JP2001504912A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この燃料噴射弁は、噴射弁の下流側の端部に、空気包囲部材（３５）と挿入体（３８）とから成る調整アタッチメント（４０）が設けられていることにより優れている。調整アタッチメント（４０）を備えた噴射弁の下流側の端部は、金属の肉薄な管状の空気包囲体（３０）によって周方向で完全に包囲されている。噴射弁における空気包囲体（３０）の固定は、弁ケーシング（１）を少なくとも部分的に被覆するプラスチック射出成形部（１５）における非材料接続的なスナップ結合、係止結合又はクリップ結合により達成される。対応する結合エレメントは、ノーズ（６５）及びブラケット（６６）の形で形成されている。この燃料噴射弁は、特に混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の吸気管内への噴射に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射弁 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の燃料噴射弁から出発する。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５０５８８６号明細書に基づき既に公知 の、燃料・空気混合物を混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関内に噴射するため の電磁作動式に操作可能な弁においては、プラスチックから成る空気包囲体が、 噴射弁の下流側の端部を包囲している。この空気包囲体の内部では、噴射弁の下 流側の端部に調整アタッチメントが設けられており、この調整アタッチメントは 、金属のカップ形の空気包囲部材と、プラスチック製の挿入体とから成っている 。空気包囲体と弁ケーシング（弁座支持体）との間には、調整アタッチメントに おいて燃料に供給されるために、空気が流入してよい。部分的に直角に肉厚に形 成されたプラスチック製の空気包囲体は、弁の本来のプラスチック射出成形部に 、超音波溶接等の材料接続的な方法を使用することによって固定的に結合されて いる。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１２１３７２号明細書に基づき既に公知の 、燃料・空気混合物を噴射 するための燃料噴射弁においては、空気包囲スリーブが弁のノズル体の下流側の 端部を包囲している。この場合、金属の空気包囲スリーブは、通気開口を備えた 底部分が弁端部に対して斜めに成形されているように形成されている。このよう にして空気環状ギャップが、噴射穴付きディスクと空気包囲スリーブの底部分と の間に形成される。空気包囲スリーブは、複数の溶接ポイントを介してか、縁曲 げ、プレス、ろう接又は接着によって金属のノズル体に固定されている。弁収容 部に対するシールのためのシールリング用の環状溝形の収容部は、空気包囲スリ ーブの外周面に、手間のかかる付加的なＵ字形の保持リングが一体に溶接される ことによって得られる。 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の本発明による燃料噴射弁は、簡単な形式で、特に廉 価な空気包囲体が弁の噴射側の端部において組込み可能であるという利点を有し ている。更に有利には、金属の空気包囲体の結合パートナーとして、公知の噴射 弁において慣用のプラスチック射出成形部が利用される。このプラスチック射出 成形部は、公知の噴射弁に比べて、直接的な結合領域しか最小限に変化されずに 済む。非材料接続的な結合技術を用いて、空気包囲体の簡単ながらも確実な固定 が達成される。材料接続的な結合技術を使用した場合に生じる恐れのある、ネガ ティブな熱作用等の問題は 、本発明による構成では完全に回避される。 請求項２以下に記載の構成により、請求項１に記載の燃料噴射弁の有利な改良 が可能となる。 空気包囲体を、深絞り加工により製作すると有利である。なぜならば、このよ うにして簡単に当該構成部材を大量の個数で製作することができるからである。 非材料接続的な結合部を、スナップ結合部、係止結合部又はクリップ結合部と して形成すると、特に有利であり、この場合、対応する結合手段としてノーズと ブラケットとが協働する。 管状の肉薄な空気包囲体は、弁収容部に対する噴射弁のシールに役立つシール リングを収容するための環状溝を直接に形成するために、極めて良好に適してい る。この空気包囲体の外周面において、軸方向の延在部に対して垂直に外側に位 置する環状隆起部は、折曲げ加工によって非常に簡単に得られる。従って、付加 的なＵ字形の保持リングは不要である。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、燃料噴射弁の噴射側の端部を、空気包囲部の第１実施例として示し た図であり、第２図は、燃料噴射弁の噴射側の端部を、前方に配置された噴射ポ イントを備えた空気包囲部の第２実施例として示した図である。 実施例の説明 第１図には、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関に設けられた燃料噴射装置 のための噴射弁の形の弁が、部分的且つ概略的に断面図で示されている。この噴 射弁は、少なくとも部分的に弁ケーシングを形成する、大体において管状の金属 の弁座支持体１を有しており、この弁座支持体１には、弁長手方向軸線２に対し て同心的に長手方向開口３が形成されている。この長手方向開口３内には、例え ば管状の弁ニードル５が配置されており、この弁ニードル５の下流側の端部は、 例えば球形の弁閉鎖体７に結合されており、この弁閉鎖体７の周面には、例えば ５つの面取り部８が設けられている。 噴射弁の操作は、公知の形式で電磁作動式に行われる。弁ニードル５の軸方向 運動のため、延いては戻しばね９のばね力に抗する噴射弁の開放、若しくは閉鎖 のためには、電磁コイル１０と可動子１１とコア１２とを備えた電磁回路が働く 。可動子１１は、弁ニードル５の、弁閉鎖体７とは反対の側の端部に、例えばレ ーザを用いた溶接シームによって結合され、コア１２に整合されている。電磁コ イル１０はコア１２を包囲しており、このコア１２は、例えば電磁コイル１０に よって取り囲まれた、弁によって調量される媒体（本発明では燃料）を供給する ために使用される流入管片の端部を成している。 電磁回路は、例えば少なくとも１つの湾曲された導電性エレメント１４によっ て閉鎖される。１つのコイル体に埋め込まれた電磁コイル１０及び少なくとも１ つの導電性エレメント１４、並びにコア１２及び弁座支持体１の広範な区分は、 噴射弁の外側の周壁体を成すプラスチック射出成形部１５によって包囲されてお り、この場合同時に、電気的な接続コネクタ（図示せず）がプラスチック射出成 形部１５と一体に射出成形される。電磁コイル１０の軸方向延在部の領域では、 コア１２と弁座支持体１とが、例えば環状の溶接シームによって互いに固定的に 結合されており、しかもこの結合箇所の下流側には、弁座支持体１の肉薄な構成 に基づき、磁気的な絞り箇所１３が続いている。プラスチック射出成形部１５の 代わりに、例えば周壁状のケーシングとして金属で形成された、弁外周面を少な くとも部分的に形成する周壁体が設けられていてもよい。 弁座支持体１の、コア１２とは反対の側の下流側に位置する端部には、円筒形 の弁座体１６が長手方向開口３において密に組み込まれている。この弁座体１６ の、弁閉鎖体７とは反対の側の下側の端面において、該弁座体１６は、例えばポ ット形に形成された噴射穴付きディスク２１に同心的且つ固定的に結合されてい る。弁座体１６と噴射穴付きディスク２１との結合は、例えばレーザを用いて形 成された、例えば環状で密 な溶接シームによって行われる。この組込み形式により、噴射穴付きディスク２ １の少なくとも２つ、例えば４つの、打抜き加工又は侵蝕加工により加工成形さ れた、噴射穴付きディスク２１の中央に位置する噴射開口２５の領域における不 都合な変形の危険が防止される。更に、噴射穴付きディスク２１は、例えば環状 の密な溶接シームによって弁座支持体１に固定的に結合されている。 弁座体１６と、ポット形の噴射穴付きディスク２１とから成る弁座部分の、長 手方向開口３内への挿入深さは、弁ニードル５の行程の大きさを規定する。それ というのも、電磁コイル１０の非励磁状態における弁ニードル５の一方の最終位 置が、弁閉鎖体７の、弁座体１６の弁座面２９への接触に基づき規定されている からである。球形の弁閉鎖体７は、流れ方向で截頭円錐形に減径された、弁座体 １６の弁座面２９と協働する。弁ニードル５の他方の最終位置は、電磁コイル１ ０の励磁状態において、例えば可動子１１のコア１２への接触に基づき規定され る。即ち、弁ニードル５の前記の両最終位置間の距離が、該弁ニードル５の行程 を成している。 噴射弁、延いては弁座支持体１は下流側の端部において、スリーブ状の肉薄な 空気包囲体３０により、大体において周方向で、且つ少なくとも部分的に軸方向 で取り囲まれる。例えば金属薄板から深絞り加工によ って製作された空気包囲体３０は、プラスチック射出成形部１５の下端部に結合 される。この空気包囲体３０の前方に配置されて、空気流入通路（図示せず）が 位置しており、この空気流入通路は、空気を空気包囲体３０に供給するために働 く。空気包囲体３０は、内側の貫通開口３２を有しており、この貫通開口３２内 には、弁座体１６を備えた弁座支持体１の下流側の端部が突入しているだけでな く、ガスを噴射開口２５に向かう方向で供給するための別の手段が設けられてい る。このように、空気包囲体３０は特に、空気包囲体３０と弁座支持体１との間 に形成された、前記空気流入通路と直接に結合された中間室３６に設けられたカ ップ形の空気包囲部材３５を取り囲んでいる。即ち、噴射穴付きディスク２１の 噴射開口２５から流出する燃料に至るガスの供給が保証される。 例えばプラスチックから製作された挿入体３８と共に、薄板部材としてのカッ プ形の空気包囲部材３５は、空気包囲体３０により軸方向で完全に取り囲まれた 調整アタッチメント４０を形成する。大体において円錐形の形が有利である挿入 体３８は、弁座体１６の完全に下流側に延びている。これに対して挿入体３８に 固定的に結合された空気包囲部材３５は、底区分４２が少なくとも部分的に挿入 体３８の材料によって包囲され、且つ挿入体３８から半径方向で、例えば挿入体 ３８の軸方向長さにわたって見て真ん中で突出するよ うに形成されている。底区分４２には、軸方向で延びる円筒形の周壁区分４３が 続いており、この周壁区分４３は、上流側に向かって弁座支持体１を、例えば弁 閉鎖体７の球の赤道の高さまで包囲する。空気包囲部材３５の周壁区分４３は、 空気包囲体３０と弁座支持体１との間に形成された中間室３６において延びてお り、且つその構造に基づいて、規定された空気供給を保証する。周壁区分４３は 、例えば該周壁区分４３の周方向でそれぞれ交代する、比較的大きな直径の４つ の領域４４と、比較的小さな直径の４つの領域４５とをこの周壁区分４３が有し ている限り、完仝に円筒形には形成されない。空気包囲部材３５が組み込まれた 状態では、環状の中間室３６はその半径方向全幅が使用されるように見える。な ぜならば、比較的大きな直径の領域４４が遊びを以て空気包囲体３０の内壁に沿 って貫通開口３２内で延びているのに対して、比較的小さな直径の領域４５は弁 座支持体１に接触し、例えば溶接シームによって弁座支持体１に固定的に結合さ れているからである。 弁座支持体１と、周壁区分４３の比較的大きな直径の領域４４との間には、こ の領域４４の数に対応して同数の、つまり例えば４つの空気流入通路４７が形成 されており、これらの空気流入通路４７は、等間隔を置いて周方向で弁座支持体 １の周囲に配置され、且つ軸方向で延びている。空気包囲部材３５の底区分４２ は、弁座支持体１の下流側の端面に対して軸方向間隔を置いて延びているので、 この底区分４２と弁座支持体１の下流側の端面との間には、半径方向で延びる環 状の流れ通路４８が生ぜしめられる。この流れ通路４８は、空気流入通路４７に 接続しており、空気によって半径方向で通流される。その後で空気は大体におい て軸方向上流側の、底区分４２の上流側で噴射穴付きディスク２１に向かって減 径された円錐形の外側輪郭を有する挿入体３８と、弁座支持体１に設けられた長 手方向開口３の壁との間の環状通路４９に、流れが噴射穴付きディスク２１にお いて半径方向で変向されるまで流入する。 噴射穴付きディスク２１の噴射開口２５から流出する燃料の、改善された調整 のための空気の調量は、空気環状キャップ５０を介して行われ、この空気環状ギ ャップ５０の軸方向伸張は、挿入体３８の、噴射穴付きディスク２１との間隔に 基づき生ぜしめられる。空気環状ギャップ５０の延在部の軸方向寸法は、環状通 路４９から流入する、例えば調整空気等の空気のための調量横断面を形成する。 供給された空気は狭い空気環状ギャップ５０を通って、挿入体３８の中央におい て弁長手方向軸線２に対して同心的に、且つ噴射穴付きディスク２１の近傍に設 けられた混合物噴射開口５１に向かって流れ、この混合物噴射開口５１において 、例えば２つ又は４つの噴射開口２５を介して供給さ れた燃料にぶつかる。空気環状ギャップ５０の小さな軸方向延在部に基づき、供 給された空気が激しく加速されて、燃料を特に微細に霧化する。 シールリング５５は、空気包囲体３０と挿入体３８との間をシールするために 、挿入体３８の外側輪郭と、底区分４２の下位の空気包囲体３０の内壁との間で 働く。この場合、底区分４２はシールリング５５を収容するために不可欠な環状 溝を直接に制限する。挿入体３８は、調整アタッチメント４０の下流側の端部に おける滴下ジオメトリに基づき優れている。下流側で下側の端面に続く、多数の 歯を備えた滴下冠５６は、燃料の、（特に空気無しの運転時の）改善された滴下 特性のために働く。なぜならば、燃料が大きな液滴を形成するようには合流でき ないからである。滴下冠５６の歯は、例えば下流側に向かって先端のとがった三 角形の歯の形で形成されており、これに対して前記歯の間に生ぜしめられる自由 領域は逆三角形であり、つまり、下流側に向かってより広幅になっている。 既に述べた、例えば空気流入通路の形で形成された空気供給装置（図示せず） から、空気は空気包囲体３０の壁を完全に貫通する複数の流入開口５８を介して 、弁座支持体１と空気包囲体３０との間で貫通開口３２に形成された中間室３６ 内に流入する。燃料噴射弁の周面と、例えば内燃機関の吸気管等の弁収容部（図 示せず）との間をシールするためには、噴射側の端部 の外周面に、例えば２つのシールリング６０が設けられている。この場合、電磁 コイル１０に面した上側のシールリング６０は、プラスチック射出成形部１５に 設けられた環状溝６１に配置されている。これに対して調整アタッチメント４０ に面した下側のシールリング６０は、空気包囲体３０に直接に設けられている。 例えば深絞り加工を施された、薄板から成る空気包囲体３０は、軸方向延在部の 中央領域に、折曲げ加工により形成された、管状の軸方向延在部に対して垂直に 外側に向かって位置する２つの周方向の環状隆起部６２を有している。両環状隆 起部６２は、空気包囲体３０の外壁と共に、この領域に別の環状溝６３を形成す る。 空気包囲体３０は、プラスチック射出成形部１５の下流側の下端部に、スナッ プ結合、係止結合又はクリップ結合によって固定されている。このためには、プ ラスチック射出成形部１５の、空気包囲体３０に面した下端部は、例えば外側に 向かって鋸歯状に突出する環状の、又は周面に配分された複数のノーズ６５が設 けられているように形成されている。ノーズ６５に対応する結合手段として、空 気包囲体３０は、流入開口５８の上位で周面にわたって配分された、弁座支持体 １に対して内側に向かって位置する、複数の弾性的なブラケット６６を有してお り、これらのブラケット６６は、ノーズ６５に背後から係合する。これらの結合 箇所ではシール性は得られなくてよいので、上で述べた結合の可能性は、その簡 便性に基づき極めて良好に使用され得る。結合領域は、変化されて構成されてい てもよいが、この場合、金属の空気包囲体３０は、非材料接続的な接合方法に基 づき、対応する結合手段によって、常にプラスチック射出成形部１５に固定され ている。ノーズ６５は、例えば空気包囲体３０の開口又は窓に係合することがで きる。更に、専用の位置固定フック（図示せず）が、空気包囲体３０において加 工成形されていてよい。 第２図に示したように、空気包囲体３０の長さは非常に簡単に変化させられる 。これに対応して、折り曲げられた両環状隆起部６２も空気包囲体３０の別の位 置に一体成形されてよい。はるか前方に配置された噴射ポイントが設けられてい ることが望ましい場合には、非常に細長い空気包囲体３０が有利である。空気包 囲体３０の長さに対応するように、弁座支持体１と弁ニードル５だけしか延長さ れずに済む。燃料噴射弁の他の全ての構成部材は同一形式で使用され得る。噴射 領域（調整アタッチメント４０）は、例えば第２図に示した弁の場合、内燃機関 の吸気通路に著しく突入している。このようにして可能となった、１つ又は複数 の吸気弁への所望の噴射により、吸気通路の給湿を簡単に防止することができ、 これにより、内燃機関の排ガス放出量と燃料消費量とが減少される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、弁長手方向軸線と 、少なくとも部分的に周壁体によって包囲されている弁ケーシングと、軸方向で 運動可能な弁閉鎖体と、該弁閉鎖体と協働する弁座面を有する弁座体と、前記弁 座面の下流側に設けられた少なくとも１つの噴射開口と、噴射弁の下流側の端部 に配置された、燃料・空気混合物を得るための手段と、燃料・空気混合物を得る ための該手段を周方向で完全に包囲する空気包囲体とを備えた形式のものにおい て、 空気包囲体（３０）が金属で形成されていて、周壁体（１５）に非材料接続的 に結合されていることを特徴とする燃料噴射弁。 ２．外側の周壁体がプラスチック射出成形部（１５）として形成されている、 請求項１記載の燃料噴射弁。 ３．空気包囲体（３０）が、深絞り加工により薄板から製作可能である、請求 項１又は２記載の燃料噴射弁。 ４．空気包囲体（３０）がスリーブ状若しくは管状に、内側の貫通開口（３２ ）を備えて形成されている、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．空気包囲体（３０）と周壁体（１５）との間の非材料接続的な結合が、ス ナップ結合、係止結合又はクリップ結合である、請求項１記載の燃料噴射弁。 ６．プラスチック射出成形部（１５）が、空気包囲体（３０）に面した側の端 部において、環状の、又は周面に配分された複数の、外側に向けられた鋸歯状の ノーズ（６５）が突出しているように形成されている、請求項５記載の燃料噴射 弁。 ７．空気包囲体（３０）の、プラスチック射出成形部（１５）に面した側の端 部に、内側に向けられて周面に配分された複数のブラケット（６６）が設けられ ており、該ブラケットが、対応する結合手段としてノーズ（６５）に背後から係 合する、請求項６記載の燃料噴射弁。 ８．空気包囲体（３０）に、空気の流入のための少なくとも１つの流入開口（ ５８）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁 。 ９．空気包囲体（３０）の外周面に、折曲げ加工によって形成された２つの周 方向の環状隆起部が、空気包囲体（３０）の管状の軸方向延在部に対して垂直に 外側に向かって位置しており、前記環状隆起部が、空気包囲体（３０）の外壁と 共に環状溝（６３）を形成している、請求項４記載の燃料噴射弁。 10．燃料・空気混合物を得るための手段が、カップ 形の金属の空気包囲部材（３５）と、混合物噴射開口（５１）を有するプラスチ ック製の挿入体（３８）とから成る調整アタッチメント（４０）として形成され ている、請求項１記載の燃料噴射弁。