JP2003504556A - コモンレール・インジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関のコモンレール・噴射機構内の燃料噴射のためのコモンレール・インジェクタであって、コモンレール・インジェクタのインジェクタケーシング（１）が燃料流入路（１１）を備えており、燃料流入路がインジェクタケーシング（１）の外側の中央の燃料高圧貯蔵部とインジェクタケーシング（１）の内側の圧力室（１５）とに接続されており、圧力室から高圧負荷された燃料が制御弁（１８）の位置に関連して噴射されるようになっており、インジェクタケーシング（１）の縦孔（３）内を軸線方向でノズルばね（８）の予圧に抗して往復運動可能なノズルニードル（４）が、前記制御弁によって圧力室（１５）内の圧力を制御室（１６）内の圧力よりも大きくした場合にシール座から離れるようになっており、前記制御室が流入絞り（１９）を介して燃料流入路（１１）に、かつ流出絞り（１７）を介して放圧室に接続可能である形式のものに関する。簡単な構造であって、かつ経済的に製造可能であるコモンレール・インジェクタを提供するために、燃料流入路（１１）と圧力室（１５）との間の接続部（１２，１３，１４）が制御室（１６）に対して内側に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、内燃機関のコモンレール・噴射機構内の燃料噴射のためのコモンレ
ール・インジェクタであって、コモンレール・インジェクタのインジェクタケー
シングが燃料流入路を備えており、燃料流入路がインジェクタケーシングの外側
の中央の燃料高圧貯蔵部とインジェクタケーシングの内側の圧力室とに接続され
ており、圧力室から高圧負荷された燃料が制御弁の位置に関連して噴射されるよ
うになっており、インジェクタケーシングの縦孔内を軸線方向でノズルばねの予
圧に抗して往復運動可能なノズルニードルが、前記制御弁によって圧力室内の圧
力を制御室内の圧力よりも大きくした場合にシール座から離れるようになってお
り、前記制御室が流入絞りを介して燃料流入路に、かつ流出絞りを介して放圧室
に接続可能である形式のものに関する。

【０００２】 コモンレール・噴射機構では、高圧ポンプが燃料を中央の高圧貯蔵部内に圧送
するようになっており、高圧貯蔵部がコモンレールと呼ばれる。高圧貯蔵部から
高圧管路が個別の各インジェクタに通じており、各インジェクタが所属の各機関
シリンダーに対応して配置されている。インジェクタは機関電子装置によって個
別に制御される。レール圧力が圧力室及び制御弁に作用している。制御弁が開か
れると、ノズルニードルがシール座から離れかつ、高圧で負荷された燃料が内燃
機関の燃焼室内に噴射される。

【０００３】 例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２４６３７Ａ１号公報により公
知の従来のインジェクタにおいては、制御室が縦孔の、燃焼室から離れた側の端
部でインジェクタケーシングの中央に配置されている。燃料流入路と圧力室との
間の接続部が縦孔の外側を延びる孔によって形成されている。このような付加的
な孔が、少なくとも噴射時に全レール圧力で負荷される。従って、インジェクタ
ケーシングのシールが製作技術的に極めて煩雑である。

【０００４】 本発明の課題は、冒頭に述べた形式のコモンレール・インジェクタを提供して
、該コモンレール・インジェクタが簡単な構造であって、かつ経済的に製造可能
であるようにすることである。特にシール性を改善することである。

【０００５】 前記課題を解決するために本発明の構成では、燃料流入路と圧力室との間の接
続部が制御室に対して内側に配置されている。本発明に基づくインジェクタのこ
のような構成は、従来のインジェクタの構成と逆である。本発明に基づくこのよ
うな構成によって、インジェクタケーシングの高圧シールが製作技術的に極めて
簡単にされている。

【０００６】 本発明の有利な実施態様では、ノズルニードルが中央の孔を有しており、該孔
を介して燃料流入路が圧力室に接続されている。ノズルニードルの該孔が、従来
のインジェクタのインジェクタケーシング内の孔と同じ機能を有している。イン
ジェクタの本発明に基づくこのような構成によって、インジェクタケーシングが
極めてコンパクトに形成できる。

【０００７】 本発明の別の有利な実施態様では、燃料流入路と圧力室との間でノズルニード
ルに少なくとも１つの平らな面が形成されており、燃料流入路からの燃料が前記
面のそばを通って圧力室内に達するようになっている。このような構成によって
、インジェクタの高圧強度に関する利点が得られる。

【０００８】 本発明の別の有利な実施態様では、中央の孔が軸線方向の袋穴であり、袋穴の
端部が少なくとも１つの半径方向孔を介して圧力室に接続されている。４つの半
径方向孔が袋穴から星形に延びていると、高圧負荷された燃料がリング状の圧力
室内に均一に分配される。

【０００９】 本発明の別の有利な実施態様では、制御室が縦孔の内周面とスリーブの外周面
との間に配置されており、スリーブがノズルニードルの、燃焼室から離れた側の
端部に沿ってシール作用を伴って摺動可能であり、かつノズルばねを用いてイン
ジェクタケーシングに接触して保たれるようになっている。スリーブによって、
制御室が燃料流入路から簡単に制限されている。

【００１０】 本発明の別の有利な実施態様では、スリーブの、インジェクタケーシングに接
触している面に係合エッジ（食いつきエッジ[Beisskante]）が形成されている。
このような構成によって、スリーブの外側に設けられた制御室がスリーブの内側
の燃料流入路から液密に分離されている。

【００１１】 本発明の別の有利な実施態様では、ノズルニードルが制御室と圧力室との間に
案内されている。本発明に基づくインジェクタのノズルニードルは従来のノズル
ニードルよりも短く構成できる。従ってインジェクタの申し分のない機能を保証
するために、１つの案内で十分である。

【００１２】 本発明の別の有利な実施態様では、流入絞りがスリーブ内に組み込まれていて
、運転時の圧力衝撃を防止するために役立っている。

【００１３】 本発明の別の有利な実施態様では、ノズルニードルに段部を設けてあり、段部
がノズルばねのためのストッパを形成している。これによって利点として、ばね
受けが省略される。従って構成部材の数が減少される。

【００１４】 本発明の別の有利な実施態様では、ノズルニードル行程がノズルニードルの、
燃焼室から離れた側の端面とインジェクタケーシングとの間の間隔によって規定
されている。このような構成によって利点として、本発明が製作技術的に極めて
簡単に実施される。

【００１５】 次に本発明の構成及び利点を、図示の実施例に基づき詳細に説明する。請求の
範囲並びに明細書に記載の構成は、それ自体個別にも、互いに任意に組み合わせ
ても高度な発明として用いられる。

【００１６】 本発明に基づくインジェクタの図面に縦断面で示す実施例のインジェクタケー
シング１は、ノズル本体２を有しており、ノズル本体が下側の自由な端部で、燃
料供給すべき内燃機関の燃焼室内に突入する。ノズル本体２の、燃焼室から離れ
た上側の端面が、緊締ナット（図示せず）を用いて軸線方向で弁本体２０及びイ
ンジェクタ本体（図示せず）に対して緊締されている。

【００１７】 ノズル本体２内に軸線方向の案内孔３が形成されている。案内孔３内にノズル
ニードル４が軸線方向移動可能に案内されている。ノズルニードル４の先端５に
シール面を形成してあり、シール面がシール座（弁座）と協働するようになって
おり、シール座がノズル本体２に形成されている。ノズルニードル４の先端５が
シール面で以てシール座に当接していると、ノズル本体２内の噴霧孔６が閉じら
れている。ノズルニードルの先端５がシール座から持ち上げられると、高圧で負
荷された燃料が噴霧孔６を介して内燃機関の燃焼室内に噴射される。

【００１８】 ノズルニードル４は先端５から出発して、異なる直径ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３の３つ
の区分を有している。直径ｄ_１が座直径とも呼ばれ、直径ｄ_２が案内直径と呼ば
れ、かつ直径ｄ_３が制御直径若しくはノズルニードル直径と呼ばれる。直径ｄ_２ が最大で、ノズル本体２内でのノズルニードル４の案内のために役立っている。
座直径としての直径ｄ_１が、ノズルニードル直径ｄ_３よりもわずかに小さくなっ
ている。ノズルニードル直径ｄ_３は案内直径ｄ_２よりも小さくなっている。

【００１９】 直径ｄ_２と直径ｄ_３との差異に基づき、ノズルニードル４に段部７が生じてい
る。ノズルばね８が段部７に支持されている。ノズルばね８の他方の端部がスリ
ーブ９の下側の端面に支持されている。このようにして、ノズルばね８が段部７
とスリーブ９との間に予圧されている。ノズルばね８の予圧力が一方では、ノズ
ルニードル４の先端５をシール座に押し付けるために役立っており、他方でスリ
ーブ９の上側の端面を弁本体２０に押し付けるために役立っている。スリーブ９
の、燃焼室から離れた上側の端面に係合エッジ１０が形成されている。スリーブ
９の内径がノズルニードル４の直径ｄ_３よりもわずかに大きくなっている。ノズ
ルニードル４の、燃焼室から離れた側の端部がシール作用を伴ってスリーブ９内
を摺動可能である。このようにして、スリーブ９の内室が周囲に対して圧密に閉
鎖されている。

【００２０】 スリーブ９の内室に燃料流入路１１を開口させてあり、燃料流入路が弁本体２
０内に形成されている。ノズルニードル４の中央を、軸線方向孔１２がスリーブ
の内室から出発して圧力室１５の高さまで延びている。圧力室１５の高さでノズ
ルニードル４内に半径方向の２つの貫通孔１３，１４が互いに交差して配置され
ている。半径方向の貫通孔１３，１４によって、圧力室１５と軸線方向孔１２と
の間の接続部が形成されている。

【００２１】 高圧負荷された燃料がコモンレールから燃料流入路１１、スリーブ９の内室、
軸線方向孔１２及び半径方向の貫通孔１３，１４を介して圧力室１５内に達する
。ノズルニードル４は直径ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３間の選ばれた直径比によって分力バ
ランスされている。ノズルばね８の予圧力に基づき、ノズルニードルの先端５が
シール座に押し付けられる。

【００２２】 スリーブ９の外周とノズル本体２の縦孔３の、燃焼室から離れた側の端部の内
周面との間に、制御室１６を形成してあり、制御室１６が流入絞り１９を介して
スリーブ９の内室、ひいては燃料流入路１１に接続されている。従って制御室１
６内にもレール圧力が生じている。

【００２３】 流出絞り１７を介して、制御室１６が制御弁部材１８の位置に関連して放圧室
（図示せず）に接続（連通）される。接続が行われると、制御室１６内の圧力が
レール圧力から降下して、ノズルニードル４の圧力負荷された面間の分力バラン
スされていた比がもはや得られなくなる。その結果、ノズルニードル４がシール
座から離れかつ、高圧負荷された燃料が圧力室１５から内燃機関の燃焼室内へ噴
射される。放圧室への接続が制御弁部材１８によって中断されると、制御室１６
内の圧力が再び次第に上昇して、ノズルニードル４が閉じる。

【００２４】 スリーブ９は幾何学的な寸法に基づき圧力バランスされている。係合エッジ１
０はスリーブ９の内径に配置されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づくインジェクタの実施例の縦断面。

【符号の説明】

１ インジェクタケーシング、 ２ ノズル本体、 ３ 案内孔、 ４
ノズルニードル、 ５ 先端、 ６ 噴霧孔、 ７ 段部、 ８ ノ
ズルばね、 ９ スリーブ、 １０ 係合エッジ、 １２ 軸線方向孔、
１５ 圧力室、 １６ 制御室、 １７ 流出絞り、 １８ 制御弁
部材、 １９ 流入絞り、 ２０ 弁本体、 ｄ_１ 直径（座直径）、
ｄ_２ 直径（案内直径）、 ｄ_３ 直径（ノズルニードル直径）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のコモンレール・噴射機構内の燃料噴射のためのコ
   モンレール・インジェクタであって、コモンレール・インジェクタのインジェク
   タケーシング（１）が燃料流入路（１１）を備えており、燃料流入路がインジェ
   クタケーシング（１）の外側の中央の燃料高圧貯蔵部とインジェクタケーシング
   （１）の内側の圧力室（１５）とに接続されており、圧力室から高圧負荷された
   燃料が制御弁（１８）の位置に関連して噴射されるようになっており、インジェ
   クタケーシング（１）の縦孔（３）内を軸線方向でノズルばね（８）の予圧に抗
   して往復運動可能なノズルニードル（４）が、前記制御弁によって圧力室（１５
   ）内の圧力を制御室（１６）内の圧力よりも大きくした場合にシール座から離れ
   るようになっており、前記制御室が流入絞り（１９）を介して燃料流入路（１１
   ）に、かつ流出絞り（１７）を介して放圧室に接続可能である形式のものにおい
   て、燃料流入路（１１）と圧力室（１５）との間の接続部（１２，１３，１４）
   が制御室（１６）に対して内側に配置されていることを特徴とするコモンレール
   ・インジェクタ。
2. 【請求項２】 ノズルニードル（４）が中央の孔（１２）を有しており、該
   孔を介して燃料流入路（１１）が圧力室（１５）に接続されている請求項１記載
   のコモンレール・インジェクタ。
3. 【請求項３】 燃料流入路（１１）と圧力室（１５）との間でノズルニード
   ル（４）に少なくとも１つの平らな面が形成されており、燃料流入路（１１）か
   らの燃料が前記面のそばを通って圧力室（１５）内に達するようになっている請
   求項１記載のコモンレール・インジェクタ。
4. 【請求項４】 中央の孔が軸線方向の袋穴（１２）であり、袋穴の端部が少
   なくとも１つの半径方向孔（１３，１４）を介して圧力室（１５）に接続されて
   いる請求項１記載のコモンレール・インジェクタ。
5. 【請求項５】 制御室（１６）が縦孔（３）の内周面とスリーブ（９）の外
   周面との間に配置されており、スリーブがノズルニードル（４）の、燃焼室から
   離れた側の端部に沿ってシール作用を伴って摺動可能であり、かつノズルばね（
   ８）を用いてインジェクタケーシング（１）に接触して保たれるようになってい
   る請求項１から４のいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
6. 【請求項６】 スリーブ（９）の、インジェクタケーシング（１）に接触し
   ている面に係合エッジ（１０）が形成されている請求項５記載のコモンレール・
   インジェクタ。
7. 【請求項７】 ノズルニードル（４）が制御室（１６）と圧力室（１５）と
   の間に案内されている請求項１から６のいずれか１項記載のコモンレール・イン
   ジェクタ。
8. 【請求項８】 流入絞り（１９）がスリーブ（９）内に組み込まれている請
   求項５から７のいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
9. 【請求項９】 ノズルニードル（４）に段部（７）を設けてあり、段部がノ
   ズルばね（８）のためのストッパを形成している請求項１から８のいずれか１項
   記載のコモンレール・インジェクタ。
10. 【請求項１０】 ノズルニードル行程がノズルニードル（４）の、燃焼室か
    ら離れた側の端面とインジェクタケーシング（１）との間の間隔によって規定さ
    れている請求項１から９のいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。