(57)【要約】  本発明は、流入領域（７）と、流出領域（９）と、シリンダ（１１）内で移動可能に案内されるピストン（１３）を備え、このピストンにより流入領域（７）が流出領域（９）から分離されている、内燃機関（８）の噴射装置（６）のための量制限弁（１）であって、流入領域（７）と流出領域（９）の間の流体接続部が、ピストン（１３）の一部を貫通する溢流路（１５）とピストン（１３）の周面（１９）とシリンダ（１１）の内面（２１）の間に配置された流動路（１７）とを介して存在し、ピストン（１３）が第一の機能位置において、端面（２５）でもって停止要素（２９）の停止面（２７）に抗して予荷重をかけられている量制限弁に関する。その際に、第一の機能位置において停止面（２７）と端面（２５）の接触領域内に、アンダーフロー構造部（３９）が構成されており、このアンダーフロー構造部が、少なくとも一つの中間域（４１）をピストン（１１）と停止要素（２９）の間に備えており、この中間域が流入領域（７）と流体接続していることが意図されている。
2016520767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入領域（７）と、流出領域（９）と、シリンダ（１１）内で移動可能に案内されるピストン（１３）を備え、このピストンにより流入領域（７）が流出領域（９）から分離されている、内燃機関（８）の噴射装置（６）のための量制限弁（１）であって、
流入領域（７）と流出領域（９）の間の流体接続部が、ピストン（１３）の一部を貫通する溢流路（１５）とピストン（１３）の周面（１９）とシリンダ（１１）の内面（２１）の間に配置された流動路（１７）とを介して存在し、
ピストン（１３）が第一の機能位置において、端面（２５）でもって停止要素（２９）の停止面（２７）に抗して予荷重をかけられている量制限弁において、
第一の機能位置において停止面（２７）と端面（２５）の接触領域内に、アンダーフロー構造部（３９）が構成されており、このアンダーフロー構造部が、少なくとも一つの中間域（４１）をピストン（１１）と停止要素（２９）の間に備えており、この中間域が流入領域（７）と流体接続していることを特徴とする量制限弁（１）。
【請求項２】
アンダーフロー構造部（３９）が、少なくとも一つの停止面（２７）まで延びている、端面（２５）の少なくとも一部を備えた突出部（４３）、および／または端面（２５）内に延びている少なくとも一つの凹部（４４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の量制限弁（１）。
【請求項３】
アンダーフロー構造部（３９）が、少なくとも一つの端面（２５）まで延びている、停止面（２７）の少なくとも一部を備えた突出部（５９）、および／または停止面（２７）内に延びている少なくとも一つの凹部（５６）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の量制限弁（１）。
【請求項４】
停止要素（２９）が、一部がシリンダ（１１）内に係合している停止スリーブ（４８）として形成されており、この停止スリーブが好ましくは外周部（４７）に沿って取囲んでいるカラー（４９）でもってシリンダ（１１）の壁部（５１）上に載っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の量制限弁（１）。
【請求項５】
ピストン（１３）が、停止面（２７）に向かう方向に延びている、端面（２５）を備えた少なくとも一つの突出部（５９）、好ましくは三つの突出部（５９）および／または少なくとも一つの凹部（５６）、好ましくは三つの凹部（５６）を端面（２５）に備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の量制限弁（１）。
【請求項６】
停止面（４８）が、端面（２５）に向かう方向に延びている、停止面（２７）を備えた少なくとも一つの突出部（４３）、好ましくは三つの突出部（４３）、および／または少なくとも一つの凹部（４４）、好ましくは三つの凹部（４４）を停止面（２７）に備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の量制限弁（１）。
【請求項７】
少なくとも一つの凹部（４４，５６）が、半径方向に延びている溝（５７）として形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の量制限弁（１）。
【請求項８】
停止面（４８）が、長手方向に延びている貫通孔（４５）を備え、この貫通孔の少なくとも一部が流入領域（７）を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の量制限弁（１）。
【請求項９】
少なくとも一つの溝（５７）が、一方では流入領域（７）と他方では周面（１９）と内面２１）の間の流動路（１７）と流体接続していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の量制限弁（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による内燃機関の噴射装置のための量制限弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで扱われる様式の量制限弁は公知である。開放周期中に最大限インジェクタに供給可能で、同時に内燃機関の燃焼室内に噴射可能な動力用燃料を制限するために、高圧源とインジェクタの間の導管接続部内に量制限弁が設けられるのは代表的である。例えばインジェクタが欠陥を有する場合に、このようにして、多すぎる量が噴射される動力用燃料による内燃機関の損傷は阻止されることができ、従ってインジェクタはもはや完全には閉じない。このような量制限弁は、普通一般に流入領域と流出領域を備えている。それに加えて量制限弁は、シリンダ内で移動可能に案内されているピストンを備えている。ピストンにより、流入領域は流出領域から分離され、流入領域と流出領域の間の流体接続部は、ピストンの一部を貫通する溢流路と、ピストンの周面とシリンダの内面の間に配置された流動路にわたり存在する。ピストンは第一の機能位置において、端面でもって停止要素の停止面に抗して予圧をかけられる。量制限弁は、流れ方向で見て、高圧源とインジェクタの間に配置されているか、あるいは実際のインジェクション装置の作業上流側でインジェクタ内に一体化されている。インジェクタが閉じられている限り、インジェクタに割当てられる燃焼室に対する流体接続部は閉鎖されているが、量制限弁はその第一の機能位置に配置されている。インジェクタが開けられると、動力用燃料は流出領域から燃焼室内に排出する。従って圧力は流出領域内へ落ち、圧力差がピストンを介して流入領域と流出領域の間に形成する。圧力差により、ピストンは停止面から離され、かつ流出領域内へ移動される。その際に、動力用燃料は流入領域から流体接続部を介して流出領域内へ流入する。単位時間毎に、燃焼室にインジェクタを介して流出領域から供給されるよりも僅かな動力用燃料が流体接続部を介して流入領域から流出領域内へ流れることができるように流体接続部の制限する流れ横断面積が選択されている。従って流入領域と流出領域の間の圧力差が存在し、インジェクタが開いている限り、ピストンは流出領域の方向にさらに先へ移動する。インジェクタが閉じられると、差当り存在し続ける圧力差により、さらに動力用燃料が流入領域から流体接続部を介して流出領域内へ流入し、圧力差は増大するように調整される。最後に、予圧によりピストンに作用する力が、圧力差により前記力と逆向きに作用する力よりも大きいと、ピストンが再度その端面でもって停止面に当接し、従って新たにその第一の機能位置に配置されている。それに対してインジェクタが欠陥により開いたままだと、ピストンはその流出領域内への移動の過程で封隙面に達し、この封隙面にピストンは封隙するように当接する。このようにしてピストンは第二の機能位置に達し、この第二の機能位置において、流入領域は流出領域から、あるいは少なくともインジェクタの、そこから動力用燃料が燃焼室内に排出する排出領域から流体的に分離されている。そのときに、動力用燃料はもはや流入領域から排出領域内へは達することができない。従って排出領域は空なので燃焼室には何も流れず、このことは同時にピストンを介した流入領域に対する圧力差を最大にする。従ってピストンは長い間流入領域内において支配する圧力により封隙面に抗して押付けられ、従って動力用燃料はもはや燃焼室内に達することはできない。内燃機関は多すぎる動力用燃料の量による損傷から効果的に保護されている。
【０００３】
ピストンが噴射の始めに噴射開始を考慮して遅れ、かつ第一の機能位置において突然その座部から離れることは公知の量制限弁においては短所である。特に圧力分布がインジェクタに割当てられた個別貯蔵庫において噴射開始を決定するために使用される場合、ピストンが突然離れることにより、圧力分布にオーバーラップされた開口波、すなわち時間的に局部的な圧力勾配が生じ、この圧力勾配により、圧力分布の評価は失敗し、同時に噴射開始の決定も不正確になる。開口波の分布は、量制限弁の寿命にわたり変化するのが典型的である。それに応じて、個別貯蔵庫内で検出される圧力信号の評価の失敗は回避不能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の根底をなす課題は、前述の短所を有していない量制限弁を提供することである。特に、この量制限弁により、第一の機能位置における、遅れかつ急激なピストンの、座部からの分離が回避されねばならず、従って開口波の形成が回避されねばならない。これにより特に、インジェクタに組込まれている単一の貯蔵庫内の圧力信号を誤りなくかつ再現可能に利用する機会を提供しなければならず、特に噴射の開始が確実に認識されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、量制限弁が請求項１の特徴でもって提供されることにより解決される。この弁は、第一の機能位置において停止面と端面の接触領域内に、アンダーフロー構造部が構成されており、このアンダーフロー構造部が、少なくとも一つの中間域をピストンと停止要素の間に備えており、この中間域が流入領域と流体接続していることにより特徴付けられている。このように、従来技術から知られた、端面と停止面の間の広い平らな当接部の代わりに、接触領域においてある幾何学形状部が提供されており、この幾何学形状部において、動力用燃料は流入領域から、ピストンと停止要素の間の少なくとも一つの中間域内に流れ、従っていわば接触領域をアンダーフローすることができる。これにより、ピストンの広い面は、すでに第一の機能位置において、流入領域において支配する圧力をかけられているので、ピストンは停止面に抗して予圧をかけられるその座部からより速く離れる。好ましくは少なくとも一つの中間域が、流体接続部と、特にピストンの周面とシリンダの無い面位配置された流動路と流体接続しており、従ってインジェクタを開ける際には直接、すでにわずかな量の動力用燃料は、流入領域から流出領域内に流れることができるか、あるいは付加的な流体管路が流入領域から流出領域までピストンを介して開通されている。これにより、ピストンの第一の機能位置からの静かな移動が生じ、ピストンはもはや突然ではなく、むしろ恒常的にかつ静かな経過でピストンの座部から離れる。このようにして、開口波の形成は効果的に回避される。好ましくはインジェクタの単一の貯蔵庫内で検出される圧力分布は、量制限弁の応答挙動による中断を有することはない。従って、ピストンは欠陥がなく、かつ再現可能に評価可能である。寿命にわたり変わらない、量制限弁の応答挙動が得られる。
【０００６】
アンダーフロー構造部が、停止面に向かって延びている少なくとも一つの突出部を備えており、この突出部の少なくとも一部が端面を備えたことを特徴とする量制限弁は好まれる。従って、平らな端面の代わりに、停止面の方を向いた少なくとも一つの突出部が、軸線方向で見て、ピストンに設けられており、端面の少なくとも一部は、停止面の方を向いた、突出部の軸方向端部に配置されている。アンダーフロー構造部は二つ以上の突出部を備えているのが好ましく、各突出部には端面の領域が配置されている。ピストンの第一の機能位置において、少なくとも一つの突出部を備えたピストンは、予圧により停止面に当接しており、少なくとも一つの突出部に隣接した状態で、特に周方向で見て、突出部に間には、少なくとも一つの中間域が形成されており、第一の機能位置において、動力燃料が流入領域からこの中間域内に達する。
【０００７】
代替え的あるいは付加的に、アンダーフロー構造部が端面の中に延びている少なくとも一つの凹部を備えていることが意図されているのが好ましい。アンダーフロー構造部は二つ以上の凹部を備えているのが好ましい。この場合に、少なくとも一つの中間域が凹部により形成されており、第一の機能位置において、動力燃料は流入領域から凹部内で達する。
【０００８】
アンダーフロー構造部が端面まで延びている少なくとも一つの突出部を備えており、この突出部の少なくとも一部が停止面を備えていることを特徴とする量制限弁も好まれる。従ってこの場合、アンダーフロー構造部は、少なくともピストンにだけではなく、あるいは場合によっては停止要素にだけ完全に設けられている。すなわち、停止面の少なくとも一部が配置されている少なくとも突出部の形態で設けられている。停止要素には二つ以上の突出部が設けられているのが好ましく、各突出部は停止面の領域を備えている。この場合にも、少なくとも一つの中間域は少なくとも一つの突出部に隣接可能であり、特に好ましくは周方向で見て、突出部の間に形成されている。
【０００９】
代替え的あるいは付加的に、アンダーフロー構造部は、停止面内を延びている少なくとも一つの凹部を備えているのが好ましい。少なくとも一つの中間域はこの場合、少なくとも一つの凹部により形成される。
【００１０】
好ましい実施例において、アンダーフロー構造部は、少なくとも一つの突出部および／または少なくとも一つの凹部をピストンの領域にだけでなく、少なくとも一つの突出部および／または少なくとも一つの凹部を停止要素の領域にも備えている。前述の実施例は、少なくとも組合されてもよい。
【００１１】
停止要素が停止スリーブとして形成されており、この停止スリーブの一部がシリンダ内に係合していることを特徴とする量制限弁も好まれる。停止スリーブは、外周に沿って停止スリーブを取囲んでいるカラーでもってシリンダの壁部上に軸線方向で見て載っている。従って停止要素は、好ましくはシリンダからは分離された独立した部材として形成されており、これは停止面の簡単な加工を考慮すると有利である。特に停止面により、停止スリーブはシリンダ内に突出するのが好ましいので、停止面と端面の接触領域は、シリンダの内部に配置されている。これにより、ピストンはどの時点に対してもシリンダ内で安全に案内されることが保証されている。
【００１２】
ピストンが、停止面に向かう方向に延びている少なくとも一つの突出部を備えており、この突出部に端面が配置されていることを特徴とする量制限弁も好まれる。ピストンは三つのこのような突出部を備えているのが好ましい。代替え的あるいは付加的に、ピストンは少なくとも一つの凹部を、好ましくは三つの凹部を備えているのが好ましく、このあるいはこれらの凹部は、端面に設けられているか、あるいは端面に導入されている。三つの突出部および／または三つの凹部を選択することにより、一方ではピストンと他方では停止要素の間の特に位置的に安定した接触が得られる。
【００１３】
代替え的あるいは付加的に、停止スリーブは、ピストンの端面に至る方向に延びる、停止面を備えた突出部、好ましくは共通に停止面を備えた三つのこのような突出部、および／または少なくとも一つの凹部、好ましくは三つの凹部を停止面に備えているのが好まれる。この形状によっても、接触領域に特に位置的に安定した接触が生じる。
【００１４】
三つの突出部は量制限弁の長手方向軸線の周囲に対称に配置されているのが好ましく、これらの突出部は１２０°の角度間隔を互いに備えているのが特に好ましい。相応するようにして、三つの凹部は量制限弁の長手方向軸線の周囲に対称に配置されているのが好ましく、これらの凹部は１２０°の角度間隔を互いに備えているのが特に好ましい。ピストンおよび／または停止要素が、三つより少ないか、あるいは三つより多くの突出部および／または凹部を備えている実施例においても、これらの突出部および／または凹部は、量制限弁の長手方向軸線の周囲に好ましくは対称に、特に同じ角度間隔をおいて配置されている。
【００１５】
量制限弁の長手方向軸線と共に、ピストンが量制限弁を走査する際に移動する方向に延びる軸が論じられている。同時に、対応する長手方向は、流入領域から流出領域内への動力燃料の流れる方向に適合する。周方向は、長手方向を同軸に取巻く方向である。半径方向は、長手方向に対して垂直状態にある方向である。
【００１６】
少なくとも一つの凹部が、半径方向に延びている溝として形成されていることを特徴とする量制限弁も好まれる。このような溝は特に簡単に製造することができ、かつ流体工学的な長所を備えている。
【００１７】
停止スリーブが長手方向に延びている貫通孔を備えており、この貫通孔の少なくとも一部が流入領域を形成していることを特徴とする量制限弁も好まれる。従って貫通孔は動力用燃料のタンクの少なくとも一部であるのが好ましく、あるいはインジェクタまで動力用燃料を通すために使用される。したがって貫通孔は、高圧源からインジェクタまで延びている高圧導管の一部であるのが好ましい。
【００１８】
最後に、少なくとも一つの溝が、一方では流入領域と、他方では周面とピストンの間の流動路と流体接続していることを特徴とする量制限弁が好まれる。この点で、少なくとも一つの溝は、アンダーフロー構造部の中間域だけではなく、同時に流体管路も形成し、この流体管路を介して、インジェクタを開ける際に直接、動力用燃料は流入領域から溝と流動路を介して流出領域内に流れる。これにより、ピストンが遅れもせず、突然でもなく第一の機能位置におけるその座部から離れ、むしろ量制限弁の静かで連続的な応答挙動が実現されていることに、少なくとも一つの溝が基本的に役立っている。
【００１９】
二つの突出部の間に配置された中間域も、ここで説明された意図における溝とみなされることができ、中間域は半径方向に延びているのが好ましい。この場合、中間域は好ましくは一方では流入領域と、他方では流動路と流体接続しており、それにより溝と関連して説明された同じ長所が生じる。
【００２０】
量制限弁は内燃機関用の噴射装置において使用されるのが好ましく、この噴射装置は、共通の高圧貯蔵庫、すなわち共通の枠縁部を備えており、従って共通のレール噴射システムとして形成されている。その際に、内燃機関の個々のインジェクタは共通の高圧貯蔵庫と流体接続している。量制限弁は付加的なバッファボリュームとして個別貯蔵庫を備えたインジェクタと一緒に使用されるのが特に好ましい。その際に、量制限弁はインジェクタ内に一体化されているのが好ましく、個別貯蔵庫の作業下流側に配置されているのが特に好ましいので、噴射中に、動力用燃料は個別貯蔵庫から流入領域内に流入する。その上、量制限弁は任意の動力用燃料用に使用可能であり、これらの動力用燃料は、インジェクタを用いて、内燃機関の燃焼室内に、あるいは一転噴射により共通の吸込み管内にも、または多点噴射により個々の燃焼室に組入れられた、内燃機関のインテークマニホールド内に噴射されてもよい。その際に、ここで重要な様式の流動性動力用燃料は、液状の動力用燃料もガス状の動力用燃料も含む。このようにして、量制限弁は、例えばガソリン、ディーゼル、重油、メタノール、エタノールあるいは高アルコールならびにメタンを含有するガス、特に天然ガス、低脂肪ガスまたは特殊ガスを、ならびにいずれかの別の適した液状のもしくはガス状の動力用燃料を噴射するのに適している。水素あるいは合成ガス、すなわち水素と一酸化炭素から成る混合物も量制限弁の補助によって噴射可能である。量制限弁は確かに通常の状態下で液状の動力用燃料と一緒に使用されるのが特に好ましい。
【００２１】
内燃機関は、その内部では両制限弁が使用されるものであって、往復動機関として形成されているのが好ましく、かつ陸上車両、水上車両あるいは航空機の駆動装置に使用されることができる。特にこの場合は、重量のある陸上車両であるか、採掘用車両であるか、あるいは建設機械であることが可能である。内燃機関により防御に使用される、例えば戦車のような原動機付き車両が駆動されることも可能である。例えば動力車あるいは機関車において列車を駆動するための内燃機関の使用も可能である。さらに、船を駆動するための対応した内燃機関を使用することが可能である。特に、例えばコージェネレーション発電所において発電のために固定した使用も可能である。その際に、内燃機関は特に非常用発電機として、連続負荷運転あるいはピーク負荷運転のために使用されてもよい。さらに、内燃機関は固定式に、補助装置あるいは補助ユニット、例えば海上掘削基地の消火ポンプを駆動することが可能である。
【００２２】
本発明を以下に図に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】量制限弁の第一の実施例の概略的縦方向断面図である。
【図２Ａ】第一の実施例の停止要素の概略底面図である。
【図２Ｂ】図２Ａによる停止要素の概略側面図である。
【図３】量制限弁の第二の実施例の一部を三次元で表した概略分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は量制限弁１の第一の実施例の概略的縦方向断面図を示す。ここで量制限弁１は、インジェクタ３内に一体化されており、インジェクタ３は単一の貯蔵庫５を備えている。その際に、インジェクタ３は内燃機関８の噴射装置６の一部であり、噴射装置６は共通の高圧貯蔵庫を備えている。単一の貯蔵庫５は付加的なバッファ容量部として使用される。
【００２５】
量制限弁１は、流入領域（７）と流出領域（９）を備えている。シリンダ１１内において、ピストン１３は軸方向に、あるいは縦方向に、即ち図１では垂直方向に移動可能に案内されており、ピストンにより流入領域７は流出領域９と仕切られている。
【００２６】
但し、流体接続部は流入領域７と流出領域９の間にある。この流体接続部は、ピストン１３の少なくとも一部を貫通する溢流路１５を備えており、この溢流路は、図示した実施例においては斜めに延びている。その際に溢流路１５は、一方では流入領域７内に、他方では流動路１７内に通じており、この流動路は、ピストン１３の周面１９とシリンダ１１の内面２１の間に配置されている。
【００２７】
その際に、ピストン１３はここでは周面１９に突出部２３を備えており、この突出部は周方向で見ると、周面１９に沿って完全には延びていない。その上、突出部２３は周方向で見ると、オーバーラップしているか、あるいは自由空間が突出部２３の間に設けられていることが可能である。図示した実施例の場合、突出部２３は長手方向で見ると、互いにずれた状態で配置されており、突出部は同じく長手方向で見ると、周面１９の全長にわたっては延びていない。突出部２３が長手方向に延びているウェブとして、周面１９に設けられていることが代替え的に可能であり、周方向で見ると、各々ウェブの間では流動路１７が開いたままである。それに対して、突出部２３が軸方向で互いにずらされており、かつ周方向で見て、オーバーラップするように形成されていると、螺旋状の流動路１７が生じ、この流動路に沿って、流過する動力用燃料が突出部２３の周囲を蛇行しながら流れる。
【００２８】
図１において、ピストン１３は第一の機能位置に示されており、この第一の機能位置で、ピストンは端面２５でもって、停止要素２９の停止面２７に予圧により当接している。その際に、ピストン１３は図示した実施例においては予圧下でバネ３１により停止要素２９に抗して押動かされる。
【００２９】
インジェクタ３が閉鎖されている限り、ピストン１３はその第一の位置にいつまでもとどまる。インジェクタ３が開かれると、動力用燃料は流出領域９から排出領域３３を通って実際のインジェクション装置、例えばインジェクタ３の噴射針の方に向かって流出する。これにより流出領域９内の圧力は降下する。ピストン１３が第一の機能位置にある限り、ただ動力用燃料だけが流入領域７から溢流路１５を介して、および引続いて流れ方向で見て溢流路１５に接続している流動路１７介して、流出領域９内へ流れる。流入領域７と流出領域９の間に生じる圧力差により、ピストン１３には、最終的にバネ３１により与えられる予圧力を超える力が作用する。ピストン１３は、長手方向で流出領域９に至るまで、あるいはこの流出領域の中へと、図１では下方に向かって移動される。ピストン１３と停止要素２９の間にもはや接触が行われていない限り、付加的に動力用燃料は流動路１７内に直接流入するので、二つの流路が流入領域７と流出領域９の間に生じる。すなわち溢流路１５が流動路１７の作業上流側に設けられている流路と、動力用燃料内で流入領域７から直接流動路１７内に流入する別の流路が、流入領域７と流出領域９の間に生じる。
【００３０】
その際に、流路を介して流入領域７から流入するよりも常に多量の動力用燃料が、流出領域９から排出領域３３を介して流出するように、この流動路の流れ横断面は決定されている。このようにして、流入領域７と流出領域９の間の圧力差は保ったままであり、噴射が持続する限り、ピストン１３は長手方向で見ると、流出領域９内に移動する。
【００３１】
インジェクタ３が再度閉じると、圧力差は差当り存続したままであり、新たな動力用燃料は、流路を介して流入領域７から流出領域９内へ流れるが、圧力差は継続的にならされる。その理由は、動力用燃料がもはや排出領域３３を介して流出領域９から排出しないことにある。ついには、圧力差は限界値に達し、この限界値以降、バネ３１によりピストン１３に及ぼされる予圧は、圧力差によりもたらされる反力よりも大きいので、ピストン１３は反対向きに引返し、かつ再度停止要素２９に向かう方向へ移動する。最後に、ピストンは、好ましくは次に噴射が起きる前に、再度その第一の機能位置に達する。
【００３２】
インジェクタ３が故障しており、従って長時間にわたり動力用燃料がインジェクタから流出すると、圧力差はピストン１３の一面にわたり存在したままであるので、ピストンはシール面３５まで移動し、このシール面でピストンは最後には軸方向の端面３７と封隙するように当接する。その場合に、ピストン１３は第二の機能位置に配置されている。第二の機能位置において、ピストン１３の作業上流側の流入領域７は、ピストン１３の作業下流側の流出領域９から、もしくは排出領域３３から流体的に分離されており、従って動力用燃料はもはや流入領域７から、流出領域９もしくは排出領域３３内に達することはできない。引続き、流出領域９と排出領域３３は空の状態が進行中であり、流入領域７に対する圧力差は最大にされる。このようにしてピストンは、長時間にわたりバネ３１の予圧に抗してその第二の機能位置に押付けられ、かつこの第二の機能位置に保持される。動力用燃料はもはやインジェクタ３を介して燃焼室内へ流入することはできず、従って内燃機関は多すぎる燃料供給によって損傷する前に適切に保護されている。
【００３３】
このように組立てられた従来通りの量制限弁のピストンは、インジェクタを開く際に、従って噴射を開始する際に遅れ、かつその第一の機能位置から突然離れることが問題である。その際に、いわゆる開口波、すなわち単一の貯蔵庫５の領域内で検出される圧力信号内の時間的に限られた圧力の過上昇が生じる。
【００３４】
このことは、ここではアンダーフロー構造部３９が形成されていることにより、図示した量制限弁１の実施例において回避され、少なくとも一つの中間域４１がピストン１３と停止要素２９の間に配置されている。中間域４１は流入領域７と流体接続している。従って、ピストン１３に第一の機能位置において、動力用燃料は流入領域７から中間域４１内に達し、それによりほとんど端面２５と停止面２７の間の接触領域にアンダーフローする。従って、これが従来の量制限弁に当てはまっているのに比べてピストン１３のより大きな面領域は、流入領域７において高い圧力を受ける。その事から、ピストンン１３は噴射開始の際に迅速に、従って遅れないで、その第一の機能位置から移動する。その上、中間域４１を介して流体接続部が流動路１７まで開通されている。その理由は、特に突出部２３がピストン１３の全周に沿っては延びていないことにある。従って、溢流路１５を介して開通されている流体管路に加えて、噴射の際に直接、動力用燃料も中間域４１を介して流動路内に流入する。故に、別の流体管路であることがわかり、それにより量制限弁１の応答挙動は有利に影響され、ピストン１３は特にもはや突然ではなく、むしろ静かでかつ連続的に第一の機能位置から離れる。
【００３５】
図１に図示した実施例の場合、アンダーフロー構造部３９は、完全に停止要素２９に配置されており、特に突出部４３が設けられている。これらの突出部は端面２５に向かう方向に延びており、これらの突出部の一部には、停止面２７が配置されている。図１に一つだけ示されている突出部４３の間には、図１では同様に一つだけ示されている中間域４１が形成されている。停止面２７内には、凹部が、特に中間域４１として機能を果たす溝が導入されていることが代替え的に可能である。
【００３６】
図２Ａは下方から見た図１による停止要素２９の概略図を示す。同一のおよび機能的に同じ要素は、同じ参照符号を備えているので、明細書の先に記載された箇所を参照できる。これに関しては、突出部４３がはっきりと見えており、ここでは停止スリーブ４８として形成されている停止要素２９は三つの突出部４３を備えており、これらの突出部は、周方向で見ると、対称にかつ特に１２０°の角度間隔をおいて相対して配置されている。突出部４３の間には周方向で見て、中間域４１が配置されている。その際に、図示した実施においては、中間域４１を停止面２７内に設けられている凹部４４として使用することも可能である。停止面２７が突出部４３に配置されており、かつ凹部４４もしくは中間域４１により遮断されていることが、同様にわかる。
【００３７】
停止要素２９が長手方向で見て、図１にも示されている長手方向に延びている貫通孔４５を備えていることがわかる。貫通孔４５の一部は流入領域７を形成している。
【００３８】
図２Ｂは図２Ａによる停止要素２９の実施例の概略側面図を示す。同一のおよび機能的に同じ要素は、同じ参照符号を備えているので、明細書の先に記載された箇所を参照できる。ここでは、停止要素２９が好ましくは図１にも示されている外周部４７に沿って取囲んでいるカラー４９を備えていることが図示されている。その際に図１では、停止スリーブ４８もしくは停止要素２９が、カラー４９とシリンダ１１の壁部５１上に載っていることがわかる。
【００３９】
ピストン１３にわたる、流入領域７と流出領域９の間の流体接続の効果的な流れ横断面は、流出領域９の作業下流側の流れ横断面よりも小さい。相応するように、突出部４３は僅かな高さｈを備えている。この高さは、好ましくは少なくとも８／１０ｍｍから２ｍｍ、特に好ましくは６〜７／１０ｍｍ、特に好ましくは５／１０ｍｍである。
【００４０】
図３は量制限弁１の第二の実施例の概略立体図を示す。同一のおよび機能的に同じ要素は、同じ参照符号を備えているので、明細書の先に記載された箇所を参照できる。図３による描写は、概略分解図に相当しており、量制限弁１の選択された部分だけが示されている。図３の上側の領域には、停止スリーブ４８として形成されている、カラー４９を備えた停止要素２９が示されている。
【００４１】
図３のその下にある領域には、シリンダ１１がシリンダ内で移動可能に案内されるピストン１３と一緒に示されている。その際に、ピストン１３の周面１９は、どこででも内面２１に密に当接しておらず、正確に言うと、ただ流動路１７だけを形成する凹部を備えていることがわかる。図３では、見ている人の方に一つのこのような凹部５３が向いている。凹部の領域では、周面１９が面取りされており、従って中間域が凹部と内面２１の間にある。
【００４２】
シリンダ１１内でピストン１３を確実に案内するために、このピストンは突出部２３を備えており、これらの突出部の内のここでは少なくとも一つが、凹部５３のすぐ横で見ている人の方を向いて示されている。
【００４３】
同様に図３には溢流路１５が示されており、この溢流路は一方ではピストン１３の中央領域５５に通じており、中央領域５５は図１にも示されており、かつ他方においては、凹部５３の領域に通じており、この凹部は図３では見ている人の反対の方を向いて配置されている。
【００４４】
図３に示された実施例の場合、ピストン１３の端面２５に、半径方向溝として形成されている溝５７の様式の三つの凹部５６が設けられている。ピストン１３が端面２５でもって、与圧によりその第一の機能位置で停止面２７に当接すると、溝５７は動力用燃料によりアンダーフローされる中間域４１を形成し、溝５７は流入領域７と流動路１７の間の流体結合部を供給する。従って、高圧が作用する大きな面の割当て部分が端面２５の領域に生じ、第一の機能位置で付加的な流体管路が開通され、この付加的な流体管路により流入領域７は流出領域と流体接続する。ピストン１３の遅れた応答ならびに第一の機能位置からの急激な分離は、このようにして効果的に回避される。端面２５が配置されている、溝５７間に残るウェブは、示された実施例の場合、突出部５９としても理解されることができ、これらの突出部の一部には端面２５が配置されている。
【００４５】
すでに示唆されたように、図１と２による第一の実施例ならびに図による第二の実施例を互いに組み合わせることが可能である。端面２５の領域の置いても、停止面２７の領域においても、突出部５９および／または凹部５６が設けられていることが特に可能である。
【００４６】
ひっくるめて、量制限弁１を用いることにより、特に噴射開始を決定するための単一の貯蔵庫の圧力回析における開口波の問題が片づけられることがわかる。ここで提案される量制限弁１は静かに、正確にかつ連続的に開く。単一の貯蔵庫５の領域における圧力測定は、不利には影響されないので、単一の貯蔵庫５の領域において測定される圧力分布から噴射開始の正確でかつ再現可能な算定が可能である。量制限弁１はインジェクタ３と協働して使用されるのが好ましく、これらのインジェクタは内燃機関８の燃焼室内で動力用燃料を直接噴射するために設けられている。しかし同様に、内燃機関８の共通の吸込み管内に動力用燃料を噴射するためのシングルポイントインジェクタと協働した、あるいは内燃機関８の燃焼室に個々に組入れられたインテークマニホールド内で動力用燃料を噴射するためのマルチポイントインジェクタと協働した量制限弁１を使用することが可能である。その際に、具体的な使用は、ここでは基本的に記載されていない量制限弁１の機能においても変わらない。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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