JP2003507644A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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JP2003507644A JP2001518568A JP2001518568A JP2003507644A JP 2003507644 A JP2003507644 A JP 2003507644A JP 2001518568 A JP2001518568 A JP 2001518568A JP 2001518568 A JP2001518568 A JP 2001518568A JP 2003507644 A JP2003507644 A JP 2003507644A
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マッテス パトリック
ベッキング フリードリッヒ
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Abstract

(57)【要約】 燃料噴射弁であって、弁体が設けられており、該弁体内にノズルニードル（１２）が摺動可能に取付けられており、かつ、操作部分（１８）が設けられており、該操作部分にノズルニードル（１２）が支持されており、かつ該操作部分が制御圧力室に結合されており、かつ、補償室（３０）が設けられており、該補償室に補償ピストン（３２）が結合されている形式のものにおいて、動的な開放力に抗して作用する閉鎖力を信頼性よく操作部分にもたらすために、ノズルニードル（１２）と補償ピストン（３２）との間に、ノズルニードルに補償力を作用するばねエレメント（４０）が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 背景技術 本発明は燃料噴射弁であって、弁体が設けられており、該弁体内にノズルニー
ドルが摺動可能に取付けられており、かつ、操作部分が設けられており、該操作
部分にノズルニードルが支持されており、かつ該操作部分が制御圧力室に結合さ
れており、かつ、補償室が設けられており、該補償室に補償ピストンが結合され
ている形式のものに関する。
【０００２】 この種の燃料噴射弁はドイツ連邦共和国特許公開第１９７２７８９６号明細書
から公知である。補償室はノズルニードルの開放後にノズルニードルに作用する
開放力を補償するために役立つ。この開放力が生じるのは、ノズルニードルがそ
の弁座から持ち上がることにより付加的な面が高圧によって負荷され、その結果
、限界値まで増大した力がノズルニードルに開放方向で作用するためである。こ
の開放力の補償のために、補償室内にこの開放力に抗して作用する補償力が形成
される。公知の燃料噴射弁では、操作部分が補償室の内部に位置する環状肩を備
えている。補償室は液体、例えば噴射される燃料によって充填され、その結果、
閉じた液圧的な室が形成されるが、しかし、その容積は補償ピストンの摺動によ
って移動させられることができる。ノズルニードルが開放されると、操作部分が
さらに補償室内に押し込まれ、その結果、環状肩によって補償室内の燃料が押し
退けられる。この押し退けが、まず初めに、液圧的な容積のこわさと、その容積
内に含まれる燃料の弾性的な特性とに基づいて補償室内の圧力増大を生じる。こ
の初期の圧力増大の後に、補償室の容積が移動し、その際、補償ピストンも運動
させられる。この移動に抗して作用する力が閉鎖力として操作部分へ作用する。
この閉鎖力の特性および高さは補償室の容積と補償ピストンの形状および負荷と
によって調整されることができる。
【０００３】 発明の利点 請求項１の特徴概念に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は、操作部
分と補償ピストンとの間の液圧的な室を必要とすることなしに、補償力が比較的
簡単に形成されることができるという利点を有している。特に、液圧媒体の使用
に起因するすべての問題、つまり液圧媒体の供給および液圧媒体の不所望な漏れ
の阻止の問題がなくなる。
【０００４】 本発明の有利な１実施形によれば、ばねエレメントが少なくとも１つの皿ばね
によって形成されている。皿ばねまたは皿ばねパケットは、所定の範囲内でばね
行程にわたってばね力の極めて小さな増加を示すような特性が得られるという利
点を有している。これにより、著しくコンスタントな閉鎖力が得られる。
【０００５】 本発明の別の有利な実施形によれば、補償ピストンが操作部分の縦軸線に対し
て同心的に配置されている。このことは、燃料噴射弁の特別コンパクトな形状を
生じる。
【０００６】 さらに別の１実施形では、補償ピストンが環状であり、かつ操作部分を取り囲
んでおり、かつ、補償室が、操作部分を取り囲んでいて片側で補償ピストンによ
つて閉鎖された環状室であり、かつ、操作部分がつばを備えており、このつばに
ばねが支持されている。この構成では、燃料噴射弁の軸方向で極めてコンパクト
な形状が生じる。
【０００７】 さらに別の１実施形では、操作部分がノズルニードルとは逆の側の端部に支持
ディスクを備えており、この支持ディスクにばねエレメントが支持されており、
かつ、支持ディスクが補償ピストンに対向して配置されており、補償ピストンが
ノズルニードルとは逆の側の端部に突出部を備えており、この突出部が補償室の
１つの側を閉鎖している。この構成では、燃料噴射弁の半径方向でほっそりとし
た形状が生じる。
【０００８】 弁体に補償ピストンのための２つのストッパが形成されており、これらのスト
ッパが補償ピストンの終端位置を規定していると有利である。これにより、補償
室内の圧力が過剰に高い場合もしくは過剰に低い場合のために、燃料噴射弁の正
確な作動を保証する位置が補償ピストンのために予め与えられる。
【０００９】 次に、添付図面に示された２つの有利な実施形を参照しながら本発明を説明す
る。
【００１０】 実施例の説明 図１に、いわゆる“コモンレール”‐噴射システムのための２ポート２位置‐
燃料噴射弁が示されている。この噴射弁は弁体１０を有しており、弁体内にノズ
ルニードル１２が摺動可能に配置されている。ノズルニードルはフィード導管１
６を介して供給された燃料を（図示されていない）内燃機関のシリンダ内へ噴射
するのを制御するために弁座１４と協働している。
【００１１】 ノズルニードル１２には操作部分１８が支持されており、ノズルニードル１２
とは逆の側のその端面は制御圧力室２０を閉鎖している。弁体１０内には、操作
部分１８を取り囲む環状の漏れ流捕集室１７が形成されている。制御圧力室２０
には、フィード導管に接続された供給導管２２が通じており、この供給導管内に
は流入絞りが配置されている。制御圧力室２０からは流出導管２４が案内されて
おり、この流出導管内に流出絞りが配置されており、かつこの流出導管は制御弁
２６によって制御される。
【００１２】 制御弁２６が閉じられると、制御圧力室２０内で作用する燃料圧が、ノズルニ
ードル１２の領域内で燃料によって発生させられる開放力よりも大きい閉鎖力を
発生させる。これにより、ノズルニードル１２は弁座１４に当接し、そして燃料
は噴射されない。制御弁２６が開放されると、燃料の流出により制御圧力室２０
内の圧力が低下し、その結果、ノズルニードル１２の領域内で発生した開放力が
制御圧力室２０の領域内で発生した閉鎖力よりも大きくなる。これにより、ノズ
ルニードル１２が弁座１４から持上げられ、そして燃料が噴射される。制御弁２
６が再び閉じられると、ノズルニードル１２を閉鎖に導く閉鎖力が再び操作部分
１８に作用する。
【００１３】 ノズルニードル１２が弁座１４から持上げられた際に、燃料圧力によって負荷
される付加的な面が生じ、その結果、付加的な開放力が発生する。この開放力は
動的な特性を示し、かつ図３にコモンレール‐噴射システム内の４つの互いに異
なる燃料圧力のために例示的に曲線１，２，３，４によって示されている。これ
らの付加的な開放力に抗する作用を得るために、補償力を操作部分に作用させる
補償システムが設けられている。
【００１４】 補償システムは、操作部分１８を取り囲んでいて片側で環状の補償ピストン３
２によって閉鎖された環状の補償室３０から成る。この補償室３０は供給導管３
４を介してフィード導管１６に連通している。
【００１５】 操作部分１８はばね室３８内に配置されたつば３６を備えている。つば３６と
、補償ピストン３２の、ノズルニードル１２に面した端面との間に皿ばねパケッ
ト４０が配置されている。この皿ばねパケットはほぼ１ミクロン当たり４Ｎのば
ね強さを有している。
【００１６】 ノズルニードル１２が開放される際に、まず初めに、つば３６を介して皿ばね
パケット４０が圧縮される。このことにより、皿ばねパケット４０のばね強さに
依存して著しく上昇する補償力が生じる。このことが図３に補償力のための曲線
Ａの左側に見られる。
【００１７】 予め規定された力レベルが到達されるやいなや、燃料によって補償室３０内に
発生した圧力に抗して補償ピストン３２が補償室内で摺動する。ピストン３２の
この摺動は、補償力をコンスタントなレベルに維持するように働く。このことが
図３の曲線Ａの水平な部分によって示されている。これにより、全体として、フ
ィード導管１６内の圧力に依存した、動的な開放力を補償する補償力が発生する
。
【００１８】 図２には本発明による燃料噴射弁の第２実施形が示されている。この実施形の
燃料噴射弁は補償システムの構成に関して第１の実施形と異なっている。
【００１９】 操作部分１８は支持ディスク５０を備えており、この支持ディスクに皿ばね４
０が当接している。支持ディスク５０に対向して補償ピストン３２が配置されて
おり、この補償ピストンは突出部５２を備えている。この突出部は補償室３０の
１つの側を閉鎖している。
【００２０】 この補償システムの作用形式は第１実施形の補償システムの作用形式に相応し
ている。
【００２１】 機械的なばね４０の使用から結果する利点は、開弁時の時間的な損失が発生し
ないことにある。さらに、ノズルニードル１２の開放中に、後で閉鎖のために必
要であるポテンシャルエネルギがばね内に中間貯蔵される。
【００２２】 弁体１０内に２つのストッパ６０，６２が形成されており、これらによって、
補償ピストン３２のための終端位置が規定されている。これらのストッパは、フ
ィード導管内の圧力が過剰に高い場合並びに過剰に低い場合でも補償システムの
機能が可能であることを保証する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による第１実施形の概略的な断面を示す図である。
【図２】 本発明による第２実施形の概略的な断面を示す図である。
【図３】 本発明による燃料噴射弁のための動的な開放力の特性曲線を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 47/02 Ｆ０２Ｍ 47/02 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AC09 AD07 BA13 BA51 BA67 CC01 CC06T CC08T CC14 CC53 CC56 CC63 CC64T CE13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射弁であって、弁体（１０）が設けられており、該弁
    体内にノズルニードル（１２）が摺動可能に取付けられており、かつ、操作部分
    （１８）が設けられており、該操作部分にノズルニードル（１２）が支持されて
    おり、かつ該操作部分が制御圧力室（２０）に結合されており、かつ、補償室（
    ３０）が設けられており、該補償室に補償ピストン（３２）が結合されている形
    式のものにおいて、ノズルニードル（１２）と補償ピストン（３２）との間に、
    ノズルニードルに補償力を作用するばねエレメント（４０）が配置されているこ
    とを特徴とする燃料噴射弁。
  2. 【請求項２】 ばねエレメントが少なくとも１つの皿ばね（４０）によって
    形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
  3. 【請求項３】 補償ピストン（３２）が操作部分（１８）の縦軸線に対して
    同心的に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射弁。
  4. 【請求項４】 補償ピストン（３２）が環状であり、かつ操作部分（１８）
    を取り囲んでおり、かつ、補償室（３０）が操作部分（１８）を取り囲む環状室
    であり、かつ片側で補償ピストン（３２）によって閉鎖されており、かつ、操作
    部分（１８）がつば（３６）を備えており、このつばに、ばねエレメントが支持
    されていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射弁。
  5. 【請求項５】 操作部分（１８）がノズルニードル（１２）とは逆の側の端
    部に支持ディスク（５０）を備えており、この支持ディスクにばねエレメント（
    ４０）が支持されており、かつ、支持ディスク（５０）が補償ピストン（３２）
    に対向して配置されており、補償ピストンがノズルニードル（１２）とは逆の側
    に突出部（５２）を備えており、この突出部が補償室（３０）の１つの側を閉鎖
    していることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射弁。
  6. 【請求項６】 弁体（１０）に補償ピストン（３２）のための２つのストッ
    パ（６０，６２）が形成されており、これらのストッパが補償ピストン（３２）
    の終端位置を規定していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項
    記載の燃料噴射弁。
JP2001518568A 1999-08-25 2000-08-12 燃料噴射弁 Pending JP2003507644A (ja)

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