JP2000517029A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料噴射弁、特に内燃機関の燃料噴射装置のための噴射弁が、弁ニードル（８）に結合された弁閉鎖体（９）と弁座体（３）とを備えている。弁閉鎖体（９）には、弁座体（３）に形成された弁座面（１１）と協働して１つの弁座（１２）を形成する弁閉鎖面（１０）が設けられている。さらに、燃料噴射弁（１）は弁座（１２）の上流で弁座体（３）の領域内に、弁座（１２）に燃料を導入するための少なくとも１つの燃料通路（２０，２１）を備えている。本発明によれば、それぞれの燃料通路（２０，２１）内に１つの絞り箇所（２９）が配置されており、その開放横断面が燃料噴射弁（１）の外部から変化させられることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射弁 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念に記載の燃料噴射弁を先行技術とする。既にドイ ツ連邦共和国特許第４９４７４０号明細書からは、弁ニードルに結合された弁閉 鎖体が弁座体と協働して１つの弁座を形成している形式の燃料噴射弁が公知であ る。燃料案内のために、ノズルボディ内にほぼ軸方向に延びる燃料供給管路が設 けられており、この燃料供給管路は弁座体内で半径方向に延びる燃料通路内に開 口している。燃料通路は弁座の領域内で噴口に連通している。 内燃機関のシリンダ内へ燃料を直接噴射する燃料噴射弁の新しい構造が例えば ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細書に開示されている。 この公知燃料噴射弁の欠点とするところは、燃料噴射弁により配量される燃料 量が燃料噴射弁の弁行程により予め規定されていることにある。しかし、燃料噴 射弁の組付け状態での燃料噴射弁の弁行程は、比較的多くの費用をかけてしか、 それもわずかな限度内でしか変化させることができない。 公知燃料噴射弁により噴射される燃料噴流内の燃料分布は著しく半径方向で対 称的である。しかし実際に は、燃料噴流内の非対称的な分布が望ましい使用例が生じる。例えば、点火栓の 領域内では、燃料噴流のその他の領域内とは異なる燃料空気混合物組成が有利な 場合がある。 発明の利点 公知技術に対比して、請求項１の特徴概念を有する本発明にもとづく燃料噴射 弁が有する利点とするところは、１つの燃料通路もしくは複数の燃料通路の絞り 箇所の開放横断面が燃料噴射弁の組付け状態で所望通りに変化させられることが できることで、燃料噴射弁により配量される燃料量の正確な調整が可能であるこ とにある。本発明にもとづく燃料噴射弁により配量される燃料量は比較的短い時 間内で比較的わずかな費用により全自動的に調整可能である。それゆえ、製作コ ストが著しく軽減される。 請求項２以下に記載の手段によれば、請求項１に記載の特徴要件を有する燃料 噴射弁の有利な変化実施形及び改善が可能である。 弁座体に周方向で分配された複数の燃料通路が設けられ、かつこれらの燃料通 路に対応する絞り箇所の開放横断面が互いに無関係に変化させられることがてき ると、これにより、燃料噴射弁により噴射される燃料噴流内の燃料分布が非対称 的に調整可能であるという利点が得られる。比較的高い密度が所望される領域内 では、その領域内に配置された燃料通路の開放横断面 が相応して大きくされ、他面において、低い燃料密度が所望される領域内ではそ の領域内に配置された燃料通路の開放横断面が相応して小さくされる。燃料噴流 のこのようにして生じた非対称的な形状によって、内燃機関の組込みジオメトリ 及び特別な構成、例えば、内燃機関のシリンダ内に直接噴射する燃料噴射弁では 点火栓及び弁の位置に、又は内燃機関の吸気管内に噴射する燃料噴射弁では吸気 管の特別なジオメトリ形状に燃料分布が適合される。特に、シリンダ又は吸気管 の壁領域に衝突する燃料量が軽減され、このことが、排ガスの品位の改善となっ て現れる。 燃料噴流内の燃料分布が燃料噴射弁の組付け状態で変化させられることがてき るということは、これにより内燃機関での燃料噴射弁の組込み位置及び内燃機関 の構成部分の特別なジオメトリ形状を内燃機関の型式に応じて、要するに車種ご とに著しく変化させることができるため、特に有利である。 弁座体を囲むノズルボディがこの領域内で外側から例えばボルトにより塑性変 形され、かつその変形に応じて燃料通路を狭めることにより、絞り箇所は特別有 利かつ簡単に形成される。その場合、絞り箇所の開口横断面は有利には特に簡単 に自動装置により調整される。 燃料通路内に挿入可能なマニピュレータを使用し、対応する燃料通路の絞り箇 所の開放横断面をその挿入 深さにより規定するのも特別有利である。この変化実施形で、絞り箇所の開放横 断面の減少及び増大のいずれも可能であると特に有利であり、これにより調整過 程が簡単化される。弁座体にマニピュレータを溶接することにより、同時に位置 固定とシールとが生じる。 図面 次に、本発明の実施例を図面に簡単に示して以下に詳細に説明する。ここに第 １図は本発明にもとづく燃料噴射弁の第１実施例の軸方向断面を部分的に示し、 第２図は本発明にもとづく燃料噴射弁の第２実施例の軸方向断面を部分的に示す 。 実施例の説明 第１図は本発明にもとづいて形成された燃料噴射弁１の第１実施例の軸方向断 面を部分的に示す。図示されているのは燃料噴射弁１の噴射側端部のみである。 中空シリンダ状に形成されたノズルボディ２の内部にはその噴射側の端部に弁 座体３が配置されており、この弁座体は溶接ビード４によりノズルボディ２に密 に結合されている。弁座体３は同様にほぼ中空シリンダ状に形成されており、そ の場合、弁座体３の外径とノズルボディ２の内径とはほぼ合致しており、従って 、弁座体３はノズルボディ２の内部開口５内に適合している。弁座体３は燃料噴 射弁１の縦軸線６と合致したその縦軸線に対して同軸的に、弁ニードル８の案内 に役立てられる案内孔７を有している。 弁ニードル８は本実施例ではシリンダ状に形成されており、かつ弁閉鎖体９と 一体に形成されている。慣性質量の軽減のために、弁ニードル８は中空シリンダ 状に形成されることもでき、又は丸く曲げ形成された薄板部分から成ることもで きる。弁閉鎖体９は円錐形の弁閉鎖面１０を有しており、この弁閉鎖面は、弁座 体３の噴射側端部に配置されていて同様に円錐形に形成された弁座面１１と協働 して、外側から閉じる１つの弁座１２を形成している。弁ニードル８及びこれに 結合された弁閉鎖体９は例えば電磁的又は圧電的に作動する操作部材の並進的な 行程運動によって縦軸線６に沿って作動される。例えば復帰ばねとして形成され た図示されていない戻し部材が弁閉鎖体９の弁閉鎖面１０を燃料噴射弁１の閉鎖 状態で弁座体３の弁座面１０に密に当接保持せしめている。外向きに開く弁座１ ２は、シリンダ内に支配している燃焼圧が弁閉鎖体９を閉鎖方向に負荷し、燃料 噴射弁１の不慮の開放を生ぜしめないため、特に内燃機関のシリンダ内もしくは 燃焼室内への燃料直接噴射のための燃料噴射弁１に適している。 本発明によれば、弁座体３内に少なくとも１つ、有利には複数の燃料通路が設 けられている。燃料通路は半径方向に延びる第１の部分２０と、この第１の部分 １０に連通していて軸方向に延びる第２の部分２１とから成る。燃料通路２０， ２１の第１の半径方向の部 分２０は、弁座体３の外周面から弁座体３を貫通して案内孔７まで延びている１ つの貫通孔の一部から成る。燃料通路２０，２１の第２の軸方向の部分２１は本 実施例では袋孔３１として形成されている。同様形式で燃料通路２０，２１の第 ２の部分２１も貫通孔として形成されて弁座体３の噴射側の端面２４のところで 適当な閉鎖体により閉鎖されることも可能である。燃料通路２０，２１の第１の 半径方向の部分２０は、弁ニードル８に形成された環状溝２５内に弁ニードル８ の行程位置に無関係に開口している。 貫通孔２２の、弁座体３の外周面のところに位置する開口から、本実施例では 段シリンダとして形成されたマニピュレータ２６がこの貫通孔２２内に挿入され る。このマニピュレータ２６は貫通孔２２の直径に適合した案内部分２７と、減 少直径を有するピン状の部分２８とを有している。第１図から容易に分かるよう に、マニピュレータ２６がより深く貫通孔２２内へ、ひいては燃料通路２０，２ １内へ挿入されるにつれて、燃料通路２０，２１の開放横断面はますます減少す る。それゆえ、マニピュレータ２６は調整可能な開放横断面を有する絞り箇所２ ９を形成する。この絞り箇所２９の開放横断面は燃料噴射弁１の完成組付け状態 でも、なんなく変化させられることができる。絞り箇所２９の開放横断面の調整 後に、マニピュレータ２６は本実施例では溶接ビード３０により密に弁座体３に 結合される。このことにより、マニピュレータ２６は弁座体３に位置固定され、 かつ同時に、燃料が貫通孔２２から外側へ流出することを阻止する。 有利には複数の燃料通路２０，２１が弁座体３内に設けられており、これらの 燃料通路は１つの同心的なピッチ円上に有利には均一に分配されて配置されてい る。その場合、個々の燃料通路２０，２１の絞り箇所２９はそれらのそれぞれの マニピュレータ２６により互いに無関係に調整可能である。この形式で、燃料噴 射弁１により噴射される燃料噴流内に半径方向で非対称的な燃料分布が生じる。 その理由は、種々異なって絞られる燃料通路２０，２１を介して燃料供給流が種 々異なって絞られることにもとづき弁ニードル８の環状溝２５内の燃料分布が不 均一となるためである。噴射された燃料噴流内のこのような非対称的な燃料分布 は、個々の構成部分の領域例えば点火栓の領域、シリンダの入口弁又は出口弁の 領域又はシリンダもしくは吸気管の壁領域内の燃料空気混合物内の燃料成分が減 少させられなければならない場合には特に有利である。この形式で、内燃機関の 燃焼が最適となり、かつ排ガスの品位が明らかに改善される。 燃料分布のこのバリエーションがマニピュレータ２６の調整により燃料噴射弁 １の完成組付け状態でも可能であり、かつ燃料噴射弁１により噴射される燃料噴 流内の燃料分布が例えば内燃機関の具体的なジオメト リに、もしくは車種に適合されることができることは特別有利である。 第２図は本発明にもとづく燃料噴射弁１の第２実施例の部分断面を示す。既に 説明したエレメントは同一符号で示されており、その限りにおいて再度の説明を 省く。 それぞれの燃料通路２０，２１の第１の半径方向の部分２０は第２図に示した 実施例でも半径方向孔４４として形成されており、この半径方向孔は弁ニードル ８の環状溝２５内に開口している。それぞれの燃料通路２０，２１の第２の軸方 向部分２１は第２図に示した実施例では溝４０として形成されており、この溝は 弁座体３の平面部２１により生じている。溝４０はノズルボディ２の内部開口５ に連通していると共に燃料通路２０，２１の第１の部分２０にも連通している。 第１図に示した実施例に対比して、絞り箇所２９はマニピュレータ２６によらず に、むしろ絞り箇所２９の領域内でノズルボディ２の薄肉に形成された壁４１の 塑性変形により形成される。壁４１のこの変形は例えばボルト４２により行われ 、このボルトはノズルボディ２の凹設部４３内へ押し込まれてノズルボディの薄 肉に形成された壁４１に係合する。それゆえ、燃料噴射弁１により配量されるべ き燃料量が得られるまで絞り箇所２９が段階的に狭められる形式で、燃料噴射弁 １により配量される燃料量が燃料噴射弁１の完成組付 け状態で全自動的に調整される。本発明にもとづく構成の特別な利点は、燃料噴 射弁１により配量される燃料量の調整のために弁行程が必ずしも変化させられる 必要がないことにある。 弁座体３に、周方向に分配された複数の溝４０が設けられ、これらの溝がそれ ぞれ半径方向の孔４４を介して弁ニードル８の環状溝２５に連通していると有利 である。第１図に示す実施例で既に説明したように、個々の溝４０の絞り箇所２ ９の個々の開放横断面は互いに無関係に調整されることができる。このことは、 自動装置内で燃料噴射弁１を時間的に相前後して縦軸線６を中心として回転させ 、かつただ１つのボルト４２をすべての凹設部４３内に時間的に相前後して押し 込むことにより行われるか、又は自動装置に設けられていてすべての絞り箇所２ ９を同時に調整する複数のボルトにより同時に行われることができる。その場合 、まず始めに、燃料噴射弁１の配量される全燃料量が弁座体３の摺動ひいては弁 行程の調整により調整されることができ、かつ弁座体３の位置固定のために溶接 ビード４が設けられることができる。次いで、又は場合によっては前以て、その つどそれぞれの絞り箇所２９におけるノズルボディ２の壁４１のクラッシュによ り、半径方向の非対称的な燃料分布が調整されることができる。さらに、燃料噴 射弁１により配量される燃料量の微調整が同時に行われることができる。 本発明は図示の実施例に制限されない。平面部２１を形成する代わりに、弁座 体３に軸方向の溝４０を切削することができる。さらに、例えば遮断弁から公知 であるようなその他の公知絞り法を採用することが可能である。さらに、弁座体 ３内又は弁座体３に単数の燃料通路２０，２１もしくは複数の燃料通路２０，２ １を形成することは必ずしも必要でない。燃料通路２０，２１は少なくとも部分 的には例えばノズルボディ２内又はノズルボディ２に配置されることもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴットフリート フリーク ドイツ連邦共和国 Ｄ―71229 レオンベ ルク アインシュタインシュトラーセ 35 (72)発明者 オットマー マーティン ドイツ連邦共和国 Ｄ―71735 ホーホド ルフ／エーバーディンゲン イム カイザ ーフェルト 13

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の燃料噴射装置のための噴射弁であって 、弁ニードル（８）に結合された弁閉鎖体（９）が設けられており、この弁閉鎖 体が弁閉鎖面（１０）を有しており、この弁閉鎖面が、弁座体（３）に形成され た弁座面（１１）と協働して１つの弁座（１２）を形成しており、かつ、弁座（ １２）に燃料を導入するための少なくとも１つの燃料通路（２０，２１）が弁座 （１２）の上流で弁座体（３）の領域内に設けられている形式のものにおいて、 それぞれの燃料通路（２０，２１）内に１つの絞り箇所（２９）が配置されて おり、この絞り箇所の開放横断面が燃料噴射弁（１）の外部から変化されられる ことができることを特徴とする燃料噴射弁。 2. 弁座体（３）の領域内で周方向に分配された複数の燃料通路（２０，２１ ）が設けられており、その場合、燃料通路（２０，２１）に対応して位置する絞 り箇所（２９）の開放横断面が、燃料噴射弁（１）により噴射される燃料噴流内 の非対称的な燃料分布の形成のために互いに無関係に変化させられることができ ることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。 3. それぞれの燃料通路（２０，２１）の第１の部分（２０）が、弁座面（１ １）の上流で弁座体（３）を半径方向の成分で貫通していることを特徴とする請 求項１又は２記載の燃料噴射弁。 4. それぞれの燃料通路（２０，２１）の第１の部分（２０）の上流に配置さ れた第２の部分（２１）が弁座体（３）に、又は弁座体（３）内で軸方向に延び ていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。 5. それぞれの燃料通路（２０，２１）の第２の部分（２１）が軸方向の孔（ ３１）の形状で弁座体（３）を貫通していることを特徴とする請求項４記載の燃 料噴射弁。 6. それぞれの燃料通路（２０，２１）の第２の部分（２１）が軸方向の溝（ ４０）の形状で弁座体（３）に形成されていることを特徴とする請求項４記載の 燃料噴射弁。 7. 弁座体（３）が、それぞれの燃料通路（２０，２１）の軸方向の溝（４０ ）を外側から閉じるノズルボディ（２）により囲まれており、このノズルボディ が、それぞれの絞り箇所（２９）の開放横断面を変化させるために半径方向で弁 座体（３）へ向かって塑性変形させられることができることを特徴とする請求項 ６記載の燃料噴射弁。 8. ノズルボディ（２）の壁（４１）がそれぞれの絞り箇所（２９）の領域内 に、ボルトエレメント（４２）による変形を可能にするために、減少した壁厚を 有していることを特徴とする請求項７記載の燃料噴射 弁。 9. それぞれの燃料通路（２０，２１）内に、対応する燃料通路（２０，２１ ）の絞り箇所（２９）の開放横断面を挿入深さにより規定するそれぞれ１つのマ ニプュレータ（２６）が挿入されており、このマニプュレータが燃料噴射弁（１ ）の外部から移動させられることができることを特徴とする請求項１から８まで のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 10．それぞれのマニプュレータ（２６）が弁座体（３）に溶接可能であること を特徴とする請求項９記載の燃料噴射弁。 11．弁ニードル（８）又は弁閉鎖体（９）が１つの環状溝（２５）を備えてお り、この環状溝内にそれぞれの燃料通路（２０，２１）が開口していることを特 徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。