JPS6361768A

JPS6361768A - 前噴射装置

Info

Publication number: JPS6361768A
Application number: JP62216575A
Authority: JP
Inventors: ヴアルター・エークラー; ネストール・ロドリグウエツ−アマヤ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1988-03-17
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: GB2194600B; GB8720322D0; FR2603345B1; DE3629751A1; FR2603345A1; US4745898A; GB2194600A; JP2663970B2; DE3629751C2

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】産業上の利用分野本発明は、内燃機関のための前噴射装置であって、高圧
側から生せしめられた燃料圧の作用を受けて、前噴射量
を規定するスライド運動を行ない、次いでノズルに通じ
る噴射導管を開放制御することによって主噴射を開始さ
せる前噴射スライダを備えている形式のものに関する。

従来の技術エンジン、特にディーゼル燃焼式エンジンのための公知
装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第２５０９０６８
号明細書）では、段階的な噴射のために、つまり前噴射
と主噴射との間の明確な時間的間隔又は中間的な弁閉鎖
のない段階的な噴射のだめに、燃料噴射弁に前噴射ピス
トンが配属されており、この前噴射ピストンの前に、同
軸的に主噴射ピストンが、前噴射ピストンに直接機械的
に接触して配置されている。

噴射ポンプによって形成される燃料高圧は主噴射ピスト
ンを負荷し、この主噴射ピストンを、前噴射ピストンに
対抗作用するばね圧に抗してスライドさせる。さらに前
記燃料高圧は、相応の前噴射量を放出するように前噴射
ピストンに作用し、所定の前噴射行程を越えると、噴射
導管に通じる接続部を直接開放制御する。つまり、公知
の装置においては、主噴射ピストンと前噴射ピストンと
が段付けして構成されていて、これによって圧力変化が
生じ得るようになっているが、これは、このような圧力
変化が、主噴射ピストンに対抗作用する、主噴射ピスト
ンの吐出側の圧力室内に存在する燃料量が（絞られた）
横方向通路を介して圧力蓄え器に供給されることによっ
て補償されるので、圧力変化を避けながら、噴射圧力は
噴射（前噴射）の始めの段階で主噴射段階とまったく同
じであって、単に、始めの段階で少量の燃料が噴射され
るだけである。段階的噴射を伴々う、このよう々公知の
燃料噴射弁においては、噴射の種種異なる段階間で噴射
中断を生ぜしめるか又は前噴射をまったくしゃ断する、
つまり２つの段階間の移行が圧力変化なしに直接性なわ
れる可能性は得られない。

一般に公知であるように（ドイツ連邦共和国特許第１５
７．！Ｓ４８号明細書及び同第１２８４６８７号又はオ
ーストリア国特許第２８９４６９号明細書）、前噴射及
び主噴射のための燃料噴射弁に、ノズルニードルに対し
て一般に平行に配置された前噴射ピストンが配属されて
いて、ます、前噴射ピストンの運動によって前噴射が行
なわれ、次いで、高圧側が燃料で負荷され、そのつと燃
料によって負荷される面と、種種異なる調節部材又は弁
に作用するばね力との間に所定の釣り合い状態が得られ
た時に、場合によっては噴射中断を伴なう主噴射が行な
われるようになっている。この公知の燃料噴射弁におい
ては、前噴射範囲における圧力変化はまったくないか又
はほんの少しの圧力変化しか生じないので、高圧側の燃
料接続部を開放制御することによって、いずれにしても
、噴射導管が高圧側に接続されることによる前噴射範囲
で後ろに向けられた圧力負荷は得られない。

この圧力負荷が、本発明において作用を決定づける重要
なものである。運転停止によってその特性が老化に基づ
いて変化するはね作用及び圧力の釣り合いによって、得
ようとする押し出し容積の不正確さを招くことにもなる
。この押し出し容積は、前噴射と主噴射との間の噴射中
断にとって１要である。さらに、前噴射及び主噴射を行
なうすべての公知の燃料噴射弁においては、電気的々制
御作用によって外部から前噴射を選択的にしゃ断するこ
とも不可能である。

また、前噴射をしゃ断する可能性なしに、ディーゼル機
関において規定された前噴射及び主噴射を可能にするた
めに面圧噴射ポンプの供給圧によって負荷された差動ピ
ストンを形成することも公知である（ドイツ連邦共和国
特許出願公開第６４２５４６０号明細書参照）。この差
動ピストンは、蓄圧ピストンとしての特性によって、前
噴射の終了後に、噴射を行なわない噴射中断を形成する
行程運動を行なう。

発明の課題そこで本発明の課題は、電気制御によって前噴射を選択
的にしゃ断することのできる、ディーゼル機関における
前噴射量を生ぜしめるだめの装置で、構造が特に簡単で
あって、しかも、前噴射量を正確に調量することができ
かつ噴射中断を正確に規定することができるようなもの
を提供することである。

課題を解決するだめの手段前記課題を解決した本発明によれは、噴射導管に通じる
高圧側の接続部のシール状態において、第１の部分行程
としての、前噴射スライダの前噴射行程（ｈｖ）時に、
前噴射スライダにおける圧力段（座横断面Ａ２＜座横断
面Ａ１）による圧力変化形成に基づいて前噴射量が噴射
導管に供給され、前噴射圧力室が高圧側に通じるノズル
圧力の低下によって開放制御され、このノズル圧力は前
記前噴射スライダの最終行程が得られる壕で負荷軽減（
噴射中断）され、主噴射が行なわれるようになっており
、さらに、前噴射をしゃ断制御するために電磁弁が設け
られていて、この電磁弁が、少なくとも間接的に前記前
噴射圧力室に接続されている。

作用及び効果本発明の構成によれば、圧力変化に伴なう非常に高い圧
力によって前噴射を行なった後で（これによって前噴射
は供給開始の始めの時点に近い時点で行なわれる）、前
噴射圧力室を高圧側の噴射範囲（ポンプから来る噴射導
管）に接続する接続部を開放制御することによって、噴
射ノズルに通じる噴射導管が明確に負荷軽減される。こ
の負荷軽減は、前噴射スライダが開放制御後にその下降
運動を続けて、所定の押しのけ容積を提供することによ
って得られ、これによって前噴射スライダがそのストッ
パまで達してから主噴射のための圧力が形成されるまで
、噴射中断の正確な規定及び位置決めも得られる。

有利には、前噴射スライダによって形成された圧力段に
よって前噴射量の正確な調量が得られ、この時に、前噴
射スライダにおける圧力変化が、正確に調量された前噴
射量を大きい行程にわたって保証する。この際、噴射中
断を行なうだめの前噴射スライダの残りの行程が重要で
あって、この残りの行程が、前噴射スライダの端面に関
連して押しのけ容積を規定する。

電気信号発信装置及び電気信号制御装置によって行なわ
れる、選択的に開放可能な、前噴射のしゃ断は、前噴射
圧力室を電磁弁によって、低圧供給ポンプに対して負荷
軽減するか又は、バイパスを通じて、高圧ポンプに接続
された噴射導管に対して負荷軽減することによって得ら
れる。このよう々（中央の）電磁弁によって前噴射をし
ゃ断することによって、高い負荷及び回転数時に生じる
噴射時間延長は、完全に妨けられ、しかも噴射量のばら
つきは少々く、前噴射量の正確な調量可能性が得られる
。この場合、各噴射行程又は吸込み行程毎に電磁弁を特
別に制御する必要はな（、前噴射を行なうか行なわない
かの判断は、所定の特性フィールド範囲にある時に例え
ばディーゼル機関の負荷及び回転数によって行々われ、
相応に生じる移行過程においてそのつとチェックされる
。

前噴射圧力室と噴射導管との間のバイパスを開放するこ
とによって前噴射がしゃ断されると、燃料量のしゃ断制
御をそのつど行なう必要がないので燃料量調整に関して
有利である。

実施例次に図面に示しだ実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

本発明の基本的な考え方は、ディーゼル機関において、
主噴射に対して所定の時間間隔を保って明確に区切られ
た前噴射が実現されるように、前噴射装置を構成するこ
とにある。これは次のようにして打力われる。つまり、
負荷軽減及び前噴射スライダが、ノズルに通じる噴射導
管に対する分路内に配置されていて、この前噴射スライ
タゞは、燃料供給開始後の前噴射のために、この前噴射
を生ぜしめる圧力変化が得られ次いで前噴射スライダの
開放制御後に、後方の噴射導管内に負荷軽減されるよう
に駆動される。

さらに、電気制御される電磁弁が設けられており、この
電磁弁は、前噴射のためのしゃ断制御として前噴射圧力
室を低圧供給ポンプに接続するか又はバイパス内で噴射
導管に接続するようになっている。

第１図及び第２図の２つの実施例においては次の点が共
通である。つまり、これら第１図及び第２図の実施例に
おいては、組み合わされた負荷軽減及び前噴射スライダ
の負荷によって、始めの低い圧力から圧力が著しく変化
することによって前噴射量が高圧側から導出され、従っ
て、前噴射スライダの運動によって生ぜしめられる押し
のけ容積全相応に測定することによって、主噴射に対し
て時間的にあらかじめ規定されたラスター（噴射中断）
内で所定の正確な前噴射量が生ぜしめられる。この時に
、そのつどの前噴射量は、高圧部分の作用によって全体
で１行程毎に生ぜしめられる噴射量の１部ではなく、分
路内で低圧側から来る燃料から導かれるものである。

第１図及び第２図の２つの引用例においては主要外部分
は同じであって、しかも同一の作用を有しているので、
同じ符号がつけられている。

前噴射装置１０は、前噴射スライダ１２のための段付け
された滑動ガイドを形成する内孔１３を備えた、例えば
円筒形のケーシング１１を有している。

このケーシング１１は、高圧ポンプＰ又は噴射導管に接
続された接続部１４と、前噴射のしゃ断時に作用する、
低圧供給ポンプＦＰに通じる接続部１５と、同様に低圧
供給ポンプに接続された負荷軽減接続部１６と、さらに
ノズルばね室Ｆに通じる接続部１７と、ノズルＤに通じ
る、噴射導管の圧力接続部１８とを有している。

（一体的な）負荷軽減及び前噴射スライダ１２は直径が
段付けされている。従ってこの負荷軽減及び前噴射スラ
イタ＋１２は、両側が円すい形に先細りする、弁シール
面を形成する厚味部１９の上側及び下側でやや異なる直
径を有している。前噴射スライダ１２の所属部分と協働
する、噴射導管に向けられた、ケーシング孔１３の部分
は直径が大きくなっているので、ケーシング１１の上部
の孔部分と拡張された前噴射圧力室２０との間の移行部
に、前噴射圧力室２０からケーシング孔１３の下部の孔
部分への移行部の環状面によって形成された第２の座横
られる。従って、そのつど規定された［％−ｍ＋の差に
応じて得られる圧力変化は式ＡＩ＞Ａ２に基づいている
。この圧力変化によって前噴射が形成され、次いでさら
に下方に達する。

接続部１５に通じる接続通路２１を前噴射スライダ１２
のどの位置でも開放維持するために、前噴射スライダ１
２の直径は接続通路２１の上下位置で細く形成されてい
て、さらに下部では、内孔１３内で確実々滑りスライド
を可能にするように直径が拡大されている。

前噴射スライダ１２に設けられた袋孔２２は下部範囲で
、この前噴射スライダ１２の上方位置（第１図に示した
位置）に戻し案内するプレロードばね２３を有していて
、ばね室２４の１部を形成している。ばね室２４は、負
荷軽減通路２５を通じてノズルばね室（詳しく図示せず
）に接続された、箇所２６で細くなったケーシング孔に
よって補表われている。

ばね室２４は、接続部１６を通じてさらに低圧供給ポン
プＦＰに接続されている。また、充てんスリット２７が
設けられており、この充てんスリット２７は、図平面で
上方に戻し案内された、前噴射スライダ１２の静止位置
においてのみ、この前噴射スライダ１２のすぐ手前で低
圧範囲又はばね室２４を、ケーシング１１を貫通しノズ
ル（詳しく図示せず）に通じる噴射導管２８に接続する
ようになっている。噴射導管２８はさらに上方で前噴射
圧力室２０に開口しＡ２に関連した円すい形に延びるス
トッパ若しくはシール面２９　ａ　＋　　２９　ｂを形
成している。

前噴射スライダ１２の上部は、上部のケーシング孔内に
所定の間隔ｈｖだげ入り込んでいて、内孔１３内におけ
る前噴射スライダの申し分のないガイドを維持するため
に、多数の翼を備えた部分範囲３０に移行している。こ
の部分範囲３０は適当な形式で縦通路を備えている。各
噴射時において前噴射スライダ１２によって行なわれた
全行程はＨｇｅｓで示されている。

供給ポンプの低圧側に接続された電磁弁３２が逆止弁３
１を通じて、及び、場合によっては絞り２１ａｋ通じて
接続通路２１に接続されている。この電磁弁３２は、電
気制御によって開閉せしめられるので、前噴射は、ディ
ーゼル機関によって始動される、特性フィールドの運転
時点に応じてしゃ断されるか又は行なわれる。

次にこの前噴射装置の作用について述べる。

噴射行程時に、ポンプ又は噴射導管から送られて来る燃
料圧が主としてプレロードはね２３によって規定された
前噴射スライダ１２の開放圧力を越えると、この前噴射
スライダ１２は第１図で下方に移動する。

面Ａ１の比に基づく圧力変化が生じるので、例えば１：
５〜１：１５までの間の比、有利には１：９の比を有す
る圧力段が形成される。より理解しやすくするために数
字的な値を根拠とすれば（本発明はこれに限定されるも
のではないが）、例えば圧力変化１：９で前噴射スライ
タゝ１２の開放圧力３０パール（１バール中１．０２Ｋ
ｇｆ／ｃＩｎ２）において、前噴射圧力室２０内及びこ
の前噴射圧力室２０に接続された噴射導管２８内に、ノ
ズルに所望の前噴射を生ぜしめるために十分な約２５０
バール〜６００パールの圧力が形成される。

前噴射スライダ１２がさらに下降運動してその上部の制
御縁１２ａが前噴射圧力室２０を噴射導管又はポンプ（
後退方向に向かって）に対して圧力室２０を開放（前噴
射行程ｈＶの終了）すると直ちに、ノズル圧力は再び前
噴射スライダ１２の開放圧力（この実施例では６０パー
ルと仮定する）に低下する。言い換えれば、前噴射スラ
イダ１２は、その最終行程Ｈｇｅｓが得られるまで、ス
トッパに達する下降運動によって高圧範囲を負荷軽減し
、前噴射を終了させ、幾何学的形状によってあらかじめ
与えられる噴射中断を生ぜしめる。次いで主噴射のため
の圧力が形成される。本発明のこの部分範囲の基本的考
え方は、前噴射スライダによって形成された圧力段が前
噴射行程ｈＶを得た後で後方の高圧範囲に向かって負荷
軽減され、さらに行なわれる下降運動によって得られる
規定された押しのけ容積によって、下側の円すい形のシ
ール面２９ｂが部槽断面Ａ２にぶつかって主噴射のため
の圧力が形成されるまで、明確な噴射中断が導かれる。

以上の関係から、負荷軽減及びそれに続く吸込み行程に
よる供給終了後に、前噴射スライダ１２はそのプレロ−
ドばねによって、第１図に示した出発位置に戻し案内さ
れ、この時に、上側の制御縁が前噴射行程ｈｖを形成す
る孔の重なり部に侵入する瞬間から、前噴射圧力室２０
内に中空室が生じることが分る。

この位置でこの中空室には前噴射スライダ１２の後ろ側
に設けられた充てんスリット２７を通じてばね室２４か
ら燃料が再び充てんされるので、前噴射圧力室２０内に
、次の噴射行程のために、部槽断面比Ａ　２＜Ａ　Ｉに
基づく押しのけ作用によって得られる前噴射量が提供さ
れる。

そのつと所望の、例えば特性フィールドに応じた前噴射
のオン・オフは、１つの（多数のシリンダがある場合は
中央の）電磁弁３２によって制御される。前噴射圧力室
２０が閉じている時に圧力段が作用するので、電磁弁の
閉鎖位置において噴射が行なわれ、これに対して電磁弁
の開放位置において、吸込み行程時に前噴射圧力室２０
内に充てんスリット２７を通って供給された燃料はまず
、部槽断面Ａ２が閉じるまで接続通路２１、逆止弁３１
及び電磁弁３２を介してしゃ断制御され、次いでまとま
った（主）噴射が行なわれる。

この位置で、第１図と第２図の２つの実施例間の違いが
認められる。つまり第２図の実施例では、前噴射量のし
ゃ断制御を行なうだめの、接続通路２１、逆止弁３１及
び電磁弁３２を介して低圧・供給ポンプ範囲へ通じる接
続部を省いて、電磁弁３２′（負荷に応じて）を介して
切換えられた、高圧範囲から付加的な接続通路２１′を
通って前噴射圧力室２０に通じるバイパスが設けられて
いることによる前噴射のスイッチオン（しゃ断）の可能
性が、第１図の実施例のものとは異なっている。このよ
うな接続は、ノズルに通じる噴射導管２８が、前噴射装
置のケーシング１１′及び前噴射室２０を完全に通過案
内されていて、これによって、前噴射スライダ１２がそ
の作用しゃ断位置で圧力変化を避は圧力形成を可能にす
るように構成することもできる。

従って、前噴射のための前記のようなしゃ断制御の変化
実施例によれば、噴射量制御に関連して有利である。何
故ならば、第１図の実施例とは異なり、前噴射のしゃ断
時に燃料はまったくしゃ断制御されないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低圧供給ポンプ範囲で電磁弁を介して前噴射
圧力室を負荷軽減する形式の本発明の第１実施例による
前噴射装置の概略的な部分断面図、第２図は、前噴射圧
力室と高圧ポンプ若しくは噴射導管との間の、電磁弁に
よって制御されるバイパスを備えた形式の第２実施例に
よる前噴射装置の概略的な部分断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１．内燃機関のための前噴射装置であつて、高圧側から
生ぜしめられた燃料圧の作用を受けて、前噴射量を規定
するスライド運動を行ない、次いでノズルに通じる噴射
導管を開放制御することによつて主噴射を開始させる前
噴射スライダを備えている形式のものにおいて、噴射導
管（２８）に通じる高圧側の接続部のシール状態におい
て、第１の部分行程としての、前噴射スライダ（１２）
の前噴射行程（ｈ＿ｖ）時に、前噴射スライダ（１２）
における圧力段（Ａ２＜Ａ１）による圧力変化形成に基
づいて前噴射量が噴射導管（２８）に供給され、前噴射
圧力室（２０）が高圧側に通じるノズル圧力の低下によ
つて開放制御され、このノズル圧力は前記前噴射スライ
ダ（１２）の最終行程が得られるまで負荷軽減（噴射中
断）され、主噴射が行なわれるようになつており、さら
に、前噴射をしや断制御するために電磁弁（３２，３２
’）が設けられていて、この電磁弁（３２，３２’）が
、少なくとも間接的に前記前噴射圧力室（２０）に接続
されていることを特徴とする、前噴射装置。
２．前噴射をしや断制御するために、前噴射圧力室（２
０）が、逆止弁（３１）に並列接続された電磁弁（３２
）を介して低圧・供給ポンプに接続されている、特許請
求の範囲第１項記載の前噴射装置。
３．前噴射をしや断制御するために、前噴射圧力室（２
０）が、電磁弁（３２’）を有するバイパス（２１’）
を介して高圧側に接続されている、特許請求の範囲第１
項記載の前噴射装置。
４．前噴射スライダ（１２）が、高圧側とノズルとの間
に配置された部分ケーシング（１１）の段付けされた孔
（１３）内で滑動可能に支持されており、部分ケーシン
グに設けられた、段付けされた孔に通じる環状切欠きが
、両側に設けられた異なる座横断面（Ａ２，Ａ１）によ
つて、前噴射のための、圧力変化を生ぜしめる圧力室（
２０）を形成し、該圧力室（２０）が噴射導管（２８）
に接続されている、特許請求の範囲第１項から第３項ま
でのいずれか１項記載の前噴射装置。
５．前噴射圧力室（２０）から、ケーシング（１１）の
段付けされた孔（１３）への移行部に形成された２つの
座横断面（Ａ１，Ａ２）に、前噴射スライダ（１２）に
設けられた、それぞれ先細りするストツパ若しくはシー
ル面（２９ａ，２９ｂ）が配属されている、特許請求の
範囲第４項記載の前噴射装置。
６．前記２つの座横断面（Ａ２，Ａ１）の比は、前噴射
スライダ（１２）の前噴射行程（ｈ＿ｖ）が大きい時に
、形成された圧力段による大きい圧力変化比（１：５〜
１：１５）を有する正確に調量された前噴射量が得られ
るように設計されている、特許請求の範囲第５項記載の
前噴射装置。
７．前噴射スライダ（１２）が、前噴射行程の間隔にわ
たつて、高圧側から噴射導管（２８）に通じる流入部を
閉鎖するようになつており、前噴射圧力室（２０）が、
ノズルに通じる前記噴射導管（２８）に接続されており
、前噴射スライダ（１２）の反対側端部に、前噴射スラ
イダ（１２）の全行程（Ｈ＿ｇ＿ｅ＿ｓ）をこの前噴射
スライダの下側の円すい環状面（２９ｂ）が下側の座横
断面（Ａ２）にぶつかるまで可能にするばね室（２４）
が配置されており、このばね室（２４）がノズル側のば
ね室に通じる負荷軽減孔（２５）に接続されている、特
許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載
の前噴射装置。
８．前噴射スライダ（１２）がその上端部で、ケーシン
グ（１１）の拡げられた部分孔内で滑動ガイドさせるた
めの、翼状の部分範囲（３０）を有している、特許請求
の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の前噴
射装置。