JP2004506128A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、燃料噴射弁、特に混合気圧縮式、外部点火型の内燃機関の燃焼室へ燃料を直接噴射するための燃料噴射弁であって、磁石コイル（１０）と協働する可動子（２０）と、該可動子（２０）に結合された弁ニードル（３）とを有し、該弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が設けられ、該閉鎖体（４）が弁座面（６）と協働してシール座を形成する形式のものに関する。弁ニードル（３）は可動子（２０）の円錐状の切欠き（３９）と協働して、可動子（２０）を摩擦及び形状接続で弁ニードル（３）に結合する円錐状の領域（３７）を有している。

Description

【０００１】
従来技術
本発明は請求項１に記載した形式の燃料噴射弁から出発している。
【０００２】
有利には内燃機関の燃焼室へ燃料を直接的に噴射するために適している燃料噴射弁においては通常弁ニードルは該弁ニードルを介して作動される可動子とかしめ結合されているか又は弁ニードルに溶接される２つのスリーブによって可動子に摩擦接続もしくは形状接続で結合されている。
【０００３】
弁ニードルの上に可動子をかしめ結合する方法の欠点は特に、弁ニードルと可動子とを確実に互いに結合するために大きな力が必要とされることである。この場合には可動子又は弁ニードルの材料に亀裂が発生したり又は変形が発生しやすく、燃料噴射弁の運転に際して誤動作の原因となる惧れがある。
【０００４】
可動子と弁ニードルとが弁ニードルに溶接されたフランジによって互いに結合されていると、互いに結合しなければならない構成部分の個数が大きいことに基づき、製作及び組立費用が欠点となる。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴を有する本発明による燃料噴射弁では、弁ニードルの、前記可動子を貫通する円錐状の構成と、前記可動子における、弁ニードルを受容する切欠きの対応する形態とによって、両方の構成部分を互いに結合する溶接又はかしめが不要であるとの利点が得られる。
【０００６】
従属請求項に記載した処置によっては独立請求項に記載した燃料噴射弁の有利な実施例が可能である。
【０００７】
特に有利であることは燃料噴射弁が閉じた状態でもしくは燃料噴射弁が閉じる場合に、円錐結合が戻しばねの力で強められることである。
【０００８】
弁ニードルの円錐状の領域の形並びに可動子の切欠きの対応する形とによって、有利な形式で、弁が開いた場合にも、円錐結合がニードルの自重と可動子の周囲を流れる燃料によるわずかな液圧的な力によって負荷されることが保証される。
【０００９】
特に有利であることは、弁ニードルと可動子とが容易に製作可能でかつ溶接又は他の方法で弁ニードルと結合されなければならない別の付加的な構成部分が必要とされないので、弁ニードルと可動子とから成る総構成部分の製造を迅速にかつ費用的に有利な形式で行うことができることである。
【００１０】
さらに、弁ニードルの、可動子面を越えて突出する燃料流入側の端部が、燃料流入側の可動子面に支えられる戻しばねのためのセンタリング部として用いることができると有利である。
【００１１】
実施例
以下、本発明を図面に略示した実施例について詳細に説明する。
【００１２】
図２のＡとＢとに基づき本発明による燃料噴射弁１の弁ニードル３と可動子２０とを詳細に説明する前に、本発明の理解を容易にするために、まず図１に基づき公知技術の燃料噴射弁１の主要な構成部分について短く説明する。
【００１３】
燃料噴射弁１は混合気圧縮式外部点火型の内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁の形に構成されている。
【００１４】
燃料噴射弁１はノズル体２を有し、該ノズル体２内には弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用的に結合されており、弁閉鎖体４は弁座体５に配置された弁座面６と協働してシール座を成す。燃料噴射弁１は図示の実施例においては内に向かって開く燃料噴射弁１であって、噴射開口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内にカプセル化されておりかつコイル保持体１２の上に巻付けられ、コイル保持体１２は磁石コイル１０の内極１３に接触している。内極１３と外極９はギャップ２６によって互いに分離されかつ結合構成部分２９に支えられている。磁石コイル１０は導線１９を介して、電気的な差込み接触器１７を介して供給可能な電流により励起される。差込み接触器１７は内極１３に射出成形されていることのできるプラスチック被覆層で取巻かれていることができる。
【００１５】
弁ニードル３は円板状に構成された弁ニードルガイド１４にて案内されている。行程調節のためには組合わされた調節円板１５が用いられる。調節円板１５の他方の側には可動子２０がある。この可動子２０は第１のフランジ２１を介して弁ニードル３と伝力結合されており、弁ニードル３は溶接継目２２によって第１のフランジ２１と結合されている。この第１のフランジ２１の上には戻しばね２３が支えられている。この戻しばね２３には燃料噴射弁１の図示の構造形態ではスリーブ２４によってプレロードがかけられている。
【００１６】
同様に溶接継目３３を介して弁ニードル３に結合された第２のフランジ３１は下側の可動子ストッパとして役立つ。第２のフランジ３１の上に支えられた弾性的な中間リング３２は燃料噴射弁１が閉鎖する場合の反跳を回避する。
【００１７】
弁ニードルガイド１４内と可動子２０内と弁座体５の外周を延びる燃料通路３０ａから３０ｃまでによっては、中央の燃料供給装置１６を介して供給されかつフィルタエレメント２５によってろ過された燃料が噴射開口７へ導かれる。燃料噴射弁１はシール２８によって、図示されていないシリンダヘッドもしくは分配導管に対しシールされる。
【００１８】
燃料噴射弁１の不作用状態では可動子２０は弁ニードル３における第１のフランジ２１を介して戻しばね２３によりその上昇方向に抗して、弁閉鎖体４が弁座６にシールされた接触状態に保たれるように負荷される。磁石コイル１０の励起に際し、磁石コイルは、可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗して上昇方向に動かす磁界を形成する。この場合、行程は不作用位置で内極１２と外極２０との間に存在する作業ギャップ２７によってあらかじめ規定される。可動子２０は弁ニードル３に溶接されたフランジ２１を連行し、ひいては弁ニードル３をも上昇方向に連行する。弁ニードル３と作用結合された弁閉鎖体４は弁座面６から持上がり、燃料通路３０ａから３０ｃまでを介して噴射開口７へ導かれた燃料が噴射される。
【００１９】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界の十分な消滅のあとで、戻しばね２３の押圧力により内極１３から第１のフランジ２１に落下し、これにより弁ニードルが上昇方向とは反対方向へ移動させられる。この結果、弁閉鎖体４は弁座面６に着座しかつ燃料噴射弁１が閉じられる。
【００２０】
図２は、本発明による燃料噴射弁１の、可動子２０と結合された弁ニードルの第１実施例の部分的な断面図である。
【００２１】
弁ニードル３に溶接されたフランジ２１を介して弁ニードル３が可動子２０と作用的に結合されている、図１に示された燃料噴射弁１の例とは異なって本発明による燃料噴射弁１の弁ニードル３は可動子２０と弁ニードル３との間の結合が溶接なしで行われるように構成されている。
【００２２】
図２Ａに示されているように弁ニードル３は可動子２０を貫通する領域３７にて円錐状に形成されている。この形状付与は弁ニードル３の旋削又は鋳造で行うことができる。可動子２０の中央の切欠き３９も同様に円錐状に形成されている。この場合、可動子２０の円錐状の切欠き３９と弁ニードル３の円錐領域３７との円錐角αは、弁長手方向軸線に対して平行に延びる直線３６に対して等しい。この場合、前記直線３６は弁ニードル３の周面４０と、円錐状の領域３７の外側と合致する。
【００２３】
可動子２０の切欠き３９はその軸方向の寸法の１部しか円錐状に延びないように構成することもできる。
【００２４】
これにより弁ニードル３は可動子２０の中央の切欠き３９を貫通しかつ燃料供給側の端部３８で可動子２０の燃料供給側の端面３４を越えて突出する。弁ニードル３の燃料供給側の端部３８は該第１実施例では円筒状に構成されている。この場合、燃料供給側の端部の直径は、円錐状の領域３７による弁ニードル３の先き細りにしたがって弁ニードル３５の燃料排出側の端部３５の直径よりもわずかに小さい。
【００２５】
戻しばね２３が弁ニードル３と溶接されているフランジ２１に支えられている、図１に記載した実施例とは異なって、戻しばね２３は直接的に可動子２０の燃料供給側の端面３４に支えられる。戻しばね２３は、可動子２０の燃料供給側の端面３４を越えて突出する弁ニードル３の燃料供給側の端部によって、センタリングされた位置に保たれ、ひいては燃料噴射弁１の運転の間、半径方向に滑り動くことはない。
【００２６】
弁ニードル３と可動子２０は唯一の接合過程によって互いに結合される。この場合、可動子２０は円錐状の切欠き３９で、弁ニードル３の円錐状の領域３７が可動子２０の円錐状の切欠き３９内に位置するまで弁ニードル３の上に被せ嵌められる。そのあとで可動子２０は規定された押圧力で弁ニードルに押し付けられる。
【００２７】
燃料噴射弁１が開放されると、可動子２０は図示されていない内極１３に向かって引寄せられる。弁ニードル３と可動子２０との間の円錐結合はこの場合には弁ニードル３の重量と、燃料噴射弁１を貫流する燃料によって可動子２０の燃料供給側の端面３４に作用させられるわずかな液圧式の力とだけで負荷される。燃料噴射弁１が閉鎖された場合には円錐結合は可動子２０の燃料供給側の端面３４に支えられた戻しばね２３の強い力で助成される。何故ならば戻しばね２３は可動子２０を弁ニードル３の上に押し付け、ひいては弁ニードル３をシール座に押し付けるからである。
【００２８】
図２Ｂには図２Ａと同様に、第２実施例の弁ニードル３が該弁ニードルに固定された可動子２０と共に示されている。
【００２９】
図２Ａにおける第１実施例とは異なって当該実施例における弁ニードル３の燃料供給側の端部３８は円筒形ではなく円錐形に、円錐形の領域３７の延長部として構成されている。この場合には円錐形の領域３７と直線１６との間の円錐角αは一定である。この実施例は、弁ニードル３の円錐形の領域３７と燃料供給側の端部３８とが−作業過程で加工され得るので弁ニードル３の製作が一層簡単になるという利点を有している。
【００３０】
弁ニードル３の燃料供給側の端部は同様に、可動子２０の燃料供給側の端面３４を越えて突出し、これによって戻しばね２３のセンタリングを行う。
【００３１】
弁ニードル３の燃料排出側の端部３５は図２Ａと２Ｂに示された弁ニードル３の実施例では任意の形式で、例えば内方へ又は外方へ開放する燃料噴射弁１の構造形式にしたがって弁閉鎖体４を備えることができる。特に製作を一層簡易化するためには弁ニードル３と弁閉鎖体４とを一体に構成することが有利である。
【００３２】
本発明は図示の実施例に限定される者ではなく、他の弁ニードル３のため、例えばダブルニードル及びホールニードルのために任意の可動子形、例えばプランジャ及び平形可動子と関連してかつ燃料噴射弁の任意の構造形式と関連して使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知技術の燃料噴射弁の概略的な断面図。
【図２】Ａは本発明による燃料噴射弁の、可動子が固定されている弁ニードルの第１実施例の概略的な部分断面図。Ｂは本発明による燃料噴射弁の可動子が固定された弁ニードルの第２実施例の部分的断面図。
【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　噴射開口、　８　シール、　９　外極、　１０　磁石コイル、　１１　コイルケーシング、　１２　コイル保持体、　１３　内極、　１４　弁ニードルガイド、　１５　調節円板、　１６　燃料供給装置、　１７　差込接触器、　１８　プラスチック被覆、　１９　導線、　２０　可動子、　２１　フランジ、　２２　溶接継目、　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　結合構成部分、　３０　燃料通路、　３１　フランジ、　３２　中間リング、　３３　溶接継目、　３４　端面、　３５　端部、　３６　直線、　３７　円錐領域、　３８　端部、　３９　切欠き、　４０　周面

Claims (10)

1. 燃料噴射弁，特に混合気圧縮式、外部点火型の内燃機関の燃焼室へ燃料を直接的に噴射するための燃料噴射弁であって、磁石コイル（１０）と協働する可動子（２０）と、該可動子（２０）に結合された弁ニードル（３）とを有し、該弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が設けられ、該弁閉鎖体（４）が弁座面（６）と協働してシール座を形成する形式のものにおいて、弁ニードル（３）が円錐領域（３７）を有し、弁ニードル（３）の円錐領域（３７）が前記可動子（２０）の円錐状の切欠き（３９）と協働し、前記可動子（２０）と前記弁ニードル（３）とを摩擦及び形状接続結合していることを特徴とする、燃料噴射弁。
2. 前記弁ニードル（３）が少なくとも前記可動子（２０）の前記円錐状の領域（３７）を貫通している、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 弁ニードル（３）の燃料流入側の端部（３８）が前記可動子（２０）の燃料流入側の端面（３４）から突出している、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. 前記弁ニードル（３）の燃料流入側の端部（３８）が円筒形に構成されている、請求項３記載の燃料噴射弁。
5. 前記弁ニードル（３）の燃料流入側の端部（３８）が円錐状に構成されている、請求項３記載の燃料噴射弁。
6. 弁ニードル（３）の燃料流入側の端部（３８）の円錐角αが弁ニードル（３）の円錐角αと等しい、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. 戻しばね（２３）が前記可動子（２０）に係合しかつ弁ニードル（３）の燃料流入側の端部（３８）が半径方向で係止されている、請求項３から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. 前記可動子（２０）が前記弁ニードル（３）に圧着されることで該弁ニードル（３）と結合可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
9. 前記可動子（２０）の前記切欠き（３９）がその軸線方向の全長に亘って円錐状に構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
10. 前記可動子（２０）の切欠き（３９）がその軸線方向の長さに亘って円錐状に構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。