JPH0835462A - 内燃機関、特にディーゼル機関用燃料噴射装置及びその監視方法 - Google Patents
内燃機関、特にディーゼル機関用燃料噴射装置及びその監視方法Info
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- JPH0835462A JPH0835462A JP7016269A JP1626995A JPH0835462A JP H0835462 A JPH0835462 A JP H0835462A JP 7016269 A JP7016269 A JP 7016269A JP 1626995 A JP1626995 A JP 1626995A JP H0835462 A JPH0835462 A JP H0835462A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 各燃焼シリンダ毎に制御器を源にして制御さ
れる少なくとも１個の噴射要素を設け、制御機は燃焼シ
リンダに通じて燃焼シリンダによって閉鎖される噴射口
と噴射口の前方に配設された圧力室とを有し、圧力室は
エンジン回転数、負荷、負荷変化に応じて燃料ポンプに
よって処理される高圧部に連絡している内燃機関、特に
ディーゼル機関用燃料噴射装置にある。 【構成】 燃焼シリンダ内への燃料の噴射量を噴射量調
整装置（１２０）によって決めるように構成した。 【効果】 この発明の噴射量の配量装置によって従来公
知の燃料噴射装置よりも極めて正確な量の燃料がシリン
ダ内へ供給され、シリンダ内で最善の空気と燃料との混
合比が達成される。こうして燃費と騒音・有害物質発生
が絶対的最小限に抑えられる。同時に噴射弁でも配量を
行うと、噴射工程中に目標に僅かに達しない変化もはっ
きり確認することができる。
れる少なくとも１個の噴射要素を設け、制御機は燃焼シ
リンダに通じて燃焼シリンダによって閉鎖される噴射口
と噴射口の前方に配設された圧力室とを有し、圧力室は
エンジン回転数、負荷、負荷変化に応じて燃料ポンプに
よって処理される高圧部に連絡している内燃機関、特に
ディーゼル機関用燃料噴射装置にある。 【構成】 燃焼シリンダ内への燃料の噴射量を噴射量調
整装置（１２０）によって決めるように構成した。 【効果】 この発明の噴射量の配量装置によって従来公
知の燃料噴射装置よりも極めて正確な量の燃料がシリン
ダ内へ供給され、シリンダ内で最善の空気と燃料との混
合比が達成される。こうして燃費と騒音・有害物質発生
が絶対的最小限に抑えられる。同時に噴射弁でも配量を
行うと、噴射工程中に目標に僅かに達しない変化もはっ
きり確認することができる。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、各燃焼シリンダ毎に
制御器を源にして制御される少なくとも１個の噴射要素
を設け、制御機は燃焼シリンダに通じて閉鎖可能な噴射
口と噴射口の前方に配設された圧力室とを有し、圧力室
はエンジン回転数、負荷、負荷変化に応じて燃料ポンプ
によって処理される高圧部に連絡している内燃機関、特
にディーゼル機関用燃料噴射装置に関する。
制御器を源にして制御される少なくとも１個の噴射要素
を設け、制御機は燃焼シリンダに通じて閉鎖可能な噴射
口と噴射口の前方に配設された圧力室とを有し、圧力室
はエンジン回転数、負荷、負荷変化に応じて燃料ポンプ
によって処理される高圧部に連絡している内燃機関、特
にディーゼル機関用燃料噴射装置に関する。
【従来の技術】CH−A 5 668 621 の燃料噴射装置では噴
射量は噴射口の横断面積が与えられれば一次的には開口
弁の前方の燃料圧によってきめられる。その場合噴射量
は一定して或いは圧力の変化によって制御器中の固定さ
れている圧力特性域に応じて一定量が供給される。その
場合欠点なのは、噴射量が開口横断面の磨耗或いは詰ま
りによってほぼ不断に変化し且つそれがエンジン回転モ
ーメントに影響することである。それは噴射装置によっ
ては噴射口の領域のたとえば亀裂とか或いはまたノズル
頂部の破損とかと同じ程度にしか確認できない。更にこ
の公知の噴射装置ではたとえば導管が破損したような場
合過剰に漏れる油量があっても修理しようにも手が届か
ない。そのような場合には漏油が大量に周囲の機器へふ
りかかっけも分からない。この従来装置ではノズル頂部
の損傷或いは噴射弁の他の機能障害に気づかないことが
あり、使用者を危険に晒す。更に、容量の大きいディー
ゼルエンジンでは、極めて廉価であるが、浸食作用的重
油が噴射要素の制御に使用されるという問題がある。実
際に、このよう重油によってこれらの噴射要素の充分な
機能は長時間にわたって保証されるということはない。
射量は噴射口の横断面積が与えられれば一次的には開口
弁の前方の燃料圧によってきめられる。その場合噴射量
は一定して或いは圧力の変化によって制御器中の固定さ
れている圧力特性域に応じて一定量が供給される。その
場合欠点なのは、噴射量が開口横断面の磨耗或いは詰ま
りによってほぼ不断に変化し且つそれがエンジン回転モ
ーメントに影響することである。それは噴射装置によっ
ては噴射口の領域のたとえば亀裂とか或いはまたノズル
頂部の破損とかと同じ程度にしか確認できない。更にこ
の公知の噴射装置ではたとえば導管が破損したような場
合過剰に漏れる油量があっても修理しようにも手が届か
ない。そのような場合には漏油が大量に周囲の機器へふ
りかかっけも分からない。この従来装置ではノズル頂部
の損傷或いは噴射弁の他の機能障害に気づかないことが
あり、使用者を危険に晒す。更に、容量の大きいディー
ゼルエンジンでは、極めて廉価であるが、浸食作用的重
油が噴射要素の制御に使用されるという問題がある。実
際に、このよう重油によってこれらの噴射要素の充分な
機能は長時間にわたって保証されるということはない。
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、装置
内の変化や損傷が直ちに判明し、修理することができ、
その場合燃料消費、騒音や有害物質の発生の点で内燃機
関の作用を最善のものにし、加えて前記の各欠点をも除
去した頭書記載の燃料噴射装置の提供にある。
内の変化や損傷が直ちに判明し、修理することができ、
その場合燃料消費、騒音や有害物質の発生の点で内燃機
関の作用を最善のものにし、加えて前記の各欠点をも除
去した頭書記載の燃料噴射装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、燃焼シリンダへの燃料の噴射量を燃料配量装置によ
ってきめることにより解決される。前記配量は自体公知
の流量調整機或いは、ラジアルピストンポンプとして設
けられた燃料ポンプのピストン位置に従って開閉する２
ポート２位置方向弁を用いて行うのが有利である。有利
な一態様では予備供給ポンプから、燃料ポンプに平行し
て延在し、高圧部に入る、逆止弁を備えた導管が設けら
れる。この導管により特に電気式駆動予備供給ポンプに
より高圧部の排気と圧力発生が可能になる。これは公知
のディーゼルエンジンと比較して、サービス或いはそれ
に類似することの場合の排気の際の高圧部が極めて急速
に再び或る程度の圧力になるが、これは従来のディーゼ
ルエンジンでは高圧ポンプで行わなければならず、それ
には極めて時間がかかる。というのはこの高圧ポンプは
前記高圧部によって生じる容量と比較して僅かな量しか
送給できないからである。有利なのは高圧部の蓄圧機と
高圧導管がチューブ状の被覆部によって環状間隙をおい
て包囲されていることで、この被覆部は燃料タンクに通
じていて、この高圧部中で漏洩が発生しても燃料損失と
そのために生じる環境汚染が阻止される。更に、たとえ
ば船舶駆動装置或いは定置式発電駆動装置のような、燃
料として重油が使われる大容量の内燃機関の場合には噴
射要素に重油配量装置を有する燃料ポンプと、これとは
別に噴射要素を制御するための配量装置のある高圧ポン
プやない高圧ポンプを付設することができる。その場合
制御循環用高圧ポンプは燃料ポンプにほぼ匹敵する圧
力、有利にはやや大きい圧力を形成する。噴射要素を制
御するために別個の媒体を使用することにより噴射要素
は問題なく使用できるが、公知の装置では浸食作用のあ
る燃料が使用され、その燃料が冷たく従って硬い場合に
はスタートの際困難であり、またこの燃料は損傷し易い
制御要素をすぐ磨耗させ、その上詰まらせる。
り、燃焼シリンダへの燃料の噴射量を燃料配量装置によ
ってきめることにより解決される。前記配量は自体公知
の流量調整機或いは、ラジアルピストンポンプとして設
けられた燃料ポンプのピストン位置に従って開閉する２
ポート２位置方向弁を用いて行うのが有利である。有利
な一態様では予備供給ポンプから、燃料ポンプに平行し
て延在し、高圧部に入る、逆止弁を備えた導管が設けら
れる。この導管により特に電気式駆動予備供給ポンプに
より高圧部の排気と圧力発生が可能になる。これは公知
のディーゼルエンジンと比較して、サービス或いはそれ
に類似することの場合の排気の際の高圧部が極めて急速
に再び或る程度の圧力になるが、これは従来のディーゼ
ルエンジンでは高圧ポンプで行わなければならず、それ
には極めて時間がかかる。というのはこの高圧ポンプは
前記高圧部によって生じる容量と比較して僅かな量しか
送給できないからである。有利なのは高圧部の蓄圧機と
高圧導管がチューブ状の被覆部によって環状間隙をおい
て包囲されていることで、この被覆部は燃料タンクに通
じていて、この高圧部中で漏洩が発生しても燃料損失と
そのために生じる環境汚染が阻止される。更に、たとえ
ば船舶駆動装置或いは定置式発電駆動装置のような、燃
料として重油が使われる大容量の内燃機関の場合には噴
射要素に重油配量装置を有する燃料ポンプと、これとは
別に噴射要素を制御するための配量装置のある高圧ポン
プやない高圧ポンプを付設することができる。その場合
制御循環用高圧ポンプは燃料ポンプにほぼ匹敵する圧
力、有利にはやや大きい圧力を形成する。噴射要素を制
御するために別個の媒体を使用することにより噴射要素
は問題なく使用できるが、公知の装置では浸食作用のあ
る燃料が使用され、その燃料が冷たく従って硬い場合に
はスタートの際困難であり、またこの燃料は損傷し易い
制御要素をすぐ磨耗させ、その上詰まらせる。
【実施例】実施例を示した図をもとに更なる利点と構成
を詳記する。図１は多数の燃焼シリンダ１１０を有する
自動車の内燃機関として設けられたディーゼルエンジン
１の燃料噴射装置３０を示す。前記燃焼シリンダのうち
１個を自体公知で従って以下にはこれ以上詳記しないピ
ストン１１４のクランク機構１１２と共に示してある。
各燃焼シリンダ１１０には噴射要素２と吸気・排気弁１
０３、１０２を設けてある。この点でも従来公知のもの
はすべて詳記しない。以下この内燃機関では燃料供給装
置３、中央制御機３１、これに電気を送るアキュムレー
タ８４を設けてある。中央制御機３１を使用してディー
ゼルエンジン１が運転者によって使用されるアクセル７
５と詳記してない運転要素の頻度とに応じて制御され
る。この目的には中央制御機３１が公知の仕方で噴射要
素２の電磁弁６０の制御機８３として、燃料ポンプ６の
制御機８２として、そして同様に詳記してない別の受信
機に対して有効である。そのために中央制御機３１は走
行ペダル・信号の他に特に位置信号７６と微調整に必要
な、高圧部９内の燃料圧の信号３２と、燃焼前或いは排
気状態の空気・圧力・温度の比の信号７９、８０、８
１、８５をきめる。前記各信号はテシタルまたはアナロ
グで送られる。燃料供給装置３には燃料タンク３４、こ
の燃料タンク３４から出ている導管１２、予備供給ポン
プ２４３、精密フィルタ８９、燃料ポンプ６が含まれ
る。燃料ポンプ６は燃料を２００〜２０００バールの高
圧で逆止弁６’と導管９’を介して室９”を有する高圧
部９の中へ送給する。この高圧部９は各噴射要素２中の
圧力室１３と連絡している。圧力室はシリンダ１１０中
に通じていて弁体１５によって閉鎖可能な噴射口４の直
前にある。導管９’は安全のために圧力制限弁７を介し
て燃料タンク３４に連結してある。多数の噴射要素２に
供給する燃料ポンプ６は制御機３１によって、エンジン
回転数、負荷、負荷変化に応じて作動するように制御さ
れ、高回転数と高負荷の場合通常は高圧で、そして低負
荷と低回転数の場合低圧で燃料を供給する。この発明に
より燃焼シリンダへ噴射される燃料の噴射量は制御機に
よって作動させられる配量装置によって供給することが
できる。その場合配量装置は高圧ポンプ６の前方に配置
された流量調整機８となっており、流量調整機８は制御
機によって作動させられる絞り弁と周期閉鎖弁とを有
し、絞り弁には弁体の位置後退案内のあるものとないも
のがある。配量弁で圧力差を一定に保つために配量弁に
は後方に直列に接続された圧力補正絞り弁を併設するこ
とができる。これを図３をもとに詳記する。その場合燃
料ポンプ６は、この燃料ポンプ６によって燃料を供給さ
れた噴射要素の数と所望の噴射量に適応した量の燃料を
供給する。また、燃料ポンプ６は全体的に燃料ポンプ６
と連絡している導管系中の圧力変化に必要な燃料追加量
をも供給する。というのは一次的に燃料圧変化が急激な
ときはポンプ送給量は平均的な噴射量と大きく異なるか
らである。これは、噴射圧が変化して状態変化が起こる
と追加量が必要になるから必要である。制御機３１によ
ってきめられる、シリンダへの燃料の噴射継続時間と配
量装置での噴射量の測定は相互に一致しなければならな
い。その場合制御機３１は、この制御機を用いれば理想
的な場合には配量装置によってきめられた噴射量が噴射
弁のプログラム化された制御時間と共に正確に所望の噴
射圧を形成し、その結果常に最善の燃料供給が行われる
ように形成されている。このことは、噴射要素とその漏
洩口から漏る量と流量調整機によってきめられる量が一
致しないことを意味する。このことは圧力が目標値と異
なる噴射圧を生じる結果になる。通常は噴射要素２の一
つである信頼度が低い調節部材はたとえば公知の回転一
様性捕捉によってきめることができ、それぞれ偏差の重
量に応じて補正された制御継続時間を掴むか或いは遮断
される。遮断されると流量調整機によって補正された量
の補正も必要になる。噴射の度の噴射量の測定の際は場
合によっては、装置の温度・圧力に応じた漏洩挙動に対
応する供給量の追加が必要である。しかし噴射要素の制
御の結果生じる漏洩量も装置側の漏洩流のようにこの発
明によって配量装置と燃料ポンプとの間の漏洩量収集導
管３３を介して戻されれば、そのような供給量の追加は
不必要である。そのときにはただ一つ全高圧系中の圧力
変化に対する追加量のみを考慮すればよい。更に１本の
導管１２’を設ける。この導管は予備供給ポンプ２４３
から始まり、燃料ポンプ６に平行して延在し、高圧部９
に入り、逆止弁４２を備える。この導管１２’によっ
て、特に電気駆動されるのがよい予備供給ポンプ２４３
を通じて高圧部９の排気または圧力形成が可能である。
更に高圧部９の蓄圧機９”と高圧導管９’が環状間隙を
形成するチューブ状の被覆部９１に包囲され、被覆部９
１は燃料タンク３４に通じる。これによって場合によっ
ては高圧部から出る漏洩物が集められ、漏洩物は更に詳
記してない監視機によって直ちに確認される。図２は噴
射要素２とこの噴射要素に燃料を供給する燃料ポンプ６
を示す。燃料ポンプには配量装置１２０が前方に配置さ
れている。配量装置１２０は制御機３１によって制御さ
れ、燃料タンク３４から出ている導管１２を介して予備
供給ポンプ２４３によって燃料を供給される。燃料ポン
プに平行して接続された圧力調整弁１３５は配量装置１
２０の中へ送られる燃料の一定の供給圧を保つ。配量装
置１２０は２ポート２位置方向弁３９を有する。この方
向弁は燃料ポンプ６のポンプピストン４１の位置に従っ
て所望の燃料・噴射量を得るために開閉する。特に連絡
導管８２を介して制御機３１に連結されたこの弁３９は
ピストン４１がたとえばクランク機構１１２の位置によ
ってきまる一ストローク分だけ吸気方向に摺動して吸入
量が目標値に相当するまでピストン４１の上部位置で開
かれる。これによって簡単な仕方で容量がきめられた、
極めて正確な噴射量を作ることができる。弁開口部３
９’から燃料は室３５の中へ入り、そこから出て逆止弁
３６を介して燃料ポンプ６の中へ入る。この室３５には
更に漏洩油導管３３を通すのが有利であり、この漏洩油
導管３３に噴射要素２と装置から漏る漏洩油流が入り、
漏洩油流は導管１０から戻る。室３５と漏洩油導管３３
の間にある逆止弁３７は、上昇圧によって弁３９が開く
とき漏洩油導管３３への連絡がしばらく中断する。弁が
閉じられ、燃料ポンプ６が従来通り吸引すると、室３５
内の圧力は著しく低下し逆止弁３７が開き、それにより
導管３３中にせき止められていた漏洩油が同様に吸引さ
れ、続いて高圧部９内へ送られる。この構造によって全
体的に漏洩油の閉鎖循環が行われ、従って制御機３１に
追加供給量の多さはインプットされない。従って噴射要
素と他の要素の公差制限された異なる漏洩量がポンプの
配量作用にはもう影響しない。２ポート２位置方向弁３
９は逆止弁３６の代わりに直接燃料ポンプ６の前方に配
設することもできよう。そうなると漏洩油導管３３はた
とえば燃料タンクの中へ戻る。そのような構成では供給
量を測定するとき所望の噴射量の他に損失漏洩油も追加
供給する必要があろう。しかし漏洩油は二者択一的に同
時に差圧弁としても有効な本来の吸引弁を介しても直接
１個または数個のポンプシリンダ４０の中へ送り戻され
ることになろう。結果として燃料は燃料ポンプ６からあ
たかも連続的に高圧部９に入り、そこから出て噴射要素
２の圧力室１３または制御部に入る。噴射要素は従来様
式で形成さており、従って詳記はしない。電磁弁６０は
制御機３１によって作動させられる磁心２２と弁体３８
付きアンカー６２を有し、ケーシング２５の上端部に固
定されている。高圧部９から来ている導管９’は噴射口
４の前方の圧力室１３と環状室４７とに分岐し、環状室
は内側でこのケーシング２５の中に配設された弁体によ
って限定されている。環状室には移動可能な弁体２６と
噴射口４を閉じるノズルピン１５が続いており、図示の
ノズルピンは閉鎖状態にある。電磁弁６０が開くと開口
部５７から燃料が流出してノズルピン１５上方の圧力が
消失し、その結果ノズルピン１５が室１３内に残留して
いる圧力によって持ち上げられ、それにより燃料が噴射
口４から燃焼シリンダの中へ流入することができる。ノ
ズルピン１５と弁体２６の協同作用によりノズルピンの
開閉速度が最高になる。この目的のためになお圧縮ばね
９６、９７とノズルピン１５とケーシング２５との間に
圧縮ばね９６、９７を設ける。これらの圧縮ばねはノズ
ルピンの閉鎖方向に弾力を発生する。更にケーシング２
５の中に噴射要素２の中に集まる漏洩油を通す導管１０
がある。流量調整機８を図３に詳記してある。流量調整
機は制御可能な絞り弁２５２とこの絞り弁２５２に直列
で後方接続された圧力補正絞り弁２５３を有し、絞り弁
２５２は長行程の調整磁石付きで且つこの調整磁石の位
置後退告知付きまたはなしの心弁から構成するのが有利
である。弁２５２上の圧力差を一定に保つために弁２５
２の前方或いは図示したように後方に圧力補正絞り弁２
５３を設けてある。この弁は絞り弁２５２上の圧力が低
下する度にそれと均衡して貫流横断面積を変更する。絞
り弁２５２はこのようにその貫流横断面積の制御によっ
て漏洩損を平均化するために所望の噴射量とそして場合
によっては追加の供給量を供給する。絞り弁の代わりに
周期作用する閉鎖弁を使用することができる。この閉鎖
弁は特に与えられた周期周波数で相当する周期幅によっ
て周期幅・変調によって所望の噴射量を供給する。図４
に燃料噴射装置３０ａを示してある。この燃料噴射装置
では本質的に噴射要素２ａに燃料配量装置１２０ａを有
する燃料ポンプ６ａとこの燃料ポンプ６ａとは別個の高
圧ポンプ６ｂで噴射要素２ａを制御するための別の媒体
の配量装置をもつものか或いはもたないものを併設して
あり、高圧ポンプ６ｂは燃料ポンプ６ａにほぼ匹敵する
圧力、有利にはいくらか高い圧力を生じ、それにより噴
射要素中の重油が制御部に入るのを阻止することができ
る。この装置３０ａについては前記に詳記した装置と異
なる構成のみを説明する。即ち噴射要素２ａは圧力室１
３に入る燃料ポンプ６ａの高圧部９ａの導管と、この導
管とは別個の、高圧部９ｂの導管とを有する。その他、
機能についていえばこの噴射要素２ａは図２のそれと同
じである。高圧ポンプ６ｂには特に媒体の外部制御配量
装置は設けてなく、その高圧部９ｂに、常に燃料ポンプ
６ａの高圧部９ａのそれよりはやや高い圧力のみを生じ
る。この目的に従って高圧ポンプ６ｂに弁２０６を前方
接続してある。この弁２０６は複作用するピストン・シ
リンダ・ユニットを形成している。このピストン・シリ
ンダ・ユニットの室２１０、２１２は高圧部９ａと連結
する導管２１０’と高圧部９ｂに連結する導管２１２’
とを有する。加えて第一室には圧縮バネ２０８を配設し
てあり、この圧縮バネ２０８によって高圧部９ｂ中の前
記のより高い圧力が確保されている。ピストンを形成す
る弁体２１５はその上端部が別の室２１６に入ってお
り、室２１６は媒体を容器３４ｂから高圧ポンプ６ｂに
導く予備供給ポンプ２４３ｂの導管１２ｂに連絡してい
る。この結合と導管２１０’と２１２’の絞り作用によ
り弁体２１５の飛躍を阻止することができる。制御機３
１から信号管２５１を介して作動させられる２ポート２
位置方向弁２１４によってポンプ６ａの供給が終了した
とき高圧容器９ａと噴射弁２ａ中の室１３は制御流体、
たとえばディーゼル燃料で洗うことができる。このよう
にしてこのエンジンは公知の仕方で駆動される。この発
明の装置はたとえば海岸に近い水域で汚染作用の少ない
運転を可能にし且つ長時間の停止の後のエンジンの急速
なスタートを可能にする。その上前記の短絡によって噴
射要素２ａ中の要素の損傷が回避される。この燃料噴射
装置３０ａは特に、燃費が決定的に重要な、主として船
舶駆動或いは定置式発電装置用として使用される大容量
内燃機関用に適している。それらの装置ではしばしば浸
食作用のある重油が使用される。重油はきわめて作用が
激しく、従って噴射口が運転時間と共にその特性を大き
く変える。まさにこのためにこの発明による配量装置は
特に噴射口の前記磨耗の後も最善の噴射を行うことがで
きる。この内燃機関には更に、図４のこの発明の構造に
より考慮される高度の信頼性と長期のサービス期間が提
供される用件がある。前記の全実施例で噴射要素２に連
結された高圧部９中の圧力が制御機３１によって測定さ
れ、そこで目標圧と比較され、偏差が確認されると燃料
ポンプの噴射量或いは効率が補正され且つ／或いは緊急
プログラムが入れられる。噴射圧の偏差が小さい場合に
はたとえば先ず噴射継続時間の補正によって噴射要素の
噴射量を調節する。この偏差の原因が個々の噴射要素に
あることがわかると、補正はその噴射要素においてのみ
実施される。偏差が大きい場合にはポンプ供給量の補正
も行い、或いは噴射要素１個を完全に遮断しポンプ供給
量を僅かな数の活動シリンダに合わせる。最悪の場合に
はもう一つの最低限の緊急プログラムが実施される。こ
のプログラムは軽減効率でサービスステーションまでの
走行を可能にする。燃料噴射量の規定に必要な配量装置
はその他の点では公知の移動可能な燃料ポンプによって
実現可能であり、この燃料ポンプでは所望の供給量が直
接配量され、そのためにこの燃料ポンプに配量弁を前方
または後方に接続配置する必要はない。なおこの発明に
は次の実施態様もある。 （１）２ポート２位置方向弁（３９）を直接燃料ポンプ
（６）のポンプシリンダ（４０）に前置接続するか或い
は別個の弁として設けてこの弁とポンプシリンダ（４
０）との間にチャンバ（３５）及び逆止弁（３６）を配
設した。 （２）噴射の度に噴射量を決める際燃料噴射装置の温度
と圧力に従って異なる漏洩挙動と高圧部（９）内の圧力
変更に必要な量に対応する供給量が追加されるように構
成した。 （３）噴射要素（２）の制御の結果生じる漏洩量を収集
する漏洩油収集導管（３３）を設け、漏洩油収集導管は
噴射要素（２）から噴射量調整装置（１２０）と燃料ポ
ンプ（６）との間にあるポンプ吸入用チャンバ（３５）
に入って２ポート２位置方向弁（３９）を閉鎖した後燃
料ポンプ（６）がなお導管（３３）から出る漏洩油のみ
を吸入するように構成した。 （４）漏洩油収集導管（３３）が逆止弁（３７）或いは
差圧弁を介してチャンバ（３５）或いは直接燃料ポンプ
（６）のシリンダ内へ通じている。 （５）高圧部（９）の蓄圧機（９”）と高圧導管
（９’）とが環状間隙（９１’）を形成するチューブ状
の被覆（９１）に覆われ、被覆は燃料タンク（３４）ま
たは類似のものの中へ入っている。 （６）噴射要素（２ａ）の制御用の高圧ポンプ（６ｂ）
によって発生させられた、分離媒体に加わる圧力が燃料
ポンプ（６ａ）から燃料に作用する圧力より高い。 （７）燃料噴射量の決定に用いる配量装置が調節可能な
燃料ポンプによって実現され、その所望の供給量は直接
それにおいて配量される。
を詳記する。図１は多数の燃焼シリンダ１１０を有する
自動車の内燃機関として設けられたディーゼルエンジン
１の燃料噴射装置３０を示す。前記燃焼シリンダのうち
１個を自体公知で従って以下にはこれ以上詳記しないピ
ストン１１４のクランク機構１１２と共に示してある。
各燃焼シリンダ１１０には噴射要素２と吸気・排気弁１
０３、１０２を設けてある。この点でも従来公知のもの
はすべて詳記しない。以下この内燃機関では燃料供給装
置３、中央制御機３１、これに電気を送るアキュムレー
タ８４を設けてある。中央制御機３１を使用してディー
ゼルエンジン１が運転者によって使用されるアクセル７
５と詳記してない運転要素の頻度とに応じて制御され
る。この目的には中央制御機３１が公知の仕方で噴射要
素２の電磁弁６０の制御機８３として、燃料ポンプ６の
制御機８２として、そして同様に詳記してない別の受信
機に対して有効である。そのために中央制御機３１は走
行ペダル・信号の他に特に位置信号７６と微調整に必要
な、高圧部９内の燃料圧の信号３２と、燃焼前或いは排
気状態の空気・圧力・温度の比の信号７９、８０、８
１、８５をきめる。前記各信号はテシタルまたはアナロ
グで送られる。燃料供給装置３には燃料タンク３４、こ
の燃料タンク３４から出ている導管１２、予備供給ポン
プ２４３、精密フィルタ８９、燃料ポンプ６が含まれ
る。燃料ポンプ６は燃料を２００〜２０００バールの高
圧で逆止弁６’と導管９’を介して室９”を有する高圧
部９の中へ送給する。この高圧部９は各噴射要素２中の
圧力室１３と連絡している。圧力室はシリンダ１１０中
に通じていて弁体１５によって閉鎖可能な噴射口４の直
前にある。導管９’は安全のために圧力制限弁７を介し
て燃料タンク３４に連結してある。多数の噴射要素２に
供給する燃料ポンプ６は制御機３１によって、エンジン
回転数、負荷、負荷変化に応じて作動するように制御さ
れ、高回転数と高負荷の場合通常は高圧で、そして低負
荷と低回転数の場合低圧で燃料を供給する。この発明に
より燃焼シリンダへ噴射される燃料の噴射量は制御機に
よって作動させられる配量装置によって供給することが
できる。その場合配量装置は高圧ポンプ６の前方に配置
された流量調整機８となっており、流量調整機８は制御
機によって作動させられる絞り弁と周期閉鎖弁とを有
し、絞り弁には弁体の位置後退案内のあるものとないも
のがある。配量弁で圧力差を一定に保つために配量弁に
は後方に直列に接続された圧力補正絞り弁を併設するこ
とができる。これを図３をもとに詳記する。その場合燃
料ポンプ６は、この燃料ポンプ６によって燃料を供給さ
れた噴射要素の数と所望の噴射量に適応した量の燃料を
供給する。また、燃料ポンプ６は全体的に燃料ポンプ６
と連絡している導管系中の圧力変化に必要な燃料追加量
をも供給する。というのは一次的に燃料圧変化が急激な
ときはポンプ送給量は平均的な噴射量と大きく異なるか
らである。これは、噴射圧が変化して状態変化が起こる
と追加量が必要になるから必要である。制御機３１によ
ってきめられる、シリンダへの燃料の噴射継続時間と配
量装置での噴射量の測定は相互に一致しなければならな
い。その場合制御機３１は、この制御機を用いれば理想
的な場合には配量装置によってきめられた噴射量が噴射
弁のプログラム化された制御時間と共に正確に所望の噴
射圧を形成し、その結果常に最善の燃料供給が行われる
ように形成されている。このことは、噴射要素とその漏
洩口から漏る量と流量調整機によってきめられる量が一
致しないことを意味する。このことは圧力が目標値と異
なる噴射圧を生じる結果になる。通常は噴射要素２の一
つである信頼度が低い調節部材はたとえば公知の回転一
様性捕捉によってきめることができ、それぞれ偏差の重
量に応じて補正された制御継続時間を掴むか或いは遮断
される。遮断されると流量調整機によって補正された量
の補正も必要になる。噴射の度の噴射量の測定の際は場
合によっては、装置の温度・圧力に応じた漏洩挙動に対
応する供給量の追加が必要である。しかし噴射要素の制
御の結果生じる漏洩量も装置側の漏洩流のようにこの発
明によって配量装置と燃料ポンプとの間の漏洩量収集導
管３３を介して戻されれば、そのような供給量の追加は
不必要である。そのときにはただ一つ全高圧系中の圧力
変化に対する追加量のみを考慮すればよい。更に１本の
導管１２’を設ける。この導管は予備供給ポンプ２４３
から始まり、燃料ポンプ６に平行して延在し、高圧部９
に入り、逆止弁４２を備える。この導管１２’によっ
て、特に電気駆動されるのがよい予備供給ポンプ２４３
を通じて高圧部９の排気または圧力形成が可能である。
更に高圧部９の蓄圧機９”と高圧導管９’が環状間隙を
形成するチューブ状の被覆部９１に包囲され、被覆部９
１は燃料タンク３４に通じる。これによって場合によっ
ては高圧部から出る漏洩物が集められ、漏洩物は更に詳
記してない監視機によって直ちに確認される。図２は噴
射要素２とこの噴射要素に燃料を供給する燃料ポンプ６
を示す。燃料ポンプには配量装置１２０が前方に配置さ
れている。配量装置１２０は制御機３１によって制御さ
れ、燃料タンク３４から出ている導管１２を介して予備
供給ポンプ２４３によって燃料を供給される。燃料ポン
プに平行して接続された圧力調整弁１３５は配量装置１
２０の中へ送られる燃料の一定の供給圧を保つ。配量装
置１２０は２ポート２位置方向弁３９を有する。この方
向弁は燃料ポンプ６のポンプピストン４１の位置に従っ
て所望の燃料・噴射量を得るために開閉する。特に連絡
導管８２を介して制御機３１に連結されたこの弁３９は
ピストン４１がたとえばクランク機構１１２の位置によ
ってきまる一ストローク分だけ吸気方向に摺動して吸入
量が目標値に相当するまでピストン４１の上部位置で開
かれる。これによって簡単な仕方で容量がきめられた、
極めて正確な噴射量を作ることができる。弁開口部３
９’から燃料は室３５の中へ入り、そこから出て逆止弁
３６を介して燃料ポンプ６の中へ入る。この室３５には
更に漏洩油導管３３を通すのが有利であり、この漏洩油
導管３３に噴射要素２と装置から漏る漏洩油流が入り、
漏洩油流は導管１０から戻る。室３５と漏洩油導管３３
の間にある逆止弁３７は、上昇圧によって弁３９が開く
とき漏洩油導管３３への連絡がしばらく中断する。弁が
閉じられ、燃料ポンプ６が従来通り吸引すると、室３５
内の圧力は著しく低下し逆止弁３７が開き、それにより
導管３３中にせき止められていた漏洩油が同様に吸引さ
れ、続いて高圧部９内へ送られる。この構造によって全
体的に漏洩油の閉鎖循環が行われ、従って制御機３１に
追加供給量の多さはインプットされない。従って噴射要
素と他の要素の公差制限された異なる漏洩量がポンプの
配量作用にはもう影響しない。２ポート２位置方向弁３
９は逆止弁３６の代わりに直接燃料ポンプ６の前方に配
設することもできよう。そうなると漏洩油導管３３はた
とえば燃料タンクの中へ戻る。そのような構成では供給
量を測定するとき所望の噴射量の他に損失漏洩油も追加
供給する必要があろう。しかし漏洩油は二者択一的に同
時に差圧弁としても有効な本来の吸引弁を介しても直接
１個または数個のポンプシリンダ４０の中へ送り戻され
ることになろう。結果として燃料は燃料ポンプ６からあ
たかも連続的に高圧部９に入り、そこから出て噴射要素
２の圧力室１３または制御部に入る。噴射要素は従来様
式で形成さており、従って詳記はしない。電磁弁６０は
制御機３１によって作動させられる磁心２２と弁体３８
付きアンカー６２を有し、ケーシング２５の上端部に固
定されている。高圧部９から来ている導管９’は噴射口
４の前方の圧力室１３と環状室４７とに分岐し、環状室
は内側でこのケーシング２５の中に配設された弁体によ
って限定されている。環状室には移動可能な弁体２６と
噴射口４を閉じるノズルピン１５が続いており、図示の
ノズルピンは閉鎖状態にある。電磁弁６０が開くと開口
部５７から燃料が流出してノズルピン１５上方の圧力が
消失し、その結果ノズルピン１５が室１３内に残留して
いる圧力によって持ち上げられ、それにより燃料が噴射
口４から燃焼シリンダの中へ流入することができる。ノ
ズルピン１５と弁体２６の協同作用によりノズルピンの
開閉速度が最高になる。この目的のためになお圧縮ばね
９６、９７とノズルピン１５とケーシング２５との間に
圧縮ばね９６、９７を設ける。これらの圧縮ばねはノズ
ルピンの閉鎖方向に弾力を発生する。更にケーシング２
５の中に噴射要素２の中に集まる漏洩油を通す導管１０
がある。流量調整機８を図３に詳記してある。流量調整
機は制御可能な絞り弁２５２とこの絞り弁２５２に直列
で後方接続された圧力補正絞り弁２５３を有し、絞り弁
２５２は長行程の調整磁石付きで且つこの調整磁石の位
置後退告知付きまたはなしの心弁から構成するのが有利
である。弁２５２上の圧力差を一定に保つために弁２５
２の前方或いは図示したように後方に圧力補正絞り弁２
５３を設けてある。この弁は絞り弁２５２上の圧力が低
下する度にそれと均衡して貫流横断面積を変更する。絞
り弁２５２はこのようにその貫流横断面積の制御によっ
て漏洩損を平均化するために所望の噴射量とそして場合
によっては追加の供給量を供給する。絞り弁の代わりに
周期作用する閉鎖弁を使用することができる。この閉鎖
弁は特に与えられた周期周波数で相当する周期幅によっ
て周期幅・変調によって所望の噴射量を供給する。図４
に燃料噴射装置３０ａを示してある。この燃料噴射装置
では本質的に噴射要素２ａに燃料配量装置１２０ａを有
する燃料ポンプ６ａとこの燃料ポンプ６ａとは別個の高
圧ポンプ６ｂで噴射要素２ａを制御するための別の媒体
の配量装置をもつものか或いはもたないものを併設して
あり、高圧ポンプ６ｂは燃料ポンプ６ａにほぼ匹敵する
圧力、有利にはいくらか高い圧力を生じ、それにより噴
射要素中の重油が制御部に入るのを阻止することができ
る。この装置３０ａについては前記に詳記した装置と異
なる構成のみを説明する。即ち噴射要素２ａは圧力室１
３に入る燃料ポンプ６ａの高圧部９ａの導管と、この導
管とは別個の、高圧部９ｂの導管とを有する。その他、
機能についていえばこの噴射要素２ａは図２のそれと同
じである。高圧ポンプ６ｂには特に媒体の外部制御配量
装置は設けてなく、その高圧部９ｂに、常に燃料ポンプ
６ａの高圧部９ａのそれよりはやや高い圧力のみを生じ
る。この目的に従って高圧ポンプ６ｂに弁２０６を前方
接続してある。この弁２０６は複作用するピストン・シ
リンダ・ユニットを形成している。このピストン・シリ
ンダ・ユニットの室２１０、２１２は高圧部９ａと連結
する導管２１０’と高圧部９ｂに連結する導管２１２’
とを有する。加えて第一室には圧縮バネ２０８を配設し
てあり、この圧縮バネ２０８によって高圧部９ｂ中の前
記のより高い圧力が確保されている。ピストンを形成す
る弁体２１５はその上端部が別の室２１６に入ってお
り、室２１６は媒体を容器３４ｂから高圧ポンプ６ｂに
導く予備供給ポンプ２４３ｂの導管１２ｂに連絡してい
る。この結合と導管２１０’と２１２’の絞り作用によ
り弁体２１５の飛躍を阻止することができる。制御機３
１から信号管２５１を介して作動させられる２ポート２
位置方向弁２１４によってポンプ６ａの供給が終了した
とき高圧容器９ａと噴射弁２ａ中の室１３は制御流体、
たとえばディーゼル燃料で洗うことができる。このよう
にしてこのエンジンは公知の仕方で駆動される。この発
明の装置はたとえば海岸に近い水域で汚染作用の少ない
運転を可能にし且つ長時間の停止の後のエンジンの急速
なスタートを可能にする。その上前記の短絡によって噴
射要素２ａ中の要素の損傷が回避される。この燃料噴射
装置３０ａは特に、燃費が決定的に重要な、主として船
舶駆動或いは定置式発電装置用として使用される大容量
内燃機関用に適している。それらの装置ではしばしば浸
食作用のある重油が使用される。重油はきわめて作用が
激しく、従って噴射口が運転時間と共にその特性を大き
く変える。まさにこのためにこの発明による配量装置は
特に噴射口の前記磨耗の後も最善の噴射を行うことがで
きる。この内燃機関には更に、図４のこの発明の構造に
より考慮される高度の信頼性と長期のサービス期間が提
供される用件がある。前記の全実施例で噴射要素２に連
結された高圧部９中の圧力が制御機３１によって測定さ
れ、そこで目標圧と比較され、偏差が確認されると燃料
ポンプの噴射量或いは効率が補正され且つ／或いは緊急
プログラムが入れられる。噴射圧の偏差が小さい場合に
はたとえば先ず噴射継続時間の補正によって噴射要素の
噴射量を調節する。この偏差の原因が個々の噴射要素に
あることがわかると、補正はその噴射要素においてのみ
実施される。偏差が大きい場合にはポンプ供給量の補正
も行い、或いは噴射要素１個を完全に遮断しポンプ供給
量を僅かな数の活動シリンダに合わせる。最悪の場合に
はもう一つの最低限の緊急プログラムが実施される。こ
のプログラムは軽減効率でサービスステーションまでの
走行を可能にする。燃料噴射量の規定に必要な配量装置
はその他の点では公知の移動可能な燃料ポンプによって
実現可能であり、この燃料ポンプでは所望の供給量が直
接配量され、そのためにこの燃料ポンプに配量弁を前方
または後方に接続配置する必要はない。なおこの発明に
は次の実施態様もある。 （１）２ポート２位置方向弁（３９）を直接燃料ポンプ
（６）のポンプシリンダ（４０）に前置接続するか或い
は別個の弁として設けてこの弁とポンプシリンダ（４
０）との間にチャンバ（３５）及び逆止弁（３６）を配
設した。 （２）噴射の度に噴射量を決める際燃料噴射装置の温度
と圧力に従って異なる漏洩挙動と高圧部（９）内の圧力
変更に必要な量に対応する供給量が追加されるように構
成した。 （３）噴射要素（２）の制御の結果生じる漏洩量を収集
する漏洩油収集導管（３３）を設け、漏洩油収集導管は
噴射要素（２）から噴射量調整装置（１２０）と燃料ポ
ンプ（６）との間にあるポンプ吸入用チャンバ（３５）
に入って２ポート２位置方向弁（３９）を閉鎖した後燃
料ポンプ（６）がなお導管（３３）から出る漏洩油のみ
を吸入するように構成した。 （４）漏洩油収集導管（３３）が逆止弁（３７）或いは
差圧弁を介してチャンバ（３５）或いは直接燃料ポンプ
（６）のシリンダ内へ通じている。 （５）高圧部（９）の蓄圧機（９”）と高圧導管
（９’）とが環状間隙（９１’）を形成するチューブ状
の被覆（９１）に覆われ、被覆は燃料タンク（３４）ま
たは類似のものの中へ入っている。 （６）噴射要素（２ａ）の制御用の高圧ポンプ（６ｂ）
によって発生させられた、分離媒体に加わる圧力が燃料
ポンプ（６ａ）から燃料に作用する圧力より高い。 （７）燃料噴射量の決定に用いる配量装置が調節可能な
燃料ポンプによって実現され、その所望の供給量は直接
それにおいて配量される。
【発明の効果】この発明の噴射量の配量装置によって従
来公知の燃料噴射装置よりも極めて正確な量の燃料がシ
リンダ内へ供給され、シリンダ内で最善の空気と燃料と
の混合比が達成される。こうして燃費と騒音・有害物質
発生が絶対的最小限に抑えられる。同時に噴射弁でも配
量を行うと、噴射工程中に目標に僅かに達しない変化も
はっきり確認することができる。その上更に、燃焼シリ
ンダが１個または数個長時間にわたって不十分な運転状
態で作動することもなく、また他の、エンジンの大きな
故障の原因が、特に噴射要素の場合確認され、場合によ
っては補修することさえ可能である。
来公知の燃料噴射装置よりも極めて正確な量の燃料がシ
リンダ内へ供給され、シリンダ内で最善の空気と燃料と
の混合比が達成される。こうして燃費と騒音・有害物質
発生が絶対的最小限に抑えられる。同時に噴射弁でも配
量を行うと、噴射工程中に目標に僅かに達しない変化も
はっきり確認することができる。その上更に、燃焼シリ
ンダが１個または数個長時間にわたって不十分な運転状
態で作動することもなく、また他の、エンジンの大きな
故障の原因が、特に噴射要素の場合確認され、場合によ
っては補修することさえ可能である。
【図１】この発明によるディーゼルエンジンの噴射装置
の概略図である。
の概略図である。
【図２】配量装置とその後方の燃料ポンプ及び半分を断
面で示した噴射要素の概略図である。
面で示した噴射要素の概略図である。
【図３】流量調節機として構成された配量装置の液圧の
模式図である。
模式図である。
【図４】配量装置とその後続の燃料供給用燃料ポンプと
図示した噴射要素の制御用配量装置付き高圧ポンプの各
半分の断面図である。
図示した噴射要素の制御用配量装置付き高圧ポンプの各
半分の断面図である。
１ ディーゼルエンジン ２ 噴射要素 ４ 噴射口 ６ 燃料ポンプ ９ 高圧部 １３ 圧力室 ３０ 燃料噴射装置 ３１ 制御機 ３９ ２・２方向弁 ４１ ポンプピストン １１０ 燃焼シリンダ １２０ 配量装置
Claims (8)
- 【請求項１】 各燃焼シリンダ毎に制御器を源にして制
御される少なくとも１個の噴射要素を設け、噴射要素は
燃焼シリンダに通じて燃焼シリンダによって閉鎖される
噴射口と噴射口の前方に配設された圧力室とを有し、圧
力室はエンジン回転数、負荷、負荷変化に応じて燃料ポ
ンプによって燃料が供給される高圧部に連絡している内
燃機関、特にディーゼル機関用燃料噴射装置において、
燃焼シリンダ（１１０）内への燃料の噴射量が噴射量調
整装置（１２０）によって決められるように構成したこ
とを特徴とする燃料噴射装置。 - 【請求項２】 量調整装置を燃料ポンプ（６）に前置配
設された流量調節機（８）として構成し、流量調節機は
制御機（３１）によって作動させられる位置フィードバ
ック付きまたは位置フィードバックなしの絞り弁（２５
２）或いは周期的に作動する閉鎖弁を有することを特徴
とする請求項１の燃料噴射装置。 - 【請求項３】 流量調節機（８）の絞り弁（２５２）に
連続して圧力補正絞り弁（２５３）を併設し、圧力補正
絞り弁は絞り弁上の圧力低下を平均させて、流量調節機
の後方の圧力を常に所望の高さに保つように構成したこ
とを特徴とする請求項２の燃料噴射装置。 - 【請求項４】 噴射量調整装置（１２０）がラジアル・
ピストンポンプとして形成された燃料ポンプ（６）に前
置接続された２ポート２位置方向弁（３９）を有し、こ
の方向弁は燃料吸入のとき燃料ポンプ（６）のポンプピ
ストン（４１）の位置に従って開・閉するように構成し
たことを特徴とする請求項１の燃料噴射装置。 - 【請求項５】 予備供給ポンプ（２４３）から出て燃料
ポンプ（６）に平列に接続され、高圧部（９）内へ案内
され、逆止弁（４２）を備えた導管（１２’）を設け、
この導管を使って高圧部（９）の圧力が特に電気駆動式
予備供給ポンプ（２４３）によって生じるように構成し
たことを特徴とする請求項４の燃料噴射装置。 - 【請求項６】 噴射要素（２ａ）に燃料配量装置付き燃
料ポンプ（６ａ）と燃料ポンプ（６ａ）とは別個に設け
られ、噴射要素（２ａ）の制御用の分離された媒体の配
量機を有する高圧ポンプまたは有しない高圧ポンプ（６
ｂ）とを併設したことを特徴とする請求項１〜５のいず
れか一の燃料噴射装置。 - 【請求項７】 圧力を噴射要素（２）に連結された高圧
部（９）中で測定し、目標圧と比較し、偏差を確認して
噴射要素の開口継続時間を、次に燃料ポンプ（６）の量
を補正変更することを特徴とする内燃機関、特にディー
ゼル機関用燃料噴射装置の監視方法。 - 【請求項８】 選択可能な公差限界内で生じる高圧部
（９）中の圧力差またはノズル円頂破損またはケーブル
破損による噴射要素（２）の認識可能な誤作動を確認し
てこの誤作動を遮断し、ポンプ供給量をそれに対応して
適正化し、運転者に故障の警告または位置測定を表示す
ることを特徴とする請求項７の監視方法。
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| CH315/94-5 | 1994-02-03 |
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| JPH0835462A true JPH0835462A (ja) | 1996-02-06 |
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