JPH09126085A

JPH09126085A - 内燃機関の噴射装置

Info

Publication number: JPH09126085A
Application number: JP8230967A
Authority: JP
Inventors: Helmut Rembold; レムボルトヘルムート; Walter Teegen; テーゲンヴァルター
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1997-05-13
Also published as: US5671717A; EP0760425B1; EP0760425A1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】内燃機関の燃焼室内に燃料と添加液とを
混合して噴射するための噴射装置であって、噴射ノズル
１０、ノズル本体１１、ノズルニードル１４、等圧弁１
７を介して噴射ノズルに接続された燃料噴射ポンプ２
３、添加液の液体量を噴射ノズルへ供給する調量装置２
５、燃料噴射ポンプと調量装置の圧力発生器３３との間
に配置された電磁弁装置２７から成る形式のものにおい
て、電磁弁装置の燃料噴射ポンプ側の接続が等圧弁の上
流側に配置された少なくとも１つの吐出出口で行われて
おり、電磁弁装置が制御されて、一方では燃料噴射ポン
プのポンプピストンの吐出行程中に燃料吐出開始で以て
閉じ、かつ他方では噴射終了で以て開き、かつ燃料噴射
ポンプの吐出出口をポンプピストンの残余吐出行程の所
定の時間にわたって調量装置の圧力発生器に接続するよ
うになっている【効果】付加的なカムが省略され、かつ電磁弁装置が
著しく安価に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、特にデ
ィーゼル機関の少なくとも１つの燃焼室内に燃料、特に
ディーゼル燃料と添加液、特に水とを混合して噴射する
ための噴射装置であって、燃焼室に燃料噴射のための少
なくとも１つの噴射ノズルを配設してあり、噴射ノズル
が噴射開口を備えたノズル本体、噴射開口の上流に配置
されかつ個別の２つのノズル接続部に接続されたノズル
室並びに、噴射開口を閉鎖していてかつ噴射圧力下で開
放するノズルニードルを有しており、噴射圧力下の燃料
を少なくとも１つの吐出出口へ供給するための少なくと
も１つのポンプピストンを備えた燃料噴射ポンプを設け
てあり、吐出出口が等圧弁を介して噴射ノズルの１つの
ノズル接続部に接続されており、調量導管及び後置の逆
止弁を介して噴射ノズルの別のノズル接続部に接続され
て添加液の液体量を噴射ノズルのノズル室へ供給する調
量装置を設けてあり、調量装置が前供給ポンプ及び圧力
発生器を有しており、圧力発生器が燃料噴射ポンプから
の燃料を用いた負荷に基づき調量導管内に、等圧弁によ
って燃料噴射時期外で噴射ノズルのノズル室に維持され
る基準圧力の上側に位置する液体圧力を形成するように
なっており、燃料を用いて圧力発生器を負荷するために
燃料噴射ポンプと圧力発生器との間に配置された電磁弁
装置を設けてあり、電磁弁装置が放圧導管を開放制御す
るようになっている形式のものに関する。

【０００２】燃料と添加液とを混合して噴射すること
は、特にディーゼル機関において酸化窒素及び煤煙エミ
ッションを減少させるために役立つ。

【０００３】

【従来の技術】前記形式の公知の噴射装置（ドイツ連邦
共和国特許第４４０７０５２Ｃ１号明細書）において
は、添加液のための調量装置内の圧力発生器の燃料負荷
が次のことによって達成され、即ち、燃料噴射ポンプの
ポンプピストンが、ポンプピストンの行程駆動のための
カムと一緒に１つのダブルカム(Doppelnocken)を形成す
る付加的なカムによって噴射中断時に新たに行程運動の
ために駆動されて、燃料を吐出し、該燃料が電磁弁装置
の４／２・方向制御電磁弁を介して圧力発生器に供給さ
れる。このような燃料の圧力によって負荷可能な仕切ピ
ストンを用いて、噴射ノズルのノズル室に相応の水量を
供給し、該水量がノズル室から相応の燃料量を押しのけ
て、４／２・方向制御電磁弁を介して流出させる。ポン
プピストンの各吐出行程に際して噴射弁を介して噴射さ
れる燃料量は、ポンプピストンの回動によって制御され
る。ポンプピストンの回動による燃料噴射量の変化は、
同時にポンプピストンの続く行程時に付加的なカムの作
用下でノズル室内に押し込まれる水量の変化を生ぜしめ
る。従って、燃料と水との不変の割合が常に維持され
る。電磁弁装置の別の３／２・方向制御電磁弁を用い
て、必要な場合にノズル室内への水の供給が停止若しく
は変化できる。

【０００４】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の噴射装置にお
いては利点として、燃料噴射ポンプにおいて変化を生ぜ
しめてしまうよう付加的なカムが省略され、かつ電磁弁
装置が著しく安価に形成できる。さらに、噴射ノズルの
ノズル室に供給される添加液量が電磁弁装置の簡単な制
御によって必要量に個別にかつ高精度で適合される。請
求項２以下に、請求項１に記載の噴射装置の有利な構成
が記載してある。

【０００５】本発明の第１の実施形では、圧力発生器
が、逆止弁を介して前供給ポンプに接続されて燃料負荷
によって戻しばねに抗して移動可能で、その際に添加液
量を押しのける仕切ピストンと、蓄圧シリンダ、蓄圧ば
ね及び蓄圧ピストンから成り仕切ピストンに接続された
ばね蓄圧器と、蓄圧ピストンの移動距離の検出のための
距離発信器とを有している。噴射ノズルに配設された逆
止弁と逆止弁に接続された調量導管との間に液力的に制
御可能な切換エレメントを配置してあり、切換エレメン
トが制御入口で燃料噴射ポンプの吐出出口に接続されて
いてかつ、等圧弁によってノズル室内に調節された基準
圧力にほぼ相応する圧力の上側でノズル接続部を閉鎖す
るように構成されている。電磁弁装置が、入口側でそれ
ぞれ燃料噴射ポンプの吐出出口に、有利には逆止弁を介
して接続された安価な２／２・方向制御電磁弁から成っ
ており、このうちの第１の２／２・方向制御電磁弁が出
口側で放圧導管に接続されており、第２の２／２・方向
制御電磁弁が出口側で仕切ピストンに接続されている。

【０００６】高い回転数に適した本発明に基づく別の実
施形では、電磁弁装置が同じく安価な２／２・方向制御
電磁弁から成っている。この場合、第１の２／２・方向
制御電磁弁が入口側で燃料噴射ポンプの吐出出口に、有
利には逆止弁を介して接続され、かつ出口側で放圧導管
に接続されており、第２の２／２・方向制御電磁弁が入
口側で仕切ピストンに接続され、かつ出口側で同じく放
圧導管に接続されている。２／２・方向制御電磁弁の両
方の入口間に、仕切ピストン若しくは第２の２／２・方
向制御電磁弁へ向いた流過方向を有する別の逆止弁が配
置されており、逆止弁の流過横断面が第２の２／２・方
向制御電磁弁よりも大きくなっている。

【０００７】前記実施形においては、電磁弁装置の制御
が次のような形式で行われ、即ち、燃料噴射の時間にわ
たって両方の２／２・方向制御電磁弁が閉じており、燃
料噴射の終了で以て第２の２／２・方向制御電磁弁が開
き、ばね蓄圧器内の蓄圧ピストンの所定の移動距離の達
成に際して距離発信器によって発生された第１の検出信
号に基づき第２の２／２・方向制御電磁弁が再び閉じ、
かつ第１の２／２・方向制御電磁弁が再び開き、かつば
ね蓄圧器内の蓄圧ピストンの基準位置への戻りの後に距
離発信器によって発生された第２の検出信号に基づき第
２の２／２・方向制御電磁弁が再び開く。

【０００８】本発明の別の実施形では、圧力発生器が、
戻しばねに抗して移動可能な段付きピストンをもつ圧力
トランスレータを有しており、段付きピストンが直径の
大きいピストンで以て、電磁弁装置に接続された制御室
を制限し、かつ直径の小さいピストン部分で以て、添加
液のための前供給ポンプに接続された押しのけ室を制限
している。添加液のための調量装置が分配装置を有して
おり、分配装置が周囲に均一に分配された半径方向の複
数の流出孔をもつ分配シリンダ及び分配シリンダ内で燃
料噴射ポンプによって回転駆動可能な分配軸を備えてお
り、分配軸が圧力トランスレータの押しのけ室に接続さ
れていて分配軸の回転に際して順次に各流出孔に接続さ
れる分配孔を有している。各流出孔には調量装置に通じ
る調量導管が接続されている。電磁弁装置は、ばね戻し
手段をもつ前後に接続された少なくとも１つの第１及び
１つの第２の２／２・方向制御電磁弁を有しおり、この
場合、第１の２／２・方向制御電磁弁が入口側で燃料噴
射ポンプの吐出出口に接続されており、第２の２／２・
方向制御電磁弁が出口側で放圧導管に接続されている。
圧力トランスレータの制御室が、圧力トランスレータに
向いた流過方向をもつ逆止弁を介して両方の２／２・方
向制御電磁弁間の接続導管に接続されている。２／２・
方向制御電磁弁の制御が次の形式で行われ、即ち、燃料
噴射の時間にわたって第１の２／２・方向制御電磁弁が
閉じており、燃料噴射の終了で以て第１の２／２・方向
制御電磁弁が開き、かつ所定の時間の後に第２の２／２
・方向制御電磁弁が閉じて、かつ燃料噴射ポンプのポン
プピストンの上死点を通過した場合に再び開く。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１の回路図に示され、燃料、こ
こではディーゼル燃料と添加液、ここでは水とを組み合
わせて内燃機関、ここではディーゼル機関に噴射するた
めの噴射装置は、燃焼シリンダの燃焼室内への燃料噴射
のための、ディーゼル機関のシリンダの数に相当する数
の噴射ノズル１０を有しており、噴射ノズルは端部側の
噴射開口１２及び前に位置するノズル室１３を備えたノ
ズル本体１１並びに、噴射開口１２を制御するノズルニ
ードル１４から成っており、ノズルニードルはノズル本
体１１内に軸線方向移動可能に案内されている。ノズル
ニードル１４は公知の形式でばね圧下で、ノズル本体１
１内に形成された弁座に当接していて、ノズル室１３内
の十分な燃料圧（噴射圧）に際して弁座から離れ、これ
によって噴射開口１２が燃料と水との混合物を燃焼シリ
ンダの燃焼室内に噴射するために開放される。ノズル室
１３は２つのノズル接続部１５，１６に接続されてい
る。噴射ノズル１０は等圧弁(Gleichdruckventil)１
７、第１の逆止弁１８、第２の逆止弁１９、及び液力式
に制御可能な切換エレメント２０と一緒に１つの構成ユ
ニット、いわゆるノズルモジュール３０にまとめられて
おり、該構成ユニットはディーゼル機関の各燃焼シリン
ダに配設されている。ノズルモジュール３０は燃料噴射
ポンプ２３に通じる噴射導管２２のための接続部２１、
水の調量装置２５のための接続部２４及び、調量装置２
５と燃料噴射ポンプ２３とを接続する電磁弁装置２７の
ための接続部２６を有している。等圧弁１７が噴射導管
２２のための接続部２１をノズル本体１１のノズル接続
部１５に接続しており、第２の逆止弁１９が噴射導管２
２のための接続部２１を電磁弁装置２７のための接続部
２６に接続しており、この場合、第２の逆止弁１９の流
過方向は接続部２１から接続部２６に向いている。調量
装置２５のための接続部２４は液力式に制御可能な切換
エレメント２０及び第１の逆止弁１８を介してノズル本
端１１のノズル接続部１６に接続されている。切換エレ
メント２０の制御接続部が噴射導管２２のための接続部
２１に接続されている。戻しばね２８は、制御接続部の
圧力が等圧弁１７によってノズル室１３内に調節された
基準圧力(Standdruck)を下回る値に相応する場合に、切
換エレメント２０を該切換エレメントの開放位置に移す
ようになっている。このような圧力値の上側では、切換
エレメント２０は閉じられて、噴射ノズル１０への流過
を遮断している。直列型噴射ポンプ若しくは分配型噴射
ポンプであってよい公知の形式の燃料噴射ポンプ２３
は、図１に概略的に示してある。直列型噴射ポンプにお
いては公知の形式で、各噴射ノズル１０に対してそれぞ
れ個別の１つのポンプエレメントが設けられており、ポ
ンプエレメント内で行程運動を生ぜしめるポンプピスト
ンが燃料を燃料貯蔵タンク２９から吸い込み、噴射圧力
で噴射導管２２内に吐出する。分配型噴射ポンプにおい
てはもっぱら１つのポンプピストンしか設けてなく、該
ポンプピストンが回転運動と同時に行程運動を生ぜしめ
るようになっており、各ポンプ行程に際して、それぞれ
１つの噴射導管２２に接続された複数の分配孔の１つが
開放制御される。

【００１０】調量装置２５は、水タンク３２から水を供
給するための前供給ポンプ(Vorfoerderpumpe)３１及び
圧力発生器(Druckgenerator)３３を有しており、該圧力
発生器は前供給ポンプ３１から供給された水に、噴射ノ
ズル１０の閉じられた状態で等圧弁１７によってノズル
室１３内に維持された基準圧力(Standdruck)の上側に位
置する圧力を生ぜしめる。圧力発生器３３の出口が調量
導管３４を介してノズルモジュール３０の接続部２４に
接続されている。水圧を形成するために、燃料噴射ポン
プ２３の燃料圧力が関与せしめられ、このために圧力発
生器３３の入口が電磁弁装置２７を介して燃料噴射ポン
プ２３に接続され、より正確に述べると、ノズルモジュ
ール３０の接続部２６に接続されている。

【００１１】圧力発生器３３は図１の実施例では、燃料
室を水室に対して仕切っていてかつ燃料室内の圧力に抗
して戻しばね３６で負荷された概略的に示す仕切ピスト
ン３５、及び同じく概略的に示すばね蓄圧器(Federspei
cher)３７から成っており、ばね蓄圧器は蓄圧シリン
ダ、蓄圧ばね、及び蓄圧ピストンを有しており、蓄圧ピ
ストンが蓄圧室を制限していて、かつ蓄圧ばね３８によ
って蓄圧室内の蓄圧に抗して負荷されている。前供給ポ
ンプ３１の出口が仕切ピストン３５の水室に接続されて
おり、水室がばね蓄圧器３７の蓄圧室に接続されてお
り、蓄圧室は調量導管３４を介してノズルモジュール３
０の接続部２４に接続されている。ばね蓄圧器３７は距
離発信器３９を備えており、距離発信器がばね蓄圧器３
７内での蓄圧ピストンの移動距離を検出している。

【００１２】電磁弁装置２７は、ばね戻し位置を有する
安価な２つの２/２-方向制御電磁弁４１，４２から成っ
ており、２/２-方向制御電磁弁(2/2-Wege-Magnetventi
l)が入口側でノズルモジュール３０の接続部２６に接続
されている。出口側で第１の電磁弁４１は戻し導管若し
くは放圧導管４０に接続しており、かつ第２の電磁弁４
２が仕切ピストン３５の燃料室に接続している。両方の
電磁弁４１，４２は基準位置、即ち磁石の非励磁状態で
開放位置にあり、燃料貫流を解放している。調量装置２
５及び電磁弁装置２７への別のノズルモジュール３０の
接続部が、ノズルモジュール３０の別の接続部２６及び
別の調量導管３４を破線で描いて示されている。

【００１３】距離発信器３９の距離信号をも供給される
ここには図示してない電子的な制御ユニットが、電磁弁
装置２７を制御するようになっており、電磁弁装置が燃
料噴射ポンプ２３のポンプピストンの吐出行程中に燃料
吐出開始で以て閉じ、かつ噴射終了で以て開いて、燃料
噴射ポンプ２３の吐出出口をポンプピストンの残余吐出
行程(Restfoerderhub)の予め規定可能な時間にわたって
圧力発生器３３に接続する。制御経過が図３のダイヤグ
ラムに詳細に示してある。曲線ａが燃料噴射ポンプ２３
内のポンプピストンの行程を示しており、曲線ｂが第１
の電磁弁４１の行程を示しており、曲線ｃが噴射ノズル
１０内のノズルニードル１４の行程を示しており、曲線
ｄが第２の電磁石４２の行程を示しており、曲線ｅが仕
切ピストン３５の移動距離を示しており、曲線ｆがばね
蓄圧器３７内の蓄圧ピストンの移動距離を示しており、
曲線ｇが切換エレメント２０の行程を示しており、曲線
ｈが逆止弁１８の入口の圧力経過を示しており、かつ曲
線ｉが噴射導管２２内の圧力経過を示している。燃料噴
射ポンプ２３のポンプピストンのピストン行程（曲線
ａ）中に、噴射圧力の形成が両方の電磁弁４１，４２の
閉鎖で以て行われ、これによってノズルモジュール３０
の接続部２６が遮断される。噴射圧力が達成されると、
噴射ノズルが開く（曲線ｃ及び曲線ｉ）。第２の電磁弁
４２の開放（曲線ｄ）によって噴射過程が終了され、ノ
ズルニードル１４が再びニードル座上に当接して、噴射
ノズル１０を閉鎖する（曲線ｃ）。ポンプピストンさら
に引き続く吐出行程（曲線ａ）中に吐出された燃料は、
開かれた第２の電磁弁４２を介して仕切ピストン３５へ
導かれる。ここで作用する燃料圧力は、水系内で圧力を
形成して、必要な水量をばね蓄圧器３７に供給する（曲
線ｅ，ｆ）ために活用される。距離発信器３９がばね蓄
圧器３７内の蓄圧ピストンの移動距離を検出して、相応
の実際値を制御ユニットに送る。蓄圧ピストンの所定の
移動距離が達成されると、即ちばね蓄圧器３７内に所定
の水量が蓄えられると、制御ユニットが第２の電磁弁４
２を再び閉じる（曲線ｄ）。この時間中に、切換エレメ
ント２０は閉じられていて、接続部２１の圧力が等圧弁
１７によって規定された基準圧力を下回るとはじめて切
換エレメント２０が開いて（曲線ｇ）、ばね蓄圧器３７
内に蓄えられていた水量が調量導管３４、開かれた切換
エレメント２０、及び逆止弁１８を介してノズル室１３
内に供給される（曲線ｈ）。その際、同じ量の燃料がノ
ズル室１３から押しのけられて、等圧弁１７、第２の逆
止弁１９及びその間に再び開かれた第１の電磁石４１を
介して放圧導管４０内に流出して、燃料貯蔵タンク２９
に流れ戻る。切換エレメント２０の後ろの圧力（曲線
ｈ）は、ばね蓄圧器３７の蓄圧ピストンが基準位置に戻
された場合（曲線ｆ）にほぼ崩壊する。基準位置への蓄
圧ピストンの戻りが制御ユニットによって距離発信器３
９の実際値に基づき検出され、これによって制御ユニッ
トが第２の電磁弁４２を再び開く（曲線ｄ）。その結果
第２及び第１の電磁弁４２，４１を介して仕切ピストン
３５の燃料室から放圧導管４０内に流出する燃料に基づ
き、仕切ピストン３５が戻しばね３６によって基準位置
に押し戻される。

【００１４】高い回転数、即ち高速のディーゼル機関に
適した電磁弁装置２７と関連した調量装置２５の変化例
が図２に示してある。図１の構成部材に対応する構成部
材には同じ符号が付けられている。

【００１５】電磁弁装置２７は同じく、ばね戻し位置を
有する両方の２／２-方向制御電磁弁４１，４２及び付
加的な逆止弁４３から成っている。第１の電磁弁４１は
入口側で同じくノズルモジュール３０の接続部２６に接
続され、かつ出口側で放圧導管４０に接続されている。
第２の電磁弁４２は入口側で仕切ピストン３５の入口、
ひいては燃料室に接続され、かつ出口側で同じく放圧導
管４０に接続されている。逆止弁４３は入口側で接続部
２６に、かつ出口側で仕切ピストン３５の入口に接続さ
れていて、従って電磁弁４１，４２の両方の入口間に位
置しており、この場合、逆止弁４３の流過方向が仕切ピ
ストン３５、若しくは第２の電磁弁４２に向いている。
逆止弁４３の流過横断面は第２の電磁弁４２の流過横断
面よりも著しく大きく設定されており、その結果、噴射
過程を終了させるために第２の電磁弁４２を開放した後
にも圧力が仕切ピストン３５の燃料室内に形成される。
変化された電磁弁装置２７を備える噴射ポンプの機能
は、図１で述べた機能と同じである。図３に示すダイヤ
グラムも該噴射ポンプに同様に当てはまる。

【００１６】図４には、噴射装置のための別の実施例が
ブロック回路図で示してある。図１の実施例の構成部分
と合致する構成部分には同じ符号が付けられている。

【００１７】同じ構造の噴射ノズル１０は、図１と同じ
形式で、一方で等圧弁１７及び噴射導管２２を介して燃
料噴射ポンプ２３の吐出出口に接続され、かつ他方で逆
止弁１８及び調量導管３４を介して水のための調量装置
２５に接続されている。燃料噴射ポンプ２３と調量装置
２５との間に、同じく電磁弁装置２７が接続されてい
る。調量装置２５は図１におけるように前供給ポンプ３
１及び圧力発生器３３を有しており、前供給ポンプが水
を水タンク３２から循環させ、かつほぼ５バールに調節
された圧力保持弁４４を介して水タンク３２へ戻すよう
になっており、圧力発生器がここでは圧力トランスレー
タ(Druckuebersetzer)４５として構成されている。調量
装置２５には、さらに分配装置４６を配設してあり、分
配装置は分配シリンダ４７及び該分配シリンダ内で回転
可能な分配軸４９を有しており、分配シリンダが周囲に
均一に分配された複数の流出孔４８を備えており、分配
軸が半径方向で周面に開口する１つの分配孔５０を備え
ており、分配孔が分配軸４９の回転に際して順次にかつ
一時的にそのつど流出孔４８の１つとオーバーラップす
る。圧力トランスレータ４５はピストンばね５１によっ
て負荷された段付きピストン５２を有しており、段付き
ピストンの直径の大きなピストン部分５２１が制御室５
３を制限しており、段付きピストンの直径の小さいピス
トン部分５２２が押しのけ室５４を制限している。押し
のけ室５４は入口弁５５を介して前供給ポンプ３１の出
口に接続され、かつ出口弁５６を介して分配装置４６の
分配軸４９内の分配孔５０に接続されており、分配装置
の流出孔４８には、噴射ノズル１０へ通じるそれぞれ１
つの調量導管３４が接続されている。流出孔４８の数
は、存在する噴射ノズル１０の数に相応しており、噴射
ノズルの数はディーゼル機関の存在する数によって規定
されている。入口弁５５及び出口弁５６は逆止弁として
構成されている。

【００１８】電磁弁装置２７は同じく、ばね戻し位置を
有する２つの２／２-方向制御電磁弁４１，４２から成
っている。両方の電磁弁４１，４２は互いに直列に接続
されており、この場合、第１の電磁弁４１が入口側でこ
こでは分配型噴射ポンプとして構成された燃料噴射ポン
プ２３の吐出出口に接続されており、第２の電磁弁４２
が放圧導管４０に接続されており、放圧導管が燃料貯蔵
タンク２９に通じている。ピストンばね５１が段付きピ
ストン５２の直径の大きいピストン部分５２１に係合し
て、段付きピストンを制御室５３内の圧力に抗して移動
させようとしている。分配装置４６の分配軸４９は燃料
噴射ポンプ２３の分配ピストン（図示せず）によって同
期的に駆動される。分配装置４６の機能を付加的な孔及
び制御溝によって直接に分配ピストン内に組み込むこと
も可能である。

【００１９】ここでも電子的な制御ユニットを用いて電
磁弁４１，４２が制御され、この場合、第１の電磁弁４
１が噴射ノズル１０による燃料噴射の時間にわたって閉
じられていて、燃料噴射の終了で以て開かれ、かつ所定
の時間の後に第２の電磁弁４２が閉じられる。第２の電
磁弁４２は、燃料噴射ポンプ２３の分配ピストンが行程
の上死点を通過した場合に再び開く。燃料噴射ポンプ２
３の分配ピストンの行程(Hubweg)は、図５に、分配ピス
トンを行程運動させるカムの回転角、いわゆるカム角に
わたって示してある。この行程曲線に基づき、図４の燃
料噴射装置の機能を次に説明する。

【００２０】吐出行程に際して、燃料噴射ポンプ２３の
分配ピストンは、図５に示す下死点ＵＴから上死点ＯＴ
までの行程曲線を通過する。続く吸引行程に際して、分
配ピストンは図５の上死点ＯＴから下死点ＵＴまでの行
程曲線を通過する。吐出行程に際して電磁弁４１の閉鎖
状態で分配ピストンによって制御縁部を閉じた後に燃料
吐出が開始される。これは図５の領域Ｉであり、この領
域内で燃料が噴射ノズル１０を介してディーゼル機関の
燃焼シリンダの燃焼室内へ、−ノズル室１３内にあらか
じめ貯蔵された水と一緒に−噴射される。この噴射は第
１の電磁弁４１の開放によって終了され、その結果、第
１の電磁弁４１の閉鎖時間が噴射ノズル１０によって噴
射された燃料の量をも規定する。電磁弁４１の開放で以
て、燃料がまず、開いた電磁弁４２を通って放圧導管４
０内に流れて、そこから燃料貯蔵タンク２９内に戻る。
噴射ノズル１０に供給すべき水量によってあらかじめ規
定される時間的な間隔の後に、第２の電磁弁４２が閉
じ、かつ分配ピストンの継続の吐出行程中に燃料が圧力
トランスレータ４５のリング状の制御室５３内に流入す
る。これは図５の領域ＩＩである。圧力トランスレータ
４５の段付きピストン５２がピストンばね５１の圧縮下
で上方へ後退して、押しのけ室５４内へ入口弁５５を介
して相応の量の水が流入する。制御圧力５３内の制御圧
力はほぼ２５バールであり、即ち噴射導管２２内のノズ
ル開放圧力より明らかに低い。制御圧力５３内への燃料
吐出が分配ピストンの上死点ＯＴまで行われることによ
り、不都合な圧力波が避けられる。押しのけ室５４内に
吸い込まれた水量は、第２の電磁弁４２の接続時点から
分配ピストンの上死点ＯＴの前までに規定される。燃料
噴射ポンプ２３の分配ピストンの続く吸引行程において
は、制御室５３からの燃料の流出は、逆止弁５７によっ
て防止されている。図５の領域ＩＩＩでは、分配孔５０
が調量導管３４に接続された流出孔４８と合致してお
り、水が押しのけ室５４から出口弁５６、調量導管３４
及び逆止弁１８を介して噴射ノズル１０のノズル室１３
内に貯蔵される。その際に押しのけられた燃料量は等圧
弁１７及び噴射導管２２を介して燃料噴射ポンプ２３の
吸引室内に流れ戻る。

【００２１】分配型の燃料噴射ポンプ２３の代わりに、
各噴射ノズル１０に対してポンプピストンを備えた個別
のそれぞれ１つのポンプエレメントを有する直列型噴射
ポンプ(Reiheneinspritzpumpe)が用いられる場合には、
各ポンプエレメントに対して第１のそれぞれ１つの電磁
弁４１が必要である。この場合には、両方の電磁弁４
１，４２間の接続導管５８が符号Ａ，Ｂの箇所で分離さ
れ、図４に破線で示してあるように、複数の逆止弁から
成る並列回路を介して接続されている。逆止弁５９の数
は、燃料噴射ポンプのポンプエレメントの数に、ひいて
は供給すべき噴射ノズル１０の数、ひいては第１の電磁
弁４１の数に相応している。逆止弁５９は、流過方向が
第１の各電磁弁４１から第２の１つの電磁弁４２に向く
ように組み込まれている。分配軸４９の駆動は直列型噴
射ポンプにおいては直列型噴射ポンプの、個別のポンプ
エレメントのポンプピストンを駆動するカム軸を介して
行われる。

【００２２】図６には変化した圧力トランスレータ４５
を縦断面して示してあり、該圧力トランスレータは同じ
く図４の噴射装置に使用できる。ここでは、両方のピス
トン５２１，５２２は一体の１つの段付きピストンにま
とめられているのではなく、分離してケーシング６０の
孔６１，６２内に軸線方向移動可能に案内されている。
両方の孔６１，６２に対して同心的に配置された第３の
孔内に押し棒６４を軸線方向移動可能に案内してあり、
押し棒は一方ではピストン５２１に、かつ他方ではピス
トン５２２に摩擦結合的(kraftschluessig)に接触して
いる。摩擦結合的な接触はピストンばね５１及び押しの
け室５４内に配置された圧縮ばね６５によって生ぜしめ
られる。押しのけ室５４は図４と同じ形式で入口弁５５
を介して前供給ポンプ３１に接続され、かつ出口弁５６
を介して分配装置４６に接続される。制御室５３は入口
側で逆止弁５７を介して電磁弁装置２７に接続され、か
つ出口側で絞り６６を介して放圧導管４０に接続されて
いる。燃料噴射ポンプ２３の次のポンプピストン行程ま
での制御室５３の放圧のための絞り６６は、図４の圧力
トランスレータ４５にも設けられている。

【００２３】圧力トランスレータ４５の前述の構成によ
り、ピストン５２１，５２２の受容のための段付き孔
が、図４の一体構造の段付きピストンにおけるよりも容
易に形成され、それというのは異なる孔６１，６２を互
いに正確に合致させることが不必要であるからである。
寸法設定に際して、水側のピストン５２２に作用する対
向力が、ばね６５のばね力と押しのけ室５４内の水圧の
力との合計よりも小さくされている。対向力は押し棒６
４の横断面と制御圧室５３内の圧力とによって規定され
る。

【００２４】本発明は、前述の実施例に限定されるもの
ではない。添加液として水の代わりに代替燃料、例えば
アルコール燃料(Alkoholkraftstoff)が使用されてよ
く、これによってディーゼル燃料の着火条件が改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料と添加液とを混合して噴射するための噴射
装置のブロック回路図

【図２】図１の噴射装置の添加液のための変化した調量
装置のブロック回路図

【図３】図１の噴射装置の制御経過ダイアフラム

【図４】別の実施例に基づく噴射装置のブロック回路図

【図５】図４の噴射装置のポンプピストンの行程曲線図

【図６】図４の噴射装置の添加液のための調量装置内の
変化した圧力トランスレータの概略的な縦断面図

【符号の説明】

１０噴射ノズル、１１ノズル本体、１２
噴射開口、１３ノズル室、１４ノズルニード
ル、１５，１６ノズル接続部、１７等圧
弁、１８，１９逆止弁、２０切換エレメン
ト、２１接続部、２２噴射導管、２３
燃料噴射ポンプ、２４接続部、２５調量装置、
２６接続部、２７電磁弁装置、２８
戻しばね、２９燃料貯蔵タンク、３０ノズ
ルモジュール、３１前供給ポンプ、３２水タ
ンク、３３圧力発生器、３４調量導管、
３５仕切ピストン、３６戻しばね、３７
ばね蓄圧器、３８蓄圧ばね、３９距離発信
器、４０放圧導管、４１，４２２/２-方向
制御電磁弁、４３逆止弁、４４圧力保持
弁、４５圧力トランスレータ、４６分配装
置、４７分配シリンダ、４８流出孔、４９
分配軸、５０分配孔、５１ピストンば
ね、５２段付きピストン、５３制御室、
５４押しのけ室、５５入口弁、５６出口
弁、５７逆止弁、５８接続導管、５９逆
止弁、６０ケーシング、６１，６２孔、
６５圧縮ばね、６６絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヴァルターテーゲンドイツ連邦共和国ヴァイプリンゲンイムライスガー４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の少なくとも１つの燃焼室内に
燃料と添加液とを混合して噴射するための噴射装置であ
って、燃焼室に燃料噴射のための少なくとも１つの噴射
ノズル（１０）を配設してあり、噴射ノズルが噴射開口
（１２）を備えたノズル本体（１１）、噴射開口の上流
に配置されかつ個別の２つのノズル接続部（１５，１
６）に接続されたノズル室（１３）並びに、噴射開口
（１２）を閉鎖していてかつ噴射圧力下で開放するノズ
ルニードル（１４）を有しており、噴射圧力下の燃料を
少なくとも１つの吐出出口へ供給するための少なくとも
１つのポンプピストンを備えた燃料噴射ポンプを設けて
あり、吐出出口が等圧弁（１７）を介して噴射ノズル
（１０）の１つのノズル接続部（１５）に接続されてお
り、調量導管（３４）及び後置の逆止弁（１８）を介し
て噴射ノズル（１０）の別のノズル接続部（１６）に接
続されて添加液の液体量を噴射ノズル（１０）のノズル
室（１３）へ供給する調量装置（２５）を設けてあり、
調量装置が前供給ポンプ（３１）及び圧力発生器（３
３）を有しており、圧力発生器が燃料噴射ポンプ（２
３）からの燃料を用いた負荷に基づき調量導管（３４）
内に、等圧弁（１７）によって燃料噴射時期外で噴射ノ
ズル（１０）のノズル室（１３）に維持された基準圧力
の上側に位置する液体圧力を形成するようになってお
り、燃料を用いて圧力発生器（３３）を負荷するために
燃料噴射ポンプ（２３）と圧力発生器（３３）との間に
配置された電磁弁装置（２７）を設けてあり、電磁弁装
置が放圧導管（４０）を開放制御するようになっている
形式のものにおいて、電磁弁装置（２７）の燃料噴射ポ
ンプ側の接続が等圧弁（１７）の上流側に配置された少
なくとも１つの吐出出口で行われており、電磁弁装置
（２７）が制御されて、一方では燃料噴射ポンプ（２
３）のポンプピストンの吐出行程中に燃料吐出開始で以
て閉じ、かつ他方では噴射終了で以て開き、かつ燃料噴
射ポンプ（２３）の吐出出口をポンプピストンの残余吐
出行程の所定の時間にわたって調量装置（２５）の圧力
発生器（３３）に接続するようになっていることを特徴
とする、内燃機関の噴射装置。
【請求項２】圧力発生器（３３）が、添加液のための
前供給ポンプ（３１）に接続されて燃料負荷によって戻
しばね（３６）に抗して移動可能で、その際に添加液量
を押しのける仕切ピストン（３５）と、蓄圧シリンダ、
蓄圧ばね（３８）及び蓄圧ピストンから成り仕切ピスト
ン（３５）に接続されたばね蓄圧器（３７）と、蓄圧ピ
ストンの移動距離の検出のための距離発信器（３９）と
を有しており、噴射ノズル（１０）に配設された逆止弁
（１８）と逆止弁に接続された調量導管（３４）との間
に液力的に制御可能な切換エレメント（２０）を配置し
てあり、切換エレメントが制御入口で燃料噴射ポンプ
（２３）の吐出出口に接続されていてかつ、等圧弁（１
７）によって調節された基準圧力にほぼ相応する圧力の
上側でノズル接続部（１６）を閉鎖するように構成され
ている請求項１記載の噴射装置。
【請求項３】噴射ノズル（１０）、一方のノズル接続
部（１５）に接続された等圧弁（１７）、他方のノズル
接続部（１６）に接続された逆止弁（１８）、及び切換
エレメント（２０）が１つの構成ユニット（ノズルモジ
ュール３０）にまとめられており、構成ユニットが、燃
料噴射ポンプ（２３）の吐出出口に通じる噴射導管のた
めの、等圧弁（１７）に接続された第１の接続部（２
１）と、調量導管（３４）のための、切換エレメント
（２０）に接続された第２の接続部（２４）と、電磁弁
装置（２７）のための、特に組み込まれた第２の逆止弁
逆止弁（１９）を介して第１の接続部（２１）に接続さ
れた第３の接続部（２６）とを有しており、切換エレメ
ント（２０）の制御入口が第１の接続部（２１）に接続
されている請求項２記載の噴射装置。
【請求項４】電磁弁装置（２７）が、入口側でそれぞ
れ燃料噴射ポンプ（２３）の吐出出口、特に構成ユニッ
ト（ノズルモジュール３０）の第３の接続部（２６）に
接続されてばね戻り位置をもつ２つの２／２・方向制御
電磁弁（４１，４２）を有しており、第１の２／２・方
向制御電磁弁（４１）が出口側で放圧導管（４０）に接
続されており、第２の２／２・方向制御電磁弁（４２）
が出口側で仕切ピストン（３５）に接続されている請求
項２又は３記載の噴射装置。
【請求項５】電磁弁装置（２７）が、ばね戻り位置を
もつ２つの２／２・方向制御電磁弁（４１，４２）を有
しており、第１の２／２・方向制御電磁弁（４１）が入
口側で燃料噴射ポンプ（２３）の吐出出口、有利には構
成ユニット（ノズルモジュール３０）の第３の出口（２
６）に接続され、かつ出口側で放圧導管（４０）に接続
されており、第２の２／２・方向制御電磁弁（４２）が
入口側で仕切ピストン（３５）に接続され、かつ出口側
で放圧導管（４０）に接続されており、第１及び第２の
２／２・方向制御電磁弁（４１，４２）の入口間に第２
の２／２・方向制御電磁弁（４２）へ向いた流過方向を
有する逆止弁（４３）が配置されており、逆止弁の流過
横断面が第２の２／２・方向制御電磁弁（４２）よりも
大きくなっている請求項２又は３記載の噴射装置。
【請求項６】電子的な制御ユニットを設けてあり、制
御ユニットは燃料噴射の時間にわたって両方の２／２・
方向制御電磁弁（４１，４２）を閉じるようになってお
り、燃料噴射の終了で以て第２の２／２・方向制御電磁
弁（４２）が開き、ばね蓄圧器（３７）内の蓄圧ピスト
ンの所定の移動距離にわたる移動を検出する距離発信器
（３９）の第１の検出信号に基づき第２の２／２・方向
制御電磁弁（４２）が再び閉じ、かつ第１の２／２・方
向制御電磁弁（４１）が開き、かつばね蓄圧器（３７）
内の蓄圧ピストンの基準位置への戻りを検出する距離発
信器（３９）の第２の検出信号に基づき第２の２／２・
方向制御電磁弁（４２）が再び開くようになっている請
求項４又は５記載の噴射装置。
【請求項７】圧力発生器（３３）が、戻しばね（５
１）に抗して移動可能な段付きピストン（５２）をもつ
圧力トランスレータ（４５）を有しており、段付きピス
トンが直径の大きいピストン部分（５２１）で以て、電
磁弁装置（２７）に接続された制御室（５３）を制限
し、かつ直径の小さいピストン部分（５２２）で以て、
添加液のための前供給ポンプ（３１）に接続された押し
のけ室（５４）を制限しており、添加液のための調量装
置（２５）が分配装置（４６）を有しており、分配装置
が周囲に均一に分配された半径方向の複数の流出孔（４
８）をもつ分配シリンダ（４７）及び分配シリンダ内で
燃料噴射ポンプ（２３）によって回転駆動可能な分配軸
（４９）を備えており、分配軸が圧力トランスレータ
（４５）の押しのけ室（５４）に接続されていて分配軸
（４９）の回転に際して順次に各流出孔（４８）に接続
される分配孔（５０）を有しており、噴射ノズル（１
０）のための調量導管（３４）が分配装置（４６）の流
出孔（４８）に接続されている請求項１記載の噴射装
置。
【請求項８】押しのけ室（５４）が入口弁（５５）及
び出口弁（５６）を備えている請求項７記載の噴射装
置。
【請求項９】電磁弁装置（２７）が、ばね戻し手段を
もつ少なくとも１つの第１の２／２・方向制御電磁弁
（４１）を有し、かつばね戻し手段をもつ１つの第２の
２／２・方向制御電磁弁（４２）を有しており、両方の
２／２・方向制御電磁弁（４１，４２）が直列に接続さ
れており、第１の２／２・方向制御電磁弁（４１）が入
口側で燃料噴射ポンプ（２３）の吐出出口に接続されて
おり、第２の２／２・方向制御電磁弁（４２）が出口側
で放圧導管（４０）に接続されている請求項７又は８記
載の噴射装置。
【請求項１０】燃料噴射ポンプ（２３）が、行程運動
に際して回転する分配ピストンをもつ分配噴射ポンプで
あり、調量装置（２５）の分配装置（４６）の分配軸
（４９）が分配ピストンによって同期的に駆動され、若
しくは分配ピストン内に組み込まれている請求項９記載
の噴射装置。
【請求項１１】燃料噴射ポンプ（２３）が直列型噴射
ポンプであって、吐出出口毎に行程運動のためのカム軸
によって駆動可能なポンプピストンを有しており、調量
装置（２５）の分配装置（４６）の分配軸（４９）がカ
ム軸によって駆動されるようになっており、電磁弁装置
（２７）が、ばね戻し位置をもつ第１の２／２・方向制
御電磁弁（４１）の数に相応する数の吐出出口を有して
おり、第１の２／２・方向制御電磁弁（４１）と第２の
２／２・方向制御電磁弁（４２）との接続が、それぞれ
第２の２／２・方向制御電磁弁（４２）に向いた流過方
向をもつ逆止弁（５９）を介して行われいる請求項７か
ら１１のいずれか１項記載の噴射装置。
【請求項１２】電子的な制御ユニットを設けてあり、
制御ユニットが燃料噴射の時間にわたって第１の２／２
・方向制御電磁弁（４１）を閉じるようになっており、
燃料噴射の終了で以て第１の２／２・方向制御電磁弁
（４１）が開き、かつ所定の時間の後に第２の２／２・
方向制御電磁弁（４２）が閉じ、かつ燃料噴射ポンプ
（２３）のポンプピストン若しくは分配ピストンの上死
点の通過の後に第２の２／２・方向制御電磁弁（４２）
が再び開くようになっている請求項７から１１のいずれ
か１項記載の噴射装置。
【請求項１３】段付きピストン（５２）が二部構造に
構成されており、直径の大きいピストン（５２１）に戻
しばね（５１）が係合しており、直径の小さいピストン
（５２２）に圧着ばね（６５）が係合しており、両方の
ピストン（５２１，５２２）が互いに向き合った端面で
戻しばね（５１）及び圧着ばね（６５）の作用下で、戻
しばねと圧着ばねとの間に移動可能に配置された押し棒
（６４）に支えられている請求項７から１２のいずれか
１項記載の噴射装置。