JP2004204850A - Fuel injection valve for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のための燃料噴射弁に関する。 The invention relates to a fuel injection valve for an internal combustion engine.
このような燃料噴射弁は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第10024703号明細書から公知である。この燃料噴射弁は、弁体を備えており、この弁体に袋穴が形成されており、この袋穴は弁体の接触面から出発しており、袋穴の閉鎖端部に複数の噴射開口が形成されており、これらの噴射開口は、内燃機関に燃料噴射弁を組み付けた状態で燃焼室に開口している。袋穴には、弁ニードルが縦方向移動可能に配置されており、この弁ニードルは燃焼室側の端部で、弁体に形成された弁座と協働して、噴射開口を開閉する。弁ニードルと袋穴の壁との間に残るスペースは、流入管路を介して高圧下の燃料で充填され、この燃料は、弁ニードルが噴射開口を開放すると、噴射開口を通って燃焼室に噴射される。 Such a fuel injector is known from DE 100 24 703 A1. The fuel injection valve includes a valve body, and a blind hole is formed in the valve body. The blind hole starts from a contact surface of the valve body, and a plurality of injection holes are provided at a closed end of the blind hole. Openings are formed, and these injection openings open to the combustion chamber with the fuel injection valve assembled to the internal combustion engine. A valve needle is arranged in the blind hole so as to be movable in the vertical direction. The valve needle cooperates with a valve seat formed on the valve body at the end on the combustion chamber side to open and close the injection opening. The space remaining between the valve needle and the wall of the blind hole is filled with fuel under high pressure via the inlet line, which fuel passes through the injection opening to the combustion chamber when the valve needle opens the injection opening. It is injected.
弁体は、袋穴の出発する接触面で、燃料噴射弁の別の構成部材、たとえば中間ディスクまたは保持体の接触面に接触している。弁体は、緊締装置、たとえば緊締ナットによって別の構成部材に押圧されており、これによって接触面で袋穴の適当なシールが維持される。しかしながら袋穴における高圧によって、弁体と別の構成部材との間で漏れが生じる。なぜならば緊締装置による力は任意に高めることができず、比較的大きな接触面に基づいてごく僅かな面圧しか達成することができないからである。
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の燃料噴射弁を改良して、従来技術の欠点を解消することである。 It is therefore an object of the present invention to improve a fuel injector of the type mentioned at the outset and to overcome the disadvantages of the prior art.
この課題を解決するための本発明の装置によれば、接触面に対して間隔をおいて、弁体の袋穴にリング溝が形成されている。 According to the device of the present invention for solving this problem, a ring groove is formed in the blind hole of the valve body at a distance from the contact surface.
請求項1に記載の構成を備えた本発明の燃料噴射弁の有する利点によれば、弁体の接触面におけるシールが改善される。このために弁体の袋穴において、接触面の傍にリング溝が形成されている。袋穴における高圧燃料によって、リング溝の拡張が生じるので、接触面において袋穴の開口をめぐる領域が僅かに持ち上げられ、(弁体の接触面が)別の構成部材に押し付けられる。これによって袋穴の開口をめぐる面圧が高まり、その結果としてシールが改善される。 According to the advantages of the fuel injection valve of the present invention having the configuration described in claim 1, the sealing at the contact surface of the valve body is improved. For this purpose, a ring groove is formed near the contact surface in the blind hole of the valve body. The high-pressure fuel in the blind hole causes an expansion of the ring groove, so that the area surrounding the opening of the blind hole in the contact surface is raised slightly and pressed against another component (the contact surface of the valve body). This increases the surface pressure around the opening of the blind hole and consequently improves the seal.
シールの理想的な作用は、1〜3mmの深さを有するリング溝で得られ、この場合接触面に対する間隔は有利には0.5〜1.5mmであるのが望ましい。 The ideal action of the seal is obtained with a ring groove having a depth of 1 to 3 mm, in which case the distance to the contact surface is preferably 0.5 to 1.5 mm.
リング溝による切欠効果を制限して、安定性の減少に抗して作用させるために、有利にはリング溝の横断面を半円状に選択する。この場合リング溝の領域においてシャープなエッジを回避するのが望ましい。なぜならば150MPaまでの高圧が存在する場合に、これによって生じる切欠応力によって、弁体の著しい安定性低下がもたらされ得るからである。 In order to limit the notch effect of the ring groove and to counteract the reduced stability, the cross-section of the ring groove is preferably selected to be semicircular. In this case, it is desirable to avoid sharp edges in the region of the ring groove. This is because, when high pressures of up to 150 MPa are present, the resulting notch stress can lead to a significant reduction in the stability of the valve body.
次に本発明の実施例を図示し、詳しく説明する。 Next, an embodiment of the present invention is illustrated and described in detail.
図1には、本発明の燃料噴射弁を縦断面図で示した。燃料噴射弁は弁体1を備えており、この弁体1は接触面50で、中間ディスク3の接触面55に接触する。中間ディスク3自体は保持体5に接触しており、弁体1は、保持体5の雄ねじ山に係合する緊締ナット7によって、中間ディスク3ひいては保持体5に押し付けられている。弁体1には、直径で段部を有する袋穴10が形成されており、この袋穴10は接触面50から出発して、閉鎖端部で実質的に円錐形の弁座14によって画設されている。弁体1の燃焼室側の端部には複数の噴射開口16が形成されており、これらの噴射開口16は内燃機関の燃焼室に開口している。袋穴10には、プランジャ状の弁ニードル12が縦方向可動に配置されており、この弁ニードル12は弁座側の端部で弁シール面15を備えており、この弁シール面15は弁座14と協働して、弁が形成される。この弁は、弁ニードル12と袋穴10の壁との間に存在するリングギャップ18の、噴射開口16に対する接続を開閉する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the fuel injection valve of the present invention. The fuel injection valve has a valve element 1, which contacts the
弁座とは反対側の端部で袋穴10は拡張されており、拡張部分にスリーブ22が配置されており、このスリーブ22は弁ニードル12の、弁座とは反対側の端部区分を包囲していて、かつ中間ディスク3に接触している。さらに弁ニードル12は、支持リング26によって取り囲まれており、この支持リング26は弁ニードル12のリング肩部に支持されている。支持リング26とスリーブ22との間に閉鎖ばね24が配置されており、この閉鎖ばね24は弁ニードル12を取り囲む圧縮コイルばねとして形成されている。閉鎖ばね24のプレロード(予荷重)によって、弁座14に向かう閉鎖力が弁ニードル12に及ぼされ、この閉鎖力は弁ニードル12を弁シール面15で弁座14に押し付ける。
At the end opposite the valve seat, the
弁ニードル12は、袋穴10における中央区分112で案内され、この中央区分112に4つの研磨部20が設けられており、これらの研磨部20によって噴射開口16に向かう燃料流が得られる。中央区分112の、弁座に向いた端部に受圧肩部9が形成されており、この受圧肩部9はリングギャップ18における燃料圧によって負荷される。袋穴10は、保持体5および中間ディスク3内で延びる流入通路8を介して、高圧下の燃料で充填することができ、この燃料は、弁ニードル12が弁座14から持ち上げられると、研磨部20とリングギャップ18とを通って噴射開口に流入する。
The
スリーブ22と、弁ニードル12の、弁座とは反対側の端面と、中間ディスク3とによって制御室30が画設されており、この制御室30は燃料で充填されていて、かつ適当な圧力が存在する場合に、弁座14に向かう、すなわち閉鎖ばね24の力と同じ方向で作用するハイドロリック力を弁ニードル12に及ぼす。制御室30は、流入絞り32を介して流入通路8と結合されているので、流入通路8から常に燃料が制御室30に継続的に流入し、それも制御室30に低圧が作用するまで流入する。さらに制御室30は、流出絞り34を介して漏れ室36と結合可能であり、この場合この結合は制御弁40によって開閉することができる。一方では流出絞り34の適当な寸法設定によって、また他方では流入絞り32の適当な寸法設定によって、制御弁40の開放状態では、流入絞り32を介して制御室に流入する燃料よりも多くの燃料が流出絞り34を介して制御室30から流出する。これによって流入通路8における圧力に対して制御室30における圧力が低下し、弁ニードル12は受圧肩部9に作用するハイドロリック力によって弁座14から持ち上げられ、噴射開口16を解放する。制御弁40の閉鎖に基づいて、流入絞り32を介して継続的に流入する燃料によって、制御室30に、新たに、流入通路8における圧力に相当する圧力である高圧燃料が形成される。これによって生じる、弁ニードル12の端面に作用するハイドロリック力および閉鎖ばね24の力が、受圧肩部9および弁シール面15に作用するハイドロリック力を超えるので、弁ニードル12は、弁座14に接触するように戻され、噴射開口16が閉鎖される。
A
燃料噴射弁を前述のような形式で運転すると、常に噴射圧下の燃料が供給通路8ひいては袋穴10に存在する。弁体1の接触面50が中間ディスク3の接触面55に接触してシール面を形成する箇所で漏れが生じないようにするために、緊締ナット7の押圧力はこれに応じて高くする必要がある。しかしながらこの力は、材料に関して限界が設けられるので、前記箇所における完全なシールは、緊締ナット7の押圧力だけによって得られるとは限らない。接触面50において袋穴を形成する開口の周りの押圧力をさらに高めるために、接触面50の近くで袋穴10にリング溝42が設けられており、このリング溝42は、直径方向でみて全体的に袋穴10の壁に沿って延びている。図2には、この領域を更に拡大して示した。ここでは判りやすくするために、スリーブ22および弁ニードル12を省略して弁体1だけを示した。
When the fuel injection valve is operated in the above-described manner, the fuel under the injection pressure always exists in the
リング溝42は、図2の左半部では、無圧状態で示しており、ここでは接触面50は一平面を成している。図2の右半部では、リング溝42は、袋穴10に高圧が存在する状態で示した。圧力によってとりわけ弁体1の縦方向でリング溝42が拡張されるので、袋穴10の開口をめぐる接触面50の領域が膨脹し、この領域は、中間ディスク3の接触面55に押圧される。判りやすくするために、この変形に関して図2では極端に誇張して示した。150MPa以上の高圧でも、鋼が使用される場合、膨脹は数マイクロメートルである。しかしながら袋穴10の開口をめぐる面圧の上昇は相当なものであって、これは良好なシールをもたらし、ひいては漏れの防止をもたらす。
The
所望の効果を得るために、リング溝42は、一方では深く設けて、かつ接触面50に対して僅かな間隔を有するようにする必要があるが、また他方では深いリング溝42によって強い切欠効果が生じ、ひいてはこの領域において弁体1の強度低下が生じ、これによって燃料噴射弁の機能を損なうような可塑変形が生じ得る。さらに接触面に対するリング溝42の間隔は、製作技術的な理由から任意に低減できるものではない。
In order to obtain the desired effect, the
理想的な効果を得るためには、接触面50に対する間隔aが0.5〜1.5mmの場合には、リング溝の深さtは1〜3mmとなっている。切欠応力をできるだけ僅かに維持するためには、リング溝42は半円状の横断面で設けられており、この場合選択的に、その形状から幾分かは異なる形状、たとえば半分の楕円形にすることもできる。
In order to obtain an ideal effect, when the distance a to the
1 弁体、 3 中間ディスク、 5 保持体、 7 緊締ナット、 8 流入通路、 9 受圧肩部、 10 袋穴、 12 弁ニードル、 14 弁座、 15 弁シール面、 16 噴射開口、 18 リングギャップ、 20 研磨部、 22 スリーブ、 24 閉鎖ばね、 26 支持リング、 30 制御室、 32 流入絞り、 34 流出絞り、 36 漏れ油室、 40 制御弁、 42 リング溝、 50 接触面、 55 接触面、 112 中央区分、 a 間隔、 t 深さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 valve body, 3 intermediate disk, 5 holding body, 7 tightening nut, 8 inflow passage, 9 pressure receiving shoulder, 10 bag hole, 12 valve needle, 14 valve seat, 15 valve seal surface, 16 injection opening, 18 ring gap, Reference Signs List 20 polishing part, 22 sleeve, 24 closing spring, 26 support ring, 30 control chamber, 32 inflow restrictor, 34 outflow restrictor, 36 leak oil chamber, 40 control valve, 42 ring groove, 50 contact surface, 55 contact surface, 112 center Classification, a spacing, t depth
Claims (7)
接触面(50)に対して間隔をおいて、弁体(1)の袋穴(10)にリング溝(42)が形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。 A fuel injection valve for an internal combustion engine, comprising a valve element (1), said valve element (1) being in contact with another contact member (3) of a fuel injection valve at a contact surface (50). Surface (55) and being pressed against said further component (3) by means of a device (7), wherein a blind hole (10) is formed in the valve body (1); (10) starts from the contact surface (50) of the valve element (1), and at least temporarily fuel under high pressure is present in the blind hole (10). In the form wherein the contact surface (50) is formed as a sealing surface around the opening of the blind hole (10) in the contact surface (50),
A fuel injection valve for an internal combustion engine, characterized in that a ring groove (42) is formed in a blind hole (10) of a valve body (1) at a distance from a contact surface (50).
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