JP2005529267A - 燃料噴射のためのインジェクタ - Google Patents

Abstract

本発明は燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタに関する。インジェクタはインジェクタボディ（２）と、ノズルニードル（３）と、該ノズルニードル（３）を操作するための制御室（４）内の圧力を制御するための制御装置（１３）とを有している。さらに、インジェクタ（１）は流入絞り（６）および流出絞り（７）を有している。流入絞り（６）および流出絞り（７）は制御室（４）と流体接続している。流入絞り（６）および流出絞り（７）が、別個の構成部分として形成された絞りモジュール（５）内に配置されているようにした。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された特徴を備えた、燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタに関する。

燃料噴射インジェクタは例えばコモンレールシステムのために、種々異なる構成で知られている。従来慣用の構造をしたインジェクタはノズルニードルを有している。ノズルニードルは間接的に制御プランジャを介してまたは直接的に、圧力で負荷される制御室と連絡する。ノズルおよび制御室に同じ圧力が支配すると、圧力が作用する面の、幾何学的な比により、合力が生ぜしめられる。例えばノズルにおける面が制御プランジャにおける面よりも小さければ、ノズルニードルをその座に向かって押圧し、ひいてはノズルを閉鎖する合力が生ぜしめられる。

制御室は「流入絞り」を介して、アキュムレータ（レール）からの高圧の領域に接続される。アキュムレータは同時にノズルにも通じる。「流出絞り」を介して、制御室はさらにリリーフ制御弁に連通する。流出絞りが流入絞りよりも大きな流動横断面を有しているので、制御室内の圧力はリリーフ制御弁の開放により低下する。制御室内のこの圧力低下により、ノズルニードルに対する合力は変化し、その結果、ノズルニードルはその座から離間し、燃料は噴射孔を通して内燃機関の燃焼室内に流出することができる。従来のインジェクタでは、制御室および流入絞りもしくは流出絞りがそれぞれ、１つのインジェクタボディ内に穿設されていた。これにより、インジェクタボディは相対的に複雑な構造をとらざるを得ず、製造技術上の点で相対的に複雑に製作されねばならない。それというのも、多数の作業行程がインジェクタボディで実施されねばならないからである。

それゆえ本発明の課題は、燃料を噴射するためのインジェクタを改良して、特にコモンレールシステムにおいて使用可能であって、簡単な構造を有しており、かつ安価に製作可能であるようにすることである。

この課題は特許請求項１の特徴部に記載された特徴を備えたインジェクタにより解決される。従属請求項は本発明の有利な構成を示す。

本発明によるインジェクタは、流入絞りおよび流出絞りが、別個の構成部分として形成された絞りモジュール内に設けられているように構成されている。両絞りを、別個の構成部分内に配置したことにより、製造技術上の利点を得ることができる。それというのも、特に高い精度で製作されねばならない絞りが、別個の構成部分内で良好に接近可能に穿設され得るからである。引き続いて、ノズルモジュールの、インジェクタ内への組付けが実施される。

さらに有利には、別個の絞りモジュール内に、インジェクタの制御装置を戻すための戻しエレメント、例えばコイルばねが配置されている。これにより、本発明によるインジェクタはよりコンパクトに構成されていることができる。

さらに有利には、別個の絞りモジュール内に、切欠きが形成されており、該切欠きがインジェクタの制御室の、少なくとも部分領域を提供する。これにより、本発明によるインジェクタは軸方向でさらにコンパクトに形成されることができる。さらにコンパクトなインジェクタを提供するために、流入絞りがインジェクタ軸線に対して有利には半径方向で配置されている。その際特に有利には、流入絞りに、圧力下にある燃料が、インジェクタボディと別個の絞りモジュールとの間に配置されたリングギャップを介して供給される。

インジェクタボディと別個の絞りモジュールとの間のリングギャップの確実な封止を達成するために、リングギャップが有利には軸方向で封止されている。その際、特に有利には、封止が切刃により実施される。切刃は組付け中に塑性変形を被るもしくは塑性変形を他方の構成部分に惹起するので、確実な封止が可能となる。

特に有利には、絞りモジュールが、インジェクタボディの、少なくとも２つのステップを備えた段付孔内に配置されている。その際、リングギャップの、軸方向での封止が段付孔のステップにおいて実施される。その際、切刃による封止の場合、切刃は絞りモジュールに形成されていてもよいし、インジェクタボディに設けられたステップに形成されていてもよい。

インジェクタボディと絞りモジュールとの間のリングギャップを封止する別の可能性はインジェクタの半径方向での封止である。その際、半径方向の封止は例えば弾性的なリングシールまたはプレスばめにより実施されることができる。

さらに、インジェクタボディと別個の絞りモジュールとの間の封止を軸方向でも半径方向でも実施することが勿論可能であることを付記しておく。

以下に図面を参照しながら本発明の実施例につき詳説する。

唯一の図面には、本発明による絞りモジュールを備えたインジェクタの領域の、概略的な断面図が示されている。

図１に示されているように、インジェクタ１はインジェクタボディ２を有している。インジェクタボディ２内には、絞りモジュール５および制御モジュール１３が配置されている。さらに、インジェクタボディ２内には、ノズルニードル３が配置されており、インジェクタの軸方向Ｘ−Ｘでインジェクタボディ２内を案内されている。絞りモジュール５は別個の構成部分として形成されている。絞りモジュール５内には、流入絞り６および流出絞り７が形成されている。さらに、絞りモジュール５の、ノズルニードル３に向かって方向付けられた端部には、断面で見てＵ字形の切欠き８が形成されている。この切欠き８は制御室４を絞りモジュール５とノズルニードル３との間に提供する。制御モジュール１３は弁１５を有している。弁１５は例えば磁石エレメントまたはピエゾアクチュエータのような、図示されていない制御ユニットを介して操作可能である。弁１５は制御モジュール１３に形成された弁座１８を閉鎖もしくは開放する。弁１５の戻しはコイルばねとして形成された戻しばね１４により実施される。さらに、制御モジュール１３には、２つの戻り管路１６が設けられており、戻り管路１６は車両の、図示されていないタンクとの接続を提供する。

さらに、図１に見て取れるように、ばね１４は絞りモジュール５内に形成された切欠き内に配置されている。その結果、インジェクタ１の軸方向Ｘ−Ｘでの極めてコンパクトな構造形態が可能である。

さらに、図１に見て取れるように、流入絞り６には、圧力下にある燃料が、燃料供給管路１９およびインジェクタボディ２と絞りモジュール５との間に形成されたリングギャップ１７を介して供給される。

絞りモジュール５が別個の構成部分として形成されているので、絞りモジュール５とインジェクタボディ２との間に、封止が形成されねばならない。図１に示されているように、絞りモジュール５はインジェクタボディの段付孔内に配置されている。この段付孔は第１のステップ１１と第２のステップ１２とから成る。この実施例では、リングギャップ１７の封止がインジェクタ１の軸方向Ｘ−Ｘで実施される。この封止は第１の切刃９および第２の切刃１０により提供される。両切刃９，１０は、段付孔のステップ１１，１２に対応する、絞りモジュール５の段部に形成されている。

インジェクタボディ２内に絞りモジュール５を組付ける際に、段付孔のステップ１１，１２で切刃９，１０の塑性変形が生じる。これにより、両構成部分２，５の表面が理想的な形で互いに適合する。これにより、極めて良好なシール作用が達成される。このシール作用は例えばコモンレール式噴射システムで発生するような、極めて高い圧力時においても密である。さらに、塑性変形する切刃９，１０を設けたことにより、段付孔のステップ１１，１２の間隔および／または絞りモジュール５に切刃９と切刃１０との間に形成された段部の間隔の、製造に起因する長さの相違が補償され得る。これにより、製造公差がより広い範囲に設定され得るので、インジェクタの製作は安価になり得る。さらに、絞りモジュール５を別個の個別部分として設けたことにより、流入絞り６および流出絞り７のための穿孔が迅速かつ簡単に、高い精度でもって実施され得る。同じく、絞りモジュール５に設けられる切刃９，１０は極めて安価に、例えば旋削加工により形成されることができる。

その際、本発明によるインジェクタ１の機能は以下の通りである。燃料の噴射を実施すべき場合、弁１５がアクチュエータ（図示せず）を介して操作され、ノズルニードル３の方向で運動する。その結果、弁１５はその弁座１８から離間する。これにより、流出絞り７および開いた弁１５を介した制御室４と戻り管路１６との間の接続が開放される。これにより、制御室４内の圧力は低下する。その結果、ノズルニードル３はインジェクタの軸方向Ｘ−Ｘで制御室４内へと運動する。これにより、ノズルニードル３がその座から離間するので、少なくとも１つのノズルが開放され、内燃機関の燃焼室への、ノズルを通した燃料の噴射が実施される。この場合、噴射は弁１５がその開いた状態に留まっている限り実施される。その際、弁１５の開放はばね１４のばね力に抗して実施される。

噴射を終了すべき場合、弁１５が再度アクチュエータを介して操作されるので、ばね１４の戻しにより再度その出発位置へと復帰する。出発位置で、弁座１８は閉鎖されている。これにより、制御室４と戻し管路１６との間の接続は再び遮断される。その結果、制御室４内には、元の圧力が形成されることができる。それというのも、圧力下にある燃料が流入絞り６を介して供給されるからである。これにより、ノズルニードル３は再度その出発位置へと運動し、インジェクタのノズルを閉鎖する。その結果、燃料の噴射は終了する。

その際、制御弁１５もしくはノズルニードル３の操作中に、インジェクタモジュール２と絞りモジュール５との間のリングギャプ１７の、常に確実な封止はインジェクタボディ２のステップ１１もしくは１２において保証されることができる。勿論、切刃９，１０が絞りモジュール５に設けられるだけではなく、同じ形式で、絞りモジュール５の組付け時に塑性変形してインジェクタボディ２と絞りモジュール５との間のシールを形成する切刃がインジェクタボディのステップ１１，１２に設けられてもよいことを付記しておく。

それにより、本発明は燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタに関する。インジェクタはインジェクタボディ２と、ノズルニードル３と、ノズルニードル３を操作するための制御室４内の圧力を制御するための制御装置１３とを有している。さらに、インジェクタ１は流入絞り６および流出絞り７を有しており、両絞り６，７は制御室４と流体接続している。その際、流入絞り６および流出絞り７は、別個の構成部分として形成された絞りモジュール５内に配置されている。

本発明による実施例の上記説明は単に説明上の目的を果たすものであって、本発明の制限を目的とするものではない。本発明の枠内で、発明の範囲ならびにその等価性を逸脱することなく、種々異なる変更および改変が可能である。

本発明による絞りモジュールを備えたインジェクタの領域の、概略的な断面図である。

Claims (10)

1. 燃料を内燃機関の燃焼室内に噴射するためのインジェクタであって、インジェクタボディ（２）と、ノズルニードル（３）と、該ノズルニードル（３）を操作するための制御室（４）内の圧力を制御するための制御装置（１５）と、流入絞り（６）と、流出絞り（７）とが設けられており、流入絞り（６）および流出絞り（７）が制御室（４）と流体接続している形式のものにおいて、流入絞り（６）および流出絞り（７）が、別個の構成部分として形成された絞りモジュール（５）内に配置されていることを特徴とする、燃料噴射のためのインジェクタ。
2. 絞りモジュール（５）内に、制御装置（１５）を戻すための戻しエレメント（１４）が配置されている、請求項１記載のインジェクタ。
3. 絞りモジュール（５）内に、切欠き（８）が形成されており、該切欠き（８）が制御室（４）の、少なくとも部分領域を提供する、請求項１または２記載のインジェクタ。
4. 流入絞り（６）がインジェクタの半径方向で配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のインジェクタ。
5. インジェクタボディ（２）と絞りモジュール（５）との間に、リングギャップ（１７）が形成されており、該リングギャップ（１７）を介して、燃料が流入絞り（６）へと供給される、請求項４記載のインジェクタ。
6. リングギャップ（１７）がインジェクタの軸方向（Ｘ−Ｘ）で封止されている、請求項５記載のインジェクタ。
7. 封止が切刃（９，１０）により実施される、請求項６記載のインジェクタ。
8. 絞りモジュール（５）が、インジェクタボディ（２）の、少なくとも２つのステップ（１１，１２）を備えた段付孔内に配置されており、リングギャップ（１７）の、軸方向での封止が段付孔のステップ（１１，１２）において実施される、請求項６または７記載のインジェクタ。
9. リングギャップ（１７）がインジェクタの半径方向で封止されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のインジェクタ。
10. 封止が、絞りモジュール（５）とインジェクタボディ（２）との間のプレスばめおよび／または弾性的なシールにより実施される、請求項９記載のインジェクタ。

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