JP2000500838A - 圧力弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、高圧室と噴射個所との間の圧送導管に組み付けるための圧力弁であって、円筒形の切欠き（５）を有する圧力管片（３）が設けられており、この切欠きには圧力弁の弁部材（１５）が軸線方向摺動可能に配置されており、該弁部材が弁シール面（２９）を有していて、該シール面によって弁部材が、流過横断面を制御するために定置の弁座（２７）と協働し、該弁座から弁部材が、通流方向（１）で加えられるフィード圧によって弁ばね（２３）の力に抗して持ち上げ可能であり、弁部材（１５）には戻し流絞り通路が設けられており、該戻し流絞り通路を介して、圧力弁の閉鎖位置において圧力補償が行われるようになっている形式のものに関する。圧力弁における最大流過横断面の開制御を正確に調整するために、弁部材の開放行程経過が２段階に形成されており、規定された前行程距離を進んだあと、最大流過横断面の開制御が飛躍的に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力弁 背景技術 本発明は請求項１の上位概念に記載の形式の圧力弁から出発する。ドイツ連邦 共和国特許出願公開第４０３７４６５号明細書に基づき公知の圧力弁は、高圧室 を有する高圧源と噴射個所との間、有利には内燃機関の噴射ポンプと噴射弁との 間の圧送導管内に挿入されている。この場合、圧力弁は、規定の噴射圧に達して から初めて、圧送しようとする媒体、例えば燃料が噴射個所に達し、もしくは噴 射終了時には、必要な噴射圧を圧力が下回ると、噴射個所への圧力供給が中断さ れることを保証するようになっている。噴射個所と圧力弁との間に閉鎖された容 積内で圧力波が反射することにより噴射個所で後噴射が行われることを確実に回 避し、かつこのような導管部分を放圧するために、公知の圧力弁は戻し流絞りを 有している。この戻し流絞りを介して、噴射個所と圧力弁との間の導管区分にお ける高圧を、個々の噴射段階の間の休止期間に放圧させることができる。 このために公知の圧力弁は、圧力管片内に軸線方向摺動可能な弁部材を有して いる。この弁部材の弁シール面は弁ばねにより定置の弁座に保持される。この弁 部材の開放運動は、高圧室内、この場合噴射ポンプのポンプ作業室内に形成され た燃料高圧によって行われる。この燃料高圧は弁部材を弁ばねの戻し力に抗して 弁座から持ち上げるので、燃料が噴射弁に達する際に通る、圧力弁における流過 横断面が開制御される。噴射側の圧送導管部分を噴射休止中に放圧するために、 さらに弁部材に戻し流絞り孔が設けられている。この戻し流絞り孔は少なくとも １つの長手方向孔によって形成されている。 しかしながらこの公知の圧力弁は、圧力弁における最大流過横断面を開制御す る時点を、ハイドロリック特性の変化に基づき、正確かつ再現可能には調節する ことができないので、噴射個所における噴射時点も充分には正確に規定すること ができないという欠点を有している。このことは燃料を供給しようとする内燃機 関の燃焼室における混合物調製品質および燃焼品質を著しく損なうおそれがある 。 発明の利点 これに対して、請求項１の特徴に記載の本発明の圧力弁の利点は、圧力弁の弁 部材の開放運動と、特に圧力弁の最大流過横断面の開制御時点とが、ハイドロリ ック特性、例えば弁部材のハイドロリック的な付着によって損なわれることがな いことである。このハイドロリック的な付着は本発明によればむしろ意識的に利 用することができる。これにより、圧力弁における良 好に再現可能な一定の開放圧もしくは噴射圧を調整することができる。このこと は有利には、圧力弁の弁部材の２段階の開放行程によって達成される。このよう な開放行程は、弁部材の開放行程経過中の飛躍機能(Sprungfunktion)を可能にす る。 このために、弁部材の規定された前行程が行われたあとに、開放方向で作用す る、弁部材の流れ負荷横断面が急激に増大される。これにより、弁部材の極めて 迅速な残余行程運動が生ぜしめられるので、最大開放横断面が極めて迅速に開制 御される。 弁部材の２段階の開放行程運動の制御が、弁部材に設けられた制御切欠きを介 して簡単に行われる。この制御切欠きは有利には制御孔によって形成されており 、この制御孔の、弁部材の周面における流出開口の軸線方向端部は制御縁部を形 成しており、これらの制御縁部は、対応する定置の制御切欠きと協働する。この ような定置の制御切欠きは、圧力管片内に挿入された制御スリーブに配置されて いると有利である。この制御スリーブは容易に製造して組み付けることができる 。 付加的に開放方向で流れ負荷される、弁部材の流れ負荷横断面は、簡単に環状 鍔によって形成され、この環状鍔は、制御スリーブの制御切欠きに接続可能な圧 力室を制限する。 ハイドロリック制御された２段式の開放行程運動に よって圧力弁に本発明による飛躍機能を形成するために、以下に説明する実施例 とは別の制御ジオメトリも可能である。さらに本発明による圧力弁は、噴射ポン プと噴射弁との間の噴射導管に有利に使用することの他に、高圧源と流出個所と の間の他の圧送導管内に使用することもできる。 本発明の別の利点および有利な構成は、以下の説明、図面および請求の範囲に 記載されている。 図面 本発明による圧力弁の１実施例を図面につき以下に詳しく説明する。 第１図は本発明による圧力弁を閉じられた状態で示す縦断面図である。 実施例の説明 第１図は、戻し流絞り弁として形成された圧力弁の縦断面を示している。この 圧力弁は、詳しくは図示しない、高圧室と噴射導管との間の圧送導管内に挿入さ れている。高圧室から噴射個所への、圧力弁の開放時における通流方向が矢印１ で示されている。 圧力弁は管状の圧力管片３を有している。この圧力管片の貫通孔は拡大されて 円筒形の切欠き５が形成されている。この切欠きの、高圧室に向いた大きめの端 部は、貫通孔９を備えた円筒形の接続部材７によって制限されている。切欠き５ には、制御スリーブ１１が挿入されている。この制御スリーブの内径は環状段部 １３を介して異なる大きさの２つの領域に分割されている。制御スリーブ１１内 には、ピストン状の弁部材１５が軸方向摺動可能に案内されている。この弁部材 の、噴射個所に向いた上端部は環状鍔１７を有している。直径が小さめの弁部材 軸部は、制御スリーブ１１の縮小された直径を有する、接続部材７に向いた下側 領域内で滑動し、環状鍔１７の周面は制御スリーブ１１の大きめの内径部分内で 滑動する。制御スリーブ１１の環状段部１３は、環状鍔１７に形成された環状下 端面１９と協働して、弁部材１５の制御スリーブ１１内への進入深さを制限して いる。 環状下端面１９と環状段部１３との間に形成された環状室は圧力室２２を形成 している。 環状鍔１７の上側に形成された環状上端面２１には弁ばね２３が作用している 。この弁ばねは他方の側では圧力管片３に設けられた孔段部２５に支持され、弁 部材１５の環状鍔の環状下端面１９は、制御スリーブ１１の定置の環状段部１３ に当て付けられて加圧され続けている。 この場合、制御スリーブ１１の直径が大きめの領域は弁座２７を形成している 。この弁座と、環状鍔１７の周面によって形成された、弁部材１５の弁シール面 ２９が圧力弁の流過横断面を制御するために協働する。 圧力弁に隣接する、圧送導管の導管部分において圧 力弁閉鎖時に圧力補償を行うために、戻し流絞り通路が弁部材１５内に設けられ ている。この戻し流絞り通路は、弁部材１５を軸線方向に貫通する絞り孔３１と して形成されている。 弁部材１５の絞り孔３１は、弁部材１５に設けられた制御切欠きを形成する制 御孔３３によって交差されている。この制御孔はこの実施例では横方向孔として 形成されている。この制御孔３３の、軸線方向で弁部材１５に向いた両流出開口 の縁部はそれぞれ制御縁部を形成する。この制御孔３３は、弁部材１５の行程運 動を制御するために、制御スリーブ１１に設けられた制御切欠きと協働する。制 御スリーブ１１のこれらの制御切欠きは先ず、制御スリーブ１１の、直径が小さ めの内壁領域に設けられた第１の環状溝３５によって形成されている。この環状 溝３５はこの実施例では２つの長手方向孔３７によって交差されている。これら の両長手方向孔は、制御スリーブ１１の環状下端面３９を起点にして延びて圧力 室２２の領域で環状段部１３に開口しており、下端部においては球体４１によっ て閉鎖されている。 制御スリーブ１１の内壁には、接続部材７に向いた下端部に、別の環状溝４３ が配置されている。この環状溝４３は、弁部材１５の下端面４７に形成された、 弁部材１５の下縁部４５と協働する。環状溝３５，４３は制御スリーブ１１に、 これらの環状溝が弁部材１ ５の開放行程運動中に同時に制御孔３３と弁部材１５の下縁部４５とによって通 過されるように配置されていると有利である。 組み付けを簡単にし、ハイドロリック的な影響を減じるために、環状鍔の環状 下端面１９から弁シール面２９への移行部、および弁部材の下端面４７から弁部 材軸部への移行部が傾斜部を有している。 本発明による圧力弁は次のように働く。 圧力弁への高圧供給開始のまえ（噴射休止期間）においては、弁ばね２３は弁 部材１５の環状鍔１７を制御スリーブ１１の環状段部１３に当て付けた状態で保 持する。このような位置においては、弁部材１５の弁シール面２９が弁座２７に 当て付けられており、流過横断面を閉鎖している。圧送導管の各導管部分の間の 圧力補償は、このような状態において、ある程度の範囲内でのみ弁部材１５の絞 り孔３１を介して行われる。 高圧圧送開始とともに、接続部材７を介して高圧が圧力弁に形成される。この 高圧は弁部材１５の下端面４７を、弁ばね２３の戻し力に抗して開放方向に負荷 する。このとき、高圧下にある媒体（有利には燃料）の一部が絞り孔３１を介し て、円筒形の切欠き５の、接続部材７とは離反する側の部分にも達し、その場所 で、弁部材１５の上端面全体を環状上端面２１をも含めて負荷するので、弁部材 １５の開放行程運動の第１ の段階は極めて遅れてのみ行われる。 弁部材１５が規定された前行程距離ｓを進んだあと、制御孔３３および弁部材 １５の下縁部４５は、環状溝３５，４３と重なり状態になるので、高圧は急激に 、長手方向孔３７を介して圧力室２２内に続けて形成され、その場所で付加的に 、弁部材１５の環状鍔の環状下端面１９を開放方向に負荷する。弁部材の制御孔 ３３と下縁部４５とは、この実施例において示したように同時に開制御されても よいし、または選択的に、順次に開制御されてもよい。 開放方向で作用する、弁部材１５の流れ負荷横断面(Anstroemquerschnitt)の 横断面積がこのように突然に増大することにより、開放力が突然上昇し、さらに 弁部材１５の残りの行程が極めて迅速に行われるので、弁部材１５の弁シール面 ２９は弁座２７との重なり状態から迅速に進出し、圧力室２２から切欠き５への 最大流過横断面を解放する。 引き続き行われる圧力弁の閉鎖は、公知の形式で圧力弁への高圧供給の終了に よって、その結果、弁部材１５が弁ばね２３により再び定置の環状段部１３に当 て付けられるように押し戻されるので、弁シール面２９も再び弁座面２７に達す る。圧力弁の圧力補償は絞り孔３１を介してのみ行われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高圧室と噴射個所との間の圧送導管に組み付けるための圧力弁であって、円 筒形の切欠き（５）を有する圧力管片（３）が設けられており、この切欠きには 圧力弁の弁部材（１５）が軸線方向摺動可能に配置されており、該弁部材が弁シ ール面（２９）を有していて、該シール面によって弁部材が、流過横断面を制御 するために定置の弁座（２７）と協働し、該弁座から弁部材が、通流方向（１） で加えられるフィード圧によって弁ばね（２３）の力に抗して持ち上げ可能であ り、弁部材（１５）には戻し流絞り通路が設けられており、該戻し流絞り通路を 介して、圧力弁の閉鎖位置において圧力補償が行われるようになっている形式の ものにおいて、 弁部材（１５）に制御切欠きが設けられており、該制御切欠きが、弁部材（ １５）が開放方向に規定の前行程距離を進んだあとに、横断面積を増大された、 開放方向で作用する、弁部材（１５）の流れ負荷横断面を解放するようになって いることを特徴とする、圧力弁。 ２．ピストン状の弁部材（１５）が環状鍔（１７）を有しており、該環状鍔の周 面が弁シール面（２９）を形成しており、弁部材（１５）が、圧力管片（３）の 円筒形の切欠き（５）に挿入された制御スリー ブ（１１）内で案内されており、該制御スリーブの軸線方向の内壁の一部が弁座 （２７）を形成している、請求項１記載の圧力弁。 ３．弁部材（１５）が少なくとも１つの制御孔（３３）を有しており、該制御孔 が、戻し流絞り通路（３１）と交差して弁部材（１５）の周面で開口しており、 弁部材が規定の行程運動を行ったのちに、制御スリーブ（１１）に設けられた制 御通路と重なり状態になり、該制御通路が、環状鍔（１７）によって仕切られた 圧力室（２２）内に開口している、請求項２記載の圧力弁。 ４．制御スリーブ（１１）が段付けされた内径を有しており、横断面移行部に形 成された環状段部（１３）が、圧力弁開放時の通流方向（１）とは逆方向に向い た、弁部材（１５）の環状鍔（１７）の環状下端面（１９）のための当接面を形 成している、請求項３記載の圧力弁。 ５．制御スリーブ（１１）に設けられた制御通路が少なくとも１つの長手方向孔 （３７）によって形成されており、該長手方向孔が、圧力弁開放時の通流方向（ １）とは逆方向に向いた、制御スリーブ（１１）の環状下端面（３９）を起点に して延びて環状段部（１３）の圧力室（２２）内に開口していて、制御スリーブ （１１）の内径部分に設けられた少なくとも１つの環状溝（３５）によって交差 されており 、該環状溝が、弁部材（１５）の制御孔（３３）によって通過可能である、請求 項４記載の圧力弁。 ６．長手方向孔（３７）の、制御スリーブの環状下端面（３９）に向いた下端部 が閉鎖されている、請求項５記載の圧力弁。 ７．長手方向孔（３７）が、挿入された球体（４１）によって閉鎖されている、 請求項６記載の圧力弁。 ８．制御スリーブの環状下端面（３９）寄りの端部に、別の環状溝（４３）が制 御スリーブ（１１）の内径部分に設けられており、この別の環状溝が、長手方向 孔（３７）と交差して弁部材（１５）の下縁部（４５）と協働し、前記別の環状 溝（４３）内への弁部材の下縁部（４５）の進入時に、圧力室（２２）への付加 的な流過横断面が開制御されるようになっている、請求項５記載の圧力弁。 ９．圧力弁開放時の通流方向（１）に向いた、弁部材（１５）に設けられた環状 鍔（１７）の環状上端面（２２）が弁ばね（２３）によって負荷されており、弁 ばねが他方では圧力管片（３）に設けられた定置のストッパ（２５）に支持され ている、請求項２記載の圧力弁。 10．弁部材（１５）の下端面（４７）から弁部材軸部への間の移行部と、環状下 端面（１９）から環状鍔（１７）への移行部とに傾斜部が設けられている、請求 項２記載の圧力弁。