JP2000505855A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、マグネット可動子（２８，２７）が複数の部分から形成されて、この可動子が可動子板（２８）と可動ピン（２７）とを有しており、この可動子ピンが滑り部材（３４）内で案内されるような電磁弁（３０）に関するものである。電磁弁（３０）閉鎖後の可動子板（２８）の惰性振動を回避するために、マグネット可動子（２５）に減衰装置（５０）が設けられている。このような装置により、電磁弁の所要の短い切換え時間を正確に維持することができる。この電磁弁（３０）は、コモンレールを備えた噴射装置において使用するために規定されている。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁弁 背景技術 本発明は請求項１の上位概念に記載の形式の電磁弁に関する。このような電磁 弁は欧州特許出願公開第０６９０２２３号明細書に基づき公知である。この公知 の電磁弁は、電気的に制御された燃料噴射弁を制御するために使用される。燃料 噴射弁の弁ニードルは、制御室内に形成された圧力によって閉鎖方向に負荷され る。この電磁弁は公知の形式で、電磁弁の磁石が励磁され、ひいては噴射弁の弁 ニードルが他方の側でこの弁ニードルに加えられる高圧の作用下で、この弁ニー ドルの座から持ち上げられると、噴射を開始するために制御室の放圧を開始する ように作業する。この電磁弁の場合、可動子は可動子ピンに固定的に結合されて おり、この可動子ピンには電磁弁の弁部材が装着されている。 この公知の電磁弁の欠点は、運転中に可動子の振動および／または弁部材の跳 ね返りが生じることである。このことは特に、電磁弁の迅速な切換シーケンスが 必要とされ、電磁弁によって制御して前噴射と主噴射とに分けられた噴射を行い たい場合に不都合である。 さらに、可動子の一方の部分が可動子の他方の部分 に対して可動に形成されることにより、可動子と弁部材とから成るユニットの運 動質量を減じることが提案されている。しかしながらこの場合にも、可動子の他 方の部分に対して可動の部分が、弁部材がその座に載置されたあとで惰性振動す る(nachschwingen)という欠点が生じる。このような振動により、可動子は前噴 射の後で、規定されない位置を占める。このことにより、続いて行われる主噴射 時に、同一の制御において電磁弁の異なる開放時間が生ぜしめられるおそれがあ る。このことは噴射量のばらつきを招く。 発明の利点 これに対して、請求項１に記載の特徴を有する電磁弁は、弁部材のその座にお ける跳ね返りと、第１の可動子部分の惰性振動とが阻止されて、電磁弁閉鎖後に このような弁部材がその閉鎖位置を維持し、可動子部分が意図的な第１の変位運 動のあと、主噴射が開始されるまえに迅速に再び休止位置に達することである。 さらに、このように達成された、可動子部分の変位運動の減衰作用が、可動子部 分の領域で減衰ポケットが提供されるような付加的な構成部分なしで得られるの で有利である。 図面 本発明の２つの実施例を図面につき、以下に詳しく説明する。 第１図は、可動子ピンに可動子板が運動可能に結合 された、本発明による電磁弁を備えた噴射弁の一部を示す断面図である。 第２図は、第１の減衰ポケットの構造形式を示す図である。 第３図は、第２の減衰ポケットの構造形式を示す図である。 実施例の説明 第１図は、電気的に制御された噴射弁１を部分的に示したものであり、このよ うな噴射弁は例えば冒頭で述べた従来技術により公知である。このような噴射弁 は、燃料高圧貯え器を備えた燃料噴射装置において使用するために規定されてい る。この燃料高圧貯え器は高圧フィードポンプによって連続的に高圧燃料を供給 され、この燃料高圧貯え器から、このような燃料を噴射圧力下で、電気的に制御 された個々の噴射弁を介して内燃機関に供給することができる。部分的にかつ断 面で示した噴射弁１は、長手方向孔５を備えた噴射弁ケーシング４を有している 。この長手方向孔５には、弁ピストン６が収容されている。この弁ピストンの一 方の端部は、詳細には図示していない弁ニードルに作用する。この弁ニードルは 公知の形式で、例えば冒頭で述べた欧州特許出願公開第０６９０２２３号明細書 に示された形式で、燃料噴射弁の噴射開口と協働する。弁ピストン６は、弁ニー ドルを閉鎖位置に操作するために役立つ。この弁ニードルは常に、開放方向に作 用する燃料高圧に晒されている。この燃料高圧は、弁ケーシング４内で長手方向 に延びる圧力孔８を介して高圧貯え器から供給される。このような圧力孔８を介 して噴射開口に、噴射しようとする燃料量が供給される。この燃料量は、所属の 内燃機関の燃焼室内に噴射される。高圧貯え器に圧力孔８を接続するために、接 続管片９が弁ケーシング４に設けられている。 弁ピストン６は、図示していない弁ニードルとは反対側の端部で、シリンダ孔 １１内で案内される。このシリンダ孔は弁部分１２に加工成形されている。この ようなシリンダ孔内では、弁ピストンの端面１３が制御圧力室１４を閉鎖してい る。この制御圧力室は常に、弁部分の壁を通る半径方向の絞り孔１５を介して、 弁部分をその周方向で取り囲む環状室１６に接続されている。この環状室はやは り、接続管片９に常に接続されていて、燃料高圧貯え器内に形成された高い燃料 圧に晒されている。 弁ピストン６に対して同軸的に、制御圧力室１４から、弁部分１２内で延びる 孔１７が分岐している。この孔は放圧絞り１８を有していて放圧室１９内に開口 している。この放圧室は図示していない形式で、噴射弁の燃料戻し部に接続され ている。この孔１７の弁部分からの出口は、弁部分１２の外端面の円錐状に沈め 込まれた円錐状部分２１の領域内に設けられている。弁部分１２はフランジ領域 ２２内で、ねじ部材２３を 介して弁ケーシング４に固定的に緊定されている。 円錐状部分２１における孔１７の出口領域には、弁座２４が形成されている。 この弁座２４と、噴射弁を制御する電磁弁３０の弁部材２５が協働する。この弁 部材２５は、可動子ピン２７および可動子板２８の形の、２つの部分から成る可 動子に結合されている。この可動子は、電磁弁３０の電磁石２９と協働する。可 動子板はその慣性質量の作用下で、戻しばね３５のプレロード力に抗して動力学 的に移動可能に可動子ピンに支承されており、このような戻しばねによって休止 状態においては可動子ピンに設けられたリングの形のストッパ２６に圧着される 。戻しばね３５はケーシングに固定された状態で、可動子ピンを案内する滑り部 材３４のフランジ３２を介して支持されている。この滑り部材のフランジは、弁 部分１２とねじ部分２３との間で弁ケーシング内に固定的に緊定されている。可 動子ピンと、この可動子ピンと一緒に可動子板と、可動子ピンに結合された弁部 材２５とは常に、ケーシングに固定された状態で支持された閉鎖ばね３１によっ て閉鎖方向に負荷されているので、弁部材２５は通常の場合には閉鎖位置におい て弁座２４に位置している。電磁石が励磁されると、可動子板２８が電磁石によ って引き付けられて、孔１７が放圧室１９に向かって開放される。 弁部材２５と可動子板２８との間には、環状ショル ダ３３が可動子ピン２７に位置している。この環状ショルダは電磁石の励磁時に フランジ３２に当接して、弁部材２５の開放行程を制限する。開放行程を調節す るために、フランジ３２と弁部分１２との間には、調節板３８が挿入されている 。 弁ニードルの開閉は次のように電磁弁によって制御される。電磁弁の弁部材２ ５の閉鎖位置においては、制御圧力室１４が放圧室１９側に向かって閉鎖されて いるので、この制御圧力室内には絞り孔１５を介した燃料供給によって、極めて 急速に高い圧力が形成される。この圧力は燃料高圧貯え器内にも形成されている 。端面１３の面を介して、制御圧力室１４内の圧力が弁ニードルに対する閉鎖力 を生ぜしめる。この閉鎖力は、他方の側で高圧が加えられた結果開放方向に作用 する力よりも大きい。制御圧力室１４が電磁弁の開放により放圧室１９側に向か って開かれると、制御圧力室１４の僅かな容積内の圧力は極めて急速に減じられ る。それというのは、この制御圧力室は、絞り孔１５を介して高圧側から遮断さ れているからである。その結果、弁ニードルに対して開放方向に作用する力が、 弁ニードルに加えられる燃料高圧よりも優勢になるので、この弁ニードルは上方 に向かって運動させられ、噴射開口が噴射のために開かれる。しかしながら電磁 弁３０が孔１７を再び閉じると、この制御圧力室１４内の圧力は、絞り孔１５を 介して後流入する燃料によ ってなおも極めて急速に増大することができるので、元の閉鎖力が瞬時にして形 成され、燃料噴射弁の弁ニードルを閉鎖する。このような制御過程は極めて短い 噴射時間を実現するのにも十分である。このような短い噴射時間は、主噴射の前 に行われる前噴射のために必要であることが知られている。 しかしながら電磁弁に課せられた切換え精度の要求は高い。特に、冒頭で述べ たような弁部材の跳ね返りや振動の影響が目立つので不都合である。跳ね返りは 、可動子ピンが可動子板と弁部材と一緒に質量体として弁座に当接するときに、 比較的大きな質量が加速され、次いで突然衝撃状に制動される場合に生じる。し かしながら今や可動子質量体の主要な部分、つまり可動子板が可動子質量体の他 の部分つまり可動子ピンに移動可能に支承されていることにより、弁座２４に弁 部材２５が載置されたあとに、可動子板２８が戻しばね３５の力に抗してさらに 運動することができるので、実際に制動される質量が一度減じられ、エネルギ貯 え器としての弁座の、弁部材の不都合な跳ね返りを招く弾性変形も今や減じられ る。さらに、この惰性移動する可動子板は、戻しばね３５が圧縮されるにつれて 増大する、弁部材に対する力を生ぜしめる。この力は、弁部材を付加的に安定的 にその座に保持し、跳ね返りを阻止する。しかしながらこのような惰性移動は、 戻しばね３５に対する可動子板２８の著しい振動を不 都合に生ぜしめるおそれがあり、その直後に必要な弁部材操作時に可動子板の位 置が規定されず、電磁弁の切換えが十分に迅速には行われず、しかも再生可能に 不変の切換え時間では行われない。 従って、第１図に示した構成を改善して、第２図に示した可動子ピンおよび可 動子に変更が加えられている。第２図は、第１図から明らかな、可動子板２８’ と滑り部材３４’とを備えた可動子ピン２７の部分だけを示している。可動子は 、第１図に示した実施例のようにディスクとして形成されている。このディスク は電磁石２９の磁極に続いて平行平面に設けられていて、他方の側では滑りスリ ーブ３９に移行している。この滑りスリーブは可動子ピン２７に沿って摺動する 。この摺動距離は、一方の側では、可動子ピン２７内に挿入されたばねリングの 形のストッパ２６によって、他方の側では、滑りスリーブ３９の端面４０が滑り 部材３４’の端面４１に当接することにより規定される。圧縮ばね３５は通常の 場合、第２図に示したように可動子板２８’をストッパ２６に当て付けて保持し ている。今や端面４０，４１は、これらが減衰室５０を形成するように構成され ている。この場合、一方の端面４０が段付けされて軸方向に向いた突起５１を有 するように形成されていて、この突起が直接的に可動子ピンを取り囲んでおり、 他方の端面４１が突起５１に対して軸方向の相補的な凹部５２を有していて、こ の凹部には、定置の可動子ピンにおいて可動子板２８’が滑りスリーブ３９に向 いて相対運動した時に、突起が侵入し、端面側で凹部５２内の減衰室５０を閉鎖 する。この凹部は放圧室１９の、この凹部に含有された燃料量を圧縮し、これに より相対運動を制動する。可動子ピンはこのような過程においては、弁部材２５ を閉鎖位置にもたらしており、これにより定置に位置固定されている。圧縮によ り生じる、弁部材２５に対する閉鎖力が高められつつ、可動子板２８’の惰性移 動が制動され、この可動子板は迅速に再び、ストッパ２６における再生可能なコ ンスタントな出発位置に戻される。凹部と侵入する突起との間の適切な漏れギャ ップが形成されることにより、減衰の動力学的特性が調節され、可動子板の再度 の戻りが可能になる。 第２図に示した実施例とは異なり、第３図に示した本発明の別の実施例におい ては、可動子ピン２７’が段付けされて形成されていて、直径の小さい方の可動 子ピン部分４２が可動子板２８’の側に向いていて、直径の大きい方の可動子ピ ン部分４３が弁部材２５の側に向いている。両可動子ピン部分４２，４３の間に は、環状ショルダ４５が形成されている。この環状ショルダ４５は電磁石２９に 向いている。この環状ショルダに対して相補的に、可動子板２８’の滑りスリー ブ３９を通る長手方向孔がやはり段付き孔として形成されている。この段付き孔 は、直径の大きい方の可動 子ピン部分４３に沿って摺動する直径の大きい方の内孔部分４６と、直径の小さ い方の可動子ピン部分４２に沿って摺動する直径の小さい方の内孔部分４７とを 有している。両内孔部分は、やはり環状ショルダ４９で互いに移行し合っている ので、環状ショルダ４９と環状ショルダ４５と、可動子ピンおよび滑りスリーブ の互いに隣接する部分との間に、減衰室５０’が形成される。この減衰室は、弁 座における弁部材の当接時に可動子板２８’がその慣性質量に基づき戻しばね３ ５の力に抗して弁部材に向かって移動されるやいなや、減じられる。第２図に示 した実施例の場合と同様に、可動子板運動の減衰が、この実施例において示した 利点と共にもたらされる。可動子ピンと滑りスリーブとの間の漏れギャップを介 して減衰の動力学的特性が、可動子板の戻し運動のためにも調節される。さらに このような漏れギャップは、減衰室５０’の再充填にも役立つ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 弁ニードルを備えた、燃料噴射装置の噴射弁を制御するための電磁弁（３０ ）であって、弁ニードルの開閉が電磁弁によって制御されるようになっており、 電磁弁が、電磁石（２９）と、可動子（２８）と、該可動子と一緒に運動させら れて弁ばね（３１）によって閉鎖位置に負荷された弁部材（２５）とを有してお り、該弁部材が弁座（２４）と協働し、可動子が２つの部分から形成されていて 、第１の可動子部分（２８）が第２の可動子部分（２７）に対して相対的に、戻 しばね（３５）の力に抗して弁部材（２５）の閉鎖方向に、第１の可動子部分の 慣性質量の作用下で移動可能である形式のものにおいて、 第１の可動子部分に、ハイドロリック的な減衰装置の一部が設けられており、 該減衰装置によって、第１の可動子部分（２８）の、その動力学的な移動時の惰 性振動が減衰可能であることを特徴とする、電磁弁。 2. 第１の可動子部分が、可動子ピン（２７）として形成された第２の可動子部 分に沿って摺動可能に案内されるようになっており、前記減衰装置の他の部分が 、電磁弁の定置に配置された部分に配置されている、請求項１記載の電磁弁。 3. 電磁弁の定置に配置された前記部分が、可動子ピン（２７）を案内する滑り 部材（３４）である、請求項２記載の電磁弁。 4. 第１の可動子部分（２８’）が、軸線方向に向いた付設部（５１）を有して おり、該付設部が、該付設部に対して相補的に形成されて定置に配置された、滑 り部材（３４）の切欠き（５２）内に、第１の可動子部分の移動時に侵入可能で あり、この侵入時には、切欠き（５２）が付設部（５１）と一緒に減衰室（５０ ）を閉鎖するようになっており、該減衰室が、漏れギャップを介して、減衰室を 取り囲む放圧室（１９）に接続されている、請求項３記載の電磁弁。 5. 前記定置の部分が、弁部材（２５）が弁座（２４）に当接することにより位 置固定された可動子ピンである、請求項２記載の電磁弁。 6. 可動子ピン（２７’）に、環状ショルダ（４５）が配置されており、該環状 ショルダが、第１の可動子部分（２８’）の一部によって取り囲まれており、第 １の可動子部分（２８’）にも環状ショルダ（４９）が設けられており、該環状 ショルダと、可動子ピン（２７’）の環状ショルダ（４５）との間には、常に減 衰室（５０’）が閉鎖されており、該減衰室が漏れギャップを介して、周囲の放 圧室（１９）に接続されている、請求項５記載の電磁弁。