JP2005538296A - Injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, especially a common rail injector with servo valve control - Google Patents
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Abstract
内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ、特にサーボ弁制御式のコモンレールインジェクタであって、ノズル体(10)が設けられており、ノズル体(10)の燃焼室側の自由な端部にノズル流出口(12)が形成されており、さらにノズルニードル(14)が設けられており、ノズルニードル(14)が、ノズル体(10)の縦孔(11)内で軸方向運動可能もしくは軸方向作動可能に配置されている。さらに縦孔(11)の、ノズル流出口(12)とは反対側の後方の端部を閉鎖する、上方でノズル体(10)に隣接する閉鎖部(17)が設けられており、閉鎖部(17)が、ノズルニードル(14)のための開放ストッパ(29)を形成しており、閉鎖部(17)が、ノズルニードル(14)の、ノズル流出口(12)とは反対側の背面側の端面(37)と協働して、ノズルニードル(14)の開放ストローク(hDN)を制限するようになっている。さらに後方のノズルニードル端面(37)と閉鎖部(17)との間に形成された制御室(28)が設けられており、制御室(28)が、燃料供給に役立つ圧力接続部(21)とハイドロリック式に結合されている。
このインジェクタの主要な構成によれば、ノズルニードル(14)の背面側の端面(37)および/または閉鎖部(17)の、該端面(37)と協働する当接面(29)が、次のように形成されており、つまりノズルニードル(14)の開放位置で、背面側のノズルニードル端面(37)と閉鎖部(17)の当接面(29)との間で点状または実質的に点状の接触面(P)が生じるように、形成されている。An injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, particularly a servo valve control type common rail injector, provided with a nozzle body (10), and a free end of the nozzle body (10) on the combustion chamber side The nozzle outlet (12) is formed in the part, and the nozzle needle (14) is further provided. The nozzle needle (14) can move in the axial direction within the vertical hole (11) of the nozzle body (10). Alternatively, it is arranged so as to be operable in the axial direction. Further, a closing portion (17) adjacent to the nozzle body (10) above is provided to close the rear end of the vertical hole (11) opposite to the nozzle outlet (12). (17) forms an open stopper (29) for the nozzle needle (14), and the closure (17) is the back of the nozzle needle (14) opposite the nozzle outlet (12). In cooperation with the end face (37) on the side, the opening stroke (h DN ) of the nozzle needle (14) is limited. Further, a control chamber (28) formed between the rear nozzle needle end surface (37) and the closing portion (17) is provided, and the control chamber (28) is a pressure connection portion (21) useful for fuel supply. And hydraulically coupled.
According to the main configuration of this injector, the abutting surface (29) cooperating with the end surface (37) of the rear surface end surface (37) and / or the closing part (17) of the nozzle needle (14) That is, it is formed as follows, that is, in the open position of the nozzle needle (14), between the nozzle needle end surface (37) on the back side and the contact surface (29) of the closing portion (17). It is formed so that a point-like contact surface (P) is generated.
Description
本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ、特にサーボ弁制御式のコモンレールインジェクタであって、ノズル体が設けられており、ノズル体の燃焼室側の(自由な)端部にノズル流出口が形成されており、ノズルニードルが設けられており、ノズルニードルが、ノズル体の縦孔内で軸方向運動可能もしくは軸方向作動可能に配置されており、縦孔の(ノズル流出口とは反対側の)後方の端部を閉鎖する、(上方で)ノズル体に隣接する閉鎖部が設けられており、閉鎖部が、ノズルニードルのための開放ストッパを形成しており、閉鎖部が、ノズルニードルの(ノズル流出口とは反対側の)背面側の端面と協働して、ノズルニードルの開放ストロークを制限するようになっており、後方のノズルニードル端面と閉鎖部との間に形成された制御室が設けられており、制御室が、燃料供給に役立つ圧力接続部とハイドロリック式に結合されている形式のものに関する。 The present invention is an injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular, a servo-valve-controlled common rail injector, which is provided with a nozzle body, and a (free) end on the combustion chamber side of the nozzle body. The nozzle outlet is formed in the part, the nozzle needle is provided, the nozzle needle is arranged so as to be axially movable or axially operable in the vertical hole of the nozzle body, A closure is provided (above) adjacent to the nozzle body, closing the rear end (opposite the outlet), the closure forming an opening stopper for the nozzle needle; The closing part cooperates with the end face of the nozzle needle on the back side (opposite to the nozzle outlet) to limit the opening stroke of the nozzle needle, and the rear nozzle needle end face and the closing part It formed the control chamber is provided between the control chamber, to be of the type which are coupled to the pressure connection and the hydraulic help fuel supply.
背景技術
このような形式のCRインジェクタは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19936668号明細書から公知である。公知のインジェクタでは、閉鎖部の平面状の当接面と協働する背面側のノズルニードル端面も同様に扁平に形成されている。所望のニードルストロークは、背面側のノズルニードル端面の適当な研削加工によって形成される。
BACKGROUND OF THE INVENTION A CR injector of this type is known from German Offenlegungsschrift 199336668. In the known injector, the nozzle needle end surface on the back side that cooperates with the planar contact surface of the closing portion is similarly formed flat. The desired needle stroke is formed by appropriate grinding of the nozzle needle end face on the back side.
個々のインジェクタの数的なばらつきによるニードルストローク誤差は、できるだけ小さくする必要があるという観点から、公知の平面状の2つの当接面のコンセプトから多くの欠点が生じる。そのうちの1つを述べると、一方ではノズルニードルの製作時の製作誤差に基づいて、また他方ではノズル体におけるノズルニードルのためのガイド孔の製作誤差に基づいて、ノズルニードルが軸方向運動する際に、ノズルニードルが幾分か側方運動もしくは傾動する(いわゆる端面当接;Stirnschlag)ような不都合な作用が生じる。これによってノズルニードルが回動する際にニードルストロークが変化して、ひいてはニードルストローク誤差が増加する恐れがある。またこれに応じて作用する不都合な点によれば、製作誤差に起因して、ノズルニードルのガイド孔に対して閉鎖部が斜めに位置する。 Many disadvantages arise from the well-known concept of two flat abutment surfaces in that the needle stroke error due to the numerical variation of the individual injectors needs to be as small as possible. One of them is when the nozzle needle moves in the axial direction on the one hand, based on the manufacturing error when manufacturing the nozzle needle, and on the other hand, based on the manufacturing error of the guide hole for the nozzle needle in the nozzle body. In addition, there is an adverse effect that the nozzle needle is somewhat laterally moved or tilted (so-called end face contact; Stirnschlag). As a result, when the nozzle needle rotates, the needle stroke may change, and as a result, the needle stroke error may increase. Also, according to the inconvenient point acting accordingly, the closing portion is located obliquely with respect to the guide hole of the nozzle needle due to manufacturing errors.
ノズルニードルにおけるニードルストローク部の研磨に際して、触知測定器(Messtaster)は面接触する必要があるので、不都合に大きな調節誤差が生じる。 When the needle stroke portion of the nozzle needle is polished, the tactile measuring instrument (Messtaster) needs to be in surface contact with the nozzle needle.
ノズルニードルの開放位置では、背面側の端面が、閉鎖部の同様に扁平な当接面にフラットに接触し、このことはノズルニードルの上方に形成された制御室の不都合な減少を意味する。ノズルニードルは「付着」して、次第にこれによってノズルで流出する噴射量が過度に大きくなるという不都合な結果をもたらすようになる。 In the open position of the nozzle needle, the end face on the back side is in flat contact with the flat abutting surface of the closing part, which means an inconvenient reduction of the control chamber formed above the nozzle needle. Nozzle needles “stick” and gradually lead to the disadvantageous consequence that the amount of jet flowing out of the nozzle becomes excessively large.
本発明の課題は、上記の欠点を克服する、つまり最小限のノズルニードルストローク誤差が生じること、ノズルニードルが回動しても一定のノズルニードルストロークが生じること、ならびにノズルニードルストロークの研磨に際して極めて小さな調節誤差しか生じないことを特徴とするインジェクタを提供することである。 The object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks, that is, that a minimum nozzle needle stroke error occurs, that a constant nozzle needle stroke occurs even when the nozzle needle rotates, and that the nozzle needle stroke is extremely polished. To provide an injector characterized in that only small adjustment errors occur.
発明の利点
この課題を解決するための本発明の装置によれば、ノズルニードルの背面側の端面および/または閉鎖部の、該端面と協働する当接面が、次のように形成されており、つまりノズルニードルの開放位置で、背面側のノズルニードル端面と閉鎖部の当接面との間で点状または実質的に点状の接触面が生じるように、形成されている。
Advantages of the Invention According to the apparatus of the present invention for solving this problem, the end surface of the back side of the nozzle needle and / or the abutment surface of the closing portion that cooperates with the end surface is formed as follows. In other words, at the open position of the nozzle needle, a point-like or substantially point-like contact surface is formed between the nozzle needle end surface on the back side and the contact surface of the closing portion.
本発明の有利な実施形態によれば、閉鎖部の、背面側のノズルニードル端面と協働する当接面が、平面状に形成されており、ノズルニードルが、ボール状、有利には球状の背面側の端面を備えている。 According to an advantageous embodiment of the invention, the abutment surface of the closure, which cooperates with the end face of the nozzle needle on the rear side, is formed in a plane, and the nozzle needle is ball-shaped, preferably spherical. It has an end face on the back side.
本発明の実施形態によって、ノズルニードルの上位の当接位置、つまりノズルニードルの開放位置で、閉鎖部と、ノズルニードルの背面側の(上位の)端面との間で(ほぼ)点状の接触面が形成される。これによって、技術的な手間をあまりかけずに、該当する形式の公知のインジェクタにおける前述の欠点が克服される。したがってノズルニードルのストローク誤差を±0.01mmから±0.003mmに低減することができる。特に開放位置での、ストッパに対するノズルニードルの不都合な「付着」が防止され、このことはインジェクタから供給される噴射量に関する比較的大きな節減を意味する。 According to an embodiment of the present invention, at the upper contact position of the nozzle needle, that is, at the open position of the nozzle needle, (almost) point-like contact between the closing portion and the (upper) end face on the back side of the nozzle needle A surface is formed. This overcomes the above-mentioned drawbacks of the known types of known injectors without much technical effort. Therefore, the stroke error of the nozzle needle can be reduced from ± 0.01 mm to ± 0.003 mm. Inadvertent “sticking” of the nozzle needle to the stopper, especially in the open position, is prevented, which means a relatively large savings with respect to the injection quantity delivered from the injector.
一方ではノズルニードルの、また他方では閉鎖部の、協働する面における塑性変形を回避するために、背面側のノズルニードル端面の半径は、閉鎖部の当接面に接触する位置で、ノズルニードルに作用する開放力を考慮して、許容ヘルツ応力を超えないように、寸法設定するのが望ましい。 In order to avoid plastic deformation on the cooperating surface of the nozzle needle on the one hand and on the other hand on the other hand, the radius of the nozzle needle end face on the back side is the position where the nozzle needle is in contact with the contact surface of the closing part. It is desirable to set the dimensions so as not to exceed the allowable Hertz stress in consideration of the opening force acting on the.
実施例の説明
次に本発明の実施例を図示し、詳しく説明する。
Description of Examples Next, examples of the present invention will be illustrated and described in detail.
符号10で、センタリングされた縦孔11を備えた、多段式に形成されたノズル体の全体を示した。縦孔11は下位端部で狭窄してノズル流出口12を成している。ノズル流出口12の上方で縦孔11は円錐形の弁座13を形成している。縦孔11内には、全体を符号14で示したノズルニードルが軸方向可動に配置されている。ノズルニードル14の、先細の下位端部15は、円錐形に形成されていて、かつ同様に円錐形の弁座13と協働する。
弁体10の上方で、弁体10の上位端面16に緊密に被せ嵌められるように、ディスク状の閉鎖部17が配置されている。閉鎖部17にサーボ弁体18が同様に緊密に続いており、サーボ弁体18内に、たとえば圧電作動式のサーボ弁19が収容されている。
A disc-
弁体10、閉鎖部17およびサーボ弁体18は、インジェクタケーシング20によって取り囲まれていて、かつ図1に示した配置構造で固定されている。
The
図1からさらに判るように、サーボ弁体18内に高圧通路21が形成されており、高圧通路21は、図示していない高圧接続部を介して、同様に図示していない燃料高圧アキュムレータ(いわゆるコモンレール)とハイドロリック式に結合されている。高圧通路21は、拡張部22を介して、サーボ弁体18の下位端面23で開口していて、そこで閉鎖部17内に形成された2つの孔24,25とハイドロリック式に結合されている。第1の孔24を通って、高圧下の燃料は、リング室26を介して、ノズル体10の縦孔11に到達して、弁13,15の開放状態で、ノズル流出口12に到達する。
As can be further understood from FIG. 1, a high-
第2の孔25の特別な構成によれば、第2の孔25は、絞り孔(いわゆる流入絞り)27に向かって段状に狭窄されている。流入絞り27を介して燃料は制御室28に到達する。制御室28はノズルニードル14の上位端部と閉鎖部17の下位端面29との間で延びている。制御室28は、図1および図2に示したノズルニードル14の閉鎖位置で最大容量を占め、この場合ノズルニードル14は円錐形の端部15で弁座13に接触している。この閉鎖位置では、ノズルニードル14は、一方では制御室28に作用する液圧によって、また他方では押圧ばね30によって保持される。ここでは押圧ばね30は、上位端部で、ノズルニードル14の上位端部を緊密に取り囲むスリーブ部31介して、閉鎖部17の下位端面29に支持される。押圧ばね30は、矢印方向32に向けられた閉鎖力を、ノズルニードル14の段部34に支持された別のスリーブ部33を介して、ノズルニードル14に及ぼす。
According to the special configuration of the second hole 25, the second hole 25 is narrowed stepwise toward the throttle hole (so-called inflow throttle) 27. The fuel reaches the
閉鎖部17内に別の孔35が形成されており、この孔35は、一方では孔24およびリング室26を介して高圧筒路21とハイドロリック式に作用結合されていて、また他方では絞り孔(いわゆる流出絞り)36を介してサーボ弁19とハイドロリック式に作用結合されている。
Another
図示の実施例の別の格別な構成によれば、ノズルニードル14の背面側の(上位の)端面37が、球状の湾曲部を有している。球半径は、図1および図2においてrkugelで示した。球面37の頂点P(図2参照)によって、対抗ストッパとしての閉鎖部17の面29と協働する、ノズルニードル14の上位の当接部が特定される。したがってノズルニードル14の閉鎖位置(図1および図2参照)から出発して、図2においてhDNで示したノズルニードルストロークが形成される。したがって(上位の)開放位置で、ノズルニードル14は、頂点Pで、閉鎖部17の面29に当接する。ノズルニードル14の端面37の球状/ボール状の構造に基づいて達成される、閉鎖部17の当接面29に対するノズルニードル14の(大きな)面状の当接の回避によって、別の構造では起こり得る、(上位の)開放位置でのノズルニードル14の「付着(Kleben)」が防止される。さらに球状/ボール状のノズルニードル端面37によって、ノズルニードル14の開放位置でも、依然として十分に大きな制御室28が残る。したがって結果として生じるほぼ点状のノズルニードル当接部を備えたノズルニードル端面37の球状/ボール状の構造によって、場合によっては起こり得るノズルニードル14の回動が生じる場合でも、または製作誤差に起因するノズルニードルの傾斜姿勢が生じる場合でも、ノズルニードルストロークhDNは常に一定である、という利点が得られる。
According to another particular configuration of the illustrated embodiment, the (upper)
10 ノズル体、 11 縦孔、 12 ノズル流出口、 13 弁座、 14 ノズルニードル、 15 端部、 16 端面、 17 閉鎖部、 18 サーボ弁体、 19 サーボ弁、 20 インジェクタケーシング、 21 高圧通路、 22 拡張部、 23 端面、 24,25 孔、 26 リング室、 27 絞り孔、 28 制御室、 29 端面、 30 押圧ばね、 31 スリーブ部、 32 矢印方向、 33 スリーブ部、 34 段部、 35 孔、 36 絞り孔、 37 端面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ノズル体(10)が設けられており、該ノズル体(10)の燃焼室側の自由な端部にノズル流出口(12)が形成されており、
ノズルニードル(14)が設けられており、該ノズルニードル(14)が、ノズル体(10)の縦孔(11)内で軸方向運動可能もしくは軸方向作動可能に配置されており、
縦孔(11)の、ノズル流出口(12)とは反対側の後方の端部を閉鎖する、上方でノズル体(10)に隣接する閉鎖部(17)が設けられており、該閉鎖部(17)が、ノズルニードル(14)のための開放ストッパ(29)を形成しており、閉鎖部(17)が、ノズルニードル(14)の、ノズル流出口(12)とは反対側の背面側の端面(37)と協働して、ノズルニードル(14)の開放ストローク(hDN)を制限するようになっており、
後方のノズルニードル端面(37)と閉鎖部(17)との間に形成された制御室(28)が設けられており、該制御室(28)が、燃料供給に役立つ圧力接続部(21)とハイドロリック式に結合されている形式のものにおいて、
ノズルニードル(14)の背面側の端面(37)および/または閉鎖部(17)の、該端面(37)と協働する当接面(29)が、次のように形成されており、つまりノズルニードル(14)の開放位置で、背面側のノズルニードル端面(37)と閉鎖部(17)の当接面(29)との間で点状または実質的に点状の接触面(P)が生じるように、形成されていることを特徴とする、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ。 An injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular, a servo valve control type common rail injector,
A nozzle body (10) is provided, and a nozzle outlet (12) is formed at a free end of the nozzle body (10) on the combustion chamber side,
A nozzle needle (14) is provided, and the nozzle needle (14) is arranged so as to be axially movable or axially operable in the vertical hole (11) of the nozzle body (10),
A closing part (17) adjacent to the nozzle body (10) above is provided, which closes the rear end of the longitudinal hole (11) opposite to the nozzle outlet (12). (17) forms an open stopper (29) for the nozzle needle (14), and the closure (17) is the back of the nozzle needle (14) opposite the nozzle outlet (12). In cooperation with the end face (37) on the side, the opening stroke (h DN ) of the nozzle needle (14) is limited,
A control chamber (28) formed between the rear nozzle needle end face (37) and the closing portion (17) is provided, and the control chamber (28) serves as a pressure connection (21) useful for fuel supply. And in a form that is combined in a hydraulic manner,
A contact surface (29) cooperating with the end surface (37) of the back surface side end surface (37) and / or the closing portion (17) of the nozzle needle (14) is formed as follows. A point-like or substantially point-like contact surface (P) between the nozzle needle end surface (37) on the back side and the contact surface (29) of the closing portion (17) at the open position of the nozzle needle (14). An injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, characterized in that
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