JP6045748B2 - 噴射弁用の弁アセンブリ及び噴射弁 - Google Patents

噴射弁用の弁アセンブリ及び噴射弁 Download PDF

Info

Publication number
JP6045748B2
JP6045748B2 JP2016509442A JP2016509442A JP6045748B2 JP 6045748 B2 JP6045748 B2 JP 6045748B2 JP 2016509442 A JP2016509442 A JP 2016509442A JP 2016509442 A JP2016509442 A JP 2016509442A JP 6045748 B2 JP6045748 B2 JP 6045748B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
valve needle
hydraulic damper
mover
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016509442A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016516940A (ja
Inventor
メキ マルコ
メキ マルコ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of JP2016516940A publication Critical patent/JP2016516940A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6045748B2 publication Critical patent/JP6045748B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0685Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature and the valve being allowed to move relatively to each other or not being attached to each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、噴射弁用の弁アセンブリ及び燃焼機関の燃焼室用の噴射弁に関する。
特に内燃機関用の噴射弁が広く使用されており、噴射弁は、流体を内燃機関の吸気マニホルド内へ又は内燃機関のシリンダの燃焼室内へ直接に計量供給するために配置されていてよい。
様々な燃焼機関のための様々な要求を満たすために、噴射弁は様々な形態で製造される。したがって、例えば、流体が計量供給される形式を決定する噴射弁の長さ、噴射弁の直径、及び噴射弁の様々なエレメントもまた、広範囲に変化し得る。それに加えて、噴射弁は、噴射弁のニードルを作動させるためのアクチュエータを有してよく、このアクチュエータは、例えば、電磁アクチュエータ又は圧電アクチュエータであってよい。
望ましくないエミッションの発生を考慮して燃焼プロセスを高めるために、それぞれの弁は、極めて高い圧力下で流体を計量供給するように適合されていてよい。例えば、圧力は、ガソリンエンジンの場合、300barまでの範囲であってよく、ディーゼルエンジンの場合、2000barよりも高い範囲であってよい。
国際公開第2004/074673号は、燃料流を調節するための可動なピンと、可動子と、可動子とピンとの間に介在したリバウンド防止装置とを備える燃料インジェクタを開示している。リバウンド防止装置は、変形可能な弾性プレートを有しており、この弾性プレートは、環状であり、中央でピンに接続されており、側部で可動子に接続されている。弾性プレートは、燃料を通過させる貫通孔を有する。
本開示の課題は、確実で正確な機能を促進する弁アセンブリを提供することである。
発明の1つの態様によれば、噴射弁用の弁アセンブリは、弁ボディを有し、弁ボディは、中央の長手方向軸線を有し、かつ流体入口部分と、流体出口部分とを備えるキャビティを有する。弁アセンブリは、キャビティにおいて軸方向に可動な弁ニードルを有し、すなわち、特に、弁ニードルは、弁ボディに対して軸方向に可動である。弁ニードルは、閉鎖位置では燃料出口部分を通って流体が流れるのを阻止し、別の位置では燃料出口部分を通って流体の流れを解放する。
弁アセンブリは、特に弁ニードルを閉鎖位置から離れるように軸方向に移動させるために、弁ニードルを作動させるために作動可能な電磁アクチュエータユニットを有する。アクチュエータユニットは可動子を有する。可動子はキャビティにおいて軸方向に可動である。好適には、可動子は、弁及び弁ニードルに対して軸方向に可動であってよい。可動子は、本体と、本体に固定して結合された液圧式ダンパとを有する。好適には、液圧式ダンパは一体型エレメントである。
液圧式ダンパは、本体に面した内面を有する。内面は、好適には、流体出口端部とは反対側に面していてよい。内面は、弁ニードルと接触するように配置されており、すなわち、内面は、特に、流体出口部分から離れる方向での弁ニードルに対する可動子の軸方向移動を阻止するように作動可能である。例えば、弁ニードルは、液圧式ダンパと機械的に相互作用するためのカラーなどの突出部(特に流体出口部分とは反対側に面した端部における)を有してよい。これにより、弁ニードルを閉鎖位置から離れるように移動させるために可動子が流体出口部分から離れるように移動するときに、可動子は、特に液圧式ダンパとカラーとの間の機械的な相互作用によって、弁ニードルを伴って移動するように作動可能であってよい。
好適な実施の形態では、弁ニードルの突出部と、液圧式ダンパの内面との重なり合う領域は、内面を含む平面において、中央の長手方向軸線に面した内側輪郭と、中央の長手方向軸線から離れた外側輪郭とによって画成されている。重なり合う領域は、特に、流体出口部分に向かって長手方向軸線に沿って平面図で見たときに弁ニードルによってカバーされている液圧式ダンパの内面の部分である。
液圧式ダンパは、弁ニードルが貫通する第1の開口を有する。例えばこの場合、内側輪郭は、開口の側面のエッジに対応してよく、このエッジは、液圧式ダンパの内面によって含まれている。エッジは、環状であってよい。重なり合う領域の外側輪郭は、中央の長手方向軸線に沿って平面図で見たときに弁ニードルの突出部の外側輪郭に合致してよい。
外側輪郭によって包囲された領域部分は、好適には、内側輪郭によって包囲された領域部分の値の少なくとも3倍の値を有する。1つの発展形では、外側輪郭によって包囲された領域部分は、内側輪郭によって包囲された領域部分の10倍以下である。例えば、以下は、外側輪郭によって包囲された領域部分Aoと、内側輪郭によって包囲された領域部分Aiとの比に当てはまる:3≦Ao/Ai≦7、特に3.24≦Ao/Ai≦6.25。重なり合う領域の領域部分は、好適には、外側輪郭によって包囲された領域部分と、内側輪郭によって包囲された領域部分との差である。
1つの実施の形態では、重なり合う領域は、内径Riと外径Roとを有するリング状であり、1.5≦Ro/Ri≦3、特に1.8≦Ro/Ri≦2.5である。例えば、内径は、3mm〜6mm、好適には4mm〜5mmの値を有し、限界はそれぞれの場合に含まれる。外径は、8mm〜12mm、好適には9mm〜10mmの値を有してよく、限界はそれぞれの場合に含まれる。
このような重なり合う領域の1つの利点は、弁ニードルの突出部と液圧式ダンパの内面との間の間隙に配置された流体が、弁ニードルと可動子との相対移動の減衰を可能にするということである。別の利点は、流体が弁ニードルの突出部と液圧式ダンパの内面との間の間隙に配置されていることにより、液圧式ダンパの内面が弁ニードルと接触しなくなるように移動するときに、弁ニードルと液圧式ダンパとの間の粘着効果が生じ得る。例えば、突出部と液圧式ダンパとが互いに離れるように移動する時、重なり合う領域の範囲において流体が弁ニードルの突出部と液圧式ダンパの内面との間の間隙へ移動する。この流体の移動は、突出部と液圧式ダンパとの間の間隙を増大させないように作用する引付け力、特に流体力学的な力を生じ得る。これにより、重なり合う領域の比較的大きな領域部分により、エネルギが特に効率的な形式で放散される。その結果、可動子に対する弁ニードルの相対移動又は弁ニードルに対する可動子の相対移動それぞれの特に迅速な減速が達成され得る。
液圧式ダンパは、少なくとも1つの第2の開口を有する。第2の開口は、流体入口部分から流体出口部分への流体通路を提供する。第2の開口は、好適には、弁ニードルに対して側方へずらされている。
これは、弁ニードルの移動のダイナミクスが極めて良好となり得るという利点を有する。特に、本体と、液圧式ダンパと、液圧式ダンパから分離することができる弁ニードルとの配列により、弁ニードルがその閉鎖位置から離れるときに弁ニードルの移動のオーバーシュートを回避し得る。さらに、弁ニードルが閉鎖位置に達したときに可動子が弁ニードルから分離するように作動可能であることにより、閉鎖後のニードル再開放(弾み)が回避される。その結果、噴射される流体の量を極めて正確に制御し得る。
弁ニードルと、液圧式ダンパの内面とは、互いに接触するように設計されているので、内面と弁ニードルとの間に配置された流体が、液圧式ダンパと弁ニードルとの相対移動の減衰を可能にする。弁ニードルと、液圧式ダンパの内面とは、液体粘着によって接続される。弁アセンブリの閉鎖段階の間、ニードルと可動子とは一緒に移動する。例えば、弁アセンブリは、弁ニードルを流体出口部分に向かって付勢する較正ばねを有しており、弁ニードルは、液圧式ダンパとの機械的な相互作用によって、特に、弁ニードルのカラーと液圧式ダンパとの機械的な相互作用によって、可動子を伴って移動する。弁ニードルがインジェクタ座部に衝突すると、弁ニードルの移動は停止されるが、可動子は弁ニードルから分離してよく、さらに下方へ自由に移動する。すなわち、ニードルの弾みと、弁アセンブリの望ましくない再開放のリスクが、特に小さい。
例えば、弁ニードルに対する流体出口部分に向かう可動子の軸方向移動の間、可動子の運動エネルギは、弁ニードルと、液圧式ダンパの内面との間の粘着効果によって放散される。放散は、ニードルが座部に衝突したときに最大となる。したがって、閉鎖の瞬間の可動子の減速が特に大きい。これは、特に可動子の速度変化により電磁アクチュエータユニットのコイルに誘発される電圧を測定することによって、閉鎖の瞬間を正確に検出するために閉鎖段階の間にセンサとして電磁アクチュエータを使用する可能性を高める。電磁アクチュエータユニットをセンサとして使用する場合、各噴射弁の動作は、性能を高めるために電子的に修正することができる。電子制御ユニット(ECU)によって検出される電圧降下の振幅及びシャープネスは、可動子の時間に関する速度の変化に依存する。弁アセンブリの閉鎖の瞬間に弁ニードルと液圧式ダンパの内面との間の液体粘着効果によって可動子が急速に減速されるので、電圧降下の信号がシャープとなる。したがって、閉鎖の瞬間を正確に検出するために、弁アセンブリをセンサとして極めて良好に使用することができる。
閉鎖の瞬間及び可動子の主な減速の後、液圧式ダンパと、弁ニードルとは分離することができるので、可動子は、弁ニードルに対してさらに下方へ、すなわち流体出口部分に向かって移動することができる。したがって、弾みによる弁ニードルの望ましくない付加的な移動のリスクは特に小さくなり、弁ニードルの極めて良好な閉鎖特性を得ることができる。
特に弁ボディ及び弁ニードルに対して液圧式ダンパが流体出口部分に向かって移動すると、この移動は、可動子内部に配置されている流体によって減衰される。流体は、第2の開口のみを通って流れることができ、したがって、液圧式ダンパと、可動子の本体との移動を減速させる。その結果、弁ニードルに対する可動子の移動は減衰され、弁ニードルの極めて良好な閉鎖特性を得ることができる。
別の実施の形態によれば、可動子の本体は、凹所を有する。液圧式ダンパは、凹所に配置されている。これにより、可動子のコンパクトな設計が可能となる。
別の実施の形態によれば、液圧式ダンパは、長手方向軸線の方向に方向付けられた側面を有する。換言すれば、側面におけるあらゆる垂直ベクトルは、長手方向軸線に対して垂直である。側面は、本体と完全に接触している。加えて、液圧式ダンパは、長手方向軸線に対して垂直の部分を有しており、この部分は、内面と、第1の開口及び第2の開口とを有する。液圧式ダンパは、完全に可動子の本体内に配置されている。液圧式ダンパの側面は、本体に対する液圧式ダンパの相対移動が不可能となるように液圧式ダンパを本体に固定するために設けられている。例えば、液圧式ダンパは、側面において本体に溶接されている。
別の実施の形態によれば、弁アセンブリは、特に較正ばねに加えて、可動子ばねを有する。可動子ばねは、本体内で本体と弁ニードルとの間に配置されている。可動子ばねは、弁ニードルを液圧式ダンパの内面と接触させるために、弁ニードルに作用する力を提供するように設計されている。特に、可動子ばねは、弁ニードルに対して流体出口部分から離れる方向に可動子を付勢してよく、それと同時に、可動子に対して流体出口に向かう方向に弁ニードルを付勢してよい。特に、可動子ばねの配列により、閉鎖位置への弁ニードルの移動中に可動子のオーバーシュートが制限されてよいか、又は閉鎖位置からの弁ニードルの移動中に弁ニードルのオーバーシュートが制限されてよい。
別の実施の形態によれば、本体は、長手方向軸線に沿って液圧接続通路を有する。液圧接続通路は、液圧式ダンパの第2の開口と液圧により接続されている。液圧接続通路は、突出部、例えば段部を有しており、可動子ばねは一方の端部において突出部に接続されている。
別の実施の形態によれば、本体は、外側案内面を有する。外側案内面は特に、弁ボディに面しており、好適には、凹所とは反対側に面している。外側案内面は、好適には、長手方向軸線の方向に方向付けられていてよい。可動子は、可動子を軸方向に案内するために外側案内面によって弁ボディと相互作用してよい。外側案内面は、弁ボディと滑り接触してよい。これにより、可動子の案内は、単純な形式で実現される。有利には、長手方向軸線に対する可動子の特に小さな傾斜角度が、外側案内面において可動子を案内することによって達成可能である。
発明の別の態様によれば、燃焼機関の燃焼室用の噴射弁は、上述のような弁アセンブリを有する。
発明の典型的な実施の形態は、概略的な図面を用いて以下に説明される。
1つの実施の形態による弁アセンブリを備える噴射弁を示す縦断面図である。 1つの実施の形態による噴射弁の出口領域の縦断面図である。 1つの実施の形態による弁アセンブリを備える噴射弁を示す縦断面図である。
異なる図面に表された、同じ設計及び機能を有する要素は、同じ参照符号によって示されている。
噴射弁10(図1及び図3)は、内燃機関の燃焼室用の燃料噴射弁として使用されてよく、好適には電磁アクチュエータユニットであるアクチュエータユニット16を備える弁アセンブリ14を有する。図示された噴射弁10は、内方開口タイプである。択一的に、噴射弁10は、外方開口タイプであってもよい。
弁アセンブリ14は、中心の長手方向軸線Lを有する弁ボディ20を有する。弁アセンブリ14は、さらに、弁ニードル22を有する。好適には、弁ニードル22は、中実である。弁ニードル22は、中空ではない。弁ニードル22は、軸方向可動に弁ボディ20のキャビティ24に配置されている。キャビティ24は、弁ボディ20を軸方向に貫通しており、特に弁ボディ20の互いに反対側の端部に流体入口部分26と、流体出口部分28(図2)とを有している。流体入口部分26は、内燃機関の高圧燃料チャンバに液圧により接続されるように設計されており、燃料は、高圧下で、例えば燃料レールへ貯蔵される。
弁ニードル22の閉鎖位置において、弁ニードル22はシールするように座部29に当接し(図2)、これにより、弁ボディ20における少なくとも1つの噴射ノズルを通って流体が流れるのを阻止する。座部29は、弁ボディ20と一体に形成されていてよい。これに代えて、座部29は、弁ボディ20とは別個であり、弁ボディ20に固定されていてもよい。較正ばね32は、弁ボディ20内に配置されている。較正ばね32は、弁ニードル22に機械的に接続されている。
アクチュエータユニット16は、コイル17と、可動子38とを有する。コイル17は、ハウジング内に配置されている。コイル17又はコイル17及びハウジングは、弁ボディ20の周囲に周方向に配置されていてよい。可動子38は、キャビティ24に配置されており、弁ボディ20及び弁ニードル22に対して軸方向に可動である。コイル17と、極片15と、可動子38とは、電磁気回路の一部を形成している。極片15は、弁ボディ20と固定して接続されていてよい。
可動子38は、好適には別々に製造された部分である本体40と、液圧式ダンパ42とを有する。本体内40には液圧接続通路50が設けられている。液圧接続通路50は、流体入口部分26から流体出口部分28に向かって本体40を通って接続通路50を介した流体流れを許容する。液圧接続通路50は、長手方向軸線Lに沿って本体40を貫通しており、本体40の凹所48内へ開口しており、凹所は、流体出口部分28に面した本体40の端部に配置されている。弁ニードル22の一方の端部は、少なくとも部分的に凹所48に配置されている。較正ばね32は、液圧接続通路50を通って弁ニードル22の端部まで延びている。
可動子ばね46は、本体40内に配置されている。可動子ばね46は、一方の端部52において本体40の突出部51と接続されている。可動子ばね46の軸方向反対側の端部は、弁ニードル22において支持されている。可動子ばね46は、可動子38に対して燃料出口部分28に向かう方向で弁ニードル22に力を加える。可動子ばね46は、弁ニードル22に対して燃料入口部分26に向かう方向で可動子38に力を加える。本体40と、弁ボディ20とは、本体40の外側案内面53において共通の案内領域を有する。案内面53は、長手方向軸線Lに沿って可動子8の移動を案内する。有利には、弁ボディ20と可動子38との間の半径方向間隙は、案内領域において特に小さくてよい。外側案内面53と、弁ボディとの間の距離は、例えば、80μm以下、好適には40μm以下、特に20μm以下であってよい。1つの発展形では、距離は、約10μmの値を有する。
液圧式ダンパ42は、燃料出口部分28よりに配置された本体40の側に配置されている。言い換えれば、液圧式ダンパ42は、長手方向軸線Lに沿って流体入口部分26に向かって見ると、本体40を少なくとも部分的にカバーしている。液圧式ダンパ42は、ほぼディスク状であってよく、長手方向軸線Lの方向に方向付けられた側面49を有する。本体40と、液圧式ダンパ42とは、側面49において接続されている。例えば、液圧式ダンパ42と、本体40とは、側面49において溶接されている。液圧式ダンパ42は、完全に本体40内に配置されている。
液圧式ダンパ42は、第1の開口44を有する。弁ニードル22が長手方向軸線Lに沿って液圧式ダンパ42の一方の側から液圧式ダンパ42の他方の側まで延びることができるように、第1の開口44は液圧式ダンパ42の中央領域に配置されている。
可動子38の内部、特に本体48の凹所に配置された弁ニードル22の端部は、少なくとも1つの突出部23、例えば、弁ニードル22のシャフトと一体であってよいか又はシャフトに固定されていてよいカラー、を有しており、このカラーは、少なくとも1つの平面230を有する。特に、突出部23の平面230は、流体出口部分28に面している。液圧式ダンパは、内面43、特に流体入口部分26に面しておりかつ流体出口部分28に向かう方向で突出部23の平面230に続いて配置されている内面43、を有する。突出部23の平面230と、液圧式ダンパ42の内面43とは、長手方向軸線Lに沿って見ると、重なり合っており、これにより、平面は、液圧式ダンパ42の内面43と接触していることができる。
突出部23の平面230と、液圧式ダンパ42の内面43とは、重なり合う領域を有する。重なり合う領域は、平面230と、内面43との接触部分に相当する。この実施の形態では、重なり合う領域は、内径Riを有する内側輪郭と、外径Roを有する外側輪郭とを有する環状である。外径Roは、例えば、内径Riの2倍であり、例えば、外径は10mmの値を有し、内径は5mmの値を有し、比Ro/Riは2の値を有する。内面43の平面における内側輪郭及び外側輪郭によってそれぞれ包囲された対応する領域Ai及びAoの比は、Ao/Ai=Ro2/Ri2、すなわちこの実施の形態ではAo/Ai=4である。
液圧式ダンパ42は、少なくとも1つの第2の開口45を有する。別の実施の形態によれば、液圧式ダンパ42は、2つ以上の第2の開口45、例えば2つ又は3つ以上の第2の開口45を有する。第2の開口45は、流体入口部分26から本体40の凹所48を通って流体出口部分28まで流体流れを提供する。第1及び第2の開口44,45は、液圧式ダンパ42の内面43を貫いていてよい。第2の開口45は、好適には、突出部23の平面230に対して側方へずらされており、すなわち、特に、軸方向に流体出口部分28に向かって見たときに平面230との重なり合いは存在しない。
以下では噴射弁10の機能が説明される。
流体は、流体入口部分26から弁ボディ20のキャビティ24まで案内される。流体は、本体40の内部領域を通って、較正ばね32が配置されている液圧接続通路50を介して進み、液圧式ダンパ42が配置されている凹所48に進入する。流体は、第2の開口45を通って液圧式ダンパ42を通過し、さらに流体出口部分28へ案内される。弁ニードル22は、弁ニードル22の閉鎖位置において流体出口部分28を通って流体が流れるのを阻止する。弁ニードル22の閉鎖位置以外では、弁ニードル22は、噴射ノズル30を通る流体流を可能にする。
電磁アクチュエータユニット16が通電されると、アクチュエータユニット16は、コイル17によって可動子38に電磁力を作用させてよい。可動子38がコイル17によって引き付けられ、軸方向に流体出口部分28から離れるように移動する。可動子38、特に液圧式ダンパ42は、弁ニードル22を伴って移動し、これにより、弁ニードル22は、較正ばね32の力に逆らって閉鎖位置から軸方向に移動する。
例えば、弁ボディ20に対する可動子38の軸方向移動は、極片15によって制限されてよい。可動子38が極片15に衝突すると、弁ニードル22の突出部23の平面230は、液圧式ダンパ42の内面43から分離してよく、弁ニードル22は、軸方向に流体入口部分26に向かってさらに移動してよい。このさらなる移動は、弁ニードル22の“オーバーシュート”とも呼ばれる。突出部23が内面43と接触しなくなるように移動するときに液圧式ダンパ42の内面43と弁ニードルの突出部23との間で移動する流体は、弁ニードル22と液圧式ダンパ42との間に粘着効果を生ぜしめる。その結果、可動子38に対する弁ニードル22の移動は減衰されてよく、弁ニードル22のオーバーシュートは、特に小さくなり得る。さらに、可動子ばね36は、弁ニードル22のオーバーシュートを制限してよい。
突出部23は、その後、較正ばね32によって内面43と接触するように押し戻されてよい。弁ニードル22の突出部23の平面230と、液圧式ダンパ42の内面43との間の間隙から押し出された流体は、突出部23が内面43と接触するときに弁ニードル22の運動エネルギを放散させることに貢献する。
アクチュエータユニット16が通電されなくなると、較正ばね32は弁ニードルを付勢し、軸方向に閉鎖位置へ移動させる。弁ニードル22は、弁ニードルの突出部23の平面230と、液圧式ダンパ42の内面43との間の機械的な相互作用により、液圧式ダンパ42と、本体40とを伴って移動する。
弁ボディ20に対する弁ニードル22の軸方向移動は、弁座29によって制限される。弁ニードル22が弁座29に衝突すると、液圧式ダンパ42の内面43は、弁ニードル22の突出部23の平面230から分離してよく、可動子38は、軸方向に流体出口部分28に向かってさらに移動してよく、これにより、可動子ばね46を圧縮する。このさらなる移動は、可動子38の“オーバーシュート”とも呼ばれる。内面43が突出部23と接触しなくなるように移動するときに内面43と弁ニードル22の突出部23との間で移動させられる流体は、内面43と弁ニードル22との間で粘着効果を生ぜしめ、可動子38と弁ニードル22との相対移動を減衰させる。したがって、ニードル22が座部29に衝突すると、可動子の運動エネルギは、弁ニードル22と、液圧式ダンパ42の内面43との間の粘着効果によって放散される。
原則的に、可動子38が弁ニードル22に対して自由に移動し、ひいては、弁ニードル22の弾みが回避され得る。内面43と弁ニードル22との間の粘着効果により、弁ニードル22に対する可動子38のこの移動は、遅らされてよい。内面43と弁ニードル22との間の粘着力は、閉鎖の瞬間における可動子38の減速につながる。液圧式ダンパ42によって、特に迅速な減速が達成可能である。閉鎖の瞬間の後、可動子38と、ニードル22とは、弁ニードルの弾みが回避されるように離れる。
次いで、可動子38は、弁ニードル22及び弁ボディ20に対して流体入口部分26に向かう方向へ移動する。特に、可動子ばね46は、弁ニードル22の突出部23の平面230と再び接触するように液圧式ダンパ42の内面43を付勢する。可動子38のこの移動の間、本体40、特に凹所48の内部にある流体は、第2の開口45を通流しなければならない。1つの実施の形態では、第2の開口45の横断面は、流体入口部分26の方向での可動子38の移動を減衰させるためにこの流体流が妨げられるように、選択されている。これに加えて又はこれに代えて、弁ニードル22の突出部23と液圧式ダンパ42の内面43との間の間隙から押し出された流体は、可動子38の運動エネルギを放散させることに貢献する。これにより、弁ニードル22における液圧式ダンパ42の内面43の穏やかな接触が実現される。したがって、インジェクタ弁10の再開放のリスクが最小限に減じられる。さらに、可動子38の中心と、液圧式ダンパ42の第2の開口45とを流体流が通るので、圧力降下が最小限に減じられる。
可動子38が、第1の開口44及び第2の開口45を備える液圧式ダンパ42を有することにより、有利には、弁座に衝突する弁ニードルの急激な減速による弾みのリスクが減じられる。液圧式ダンパ42は、インジェクタの全ての重要な動的段階において、例えば、可動子38と極片15との衝突の間、弁ニードルのオーバーシュートの間、弁ニードル22と弁座29との衝突の間、及び閉鎖段階の最後に可動子38が最初の位置へ戻るとき、作動してよい。
案内面53は、本体40と弁ボディ20との間の小さな接触圧で極めて正確な軸方向移動を提供する。
ニードル22の開放の間のニードルのオーバーシュートは、液圧式ダンパ42と弁ニードル22との間の粘着効果、及び可動子ばね46により減じられる。コイル15に誘発される電圧が、いつ弁ニードル22が閉鎖位置に達したかを検出するために閉鎖段階において測定される場合、センサ信号形状は、噴射弁10の閉鎖の間の可動子38の大きな減速により、改良される。センサ信号振幅は、可動子38と弁ボディ20との間の半径方向間隙が減じられることにより、改良される。入口部分26と出口部分28との間の圧力降下は、本開示による弁アセンブリの複数の実施の形態において達成可能な、大きな液圧直径液圧接続通路50及び第2の開口45により特に小さくなり得る。噴射弁10の質量は特に小さくなり得る。実施の形態によれば、可動子/ニードルアセンブリを製造するために一回の溶接しか必要でないので、弁アセンブリ14の組立プロセスは容易である。磁力は、軸方向間隙における増大した領域により、通常の設計よりも増大される。

Claims (12)

  1. 噴射弁(10)用の弁アセンブリ(14)において、
    中央の長手方向軸線(L)を有する弁ボディ(20)であって、流体入口部分(26)と、流体出口部分(28)とを備えるキャビティ(24)を有する、弁ボディ(20)と、
    前記キャビティ(24)内で軸方向に可動な弁ニードル(22)であって、閉鎖位置において前記流体出口部分(28)を通る流体の流れを阻止しかつ別の位置において前記流体出口部分(28)を通る流体の流れを解放する、弁ニードル(22)と、
    該弁ニードル(22)を作動させるために作動可能な電磁アクチュエータユニット(16)であって、可動子(38)を有し、該可動子(38)は、前記キャビティ(24)において軸方向に可動であり、かつ本体(40)と、液圧式ダンパ(42)とを有し、
    該液圧式ダンパ(42)は、前記本体(40)に固定して結合されており、かつ前記本体(40)に面した内面(43)を有し、前記可動子(38)及び前記弁ニードル(22)が前記長手方向軸線(L)方向で互いに分離可能となるように、前記内面(43)は、前記弁ニードル(22)と接触するように配置されており、
    前記液圧式ダンパ(42)は、第1の開口(44)と、少なくとも1つの第2の開口(45)とを有し、前記弁ニードル(22)は、前記第1の開口(44)を貫通しており、前記第2の開口(45)は、前記流体入口部分(26)から前記流体出口部分(28)への流体通路を提供しており、
    前記液圧式ダンパ(42)は、前記長手方向軸線(L)の方向に方向付けられた側面(49)を有し、該側面(49)は、完全に前記本体(40)と接触している、電磁アクチュエータユニット(16)と、
    を備えることを特徴とする、噴射弁(10)用の弁アセンブリ(14)。
  2. 前記可動子(38)の前記本体(40)は、凹所(48)を有し、前記液圧式ダンパ(42)は、前記凹所(48)に配置されている、請求項1記載の弁アセンブリ。
  3. 前記液圧式ダンパ(42)は、完全に前記可動子(38)の前記本体(40)内に配置されている、請求項1又は2記載の弁アセンブリ。
  4. 前記液圧式ダンパ(42)は、前記側面(49)において前記本体(40)に溶接されている、請求項1からまでのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  5. 前記液圧式ダンパ(42)は、前記長手方向軸線に対して垂直な部分を有し、該部分は、前記内面(43)と、第1の開口(44)及び第2の開口(45)とを有する、請求項1から4までのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  6. 可動子ばね(46)を備え、該可動子ばね(46)は、前記本体(40)内に、軸方向で前記本体(40)と前記弁ニードルとの間に配置されており、前記可動子ばね(46)は、前記弁ニードル(22)を前記液圧式ダンパ(42)の前記内面(43)と接触させるために前記弁ニードル(22)に作用する力を提供するように設計されている、請求項1からまでのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  7. 前記本体(40)は、前記長手方向軸線(L)に沿って液圧接続通路(50)を有し、該液圧接続通路(50)は、突出部(51)を有し、前記可動子ばね(38)は、一方の端部において前記突出部(51)に接続されている、請求項6記載の弁アセンブリ。
  8. 前記本体(40)は、外側案内面(53)を有し、該外側案内面(53)は、前記弁ボディ(20)と接触している、請求項1からまでのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  9. 前記液圧式ダンパ(42)は、溶接された結合部によって前記本体(4)に固定して接続されている、請求項1からまでのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  10. 前記弁ニードル(22)は、中実体として形成されている、請求項1からまでのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  11. 前記弁ニードル(22)は、前記液圧式ダンパ(42)と機械的に相互作用するための突出部(23)を有し、前記弁ニードル(22)の前記突出部(23)と、前記液圧式ダンパ(42)の前記内面(43)との重なり合う領域は、前記長手方向軸線(L)に面した内側輪郭と、前記長手方向軸線(L)とは反対側の外側輪郭とによって画成されており、前記外側輪郭によって包囲された領域部分の面積は、前記内側輪郭によって包囲された領域部分の面積の少なくとも3倍である値を有する、請求項1から10までのいずれか1項記載の弁アセンブリ。
  12. 請求項1から11までのいずれか1項記載の弁アセンブリ(14)を備える燃焼機関の燃焼室用の噴射弁(10)。
JP2016509442A 2013-04-26 2014-04-23 噴射弁用の弁アセンブリ及び噴射弁 Expired - Fee Related JP6045748B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13165546.6A EP2796703B1 (en) 2013-04-26 2013-04-26 Valve assembly for an injection valve and injection valve
EP13165546.6 2013-04-26
PCT/EP2014/058175 WO2014173920A1 (en) 2013-04-26 2014-04-23 Valve assembly for an injection valve and injection valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016516940A JP2016516940A (ja) 2016-06-09
JP6045748B2 true JP6045748B2 (ja) 2016-12-14

Family

ID=48190770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016509442A Expired - Fee Related JP6045748B2 (ja) 2013-04-26 2014-04-23 噴射弁用の弁アセンブリ及び噴射弁

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9435305B2 (ja)
EP (1) EP2796703B1 (ja)
JP (1) JP6045748B2 (ja)
KR (1) KR101825280B1 (ja)
CN (1) CN105121829B (ja)
WO (1) WO2014173920A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206600B4 (de) 2013-04-12 2015-08-06 Continental Automotive Gmbh Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine und Regelverfahren für ein solches Einspritzsystem
DE102013207555B3 (de) 2013-04-25 2014-10-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Einspritzmengenadaption
EP2796703B1 (en) 2013-04-26 2016-07-20 Continental Automotive GmbH Valve assembly for an injection valve and injection valve
EP2860386A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-15 Continental Automotive GmbH Injector for a combustion engine
US10731614B2 (en) * 2015-10-15 2020-08-04 Continental Automotive Gmbh Fuel injection valve with an anti bounce device
FR3045109B1 (fr) * 2015-12-11 2018-01-05 Delphi Technologies Ip Limited Injecteur de carburant
EP3184794B1 (en) * 2015-12-21 2018-08-22 Continental Automotive GmbH Valve assembly and fluid injection valve
EP3263884B8 (en) * 2016-06-30 2019-12-18 CPT Group GmbH Injection valve with a magnetic ring element
DE102016219881B3 (de) * 2016-10-12 2017-11-23 Continental Automotive Gmbh Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Anschlag
DE102016219888B3 (de) 2016-10-12 2017-11-23 Continental Automotive Gmbh Betreiben eines Kraftstoffinjektors mit hydraulischem Anschlag
GB2559598B (en) * 2017-02-10 2020-04-08 Delphi Tech Ip Ltd Fuel injector nozzle assembly
KR102638111B1 (ko) * 2021-07-09 2024-02-19 주식회사 현대케피코 작동시 니들의 거동을 방지할 수 있는 연료 인젝터

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3929747A1 (de) 1989-09-07 1991-03-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zum steuern der kraftstoffeinspritzung
DE19849210A1 (de) * 1998-10-26 2000-04-27 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19927900A1 (de) * 1999-06-18 2000-12-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10118162B9 (de) * 2001-04-11 2004-09-09 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE10130205A1 (de) * 2001-06-22 2003-01-02 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
JP2003232268A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁
WO2003081007A1 (de) 2002-03-27 2003-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur detektion des einschlagzeitpunktes der ventilnadel eines piezo-steuerventils
DE10257686A1 (de) 2002-12-10 2004-07-15 Siemens Ag Verfahren zum Anpassen der Charakteristik eines Einspritzventils
DE10305523A1 (de) 2003-02-11 2004-08-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Nullmengenkalibrierung eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeuges im Fahrbetrieb
ITBO20030090A1 (it) * 2003-02-21 2004-08-22 Magneti Marelli Powertrain Spa Iniettore di carburante per un motore a combustione interna.
DE10345967B4 (de) * 2003-10-02 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102007008863A1 (de) * 2005-08-26 2008-08-28 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102006048979B8 (de) 2006-10-17 2017-02-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Einspritzsystem zum Einspritzen eines Fluids
US20100116912A1 (en) * 2006-10-30 2010-05-13 Motonari Yarino Fuel injector
JP4782718B2 (ja) 2007-03-26 2011-09-28 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射制御装置及び燃料噴射装置
JP2009041421A (ja) 2007-08-08 2009-02-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の噴射量学習装置
DE102008000911A1 (de) 2008-04-01 2009-10-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP4676512B2 (ja) * 2008-05-27 2011-04-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 溶接方法および燃料噴射弁
JP4588782B2 (ja) * 2008-10-16 2010-12-01 三菱電機株式会社 燃料噴射弁及びその製造方法
DE102009000741A1 (de) 2009-02-10 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Nadelschließens
DE102009009270A1 (de) 2009-02-17 2010-08-19 Continental Automotive Gmbh Kalibrierverfahren eines Injektors einer Brennkraftmaschine
JP4911197B2 (ja) 2009-06-01 2012-04-04 株式会社デンソー 直動式燃料噴射弁の制御装置
JP5218487B2 (ja) 2009-12-04 2013-06-26 株式会社デンソー 燃料噴射弁
JP5288019B2 (ja) * 2010-02-17 2013-09-11 株式会社デンソー 燃料噴射弁
JP2011190798A (ja) 2010-02-17 2011-09-29 Denso Corp 燃料噴射弁
DE102010021169B4 (de) 2010-05-21 2012-03-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des tatsächlichen Einspritzbeginns eines Piezo-Kraftstoff-Einspritzventils
WO2012076561A1 (de) 2010-12-10 2012-06-14 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit unterstützung durch eine elektrische maschine und brennkraftmaschine
JP5509117B2 (ja) * 2011-02-22 2014-06-04 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射装置
EP2527637B1 (en) * 2011-05-23 2014-10-08 Continental Automotive GmbH Injector for injecting fluid
DE102011076363B4 (de) 2011-05-24 2015-08-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Öffnungsverhaltens eines Kraftstoffinjektors für eine Brennkraftmaschine
JP5358621B2 (ja) * 2011-06-20 2013-12-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置
DE102013206600B4 (de) 2013-04-12 2015-08-06 Continental Automotive Gmbh Einspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine und Regelverfahren für ein solches Einspritzsystem
DE102013207555B3 (de) 2013-04-25 2014-10-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Einspritzmengenadaption
EP2796703B1 (en) 2013-04-26 2016-07-20 Continental Automotive GmbH Valve assembly for an injection valve and injection valve

Also Published As

Publication number Publication date
US9435305B2 (en) 2016-09-06
US20160053731A1 (en) 2016-02-25
EP2796703B1 (en) 2016-07-20
KR101825280B1 (ko) 2018-02-02
JP2016516940A (ja) 2016-06-09
CN105121829B (zh) 2017-11-21
CN105121829A (zh) 2015-12-02
EP2796703A1 (en) 2014-10-29
WO2014173920A1 (en) 2014-10-30
KR20150137124A (ko) 2015-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6045748B2 (ja) 噴射弁用の弁アセンブリ及び噴射弁
EP2436910B1 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9664161B2 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9359984B2 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
EP2852753B1 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9316191B2 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9995262B2 (en) Fluid injection valve
US10550809B2 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9494117B2 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
EP2597296B1 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve
US9551290B2 (en) Fluid injector for a combustion engine
EP2241743B1 (en) Valve assembly for an injection valve and injection valve

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160627

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6045748

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees