JP2002522706A - コントロールバルブ - Google Patents

コントロールバルブ

Info

Publication number
JP2002522706A
JP2002522706A JP2000565296A JP2000565296A JP2002522706A JP 2002522706 A JP2002522706 A JP 2002522706A JP 2000565296 A JP2000565296 A JP 2000565296A JP 2000565296 A JP2000565296 A JP 2000565296A JP 2002522706 A JP2002522706 A JP 2002522706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control valve
valve
stop member
pump
stop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000565296A
Other languages
English (en)
Inventor
スポールストラ、グレッグ、アール
Original Assignee
ディーゼル・テクノロジー・カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ディーゼル・テクノロジー・カンパニー filed Critical ディーゼル・テクノロジー・カンパニー
Publication of JP2002522706A publication Critical patent/JP2002522706A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
    • F02M63/0075—Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 比率形成のために調節可能なストロークを有するポンプおよび噴射器、およびコントロールバルブを操作するための関連方法を提供する。ポンプ（１０）または噴射器は、ポンプ室（１６）とコントロールバルブ室（２２）とを有する本体（１２）を含む。ポンプ室（１６）の中にはプランジャ（３０）が配置されている。コントロールバルブ室（２２）の中に配置された作動可能なコントロールバルブ（４６）が燃料を制御する。コントロールバルブ（４６）は、開位置と閉位置とを含む調節可能なストローク範囲全体を移動可能なバルブ本体（４８）を含む。ストローク範囲は、バルブ本体（４８）が開位置にあるときに有効開放ギャップを変えるために調節可能である。コントロールバルブ室（２２）に隣接する作動可能なバルブストップ組立体は、主本体と、伸張位置と引込み位置の間で可動なストップ部材とを含む。ストップ部材は、ストップ部材が伸張位置にあるときにはコントロールバルブが第１有効開放ギャップを有するように、またストップ部材が引込み位置にあるときにはコントロールバルブが第２有効開放ギャップを有するように、ストローク範囲を制限する。第１電機子（５２）と第１固定子組立体は、コントロールバルブを作動させる働きをする。第２電機子（６２）と第２固定子組立体（６４）は、バルブストップ組立体を作動させる働きをする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、ヘビーデューティトラック用ディーゼル燃料噴射システムにおいて
使用するためのコントロールバルブに関する。
【０００２】 （背景技術） エンジンの排気規制はますます制限的になりつつある。排出基準を満足するた
めの１つの方法は、燃焼室の中に噴射される燃料の量とタイミングを比率形成し
てエンジンサイクルを調和させることである。効果的な比率形成はエンジン排気
中の粒子と窒素酸化物のレベルを低下させる結果となる。さらに、燃焼過程の初
期段階中に燃料をゆっくり噴射する効果的な比率形成は、エンジンノイズを低下
させる。
【０００３】 既存の比率形成技法は、噴射器ノズル組立体にさまざまな改良を行って噴射率
を制御することを試みている。これらの既存の比率形成技法は商業的にうまくい
っている多くの適用例に使用されているが、既存の改良された噴射器ノズル組立
体よりも正確な比率形成を可能にする比率形成技法が必要とされる。
【０００４】 （発明の開示） したがって、本発明の目的は、噴射率の比率形成を行うことができるコントロ
ールバルブを有するポンプと噴射器を提供することである。
【０００５】 本発明のもう１つの目的は、比率形成のために調節可能なストロークでコント
ロールバルブを操作するための方法を提供することである。
【０００６】 上記目的の少なくとも１つを実施する場合において、燃料噴射システム用のポ
ンプが準備される。ポンプはポンプ本体を含み、ポンプ本体は、ポンプ室、ポン
プ室に燃料を供給するための燃料入口、出口ポート、およびポンプ室と出口ポー
トとの間にあるコントロールバルブ室を有する。ポンプはさらに、ポンプ室の中
に配置されたプランジャと、燃料を制御するためにコントロールバルブ室の中に
配置された作動可能なコントロールバルブとを含む。コントロールバルブは、開
位置と閉位置の間の調節可能なストローク全体を移動可能なバルブ本体を含む。
ストローク範囲は、バルブ本体が開位置にあるときに有効開放ギャップを変える
ために調節可能である。
【０００７】 コントロールバルブ室に隣接する作動可能なバルブストップ組立体は、可動ス
トップ部材を含む。ストップ部材は伸張位置と引込み位置間において可動である
。ストップ部材が伸張位置にあるときにはコントロールバルブが第１有効開放ギ
ャップを有するように、またストップ部材が引込み位置にあるときにはコントロ
ールバルブが第２有効開放ギャップを有するように、ストップ部材はストローク
範囲を制限する。
【０００８】 第１電機子がコントロールバルブに位置している。第１電機子の近くの第１固
定子組立体は、コントロールバルブを作動する働きをする第１アクチュエータを
含む。第２電機子がストップ部材に位置している。第２電機子の近くの第２固定
子組立体は、バルブストップ組立体を作動する働きをする第２アクチュエータを
含む。
【０００９】 好ましい実施形態では、コントロールバルブばねはコントロールバルブを偏倚
して、これを閉位置から離す。第１アクチュエータの作動時、コントロールバル
ブは、コントロールバルブばねの偏倚力に抗して閉位置の方へ押しやられる。さ
らに、好ましい実施形態では、バルブストップ組立体ばねはストップ部材を引込
み位置に向かって偏倚する。第２アクチュエータの作動時、ストップ部材は、バ
ルブストップ組立体ばねの偏倚力に抗して伸張位置の方へ押しやられる。
【００１０】 さらにまた、好ましい実施形態では、バルブストップ組立体は、コントロール
バルブ用の第１有効開放ギャップが多くとも約０．０３ｍｍであるように構成さ
れる。さらにまた、好ましい実施形態では、バルブストップ組立体は、コントロ
ールバルブ用の第２有効開放ギャップが少なくとも約０．１ｍｍであるか第１有
効開放ギャップの約３倍であるように構成される。
【００１１】 第２固定子は、個々の適用に応じて、バルブストップ組立体の内部またはバル
ブストップ組立体に隣接して置くこともできる。
【００１２】 さらに、上記の目的の少なくとも１つを実施するために、燃料噴射器が備えら
れている。燃料噴射器は、ポンプ室とコントロールバルブ室を有する噴射器本体
、ポンプ室の中に配置されたプランジャ、および燃料を制御するためにコントロ
ールバルブ室の中に配置された作動可能コントロールバルブを含む。コントロー
ルバルブは、開位置と閉位置の間の調節可能なストローク全体を移動可能なバル
ブ本体を含む。ストローク範囲は、バルブ本体が開位置にあるときに有効開放ギ
ャップを変えるために調節可能である。燃料噴射器はさらに、コントロールバル
ブ室に隣接する作動可能なバルブストップ組立体を含む。バルブストップ組立体
は、開位置と閉位置の間を移動できるストップ部材を含む。ストップ部材が伸張
位置にあるときにはコントロールバルブが第１有効開放ギャップを有するように
、またストップ部材が引込み位置にあるときにはコントロールバルブが第２有効
開放ギャップを有するように、ストップ部材はストローク範囲を制限する。
【００１３】 さらに、第１電機子がコントロールバルブに置かれている。第１電機子の近く
の第１固定子組立体は、コントロールバルブを作動させる働きをする第１アクチ
ュエータを含む。第２電機子がストップ部材に置かれている。第２電機子の近く
の第２固定子は、バルブストップ組立体を作動させる働きをする第２アクチュエ
ータを含む。
【００１４】 さらにまた、上記の目的の少なくとも１つを実施するために、比率形成のため
の調節可能なストロークを有するコントロールバルブを動かすための方法が提供
される。この方法は、コントロールバルブを完全に閉鎖して、初期噴射事象のた
めにポンプ室の中に圧力が発生できるようにすることを含む。調節可能なバルブ
ストップ組立体のストップ部材が、コントロールバルブが第１有効開放ギャップ
を有するようにコントロールバルブのストロークを制限する比率形成位置に置か
れる。コントロールバルブは、ストップ部材が噴射比率形成を可能にするために
比率形成位置にある間は開放している。その後、コントロールバルブは完全に閉
じて、主噴射事象のためにポンプ室の中に圧力が発生できるようにする。次に、
ストップ部材は、コントロールバルブが第１有効開放ギャップよりも大きな第２
有効開放ギャップを有するように、フルストローク位置に置かれる。ストップ部
材がフルストローク位置にある間は、コントロールバルブは完全に開放している
。ある適用で望む場合には、初期噴射事象と主噴射事象を単一の連続噴射事象に
形成することもでき、またはパイロット噴射と主噴射に分けることもできる。
【００１５】 本発明の実施形態に関連する利点は多い。例えば、ポンプまたは噴射器のため
に本発明に従って作られたコントロールバルブは、単体燃料噴射器のためのポン
プ出口または噴射機ノズル組立体に供給される圧力を制御することによって、有
効な比率形成を可能にする。コントロールバルブにおける比率形成は、変更され
た噴射器ノズル組立体によって比率形成しようとするいくつかの既存の比率形成
技法よりも正確な比率形成を可能にする。
【００１６】 本発明の上記の目的およびその他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に
則して行う本発明を実施するための最良の形態に関する下記の詳細な説明から、
当業者には容易に認識されよう。
【００１７】 （発明を実施するための最良の形態） 図１および図２に、本発明によって作られたポンプ１０を示す。ポンプ１０は
ポンプ本体端部分１４を持ったポンプ本体１２を有する。ポンプ本体１２によっ
てポンプ室１６が画定されている。燃料入口１８が燃料をポンプ室１６に供給す
る。ポンプ本体１２はさらに出口ポート２０と、ポンプ室１６と出口ポート２０
との間のコントロールバルブ室２２を有する。ポンプ１０を受け入れるエンジン
ブロックに対して燃料入口１８を密封するために、Ｏリング２４が設けられてい
る。通路２６および２８が出口ポート２０、コントロールバルブ室２２、および
ポンプ室１６を連結する。
【００１８】 ポンプ室１６の中には往復運動プランジャ３０が配置されている。プランジャ
３０は、３０に示す伸張位置と圧縮位置（明記せず）の間のストローク範囲全体
にわたって往復運動可能である。プランジャばね４０がプランジャ３０を伸張位
置に弾性的に偏倚する。
【００１９】 第１固定子組立体４２は、ソレノイドなどのアクチュエータ４４を含み、電磁
アクチュエータ４４用の電力を供給するために電源に接続された端子を有する。
電磁的に作動されるコントロールバルブ４６が、燃料を制御するためにコントロ
ールバルブ室２２の中に配置されている。コントロールバルブ４６はバルブ本体
４８を含む。バルブ本体４８は、後でさらに説明するように、開位置と閉位置と
の間の調節可能ストローク範囲全体にわたって移動可能である。開位置が非作動
化位置であって閉位置が作動位置であることは好ましい。ストローク範囲は、バ
ルブ本体４８が開位置にあるときに有効開放ギャップを変えるために調節可能で
ある。
【００２０】 第１電機子５２が、ねじ５４などの固定具によってコントロールバルブ４６に
固定されている。作動可能なバルブストップ組立体６０が、ポンプ本体１２の中
でコントロールバルブ室２２の近くに配置されている。バルブストップ組立体６
０は第２電機子６２に接続されており、後でさらに説明するように、アクチュエ
ータ６６を有する第２固定子と協働し、バルブ本体４８のストローク範囲を制限
する。
【００２１】 コントロールバルブばね７０がバルブ本体４８を、開位置として示されている
非作動化位置へ弾性的に偏倚する。コントロールバルブばね座７２とコントロー
ルバルブばね保持器７６はコントロールバルブばね７０の端部に当接する。
【００２２】 固定子スペーサ８０は、この中に第１電機子５２を受け入れる中央開口部を有
し、ポンプ本体１２と固定子組立体４２との間に配置されている。固定子８０は
保持器７６を受け入れるための切欠き８１を有する。Ｏリング８４および８５は
、固定子スペーサ８０を固定子組立体４２とポンプ本体１２に対してそれぞれ密
封する。
【００２３】 さらに図１を参照すると、カム従動子組立体１００が図示されている。カム従
動子組立体１００は、細長いスロット１０４のあるハウジング１０２を有する。
カム従動子組立体１００は、カム軸（図示せず）と係合するために車軸１０６と
ローラ１０８を有する。プランジャ３０は、ポンプ室１６の内部で伸張位置と圧
縮位置との間をカム従動子組立体１００によって往復運動させられる。円筒状ス
リーブ１１０が、細長いスロット１０４と連絡している開口１１２を有する。円
筒状スリーブ１１０は、第１端部分１１４と第２端部分１１６とをそれぞれ有す
る。ポンプ本体端部分１４は、円筒状スリーブ１１０の第１端部分１１４と互い
にぴったり合っている。
【００２４】 円筒状スリーブ１１０の第２端部分１１６は、カム従動子組立体１００がプラ
ンジャ３０を駆動できるようにするため、カム従動子組立体１００と相対的に往
復運動可能に互いにぴったり合っている。カム従動子組立体１００は円筒状スリ
ーブ１１０の内部で往復運動し、プランジャ３０を円筒状スリーブ１１０に対し
てプランジャストローク範囲全体にわたって駆動する。保持器ガイド１２０が開
口１１２を通って伸張し、カム従動子組立体１００の中のスロット１０４と係合
することは好ましい。クリップ１２２が開口１１２の内部でガイド１２０を保持
する。
【００２５】 プランジャばね座１３０が、カム従動子組立体１００のハウジング１０２の中
に受け入れられている。プランジャばね座１３０はプランジャばね４０の第１端
１３２に当接する。ポンプ本体端部分１４はプランジャばね４０の第２端１３４
に当接する。
【００２６】 ポンプ本体１２は、ポンプ室１６に燃料を供給するために燃料入口１８と連絡
している第１環周１５０を有する。ポンプ本体１２はさらに、ポンプ室１６から
過剰の燃料を受け入れるためにポンプ室１６と連絡している第２環周１５２を有
する。環周ベルト１５４が第１環周１５０と第２環周１５２をそれぞれ分離して
いる。
【００２７】 過剰燃料室１５８が、コントロールバルブ室２２から過剰燃料を受け入れる。
従来の燃料均等化通路１６１は、コントロールバルブ４６が圧力バランスバルブ
として働くことができるように、過剰燃料室１５８とコントロールバルブ室及び
ばね室との間の燃料連絡を提供している。戻り通路１６０が過剰燃料室１５８を
第２環周１５２に連結する。もう１つの戻り通路１６２が、プランジャ３０とポ
ンプ本体１２との間の漏えいをすべて受け入れるために、ポンプ室１６を第２環
周１５２に連結する。第２環周１５２は、環周ベルト１５４と円筒状スリーブ１
１０の第１端部分１１４とによって画定される。当技術分野では周知のように、
燃料は、エンジンブロック（図示せず）における内部燃料通路を経てポンプ１０
に供給される。
【００２８】 さらに図１〜図２を参照すると、図２に最もよく示されているように、バルブ
ストップ組立体６０はコントロールバルブ室２２に隣接し、主本体１７０とスト
ップ部材１７２を含む。ストップ部材１７２はコントロールバルブのストローク
範囲を制限する。ストップ部材１７２は、ねじ１７５などの固定具によって第２
電機子６２に連結されているプッシュロッド１７４によって駆動される。第２電
機子６２は固定子スペーサ１７６の内部に置かれている。エンドプレート１７７
が固定子スペーサ１７６に対して位置付けられ、固定具１７８に固定されている
。第１固定子組立体４２と第２固定子組立体６４を固定するための１つの適当な
方法は、第１固定子組立体４２とポンプ本体１２と第２固定子組立体６４とを通
って延びる１組の長い固定具１７８によるものである。もちろん他の技法も、個
々の適用への望みに応じて、固定子組立体をポンプ本体に固定するために使用す
ることができる。プッシュロッド１７４はストップ部材１７２の一方の側を押す
。ストップ部材１７２の他方の側はバルブストップ組立体ばね１８２に係合して
いる。
【００２９】 図示するように、ストップ部材１７２は作動される時、実線で示すような伸張
位置の方へ押しやられる。非作動時、ストップ部材１７２はばね１８２によって
、点線で示す引込み位置に向かって押しやられる。すなわち、ストップ部材１７
２の位置、または固定子組立体６４の作動または非作動化は、コントロールバル
ブ４６用の有効開放ギャップを決定する。さらに詳しくは、ストップ部材１７２
は、完全開放ギャップを望むときは引込み位置に置くことができ、部分または比
率形成開放ギャップを望むときには伸張位置に動かすことができる。
【００３０】 バルブストップ組立体６０は伸張位置である作動位置によって示されているが
、本発明の実施形態を、例えば第２電機子６２を第２固定子６４の別の側に置く
ことによって、非作動化位置が伸張位置であり作動位置が引込み位置になるよう
に構成できることを認識されたい。
【００３１】 さらに図１〜図２を参照すると、図２に最もよく示されているように、コント
ロールバルブ４６は実線で閉位置にある状態で示されている。非作動化に応じて
、コントロールバルブ４６は、コントロールバルブばね７０（図１）の駆動作用
の下で動かされてストップ部材１７２と係合する。すなわち、コントロールバル
ブ４６の非作動化に応じて、バルブ本体４８は、バルブ本体４６の全開放または
部分開放のいずれでもよいところのストップ部材１７２に達するまで開いている
。
【００３２】 一般に燃料は、固定した順序でコントロールバルブ４６が開閉することに応じ
て、通路２６とポンプ本体１２を経て出口ポート２０に向かって流れ、コントロ
ールバルブ４６が閉じている間に所望の圧力を発生させる。通路２６は常にポン
プ室に開いているが、ノズルへの燃料の流れは、説明されたように防止される、
あるいは、オプションとして高圧配管内部の圧力逃し弁（図示せず）の助けによ
って防止される。
【００３３】 さらに詳細に、閉じている間に所望の燃料圧を発生させるために固定された順
序でコントロールバルブ４６を開閉することを、さらに詳しく説明する。燃料は
第１環周１５０によって燃料供給部から受け取られ、燃料入口１８へ供給される
。燃料入口１８は燃料をポンプ室１６へ送る。カム軸（図示せず）はカム従動子
組立体１００を駆動する。プランジャ３０はその伸張位置からその圧縮位置へ動
かされ、コントロールバルブ４６が閉じた状態に保たれているとき、燃料はポン
プ室１６の内部で圧縮される。
【００３４】 特に、コントロールバルブ４６は閉じた状態に保たれて、ポンプ室１６の内部
に初期圧を作り出す。したがって、本発明によれば、コントロールバルブ４６は
伸張されたストップ部材１７２に対して比率形成位置に動かされ、制御された圧
力逃し経路を準備する。比率形成の後に、コントロールバルブ４６は完全閉位置
に引きつけられて、燃料噴射サイクルを完了する。いったん噴射が完了すると、
コントロールバルブ４６は引込んだストップ部材１７２に対して完全開位置に開
放される。
【００３５】 本発明の比率形成技法は単一噴射事象のため、および分割噴射事象のために使
用することができ、パイロット噴射の後に主噴射が続くことを認識されたい。
【００３６】 図３に本発明の代替実施形態を示す。ポンプ２００は、ポンプ本体２０２、ポ
ンプ室（特に図示せず）、出口ポート２０４、および連結通路２０６を有する。
コントロールバルブ２１０はコントロールバルブ室２１２の中に配置され、調節
可能なストローク範囲全体にわたって移動可能なバルブ本体２１４を含む。電機
子２１６がコントロールバルブ２１０に固定されている。固定子組立体２１８は
、コントロールバルブ２１０を制御するためのアクチュエータを含む。図示する
ように、コントロールバルブ２１０は図１および図２に示すコントロールバルブ
４６と同様な態様で働く。
【００３７】 しかし、図３に示す本発明の代替実施形態では、調節可能なバルブストップ組
立体２２０は主本体２２２とストップ部材２２４を含む。ストップ部材２２４は
、ストップ部材２２４が伸張したときにはコントロールバルブ２１０が第１有効
開放ギャップを有するように、またストップ部材２２４が引込んだときにはコン
トロールバルブ２１０が第２有効開放ギャップを有するように、コントロールバ
ルブ２１０のストローク範囲を制限する。バルブストップ組立体２２０の内部に
は固定子組立体２２６が位置している。電機子２２８がプッシュロッド２３０に
連結されているので、プッシュロッドはストップ部材２２４を駆動する。
【００３８】 バルブストップ組立体６０（図１、図２）と同様に、バルブストップ組立体２
２０は作動されて、ストップ部材２２４をばね２３２の偏倚に対抗して伸張させ
る。バルブストップ組立体２２０の非作動化は、ばね座２３４に圧すことによっ
て、ばね２３２がストップ部材２２４を引込み位置に動かすことを許す。
【００３９】 図４を見ると、起動後のクランク角度と噴射圧力（バール）との関係を表すグ
ラフが、比率形成ができない噴射サイクルと比率形成ができる噴射サイクルを比
較表示している。比率形成ができる噴射サイクルを全体的に１９２で示し、比率
形成ができない噴射サイクルを全体的に１９０で示す。ポンプ送り速度はプロッ
ト１９０とプロット１９２の両方について同じである。試験中に、本発明者は、
コントロールバルブにおける比率形成ができるときには噴射圧が十分望ましく上
昇することを見出した。初期噴射中は、これによって高いポンプ送り速度が可能
となり、向上した効率に対して排出が悪化する問題はない。
【００４０】 図５に、本発明に従って作られた噴射器３００を示す。噴射器３００は噴射器
本体３０２とノズル組立体３０４を有する。ノズル組立体３０４に隣接してスプ
リングケージ組立体３０６がある。本体３０２の内部では、プランジャ３０８が
プッシュロッド３１０によって駆動されて往復運動する。固定子３１４は、電気
的に制御されるバルブ組立体３１２を制御するためのアクチュエータを含む。コ
ントロールバルブ３１８には電機子３１６が電機子ねじ３２０によって固定され
ている。電機子３１６は固定子スペーサ３２２によって囲まれている。コントロ
ールバルブ３１８は、コントロールバルブばね３２４によって非作動化位置に向
かって偏位される。作動時、電機子３１６は固定子３１４に向かって引かれ、こ
の結果、コントロールバルブ３１８はばね３２４の偏倚に対抗して作動位置に動
く。
【００４１】 噴射器３００は、例えば本発明の譲受人に譲渡されてその全体が参照として本
明細書に組み込まれている米国特許第４，６１８，０９５号に示すように、周知
の態様で動作する。ポンプ１０（図１）と同様に、コントロールバルブ組立体３
１２は、特定のポンプまたは噴射器設計に基づいてバルブ作動に応じて開閉する
ように形成することができる。
【００４２】 噴射器３００は、本発明に従って作られた作動可能なバルブストップ組立体３
２６を使用する。図示するように、バルブストップ組立体３２６は図３に示すも
のと同様にコンパクト型である。コンパクト型バルブストップ組立体３２６は、
噴射器設計に大きな改造を必要とすることなく噴射器に短縮した組立体を加える
こともできるので、図１および図２に示す大型固定子バージョンよりも好ましい
。
【００４３】 バルブストップ組立体３２６は、主本体３２８とストップ部材３３０を含む。
ストップ部材３３０には電機子３３２がプッシュロッド３３４によって連結され
ている。固定子３３６は、電機子３３２を引いてストップ部材３３０をばね３３
８の偏倚に対抗して動かす働きをして、ばね３３８はばね座３４０に当接する。
すなわちストップ部材３００は、コントロールバルブのストローク範囲を制限し
てコントロールバルブ３２４の有効開放ギャップを変えるために移動することが
できる。
【００４４】 図６を見ると、比率形成のための調節可能ストロークを有するコントロールバ
ルブを操作するための本発明の方法が、全体的に３６０で示されている。ブロッ
ク３６２において、コントロールバルブは完全に閉じて、初期噴射事象のために
ポンプ室において圧力が発生できるようにする。初期噴射事象は離散的パイロッ
ト噴射でもよく、または単一の連続噴射の一部であってもよい。ブロック３６４
において、調節可能バルブストップ組立体のストップ部材は比率形成位置に置か
れる。比率形成位置、または図１〜図３に示す実施形態における伸張位置は、コ
ントロールバルブのストロークを制限して制御された圧力放出を可能にする。ブ
ロック３６６において、コントロールバルブは開放され、一方、ストップ部材は
比率形成位置にある。
【００４５】 比率形成の後、ブロック３６８において、コントロールバルブは完全に閉じて
、主噴射事象のためにポンプ室において圧力が発生できるようにする。ブロック
３７０において、調節可能バルブストップ組立体のストップ部材は完全ストロー
ク位置に、または図１〜図３に示す本発明の実施形態における引込んだ位置に置
かれる。ブロック３７２において、コントロールバルブは完全に開いて噴射サイ
クルを終了する。ストップ部材が比率形成位置にあるときにはコントロールバル
ブは第１有効開放ギャップを有し、ストップ部材が完全ストローク位置にあると
きにはコントロールバルブは第２有効開放ギャップを有することを認識されたい
。さらに、第２有効開放ギャップは第１有効開放ギャップよりも大きい。
【００４６】 コントロールバルブ用の第１有効開放ギャップ、または比率形成開放ギャップ
の適当値は約０．０３ｍｍが好ましいと考えられる。しかしながら、個々の適用
に応じて他の値も適当になり得ることを認識されたい。さらに、コントロールバ
ルブ用の第２有効開放ギャップ、または完全開放ギャップの適当値は約０．１ｍ
ｍ、または第１有効開放ギャップの３倍であることが好ましいと考えられる。再
度、個々の適用に応じて他の値も適当になり得ることを認識されたい。
【００４７】 図１〜図６に図示した本発明の実施形態は好ましいが、本発明の精神と範囲か
ら逸脱することなく多くの変更もできることを認識されたい。例えば、ポンプと
噴射器の両方において、個々の適用に応じて望み通りに作動によって開閉するよ
うにコントロールバルブを構成することもできる。さらに、調節可能なバルブス
トップ組立体の作動が比率形成有効開放ギャップを作り、一方、非作動化が完全
有効開放ギャップを作るように、調節可能バルブストップ組立体を構成すること
もでき、あるいは作動が完全有効開放ギャップを作り、一方、非作動化が比率形
成有効開放ギャップを作るように、調節可能バルブストップ組立体を構成するこ
ともできる。もちろん、コントロールバルブと調節可能バルブストップ組立体の
両方の配置は、ポンプまたは噴射器の個々の適用に基づいて、望み通りに選択す
ることができる。
【００４８】 さらにまた、ここに図解した本発明の好ましい実施形態はコントロールバルブ
のための開位置座を調節するが、本発明の実施形態はコントロールバルブのため
の閉位置座が調節可能ストップ部材によって形成されるように構成できると思わ
れることも認識されたい。すなわち、調節可能バルブストップ組立体はコントロ
ールバルブの有効開放ギャップを変えるが、コントロールバルブの開位置はスト
ップ部材に対することもでき、異なるストップに対することもできる。
【００４９】 例えば、（図１〜図３、および５に図示する外側に開くコントロールバルブと
は逆に）内側に開くコントロールバルブを作ることも可能である。内側に開くコ
ントロールバルブは開位置については固定座を有することができるが、一方、コ
ントロールバルブのための閉じる座の位置を調節するために可動であるストップ
部材のある調節可能バルブストップ組立体を有する。このように、ストップ部材
の動きは、コントロールバルブの開位置がストップ部材から離れてもコントロー
ルバルブの有効開放ギャップを変えることになる。
【００５０】 本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明したが、本発明に関係する当
業者には、添付の特許請求の範囲によって定義されるような、本発明を実施する
ためのさまざまな代替設計および実施形態が認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って作られた燃料噴射システム用のポンプの側断面図である。
【図２】 図１に示すポンプの上におけるバルブストップ組立体環境の拡大断面図である
。
【図３】 ポンプの中で示された、本発明によるコントロールバルブの代替実施形態の拡
大断面図である。
【図４】 コントロールバルブにおける比率形成の燃料噴射過程に対する効果を示す、始
動後のクランク角度と噴射圧との関係を示すグラフである。
【図５】 本発明に従って作られた燃料噴射システム用の噴射器の側断面図である。
【図６】 比率形成のために調節可能ストロークを有するコントロールバルブを操作する
ための、本発明の方法を示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 に、ストローク範囲を制限する。第１電機子（５２）と 第１固定子組立体は、コントロールバルブを作動させる 働きをする。第２電機子（６２）と第２固定子組立体 （６４）は、バルブストップ組立体を作動させる働きを する。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射用のポンプであって、 ポンプ室、ポンプ室に燃料を供給するための燃料入口、出口ポート、およびポ
    ンプ室と出口ポートとの間にあるコントロールバルブ室を有するポンプ本体と、 ポンプ室の中に配置されたプランジャと、 燃料を制御するためにコントロールバルブ室の中に配置された作動可能なコン
    トロールバルブであって、開位置と閉位置の間の調節可能なストローク全体を移
    動可能なバルブ本体を含み、ストローク範囲は、バルブ本体が開位置にあるとき
    に有効開放ギャップを変えるために調節可能である、作動可能なコントロールバ
    ルブと、 伸張位置と引込み位置との間で移動可能であるストップ部材を含む、コントロ
    ールバルブ室に隣接する作動可能なバルブストップ組立体であって、ストップ部
    材が伸張位置にあるときにはコントロールバルブが第１有効開放ギャップを有す
    るように、またストップ部材が引込み位置にあるときにはコントロールバルブが
    第２有効開放ギャップを有するように、ストップ部材がストローク範囲を制限す
    る、作動可能なバルブストップ組立体と、 コントロールバルブにおける第１電機子と、 第１電機子の近くにあって、コントロールバルブを作動する働きをする第１ア
    クチュエータを含む第１固定子組立体と、 ストップ部材における第２電機子と、 第２電機子の近くにあって、バルブストップ組立体を作動する働きをする第２
    アクチュエータを含む第２固定子組立体と を含むポンプ。
  2. 【請求項２】 コントロールバルブを偏倚して、これを閉位置から離すコン
    トロールバルブばねをさらに有し、第１アクチュエータの作動時、コントロール
    バルブはコントロールバルブばねの偏倚力に抗して閉位置の方へ押しやられる請
    求項１に記載のポンプ。
  3. 【請求項３】 ストップ部材を引込み位置に向かって偏倚するバルブストッ
    プ組立体ばねをさらに有し、第２アクチュエータの作動時、ストップ部材はバル
    ブストップ組立体のばねの偏倚力に抗して伸張位置の方へ押しやられる請求項１
    に記載のポンプ。
  4. 【請求項４】 コントロールバルブ用の第１有効開放ギャップが多くとも０
    ．０３ｍｍであるように、バルブストップ組立体が構成されている請求項１に記
    載のポンプ。
  5. 【請求項５】 コントロールバルブ用の第２有効開放ギャップが少なくとも
    約０．１ｍｍであるように、バルブストップ組立体が構成されている請求項１に
    記載のポンプ。
  6. 【請求項６】 第２固定子がバルブストップ組立体の内部に置かれている請
    求項１に記載のポンプ。
  7. 【請求項７】 燃料噴射器であって、 ポンプ室とコントロールバルブ室を有する噴射器本体と、 ポンプ室の中に配置されたプランジャと、 燃料を制御するためにコントロールバルブ室の中に配置されて、開位置と閉位
    置の間の調節可能なストローク全体を移動可能なバルブ本体を含む、作動可能な
    コントロールバルブであって、ストローク範囲は、バルブ本体が開位置にあると
    きに有効開放ギャップを変えるために調節可能である、作動可能コントロールバ
    ルブと、 伸張位置と引込み位置の間を移動できるストップ部材を含む、コントロールバ
    ルブ室に隣接する作動可能なバルブストップ組立体であって、ストップ部材が伸
    張位置にあるときにはコントロールバルブが第１有効開放ギャップを有するよう
    に、またストップ部材が引込み位置にあるときにはコントロールバルブが第２有
    効開放ギャップを有するように、ストップ部材はストローク範囲を制限する、作
    動可能なバルブストップ組立体と、 コントロールバルブにおける第１電機子と、 第１電機子の近くにあって、コントロールバルブを作動させる働きをする第１
    アクチュエータを含む第１固定子と、 ストップ部材における第２電機子と、 第２電機子の近くにあって、バルブストップ組立体を作動させる働きをする第
    ２アクチュエータを含む第２固定子と を含む燃料噴射器。
  8. 【請求項８】 コントロールバルブを偏倚してこれを閉位置から離すコント
    ロールバルブばねをさらに含み、第１アクチュエータの作動時、コントロールバ
    ルブがコントロールバルブばねの偏倚に抗して閉位置の方へ押しやられる請求項
    ７に記載の噴射器。
  9. 【請求項９】 ストップ部材を引込み位置に向かって偏倚するバルブストッ
    プ組立体ばねをさらに含み、第２アクチュエータの作動時、ストップ部材がバル
    ブストップ組立体ばねの偏倚力に抗して伸張位置の方へ押しやられる請求項７に
    記載の噴射器。
  10. 【請求項１０】 バルブストップ組立体は、コントロールバルブ用の第１有
    効開放ギャップが多くとも約０．０３ｍｍであるように構成されている請求項７
    に記載の噴射器。
  11. 【請求項１１】 バルブストップ組立体は、コントロールバルブ用の第２有
    効開放ギャップが少なくとも約０．１ｍｍであるように構成されている請求項７
    に記載の噴射器。
  12. 【請求項１２】 第２固定子がバルブストップ組立体の内部に置かれている
    請求項７に記載の噴射器。
  13. 【請求項１３】 比率形成のための調節可能なストロークを有するコントロ
    ールバルブにして、ポンプ室と出口との間に位置したコントロールバルブを動か
    すための方法であって、該方法が、 コントロールバルブを完全に閉鎖して、初期噴射事象のためにポンプ室の中に
    圧力が発生できるようにすること、 調節可能なバルブストップ組立体のストップ部材を、コントロールバルブが第
    １有効開放ギャップを有するようにコントロールバルブのストロークを制限する
    比率形成位置に置くこと、 ストップ部材が噴射比率形成を可能にするために比率形成位置にある間、コン
    トロールバルブを開放すること、 その後、コントロールバルブを完全に閉じて、主噴射事象のためにポンプ室の
    中に圧力が発生できるようにすること、 調節可能なバルブストップ組立体のストップ部材を、コントロールバルブが第
    １有効開放ギャップよりも大きな第２有効開放ギャップを有するように、完全ス
    トローク位置に置くこと、および ストップ部材が完全ストローク位置にある間、コントロールバルブを完全に開
    放することを含む方法。
  14. 【請求項１４】 初期噴射事象と主噴射事象が単一の連続噴射事象を形成す
    る請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 コントロールバルブ用の第１有効開放ギャップが多くとも
    約０．０３ｍｍである請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 コントロールバルブ用の第２有効開放ギャップが少なくと
    も約０．１ｍｍである請求項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 初期噴射事象と主噴射事象が個別のパイロット噴射と主噴
    射を形成する請求項１３に記載の方法。
JP2000565296A 1998-08-13 1999-08-03 コントロールバルブ Pending JP2002522706A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/133,350 US6019091A (en) 1998-08-13 1998-08-13 Control valve
US09/133,350 1998-08-13
PCT/US1999/017488 WO2000009883A1 (en) 1998-08-13 1999-08-03 Control valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002522706A true JP2002522706A (ja) 2002-07-23

Family

ID=22458180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000565296A Pending JP2002522706A (ja) 1998-08-13 1999-08-03 コントロールバルブ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6019091A (ja)
EP (1) EP1108133B1 (ja)
JP (1) JP2002522706A (ja)
CA (1) CA2339631A1 (ja)
DE (1) DE69913710T2 (ja)
WO (1) WO2000009883A1 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6276610B1 (en) 1998-12-11 2001-08-21 Diesel Technology Company Control valve
US6158419A (en) * 1999-03-10 2000-12-12 Diesel Technology Company Control valve assembly for pumps and injectors
US6247450B1 (en) * 1999-12-27 2001-06-19 Detroit Diesel Corporation Electronic controlled diesel fuel injection system
DE19963926A1 (de) * 1999-12-31 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Steuerventil für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit verstellbarem Hubanschlag
DE10014450A1 (de) * 2000-03-23 2001-09-27 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff mit variablem Einspritzdruckverlauf
DE10035814A1 (de) * 2000-07-22 2002-01-31 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ansteuerung eines Einspritzventils zur Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor
EP1199467B1 (en) * 2000-10-16 2004-12-15 Woodward Governor Company Fuel injection system
US6450778B1 (en) 2000-12-07 2002-09-17 Diesel Technology Company Pump system with high pressure restriction
US6776143B2 (en) * 2001-01-08 2004-08-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injector for an internal combustion engine
US6598579B2 (en) * 2001-01-08 2003-07-29 Diesel Technology Company Fuel injection pump for an internal combustion engine
US6513371B1 (en) * 2001-07-31 2003-02-04 Diesel Technology Company Method for determining fuel injection rate shaping current in an engine fuel injection system
US6725838B2 (en) 2001-10-09 2004-04-27 Caterpillar Inc Fuel injector having dual mode capabilities and engine using same
US7124746B2 (en) * 2002-07-16 2006-10-24 Brocco Douglas S Method and apparatus for controlling a fuel injector
US6830201B2 (en) * 2002-12-26 2004-12-14 Robert Bosch Gmbh High pressure control valve for a fuel injector
US6982619B2 (en) * 2003-02-07 2006-01-03 Robert Bosch Gmbh Solenoid stator assembly having a reinforcement structure
US20060138374A1 (en) * 2004-04-14 2006-06-29 Lucas Michael A Solenoid actuated flow control valve including adjustable spacer
DE202004011603U1 (de) * 2004-07-23 2005-05-19 Dualon International S.A. Aktoreinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem
GB201100480D0 (en) * 2011-01-12 2011-02-23 Delphi Technologies Holding Valve assembly
US20160146204A1 (en) * 2014-11-25 2016-05-26 Hyundai Motor Company Plunger apparatus for high pressure pump
DE102016200016B4 (de) * 2016-01-05 2017-12-21 Continental Automotive Gmbh Schaltventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem, Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Ansteuerverfahren zum Ansteuern eines Schaltventils in einer Kraftstoffhochdruckpumpe

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS623133A (ja) * 1985-06-28 1987-01-09 Nippon Soken Inc 内燃機関の燃料噴射制御装置
US4618095A (en) * 1985-07-02 1986-10-21 General Motors Corporation Electromagnetic unit fuel injector with port assist spilldown
DE3743532A1 (de) * 1987-12-22 1989-07-06 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage fuer brennkraftmaschinen
US5345916A (en) * 1993-02-25 1994-09-13 General Motors Corporation Controlled fuel injection rate for optimizing diesel engine operation
US5423484A (en) * 1994-03-17 1995-06-13 Caterpillar Inc. Injection rate shaping control ported barrel for a fuel injection system
US5494219A (en) * 1994-06-02 1996-02-27 Caterpillar Inc. Fuel injection control valve with dual solenoids
US5425341A (en) * 1994-07-15 1995-06-20 General Motors Corporation Fuel injection with pulse rate shaping cam
US5687693A (en) * 1994-07-29 1997-11-18 Caterpillar Inc. Hydraulically-actuated fuel injector with direct control needle valve
US5517972A (en) * 1994-11-23 1996-05-21 Caterpillar Inc. Method and apparatus for rate shaping injection in a hydraulically-actuated electronically controlled fuel injector
US5647536A (en) * 1995-01-23 1997-07-15 Cummins Engine Company, Inc. Injection rate shaping nozzle assembly for a fuel injector
AT1622U1 (de) * 1995-02-28 1997-08-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Einspritzsystem mit einem einspritzventil für eine selbstzündende brennkraftmaschine
AT1628U1 (de) * 1995-03-30 1997-08-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Einspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine mit direkteinspritzung
US5566660A (en) * 1995-04-13 1996-10-22 Caterpillar Inc. Fuel injection rate shaping apparatus for a unit fuel injector
US5632444A (en) * 1995-04-13 1997-05-27 Caterpillar Inc. Fuel injection rate shaping apparatus for a unit injector
EP0745764B1 (de) * 1995-06-02 2001-03-21 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen
US5619969A (en) * 1995-06-12 1997-04-15 Cummins Engine Company, Inc. Fuel injection rate shaping control system
US5685490A (en) * 1995-07-27 1997-11-11 Caterpillar Inc. Fuel injector with pressure bleed-off stop
EP0789142B1 (en) * 1995-08-29 2003-02-05 Isuzu Motors Limited Storage type fuel injection device
GB9608703D0 (en) * 1996-04-26 1996-07-03 Lucas Ind Plc Improved electrically operated trigger valve for fuel injection pump
US5709341A (en) * 1996-05-03 1998-01-20 Caterpillar Inc. Two-stage plunger for rate shaping in a fuel injector
US5752659A (en) * 1996-05-07 1998-05-19 Caterpillar Inc. Direct operated velocity controlled nozzle valve for a fluid injector
US5765755A (en) * 1997-01-23 1998-06-16 Cummins Engine Company, Inc. Injection rate shaping nozzle assembly for a fuel injector
US5730104A (en) * 1997-02-19 1998-03-24 Caterpillar Inc. Injection rate shaping device for a fill metered hydraulically-actuated fuel injection system
US5860597A (en) * 1997-03-24 1999-01-19 Cummins Engine Company, Inc. Injection rate shaping nozzle assembly for a fuel injector
US5868317A (en) * 1997-08-22 1999-02-09 Caterpillar Inc. Stepped rate shaping fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000009883A1 (en) 2000-02-24
EP1108133B1 (en) 2003-12-17
DE69913710D1 (de) 2004-01-29
EP1108133A4 (en) 2002-12-18
EP1108133A1 (en) 2001-06-20
CA2339631A1 (en) 2000-02-24
DE69913710T2 (de) 2004-10-07
US6019091A (en) 2000-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002522706A (ja) コントロールバルブ
US6854962B2 (en) Pump system with high pressure restriction
JPH10103183A (ja) 噴射装置
JPH08240166A (ja) 燃料噴射装置
US6276610B1 (en) Control valve
US6158419A (en) Control valve assembly for pumps and injectors
US6089470A (en) Control valve assembly for pumps and injectors
JP4345096B2 (ja) 燃料噴射装置
JPH11508345A (ja) 燃料ポンプおよびその作動方法
JP3296529B2 (ja) 燃料噴射装置
JP2001241370A (ja) 燃料噴射弁
GB2333328A (en) Fuel injection system for internal combustion engines
JP2002523671A (ja) ポンプユニット内の圧力形成を制御するための制御ユニット
WO1999010631A1 (en) Internal combustion engine with compressor function
CA2336277A1 (en) Flexible armature for fuel injection system control valve
JPH08261089A (ja) 燃料噴射ポンプの電磁弁
JPH08303317A (ja) 燃料噴射装置
WO2004067966A1 (en) Pump system with variable restriction
JPS5990763A (ja) 内燃機関の燃料噴射装置