JP2003515045A - 内燃機関のための燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射弁（１６）は噴射弁部材（２４）を有している。この噴射弁部材（２４）によって、少なくとも１つの噴射開口（２６）が制御される。噴射弁部材（２４）の運動には制御弁（１８）によって影響が与えられる。この制御弁（１８）は制御弁部材（６２）を有している。この制御弁部材（６２）によって、制御圧室（４８）内の圧力が制御される。制御弁部材（６２）は、ピエゾアクチュエータ（８０）により形成された調整力によって運動可能であり、しかも、制御圧室（４８）と負荷軽減室（１２）との接続を制御する。制御弁（１８）は、制御弁部材（６２）の運動方向で互いに間隔を置いて配置された２つの弁座（６０，７４）を有している。両弁座（６０，７４）は、制御弁部材（６２）に配置されたそれぞれ１つのシール面（６６，６９）と協働するので、制御弁部材（６２）は２つの閉鎖位置を有している。両閉鎖位置では、制御圧室（４８）は負荷軽減室（１２）から分離されている。制御弁部材（６２）が両閉鎖位置の一方に位置していない場合には、制御圧室（４８）が負荷軽減室（１２）に接続されている。制御弁部材（６２）が両閉鎖位置の間で運動することによって、燃料噴射弁（１６）の短時間の開放が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関のための燃料噴
射弁から出発する。

【０００２】 このような燃料噴射弁は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８１３９８３
号明細書に基づき公知である。この燃料噴射弁は蓄圧式燃料噴射システムの構成
部分であり、噴射弁部材を有している。この噴射弁部材によって少なくとも１つ
の噴射開口が制御される。噴射弁部材は、圧力室を仕切る受圧肩部を有している
。この受圧肩部には、圧力下にある燃料が燃料高圧源から圧力管路を介して供給
可能である。この燃料によって噴射弁部材は、少なくとも１つの噴射開口を開放
するために閉鎖力に抗して弁座から持上げ可能となる。噴射弁部材の運動には制
御弁によって影響が与えられる。この制御弁は、ピエゾアクチュエータにより形
成された調整力によって運動可能な制御弁部材を有している。この制御弁部材は
、圧力源に接続された制御圧室内を支配している圧力を制御する。この圧力は噴
射弁部材をその閉鎖位置に負荷する。制御弁部材によって、制御圧室は負荷軽減
室に接続可能となる。これによって、制御圧室内の圧力が低下し、噴射弁部材は
開放方向に運動することができる。制御弁部材は、この制御弁部材に配置された
シール面で弁座と協働する。たとえばパイロット噴射を獲得するために必要とな
るような燃料噴射弁の迅速な開閉のために、高い調整力が制御弁部材のために必
要となる。この調整力は、制御弁部材を弁座から持上げかつ運動方向反転後に再
び弁座に戻すために、ピエゾアクチュエータによって形成されなければならない
。さらに、ピエゾアクチュエータによって形成された調整力による噴射弁部材の
運動は、制御圧室内を支配している圧力に抗して行われなければならないので、
大きな力消費がこの運動のために必要となる。この理由に基づき、大きな寸法を
備えたピエゾアクチュエータが必要となる。

【０００３】 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は従来のもの
に比べて、一方の弁座から他方の弁座へ運動方向反転なしに１回で運動する制御
弁部材によって、燃料噴射弁の極めて迅速な開閉を達成することができるという
利点を有している。さらに、このためには、ピエゾアクチュエータによって形成
したい僅かな調整力しか必要とならないので、このピエゾアクチュエータは小さ
な寸法で形成することができる。

【０００４】 従属請求項には、本発明による燃料噴射弁の有利な構成および改良形が記載さ
れている。請求項２記載の構成によって、制御弁部材に制御圧室内の圧力による
力は得られない。これによって、制御弁部材の運動のためには、ピエゾアクチュ
エータによって形成したい僅かな調整力しか必要とならず、ピエゾアクチュエー
タは小さな寸法で形成することができる。請求項３記載の構成によって、制御弁
のコンパクトな構造が可能となる。

【０００５】 実施例の説明 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【０００６】 図１に概略的に示した蓄圧式燃料噴射システムは高圧ポンプ１０を有している
。この高圧ポンプ１０によって燃料はリザーブタンク１２から高圧下で蓄圧器も
しくはアキュムレータ１４内に圧送される。このアキュムレータ１４は、いわゆ
る「レール」として形成されている。このレールからは管路が、内燃機関に配置
されている燃料噴射弁１６に向かって導出している。各燃料噴射弁１６は制御弁
１８を有している。この制御弁１８によって燃料噴射弁１６の開閉が制御される
。さらに、蓄圧式燃料噴射システムは制御装置２０を有している。この制御装置
２０には、内燃機関の種々異なる運転パラメータに関する信号が供給される。こ
れらの信号に関連して、制御装置２０によって、燃料噴射弁１６の制御弁１８が
、燃料噴射弁を開閉するために制御される。

【０００７】 図２には、所属の制御弁１８を備えた燃料噴射弁１６の第１実施例が示してあ
る。この燃料噴射弁１６は弁体２２を有している。この弁体２２内には、噴射弁
部材２４が軸方向で移動可能に案内されている。弁体２２は、内燃機関の燃焼室
に面した端部領域に少なくとも１つの、有利には複数の噴射開口２６を有してい
る。噴射弁部材２４は、燃焼室に面した端部領域に、たとえばほぼ円錐形のシー
ル面２８を有している。このシール面２８は、弁体２２内に形成された弁座３０
と協働する。この弁座３０からは噴射開口２６が導出している。弁体２２内には
、噴射弁部材２４を取り囲む環状室３２が形成されている。この環状室３２は圧
力室３４に接続されている。また、この圧力室３４はアキュムレータ１４に接続
されているので、圧力室３４内を、高圧ポンプ１０によって形成された圧力が支
配している。噴射弁部材２４は、圧力室３４内に配置された受圧肩部３６を有し
ている。この受圧肩部３６にわたって、圧力室３４内を支配している圧力が、噴
射弁部材２４の開放方向３８で作用する力を噴射弁部材２４に加える。噴射弁部
材２４には、予荷重もしくはプレロードをかけられた閉鎖ばね４０が作用してい
る。この閉鎖ばね４０によって、噴射弁部材２４は、圧力室３４内を支配してい
る圧力によって噴射弁部材２４に開放方向３８で作用する力に抗して閉鎖方向で
負荷されている。圧力室３４内を支配している圧力によって、噴射弁部材２４は
、閉鎖ばね４０の力に抗して開放方向３８で運動可能であり、この場合、噴射開
口２６を開放する。この噴射開口２６を通って燃料は内燃機関の燃焼室内に噴射
される。噴射を終了させるために、噴射弁部材２４のシール面２８が閉鎖方向で
、弁体２２に設けられた弁座３０に押し付けられ、これによって、噴射開口２６
が閉鎖される。

【０００８】 噴射弁部材２４の、燃焼室とは反対の側の端部の領域には、制御弁１８の一部
である閉鎖ピストン４２が配置されている。この閉鎖ピストン４２は、噴射弁部
材２４と一体に形成されていてもよいし、別個の部分として形成されていてもよ
い。閉鎖ピストン４２は、噴射弁部材２４に対して少なくともほぼ同軸的に配置
されていて、制御弁１８のケーシング部分４６に設けられた孔４４内に軸方向で
移動可能に案内されている。

【０００９】 閉鎖ピストン４２は孔４４内で制御圧室４８を仕切っている。この制御圧室４
８は、絞り５０が配置されている通路４９を介してアキュムレータ１４に接続さ
れている。孔４４は、閉鎖ピストン４２とは反対の側で段付けされて形成されて
いて、減径された直径を備えた区分４４ａと、この区分４４ａに続いて再び拡径
された直径を備えた区分４４ｂとを有している。制御圧室４８とは反対の側から
孔４４の区分４４ａ，４４ｂ内に管片５２が挿入されている。この管片５２は、
主として、孔４４の区分４４ａよりもやや小さな直径を有していて、管片５２の
端部領域で区分４４ａ内に配置されている。管片５２は、閉鎖ピストン４２に対
して少なくともほぼ同軸的に配置されている。管片５２は環状つば５３を有して
いる。この環状つば５３の直径は孔４４の区分４４ｂの直径よりもやや小さく寸
法設定されており、この区分４４ｂ内に環状つば５３が配置されている。管片５
２はその環状つば５３で、孔４４の区分４４ａ，４４ｂの間の移行部に形成され
た環状肩部に接触していて、これによって、管片５２の長手方向軸線の方向で制
御圧室４８に向かって位置固定されている。ケーシング部分４６には中間板５４
が続いている。この中間板５４は孔５５を有している。この孔５５の直径は、管
片５２の直径よりは大きいものの、環状つば５３の直径よりは小さく寸法設定さ
れている。中間板５４はケーシング部分４６と別のケーシング部分５６との間に
緊締されているので、この中間板５４によって、管片５２はその環状つば５３に
わたって管片５２の長手方向軸線の方向で制御圧室４８から離れる方向でも位置
固定されている。

【００１０】 管片５２には流れ通路５８が形成されている。この流れ通路５８は、管片５２
の、制御圧室４８を仕切る端面から出発していて、管片５２の、制御圧室４８と
は反対の側の端部の近くの周壁面に開口している。流れ通路５８は、たとえば管
片５２の端面から出発して、管片５２の長手方向軸線に対してほぼ平行に延びる
区分５８ａと、この区分５８ａに対してほぼ直角方向に延びる、管片５２の周壁
面に開口する区分５８ｂとを有している。流れ通路５８内には、通流を制限する
ために絞り５９を配置することができる。管片５２は、制御圧室４８とは反対の
側の端部領域に、たとえば円錐形の斜め面取り部６０を有している。この斜め面
取り部６０は制御弁１８の第１の弁座として働く。

【００１１】 制御弁１８のケーシング部分５６は孔６１を有している。この孔６１内には管
片５２が制御圧室４８とは反対の側の領域で突入している。孔６１内には制御弁
部材６２が密に移動可能に案内されている。この制御弁部材６２は中空ピストン
として形成されており、この中空ピストン内に管片５２が突入している。制御弁
部材６２は中間板５４に向かって孔６３を有している。この孔６３の直径は、孔
６３を通って延びる管片５２の直径よりも僅かしか大きく寸法設定されていない
。孔６３に続いて制御弁部材６２内には、孔６３に比べて拡幅された圧力室６４
が形成されている。この圧力室６４には管片５２の流れ通路５８が開口している
。制御弁部材６２内では、圧力室６４に、孔６３よりも小さな直径を備えた孔６
５が続いている。この孔６５は、制御弁部材６２の、中間板５４とは反対の側の
端面に開口している。圧力室６４から孔６５への移行部は、たとえば円錐形の斜
め面取り部６６を備えて延びている。制御弁部材６２に設けられた孔６３と圧力
室６４と孔６５とは、互いに少なくともほぼ同軸的に配置されている。斜め面取
り部６６は制御弁部材６２の第１のシール面として働く。この第１のシール面は
、第１の弁座として管片５２に設けられた斜め面取り部６０と協働する。孔６５
は流出通路を形成している。この流出通路によって圧力室６４は制御弁部材６２
の外側に接続されている。

【００１２】 制御弁部材６２は、中間板５４とは反対の側の端部領域に、孔６１内に案内さ
れた制御弁部材６２の領域の直径に比べて減径された付設部６８を有している。
この付設部６８はその端部に向かって、たとえば円錐形の斜め面取り部６９を備
えて先細りになっている。この斜め面取り部６９は第２のシール面を制御弁部材
６２に形成している。減径された付設部６８によって制御弁部材６２には環状肩
部７０が形成されている。孔６１は盲孔として形成されており、孔６１の底部７
１と制御弁部材６２の環状肩部７０との間には、予荷重もしくはプレロードをか
けられた戻しばね７２が配置されている。この戻しばね７２によって制御弁部材
６２は中間板５４に向かって押圧される。孔６１の底部７１は、制御弁部材６２
に対して少なくともほぼ同軸的に配置された凹設部７３を有している。この凹設
部７３の縁部７４は、たとえば円錐形に面取りされて形成されていて、第２の弁
座を形成している。この第２の弁座は、制御弁部材６２に設けられた、第２のシ
ール面を成す斜め面取り部６９と協働する。付設部６８を備えた制御弁部材６２
によって、孔６１内には環状室７５が仕切られる。この環状室７５は通路７６を
介して、たとえばリザーブタンク１２として働くことができる負荷軽減室もしく
は放圧室に接続されている。

【００１３】 制御弁部材６２がその第１のシール面６６で接触する第１の弁座６０の直径と
、制御弁部材６２がその第２のシール面６９で接触する第２の弁座７４の直径と
は、少なくともほぼ同じ大きさに寸法設定されている。

【００１４】 制御弁部材６２によって、孔６１内には中間板５４に向かって作業室７８が仕
切られる。孔６１は環状室７５の領域および／または作業室７８の領域において
、制御弁部材６２が案内されている孔６１の領域に比べてやや拡径されている。
作業室７８は、液圧的な変換手段を介してピエゾアクチュエータ８０に接続され
ている。このピエゾアクチュエータ８０は制御装置２０によって制御され、ピエ
ゾアクチュエータ８０に印加する電圧に関連してその長さを変化させる。ピエゾ
アクチュエータ８０はシリンダ８１内に配置されていて、その長さ変化時に、シ
リンダ８１内に配置された液圧容積を圧縮するかもしくは緩和する。液圧的な変
換は、ピエゾアクチュエータ８０によって影響を与えられた液圧容積が、ピエゾ
アクチュエータ８０に比べて減径されたピストン８２に作用することよって達成
されている。このピストン８２は、ピエゾアクチュエータ８０の長さ変化時に、
ピストン８２の直径に対するピエゾアクチュエータ８０の直径の比の分だけ増大
された行程を実施する。ピストン８２は、ピエゾアクチュエータ８０に対して少
なくともほぼ同軸的に配置されていて、直径において相当するシリンダ８３内に
移動可能に案内されている。ピストン８２によって作業室８４が仕切られる。こ
の作業室８４は、ケーシング部分５６に設けられた、より小さな直径を有する通
路８５を介して作業室７８に接続されている。ピエゾアクチュエータ８０とピス
トン８２とは、制御弁１８のケーシング部分５６の周面に任意に配置することが
できる。また、両部分８０，８２の長手方向軸線は、制御弁１８の長手方向軸線
に対してほぼ垂直に配置されていてもよいし、図２に示したように、制御弁１８
の長手方向軸線に対して任意に傾けられていてもよい。

【００１５】 以下に、燃料噴射弁１６の機能および制御弁１８の機能を詳しく説明する。ピ
エゾアクチュエータ８０が作動させられていない場合には、作業室７８内を小さ
な圧力が支配しており、制御弁部材６２は戻しばね７２によって第１のシール面
６６で、管片５２に設けられた第１の弁座６０に接触して保持される。この場合
、制御弁部材６２は第１の閉鎖位置に位置している。したがって、制御弁部材６
２に設けられた圧力室６４は、リザーブタンク１２によって形成されている負荷
軽減室から分離されており、燃料は制御圧室４８から通路５８と圧力室６４とを
通って流出することができない。この理由に基づき、制御圧室４８内をアキュム
レータ１４内と同じ圧力が支配している。この圧力は閉鎖ピストン４２に作用し
、この閉鎖ピストン４２を介して噴射弁部材２４に作用し、この噴射弁部材２４
をその閉鎖位置で保持している。この閉鎖位置では噴射弁部材２４がそのシール
面２８で弁座３０に接触していて、噴射開口２６を閉鎖しているので、燃料は噴
射されない。

【００１６】 ピエゾアクチュエータ８０が制御装置２０によって制御されると、ピエゾアク
チュエータ８０の長さが増大し、ピストン８２によって液圧容積が作業室８４か
ら通路８５を介して作業室７８内に押し退けられる。この作業室７８内では、制
御弁部材６２に加えられる力が戻しばね７２のプレロードを上回ることができ、
かつ制御弁部材６２が中間板５４から離れる方向に運動させられるまで圧力が上
昇する。この場合、制御弁部材６２の第１のシール面６６が、管片５２に設けら
れた第１の弁座６０から持ち上がるので、制御弁部材６２に設けられた圧力室６
４は孔６５に接続されている。この場合、制御弁部材６２に設けられた第２のシ
ール面６９は、まだ第２の弁座７４に接触しない位置にあるので、制御弁部材６
２の孔６５は環状室７５に接続されていて、この環状室７５を介して、負荷軽減
室として働くリザーブタンク１２に接続されている。制御弁１８のこの開放位置
では、燃料は制御圧室４８から流れ通路５８と、圧力室６４と、流出通路として
働く孔６５とを通って負荷軽減室内に流出することができる。これによって、制
御圧室４８内の圧力が低下する。この場合、噴射弁部材２４は、アキュムレータ
１４の、噴射弁部材２４受圧肩部３６に作用する圧力によって、閉鎖ばね４０の
力と、制御圧室４８内を支配している低下させられた圧力によって形成された力
とに抗して開放方向３８で運動することができ、噴射開口２６を開放するので、
燃料が噴射される。

【００１７】 ピエゾアクチュエータ８０によって形成された、作業室７８内の圧力がさらに
上昇させられると、制御弁部材６２の第２のシール面６９が、孔６１の底部７１
に設けられた第２の弁座７４に接触するまでさらに移動させられる。この場合、
制御弁部材６２は第２の閉鎖位置に位置している。この場合、制御弁部材６２に
設けられた孔６５は環状室７５から分離されているので、燃料は制御弁部材６２
から孔６５を通って流出することができず、制御圧室４８内をアキュムレータ１
４の高い圧力が支配している。この圧力によって閉鎖ピストン４２を介して噴射
弁部材２４がその閉鎖位置に運動させられ、この閉鎖位置で保持される。

【００１８】 ピエゾアクチュエータ８０を制御装置２０によって適宜に制御することにより
、制御弁１８がその開放位置で保持されるように作業室７８内の圧力を調整する
ことができる。この開放位置では、制御弁部材６２の第１のシール面６６は、管
片５２に設けられた第１の弁座６０に接触していないし、制御弁部材６２の第２
のシール面６９も、孔６１の底部７１に設けられた第２の弁座７４に接触してお
らず、したがって、燃料噴射弁１６は開放されたままである。また、ピエゾアク
チュエータ８０を適宜に作動させることによって、制御弁部材６２が運動中断な
しに第１の閉鎖位置から第２の閉鎖位置に運動させられるかまたは逆に第２の閉
鎖位置から第１の閉鎖位置に運動させられることも提案することができる。この
場合、制御弁部材６２の運動時には運動方向反転は行われず、制御弁部材６２は
ただ１つの方向でしか運動させられない。この場合、制御弁１８は短時間しか開
放されないので、相応して燃料噴射弁１６も短時間しか開放されない。これによ
って、たとえば僅かな燃料量を本来の燃料噴射の前に噴射する燃料パイロット噴
射が可能となる。制御弁１８のピエゾアクチュエータ８０を制御装置２０によっ
て適宜に制御することにより、燃料噴射弁１６の開放の時点、開放の期間および
開放行程の大きさを規定することができる。燃料噴射弁１６はまずパイロット噴
射のために短時間のみかつ／または小さな開放行程で開放することができ、その
後に閉鎖され、次いで、メイン噴射のためにより長い時間の間かつ／またはより
大きな開放行程で開放することができる。たとえば燃料噴射弁１６がまず小さな
開放行程でしか開放されず、次いで、より大きな開放行程で開放されるような噴
射の、規定された経過を獲得することもできる。また、噴射の、任意の別の経過
を獲得することもできる。

【００１９】 制御弁部材６２がその第１のシール面６６で、管片５２に設けられた第１の弁
座６０に接触している第１の閉鎖位置に位置している場合には、制御圧室４８の
圧力は圧力室６４内に作用している。しかし、この場合、制御弁部材６２に作用
する合成力は得られない。なぜならば、圧力が全ての側で圧力室６４を負荷して
いるからである。制御弁部材６２がその第２のシール面６９で、孔６１の底部７
１に設けられた第２の弁座７４に接触している第２の閉鎖位置に位置している場
合には、制御圧室４８の、圧力室６４内と孔６５内とを支配している圧力によっ
て同じく合成力は得られない。なぜならば、両弁座６０，７４の直径が同じ大き
さに寸法設定されているからである。圧力は、孔６５に隣接する制御弁部材６２
の端面において、孔６５に隣接する制御弁部材６２の内部と同じ大きさの環状面
に作用しているので、この場合に生ぜしめられる押圧力は補償される。したがっ
て、ピエゾアクチュエータ８０によって形成された、作業室７８内の圧力による
制御弁部材６２の運動は、制御圧室４８内の圧力に抗して行われる必要はないの
で、ピエゾアクチュエータ８０によって比較的小さな調整力しか形成される必要
はなく、ピエゾアクチュエータ８０と液圧的な変換手段とは小さな寸法で形成す
ることができる。

【００２０】 図３には、前述した第１実施例に比べて変更した構成による制御弁１８が示し
てある。この場合、変更した構成による制御弁１８の基本的な構造は第１実施例
の場合と同じであるので、以下では、付加的な特徴のみを説明することにする。
管片５２は、制御弁部材６２の孔６３内に可能な限り密に案内されているので、
孔６３はシール領域を成している。このシール領域によって、制御弁部材６２に
設けられた圧力室６４は作業室７８から分離されている。制御弁部材６２はその
孔６３内に、全周にわたって延びる環状溝８８を有している。この環状溝８８は
、ほぼ半径方向に延びる単数または複数の孔８９を介して、制御弁部材６２の外
周壁に形成された環状溝９０に接続されている。この環状溝９０からは、制御弁
部材６２の外周壁に形成された、たとえばほぼ軸方向に延びる溝９１が環状室７
５内に通じている。この環状室７５を介して、リザーブタンク１２の形の負荷軽
減室との接続部が形成されている。制御弁部材６２が１つの閉鎖位置に位置して
いる場合には、圧力室６４内を制御圧室４８内と同じ高圧が支配している。この
場合、場合によっては、管片５２と孔６３との間に存在する環状ギャップを通っ
て燃料が圧力室６４から流出する。流出するこの漏れ燃料量は、環状溝８８と、
孔８９と、環状溝９０と、溝９１とを介して負荷軽減室内に導出され、作業室７
８内に到達することはあり得ない。溝９１は、制御弁部材６２の外周壁の代わり
に、ケーシング部分５６の孔６１内に形成されていてもよい。さらに、環状溝８
８，９０を介して、制御弁１８の液圧的な変換手段の作業室７８，８４の充填を
行うことができる。

【００２１】 図４には、第２実施例による制御弁１８が示してある。この第２実施例では、
基本的な構造はやはり第１実施例の場合と同じであるが、ピエゾアクチュエータ
によって形成された調整力の作用方向と、戻しばねの作用方向とが反転されてい
る。制御弁部材１６２は孔６３を有している。この孔６３を通って管片５２が圧
力室６４内に突入している。この圧力室６４からは孔６５が導出している。孔１
６１の底部７１には凹設部７３が形成されており、制御弁部材１６２は付設部６
８を有している。孔１６１は段付き孔として形成されていて、大きな直径を備え
た区分１６１ａを中間板５４に向かって有していて、小さな直径を備えた区分１
６１ｂを孔１６１の底部７１に向かって有している。これに相応して、制御弁部
材１６２もその外径において同様に段付けされて形成されていて、孔１６１の区
分１６１ａ内に配置されている大きな直径を備えた領域１６２ａと、孔１６１の
区分１６１ｂ内に配置されている小さな直径を備えた領域１６２ｂとを有してい
る。制御弁部材１６２に設けられた段部によって形成された環状肩部１７０と、
中間板５４との間には、予荷重もしくはプレロードをかけられた戻しばね１７２
が配置されている。この戻しばね１７２によって制御弁部材１６２は孔１６１の
底部７１に向かって押圧される。制御弁部材１６２の、大きな直径を備えた領域
１６２ａによって孔１６１の区分１６１ａ内に作業室１７８が仕切られる。この
作業室１７８は、通路１８５を介してピエゾアクチュエータ８０の液圧的な変換
手段に接続されている。制御弁部材１６２によって孔１６１の区分１６１ａ内に
中間板５４に向かって仕切られた、戻しばね１７２が配置されている室１８８は
、通路１８９を介して負荷軽減室、たとえばリザーブタンク１２に接続されてい
る。

【００２２】 以下に、第２実施例による制御弁１８の機能を詳しく説明する。ピエゾアクチ
ュエータ８０が制御装置２０によって作動させられていない場合には、戻しばね
１７２によって制御弁部材１６２はその第２のシール面６９で、孔１６１の底部
７１に設けられた第２の弁座７４に向かって押圧され、第２の閉鎖位置に位置し
ている。ピエゾアクチュエータ８０が作動させられている場合には、作業室１７
８内の圧力の上昇によって、制御弁部材１６２は戻しばね１７２のプレロードに
抗して中間板５４に向かって移動させられる。作業室１７８内の圧力が十分に高
まると、制御弁部材１６２はその第１のシール面６６で第１の弁座６０に接触さ
せられ、第１の閉鎖位置で保持される。ピエゾアクチュエータ８０が作動させら
れていない場合に制御弁部材１６２が位置している第２の閉鎖位置では、制御弁
部材１６２に設けられた孔６５の容積は、やはり制御圧室４８内の高い圧力によ
って負荷されている。これとは異なり、第１実施例による制御弁部材６２は、ピ
エゾアクチュエータ８０が作動させられていない場合には第１の閉鎖位置に位置
している。この第１の閉鎖位置では、制御弁部材６２に設けられた圧力室６４し
か制御圧室４８内の高い圧力によって負荷されていないのに対して、孔６５の容
積は負荷軽減室に接続されている。第２実施例による制御弁１８において存在す
る、制御圧室４８内の高い圧力によって負荷されるより大きな容積によって特に
、短いパイロット噴射時間において制御弁１８の動的な特性に影響を与えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 蓄圧式燃料噴射システムを概略的に示す図である。

【図２】 蓄圧式燃料噴射システムの燃料噴射弁の第１実施例の縦断面図である。

【図３】 燃料噴射弁の変更された構成の縦断面図である。

【図４】 燃料噴射弁の第２実施例の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 高圧ポンプ、 １２ リザーブタンク、 １４ アキュムレータ、 １
６ 燃料噴射弁、 １８ 制御弁、 ２０ 制御装置、 ２２ 弁体、 ２４ 噴射弁部材、 ２６ 噴射開口、 ２８ シール面、 ３０ 弁座、 ３２ 環
状室、 ３４ 圧力室、 ３６ 受圧肩部、 ３８ 開放方向、 ４０ 閉鎖ば
ね、 ４２ 閉鎖ピストン、 ４４ 孔、 ４４ａ 区分、 ４４ｂ 区分、 ４６ ケーシング部分、 ４８ 制御圧室、 ４９ 通路、 ５０ 絞り、 ５
２ 管片、 ５３ 環状つば、 ５４ 中間板、 ５５ 孔、 ５６ ケーシン
グ部分、 ５８ 流れ通路、 ５８ａ 区分、 ５８ｂ 区分、 ５９ 絞り、 ６０ 斜め面取り部または弁座、 ６１ 孔、 ６２ 制御弁部材、 ６３ 孔、 ６４ 圧力室、 ６５ 孔、 ６６ 斜め面取り部またはシール面、 ６
８ 付設部、 ６９ 斜め面取り部またはシール面、 ７０ 環状肩部、 ７１ 底部、 ７２ 戻しばね、 ７３ 凹設部、 ７４ 縁部または弁座、 ７５ 環状室、 ７６ 通路、 ７８ 作業室、 ８０ ピエゾアクチュエータ、 ８１ シリンダ、 ８２ ピストン、 ８３ シリンダ、 ８４ 作業室、 ８
５ 通路、 ８８ 環状溝、 ８９ 孔、 ９０ 環状溝、 ９１ 溝、 １６
１ 孔、 １６１ａ 区分、 １６１ｂ 区分、 １６２ 制御弁部材、 １６
２ａ 領域、 １６２ｂ 領域、 １７０ 環状肩部、 １７２ 戻しばね、 １７８ 作業室、 １８５ 通路、 １８８ 室、 １８９ 通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｆ０２Ｍ 51/06 Ｎ 61/20 61/20 Ｍ 【要約の続き】 弁部材（６２）が両閉鎖位置の間で運動することによっ て、燃料噴射弁（１６）の短時間の開放が可能となる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に蓄圧式燃料噴射システムの構成部分としての、内燃機関
   のための燃料噴射弁であって、軸方向で移動可能に案内された噴射弁部材（２４
   ）が設けられており、該噴射弁部材（２４）によって、少なくとも１つの噴射開
   口（２６）が制御されるようになっており、噴射弁部材（２４）が、圧力室（３
   ４）を仕切る受圧肩部（３６）を有しており、圧力室（３６）に燃料高圧源（１
   ０；１４）から、圧力下にある燃料が供給されるようになっており、該燃料によ
   って噴射弁部材（２４）が、少なくとも１つの噴射開口（２６）を開放するため
   に閉鎖力に抗して弁座（３０）から持上げ可能であり、さらに、噴射弁部材（２
   ４）の運動に影響を与える制御弁（１８）が設けられており、該制御弁（１８）
   が、ピエゾアクチュエータ（８０）により形成された調整力によって戻り力に抗
   して運動可能な制御弁部材（６２；１６２）を有しており、該制御弁部材（６２
   ；１６２）が、圧力源（１０；１４）に接続された制御圧室（４８）内を支配し
   ている圧力を制御するようになっており、該圧力が、噴射弁部材（２４）を少な
   くとも間接的にその閉鎖位置に負荷するようになっており、制御弁部材（６２；
   １６２）によって制御圧室（４８）が、負荷軽減室（１２）に接続可能であり、
   制御弁部材（６２；１６２）が、少なくとも１つのシール面（６６，６９）で少
   なくとも１つの弁座（６０，７４）と協働するようになっており、該弁座（６０
   ，７４）を介して、制御圧室（４８）と負荷軽減室（１２）との接続が制御され
   るようになっている形式のものにおいて、制御弁（１８）が、制御弁部材（６２
   ；１６２）の運動方向で互いに間隔を置いて配置された２つの弁座（６０，７４
   ）を有しており、制御弁部材（６２；１６２）が、２つの閉鎖位置の間で運動可
   能であり、該閉鎖位置において制御弁部材（６２；１６２）が、それぞれシール
   面（６６，６９）で弁座（６０，７４）の一方に接触しており、かつ制御圧室（
   ４８）が、負荷軽減室（１２）から分離されており、制御弁部材（６２；１６２
   ）が両閉鎖位置の間に配置されている場合に、制御圧室（４８）が、負荷軽減室
   （１２）に接続されていることを特徴とする、内燃機関のための燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 両弁座（６０，７４）が、少なくともほぼ同じ大きさの横断
   面積を有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 制御弁部材（６２；１６２）が、中空ピストンとして形成さ
   れており、第１のシール面（６６）が、制御弁部材（６２；１６２）の内部に配
   置されており、第２のシール面（６９）が、制御弁部材（６２；１６２）の外面
   に配置されている、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 制御弁部材（６２；１６２）内に管片（５２）が突入してお
   り、該管片（５２）に、制御圧室（４８）に通じる通路（５８）が形成されてお
   り、該通路（５８）が、制御弁部材（６２；１６２）内で圧力室（６４）に開口
   しており、該圧力室（６４）と負荷軽減室（１２）との接続が、制御弁部材（６
   ２；１６２）によって制御されるようになっている、請求項３記載の燃料噴射弁
   。
5. 【請求項５】 制御弁部材（６２；１６２）の内部に形成された第１のシー
   ル面（６６）が、管片（５２）の、第１の弁座（６０）として働く端部領域と協
   働するようになっており、第１のシール面（６６）によって、圧力室（６４）と
   、制御弁部材（６２；１６２）に形成された流出通路（６５）との間の接続が制
   御されるようになっている、請求項４記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 制御弁部材（６２；１６２）の外面に配置された第２のシー
   ル面（６９）が、流出通路（６５）の開口の領域に配置されていて、制御弁（１
   ８）のケーシング部分（５６）に配置された第２の弁座（７４）と協働するよう
   になっており、第２のシール面（６９）によって、流出通路（６５）と負荷軽減
   室（１２）との接続が制御されるようになっている、請求項５記載の燃料噴射弁
   。
7. 【請求項７】 ピエゾアクチュエータ（８０）によって形成された調整力が
   、液圧的な変換手段によって増大されるようになっており、該変換手段が、制御
   弁部材（６２）によって仕切られた作業室（７８）を有しており、管片（５２）
   と制御弁部材（６２）との間にシール領域（６３）が設けられており、該シール
   領域（６３）によって圧力室（６４）が、作業室（７８）から分離されるように
   なっており、シール領域（６３）が、負荷軽減室（１２）との接続部（８８，８
   ９，９０，９１）を有している、請求項４から６までのいずれか１項記載の燃料
   噴射弁。
8. 【請求項８】 制御弁部材（６２）が、戻り力によって、管片（５２）に設
   けられた第１の弁座（６０）に向かって負荷されている、請求項５から７までの
   いずれか１項記載の燃料噴射弁。
9. 【請求項９】 制御弁部材（１６２）が、戻り力によって、ケーシング部分
   （５６）に設けられた第２の弁座（７４）に向かって負荷されている、請求項６
   または７記載の燃料噴射弁。