JP2005516156A

JP2005516156A - 燃料噴射弁

Info

Publication number: JP2005516156A
Application number: JP2003564421A
Authority: JP
Inventors: フーベルト　シュティーア; オクレントエルマー; デブラーウルリヒ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2022-12-23
Also published as: JP4331615B2; DE10203657A1; KR20040077886A; EP1472452B1; WO2003064847A1; KR100951326B1; EP1472452A1

Abstract

燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための燃料噴射弁（１）は圧電式のまたは磁歪式のアクチュエータ（２）を有している。このアクチュエータ（２）はハイドロリック式のカップラ（５）を介して、弁ニードル（１０）に配置された弁閉鎖体（１４）を操作する。この弁閉鎖体（１４）は弁座面（１５）と協働してシール座を形成している。カップラ（５）はガイドシリンダ（８）を有している。このガイドシリンダ（８）内にはマスタピストン（６）とスレーブピストン（７）とがガイドされている。この場合、マスタピストン（６）とスレーブピストン（７）との間にはカップラギャップ（９）が形成されている。第１のばね（１２）はプレロード力をスレーブピストン（７）に加える。ガイドスリーブ（８）は、その位置によって第１のばね（１２）の力が調整可能となるように、燃料噴射弁（１）のハウジング（３）内でガイドスリーブ（８）の位置決め前に移動可能である。

Description

背景技術
本発明は、独立請求項の上位概念部に記載した形式の燃料噴射弁から出発する。

ヨーロッパ特許出願公開第０４７７４００号明細書に基づき、圧電式のアクチュエータに用いられるストローク変換器が公知である。この公知のストローク変換器では、アクチュエータが行程力をマスタシリンダに伝達する。このマスタシリンダはシリンダ支持体によって閉鎖されている。マスタシリンダ内にはスレーブピストンがガイドされている。このスレーブピストンはマスタシリンダを同じく閉鎖していて、これによって、ハイドロリック室を形成している。このハイドロリック室内にはばねが配置されている。このばねはマスタシリンダとスレーブピストンとを互いに離れる方向に押圧している。スレーブピストンは所定の行程運動を、たとえば弁ニードルに機械的に伝達する。アクチュエータがマスタシリンダに所定の行程運動を伝達すると、この行程運動がハイドロリック室内のハイドロリック流体の圧力によってスレーブピストンに伝達される。なぜならば、ハイドロリック室内のハイドロリック流体は圧縮することができず、全く少ない割合のハイドロリック流体しか環状ギャップを通って行程の短い期間の間に逃出し得ないからである。アクチュエータが押圧力をマスタシリンダに加えない場合の休止段階では、ばねによってスレーブピストンがシリンダから押し出され、生ぜしめられた負圧によって、環状ギャップを介してハイドロリック流体がハイドロリック室内に進入し、このハイドロリック室を再び充填する。これによって、ストローク変換器は自動的に燃料噴射弁の長さ伸長と圧力による膨張とに対して調整される。

上述した刊行物に基づき公知である燃料噴射弁には、特にマスタシリンダとスレーブピストンとの間のカップラギャップの幅を規定するばねの予荷重もしくはプレロードの調整が、燃料噴射弁のハウジング内に嵌め込まれる調整板によって行われるという欠点がある。この調整板はその僅かな厚さに基づき、一方では、摩耗および故障に対して敏感であり、他方では、カップラギャップの正確な調整を困難にする大きな製造不精度を有し得る。

発明の利点
独立請求項の特徴部に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は従来のものに比べて、ばねのプレロードが、ハウジングに対して相対的なガイドシリンダの位置によって極めて正確に調整可能であるという利点を有している。したがって、構成部材である調整板を省略することができる。

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構成および改良形が可能となる。

ばねが、ガイドシリンダとスレーブピストンのフランジとの間に緊縮されていると有利である。第２のばねは弁ニードルのフランジとハウジングとの間に緊縮されていてよい。これによって、燃料噴射弁の特にコンパクトな構造が得られる。

ガイドシリンダが、位置決めのために適切な形式で、たとえば溶接によってハウジングに結合されていると有利である。

さらに、有利には、本発明による燃料噴射弁の単純な構造は、ハイドロリック流体としての燃料の使用を許容する。これによって、高価なシール手段を省略することができる。

実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、本発明により形成された燃料噴射弁１の実施例が断面図で極めて概略的に示してある。この燃料噴射弁１は、特に混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するために適している。

燃料噴射弁１は圧電式のまたは磁歪式のアクチュエータ２を有している。このアクチュエータ２はハウジング３内に封入されている。アクチュエータ２は作動部材４を介してハイドロリック式のカップラ５に作用する。このカップラ５はマスタピストン６とスレーブピストン７とを有している。このマスタピストン６とスレーブピストン７とはガイドシリンダ８内にガイドされている。マスタピストン６とスレーブピストン７との間にはカップラギャップ９が形成されている。燃料は燃料通路１８によってガイドシリンダ８を通ってガイドされる。

この場合、ハイドロリック式のカップラ５は、有利には、マスタピストン６の面とスレーブピストン７の面とが適宜に互いに調和されることによって、アクチュエータ２の行程変換のために使用することができる。スレーブピストン７は第１のフランジ１１ａを有している。

スレーブピストン７の下流側には弁ニードル１０が配置されている。この弁ニードルは第２のフランジ１１ｂを有している。第１のフランジ１１ａとガイドシリンダ８との間には第１のばね１２が配置されている。この第１のばね１２によって、スレーブピストン７のフランジ１１ａが弁ニードル１０のフランジ１１ｂに接触しており、カップラギャップ９が、規定された幅を維持している。この場合、第１のばね１２はガイドシリンダ８と第１のフランジ１１ａとの間に緊縮されている。

第２のフランジ１１ｂの下流側の面には第２のばね１３が配置されている。この第２のばね１３は、弁ニードル１０に作用結合された弁閉鎖体１４を、ハウジング３に形成された弁座面１５に密に当て付けた状態に維持している。この場合、第２のばね１３はハウジング３と第２のフランジ１１ｂとの間に緊縮されている。本実施例では、燃料噴射弁１が、外向きに開放する燃料噴射弁１として形成されている。

アクチュエータ２に給電線路（図示せず）を介して電圧が印加されると、アクチュエータ２がその伸長によって作動部材４に行程運動を加える。この行程運動は引き続きカップラ５のマスタピストン６に伝達される。このマスタピストン６はガイドシリンダ８の内部に押圧される。マスタピストン６とスレーブピストン７との間に形成されたカップラギャップ９の内部におけるハイドロリック流体、本実施例では燃料はほぼ非圧縮性である。

燃料のこの非圧縮性によって、内燃機関の運転の間の温度変化によって生ぜしめられる緩やかな圧力変化または圧力影響および温度影響によるハウジング３の長さ変化が弁ニードル１０に伝達されず、カップラギャップ９からの燃料の押退けによって補償される。

したがって、アクチュエータ２の励起時には迅速な圧力上昇が生ぜしめられる。この圧力上昇によって、スレーブピストン７がガイドシリンダ８内で弁ニードル１０の方向に運動させられ、この弁ニードル１０に行程力を加える。マスタピストン６とガイドシリンダ８との間にもしくはスレーブピストン７とガイドシリンダ８との間に必然的に存在する環状ギャップ１６を通って、アクチュエータ２の迅速な伸長に基づき、少ない量の燃料しかカップラギャップ９から逃出し得ない。したがって、アクチュエータ２の行程は実際に損失なしにフランジ１１ａ，１１ｂを介して燃料噴射弁１の弁ニードル１０に伝達される。これによって、弁ニードル１０が下流方向に押圧され、弁閉鎖体１４が弁座面１５から離れる。これによって、燃料噴射弁１が開放される。

アクチュエータ２に印加された電圧の降下後、アクチュエータ１０は再び収縮される。これによって、ハイドロリック式のカップラ５が負荷軽減される。戻しばね１３の力によって、弁ニードル１０がその出発位置に戻される。これによって、弁閉鎖体１４が弁座面１５に当て付けられ、燃料噴射弁１が閉鎖される。

公知先行技術によれば、カップラギャップ９を維持するために働くばね１２の力は調整板によって調整される。この方法は不正確であり、付加的な構成部品を必要とする。

したがって、本発明によれば、ばね１２の所望のばね応力が達成されるまで、ハイドロリック式のカップラ５のガイドシリンダ８が燃料噴射弁１の組付け時にハウジング３内に押し込まれる。その後、ガイドシリンダ８は燃料噴射弁１のハウジング３に溶接シーム１７で溶接される。このことは、僅かな厚さに基づき、行程の変化による摩耗および後続の故障に対して敏感であり、さらに、高い製造不精度を有し得る構成部材によって調整精度が規定されないという利点を有している。

本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、たとえば混合気圧縮型の自己着火式の内燃機関にも使用可能である。

本発明による燃料噴射弁の実施例の極めて概略的な断面図である。

符号の説明

１燃料噴射弁、２アクチュエータ、３ハウジング、４作動部材、５カップラ、６マスタピストン、スレーブピストン、８ガイドシリンダ、９カップラギャップ、１０弁ニードル、１１ａ第１のフランジ、１１ｂ第２のフランジ、１２第１のばね、１３第２のばね、１４弁閉鎖体、１５弁座面、１６環状ギャップ、１７溶接シーム、１８燃料通路

Claims

燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、圧電式のまたは磁歪式のアクチュエータ（２）が設けられており、該アクチュエータ（２）が、ハイドロリック式のカップラ（５）を介して、弁ニードル（１０）に配置された弁閉鎖体（１４）を操作するようになっており、該弁閉鎖体（１４）が、弁座面（１５）と協働してシール座を形成しており、カップラ（５）が、ガイドシリンダ（８）を有しており、該ガイドシリンダ（８）内にマスタピストン（６）とスレーブピストン（７）とがガイドされており、マスタピストン（６）とスレーブピストン（７）との間にカップラギャップ（９）が形成されており、さらに、第１のばね（１２）が設けられており、該第１のばね（１２）が、プレロード力をスレーブピストン（７）に加えるようになっている形式のものにおいて、
ガイドスリーブ（８）が、当該燃料噴射弁（１）のハウジング（３）内でガイドスリーブ（８）の位置決め前に移動可能であり、該ガイドスリーブ（８）の位置によって第１のばね（１２）の力が調整可能であることを特徴とする、燃料噴射弁。
スレーブピストン（７）が、第１のフランジ（１１ａ）を有しており、弁ニードル（１０）が、第２のフランジ（１１ｂ）を有しており、第１のばね（１２）が、ガイドシリンダ（８）と第１のフランジ（１１ａ）との間に緊縮されており、これによって、該第１のフランジ（１１ａ）が、第２のフランジ（１１ｂ）に当て付けられた状態で維持されるようになっている、請求項１記載の燃料噴射弁。
当該燃料噴射弁（１）のハウジング（３）と第２のフランジ（１１ｂ）との間に第２のばね（１３）が緊縮されており、これによって、弁閉鎖体（１４）が、アクチュエータ（２）の操作なしで弁座面（１５）に当て付けられた状態で保持されるようになっている、請求項２記載の燃料噴射弁。
カップラギャップ（９）を充填しているハイドロリック媒体として、当該燃料噴射弁（１）を通流する燃料が使用されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
ガイドスリーブ（８）が、ハウジング（３）に溶接シーム（１７）によって位置決めされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。