JP4184741B2 - Injection valve for internal combustion engine - Google Patents
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- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用の噴射弁、特にコモンレール燃料噴射系用の噴射弁であって、ほぼ円形の横断面を有する内部切欠きを備えた弁ケーシング部分と、内部切欠き内に開口する、高圧燃料用の流入孔とが設けられている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】
このような形式の噴射弁は、ドイツ連邦共和国特許公開第19832826号明細書に基づいて公知である。この公知の噴射弁は、インジェクタとして形成されていて、高圧ポンプと接続されている燃料高圧アキュムレータを有している、内燃機関用のコモンレール噴射装置において使用される。噴射弁は、燃料高圧アキュムレータと接続された燃料高圧接続部と、燃料戻し装置への接続のための燃料低圧接続部と、電気的な接続部とを有しており、この電気的な接続部は、例えば電磁弁である噴射弁の電気作動式の制御弁を電気的に制御するために働く。公知の噴射弁では弁ニードルが弁ピストンを介して、制御圧室内における燃料圧によって閉鎖方向に負荷される。制御圧室は、弁ケーシング内に挿入された弁部材内に配置されていて、供給絞りを備えた供給通路及び排出絞りを備えた排出通路を介して、燃料高圧接続部にかもしくは燃料低圧接続部に接続されている。駆動装置として例えば電磁調節装置又は圧電式調節装置を有している、制御弁の弁構成部材によって、排出通路は開閉されることができ、制御圧室内における燃料圧は、弁ニードルの個々の操作過程のために制御されることができる。弁ニードルの開放速度は、排出通路の開放時に、供給絞りと排出絞りとの間における貫流差、ひいては供給絞りと排出絞りとの不動に調節された寸法比によって規定される。
【0003】
公知の噴射弁では高圧燃料のための供給通路は、複数部分から形成されていて、噴射弁の弁ケーシング部分内に設けられた流入孔を有しており、この流入孔は弁ケーシング部分の内部切欠きにおいて、弁部材を取り囲むリング室に開口している。流入孔はこの場合その内部横断面全体で、内部切欠きに開口している。実地において次のことが分かっている。すなわち公知の噴射弁では、流入孔と内部切欠きとの交差領域において、流入孔の切欠き効果と高い燃料圧とに基づいて、周方向において強い引張り応力が発生し、このような引張り応力によって、破損や亀裂形成の生じるおそれがある。
【0004】
【特許文献1】
ドイツ連邦共和国特許公開第19832826号明細書
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の噴射弁を改良して、流入孔と内部切欠きとの交差領域における強い引張り応力の発生、ひいては当該領域における破損や亀裂形成を確実に回避できる噴射弁を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、流入孔が弁ケーシング部分の内部切欠きと、単に内部横断面の一部分だけで交差しているようにした。
【0007】
【発明の効果】
このように構成された本発明による噴射弁には、次のような利点がある。すなわち本発明による噴射弁では、内部切欠きと流入孔との間の交差領域における切欠き応力が著しく減じられ、これによって噴射弁の強度が著しく高められる。本発明による噴射弁では、流入孔はその内部横断面の一部でしか噴射弁の弁ケーシング部分の内部切欠きと交差していない。移行縁部の形状を変化させることによって、高圧負荷時に周方向において作用する材料応力は、有利に減じられる。このようにして、製造時に大きな手間もしくは費用をかけることなしに、噴射弁の耐用寿命及び確実性を高めることができる。
【0008】
本発明の別の有利な構成は請求項2以下に記載されている。
【0009】
本発明の有利な構成では、流入孔が弁ケーシング部分の接続部から弁ケーシング部分内に設けられていて、流入孔が内部切欠きを越えて弁ケーシング部分の、接続部とは反対側の部分にまで延びている。このように構成されていると、流入孔から内部切欠きへの移行縁部を対称的に形状付与することができ、これによって切欠き応力を特に強く減じることができる。
【0010】
本発明の特に有利な構成では、流入孔が、内部切欠きを越えて延びている区分で、供給孔と接続されていて、該供給孔が噴射弁の噴射開口と接続されている。このように構成されていると、流入孔を介して、弁ケーシング部分の、弁部材を取り囲む内部切欠きと、噴射開口に接続された供給孔とに、高圧燃料を有利に供給することができるので、噴射弁の構成を簡単化することができる。高圧接続からはその他の孔は1つも延びていないので、燃料高圧アキュムレータから延びる接続導管は、直接、弁ケーシング部分にねじ結合することができ、かつ例えば燃料フィルタを弁ケーシング部分に一体に組み込むことができる。
【0011】
本発明の特に有利な構成では、少なくとも1つの流入孔と弁ケーシング部分の内部切欠きとの間における移行縁部が、丸く面取りされている。縁部に丸み部を形成し、移行縁部の形状を変化させることによって、交差領域においてより改善された高圧強度が得られる。さらに別の有利に、材料加工する工具を弁本体部分の内部切欠きに導入する電気化学的な方法又はその他の方法の間に、移行縁部は、従来技術とは異なった形式で成形され、かつ良好に接近可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【0013】
図1a及び図1bには、従来技術に基づいて公知の燃料噴射弁1が示されており、この燃料噴射弁1は、高圧フィードポンプによって高圧燃料が連続的に供給される燃料高圧アキュムレータを備えた燃料噴射装置において使用されるようになっている。図示の燃料噴射弁1は、内部切欠き20を備えた弁ケーシング部分4を有しており、この内部切欠き20は、その全長の一部分に長手方向孔5を形成しており、この長手方向孔5内には弁ピストン6が配置されていて、この弁ピストン6の一方の端部は、ノズル本体65内に配置された弁ニードル60に作用する。弁ニードル60は圧力室61内に配置されており、この圧力室61には供給孔8を介して、高圧下にある燃料が供給される。弁ピストン6の開放行程運動時に弁ニードル60は、常に弁ニードルの圧力肩部68に作用する圧力室における燃料高圧によって、ばね63の閉鎖力に抗して持ち上げられる。そして圧力室に接続された噴射開口7を通して燃料は、内燃機関の燃焼室内に噴射される。弁ピストン6の降下によって弁ニードルは、閉鎖方向で噴射弁の弁座62に押し込まれ、噴射過程が終了する。
【0014】
図1aから分かるように、弁ピストン6は弁ニードルとは反対側の端部において、円筒孔11内で案内され、この円筒孔11は弁部材12内に設けられており、この弁部材12は、長手方向孔5を延長していて大きな直径を有する同軸的な孔15に挿入されている。弁部材12はフランジ領域22においてねじ部材23を介して弁ケーシング部分4と堅固に緊締されている。弁ケーシング部分4の内部切欠き20はさらに、孔15に接続していてさらに大きな直径を有する別の項を有しているので、弁部材12の外周壁と別の孔の円筒形の内壁との間には、内側切欠き20内にリング室が生じている。弁部材の円筒孔11内において弁ピストン6の端面13は制御圧室14を閉鎖しており、この制御圧室14は供給通路を介して燃料高圧接続部3と接続されている。供給通路はほぼ3つの部分から形成されている。弁部材12の壁を貫いて半径方向に延びている孔26は、その全長の一部において内壁に供給絞りが形成されており、かつ、弁部材12を全周にわたって取り囲んでいるリング室と常に接続されており、このリング室はシールリング39を介して長手方向孔5に対してシールされており、かつ供給絞り16及び燃料フィルタ42を介して、弁ケーシング部分4にねじ込み可能な接続管片9の燃料高圧接続部3と、常に接続されている。流入孔16は従来技術において公知の噴射弁では、内部横断面全体で弁ケーシング部分4の内側切欠き20内に開口している。供給絞りを備えた供給通路を介して、制御圧室14は、燃料高圧アキュムレータ内における高い燃料圧にさらされている。弁ピストン6に対して同軸的に、制御圧室14からはさらに、弁部材12内を延びる孔が分岐しており、この孔は、排出絞り18を備えた燃料排出通路17を形成していて、この燃料排出通路17は放圧室19に開口しており、この放圧室19は燃料低圧接続部10に接続されていて、この燃料低圧接続部10はさらに図示されていない形式で燃料戻し路と接続されている。弁部材12からの燃料排出通路17の流出は、弁部材12の外側に位置する端面の円錐形に凹設された部分21の領域において行われる。この円錐形部分21には弁座24が形成されており、この弁座24とは、噴射弁を制御する電磁弁30の制御弁部材25が共働する。制御弁部材25は可動子27と連結されており、この可動子27は電磁弁30の電磁石と共働する。可動子27と、該可動子に連結された制御弁部材25とは、ケーシングに対して不動に支持された閉鎖ばね31によって常に閉鎖方向に負荷されているので、制御弁部材25は通常は閉鎖位置において弁座24に接触している。電磁石の励磁時に可動子27は電磁石に向かって移動させられ、これによって排出通路17は放圧室19に向かって開放される。
【0015】
噴射弁の開閉は、以下に記載のように電磁弁30によって制御される。可動子27は常に閉鎖ばね31によって閉鎖方向に負荷されているので、制御弁部材25は電磁石が励磁されていない場合、閉鎖位置において弁座24に接触しており、かつ制御圧室14は放圧側19に対して閉鎖されている。その結果そこでは供給通路を介して極めて迅速に高圧が形成され、この高圧は燃料高圧アキュムレータ内にも存在する。端面13の面積によって制御圧室14における圧力は、弁ピストン6に対して、ひいてはこれに結合された弁ニードル60に対して閉鎖力を生ぜしめ、この閉鎖力は、存在する高圧によって他方の側で開放方向に作用する力よりも大きい。制御圧室14が電磁弁の開放によって放圧側19に向かって開放されると、制御圧室14の僅かな容積内における圧力が極めて迅速に低下する。それというのは、この制御圧室14は供給絞りを介して高圧側から遮断されているからである。その結果、弁ニードルにおける燃料高圧に基づいて弁ニードルに開放方向で作用する力が優位を占め、その結果弁ニードル60は情報に向かって移動させられ、そして少なくとも1つの噴射開口7が噴射のために開放される。しかしながら電磁弁30が燃料排出通路17を閉鎖すると、制御圧室14内における圧力は、供給通路を介して補充される燃料によって再び上昇することができるので、本来の閉鎖力が生じ、燃料噴射弁の弁ニードルが噴射開口を閉鎖する。
【0016】
図2及び図3にはそれぞれ本発明による噴射弁が断面図で示されている。図1a及び図1bにおけると同じ部材には、同一符号が用いられている。図2には弁ケーシング部分4の上側部分が示されており、このケーシング部分4を貫通する内部切欠き20は、長手方向孔5と、該長手方向孔5に同軸的に接続する孔15,35とによって形成される。孔15,35は弁部材12を受容するために働き、この場合弁部材の外周壁は孔35の内周壁と一緒にリング室を形成している。高圧接続部3は管片9に形成されており、この管片9は例えば鍛造によって弁ケーシング部分4と一体的に結合されている。高圧接続部3は燃料フィルタのための受容孔33を有しており、この受容孔33からは流入孔16が弁ケーシング部分4内を延びている。この流入孔16は、図3及び図4から最も良く分かるように、弁ケーシング部分4の内部切欠き20を、その内部横断面44の一部においてだけ横切っている。流入孔16は内部切欠き20を円筒周壁状の壁35の領域において、その内部横断面44の一部つまり部分45だけで横切っていて、内部横断面44の部分46は横切っていない。これによって流入孔16と内部切欠き20の内壁35との間における移行縁部38の形状は、縦長の細い輪郭に変化する。「r」が流入孔16の半径で、「R」が内部切欠き20の円筒周壁状の内壁35の半径で、かつ「d」が流入孔16の中心軸線50と内部切欠き20の中心軸線51との間の間隔である場合に、このことは下記の2つの幾何学的な条件が同時に満たされている場合に、得られる:
1)r+d>R及び2)d−r<R
図4に示された実施例では、流入孔16の中心軸線50と内部切欠き20の中心軸線51との間の間隔dは、円筒周壁状の内壁35の領域における内部切欠き20の半径Rに等しい。間隔dはしかしながらまた、内部切欠き20の半径Rよりも大きくても小さくてもよい。重要なことは、流入孔が内部切欠きを単にその内部横断面44の一部で横切っていることである。
【0017】
図3から最も良く分かるように、流入孔16は高圧接続部3の受容部33から管状のベース体1内に、次のように進入している。すなわちこの場合流入孔16は区分36で、内部切欠き20をある程度越えて弁本体部分4の、高圧接続部3とは反対側の区分内を延びており、そこで流入孔16もしくはその区分36は、供給孔8と接続されている。図示の実施例では流入孔は端部で供給孔と接続されている。しかしながらまた供給孔8は、流入孔16の区分36からT字形に分岐していてもよい。燃料高圧接続部3から延びている流入孔16は、これによって有利な形式で、内部切欠き20及び供給孔8に高圧燃料を供給する。
【0018】
図示の有利な実施例では、流入孔16の中心軸線50は弁本体部分4の内部切欠き20の中心軸線51に対して垂直に延びているが、しかしながらまた流入孔16の中心軸線50が内部切欠き20の中心軸線51に対して、90°とは異なった角度をなして延びているような構成も、可能である。
【0019】
内壁35と流入孔16との交差領域における移行縁部38の強度を高めるために、移行縁部38を丸く面取りし、かつばり取りすることが有利である。このような加工は例えば電気化学式の方法において行うことができ、この方法では、材料を除去する工具は内部切欠き20内に導入される。移行縁部38への良好な接近可能性に基づいて、比較的大きな丸み部を形成することができ、このことは、内部切欠きと流入孔との交差領域における噴射弁の強度に対してポジティブに作用する。
【0020】
本発明は、コモンレール系用の噴射弁に制限されるものではなく、高圧燃料用の流入孔が弁本体部分の内部切欠きと接続されている、内燃機関用のすべての噴射弁において使用することができる。流入孔の内部切欠きが単に切り込まれているだけで、流入孔が内部切欠きに完全には開口していないことによって、移行縁部の構造を有利に変化させ、切欠き応力を減じて、噴射弁の高圧強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1a】従来技術に基づいて公知の噴射弁の上側部分を示す断面図である。
【図1b】図1aに示された噴射弁の下側部分を示す断面図である。
【図2】本発明による噴射弁のケーシング部分を図3のII−II線に沿って断面した図である。
【図3】本発明による噴射弁のケーシング部分を示す別の断面図である。
【図4】本発明による噴射弁を流入孔に対して垂直に断面して示す図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射弁、 3 高圧接続部、 4 弁ケーシング部分、 5 長手方向孔、 6 弁ピストン、 7 噴射開口、 8 供給孔、 9 接続管片、 10 燃料低圧接続部、 11 円筒孔、 12 弁部材、 13 端面、 14 制御圧室、 15 孔、 16 供給絞りもしくは流入孔、 17 燃料排出通路、 18 排出絞り、 19 放圧室、 20 内部切欠き、 21 部分、 22 フランジ領域、 23 ねじ部材、 24 弁座、 25 制御弁部材、 26 孔、 27 可動子、 30 電磁弁、 31 閉鎖ばね、 35 孔、 36 区分、 38 移行縁部、 42 燃料フィルタ、 44 内部横断面、 45,46 部分、 60 弁ニードル、 61 圧力室、 62弁座、 63 ばね、 65 ノズル本体、 68 圧力肩部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an injection valve for an internal combustion engine, particularly an injection valve for a common rail fuel injection system, which has a valve casing portion having an inner notch having a substantially circular cross section, and opens into the inner notch. The present invention relates to a type in which an inflow hole for high-pressure fuel is provided.
[0002]
[Prior art]
An injection valve of this type is known from German Offenlegungsschrift DE 19283826. This known injection valve is used in a common rail injection device for an internal combustion engine, which is formed as an injector and has a high-pressure fuel accumulator connected to a high-pressure pump. The injection valve has a fuel high pressure connection connected to the fuel high pressure accumulator, a fuel low pressure connection for connection to the fuel return device, and an electrical connection. Serves to electrically control an electrically actuated control valve of an injection valve, for example an electromagnetic valve. In known injection valves, the valve needle is loaded in the closing direction by the fuel pressure in the control pressure chamber via the valve piston. The control pressure chamber is arranged in a valve member inserted in the valve casing and is connected to the fuel high pressure connection or the fuel low pressure connection via a supply passage with a supply throttle and a discharge passage with a discharge throttle. Connected to the department. The discharge passage can be opened and closed by a valve component of the control valve, for example having an electromagnetic adjustment device or a piezoelectric adjustment device as the drive device, and the fuel pressure in the control pressure chamber is controlled by the individual operation of the valve needle. Can be controlled for the process. The opening speed of the valve needle is defined by the through-flow difference between the supply throttle and the discharge throttle when the discharge passage is opened, and thus the dimension ratio adjusted to the immobility between the supply throttle and the discharge throttle.
[0003]
In the known injection valve, the supply passage for the high-pressure fuel is formed from a plurality of parts, and has an inflow hole provided in the valve casing part of the injection valve, and this inflow hole is formed inside the valve casing part. In the notch, it opens to the ring chamber surrounding the valve member. In this case, the inflow hole is open to the internal notch in its entire internal cross section. The following is known in the field. That is, in the known injection valve, a strong tensile stress is generated in the circumferential direction based on the notch effect of the inflow hole and high fuel pressure in the intersection region between the inflow hole and the internal notch. Otherwise, damage or crack formation may occur.
[0004]
[Patent Document 1]
German Federal Republic of Patent Publication No. 1882826 Specification
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is to improve the injection valve of the type described at the beginning, and to reliably avoid generation of strong tensile stress in the intersecting region between the inflow hole and the internal notch, and thus breakage and crack formation in the region. It is to provide an injection valve.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, in the configuration of the present invention, the inflow hole intersects with the internal notch of the valve casing part and only a part of the internal cross section.
[0007]
【The invention's effect】
The injection valve according to the present invention configured as described above has the following advantages. That is, in the injection valve according to the present invention, the notch stress in the crossing region between the internal notch and the inflow hole is remarkably reduced, thereby significantly increasing the strength of the injection valve. In the injection valve according to the invention, the inflow hole only intersects with an internal notch in the valve casing part of the injection valve at a part of its internal cross section. By changing the shape of the transition edge, the material stress acting in the circumferential direction during high pressure loads is advantageously reduced. In this way, the useful life and certainty of the injection valve can be increased without significant effort or expense during manufacture.
[0008]
Another advantageous configuration of the invention is described in the subclaims.
[0009]
In an advantageous configuration of the invention, the inflow hole is provided in the valve casing part from the connection part of the valve casing part, and the part of the valve casing part opposite to the connection part passes through the internal notch. It extends to. If comprised in this way, the transition edge part from an inflow hole to an internal notch can be symmetrically provided, and notch stress can be reduced especially strongly by this.
[0010]
In a particularly advantageous configuration of the invention, the inflow hole is connected to the supply hole in a section extending beyond the internal notch, which supply hole is connected to the injection opening of the injection valve. If comprised in this way, a high pressure fuel can be advantageously supplied to the internal notch which surrounds the valve member of a valve casing part, and the supply hole connected to the injection opening via an inflow hole. Therefore, the configuration of the injection valve can be simplified. Since no other holes extend from the high-pressure connection, the connection conduit extending from the fuel high-pressure accumulator can be screwed directly to the valve casing part and, for example, a fuel filter is integrated into the valve casing part. Can do.
[0011]
In a particularly advantageous configuration of the invention, the transition edge between the at least one inlet hole and the internal notch of the valve casing part is rounded and chamfered. By forming a rounded portion at the edge and changing the shape of the transition edge, improved high pressure strength is obtained in the intersection region. In yet another advantage, during the electrochemical or other method of introducing a material processing tool into the internal notch of the valve body portion, the transition edge is shaped differently than in the prior art, And good accessibility.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
1a and 1b show a known
[0014]
As can be seen from FIG. 1 a, the
[0015]
The opening and closing of the injection valve is controlled by the
[0016]
2 and 3 each show a sectional view of an injection valve according to the present invention. The same symbols are used for the same members as in FIGS. 1a and 1b. FIG. 2 shows the upper part of the
1) r + d> R and 2) d−r <R
In the embodiment shown in FIG. 4, the distance d between the
[0017]
As can be seen best from FIG. 3, the
[0018]
In the preferred embodiment shown, the
[0019]
In order to increase the strength of the
[0020]
The present invention is not limited to an injection valve for a common rail system, and is used in all injection valves for an internal combustion engine in which an inflow hole for high-pressure fuel is connected to an internal notch of a valve body portion. Can do. The internal notch of the inflow hole is simply cut out, and the inflow hole is not completely open to the internal notch, thereby advantageously changing the structure of the transition edge and reducing the notch stress. The high pressure strength of the injection valve can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1a is a cross-sectional view showing the upper part of a known injection valve according to the prior art.
FIG. 1b is a cross-sectional view showing a lower portion of the injection valve shown in FIG. 1a.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 of the casing portion of the injection valve according to the present invention.
FIG. 3 is another cross-sectional view showing a casing portion of an injection valve according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an injection valve according to the present invention perpendicular to an inflow hole.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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