JPH0665873B2 - 内燃機関の高圧燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関における高圧燃料噴射装置に関する。

従来技術 西ドイツ国特許第3147467号によれば吐出量の調整され
ていない高圧噴射ポンプが使用され、これによつて燃料
が接続導管を介して噴射ノズルに供給可能である内燃機
関の噴射装置が公知である。接続導管からは明細書は記
述されているように噴射ノズルの直前で戻し導管が分岐
している。この戻し導管は燃料タンクに接続されてい
る。この戻し導管内には一方向弁として構成された切換
え弁がある。切換え弁は制御されると燃料の流過を開放
するか又は遮断する。さらに戻し導管この一方向弁を迂
回するバイパスを有し、このバイパスには固定の絞り横
断面を有する絞りと同様に一方向弁として構成された切
換え弁が配置されている。両方の切換え弁は電気的な調
節部材によつて制御可能であり、調節部材自体は内燃機
関の運転値を検出する電子制御装置によつて作動可能で
ある。

戻し導管とそれに設けられた両方の切換え弁はこの公知
の構成では前噴射量と主噴射量とを制御するために役立
つ。

高圧噴射ポンプは傾斜縁調整装置も調整器も有しておら
ず、機関が必要とする最大燃料量を常に噴射弁に搬送す
る。前噴射時期の間はバイパスに配置された切換え弁が
開いており、高圧噴射ポンプにより吐出された燃料の１
部が絞りと後置された切換え弁とを介して流出する。前
噴射行程の間は他方の切換え弁は閉じている。主噴射が
行なわれると第１のバイパスに配置された切換え弁も閉
じられる。噴射終了は第２の切換え弁の開放によつて決
定される。

この公知の装置で両方の切換え弁を記述した形式とは異
なる形式で作動できるという前提にたつてもこの公知の
噴射装置は以下に述べる一連の欠点を有している。

両方の切換え弁は常に比較的に高い吐出圧に抗して開放
又は閉鎖しなければならない。この高い吐出圧は噴射弁
の開放圧と最大吐出圧との間の範囲にある。従つて切換
え弁はこの圧力を克服できるように構成されていなけれ
ばならない。

1500barの圧力で吐出されかつ噴射される高圧噴射シス
テムにおいてはこの極めて高い吐出兼噴射圧は純然たる
電磁制御式切換え弁では克服できない。

さらに公知の場合には両方の切換え弁が噴射弁に配属さ
れていることによつて噴射弁の開放若しくは閉鎖特性に
対して直接的な影響しか及ぼせない。高圧噴射ポンプに
おける圧力の発生は実地においては完全に調整されな
い。

高圧噴射ポンプによる圧力の発生と前噴射との間には常
に吐出される燃料の１部が噴射弁に対する接続導管から
取出されかつタンクに戻されるので、高圧噴射ポンプは
高く、この燃料流出をも考慮した吐出量に合わせて構成
されなければならない。つまり燃料噴射ポンプは噴射弁
を介して燃焼室に噴射される燃料量よりも高い吐出量に
合わせて設計されていなければならない。これはコスト
と方法経済的な観点から不都合である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は冒頭に述べた形式の高圧燃料噴射装置を
改良し、高圧噴射ポンプから噴射弁に搬送された燃料量
が漏れ損失を除いて完全に噴射され、しかも吐出された
燃料量の吐出開始と吐出終了が機関運転の必要性に合わ
せられ、変化可能であり、各吐出過程のために正確に反
復可能であるようにすることである。

問題点を解決するための手段 本発明の課題は冒頭に述べた形式の高圧燃料噴射装置に
おいて特許請求の範囲第１項に記載された特徴によつて
解決された。本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲
第２項以下に記述されている。

次に図面について本発明を説明する： 図面においては同じ構成部材又は相応の構成部材には図
面を見やすくするために同じ番号が付けられている。

図面に示された、内燃機関に配置された高圧燃料噴射装
置は、構造に応じて燃料の搬送と圧力の発生とが行なわ
れる下部分２とポンプヘツド３とから成る高圧噴射ポン
プ１を有している。高圧噴射ポンプ１の下部分２におい
てはポンプシリンダ孔４内で制御縁のないポンプピスト
ン５が働く。このポンプピストン５は走行ローラ７を有
するポンプタペツト６を介して制御軸９のカム８によつ
て制御され、上方の平らな端面９でポンプシリンダ孔４
の壁部分と協働してポンプ圧力室11を制限する。

高圧噴射ポンプ１は圧力がほぼ1500barまでの燃料を搬
送するために構成されている。ポンプピストン５によつ
ては燃料はポンプ圧力室11から、搬送通路12と構造的に
は自体公知である、搬送方向にのみ開く吐出弁13とそれ
に接続された接続導管14とを介して噴射弁15に供給され
る。ポンプヘツド３内では接続導管14からは放圧通路16
が分岐している。この放圧通路16はポンプ圧力室11に開
口しており、この放圧通路16には燃料を圧力室に向かつ
て通過させる放圧弁17が接続されている。この放圧弁17
は高圧噴射ポンプの吐出終了後に接続導管14に生ぜしめ
られている燃料圧を所定の残留圧レベルに降下させるた
めに役立つ。

符号18では燃料を圧力が通常ほぼ3barから最大10barま
でのタンク19から供給導管20を介して高圧噴射ポンプ１
のポンプ圧力室11に搬送する低圧供給ポンプが示されて
いる。

供給導管20においては低圧供給ポンプ18の吐出方向にの
み通過させる一方向吸込弁21が接続されている。この一
方向吸込弁21は有利には高圧噴射ポンプ１のポンプヘツ
ド３に組込まれかつ第６図に示されたように構成されて
いる。

一方向吸込弁21はポンプヘツド３の受容孔23内に挿入さ
れた、組込位置にポンプヘツド３にねじで固定された保
持プレート24によつて固定されている弁スリーブ22から
成つている。ポンプヘツド３の外側に弁スリーブ22は供
給導管20の流入側の部分を接続するための接続ねじ25を
有している。供給導管20の一方向弁内の部分は流過孔26
によつて形成され、この流過孔26の端部には円錐計の弁
坐リング面27が接続されている。この弁坐リング面27は
拡大された燃料流過室28に移行しており、この燃料流過
室28には弁体30を軸方向に移動可能に受容する、後端ま
で達する受容孔29が接続している。弁体30は前方の端部
に弁坐リング面27と協働する円錐形の弁円錐部31と、後
方からあけられた袋孔として構成された燃料流過孔32
と、燃料流過孔32と燃料流過室28とを常時流過結合する
横孔33とを有している。弁体30は閉鎖方向に、つまり背
後から押しばね34によつて負荷されている。

供給導管20は一方向吸込弁内で、孔26と燃料流過室28と
流過横孔33と燃料流過孔32とにより形成され、ポンプヘ
ツド３内で孔35と横孔36と孔37の形で継続している。孔
37は高圧噴射ポンプ１のポンプ圧力室11に開口してい
る。

ポンプ圧力室（第２図）から直接的に若しくはポンプ圧
力室と吐出弁との間に延在する搬送通路（第１図と第３
図）からはタンクに通じる戻し導管38が分岐している。
この戻し導管38には高圧噴射ポンプ１のポンプヘツド３
内又は外で、組合わされた流過兼堰止め圧遮断弁39が接
続されている。この流過兼堰止め圧遮断弁39の１実施例
は第６図に示されている。これは有利には一方向吸込弁
21と同じようにポンプヘツド３内に組込まれ、受容孔41
に挿入されかつポンプヘツドにおいて組込位置で固定さ
れた弁スリーブ40から成つている。弁スリーブ40内には
流入孔42があり、この流入孔42は戻し導管の流入側の導
管部分38／１と常時接続されている。この導管部分38／
１はポンプヘツド３内ではポンプ圧力室11若しくは搬送
通路12から分岐する孔43と横孔44と弁スリーブ40の受容
孔41の後方の開放部分44とから形成されている。流入孔
42の内方の端部には弁スリーブ内で円錐形の弁坐リング
面45が接続され、この弁坐リング面45には流過室46が接
続され、この流過室46には２つの終端位置の間で軸方向
に移動可能に弁体48を受容する受容孔47が接続されてい
る。

弁体48は前方部分に円錐形の弁坐49を有しており、一方
の終端位置で弁体48は弁坐リング面45に圧着させられた
弁坐49で戻し導管38を遮断するのに対し、弁体48がこの
終端位置から押し離されると戻し導管を開放する。さら
に弁体48は弁坐49とは反対側の後方部分に係合する、低
圧供給ポンプ18の供給圧よりもいくらか小さい押圧力を
生ぜしめる閉鎖押しばね50によつて弁坐リング面45に向
かつて押圧可能である。

流過室46は横孔51を介して弁スリーブの外にあるリング
状の流出室52と常時流過結合されている。流出室52は戻
し導管38の後方部分38／２に接続されている。さらに弁
体48は絞り孔54を有する貫通した通路53を備えている。
この通路53と絞り孔54を介して燃料は常時戻し導管38の
流入側の部分38／１から流れ方向で絞り孔の後方で作用
する堰止め圧室55へ達しかつ堰止め圧室55に接続された
堰止め圧制御導管56（第１図から第３図参照）へ達す
る。堰止め圧室55は第６図に示された実施例の場合には
通路53の、流れ方向で見て絞り孔54の後方に置かれた部
分によつて形成されている。

堰止め圧制御導管56は第１図、第２図、第３図から判る
ように、２つの平行分岐導管56／１と56／２とに分岐さ
れている。この平行分岐導管56／１と56／２は分岐個所
57の下流で互いに離されて（第２図と第３図参照）又は
１つの導管部分58に再び纏められてこれを介して（第１
図参照）戻し導管38の、流過兼堰止め圧遮断弁39の下流
にある部分に開口している。

堰止め圧制御導管56の両方の平行分岐導管56／１と56／
２の各々には制御された一方向弁59若しくは60が接続さ
れている。一方向弁59は以後吐出開始一方向弁59″と呼
び、一方向弁60は吐出終了一方向弁60″と呼ぶことにす
る。

吐出開始一方向弁59は吐出終了一方向弁60が閉じられた
状態で閉じる瞬間に高圧噴射ポンプ１の吐出開始を規定
するのに対し、吐出終了一方向弁60は開放する瞬間に高
圧噴射ポンプ１の吐出終了を規定する。このためには吐
出開始一方向弁59も吐出終了一方向弁60も個有の作動装
置61若しくは62（第１図、第２図、第３図）に接続さ
れ、この作動装置61,62は制御装置63に接続されてい
る。この制御装置63は高圧噴射ポンプ１の吐出開始と吐
出終了のために運転に適した値を得るために両方の一方
向弁59,60の機械同期的な作動を制御する。

両方の一方向弁61,62の各々は第４図の実施例では受容
孔64内に軸方向に移動可能に受容された弁体65を有して
いる。弁体65は前端に有利には円錐形の弁坐66を有し、
この弁坐66は対応する円錐形の弁坐リング面67と協働す
る。弁坐リング面67は堰止め圧制御導管56の各平行分岐
導管56／１若しくは56／２の流入側の部分に設けられた
円錐形の拡大部によつて形成されている。弁体65は弁円
錐部とは反対側の背面から、各平行分岐導管56／１若し
くは56／２を遮断する閉鎖位置に圧力負荷で押され、弁
坐66を有する前方側に作用する燃料圧によつて圧力負荷
が除かれると、各平行分岐導管56／１若しくは56／２を
開放する流過位置へ移動可能である。

両方の一方向弁61若しくは62の各々の弁体65の圧力負荷
と圧力負荷除去とは、直接的に例えば電気・液圧式サー
ボ弁によつて若しくは第４図に示すように、液圧式の高
圧制御回路に組込まれた圧力室から圧力ピストン68を介
して行なわれる。高圧制御回路は作動装置の１部分を成
す。液状の高圧制御媒体を圧力室69に導くことは、制御
ブロツク71内で孔として継続しかつ制御弁73の弁体72に
よつて開放又は遮断可能である高圧供給導管70を介して
行なわれる。

圧力室69に供給される液状の高圧制御媒体の流出制御
は、制御ブロツク内で同様に孔によつて形成されかつ別
の制御弁76の弁体75によつて接続又は遮断可能な高圧流
出導管74を介して行なわれる。両方の弁体72若しくは75
の各々は前端に弁円錐部を有し、この弁円錐部は対応す
る構成を有する、高圧供給導管70若しくは高圧流出導管
74の制御ブロツク内の部分における弁坐リング面と協働
する。両方の制御弁73と76の開閉は電気・液圧式の、制
御装置によつて作動されるサーボ弁77によつて制御され
る。このサーボ77は構造的に公知であり、詳細は省略す
る。又サーボ弁77の詳細は第４図にも示されている。液
圧式の補助制御回路の内、第４図にはサーボ弁77の入口
に通じる液圧的な制御媒体の供給導管78と、サーボ弁78
の出口から分岐する戻し導管79とだけが示されている。
液圧式の制御媒体は有利には内燃機関にも用いられてい
る燃料であることができる。

サーボ弁77の一方の制御出口には制御圧力導管80を介し
て、制御弁73の弁体72に閉鎖方向で作用する圧力ピスト
ン82の背面における圧力室81が接続されている。サーボ
弁77の第２の制御出口には制御圧力導管83を介して、制
御弁76の弁体75に閉鎖方向で作用する圧力ピストン85の
背面における圧力室84が接続されている。

サーボ弁はミリセカンド範囲にある極めて短い切換え時
間が得られるように設計されているので、液圧式の補助
制御回路と両方の制御弁73,76と液圧式の高圧制御回路
とを介して圧力室69の極めて正確な圧力負荷及び圧力負
荷除去、ひいては堰止め圧力制御導管56の平行分岐導管
56／１又は56／２の各一方向弁59又は60による極めて正
確な開閉が保証される。サーボ弁77は第１図から第３図
に示すように回転検出器86から連続的にカム軸９の回転
位置を検出導線87を介して信号化して受取りかつこの回
転位置と特殊な制御プログラムに基づいてそれぞれのサ
ーボ弁77を制御する電子制御装置63に接続されている。
この制御特性については後で本発明の高圧燃料噴射装置
の作用についての記述との関連で説明する。

前述の電子・液圧式の構成の代りに両方の一方向弁59と
60の各々の弁体65の圧力負荷と圧力負荷除去を純機械式
に制御することもできる。これに関連した解決策は第５
図と第６図に示されている。

この場合には各弁体65は第４図に示されたものとは異つ
て、第６図に示されたように構成されかつ各一方向弁59
若しくは60の他の部分はこれに適当に合わせることがで
きる。両方の一方向弁59,60は互いに同じ構造を有し、
高圧噴射ポンプ１のポンプヘツド３に組込まれている。
両方の一方向弁59,60はポンプヘツド３の受容孔88に組
込まれ、ポンプヘツドに固定された条片89によつて組込
み位置に保持された弁スリーブ90から成つている。弁ス
リーブ90には弁体65が２つの終端位置の間で軸方向に移
動可能に支承されかつ閉鎖方向に背面側から閉鎖押しば
ね91によつて負荷されている。一方の終端位置において
弁体65は円錐状の弁坐92で対応する弁坐リング面93に押
し付けられており、他方の終端位置においては弁坐リン
グ面93から押離される。弁坐リング面93には弁体65の弁
坐92の前でに燃料流出制御室94が接続され、この燃料流
出制御室94は横流過孔95と弁体65の背面側からあけられ
た袋孔96を介して堰止め圧制御導管56の平行分岐導管56
／1,56／２の流入側の部分に燃料を供給する。

燃料流出制御室94の他方の側、つまり下流側では弁坐リ
ング面93にリング状の燃料流出室97が接続されている。
この燃料流出室97は少なくとも１つの横孔98を介して、
受容孔88内の弁スリーブを取囲むリング状の燃料流出室
99と接続されている。燃料流出室99からは堰止め制御導
管56の各平行分岐導管56／1,56／２の流出側の部分が分
岐している。この堰止め制御導管56は戻し導管38に別々
に又は一緒に、既に述べたように開口する。前方側に、
すなわち弁坐92に次いで弁体65には一体にかつ弁体65と
同軸的に、弁スリーブ90の受容孔101に案内された作動
ロツド100が配置されている。弁体65の作動ロツド100の
前方の端面には作動装置61若しくは62の１部分を形成す
るタペツト102が作用している。このタペツト102は弁体
に対して同軸的に受容孔103内に軸方向に移動可能に案
内されかつ背面に作用する押しばね104の作用のもとで
前方の端部範囲に回転可能に支承された検出ローラ105
で制御スリーブ107の外周の制御案内溝106に圧着され
る。制御スリーブ107とこれに配属された制御兼作動機
構の構成は第５図に示されておりかつこれとの関連で記
述されている。第５図においては両方の制御スリーブと
配属された作動兼制御機構は１つしか示されていない。
何故ならば他方のものはこの断面内に位置していないか
らである。両方の制御スリーブ107のそれぞれは高圧噴
射ポンプ１のポンプピストン５に対して軸平行に案内孔
108内に案内されている。

案内孔108は図示の実施例ではポンプヘツド３内に挿入
されたスリーブ109における貫通孔として構成されてい
る。制御スリーブ107は回動も軸方向運動もしないよう
に同軸的に配置された作動ピストン110の上に配置され
ている。この作動ピストン110は案内孔111,112内で案内
されかつ制御スリーブ107を介してポンプヘツド内で支
持された押しばね113により負荷されており、その作用
下で下端で圧力プレート114に圧着されている。圧力プ
レート114自体は圧力プレートと一体に構成されたスリ
ーブ115を介してポンプピストン５若しくはタペツト６
に枢着されかつタペツト６と同期的にタペツト６の行程
運動に追従する。制御スリーブ107の各外周面106は弁体
65を作動するための制御案内溝として構成されている。
しかし両方の制御案内溝106は互いに異つている。何故
ならば一方の制御案内溝116（以後「吐出開始制御案内
溝116」と呼ぶ）では吐出開始一方向弁59の弁体65が制
御可能であるのに対し、他方の制御案内溝117（以後
「吐出終了制御案内溝117」と呼ぶ）では吐出終了一方
向弁60の弁体65が制御可能である。第８図からは吐出開
始制御案内溝116の展開図が示され、第９図には吐出終
了制御案内溝117の展開図が示されている。吐出開始制
御案内溝116は制御スリーブ107の外周面106における隆
起した第８図でハツチングで示された制御面範囲118と
これに対して軸方向に接続した凹設した外周範囲119と
から構成されている。制御スリーブの両方の外周面範囲
118,119の間の移行部は傾斜した、吐出開始を決定する
制御縁120によつて形成されている。

展開図が第９図に示されている吐出開始制御案内溝117
は、同様に隆起した、第９図でハツチングで示された制
御スリーブ107の外周範囲121と軸方向でその後ろにある
凹設した外周面範囲122とから構成されている。この場
合にも両方の外周面範囲121と122の間の移行部は吐出終
了を規定する傾斜した制御縁123によつて構成されてい
る。第８図と第９図とにおいてハツチングで示された外
周面範囲118若しくは121は各制御スリーブ107において
それぞれ同じ直径上に位置している。第８図と第９図の
展開図の左側の縁と右側の縁に示された、上から下まで
一貫して隆起した交差ハツチングのつけられた制御案内
溝116若しくは117の範囲124若しくは125は各制御範囲11
8若しくは121と同じように制御スリーブ107の同じ直径
上に位置しているが、吐出開始一方向弁59と吐出終了一
方向弁60が流過位置に保たれ、これによつて高圧噴射ポ
ンプの空吐出位置若しくは零充填位置が与えられるため
に役立つ。

吐出開始制御案内溝116も吐出終了制御案内溝117は所属
の制御スリーブ107を回動させることによつて検出ロー
ラ105に対して所定の位置にもたらされる。この回動を
可能にするためには両方の制御スリーブ107には制御装
置の他の部分として調整棒126若しくは127が配属されて
いる。この調整棒126若しくは127はポンプヘツド３の作
動ピストン110に対して直角に延びる受容孔128に受容さ
れかつ噛合部で作動ピストン110の歯129と噛合つてい
る。

両方の調整棒126と127の各々は調節命令を調整器若しく
は電子制御ユニツト63から受取る図示されていない作動
機構によつて制御スリーブ107を回動させるために、ひ
いては各傾斜した制御縁120若しくは123を調節するため
に軸方向に往復移動可能である。

両方の調整棒126と127は調節命令を調整器若しくは電子
的な制御ユニツト63から受取る図示されていない作動機
構によつて、接続された制御スリーブ107を回動させる
ため、ひいてはそれぞれの傾斜した制御縁120若しくは1
23を調節するために軸方向に往復運動可能である。

前述の純然たる機械式の装置は高圧燃料噴射装置の他方
の部分と協働して次のように働く。

高圧噴射ポンプ１のポンプピストン５が下死点にある
と、一方向吸込弁21が開かれている。下死点は第７図に
おいてはUTで示された横線で示されている。この場合に
は吐出開始一方向弁59も開放位置にある。何故ならば検
出ローラ105が第７図に示されているように制御案内溝1
16の隆起した周方向範囲118に接触し、ひいては吐出開
始一方向弁59の弁体65の弁円錐部92が弁坐リング面93か
ら押し離されるからである。この場合には所属の制御ス
リーブ107も同様に符号UTで示された横線によつて表わ
されたもつとも低い下死点位置に位置している。これに
よつて燃料流が低圧供給ポンプ18から開いた一方向吸込
弁21を介して高圧噴射ポンプのポンプ圧力室11に向かつ
て搬送され、このポンプ圧力室11から戻し導管38と同様
に開いている流過兼堰止め遮断弁39とを介してタンクに
戻ることができる。この場合には流過兼堰止め圧遮断弁
39は、弁が背面で小さな堰止め圧で負荷されかつ前面に
作用するから10barの燃料供給圧によつて閉鎖ばね50の
力に抗して弁坐49で弁坐リング面45から離されるので開
いている。さらに戻し導管38の流入側の部分38／１に生
じる燃料は妨げられずに流過兼堰止め圧遮断弁における
絞り孔54を流過し、堰止め圧制御導管56といまや開いて
いる平行分岐導管56／１とを介して戻し導管38に達し、
この戻し導管38を介してタンクに帰流する。従つてこの
段階では高圧噴射ポンプ１を完全に燃料が流過する。

ポンプピストン５が上昇するとまず一方向吸込弁21が閉
じる。何故ならばこの一方向吸込弁21の弁円錐部31が導
管37,36,35を介して伝達されるポンプ圧力室11の圧力の
上昇によつて弁坐リング面27に押されるからである。ポ
ンプピストン５が上昇する段階では流過兼堰止め遮断弁
39はまだ開いている。吐出開始を規定する制御縁120を
有する制御スリーブ107が吐出開始一方向弁59を閉じる
と、つまり検出ローラ105がこの制御スリーブ107の隆起
した外周範囲118から低い部分119に達すると、流過兼堰
止め圧遮断弁39も閉じる。何故ならば吐出開始一方向弁
59の弁体65における弁円錐部92は再び所属の弁坐リング
面93に接触し、これによつて燃料が堰止め圧制御導管と
いまや遮断されているその平行分岐導管56／1,56／２を
介して戻り導管39へ戻ることが中断される。

流過兼堰止め圧遮断弁39における絞り孔54を介して流過
兼堰止め圧遮断弁39に接続された堰止め圧制御導管56と
平行分岐導管56／１と56／２とに生じる燃料圧は流過兼
堰止め圧遮断弁39の背面に作用しかつ閉鎖押しばね50の
閉鎖力を助勢する対圧のために役立つ。この結果として
流過兼堰止め圧遮断弁39は弁円錐部49で所属する弁坐リ
ング面45に圧着される。この流過兼堰止め圧遮断弁39が
閉じてしまうとタンクに燃料が流れることはなくなる。
何故ならな燃料がタンクに戻ることを可能にするすべて
の導管路が遮断されているからである。

吐出終了一方向弁40はこの時点までは、既に述べたよう
に、閉鎖位置にある。何故ならば所属の検出ローラ105
は第７図に示されているようにこの一方向弁60に所属す
る制御スリーブ107における制御案内溝117の低い範囲12
2に移動し、これによつて弁体の弁円錐部92は所属の弁
坐リング面93に圧着されるからである。

この結果、高圧噴射ポンプ１のポンプ圧力室11内の圧力
上昇は制御カム８の輪郭に応じて一般的な形式で経過す
る。この場合には搬送される燃料はポンプ出口側に配置
された吐出弁13と接続導管14とを介して噴射弁15に送ら
れ、噴射弁15を介して接続された燃焼室に噴射される。
吐出開始一方向弁59は継続するポンプピストン５の吐出
行程の間中閉じられている。何故ならば所属の検出ロー
ラ105は所属の制御スリーブ107の制御案内溝116の低い
部分範囲119に移動するからである。高圧噴射ポンプ１
の吐出終了は、これに所属する制御スリーブ107が傾斜
した制御縁123で検出ローラ105を移動させ、検出ローラ
105が制御案内溝117の隆起した部分121と接触させら
れ、この結果として吐出終了一方向弁60の弁体65におけ
る弁円錐部92が所属の弁坐リング面93から押し離されか
つ開放位置に保たれると行なわれる。これによつて堰止
め圧制御導管56の平行分岐導管56／２を介して戻り導管
38へ、ひいてはタンクに燃料が戻ることができるように
なるので迅速な圧力下降が行なわれるようになる。堰止
め制御導管56における圧力の迅速な下降と流過兼堰止め
圧遮断弁39の背面における対圧が低下するために、流過
兼堰止め圧遮断弁39の開放が行なわれ、燃料は直接的に
もいまや開いている戻り導管38を介してタンクへ戻るこ
とができる。この導管路及び高圧噴射弁のポンプ圧力室
における迅速な圧力低下によつて噴射弁15は閉じる。接
続導管14における残圧は放圧弁17のばね力によつて規定
される。

吐出終了一方向弁60に所属する制御スリーブ107におけ
る傾斜した制御縁123によつて規定された「吐出終了」
の時点からポンプピストン５は燃料を圧力室11からほぼ
戻り導管38と開いた流過兼堰止め圧遮断弁39だけを介し
てタンクへ戻す。

第７図に符号OTで示した横線で表わしたポンプピストン
５の上死点に達した後でかつ次いでポンプピストン５が
下降する吸込行程を行なう場合に、ポンプ圧力室11にお
ける圧力が低圧供給ポンプ18の吐出圧よりも僅かになる
瞬間に一方向吸込弁21は再び開放され、低圧供給ポンプ
により吐出された燃料は再びいまや開いている供給導管
20を介してポンプ圧力室11に流入することができる。

ポンプピストン５がさらに下降すると、まず吐出終了一
方向弁60が再び閉じられる。何故ならば所属の検出ロー
ラ105が傾斜した制御縁123を介して再び所属の制御スリ
ーブ107の低い範囲122に達し、これによつて吐出終了一
方向弁60の弁体65が再び閉鎖位置に戻され、弁坐92で所
属の弁坐リング面93に接触させられるからである。その
後で堰止め制御導管56の平行分岐導管56／２が再び遮断
され、この導管路を介して燃料はタンクへ戻れなくな
る。この場合、吐出開始一方向弁59に配属された検出ロ
ーラ105は所定の時間だけ、つまり傾斜した制御縁120に
達するまで所属の制御スリーブ107の低い部分119におい
て移動するので、吐出開始一方向弁59も閉じられ、ひい
ては堰止め圧制御導管56の平行分岐導管56／１を介して
も燃料はタンクに戻ることができなくなる。

吐出開始一方向弁59と吐出終了一方向弁60が閉じられて
いる間は、つまり所属の検出ローラ105が各所属の制御
スリーブの外周範囲119若しくは122に動かされている間
は低圧供給ポンプ18から吐出された燃料は流過兼堰止め
遮断弁39における絞り孔54を介して流れるので弁の背面
側では堰止め圧制御導管56において弁体48を閉鎖方向に
圧力負荷し、弁体48を弁坐49で所属の弁坐リング面45に
圧着させる。これによつて戻し導管38も遮断される。

ポンプピストン５がさらに下降すると吐出開始一方向弁
59に配置された検出ローラ105が所属の制御スリーブの
傾斜した制御縁120を通過しかつ低い範囲119から隆起し
た範囲118と接触する時点に吐出開始一方向弁59が再び
開かれる。何故ならばこの一方向弁59の弁体65に配置さ
れた弁坐が再び所属の弁坐リング面92から押し離される
からである。これによつてまず堰止め制御導管56の圧力
が今や開いている平行分岐導管56／１を介して下降さ
れ、流過兼堰止め圧遮断弁に作用する対圧が下降され、
流過兼堰止め圧遮断弁が再び除かれる。この結果とし
て、低圧供給ポンプ18から吐出された燃料は再び妨げら
れずにポンプ圧力室11にかつそこから今や開いている戻
し導管38と他方では流過兼堰止め圧遮断弁39を介して堰
止め圧制御導管56と今や開いている平行分岐導管56／１
を経てタンクへ戻ることができる。

この状態はポンプピストン５が下降するときに下死点に
達するまで維持される。

次いでポンプピストン５が吐出行程を行なうと再び前述
の過程が繰返えされる。

高圧噴射ポンプ１の吐出開始と吐出終了とに対して影響
を及ぼすことは吐出開始一方向弁59若しくは吐出終了一
方向弁60に配属された制御スリーブ107における傾斜し
た制御縁120若しくは123を介してこれらを互いに無関係
に運転に適した時点に回動させて合わせることによつて
行なわれる。純然たる機械式の吐出開始一方向59と吐出
終了一方向弁60の制御と関連して既に記載した過程は、
第４図と関連して記述したように電気・液圧式の作動の
場合にも行なわれる。制御スリーブ107における制御案
内溝116と117によつて達成可能な制御特性は電子的な制
御装置63に電子的に記憶される。

高圧噴射ポンプの制御時間「吐出開始」と「吐出終了」
を変化させかつ運転に適合するように調節することは電
子的な制御装置63が指令スタンドから通路130を介して
受取る命令によつて又は直接的に内燃機関の運転値を検
出するセンサによつて行なわれる。

燃料の物理的な特性が決められている状態で吐出開始と
吐出終了とのための時間制御特性を規定する傾斜した制
御縁を有する回動可能なポンプピストンを有する高圧噴
射ポンプとは異つて、本発明による高圧燃料噴射装置は
高圧噴射ポンプが回動している状態で制御時間を任意に
変化させることを可能にする。従つて極めて迅速にかつ
効果的に、内燃機関の変化する運転状態又は変化する運
転値、特に劣化する運転値、例えば劣化する燃料質又は
過給気の所定の状態を高圧燃料噴射ポンプの吐出開始と
吐出終了とを適当に調節することによつて考慮すること
ができる。

高圧噴射ポンプは傾斜した制御縁をポンプピストンに有
しておらず、ポンプシリンダ壁に吸込孔を有していない
ので極めて高い容積的な効率が高い圧力のもとですら得
られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであつて、第１
図は本発明の高圧燃料噴射装置の第１実施例の原理図、
第２図は第１図に示された高圧燃料噴射装置の変化実施
例の原理図、第３図は第１図に示された高圧燃料噴射装
置の別の実施例の原理図、第４図は本発明の高圧燃料噴
射装置の詳細を示す１実施例を示す図、第５図は本発明
の高圧燃料噴射装置の別の実施例を示す図、第６図は第
５図の横断面図、第７図は第５図と第６図に示された部
分から成る装置の作用形式を示す原理図、第８図は第５
図と第６図に使用された高圧燃料噴射ポンプの吐出開始
を規定する制御スリーブの展開図、第９図は第５図と第
６図に使用された高圧燃料噴射ポンプの吐出終了を規定
する制御スリーブの展開図である。 １……高圧噴射ポンプ、３……ポンプヘツド、４……ポ
ンプシリンダ孔、５……ポンプピストン、８……カム、
９……制御軸、11……ポンプ圧力室、13……吐出弁、17
……放圧弁、18……低圧供給ポンプ、19……タンク、21
……一方向吸込弁、22……弁スリーブ、30……弁体、38
……戻し導管、45……弁坐リング面、48……弁体、49…
…弁坐、55……堰止め圧室、59,60……一方向弁、61,62
……一方向弁、65……弁体、66……弁坐、67……弁坐リ
ング面、72……弁体、73,76……制御弁、77,78……サー
ボ弁、90……弁スリーブ、92……弁坐、93……弁坐リン
グ面、105……検出ローラ、107……制御スリーブ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の高圧燃料噴射装置であつて、制
   御軸のカムにより制御される、制御縁のないポンプピス
   トンを有する高圧噴射ポンプを有し、この高圧の噴射ポ
   ンプにより燃料がポンプ圧力室から吐出通路と吐出弁及
   びこの吐出弁に接続された接続導管を介して噴射弁に供
   給可能であり、燃料をタンクから供給導管を介して高圧
   噴射ポンプのポンプ圧力室へ搬送する低圧供給ポンプを
   有しかつポンプによる搬送とは無関係に噴射過程に影響
   を及ぼす手段を有している形式のものにおいて、 （イ） 供給導管（20;35,36,37）に低圧供給ポンプ（1
   8）の吐出方向にのみ燃料を通過させる一方向吸込み弁
   （21）が接続されていること、 （ロ） 高圧噴射ポンプ（１）のポンプ圧力室（11）か
   ら直接的に又は前記ポンプ圧力室（11）と吐出弁（13）
   との間を延びる吐出通路（12）から、タンク（19）に通
   じる戻し導管（38;38／1,38／２）が分岐しているこ
   と、 （ハ） 戻し導管（38）に高圧噴射ポンプ（１）のポン
   プヘツド（３）内若しくは該ポンプヘツド（３）の外に
   配置された通過兼堰止め圧力遮断弁（39）が接続されて
   おり、この通過兼堰止め圧力遮断弁（39）が受容孔（4
   7）内に軸方向に摺動可能である弁体（48）を有し、こ
   の弁体（48）が一方の終端位置において該弁体（48）の
   前方部分に配置された弁坐で弁坐リング面に圧着されて
   戻し導管（38）を遮断するのに対し、弁坐リング面から
   押し離されて戻し導管（38）を開放するようになつてお
   り、弁体（48）が後方部分に作用する、低圧供給ポンプ
   （18）の吐出圧よりも僅かに低い押圧力を生ぜしめる閉
   鎖ばね（50）により弁坐リング面（45）に向かつて押さ
   れており、さらに弁体（48）が絞り孔（54）を有する貫
   通通路（53）を有し、この貫通通路（53）を通つて燃料
   が戻し導管（38）の流入側の部分（38／１）から、流動
   方向で見て絞り孔（54）の下流で作用する堰止め圧室
   （55）を介して該堰止め圧室（55）に接続された堰止め
   圧制御導管（56）に達するようになつていること、 （ニ） 堰止め圧制御導管（56）が堰止め圧室（55）の
   下流で２つの平行分岐導管（56／1,56／２）に分けられ
   ており、これらの平行分岐導管（56／1,56／２）分岐個
   所（57）の上流で別個に若しくは再び導管部分（58）に
   纒められて戻し導管（38）の、流過兼堰止め圧遮断弁
   （39）の下流側に位置する部分（38／２）に開口してい
   ること、 （ホ） 堰止め圧制御導管（56）の両方の平行分岐導管
   （56／1,56／２）の各々に制御された一方向弁（59,6
   0）が接続されており、該一方向弁（59,60）の一方が他
   方の一方向弁が閉じられた状態で閉じる瞬間に吐出開始
   をかつ他方の一方向弁が開く瞬間に高圧噴射ポンプ
   （１）の吐出終了を規定すること、 （ヘ） 両方の一方向弁（59,60）の各々が作動装置（6
   1,62）と接続され、この作動装置（61,62）が制御装置
   （63）に接続されており、この制御装置（63）が両方の
   一方向弁（59,60）の機械同期的な作動を、高圧噴射ポ
   ンプ（１）の吐出開始と吐出終了に関して運転に適合さ
   せられた値が得られるように制御すること、 を特徴とする、内燃機関の高圧燃料噴射装置。
2. 【請求項２】両方の一方向弁（59,60）の各々が円錐形
   の弁坐（66,92）を有し、この弁坐（66,92）が堰止め圧
   制御導管（56）の各平行分岐導管（56／1,56／２）の流
   入側の円錐形の拡大部によつて形成された弁坐リング面
   （67若しくは93）と協働し、弁体（65）が受容孔（65）
   内で軸方向に移動可能に受容されかつ背面における圧力
   負荷によつて閉鎖位置に押されており、背面の圧力負荷
   が除かれた場合に前面に作用する燃料圧によつて通過位
   置に移動可能である、特許請求の範囲第１項記載の高圧
   燃料噴射装置。
3. 【請求項３】両方の一方向弁（59,60）の弁体の圧力負
   荷と圧力負荷の除去が直接的に若しくは圧力ピストン
   （68）を介して圧力室（69）から行なわれるようになつ
   ており、この圧力室（69）が作動装置の１部分を形成す
   る液圧式の高圧制御回路（70,74）に接続されており、
   液圧式の補助回路（78,79）に接続された少なくとも１
   つの制御弁（72,82;75,85）を介して制御されており、
   前記制御弁の開閉が制御装置（63）により電子的に作動
   される電気液圧式のサーボ弁（77）によつて制御され
   る、特許請求の範囲第２項記載の高圧燃料噴射装置。
4. 【請求項４】両方の一方向弁（59,60）の弁体（65）の
   圧力負荷及び圧力負荷の除去が直接的に若しくは圧力ピ
   ストン（68）を介して圧力室（69）から行なわれ、圧力
   室（69）における圧力負荷と圧力負荷の除去が制御装置
   （63）により電子的に制御される電気・液圧式のサーボ
   弁（77）の制御導管（80,83）の開閉によつて直接的に
   制御される、特許請求の範囲第２項記載の高圧燃料噴射
   装置。
5. 【請求項５】（ト） 各一方向弁（59,60）の弁体（6
   5）の圧力負荷と圧力負荷の除去が純機械式に制御され
   ていること、 （チ） 各弁体（65）に作動装置の１部として突棒（10
   2）が配属されており、この突棒（65）が一端で弁体（6
   5）に係合しており、他端でその上に回転可能に支承さ
   れた検出ローラ（105）を有していること、 （リ） 各検出ローラ（105）が制御装置の１部分を形
   成する制御スリーブ（107）の外周（106）における制御
   滑子案内（116,117）と検出接触していること、 （ヌ） 両方の制御滑子案内（116,117）の各々が制御
   スリーブ（107）の隆起した外周範囲（118,121）と、軸
   方向でこの外周範囲（118,121）の後ろにある凹設され
   た外周範囲（119若しくは122）とによつて形成され、こ
   れらの外周範囲の間の移行部が一方では吐出開始を他方
   では吐出終了を決める傾斜した制御縁（120若しくは12
   3）によつて形成されていること、 （ル） 両方の制御スリーブ（107）の各々が高圧噴射
   ポンプ（１）のポンプピストン（５）に対して軸平行に
   配置され、受容孔内で軸方向に移動可能に案内されてお
   り、同軸的に配置された作動ピストン（110）の上に位
   置が確保されて支承されており、この作動ピストン（11
   0）が制御スリーブ（107）を介して圧縮ばね（113）に
   より負荷されており、この圧縮ばね（113）の作用を受
   けて下端部で圧力板（14）に圧着されており、この圧力
   板（14）がスリーブ（115）を介してポンプピストン
   （１）を若しくはその突棒（６）に枢着されており、ポ
   ンプピストン（１）若しくはその突棒（６）が同期的
   に、ポンプピストン（１）若しくはその突棒（６）の行
   程運動を共にすること、 （ヲ） 各制御スリーブ（107）に制御装置の他の部分
   として調整棒（126,127）が配属されており、この調整
   棒（126,127）が歯で作動ピストン（110）の歯（129）
   に係合しており、制御スリーブ（107）を回動するた
   め、ひいては吐出開始若しくは吐出終了を規定する傾斜
   した制御縁（120若しくは123）を調節するために、調節
   命令を調整器若しくは電子的な制御ユニツト（63）から
   受取る作動機構によつて往復移動可能である、特許請求
   の範囲第２項記載の高圧燃料噴射装置。
6. 【請求項６】少なくとも一方向吸込弁（21）及び流過兼
   堰止め力遮断弁（39）が高圧噴射ポンプ（１）に組込ま
   れている、特許請求の範囲第１項記載の高圧燃料噴射装
   置。
7. 【請求項７】一方向吸込弁（21）及び流過兼堰止め圧遮
   断弁（39）と両方の一方向弁（59,60）とが高圧噴射ポ
   ンプ（１）のポンプヘツドに組込まれている、特許請求
   の範囲第１項記載の高圧燃料噴射装置。
8. 【請求項８】堰止め圧制御導管（56）の平行分岐導管
   （56／1,56／２）が一方向弁（59,60）まで、高圧噴射
   ポンプ（１）のポンプヘツド（３）に固定された、同時
   に両方の一方向弁（59,60）及び流過兼堰止め圧遮断弁
   （39）の位置を確保するためのカウンタ機構として役立
   つ条片（89）に構成されている、特許請求の範囲第７項
   記載の高圧燃料噴射装置。