JP2011508853A - Fuel injector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料インジェクタであって、内燃機関内に燃料を噴射するためのインジェクタノズル装置と、該インジェクタノズル装置の閉鎖エレメントを操作する、ピストン作業室内において行程運動可能な制御ピストンと、座を制御されるサーボ弁装置とが設けられていて、該サーボ弁装置は、流入絞りを介して燃料高圧源と連通する、制御ピストンのピストン作業室を、ほぼ無圧の流出室と接続させることができ、燃料高圧源による圧力負荷時に、インジェクタノズル装置の閉鎖エレメントの閉鎖位置に対応する終端位置に向かって負荷される制御ピストンが、閉鎖エレメントをその開放位置へと導く行程を実施するようになっており、インジェクタボディ内に配置されたサーボ弁装置が弁座体と、アクチュエータもしくは電磁石によって閉鎖力に抗して開放位置へと移動可能なスリーブ形の閉鎖体とを有しており、該閉鎖体が、弁座体におけるリング形の座と共働し、該リング形の座に対して同心的に弁座体に配置された軸方向延長部に沿って摺動可能に案内されていて、該軸方向延長部は、スリーブ形の閉鎖体の内側横断面とは異なった非円形の横断面を備えており、スリーブ形の閉鎖体の開放位置において、該閉鎖体の内部において軸方向延長部に形成されていて制御ピストンのピストン作業室と連通している弁室が、放圧下で流出室と接続される形式のものに関する。 The present invention relates to a fuel injector, an injector nozzle device for injecting fuel into an internal combustion engine, a control piston that operates a closing element of the injector nozzle device and that can move in a piston working chamber, and a seat. A servo valve device to be controlled, the servo valve device being able to connect the piston working chamber of the control piston, which communicates with the fuel high pressure source via the inflow restrictor, to a substantially non-pressure outflow chamber. The control piston, which is loaded toward the end position corresponding to the closed position of the closing element of the injector nozzle device when pressure is applied by the fuel high pressure source, carries out a stroke leading the closing element to its open position. The servo valve device arranged in the injector body is connected to the valve seat and the actuator or electromagnet. A sleeve-shaped closure that can be moved to an open position against chain forces, the closure cooperating with a ring-shaped seat in the valve seat and against the ring-shaped seat And is slidably guided along an axial extension disposed concentrically on the valve seat, the axial extension being different from the inner cross-section of the sleeve-shaped closure. A valve chamber, which is provided with a transverse section and is formed in an axial extension inside the closure and in communication with the piston working chamber of the control piston in the open position of the sleeve-like closure, It relates to the type connected to the outflow chamber.
今日の自動車は、通常、燃料噴射式の内燃機関を有している。内燃機関、特に直噴式のディーゼル機関では、内燃機関の各シリンダもしくは燃焼室に、インジェクタノズル装置を備えた燃料インジェクタが、それぞれの燃焼室に燃料を噴射するために配属もしくは対応配置されている。このような燃料インジェクタは、インジェクタノズル装置の閉鎖エレメントを操作するための、ピストン作業室内において行程運動可能な各1つの制御ピストンと、座を制御されるサーボ弁装置とを有しており、このサーボ弁装置は、流入絞りを介して燃料高圧源と連通する、制御ピストンのピストン作業室を、ほぼ無圧の流出室と接続させることができ、その結果燃料高圧源による圧力負荷時に、インジェクタノズル装置の閉鎖エレメントの閉鎖位置に対応する終端位置に向かって負荷される制御ピストンが、閉鎖エレメントをその開放位置へと導く行程を、その開放位置に向かって実施するようになっており、インジェクタボディ内に配置されたサーボ弁装置が弁座体と、電磁石によって閉鎖力に抗して開放位置へと移動可能なスリーブ形の閉鎖体とを有しており、この閉鎖体は、弁座体におけるリング形の座と共働し、このリング形の座に対して同心的に弁座体に配置された軸方向延長部に沿って摺動可能に案内されており、スリーブ形の閉鎖体の開放位置において、この閉鎖体の内部において軸方向延長部に形成されていて制御ピストンのピストン作業室と連通している弁室が、放圧下で流出室と接続される。 Today's automobiles usually have a fuel injection type internal combustion engine. In an internal combustion engine, in particular, a direct-injection diesel engine, a fuel injector provided with an injector nozzle device is assigned or correspondingly disposed in each cylinder or combustion chamber of the internal combustion engine in order to inject fuel into each combustion chamber. Such a fuel injector has one control piston, which can be moved in a piston working chamber, for operating the closing element of the injector nozzle device, and a servo valve device whose seat is controlled. The servo valve device can connect the piston working chamber of the control piston, which communicates with the high-pressure fuel source via the inflow restrictor, to the almost non-pressure outflow chamber. A control piston loaded towards the end position corresponding to the closing position of the closing element of the device is adapted to carry out a stroke leading towards the opening position towards the opening position, the injector body Servo valve device placed inside the sleeve and a sleeve that can move to the open position against the closing force by an electromagnet And an axial extension disposed on the valve seat concentrically with the ring seat in the valve seat. A valve chamber which is slidably guided along the sleeve and is formed in an axial extension inside the closure body in the open position of the sleeve-shaped closure body and communicates with the piston working chamber of the control piston Is connected to the outflow chamber under pressure relief.
このような燃料インジェクタは、例えばEP1612403A1に記載されている。この公知の燃料インジェクタでは、弁座体に配置された軸方向延長部は軸方向で、サーボ弁装置のスリーブ形の閉鎖体の内室全体を貫通しており、軸方向延長部の、スリーブ形の閉鎖体の弁座から離れている端部において進出している部分に、スリーブ形の閉鎖体の軸方向行程を制限するためのストッパが配置されている。弁座の近傍において軸方向延長部には、リング溝形の凹設部が形成されており、その結果弁閉鎖体の内部には、相応にリング形に形成された弁室が設けられ、この弁室は、スリーブ形の閉鎖体が弁座体におけるその座から持ち上がるやいなや、弁座体に配置されていて流出絞りを備えた孔を介して、制御ピストンのピストン作業室と連通され、かつスリーブ形の閉鎖体の外側に配置された流出室と接続される。 Such a fuel injector is described, for example, in EP1612403A1. In this known fuel injector, the axial extension arranged on the valve seat body is axial and penetrates the entire inner chamber of the sleeve-shaped closure body of the servo valve device. A stopper for restricting the axial stroke of the sleeve-shaped closing body is arranged at a portion extending from the end of the closing body away from the valve seat. In the vicinity of the valve seat, a ring groove-shaped recess is formed in the axial extension, and as a result, a valve chamber formed in a corresponding ring shape is provided inside the valve closing body. The valve chamber is in communication with the piston working chamber of the control piston through a hole arranged in the valve seat body and provided with an outflow restrictor as soon as the sleeve-shaped closure is lifted from its seat in the valve seat body, and the sleeve Connected to the outflow chamber located outside the shaped closure.
スリーブ形の閉鎖体の内周部と軸方向延長部の外周部との間におけるリング間隙を、スリーブ形の閉鎖体の内部においてリング形の弁室の、弁座から離れている側において、シールすることは、耐高圧性のシール部材によって行われる。 Seal the ring gap between the inner periphery of the sleeve-shaped closure and the outer periphery of the axial extension on the side of the ring-shaped valve chamber away from the valve seat inside the sleeve-shaped closure This is done by a high pressure resistant seal member.
この公知の燃料インジェクタは、メーカにとって手間なもしくはコストのかかる構造を有している。サーボ弁装置のスリーブ形の閉鎖体の内部において、制御ピストンのピストン作業室と弁室とを液体が流れるように接続するために、軸方向延長部の内部に軸方向の盲孔が設けられており、この盲孔は、軸方向延長部の、前記弁室を形成するリング溝形の狭隘部の領域において、弁室に通じる複数の開口を備えた半径方向孔によって、貫通される。サーボ弁装置の開閉行程のサイクルに応じて、これらの孔は、極めて大きな圧力脈動によって負荷されるので、弁座体及び軸方向延長部を形成する材料には、公知の燃料インジェクタの安定性を保証するために、高い要求が課せられねばならない。 This known fuel injector has a troublesome or costly structure for the manufacturer. In the inside of the sleeve-shaped closure of the servo valve device, an axial blind hole is provided in the axial extension to connect the piston working chamber of the control piston and the valve chamber so that the liquid flows. The blind hole is penetrated by a radial hole with a plurality of openings leading to the valve chamber in the region of the narrow portion of the ring groove shape forming the valve chamber of the axial extension. Depending on the cycle of the opening and closing stroke of the servo valve device, these holes are loaded by extremely large pressure pulsations, so that the material forming the valve seat and the axial extension has the stability of known fuel injectors. High demands must be made to guarantee.
開示されていない特許出願(R.316364,R.314516)によれば、スリーブ形の閉鎖体内に形成された弁室は、閉鎖体の、弁座とは反対側の端部において、閉鎖体内にプランジャの形式で進入するガイドロッドによって閉鎖され、このガイドロッドは弁室内における圧力によって、インジェクタボディの底部面に押し付けられ、ひいては底部面に対して垂直な位置に押圧されて、閉鎖体を相応に方向付ける。閉鎖体は、底部面に対して平行なフラット座と共働し、このフラット座は、ピストン作業室を弁室と接続する弁座体における通路の、弁室に通じる開口を、リング形に取り囲んでいる。このようなインジェクタには、極めて高い圧力負荷耐性を有しているという利点がある。しかしながら閉鎖体の長手方向軸線は、ガイドロッドが相応な可動性を有していることに基づいて、幾分横方向にシフトすることがある。その結果、閉鎖体は座の、相応にずらされたリング領域とシール作用をもって共働しなくてはならない。これによって、サーボ弁装置の閉鎖特性は臨界的になってしまう。このことは基本的には、前記特許出願による弁座が球欠形状の表面を有している場合にも言える。 According to an undisclosed patent application (R.316364, R.314516), a valve chamber formed in a sleeve-shaped closure is located in the closure at the end of the closure opposite the valve seat. It is closed by a guide rod that enters in the form of a plunger, which is pressed against the bottom surface of the injector body by the pressure in the valve chamber, and thus is pushed to a position perpendicular to the bottom surface, thereby closing the closure body accordingly. Orient. The closing body cooperates with a flat seat parallel to the bottom surface, and this flat seat surrounds the opening in the valve seat body connecting the piston working chamber with the valve chamber in a ring shape that leads to the valve chamber. It is out. Such an injector has the advantage of having a very high pressure load resistance. However, the longitudinal axis of the closure may shift somewhat laterally due to the fact that the guide rod has a corresponding mobility. As a result, the closure must cooperate with the correspondingly offset ring area of the seat in a sealing action. This makes the closing characteristic of the servo valve device critical. This is basically true even when the valve seat according to the patent application has a spherically-shaped surface.
ゆえに本発明の課題は、圧力脈動に対して比較的鈍感な構造を備え、かつ簡単に製造することができ、しかもサーボ弁装置が良好な閉鎖特性を有している、燃料インジェクタを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel injector that has a structure that is relatively insensitive to pressure pulsation, can be easily manufactured, and the servo valve device has good closing characteristics. It is.
この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式の燃料インジェクタにおいて、請求項1の特徴部記載のように、すなわち、弁室もしくはスリーブ形の閉鎖体の内室の、弁座体の軸方向延長部とは反対側の端部が、軸方向でスリーブ形の閉鎖体内に進入しているプランジャロッドによって閉鎖されており、該プランジャロッドの、軸方向延長部とは反対側の端部が、インジェクタボディの底部に軸方向で支持されており、弁室が、軸方向延長部を軸方向で貫通していて絞りを備えている通路を介して、ピストン作業室と連通しているようにした。 In order to solve this problem, according to the present invention, in a fuel injector of the type described at the beginning, a valve as described in the characterizing portion of claim 1, i.e., a valve chamber or an inner chamber of a sleeve-shaped closing body. The end of the seat opposite to the axial extension is closed by a plunger rod that is axially entering the sleeve-shaped closure, the side of the plunger rod opposite the axial extension Is supported at the bottom of the injector body in the axial direction, and the valve chamber communicates with the piston working chamber via a passage extending axially through the axial extension and provided with a throttle. I was like that.
本発明は、サーボ弁装置のスリーブ形の閉鎖体の、弁座体とは反対側の端部を閉鎖するために、弁座体とは別の部材を設ける、という一般的な考えに基づいている。これによって弁座体の構成及び製造は簡単になり、しかも、強い交番負荷に対して敏感な領域を、弁座体の軸方向延長部に配置する必要性が回避される。 The present invention is based on the general idea that a member separate from the valve seat is provided in order to close the end of the sleeve-shaped closure of the servo valve device opposite to the valve seat. Yes. This simplifies the construction and manufacture of the valve seat body and avoids the need to place an area sensitive to strong alternating loads in the axial extension of the valve seat body.
さらに本発明によれば、閉鎖体を弁座側において案内するようになっているので、閉鎖体がシール作用をもって共働する弁座側のリング領域は、原則的に変化不能な定置の位置を有している。本発明では、閉鎖体の弁座側における案内と、閉鎖体の、弁座とは反対側の端部をシールするために働く、弁座とは別体の部材とが、設けられていることによって、圧力脈動に対するインジェクタの高い安定性と、インジェクタのサーボ弁装置の極めて良好な閉鎖特性とを実現することができる。そして同時に、弁室とピストン作業室とを接続する通路が軸方向延長部における軸方向通路として形成されているので、簡単な製造可能性が保証される。 Further, according to the present invention, since the closing body is guided on the valve seat side, the ring area on the valve seat side on which the closing body cooperates with a sealing action has a fixed position that cannot change in principle. Have. In the present invention, a guide on the valve seat side of the closing body and a member separate from the valve seat, which serves to seal the end of the closing body opposite to the valve seat, are provided. This makes it possible to achieve a high stability of the injector against pressure pulsations and a very good closing characteristic of the servo valve device of the injector. At the same time, since the passage connecting the valve chamber and the piston working chamber is formed as an axial passage in the axial extension portion, simple manufacturability is guaranteed.
本発明の有利な構成では、プランジャロッドの、弁座体とは反対側の端部が、該プランジャロッドに不動に配置されたディスク形の基部部材によって、底部に面接触して支持されており、この場合さらに、基部部材が、底部に半径方向遊びをもって配置されており、かつスリーブ形の閉鎖体が、弁座体の軸方向延長部において少なくとも制限されて揺動可能に案内されていると、有利である。燃料インジェクタの運転時にプランジャロッドの基部部材は、サーボ弁装置のスリーブ形の閉鎖体の内部における弁室内の液圧によって、インジェクタボディの底部に押圧される。これによってプランジャロッドは、底部に対して垂直な位置を占め、スリーブ形の閉鎖体を底部に対して垂直な方向で案内する。弁座体における座に対する閉鎖体のセンタリングは、この構成では、弁座体の軸方向延長部によって引き受けられる。つまり結果として、自己調整能力のある配置形態が得られる。 In an advantageous configuration of the invention, the end of the plunger rod opposite to the valve seat body is supported in surface contact with the bottom by a disc-shaped base member arranged immovably on the plunger rod. In this case, further, the base member is arranged with radial play at the bottom, and the sleeve-shaped closure body is guided at least restricted in the axial extension of the valve seat body in a swingable manner. Is advantageous. During operation of the fuel injector, the base member of the plunger rod is pressed against the bottom of the injector body by the hydraulic pressure in the valve chamber inside the sleeve-shaped closure of the servo valve device. The plunger rod thereby occupies a position perpendicular to the bottom and guides the sleeve-shaped closure in a direction perpendicular to the bottom. The centering of the closure body relative to the seat in the valve seat body is undertaken in this configuration by the axial extension of the valve seat body. That is, as a result, an arrangement form having a self-adjustment capability is obtained.
択一的な構成では、プランジャロッドの、弁座体とは反対側の端部が、半径方向可動にかつ揺動可能に、インジェクタボディの底部に支持されており、スリーブ形の閉鎖体は、弁座体の軸方向延長部に沿って揺動不能に行程運動可能に案内されている。この構成ではつまり、スリーブ形の閉鎖体の正確な行程方向とスリーブ形の閉鎖体の半径方向における方向付けとが、弁座体もしくは該弁座体に配置されたガイドエレメントによって所定され、プランジャロッドは主として、スリーブ形の閉鎖体の、弁座体とは反対側の端部における摩耗の関する課題だけを引き受けている。 In an alternative configuration, the end of the plunger rod opposite to the valve seat is supported on the bottom of the injector body in a radially movable and swingable manner, and the sleeve-shaped closure is Along the axial extension of the valve seat body, it is guided so as to be able to move in a non-oscillating manner. In this configuration, the exact stroke direction of the sleeve-shaped closure and the radial orientation of the sleeve-shaped closure are determined by the valve seat or the guide element arranged on the valve seat, and the plunger rod Mainly takes on the problem of wear at the end of the sleeve-shaped closure opposite the valve seat.
スリーブ形の閉鎖体の内周部とプランジャロッドの外周部との間におけるリング間隙は、汎用のように、耐高圧性のシール部材、例えばプランジャロッドの外周部におけるリング溝に挿入されたシールリングによってシールすることができる。このことは、本発明のすべての実施形態に対して言える。しかしながらまた、その代わりに、前記リング間隙を、高圧に対してシール作用を有する絞り間隙として形成することも有利であり、つまりこの場合リング間隙の半径方向寸法は相応に小さくかつ軸方向寸法は相応に大きく寸法設定され、スリーブ形の閉鎖体の内部における弁室内における最大高圧が生じるような運転段階においても、極めて僅かな漏れ流しか発生しないようになっている。このように構成されていると、スリーブ形の閉鎖体が燃料インジェクタの運転時にプランジャロッドに液圧的に支承され、ひいては閉鎖体の内周部とプランジャロッドの外周部との直接的な接触を回避することができる、という利点が得られる。さらにまた、別体のシールエレメントが省かれることによって、組立ても簡単になる。 The ring gap between the inner periphery of the sleeve-shaped closure and the outer periphery of the plunger rod is a general-purpose seal member inserted into a ring groove in the outer periphery of the plunger rod, such as a high-pressure resistant seal member. Can be sealed. This is true for all embodiments of the invention. Alternatively, however, it is also advantageous to form the ring gap as a throttle gap which has a sealing action against high pressures, i.e. in this case the radial dimension of the ring gap is correspondingly small and the axial dimension is corresponding. Even in the operation stage where the maximum pressure in the valve chamber is generated inside the sleeve-shaped closing body, very little leakage flow is generated. With this configuration, the sleeve-shaped closure body is hydraulically supported by the plunger rod during operation of the fuel injector, and as a result, direct contact between the inner periphery of the closure body and the outer periphery of the plunger rod is achieved. The advantage is that it can be avoided. Furthermore, assembly is simplified by eliminating a separate sealing element.
次に図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を説明する。 An advantageous embodiment of the invention will now be described with reference to the drawings.
なお付言すれば、本発明は、図示及び記載の実施形態に制限されるものではなく、図示及び記載の個々の特徴を任意に組み合わせることができる。 In addition, the present invention is not limited to the illustrated and described embodiments, and the individual features illustrated and described can be arbitrarily combined.
図1に、軸線を含む縦断面図で示された燃料インジェクタは、段付けされた軸方向孔2を備えたインジェクタボディ1を有している。軸方向孔2の、図1において下側の段部には、弁座体3が該弁座体3に一体成形されたカラー3′で軸方向において支承されている。軸方向孔2内に弁座体3を固定するためには、雄ねじ山付リング4が働き、この雄ねじ山付リング4は、軸方向孔2の雌ねじ山区分にねじ込まれていて、螺合調節によって、カラー3′の向かい合った端面に緊締されている。弁座体3もしくはそのカラー3′によって、軸方向孔2の内部において高圧領域2′は流出領域もしくは低圧領域2′′から切り離されており、高圧領域2′は、図示されていない管路によって燃料のための高圧源と常に連通しており、流出領域もしくは低圧領域2′′は、図示されていない戻し管路を介してほぼ無圧の燃料リザーバと接続されている。
The fuel injector shown in FIG. 1 in a longitudinal section including an axis has an injector body 1 with a stepped
弁座体3の下端部には、制御ピストン6のためのピストン作業室5として働く盲孔が配置されている。
A blind hole serving as a piston working chamber 5 for the
制御ピストン6は、燃料インジェクタの図示されていないインジェクタノズル装置のノズルニードル又はその他の閉鎖エレメントと結合されている。制御ピストン6の図示の下端位置において、インジェクタノズル装置は閉鎖されている。制御ピストン6が図1で見て上方に向かって移動させられると、インジェクタノズル装置は開放され、その結果燃料が内燃機関の所属のもしくは対応配置された燃焼室内に噴射される。
The
弁座体3の半径方向孔として形成された流入絞り7を介して、ピストン作業室5は、軸方向孔2の高圧領域2′と連通している。弁座体3内に配置されていてかつ流出絞りを備えた、ピストン作業室5に対して同軸的な軸方向孔2を介して、ピストン作業室5は弁室10と連通しており、この弁室10は軸方向で見て、弁座体3に配置された軸方向延長部11の端面の前において、サーボ弁装置13のスリーブ形の閉鎖体12の内部に配置されており、さらに、スリーブ形の閉鎖体12の、弁座体3とは反対側の端部において、スリーブ形の閉鎖体12内に進入しているプランジャロッド14によって閉鎖される。弁室10内において場合によっては発生する液圧に抗して、プランジャロッド14は、図1で見てその上端部に不動に配置されたディスク形の基部部材15を用いて、インジェクタノズルボディ1の底部16に、大面積で支持されている。基部部材15は、圧縮コイルばねとして形成された閉鎖ばね17のための受けとして働き、閉鎖ばね17は図1で見てその下端部で、スリーブ形の閉鎖体12を、弁座体3として形成されていて軸方向延長部11の軸線に対して同軸的な円錐形の弁座18に向かって押し付けている。閉鎖ばね17の閉鎖力に抗して、スリーブ形の閉鎖体12は、図1に示された閉鎖位置から、リング形の電磁石19を用いて持ち上げられることができ、この電磁石19は、閉鎖体12に星形に配置された半径方向の可動子ウェブ20と共働する。サーボ弁装置13の閉鎖体12の開放位置において、弁室10は、軸方向孔2の流出領域もしくは低圧領域2′′と連通する。この際に弁室10と軸方向孔2の低圧領域2′′との間においてはほぼ絞り作用のない接続が生ぜしめられる。なぜならば弁座体3の軸方向延長部11の横断面は、実質的に星形に形成されていて、軸方向延長部11は星形に配置された軸方向ウェブで、スリーブ形の閉鎖体12の内周面に摺動可能に接触しているからである。周方向において軸方向ウェブの間には、大きな自由空間が残っており、これらの自由空間を介して、弁室10は、閉鎖体12が弁座18から持ち上げられた場合に、軸方向孔2の低圧領域2′′と連通する。
The piston working chamber 5 communicates with the
星形に配置された軸方向ウェブを備えた軸方向延長部11の代わりに、三角形、四角形又は多角形に形成された軸方向延長部を設けられていてもよい。
Instead of the
端面側において閉鎖体12の軸方向孔に半径方向で接続している縁部は、円錐孔として形成されており、この円錐孔の開放角は、円錐形の弁座18の円錐角よりも大きい。これによって、一方では、閉鎖体12が閉鎖位置を占めている場合における閉鎖体12と弁座18との間におけるリング状の線接触が保証される。また他方では、閉鎖体12が開放位置を占めている場合に、軸方向横断面が半径方向外側に向かって増大するリング状の開放間隙が得られる。
The edge that is radially connected to the axial hole of the
図1に示された燃料インジェクタは、以下に記載のように作用する:
サーボ弁装置13の閉鎖体12が図示の閉鎖位置を占めている場合には、制御ピストン6のピストン作業室5内においては、燃料高圧源と連通している軸方向孔2の高圧領域2′における圧力が存在している。電磁石19の電磁コイル19′への給電によって、電磁石19は活性化され、その結果、電磁石19と磁気的に共働する可動子ウェブ20は引き上げられ、閉鎖体12は閉鎖ばね17の力に抗して、図1に示された閉鎖位置から持ち上げられる。これによって制御ピストン6のピストン作業室5は弁室10を介して、ほぼ無圧の燃料タンクに接続された、軸方向孔2の流出領域もしくは低圧領域2′′と接続され、その結果ピストン作業室5における圧力は相応に降下し、この場合圧力降下の時間経過は実質的に、流入絞り7の寸法と、該流入絞り7の絞り抵抗よりも小さな絞り抵抗を有する流出絞り9の寸法とによって所定される。前記圧力降下に基づいて、制御ピストン6は液圧力によって持ち上げられ、この液圧力は、制御ピストン6と結合されていてインジェクタノズル装置(図示せず)の通常ニードル形をした閉鎖エレメントに対して、開放方向で作用する。これによって同時に、軸方向孔の高圧領域2′は、今や開放されたインジェクタノズル装置を介して、内燃機関の所属のもしくは対応配置された燃料室と接続され、この燃料室内に燃料が噴射される。
The fuel injector shown in FIG. 1 operates as described below:
When the
閉鎖体12はその行程運動時に、軸方向延長部11もしくは該軸方向延長部11の、閉鎖体12の内周面に摺動可能に接触している軸方向ウェブによって、円錐形の弁座18に対して半径方向でセンタリングされて保持される。この場合プランジャロッド14は相応にセンタリングされた、つまり軸方向延長部11に対して同軸的なポジションを占める。なぜならば、円板形の基部部材15はリング形の電磁石19の内部において、十分な半径方向遊びをもって配置されていて、軸方向延長部11の軸線に対して垂直な底部16に面で接触しているからである。閉鎖体12に対して作用する不都合な強制力を可能な限り僅かに保つために、有利な実施形態では、閉鎖体12は軸方向延長部11において揺動可能に案内されていて、閉鎖体12の行程方向はプランジャロッド14だけによって所定されるようになっており、このプランジャロッド14は、底部16に面で接触している基部部材15を用いて、底部16に対して垂直な方向付けで保持されるようになっている。
During the stroke movement of the closing
図2に示された実施形態が、図1の実施形態と異なっている第1の点は、プランジャロッド14がインジェクタボディ1の底部16に揺動可能に支持されていることにあり、この場合プランジャロッド14の支持された端部が、リング円板21の内部にある程度の半径方向遊びをもって配置されているか、又はリング円板21が、リング形の電磁石19の内部にある程度の半径方向遊びをもって配置されており、その結果底部16におけるプランジャロッド14の支持点はロッド軸線に対して半径方向でシフトすることができる。さらに、図2に示された閉鎖体12は、揺動不能に弁座体3の軸方向延長部11に沿って軸方向摺動可能に案内されており、つまり弁座体3の軸線に対して半径方向における閉鎖体12の位置と、閉鎖体12の行程方向とは、もっぱら軸方向延長部11によって所定され、そのために軸方向延長部11は十分な軸方向長さを有し、かつ軸方向において閉鎖体12と十分にオーバラップしている。そしてプランジャロッド14のポジションとプランジャロッド14の軸方向における方向付けとは、閉鎖体12によって、かつ相応に間接的に軸方向延長部11によって規定される。さらに図2の実施形態では、リング円板形の平らなもしくは平滑な弁座18が設けられており、この弁座18に、閉鎖体12はその閉鎖位置において円形に線接触で載置もしくは接触する。そのために閉鎖体12の、弁座18に向けられた端面は、軽く円錐形に形成されており、その結果閉鎖体12の弁座側の端面と閉鎖体12の軸方向孔との間における移行部には、弁座18と共働する鋭角的なリング縁部が形成される。
The first point in which the embodiment shown in FIG. 2 differs from the embodiment shown in FIG. 1 is that the
図2の実施形態の作用形式は図1の実施形態の作用形式に相当しているので、説明を繰り返すことは省く。 Since the mode of operation of the embodiment of FIG. 2 corresponds to the mode of operation of the embodiment of FIG. 1, repeated description is omitted.
図1の実施形態においても図2の実施形態においても、プランジャロッド14の外周部と閉鎖体12の内周部との間におけるリング間隙は、シールリングによって耐高圧性にシールされていることができ、このシールリングは、制御ピストン6のシールリング22と同様なピストンリングの形式で、プランジャロッド14の周方向溝内に配置されていることができる。
In both the embodiment of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 2, the ring gap between the outer peripheral portion of the
上記構成の代わりに、本発明の別の有利な実施形態では、前記リング間隙の軸方向端部の間において大きな液圧差が生じた場合でも、実際に極めて僅かな漏れ流しか生じ得ないように、前記リング間隙を高圧シール性の絞り間隙として形成することも可能である。このことは、極端に狭い半径方向の間隙寸法と、閉鎖体12とプランジャロッド14との間における十分に大きな軸方向オーバラップとによって保証されることができる。このような構成の特別な利点としては次のことが挙げられる。すなわちこのように構成されていると、プランジャロッド14に対する閉鎖体12の行程運動時に、プランジャロッド14と閉鎖体12との間において機械的な接触もしくは摩擦が発生せず、閉鎖体12はプランジャロッド14に、液体層を介して流体動力学的に支承されることになる。
Instead of the above arrangement, another advantageous embodiment of the invention is such that, in the event of a large hydraulic pressure difference between the axial ends of the ring gap, in practice very little leakage flow can occur. It is also possible to form the ring gap as a high-pressure sealable throttle gap. This can be ensured by an extremely narrow radial gap dimension and a sufficiently large axial overlap between the
場合によっては、制御ピストン6は、ピストン作業室5を形成する、弁座体3の軸方向孔内に、高圧シールされた絞り間隙をもって配置されていてもよい。
In some cases, the
このような絞り間隙は、その組立て時に注意深く取り扱われねばならないシールリングを省ける、という別の利点を提供する。 Such a throttling gap provides another advantage of eliminating a seal ring that must be carefully handled during assembly.
図2に示された実施形態とは異なり、プランジャロッド14の、底部16に支持された端部は、リング円板21を省いて、きのこ形ヘッドとして形成されていてもよく、このきのこ形ヘッドは、その球面状の側で底部16に支持されていて、底部16とは反対の側で閉鎖ばね17のためのばね受け面を形成している。きのこ形ヘッドの直径はこの場合有利には、リング形の電磁石19の内部に、プランジャロッド14を強制力なしに方向付けるためになおある程度の半径方向遊びが、残っており、つまりプランジャロッド14は強制力なしに、閉鎖体12に対して同軸的な位置を占めることができるようになっている。
Unlike the embodiment shown in FIG. 2, the end of the
Claims (8)
内燃機関内に燃料を噴射するためのインジェクタノズル装置と、
該インジェクタノズル装置の閉鎖エレメントを操作する、ピストン作業室(5)内において行程運動可能な制御ピストン(6)と、
座を制御されるサーボ弁装置(13)とが設けられていて、該サーボ弁装置(13)は、流入絞り(7)を介して燃料高圧源と連通する、制御ピストンのピストン作業室を、ほぼ無圧の流出室(2′′)と接続させることができ、燃料高圧源による圧力負荷時に、インジェクタノズル装置の閉鎖エレメントの閉鎖位置に対応する終端位置に向かって負荷される制御ピストン(6)が、閉鎖エレメントをその開放位置へと導く行程を実施するようになっており、
インジェクタボディ(1)内に配置されたサーボ弁装置(13)が弁座体(3)と、アクチュエータもしくは電磁石(19)によって閉鎖力(17)に抗して開放位置へと移動可能なスリーブ形の閉鎖体(12)とを有しており、該閉鎖体(12)が、弁座体(3)におけるリング形の座(18)と共働し、該リング形の座(18)に対して同心的に弁座体(3)に配置された軸方向延長部(11)に沿って摺動可能に案内されていて、該軸方向延長部(11)は、スリーブ形の閉鎖体(12)の内側横断面とは異なった非円形の横断面を備えており、スリーブ形の閉鎖体(12)の開放位置において、該閉鎖体(12)の内部において軸方向延長部(11)に形成されていて制御ピストン(6)のピストン作業室(5)と連通している弁室(10)が、放圧下で流出室(2′′)と接続される形式のものにおいて、
弁室(10)もしくはスリーブ形の閉鎖体(12)の内室の、弁座体(3)の軸方向延長部(11)とは反対側の端部が、軸方向でスリーブ形の閉鎖体(12)内に進入しているプランジャロッド(14)によって閉鎖されており、該プランジャロッド(14)の、軸方向延長部(11)とは反対側の端部が、インジェクタボディ(1)の底部(16)に軸方向で支持されており、
弁室(10)が、軸方向延長部(11)を軸方向で貫通していて絞り(9)を備えている通路(8)を介して、ピストン作業室(5)と連通していることを特徴とする燃料インジェクタ。 A fuel injector,
An injector nozzle device for injecting fuel into the internal combustion engine;
A control piston (6) operable in a piston working chamber (5) for operating a closing element of the injector nozzle device;
A servo valve device (13) for controlling the seat, the servo valve device (13) having a piston working chamber of a control piston communicating with a fuel high pressure source via an inflow throttle (7), A control piston (6) which can be connected to a substantially pressureless outlet chamber (2 ″) and is loaded towards the end position corresponding to the closing position of the closing element of the injector nozzle device when pressure is applied by the high-pressure fuel source. ) To carry out the process of leading the closing element to its open position,
A servo-valve device (13) disposed in the injector body (1) can be moved to an open position against a closing force (17) by a valve seat (3) and an actuator or an electromagnet (19). And the closure (12) cooperates with the ring-shaped seat (18) in the valve seat (3) and is against the ring-shaped seat (18). Are slidably guided along an axial extension (11) arranged concentrically on the valve seat (3), the axial extension (11) being sleeve-shaped closure (12 ) With a non-circular cross-section different from the inner cross-section of the sleeve) and formed in the axial extension (11) inside the closure (12) in the open position of the sleeve-like closure (12) Valve chamber in communication with the piston working chamber (5) of the control piston (6) 10), in what format are connected to the outflow chamber (2 '') in discharge pressure,
The end of the inner chamber of the valve chamber (10) or the sleeve-shaped closure (12) opposite to the axial extension (11) of the valve seat (3) is the sleeve-shaped closure in the axial direction. (12) Closed by a plunger rod (14) entering the inside, the end of the plunger rod (14) opposite to the axial extension (11) is located on the injector body (1). Is supported axially on the bottom (16),
The valve chamber (10) communicates with the piston working chamber (5) via a passage (8) that passes through the axial extension (11) in the axial direction and is provided with a throttle (9). A fuel injector characterized by
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