JPH04292568A - 空気圧縮式の内燃機関に用いられる噴射装置 - Google Patents

空気圧縮式の内燃機関に用いられる噴射装置

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JPH04292568A
JPH04292568A JP3325483A JP32548391A JPH04292568A JP H04292568 A JPH04292568 A JP H04292568A JP 3325483 A JP3325483 A JP 3325483A JP 32548391 A JP32548391 A JP 32548391A JP H04292568 A JPH04292568 A JP H04292568A
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injection
pressure
piston
conduit
metering piston
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JP3325483A
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Hans-Juergen Zuerner
ハンス−ユルゲン　ツュルナー
Dietmar Henkel
ディートマール　ヘンケル
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MAN Nutzfahrzeuge AG
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    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気圧縮式の内燃機関
に用いられる噴射装置であって、噴射ポンプと噴射導管
と噴射ノズルとが設けられていて、該噴射ノズルにその
すぐ近くで調量ピストン装置が前置されており、該調量
ピストン装置が、直列接続されて噴射導管に組み込まれ
ており、前記調量装置に遅延装置が並列に接続されてお
り、前記調量ピストン装置と噴射ノズルとの間の範囲に
おける噴射導管への前記遅延装置の開口部の手前で、前
記遅延装置に第１の逆止弁が組み込まれており、該逆止
弁が、噴射ノズルの方向に通流性を有しており、前記調
量ピストン装置のシリンダ室の容積が、前噴射量に相当
するように設定されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５１
６５３７号明細書に基づき公知の噴射装置では、噴射過
程を前噴射と主噴射とに分けることを可能にしようとし
ている。この目的のためには、噴射導管に調量ピストン
装置が接続される。この調量ピストン装置には遅延装置
が並列に接続されている。噴射ポンプから到来する圧力
波が噴射導管を通過する場合、圧力波はまず調量ピスト
ン装置に衝突して、戻しばねのばね力に抗して調量ピス
トンをシフトさせ、こうして噴射ノズルに調量ピストン
の行程によって制限された燃料量を供給する。この場所
でこの燃料量は前噴射のために用いられる。前噴射の間
、遅延装置に設けられた逆止弁は閉鎖されている。圧力
波の一部は調量ピストン装置の手前で、遅延装置として
働く迂回導管を介して分岐されて、距離差に基づき時間
的に遅延されて逆止弁に衝突し、ばね力に抗してこの逆
止弁を開放する。燃料は迂回導管から噴射ノズルを介し
て主噴射量として燃焼室に噴射され得る。前噴射と主噴
射との間の時間間隔は、噴射導管と迂回導管との長さ差
によって変化させることができる。このような噴射装置
の大きな欠点は、内燃機関の部分負荷および低い回転数
において、主噴射を導入する圧力波インパルスが現われ
た直後の噴射量上昇速度が僅かであることにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の噴射装置を改良して、内燃機関の特定の
運転状態、たとえば部分負荷および／または低い回転数
において、噴射量上昇速度が大きく高められるような噴
射装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の第１の構成では、噴射ポンプに設けられた圧
力管片の背後で、噴射導管に圧力波形成器が組み込まれ
ており、前記圧力管片と前記圧力形成器との間で噴射導
管から容量アキュムレータが分岐しており、該容量アキ
ュムレータの応答圧力が、常に前記圧力形成器の応答圧
力よりも小さく設定されており、遅延装置が、調量ピス
トン装置に対する噴射導管の開口部の手前で分岐してい
るようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、調量ピストン装置の容
量アキュムレータとの協働に基づき、次のような一連の
利点が得られる。すなわち、たとえば調量ピストン装置
の容積押し退け式の作業形式の基づき、前噴射量の正確
な調量が確保されている。前噴射の実施後と、主噴射の
開始時との間に生じてしまうような圧力降下の所望の時
間関数を形成するための寸法設定の手間はほぼ完全にな
くなる。また、主噴射の改善が達成されていることも極
めて重要である。容量アキュムレータによる比較的大き
な容量有効性と、それと同時に噴射ノズルのノズルホル
ダ入口における圧力波の比較的長時間持続する高い頂点
値とに基づき、内燃機関の黒色煤煙に関する大きな改善
を期待することができる。
【０００６】別の利点は、本発明による噴射装置におい
てカム勾配の設定が、もはや従来の制限を受けないこと
に認められる（圧力波形成器の下流側で生じる圧力発生
の時間的な経過における前噴射と主噴射との間における
圧力降下の規定された時間関連性が、もはや必要でない
）。これによって、ほぼ任意の速さの噴射を所望通りに
実現することは、この目的のために制限されることなく
提供されたパラメータ「カム勾配」によってもはやなん
ら障害なく行なわれる。さらに、圧力波形成器弁の軸部
において減衰機能が不要となることも好都合である。
【０００７】前記課題を解決するために本発明の第２の
構成では、噴射ポンプに設けられた圧力管片の背後で、
噴射導管に圧力波形成器が組み込まれており、前記圧力
管片と前記圧力形成器との間で噴射導管から容量アキュ
ムレータが分岐しており、該容量アキュムレータの応答
圧力が、常に前記圧力形成器の応答圧力よりも小さく設
定されており、遅延装置が、制御開口を介して調量ピス
トン装置のシリンダ室から分岐していて、調量ピストン
装置のピストンがその停止位置から移動距離ΔＳ３だけ
シフトされた後に噴射導管が前記遅延装置に接続可能で
あるようにした。
【０００８】遅延装置が調量ピストン装置に設けられた
制御開口から分岐していて、この制御開口がまずピスト
ンによって遮断されていることに基づき、圧力波形成器
から噴射導管を介してピストンに到達する圧力波はピス
トンで反射され、したがって圧力の倍加と、ひいてはピ
ストンに作用する力の倍加を生ぜしめる。前噴射と主噴
射のそれぞれの導入時の間の時間的な間隔は、以下に説
明する２つの成分、つまり第１にピストンが制御開口の
開放の開始時まで前噴射量を押し退けるために必要とな
る時間、第２に制御開口の完全な開放のために必要とな
る時間プラス、遅延装置における主噴射を導入する圧力
波の走行時間とから成る総和として得られる。制御開口
を開放するまでのピストンの応答時間は、常に一定であ
る。その理由は、前置された圧力波形成器によって調量
ピストン装置の入口に一定の圧力経過が生ぜしめられる
からである。
【０００９】遅延装置の変化可能性は請求項３もしくは
請求項４に記載されている。
【００１０】遅延装置の迂回導管に対して択一的な構成
は請求項５から認めることができる。
【００１１】このような遅延装置は著しく僅かな長さを
有している。また、この遅延装置の僅かな貯え容積も特
に有利である。高い貯え容積は圧縮時に高い容量変化を
生ぜしめ、このことは当然ながら、遅れのない比較的短
時間での噴射には障害となる。同形式の構成要素の層状
の積み重ね構造に基づき、僅かな製作コストが得られる
。
【００１２】迂回導管の別の変化形は請求項６に記載さ
れている。この変化形はさらに僅かな製作コストの点で
すぐれている。
【００１３】容量アキュムレータと調量ピストン装置と
圧力波形成器との有利な構成は請求項７から９までに記
載されている。
【００１４】ピストンの面に対するばね力の調整に基づ
き、容量アキュムレータの応答圧力を、いかなる場合で
も圧力波形成器の応答圧力よりも小さくなるようにする
ことができる。したがって、圧力波形成器の応答後に圧
力と燃料容量とは極めて短い時間で十分に提供される。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００１６】図１には、噴射装置の回路図が示されてい
る。噴射ポンプ１に設けられた相応するポンプエレメン
トによって搬送されて圧力管片２で準備された燃料は（
この場合に第１の分岐点３を通過して）その圧縮性に基
づきまず、圧力波形成器４の上流側に設置された供給容
積として働く導管区分を、容量アキュムレータ５の応答
圧に相当する圧力にまで負荷する。搬送過程が引き続き
行なわれて前記圧力が変位ピストン６の応答圧に達する
と、この変位ピストンは距離ΔＳ１を進んだ後に、搬送
された燃料を貯えるための相応するアキュムレータ容積
を開放する。引き続き燃料が搬送された結果、前記容量
アキュムレータ５内の圧力が圧力波形成器４の応答圧に
まで上昇すると、容量アキュムレータ５に集められた燃
料容量（下側のアイドリング時回転数におけるアイドリ
ング時搬送量よりも多くてはならない）は、変位ピスト
ン６のプレロードばね７の作用を受けながら、圧力波形
成器４の下流側に位置する導管内にされて放圧して圧力
波を形成する。この場合に生じる、進行する圧力パルス
の時間的な構成は図２に示されている。従来必要であっ
た圧力降下は明かに排除されていることが判かる。
【００１７】圧力波が、第１の分岐点３と第２の分岐点
８との間に設置された導管区分９を通過した後に、圧力
波の全エネルギ量は２つの成分に分岐する。
【００１８】一方の成分は調量ピストン装置１１に設け
られてばねプレロードをかけられたピストン１０に作用
し、こうして前噴射量の形成を行なう。プレロードをか
けられた圧縮ばね１２は極めて弱く設定されていて、ピ
ストン１０をばね力駆動式に停止位置に戻すためにしか
働かない。このことは、内燃機関の上側の抑制制御回転
数（Ａｂｒｅｇｅｌｄｒｅｈｚａｈｌ）における作業サ
イクル時間よりも短い時間内で行なわれなければならな
い。ピストン１０の直径および移動距離ΔＳ２は噴射量
の容量を規定している。途中で前噴射量はまず第２の逆
止弁１２ａを通過し、これによって、前噴射量は第３の
分岐点１４を介して噴射ノズル１６のノズルホルダ１５
に通されて霧化に供給される。遅延装置として構成され
た迂回導管１７への前記前噴射量成分の進入は第１の逆
止弁１３の遮断作用によって有効に阻止され得る。両逆
止弁１２ａ，１３は絞り孔を有しており、これによって
、作業サイクル時間内での下流側に位置する導管区分（
ノズルホルダ１５を含めて）の放圧が保証される（低く
調節された等圧弁と同様の作用形式）。
【００１９】噴射導管の第２の分岐点８に到達した「一
次」圧力波の他方の成分は迂回導管１７を経由する軌道
を取って、この迂回導管の端部に位置する第１の逆止弁
１３を開放する。この成分は第２の逆止弁１２ａによっ
て調量ピストン装置１１への進入を阻止され、次いでノ
ズルホルダ１５に進入し、これによってこの場所で極め
た高い圧力のもとで（圧力波重畳に基づく圧力倍加）主
噴射を生ぜしめる。
【００２０】図３には、噴霧ノズルに設けられた環状室
において生じる圧力と時間との関係が示されている。 「Ｔ」は迂回導管、つまり遅延装置の内部での圧力波の
経過時間を表わしている。波動力学的に形成された２つ
の圧力ピークの間の時間における圧力減衰が、レベル圧
形成のプロセスによってほとんど影響を受けていないこ
とがはっきりと判かる。主噴射の形成段階の間に生ぜし
められる圧力の高い上昇速度と共に、時間に対して平行
に形成された高い圧力レベルも特に好都合となる。この
ような特性は、圧力波形成器を有してない噴射装置に比
べて黒色煙を冒頭で述べたように低減させることを実現
するための前提条件である。
【００２１】電子制御式の圧力開放弁を備えたアキュム
レータ供給される構成によってしか得られないような高
いレベルの燃料噴霧品質にまで前記噴射装置をさらに出
力増大させることは、費用を高めれば次のようにして実
現することができる。
【００２２】スピンドル駆動装置または単純なカム／ロ
ーラ突き棒装置（両変化形は調節要素として電子制御式
の変速機付きモータを備えた位置制御回路によって操作
される）によって、変位ピストン６のためのピンストッ
パ（容量アキュムレータ５の構成要素として構成されて
いる）に影響を与えることができ、この場合、変位ピス
トンの進んだ移動距離ΔＳ１、つまり高い圧力下に貯え
られた燃料容量が、ディーゼル機関によって要求された
噴射量に相当するようになる。この場合に、アキュムレ
ータ容量の機関状態に適した調量は、前記位置制御回路
のΔＳ１に関する目標値設定の特性値制御（両変数、つ
まり機関の負荷要求と回転数とに関連して）によって行
なわれる。
【００２３】さらに、組付け手間を最小限に抑さえる目
的で個別機能、たとえば圧力波形成器４および容量アキ
ュムレータ５または調量ピストン装置１１および両逆止
弁１２ａ，１３（場合によってはノズルホルダ１５も）
をそれぞれコンパクトなユニットにまとめることは実際
の使用において好都合になる。このような処置は装置の
圧力波特性の点でも利点を提供する。すなわち、小さく
なった「寄生」のアキュムレータ容積に基づき、不必要
に長い導管接続に対しても、不定常の伝達特性に関して
好都合な改善が見込まれる。
【００２４】当然ながら、噴射装置における波抵抗の局
所的な不安定個所に基づき生じる反射された圧力波は、
いわゆる「後噴射」を回避する目的で補助手段の公知の
器具を用いて抑制され得る。このような器具とは一般に
ハードウェア成分、たとえば放圧兼等圧弁であり、この
ようなハードウェア成分は必要に応じて逆流絞りと組み
合わされて、噴射ポンプ１の圧力管片２に配置されてい
る（図１）。
【００２５】遅延装置の実現に関しては、迂回導管１７
を択一的な別の遅延装置に代えることが推奨される。こ
の遅延装置は著しく減少した構成長さと共に、比較的僅
かな燃料充てん量を有している。このことは、噴射導管
システムに貯えられた燃料容量が比較的大きい場合に、
最近所望されているような比較的短い噴射時間の実現が
常に困難にぶつかるということに照らしても同じく重要
となる。このような事実は、燃料可縮性に基づき、導管
に拘束された燃料容量の油圧媒体補助ばね弾性が、前記
燃料容量の大きさ増大と共に「軟度」に関して増大し、
これによって衝撃励起（プランジャ運動の導入）時に噴
射導管において油圧振動の著しい出現を生ぜしめてしま
うことに帰因している。このことは、このような油圧振
動の抑制に関する同じく増大させられた費用を生ぜしめ
る結果となる。
【００２６】上記のような遅延装置は圧力波の伝播方向
で相前後して交互に連続して接続された短い導管区分と
小容積とから成っている。すなわち、前記遅延装置は相
前後して接続された個々のハイドロリック式のヘルムホ
ルツ共鳴器から成っている。
【００２７】設計パラメータとしては、「共鳴管」の長
さと直径と共に、「共鳴容器」の容積が個々の共鳴器の
寸法設定のために提供されており、これらの設計パラメ
ータを用いて公知の方法でヘルムホルツシステムの共鳴
周波数をも同じく決定することができる。この共鳴周波
数からは、「遅延時間連鎖」全体の伝達特性、たとえば
衝撃波面勾配（Ｄｒｕｃｋｆｒｏｎｔａｂｓｔｅｉｌｕ
ｎｇ）（連鎖リンク数に関連して）、波走行時間（Ｗｅ
ｌｌｅｎｌａｕｆｚｅｉｔ）および燃料充てん容量を引
き出すか、または規定することもできる。
【００２８】すなわち、以下の関係式
【００２９】
【数１】
【００３０】により相前後して接続されたヘルムホルツ
共鳴器の所要の数が得られる。前記式中、Δｔは前噴射
と主噴射との間の所望の時間間隔を表わし、ｔａは遅延
時間連鎖（Ｌａｕｆｚｅｉｔｋｅｔｔｅ）の通過が行な
われた後の圧力波の圧力増大の所望の平均時間を表わし
ている。個別振動器の共鳴周波数は次の式
【００３１】
【数２】
【００３２】により得られる。それに対して、共鳴通路
と共鳴容器とのジオメトリ寸法から共鳴周波数をほぼ規
定するための関係式は
【００３３】
【数３】
【００３４】である。この場合、Ｃはディーゼル燃料に
おける音響速度を表わし、Ａは共鳴通路の横断面積を表
わし、Ｖは「共鳴容器」の容積を表わし、Ｓ（図４）は
共鳴通路長さを表わしている。
【００３５】当然ながら、遅延時間連鎖の前記遅延特性
は、個々のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数よりも小さ
い周波数を有するような圧力波の周波数成分に対してし
か言えない。このことは、遅延装置から進出した圧力波
の勾配特性と、ヘルムホルツ共鳴器の設定された共鳴周
波数との間の重要な関係を寸法設定に対して認識させる
。ヘルムホルツ共鳴周波数に等しいか、またはそれより
も大きい周波数を有する遅延したい圧力波の周波数成分
は、遅延時間連鎖の第１の連鎖リンクに衝突して振動を
生ぜしめるか、またはこの場所で抑制される。このこと
は実際には前記コンセプトの使用を制限することにはな
らず、最悪の場合でも個別振動器の流体力学的に生ぜし
められる減衰の選択によって、衝突された振動の減衰率
が短い減衰時間の方向で影響を与えられるだけになおさ
らである。
【００３６】燃料の改善された噴霧に関して高圧油圧シ
ステム特性を改善するための遅延装置の別の構成は図４
から認められる。迂回導管１７は調量ピストン装置１１
の手前で導管区分９から分岐しているのではなく、直接
に制御開口１０ａによって調量ピストン装置１１のシリ
ンダ室１０ｂから分岐している。停止位置からのピスト
ン１０の運動時にこのピストンによって最初に開放され
る前記制御開口１０ａの縁部は、停止位置におけるピス
トン１０の有効制御縁部に対して距離ΔＳ３だけ後方に
ずらされている。ピストン１０の移動距離は図１に示し
た構成と同様に、ストッパ１０ｃによって移動距離ΔＳ
２に制限されている。この噴射装置のその他の構成は図
１に示したものに相当している。
【００３７】図４に示した噴射装置の大きな利点は、圧
力波形成器４から調量ピストン装置１１に流入した圧力
波がピストン１０で反射され、これによって、この場所
で有効となる圧力が重ね合わせの原理（Ｓｕｐｅｒｐｏ
ｓｉｔｉｏｎｓｓａｔｚ）に基づき倍加することにある
。この圧力はピストン１０の押し退け速度を高め、この
ことは前噴射段階における燃料の噴霧を改善する。別の
利点としては、主噴射の衝撃波面の減じられた遅延時間
と、これによって得られる遅延装置１７の比較的小さく
設計され得る有効長さとが挙げられる。主噴射を開放す
るために必要となる制御横断面積（ピストン移動距離Δ
Ｓ２−ΔＳ３によって表わされる）はシリンダ部分に設
けられた周方向に平行な環状溝を用いて（遅延装置に供
給する半径方向孔、つまり制御開口１０ａへの燃料の移
動の目的で）、できるだけ小さく保持することができ、
これによって、主噴射の上昇側縁のできるだけ大きな時
間的圧力勾配が確保される。ピストン１０の時間的な運
動経過は圧力波形成器４によって規定されている。それ
というのは、この圧力波形成器が常に一定の圧力特性を
生ぜしめるからである。
【００３８】所望の前噴射量は再びピストン面積とピス
トン１０の行程ΔＳ２との商としてのシリンダ室１０ｂ
から得られる。
【００３９】以下に、機能形式を説明する。
【００４０】ピストン１０による前噴射容量の調量と、
噴射ノズル１６の方向へのピストンの押し退けとが行な
われた後に、噴射ポンプ１に向いた前記ピストン１０の
端部は調量ピストン装置１１に設けられた制御開口１０
ａを開放し、この場合、制御開口１０ａには、上流側に
設置されてシリンダ内壁に周方向平行に導入された、制
御縁機能をも引き受ける分配溝（制御開口１０ａ）によ
って燃料が供給される。制御開口１０ａが出口側で迂回
導管１７の入口側と接続されているので、主噴射を導入
して維持する燃料は、ピストン１０がストッパ１０ｃに
よって規定されたその終端位置に到達した後でしか遅延
装置を通過することができない。このことから得られた
結果は次の通りである。
【００４１】圧力波形成器４から出た圧力波が、ピスト
ン１０を容積押し退け状態にずらす間は、調量ピストン
装置１１が波動力学的に、一般に公知の圧力倍加の実施
能力を備えたハイドロリック的に音響の固い反射個所の
ように挙動する（この場合にピストン１０の圧力作用面
の範囲において生じる）。このような圧力倍加（制御開
口１０ａの開放まで続く）はピストン１０の押し退け速
度を高める結果となるので好都合である。このような押
し退け速度増大は前噴射量の噴霧を改善するために役立
つ。さらに、意図された設計に基づき、圧力波形成器に
よって形成された圧力波の時間的な持続時間が、ピスト
ン１０の摺動時間Ｔｖ（図５）に等しいか、またはそれ
よりも大きく設定されていると、圧力波のポテンシャル
エネルギの前記圧力倍加から得られた残留成分を主噴射
の開始段階の時間的な圧力上ぼり勾配のためにも利用す
ることができる。このような圧力上ぼり勾配は同じく噴
霧品質を高める。
【００４２】これまでの構成にとっては、遅延装置を圧
力波走行時間Ｔ（図３）に合わせて設計しなければなら
なかったことが不都合であった。このような時間はいま
や図５に示したように量Ｔｖだけ（ピストン運動時間）
短くなる。これによって、新しい圧力波走行時間として
、時間的な量Ｔ´が得られる。図３に示した線図とは異
なり、油圧遅延装置における圧力波走行時間のパーセン
テージ減少は図５においてＴ´対Ｔの割合で表わされて
いるよりもはるかに大きくなる。
【００４３】得られた比較的短い走行時間Ｔ´によって
生ぜしめられる油圧遅延装置の長さおよび充てん量の減
少は、導管に拘束された燃料（高圧部分）の圧力に関連
した容量可撓性が減少作用を受ける点で極めて好都合と
なる。ピストン摺動時間Ｔｖの要求したい不変性（再現
可能性）、つまり１作業サイクルおよび１シリンダ当た
りの全噴射量や、機関回転数に対するピストン摺動時間
の無関係性は、圧力形成器４（図１もしくは図４）によ
って形成された圧力波のエネルギ全量の強制された一定
性に基づき確保されている。
【００４４】図６には、ヘルムホルツ共鳴器１８から成
る前記遅延時間連鎖の１実施例が示されている。このヘ
ルムホルツ共鳴器１８は管１９に案内されており、この
管は一方の側で第１の接続管片１８ａによって閉鎖され
ている。円筒状の孔２０は第１の板２１と第２の板２２
とを、図４に示したような交互の配置形式に相応して充
てんされる。各第１の板２１は接続管片１８ａ，１８ｂ
に相応して同心的な孔２３を有しており、この孔は接続
された噴射導管の内径に相当している。第２の板２２（
対になって互いに鏡像対称的に配置されている）は片側
で円錐台形の孔２３ａで斜めに切断されていて、こうし
て個々のヘルムホルツ共鳴器１８の共鳴容積を形成して
おり、これに対して板２１の孔２３は所属の共鳴管とし
て働く。管１９の残りの端部は螺合された接続管片１８
ｂによって閉鎖されている。この接続管片は嵌入部材２
４と共に、板積層体を緊定して、これによって板の接触
面における半径方向の毛管ギャップを排除するために働
く。
【００４５】図７には、遅延装置としてのヘルムホルツ
共鳴器１８の連鎖の別の構成が示されている。この遅延
装置は僅かな製作費用の点ですぐれている（システムの
対称性に基づき、片方の半部しか示さない）。主要部は
円筒体２５であり、この円筒体は距離Ｓをおいて一貫し
て延びる半径方向孔２６を備えている。この円筒体２５
には、別の管２７がしばりばめされており、この間の両
端部には、ろう接部２８ａによって信頼性の良い燃料シ
ールが行なわれている。各半径方向孔２６によって包含
された容積は各ヘルムホルツ共鳴器１８の共鳴容積と解
することができる。各ヘルムホルツ共鳴器はそれぞれ（
互いに隣接した２つの半径方向孔２６の間で取り囲まれ
た）共鳴管として形成された中心孔２８と相互作用する
。半径方向孔２６と中心孔２８との交点では、適当な処
理方向を用いて鋭角な縁部の丸い面取りが行なわれてお
り、これによってキャビテーションが排除されている（
区域選択的な電気化学的な切削または半径方向に流出す
る２つの砂噴流の位置選択的な流出を強制的に行なう目
的で管２７の外周面を軸方向で摺動可能なスリーブの構
成要素として１つの窓対を使用したサンドブラスト）。
【００４６】圧力波形成器４の構造的な構成は図８に示
されている。圧力波形成器の構造は噴射弁の構造に似て
いるが、しかし応答圧対閉鎖圧の割合が数倍大きいとい
う点で機能的に噴射弁とは異なっている。圧力波形成器
はまずノズルホルダ１５とノズルボディー２９と袋ナッ
ト３０とから成っており、この袋ナットはノズルホルダ
とノズルボディーとを結合している。ノズルボディー２
９には、調整部材３１が軸方向運動可能に案内されてお
り、この調整部材は弁軸部３２とピストン３３とに分け
られる。このピストンは弁軸部３２と緩い接触で結合さ
れている。
【００４７】直径ｄ１を有する弁軸部３２は円錐台形に
構成された先端を有しており、この先端は直径ｄ２を有
する平らなシール面３４を有している。このシール面は
出口孔３６に対して圧力室３５をシールしている。圧力
室３５は弁軸部３２を同軸的に取り囲んでおり、この場
合、圧力室３５は供給孔３６を介して噴射ポンプ１の出
口（図１）に接続されている。
【００４８】調整部材３１の軸方向可動性を制限するた
めには、ストッパが連結プレート３７に設けられており
、この連結プレートはノズルホルダ１５とノズルボディ
ー２９との間で締め付けられている。
【００４９】調整部材３１の制御をできるだけフレキシ
ブルに実施するためには、ピストン３３が孔３８を介し
て特性値制御される補助圧力源（図示しない）に接続さ
れていると有利である。より簡単でしかもあまり複雑で
ない弁軸部における閉鎖力形成の構成としては、補助圧
力を供給されるピストン３３の代わりに、適宜に寸法設
定されてプレロードをかけられた圧縮ばねの使用も可能
である。この場合に、圧縮ばねのプレロード力はピスト
ン３３の力の範囲にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による噴射装置の１実施例を示す回路図
である。
【図２】圧力波形成器の後方における導管区分での圧力
インパルスを時間との関係を示す線図である。
【図３】図１に示した実施例における前噴射と主噴射と
を行なう噴射ノズルの環状室における圧力を時間との関
係で示す線図である。
【図４】本発明による噴射装置の別の実施例を示す回路
図である。
【図５】図４に示した実施例における前噴射と主噴射と
を行なう噴射ノズルの環状室における圧力を時間との関
係で示す線図である。
【図６】遅延装置の１構成を示す断面図である。
【図７】遅延装置の別の構成を示す断面図である。
【図８】圧力波形成器の断面図である。
【符号の説明】
１　　噴射ポンプ、　　２　　圧力管片、　　３　　分
岐点、　　４　　圧力波形成器、　　５容量アキュムレ
ータ、　　６　　変位ピストン、　　７　　プレロード
ばね、　　８　　分岐点、　　９　　導管区分、　　１
０　　ピストン、　　１０ａ　　制御開口、　　１０ｂ
　　シリンダ室、　　１０ｃ　　ストッパ、　　１１　
　調量ピストン装置、　　１２　　圧縮ばね、　　１２
ａ　　逆止弁、　　１３　　逆止弁、　　１４　　分岐
点、　　１５　　ノズルホルダ、　　１６　　噴射ノズ
ル、　　１７　　迂回導管、　　１８　　ヘルムホルツ
共鳴器、　　１８ａ接続管片、　　１８ｂ　　接続管片
、　　１９　　管、　　２０　　孔、　　２１　　板、
２２　　板、　　２３　　孔、　　２４　　嵌入部材、
　　２５　　円筒体、　　２６　　半径方向孔、　　２
７　　管、　　２８　　中心孔、　　２８ａ　　ろう接
部、　　２９　　ノズルボディー、　　３０　　袋ナッ
ト、　　３１　　調整部材、　　３２　　弁軸部、　　
３３　　ピストン、　　３４　　シール面、　　３５　
　圧力室、　　３６　　出口孔、　　３７　　連結プレ
ート、　　３８　　孔

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　空気圧縮式の内燃機関に用いられる噴
    射装置であって、噴射ポンプと噴射導管と噴射ノズルと
    が設けられていて、該噴射ノズルにそのすぐ近くで調量
    ピストン装置が前置されており、該調量ピストン装置が
    、直列接続されて噴射導管に組み込まれており、前記調
    量装置に遅延装置が並列に接続されており、前記調量ピ
    ストン装置と噴射ノズルとの間の範囲における噴射導管
    への前記遅延装置の開口部の手前で、前記遅延装置に第
    １の逆止弁が組み込まれており、該逆止弁が、噴射ノズ
    ルの方向に通流性を有しており、前記調量ピストン装置
    のシリンダ室の容積が、前噴射量に相当するように設定
    されている形式のものにおいて、噴射ポンプ（１）に設
    けられた圧力管片（２）の背後で、噴射導管（９）に圧
    力波形成器（４）が組み込まれており、前記圧力管片（
    ２）と前記圧力形成器（４）との間で噴射導管（９）か
    ら容量アキュムレータ（５）が分岐しており、該容量ア
    キュムレータ（５）の応答圧力が、常に前記圧力形成器
    （４）の応答圧力よりも小さく設定されており、遅延装
    置が、調量ピストン装置（１１）に対する噴射導管（９
    ）の開口部の手前で分岐していることを特徴とする、空
    気圧縮式の内燃機関に用いられる噴射装置。
  2. 【請求項２】　　空気圧縮式の内燃機関に用いられる噴
    射装置であって、噴射ポンプと噴射導管と噴射ノズルと
    が設けられていて、該噴射ノズルにそのすぐ近くで調量
    ピストン装置が前置されており、該調量ピストン装置が
    、直列接続されて噴射導管に組み込まれており、前記調
    量装置に遅延装置が並列に接続されており、前記調量ピ
    ストン装置と噴射ノズルとの間の範囲における噴射導管
    への前記遅延装置の開口部の手前で、前記遅延装置に第
    １の逆止弁が組み込まれており、該逆止弁が、噴射ノズ
    ルの方向に通流性を有しており、前記調量ピストン装置
    のシリンダ室の容積が、前噴射量に相当するように設定
    されている形式のものにおいて、噴射ポンプ（１）に設
    けられた圧力管片（２）の背後で、噴射導管（９）に圧
    力波形成器（４）が組み込まれており、前記圧力管片（
    ２）と前記圧力形成器（４）との間で噴射導管（９）か
    ら容量アキュムレータ（５）が分岐しており、該容量ア
    キュムレータ（５）の応答圧力が、常に前記圧力形成器
    （４）の応答圧力よりも小さく設定されており、遅延装
    置が、制御開口（１０ａ）を介して調量ピストン装置（
    １１）のシリンダ室（１０ｂ）から分岐していて、調量
    ピストン装置（１１）のピストン（１０）がその停止位
    置から移動距離ΔＳ３だけシフトされた後に噴射導管（
    ９）が前記遅延装置に接続可能であることを特徴とする
    、空気圧縮式の内燃機関に用いられる噴射装置。
  3. 【請求項３】　　遅延装置が迂回導管（１７）として構
    成されている、請求項１または２記載の噴射装置。
  4. 【請求項４】　　遅延装置が、ヘルムホルツ共鳴器（１
    ８）の直列接続された連鎖として構成されている、請求
    項１または２記載の噴射装置。
  5. 【請求項５】　　個々のヘルムホルツ共鳴器（１８）が
    、円筒状の板（２１，２２）を上下に層状に積み重ねる
    ことによって形成されており、第１の板（２１）が同心
    的な孔（２３）を有しており、第２の板（２２）が円錐
    台形状の孔（２３ａ）を有しており、１つの第１の板（
    ２１）に２つの第２の板（２２）が続くように両板（２
    １，２２）の層形成が行なわれていて、各２つの第２の
    板（２２）が互いに鏡像対称的に向かい合わされており
    、該第２の板に設けられた孔（２３ａ）が、個々のヘル
    ムホルツ共鳴器（１８）の共鳴容積を形成している、請
    求項４記載の噴射装置。
  6. 【請求項６】　　中心孔（２８）を備えた円筒体（２５
    ）によってヘルムホルツ共鳴器（１８）の連鎖が形成さ
    れており、前記中心孔（２８）が、等間隔で前記中心孔
    に対して垂直に構成された半径方向孔（２６）によって
    中断されており、該半径方向孔（２６）が個々のヘルム
    ホルツ共鳴器（１８）の共鳴容積を形成している、請求
    項４記載の噴射装置。
  7. 【請求項７】　　前記容量アキュムレータ（５）が、シ
    リンダと、該シリンダ内を軸方向摺動可能な変位ピスト
    ン（６）とによって形成されており、該変位ピストン（
    ６）がプレロードばね（７）によって負荷されており、
    前記変位ピストン（６）の応答圧力が常に圧力波形成器
    （４）の応答圧力よりも小さくなるように該プレロード
    ばねのプレロード力が設定されている、請求項１または
    ２記載の噴射装置。
  8. 【請求項８】　　前記調量ピストン（１１）がケーシン
    グと、該ケーシング内を軸方向摺動可能に案内された調
    量ピストン（１０）とによって形成されており、該調量
    ピストン（１０）が圧縮ばね（１２）によって出発位置
    に保持されていて、前記調量ピストン（１０）の移動距
    離（ΔＳ２）がストッパ（１０ｃ）によって制限可能で
    あり、前記調量ピストン装置（１１）のシリンダ容積が
    、下流側で第２の逆止弁（１２ａ）によって遮断可能で
    あって、噴射ノズル（１６）の方向でのみ圧力流れが可
    能である、請求項１または２記載の噴射装置。
  9. 【請求項９】　　圧力波形成器（４）が噴射弁に似て、
    主としてノズルホルダ（１５）とノズルボディー（２９
    ）と調整部材（３１）とから形成されており、該調整部
    材（３１）に噴射ポンプ（１）によって供給孔（３６）
    を介して燃料が供給されるようになっており、該供給孔
    が圧力室（３５）に開口しており、前記調整部材（３１
    ）が、ピストン（３３）によって負荷された弁軸部（３
    ２）から形成されており、該弁軸部（３２）が出口孔（
    ３６）を噴射導管の方向で遮断するか、または開放する
    ようになっており、前記弁軸部（３２）が円筒状の部分
    と、円錐状に先細りになった部分とから成っていて、燃
    料圧を負荷される直径ｄ１を有する面積と直径ｄ２を有
    する面積との差が、規定の圧力で前記調整部材を前記ピ
    ストン（３３）の力に抗して開放するために十分となる
    ように設定されており、前記ピストン（３３）が孔（３
    ８）を介して、補助圧力源から特性値制御された油圧を
    供給されるようになっている、請求項１または２記載の
    噴射装置。
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