JP2013540237A

JP2013540237A - 圧力制御弁

Info

Publication number: JP2013540237A
Application number: JP2013534227A
Authority: JP
Inventors: グルールヘルマー
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-10-31
Also published as: WO2012055638A1; EP2633179B1; US20130221137A1; EP2633179A1; CN103180599A; DE102010043092A1

Abstract

本発明は、内燃機関の噴射装置のための蓄圧器（１２）の流出部を開閉するための圧力制御弁に関する。圧力制御弁は、閉鎖部材（２９）を備えた弁要素（１８）と可動子（３２）を備えたマグネットアクチュエータ（１７）とを有しており、前記可動子（３２）は閉鎖部材（２９）に作用し、該閉鎖部材（２９）は蓄圧器（１２）から弁室（２６）への流体接続部を閉鎖または解放する。可動子（３２）は、可動子プレート（３３）と可動子ピン（３４）とを有していて、該可動子ピン（３４）は前記弁ハウジング（２０）内で軸方向に案内されている。前記可動子ピン（３４）は、伝達ロッド（５１）および押圧部材（５２）より成る少なくとも２つの部分より構成されている。前記押圧部材（５２）が軸線オフセットＶを有していて半径方向で移動可能に前記伝達ロッド（５１）に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載した圧力制御弁に関する。

蓄圧器（コモンレール）を有する自己点火式内燃機関の運転中、蓄圧器内の燃料システム圧力は、圧力制御弁によって実質的に一定に保たれる。蓄圧器内の圧力がシステム圧力を上回ると直ちに圧力制御弁は開放し、圧力が再びシステム圧力を下回ると圧力制御弁は閉鎖する。これによって、内燃機関のシリンダ内への燃料噴射は均一な条件下で行われる。蓄圧器内の燃料圧力が燃料に混合された空気の蒸気圧を下回ると、空気は蒸発するので、蓄圧器内に液状の燃料の他に気相も含まれる。内燃機関の始動時に蓄圧器内に含まれたガスは高圧ポンプによって圧縮され、これによって運転のために必要な圧力が蓄圧器内に形成される。内燃機関の始動温度に関連した複数のエンジン回転数が必要であり、それによって始動遅延が発生し得る。蓄圧器内に含まれた空気の気化を可能にするために、圧力制御弁はエンジン停止時に開放状態に設定されるようになっている。

特許文献１により公知の圧力制御弁においては、内燃機関の停止時に圧力制御弁が開放されている、つまり蓄圧器から閉鎖部材の低圧管路に通じる接続部が解放されるようになっている。さらに、圧力制御弁はマグネットアクチュエータを有しており、このマグネットアクチュエータは、可動子が閉鎖部材を弁座に設置することによって閉鎖部材を閉鎖させるために給電されるようになっている。閉鎖部材を開放させるためにばね部材が設けられており、このばね部材は、マグネットアクチュエータの磁力に抗して作用し、それによって可動子、および可動子に固定された可動子ピンを開放方向へ移動させ、それによって閉鎖部材は弁座から持ち上がり、蓄圧器と低圧管路との間の液圧還流接続部を解放する。低圧管路への液圧還流接続は、弁座の後ろに配置された弁室から行われ、この弁室から半径方向側方に分岐する複数の孔が設けられており、これらの孔は、蓄圧器のハウジング内の低圧管路内に開口している。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００４００２９６４号明細書

請求項１に記載した特徴を有する本発明による圧力制御弁は、軸線オフセットに基づいて、合致する弁座に関する閉鎖部材のためのガイドが改善された、という利点を有している。これによって、組み立てられた構成部材において球状の閉鎖部材のための合致する弁座を形成するために、以前は閉鎖部材に一般的に行われていた型打ちプロセスは省くことができる。これによって、弁プレートおよび閉鎖部材のために異なる材料を使用することもできる。

好適な実施態様は、従属請求項に記載した手段により可能である。

軸線オフセットの構成は、伝達ロッドが弁座側の端面側において、押圧部材のための円柱形の収容部を有していて、該収容部内に、軸線オフセットを有する押圧部材が半径方向で摺動可能に配置されていることによって得られる。好適な形式で、押圧部材は円柱形の区分と円錐形の区分とを有しており、円柱形の区分が伝達ロッドの収容部内に配置されている。さらに、好適な形式で、球として構成された閉鎖部材が、円錐形の区分の球欠状の収容部内に収容されている。

特に好適な実施例は、伝達ロッドが還流接続部を備えた構成を有しており、該還流接続部が弁室を可動子室に流体接続しており、該可動子室内に可動子の可動子プレートが収容されている。伝達ロッド内に組み込まれた還流接続部は、好適な形式で管として構成された伝達ロッドによって実現され、還流接続部が管の内径によって形成されていて、管の内部から管壁を通って横方向孔が弁室に通じている。この実施例においては、好適な形式で、還流接続部が、可動子室を流体密に仕切るインサートに形成されており、インサートにジョイント部材が一体成形されていて、このジョイント部材は、還流接続部に通じる可動子室の流体接続部を形成する接続管路を有している。

本発明の実施例が図面に示されており、以下に詳しく説明されている。

本発明の第１の実施例による圧力制御弁の断面図である。図１の符号Ｘで示した部分の拡大断面図である。本発明の第２の実施例による圧力制御弁の断面図である。図３の符号Ｙで示した部分の拡大断面図である。

図１および図３に示した圧力制御弁１０は、それぞれ燃料噴射装置の蓄圧器１２のハウジング１１内においてねじ山付きスリーブ１３によって収容室１４内に組み込まれている。圧力制御弁１０は、蓄圧器１２から図１に示した低圧接続部１５または図３に示した低圧接続部７５への流体接続部を閉鎖または開放する。これらの低圧接続部１５および７５は、図示してない低圧管路に接続されており、この低圧管路は同様に図示していない燃料タンクに戻し案内されている。

圧力制御弁１０は、マグネットアクチュエータ１７と弁要素１８とを有しており、マグネットアクチュエータ１７は弁要素１８を操作する。マグネットアクチュエータ１７と弁要素１８とは、弁ハウジング２０内に配置されていて、この弁ハウジング２０は、ガイド２２と、高圧室側の収容部２３と接続側の収容部２４とを有している。

高圧室側の収容部２３内には弁要素１８が配置されており、該弁要素１８は、弁部材２５と閉鎖部材２９とを有していて、該閉鎖部材２９は好適には球として構成されている。弁部材２５は例えばスペーサリングを介して弁室２６を仕切っている。弁部材２５を貫通する絞り孔２７が設けられており、該絞り孔２７は、弁室２６を蓄圧器１２に流体接続する。弁部材２５内にはさらに、閉鎖部材２９のための弁座２８が形成されている。弁室２６は弁座２８の後ろに配置されているので、閉鎖部材２９は弁室２６内に配置されている。

マグネットアクチュエータ１７は、マグネットコイル３１と可動子３２とを有しており、マグネットコイル３１が可動子３２に作用するようになっている。可動子３２は可動子プレート３３と可動子ピン３４とを備えており、可動子ピン３４は可動子プレート３３に堅固に結合されている。可動子ピン３４はガイド２２内で軸方向に案内されており、ガイド２２は弁ハウジング２０を軸方向に貫通して形成されている。マグネットコイル３１は、周囲を囲む弁ハウジング２０のハウジング部分と共に、マグネットコア端面３５を備えたマグネットコアを形成している。

接続側の収容部２４内に、インサート４１がシールリングによって流体密に挿入されている。インサート４１とマグネットコア端面３５とによって可動子室４４が画成されており、該可動子室４４内に可動子プレート３３が軸方向で可動に配置されている。マグネットコア端面３５内に、圧縮コイルばね４７のための第１のばね室４６が形成されており、前記圧縮コイルばね４７は、閉鎖部材２９の開放方向でマグネット可動子３２に作用する。インサート４１内には別の圧縮コイルばね２１のための別のばね室１６が形成されており、前記圧縮コイルばね２１は、閉鎖部材２９の閉鎖方向でマグネット可動子３２に作用する。インサート４１は、マグネットコイル３１のための電気的なプラグコンタクト４９を含有する射出成形部４８によって、弁ハウジング２０に保持されている。

可動子ピン３４は、２つの実施例において２分割して構成されていて、軸線５１．１を有する伝達ロッド５１と、軸線５２．１を有する押圧部材５２とから成っている（図２、図４）。伝達ロッド５１は可動子プレート３３に堅固に結合されている。押圧部材５２は、伝達ロッド５１の弁座側の端面側５３に配置されていて、球状の閉鎖部材２９に作用する。図２および図４の詳細図によれば、押圧部材５２は、端面６２を備えた円柱形の区分５４と球欠状の収容部５６を備えた円錐形の区分５５とを有しており、球欠状の収容部５６は球状の閉鎖部材２９を収容するために用いられる。

図１および図２の実施例においては、弁室２６から例えば２つの流出孔１９が弁ハウジング２０を貫通して２つの還流接続部１５に通じており、したがって弁室２６は還流接続部１５を介して低圧管路に流体接続されている。図１および図２の実施例では、伝達ロッド５１は中実部材より構成されていて、弁座側の端面側５３において、直径Ｄを有する実質的に円柱形の収容部６０と内側の端面６１とを有しており、該内側の端面６１に、押圧部材５２の端面６２が当接する。収容部６０内に円柱形の区分５４を備える押圧部材５２が収容されていて、該円柱形の区分は、収容部６０内に遊びを保って配置されているので、押圧部材５２の円柱形の区分５４の軸線５２．２と伝達ロッド５１の軸線５１．１との間に、半径方向のオフセットＶが存在する。

図３および図４の実施例においては、伝達ロッド５１内に還流接続部が組み込まれており、該還流接続部は弁室２６を可動子室４４に流体接続する。ここで還流接続部は、可動子室４４内に開口する貫流開口５８と、側方に分岐して弁室２６内に開口する横方向孔５９とから構成されている。弁室２６と可動子室４４との間の還流接続部は、主として２つの圧力室間のダイナミックな圧力調和のために用いられる。

好適には、これによって伝達ロッド５１は管５７として構成することができ、管５７の内径は貫流開口５８を形成し、横方向孔５９が管壁を貫通して案内されている。弁座側の端面側５３において管５７は、直径Ｄ′を有する実質的に円柱形の収容部７０と、内側の端面７１とを有しており、該内側の端面７１に押圧部材５２の端面６２が当接するようになっている。収容部７０内に、円柱形の区分５４を有する押圧部材５２が収容されており、円柱形の区分５４は遊びを保って収容部７０内に配置されているので、押圧部材５２の円柱形の区分５４の軸線５２．１と管５７の軸線５２．１との間に半径方向のオフセットＶ′が存在する。

図３および図４の実施例ではさらに、インサート４１がジョイント部材３０を有していて、該ジョイント部材３０内に例えば絞り７４を有する接続管路７３が形成されており、この接続管路７３は、還流接続部７５に通じる可動子室４４の流体接続部を形成している。これによって弁室２６は、横方向孔５９、貫流開口５８、可動子室４４および接続管路７３を介して還流接続部７５に接続されており、この還流接続部７５は、図示していない低圧管路にやはり流体接続されている。図３に示した実施例において、還流接続部７５は、図１に示した実施例と同様に弁室２６に直接接続されていてもよい。

１０圧力制御弁、１１ハウジング、１２蓄圧器、１３ねじ山付きスリーブ、１４収容室、１５低圧接続部；還流接続部、１６ばね室、１７マグネットアクチュエータ、１８弁要素、１９流出孔、２０弁ハウジング、２３高圧室側の収容部、２４接続側の収容部、２５弁部材、２６弁室、２７絞り孔、２９閉鎖部材、３０ジョイント部材、３１マグネットコイル、３２可動子、３３可動子プレート、３４可動子ピン、３５マグネットコア端面、４１インサート、４４可動子室、４６第１のばね室、４７圧縮コイルばね、４８射出成形部、４９プラグコンタクト、５１伝達ロッド、５１．１軸線、５２押圧部材、５２．１軸線、５３端面側、５４円柱形の区分、５５円錐形の区分、５６収容部、５７管、５８貫流開口；還流接続部、５９横方向孔；還流接続部、６０収容部、６１内側の端面、６２押圧部材５２の端面、７０収容部、７３接続管路、７５低圧接続部；還流接続部、Ｖ，Ｖ′ オフセット

Claims

内燃機関の噴射装置のための蓄圧器（１２）の流出部を開閉するための圧力制御弁であって、弁ハウジング（２０）内に配置された弁要素（１８）を有しており、該弁要素（１８）はマグネットアクチュエータ（１７）によって操作可能であって、該マグネットアクチュエータ（１７）は可動子（３２）を備えていて該可動子（３２）で以て前記弁要素（１８）の閉鎖部材（２９）に作用し、該閉鎖部材（２９）は、前記蓄圧器（１２）から前記弁ハウジング（２０）内に形成された弁室（２６）への流体接続部を閉鎖または解放するようになっており、前記弁室（２６）が還流接続部（１５，７５）と流体接続しており、前記可動子（３２）が可動子プレート（３３）と可動子ピン（３４）とを有していて、該可動子ピン（３４）が前記弁ハウジング（２０）内で軸方向に案内されている形式のものにおいて、
前記可動子ピン（３４）が、伝達ロッド（５１）および押圧部材（５２）より成る少なくとも２つの部分より構成されており、前記押圧部材（５２）が軸線オフセットＶ，Ｖ′を有していて半径方向で移動可能に前記伝達ロッド（５１）に配置されていることを特徴とする、圧力制御弁。
前記伝達ロッド（５１）が弁座側の端面側（５３）において、前記押圧部材（５２）のための実質的に円柱形の収容部（６０，７０）を有している、請求項１に記載の圧力制御弁。
前記収容部（６０，７０）が内側の端面（６１）を有していて、該内側の端面（６１）に前記押圧部材（５２）の一方の端面（６２）が当接している、請求項２に記載の圧力制御弁。
前記押圧部材（５２）が円柱形の区分（５４）と円錐形の区分（５５）とを有しており、前記押圧部材（５２）の前記円柱形の区分（５４）が前記収容部（６０，７０）内に配置されている、請求項２または３に記載の圧力制御弁。
前記円錐形の区分（５５）が、球状の閉鎖部材（２９）のための球欠状の収容部（５６）を有している、請求項４に記載の圧力制御弁。
前記伝達ロッド（５１）が還流接続部（５８，５９）を備えた構成を有しており、該還流接続部（５８，５９）が前記弁室（２６）を前記可動子室（４４）に流体接続している、請求項１または２に記載の圧力制御弁。
前記可動子室（４４）内に前記可動子（３２）の前記可動子プレート（３３）が収容されている、請求項６に記載の圧力制御弁。
前記伝達ロッド（５１）が管（５７）として構成されており、前記還流接続部（５８，５９）が、前記管（５７）の内径と、前記管（５７）の管壁を貫通ガイドされた横方向孔とによって構成されている、請求項６に記載の圧力制御弁。
前記可動子室（４４）が前記還流接続部（７５）に流体接続している、請求項６または７に記載の圧力制御弁。
前記還流接続部（７５）がインサート（４１）内に形成されており、該インサート（４１）が前記可動子室（４４）を流体密に仕切っており、前記インサート（４１）に接続管路（７３）を備えたジョイント部材（３０）が形成されており、前記接続管路（７３）が前記還流接続部（７５）に通じる前記可動子室（４４）の流体接続部を形成している、請求項９に記載の圧力制御弁。