JPH059634B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に
記載の形式の、内燃機関、特にデイーゼル機関に
おける前噴射及び主噴射機構を有する燃料噴射装
置に関する。

従来の技術 前記形式の公知の燃料噴射装置のばあい（ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第3011376号）主たる
使用例では高圧噴射ポンプによつて吐出される点
火しにくい主燃料と別個のポンプによつて吐出さ
れる点火燃料とは液力式の補助ポンプを介してデ
イーゼル機関における主燃料および点火燃料用の
別個の噴射ノズルに供給され、かつ補助ポンプに
おいて前噴射ピストンは高圧噴射ポンプの吐出圧
を受けて直径の大きなピストンによつて駆動され
かつ前噴射ピストンに前置された作業室から前噴
射量を前噴射用の別個のノズルに向けて押しのけ
る。内燃機関の運転中に前噴射量を押しのける前
噴射ピストンの行程距離ひいては前噴射量自体を
調節できるようにするために、前噴射ピストンは
その行程を制限する調節部材を有している。しか
しこの公知の噴射装置のばあい前噴射と主噴射と
の時間的な関係付けは前置された作業室内の、前
噴射ピストンの行程終端を決める吐出方向で作用
するストツパと、大きなピストンのいわゆる吸込
み容積とによつて構造的に決められている。従つ
て前記形式の噴射装置によつて前噴射および主噴
射の段階的に正しい関係付けを得ることは疑わし
いかもしくは不可能である。何故ならば導管及び
絞り通路の動的な影響による負荷と回転数との関
連性を排除できないからである。更に同時に前噴
射量規定を維持した上で、前噴射量用の噴射時点
を得ることおよび主噴射に対する前噴射の時間的
な関係付けを変えることは不可能である。

一般に、デイーゼル機関における不都合な運転
駆音が燃焼の初めの極めて迅速なエネルギ放出に
起因しているということは周知であるので、すで
に長い間、制限可能でかつ時間的に主噴射に対し
て所望の形式で位置付けられる前噴射量によつて
燃焼を生ぜしめかつこのようにして燃焼速度を制
限する試みが成された。これと関連して提供され
る別個にしかも平行に作業する完全な２つの噴射
機構の配置形式の解決策は費用がかかりかつ不十
分なものである。何故ならば２つのポンプ、２つ
の導管および２つのノズルが必要であり、更に両
機構の間に所望の同期化部材が必要にされるから
である。

更に、通常の噴射装置を適当に設計することに
よつて前噴射作用を得ることは公知である。この
ばあい前行程、導管直径、ノズル孔およびノズル
ばねの所定の寸法関連性および機能関連性が維持
されねばならない。しかしながらこのことは内燃
機関の運転において負荷および回転数および変化
する動的な影響の不都合な関連性を生ぜしめる。

更に、噴射ポンプにおいて附加的な制限装置並
びに中間貯蔵部材を設けることは公知であり、こ
れによつて搬送速度を絞り作用によつてゼロに近
くまで減少させることができる。このばあいノズ
ルに向つて走る圧力波において開始段階が生ぜし
められるので、一種の前噴射が所定の回転数およ
び負荷段階で得られる。

前噴射の配量および時間的位置付けをカム軸が
互いに結合されている２つの噴射ポンプを有する
２つの機構によつて行なうばあいですら、両導管
の動的な影響によつて生ぜしめられる回転数と負
荷との関連性に基づいて、前噴射および主噴射の
段階的に正しい関係付けにおける困難性が生ず
る。

発明が解決しようとする問題点 更に前噴射および主噴射を得るために、前噴射
用の別個の小さなピストンが主噴射用の負荷ピス
トンに対して軸平行にずらされて燃料噴射弁の内
部に配置されている装置が公知である（ドイツ連
邦共和国特許第1252001号明細書）。このばあい別
個の低圧供給は不必要にされかつ前噴射量は主噴
射用の燃料供給から得られるが、これによつて圧
力導管内での標準圧力の不都合な影響ひいては量
制御に関する不正確性は排除されない。

更に、内燃機関において前噴射を制御するため
にばねのばね力に抗して移動可能な一部分から成
る制御スライダを設けることは公知である（ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第2834633号明細書）。
前記制御スライダは制御縁を介した貯蔵部材内へ
の中間圧力逃しによつて前噴射および主噴射に対
するそれぞれ所望の接続を生ぜしめる。このばあ
いにも前噴射は主噴射量をも供給する噴射ポンプ
の吐出量から分けられるので、主噴射量用の量制
御の精度に不都合な影響が及ぼされる。

問題点を解決するための手段 本発明の構成は、特許請求の範囲第１項の特徴
部分に記載されている。

実施例 本発明の基本思想は、前噴射範囲および主噴射
範囲のために高圧噴射ポンプの吐出圧によつて動
かされる前噴射ピストンおよび主噴射・貯蔵ピス
トン形状の別個のピストンが使用されるというこ
とにある。このばあい前噴射ピストンはその運動
によつて主噴射の範囲に対する、高圧噴射ポンプ
によつて高圧で吐出される燃料の遅れた供給を少
なくとも間接的に制御するので、この措置に基づ
き始めに高圧噴射ポンプの全吐出圧は前噴射ピス
トンおよび前噴射ピストンの行程運動のために使
用される。

第１図では高圧噴射ポンプは符号１０で示され
ている。高圧噴射ポンプの作業サイクルはカム軸
１１によつてかつ更に一般に周知の構成によつて
制御されるので、このことについては詳述しな
い。等圧圧力逃しのために逆向きに開放される並
列接続された２つの逆止弁１３を挿入された圧力
導管１２を介して高圧噴射ポンプ１０からポンプ
ピストン１０ａのそれぞれの行程において吐出さ
れる燃料量は吐出導管１５を介して低圧吐出ポン
プ１４から高圧噴射ポンプに供給される。継続さ
れた接続導管１５ａを介して低圧吐出ポンプから
吐出される同じ燃料は前噴射の範囲にも達する。
しかしながらこの接続導管１５ａは、内燃機関に
例えば前噴射ノズルを介してまず点火燃料をかつ
次いで主噴射過程において主噴射ノズルを介して
点火しにくい燃料を供給する２種燃料運転に本発
明を応用するばあいには省かれ、かつ第１図で鎖
線で図示されている別個の圧力導管１５ｂに代え
られかつこの圧力導管１５ｂを介してこのばあい
に設けられる第２の低圧吐出ポンプ１４ｂによつ
て別個のタンク１６から点火燃料が供給される。

第１図では前噴射ノズルが符号１７で、かつ主
噴射ノズルが符号１８で、かつ高圧噴射ポンプの
吐出圧によつて駆動される液力式の補助ポンプが
符号１９で示されている。第１の低圧吐出ポンプ
１４が燃料を取り出すタンク２１への戻し導管は
符号２０で示されている。２種燃料運転に応用す
るばあい前噴射ノズルのために当然前噴射ノズル
１７の戻し部から別のタンク１６内に別個の戻し
導管２０ａが設けられている。このばあい２つの
分断個所Ｓ１の間に位置する接続導管１５ａの部
分は省かれ、かつ前噴射ノズルに接続される戻し
導管２０は分断個所Ｓ２で分離される。

液力式の前噴射・補助ポンプ１９のケーシング
２２内には２つの機構が空間的な配属で、有利に
は並べて軸平行にずらされて配置されており、前
記機構は機能経過の点で時間的に相前後して接続
されている。第１の機構２３は前噴射に用いられ
かつ第２の機構は主噴射に用いられる。第２図で
拡大図で図示されているように、前噴射用の機構
２３は前噴射用のピストン２５を有しており、該
ピストン２５はケーシング２２の段付けされた孔
２６内に滑動可能に支承されている。ピストン２
５の圧力側は圧力接続部材２７によつて閉じられ
ており、該圧力接続部２７は高圧吐出ポンプ１０
から到達する圧力導管１２に接続されている。ピ
ストン２５はばね皿２８によつて拡大された作業
室２９内にのびており、該作業室２９内には押圧
ばねとして形成されたプレロードばね３０が配置
されており、該プレロードばね３０はピストンを
第２図で左側のストツパに圧着する。ピストン２
５は皿ばね２８を越えてのびる延長部３１を有し
ており、該延長部はピストン縦孔３３の一部であ
る絞り個所３２を有している。前記ピストン縦孔
は作業室をピストンの環状溝３４内に開口する横
孔３５に接続している。低圧吐出ポンプ用の供給
接続部は符号３６で示されている。前噴射ピスト
ン２５の作業室２９から押しのけられる前噴射量
は圧力接続部材３７を介して前噴射ノズル１７に
向けて流れる（第１図参照）。

前噴射用のピストンの第２図で図示された出発
位置では（左側のストツパは段付けされた孔２６
によつて形成された肩２６ａに例えばばね皿２８
が接触することによつて又はねじ止めされた圧力
接続部材２７にピストンの押圧面が接触すること
によつて生ぜしめられる）前噴射ピストン自体は
遅れた圧力分配のために主噴射用の機構２４に導
びかれた内側の圧力通路３８をおおいかつそれ故
遮断する。この圧力通路３８は横孔もしくは横通
路によつて形成される。

主噴射用の機構２４は孔３９内に滑動可能に支
承された貯蔵ピストン４０を有しており、該貯蔵
ピストン４０は図平面でみて右側の出発位置に押
圧ばね４１によつて押され、該押圧ばねはピスト
ン背面に接触しかつねじスリーブ４２の継続した
孔底に支持されており、該ねじスリーブ自体は直
径を拡大された、内ねじ山を有する孔３９の部分
範囲４３内にねじ込まれている。ねじスリーブ内
のねじ山を有する内孔４４を介して調節ねじ４５
がのびているので、調節ねじを著しく又はわずか
にねじ込むことによつてピストン端部に対する調
節ねじ内端の間隔ひいては高圧噴射ポンプの吐出
圧が作用したばあいに貯蔵ピストン４０が進む行
程が調節される。ねじスリーブ４２と調節ねじ４
５とは適当な対応ナツト４６，４７を介して固定
される。

別の圧力導管４８は貯蔵ピストン４０の、孔３
９の孔底３９によつて形成される作業室３９ａを
符号４９で示された接続ねじ山内にねじ込まれる
主噴射用の図示されてない圧力接続部材に接続す
る。

このばあい記述した機械的な構造を根拠として
次の作用が得られる。高圧噴射ポンプ１０によつ
て吐出される燃料量はまず前噴射ピストン２５
を、つまり燃料量は前噴射ピストン２５のみに作
用するので、前噴射ピストンだけを、プレロード
ばね３０のばね力に抗して図平面でみて右側に押
しかつ作業室２９から前噴射ノズル１７への予じ
め規定された構造的に決められた前噴射量の押し
のけを生ぜしめる。前噴射は、環状溝３４に接続
された前噴射ピストンのウエブ５０が低圧吐出ポ
ンプ１４の供給孔３６ａをおおう瞬間に始まりか
つウエブ５０が再び供給孔３６ａを開放して、環
状溝３４を介して作業室２９の圧力逃しが行われ
るまで、前噴射は前噴射ピストンの連続的な行程
を以つて続けられる。前噴射ピストン自体による
前記開放制御に基づいて所定の前噴射量Q_VEが生
ぜしめられる。前噴射ピストン２５の行程中、有
利には開放制御後もしくは前噴射の噴射終了後駆
動される前噴射用のピストン２５によつて両機構
２３，２４間の接続孔としての圧力通路３８が開
放される。貯蔵ピストン４０は今や高圧吐出ポン
プによつて吐出される燃料量を貯蔵する。このば
あい貯蔵ピストン４０は該貯蔵ピストンに作用す
るばね力に抗して調節ねじ４５によつて形成され
るストツパに衝突するまで行程を行なう。このば
あい初めて主噴射ノズル１８に対する圧力が相応
に増大しかつ主噴射が開始される。ストツパに貯
蔵ピストン４０が当接して、これによつて燃料量
が受容されることによつて所要の噴射間隔（例え
ば7°乃至8°NW）が規定され、この噴射間隔中に
高圧噴射ポンプ１０が主噴ポンプとして継続吐出
する。主噴射が終了した後で（高圧噴射ポンプの
開放制御）貯蔵された全燃料量は両機構のプレロ
ードばねおよび押しばねによつて主噴射ポンプ１
０内に押し戻されるか、しかしまたこの燃料量は
前噴射用の充填量としても使用される。このこと
は第３図および第４図の図面に基づいて詳述す
る。始めて高圧噴射ポンプによつて吐出される燃
料の全圧力が前噴射用のピストン２５にのみ作用
するので、前噴射の範囲における圧力増大は必要
はないけれども、本発明によつてとられた配置形
式によつて大きな吸込み容積が保証され、この吸
込み容積は可変な噴射間隔のために調節ねじの位
置によつて任意に変えることができる。前噴射ピ
ストンのピストン縦孔３３内の絞り個所３２は有
利には、超過行程のばあい作業室２９の直接的な
圧力逃しのために著しく狭く選ぶ必要はない。

第３図および第４図で図示された実施例は第１
実施例の主要構成部材および作用特徴と合致して
いるので、一致した構成部材には同じ符号が符さ
れていてかつ以下においてそれぞれの相違点のみ
が正確に記述されている。わずかばかり異つた構
成部材には同じ符号ａ，ｂを付して示されてい
る。

第３図および第４図の実施例は２種燃料運転の
ばあいには適していない。つまり単一の圧力導管
１２のみが設けられており、該圧力導管は高圧噴
射ポンプから液力式の補助ポンプ１９ａに導びか
れている。本実施例では高圧噴射ポンプのみを補
給する低圧吐出ポンプ１４から補助ポンプ１９ａ
への特別な低圧供給導管は省かれる。逆止弁５１
を介して保護された漏れ油戻し導管５２だけが前
噴射用の機構２３ａからほぼ前噴射ノズル１７の
戻し導管２０ａの漏れ油接続部まで必要とされ
る。何故ならば前噴射用の充填量として貯蔵され
た燃料量が使用されるからである。この燃料量は
高圧噴射ポンプの吐出行程後主噴射用の機構２４
ａの貯蔵ピストン４０によつて作業室３９ａから
押しのけられる。この目的のために附加的な横接
続通路５４が主噴射用の機構２４ａから前噴射用
の機構２３ａに対して設けられている。前記横接
続通路は主噴射用の機構２４ａの圧力出口通路４
８の分岐部を前噴射用のピストン２５のためのピ
ストン案内部における適当な開口個所に接続して
いるので、高圧吐出ポンプの吐出行程前の出発位
置で前噴射用の機構２３ａは相応の燃料量を受容
しかつ作業室２９に供給する。

第４図では前記横接続通路は、該横接続通路が
前噴射ピストン２５の出発位置で環状溝３４の範
囲で開口するように形成されている。作業室２９
に対して軸方向でずらされて逆止弁５１を備えた
漏れ油戻し導管５２が前噴射用のピストン案内部
に接続されている。従つて主噴射用の機構２４ａ
の貯蔵ピストン４０によつて押しのけられる燃料
量はピストン２５内の横孔３５および縦孔を介し
て作業室２９内に達し、このばあい前噴射量を規
定するための開放制御はピストン縦孔３３および
作業室２９に対する横孔３５に環状溝３４を介し
て漏れ油戻し導管５２を接続することによつて行
なわれか又は、前噴射用のピストンが第１の圧力
通路３８を開放制御した後で、前噴射用のピスト
ン２５がストツパ５３に衝突することによつて行
なわれる。第４図で図示された補助ポンプのその
他の構成部材は第２図による機能および作用に相
応しているので、これらの構成部材については詳
述せずかつ符号を付していない。

本発明は図示の実施例に限定されるものではな
く、種々の態様で実施可能である。

発明の作用効果 本発明の利点は、主噴射が前噴射に対して、任
意に調節可能な正確に規定された間隔をおいて行
われるということにある。高圧噴出ポンプによつ
て生ぜしめられる吐出圧は当初前噴射にのみ用い
られかつ前噴射ピストンの圧力側のみを負荷し、
かつ通常のように圧力分配を始めから生ぜしめな
いので、本発明によつて、前噴射量並びに前噴射
開始時点（通常のように前噴射ピストン行程を予
じめ規定することによつて）、次いで前噴射と主
噴射との間の正確な噴射間隔、並びに吐出される
全噴射量に関して、主噴射量を予じめ規定できか
つこのことすべてを時間的に規定可能なパターン
に組入れることができる。

本発明の著しい利点に相応して主噴射のために
設けられる構成部材に対する高圧噴射ポンプによ
つて吐出される燃料の流入は、前噴射ピストンが
所定の行程を進んだばあいに始めて行なわれるの
で、つまり通常前噴射が終了したばあいに行なわ
れるので、主噴射のために高い噴射速度および適
当に高い圧力が生ぜしめられる。前噴射中の主噴
射を避けるために圧力段を設ける必要性は完全に
省かれる。

更に有利には本発明を実現するために設けられ
る両ピストン、即ち前噴射ピストンと噴射間隔を
調節データによつて予じめ与えられる貯蔵ピスト
ンとは時間的に連続して高圧噴射ポンプの吐出圧
によつて操作される。

更に、前噴射運転のみのばあい、つまり前噴射
および主噴射用の燃料が同じ燃料源から生ぜしめ
られるばあい、（２種燃料運転とは違つて）主噴
射範囲で貯蔵された燃料容積からの前噴射部材の
充填を行なうことができることによつて特別な利
点が得られる。

更に本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲
第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７
項および第８項に記載されている。特に有利には
主噴射用の貯蔵ピストンに対して前噴射ピストン
が軸平行にずらされておりかつこれによつて、前
噴射ピストン自体の運動によつて開放制御され
る、共通のケーシング内の簡単な圧力通路の配置
によつて前噴射終了後高圧噴射ポンプによつて吐
出される燃料をそれぞれ主噴射の範囲に供給でき
る。つまりこの限りでは圧力分配は生ずることは
なく、むしろ圧力伝達が行なわれ、このばあい両
機構（前噴射範囲および主噴射範囲）は常に完全
な圧力によつて負荷されるので、さもなくば通常
の圧力分配において設けられる長い接続導管およ
び圧力導管並びにこれらの動的な挙動は、負荷お
よび回転数に対する関連性においても考慮する必
要はない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は２種燃料運転の使用に適した本発明による
燃料噴射装置の第１実施例の概略図、第２図は液
力式に駆動される前噴射・補助ポンプの横断面
図、第３図は２種燃料運転の使用には適しない燃
料噴射装置の第２実施例図、第４図は液力式の前
噴射・補助ポンプの横断面図である。 １０……高圧噴射ポンプ、１０ａ……ポンプピ
ストン、１１……カム軸、１２，１５ｂ，４８…
…圧力導管、１３，５１……逆止弁、１４，１４
ｂ……低圧吐出ポンプ、１５……吐出導管、１５
ａ……接続導管、１６，２１……タンク、１７…
…前噴射ノズル、１８……主噴射ノズル、１９，
１９ａ……補助ポンプ、２０，２０ａ……戻し導
管、２２……ケーシング、２３，２４，２３ａ，
２４ａ……機構、２５……ピストン、２６……
孔、２６ａ……肩、２７，３７……圧力接続部
材、２８……ばね皿、２９，３９ａ……作業室、
３０……プレロードばね、３１……延長部、３２
……絞り個所、３３……ピストン縦孔、３４……
環状溝、３５……横孔、３６……供給接続部、３
６ａ……供給孔、３８……圧力通路、３９……
孔、４０……貯蔵ピストン、４１……押圧ばね、
４２……ねじスリーブ、４３……部分範囲、４４
……内孔、４５……調節ねじ、４６，４７……対
応ナツト、４８……圧力出口通路、４９……接続
ねじ山、５０……ウエブ、５２……漏れ油戻し導
管、５３……ストツパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関における前噴射および主噴射機構を
   有する燃料噴射装置であつて、高圧噴射ポンプ１
   ０から主噴射量を供給される主噴射ノズル１８
   と、高圧噴射ポンプ１０の吐出圧によつて駆動さ
   れる液力式の前噴射・補助ポンプ１９，１９ａと
   が設けられていて、この前噴射・補助ポンプ１
   ９，１９ａがシリンダ２６内で移動可能な前噴射
   ピストン２５を有していて、この前噴射ピストン
   ２５の一方の側がシリンダ２６内で高圧噴射ポン
   プ１０によつて生ぜしめられる圧力を受けていて
   かつ他方の側が低圧の燃料を供給される作業室２
   ９を制限していて、この作業室２９から前噴射量
   が前噴射ノズル１７に向けて押し退けられるよう
   になつていて、更に、前噴射ピストン２５の有効
   行程を調節するためのひいては前噴射量（QVE）
   を予め規定するための部材が設けられている形式
   のものにおいて、前噴射ピストン２５が制御縁を
   有していて、この制御縁によつて、高圧噴射ポン
   プ１０の吐出圧による前噴射ピストンの移動中、
   シリンダ２６から主噴射ノズルに導かれた圧力導
   管３８，４８が制御され、この圧力導管３８，４
   ８が、戻し力に抗して調節可能な値だけ移動可能
   な貯蔵ピストン４０の手前の作業室３９ａに接続
   されていることを特徴とする、内燃機関における
   前噴射および主噴射機構を有する燃料噴射装置。 ２ 前噴射ピストン２５の作業室２９に、高圧噴
   射ポンプ１０にも燃料を供給する低圧吐出ポンプ
   １４から燃料が別個に供給されるか、又は、２種
   燃料運転のために、異なる燃料（点火燃料）を前
   噴射ピストン２５の作業室２９に供給する別の低
   圧ポンプ１４ｂが設けられている、特許請求の範
   囲第１項記載の燃料噴射装置。 ３ 前噴射ピストン２５と、主噴射の噴射開始前
   に高圧噴射ポンプ１０の吐出圧を受けて予め規定
   された吸込み量を受容しながら調節可能なストツ
   パ４５まで後退する貯蔵ピストン４０とが、軸平
   行に互いにずらされて同じケーシング２２内に配
   置されている、特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の燃料噴射装置。 ４ 圧力通路として、貯蔵ピストン４０に前置さ
   れた作業室３９ａに連通する横通路３８が設けら
   れていて、この横通路が前噴射ピストン２５の出
   発位置で当初この前噴射ピストン２５によつて覆
   われて、遮断され、かつ、前噴射ピストン２５が
   前噴射量を押し退けるための作業行程を進んだば
   あいに、前記横通路が開放されるようになつてい
   る、特許請求の範囲第３項記載の燃料噴射装置。 ５ 前噴射量を規定するために前噴射ピストン２
   ５に環状溝３４が設けられていて、この環状溝３
   ４が、所定の行程を進んだ後で低圧吐出ポンプ供
   給部又は漏れ油接続部に対する開放制御によつて
   作業室２９から圧力を逃すようになつている、特
   許請求の範囲第１項記から第４項までのいずれか
   １項載の燃料噴射装置。 ６ 前噴射と主噴射との間の所望の噴射間隔を調
   節するために、貯蔵ピストン４０の行程を制限す
   る調節部材４５が設けられている、特許請求の範
   囲第１項記から第５項までのいずれか１項載の燃
   料噴射装置。 ７ 噴射間隔を調節するための調節部材がねじス
   リーブ４２内に支承された調節ねじ４５として構
   成されていて、この調節ねじ４５と貯蔵ピストン
   背面との間隔が調節可能である、特許請求の範囲
   第６項記載の燃料噴射装置。 ８ 第２の横通路５４が設けられていて、この横
   通路５４が、貯蔵ピストン４０の後退によつて貯
   蔵される燃料量が次の行程における前噴射用の充
   填量を成すように、貯蔵ピストン４０の作業室３
   ９ａを少なくとも間接的に前噴射ピストン２５の
   作業室２９に接続している、特許請求の範囲第４
   項記から第７項までのいずれか１項載の燃料噴射
   装置。