JP4484882B2 - 燃料噴射比率の調整装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関における燃料噴射に関し、また燃料比率の調整（ｓｈａｐｉｎｇ）に関する。特に、本発明は燃料として重油を使用する内燃機関に関する。

内燃機関用の燃料ポンプに関連して、ノズルの供給ラインに対して都合のよい燃料流量を与えるバルブを使用することが従来一般に行われている。公報ＵＳ２６１２８４１はそのような従来一般的な構造を開示している。この種の技術的な解決策において、燃焼空間へのノズルの二次的な供給、すなわち有害な漏れは防止された。

ノズルの供給ライン内の燃料圧力を制御し、これによりその圧力を燃焼過程のさまざまな段階において供給ラインでのノズル作動に適した圧力に保持することも知られている。公報ＥＰ８５５５０４Ａ１はそのような解決策の例を開示している。

ノズルに供給される燃料の圧力および量もまた、燃焼過程で発生し、環境に負担を与える燃焼ガスの量および質に関して重要である。したがって、さまざまな比較的複雑な電子システムによって供給ライン内の燃料流量および圧力を制御することが目的となってきた。

さらに、一般的なレール形式の噴射システムにおける安全装置としてフロー・ヒューズ（ｆｌｏｗ ｆｕｓｅ）の使用が知られている。このフロー・ヒューズは通常は圧力アキュムレータと噴射バルブとの間に配置される。フロー・ヒューズは、漏れが生じた場合、および噴射バルブが開位置に固着した場合にアキュムレータからの流路を遮断する。

典型的な一般のレール・システムでは、噴射圧力はノズル内でニードルが上昇を開始するや否や高い圧力レベルに達する。その結果、まさに噴射開始から極めて大きな質量の流れを生じるように燃料が燃焼空間へ噴射される。この場合、シリンダ圧力は最適な性能を発揮するにはあまりにも速く上昇する。したがって、一般的に、噴射圧力曲線（噴射過程での各瞬時におけるノズル内部圧力）で示される最高圧力にあまりにも早く達してしまう。さらに、噴射圧力を低下させるには、次の噴射の開始前に時間を必要とする。

本発明の目的は、簡単かつ信頼できる構造によって従来技術に関連する前述した問題を解消／軽減することである。この目的は請求項に記載されたように達成される。

本発明の技術的な解決策において、所望の方法で噴射比率を調整することが可能となる。この概念は、装置が少なくとも一つの容積、すなわち補助容積１６を有し、噴射開始時に第一の主容積４からこの容積内へ向けて流れが制限されるということである。噴射開始時に、この制限された燃料の流れは単に間隙（装置のピストン５と、より小さいピストン６との間）を通るか、別個のチョーク箇所（チョークを生じる通路）（図示せず）および間隙を通して流れる。制限された流れと、ピストン５の動きにより生じる補助容積１６の容積拡大とは、補助容積１６内の圧力低下を引き起こす。同時に、噴射によって本発明による第二の主容積１１での圧力は第一の主容積４における圧力に比べて低くなる。

噴射過程の後段において、ピストン５が或る位置を越えたときに補助容積１６への流れは制限されなくなり、これによりその内部圧力は第一の主容積４内の圧力とほぼ同じとなる。その後第二の主容積１１の内でも、第一の主容積とほぼ同じ圧力となる。噴射の終了後、ピストンは戻り動作を開始する。この戻り動作の速度は、基本的に、小さいピストン６を通してドリル加工されたチョーキング７の面積およびピストン５を押圧するばね９の圧力によって決まる。ピストンの戻り動作が或る位置に達すると、補助容積１６から第一の主容積４への流れが制限される。この結果、ピストンの動作は自然と減速されるが、小さいピストン６は移動して補助容積１６から第二の主容積１１への流路を開口することを許されるので、ピストン速度は減速されず、実際には増速される。

本発明のこのような実施例が適用されて、ピストン１０５が完全ストロークを実行するならば装置の入口チャンネル１０３から出口チャンネル１０１２へ向かう流れが遮断される場合には、本発明による装置は内燃期間の圧力アキュムレータと噴射ガイド・バルブ、すなわち噴射バルブとの間に配置されることが有利である。このような実施例が使用され、ピストン５が完全ストロークを実行するにも拘らずに入口チャンネル３から出口チャンネル１２へ向かう流れが遮断されない場合は、本発明による装置を噴射ガイド・バルブとノズルとの間に配置することもまた有利である。

本発明によるその基本的な実施例は、内部にチャンバが配置された本体と、主として装置に流入する燃料のための装置の第一の端部に位置する第一のチャンネルと、主として装置から流出する燃料のための装置の第二の端部に位置する第二のチャンネルとを含む。第一および第二のチャンネルはチャンバと連通しており、チャンバ内には可動ピストンが配置されてそのチャンバを第一および第二の主容積に分割しており、それらの容積はピストンの位置によって決まる。さらに、この装置は少なくとも一つの補助容積を含み、その補助容積は主容積と結合することができる。

補助容積は、第一の方向へのピストン動作（噴射が開始されるときのピストン動作）を使用して第一の主容積を通して装置に流入する燃料で満たされることができる。第二の方向へのピストン動作（噴射が終了した後のピストン動作）を使用して、所望の圧力が補助容積内で内部の燃料に対して得られる。補助容積から第二の主容積への連通を確立することで、補助容積から第二の主容積への燃料の流れが許容され、これにより第二の方向のピストン動作は増速される。補助容積および第二の主容積の間に確立される連通の目的は燃料の流れを制限することではないことに注意すべきである。さらに、前述した燃料で補助容積を充満させることは噴射過程の開始時の圧力の上昇を緩やかにして、最大圧力を遅い時期へ移動させる。

本発明はまた、本発明による作動を与える方法に関する。この方法においては、第一の方向へ向かうピストン動作を使用して第一の主容積を通して装置へ流入する燃料によって補助容積は充満され、第二の方向へ向かうピストン動作によって十分な圧力が補助容積内に与えられ、また第二の方向へ向かうピストン動作を増速させるために補助容積から第二の主容積へ至る連通が確立されて、補助容積から第二の主容積へ向かう燃料の流れが許容される。

以下に本発明は添付図面を参照して説明される。

図１〜図９は本発明による一つの例である実施例１をさまざまな状態で示している。これらの図目の装置の本体２はチャンバを形成しており、このチャンバによりその第一のチャンネル３、すなわち燃料入口チャンネルと、第二のチャンネル１２、すなわち燃料出口チャンネルとが連通される。チャンバ内には装置の第一のピストン５と第二のピストン６とが配置されている。第一の弾性手段９は第一のピストン５をチャンネル３の位置する装置の第一の端部へ向けて押圧している。

第一のピストン５および第二のピストン６は共にカップを構成するカップ形状をしている。装置の本体の横断面が円形であるならば、第一のピストンの横断面も円形となり、これにより最も単純な形態では円筒形部材とされ、内部に凹部（カップのための凹部）が形成されている。第二のピストン６はその第一のピストン５の凹部、すなわちカップ内に配置される。両ピストンのカップは装置の第一の端部へ向かって開口している。

第一のピストン５の外縁は装置の本体２に当接している。さらに、図１の実施例では、第一のピストンの外縁は図中で示されるように第一の弾性手段９の一端のために良好な支持部を形成するように、例えば機械加工によって成形される。第二のチャンネル１２が配置された本体２の第二の端部は、第一の弾性手段９の他端のための機械加工された支持部を備えていることが好ましい。

カップの底部を形成する第一のピストン５の中央部分は貫通穴を備えており、その中にチャンネル構造体１０が配置される。チャンネル構造体はもっとも単純な形態としてパイプである。チャンネル構造体の第二の端部が装置の第二の端部に取付けられる。第一のピストン５はしたがってチャンネル構造体に対する移動を許可され、その移動方向は第一のピストン５の両側面に作用する優勢な作用力によって決まる。チャンネル構造体のチャンネル１３から（すなわちパイプの内側から）チャンバの容積へ向かって少なくとも一つの貫通穴１４（図２）が形成されており、この容積は本明細書では第二の容積１１と称する。第二の容積１１は、装置の第一のピストン５と本体２とで形成されるチャンバの、装置の第二の端部側に位置する部分である。図１〜図９の実施例では、チャンネル構造体１０は、その長手方向の二点に貫通穴１４を備えている。

第二のピストン６のカップ内には第二の弾性手段８が配置され、これは第二のピストンを図１に示されるような方法でチャンネル構造体へ向けて押圧する。第一の弾性手段９および第二の弾性手段８は共に例えばばねとされる。このばねは螺旋ばねであることが好ましい。第二のピストン６の外縁は面取りまたは溝を備えており、それによって補助容積１６は装置内に備えられている（図３および図４）。補助容積１６は第一のピストン５の内縁（カップに向かう縁）および第二のピストン６の外縁によって形成される。図１による作動状態においては、補助容積は閉止され、その容積は最小である。閉止容積は本明細書では燃料が制限された通路を通して、例えばピストン間の間隙を通して、または別個のチョーク・チャンネル（図示せず）を通して補助容積内へ流入することを許可されることを意味する。

図１に示す作動状態において、第二のピストン６と装置の第一の端部との間にチャンバ部分が形成され、その部分を本明細書では第一の容積または第一の主容積４と称する。図１において、第一の容積は最も小さい状態にある。さらに、第一の容積は第一のチャンネル３と連通している。非常に狭い間隙（図１に示されていない）が装置の第一の端部および第一のピストン５の間に形成されており、この間隙も第一の容積４に含まれ、装置に流入する燃料がその部分へ進入することを許可される。

第二のピストン６（カップ底部の上）の中央部分には、第一の容積４からチャンネル構造体１０のチャンネル１３へ至る貫通穴７が備えられている。チャンネル構造体のチャンネルは装置の第二の端部の第二のチャンネル１２と図１に示すように直接または第二の容積１１を通して連通されている。貫通穴７はチョーク・チャンネルであり、その目的は所望される戻りの燃料流れがピストンの他側へ流入することを許可することである。

図１の作動状態は噴射過程の初期状態（すなわち噴射圧力曲線の開始時）とみなせる。この状態では、第一の容積４および第二の容積１１の間の圧力差は第一のばね９の圧力に勝るには十分でない。通常の組立て状態では、第二のチャンネル１２は噴射ノズルの供給ラインと、噴射バルブの出口チャンネルへ通じる第一のチャンネルとに連通される。

噴射が開始されるや否や、第一の容積と第二のチャンネルとの間に圧力差が生じる。第一の容積４と第二の容積１１との間のこの圧力差は第一の弾性手段９に抗して第一のピストン５を装置の第二の端部へ向けて押圧するために十分に大きくなる。第一の容積４および補助容積１６は拡大を開始する。第二の容積１１は減少を開始し、燃料は第二のチャンネル１２内へ流入する。図２は噴射の開始を示している。

第一のピストン５が装置の第二の端部へ向けて移動する間、第一の容積４と補助容積１６との連通が確立される。したがって、第一のチャンネル３を通して装置へ流入する燃料は容積４だけでなく、補助容積１６も充填を開始する。補助容積内の圧力降下は第二の端部へ向かうピストン動作の減速を開始する。なぜなら、ピストン５の押圧圧力は相応に減少するからである。この圧力は補助容積１６内で低下する。なぜなら、その容積がピストン動作によって拡大し、また容積４から補助容積１６への燃料の流れが制限されるからである。補助容積と第一の容積との間の圧力差がバランスしたならば、補助容積１６による第一のピストン５の動作を減速させる作用は止まる。図３は補助容積と第一の容積とが連通されたときの瞬間を示す。

第一のピストン５が装置の第二の端部へ向かって十分に移動するや否や、チャンネル構造体の貫通穴１５は、チャンネル構造体の貫通穴１５は装置の第二の端部よりも第二のピストン６に接近し、補助容積１６からチャンネル構造体のチャンネル１３に至る連通を確立し、そのチャンネルを通して燃料は第一の容積および補助容積から第二のチャンネル１２および第二の容積１１へ流れることを許可される。図４はこの作動状態を示す。

第一のピストン５が装置の第二の端部へ向けてさらに移動する間、その中央部分は第二の容積１１とチャンネル構造体のチャンネル１３との間の連通を遮断し、これにより第二の容積は周囲から隔絶され、その内部の燃料は第一のピストン５の動きを制止する。第一のピストン５の動きは停止する。図５はこの瞬間を示す。

噴射は終了し、第一のチャンネル内の圧力は第二のチャンネル１２内の圧力よりも高くならない。第一の弾性手段９は装置の第一の端部へ向けて第一のピストン５の押圧を開始する。さまざまな容積間の圧力差はバランスされる。燃料は第一の主容積４および補助容積１６から第二の容積１１へ流れる。図６は装置の第一の端部へ向かうピストンの動作を示す。

或る点において、ピストン５の動作は第一の容積４と補助容積１６との間の連通を遮断する。ピストンはさらに動くので、補助容積内の圧力は上昇し、圧力による力が第二のピストン６を第二の弾性手段８および装置の第一の端部へ向けて押圧するのに十分であるとき、この上昇した圧力は最終的に第二のピストン６をチャンネル構造体１０から離れる方向へ押圧する。第二のピストン６がチャンネル構造体１０から離れたとき、補助容積１６とチャンネル構造体のチャンネル１３との間に連通が確立され、これにより、上昇した圧力の作用および第一のピストン５の動作のもとで、補助容積１６内の燃料はチャンネル１３を通して第二の容積１１へ流れることを許可される。補助容積から第二の容積へ向かう燃料の流れは、第一の端部へ向かうおよび初期状態へ向かうピストン５の動作を増速する。図７は、装置の第一の端部へ向かうピストン５の動作が第一の容積４と補助容積１６との間の連通を遮断する状態を示している。図８において、第一のピストン５は初期状態に達しているが、第二のピストン６はチャンネル構造体１０からまだ離れている。補助容積１６からチャンネル構造体のチャンネル１３へ練りは流れる。補助容積１６内の圧力が十分に低下したならば、第二の弾性手段８は第二のピストン６をチャンネル構造体１０に当接させるように第二のピストン６を押圧する。図９は図１に対応する。

図１〜図９に示された例で、ノズルへ流入する燃料の比率は調整され、その例の装置のピストンはそれぞれの初期位置へ戻り、これにより次の噴射の開始が可能となされるのであり、これは従来のいずれの解決策よりも素早く行われる。さらに、噴射圧力曲線の最高点は遅い時間に移動され、これは有害化合物の生成を減少させることにより燃焼過程で発生する燃焼ガスの量および質に影響を与える。したがって、まさに噴射開始時の燃料の質量流れを制限できることがしばしば望まれる。これは、噴射開始時の噴射圧力を低下できるならば達成できる。

図１０〜図１８は本発明による例とする他の実施例１０１をさまざまな作動状態で示している。

図面による装置の本体１０２はチャンバを形成しており、このチャンバによって装置の第一のチャンネル１０３および第二のチャンネル１０１２は連通されている。このチャンバ内に装置の第一のピストン１０５および第二のピストン１０６が配置される。第一の弾性手段１０９は、第一のチャンネル１０３の配置されている装置の第一の端部へ向けて第一のピストン１０５を押圧する。

第一のピストン１０５および第二のピストン１０６は共にカップを含むカップ形状とされている。最も単純な形態では第一のピストン１０５は円筒形部材とされ、内部に凹部（カップのための凹部）が形成される。第二のピストン６はその第一のピストンの凹部、すなわちカップ内に配置される。両ピストンのカップは装置の第一の端部へ向かって開口している。

第一のピストン１０５の外縁は装置の本体１０２に当接している。さらに、図１０の実施例では、第一のピストンの外縁は図示されるように第一の弾性手段１０９の一端のために良好な支持部を形成するように、例えば機械加工によって成形される。第二のチャンネル１０１２が配置された本体１０２の第二の端部は、第一の弾性手段１０９の他端のための機械加工された支持部を備えていることが好ましい。

カップの底部を形成する第一のピストン１０５の中央部分は貫通穴を備えており、その中にチャンネル構造体１０１０が配置される。チャンネル構造体はもっとも単純な形態としてパイプである。チャンネル構造体の第二の端部が装置の第二の端部に取付けられる。第一のピストン１０５はしたがってチャンネル構造体に対する移動を許可され、その移動方向は第一のピストンの両側面に作用する優勢な作用力の作用によって決まる。チャンネル構造体のチャンネル１０１４から（すなわちパイプの内側から）チャンバの容積へ向かって少なくとも一つの貫通穴１０１３（図２）が形成されており、この容積は本明細書では第二の容積１０１１と称する。第二の容積１０１１は、装置の第一のピストン１０５と本体１０２とで形成されるチャンバの、装置の第二の端部側に位置する部分である。図１０〜図１８の実施例では、チャンネル構造体１０１０は、その長手方向の一点に貫通穴１０１３を備えている。

第二のピストン１０６のカップ内には第二の弾性手段１０８が配置され、これは第二のピストンを図１０に示されるような方法でチャンネル構造体１０１０へ向けて押圧する。第一の弾性手段１０９および第二の弾性手段１０８は共に例えばばねとされる。このばねは螺旋ばねであることが好ましい。第二のピストン１０６の外縁は面取り／溝を備えており、それによって補助容積１０１６は装置内に備えられている。補助容積は第一のピストン１０５の内縁（カップに向かう縁）および第二のピストン１０６の外縁によって形成される。図１０による作動状態においては、補助容積１０１６は閉止され（すなわちその容積に対して流入および流出する流れは制限される）、その容積は最小である。

図１０に示す作動状態において、第二のピストン１０６と装置の第一の端部との間にチャンバ部分が形成され、その部分を本明細書では第一の容積または第一の主容積１０４と称する。図１０において、第一の容積は最も小さい状態にある。さらに、第一の容積は第一のチャンネル１０３と連通している。非常に狭い間隙（図１０に示されていない）が装置の第一の端部および第一のピストン１０５の間に形成されており、この間隙も第一の容積１０４に含まれ、装置に流入する燃料がその部分へ進入することを許可される。

第二のピストン１０６（カップ底部の上）の中央部分には、第一の容積１０４からチャンネル構造体１０１０のチャンネル１０１４へ至る貫通穴１０７が備えられている。チャンネル構造体のチャンネルは装置の第二の端部の第二のチャンネル１０１２と図１０に示すように直接または第二の容積１０１１を通して連通されている。貫通穴１０７はチョーク・チャンネルであり、その目的は所望される戻りの燃料流れがピストンの他側へ流入することを許可することである。

図１０の作動状態は噴射過程の初期状態（すなわち噴射圧力曲線の開始時）とみなせる。この状態では、第一の容積１０４および第二の容積１０１１の間の圧力差は第一のばね１０９の圧力に勝るには十分でない。通常の組立て状態では、第二のチャンネル１０１２は噴射ノズルの供給ラインと、圧力アキュムレータへ至る第一のチャンネル１０３とに連通される。

図１０〜図１８の装置は図１〜図９の装置と相違しており、チャンネル構造体１０１０はその長手方向の一点にのみ第二の容積１０１１へ通じる少なくとも一つの貫通穴１０１３を備えており、第二のチャンネル１０１２が第二の容積１０１１と直接に連通されている。この構造により、装置をフロー・ヒューズとして作用させることも可能となり、これにより第一のチャンネル１０３から第二のチャンネル１０１２へ至る燃料流れを遮断できる。他の点では、この装置の作動は第一の実施例（図１〜図９に示された装置）の作動と同じである。

したがって、図１０は初期状態を、図１１は噴射開始時を、図１２は開始直後で第一の容積１０４および補助容積１０６の間の連通が確立されたときを、図１３は装置の第二の端部へ向かう第一のピストン１０９の動作および第二の容積の縮小を、図１４は装置の第二の端部におけるピストンの位置を、図１５は噴射終了後の第一の弾性手段１０９による装置の第一の端部へ向かう動作を、図１６は装置の第一の端部へ向かうピストン動作が第一の容積１０４と補助容積１０１６との間の連通を遮断し、第二のピストン１０６がチャンネル構造体１０１０を出たわずか後の状態を、図１７は第一のピストン１０５が初期位置に復帰し、第二のピストン１０６がチャンネル構造体１０１０からまだ離れている状態を、また図１８は初期位置、すなわち図１０の状態を示している。図１４においては、第一のピストン１０５がチャンネル構造体のチャンネル１０１４と第二の容積１０１１との間の連通を遮断することに留意すべきである。

図１０〜図１８の例は、図１〜図９の実施例も同様に、ノズルへ流れる燃料の比率を調整する。例による装置のピストンは、噴射終了字に素早く初期位置へ戻り、これは従来の解決策におけるよりも早期に次の噴射の開始を可能とする。さらに、噴射圧力曲線の最高点は遅い時期に移動させることができ、これは有害化合物の生成を低減させることにより、燃焼過程で発生する燃焼ガスの量および質に影響を与える。フロー・ヒューズ作動は、第一のピストン１０５が装置の第二の端部に位置し、これにより貫通穴１０１３により形成される、燃料を第二のチャンネルへ流れるようにする第二の容積１０１１への連通を遮断するときに達成される。

図１９は、燃料噴射比率の調整方法および装置を説明する典型的な流れ図を示している。先に説明したように、本発明による装置の基本的な実施例は、チャンバと、その内部に配置された可動ピストンとを含み、このピストンはチャンバを第一および第二の主容積に分割し、それらの容積はピストンの位置と、それらの主容積に一体化されることのできる少なくとも一つの補助容積によって決まる。この方法によれば、補助容積は第一の方向、すなわち装置の第二の端部へ向かうピストン動作（始動時および噴射時）を使用することで第一の主容積を通して装置に流入する燃料によって充満１９１される。ピストンが特定の位置にある或る時点で、第二の方向（噴射が止まった後の第一の端部へ向かう方向）へ向かうピストンの動作により、十分な圧力が補助容積内に与えられる１９２。十分な圧力およびピストンの連続する移動によって、第二の方向へ向かうピストン動作を増速するために補助容積と第二の主容積との間の連通が確立され１９３、これにより補助容積から第二の主容積へ向かう燃料の流れが許可される。

燃料による補助容積の充満は、補助容積と第一の主容積との間の連通が、第一の方向へ向かってピストンの移動する或るピストン位置において確立されるように構成される。補助容積と第一の主容積との間の連通は、ピストンの第一の方向へ向かう動きが開始されるときの初期において確立されことが有利である。このようにして、噴射圧力曲線の最高点は遅い時期に移動されることができる。構造上の観点から、補助容積から第二の主容積へ至る連通が、第二の方向、すなわち第一のチャンネルが配置された装置の第一の端部へ向かってピストンが移動する間の或る位置において確立されるようにタイミングを図ることも可能である。

図面の実施例における両ピストンの面積は、噴射開始時に第一のチャンネルと第二のチャンネルとの間に所望の圧力低下が得られるように寸法決めされる。第二の容積１１，１０１１内の圧力が第一のチャンネル３，１０３内の圧力よりも十分に低いとき、第一のピストン５，１０５の作動は装置の第二の端部へ向かい、その動きは本体とピストンとによって装置の第一の端部に形成される第一の主容積４，１０４を拡大させ、また第一のピストンの或る位置が第一の容積と補助容積１６，１０１６とを結合させる。

補助容積１６，１０１６内の圧力が第一のチャンネル３，１０３内の優勢な圧力に比べて十分に高いとき、第一のピストン５，１０５の動きは第一の弾性手段９，１０９に助成されて装置の第一の端部へ向かい、この動きは補助容積１６，１０１６および第一の主容積４，１０４を縮小させ、第一のピストンの或る位置において第一の容積と補助容積との間の連通を遮断する。この連通の遮断により、補助容積内の圧力第二のピストン６，１０６を装置の第一の端部へ向けて移動させて、第二のピストン６，１０６をチャンネル構造体１０，１０１０との連通から解除し、これにより補助容積とチャンネル構造体のチャンネル１３，１０１４との間の連通が確立される。補助容積１６，１０１６内で圧力が低下する間、第二の弾性手段８，１０８は第二のピストン６，１０６のチャンネル構造体へ向かう動きを助成し、補助容積１６，１０１６とチャンネル構造体のチャンネル１３，１０１４との間の連通を遮断する。

先に説明したように、本発明による装置の基本的な実施例は、その本体内部に配置されたチャンバと、装置に主として流入する燃料のための装置の第一の端部に位置する第一のチャンネルおよび装置を主として流出する燃料のための装置の第二の端部に位置する第二のチャンネルとを含み、第一および第二のチャンネルはチャンバと連結され、そのチャンバ内部にはそれを第一の主容積および第二の主容積に分割する可動の第一のピストンが配置され、それらの容積はピストンの位置に応じて決まる。さらに、本発明による装置は少なくとも一つの補助容積を含み、その容積は主容積と結合することができる。

補助容積は、第一の方向（噴射の開始時の動作方向）へのピストン動作を使用して第一の主容積を通して装置に流入する燃料で充満されることができ、これにより第二の方向（噴射が終了した後の動作方向）へ向かうピストン動作を使用することで補助容積内を所望の圧力にすることができ、また補助容積から第二の主容積へ至る連通を確立することで、補助容積から第二の主容積へ至る燃料の流れが許可され、第二の方向におけるピストン動作は増速することができる。容積間の圧力差の作用のもとで所望されるように作動する動作およびピストン構造および（または）さまざまなバルブ構成によって、この連通が確立され、また主容積と補助容積との間の遮断が行われる。補助容積は、例えば装置の本体内、または他の適当な場所に配置される。したがって、本発明は一つのピストンを使用して実現できる。

上述にてさらに詳細に説明した実施例（図１〜図９の第一の実施例、および図１０〜図１８の第二の実施例）は本発明を実現するための幾つかの応用例をさらに正確に示している。図面から、とりわけチャンネル構造体内の貫通穴の個数および位置は応用例に応じて変化できることが見てとれる。装置の第二のチャンネルを所望位置に位置決めすることで、幾つかの望ましい特性を達成できることも明白である。さらに、ピストンの貫通穴をピストン中央部分（カップ底部）の中央に配置することが実に有利であることが見てとれる。さまざまな応用例の本体構造は、弾性手段、例えば第二の弾性手段のための支持構造を装置の第一の端部に備えることができる。また、第二のピストンのカップ内部の底部も第二の弾性手段のための支持構造を備えることができる。

上述の仕様に鑑みて、本発明による装置はさまざまに実現できることが明白である。したがって、本発明は上述した例に限定されず、発明思想の範囲内で多数のさまざまな実施例に適用できる。

本発明の一実施例を或る作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の一実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を或る作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明の他の実施例を他の作動段階で示す。 本発明による方法を説明する典型的な流れ図を示す。

１ 実施例
２ 本体
３ 第一のチャンネル
４ 第一の主容積
５ 第一のピストン
６ 第二のピストン
７ 貫通穴
８ 第二の弾性手段
９ 第一の弾性手段
１０ チャンネル構造体
１１ 第二の容積
１２ 第二のチャンネル
１３ チャンネル
１４，１５ 貫通穴
１６ 補助容積
１０２ 本体
１０３ 第一のチャンネル
１０４ 第一の容積
１０５ 第一のピストン
１０６ 第二のピストン
１０７ 貫通穴
１０８ 第二の弾性手段
１０９ 第一の弾性手段
１０１０ チャンネル構造体
１０１１ 第二の容積
１０１２ 第二のチャンネル
１０１３ 貫通穴
１０１４ チャンネル
１０１６ 補助容積

Claims (10)

1. 燃料噴射比率の調整装置にして、内部にチャンバが配置された本体（２，１０２）と、調整装置へ燃料を流入させるために調整装置の第一の端部に設けられた第一のチャンネル（３，１０３）と、調整装置から燃料を流出させるために調整装置の第二の端部に設けられた第二のチャンネル（１２，１０１２）とを含み、第一および第二のチャンネルはチャンバと連通しており、チャンバ内には可動の第１のピストン（５，１０５）が配置されてチャンバを第一の主容積（４，１０４）と第二の主容積（１１，１０１１）とに分割し、それらの主容積が第１のピストンの位置に応じて定められるようになっており、また、前記第一の端部へ向けて第一のピストン（５，１０５）を押圧する第一の弾性手段（９，１０９）が設けられている調整装置において、
   前記第一のピストン（５，１０５）は、前記第一の端部に向けて開口するカップ形状になっていて、該第一のピストンの中央部分に貫通穴が設けられ、
   前記チャンバ内には、一端が前記二の端部によって支持され、他端が第一のピストンの前記貫通穴内に配置されたチャンネル構造体（１０，１０１０）が設けられていて、第一のピストン（５，１０５）がチャンネル構造体に対してスライド可能になっており、
   カップ形状の第一のピストン内には、前記第一の端部へ向かって開口するカップ形状になっていて中央部分に貫通穴（７，１０７）を有し、第一のピストンに対してスライド可能な第二のピストン（６，１０６）が配置され、
   また、第二のピストン（６，１０６）を前記チャンネル構造体（１０，１０１０）へ向けて押圧する第二の弾性手段（８，１０８）が設けられ、
   第二のピストン（６，１０６）の外面には、前記第一および第二の主容積（４，１１；１０４，１０１１）と結合可能な少なくとも一つの補助容積（１６，１０１６）を第一のピストンと第二のピストンとの間に形成するための面取りまたは溝が設けられ、
   前記第二の端部の方向への前記第１のピストンの動きによって前記第１の主容積（４，１０４）と前記補助容積（１６，１０１６）との連通が確立されて、補助容積が、前記第１の主容積（４，１０４）を介して、調整装置に流入する燃料で満たされるようになっており、
   前記第一の端部の方向への前記第１のピストンの動きによって前記第１の主容積（４，１０４）と前記補助容積（１６，１０１６）との連通が遮断されて補助容積の圧力が増大され、その増大された圧力が前記第二のピストン（６，１０６）を前記チャンネル構造体（１０，１０１０）から離れる方向へ押圧して、前記チャンネル構造体（１０，１０１０）のチャンネル（１３，１０１３）を通して前記補助容積（１６，１０１６）から前記第２の主容積（１１，１０１１）への連通を確立し、それによって前記補助容積（１６，１０１６）から前記第２の主容積（１１，１０１１）へ燃料が流れて、前記第一の端部へ向かう第１のピストンの動作が増速されるようになっていることを特徴とする調整装置。
2. チャンネル構造体（１０，１０１０）が、少なくとも一箇所に、チャンネル構造体のチャンネル（１３，１０１４）と第二の主容積（１１，１０１１）とを連通する貫通穴（１４，１０１３）を備えており、第二の主容積（１１，１０１１）は本体（２，１０２）と第一のピストン（５，１０５）とによって画定されるチャンバ部分の容積であることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
3. 第二の弾性手段（８，１０８）が第二のピストン（６，１０６）をチャンネル構造体（１０，１０１０）に押圧している間に第二のピストン（６，１０６）の貫通穴（７，１０７）がチャンネル構造体（１０，１０１０）のチャンネル（１３，１０１４）と直接に連通され、チャンネル構造体（１０，１０１０）のチャンネル（１３，１０１４）が第二の主容積（１１，１０１１）を介するか直接に前記第二のチャンネル（１２，１０１２）と連通されることを特徴とする請求項２に記載の調整装置。
4. 第二のピストン（６，１０６）の貫通穴（７，１０７）はチョーク・チャンネルであることを特徴とする請求項１、２または３に記載の調整装置。
5. 第一のピストン（５，１０５）および第二のピストン（６，１０６）の位置および動作が調整装置内の圧力状態に応じて決まるようになっていて、
   第二の主容積（１１，１０１１）の内部の圧力が第一のチャンネル（３，１０３）の内部の圧力よりも十分に低いときには、第一のピストン（５，１０５）が前記第二の端部へ向けて移動して本体（２，１０２）と第一および第二のピストンとの間で前記第一の端部に形成された第一の主容積（４，１０４）を拡大し、また第一のピストンが前記第二の端部へ向けて所定量移動したときに第一の主容積（４，１０４）が補助容積（１６，１０１６）に連絡されるようになっており、
   第二の主容積（１１，１０１１）の内部の圧力が第一のチャンネル（３，１０３）の内部の圧力よりも十分に高いときには、第一のピストンは第一の弾性手段（９，１０９）に助成されて前記第一の端部へ向けて移動し、
   第一の端部へ向かう第一のピストンの前記移動によって補助容積（１６，１０１６）および第一の主容積（１１，１０１１）を縮小させ、また第一の端部へ向けて第一のピストンが所定量移動したときに第一の容積（４，１０４）と補助容積（１６，１０１６）との間の連通が遮断され、それによって補助容積の内部の圧力が第二のピストンを前記第一の端部へ向けて移動させて第二のピストンをチャンネル構造体から離し、補助容積とチャンネル構造体のチャンネル（１３，１０１４）との間の連通を確立するようになっており、
   また、補助容積の内部の圧力が低下すると、第二の弾性手段（８，１０８）が第二のピストン（６，１０６）をチャンネル構造体（１０，１０１０）へ向けて移動させ、補助容積（１６，１０１６）とチャンネル構造体のチャンネル（１３，１０１４）との連通を遮断するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の調整装置。
6. チャンネル構造体（１０，１０１０）に一つまたは複数の貫通穴（１４，１０１３）が設けられ、第一のピストン（５，１０５）が前記第二の端部に位置するときに、第一のチャンネル（３，１０３）と第二のチャンネル（１２，１０１２）との間の連通が遮断されて、調整装置が第一および第二のチャンネルの間を遮断する装置になることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の調整装置。
7. 第一のピストン（５，１０５）の外縁が機械加工されて第一の弾性手段（９，１０９）の支持部を形成していることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の調整装置。
8. 前記本体が第一の弾性手段（９，１０９）のための支持構造を備えていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の調整装置。
9. 第二のピストン（６，１０６）の内側の底部に第二の弾性手段（８，１０８）のための支持構造が備えられていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の調整装置。
10. 第一および第二の弾性手段（８，９，１０８，１０９）がばねであることを特徴とする請求項９に記載の調整装置。

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