(57)【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、燃料を低圧室（５）から高圧集合室（９）に圧送する燃料高圧ポンプ（１）が設けられており、高圧集合室（９）が複数の高圧導管（１３）を介して、燃料供給される内燃機関の燃焼室に突入している個々の噴射弁（１５）と接続されており、該噴射弁（１５）の開閉運動がそれぞれ、噴射弁（１５）に通じる高圧導管（１３）に配置されている電気制御式の制御弁（１７）によって制御される形式のものにおいて、制御弁（１７）がピストン状の弁部材（２１）を有していて、該弁部材（２１）が、互いに向かい合っていて２つの弁座と共働する２つの弁シール面を備えており、両弁シール面のうちの第１の弁シール面（３７）が、噴射弁（１５）に通じる高圧導管（１３）の接続部を開放制御し、かつ第２の弁シール面（４５）が、噴射弁（１５）と放圧室（６５）との間の接続部を開放制御するようになっており、さらに弁部材（２１）には第２の弁シール面（４５）と第１の弁シール面（３７）との間に、戻り吸込みカラー（５３）が配置されており、噴射終了時に第２の弁シール面（４５）がその弁座（４７）から持ち上がった時に、戻り吸込みカラー（５３）が、戻り吸込み容積を解放するようになっており、該戻り吸込み容積内に、制御弁（１７）と噴射弁（１５）との間における燃料量の一部が流入し、ひいては制御弁（１７）と噴射弁（１５）との間における燃料圧が低下す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】
戻り吸込みカラー（５３）の周面が、弁部材（２１）を案内するガイド孔（４３）の壁に対して小さな遊びしか有しておらず、これにより、第２の弁シール面（４５）と共働する弁座（４７）に前置された絞り（５５）を形成している、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
弁部材における第１の弁シール面が、外側の円錐直径においてシール作用を有する円錐形の弁シール面（３７）として構成されており、該弁シール面（３７）が、ガイド孔（４３）に形成された円錐形の弁座（３９）と共働する、請求項１又は２記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
弁部材（２１）における第２の弁シール面が、平らな弁シール面（４５）として構成されていて、該弁シール面（４５）が、弁部材（２１）を制限するリングウェブ（４９）の、円錐形の弁シール面（３７）に向けられた軸方向のリング面に配置されており、かつ該弁シール面（４５）が、ガイド孔（４３）の段部に形成された平らな弁座（４７）と共働する、請求項１又は２記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
戻り吸込みカラー（５３）とリングウェブ（４９）との間に、第１のリング溝（５１）が設けられており、かつ円錐形の弁シール面（３７）と戻り吸込みカラー（５３）との間に、第２のリング溝（５９）が設けられている、請求項４記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
弁部材（２）において円錐形の弁シール面（３７）には、該弁シール面と共働する円錐形の弁座（３９）とは反対の側、つまり噴射弁（１５）から離れている側に、ガイドピストン部分（４１）が接続しており、該ガイドピストン部分（４１）が、シール作用をもってガイド孔（４３）内を滑動する、請求項３記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
円錐形の弁座（３９）がその大径部において、ガイドピストン部分（４１）を取り囲む圧力室（６３）に隣接していて、該圧力室（６３）に高圧導管（１３）が開口している、請求項６記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
円錐形の弁座（３９）がその小径部において、ガイド孔（４３）の壁と第２のリング溝（５９）と間に形成されたリング室（５７）に隣接しており、該リング室（５７）から、噴射弁（１５）に通じる圧力導管（６１）が延びており、かつリング室（５７）がその他方の端部において戻り吸込みカラー（５３）によって制限される、請求項５記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
平らな弁座（４７）が、リング室（５７）とは反対の側において、放圧室（６５）に隣接しており、該放圧室（６５）から、低圧室（５）に通じる戻し導管（７３）が延びている、請求項８記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
弁部材（２１）の行程運動が、どちらか一方の弁座（３９，４７）への弁シール面（３７，４５）の接触によって制限されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
弁部材（２１）が、該弁部材（２１）に設けられた軸方向の袋孔に突入しているねじ（２９）を用いて、制御弁（１７）を操作する調節磁石（２５）の可動子プレート（２７）と結合されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１２】
各高圧導管（１３）において高圧集合室（９）と制御弁（１７）との間に、別の圧力蓄え室（１９）が設けられている、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項１３】
ガイドピストン部分（４１）において、常に高圧導管（１３）と接続されている圧力室（６３）の範囲に、リング肩部（９１）が設けられており、該リング肩部（９１）が圧力室（６３）における圧力によって、弁座（３９）からの円錐形の弁シール面（３７）の開放方向において負荷される、請求項７記載の燃料噴射装置。
【請求項１４】
ガイドピストン部分（４１）の直径が、戻り吸込みカラー（５３）の直径よりも幾分大きい、請求項６、７及び１３のいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項１５】
ガイドピストン部分（４１）の直径と戻り吸込みカラー(５３）の直径との間における差が、５〜３０マイクロメータの間隙幅をもつ絞り（５５）における絞りリング間隙を生ぜしめる、請求項１４記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射装置であって、燃料を低圧室から高圧集合室に圧送する燃料高圧ポンプが設けられており、高圧集合室が複数の高圧導管を介して、燃料供給される内燃機関の燃焼室に突入している個々の噴射弁と接続されており、該噴射弁の開閉運動がそれぞれ、噴射弁に通じる高圧導管に配置されている電気制御式の制御弁によって制御される形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式の公知の燃料噴射装置では、燃料高圧ポンプが燃料を低圧室から高圧集合室に圧送するようになっており、この高圧集合室は高圧導管を介して、燃料供給される内燃機関の燃焼室に突入している個々の噴射弁と接続されており、この場合この共通の圧力蓄え系（Druckspeichersystem）は1つの圧力制御装置によって規定の圧力に保たれる。噴射弁における噴射時間及び噴射量を制御するために、これらの噴射弁においてはそれぞれ、電気制御式の制御弁が高圧導管内に挿入されており、この制御弁が開閉することによって、噴射弁における燃料高圧噴射が制御されるようになっている。
【０００３】
この場合噴射弁における制御弁は電磁弁として構成されており、噴射開始のためには高圧導管と噴射弁との接続部を開放制御し、かつ噴射終了時にはこの接続部を再び閉鎖するようになっている。
【０００４】
しかしながらこの公知の燃料噴射装置における制御弁には次のような欠点がある。すなわちこの場合このような制御弁によっては、噴射弁において噴射経過（Einspritzverlauf）を形成することは不可能である。つまりこの場合には特に次のような難点が、すなわち、噴射弁のところにある高い燃料圧を迅速かつ十分に弛緩させることが不可能であるという難点があり、この結果噴射終了時における制御が不正確になるという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料噴射装置を改良して、噴射弁における高い燃料圧を迅速かつ十分に低下させ、ひいては噴射終了時における制御を正確なものにすることができる燃料噴射装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、制御弁がピストン状の弁部材を有していて、該弁部材が、互いに向かい合っていて２つの弁座と共働する２つの弁シール面を備えており、両弁シール面のうちの第１の弁シール面が、噴射弁に通じる高圧導管の接続部を開放制御し、かつ第２の弁シール面が、噴射弁と放圧室との間の接続部を開放制御するようになっており、さらに弁部材には第２の弁シール面と第１の弁シール面との間に、戻り吸込みカラーが配置されており、噴射終了時に第２の弁シール面がその弁座から持ち上がった時に、戻り吸込みカラーが、戻り吸込み容積を解放するようになっており、該戻り吸込み容積内に、制御弁と噴射弁との間における燃料量の一部が流入し、ひいては制御弁と噴射弁との間における燃料圧が低下するようになっている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明のように構成された燃料噴射装置には公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本発明による燃料噴射装置では、噴射終了が、放圧弁に前置された戻り吸込みカラーを用いて確実に制御可能である。この場合この戻り吸込みカラーは、制御弁部材の閉鎖運動中に、噴射弁に通じる圧力導管から燃料を取り出し、この結果噴射弁においては、噴射終了時における迅速な圧力降下が保証されることになる。本発明の別の利点は次のことによって、すなわち、高圧導管と噴射弁との間における接続部を開放制御するために弁の開放方向において作用するリング肩部が圧力室に配置されていることによって、得られる。そしてこのリング肩部を介して、安全機能を制御弁に与えることが可能である。この場合このリング肩部は次のように設計されている。すなわちリング肩部は、高圧導管及び圧力室における所定の最大圧力が越えられた場合に、リング室に通じる開放横断面を小さな値だけ開放するようになっていて、この小さな値は、リング室と放圧室との接続部を制御する弁座における開放横断面が完全には閉鎖されないほど、小さなものであり、この結果燃料過圧は、リング室から放圧室に、さらに燃料低圧室に通じる戻し導管へと弛緩される。
【０００８】
戻り吸込みカラーに設けられた絞りによって、有利な形式で、噴射弁に通じる圧力導管からの燃料を噴射休止中に調節して、規定の残留圧が圧力導管内に残るようにすることが可能である。
【０００９】
さらに、各噴射弁に別の圧力蓄え室を設けかつ該圧力蓄え室を適宜に寸法設定することによって、各噴射弁における噴射経過を形成することが可能である。
【００１０】
【実施例】
次に図面につき本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図１に示されている燃料噴射装置では、燃料高圧ポンプ１が吸込み側において燃料供給導管３を介して、燃料を満たされた低圧室５と接続され、かつ圧力側において吐出導管７を介して高圧集合室９と接続されている。高圧集合室９からは高圧導管１３が、燃料供給される内燃機関の燃焼室に突入している個々の噴射弁１５に延びており、この場合噴射動作を制御するためにそれぞれ１つの制御弁１７が各噴射弁１５において、それぞれの高圧導管１３に挿入されている。さらに各高圧導管１３には高圧集合室９と制御弁１７との間に、高圧集合室とは別の圧力蓄え室１９（Druckspeicherraum）が設けられており、この圧力蓄え室１９の寸法設定を介して、噴射弁における噴射経過を形成することができる。制御弁１７は３ポート２位置方向切換え弁として構成されており、この弁のピストン状の弁部材２１は、その一方の端面に作用する電磁石である調節電磁石２５によって操作される。
【００１２】
調節磁石２５はこの場合、可動子プレート２７を介してねじ２９を用いて弁部材２１の軸方向の袋孔内において該弁部材２１に固定されており、かつケーシング２３とばね受３１との間に張設された戻しばねに抗して作用する。この戻しばねは制御弁１７のばね室３５に配置されている。
【００１３】
ピストン状の弁部材２１は、互いに向かい合っている２つの弁シール面を有しており、両弁シール面のうちの円錐形に構成された第１の弁シール面３７は、円錐形の弁座３９と共働する。この円錐形の弁シール面３７はこの場合ガイドピストン部分４１の円錐形の横断面減少部によって形成されており、このガイドピストン部分４１はガイド孔４３内において密に滑動し、かつその円錐形の弁シール面３７とは反対側の端部でばね室３５に突入している。円錐形の弁座３９はガイド孔４３の減径部によって形成されており、この場合弁閉鎖時におけるシールは弁座３９における外径部を介して行われる。第２の弁シール面は平らなシール面４５として構成されており、かつ扁平弁座４７と共働する。この場合平らな弁シール面４５は、弁部材２１を調節磁石２５とは反対の側において制限するリングウェブ４９の、円錐形の弁シール面３７に向けられた軸方向のリング面に配置されている。扁平弁座４７は、段付孔として構成されたガイド孔４３におけるリング段部によって形成されている。
【００１４】
平らなシール面４５を有する側においてリングウェブ４９は、第１のリング溝５１に接続し、この第１のリング溝５１は他方の側で戻り吸込みカラー５３によって制限されている。この戻り吸込みカラー５３はこの範囲において段付孔として構成されたガイド孔４３よりも幾分小さな外径しか有しておらず、したがってその周面に、扁平座弁に前置された絞り５５を形成している。この絞り５５は、第１のリング溝５１とは反対の側においてリング室５７に開口しており、このリング室５７は、ガイド孔４３内で円錐形の弁シール面３７と戻り吸込みカラー５３との間において弁部材２１に第２のリング溝５９が配置されていることによって、形成されており、このリング室５７からは、噴射弁１５に通じる圧力導管６１が延びている。この場合絞り５５は、ガイド孔４３の直径がこの範囲において等しい場合には、戻り吸込みカラー５３とガイドピストン部分４１との間における小さな直径差によっても形成することができる。このような場合ガイドピストン部分４１の直径は戻り吸込みカラー５３の直径よりも約５〜３０マイクロメータ大きいことが望ましく、このようになっていると、絞り５５において相応な絞りリング間隙が生ぜしめられる。
【００１５】
円錐形の弁シール面３７の大きな直径には、高圧導管１３が開口している圧力室６３が接続している。
【００１６】
リングウェブ４９は扁平弁座４７とは反対側の端部で、放圧室６５に突入しており、この放圧室６５は軸方向において調節磁石２５から離れる方向で、噴射弁１５のばね室６７に延長されており、このばね室６７の中には、噴射弁１５の弁部材６９を閉鎖方向に負荷する弁ばね７１が配置されており、かつばね室６７からは戻し導管７３が低圧室５に通じている。この場合噴射弁１５の弁部材６９は公知の形式で円錐形の圧力肩部７５を備えており、この圧力肩部は、圧力導管６１と接続された圧力室７７に突入していて、これにより圧力室７７における圧力は弁部材６９を開放方向に負荷するようになっている。圧力室７７からはさらに噴射通路７９が弁部材６９に沿って、該弁部材６９の先端におけるシール面によって制御される噴射弁１５の単数又は複数の噴射開口８１に通じており、このもしくはこれらの噴射開口８１は、燃料供給される内燃機関の燃焼室（図示せず）に突入している。
【００１７】
さらに制御弁１７のばね室３５は接続孔８３を介して戻し導管７３と接続されており、この場合弁部材２１の端面は圧力バランスされている。
【００１８】
この場合弁部材２１の行程運動はそれぞれ、弁座３９，４７の１つに弁シール面３７，４５が当接することによって制限されている。
【００１９】
本発明による燃料噴射装置は以下のように作動する。
【００２０】
燃料高圧ポンプ１は燃料を低圧室５から高圧集合室９に圧送し、この高圧集合室９内において燃料高圧を形成する。この燃料高圧は高圧導管１３を介して、噴射弁１５における個々の制御弁１７の圧力室６３にまで続き、この際にまたそれぞれの圧力蓄え室１９をも満たす。休止状態において、つまり噴射弁１５が閉鎖されている場合に、制御弁１７における調節磁石２５は無電流に切り換えられており、この結果戻しばね３３は弁部材２１をばね受３１を介して円錐形の弁シール面で、円錐形の弁座３９との接触状態に保ち、これにより、燃料高圧下にある圧力室６３と、噴射弁１５に通じる圧力導管６１に常に接続されているリング室５７との間における接続部が閉鎖され、かつリング室５７から放圧室６５への接続部が開放されることになる。
【００２１】
噴射弁１５における噴射を行うことが望まれている場合には、調節磁石２５が給電され、これにより調節磁石２５は、制御弁１７の弁部材２１をばね３３の戻し力に抗して、その平らな弁シール面４５が扁平弁座４７に当接するまでシフトさせる。この場合に、放圧室６５に通じるリング室５７の接続部が閉鎖され、かつ圧力導管６１に通じるリング室５７の接続部が開放制御され、この結果燃料高圧はいまや圧力室６３からリング室５７と圧力導管６１とを介して、噴射弁１５の圧力室７７においても形成され、この圧力室７７において弁部材６９をその弁座から持ち上げることによって、公知の形式で噴射開口８１における噴射が行われる。
【００２２】
噴射を終了したい場合には、調節磁石２５が新たに無電流に切り換えられ、戻しばね３３が弁部材２１を戻し移動させて、該弁部材２１の円錐形の弁シール面３７を円錐形の弁座３９に接触させる。この閉鎖動作中に戻り吸込みカラー５３は、規定された戻り吸込み容積をリング室５７において解放し、この規定の戻り吸込み容積によって、圧力導管６１における高圧下の燃料量が弛緩され、つまり高圧の燃料が戻り吸込み容積内に流入し、この結果圧力導管６１内及び噴射弁１７における燃料圧が極めて迅速に噴射弁１５の閉鎖圧の下に降下して、噴射弁を確実に閉鎖する。リング室５７もしくは圧力導管６１からの燃料のさらなる流出は、いまや、戻り吸込みカラー５３における絞り５５を介して行われ、この結果次の噴射動作に至るまで、圧力導管６１においては規定の残留圧が残ることになる。
【００２３】
図２には図１に示された燃料噴射装置の一部の変化実施例が拡大して示されており、この場合ガイドピストン部分４１の横断面減少部によって形成された付加的なリング肩部９１が、圧力室６３の範囲において弁部材２１に設けられている。このリング肩部９１はこの場合、高圧導管１３において約１０％の過圧が発生した場合に円錐形の弁座３９の開放制御を生ぜしめる放圧弁もしくは安全弁として働く。この場合この放圧によってさらに、噴射終了時に生じる圧力蓄え室１９における圧力ピークを消滅させることが可能である。この場合リング肩部９１は次のように、すなわちこの場合リング肩部９１が弁部材２１の小さな開放行程しか生ぜしめないように寸法設定されており、この結果扁平座弁は完全には閉鎖せず、したがって圧力室６３からリング室５７へのひいては放圧室６５への過圧は弛緩することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図２】  図１に示された燃料噴射装置における制御弁の範囲を拡大して別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  燃料高圧導管、  ３  燃料供給導管、  ５  低圧室、  ７  吐出導管、  ９  高圧集合室、  １３  高圧導管、  １５  噴射弁、  １７  制御弁、  １９  圧力蓄え室、  ２１  弁部材、  ２３  ケーシング、  ２５  調節磁石、  ２７  可動子プレート、  ２９  ねじ、  ３１  ばね受、  ３５  ばね室、  ３７  弁シール面、  ３９  弁座、  ４１  ガイドピストン部分、  ４３  ガイド孔、  ４５  シール面、  ４７  扁平弁座、  ４９  シリンダウェブ、  ５１  リング溝、  ５３  戻り吸込みカラー、  ５５  絞り、  ５７  リング室、  ５９  リング溝、  ６１  圧力導管、  ６９  弁部材、  ７１  弁ばね、  ７３  戻し導管、  ７５  圧力肩部、  ７７  圧力室、  ７９  噴射通路、  ８１  噴射開口、  ８３  接続孔
【図１】
0003742669.tif 000002
【図２】
0003742669.tif 000003