JP2004521257A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、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、アクチュエータ（１０）と、該アクチュエータ（１０）によって操作可能な、弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）とを有しており、前記弁閉鎖体（４）が、弁座体（５）に形成された弁座面（６）と協働してシール座を形成しており、さらに、該弁座面（６）に形成された複数の噴射開口（７）を有している形式のものに関する。燃料噴射弁（１）の下流側の端部（４２）に噴射孔カバー（３７）が配置されており、該噴射孔カバー（３７）が、内燃機関の燃焼室に対して遮蔽されている。

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燃料噴射弁に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８０４４６３号明細書によれば、混合気圧縮火花点火式内燃機関のための燃料噴射システムが公知である。この公知の燃料噴射システムは、燃料を、ピストン・シリンダ構造体によって形成された燃焼室内に噴射する燃料噴射弁を有していて、燃焼室内に突入する点火プラグを備えている。燃料噴射弁は、燃料噴射弁の外周部に分配して、少なくとも一列に配置された複数の噴射孔を備えている。これらの噴射孔を介して燃料を意図的に噴射することによって、少なくとも１つの噴流を有する混合気噴霧を形成する噴流ガイド式の燃焼法が実現される。
【０００３】
上記形式の公知の燃料噴射弁における欠点は、特に噴射開口にカーボンが堆積するという点にある。このようにカーボンが堆積すると、噴射開口が塞がって、燃料噴射弁を通る貫流が不都合に強く減少される。これが内燃機関の誤作動の原因となる。
【０００４】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に記載した構成を有する本発明による燃料噴射弁は、噴射開口の下流側に配置された噴射孔カバーが、噴射開口の領域内で燃焼される混合気噴霧の火炎フロントの温度を著しく低減させるので、弁座体に燃料がぶつかることはなく、従って堆積カーボン残留物によって噴射開口が塞がることは避けられる、という利点を有している。
【０００５】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した燃料噴射弁の有利な実施態様が可能である。
【０００６】
有利には、噴射孔カバーは、１つのカバーキャップと複数のスペーサ部材とを有しており、これらのスペーサ部材が、燃料噴射弁の下流側の端部で噴射孔カバーを固定するために用いられる。
【０００７】
さらに、スペーサ部材の数が噴射開口の数に相当していれば、有利である。これによってスペーサ部材は、噴射過程が影響を受けないように配置されている。
【０００８】
さらに、噴射孔カバーが簡単な形式で、金属薄板から打ち抜き及び曲げによって一体的に製造可能であれば、有利である。
【０００９】
円錐形状に構成されている噴射孔カバーのカバーキャップの有利な形状によって、堆積カーボンに対する最大の保護が得られると同時に、噴射過程の妨害は最小に抑えられる。
【００１０】
図面
本発明の実施例が図面に概略的に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【００１１】
図１は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の１実施例の全体を示す概略的な断面図、
図２Ａは、本発明による燃料噴射弁の図１に示した実施例の噴射側の部分における図１の範囲ＩＩＡの概略的な断面図、
図２Ｂは、流れ方向に抗して、図２Ａに示した本発明の噴射孔カバーを下から見た図である。
【００１２】
実施例の説明
図１は、本発明による燃料噴射弁１の１実施例の部分的な断面図である。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として構成されている。燃料噴射弁１は、内燃機関の図示していない燃焼室内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、例えば溶接継ぎ目４１を介して弁閉鎖体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、例えば２つの噴射開口を有する、内方に開放する燃料噴射弁１である。
【００１４】
本発明に従って構成された燃料噴射弁１の弁閉鎖体４は、ほぼ球状の形状を有している。これによって、燃料噴射弁１の正確な機能を保証する、ずれることのないカルダン式の弁ニードルガイドが得られる。
【００１５】
燃料噴射弁１の弁座体５は、例えば鉢状に構成されていて、その形状に基づいて弁ニードルガイドを行う。この場合、弁座体５はノズル体２の噴射側の切欠３４内に嵌め込まれていて、溶接継ぎ目３５によってノズル体２に結合されている。
【００１６】
ノズル体２は、シール８によって、弁ニードル３のためのアクチュエータとして作用する磁石コイル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内にカプセル状に収容されていて、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に支えられている。磁石コイル１０は、ライン１９を介して、電気的な差込み接点１７を介して供給可能な電流によって励磁される。差込み接点１７は、内極１３に射出成形されるプラスチック被覆部１８によって被覆されている。
【００１７】
弁ニードル３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、対を成す調節円板１５が用いられる。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に摩擦接続（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に結合されている。第１のフランジ２１に戻しばね２３が支えられており、この戻しばね２３は、燃料噴射弁１の図示の構成において、スリーブ２４によってプレロード（予圧）がかけられている。可動子２０と第２のフランジ３１との間に、燃料噴射弁１の閉鎖時に可動子の衝撃を緩衝するための弾性的な中間リング３２が配置されている。
【００１８】
弁ニードルガイド１４内及び可動子２０内に燃料通路３０ａ及び３０ｂが延在している。燃料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。弁閉鎖体４に形成された面取り部３６によって、弁座体５の領域内でシール座への燃料供給が行われる。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。
【００１９】
本発明によれば、燃料噴射弁１は、弁座体５において噴射孔カバー３７を有しており、この噴射孔カバー３７は噴射開口７の下流側に取り付けられている。弁座体５は、ノズル体２の切欠３４内に配置されていて、例えば溶接継ぎ目３５によってこのノズル体に結合されている。噴射孔カバー３７は、これが噴射開口７の下流側に配置されていることによってカーボン堆積の傾向を低下させ、従って噴射開口７の詰まり及び燃料流の不都合な減少による燃料噴射弁１の欠陥を阻止する。本発明の手段を有する燃料噴射弁１の噴射側の端部４２は、図２Ａ及び図２Ｂに詳しく示されている。
【００２０】
燃料噴射弁１の非作業位置で、弁ニードル３の第１のフランジ２１は戻しばね２３によって上昇ストローク方向に抗して負荷されて、弁閉鎖体４が弁座６に密接して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上に載っており、この中間リング３２は第２のフランジ３１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、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磁界を生ぜしめる。この時に、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、及びひいては弁ニードル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、それによって燃料が噴射開口７を介して噴射される。
【００２１】
コイル電流が遮断されて磁界が十分に消滅してから、可動子２０は戻しばね２３のばね力によって内極３から第１のフランジ２１上に落下し、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上に糊、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】
図２Ａには、本発明による燃料噴射弁１の、図１に示した実施例における符号ＩＩＡで示した領域の部分的な断面図が示されている。
【００２３】
図１で説明したように、弁座体５は図示の実施例では、詳しく図示していない燃焼室に向いた外側の端面側３９で噴射孔カバー３７を有している。この場合、噴射孔カバー３７は、１つの内側のカバーキャップ４３と複数の外側のスペーサ部材（間隔保持部材）３８とを有しており、このスペーサ部材３８は、例えば点溶接４０によって弁座体５に固定されている。カバーキャップ４３とスペーサ部材３８とは、有利には一体的に構成されていて、例えば金属薄板から打ち抜き及び曲げによって製造可能である。
【００２４】
噴射孔カバー３７を噴射開口７の下流側に配置したことによって、噴射開口７のカーボン堆積は減少される。噴射開口７の直径は典型的な場合、約１００μｍであるので、噴射開口７がカーボン堆積によって時間が経つにつれて詰まってしまい、それによって貫流量が不都合に強く制限される危険性が比較的高い。これは特に、燃焼室内に噴射される混合気噴霧が点火される際の高温が原因となっている。何故ならば、それによって燃料の成分が燃料噴射弁１の先端に堆積するからである。噴射孔カバー３７を取り付けることによって、噴射開口７の出口領域における表面温度は、噴射開口７が残留カーボンの堆積によって塞がれない程度に低下せしめられる。これによって火炎保護機能を有する噴射孔カバー３７は、噴射孔カバー３７と弁座体５との間の領域内で火炎フロントが広がることは避けられる。
【００２５】
噴射孔カバー３７の、上記火炎保護機能は、カバーキャップ４３を相応に形状付与（成形）することによって促進される。このカバーキャップ４３は有利には円錐形の形状で構成されており、この場合、円錐形の先端は、燃料の噴射方向とは逆方向に向けられている。
【００２６】
図２Ｂは、燃料の流れ方向とは逆方向で下から、本発明に従って構成された燃料噴射弁１の弁座体５を示しており、この弁座体５は、これに固定された噴射孔カバー３７と、弁座体５の内部に通じる噴射開口７とを有している。
【００２７】
噴射孔カバー３７は、有利な実施例では６つのスペーサ部材３８を有しており、これらのスペーサ部材３８は、中間室４４を形成しながら互いに規則的な角度を保って配置されている。噴射開口７からの噴射過程がスペーサ部材３８によって妨げられないようにするために、噴射開口７は、それぞれ２つのスペーサ部材３８によって形成された角の２等分線上に配置されている。これによって、噴射孔カバー３７が燃料で濡らされることは避けられる。上述のように、カバーカップ４３の円錐形の形状によって、同様に濡らされることのない噴射が可能である。何故ならば、噴射開口７を通過する燃料噴射流は、接線方向でカバーキャップ４３の側面に沿ってガイドされるからである。
【００２８】
噴射孔カバー３７は、その製造形式が簡単であるので高い費用をかけることなしに、複数の噴射開口７の配置に適合させることできる。この噴射開口の配置は、例えばより多く又はより少なく配置されているか、又は非均一に配置された噴射開口を有している。この場合、スペーサ部材３８の数並びにその互いに相対的な位置だけを要求に適合させる必要がある。しかしながら内側のカバーキャップ４３は、図２Ｂに示されているように、すべての噴射開口７を一平面上の投影図内でカバーするものでなければならない。
【００２９】
本発明は図示の実施例だけに限定されるものではなく、任意の構造形式の燃料噴射弁１に使用することができる。
【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１実施例の全体を示す概略的な断面図である。
【図２Ａ】
本発明による燃料噴射弁の図１に示した実施例の噴射側の部分における図１の範囲ＩＩＡの概略的な断面図である。
【図２Ｂ】
流れ方向に抗して、図２Ａに示した本発明の噴射孔カバーを下から見た図である。

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、アクチュエータ（１０）と、該アクチュエータ（１０）によって操作可能な、弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）とを有しており、前記弁閉鎖体（４）が、弁座体（５）に形成された弁座面（６）と協働してシール座を形成しており、さらに、該弁座面（６）の下流側に形成された少なくとも１つの噴射開口（７）を有している形式のものにおいて、
   燃料噴射弁（１）の下流側の端部（４２）に噴射孔カバー（３７）が配置されており、該噴射孔カバー（３７）が、噴射開口（７）を内燃機関の燃焼室に対して遮蔽することを特徴とする、燃料噴射弁。
2. 噴射孔カバー（３７）が、複数のスペーサ部材（３８）と１つの内側のカバーキャップ（４３）とを有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. カバーキャップ（４３）がスペーサ部材（３８）と一体的に構成されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 噴射孔カバー（３７）が打ち抜き及び曲げ成形によって製造されている、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. スペーサ部材（３８）の数が、噴射開口（７）の数と同じである、請求項２又は３記載の燃料噴射弁。
6. スペーサ部材（３８）の数が６つである、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. スペーサ部材（３８）は、これらのスペーサ部材（３８）間の中間室内にそれぞれ１つの噴射開口（７）が設けられるように、配置されている、請求項２，３，５又は６記載の燃料噴射弁。
8. カバーキャップ（４３）が円錐形状に構成されている、請求項２，３，５，６又は７記載の燃料噴射弁。
9. 円錐形のカバーキャップ（４３）が、燃料の流れ方向で広がるように延びている、請求項８記載の燃料噴射弁。
10. 噴射孔カバー（３７）が点溶接継ぎ目（４０）によって弁座体（５）に接続されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。