JP2004518859A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

本発明は特に、混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、磁石コイル（１０）と共に作用する可動子（２０）、及び可動子（２０）と結合された弁ニードル（３）を有し、弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が備えられており、弁閉鎖体（４）は弁座面（６）協働して共にシール座を形成している。弁ニードル（３）は可動子（２０）の流出側にクランプスリーブ（３１）を有しており、弁ニードル（３）におけるクランプスリーブ（３１）の軸方向の位置が、可動子（２０）と、弁ニードル（３）と摩擦力結合的に結合された連行フランジ（２１）により形成されたプレストロークギャップ（３８）との間の高さを決定し、クランプスリーブ（３１）は管状に形成されており、軸方向に延びるスリット（３３）を有している。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４９２１０号明細書により、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁が公知であり、この燃料噴射弁は磁石コイル、磁石コイルによって戻しばねに抗して上昇ストローク方向に負荷可能な可動子、及び弁閉鎖体と結合されている弁ニードルを有する。可動子は、弁ニードルと結合されていて上昇ストローク方向における可動子の運動を制限する第１のストッパと、弁ニードルと結合されていて上昇ストローク方向とは逆向きの可動子の運動を制限する第２のストッパとの間で可動である。第２のストッパと可動子との間には、皿ばねの形で緩衝ばねが配置されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４９２１０号明細書により公知の燃料噴射弁の欠点は、一方では、製造及び組み付けに関する手間及び費用が、少なくとも１つの付加的な構成部材によって高くなることである。また他方では、例えば皿ばねの傾いた嵌め込みや製造過程に生じる製造公差によって、燃料噴射弁の作動中に可動子がずれたり、傾いたりすることがある。その結果、可動子の自由運動距離、若しくはプレストロークギャップの高さに強いばらつきが出る。この２つの原因は、燃料噴射弁の作動時の故障に繋がりかねない。
【０００４】
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は、公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本発明による燃料噴射弁では、可動子のプレストロークが、弁ニードルに被せ嵌め可能でかつ、任意に位置決め可能なクランプスリーブによって、簡単かつ安価に、しかも使用される構成部材の損傷なしに、極めて精確に調節可能である。
【０００５】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載された燃料噴射弁のさらなる有利な構成が可能である。
【０００６】
利点となるのは特に、クランプスリーブの側部のスリットによって、管状の構成部品の弾性的なプレロードによる簡単な組付けが可能になり、この時クランプスリーブの軸方向の長さによって、クランプスリーブのクランプ力が可動子の重量に適合するように選択できることである。
【０００７】
クランプスリーブの円錐状の傾斜面が特殊な形状をしているにより、有利には、損傷を与えることのない組付けが確実にできる。
【０００８】
利点となるのは特に、クランプスリーブと中間リングとが容易に製造でき、他の構成部品を必要としないため、全構成部品の製造が迅速かつ安価に行われ得ることである。
【０００９】
図面
本発明の実施例を図面に概略的に示し、以下に詳しく説明する。
【００１０】
図１は、本発明による燃料噴射弁の概略的な断面図、
図２Ａは、本発明による燃料噴射弁の図１の範囲ＩＩＡの概略的な断面図、
図２Ｂは、本発明による燃料噴射弁の図２Ａに示された断面図の、ＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った概略的な断面図である。
【００１１】
実施例の説明
図２Ａ及び図２Ｂを用いて、本発明による燃料噴射弁１の有利な実施例を詳細に説明する前に、本発明をよく理解するために、まず図１を用いて、燃料噴射弁１を、主な構成部分に関連して簡単に説明する。
【００１２】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁として構成されている。燃料噴射弁１は特に、図示していない内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するために適している。
【００１３】
燃料噴射弁１は、ノズル体２から成り、ノズル体２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と作用結合しており、この弁閉鎖体４は弁座体５に配置された弁座面６と共にシール座を形成している。燃料噴射弁１の実施例は内方に向かって開放する燃料噴射弁１であって、この燃料噴射弁１は噴射開口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にカプセル状に収容されてコイル支持体１２に巻き付けられており、コイル支持体１２は磁石コイル１０の内極１３に当接している。内極１３と外極９とはギャップ２６によって互いに分離されており、結合構成部材２９に支持されている。磁石コイル１０は導管１９を介して、電気的な差込み接点１７経由で供給される電流によって励磁される。この差込み接点１７は、内極１３で射出成形が可能であるプラスティックの被覆部１８によって包囲されている。
【００１４】
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内をガイドされる。ストロークを調節するためには、一対の調節円板１５が使用される。調節円板１５の反対側には可動子２０がある。この可動子２０は連行フランジ２１を介して、摩擦結合的に弁ニードル３と結合している。弁ニードル３は溶接継ぎ目２２によて連行フランジ２１に結合されている。この連行フランジ２１には戻しばね２３が支持されており、戻しばね２３は燃料噴射弁１の実施例の構成では、スリーブ２４によってプレロード（予圧）をかけられている。
【００１５】
弁ニードル３に取り付けられたクランプスリーブ３１は、下部可動子ストッパとしての役目をする。このクランプスリーブ３１に載った中間リング３２は、燃料噴射弁１を閉鎖するときの衝突を回避する。クランプスリーブ３１は図２Ａ及び図２Ｂに詳しく図示されている。
【００１６】
弁ニードルガイド１４内、可動子２０内、及び弁座体５には燃料導管３０ａ，３０ｂ，３０ｃが延びており、燃料導管３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、中央の燃料供給部１６を介して供給されてフィルタエレメント２５によって濾過される燃料を噴射開口７までガイドする。燃料噴射弁１はシール２８によって、図示されていない分配導管に対してシールされている。
【００１７】
燃料噴射弁１の休止状態では、弁ニードル３における連行フランジ２１は戻しばね２３によって上昇ストローク方向とは逆向きに負荷されるので、弁閉鎖体４は弁座体６で、シール作用をもって接触状態に保たれる。可動子２０は中間リング３２に載っており、中間リング３２はクランプスリーブ３１に支持されている。励磁されると磁石コイル１０は磁界を形成し、磁界は可動子２０を、戻しばね２３のばね力に抗して上昇ストローク方向に動かす。ここでの可動子２０のストロークは、プレストロークギャップ３８を閉鎖するためのプレストロークと、休止状態で内極１３と可動子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設けられている隙間ストロークとに分かれている。プレストローク過程の後で、可動子２０は弁ニードル３に溶接されている連行フランジ２１を連行し、ひいては弁ニードル３も同様に上昇ストローク方向に連行する。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６から引き上げられ、これによって、燃料導管３０ａ，３０ｂ，３０ｃを介して噴射開口７までガイドされた燃料が噴射される。
【００１８】
コイル電流が遮断され、磁界が十分に消滅した後、可動子２０は連行フランジ２１に作用する戻しばね２３の圧力によって内極１３から落下し、これによって、弁ニードル３は上昇ストローク方向とは逆向きに動く。これによって、弁閉鎖体４は弁座体６に載り、燃料噴射弁１は閉鎖される。可動子２０はクランプスリーブ３１若しくは中間リング３２に載る。
【００１９】
図２Ａは、本発明による燃料噴射弁１の図１にＩＩＡで示された部分の断面図である。同一の構成部分については、全ての図で同一の符号を用いる。
【００２０】
図１ですでに述べたように、下部可動子ストッパは弁ニードル３に被せ嵌められたクランプスリーブ３１又は中間リング３２により形成されている。中間リング３２は、一方では、クランプスリーブ３１の流入側の端部３４の、表面の不正確さを補正し、かつ他方では、燃料噴射弁１が閉鎖されるときに可動子の衝突に抗する緩衝部材としての役割をする。つまり、可動子２０が閉鎖時にクランプスリーブ３１の流入側の端部３４に衝突すると、緩衝の欠如のために起こる可動子２０の反動によって、不都合な一時的な開放ストロークが生じかねない。
【００２１】
ギャップ３８には、電流が通っていない状態で可動子２０を中間リング３２に対して押圧するために皿ばね３９を設けるてもよい。
【００２２】
クランプスリーブ３１は、弁ニードル３に損傷を与えずに組み付けできるような性質を有している。この目的のために、クランプスリーブ３１は、流入側の端部３４及び流出側の端部３５の半径方向内側の壁３６に、斜めに面取りされた傾斜面３７を有しており、この傾斜面３７は、例えば、くさび形状または円錐形状に形成されていて、クランプスリーブ３１を組み付ける際に、材料の削れとそれに伴う弁内室の汚れ、及び燃料導管３０ｂ，３０ｃ又は噴射開口７の詰まりによる燃料噴射弁１の機能不良が回避される。
【００２３】
クランプスリーブ３１は、可動子２０の慣性質量による衝撃力に抵抗できるように、弁ニードル３に固定されなければならない。この場合、クランプ力はスリットを設けられたクランプスリーブ３１の形状に条件付けられて、クランプスリーブ３１の軸方向の長さにわたって任意に適合される。何故なら、弁ニードル３とクランプスリーブ３１の内側の壁３６との間の摩擦力は、接触面全体の大きさに依存しているからである。
【００２４】
特に精密な調整が可能なのは、クランプスリーブ３１が柔らかい金属からできた合金、例えば銅錫合金により製造されている場合である。この種の合金は、例えばＣｕＳｎ_６である。
【００２５】
図２Ｂは、本発明により構成された燃料噴射弁１を示す図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図を示している。
【００２６】
既に上に述べたように、クランプスリーブ３１はスリット３３を有しており、このスリット３３は、一方では、スリット３３が簡単に、損傷なく弁ニードル３に押し付けられるように、かつ他方では、プレロードによってクランプスリーブ３１を弁ニードル３のそれぞれ選択された位置に正確に固定できるように配慮されている。これにより、クランプスリーブ３１の位置、ひいてはプレストロークギャップ３８の高さを問題なく調整することができる。
【００２７】
クランプスリーブ３１の流入側の端部３４を上から見た断面図は、再度、傾斜面３７を示しており、傾斜面３７は、図示の実施例ではくさび形状または円錐状に形成されており、スリット３３以外のクランプスリーブ３１の全周にわたって延びている。
【００２８】
本発明は、説明された実施例に限定されるものではなく、可動子２０の他の形式、例えばプランジャ型可動子（Ｔａｕｃｈａｎｋｅｒ）可動子や扁平可動子にも、また燃料噴射弁１の任意の構成形式にも同様に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による燃料噴射弁の概略的な断面図である。
【図２】
本発明による燃料噴射弁の図１の部分ＩＩＡの概略的な断面図である
【図３】
本発明による燃料噴射弁の図２Ａに示された断面図の、ＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った概略的な断面図である。

Claims (8)

1. 燃料噴射弁（１）、特に混合気圧縮火花点火式内燃機関に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、磁石コイル（１０）と共に作用する可動子（２０）と、該可動子（２０）に作用結合されている弁ニードル（３）とを有しており、該弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が備えられていて、該弁閉鎖体（４）が弁座面（６）と協働してシール座を形成しており、さらに弁ニードル（３）に可動子（２０）の下流側において可動子ストッパが設けられている形式のものにおいて、
   可動子ストッパが、軸方向に延びるスリット（３３）を備えたクランプスリーブ（３１）として形成されており、弁ニードル（３）におけるクランプスリーブ（３１）の調整可能な軸方向位置が、該弁ニードル（３）において可動子（２０）と第２の可動子ストッパ（２１）との間に形成されたプレストロークギャップ（３８）の高さを決定することを特徴とする、燃料噴射弁。
2. クランプスリーブ（３１）が弁ニードル（３）に被せ嵌められる、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. クランプスリーブ（３１）と可動子（２０）との間に中間リング（３２）が配置されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. クランププスリーブ（３１）が流入側の端部（３４）及び／又は流出側の端部（３５）において、半径方向内側の壁（３６）に傾斜面（３７）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
5. 傾斜面（３７）が円錐形状に形成されている、請求項４記載の燃料噴射弁。
6. クランプスリーブ（３１）の軸方向の長さが次のように、つまり、軸方向の長さより結果として生じるクランプ力が、可動子（２０）の慣性質量により作用する当接力よりも大きいか、あるいは同程度となるように寸法設定されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
7. クランプスリーブ（３１）が銅錫合金から成る、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. 第２の可動子ストッパが可動子（２０）の上流側で、弁ニードル（３）と摩擦結合的及び素材結合的に結合している連行フランジ（２１）として形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。