JP2004506126A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

弁ケーシングと、噴射弁の噴射開口を開閉するための軸方向可動の弁部材と、該弁部材の閉鎖方向において作用するプランジャとが設けられており、該プランジャが弁ケーシングに挿入された弁構成部材の孔内において案内され、弁構成部材内において制御圧室を閉鎖しており、該制御圧室が、少なくとも１つの供給絞りを備えていて半径方向で制御圧室から分岐している供給通路を介して、燃料高圧接続部と接続可能であり、かつ制御弁部材によって閉鎖可能であって排出絞りを有している排出通路を介して、燃料低圧接続部と接続可能である形式の、内燃機関用の燃料噴射弁において、供給絞りを通る燃料の貫流量を調節することができるようにするために、本発明の構成では、孔の軸線に対して半径方向に延びている、弁ケーシングの貫通開口内に、弁ケーシングの外部から移動及び固定させることができる調節部材が配置されており、該調節部材が、制御圧室に向けられた絞りニードルで、供給通路の供給開口内に、供給通路の流過横断面を調節するために導入可能であるようにした。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
インジェクタとも呼ばれるこのような形式の燃料噴射弁は、例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９６５０８６５号明細書に基づいて公知であり、燃料高圧アキュムレータが設けられている燃料噴射装置において使用される。公知の燃料噴射弁では弁ニードルはプランジャを介して、制御圧室内における燃料圧によって閉鎖方向に負荷される。制御圧室は、弁ケーシング内に装入された弁構成部材内に配置されており、そして供給絞りを備えた供給通路を介して燃料高圧接続部と接続され、かつ排出絞りを備えた排出通路を介して燃料低圧接続部と接続されている。駆動装置として例えば電磁アクチュエータ又はピエゾアクチュエータを有している制御弁の制御弁部材によって、排出通路は開閉可能であり、これによって制御圧室内における燃料圧は弁ニードルの個々の操作動作のために制御可能である。弁ニードルの開放速度は排出通路の開放時において、供給絞りと排出絞りとの間における貫流差によって規定され、ひいては最終的に供給絞りと排出絞りとの寸法比によって規定される。従って供給絞り及び排出絞りは極めて大きな精度をもって、弁構成部材内に形成されねばならない。供給絞りの幾何学的な寸法が要求されている精度の枠内にない場合には、燃料噴射弁を取り外し、例えば適合した供給絞りを備えた新たな弁構成部材を製造することが必要であるか、又は制御弁部材の行程変化によって制御圧室からの燃料流出を適合させることが必要である。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁によって、上記欠点を回避することができる。
【０００４】
上記欠点の回避は、弁ケーシングの貫通開口内に配置されていて弁ケーシングの外部から移動及び固定させることができる調節部材によって、達成され、この調節部材は制御圧室に向けられた絞りニードルで、供給通路の供給開口内に導入可能である。弁ケーシングの外部から調節可能な調節部材によって、供給絞りと排出絞りとの間の貫流差を、ひいては弁ニードルの開放速度を簡単に調節することができる。例えば、供給絞りと排出絞りとの間において所定された燃料貫流の差が不変である場合でも、インジェクタの後調整する時に、外部から操作可能な調節部材を用いて供給通路の供給開口に対して絞りニードルを段階的に出し入れすることによって、供給通路における流過横断面を、ひいては制御圧室に流入する燃料の流れ特性を有利に調節することができる。このような調節のために燃料噴射弁を完全に分解する必要はない。本発明による燃料噴射弁は従って、検査領域において量に差がある場合でも簡単な後調整を可能にする。
【０００５】
本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。
【０００６】
本発明の特に有利な構成では、調節部材が弁ケーシングの貫通開口内にねじ込み可能である。貫通開口内に調節部材を単にねじ込むことによって、絞りニードルは極めて簡単にかつ正確に供給通路の供給開口内に導入されることができる。同様に、調節部材を逆方向に回動させることによって、絞りニードルを供給開口からある程度引き離すことが可能である。
【０００７】
本発明の有利な構成では、調節部材を受容する貫通開口が、弁ケーシングと調節部材との間に配置されたシールリングを介してシールされており、該シールリングがねじ込み可能な調節部材によって、弁ケーシングのシール面に押し付けられるようになっている。
【０００８】
本発明の別の有利な構成では、供給通路の供給開口が円錐形に形成されている。
【０００９】
また、供給通路における流過横断面を、円錐形に形成された絞りニードルによって調節すると、特に有利である。絞りニードルの横断面が円錐先端から増大していることによって、供給通路における燃料流の流過横断面は、供給開口への絞りニードルの導入時に連続的に小さくなる。さらにまた、円錐形の絞りニードルの頂角が、供給通路の円錐形の供給開口の開放角よりも小さいか又は同じ大きさであると、特に有利である。
【００１０】
図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図１は、電磁アクチュエータを備えた本発明による燃料噴射弁の上側部分を示す断面図である。
【００１２】
図２は、図１に示された平面に対して燃料噴射弁の長手方向軸線を中心にして回動させられた平面で、弁構成部材を断面して示す図である。
【００１３】
図３は、図２に示された弁構成部材の一部を拡大して示す図である。
【００１４】
実施例の記載
図１には、電気制御される燃料噴射弁、いわゆるインジェクタが断面図で示されている。この燃料噴射弁は、燃料高圧アキュムレータを備えた燃料噴射装置において使用するためのものであり、この場合燃料高圧アキュムレータには高圧フィードポンプによって連続的に高圧燃料が供給され、燃料高圧アキュムレータから燃料は噴射圧下で、電気制御される個々の噴射弁を介して内燃機関に供給され得る。図１に示された燃料噴射弁１は、長手方向孔５を備えた弁ケーシング４を有しており、長手方向孔５内にピストン状のプランジャ６が配置されており、このプランジャ６は一端において、ノズル体（図示せず）内に配置されていて弁ニードルとして形成された弁部材（Ｖｅｎｔｉｌｇｌｉｅｄ）に対して作用する。弁ニードルはノズルばねの閉鎖力とプランジャ６の押圧力とによって、ノズル体における少なくとも１つの噴射開口を閉鎖する。弁ニードルには公知の形式で圧力肩部が形成されており、この圧力肩部はノズル体の圧力室内に配置されている。圧力室には圧力孔８を介して、高圧下にある燃料が供給される。突き棒６の開放運動時に弁ニードルは、常に圧力肩部に作用する圧力室内における燃料高圧によって、ノズルばねの閉鎖力に抗して持ち上げられる。これによって圧力室と接続された噴射開口を通して、内燃機関の燃焼室内へ燃料が噴射される。プランジャの降下によって弁ニードルはノズルばねのばね力の閉鎖方向において噴射弁の弁座に押し込まれ、そして噴射動作が終了する。
【００１５】
図１から分かるように、プランジャ６は弁ニードルとは反対側に位置する端部で、弁ケーシング４内に挿入された弁構成部材（Ｖｅｎｔｉｌｓｔｕｅｃｋ）１２のシリンダ孔内において案内されている。シリンダ孔１１内においてプランジャ６の端面１３は、制御圧室１４を閉鎖している。さらに図２に示された断面図から分かるように、制御圧室１４は供給通路１５を介してリング室２０と接続されており、このリング室２０は、図１から分かるように、燃料高圧接続部１６を介して接続管片３と接続されており、この接続管片３は燃料フィルタ４２を有していて、燃料高圧アキュムレータへの接続のために働く。リング室２０はシールリング３９を介して長手方向孔５に対してシールされている。供給通路１５を介して制御圧室１４は、燃料高圧アキュムレータ内における高い燃料圧にさらされている。
【００１６】
プランジャ６に対して同軸的に制御圧室１４からは、弁構成部材１２内を延びている孔が分岐しており、この孔は、排出絞り１８を備えた排出通路１７を形成しており、この排出通路１７は放圧室１９に開口してして、この放圧室１９は燃料低圧接続部１０に接続されており、この燃料低圧接続部１０は図示されていない形式で、燃料噴射弁１の燃料戻し路と接続されている。弁構成部材１２からの排出通路１７の出口は、弁構成部材１２の外側に位置する端面に凹設された円錐形の部分２１の領域に位置している。弁構成部材１２はこの場合フランジ領域２２内において、ねじ部材２３を介して弁ケーシング４としっかり確実に緊締されている。円錐形の部分２１内には弁座２４が形成されており、この弁座２４とは、噴射弁を制御する電磁弁３０の制御弁部材２５が共働する。この制御弁部材は可動子ピン２７に配置されており、この可動子ピン２７は常に、ケーシング固定に支持された閉鎖ばね３１によって閉鎖方向に負荷されているので、制御弁部材２５は通常は閉鎖位置において弁座２４に接触しており、かつ制御圧室１４は放圧側１９に向かって閉鎖されている。その結果そこでは供給通路１５を介して極めて迅速に高い圧力が形成され、この高い圧力は燃料高圧アキュムレータ内においても存在する。端面１３の面を介して制御圧室１４における圧力は、プランジャ６ひいては該プランジャに結合された弁ニードルに対する閉鎖力を生ぜしめ、この閉鎖力は、存在する高圧の結果として他方の側において開放方向に作用する力よりも大きい。制御圧室１４が電磁弁の開放によって放圧側１９に向かって開放されると、制御圧室１４の僅かな容量の圧力が極めて迅速に低下する。それというのは制御圧室１４は、後で述べる供給絞りを介して高圧側から遮断されているからである。その結果、弁ニードルに対して開放方向に作用する力は、弁ニードルに作用する燃料高圧を上回り、その結果弁ニードルは上方に向かって移動し、この際に少なくとも１つの噴射開口が噴射のために開放される。しかしながら電磁弁３０が排出通路１７を閉鎖すると、制御圧室１４内における圧力は、供給通路１５を介して流入ｓる燃料によって再び形成されることができる。その結果本来の閉鎖力が発生し、燃料噴射弁の弁ニードルは閉鎖する。もちろん、制御弁部材２５と共働する電磁アクチュエータ（Ｍａｇｎｅｔｓｔｅｌｌｅｒ）の代わりに、ピエゾアクチュエータ又はピエゾアクチュエータと電磁アクチュエータとのコンビネーション又はその他の部材を使用することも可能である。
【００１７】
燃料噴射弁１の上記構成は、実質的に従来技術において公知の燃料噴射弁に相当している。従来公知の燃料噴射弁では供給絞りは、弁構成部材の側壁に設けられた孔によって形成されている。リング室２０から制御圧室１４内への燃料流入は外部から変化させることはできない。それというのは、燃料噴射弁を組み立てた後で燃料供給と燃料排出との間の比が決定するからである。
【００１８】
本発明による燃料噴射弁では従来公知のものと異なり、調節部材５０が設けられており、この調節部材５０は、孔１１の軸線に対して半径方向に延びている、弁ケーシング４の貫通開口７内に、可動に配置されている。調節部材５０はこの実施例では貫通開口７内にねじ込み可能である。しかしながらまた、調節部材５０を例えばスライドスリーブとして又はその他の形式で形成することも可能である。重要なことは、調節部材が制御圧室１４に対して可動であり、一度調節された位置において固定可能であることである。このことは、弁ケーシング４の側壁５８にねじ山付孔が設けられていて、調節部材が該ねじ山付孔と螺合可能に形成されていることによって、簡単に達成することができる。調節部材５０は貫通開口７内に導入された端部５３に、制御圧室１４に向かって突出する円錐形の絞りニードル５１を有している。絞りニードルはしかしながらまた適宜な他の形状を有することも可能である。弁ケーシング４の側壁５８の、外側室に向けられた切欠き５６には、シールリング５７が配置されており、このシールリング５７は調節部材５０のカラー５９によって切欠き５６内に押し込まれ、そして貫通開口７をシールする。貫通開口７におけるねじ山が小さなねじ山勾配（Ｇｅｗｉｎｄｅｓｔｅｉｌｈｅｉｔ）を有していると、調節部材５０の良好な調節を可能にするために有利である。調節部材５０はその調節時にシールリング５７を常にケーシング壁５８に対して押し付けるので、貫通開口７は常にシールされている。
【００１９】
さらに図３から最も良く分かるように、本発明による燃料噴射弁の供給通路は、孔１１の軸線に対して半径方向に弁構成部材１２の壁を貫いて延びる孔５２を有しており、この孔５２の、リング室２０に向けられた端部には、円錐形の供給開口５４が接続しており、この供給開口５４は、弁構成部材１２の全周を取り囲むリング室２０に向かって開放している。図３から分かるように、円錐形の供給開口５４はシリンダ孔５２と共に環状の縁部５５を形成している。円錐形の絞りニードル５１の頂角βは有利には、供給通路１５の円錐形の供給開口５４の開放角αよりも小さいか又は該開放角αと同じ大きさに形成されている。
【００２０】
調節部材５０のねじ込み時に調節部材５０の絞りニードル５１は、供給通路１５の供給開口５４の真ん中に進入する。この際に絞りニードル５１の先端は、ある程度孔５２内に進入することができる。図３から分かるように、絞りニードル５１の進入によって、供給通路１５の流過横断面は小さくなる。図３では流過横断面は、円錐形の絞りニードル５１の外周面と供給通路１５の縁部５５との間の間隔ｄによって形成される。絞りニードル５１が供給開口５４内に深く導入されればされるほど、この間隔ｄは小さくなる。従って調節部材５０のねじ込み又は引出しによって、制御圧室１４内に流入する燃料のための流過横断面を簡単に変化させることができ、かつこれによって制御圧室１４を燃料で満たす速度つまり弁ニードルが閉鎖する速度を、調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁アクチュエータを備えた本発明による燃料噴射弁の上側部分を示す断面図である。
【図２】図１に示された平面に対して燃料噴射弁の長手方向軸線を中心にして回動させられた平面で、弁構成部材を断面して示す図である。
【図３】図２に示された弁構成部材の一部を拡大して示す図である。

Claims (7)

1. 内燃機関用の燃料噴射弁（１）であって、弁ケーシング（４）と、噴射弁の噴射開口を開閉するための軸方向可動の弁部材と、該弁部材の閉鎖方向において作用するプランジャ（６）とが設けられており、該プランジャ（６）が噴射開口とは反対側の端部（１３）で、弁ケーシング（４）に挿入された弁構成部材（１２）の孔（１１）内において案内され、かつこの端部（１３）で、弁構成部材内において制御圧室（１４）を閉鎖しており、該制御圧室（１４）が、少なくとも１つの供給絞り（５１）を備えていて半径方向で制御圧室（１４）から分岐している供給通路（１５）を介して、燃料高圧接続部（１６）と接続可能であり、かつ可動の制御弁部材（２５）によって閉鎖可能であって排出絞り（１８）を有している排出通路（１７）を介して、燃料低圧接続部（１０）と接続可能であり、しかも制御弁部材（２５）によって制御される制御圧室における燃料圧を介して、噴射動作が制御可能である形式のものにおいて、
   孔（１１）の軸線に対して半径方向に延びている、弁ケーシング（４）の貫通開口（７）内に、弁ケーシング（４）の外部から移動及び固定させることができる調節部材（５０）が配置されており、該調節部材（５０）が、制御圧室（１４）に向けられた絞りニードル（５１）で、供給通路（１５）の供給開口（５４）内に、供給通路（１５）の流過横断面を調節するために導入可能であることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 調節部材（５０）が弁ケーシング（４）の貫通開口（７）内にねじ込み可能である、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 貫通開口（７）への調節部材（５０）のねじ込みによって、絞りニードル（５１）が供給通路（１５）の供給開口（５４）内に導入可能である、請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 貫通開口（７）が、弁ケーシング（４）と調節部材（５０）との間に配置されたシールリング（５７）を介してシールされており、該シールリング（５７）が調節部材（５０）の緊張力によって、弁ケーシングのシール面（５６）に押し付けられる、請求項３記載の燃料噴射弁。
5. 供給通路（１５）の供給開口（５４）が円錐形に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
6. 絞りニードル（５１）が円錐形に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
7. 円錐形の絞りニードル（５１）の頂角（β）が、供給通路（１５）の円錐形の供給開口（５４）の開放角（α）よりも小さいか又は同じ大きさである、請求項５又は６記載の燃料噴射弁。