JPH02305364A - 内燃機関の燃料噴射装置のための燃料と空気を混合して噴射する装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置のための燃料と空気を混合して噴射する装置

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JPH02305364A
JPH02305364A JP2108975A JP10897590A JPH02305364A JP H02305364 A JPH02305364 A JP H02305364A JP 2108975 A JP2108975 A JP 2108975A JP 10897590 A JP10897590 A JP 10897590A JP H02305364 A JPH02305364 A JP H02305364A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料と空気
を混合して噴射する装置であって、ケーシングが燃料接
続部と空気接続部と、両接続部に接続された噴射口とを
有しており、ケーシングに弁座と弁部材とを備えた電磁
石作動式の２つの弁が配置されていて、両弁のうちの一
方が空気を調量するために空気接続部と噴射口との間の
接続部に位置し、かつ他方が燃料を調量するために燃料
接続部と噴射口との間の接続部に位置している形式のも
のに関する。
従来の技術 このような噴射装置は、燃料と空気との間の相対速度が
大きい場合における燃料の改善された霧化によって混合
気調整を改善するのに役立つ。燃料は内燃機関の燃料室
への入口の前で集中的に空気と混合される。混合気（燃
料・空気混合体）は内燃機関のシリンダに通じる吸気管
に噴射されても、シリンダ自体に直接噴射されてもよい
。
このような形式の公知の噴射装置（Ｗ○８６１０　Ｏ９
６０）では、両方の弁はケーシングの軸線方向において
相前後して配置されており、この場合両弁の間には混合
室が形成されていて、この混合室は燃料接続部と接続さ
れている。
内側の弁はこの場合混合室への空気供給を制御し、遮蔽
弁として構成された外側の弁は内燃機関の燃焼室への混
合気の流れを制御する。両弁の弁部材は、電磁石作動式
のロッドに設けられていて、このロッドに作用する弁閉
鎖ばねによって所属の弁座に押し付けられる。磁石の励
磁時に両弁は同時に開放される。これによって空気及び
燃料はそれぞれの圧力及び流れ横断面によって規定され
た比で混合室への流入、ひいては内燃機関の燃焼室への
噴射が開始される。間隙を通って流れることによって燃
料は強力に空気と混合される。サイクル毎に必要な燃料
量の調量は、噴出する空気圧に対する燃料圧の変化によ
って行われる。さらに調量された燃料量は混合室の容積
によって左右される。
発明の課題 ゆえに本発明の課題は、従来公知の噴射装置を改善する
ことである。
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、両方の弁
が互いに同心的に噴射口に直接配置されていて燃料弁の
、閉鎖方向にばね負荷された弁部材が弁開放の際に外方
に向かって、かつ空気弁の、閉鎖方向にばね負荷された
弁部材が弁開放の際に内方に向かってそれぞれ所属の弁
座から持ち上がるように構成されており、空気弁の弁部
材と燃料弁の弁座とが共に、電磁石によって作動可能な
中空軸によって保持されておリ、燃料弁の弁部材及び中
空軸の行程中に行程ストッパが配置されていて、中空軸
の最大行程が燃料弁の弁部材の最大行程よりも大である
。
発明の効果 本発明のように構成されていると、燃料と空気との混合
は噴射の瞬間に初めて行われるので、従来前置されてい
た混合室を省くことができる。これによって燃料及び空
気を同期的にタイミング制御して調量することが可能に
なり、この結果混合比は両弁の開放時間だけによって規
定される。燃料及び空気の供給圧は一定に保つことがで
きる。空気圧が低い場合には小さな空気量しか必要ない
ので、小型で安価な空気ポンプで十分である。また混合
室を省くことによって、１８０℃を上回る回避不能な温
度において燃料が空気に分解することによって生じる、
装置内部における沈積をも回避することができる。この
ような沈積は長い時間の経過に伴って調量間隙における
汚れ及び調量の偏流を生ぜしめる。
８一 本発明の別の有利な構成では、空気弁の弁座が、噴射口
を有する中空のケーシング管片の内壁に環状肩部として
構成されていて、燃料圧の弁部材が、中空軸を貫通して
いて軸方向摺動可能に保持された弁ニードルによって保
持されている。このように構成されていると、空気弁の
弁部材を外側にかつ燃料弁の弁座を内側に備えた中空軸
によって、空気弁は同軸的に燃料弁を取り囲む。これに
よって燃料弁は熱的に周囲から良好に遮断される。
本発明のさらに別の構成では、中空軸に配置された弁座
と中空軸に配置された弁部材とが、互いにほぼ直角に傾
斜した環状肩部として中空軸の外壁及び内壁に構成され
ており、ケーシング管片の内壁もしくは閉鎖ヘッドにお
ける環状肩部がケーシング軸線に対して４５°の角度を
なして傾斜している。これによって空気流及び燃料流は
互いに対して垂直にそれぞれ所属の弁から流出し、この
結果燃料の霧化は空気流に付加的に改善される。
実施例 次に図面につき本発明の詳細な説明する。
第１図には、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料と空
気を混合して噴射する装置が縦断面図で示されている。
このような装置は、内燃機関のシリンダの吸気管への混
合気の噴射のため並びに内燃機関のシリンダへの直接的
な噴射のために適している。この装置は、燃料接続部１
１と空気接続部１２とを備えたケーシングＩＯを有して
いる。ケーシングＩＯは３つの部分から構成されていて
、空気接続部１２を一体に有していて内径を段付けされ
た中空の中央部分１３と、直径の小さな中央部分区分１
３１の端面においてケーシング１０から突出しているケ
ーシング管片１４と、横断面丁字形のカバ一部分１５と
を有しており、このカバ一部分は、直径の大きな中央部
分区分１３２の端面において中央部分１３を覆っていて
、ケーシング軸線５０に対して同軸的な燃料接続部１１
を一体に有している。カバ一部分１５の中央部分は中空
に構成されていて、燃料接続部１１の範囲において燃料
シーブ１６で閉鎖されている。燃料接続部１１には燃料
供給導管１７が差し嵌められている。カバ一部分１５は
、中央部分１３における縁曲げ部１８によって保持され
ている。
ケーシング管片１４は、段付けさけた同軸的な貫通孔１
９を有しており、この貫通孔はケーシング管片１４の自
由端部に装置の噴射口２０を形成している。直径の大き
な孔区分１９２の範囲において貫通孔１９は半径方向孔
２１を介して、ケーシング管片１４における周溝２１と
接続しており、この周溝には空気接続部１２が開口して
いる。周溝２２の両側においてケーシング管片１４は０
リング４９によって、直径の小さな中央部分区分１３１
の内壁に対して気密にシールされている。貫通孔１９は
中空軸２３によって貫通され、この中空軸は直径の小さ
な孔区分１９１の範囲において軸方向摺動可能に案内さ
れていて、カバ一部分１５の中央部分の燃料を満たされ
た内室２４の中まで突入している。そこで中空軸２３の
内部は供給孔４７を介して内室２４と接続している。中
空軸２３は電磁石２５を用いて軸方向においてシフト可
能である。公知のように構成された電磁石２５は、中空
のポットコア２７を備えた磁気ポット２６と、該磁気ポ
ットコア２７との間における環状室に挿入されたコイル
２８とから成っている。
磁気ポット２６は、コイル２８を覆う円板２９によって
カバーされていて、この円板及び、カバ一部分１５の横
方向部材に接触している支持プレート３０と一緒に、ケ
ーシング１０の中央部分区分Ｌ　３１に緊定されている
。きのこ形の可動子３１はその円筒形の部分３１１で中
空軸２３に位置していて、そのヘッド部分３１２で円板
２９を覆っている。第１の閉鎖ばね３２は支持プレート
３０と可動子３１のヘッド部分３１２とに支持されてい
て、可動子３１を中空軸２３のリング状のストッパ肩部
３３に押し付けている。
電磁石２５のコイル２８はコネクタ３５の接１２一 点３４に接続されており、コネクタ３５はプラスチック
部品として構成されていて、環状の中央部を有するカバ
一部分１５に固定されている。コイル２８の励磁時に可
動子３１は行程ｈｌだけ移動する。
弁ニードル３６は中実軸２３の内部を貫通していて、噴
射口２０に向いた側の端面に閉鎖ヘッド３７を有してい
る。弁ニードル３６は直径の大きなガイド区分３６１で
、供給孔４７の後ろに位置する中実軸２３の端部範囲に
おいて軸方向摺動可能に案内されている。中空軸２３か
ら突出した弁ニードル３６の端部には、ばね受３８が保
持されている。ばね受３８とケーシング固定の支持プレ
ート３０との間には第２の弁閉鎖ばね３９が支持されて
おり、この弁閉鎖ばねの力作用方向は、第１の弁閉鎖ば
ね３２の力作用方向とは逆向きである。弁ニードル３６
の端部はカバ一部分１５の内室２４においてストッパ４
０から間隔ｈ２をおいて位置しているので、この結果弁
ニードル３６は最大で行程ｈ２だけ移動することができ
る。
第２図の拡大図かられかるように、ケーシング管片１４
と中空軸２３と閉鎖ヘッド３７を備えた弁ニードル３６
とは、噴射口２０に隣接して互いに同心的に配置された
２つの弁を形成しており、そのうちの外側の弁（以下に
おいては空気弁４１と呼ぶ）は噴射口２０と空気接続部
１２との間の接続部に配置され、内側の弁（以下におい
ては燃料弁４２と呼ぶ）は噴射口２０と燃料接続部１１
との間の接続部に配置されている。多弁４１，４２はそ
れぞれ弁座とこれに協働する弁部材とを有している。こ
の場合空気弁４１の弁座はケーシング管片１４の内壁に
おける環状肩部４３から形成され、この環状肩部はケー
シング軸線５０に対して約４５°の角度をなして延びて
いる。この環状肩部４３と協働する空気弁４１の弁部材
は、中空軸２３の端面における同様に約４５°をなして
延びる環状肩部４４によって形成され、この環状肩部は
ほぼ゛端面の中央から中空軸２３の外壁に向かって延び
ている。中空軸２３の端面において環状肩部４４に対し
てほぼ直角に延びている第２の環状肩部４５は、はぼ端
面直径から中空軸２３の内壁まで延びていて、燃料弁４
２の弁座を形成している。この弁座と協働する燃料弁４
２の弁部材は、弁ニードル３６の閉鎖ヘッド３７におけ
る背側の環状肩部４６として構成されていて、ケーシン
グ軸線５０に対して同様に約４５°の角度をなして延び
ている。第１の弁閉鎖ばね３２によって中空軸２３にお
ける環状肩部４４は、ケーシング管片１４における環状
肩部４３に押圧され、ひいては空気弁４１を閉鎖状態に
保つ。第２の弁閉鎖ばね３９によって弁ニードル３６は
その環状肩部４６で、中空軸２３における環状肩部４５
に向かって引っ張られ、これによって燃料弁４２は閉鎖
状態に保たれる。燃料弁４２を開放するために閉鎖ヘッ
ド３７における環状肩部４６は外方に向かって、中空軸
２３における環状肩部４５から持ち上げられ、空気弁４
１の開放のためには中空軸２３における環状肩部４４が
内方に向かってケーシング管片１４における環状肩部４
３から持ち上げられねばならない。
上に述べた装置の作用形式は以下の通りである： 電磁石２５のコイル２８の消磁時には空気弁４１及び燃
料弁４２は弁閉鎖ばね３２，３９の適当な設計によって
閉鎖されている。燃料接続部１１と接続しているカバ一
部分１５の内室２４には、吸気管への噴射時には約４バ
ールの燃料圧が、そして内燃機関のシリンダへの直接的
な噴射時には約８バールの燃料圧が存在する。
半径方向孔２１及び周溝２２を介して空気接続部１２と
接続されている、ケーシング管片１４における貫通孔１
９の直径の大きな孔区分１９２には、吸気管噴射時には
約１〜３バールの空気圧が、そして直接噴射時には約７
バールの空気圧が存在している。弁閉鎖ばね３２，３９
は次のように、すなわち第２の閉鎖ばね３９の力が第１
の閉鎖ばね３２のばね力よりも大きく、しかしながら第
１の閉鎖ばね３２のばね力と、カバ一部分１５の内室２
４における燃料圧が中空軸２３に作用する圧力との和よ
りも小さくなるように、設定されている。従って内室２
４における燃料圧が０になると、第２の弁閉鎖ばね３９
は第１の弁閉鎖ばね３２の戻し作用に抗して空気弁４１
を開放し、この場合燃料弁４２は閉鎖したままである。
電磁石２５のコイル２８が励磁されると、可動子３１は
ボットコアを備えた磁気ポット２６によって引き付けら
れ、第２の弁閉鎖ばね３９を縮めながら行程ｈｌだけ進
む。弁ニードル３６の閉鎖ヘッド３７を介して中空軸２
３に引張り力を加える第１の弁閉鎖ばねによって、中空
軸２３はそのストッパ肩部３３で常に可動子３１と接触
していて、弁ニードル３６と同様に可動子３１の行程運
動に追従する。可動子３１の行程運動の開始と共に、中
空軸２３における環状肩部４４はケーシング管片■４に
おける環状肩部４３から持ち上がり、空気弁４１が開放
する。可動子３１の最大行程ｈｌよりも小さい行程ｈ２
だけ進んだ後で、弁ニードル３６の端部はストッパ４０
に当接する。これによって弁ニードル３６の運動はロッ
クし、可動子３１のさらに続く行程時に中空軸２３にお
ける環状肩部４５は弁ニードル３６の閉鎖ヘッド３７に
おける環状肩部４６から持ち上がる。開放した燃料弁４
２から流出する燃料は、開放した空気弁４１から該燃料
に対して垂直に流出する空気によって霧化され、圧力下
で噴射口２０から噴出する。内燃機関への装置の取付け
に応じて混合気は吸気管か又は直接内燃機関のシリンダ
に達する。
熱膨張によって生じる長さ変化が燃料弁４２の臨界的な
調量空隙に影響を及ぼすことを防止するために、燃料弁
４２は内側に絞りピン４８を備えた絞りピンノズルとし
て構成されている（第２図参照）。弁ニードル３６の行
程は、弁ニードル３６と中空軸２３との間に基準となる
絞り箇所が位置するような大きさである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による噴射装置の１実施例を示す縦断面
図、第２図は第１図の■の範囲を拡大して示す図である
。 ＩＯ・・・ケーシング、１１・・・燃料接続部、１２・
・・空気接続部、１３・・・中央部分、１４・・・ケー
シング管片、１５・・・カバ一部分、１６・・・燃料シ
ーブ、１７・・・燃料供給導管、１８・・・縁曲げ部、
１９・・・貫通孔、２０・・・噴射口、２１・・・半径
方向孔、２２・・・周溝、２３・・・中空軸、２４・・
・内室、２５・・・電磁石、２６・・・磁気ポット、２
７・・・ポットコア、２８・・・コイル、２９・・・円
板、３０・・・支持プレート、３１・・・可動子、３２
・・・弁閉鎖ばね、３３・・・ストッパ肩部、３４・・
・接点、３５・・・コネクタ、３６・・・弁ニードル、
３７・・・閉鎖ヘッド、３８・・・ばね受、３９・・・
弁閉鎖ばね、４０・・・ストッパ、４１・・・空気弁、
４２・・・燃料弁、４３〜４６・・・環状肩部、４７・
・・供給孔、４８・・・絞りピン、４９・・・Ｏリング
、５０・・・ケーシング軸線−２〇−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関の燃料噴射装置のための燃料と空気を混合
    して噴射する装置であって、ケーシングが燃料接続部と
    空気接続部と、両接続部に接続された噴射口とを有して
    おり、ケーシングに、弁座と弁部材とを備えた電磁石作
    動式の２つの弁が配置されていて、両弁のうちの一方が
    空気を調量するために空気接続部と噴射口との間の接続
    部に位置し、かつ他方が燃料を調量するために燃料接続
    部と噴射口との間の接続部に位置している形式のものに
    おいて、両方の弁（４１，４２）が互いに同心的に噴射
    口（２０）に直接配置されていて、燃料弁（４２）の、
    閉鎖方向にばね負荷された弁部材（４６）が弁開放の際
    に外方に向かって、かつ空気弁（４１）の、閉鎖方向に
    ばね負荷された弁部材（４４）が弁開放の際に内方に向
    かってそれぞれ所属の弁座（４５，４３）から持ち上が
    るように構成されており、空気弁（４１）の弁部材（４
    ４）と燃料弁（４２）の弁座（４５）とが共に、電磁石
    （２５）によって作動可能な中空軸（２３）によって保
    持されており、燃料弁（４２）の弁部材（４６）及び中
    空軸（２３）の行程中に行程ストッパ（４０）が配置さ
    れていて、中空軸（２３）の最大行程が燃料弁（４２）
    の弁部材（４６）の最大行程よりも大であることを特徴
    とする、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料と空気を
    混合して噴射する装置。 ２．空気弁（４１）の弁座が、噴射口（２０）を有する
    中空のケーシング管片（１４）の内壁に環状肩部（４３
    ）として構成されていて、燃料弁（４２）の弁部材（４
    ６）が、中空軸（２３）を貫通していて軸方向摺動可能
    に保持された弁ニードル（３６）によって保持されてい
    る、請求項１記載の装置。 ３．弁ニードル（３６）が端面側に、ニードル直径に比
    べて大きな直径を有する閉鎖ヘッド（３７）を備えてお
    り、弁部材が、閉鎖ヘッド（３７）における背側の環状
    肩部（４６）として構成されている、請求項２記載の装
    置４．中空軸（２３）に配置された弁座と中空軸（２３
    ）に配置された弁部材とが、互いにほぼ直角に傾斜した
    環状肩部（４４，４５）として中空軸（２３）の外壁及
    び内壁に構成されており、ケーシングが管片（１４）の
    内壁もしくは閉鎖ヘッド（３７）における環状肩部（４
    ３，４６）がケーシング軸線（５０）に対してほぼ４５
    ゜の角度をなして傾斜している、請求項２又は３記載の
    装置。 ５．電磁石（２５）がポットコア（２７）及びコイル（
    ２８）を備えた磁気ポット（２６）と可動子（３１）と
    を有しており、空気弁（４１）のための弁閉鎖ばね（３
    ２）がケーシング（１０）と可動子（３１）とに支持さ
    れていて、該可動子を中空軸（２３）におけるストッパ
    肩部（３３）に押し付けており、燃料弁（４２）のため
    の弁閉鎖ばね（３９）が、空気弁（４１）のための弁閉
    鎖ばね（３２）の方向とは逆向きの力方向でケーシング
    （１０）と弁ニードル（３６）とに支持されている、請
    求項１から４までのいずれか１項記載の装置。 ６．中空軸（２３）が、燃料接続部（１１）に後置され
    た燃料を満たされた室（２４）に突入していて、該室に
    、中空軸内部に開口している少なくとも１つの供給孔（
    ４７）を有しており、弁閉鎖ばね（３２，３９）のばね
    力が次のように、すなわち、燃料弁（４２）のための弁
    閉鎖ばね（３９）のばね力が空気弁（４１）のための弁
    閉鎖ばね（３２）のばね力よりも大きくなるように、そ
    して空気弁（４１）のための弁閉鎖ばね（３２）のばね
    力と、燃料を満たされた室（２４）のおける燃料圧の中
    空軸（２３）に作用する圧力との和よりも小さくなるよ
    うに、調節されている、請求項５記載の装置。 ７．弁ニードル（３６）が、噴射口（２０）から見て中
    空軸壁を貫通する供給孔（４７）の後ろに位置している
    中空軸（２３）の端区分において、直径の大きなガイド
    区分（３６１）で軸方向摺動可能に案内されていて、中
    空軸から軸方向に突出しており、弁ニードル（３６）の
    突出した端区分に、燃料弁（４２）のための弁閉鎖ばね
    （３９）を支持するためのばね受（３８）が保持されて
    いる、請求項６記載の装置。 ８．ケーシング管片（１４）がケーシング（１０）内に
    気密に挿入されていて、該ケーシングの内室（１９２）
    が少なくとも１つの半径方向孔（２１）を介して空気接
    続部（１２）と接続されている、請求項１記載の装置。 ９．燃料接続部（１１）と接続されていて燃料を満たさ
    れた室（２４）における燃料圧が内燃機関の運転時に一
    定に保たれており、空気接続部（１２）における空気圧
    がほぼ一定で、燃料圧よりも低い、請求項６から８まで
    のいずれか１項記載の装置。 １０．燃料弁（４２）が、内部に位置する絞りピン（４
    ８）を備えた絞りピンノズルとして構成されている、請
    求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
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