JP4095897B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細書によれば、電磁式の燃料噴射弁及びこれに適した固定構造が公知であり、これらによって、シリンダ噴射システムを備えた内燃機関のためのシール作用、耐熱性、耐圧性の要求が満たされる。その際、特にシリンダに直接隣接する、電磁式の燃料噴射弁が固定されている領域及びこの領域から離れた領域におけるシールに細心の注意が払われている。従って、波状の座金として構成された第１のシールリングを有する第１のシール部分は、シリンダ近くの、燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間に位置することになる。さらに、波状の座金として構成された第２のシールリングを有する第２のシール部分は、第１のシール部分よりもシリンダから離れた位置に配置されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細により公知の燃料噴射弁における欠点は、一方では、例えば銀メッキを施されたインコネル（INCONEL）のような加工材料が原因となっている、シールリングのための高い生産コスト並びに製造費用である。
【０００４】
また他方では、高いシール作用を得るためには、常に高い組付け費用が要求されており、組付けの際に大きい機械的な力を必要とし、その結果、構成部分が損傷を蒙ることになる。
【０００５】
発明の利点
これに対して、請求項１に記載された特徴をもつ本発明の燃料噴射弁は、シールリングがスタンプシールによって、内燃機関のシリンダヘッドの受容孔に挿入可能であり、シールリングの半径方向の直径の伸長に有利となるよう、シールリングの軸方向への伸長が軽減され、確実なシール作用が得られるという利点を有している。
【０００６】
従属請求項に記載された手段によって、請求項１に述べられた燃料噴射弁の有利な実施態様が可能となる。
【０００７】
特に、スタンプスリーブが簡単な方法で製造可能であり、燃料噴射弁のシールリングとケーシング閉鎖部との間に配置できる、という利点がある。
【０００８】
シールリングの流出側にスペーサ円板を使用すれば特に有利である。何故ならば、このような手段によって、シールリングと燃料室内に存在する混合気との間の、破壊的な接触が十分に阻止されるからである。
【０００９】
ノズル体とシリンダヘッドの受容孔の壁との間にギャップを設けることより、有利な形式で、燃料噴射弁の作動中に圧力によって補助されたシール作用が可能になる。
【００１０】
図面
本発明の実施例は簡単な図面に概略的に示されており、以下に詳しく説明されている。
【００１１】
図１は、本発明による燃料噴射弁の第１実施例の全体の概略的な部分図、
図２A及び図２Bは、本発明による燃料噴射弁の第１実施例の、図１の領域ＩＩの、概略的な部分図である。
【００１２】
図３A及び図３Bは、本発明による燃料噴射弁の第２実施例の、図３A及び図３Bと同じく図１の領域ＩＩの、概略的な部分図である。
【００１３】
実施例の説明
燃料噴射弁１は、混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のための、燃料噴射弁の形状で構成されている。この燃料噴射弁１は、図示していない内燃機関の燃焼室へ燃料を直接噴射するために適している。
【００１４】
燃料噴射弁１は、ノズル体２から成っており、ノズル体２内に弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用接続しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に当接した弁座面６と協働してシール座を形成している。燃料噴射弁１は、図示の実施例では、内部方向に開放する、噴射開口７を有する燃料噴射弁１である。
【００１５】
ノズル体２は、シール８により磁石コイル１０の外極９に対して、また同様にシールリング３４により内燃機関のシリンダヘッド３５に対して、シールされている。シールリング３４は、確実なシール作用を得るために、有利にはテフロン^（Ｒ）から成っている。図１に示されるように、本発明によれば組付けの際に、シールリング３４はスタンプスリーブ３６によってシリンダヘッド３５の受容孔３８のショルダ３７に当て付けられる。この場合、スタンプスリーブ３６は流入側において例えばケーシング閉鎖部４５で支えられる。
【００１６】
燃料噴射弁１は、図１に示した時点ではまだその最終的な組付け位置を占めていないので、シリンダヘッド３５と燃料噴射弁１の弁座体５とがまだ同一列になる状態となっていない。燃料噴射弁１がさらに受容孔３８に押し込められると、シールリング３４が圧縮成形されることによって、所望のシール作用が得られる。シールリング３４及びその作用形式の詳細は、図２Ａ及び２Ｂの説明に記載されている。
【００１７】
磁石コイル１０は、コイルケーシング１１にカプセル状に収容され、磁石コイル１０の内極に当接しているコイル支持体１２に巻き付けられている。内極１３と外極９はギャップ２６によって互いに隔離されており、結合構成部品２９で支えられている。磁石コイル１０は導線１９を介して、電気的な差込み接点１７経由で供給可能な電流によって励磁される。差込み接点１７は、内極１３に射出成形されるプラスチック被覆部で覆われている。
【００１８】
弁ニードル３は、円板状に構成された弁ニードルガイド１４内でガイドされている。ストローク調節のためには一対の調節円板１５が使用される。調節円板１５の反対側に可動子２０が設けられている。この可動子２０は第１のフランジ２１を介して、摩擦接続的に弁ニードル３と結合している。この弁ニードル３は溶接継ぎ目２２によって第１のフランジ２１に接続されている。第１のフランジ２１には戻しばね２３が支えられており、この戻しばね２３は図示の燃料噴射弁１の構造形状においてスリーブ２４によってプレロード（予圧）がかけられる。
【００１９】
可動子２０の流出側には、下部の可動子ストッパとして用いられる第２のフランジ３１が配置されている。第２のフランジ３１は溶接継ぎ目３３を介して摩擦接続的に弁ニードル３に接続されている。可動子２０と第２のフランジ３１との間には弾性的な中間リング３２が、燃料噴射弁１を閉鎖した際の可動子２０の衝突を緩衝するために配置されている。
【００２０】
弁ニードルガイド１４、可動子２０及び弁座体５の内部には、燃料導管３０ａ，３０ｂ，３０ｃが延びており、これらの燃料導管３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、中央の燃料供給部１６を介して供給され、フィルターエレメント２５によって濾過される燃料を噴射開口までガイドする。燃料噴射弁１はシール２８によって、詳しく図示していない分配導管に対してシールされている。
【００２１】
燃料噴射弁１の非作業状態で、弁ニードル３の第１のフランジ２１は、上昇ストローク方向に抗して戻しばね２３によって負荷されて、弁閉鎖体４が弁座体６に機密に当接された状態に保持されるようになっている。可動子２０は中間リング３２上に載っていて、この中間リングは第２のフランジ３１に支えらている。磁石コイル１０が励磁されると、この磁石コイルが磁界を形成し、この磁界が戻しばね２３のばね力に抗して可動子２０を上昇ストローク方向に動かす。その際、可動子２０は弁ニードル３に溶接されている第１のフランジ２１、及びひいては弁ニードル３を上昇ストローク方向に動かす。弁ニードル３と作用接続している弁閉鎖体４は弁座面６から引き離され、これによって燃料導管３０ａ，３０ｂ、３０ｃを介して噴射開口までガイドされた燃料が噴射される。
【００２２】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界が十分に消滅し、戻しばね２３のばね力によって内極１３から落下し、その結果、弁ニードル３は上昇ストローク方向に抗して動く。これによって弁閉鎖体４は弁座体６に載り、燃料噴射弁１は閉鎖される。可動子２０は第２のフランジ３１によって形成された可動子ストッパ上に載る。
【００２３】
図２Aおよび図２Bはそれぞれ、本発明に従って形成された、種々異なる組み付け状態における燃料噴射弁１の、図１の符号IIで示した部分の部分的な断面図である。すべての図面において同一の構成部分には同一の符号が付けられている。
【００２４】
図１の説明ですでに述べた通り、シールリング３４の半径方向の形状は、シールリング３４が燃料噴射弁１とともに、容易にシリンダヘッド３５の受容孔３８内に挿入可能であるように設計されている。シールリング３４が受容孔３８のショルダ３７に当接している限り、シールリング３４が軸方向へさらに移動することはありえない。しかしながら、例えばシリンダヘッド３５と同一列をなすようにするためには、燃料噴射弁１はシリンダヘッド３５の受容孔３８内にまだ十分に深く押し込められていないので、より強い力を加えてシールリング３４の軸方向への伸長を減縮させながら、さらに組付けが行われなければならない。これは半径方向に、例えば直角に折り曲げられた、スタンプスリーブ３６の円板状に形成された突出部４０によって得られる。この突出部４０はシールリング３４の流入側に当てられる。組み付けの際にこのように用いられた力作用によって、シールリング３４は軸方向で一層平らになり、これに対して半径方向では広げられる。その結果、シールリング３４は受容孔３８の一方の内壁に当接するように変形される。発明に従って形成されたシールリング３４のシール作用は、こうして半径方向に押圧されることによって確実に得られる。この過程は、燃料噴射弁１が例えばシリンダヘッド３５と同一列になるまで実行される。引き続き、燃料噴射弁１は適当な手段によってシリンダヘッド３５に固定され、これによりこのシールリング３４は押圧された形状に保たれる。さらに強い力を必要とする燃料噴射弁１の圧縮経路は、従来のシールリング３４に比べて著しく減少されている。
【００２５】
シールリング３４の燃焼室側の燃焼室圧力はシールリング３４の燃焼室とは反対側の周辺圧力よりも大きいため、シールリング３４はノズル体２とシリンダヘッド３５との間にあるギャップ４１を介して燃焼室圧力で負荷され、これによって燃料噴射弁１の作動中のシール作用は強められることになる。
【００２６】
図３A及び図３Bは、本発明に従って形成された燃料噴射弁１の第２実施例による燃料噴射弁１の、図２A及び図２Bの同一領域の概略的な部分図を示している。この場合、すでに説明された構成部分の説明は省く。
【００２７】
シールリング３４のより均一的な負荷を得ると共に、シールリング３４がギャップ４１に押し込められるのを防止するために、図３A，図３Bに図示されているように、支持のために、スペーサ円板４２をシールリング３４の流出側に配置してもよい。さらに、スペーサ円板４２によって、シールリング３４が燃焼室内に存在する、シールリング３４に腐食作用を及ぼしかねない混合気に直接に接触することが避けられる。
【００２８】
半径方向圧縮性を高めるために、付加的に、ノズル体２の溝状の切欠４３にシールリング３４を部分的に挿入することもできる。次いで、前記実施例で説明されたように、燃料噴射弁１は、この燃料噴射弁１に取り付けられたシールリング３４とともに組み付けられると、再びスタンプスリーブ３６の突出部４０によってシールリング３４は半径方向で押圧され、この場合には、ノズル体２の切欠４３と、流出側に配置されたスペーサ円板４２とによって補助される。
【００２９】
この場合も、シールリング３４のシール作用は、シリンダヘッド３５とノズル体２との間のギャップ４１を介して燃焼室圧力によって強められる。押圧後に切欠４３内に生じたリング状ギャップ４４によって、このシール作用の効果はさらに強められる。
【００３０】
本発明は図示の実施例だけに限られるものではなく、その他の形式のシールリング３４、並びに燃料噴射弁１の任意の構造形式、例えば吸気管に接続する燃料噴射弁１、あるいはコモンレール・システムにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による燃料噴射弁１の第１実施例の全体の概略的な部分図である。
【図２Ａ】 本発明による燃料噴射弁の第１実施例の図１の領域ＩＩの、概略的な部分図である。
【図２Ｂ】 本発明による燃料噴射弁の第１実施例の図１の領域ＩＩの、概略的な部分図である。
【図３Ａ】 本発明による燃料噴射弁の第２実施例の、図３A及び図３Bと同じく図１の領域ＩＩの、概略的な部分図である。
【図３Ｂ】 本発明による燃料噴射弁の第２実施例の、図３A及び図３Bと同じく図１の領域ＩＩの、概略的な部分図である。

Claims (7)

1. 特に混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、ノズル体（２）から形成された弁ケーシングと、内燃機関のシリンダヘッド（３５）に対して燃料噴射弁（１）をシールするシールリング（３４）とを有している形式のものにおいて、
   シールリング（３４）が、最終的な組み付け状態において、弁ケーシングとは別個に形成されてシールリング（３４）の流入側に配置されたスタンプスリーブ（３６）の半径方向の突出部（４０）によって負荷されるようになっており、シールリング（３４）の半径方向への伸長が有利となるように、シールリング（３４）の最終的な組み付け状態での軸方向の寸法が、シールリング（３４）の緊張されていない状態での軸方向の寸法に対して減少されており、スタンプスリーブ（３６）が弁ケーシングに支えられていることを特徴とする、燃料噴射弁。
2. シールリング（３４）がシリンダヘッド（３５）の受容孔（３８）のショルダ（３７）で支えられている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 組み付け前のシールリング（３４）の半径方向の伸長がノズル体（３）とシリンダヘッド（３５）との間に形成された受容孔（３８）よりも小さい、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
4. スタンプスリーブ（３６）が管状に形成され、ノズル体（２）に被せ嵌められている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
5. スタンプスリーブ（３６）が燃料噴射弁（１）のケーシング閉鎖部（４５）で支えられている、請求項４記載の燃料噴射弁。
6. 受容孔（３８）のショルダ（３７）とシールリング（３４）との間にスペーサ円板（４２）が配置されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
7. シールリング（３４）が分部的にノズル体（２）の外側の切欠（４３）に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。

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