JP2002532652A - 内燃機関のための燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁体（１）のガイド孔（５）内で軸方向にしゅう動可能な弁部材（７）を備えており、該弁部材（７）が２つのガイド領域を有していて、これらのガイド領域によって、弁部材（７）はガイド孔（５）内で滑動可能にガイドされており、これらの２つのガイド領域のうちの第１の上側のガイド領域（１５）が、弁部材（７）の、燃焼室とは反対側の端部に設けられていて、第２の下側のガイド領域（２５）が、弁部材（７）の、燃焼室とは反対側の領域に設けられており、下側のガイド領域（２５）が、弁部材シャフト部分（１９）とガイド孔（５）との間に形成された、高圧燃料流入通路（２３）に接続された環状ギャップ（２９）と、下側に位置する、弁座面（１１）に開口する圧力室（３１）との接続を、燃料噴射弁の閉鎖時に閉鎖し、弁部材（７）の開放ストローク運動中に、この接続を開放制御するようになっており、さらに環状ギャップ（２９）と下側に位置する圧力室（３１）との間の絞り接続横断面を有している。この場合、絞り横断面が絞り孔（４１）として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の内燃機関の燃料噴射弁に関す
る。このような形式の、アメリカ合衆国特許第４９８７８８７号明細書により公
知の燃料噴射弁においては、ピストン状の弁部材が、弁体のガイド孔内で軸方向
にしゅう動可能にガイドされている。この場合、弁部材はその下側の燃焼室側の
端部で円錐形の弁シール面を有していて、この弁シール面で、弁部材はガイド孔
の閉じた端部における定置の弁座面と協働する。この場合、公知の燃料噴射弁に
おいては、下流側で弁座面の後方２つの噴射開口が配置されており、これらの噴
射開口は、ガイド孔の閉じた端部から内燃機関の燃焼室内に開口している。この
場合、この噴射開口への燃料流入は、弁座面と弁シール面との間のシール横断面
によって制御される。この場合、公知の燃料噴射弁の弁部材は２つのガイド領域
を有していて、これらのガイド領域で、この弁部材はガイド孔の壁部で滑動しゅ
う動可能にガイドされている。この場合、第１の上側のガイド領域が、弁部材の
燃焼室とは反対側の端部に設けられており、この第１のガイド領域は、燃料圧力
室の上側に延びている。燃料圧力室はガイド孔の横断面拡張部によって形成され
ていて、この横断面拡張部に高圧燃料流入通路が開口している。この場合、上側
のガイド領域は、確実な弁部材ガイドの他に、ばね室に対する圧力室のシールも
行う。このばね室内に、弁部材を閉鎖方向で負荷する弁ばねが設けられている。
この上側の第１のガイド領域に対して付加的に、弁部材は、燃焼室に向いた側の
領域で下側の第２のガイド領域を有している。この領域は環状つばとして構成さ
れていて、この環状つばで、弁部材はガイド孔の直径減少部と協働する。この場
合、環状つばとして構成された下側のガイド領域は、弁部材シャフトとガイド孔
の壁部との間に係止された、圧力室から延びる環状ギャップを、下側に位置する
、弁座面に開口する下側の圧力室に対して、燃料噴射弁の閉鎖時に仕切る。上方
に向けられた、弁部材の開放ストローク運動中に、弁部材の下側のガイド領域の
環状つばは、ガイド孔の直径減少部とのオーバーラップ（重なり合い）から抜け
出して、それによって環状ギャップと下側に位置する圧力室との間の絞られてい
ない流過横断面を開放する。

【０００２】 この場合、下側に位置する圧力室の燃料供給のために、閉鎖した燃料噴射弁つ
まり、弁部材が弁座に当接する場合に、環状ギャプと下側に位置する圧力室との
間の絞り貫流横断面が設けられており、この絞り貫流横断面を介して燃料が下側
に位置する圧力室内に流入することができる。この絞り横断面は、この公知の燃
料噴射弁においては、下側のガイド領域とガイド孔の直径減少部との間の環状絞
りギャップとして構成されている。

【０００３】 環状ギャップと下側に位置する圧力室との間の絞り接続横断面のこのような構
成は、内燃機関のための公知の燃料噴射弁においては、環状つば及びガイド孔壁
部における表面製造許容誤差（表面公差）に基づいて、燃料噴射弁における正確
な絞り横断面を同精度で繰り返し調節することが困難であるという欠点を有して
いる。この場合、正確な絞りギャップのこのような形式で製造するためには、制
作精度に関連して高価な費用を必要とし、従って高い費用及びコストを伴ってし
か得ることができない。しかしながら燃料噴射弁の正確な機能特にパイロット噴
射を調節することに関連して、絞り横断面を正確に調節することは、非常に重要
であるので、ガイドつばとガイド孔の壁部との間の環状絞りギャップを介しての
調節可能性は不十分である。

【０００４】 発明の利点 これに対して、請求項１の特徴部に記載した構成を有する、内燃機関のための
本発明による燃料噴射ポンプは、燃料噴射弁で下に位置する圧力室と環状つばと
の間の絞り接続横断面が簡単で、かつ、高い精度で繰り返し製造可能であるとい
う利点を有している。これは絞り接続横断面を本発明に従って絞り孔として構成
したことによって得られる。この絞り孔は弁部材を斜めに貫通して延びており、
絞り孔の入口開口は環状ギャップの領域に配置されていて、出口開口は下側に位
置する圧力室の領域に配置されている。この場合、このような形式の絞り孔は製
造技術的に高い費用で非常に正確に製造することができ、特に大量生産において
も非常に小さいばらつき幅で繰り返し製造可能である。またこのような絞り孔は
特に有利には、従来技術に対して、弁部材とガイド孔の幾何学形状との間のはめ
合い公差とは無関係である。この場合、弁部材の絞り孔は例外なく同じ絞り横断
面を有しているが、絞り孔は２段式又は多段式に構成することも可能であって、
この場合、最小の孔直径は絞り貫流横断面を規定する。この最小の絞り孔横断面
は、絞り孔の入口か、絞り孔の中央領域か又は絞り孔の出口（図示の実施例にお
けるように）に設けることができる。絞り孔を２段式又は多段式の孔として構成
することによって、充分な絞り作用を有する良好な貫流を得ることができるとい
う利点を有している。この場合、孔の大きい絞り直径と小さい絞り直径との間の
直径差を介して、また大きい孔部分と絞り横断目縁との間のそれぞれの孔長さを
介して、構造的に簡単な形式で、それぞれの燃料噴射弁形式のための所望の絞り
作用を調節することができる。

【０００５】 本発明の燃料噴射弁によって構造的に簡単な形式で、噴射弁における噴霧形状
のために重要な、環状ギャップと下側の圧力室との間の絞り横断面を正確に繰り
返し調節することができる。

【０００６】 本発明による燃料噴射弁の別の利点は、下側のガイド領域を形成する環状溝と
、これに続く横断面の小さい弁部材の領域との間の移行部に環状つばを設けたこ
とによって得られる。この場合この環状溝は、制御縁を形成する環状つばの下側
の縁部は、鋭い縁状に突き出して形成されているので、ガイド孔の相応の段部と
協働して正確な制御を得ることができる。

【０００７】 本発明の燃料噴射弁の別の利点は、下側に位置する圧力室の領域で弁部材に切
欠を設けることによって得られる。この場合、これらの有利には面切削部として
構成された切欠は、環状つばが孔段部面から出た後で、環状つばから下側に位置
する圧力室内への、妨げられることのない良好な溢流を可能にするので、高い圧
力下にある燃料は燃料流入通路から環状ギャップ及び下側に位置する圧力室を介
してできるだけ均一に噴射開口に溢れ流れるようになっている。

【０００８】 本発明のその他の利点及び有利な実施態様は、実施例の説明、図面及び請求項
に記載されている。

【０００９】 図面 内燃機関のための本発明による燃料噴射弁の実施例が、図面に示されていて、
以下に詳しく説明されている。

【００１０】 図１には、燃料噴射弁の第１実施例の弁体の縦断面図、及び該弁体内でガイド
された弁部材が示されており、図２には、図１の弁体の、本発明にとって重要な
燃焼室側の領域及び、該弁体内でガイドされた弁部材の、燃焼室側の端部におけ
る幾何学形状が示されている。

【００１１】 実施例の説明 図１の概略的な断面図で示した、内燃機関のための本発明による燃料噴射弁は
弁体１を有しており、該弁体１は、その下側の自由端部が、詳しく図示していな
い形式で、供給しようとする内燃機関の燃焼室内に突入していて、その上側の燃
焼室とは反対側の端面が、同様に詳しく図示していない形式で弁保持体に対して
緊締されている。この場合、弁体１は、上側の端面３から延びる、軸方向の袋孔
として構成されたガイド孔５を有している。このガイド孔５内で、ピストン状の
弁部材７は軸方向でしゅう動可能にガイドされていて、その下側の燃焼室側の端
部で円錐形の弁シール面９を有しており、この弁シール面９によって、弁部材７
は、ガイド孔５の閉じた端部に形成された定置の弁座面１１と協働する。この場
合、この弁座面１１から、この弁座面１１と弁シール面９との間に形成されたシ
ール横断面の下流側に噴射開口１３が分岐しており、この噴射開口１３は、供給
しようとする内燃機関の燃焼室内に開口している。この場合、図示の実施例では
１つの噴射開口だけが設けられているが、選択的に多数の噴射開口を設けること
も可能である。その場合は、これらの噴射開口は選択的に、弁部材７の下側に形
成されたガイド孔５の袋孔から分岐ガイドされていてよい。

【００１２】 ピストン状の弁部材７は、２つのガイド領域を有していて、これらのガイド領
域で、弁部材７は、ガイド孔５の壁部で滑動しながらしゅう動ガイドされる。こ
の場合、第１の上側のガイド領域１５は弁部材７の燃焼室とは反対側の端部に設
けられていて、ガイド孔５の、燃焼室とは反対側の上側の領域内でガイドされて
いる。弁部材７の上側のガイド領域１５は、、圧力ショルダ１７を形成する段部
を介して、直径の減少された弁部材シャフト部分１９に移行している。この場合
、圧力ショルダ１７は、上側に位置する圧力室２１内に配置されており、この圧
力室２１は、ガイド孔５の横断面拡大部に形成されていて、高圧燃料流入通路２
３が開口している。この場合、高圧燃料流入通路２３は、図示していない形式で
高圧噴射ラインに接続されており、この高圧接続ラインは、他方では燃料圧送ポ
ンプから分岐していて、この燃料圧送ポンプを介して燃料が貯蔵タンクから高圧
下で各燃料噴射弁に供給される。

【００１３】 弁部材７の燃焼室に近い端部に設けられた下側の第２のガイド領域は、環状つ
ば２５として構成されていて、この環状つば２５は、円筒形の外周面が、ガイド
孔５の孔段部２７の壁部と協働する。この場合、弁部材７の下側の第２のガイド
領域を形成する環状つば２５は、弁部材シャフト部分１９とガイド孔５の壁部と
の間に形成された環状ギャプ２９を、燃料噴射弁の閉鎖時に、環状つば２５の下
側で下流側に配置された、弁座面１１に開口する下側に位置する圧力室３１に対
して仕切る。

【００１４】 環状つば２５は、図２に拡大して示されているように、その燃焼室側に向けら
れた下側の制限縁部で制御縁３３を有しており、該制限縁３３で、環状つば２５
は、孔段部２７の燃焼室とは反対側の孔段部縁３５と協働する。この場合、制御
縁３３と孔段部縁３５とは、弁部材７の環状つば２５の制御縁３３が、弁部材７
が上方に向かって開放ストローク運動する際に、上側に位置する孔段部縁３５を
通過するように配置されており、それによって、環状ギャップ２９と下側の位置
する圧力室３１との間の貫流横断面が開放されるようになっている。この場合、
弁部材７は、環状つば２５に制御縁３３を正確に形成するために、環状つば２５
から下側に位置する圧力室３１の弁部材シャフトへの移行部に環状溝３７を有し
ている。さらにまた、弁部材７には、下側に位置する圧力室３１の領域で、面研
削部３９の形状の切欠が形成されており、これらの切欠を介して、この領域の貫
流横断面はさらに拡大される。

【００１５】 弁座面１１に弁部材７が当接した時に、下側に位置する圧力室３１に燃料を充
填するために、弁部材７に絞り孔４１が設けられている。この場合、絞り孔４１
は、その入口開口が環状ギャップ２９内に開口し、その出口開口が下側に位置す
る圧力室３１内に開口するように、配置されている。また、絞り孔４１は２段式
の孔として構成されており、この際に、直径の大きい方の孔区分が環状ギャップ
２９内に開口し、直径の小さい方の孔区分が下側に位置する圧力室３１内に開口
している。絞られた小さい直径を介して、またこの小さい直径が絞り孔４１内に
は位置されていることによって、燃料貫流時に絞り作用が簡単な形式で調節され
る。

【００１６】 本発明による、内燃機関のための燃料噴射弁は次のように作業する。

【００１７】 噴射弁の閉鎖時に、弁ばね４５は弁頭４３を介して、弁部材１５の弁シール面
９が弁座面１１に当接するように弁部材１５を保持するので、噴射開口１３に通
じる貫流横断面が閉鎖されている。それと同時に、弁部材７に設けられた環状つ
ば２５が孔段部２７内に侵入し、それによって下側に位置する圧力室３１を環状
ギャップ２９に対して仕切る。この環状ギャップ２９は、他方側では上側に位置
する圧力室２１内に開口している。高圧燃料流入通路２３内、上側に位置する圧
力室２１内、及び環状ギャップ２９内に形成される燃料の標準圧力は、絞り孔４
１を介して、下側に位置する圧力室３１内にも形成される。

【００１８】 噴射弁での高圧燃料噴射は、高圧下にある燃料が噴射ポンプから高圧燃料流入
通路２３を介して上側に位置する圧力室２１内に供給されることによって開始さ
れる。この際に、圧力ショルダ１７で開放方向に作用する高圧燃料が弁部材７を
、弁ばね５の閉鎖力に抗して開放ストローク方向に移動させる。その結果、弁シ
ール面９は弁座１１から持ち上がり、噴射開口１３に通じる貫流横断面を開放す
るので、下側に位置する圧力室３１内の燃料が、噴射開口１３を介して内燃機関
の燃焼室内に噴射される。この時に、下側に位置する圧力室３１内の燃料圧は非
常に迅速に消滅する。何故ならば、噴射開口１３の噴射横断面は、絞り孔４１の
最小直径よりも大きく構成されているからである。それによって、弁部材７のこ
の第１の開放ストローク段階中に、絞り孔４１を通って圧力室３１内に流入する
量よりも多量の燃料が下側に位置する圧力室３１から噴射開口１３を通って流出
する。このような形式で環状つば２５で圧力低下が調節され、この圧力低下によ
って、環状ギャップ２９内に形成される高圧燃料が付加的な閉鎖力を、環状つば
２５への横断面移行部に及ぼす。従ってこの付加的な閉鎖力は、圧力室２１内で
さらに形成される燃料高圧が十分になって、この付加的な閉鎖力を克服し、弁部
材７をその開放ストロークストッパまでさらに上方に移動させるまで、弁部材の
開放ストローク運動を制動する。この弁部材７の続いて行われる開放ストローク
中に、環状つば２５は、孔段部２７とのオーバーラップ（重なり）から抜け出て
、それによって環状つば２９と下側に位置する圧力室３１との間の絞られない溢
流横断面が開放されるので、燃料噴射弁の噴射開口１３における高圧燃料噴射が
継続される。この際に、この接続横断面の開放制御時点は、環状つば２５におけ
る制御縁３３が孔段部縁３５を通過することによって規定される。環状つば２５
の設計及び特に、制御縁３３と孔段部縁３５との間の軸方向間隔ｈを介して、環
状ギャップ２９と下側に位置する圧力室３１との間の絞られない溢流の開放時点
及びひいては第１の開放ストローク段階が簡単な形式で調節できる。さらにまた
、絞り孔４１の絞り横断面を介して、噴射の噴霧形状も漸進的に調節することが
できる。

【００１９】 環状つば２５が、孔段部２７とのオーバーラップから抜け出ることによって、
燃料噴射弁の完全な開放制御が、弁部材７が開放ストロークストッパに当接する
まで通常形式で行われる。

【００２０】 燃料噴射弁の閉鎖は公知の形式で、上側の圧力室２１内での高圧燃料の中断に
よって行われる。従って、噴射弁に形成される圧力は低下して、再び必要な開放
圧を下回るので、弁部材７は、戻り移動して弁座面１１に当接し、この際に、絞
り孔４１を介して、冒頭に述べた圧力上昇が新たに調節される。

【００２１】 この際に、本発明による燃料噴射弁によって構造的に簡単な形式で第２の付加
的な閉鎖ばねに頼ることなしに、弁部材７の２段式の開放ストローク経過を調節
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例による燃料噴射弁の、弁体とこの弁体内でガイドされた弁部材との
縦断面図である。

【図２】 図１に示した弁体の、本発明にとって重要な燃焼室側に向いた領域と、弁体内
でガイドされた弁部材の、燃焼室側の端部の幾何学的な形状とを示す、一部破断
した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エルギュン フィリズ トルコ国 ジェキルゲ／ブルサ ナンバー ４ ダイレ ５ ビュクリューム シー エーディー ディレック エスオーケー （番地なし) (72)発明者 ギュンゲール ユルツェヴェン トルコ国 ムダンヤ／ブルサ ギュル シ テシ エー ブロック ダイレ 19 ミュ ニュール パサ エスオーケー ハリット パサ エムエーエイチ （番地なし) (72)発明者 ハインツ シュトゥッツェンベルガー ドイツ連邦共和国 ヴァイヒンゲン シュ ヴァープシュトラーセ 19／２ Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AD12 BA51 BA55 BA61 CC14 CC18 CC70 DA09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁体（１）のガイド
   孔（５）内で軸方向にしゅう動可能な弁部材（７）を備えており、該弁部材（７
   ）がその燃焼室側の端部で弁シール面（９）を有していて、該弁シール面（９）
   によって、定置の弁座面（１１）と協働するようになっており、下流側で弁座面
   （１１）と弁シール面（９）との間のシール横断面に接続する、供給しようとす
   る内燃機関の燃焼室内に通じる少なくとも１つの噴射開口（１３）を備えており
   、前記弁部材（７）が２つのガイド領域を有していて、これらのガイド領域によ
   って、弁部材（７）はガイド孔（５）内で滑動可能にガイドされており、これら
   の２つのガイド領域のうちの第１の上側のガイド領域（１５）が、弁部材（７）
   の、燃焼室とは反対側の端部に設けられていて、第２の下側のガイド領域（２５
   ）が、弁部材（７）の、燃焼室とは反対側の領域に設けられており、下側のガイ
   ド領域（２５）が、弁部材シャフト部分（１９）とガイド孔（５）との間に形成
   された、高圧燃料流入通路（２３）に接続された環状ギャップ（２９）と、下側
   に位置する、弁座面（１１）に開口する圧力室（３１）との接続を、燃料噴射弁
   の閉鎖時に閉鎖し、弁部材（７）の開放ストローク運動中に、この接続を開放制
   御するようになっており、さらに環状ギャップ（２９）と下側に位置する圧力室
   （３１）との間の絞り接続横断面を有している形式のものにおいて、 絞り横断面が絞り孔（４１）として構成されていることを特徴とする、内燃機
   関のための燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 絞り孔（４１）が、弁部材（７）に斜め孔として形成されて
   おり、該絞り孔（４１）の入口側開口部が第２のガイド領域（２５）の上側で環
   状ギャップ（２９）に開口していて、絞り孔（４１）の出口側開口部が第２のガ
   イド領域（２５）の下側で、下に位置する圧力室（３１）内に開口している、請
   求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 絞り孔（４１）が、有利には異なる２つの直径を有する段付
   き孔として構成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 下側の第２のガイド領域（２５）が弁部材（７）に環状つば
   （２５）として構成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 環状つば（２５）と、下側の圧力室（３１）との間の移行部
   に突き出る弁部材シャフト部分が環状溝（３７）に設けられている、請求項４記
   載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 環状つば（２５）が、燃焼室に向いた側の下側の縁部で制御
   縁（３３）を形成しており、該制御縁（３３）が、ガイド孔（５）の直径減少部
   に形成された孔段部（２７）と協働する、請求項４記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】 弁部材シャフト部分が、下側に位置する圧力室（３１）の領
   域内で横断面減少部を備えている、請求項１記載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】 下側に位置する圧力室（３１）の領域で弁部材シャフト部分
   に、切欠有利には面切削部（３９）が設けられている、請求項１記載の燃料噴射
   弁。