JP2017536500A - 燃料を噴射するシステムの高圧ランプのための圧力調整器 - Google Patents

Abstract

【課題】調整の効果的な運転のための流量／圧力特性曲線および液体戻し循環路を最適化することができる燃料噴射システムの高圧ランプのための圧力調整器を開発する。【解決手段】圧力調整器は、放圧室（１３）の底部を形成しかつ中央部でバルブシート（３０）を有する弁体（５０）の表面（５４）の上方で、しかもバルブシート（３０）を形成する円錐形の表面（３１）の延長部に設けられた出口開口（１４）の下方に、放圧室（１３）の環状の拡張部（７０）を有しており、該拡張部（７０）が環状のデッドボリューム（７０）を形成することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に燃料を噴射するシステムの高圧ランプ“Hochdruckrampe”のための圧力調整器であって、該圧力調整器は電磁弁体を有しており、該電磁弁体が電磁石を受けていて、該電磁石が、バルブシートを閉鎖するニードルを制御し、バルブシートが高圧入口に接続されていて放圧室内に開口しており、放圧室は出口開口を通じて液体戻し循環路と連通しており、この場合、電磁弁体が後端部でコイルを受けており、該コイルが回転子の開放を制御し、該回転子がニードルに堅固に接続されていて、閉鎖リターンスプリングに支配されており、この場合、電磁弁体の前端部がニードルの軸線上に、中空室を通って延在する放圧室を有していて、中空室が入口弁体を受けていて、該入口弁体が、バルブシート内に開口する孔によって軸方向に貫通されており、この場合、この弁体は中空室内に畳み折りによってつなぎ合わされており、ニードルによって軸方向に貫通されている放圧室と、液体戻し循環路に接続されている出口開口とが、放圧室の壁部の上部の下側で壁部に横方向に開口している形式のものに関する。

上記のように規定された形式の圧力調整器は既に存在する。この公知の調整器は、理論上は線状であるが実際には放圧室の上部の静圧に基づいて勾配の突然の増大に晒される流量／圧力特性曲線を、最適化することができないという欠点を有している。

本発明の課題は、調整の効果的な運転のための流量／圧力特性曲線および液体戻し循環路を最適化することができる、燃料噴射システムの高圧ランプのための圧力調整器を開発することである。

前記課題を解決するために、本発明は、上記のように規定された形式の圧力調整器が、放圧室の底部を形成しかつ中央部でバルブシートを有する弁体の表面の上方で、しかもバルブシートを形成する円錐形の表面の延長部に設けられた出口開口の下方に、環状のデッドボリュームを形成する放圧室の環状の拡張部を有している、ことを特徴としている。

本発明による圧力調整器は、放圧室の部分内でバルブシートの周囲に展開されたデッドボリュームを、液体の出口に直接配置し、従って、液体の運動エネルギーを吸収し、放圧室の上部内の静圧を減少させることができ、それによってこの圧力は、調整器に接続された液体戻し循環路の圧力に近くなる、という利点を有している。

別の好適な特徴によれば、弁体が、環状のワッシャが嵌め込まれている電磁弁体の端部の中空室内に受容されており、ワッシャの内径はショルダを有していて、デッドボリュームの高さの少なくとも一部を画成する。

別の好適な特徴によれば、弁体は調整器の電磁弁の中空室内に畳み折りによりつなぎ合わされている。

調整器のこのような構成は、デッドボリュームの設計および製造を容易にする。

圧力調整器の１実施例の軸方向断面図である。 組み立てられていない前部を示す図である。 ワッシャも備えた、組み立てられた前部を示す図である。 公知の調整器の軸方向断面図である。

以下に、添付の図面に示した圧力調整器の１実施例を用いて本発明を詳しく説明する。

図１によれば、本発明は課題としての圧力調整電磁弁１００を有しており、この圧力調整電磁弁は簡単に圧力調整器と称呼される。圧力調整器は、内燃機関の高圧噴射システムの共通噴射ランプ（コモンレール）に接続されている。

圧力調整器１００は、電磁弁体１０より成っており、この電磁弁体１０は、ニードル２０の形のピストンに沿って延在する軸線ＸＸを中心として回転する、全体として回転体の形を有しており、前記ニードル２０は、このニードルによって操作されるボール２１を介してバルブシート３０と協働し、前記ニードル２０は前記ボール２１をバルブシート３０に当接させる。

電磁弁体１０は電磁石４０を備えており、この電磁石４０は、ニードル２０に堅固に結合された、ニードルの開放運動を制御するディスク状の回転子４１に作用するために設けられている。ニードル２０と同軸的なリターンスプリング２５は、回転子４１に作用し、かつ閉鎖方向に作用する。

電磁弁体１０の前端部１１は、電磁弁を備えていて回転子４１を受けている後端部１２の反対側に位置している。戻し液体によって貫流される前端部１１は、放圧室１３を有しており、この放圧室１３は、液体を戻し循環路に流出させるための開口１４を有していて、前側で、中空室１５が弁体５０を受けており、この弁体５０は中空室内に畳み折りによりつなぎ合わされている。

放圧室１３は、円筒形壁部１３１によって、軸線ＸＸの回りを画定していて、この壁部１３１内に、放圧室１３の軸線ＸＸに対して概ね垂直の方向に横方向孔が開口１４を通って貫通している。この開口１４は、円筒形壁部１３１を貫通しており、この場合、開口１４は、図面の向きに沿った放圧室の上部１３２内の体積に影響しない。弁体５０は、軸方向の入口孔５１によって貫通されており、この入口孔５１は、共通ランプの高圧循環路と連通していて、減少された横断面を有する孔５２を通って続いており、この孔５２は、軸線ＸＸに沿って全体が円錐台形のバルブシート３０に開口している。

液体の流入方向は、矢印Ｅによって示されていて、孔１４を貫流する流出方向は矢印Ｓで示されている。

弁体５０はその円筒形の電磁弁体を通して、環状のワッシャ６０を嵌め込んだ中空室１５内に受容されており、このワッシャ６０は、ニードル２０の閉鎖位置およびその回転子４１の閉鎖位置を電磁石４０に関連して調節することができる。ワッシャ６０は、ニードル２０および回転子４０が閉鎖された位置にあるときに、調整器の構成部分の製造公差および接合公差を補正するために残存するエアギャプを調整することができる。

環状のワッシャ６０の内側の円筒形の表面６１、中空室１５の底部１５１、ショルダ１５２は、デッドボリューム７０を画成しており、このデッドボリューム７０は、横断面で示されていて、円錐形の表面３１の延長部内、またはバルブシート３０の概ね円錐形の表面内に位置している。このデッドボリューム７０は、デッドボリューム７０を越えて軸線ＸＸに沿って位置する放圧室１３よりも大きい横断面を有している。

中空室１５の底部１５１内のショルダ１５２は、例えばデッドボリューム７０の直径と同じ直径を有するフライス盤によって製造される。

図２Ａは、中空室１５内に係合していない弁体５０によって、様々な構成要素、放圧室１３、底部１５１を備えた中空室１５およびそのショルダ１５２、並びに入口弁体５０を畳み折りによりつなぎ合わせるために縁部が折り返されている壁部１５３の形状を示す。

弁体５０は、その軸方向の入口孔５１、入口孔５１を延長する、減少された横断面を有する孔５２、並びにバルブシート３０の円錐形の表面３１、およびボール２１を受け、それによって弁３０のシール段部を形成するドーム形３２の入口と共に、示されている。弁体５０の外側輪郭は、折り畳み突起５３を形成する。弁体５０の上側５４はフラットであって、下側５５はスリーブ５６を有しており、このスリーブ５６はストレーナ５７（図２Ｂ）を受ける。上側５５は高圧ランプとのシールを確実にする。

図２Ｂは、嵌め込まれたワッシャ６０と共に中空室１５内に畳み折りによりつなぎ合わされた弁体５０と組み合わされた、電磁弁体１０の端部１１を示す。従ってデットボリューム７０は、調整器の電磁弁体１０の中空室、その切削加工されたショルダ１５２、環状のワッシャ６０および弁体５０の内側５４によって画成されている。

補助線は、直径Ｄ_１および軸線ＸＸに沿った軸方向の長さＬ_１を備えた長方形の環状のデッドスペース７０の特徴的な寸法を示す。デッドスペース７０は、一般的に２つの直径Ｄ_１１，Ｄ_１２、つまり、ショルダ１５２のための直径Ｄ_１１および、環状のワッシャ６０の内径である直径Ｄ_１２を有している。

これら２つの直径は同じであってよいが、必ずしもそうでなくてよい。明細書および請求項の説明を簡単にするために、デットボリューム７０の「直径」について記載されているが、この場合、この表現は２つの直径Ｄ_１１，Ｄ_１２を含むことが前提とされる。

この「直径」は、いずれにしても、放圧室１３の直径Ｄ_２よりも大きい。

拡大された図２Ｂは、デットボリューム７０の環状の横断面を示しており、軸線ＸＸに対して平行な線によって、および放圧室１３の壁部の円筒形の表面１３１の幾何学的な延長部に従って強調されている。デットボリューム７０の軸線ＸＸに沿った軸方向の「高さ」Ｌ_１は、中空室の底部１５１のショルダ１５２およびワッシャ６０の高さによって形成されている。このワッシャ６０は、その厚さを容易に変えることができる（矢印ＸＸ）ことを指摘しておく。ワッシャ６０の厚さを大きく変化させれば、ニードル２０が開放したときに、特にバルブシート３０の円錐形の表面３１の延長部内に、しかもニードル２０のボール２１の下を通る円錐形の液体流の経路上に十分なデッドボリューム７０が得られるように、中空室１５の底部１５１のショルダ１５２の深さ（軸方向ＸＸ）を調節することができる。

言い換えれば、デッドボリューム７０は、バルブシート３０の円錐形の表面３１の延長部で出口開口１４の下の放圧室１３の下部に降下する。

デットボリューム７０は、放圧室１３とは別個に、明確に出口開口１４によって分離されている。放圧室１３の体積の一部を形成する、放圧室１３の上部１３２に対して、デッドボリューム７０内には静圧が支配する。

本発明によれば、デッドボリューム７０は次のような寸法的特徴を有している。
Ｄ_１１＞Ｄ_２Ｄ_１２＞Ｄ_２
Ｌ_１≦Ｌ_２
Ｄ_１１は、環状のワッシャ６０の内径
Ｄ_１２は、ショルダ１５２の直径
Ｄ_２は、放圧室１３の直径
Ｌ_１は、デッドボリューム７０の軸方向長さ
Ｌ_２は、弁体５０の上側と出口開口１４との間の軸方向の間隔、である。

図２Ｂの拡大図によって、デッドボリューム７０は、放圧室１３の全体的な拡大によって同等に製造できないことが強調されなければならない。デッドボリューム７０は放圧室１３から明確に分離されていて、出口開口１４の下または上にあることが絶対に必要である。

図３は、比較として、弁２３０のバルブシート内に開口する孔内で終わっている電磁弁体２１０より成る公知の圧力調整器２００の端部を示す。この孔はニードル２２０の形の電磁弁のピストンによって閉鎖され、このニードル２２０はここではボール２２１を介してバルブシート２３０と協働する。弁体２５０は、ワッシャ２６０が嵌め込まれた電磁弁体２１０によって中空室２１５の底部に当て付けられている。弁体２５０は、電磁弁体内に畳み折りによってつなぎ合わされている。環状のワッシャ２６０は、放圧室２１３の内径に等しい内径Ｄ_２、および放圧室２１３を画定する弁体２５０の上側２５４と戻し循環路に通じる出口開口２１４との間の軸線ＸＸに沿った軸方向長さＬ_２を有している。

１０ 電磁弁体
１１ 前端部
１２ 後端部
１３ 放圧室
１３１ 円筒形壁部
１３２ 上部
１４ 出口開口／孔
１５ 中空室
１５１ 中空室の底部
１５２ ショルダ
１５３ 壁部
２０ ピストン／ニードル
２１ ボール
２５ リターンスプリング
３０ バルブシート
３１ 円錐形の表面
３２ ドーム
４０ 電磁弁／コイル
４１ 回転子
５０ 入口弁体
５１ 入口孔
５２ 減少された横断面を有する孔
５３ 畳み折り突起
５４ 弁体の上側
５５ 下側の表面
５６ スリーブ
５７ ストレーナ
６０ ワッシャ
６１ 内側の円筒形の表面
７０ デッドボリューム
１００ 圧力調整器

Claims (4)

1. 内燃機関に燃料を噴射するシステムの高圧ランプのための圧力調整器であって、該圧力調整器は電磁弁体（１０）を有しており、該電磁弁体（１０）が電磁石（４０）を受けていて、該電磁石（４０）が、バルブシート（３０）を閉鎖するニードル（２０）を制御し、前記バルブシート（３０）が高圧入口に接続されていて放圧室（１３）内に開口しており、前記放圧室（１３）は出口開口（１４）を通じて液体戻し循環路（５）と連通しており、
   前記電磁弁体（１０）が後端部（１２）でコイル（４０）を受けており、該コイル（４０）が回転子（４１）の開放を制御し、該回転子が前記ニードル（２０）に堅固に接続されていて、閉鎖リターンスプリング（２５）に支配されており、
   前記電磁弁体（１０）の前端部（１１）が前記ニードル（２０）の軸線（ＸＸ）上に、前記ニードルを包囲し中空室（１５）を通って延在する放圧室（１３）を有していて、前記中空室（１５）が入口弁体（５０）を受けていて、該入口弁体（５０）が、前記バルブシート（３０）内に開口する孔（５１）によって軸方向に貫通されており、
   前記ニードル（２０）によって軸方向に貫通されている前記放圧室（１３）と、前記液体戻し循環路に接続されている前記出口開口（１４）とが、前記放圧室（１３）の壁部（１３１）の上部（１３２）の下側で前記壁部（１３１）に横方向に開口している形式のものにおいて、
   前記圧力調整器は、
   前記放圧室（１３）の底部を形成しかつ中央部でバルブシート（３０）を有する前記弁体（５０）の表面（５４）の上方で、しかも前記バルブシート（３０）を形成する円錐形の表面（３１）の延長部に設けられた前記出口開口（１４）の下方に、前記放圧室（１３）の環状の拡張部（７０）を有しており、該拡張部（７０）が環状のデッドボリューム（７０）を形成する
   ことを特徴とする圧力調整器。
2. 前記デッドボリューム（７０）が次のような寸法的な特徴、即ち、前記デッドボリュームの直径Ｄ_１（Ｄ_１１，Ｄ_１２）が前記放圧室の直径Ｄ_２よりも大きく、前記デッドボリュームの軸方向長さ（Ｌ_１）が、前記弁体（５０）の上側の表面（５４）と前記液体戻し循環路に連通する前記開口（１４）との間の前記放圧室（１３）の軸方向長さよりも小さいかまたは同じである、という寸法的な特徴を有している
   ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整器。
3. 前記弁体（５０）が、環状のワッシャ（６０）が嵌め込まれている前記電磁弁体（１０）の前記端部（１１）の前記中空室（１５）内に受容されており、前記ワッシャ（６０）の内径（Ｄ_２）はショルダに接続していて、前記環状のデッドボリューム（７０）の高さの少なくとも一部を形成している
   ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整器。
4. 前記弁体（５０）が前記中空室（１５）内に畳み折りによりつなぎ合わされている
   ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整器。

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