JP2005098485A

JP2005098485A - 逆流絞り弁

Info

Publication number: JP2005098485A
Application number: JP2004095222A
Authority: JP
Inventors: Herbert Strahberger; シュトラーベルガーヘルベルト; Franz Wippel; ヴィッペルフランツ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-04-14
Also published as: FR2863332A1; US20050067024A1; DE10344593B4; DE10344593A1

Abstract

【課題】簡単に製作及び組込み可能な少数の簡単なコンポーネントを有する逆流絞り弁を提供する。
【解決手段】ＲＤＶ１のケーシング２がポット状に形成されており、該ケーシング２内に圧縮ばね３が配置されており、該圧縮ばねの一方がケーシング２の底部に且つ他方が閉鎖手段５に支持されており、該閉鎖手段５が第１のストッパ２．２と第２のストッパ２．３との間で可動であるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧燃料噴射システム用の逆流絞り弁に関する。高圧燃料噴射システム、特にいわゆるコモンレールシステムは、数年来大量生産されており且つ実地において有利であるということがよく判った。コモンレールシステムは、常により大きな市場の関心を獲得している、乗用車における今日のディーゼルエンジンの成果に著しく貢献した。トルク及び燃料消費量に関しては、ディーゼルエンジンは最良のガソリンエンジンと容易に競うことができ且つこれらのガソリンエンジンに既に勝っている。但し、乗用車で使用するためのディーゼルエンジンには、快適性及び静かな走行に関して特に高い要求が課せられる。従って、これらの特性に関する更なる最適化を達成するために、改良は常に歓迎されている。

以下で省略してＲＤＶとも呼ぶ逆流絞り弁は、書籍 "Diesel Engine Management", Robert Bosch GmbH、第２版、１９９９年、第２７３ページから公知である。この公知のＲＤＶは、主として中空円筒として形成された金属ケーシングを有しており、この金属ケーシングは、一方の端部部材に雄ねじ山を有しており且つ他方の端部部材に雌ねじ山を有している。ＲＤＶは、高圧導管（レール）と燃料インジェクタとの間に配置され、噴射システム内の不都合な圧力変動を緩衝する。ＲＤＶは、雄ねじ山を以て高圧導管（レール）にねじ込まれる。更に、ＲＤＶは雌ねじ山を以て燃料インジェクタと接続される。ＲＤＶは、各側にそれぞれ通流開口を有しており、これにより、レールから燃料インジェクタへの燃料流を可能にする。ＲＤＶのケーシング内部には、圧縮ばねによって負荷されるピストンが滑動可能に支承されており、このピストンは休止位置で高圧導管に通じる接続開口を閉鎖する。作動位置では、前記ピストンは圧縮ばねの圧力に抗して休止位置から離反運動し、これにより、レールから燃料インジェクタへの燃料の通流を可能にする。公知のＲＤＶは構成に手間がかかり且つ約１６００Ｂａｒ又はそれ以上のオーダの高いレール圧に耐えられる耐圧性のケーシングを必要とする。
書籍 "Diesel Engine Management", Robert Bosch GmbH、第２版、１９９９年、第２７３ページ

本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。

この課題を解決するために本発明では、ＲＤＶのケーシングがポット状に形成されており、該ケーシング内に圧縮ばねが配置されており、該圧縮ばねの一方がケーシングの底部に且つ他方が閉鎖手段に支持されており、該閉鎖手段が第１のストッパと第２のストッパとの間で可動であるようにした。

本発明により構成された逆流絞り弁は、簡単に製作及び組込み可能な少数の簡単なコンポーネントという点において優れている。このＲＤＶがレール、即ち燃料インジェクタに通じる貫通孔に直接に組み込まれることにより、ケーシングの両側にねじ山接続部を備えた耐高圧性のケーシングを省くことができる。このことは運転確実性を助成する。それというのも、発生し得る漏れ箇所を懸念する必要がないからである。ＲＤＶのレールへの組込みは簡単に実施することができる。それというのも、ＲＤＶはレールの貫通孔内に配置されるからである。この場合、レールと、燃料インジェクタに通じる導管との間のインターフェースは、ほぼ不変に保持され続ける。従って、本発明による解決手段は、既に大規模に導入されたシステムと有利な形式で両立し得る。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、逆流絞り弁（ＲＤＶ）１の第１実施例の縦断面図が示されている。このＲＤＶは、ほぼポット形に形成された円筒形のケーシング２を有している。このケーシング２には圧縮ばね３が支承されており、この圧縮ばね３はケーシング２の内壁２．１によってガイドされる。圧縮ばね３は、一方ではケーシング２の底部に支持されており且つ他方では球５に支持されている。これにより、この球５は球座２．３に押し付けられる。ケーシング２の内壁２．１は階段状に段付けされており、これにより、球５のためのストッパ２．２を形成している。ケーシング２の底部には孔２．５が設けられている。ケーシング２の底部とは反対の側の端部部材には、内法が球座２．３によって制限される孔２．４が配置されている。ＩＩ．ＩＩ−ＩＩ．ＩＩ線の高さには、少なくとも１つの絞り孔６がケーシング２に設けられている。

図２．１には、ＩＩ．Ｉ−ＩＩ．Ｉ線に沿ったＲＤＶ１のケーシング２の横断面図が示されている。この図２．１からは、ケーシング２内部に配置された圧縮ばね３には突出部２．６が上方から係合しているので、孔２．４に圧力が供給されると、球５は緩衝されつつケーシング２のストッパ２．２に当接し且つ孔２．４を解放するということが判る。

図２．２には、図１に示した逆流絞り弁のＩＩ．ＩＩ−ＩＩ．ＩＩ線に沿った横断面図が示されている。

図２．２からは、絞り孔６がケーシング２の壁に１２０°の角度で互いにずらされて配置されており、ケーシング２の内部に収容された圧縮ばね３に上方から係合している突出部２．６も、互いに１２０°の角度で配置されているということが判る。図２．２に示した３つの突出部及び３つの絞り孔６の代わりに、互いに向かい合う２つの絞り孔６がケーシング２の壁に形成されていてもよく且つ２つの突出部２．６がケーシング２に形成されていてもよい。突出部２．６は、互いに９０°だけずらされて配置されていても、やはりよい。ケーシング２の壁に形成された絞り孔６も同様である。絞り孔６は製作技術的に特に簡単に、円筒形の孔として構成されている。同様に、絞り孔６は円錐状に延びているか、又はスリット状のジオメトリを有していてもよい。

本発明の別の変化態様では、孔２．４の閉鎖手段として球５の位置に、例えば円錐又は小板が設けられてよく、これらの円錐又は小板は、弁を形成するために適宜適合された座と協働する。本発明によるＲＤＶは、特に簡単な構造において優れている。このＲＤＶは、簡単なプロセスで製作可能且つ組込み可能な極めて小数の構成部材のみから成っている。コンベンショナルな逆流絞り弁とは異なり、耐圧性のケーシングは不要である。なぜならば、本発明により形成されたＲＤＶは、以下で詳しく説明するように高圧噴射システムのレールの貫通孔内に直接に配置されるからである。

図３には、ほぼ細長い中空円筒として形成されたレール３０の横断面図が示されている。このレール３０は肉厚に構成されており、延いては約２０００Ｂａｒまでの範囲の高い圧力負荷用に設計されている。肉厚な壁は、高圧下にある燃料を貯蔵するために役立つレール体積３１を封入している。レール３０の長手方向軸線に対して垂直方向で、このレール３０の壁には貫通孔３２が設けられており、この貫通孔３２は図１に示したＲＤＶ１を収容するために役立つ。

ＲＤＶ１の組込み位置を、図４に基づいて説明する。図４には、レールの貫通孔３２に配置されたＲＤＶ１を備えたレール３０が斜視図で示されている。ＲＤＶ１は、接続管片３４に導入されたインジェクタ導管３３と作用結合している。このインジェクタ導管３３を組み込んだ後で、該インジェクタ導管３３はキャップナットによって接続管片３４にねじ締結される。この接続管片３４は、例えばレール３０の外周面に溶接されてよい。即ち、ＲＤＶ１は、レール３０と燃料インジェクタ３５（図４では図示せず）との間の燃料流内に配置されている。ＲＤＶ１がレール３０自体内に直接に配置されていることによって、従来の逆流絞り弁の構造とは異なり、耐圧性のケーシング及び耐圧性のねじ締結部材を省くことができる。このことは、ＲＤＶの廉価な大量生産を可能にする。従来のレールに組み込めるようにするためには、ＲＤＶ１が適当な組込み寸法を有している必要がある。本発明の有利な実施例では、ＲＤＶ１のケーシング２の直径Ｄ（図１参照）は約３．５ｍｍ〜６．５ｍｍ、特に５ｍｍである。逆流絞り弁１のケーシング２の長さＬ（図１参照）は、有利には１２ｍｍ〜１８ｍｍ、特に１６ｍｍである。

更に、図５には高圧噴射システムの重要なコンポーネントが示されている。この場合、レール３０、ＲＤＶ１及び燃料インジェクタ３５に通じる接続部分が断面図で描かれている。高圧噴射システムは、レール体積３１を封入するレール３０を有している。キャップナットにより接続管片３４においてレール３０と耐圧式で結合されたインジェクタ導管３３を介して、レール３０は燃料インジェクタ３５と接続されている。この燃料インジェクタ３５は図５では概略的にブロックとしてしか示されていない。ＲＤＶ１はレール３０の貫通孔３２に配置されている。

次に、ＲＤＶ１の作用形式を簡単に説明する。休止位置（図１）において、圧縮ばね３によって負荷された弁球５は球座２．３に載置されており且つレール体積３１に面したＲＤＶ１の孔２．４を閉鎖している。例えばＲＤＶの孔２．５の側が放圧されることに基づいて、レール体積３１からの圧力が当該の孔２．５の側を支配する圧力を上回ると、直ちに球５が球座２．３から持ち上げられて、ＲＤＶ１の長手方向軸線の方向で、最高でストッパ２．２まで運動する。このストッパ２．２により、球が更に運動することを防止する。解放された孔２．４を通って、高圧下にある燃料がレール体積３１からＲＤＶ１のケーシング２の内部に流入し且つケーシングの底部に配置された孔２．５を通って流出し、これにより、燃料を燃料インジェクタ３５へ送るインジェクタ導管３３に流入する。噴射過程終了後は、圧縮ばね３の力が球５を必然的に休止位置の球座２．３へ戻し、これにより、孔２．４が閉鎖されて、レール体積３１からの燃料流が中断される。この場合、絞り孔６（図１，図２）は引き続き開放されている。この絞り孔６により、球５が閉じられていても、インジェクタ側から燃料をレール体積３１に戻し案内することができる。これにより、有利には噴射過程の間にシステムに生じる圧力変動が緩衝され得る。

次に、図６及び図７に関して逆流絞り弁の別の実施例（ＲＤＶ２）を説明する。図６にはＲＤＶ２の長手方向断面図が示されている。図７には、図６に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面図が示されている。ＲＤＶ２は、ほぼポット形に形成された弁支持体７０と、やはりほぼポット形に形成された行程制限部材７１とを有しており、この行程制限部材７１は弁支持体７０の内部に、当該行程制限部材７１のポット底部の外面と弁支持体７０のポット底部の内面とが間隙７７を制限しているように配置されている。弁支持体７０と行程制限部材７１とは、有利には適当なねじ山を介してねじ締結されていてよい。間隙７７には閉鎖手段７２が配置されており、そこで該閉鎖手段７２は、作動位置において行程制限部材７１のポット底部の外面に接触し且つ休止位置において（図６に示した様に）弁支持体７０のポット底部の内面に載着されるように、可動に支承されている。図６及び図７に示した逆流絞り弁の変化実施例ＲＶＤ２では、閉鎖手段７２は中心に配置された孔７４を備えた小板の形を有している。弁支持体７０及び行程制限部材７１の底部にも孔７３；７６が配置されている。更に、少なくとも１つの孔７８が行程制限部材７１の壁に配置されている。上で既に説明したように、ＲＤＶ２もレール３０の貫通孔３２に直接に配置される。間隙７７にはばね８１が収容されていてよく、このばね８１は、ここでは板状又はディスク状に形成された閉鎖手段７２を弁支持体７０に当て付ける。閉鎖手段７２には、この閉鎖手段７２の半径方向運動を制限するために、切欠き８０によって互いに分離された突出部が形成されている。

次に、ＲＤＶ２の作用形式を簡単に説明する。このＲＤＶ２は、矢印７９で示した通流方向で流体によって通流される。この場合、閉鎖手段７２は弁支持体７０のポット底部における休止位置から持ち上げられて、作動位置において行程制限部材７１のポット下面に接触し、これにより、この行程制限部材７１は閉鎖手段７２の行程を制限する。この場合、流体は弁支持体７０及び行程制限部材７１の底部に設けられた、一直線上で整合する孔７４，７６を通って行程制限部材７１内部に流入し且つ開口７５から流出可能である。更に、流体は閉鎖手段７２によって解放された孔７３及び孔７８を通って行程制限部材７１の内部に流入し、更に開口７５に到達することができる。図６に示したように遮断されている場合は、閉鎖手段７２が弁体のポット底部に載着されて、孔７４の横断面によって規定された解放されたままの横断面を除いて、孔７３を閉鎖する。孔７４，７６の直径の適当な寸法に基づいて、遮断された場合のＲＤＶ２の振舞に構造的に影響を及ぼすことができる。小板状の閉鎖手段７２の代わりに、別の変化実施例（図示せず）では例えば球が閉鎖手段として使用されてもよい。ＲＤＶ２は、個別構成部材が更に少ないという点において優れており、従って、更に廉価に製作可能である。

本発明により構成された逆流絞り弁は、廉価に製作及び組込み可能であるだけではない。これらの逆流絞り弁は、内燃機関のより一層静かな運転をも可能にする。それというのも、圧力変動の緩衝により、燃料インジェクタ３５のより正確な機能が得られるからである。

逆流絞り弁の第１実施例の縦断面図である。

図１に示したＩＩ．Ｉ−ＩＩ．Ｉ線に沿った逆流絞り弁の横断面図である。

図１に示したＩＩ．ＩＩ−ＩＩ．ＩＩ線に沿った逆流絞り弁の横断面図である。

レールの横断面図である。

レールを、該レールの貫通孔内に配置された逆流絞り弁と一緒に示した図である。

高圧噴射システムの重要なコンポーネントを示した図である。

逆流絞り弁の第２実施例の縦断面図である。

図６に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面図である。

符号の説明

１逆流絞り弁、２ケーシング、２．１内壁、２．２ストッパ、２．３球座、２．４，２．５孔、２．６突出部、３圧縮ばね、５球、６絞り孔、３０レール、３１レール体積、３２貫通孔、３３インジェクタ導管、３４接続管片、３５燃料インジェクタ、７０弁支持体、７１行程制限部材、７２閉鎖手段、７３，７５開口、７４，７６，７８孔、７７間隙、７９矢印、８０切欠き、８１ばね

Claims

流入開口及び流出開口を有するケーシングと、流入開口用の閉鎖手段とを備えた逆流絞り弁（ＲＤＶ）であって、該ＲＤＶ（１）のケーシング（２）がポット状に形成されており、該ケーシング（２）内に圧縮ばね（３，８１）が配置されており、該圧縮ばねの一方がケーシング（２，７０）の底部に且つ他方が閉鎖手段（５，７２）に支持されており、該閉鎖手段（５，７２）が第１のストッパ（２．２，７１）と第２のストッパ（２．３，７０）との間で可動であることを特徴とする、逆流絞り弁。
圧縮ばね（３）が、ケーシング（２）の内壁（２．１）に支持されており且つ該内壁（２．１）によってガイドされている、請求項１記載の逆流絞り弁。
ストッパ（２．２）が、ケーシング（２）の内壁（２．１）の直径突出部によって生ぜしめられた段によって形成されている、請求項１又は２記載の逆流絞り弁。
ケーシング（２）の端壁に、それぞれ流入開口（孔２．４）と流出開口（２．５）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の逆流絞り弁。
ケーシング（２）に少なくとも１つの絞り孔（６）が設けられており、該絞り孔（６）が、ストッパ（２．２）によって制限された球（５）の最大作業位置の上位に位置している、請求項１から４までのいずれか１項記載の逆流絞り弁。
ケーシング周面に均等な角度間隔で配置された少なくとも３つの絞り孔（６）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の逆流絞り弁。
ＲＤＶ（１）のケーシング（２）の直径（Ｄ）が３．５ｍｍ〜８ｍｍ、特に５ｍｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載の逆流絞り弁。
ケーシング（２）の長さ（Ｌ）が１２ｍｍ〜１８ｍｍ、特に１６ｍｍである、請求項１から７までのいずれか１項記載の逆流絞り弁。
流入開口（７３）及び流出開口（７５）を有する弁支持体（７０）と、流入開口（７３）用の閉鎖手段（７２）とを備えた逆流絞り弁（ＲＤＶ２）において、
弁支持体（７０）がほぼポット状に形成されており、該弁支持体（７０）内にやはりほぼポット状に係止された行程制限部材（７１）が配置されており、閉鎖手段（７２）が、弁支持体（７０）及び行程制限部材（７１）のポット底部によって形成された間隙（７７）内に配置されていることを特徴とする、逆流絞り弁。
閉鎖手段（７２）が小板状に形成されている、請求項９記載の逆流絞り弁（ＲＤＶ２）。
閉鎖手段（７２）と、弁支持体（７０）及び行程制限部材（７１）のポット底部とに、互いに整合する孔（７３，７４，７６）が配置されている、請求項９又は１０記載の逆流絞り弁。
燃料用の高圧噴射システムにおいて使用される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の逆流絞り弁（１，ＲＤＶ２）。
燃料用の高圧噴射システムであって、高圧導管（レール３０）、少なくとも１つの燃料インジェクタ（３５）、レール（３０）と燃料インジェクタ（３５）との間のインジェクタ導管（３３）、レール（３０）と燃料インジェクタ（３５）との間の燃料流内に配置された逆流絞り弁（１，ＲＤＶ２）とが設けられている形式のものにおいて、逆流絞り弁（１，ＲＤＶ２）がレール（３０）に組み込まれていることを特徴とする、燃料用の高圧噴射システム。
逆流絞り弁（１，ＲＤＶ２）が、レール（３０）に設けられた貫通孔（３２）内に配置されている、請求項１１記載の高圧噴射システム。