸法が同じであり、ＤＩＮＯが概略類似しているので、目立って変化するパラメータはＬＩＮＯのみである。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
図３〜図７は、噴射器Ａ、Ｂ、およびＺのいくつかの性能を示している。図３〜図６は、−２０℃、３５００ｍｓのパルス、且つ３００ｂのレール圧力の試験状態に対応している。最初に図３に戻ると、減少されたＲｄｉｍを備えた入口開口部ＩＮＯを通じた流量の減少が、明確に観察されている。Ｒｄｉｍが０．３３である噴射器Ａは、噴射器Ｚと比較して、制御チャンバ内への顕著に減少されたＩＮＯ流量を有する。減少されたＲｄｉｍによって得られた減少されたＩＮＯ流量の結果は、他のグラフにおいても観察され得る。図４は、減速されたＩＮＯ流れが制御チャンバ内の圧力降下を増大することを示している。制御チャンバ内のこの増大された圧力降下は、より迅速なニードル変位を導き(図５)、増大された開放速度と同様により大きい振幅（ストローク）を有する。見られているように、Ｒｄｉｍが０．３３である場合、ニードルストロークは、Ｒｄｉｍが１．１６の場合に測定されたストロークの約２倍である。このことは、ニードル持ち上げにおける際立った改良であり、特にＲｄｉｍが０．３３の場合において、図６に示されたような噴射器流量の増大に帰結している。
【００５４】
最後に、図７は、噴射器ＡおよびＺに関して温度４０℃における３つの異なったレール圧力に関する供給曲線（ストローク当たりの供給される燃料の体積）を示している。見られているように、噴射器ＡおよびＺに関する供給曲線は、概略類似している。
【００５５】
これにより本試験の結果は、Ｒｄｉｍへの作用（既定の範囲への適合）が非常に有利であり、通常の運転状態（すなわち４０℃以上）での噴射器の流れ性能を変化させることなく、低温における噴射器性能の顕著な改良を可能にしていることを示している。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ・・・燃料噴射器
１２  ・・・ノズル手段
１４  ・・・ノズル本体
１６  ・・・頂部
１８  ・・・スプレー先端
２０  ・・・ボア
２２  ・・・ニードル
２４  ・・・先端
２６  ・・・バルブシート
２８  ・・・スプレー開口部
３０  ・・・圧力面
３２  ・・・蓄積空間
３４  ・・・高圧燃料経路
３６  ・・・溝襞領域
４０  ・・・制御チャンバ
４２  ・・・スペーサ部品
４４  ・・・制御バルブ手段
４６  ・・・制御バルブ
４７  ・・・ケーシング
５０  ・・・上端部
５２  ・・・入口経路
５４  ・・・出口経路
６０  ・・・中心ボア
６２  ・・・バルブ部材
６４  ・・・軸方向溝
６６  ・・・シート
７０  ・・・入口制限開口部
７２  ・・・出口制限開口部
７４  ・・・ノズル制限開口部
８０  ・・・経路
８２  ・・・テーパセクション
８４  ・・・プラグ
【図１】
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【図２ａ）】
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【図２ｂ）】
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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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【国際調査報告】
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