JP5043070B2 - 内燃機関のための計量サーボバルブを備えた燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
XA:較正区間の出口のすぐ隣の位置、
XRAD:2つの対向する半径方向部分の入口位置、
XTEN:軸方向ステムとシャッタを画定しているスリーブとの間のシールゾーンでの位置、
XSCA:燃料圧力がそれ自体で安定する排出環境での位置。
通路断面の急増により、圧力が上昇する傾向があり、予め形成された気泡が内破する傾向があり、この現象がシールを画定している表面の隣で起こると、これらの表面上に所望されない磨耗が生じること、
シャッタの閉鎖の際、シールを画定している表面間の接触が蒸気の存在下、すなわち「乾燥」条件下で起こり、結果として、さらなる磨耗を生じさせる衝突が起こること、
さらに、これらの「乾燥」条件により常に、液体の減衰効果が失われ、シャッタのリバウンドが生じ、これによりサーボバルブの閉鎖に遅延が生じ、結果として、設計によって確立されている噴射される燃料量に関してその燃料量に所望されない増大が生じること、を識別することが可能である。
−軸の方向に沿って延びる中空の噴射装置本体と、
−上記噴射装置本体内に収容される計量サーボバルブであって:
a)電気アクチュエータと、
b)燃料吸入口及び燃料排出流路とつながっている制御チャンバであって、当該制御チャンバ内の圧力が上記ノズルの開閉を制御する、制御チャンバと、
c)上記電気アクチュエータの動作に応答して、上記排出流路の出口が閉鎖される閉鎖位置と当該排出流路が開放される開放位置との間を軸方向に移動可能であり、それにより上記制御チャンバ内の圧力を変える、シャッタと、
を備える、計量サーボバルブと、
を備え、
上記排出流路は、較正通路断面を有すると共に互いに直列に配置される少なくとも2つの狭窄部を備え、それにより上記排出流路が開放されたときにそれぞれの圧力低下を生じさせることを特徴とする、燃料噴射装置が提供される。
XA1:較正狭窄部53のすぐ下流の位置、
XA2:半径方向流路44の1つの中間位置、
XTEN:表面48と49との間のシールの位置、
XSCAR:圧力が排出環境値で安定した位置。
ρ=液体の密度、
Cefflus=孔の速度係数(実験的に得ることができる)、
Αforo=孔の通路断面、
Δp=孔の上流及び下流間の圧力の差、
Q=流量。
1<(D2/D1)≦2,088
又は
1<(A2/A1)≦4,36
特に、条件D2/D1=1は、Δp1=Δp2=(0.5 Δp0)の場合に対応する。
2 噴射装置本体
3 軸方向
5 計量サーボバルブ
15 電気アクチュエータ
26 制御チャンバ
42 排出流路
47 シャッタ
Claims (29)
- 内燃機関のための燃料噴射装置(1)であって、該噴射装置は燃料を関連するエンジン気筒中に噴射するノズルで終端し、:
軸(3)の方向に沿って延びる中空の噴射装置本体(2)と、
前記噴射装置本体(2)内に収容される計量サーボバルブ(5)であって:
a)電気アクチュエータ(15)と、
b)燃料吸入口(4)及び燃料排出流路(42)とつながっている制御チャンバ(26)であって、該制御チャンバ(26)内の圧力が前記ノズルの開閉を制御する、制御チャンバ(26)と、
c)前記電気アクチュエータ(15)の動作に応答して、前記排出流路(42)の出口が閉鎖される閉鎖位置と該排出流路(42)が開放される開放位置との間を軸方向に移動可能であり、それにより前記制御チャンバ(26)内の圧力を変える、シャッタ(47)と、
を備える、計量サーボバルブ(5)と、
を備え、
前記排出流路(42)は、較正通路断面を有すると共に互いに直列に配置される少なくとも2つの狭窄部(53、44)を備え、それにより前記排出流路(42)が開放されたときにそれぞれの圧力低下を生じさせ、
前記制御チャンバ(26)から出て前記排出流路(42)に入る流量の方向を考慮した場合、前記狭窄部の第1の狭窄部(53)は次の狭窄部(44)が関連する圧力低下よりも大きい圧力低下に関連することを特徴とする、燃料噴射装置。 - 前記排出流路(42)は前記噴射装置本体(2)に対して固定位置に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の燃料噴射装置。
- 前記狭窄部(53、44)は互いに異なる個々の本体(54、7)によって画定されることを特徴とする、請求項2に記載の燃料噴射装置。
- 前記本体の一方は前記本体の他方(7)に収容されることを特徴とする、請求項3に記載の燃料噴射装置。
- 前記本体の一方は、締まり嵌めによって前記本体の他方(7)に結合された挿入物(54)によって形成されることを特徴とする、請求項4に記載の燃料噴射装置。
- 前記挿入物(54)は前記軸(3)に沿って配置されることを特徴とする、請求項5に記載の燃料噴射装置。
- 前記本体の一方は前記本体の他方(7、76)に対して軸方向に接触して配置されるプレート(56、33b)によって画定され、これにより一方の側で前記制御チャンバ(26)の軸方向の範囲を定めることを特徴とする、請求項3又は4に記載の燃料噴射装置。
- 前記本体の一方は、前記制御チャンバ(26)の半径方向の範囲を定めるバルブ本体(7、75、80)であることを特徴とする、請求項3ないし7のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記噴射装置本体(2)に対して固定位置に位置するガイド(38)を備えること、及び、前記シャッタを前記開放位置及び前記閉鎖位置間でガイドする側面(39)を有することを特徴し、前記排出流路(42)は、前記シャッタがその閉鎖位置に位置するときに前記燃料により実質的にゼロの軸方向合力を生じる位置に、前記側面(39)に位置する出口開口を画定する、請求項2ないし8のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記ガイドは軸方向ステム(38)によって形成され、前記シャッタはスリーブ(18)によって画定されることを特徴とする、請求項9に記載の燃料噴射装置。
- 前記制御チャンバ(26)から出て前記排出流路(42)に入る方向を考慮した場合、前記狭窄部(53)の最後の狭窄部が前記ガイド(38)中に形成されることを特徴とする、請求項9又は10に記載の燃料噴射装置。
- 前記制御チャンバ(26)の半径方向の範囲を定めると共に前記ガイド(38)と単一部品で形成されるバルブ本体(7)を備えることを特徴とする、請求項9ないし11のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記制御チャンバ(26)の半径方向の範囲を定める共に前記狭窄部の1つを画定するバルブ本体(75、80)を備えることを特徴とし、また、前記ガイド(38)が前記バルブ本体(75、80)とは異なる部品(76、78)の一部を構成することを特徴とする、請求項9ないし11のいずれか一項に記載の燃料射出装置。
- 前記部品(76)及び前記バルブ本体(80)は互いに軸方向に配置され、また、前記排出流路(42)の一部を構成すると共に互いに恒久的につながっている各軸方向通路(43、83)を有することを特徴とする、請求項13に記載の燃料噴射装置。
- 前記狭窄部の少なくとも1つ(53)は前記軸方向通路の1つの区間によって画定されることを特徴とする、請求項14に記載の燃料噴射装置。
- 前記排出流路(42)の中間区間(84)の半径方向の範囲を定めるように前記部品(76)と前記バルブ本体(80)との間に軸方向に挿入されるシールリング(85、85a)を備えることを特徴とする、請求項14又は15に記載の燃料噴射装置。
- 前記シールリング(85a)は前記部品(76)と前記バルブ本体(80)との間に芯出し部材を画定することを特徴とする、請求項16に記載の燃料噴射装置。
- 前記較正狭窄部の1つは、前記部品と前記バルブ本体との間の単一部品(76)に形成される軸方向窪み(90)内に収容される部材(91)によって画定され、前記シールリング(85a)によって前記窪み(90)の底面において軸方向の固定位置に保持されることを特徴とする、請求項16又は17に記載の燃料噴射装置。
- 前記排出流路(42)は、直列の3つの較正狭窄部を含み、そのうちの2つ(53、79)は前記軸(3)の方向に沿って配置されることを特徴とする、請求項10に記載の燃料噴射装置。
- 前記制御チャンバ(26)の半径方向の範囲を定める管状バルブ本体(75)を備えることを特徴とし、前記軸方向ステム(38)は、前記管状バルブ本体(75)とは異なる部品(76、78)の一部を画定すること、及び、前記3つの較正狭窄部はそれぞれ:
前記部品(78)中、
前記部品(78)内に収容される挿入物(54b)中、及び
一方で前記部品(78)に対して、他方で前記管状バルブ本体(75)に対して軸方向に接触して配置されるディスク(33b)中、
に形成されることを特徴とする、請求項19に記載の燃料噴射装置。 - 前記狭窄部の最後の狭窄部は、前記側面(39)を介して出る少なくとも1つの直線の出口区間(44、59、67a)中に形成されることを特徴とする、請求項11に記載の燃料噴射装置。
- 前記直線の出口区間(59)は、前記軸(3)に対して90度以外の角度で傾斜することを特徴とする、請求項21に記載の燃料噴射装置。
- 前記軸(3)に対する前記直線の出口区間(59)の傾斜角度は、30度〜45度であることを特徴とする、請求項22に記載の燃料噴射装置。
- 使用中、前記制御チャンバ(26)から出る流量を考慮した場合、前記狭窄部の最後の狭窄部は前記排出流路(42)の出口のない軸方向区間(66)によって画定されることを特徴とする、請求項10に記載の燃料噴射装置。
- 前記狭窄部の第1の狭窄部(53)は、前記制御チャンバ(26)と前記計量サーボバルブ(5)の下流の排出環境との間の全圧力低下の少なくとも80%に等しい圧力低下に関連することを特徴とする、請求項1から24のいずれか一つに記載の燃料噴射装置。
- 前記狭窄部の第1の狭窄部(53)は、前記制御チャンバ(26)と前記排出環境との間の全圧力低下の90%に等しい圧力低下に関連することを特徴とする、請求項25に記載の燃料噴射装置。
- 前記ステム(38)の直径は2.5ミリメートル〜3.5ミリメートルであることを特徴とする、請求項22に記載の燃料噴射装置。
- 前記ステム(38)の直径は2.5ミリメートルに等しいことを特徴とする、請求項27に記載の燃料噴射装置。
- 前記電気アクチュエータは、前記シャッタ(47)に軸方向の閉鎖作用を加えるばね(23)を含むこと、及び、該ばね(23)の予荷重と前記シャッタ(47)及び前記ステム(38)間のシール直径との比は8[N/mm]〜12[N/mm]であることを特徴とする、請求項27又は28に記載の燃料噴射装置。
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