JP2004519600A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

燃料噴射弁（１）は、磁石コイル（１０）を有しており、この磁石コイル（１０）は、戻しばね（２３）によって負荷される可動子（２０）と協働し、この可動子（２０）は、弁ニードル（３）と共に軸方向に可動な弁部分を形成している。弁ニードル（３）には弁閉鎖体（４）が設けられており、この弁閉鎖体（４）は弁座体（５）と共にシール座を形成している。燃料が貫流する、燃料噴射弁（１）の切欠（３６）内に、少なくとも１つの緩衝部材（３７）が配置されている。

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した燃料噴射弁に関する。
【０００２】
例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９６２６５７６号明細書によれば電磁石式に操作可能な燃料噴射弁が公知であり、この燃料噴射弁においては、電磁石式の操作のために可動子が、電気的に励磁される磁石コイルと協働し、可動子のストロークが弁ニードルを介して弁閉鎖体に伝達される。弁閉鎖体は、弁座面と共にシール座を形成する。可動子内には多数の燃料通路が設けられている。可動子の戻し運動は戻しばねによって行われる。
【０００３】
このドイツ連邦共和国特許公開第１９６２６５７６号明細書において公知の燃料噴射弁においては、特にもっぱら燃料噴射弁の周期的な開閉によって引き起こされる圧力脈動が緩衝されずに燃料噴射システムのその他の部分、例えば燃料分配導管に伝達され、それによって共振が生ぜしめられ、この共振によって、燃料噴射弁の運転時に妨害的な雑音発生を引き起こすことになる、という欠点がある。
【０００４】
このような共振によれば、構成部材間の接続が振動によって制限されて解除される可能性もあり、燃料噴射装置又は内燃機関自体の欠陥機能を生ぜしめ、これによって運転確実性に著しく不都合な影響が与えられる。
【０００５】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部を有する本発明による燃料噴射弁は、燃料噴射弁の切欠内に配置された少なくとも１つの緩衝部材が、弁ニードル運動によって生ぜしめられる圧力脈動によって緩衝されて、燃料分配導管内の共振が抑制されえ、雑音発生が低下せしめられる、という利点を有している。
【０００６】
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のその他の有利な実施態様が可能である。
【０００７】
特に、オリフィスの形状に構成された緩衝部材がフィルタエレメントの下流側に配置されているので、燃料によって連行される汚れが濾過され、オリフィスの孔が詰まることはない。
【０００８】
しかも、孔を有するオリフィスが簡単な形状で製造可能であって、燃料噴射弁の組み付け時に切欠内に容易に組み付けることができる。
【０００９】
長い構造を有する燃料噴射弁においては、有利には多数の緩衝部材が使用され、これらの緩衝部材は、例えば種々異なる長さによって緩衝特性が改善される。
【００１０】
多数の緩衝部材を使用した場合、孔はより大きいので、構成部分の大きい長さによって緩衝がより強く行われる。これによって緩衝部材は、フィルタエレメントの流入側にも配置することができる。これによって、より簡単な組み立て若しくは、既に使用されている燃料噴射弁に後付けすることが可能である。
【００１１】
絞りに似た緩衝部材の使用は有利である。何故ならば、緩衝部材内で、弾性的な部材と挿入体とが互いに入れ子式に入り込んでいることによって、共振の抑制による非常に効果的な緩衝が可能である。
【００１２】
図面
本発明の複数の実施例が図面に簡単に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【００１３】
図１は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第１実施例の概略的な断面図、
図２は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第２実施例の概略的な断面図、
図３は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第３実施例の図２のＩＩＩ領域の部分的な断面図である。
【００１４】
実施例の説明
図１は、本発明による燃料噴射弁の第１実施例が概略的な断面図で示されている。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１として構成されている。燃料噴射弁１は、燃料を図示していない内燃機関の燃焼室内に直接噴射するために適している。
【００１５】
燃料噴射弁１はノズル体２より成っており、このノズル体２内に弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用接続しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と協働して１つのシール座を形成している。この燃料噴射弁１は、図示の実施例では内方に開放する、１つの噴射開口７を有する燃料噴射弁１である。
【００１６】
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内にカプセル状に包囲されていて、コイル支持体１２に巻き付けられており、このコイル支持体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いて、接続構成部２９上に載っている。磁石コイル１０は、電気的なプラグ１７を介して供給可能な電流によって、導線１９を介して励磁される。プラグ１７は、内極１３に射出成形されるプラスチック被覆部１８によって包囲されている。
【００１７】
弁ニードル１３は、弁ニードルガイド１４内でガイドされていて、この弁ニードルガイドは円板状に構成されている。ストローク調節のために、１対形式の調節円板１５が使用される。調節円板１５の他方側には可動子２０が配置されている。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に摩擦結合（摩擦による束縛）的に結合されており、この弁ニードル３は、溶接継ぎ目２２によって第１のフランジ２１に接続されている。第１のフランジ２１上には戻しばね２３が支えられており、この戻しばね２３は燃料噴射弁１の図示の構造では、スリーブ２４によってプレロード（予圧）がかけられている。
【００１８】
可動子２０の下流側に第２のフランジ３１が配置されており、この第２のフランジ３１は下側の可動子ストッパとして用いられる。この第２のフランジ３１は、溶接継ぎ目３３を介して弁ニードル３に摩擦結合的に結合されている。可動子２０と第２のフランジ３１との間には、燃料噴射弁１の閉鎖時に可動子の跳ね返りを緩衝するための第２の中間リング３２が配置されている。
【００１９】
弁ニードル１４、可動子２０及び弁座体５内には燃料通路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に向かってガイドする。燃料噴射弁１は、シール２８によって、図示していない分配導管に対してシールされている。
【００２０】
燃料噴射弁１の非作業状態で、弁ニードル３における第１のフランジ２１が戻しばね２３によって上昇ストローク方向に抗して負荷され、閉鎖体４が弁座６に気密に当接保持されるようになっている。可動子２０は中間リング３２上に載り、この中間リング３２は第２のフランジ３１上に支えられている。磁石コイル１０が励磁されると、この磁石コイル１０は磁界を形成し、この磁界は、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で移動させる。この場合、可動子２０は、弁ニードル３に溶接されている第１のフランジ２１を連行し、それによって弁ニードル３を同様に上昇ストローク方向で連行する。弁ニードル３と作用接続している弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上がり、これによって燃料通路３０ａ〜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。
【００２１】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は、磁界が十分に解消されてから、第１のフランジ２１上に存在する戻しばね２３のばね力によって内極１３から落下し、それによって弁ニードル３は上昇ストローク方向に抗して移動する。これによって弁閉鎖体４は弁座面６上に載り、燃料噴射弁１は、閉鎖される。可動子２０は、第２のフランジ３１によって形成された可動子ストッパ上に載る。
【００２２】
内極１３の切欠３６内には本発明に従ってオリフィス３４が配置されており、このオリフィス３４は孔３５を備えている。この場合、オリフィス３４は、フィルタエレメント２５の下流側でフィルタエレメント２５と調節スリーブ２４との間に配置されていて、これによって、フィルタエレメント２５及びさらにオリフィス３４を貫流する燃料の汚れが抑制されて、オリフィス３４の孔３５が詰まることはなくなる。
【００２３】
オリフィス３４によって、燃料噴射弁１の運転中に発生する圧力脈動を無くすことができる。圧力脈動は、例えば燃料噴射弁１の周期的な開閉によって生ぜしめられ、その結果特に、詳しく図示していない分配導管内での共振によって雑音が発生する。発生した振動によって個別の構成部分間の差込み結合が解除されることも、圧力脈動の減衰によって抑制される。
【００２４】
オリフィス３４は、別個の構成部分としての第１実施例において製造され、内極１３の切欠内に有利な形式で押し込まれる。しかしながらオリフィス３４を例えば、調節スリーブ２４又はフィルタエレメント２５との組み合わせとして構成することも可能である。
【００２５】
この場合、オリフィス３４の孔３５は、圧力脈動が効果的に減衰され、しかも燃料噴射弁１を流れる燃料流が絞られないように、寸法設計されている。圧力脈動の減衰がより強く行われると、燃料分配導管内の共振及びそれによって生ぜしめられる雑音発生はより小さくなる。
【００２６】
この場合、オリフィス３４を製造するための材料の選択は、特に、燃料の溶剤品質に対するオリフィス３４の形状安定性によって規定される。材料の可鍛性に基づいてオリフィス３４を内極の切欠３６内に押し込みによって簡単に取り付けることができる金属合金及び金属の他に、ばね鋼スリーブ又はエラストマー等のテフロンリング、種々異なるエラストマーの組み合わせ並びにエラストマーと金属とから成る組み合わせも考えられる。エラストマーは繊維補強されるか、又はグラスファイバー、ガラス玉、ロックパウダー、金属粉等の充填剤が充填されていてもよい。
【００２７】
図２は、本発明に従って構成された燃料噴射弁１の第２実施例の概略的な縦断面図が示されている。この燃料噴射弁１は特に、内燃機関の詳しく図示していない吸気管内に燃料を噴射するために適している。図１及び図２において互いに一致する構成部材には、同じ符号が付けられている。
【００２８】
燃料噴射弁１は磁石コイル１０を有しており、この磁石コイル１０はコイル支持体１２に巻き付けられている。コイル支持体１２は、弁ケーシング４０内にカプセル状に包囲されていて、カバー４１によって閉鎖されている。
【００２９】
コイル支持体１２は、弁スリーブ４３によって貫通されており、この弁スリーブ４３は、管状に構成されていて、内部に拡開又は溶接された支持管４４を収容している。この支持管４４は、磁石コイル１０の内極として用いられる。磁石コイル１０の外極として例えば弁ケーシング４０が用いられる。支持管４４の下流側に可動子２０が配置されており、この可動子２０は、弁ニードル３と一体的に構成されている。弁ニードル３内には貫流開口４５が設けられており、この貫流開口４５は燃料噴射弁１を貫流する燃料をシール座にガイドする。
【００３０】
貫流開口４５の領域内には、燃料を濾過するためのリングフィルタ４６が配置されている。弁ニードル３は、図示の実施例では球状の弁閉鎖体と、有利な形式で溶接によって作用接続している。この弁閉鎖体は弁座体５と協働して１つのシール座を形成している。シール座の下流側で、噴射孔付き円板４７には少なくとも１つの噴射開口７が形成されており、この噴射開口７から燃料が、詳しく図示していない吸気管に噴射される。
【００３１】
可動子２０は、燃料噴射弁１の非作業常置阿で戻しばね２３によって負荷されて、燃料噴射弁１が支持管４４若しくは可動子２０の切欠４８内に配置されていて、調節スリーブ２４によってプレロード（予圧）をかけられている。調節スリーブ２４の流入側には鉢状のフィルタエレメント２５が弁スリーブ４３内に有利には押し込まれている。中央の燃料供給部１６を通ってガイドされる燃料は、切欠４８及び貫流開口４５を通って燃料噴射弁１を貫流してシール座及び噴射開口７に向かって流れる。
【００３２】
弁スリーブ４３の流入側の端部４９内には、金属製の管状の中空体５０が挿入されていて、例えばフィルタエレメント２５の領域内で弁スリーブ４３に溶接されている。さらに詳しく図示していない燃料分配導管に組み付けるために、燃料噴射弁１は、金属製の中空体５０の流入側の端部５１でシール２８を備えている。別のシール５２は、燃料噴射弁１と吸気管との間の詳しく図示していない接続部をシールする。磁石コイル１０は、導線１９を介して、電気的なプラグ１７を介して供給可能な電流によって励磁される。プラグ１７は、プラスチック被覆部１８によって包囲されており、このプラスチック被覆部１８は、弁スリーブ４３若しくは中空対５０に射出成形によって形成することができる。
【００３３】
磁石コイル１０に、詳しく図示していない導線を介して電流が供給されると、磁界が形成され、この磁界は、十分な強さを有している場合には、可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗して、燃料の流れ方向とは逆方向に磁石コイル１０内に引き込む。これによって、可動子２０と支持管４４との間に形成された作業ギャップ２７が閉鎖される。可動子２０の運動によって、可動子２０と一体的に構成された弁ニードル３も上昇ストローク方向に連行されるので、弁閉鎖体４は弁座体５から持ち上がり、燃料を噴射開口７にガイドする。
【００３４】
磁石コイルを励磁する電流が遮断されると直ちに、燃料噴射弁１は閉鎖され、戻しばね２３が可動子２０を支持管４４から押し離して、それによって弁ニードル３が流出方向で移動して弁閉鎖体４が弁座体５に載るまで磁界は消滅する。
【００３５】
金属製の中空体５０内には本発明に従って緩衝部材３７が配置されている。図示の実施例では、緩衝特性を高めるために２つの緩衝部材３７ａ、３７ｂが設けられている。これらの緩衝部材３７ａ，３７ｂは、主に燃料噴射弁１の開閉によって及びそれに続く燃料分配システムの種々異なる部分内の共振によって生ぜしめられる圧力脈動を緩衝するという点で、図１に示した第１実施例におけるオリフィス３４と同じ機能を有している。
【００３６】
燃料噴射弁１の大きい構造長さ及びそれに基づく所用空間によって制限された、緩衝部材３７ａ，３７ｂの大きい軸方向の構造長さによって、緩衝部材３７ａ及び３７ｂの切欠３８は、図１に示した孔３５よりも大きく、しかも緩衝作用を弱めることはない。
【００３７】
燃料流内に渦流が形成されるのを避けるために、緩衝部材３７ａ，３７ｂの形状は種々異なっている。例えば切欠３８は、緩衝部材３７ａ及び３７ｂの軸方向長さ全体に亘って可変な直径を有していてよいが、またこの切欠３８は、流入領域内に形成されているか、又は内壁に流れを改善するための構造を有していてもよい。同様に、緩衝部材３７ａ，３７ｂの軸方向の間隔Ｘは可変に構成することができる。
【００３８】
図３には、本発明による緩衝部材３７のための第３実施例の一部の断面図が示されており、この緩衝部材３７は例えば、図２に関する説明に詳しく記載されている燃料噴射弁の金属製の中空体５０内に挿入されている。
【００３９】
この場合、緩衝部材３７はその切欠３８内で少なくとも１つ、有利には多数の弾性的な部材５６を有しており、これらの部材５６は、緩衝部材３７の流入側の端部５５に接続されている。これらの部材５６は、燃料の流れ方向で切欠３８内に、鉢状の挿入体５７の内部まで延びており、この挿入体５７は、緩衝部材３７の流入側の端部５８で切欠３８内に配置されていて、少なくとも１箇所で緩衝部材３３７に接続されている。
【００４０】
鉢状の挿入体５７は、緩衝部材３７の流入側の端部５５に向かって開放していて、挿入体５７の壁部６０内で少なくとも１つ有利には多数の貫流開口５９を有している。
【００４１】
燃料噴射弁１を貫流する燃料は、流入側の端部５５を通って緩衝部材３７内に流入し、弾性的な部材５６によって形成された、切欠３８の狭窄部を通ってやや絞られる。この場合、弾性的な部材５６は、燃料を半径方向で外方に押しやる。燃料はさらに、流入側で開放している鉢状の挿入体５７内に流れる。次いで燃料は、挿入体５７の壁部６０に形成された貫流開口５９を介して、まず挿入体５７を流過し、次いで緩衝部材３７を流過する。この場合、緩衝部材３７を通る燃料の可能な経路は矢印で示されている。
【００４２】
図３に示された緩衝部材３７によって得られる緩衝は非常に効果的である。何故ならば、挿入体５７が緩衝部材３７に互いに入れ子式にはめ込まれ、また弾性的な部材５６が挿入体５７内に互いに入れ子式にはめ込まれていることによって、燃料供給部１６の方向で振動が伝達されることはなく、それによって雑音発生は特に強く減少されるからである。
【００４３】
本発明は、図示の実施例だけに限定されるものではなく、例えば外部圧縮自己点火式内燃機関用の燃料噴射弁１のためにも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従って構成された燃料噴射弁の第１実施例の概略的な断面図である。
【図２】
図２は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第２実施例の概略的な断面図である。
【図３】
図３は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第３実施例の図２のＩＩＩ領域の部分的な断面図である。

Claims (13)

1. 燃料噴射弁（１）であって、磁石コイル（１０）を有しており、該磁石コイル（１０）は、戻しばね（２３）によって負荷された可動子（２０）と協働し、この可動子（２０）は弁ニードル（３）と共に軸方向に可動な弁部分を形成しており、前記弁ニードル（３）に弁閉鎖体（４）が設けられていて、この弁閉鎖体（４）は弁座体（５）と共に１つのシール座を形成している形式のものにおいて、
   燃料が貫流する燃料噴射弁（１）の切欠（３６）内に少なくとも１つの緩衝部材（３７）が配置されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 前記少なくとも１つの緩衝部材（３７）が、孔（３５）を有するオリフィス（３４）の形状に構成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 少なくとも１つの緩衝部材（３７）が、戻しばね（２３）にプレロードをかけるために、フィルタエレメント（２５）と調節スリーブ（２４）との間に配置されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. オリフィス（３４）の孔（３５）は、燃料噴射弁（１）を貫流する燃料流が絞られないように、寸法設計されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
5. 少なくとも１つの緩衝部材（３７）が、燃料噴射弁（１）の流入側を延長する金属製の中空体（５０）内に配置されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
6. ２つの緩衝部材（３７ａ，３７ｂ）が設けられている、請求項５記載燃料噴射弁。
7. 緩衝部材（３７ａ，３７ｂ）がフィルタエレメント（２５）の流入側に配置されている、請求項６記載の燃料噴射弁。
8. 緩衝部材（３７ａ，３７ｂ）の軸方向長さが異なっている、請求項６又は７記載の燃料噴射弁。
9. 緩衝部材（３７ａ，３７ｂ）間の軸方向の間隔（ｘ）が可変である、請求項６から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
10. 少なくとも１つの緩衝部材（３７）が、流入側の端部（５５）で少なくとも１つの弾性的な部材（５６）を有しており、該弾性的な部材（５６）が、燃料の流れ方向で緩衝部材（３７）の切欠（３８）内に延びている、請求項１記載の燃料噴射弁。
11. 少なくとも１つの弾性的な部材（５６）が鉢状の挿入体（５７）内に延びていて、該挿入体（５７）は、緩衝部材（３７）の下流側の端部（５８）に配置されており、前記挿入体（５７）が緩衝部材（３７）の流入側の端部（５５）に向かって開放している、請求項１０記載の燃料噴射弁。
12. 鉢状の挿入体（５７）が、該挿入体（５７）の壁部（６０）に少なくとも１つの貫流開口（５９）を有している、請求項１１記載の燃料噴射弁。
13. 鉢状の挿入体（５７）が緩衝部材（３７）に接続されている、請求項１１又は１２記載の燃料噴射弁。