JP2004505204A - 燃料噴射弁及びその調整法 - Google Patents

Abstract

内燃機関の燃料噴射装置のための、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接に噴射するための、燃料噴射弁であって、接極子（２０）と、弁座面（６）と共にシール座を形成する弁閉鎖体（４）を操作するための、接極子（２０）と作用結合していて、閉鎖方向で戻しばね（２３）により負荷されている弁ニードル（３）と、戻しばね（２３）をプレロードで負荷するスリーブ（２４）とを備えている形式のものである。スリーブ（２４）はこの場合塑性変形可能であって、スリーブ（２４）の貫流通路（４６）の横断面が機械的な作用によって可変である。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念による燃料噴射弁及び請求項１１の上位概念による燃料噴射弁の調整法から出発する。
【０００２】
ＤＥ ４０ ２３ ８２８ Ａ１から、燃料噴射弁を調整する方法並びに燃料噴射弁が公知である。電磁的に操作される燃料噴射弁の、開放過程及び閉鎖過程中に引き渡される燃料量を調整するために、袋穴内に、内極の磁気的な特性を変化させる、例えば粉末の形の、導磁性の材料を入れ、これにより磁力を変化させ、媒体の、測定された実際貫流量が、所定の目標貫流量と合致するようにする。
【０００３】
類似した形式で、ＤＥ ４０ ２３ ８２６ Ａ１においては、平衡ボルトを内極の、その円周に切り欠きを有している袋穴内に入れ、測定された現在量が所定の目標量と合致するまで、押し込み、ひいては磁力を変化させることが、提案されている。
【０００４】
ＤＥ １９５ １６ ５１３ Ａ１からも、燃料噴射弁の動的な貫流量を調整する方法が公知である。この場合、磁気コイルの近くで媒体流動路の外方に配置されている調整エレメントの調節が行われる。この場合、磁気回路内の磁束の大きさひいては磁力が変化し、これにより貫流量が影響可能であり、かつ調整可能である。調整はこの場合、湿った、並びに乾燥した燃料噴射弁において行うことができる。
【０００５】
ＤＥ ４２ １１ ７２３ Ａ１においては、燃料噴射弁若しくは燃料噴射弁の動的な貫流量を調整する方法が提案されており、この場合、縦スリットを有している調整スリーブが、所定の押し込み深さまで、接続短管の縦孔内に押し込まれ、弁の動的な実際貫流量が測定され、目標貫流量と比較され、かつ押し込まれた、半径方向で作用する応力の下にある調整スリーブが、測定された実際貫流量が所定の目標貫流量と合致するまで、しゅう動せしめられる。
【０００６】
ＤＥ ４４ ３１ １２８ Ａ１においては、燃料噴射弁の動的な貫流量を調整するために、変形工具を弁ケーシングの外周に係合させることによって、弁ケーシングの変形が行われる。この場合コアと接極子との間の残存エアギャップの大きさひいては磁力が変化し、これにより貫流量が影響可能でありかつ調整可能である。
【０００７】
磁気回路内の磁束の大きさに影響を及ぼす方法群の欠点は、特に、製作コストに関する高い費用である。それは要求される静的な貫流量の公差が保証されなければならず、このことはしかしながら実現が困難であるからである。特に磁界の測定は高価であり、かつ検査フィールドを必要とする。
【０００８】
機械的な調整法の群の欠点は、特に、これらの方法がその支配下にあるところの大きな不正確さである。更に、燃料噴射弁の開放時間及び閉鎖時間は電気的な仕事を加えることによってのみ、短縮することができ、これによってコンポーネントの電気的な負荷が増大し、かつ制御装置か一層強く負荷される。
【０００９】
特に、ＤＥ ４４ ３１ １２８ Ａ１から公知の、コアと接極子との間の残存エアギャップが弁ケーシングの変形によって変化せしめられるという方法は、貫流量を単に極めて不正確にしか修正することができない。それはノズル体における剪断応力が変形する力の方向及び大きさに不利に影響することがあるからである。したがって、すべての部分の大きな製作精度が必要である。
【００１０】
発明の利点
これに対し、請求項１の特徴構成要件を備えた本発明による燃料噴射弁及び請求項１１の特徴を備えた燃料噴射弁のは本発明による調整法は、調整スリーブが塑性変形可能であり、かつこの形式で、スリーブ内に存在している貫流通路の横断面を機械的な作用によって圧印工具を使用して簡単な形式で可変であるという利点を有している。
【００１１】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した燃料噴射弁及び請求項１１に記載した燃料噴射弁の調整法の有利な展開が可能である。
【００１２】
特に、スリーブの供給側の端部が軟質金属より成るリング形の挿入体を挿入されており、この挿入体が、スリーブの安定性を損なうことなしに、変形可能であると、有利である。スリーブの貫流通路内の絞り箇所を、貫流通路内に突入する環状のカラーで構成すると、絞り箇所のこの特別な形状がスリーブの供給側の端部の所望の変形を補助する点で、有利である。
【００１３】
スリーブに外ねじ山を、並びに燃料噴射弁の中央の切り欠きに内ねじ山を取り付けると、特に有利である。それはスリーブがこれによって燃料噴射弁の中央の切り欠き内のその位置を一面では安定にされ、かつ滑りを防止され、他面ではねじ山によって、相応する調整工具で簡単に別の位置にもたらすことができるからである。
【００１４】
更に、スリーブの供給側の切り欠きを例えば内側六角形の形で、スリーブと回動作用結合にある調整工具がリング形の軟質金属挿入体と係合しないように、構成するのが有利である。
【００１５】
特に、戻しばねを中間リングに支え、この中間リングがスリーブと戻しばねとの間で燃料噴射弁の中央の切り欠き内に挿入されていると、特に有利である。それはこの形式でスリーブが調整工具により回動可能であり、戻しばねがこの場合、一緒に回動されることがないからである。戻しばねによる部分的な金属はぎ取りはこれによって回避される。
【００１６】
実施例の説明
本発明の実施例が図面に簡単化して示されており、以下において詳細に説明する。
【００１７】
図２〜４によって本発明による燃料噴射弁１の３つの実施例を詳細に説明する前に、本発明の良好な理解のために、まず図１により既に公知の、本発明による手段を除いて、燃料噴射弁１のその重要な構造部分について、簡単に説明する。
【００１８】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮、火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁の形で構成されている。燃料噴射弁１は特に、燃料を内縁機関の図示していない燃焼室内に直接に噴射するのに適している。
【００１９】
燃料噴射弁１は、ノズル体２より成り、この中で弁ニードル３が案内されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、この弁閉鎖体は、弁座体５上に配置されている弁座面６と協働して、シール座を形成する。この燃料噴射弁１は図示の実施例では内側に開く燃料噴射弁１であって、噴口７を有している。ノズル体２はシール８によって、磁石コイル１０の外極９に対してシールされている。磁石コイル１０はコイルケーシング１１内に密封されていて、コイル支持体１２に巻かれており、このコイル支持体は磁石コイル１０の内極１３に接している。内極１３及び外極９はギャップ２６によって互いに隔てられており、結合構造部分２９に支えられている。磁石コイル１０は導線１９を介して、電気的な差し込み接点１７により供給される電流を介して励磁される。差し込み接点１７はプラスチック包囲部１８により取り囲まれており、このプラスチック包囲部は内極に鋳着しておくことができる。
【００２０】
弁ニードル３は、ディスク形に構成されている弁ニードル案内１４内で案内されている。行程調整のためには、対にされた調整ディスク１５が役立つ。調整ディスク１５の他方の側には接極子２０がある。この接極子はフランジ２１を介して、摩擦力結合で弁ニードル３と結合しており、この弁ニードルは溶接継ぎ目２２によってフランジ２１と結合されている。フランジ２１には戻しばね２３が支えられており、この戻しばねは、燃料噴射弁１のこの構造形式では、スリーブ２４によってプレロードを受けている。弁ニードル案内１４内、接極子２０内及び弁座体５に燃料通路３０ａ〜３０ｃが延びており、これらの燃料通路は、中央の燃料供給部１６を介して供給されかつフィルタエレメント２５によって濾過された燃料を噴口７に導く。燃料噴射弁１はシール２８によって、図示されていない燃料導管に対してシールされている。
【００２１】
燃料噴射弁１が休止状態にある場合、接極子２０は戻しばね２３によりその行程方向とは逆に負荷され、弁閉鎖体４が弁座６にシール接触した状態に保たれる。磁石コイル１０が励磁されると、磁石コイルは磁界を生ぜしめ、この磁界は接極子２０を戻しばね２３のばね力に抗して行程方向に動かし、その際行程は休止位置において内極１３と接極子２０との間にある作業ギャップ２７によって与えられている。接極子２０はやはりフランジ２１を連行し、フランジは弁ニードル３を溶接されている。弁ニードル３と作用結合されている弁閉鎖体４は弁座面から離れ、燃料通路３０ａ〜３０ｃを介して供給される燃料は噴口７を介して噴射せしめられる。コイル電流が遮断されると、接極子２０は、充分に磁界が減少した後に、戻しばね２３の圧力によって内極１３から離れ、これによって弁ニードル３と作用結合しているフランジ２１が行程方向とは逆に動く。弁ニードル３はこれによって同じ方向に動かされ、これによって弁閉鎖体４が弁座面６上に座着し、燃料噴射弁１が閉じられる。
【００２２】
図２Ａ〜Ｃは部分的な断面図でほぼ図１においてＩＩで示した燃料噴射弁１の細部を、圧印の前に、かつ図２ＡにおいてＩＩＩで示した細部の２つの実施例を圧印後に示す。
【００２３】
図２Ａは部分的な断面図で、図１においてＩＩで示した燃料噴射弁１の細部を示し、その際図１において中央の燃料供給部１６内に存在しているフィルタエレメント２５は取り除かれており、その代わりに圧印工具４４が燃料噴射弁１の中央の切り欠き４７内に挿入されている。この実施例では、スリーブ２４は絞り箇所４０を有しており、この絞り箇所は環状の、スリーブ２４の貫流通路４６内に突入するカラー４１を有している。
【００２４】
燃料噴射弁１の中央の切り欠き４７内にある圧印工具４４により、スリーブ２４の供給側の端部４３に確定した力が及ぼされると、スリーブはわずかにかしめられる。これによってスリーブ２４の貫流通路４６の横断面が絞り箇所４０の範囲内で小さくなる。それはスリーブ２４の燃料噴射弁１の中央の切り欠き４７内への取り付け形式によって、スリーブ２４の材料が絞り箇所４０内にだけ逃げることができるからである。
【００２５】
図２Ｂは図２Ａ内の範囲ＩＩＩにおけるスリーブ２４の圧印後の状態を示し、その際スリーブ２４の供給側の端部４３は絞り箇所４０の範囲内でわずかにかしめられ、かつこれによって減少した横断面を有している。燃料噴射弁１を単位時間当たりに通過する燃料の貫流量はしたがって減少せしめられている。
【００２６】
この過程は単にスリーブの交換によってのみ、元に戻すことができるので、燃料噴射弁１は、貫流の調整の前に、達成すべき目標貫流量よりも大きな実際貫流量を有している必要がある。
【００２７】
図２Ｃは圧印過程後のスリーブ２４の実施変化形を示し、その際この場合、有利には軟質金属より成るリング形の挿入体３９がスリーブ２４の供給側の端部４３内に挿入されている。この実施変化形は、スリーブ２４がその全体で変形可能な軟質金属から成っている必要はなく、安定した金属から製作することができるという利点を有しており、これによって、スリーブ２４の変形に対する安定性を維持することができる。
【００２８】
絞り箇所４０はこれによりリング形の挿入体３９によって形成され、したがってスリーブ２４は円筒状に、円筒形の貫流通路４６を備えて形成されている。
【００２９】
図３Ａ、３Ｂは本発明による燃料噴射弁１の別の実施例を示し、その際図３Ａにおいては本発明による、燃料噴射弁１を調整する方法の第１ステップが示されているのに対し、図３Ｂは第１の方法ステップ後のスリーブ２４の状態を示し、図４は燃料噴射弁１を調整する本発明による方法の第２の方法ステップを示す。
【００３０】
図３Ａはこの場合、部分的な断面図で、図１においてＩＩで示した燃料噴射弁１の細部を圧印の前の状態で示し、図３Ｂは図３ＡにおいてＩＶで示した細部を圧印の後の状態で示す。
【００３１】
スリーブ２４はこの実施例では供給側の切り欠き４６ａと排出側の切り欠き４６ｂとを有しており、これらの切り欠きの間に絞り箇所４０が構成されている。スリーブ２４は外ねじ山４９を備えており、これは、燃料噴射弁１の中央の切り欠き４７の内ねじ山５０と協働する。スリーブ２４はねじ山４９及びねじ山５０を介して、燃料噴射弁１の中央の切り欠き４７にねじ込まれている。供給側の切り欠き４６ａは、相応する調整工具５２をスリーブ２４と回動作用結合させ得るように、構成されている。供給側の切り欠き４６ａは例えば内側六角形のプロフールあるいは内側三角形のプロフィールを有することができる。
【００３２】
図１に示したフィルタエレメント２５はやはり圧印工具４４によって替わられており、燃料噴射弁１を調整する本発明による方法の第１の方法ステップを実施し得るようになっている。この場合、スリーブ２４は供給側の切り欠き４６ａの絞り箇所４０の範囲内で圧印工具４４によって圧印されており、これによりスリーブ２４の金属が絞り箇所４０の範囲内でわずかに変形する。これによって燃料噴射弁１を通る静的な貫流量が減少せしめられる。
【００３３】
図３Ｂは部分的な断面図で、図３ＡにおいてＩＶで示した細部を、圧印後のスリーブ２４の貫流通路４６の横断面が減少せしめられた状態で示す。
【００３４】
図４は、部分的な断面図で、図１においてＩＩで示した燃料噴射弁１の細部を示し、その際、燃料噴射弁１を調整する本発明による方法の第２の方法ステップが示されている。
【００３５】
燃料噴射弁１を通る動的な貫流量を調整するために、スリーブ２４は、例えば内部スパナ、ねじ回しあるいは類似の工具であることができる調整工具５２によって、燃料噴射弁１の中央の切り欠き４７におけるその軸方向の位置を調節される。スリーブ２４が中央の切り欠き４７内に深くねじ入れられるほど、それだけ燃料噴射弁１を通る動的な貫流量がわずかになる。それは、スリーブ２４によって戻しばね２３が強くプレロードで負荷され、これにより燃料噴射弁１が遅く開き、かつ早く閉じるからである。
【００３６】
スリーブ２４を回動させる場合に、戻しばね２３も回動することを回避するために、スリーブ２４と戻しばね２３との間に中間リング４８が挿入されており、この中間リングに戻しばね２３が支えられている。この手段によって、スリーブ２４を中央の切り欠き４７内にねじ入れる際に、戻しばね２３が一緒に回動することによって金属切粉が中央の切り欠き４７の壁面からはがれ、燃料通路３０ａ〜３０ｃ並びに噴口７を詰まらせることが、回避される。
【００３７】
本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、例えば燃料噴射弁１のために圧電式あるいは磁気ひずみのアクチュエータも適している。更に、本発明は、調整可能でない液力式の及び空気力式の絞りを製作するためにも、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
背景技術による燃料噴射弁の１実施例の概略的断面図を示す。
【図２Ａ】
本発明による調整法を実施する前の、ほぼ図１の範囲ＩＩの、本発明による燃料噴射弁の第１実施例の部分的断面図を示す。
【図２Ｂ】
調整法の本発明による実施後の、図２Ａに示したスリーブを示す。
【図２Ｃ】
第２実施例に相応する、スリーブの一部分を示す。
【図３Ａ】
第２の本発明による調整法の実施前の、図１の範囲ＩＩにおける、本発明による燃料噴射弁の第３実施例の部分的な概略的断面図を示す。
【図３Ｂ】
第１の方法ステップの実施後の、図３Ａにおけるスリーブを示す。
【図４】
第２の本発明による調整法の第２の方法ステップ中における、図３による実施例の部分的な概略的断面図を示す。
【符号の説明】
１　燃料噴射弁、　２　ノズル体、　３　弁ニードル、　４　弁閉鎖体、　５　弁座体、　６　弁座面、　７　噴口、　８　シール、　９　外極、　１０　磁石コイル、　１１　コイルケーシング、　１２　コイル支持体、　１３　内極、　１４　弁ニードル案内、　１５　調整ディスク、　１６　燃料供給部、　１７　差し込み接点、　１８　プラスチック包囲部、　１９　導線、　２０　接極子、　２１　フランジ、　２２　溶接継ぎ目、　２３　戻しばね、　２４　スリーブ、　２５　フィルタエレメント、　２６　ギャップ、　２７　作業ギャップ、　２８　シール、　２９　結合構造部分、　３０ａ　燃料通路、　３０ｂ　燃料通路、　３０ｃ　燃料通路、　３９　リング形の挿入体、　４０　絞り箇所、　４１　カラー、　４３　供給側の端部、　４４　圧印工具、　４６　貫流通路、　４６ａ　供給側の切り欠き、　４６ｂ　排出側の切り欠き、　４７　切り欠き、　４８　中間リング、　４９　外ねじ山、　５０　内ねじ山、　５２　調整工具

Claims (13)

1. 内燃機関の燃料噴射装置のための、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接に噴射するための燃料噴射弁であって、接極子（２０）と、弁座面（６）と共にシール座を形成する弁閉鎖体（４）を操作するための、接極子（２０）と作用結合していて、閉鎖方向で戻しばね（２３）により負荷されている弁ニードル（３）と、戻しばね（２３）をプレロードで負荷するスリーブ（２４）とを備えている形式のものにおいて、
   スリーブ（２４）が塑性変形可能であって、スリーブ（２４）の貫流通路の横断面が機械的な作用によって可変であることを特徴とする、燃料噴射弁。
2. スリーブ（２４）の供給側の端部（４３）内に、塑性変形可能であるリング形の挿入体（３９）が挿入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. リング形の挿入体（３９）が軟質金属から成っていることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴射弁。
4. スリーブ（２４）の貫流通路（４６）が絞り箇所（４０）を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
5. 絞り箇所（４０）が、貫流通路（４６）に突入する環状の塑性変形可能なカラー（４１）を有していることを特徴とする、請求項４記載の燃料噴射弁。
6. スリーブ（２４）が、燃料噴射弁（１）の中央の切り欠き（４７）のねじ山（５０）と協働するねじ山（４９）を有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項に記載の燃料噴射弁。
7. スリーブ（２４）が調整工具（５２）によって、回動により、燃料噴射弁（１）の中央の切り欠き（４７）内の軸方向の位置を調節可能であることを特徴とする、請求項６記載の燃料噴射弁。
8. スリーブ（２４）が供給側の切り欠き（４６ａ）を有しており、この切り欠き内に調整工具（５２）が、スリーブ（２４）と回動作用結合するように挿入可能であることを特徴とする、請求項７記載の燃料噴射弁。
9. 戻しばね（２３）が、スリーブ（２４）と当該戻しばね（２３）との間で燃料噴射弁（１）の中央の切り欠き（４７）内に配置された中間リング（４８）に支えられていることを特徴とする、請求項８記載の燃料噴射弁。
10. スリーブ（２４）が、戻しばね（２３）を一緒に動かすことなしに回動可能であることを特徴とする、請求項９記載の燃料噴射弁。
11. 接極子（２０）と、弁座面（６）と共にシール座を形成する弁閉鎖体（４）を操作するための、接極子（２０）と作用結合していて、閉鎖方向で戻しばね（２３）により負荷されている弁ニードル（３）と、戻しばね（２３）をプレロードで負荷しているスリーブ（２４）とを備えている内燃機関の燃料噴射装置のための、特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接に噴射するための燃料噴射弁を調整する方法において、
    スリーブ（２４）を変形することによって燃料の静的な貫流量を調整し、スリーブ（２４）をしゅう動することによって燃料の動的な貫流量を調整することを特徴とする、燃料噴射弁の調整法。
12. 次の方法ステップ、すなわち、内燃機関（１）の静的な実際貫流量を測定するステップと、測定された実際貫流量を、静的な目標貫流量と比較するステップと、実際貫流量が静的な目標貫流量に合致するまで、圧印工具（４４）によってスリーブ（２４）を変形させるステップとを特徴とする、請求項１１記載の燃料噴射弁の調整法。
13. 次の方法ステップ、すなわち、燃料噴射弁（１）の動的な実際貫流量を測定するステップと、測定された動的な実際貫流量を動的な目標貫流量と比較するステップと、動的な実際貫流量が動的な目標貫流量と合致するまで、調整工具（５２）によってスリーブ（２４）をしゅう動させるステップとを特徴とする、請求項１１記載の燃料噴射弁の調整法。