JP2015506443A - 燃料噴射バルブ及び燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このバルブハウジングは、縦軸を定める。また、個別のアキュムレータチャンバを有する高圧力チャンバが、バルブハウジング内に配置される。高圧力チャンバは、ノズルボディの内部に延び、ノズルボディは、バルブハウジングの縦方向の一端部に、配置され、また、支持される。バルブハウジングは、ノズルボディから離れたほうの端部領域において、2つの高圧力ポートを備えたポート部分を有する。
この高圧力ポートは、其々、ポート軸を定め、また、流量が絞られない様式で互いに流体連通し、さらに、高圧力チャンバに流体連通している。
このように、2つの高圧力ポートは、高圧力チャンバを経由せずに、1つの通路を経由して互いに接続される。
これらの様態において、高圧力燃料通路は、内管を備えた二重壁構造であり、この内管は、高圧力燃料を導く機能を有する。また、高圧力燃料通路は、内管と外管との間にジャケット空間を備えており、このジャケット空間は、漏れを監視するように機能する。そして、ジャケット空間は、アセンブリされた状態において、漏れ監視開口部と流体連通し、また、内管は、内管のシール面を用いて、燃料噴射バルブの高圧力シール面をシールする。
圧縮バネは、その一端が噴射バルブ要素によって支持され、かつ、噴射バルブ要素に、噴射バルブ座面のほうへ向かう閉鎖力をかける。また、圧縮バネは、他端がガイドスリーブによって支持され、かつ、ガイドスリーブを、中間プレートに対して、シールするように押し付ける。
ガイドスリーブは、コントロールピストンと協働して、高圧力チャンバに対する制御チャンバの範囲を定める。このコントロールピストンは、ガイドスリーブ内にガイドされ、かつ、噴射バルブ要素に形成されている。
制御装置は、制御チャンバ内の圧力を変化させることにより、噴射バルブ要素の軸方向における動作を制御するためのものであり、また、中間バルブ要素を備えた中間バルブを有する。
中間バルブ要素は、開放位置にある場合、高圧力チャンバを制御チャンバに接続する高圧力通路を開放し、また、閉鎖位置にある場合、制御チャンバを高圧力通路から遮断する。その上、中間バルブ要素は、好ましくは、キノコ形の形状であり、また、常に、制御チャンバをバルブチャンバから遮断する。ここで、制御チャンバとバルブチャンバは、常に、絞り通路のみを経由して、互いに接続される。
電気的に制御されるアクチュエータ装置により、パイロットバルブが駆動され、これにより、バルブチャンバは、低圧力燃料返還通路に対して接続/遮断される。
これに関しては、明示的な参考文献、国際公開第2007/009279号パンフレットが、存在する。このパンフレットにおいて、このような燃料噴射バルブと個別のアキュムレータチャンバの(さらに、これらと高圧力燃料通路が協働する)構造及び動作モード,さらには,寸法が開示されている。この関連する開示内容は、参照として、本明細書に組み込まれる。
低圧力燃料返還通路に接続される低圧力燃料返還ポート,及び,電気端子が、ポートボディに配置され、この電気端子が、電気的な接続線を経由して、アクチュエータ装置に接続されることが、さらに望ましい。さらに、アクチュエータ装置が、中間ボディ内に配置され、この中間ボディが、アキュムレータボディを支持することが望ましい。
その上、バルブハウジングのバルブボディが、中間ボディを支持し、バルブボディが、中間ボディから離れたほうの側において、ノズルボディを支持することが望ましい。またさらに、噴射バルブ要素及び制御装置は、バルブハウジング内に配置される。
内燃機関のシリンダヘッドに燃料噴射バルブを固定するために、この通路孔は、締め付けねじを通す。この締め付けねじは、其々の締付フランジの頭部により、支持され、また、他端部において、シリンダヘッドにねじ込まれる。
第1高圧力燃料通路が、高圧力燃料供給通路として、複数の燃料噴射バルブのうちの第1燃料噴射バルブの2つの高圧力ポートの第1ポートに接続され、さらに、第1高圧力燃料通路は、燃料噴射バルブに高圧力燃料を供給するためのものであり、また、他端部が、高圧力供給ポンプに接続される。
第2高圧力燃料通路が、第1燃料噴射バルブの2つの高圧力ポートの第2ポートに接続され、さらに、この第2高圧力燃料通路は、其々、他端部が、後続の燃料噴射バルブの2つの高圧力ポートの第1ポートに接続される。この第2高圧力燃料通路は、高圧力燃料接続通路を形成する。
複数の燃料噴射バルブは、流量が絞られない様式で、互いに流体連通し、さらに、好ましくは、流量が絞られない様式で、高圧力供給ポンプと流体連通している。
このように、本発明においては、多数の燃料噴射バルブが、複数の高圧力燃料通路を用いて、流量が絞られない様式で、備えられる。また、多数の燃料噴射バルブの列の最後の燃料噴射バルブにおいては、第2高圧力ポートが、栓によって閉鎖される。
すべての動作条件下において最適な燃料噴射プロセスを可能にするための動作モード,設計可能性,及び,寸法は、国際公開第2007/009279号パンフレットに開示されている。
このような複数の高圧力燃料通路が、簡素に製造されるが、これは、構造的に同一の形状である複数の燃料噴射バルブが、互いに平行に配置され、かつ、複数の燃料噴射バルブの高圧力ポートが、共通ポート面内、好ましくはポート平面内に存在することで、実現可能になる。
これらは、極めて高出力なエンジンであるため、燃料噴射装置は、図に示されているように、構造上の丈を長くする必要がある。本発明における複数の燃料噴射バルブは、いわば、メイン燃料をチャージするための点火用パイロットバルブとして、機能を果たす。しかしながら、本発明に従ったタイプの燃料噴射バルブ及び装置は、さらに、メイン燃料をチャージするための噴射要素として、低出力のエンジンに用いられてもよい。
また、制御チャンバ142内に配置されるキノコ形形状の頭部は、閉鎖位置にある場合、中間プレート138に押し付けられ、中間プレート138の端部領域に配置されている高圧力通路148の開口場所を閉鎖する。キノコ形形状の頭部が中間プレート138から持ち上げられた場合、燃料が、中間プレート138とガイドスリーブ136との間を通って制御チャンバ142内へ流れることができる。
締付スリーブ192は、高圧力燃料通路164,164’の自由端から離れたほうの端部領域に、4つの溝状の漏れ凹部196を有する。この4つの凹部196は、其々が横方向において互いに対向するように設置され、また、半径方向に連通したものである。ここで、締付スリーブ192には、外面に円錐状テーパ198が設けられている。この円錐状テーパ198は、テーパ198に対応するナット通路184の円錐状支持面200と相互に作用する。
Claims (17)
- 内燃機関の燃焼チャンバに燃料を間欠的に噴射するための燃料噴射バルブであって、前記燃料噴射バルブは、
個別のアキュムレータチャンバ(84)を備えた高圧力チャンバ(16)を含むバルブハウジング(12)を有し、
縦軸(14)を定め、
一側において、前記高圧力チャンバ(16)に接続されるノズルボディ(18)を有し、
他側において、高圧力燃料通路(164,164’)用の2つの高圧力ポート(22,24)を備えるポート部分(20)を有しており、
前記高圧力ポート(22,24)は、其々、ポート軸(22’,24’)を形成し、前記高圧力チャンバ(16)に接続され、流量の絞りなしで互いに接続されており、
前記高圧力ポート(22,24)は、前記ポート部分(20)の共通ポート面(30’)に配置され、同方向を向き、これらの前記ポート軸(22’,24’)は、互いに平行であることを特徴とする燃料噴射バルブ。 - 前記高圧力ポート(22,24)を、互いに接続し、また、前記高圧力チャンバ(16)に接続する接続通路(28)を備え、前記接続通路(28)は、
前記第1高圧力ポート(22)から前記高圧力チャンバ(16)へ、特に、前記個別のアキュムレータチャンバ(84)へ、燃料を導く第1部分(28’)と、
前記第1部分(28’)から分岐して、前記第2高圧力ポート(24)へ燃料を導く第2部分(28’’)と
を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射バルブ。 - 燃料が、少なくともほぼ絞られずに、前記高圧力ポート(22,24)から前記個別のアキュムレータチャンバ(84)内へ流れ、また、反対方向において流れを絞ることを可能にする絞り装置(90)を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記バルブハウジング(12)は、半径方向において外側へ突出した、少なくとも1つの締付フランジ(40)を有し、前記締付フランジ(40)は、好ましくは、前記バルブハウジング(12)から直径方向に突出し、また、好ましくは、通路孔(40’)を備え、
前記通路孔(40’)は、締め付けねじ(40’’)を通すように設計され、これにより、前記燃料噴射バルブが、前記内燃機関(44)のシリンダヘッド(42)に固定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ。 - 1つ又は複数の前記締付フランジ(40)が、前記縦軸(14)の方向から見て、前記ポート部分(20)のポートヘッド(20’)と前記ノズルボディ(18)との間に配置されることを特徴とする請求項4に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記ポート面(30’)は、ポート平面(30)であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記ポート平面(30)は、前記縦軸(14)に直交するように延びていることを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記ポート軸(22’,24’)は、前記縦軸(14)に平行に延びていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記縦軸(14)及び前記ポート軸(22’,24’)は、共通平面(26)内に存在することを特徴とする請求項8に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記高圧力ポート(22,24)は、同一の設計であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記高圧力ポート(22,24)は、好ましくは、中央に、前記高圧力燃料通路(164,164’)用の円錐状のポートシール面(66)を有し、また、半径方向から見て、前記ポートシール面(66)の外側に配置されて、互いに接続された複数の漏れ監視開口部(82)を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ。
- 前記ノズルボディ(18)は、噴射バルブ座面(130)を有しており、前記噴射バルブ座面(130)は、前記高圧力チャンバ(16)に接続され、かつ、噴射バルブ要素(126)と協働し、前記噴射バルブ要素(126)は、前記バルブハウジング(12)内に配置され、かつ、前記縦軸(14)の方向において調整可能であり、
圧縮バネ(134)は、その一端が前記噴射バルブ要素(126)に支持され、かつ、前記噴射バルブ要素(126)に、前記噴射バルブ座面(130)のほうへ向かう閉鎖力をかけ、また、前記圧縮バネ(134)の他端がガイドスリーブ(136)に支持され、かつ、前記ガイドスリーブ(136)を、中間プレート(138)に対して、シールするように押し付けており、
前記ガイドスリーブ(136)は、前記ガイドスリーブ(136)内にガイドされる前記噴射バルブ要素(126)のコントロールピストン(140)と協働して、前記高圧力チャンバ(16)に対する制御チャンバ(142)の範囲を定め、
制御装置(128)は、前記制御チャンバ(142)内の圧力を変化させることにより、前記噴射バルブ要素(126)の軸方向における動作を制御し、また、中間バルブ要素(146)を備えた中間バルブ(145)を有しており、
前記中間バルブ要素(146)は、開放位置にある場合、前記高圧力チャンバ(16)を前記制御チャンバ(142)に接続する高圧力通路(148)を開放し、また、閉鎖位置にある場合、前記制御チャンバ(142)を前記高圧力通路(148)から遮断し、かつ、常に、絞り通路(152)を除いて前記制御チャンバ(142)をバルブチャンバ(150)から遮断し、
前記バルブチャンバ(150)は、電気的に駆動されるアクチュエータ装置(112)により、低圧力燃料返還通路(123)に対して接続/遮断可能であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ。 - 前記ポート部分(20)は、前記高圧力ポート(22,24),及び,場合により,前記接続通路(28)が形成されるポートボディ(20’)を有しており、
前記接続通路(28)は、前記高圧力ポート(22,24)を、流量が絞られない様式で互いに接続し、また、前記個別のアキュムレータチャンバ(84)に接続しており、
前記個別のアキュムレータチャンバ(84)は、前記バルブハウジング(12)のアキュムレータボディ(46)内に形成され、前記アキュムレータボディ(46)は、前記ポートボディ(20’)を支持し、
低圧力燃料返還ポート(36),及び,前記アクチュエータ装置(112)に接続される電気端子(38)が、前記ポートボディ(20’)に配置され、
前記アクチュエータ装置(112)は、前記バルブハウジング(12)の中間ボディ(50)内に配置され、前記中間ボディ(50)は、前記アキュムレータボディ(46)を支持し、
また、前記バルブハウジング(12)のバルブボディ(52)は、前記中間ボディ(50)を支持し、前記バルブボディ(52)は、他の側で、前記ノズルボディ(18)を支持し、
前記噴射バルブ要素(126)及び前記制御装置(128)は、前記バルブボディ(52)内に配置されることを特徴とする請求項12に記載の燃料噴射バルブ。 - 内燃機関の複数の燃焼チャンバに燃料を間欠的に噴射するための装置であって、前記装置は、
各燃焼チャンバに対して、請求項1から13のいずれか1項に記載の燃料噴射バルブ(10)を有し、
複数の前記燃料噴射バルブ(10)は、構造的に同一の形状であり、
第1高圧力燃料通路(164)が、高圧力燃料供給通路として、複数の前記燃料噴射バルブ(10)のうちの第1燃料噴射バルブ(10)の前記2つの高圧力ポート(22,24)の第1ポートに接続され、
前記第1高圧力燃料通路(164)は、前記燃料噴射バルブ(10)に燃料を供給するためのものであり、また、他端部が、高圧力供給ポンプ(166)に接続されており、
第2高圧力燃料通路(164’)が、高圧力燃料接続通路として、前記燃料噴射バルブ(10)の前記2つの高圧力ポート(22,24)の第2ポートに、順次、接続され、
さらに、前記第2高圧力燃料通路(164’)は、其々、他端部が、後続の燃料噴射バルブ(10)の高圧力ポート(22,24)の第1ポートに接続されており、
しかしながら、複数の前記燃料噴射バルブ(10)の最後のバルブにおいては、前記高圧力ポート(22,24)の第2ポートは、栓によって閉鎖されており、
複数の前記燃料噴射バルブ(10)は、流量が絞られない様式で、互いに接続され、さらに、好ましくは、前記高圧力供給ポンプ(166)に接続されることを特徴とする装置。 - 前記第2高圧力燃料通路(164’),または,後続のすべての前記第2高圧力燃料通路(164’)は、単一平面(26)内に位置する屈曲部を有することを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記第2高圧力燃料通路(164’)は、単一平面(26)内に存在することを特徴とする請求項14または15に記載の装置。
- 複数の前記燃料噴射バルブ(10)の其々の前記縦軸(14),及び,前記ポート軸(22’,24’)は、前記第2高圧力燃料通路(164’)と同一の平面(26)内に存在することを特徴とする請求項14から16のいずれか1項に記載の装置。
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