【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧下にある液体を制御するための電磁弁制御されたサーボ弁、特に内燃機関のための燃料噴射システムのインジェクタであって、高圧−液体流入部を有するケーシングボディが設けられており、このケーシングボディが軸方向切欠きを有しており、この軸方向切欠きが、制御室と電磁弁シートとを形成する電磁弁ボディを収容しており、前記制御室が、ケーシングボディ内に形成された環状室と流入絞りとを介して高圧−液体流入部に接続されており、かつ流出絞りを介して電磁弁シートに接続されており、前記電磁弁ボディ若しくはこの電磁弁ボディを取り囲む環状室が両側で、すなわちこの環状室の両端面側で、高圧シール部によってケーシングボディに対してシールされている形式のものに関する。
【０００２】
前で述べた形式のサーボ弁は、特にいわゆるＣＲインジェクタ（ＣＲ＝コモンレール）として内燃機関の燃料噴射システムにおいて使用される。この場合、インジェクタボディは中央の高圧アキュムレータ（いわゆるコモンレール）にハイドロリック的に接続されている。インジェクタボディを貫通した、複数回段付された軸方向切欠き内には、ノズルニードルが軸方向に可動に配置されている。このノズルニードルは噴射ノズルを通って流出する燃料噴射量を、電磁弁ボディに設けられた制御室内の圧力に関連して制御する。このような電磁弁制御されたサーボ弁の先行技術としては、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６５０８６５号明細書が挙げられる。
【０００３】
上で述べた形式のＣＲインジェクタの実際の構造では、電磁弁ボディとケーシングボディ（インジェクタボディ）とのインタフェースが硬い金属製の高圧シール部により電磁弁室に対してシールされる。それに対して、インジェクタボディと電磁弁ボディとの間に延びる環状室の他方の（下側の）端部には、「柔らかい」高圧シール部が配置されている。この高圧シール部は、電磁弁ボディ／インジェクタボディのインターフェースを低圧戻し部に対してシールする。弾性的なシールリングであるこの「柔らかい」高圧シール部は、軟鉄から成る「バックアップリング」によりシールギャップ内へのはみ出しに対して防護される。これに関連した先行技術としては、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２０８７０号明細書が挙げられる。
【０００４】
電磁弁ボディを取り囲む環状室内に形成される高圧に基づき、電磁弁ボディの望ましくない変形が生じる。すなわち、電磁弁ボディはまず最初に半径方向へ、次いで軸方向へ変形し、その後に電磁弁ボディの、電磁弁の制御室の方向への位置ずれが生じる。その結果、電磁弁のプランジャストロークが相応して減じられ、このようなストローク減少は燃料噴射量に対して不都合な影響を及ぼす。この影響は小さな噴射量（パイロット噴射量）において特に不都合に作用する。
【０００５】
電磁弁ボディの望ましくない変形及び位置ずれは、環状室内に形成される液圧が高くなればなるほど、そして圧力により負荷される面が大きくなればなるほど、ますます顕著になる。電磁弁の制御室に対して環状室をシールする硬い金属製のシール部では、液圧が上昇するにつれてシール面への「クリープ（Ｕｎｔｅｒｗａｎｄｅｒｕｎｇ）」が生じやすくなり、これにより圧力負荷される面が増大してしまう。
【０００６】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６５０８６５号明細書
【特許文献２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２０８７０号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、冒頭で述べた形式のサーボ弁を改良して、シール面の、クリープに基づいた、圧力負荷された面の増大が阻止され、このようにして電磁弁ボディの、高圧により生ぜしめられる変形及び位置ずれが、まだ許容し得る程度に制限されるようなサーボ弁を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、電磁弁シート寄りの側の、電磁弁ボディとケーシングボディとのインタフェースをシールする（上側の）高圧シール部の範囲に、構造的にかつ意図的に漏れ箇所が設けられているようにした。
【０００９】
【発明の効果】
簡単な実現可能性により優れている、本発明の有利な構成では、意図的な漏れ箇所として、ケーシングボディ、例えばインジェクタボディ及び／又は電磁弁ボディのシール面に、１つ又は複数の半径方向の溝が加工成形されている。
【００１０】
これに対して択一的な構成では、ケーシングボディ及び／又は電磁弁ボディのシール面の表面品質を意図的に減少させることにより所望の漏れ効果を得ることも可能である。
【００１１】
本発明の別の有利な構成では、電磁弁シート寄りの側の、電磁弁ボディとケーシングボディとのインタフェースをシールする（上側の）高圧シール部として、従来汎用の「硬い」金属製のシール部に代わって、「柔らかい」高圧シールリングが使用される。この「柔らかい」高圧シールリングの、シールギャップ内へのはみ出しにを防止するために、この高圧シールリングには、比較的柔らかい金属から成る「バックアップリング」が対応配置されている。「バックアップリング」は自体公知であるように軟鉄から成っていると有利である。
【００１２】
本発明によれば、圧力負荷された面の増大が阻止され、これにより液圧上昇時における電磁弁−プランジャストロークの減少が制限される。これにより、燃料噴射量に及ぼされる液圧の影響は低減される。
【００１３】
すなわち、本発明による構成では、構造的に意図的な漏れ箇所を設けることにより、「硬い」シール部のシール機能が解消される。これにより、高圧下にある液体による、上で述べた「シール面へのクリープ」を回避し、ひいては電磁弁ボディの、高圧により生ぜしめられる変形や位置ずれを許容し得る程度にまで簡単に制限することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
符号１はケーシングボディ（本実施例ではインジェクタボディ）を示している。このケーシングボディ１０は、それぞれ固着するように成形された流出管片１１とコネクタケーシング１２とを備えている。このコネクタケーシングは、全体を符号１４で示した電磁石のための電流接続部１３を備ている。同じくＣＲインジェクタのケーシングボディ１０に結合された高圧接続部が符号１５で示されている。この高圧接続部１５は図示していない高圧燃料アキュムレータ（いわゆるコモンレール）に接続されている。ケーシングボディ１０の内部には、複数回段付けされた軸方向切欠き１６が加工成形されている。この軸方向切欠き１６内には弁制御ピストン１７と、この弁制御ピストン１７により操作される弁ニードル１８とが軸方向に可動に配置されている。
【００１５】
さらに、符号１９は電磁弁制御室を示している。この電磁弁制御室１９内には、弁ボール２１を備えた電磁弁２０が配置されている。弁ボール２１は電磁弁２０の円錐状の電磁弁シート２２と協働する。特に図２から判るように、電磁弁シート２２は、全体を符号２３で示した電磁弁ボディの構成要素である。この電磁弁ボディ２３は軸方向切欠き１６の上側の（拡張された）区分に配置されている（以下の説明を参照）。
【００１６】
弁ニードル１８が戻し圧縮ばね２４（図１参照）により閉鎖位置に保持される。この閉鎖位置では、弁ニードル１８がケーシングボディ１０の下側端部に加工成形された噴射ノズル２５を閉鎖する。
【００１７】
さらに図１から判るように、ケーシングボディ１０の内部には圧力通路２６が延びている。この圧力通路２６は高圧接続部１５にハイドロリック的に接続されていて、噴射ノズル２５への燃料供給のために働く。図２から判るように、弁制御ピストン１７の上方では電磁弁ボディ２３の内部に、制御室２７が形成されている。この制御室２７は、電磁弁ボディ２３を取り囲む環状室２８と、高圧流入部２９と、流入絞り３０とを介して高圧接続部１５にハイドロリック的に接続されていると同時に、かつ流出絞り３１を介して電磁弁制御室１９（図１参照）と燃料戻り部３２とにハイドロリック的に接続されている。すなわち、燃料は高圧接続部１５から圧力通路２６を介して噴射ノズル２５へ案内されると同時に、流入絞り３０を介して制御室２７へも案内される。制御室２７と燃料戻り部３２とのハイドロリック的な接続は、電磁弁２０の開放によって流出絞り３１を介して形成することができる。このとき弁ボール２１は電磁弁シート２２から持ち上がる。
【００１８】
すなわち、前で説明したハイドロリック的な接続に基づき、環状室２８ならびに制御室２７内には圧力接続部１５に加えられた高圧が形成される。したがって、ケーシングボディ１０に対して電磁弁ボディ２３を有効にシールすることが必要となる。このことは上側の（弾性的な）高圧シールリング３３と下側の高圧シールリング３４とにより実現される。両高圧シールリング３３，３４には、軟鉄から成る、「バックアップリング３５；３６」がそれぞれ対応配置されている。
【００１９】
環状室２８内に形成される高い液圧は電磁弁ボディ２３の半径方向の変形及び軸方向の変形を生ぜしめる。これにより、電磁弁シート２２は相応して矢印方向３７へ、すなわち電磁弁２０へ向かって軸方向にずれる。この場合に本発明によれば、重要となる特別な手段が講じられる。この手段は、ケーシングボディ１０に設けられた（上側の）シール面３８及び／又は電磁弁ボディ２３に設けられた対応するシール面３９に、バックアップリング３５の範囲で、意図的な漏れ箇所が設けられていることにある。この漏れ箇所は、相応する半径方向溝を加工成形することによるか、あるいはまた単純にシール面３８及び／又はシール面３９の表面品質を意図的に劣化させることによって実現することができる。このような漏れ箇所によって、高圧下にある液体により生ぜしめられる、高圧シールリング３３とバックアップリング３５とからなる高圧シール部への（望ましくない）「クリープ」が阻止される。これにより、上に述べた電磁弁ボディ２３の軸方向の位置ずれ（矢印方向３７）を、まだ許容し得る程度にまで制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁弁制御されたＣＲインジェクタの実施例を示す図である。
【図２】図１に「Ａ」で示した部分のの拡大図である。
【符号の説明】
１０ ケーシングボディ、 １１ 流出管片、 １２ コネクタケーシング、１３ 電流接続部、 １４ 電磁石、 １５ 高圧接続部、 １６ 軸方向切欠き、 １７ 弁制御ピストン、 １８ 弁ニードル、 １９ 電磁弁制御室、２０ 電磁弁、 ２１ 弁ボール、 ２２ 弁シート、 ２３ 電磁弁ボディ、 ２４ 戻し圧縮ばね、 ２５ 噴射ノズル、 ２６ 圧力通路、 ２７ 制御室、 ２８ 環状室、 ２９ 圧力流入部、 ３０ 流入絞り、 ３１ 流出絞り、 ３２ 燃料戻し部、 ３３，３４ 高圧シールリング、 ３５，３６ バックアップリング、 ３７ 矢印方向、 ３８ シール面、 ３９ シール面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The invention relates to a solenoid valve for controlling a liquid under high pressure, in particular an injector of a fuel injection system for an internal combustion engine, provided with a casing body having a high-pressure liquid inlet. The casing body has an axial notch, and the axial notch houses an electromagnetic valve body forming a control chamber and an electromagnetic valve seat, and the control chamber is located inside the casing body. Is connected to the high-pressure-liquid inflow section through an annular chamber formed in the above and an inflow throttle, and is connected to a solenoid valve seat through an outflow throttle, and surrounds the solenoid valve body or the solenoid valve body. It is of the type in which the annular chamber is sealed to the casing body by high-pressure seals on both sides, ie on both end faces of the annular chamber.
[0002]
Servo valves of the type described above are used in particular in fuel injection systems of internal combustion engines as so-called CR injectors (CR = common rail). In this case, the injector body is hydraulically connected to a central high-pressure accumulator (so-called common rail). A nozzle needle is axially movably disposed in an axially notched stepped through the injector body a plurality of times. The nozzle needle controls the amount of fuel injected through the injection nozzle in relation to the pressure in a control chamber provided in the solenoid valve body. As prior art of such a servo valve controlled by an electromagnetic valve, there is, for example, German Patent Application Publication No. 19650865.
[0003]
In the actual construction of a CR injector of the type described above, the interface between the solenoid valve body and the casing body (injector body) is sealed to the solenoid valve chamber by a hard metal high-pressure seal. On the other hand, at the other (lower) end of the annular chamber extending between the injector body and the solenoid valve body, a "soft" high-pressure seal is arranged. This high pressure seal seals the solenoid valve body / injector body interface to the low pressure return. This "soft" high pressure seal, which is an elastic seal ring, is protected against protrusion into the seal gap by a "back-up ring" of soft iron. Prior art in this context is described in DE 100 20 870 A1.
[0004]
Due to the high pressure created in the annular chamber surrounding the solenoid valve body, undesirable deformations of the solenoid valve body occur. That is, the solenoid valve body first deforms in the radial direction and then in the axial direction, after which a displacement of the solenoid valve body in the direction of the control chamber of the solenoid valve occurs. As a result, the plunger stroke of the solenoid valve is correspondingly reduced, and such a reduction in stroke has an adverse effect on the fuel injection quantity. This effect is particularly disadvantageous for small injection quantities (pilot injection quantities).
[0005]
Undesirable deformations and misalignments of the solenoid valve body are all the more pronounced the higher the hydraulic pressure formed in the annular chamber and the larger the pressure-loaded surface. In a hard metal seal portion that seals the annular chamber with respect to the control chamber of the solenoid valve, as the hydraulic pressure rises, “creep (UnderWandering)” tends to occur on the sealing surface, thereby reducing the pressure-loaded surface. Will increase.
[0006]
[Patent Document 1]
German Patent Application Publication No. 19650865 [Patent Document 2]
DE 10020870 A1 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is therefore to improve a servo valve of the type mentioned at the outset, in which an increase in the pressure-applied surface of the sealing surface, based on creep, is prevented, and thus the high-pressure operation of the solenoid valve body. The purpose of the present invention is to provide a servo valve in which the deformations and misalignments caused by the above are still limited to an acceptable degree.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, according to the configuration of the present invention, structurally and intentionally, a region close to the solenoid valve seat and in the area of the (upper) high-pressure seal portion for sealing the interface between the solenoid valve body and the casing body is provided. Is provided with a leak point.
[0009]
【The invention's effect】
In an advantageous embodiment of the invention, which is better than a simple feasibility, one or more radial directions may be provided on the sealing surfaces of the casing body, for example the injector body and / or the solenoid valve body, as intentional leaks. The groove is machined.
[0010]
In an alternative arrangement, however, it is also possible to achieve the desired leakage effect by intentionally reducing the surface quality of the sealing surface of the housing body and / or the solenoid valve body.
[0011]
In a further advantageous embodiment of the invention, the conventional (hard) metal seal is a high-pressure seal for sealing the interface between the solenoid valve body and the casing body on the side close to the solenoid valve seat. Instead, a "soft" high pressure seal ring is used. To prevent the "soft" high-pressure seal ring from protruding into the seal gap, a "back-up ring" of relatively soft metal is assigned to the high-pressure seal ring. The "back-up ring" is advantageously made of soft iron, as is known per se.
[0012]
According to the invention, an increase in the pressure-loaded surface is prevented, which limits the reduction of the solenoid valve-plunger stroke when the hydraulic pressure rises. Thereby, the influence of the hydraulic pressure on the fuel injection amount is reduced.
[0013]
That is, in the configuration according to the present invention, the sealing function of the "hard" seal portion is eliminated by providing a structurally intentional leakage point. This avoids the aforementioned "creep on the sealing surface" due to the liquid under high pressure, and thus easily limits the deformation and displacement of the solenoid valve body caused by high pressure to an acceptable degree. can do.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Reference numeral 1 denotes a casing body (in this embodiment, an injector body). The casing body 10 includes an outflow pipe piece 11 and a connector casing 12 which are respectively formed so as to be fixed. This connector casing is provided with a current connection 13 for an electromagnet, generally designated by the reference numeral 14. The high-pressure connection, also connected to the casing body 10 of the CR injector, is designated by the reference numeral 15. This high-pressure connection part 15 is connected to a high-pressure fuel accumulator (so-called common rail) not shown. Inside the casing body 10, an axial notch 16 stepped a plurality of times is formed. A valve control piston 17 and a valve needle 18 operated by the valve control piston 17 are arranged in the axial cutout 16 so as to be movable in the axial direction.
[0015]
Further, reference numeral 19 indicates a solenoid valve control room. An electromagnetic valve 20 having a valve ball 21 is disposed in the electromagnetic valve control chamber 19. The valve ball 21 cooperates with a conical solenoid valve seat 22 of the solenoid valve 20. As can be seen particularly from FIG. 2, the solenoid valve seat 22 is a component of the solenoid valve body indicated by the reference numeral 23 as a whole. This solenoid valve body 23 is arranged in the upper (expanded) section of the axial cutout 16 (see description below).
[0016]
The valve needle 18 is held in the closed position by the return compression spring 24 (see FIG. 1). In this closed position, the valve needle 18 closes the injection nozzle 25 formed at the lower end of the casing body 10.
[0017]
Further, as can be seen from FIG. 1, a pressure passage 26 extends inside the casing body 10. This pressure passage 26 is hydraulically connected to the high-pressure connection 15 and serves to supply fuel to the injection nozzle 25. As can be seen from FIG. 2, a control chamber 27 is formed inside the solenoid valve body 23 above the valve control piston 17. The control chamber 27 is hydraulically connected to the high-pressure connection 15 via an annular chamber 28 surrounding the solenoid valve body 23, a high-pressure inlet 29, and an inlet throttle 30, and at the same time, an outlet throttle 31. Is hydraulically connected to the solenoid valve control chamber 19 (see FIG. 1) and the fuel return section 32 via the. That is, the fuel is guided from the high-pressure connection portion 15 to the injection nozzle 25 via the pressure passage 26, and is also guided to the control chamber 27 via the inflow restrictor 30. The hydraulic connection between the control chamber 27 and the fuel return 32 can be made via the outlet throttle 31 by opening the solenoid valve 20. At this time, the valve ball 21 is lifted from the electromagnetic valve seat 22.
[0018]
That is, the high pressure applied to the pressure connection 15 is formed in the annular chamber 28 and the control chamber 27 based on the hydraulic connection described above. Therefore, it is necessary to effectively seal the solenoid valve body 23 to the casing body 10. This is achieved by the upper (elastic) high pressure seal ring 33 and the lower high pressure seal ring 34. "Back-up rings 35; 36" made of soft iron are arranged in correspondence with the two high-pressure seal rings 33 and 34, respectively.
[0019]
The high hydraulic pressure created in the annular chamber 28 causes radial and axial deformation of the solenoid valve body 23. The solenoid valve seat 22 is accordingly displaced axially in the direction of the arrow 37, ie toward the solenoid valve 20. In this case, important special measures are taken according to the invention. This means that in the (upper) sealing surface 38 provided on the casing body 10 and / or the corresponding sealing surface 39 provided on the solenoid valve body 23, in the region of the backup ring 35, an intentional leak is provided. It is being done. This leakage can be realized by machining the corresponding radial groove or simply by intentionally degrading the surface quality of the sealing surfaces 38 and / or 39. Such leaks prevent (undesired) "creep" in the high pressure seal, consisting of the high pressure seal ring 33 and the backup ring 35, caused by the liquid under high pressure. This makes it possible to limit the displacement of the solenoid valve body 23 in the axial direction (the direction indicated by the arrow 37) to an acceptable level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a CR injector controlled by a solenoid valve.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion indicated by "A" in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Casing body, 11 Outflow pipe piece, 12 Connector casing, 13 Current connection part, 14 Electromagnet, 15 High voltage connection part, 16 Axial notch, 17 Valve control piston, 18 Valve needle, 19 Solenoid valve control room, 20 Solenoid valve , 21 valve balls, 22 valve seats, 23 solenoid valve bodies, 24 return compression springs, 25 injection nozzles, 26 pressure passages, 27 control chambers, 28 annular chambers, 29 pressure inlets, 30 inlet throttles, 31 outlet throttles, 32 fuels Return part, 33, 34 High pressure seal ring, 35, 36 Backup ring, 37 Arrow direction, 38 Seal face, 39 Seal face
