JP2004518902A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁（１）は、弁座面（６）とシール座を形成するように協働する弁ニードル（３）と、弁ニードル（３）に係合する可動子（２０）とを備え、その際可動子（２０）は弁ニードル（３）に沿って軸方向に可動であり、かつエラストマから成る緩衝エレメント（３２）により緩衝される。緩衝エレメント（３２）は、弁ニードル（３）と力接続で結合されているスリーブ（３１）と接触している。緩衝エレメント（３２）は、可動子（２０）の下流側の端面（３４）内に構成されている切り欠き部（３５）内に配置されている。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載した燃料噴射弁から出発する。
【０００２】
既にＵＳ ４，７６６，４０５から公知の燃料噴射弁は、弁ニードルと結合されている弁閉鎖体を有しており、この弁閉鎖体は弁座体に構成されている弁座面とシール座を形成するように、協働する。燃料噴射弁を電磁的に操作するために、磁石コイルが設けられており、この磁石コイルは可動子と協働し、この可動子は弁ニードルと力接続で結合されている。可動子及び弁ニードルの回りに、付加的な質量が円筒形に設けられており、この質量はエラストマ層を介して可動子と結合されている。
【０００３】
この場合の欠点は、特に、付加的な構造部分を備えた高価な構造形である。また大面のエラストマリングも磁界の延びのために不利であり、かつ磁力線の閉じ、ひいては高い引き付け力の達成を燃料噴射弁の開放の運動の際に困難にする。
【０００４】
ＵＳ ４，７６６，４０５から公知の燃料噴射弁の別の実施形では、緩衝及び脱衝撃のために、可動子及び弁ニードルの回りに別の円筒形の質量が設けられており、この質量は２つのエラストマリングによって、その位置を可動に締め込まれて、保持される。弁ニードルがシール座に衝突する際に、この第２の質量は可動子及び弁ニードルに対して相対的に動いて、かつ弁ニードルの衝撃を阻止することができる。
【０００５】
この述べた実施形において欠点であることは、付加的な費用及びスペース所要量である。また可動子自体も脱連結されていない。そのパルスはこれにより弁ニードルにおいて衝撃の傾向を増大させる。
【０００６】
ＵＳ ５，２９９，７７６から、弁ニードル及び可動子を備えた燃料噴射弁が公知であり、この可動子は弁ニードルに沿って可動に案内されていて、弁ニードルの行程方向におけるその運動は、第１のストッパによって、かつ弁ニードルの行程方向とは逆の方向では第２のストッパによって、制限される。両方のストッパによって確定されている、可動子の軸方向の運動遊びは、ある限度内で、一面では弁ニードルの慣性質量の、かつ他面では可動子の慣性質量の、脱連結をもたらす。これによって燃料噴射弁の閉鎖の際の弁座面からの弁ニードルの戻り衝撃が、ある限度内で反対作用をせしめられる。しかしながら、可動子の軸方向の長さは、弁ニードルに関して、弁ニードルに対する可動子の自由な運動可能性によって完全に規定されていないので、衝撃は単に制限された程度にしか回避されない。特に、ＵＳ ５，２９９，７７６から公知の、燃料噴射弁の構造形式では、可動子が燃料噴射弁の閉鎖運動の際に、弁閉鎖体に面したストッパに衝突して、そのパルスをこれによって衝撃的に弁ニードルに伝達することを回避することができない。この衝撃的なパルス伝達は、弁閉鎖体の付加的な衝撃を惹起することがある。
【０００７】
発明の利点
独立請求項の特徴を備えた燃料噴射弁はこれに対し、次のような利点を有している。すなわち、緩衝エレメントが可動子の切り欠き部内に配置されていて、これによって一面では可動子が回動を阻止され、かつ他面では高価な付加的な構造部分並びに組み立て費を節減することができる。
【０００８】
従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載した燃料噴射弁の有利な展開が可能である。
【０００９】
特に有利なのは、肩状の広部を有しているスリーブのコップ形の圧刻であって、これによって緩衝エレメントを必要な前緊縮にすることができる。
【００１０】
更に、スリーブもまた緩衝エレメントも簡単にかつその場合極めて正確に製作可能であり、かつこれによって燃料噴射弁の誤差機能を回避し得ることは、有利である。
【００１１】
有利には、スリーブ内に通流開口が存在しており、これらの通流開口は、シール座への、スリーブを通る燃料の妨げられない流動を可能にする。
【００１２】
特に有利なのは、緩衝エレメントを長方形の横断面をもって、例えばホース区分として、製作することである。
【００１３】
スリーブの肩状の広部にか、あるいはスリーブにおける緩衝エレメントの接触面に、深くされた範囲を構成することも、有利である。それは、範囲の数及び深さによって、緩衝特性に任意に影響を及ぼすことができるからである。
【００１４】
実施例の説明
本発明の実施例は図面に簡略化して示されており、以下において詳細に説明する。
【００１５】
図１に示した燃料噴射弁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１の形で構成されている。燃料噴射弁１は特に燃料を内燃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。
燃料噴射弁１はノズル体２から成っており、この中に弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合していて、この弁閉鎖体は、弁座体５上に配置された弁座面６とシール座を形成するように協働する。燃料噴射弁１は実施例では内方に向かって開く燃料噴射弁１であり、これは噴射開口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内に密封されていて、かつコイル支持体１２上に巻かれており、コイル支持体は磁石コイル１０の内極１３に接触している。内極１３及び外極９は狭部２６によって互いに分離されており、かつ互いに強磁性ではない結合構造部分２９によって結合されている。磁石コイル１０は導線１９を介して、電気的なプラグ接点１７を介して供給可能な電流を介して励磁される。プラグ接点１７はプラスティック鋳くるみ部１８により取り囲まれており、このプラスティック鋳くるみ部は内極１３に鋳着しておくこおができる。
【００１６】
弁ニードル３は弁ニードル案内１４内で案内されており、この弁ニードル案内はディスク形に構成されている。行程調整のためには、対をなしている調整ディスク１５が役立つ。調整ディスク１５の他方の側には可動子２０がある。可動子はフランジ２１を介して力接続で弁ニードル３と結合されており、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上には戻しばね２３が支えられており、この戻しばねは、燃料噴射弁１のこの構造形では、スリーブ２４によって前緊縮されている。弁ニードル案内１４内、可動子２０内及び弁座体５には燃料通路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によってろ過された燃料を噴射開口７に導く。燃料噴射弁１はシール２８によって、図示していない燃料導管に対してシールされている。
【００１７】
可動子２０の下流側の側３４には、切り欠き部３５内でＯリングとして構成された緩衝エレメント３２が配置されており、これはエラストマ材料から成っている。緩衝エレメントは有利には深絞りされたスリーブ３１の肩状の広部３６上に接触しており、スリーブは溶接継ぎ目３３を介して力接続で弁ニードル３と結合されている。
【００１８】
可動子２０と弁ニードル３とから成る構造部分を製作する場合、フランジ２１が弁ニードル３と溶接され、可動子２０及び緩衝エレメント３２が差しはめられ、かつ次いでスリーブ３１が加圧下で緩衝エレメント３２上にプレスされ、かつやはり弁ニードル３と溶接される。この形式で、可動子２０は単に強く緩衝された遊びだけを有し、単にわずかな、フランジ２１と緩衝エレメント３２との間の回動の傾向を有している。
【００１９】
本発明による手段の詳細な説明は図２の説明から知ることができる。
【００２０】
燃料噴射弁１が休止状態にある場合、可動子２０は戻しばね２３により、その行程方向とは逆向きに負荷され、弁閉鎖体４が弁座６にシール接触する。磁石コイル１０が励磁されると、磁石コイル１０が構成する磁界が、可動子２０を戻しばね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と可動子２０との間にある作業ギャップ２７によって前規定されている。可動子２０は、弁ニードル３と溶接されているフランジ２１を、やはり行程方向に連行する。弁ニードル３と結合している弁閉鎖体４は弁座面６から離れ、かつ燃料は噴射開口７を通って噴射される。
【００２１】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は、磁界が充分に取り除かれた後に、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と結合しているフランジ２１が行程方向とは逆の方向に動く。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は弁座面６上に座着し、かつ燃料噴射弁１が閉じられる。
【００２２】
図２は図１の範囲ＩＩの拡大された図を、部分的な断面図で示す。
【００２３】
図示されているのは、弁ニードル３の部分、これと溶接されているフランジ２１，スリーブ３１並びに可動子２０の切り欠き部３５内に挿入された本発明により構成された緩衝エレメント３２である。
【００２４】
可動子２０と弁ニードル３とから成る構造部分を組み立てる場合、まず、フランジ２１が弁ニードル３と、溶接継ぎ目２２を介して溶接される。緩衝エレメント３２は、可動子２０の下流側の端面３４に構成された切り欠き部３５内に挿入される。次いで、挿入されている緩衝エレメント３２を備えた可動子２０が弁ニードル３上に差しはめられる。次いで有利には深絞りによって製作され、燃料を導くために有利には打ち抜かれた通流開口３７を有しているスリーブ３１が、弁ニードル３上に差しはめられ、肩状の広部３６を緩衝エレメント３２上に圧着される。このように前緊縮されて、スリーブ３１がやはり弁ニードルと溶接継ぎ目３３を介して結合される。
【００２５】
燃料噴射弁１の運転の際に、緩衝エレメント３２は開く際にほとんど遅れなしの開放運動を行わせる。それは、可動子２０は磁石コイル１０の磁界内に引き込まれる際にスリーブ３１を、前緊縮されている緩衝エレメント３２を介して、瞬間的に連行するからである。
【００２６】
燃料噴射弁１を閉鎖する場合に、可動子２０は、磁界が充分に取り除かれた後に、内極１３から離れ、これによって弁ニードル３と力接続で結合しているスリーブ３１がやはり瞬間的に、予負荷されている緩衝エレメント３２を介して、閉鎖方向に動かされる。
【００２７】
緩衝エレメント３２の前緊縮によって、燃料噴射弁１が閉鎖された後に、可動子２０の、スリーブ３１によって形成されている可動子ストッパ面における衝撃が、燃料噴射弁１を改めて不所望に開くことなしに、吸収されることが保証される。この目的のために、スリーブ３１の軸方向の位置は、可動子２０とスリーブ３１との間にギャップ３８が存在していて、このギャップが可動子のわずかな弾入を可能にするように、選ばれている。
【００２８】
既に簡単に触れたように、緩衝エレメント３２は例えばＯリングとして構成されている。このような緩衝エレメント３２は、例えば緩衝ダイヤフラムよりもより簡単に取り扱いかつ取り付けることができ、かつ製作の際の利点を有している。ダイヤフラムはしばしば亀裂、ばりあるいは汚い切断縁を有しており、更に燃料噴射弁１の運転の間にしばしば側方にずれ動き、かつその結果誤差機能を生ぜしめる傾向がある。Ｏリング形の緩衝エレメント３２はこれに対し、室内に囲われていて、これによって横ずれの際に変形することがない。
【００２９】
緩衝エレメント３２の、可動子２０の下流側の端面３４内の切り欠き部３５内での取り付けは、更に、前緊張によって、可動子２０の回動及びこれに基づく行程変化を阻止することができる。燃料噴射弁１の持久運転特性はこれによって正の影響を受ける。
【００３０】
図３は本発明による燃料噴射弁１の第２の実施例の部分的な概略的断面図を示す。互いに合致する構造部分には同じ符号が付けられている。
【００３１】
この実施例では、緩衝エレメント３２は成形リングとして構成されており、成形リングは可動子２０の下流側の端面３４内の切り欠き部３５の幾何形状に適合せしめられている。これによって、スリーブ３１の肩状の広部がより良く緩衝エレメント３２に接触することができ、これによって形状接続が改善され、かつ燃料噴射弁１の緩衝特性に意図的に影響を及ぼすことができる。
【００３２】
代替的に緩衝エレメント３２は長方形の横断面を備えた成形部分として、例えばホース区分の形で、製作することができる。この形状は特に簡単でかつ安価に実現可能である。
【００３３】
図４は、図２又は図３に示した、本発明により構成された燃料噴射弁１のスリーブ３１の流動方向での概略的な平面図を示す。
【００３４】
スリーブ３１の肩状の広部３６はこの場合、ハッチングした範囲３９で示すように、何回も深さを変えられている。この手段も例えば深さ及び深くされている区分の数によって、緩衝特性に意図的に影響を及ぼすことができる。
【００３５】
代替的に、スリーブ３１の肩状の広部３６の代わりに、緩衝エレメント３２の接触面が深くされている範囲を有することもでき、かつスリーブの平らな接触面上に位置することができる。
【００３６】
本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、かつ例えば外方に開く燃料噴射弁１のためにも、あるいは他の可動子形、例えば扁平可動子のためにも、適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による燃料噴射弁の第１の実施例の概略的な断面図を示す。
【図２】
本発明による燃料噴射弁の、図１に示した第１の実施例の、図１の範囲ＩＩにおける概略的な部分図を示す。
【図３】
本発明による燃料噴射弁の第２の実施例の、図２におけると同じ範囲における概略的な部分図を示す。
【図４】
本発明による燃料噴射弁の、図３に示した第２の実施例の、流動方向でスリーブ上の概略的な平面図を示す。
【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 プラグ接点、 １８ プラスティック鋳くるみ部、 １９ 導線、 ２０ 可動子、 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 狭部、 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、 ３１ スリーブ、 ３２ 緩衝エレメント、 ３３ 溶接継ぎ目、 ３４ 側、 ３５ 切り欠き部、 ３６ 広部、 ３７ 通流開口、 ３８ ギャップ、 ３９ ハッチングされた範囲、 ４０ 接触面

Claims (10)

1. 内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁（１）であって、弁座面（６）とシール座を形成するように協働する弁ニードル（３）と、該弁ニードル（３）に係合している可動子（２０）とを備えており、該可動子（２０）は弁ニードル（３）に沿って軸方向に可動であり、かつエラストマから成る緩衝エレメント（３２）により緩衝され、その際緩衝エレメント（３２）は、弁ニードル（３）と摩擦接続式で結合されたスリーブ（３１）上に載置されている形式のものにおいて、
   緩衝エレメント（３２）が、可動子（２０）の下流側の端面（３４）に構成された切欠き部（３５）に配置されていることを特徴とする、燃料噴射弁。
2. スリーブ（３１）が肩状の広部（３６）をもって緩衝エレメント（３２）に支えら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. 緩衝エレメント（３２）がスリーブ（３１）によって予負荷されていることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 緩衝エレメント（３２）がＯリングとして構成され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. 緩衝エレメント（３２）が長方形の横断面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。
6. 緩衝エレメント（３２）が可動子（２０）の切り欠き部（３５）の形状に適合された形状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。
7. スリーブ（３１）が深絞りによって製作されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
8. スリーブ（３１）が燃料のための通流開口（３７）を有していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
9. 可動子（２０）とスリーブ（３１）との間にギャップ（３８）が構成されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁。
10. 緩衝エレメント（３２）及び又はスリーブ（３１）が、複数の深くされた範囲（３９）を、スリーブ（３１）の肩状の広部（３６）に面した接触面（４０）及び／又はスリーブ（３１）の肩状の広部（３６）に有していることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁。