JP3094116B2 - 電磁式内燃機関燃料噴射装置 - Google Patents

電磁式内燃機関燃料噴射装置

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JP3094116B2
JP3094116B2 JP03285861A JP28586191A JP3094116B2 JP 3094116 B2 JP3094116 B2 JP 3094116B2 JP 03285861 A JP03285861 A JP 03285861A JP 28586191 A JP28586191 A JP 28586191A JP 3094116 B2 JP3094116 B2 JP 3094116B2
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エラシス システマ リセルカ フィアット ネル メッツォジオルノ ソチエタ コンソルティレ ペル アジオニ
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関燃料噴射シス
テム用の電磁式噴射装置、とくにその制御弁用のプラン
ジャシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】前記のタイプの噴射装置は、通常、ノズ
ルの制御室を流出導管に連結する制御弁によって開かれ
る燃料噴射用ノズルを持つ本体を具備する。ノズルは、
通常は、プランジャと制御室内の燃料圧力によって閉じ
られ、制御室内の圧力を減少しプランジャを持ち上げる
制御弁によって開かれる。
【０００３】既知の噴射装置の制御弁は、通常、制御室
を流出導管に連結する穴の中の円錐座と共働する球を具
備する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のタイプの制御弁
は多数の欠点を持つ。第一に球と円錐座の間の接触は全
く周状をなして発生し、その結果、両者の間の密封を確
保するためには球と円錐座の双方は高精度に機械加工さ
れねばならず、このことは明らかに噴射装置の原価を上
昇させる。第二に、関連する苛酷な圧力のために、上記
のような接続は、球と円錐座の間の皮相的な接触面のた
めに有る量の漏れを不可避的に発生させる。
【０００５】最後に、摩耗のために球は円錐面に溝をつ
け、押跡または凹所を発生させる傾向があり、その為に
燃料圧力に曝かれる球表面にばらつきを生じ、その結果
として戻しばねの方向への球の推力にばらつきを生じ、
噴射装置の作用を損なう。
【０００６】本発明の目的は、既知の噴射装置に定型的
に付随する上記の欠点を克服するために設計された簡単
な制御弁を特徴とする電磁式噴射装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エンジ
ンに燃料を噴射するときは開かれるが、通常は閉じられ
ているノズルをもった中空体と、中空体内に収容されか
つ制御室を有する部材と、制御室を流出導管に連結して
いる孔を有する制御弁と、ノズルを開くために電磁石の
アンカによって制御されるプランジャとを具備し、制御
室には、通常加圧された燃料が連通されている噴射装置
において、孔が、部材の平坦面に開口し、プランジャ
が、面と対をなす平坦面をもったパット要素よりなり、
アンカが、面にほぼ垂直な変位によってパッド要素の反
対側の面に係合するアクチュエータを備えている電磁式
内燃機関燃料噴射装置が提供される。
【０００８】
【実施例】限定するためのものではない望ましい本発明
の実施例の多数が、例として添付図を参照しながら記述
されている。
【０００９】図１の番号(10)は、内燃機関燃料噴射装置
を示し、これは、通常高圧（たとえば１５００バール）
の室（図示されていない）に連通する噴射ノズル(12)を
底部に収納した円錐状中空体(11)を具備する。
【００１０】既知の方法で高圧室には、加圧燃料インプ
ット導管(13)により、環状室(14)と内側導管（図示され
ていない）を経て、燃料が供給される。インプット導管
(13)から、燃料は高圧（たとえば１５００バール）ポン
プにより供給される。
【００１１】中空体(11)内には、円筒状軸方向空洞(16)
を有するブッシュ(15)が収納され、同空洞(16)には同心
のスパイラルばねによって押下げられる軸方向滑り棒(1
7)が収容されている。滑り棒(17)は、下向きに延び底部
は尖端部となって終わり、この尖端部はノズル(12)の内
側の座に係合し、それによりプランジャとして作用す
る。
【００１２】滑り棒(17)は弁(19)によって制御され、弁
(19)は、リングナット(22)によって中空体(11)に固定さ
れたブッシュ(21)上の電磁石(20)によって制御される。
ブッシュ(21)は、中本体(11)の頂部を閉じるキャップ(2
3)に収納されている。
【００１３】電磁石(20)は、電気コイル(25)を収容した
磁気コア(24)を具備し、電気コイル(25)には、キャップ
(23)の付属品(26)上の電気結合により電気が供給され
る。電磁石(20)はまた、円板(28)の形をした磁気アンカ
を具備し、これは、ブッシュ(21)の内壁の円筒部分(29)
の内側に収容されている。円板(28)は、コア(24)内の軸
方向穴(32)の内側に挿入された棒(31)に取付けられてい
る。穴(32)は既知の方法で、キャップ(23)によって燃料
流出導管(33)と連通し、燃料タンクに連結されている。
【００１４】穴(32)にはまた、円板(28)を下向きに押す
ためのヘリカル圧縮ばね(34)が収容されている。円板(2
8)は、軸方向穴(32)と連通する半径方向開口(36)を備
え、かつ底部では軸(37)よりなる制御弁(19)のためのア
クチュエータと一体となっている。
【００１５】制御弁(19)は、環状室(14)から上方へ延び
る区画(39)の中に収容されたほぼ円筒状の弁部材または
弁体(38)を具備する。弁体(38)の底部には、ブッシュ(1
5)の頂端部の座の内側に密封された肩部(41)が備えられ
ている。
【００１６】頂部において、弁体(38)には、中空体(11)
の肩部(43)上に載せられた鍔(42)が備えられている。弁
体(38)上の第２の肩部(44)は、環状室(14)を上向きに密
封するためのシール部(46)を収容している。
【００１７】弁体(38)は、同心の円筒状制御室(47)を備
えている。制御室(47)は、底部で空洞(16)と連通し、導
管(13)から加圧された燃料を受けとるために半径方向穴
(48)を経て環状室(14)と連通し、外側では頂部で軸方向
計量穴(49)と連通する。
【００１８】弁体(38)の鍔(42)は、中空体(11)の上のね
じを切られた座(53)（図１）の内側へねじ込まれたリン
グナット(52)によって中空体(11)に固定されたベル形部
材(51)と一体である。部材(51)は、リングナット(52)の
内面に環状室(56)を形成するスリーブ(54)を具備する。
スリーブ(54)の内面は、弁(19)のアクチュエータ(37)の
ための精密案内部として作用する。
【００１９】ベル形部材(51)はまた、リング(57)を具備
し、部材(51)がスリーブ(54)を弁体(38)に対して中央に
保つことができるように弁体(38)の鍔(42)をリング(57)
が囲繞している。最後に部材(51)は、平坦環状部分(59)
を有する鍔(58)を具備し、環状部分(59)は、リングナッ
ト(52)によって鍔(42)の平坦環状部分(61)に係合されて
いる。
【００２０】鍔(42)の上面は、鍔(58)の上の凹所(63)と
釣り合う環状室(64)を形成する凹所(62)を具備する。環
状室(64)は、鍔(58)を通る２個以上の傾斜した穴(65)を
経て、環状室(56)と連通する。鍔(58)の上のさらなる中
央凹所(66)は、弁(19)のプランジャ(67)を収容し、弁(1
9)は穴(49)を開閉するように軸(37)によって制御され
る。本発明による噴射装置は下記のように作動する。
【００２１】電磁石(20)は通常は消磁されている。その
状態では円板(28)はばね(34)（図１）によってコア(24)
から引き離されていて、プランジャ(67)は軸(37)によっ
て穴(49)を閉じるように押下げられたままであり、空洞
(16)を経て、制御室(47)内の燃料圧力はそれぞれのばね
と組合わさって棒(17)を押下げ、その底部がノズル(12)
を閉じている。
【００２２】電磁石(20)が励磁されると、円板(28)が上
昇し、それにより軸(37)にプランジャ(67)を解放させ、
プランジャ(67)は室(47)の中の燃料圧力によって持ち上
げられ、燃料は穴(49)を通って環状室(64)（図２）へ流
入し、傾斜穴(65)を経て環状室(56)に流入し、流出導管
(33)へ向かって流れる。
【００２３】制御室(47)内での圧力降下と、圧力室内の
燃料圧力の降下とは、次に棒(17)を持ち上げ、その結
果、燃料をエンジン・シリンダの中へ噴射するようにノ
ズル(12)を開く。
【００２４】電磁石(20)が消磁されると、ばね(34)は円
板(28)を押下げ、軸(37)はプランジャ(67)を穴(49)の上
を覆って閉じる位置へ復帰させ、制御室(47)はふたたび
加圧され、棒(17)は下降してノズル(12)を閉じる。
【００２５】制御弁(19)の作動はタイミングにおいても
応答においても著しくデリケートである。アンカ(28)の
移動、したがってプランジャ(67)の移動は極めて小さ
く、数／１０mmであり、プランジャ(67)と穴(49)の間の
密封は不可避的に問題を引き起こす。
【００２６】本発明の一特徴によれば、穴(49)は鍔(42)
の完全平坦面(68)に開口し（図２〜５）、この面(68)は
またスリーブ(58)および軸(37)の軸線に垂直であり、そ
の為に軸(37)の移動方向に垂直である。次にプランジャ
(67)はパッド要素よりなり、このパッド要素の下面(70)
は、密封的に鍔(42)の面(68)と係合する完全平坦面を提
供する。
【００２７】パッド要素(67)は、円形で直径において凹
所(66)よりも僅かに小さくて、凹所(66)の内側をある量
の自由度を以て移動し得るようにしてもよい。要素(67)
の上面は、軸(37)の底端部表面と係合する。同表面は、
要素(67)へ及ぼされる作用が鍔(42)の表面(68)に対して
直角になるように、一般的には球面になされている。図
１、図２の実施例において、要素(67)は板状をなし、そ
の上面もまた平坦面を提供する。次に軸(37)の下面は面
(71)の表面に作用する球面状尖端(72)よりなり、したが
って弁(19)および軸(37)の製造原価は劇的に削減され
る。
【００２８】図３の実施例において、要素(67)はこれも
また板状であり、その上面は、平坦面と凹面であり、中
空球面部分(73)および平坦環状部分(74)よりなる。望ま
しくは、中空部分(73)はほぼ半球面よりなる。
【００２９】他方、軸(37)の下面は平面と凹面であり、
直径において中空部分(73)よりも僅かに小さい球面状キ
ャップ形部分(75)と、平坦なリング(76)とを具備する。
故に部分(75)と中空部分(73)の組合わされた作用は、板
(67)の穴(49)に対する心出しを提供する。
【００３０】図４の実施例において、パッド要素(67)
は、平坦な下面(68)と球面状キャップ形の上面(77)とを
提供する。望ましくは、要素(67)は、キャップ(77)が少
なくとも半球面よりなるように、すなわち要素(67)が面
(68)に平行な球の直径を包含するように、面(68)の上に
切り出された球面よりなる。
【００３１】他方、軸(37)の下面は、平坦面と凹面であ
り、直径においてキャップ(77)よりも僅かに小さい球面
状中空部分(78)と、リング(79)とを具備する。この場合
にもまた中空部分(78)とキャップ(77)の組み合わされた
作用は、要素(67)の穴(49)に対する心出しと、軸(37)の
中空部分(78)が要素(67)の肉厚最大部分に作用するとい
う追加の利点と、を提供する。
【００３２】図５の実施例において、弁(19)のプランジ
ャは、図３のそれと類似の中空球面部分(73)を具備する
平坦−凹面板(67)よりなる。軸(37)の下面もまた平坦面
と凹面であり、図４のそれと類似の中空球面部分(78)を
具備する。中空部分(78)の間に、板(67)の上への軸(37)
の作用を適応・心出しするための球(80)が挿入されてい
る。
【００３３】パッド要素(67)は、既述のように円形であ
ってもよく、また交互に円形部分(81)と平坦部分(82)と
を持つ多角形（図６）ほぼ生成するように切り出されて
いてもよい。この様な設計は、図６に示されるように交
互に３個の同一の平坦部分(82)と、３個の同一の円形部
分(81)とを提供するという利点があり、図６は、図３、
図５の平坦−凹面板(67)を示している。図２の板(67)お
よび図４の要素(67)もまた同様に切り出されてもよい。
【００３４】本発明の範囲から離れることなく、ここに
記述し例示された噴射装置に変更がなされ得ることは当
業熟練者には明らかであろう。たとえば、電磁石(20)と
弁棒(38)は別々に噴射装置(10)の中空体(11)に取付けて
もよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明の利点は前述から明らかであろ
う。特に、平坦面(68)(70)の精密機械加工は、既知の噴
射装置の場合に必要とされる球面の機械加工よりも遥か
に経済的である。同様の節約は、最早密封を提供しない
プランジャ(67)および軸(37)の球面に関してもまた可能
である。
【００３６】さらに、接触平坦面(68)(70)は、燃料がそ
の上を圧送される密封接触面が増大しているために、摩
耗に基づく溝の発生または燃料漏れをもはや生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁式噴射装置の第１実施例の一
部切開き図である。
【図２】図１の噴射装置の制御弁の拡大断面図である。
【図３】本発明による電磁式噴射装置の第２実施例の断
面図である。
【図４】本発明による電磁式噴射装置の第３実施例の断
面図である。
【図５】本発明による電磁式噴射装置の第４実施例の断
面図であり、
【図６】図３と図５の詳細の変形例の拡大平面図であ
る。
【符号の説明】
11 中空体 12 ノズル 20 電磁石 28 アンカ 33 流出導管 37 アクチュエータ 38 部材 47 制御室 49 穴 67 プランジャ 68 平坦面 70 平坦面 71 反対面 73 〃 77 〃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３０５ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３０５Ｌ (56)参考文献 特開 平１−285654（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253562（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−226558（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2182756（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 39/00 - 71/04 F16K 31/06 - 31/11

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンに燃料を噴射するときは開かれ
    るが、通常は閉じられているノズル(12)をもった中空体
    (11)を具備しており、制御弁が、中空体(11)内に収容さ
    れかつ通常加圧された燃料が連通されている制御室(47)
    を有する弁体(38)を備えており、弁体(38)が、また、弁
    体(38)の平坦面(68)に開口しかつ制御室(47)を流出導管
    (33)に連結している孔(49)を有しており、制御弁が、ま
    た、ノズル(12)を開くために電磁石(20)のアーマチュア
    (28)によって制御されるプランジャパッド(67)を備えて
    おり、アーマチュア(28)が、平坦面(68)に実質的に直角
    に移動可能であり、プランジャパッド(67)が面(68)と対
    をなす平坦面(70)を有し、プランジャパッド(67)の反対
    側の面(71)(73)(77)がアクチュエータ(37)の球状自由端
    (72)(75)(78)と係合可能である噴射装置において、 アクチュエータが、アーマチュア(28)と一体である軸(3
    7)の形をなし、弁体(38)が、ねじを切られたリングナッ
    ト(52)とベル形部材(51)とによって中空体(11)内で密封
    されており、軸(37)が、ベル形部材(51)上のスリーブ(5
    4)によって案内され、プランジャパッド(67)が、ベル形
    部材(51)の中に形成された凹所(66)の内側を移動する、 ことを特徴とする電磁式内燃機関燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】 反対側の面(71)が、また平坦であり、か
    つ自由端上の球面状キャップ形面(72)によって係合され
    る、 ことを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
  3. 【請求項３】 反対側端面(73)と、自由端上の球面(72)
    (78)とがそれぞれ凹面およびキャップ形である、 ことを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
  4. 【請求項４】 キャップ形面(75)が、自由端の上にあ
    り、反対側の面(73)が、上記キャップ(75)の半径よりも
    僅かに大きい半径を持つ凹面である、 ことを特徴とする請求項３記載の噴射装置。
  5. 【請求項５】 キャップ形面(75)が、自由端の上にあ
    り、平坦面の一部に球面をもつ形であり、凹面が、反対
    側球面(73)の上にあり、かつ平坦面の一部に球面をもつ
    形であり、凹面部分が、キャップ(75)よりも僅かに大き
    い半径を持つ、 ことを特徴とする請求項４記載の噴射装置。
  6. 【請求項６】 プランジャパッド(67)が、平坦端面(68)
    を生成するために球面を切り出すことにより形成された
    球面形状キャップ(77)からなり、上記凹面(78)が自由端
    の上にある、 ことを特徴とする請求項３記載の噴射装置。
  7. 【請求項７】 球面状キャップ(77)が、球の半分または
    それ以上の球面部分からなる、 ことを特徴とする請求項６記載の噴射装置。
  8. 【請求項８】 反対側端面(73)の表面と、軸(37)の表面
    (78)との双方が平坦面の一部に球面をもつ形であり、球
    (80)が２つの平坦面の一部に球面をもつ表面(73)(78)の
    間に挿入されている、 ことを特徴とする請求項１記載の噴射装置。
  9. 【請求項９】 各平坦面の一部に球面をもつ表面(73)(7
    8)が、直径において球(80)よりも僅かに大きい球面部分
    を具備する、 ことを特徴とする請求項８記載の噴射装置。
  10. 【請求項１０】 プランジャパッド(67)がほぼ多角形で
    あり、交互に平坦部分(82)および円形部分(81)である一
    連の部分を具備する、 ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の
    噴射装置。
JP03285861A 1990-10-31 1991-10-31 電磁式内燃機関燃料噴射装置 Expired - Fee Related JP3094116B2 (ja)

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IT53352-B/90 1990-10-31

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