JP4555688B2 - 内燃機関のための燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の内燃機関のための燃料噴射装置に関する。

このような燃料噴射装置が、文献、例えばDieselmotor-Management, Verlag Vieweg, 2. Auflage 1998, Seite 246につき公知である。この燃料噴射装置は、燃料噴射を制御するための電磁弁を有している。この電磁弁は、ハウジング部分内に挿入されており、電磁コイルと磁石可動子とを有する磁石アセンブリを有している。前記ハウジング部分とカバー部分とが組み立てられ、このカバー部分により、電磁弁の磁石アセンブリがハウジング部分内に保持される。磁石アセンブリをハウジング部分内に挿入した場合には、磁石アセンブリが、カバー部分とハウジング部分との組立によりはじめて固定されるようになっているので、磁石アセンブリが、カバー部分の取付け前に再びハウジング部分から脱落しかねないという問題が生じる。カバー部分は、不要な組付けステップを回避するために、有利にはまず磁石アセンブリの機能試験の後にはじめてハウジング部分と共に組み立てられるようになっている。しかしながら、この場合には機能試験時に磁石アセンブリの脱落の危険性が生じる。さらにこの公知の燃料噴射装置では、磁石アセンブリの種々異なった長さの補償が不可能であり、これにより、場合によっては磁石アセンブリはハウジング部分内に確実に固定されない。

発明の利点
これに対して請求項１に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射装置は、磁石アセンブリが、カバー部分の取付け前に既にハウジング部分内に固定されているという利点を有する。さらにばねエレメントにより、磁石アセンブリの長さ補償、ひいては確実な固定が可能である。少なくとも１つの保持エレメントとばねエレメントとを一体的に形成することにより、１つの付加的な構成部分しか必要ではない。

従属請求項には、本発明による燃料噴射装置の有利な構成及び発展形が記載されている。請求項２によれば、ばねエレメントを皿ばねの形で形成した場合には、このばねエレメントはわずかな構成スペースしか必要としない。請求項３及び請求項４による構成は、ばねエレメントの確実な固定、ひいては磁石アセンブの確実な固定をも可能にする。

次に本発明の実施の形態を図面につきさらに詳しく説明する。

図１には、例えば自動車の、内燃機関のための燃料噴射装置が概略的に示されている。この内燃機関は、有利には自己点火式内燃機関であり、１つ又は複数のシリンダを有している。前記燃料噴射装置は、例えば図１に示したように、ポンプ・ノズル・ユニットの形で形成されていてよい。このポンプ・ノズル・ユニットは、内燃機関のそれぞれのシリンダのためにそれぞれ燃料高圧ポンプ１０と燃料噴射弁１２とを有しており、これらの燃料高圧ポンプ１０と燃料噴射弁１２とは共通の構成ユニットを形成している。このポンプ・ノズル・ユニットには燃料噴射を制御するための少なくとも１つの電磁弁５６，６０が配置されている。択一的には、燃料噴射装置はポンプ・管路・ノズル・ユニットの形で形成されていてもよい。この場合にも同様に、内燃機関のそれぞれのシリンダのためにはそれぞれ燃料高圧ポンプと燃料噴射弁とが提供されているが、しかしながらこれらの燃料高圧ポンプと燃料噴射弁とは互いに分離して配置されており、ハイドロリック式の管路により互いに接続されている。ポンプ・管路・ノズル・ユニットの燃料高圧ポンプ又は燃料噴射弁には燃料噴射を制御するための電磁弁が配置されている。さらに燃料噴射装置はコモンレールシステムの形で形成されていてもよい。このコモンレールシステムでは、燃料高圧ポンプにより燃料がアキュムレータ内へ圧送される。このアキュムレータには内燃機関のシリンダに配置されたインジェクタが接続されており、このインジェクタには燃料噴射を制御するためのそれぞれ１つの電磁弁が配置されている。さらに燃料噴射装置は燃料噴射ポンプの形で形成されていてもよく、この燃料噴射ポンプにより燃料が高圧下に圧送されるようになっており、この場合に前記燃料噴射ポンプには、内燃機関のシリンダに配置された燃料噴射弁が接続されており、この場合に燃料噴射ポンプには高圧形成、ひいては燃料噴射を制御するための電磁弁が配置されている。

次にポンプ・ノズル・ユニットで使用するための本発明を説明する。しかしながら、本発明この場合には燃料噴射装置の上に述べた別の構成にも応用可能である。燃料高圧ポンプ１０が、ポンプ体１８のシリンダ孔１６内を密に案内されたポンプピストン２０を有しており、このポンプピストン２０はシリンダ孔１６内でポンプ作業室２２を限定している。ポンプピストン２０は、内燃機関のカムシャフトのカム２４によって、少なくとも間接的に、例えばロッカアームを介して、戻しばね２６の力に抗して行程運動で駆動される。ポンプピストン２０の吸込み行程時には、前記ポンプ作業室２２には燃料が燃料リザーブタンク２８から、例えば圧送ポンプ２９により供給される。

燃料噴射弁１２は、ポンプ体１８に結合された弁体３０を有している。この弁体２０は複数部分により形成されていてよく、この弁体２０の孔３２内では噴射弁エレメント３４が長手方向摺動可能に密に案内されている。弁体３０とポンプ体１８との間には中間体３６が配置されている。弁体３０は、内燃機関のシリンダの燃焼室に向いた端部領域に少なくとも１つの、有利には複数の噴射開口３８を有している。噴射弁エレメント３４は、燃焼室に向いた端部領域に、例えばほぼ円錐状のシール面４０を有しており、このシール面４０は、弁体３０内の、燃焼室に向いた端部領域内に形成された弁座４１と協働するようになっており、この弁座４１から又は弁座４１の後には噴射開口３２が導出されている。弁体３０内には、噴射弁エレメント３４と孔３２との間に、弁座４１へ向かって環状室４２が提供されており、この環状室４２は、弁座４１に向いていない端部領域で、孔３２の半径方向拡大部を介して、噴射弁エレメント３４を取り囲む圧力室４４に移行している。噴射弁エレメント３４は圧力室４４の高さに、横断面変化により、弁座４１の方へ向けられた圧力ショルダ４６を有している。噴射弁エレメント３４の、燃焼室に向いていない端部にはプレロード（予荷重）をかけられた閉鎖ばね４８が係合しており、この閉鎖ばね４８により、噴射弁エレメント３４は弁座４１の方へ向かって押圧される。前記閉鎖ばね４８は、弁体３０又は中間体３６内のばね室４９内に配置されており、このばね室４９は孔３２に接続されている。

ばね室４９の、圧力室４４に向いていない端部には、より小さい直径を有する孔５０が接続されている。この孔５０内では制御ピストン５１が密に案内されており、この制御ピストン５１は、孔５０内で制御圧力室５２を限定している。前記制御ピストン５１は噴射弁エレメント３４で支持されており、制御圧力室５２内に形成される圧力に関連して、閉鎖ばね４８を、噴射弁エレメント３４に向かって閉鎖方向に支援する力を形成する。ポンプ作業室２２からは、ポンプ体１８、中間体３６及び弁体３０を介して、通路５４が燃料噴射弁１２の圧力室４４内へ通じている。この通路５４からは、接続部５５が圧送ポンプ２９及び燃料リザーブタンク２８へ導出されている。前記接続部５５は、２ポート２位置切換弁の形で形成されている第１の電磁弁５６により制御される。この電磁弁５６は電子的な制御装置５７により制御されるようになっている。このことを以下にさらに詳しく説明する。通路５４からは別の通路５８が制御圧力室５２内へ導出されており、この制御圧力室５２は、負荷解除領域、例えば、燃料リザーブタンク２８内への循環部との接続部５９を有している。制御圧力室５２と負荷解除領域との前記接続部５９は、第２の電磁弁６０により制御されるようになっており、この電磁弁６０は同様に制御装置５７により制御される。第１の電磁弁５６により、燃料高圧ポンプ１０のポンプ作業室２２内の圧力形成が制御されるようになっており、第２の制御弁６０により、制御圧力室５２内の圧力、及びこれにより燃料噴射弁１２の開放が制御されるようになっている。第２の電磁弁６０と制御圧力室５２とは省略することもできるようになっており、この場合には燃料噴射弁１２の開放は閉鎖ばね４８によってのみ規定される。圧力室４４内に形成された圧力が、圧力ショルダ４６を介して、噴射弁エレメント３４に、閉鎖ばね４８、及び制御圧力室５２内に形成された圧力が加えるよりも大きい力を加えた場合には噴射弁エレメント３４は開放方向３５に運動し、噴射開口３８を解放する。

図２には、中間体３６と、この中間体３６内に配置された両方の電磁弁５６及び６０が拡大して示されている。中間体３６は、ポンプ体１８に向いた端面を基点とした２つの切欠き６１を有しており、これらの切欠き６１内には電磁弁５６，６０のそれぞれの１つの磁石アセンブリ６２が挿入されている。この磁石アセンブリ６２はそれぞれ１つの電磁コイル６３と磁石可動子６４と、場合によってはさらに別の構成部分を有している。磁石アセンブリ６２は切欠き６１の開かれた端部へ向かってそれぞれ押圧部材６５によりカバーされている。切欠き６１及び磁石アセンブリ６２の横断面は互いに、例えば円形に適合されている。磁石可動子６４はそれぞれ電磁弁エレメント６６に接続されており、この電磁弁エレメント６６により、通路５０と圧送ポンプ２９との間の接続部５５が開閉されるか、又は前記電磁弁エレメント６６により、制御圧力室５２と負荷解除領域との接続部５９が開閉されるようになっている。電磁コイル６３が通電されていない場合には、それぞれの電磁弁５６，６０の電磁弁エレメント６６は第１の位置に位置しており、この第１の位置で電磁弁エレメント６６は接続部５５，５９を開閉し、かつ電磁コイル６３が通電された場合には、それぞれの電磁弁５６，６０の電磁弁エレメント６６は第２の位置へ移動し、この第２の位置で電磁弁エレメント６６は接続部５５，５９を対応して開閉する。

図２、図３及び図４に示した第１実施例では、両方の電磁弁５６，６０の磁石アセンブリ６２が、それぞればねエレメント７０により切欠き６１内に保持される。この場合に、それぞれの磁石アセンブリ６２のためには、円形の皿ばねの形で形成されたばねエレメント７０が設けられており、この皿ばね７０は、それぞれの押圧部材６５を介して切欠き６１内の磁石アセンブリ６２を軸線方向に、すなわち、切欠き６１及び磁石アセンブリ６２の長手方向軸線の方向に緊締する。この場合に、両方のばねエレメント７０は互いに一体的に形成されており、図３に見ることのできるウェブ７１により互いに結合されている。ばねエレメント７０は軸線方向に湾曲されており、これにより、必要なプレロードが形成される。ばねエレメント７０にはさらに保持エレメントが一体的に成形されており、これらの保持エレメントは中間体３６へのばねエレメント７０の固定を可能にする。このことは以下にさらに詳しく説明する。ばねエレメント７０の１つには、フックの形の保持エレメント７２が一体成形されている。このフック７２は、ばねエレメント７０からほぼ半径方向外側へ突出しており、自由な端部ではｕ字形に内側へ湾曲されている。前記フック７２は有利にはばね弾性的に形成されており、少なくとも間接的に中間体３６に係合する。中間体３６内には、ポンプ体１８に向いた端面にピン７４が圧入されており、このピン７４は、切欠き６１の長手方向軸線に対して少なくともほぼ平行に延びている。ばねエレメント７０のフック７２はピン７４に引っ掛けられており、このピン７４の、中間体３６から突出した部分を包囲係合している。択一的に、前記フック７２はピン７４に圧着されていてもよい。別のばねエレメント７０には別の保持エレメントが一体的に成形されており、この保持エレメントは、周方向に互いにずらされた２つの突起７５により形成されており、これらの突起７５は、少なくとも間接的に中間体３６を包囲係合している。この場合に、中間体３６には別のピン７６が圧入されており、このピン７６には前記突起７５が側方で係合する。中間体３６の、ポンプ体１８に向いた端面には、保持エレメント７２及び７５、並びに両方のばねエレメント７０を結合するウェブ７１のための凹部が設けられており、これにより、これらの保持エレメント７２，７５及びウェブ７１は中間体３６の端面を越えて突出しないようになっている。

ばねエレメント７０を切欠き６１内に挿入した場合に、フック７２がピン７４を包囲係合するか、又はこのピン７４に圧着され、突起７５がピン７６を包囲係合し、これにより、ばねエレメント７０とピン７４，７６とのクランプ結合が生じ、これにより、ピン７４，７６はもはや中間体３６から脱落することができないようになっている。これにより、ばねエレメント７０により電磁弁５６，６０の磁石アセンブリ６２が中間体３６内に固定され、これにより、これらの磁石アセンブリ６２も脱落することができないようになっている。これにより、中間体３６の切欠き６１内に挿入された、電磁弁５６，６０の磁石アセンブリ６２の機能試験が、磁石アセンブリ６２の脱落の危険性が生じることなしに可能となる。中間体３６内に挿入された磁石アセンブリ６２は、ばねエレメント７０により、燃料噴射装置の最終的な組立の前に行われる後続の搬送時にも脱落に対して保護されている。燃料噴射装置をさらに組み立てる場合には、ポンプ体１８及び弁体３０が中間体３６と共に組み立てられ、この場合に、ポンプ体１８はカバー部分を形成しており、このカバー部分によりばねエレメント７０は軸線方向に圧縮され、このばねエレメント７０を介して磁石アセンブリ６２は中間体３６の切欠き６１内で緊締され、ひいては遊びなしに固定される。

図５及び図６には、第２実施例によるばねエレメント１７０が示されている。この場合には、いずれか１つの電磁弁５６，６０のために１つのみのばねエレメント１７０が設けられている。この場合には第２実施例のためには第１の電磁弁５６のみとばねエレメント１７０とが提供されているか、又は両方の電磁弁５６，６０とそれぞれ独立したばねエレメント１７０が提供されている可能性がある。ばねエレメント１７０は、円形横断面を有する皿ばねの形で形成されており、この皿ばねには、この皿ばねを取り囲む、固定リングの形の保持エレメント１７２が一体的に成形されている。この固定リング１７２は、ほぼ半径方向に延びるウェブ１７１を介してばね１７０に一体成形されている。固定リング１７２は半径方向に弾性的に変形可能に形成されている。磁石アセンブリ６２が挿入された、中間体１３６の切欠き１６１は、中間体１３６の端面に向いた端部の近傍に、周方向にアンダカットを形成する、環状溝、凹部又は孔により形成されていてよい横断面拡大部１７４を有しており、この横断面拡大部１７４内には、固定リング１７２が半径方向外側へ係止可能になっている。この場合に緊締解除状態の固定リング１７２の直径は、切欠き１６１の直径よりも幾らか大きくなっており、ばねエレメント１７０を切欠き１６１内に挿入した場合には固定リング１７２は半径方向に弾性的に圧縮され、ばねエレメント１７０の終端位置では外側方向に緊締解除され、環状溝１７４内に係止される。これにより、ばねエレメント１７０は中間体１３６で固定され、ばねエレメント１７０を介して磁石アセンブリ６２は脱落に抗して中間体１３６内に固定されている。カバー部分の形のポンプ体１８と中間体１３６とを組み立てた場合にはばねエレメント１７０が軸線方向に圧縮され、これにより、磁石アセンブリ６２が遊びなしに中間体１３６内に保持される。

内燃機関のための、電磁弁を有する燃料噴射装置を示す横断面図である。

図１による燃料噴射装置の、第１実施例によるばねエレメントを有するハウジング部分の長手方向横断面図である。

第１実施例によるばねエレメントの斜視図である。

第１実施例によるばねエレメントを有するハウジング部材の斜視図である。

第２実施例によるばねエレメントの斜視図である。

第２実施例によるばねを有するハウジング部分の横断面図である。

Claims (8)

1. 内燃機関のための燃料噴射装置であって、該燃料噴射装置に、燃料噴射を制御するための少なくとも１つの電磁弁（５６，６０）が設けられており、該電磁弁（５６，６０）が、ハウジング部分（３６；１３６）内に配置されており、前記電磁弁（５６，６０）が、電磁コイル（６３）と磁石可動子（６４）とを備えた磁石アセンブリ（６２）を有しており、該磁石アセンブリ（６２）が、ハウジング部分（３６；１３６）の切欠き（６１）内に挿入されており、前記燃料噴射装置に、ハウジング部分（３６；１３６）と共に組立可能なカバー部分（１８）が設けられており、該カバー部分（１８）により、磁石アセンブリ（６２）が、ハウジング部分（３６；１３６）内に固定される形式のものにおいて、カバー部分（１８）と磁石アセンブリ（６２）との間に、ばねエレメント（７０；１７０）が配置されており、該ばねエレメント（７０；１７０）により、磁石アセンブリ（６２）が、ハウジング部分（３６；１３６）内で緊締されるようになっており、ばねエレメント（７０；１７０）に、少なくとも１つの保持エレメント（７２，７４；１７２）が一体的に成形されており、該保持エレメント（７２，７４；１７２）により、ばねエレメント（７０，１７０）が、ハウジング部分（３６；１３６）で保持されており、カバー部分（１８）とハウジング部分（３６；１３６）とが組み立てられていることなしに、磁石アセンブリ（６２）をハウジング部分（３６；１３６）の切欠き（６１）内に保持しており、ばねエレメント（７０；１７０）が、皿ばねの形で形成されており、２つの電磁弁（５６，６０）が設けられており、該電磁弁（５６，６０）が、ハウジング部分（３６）の切欠き（６１）内に挿入された磁石アセンブリ（６２）を有しており、それぞれの磁石アセンブリ（６２）にばねエレメント（７０）が対応配置されており、両方のばねエレメント（７０）が、互いに一体的に形成されていることを特徴とする、内燃機関のための燃料噴射装置。
2. 少なくとも１つの保持エレメント（１７０）が、ばねエレメント（１７０）を取り囲む、半径方向に弾性的な固定リングの形で形成されており、該固定リングが、ハウジング部分（１３６）で係止可能である、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. ハウジング部分（１３６）内の切欠き（１６１）の周にアンダカット（１７４）が形成されており、該アンダカット（１７４）内に、固定リング（１７２）が係止可能である、請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 少なくとも１つの保持エレメント（７２）が、ばねエレメント（７０）から、有利には少なくともほぼ半径方向外側へ突出したフックの形で形成されており、該フックが、少なくとも間接的にハウジング部分（３６）に引っ掛かり可能である、請求項１記載の燃料噴射装置。
5. フック（７２）が、ハウジング部分（３６）に固定されたピン（７４）に引っ掛かり可能であるか、又は該ピン（７４）に圧着可能である、請求項４記載の燃料噴射装置。
6. 少なくとも１つの保持エレメント（７５）が、ばねエレメント（７０）の周から、有利には少なくともほぼ半径方向外側へ突出した、互いに間隔をおいて配置された２つの突起により形成されており、該突起が、有利にはハウジング部分（３６）に固定されたピンを包囲係合するか、又は該ピンに圧着可能である、請求項１、４または５記載の燃料噴射装置。
7. ばね（７０）に、フック（７２）及び突起（７５）により形成された保持エレメントが一体成形されており、該保持エレメント（７２，７５）が、周方向で見て互いにずらされて、ばねエレメント（７０）に配置されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
8. 一方のばねエレメント（７０）に、フック（７２）により形成された保持エレメントが一体成形されており、かつ別のばねエレメント（７０）に、突起（７５）により形成された保持エレメントが一体成形されている、請求項１記載の燃料噴射装置。

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