JPH08218979A - 内燃機関用の燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 弁体１と、該弁体を弁ホルダに対して緊
締する緊締ナット５とを有する内燃機関用の燃料噴射弁
であって、弁体が、燃焼室側の端部で、燃料吐出箇所を
有する偏平な端面２７へ移行する円錐形の移行部２９を
有し、該移行部に、同様に円錐形に形成された、環状フ
ランジ３０の部分３１が当接し、これによって弁体１と
緊締ナット５との間のスペースが閉鎖され、弁体１の軸
線に対する前記円錐形の移行部２９の傾斜角度αが、弁
体１の軸線に対する環状フランジ３０の円錐形の部分３
１の傾斜角度βよりも小さく構成されている。 【効果】 緊締ナットに形成された、噴射開口に対応配
置された貫通孔の領域内のデッドスペースが著しく減少
されたことによって、内燃機関の燃焼室内におけるプロ
セスは、内燃機関のエミッション値が改善されるように
影響を及ぼすという利点が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用の燃料
噴射弁であって、ガイド孔を有する弁体が設けられてい
て、該ガイド孔内で弁部材が軸方向摺動可能にガイドさ
れており、前記弁体を弁ホルダに対して緊締する緊締ナ
ットが設けられていて、該緊締ナットが、弁体を取り囲
むスリーブ状の付加部と、弁体の燃焼室側の端面に下側
から係合する、内方に向けられた環状フランジとを有し
ており、弁体の燃焼室側の端面の、燃料吐出箇所を取り
囲む偏平な領域と軸方向で重なる、前記環状フランジの
領域に、中央の貫通開口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、例えばドイツ連邦共
和国実用新案登録第９２０４０８３号明細書により公知
の燃料噴射弁においては、軸方向摺動可能な弁部材を有
する弁体が、緊締ナットによって弁ホルダに対して緊締
されており、緊締ナットは、弁部材に形成された貫通す
るガイド孔によって形成された噴射開口の領域内におけ
る、弁体の燃焼室側の端面に貫通開口を有している。

【０００３】このような構造の燃料噴射弁において、弁
体の燃焼室側の端面側（底部）が強く加熱されること、
及びひいては弁体が締付けられて噴射開口がコークス化
するのを避けるために、公知の燃料噴射弁は耐熱円板を
有している。この耐熱円板は、弁体の燃焼室側の端面と
緊締ナットとの間に緊締されていて、これによって、高
熱の燃焼ガスの流れに直接さらされる弁体の端面を小さ
くし、この燃焼ガスが緊締ナットの内部に流入するの阻
止するようになっている。

【０００４】しかしながらこのような構造の公知の燃料
噴射弁は、弁体の燃焼室側の端面と緊締ナットの燃焼室
側の端面との間で貫通開口の領域に形成されたスペース
が比較的大きき構成されているという欠点がある。この
ような、噴射開口の領域における大きいデッドスペース
は、供給しようとする内燃機関の燃焼室内における混合
気形成及び燃焼過程に不都合な影響を与え、内燃機関全
体のエミッション値（排ガス値）を劣化させることにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、以上のような公知の燃料噴射弁における欠点を取り
除くことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、弁体が、その燃焼室側の端部で、燃料吐出
箇所を有する偏平な端面へ移行する少なくとも１つの円
錐形の移行部を有しており、該移行部材に、同様に円錐
形に形成された、環状フランジの部分が当接していてい
て、これによって弁体と緊締ナットとの間に形成された
スペースが閉鎖され、弁体の軸線に対する前記円錐形の
移行部の傾斜角度（α）が、弁体の軸線に対する環状フ
ランジの円錐形の部分の傾斜角度（β）よりも小さく構
成されている。

【０００７】

【発明の効果】本発明の燃料噴射弁によれば、緊締ナッ
トに形成された、噴射開口に対応配置された貫通孔の領
域内のデッドスペースが著しく減少されたことによっ
て、内燃機関の燃焼室内におけるプロセスは、内燃機関
のエミッション値が改善されるように影響を及ぼすとい
う利点が得られた。しかも、本発明によれば有利な形式
で、高熱の燃焼ガスの流れにさらされる、弁体の端面が
さらに減少されているので、弁体全体はそれ程強く加熱
されることはなく、これによって燃料噴射弁全体の信頼
性及び耐用年数は高められる。

【０００８】緊締ナットの貫通開口内でデッドスペース
を減少させることは、本発明によれば有利な形式で、弁
体の端面とシャフトとの間の移行部を円錐形に成形した
ことによって及び、緊締ナットにおける円錐形に形成さ
れた座付き面によって得られる。この場合、弁部材にお
ける円錐形のシール面の傾斜角度は、金知恵ナットの座
付き面の傾斜角度よりも小さい。このような形式で、シ
ール面と座付き面との間の気密な接触縁は、常に緊締ナ
ットの貫通開口に可能な限り気密に位置するので、これ
によって形成されたスペースは可能な限り小さく維持す
ることができる。この場合、シール縁は、構成に応じ
て、緊締ナットの座付き面及び又は弁体によって形成さ
れる。

【０００９】デッドスペースをさらに減少させること
は、弁体のシール面を緊締ナットの貫通開口の領域内に
突入させることによって得られる。この場合に、円錐形
のシール面はさらに、別の傾斜度を有する別の円錐形面
に分割され得る。

【００１０】弁体のシャフトと、これに向き合う緊締ナ
ットの壁部との間で、特に弁体のシャフトと円錐形のシ
ール面との間の移行領域内に狭い箇所を設けることによ
って、シール領域内でのガス交換が予め早期に妨げられ
るので、高熱の燃焼ガスが弁体のシャフト領域全体に亙
って行き渡ることはない。

【００１１】耐熱円板を使用する場合、この耐熱円板
は、有利な形式で皿ばね状に構成されていて、その中央
の切欠が貫通開口の縁部に開口しており、これによって
この縁部に存在するスペースはできるだけ小さく維持さ
れる。

【００１２】本発明のその他の利点及び有利な構成は、
以下の説明及び図面並びに請求項に記載されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
示した実施例について説明する。

【００１４】図１で本発明の主要な構成部分だけ示され
た、内燃機関のための燃料噴射弁は、円筒形の弁体１を
有しており、該弁体１は中間円板３と共に、緊締ナット
５によって、図示していない弁ホルダに対して緊締され
ている。このために緊締ナット５は、内側の環状ショル
ダ７を備えていて、この環状ショルダ７は、弁体１の外
側の環状ショルダ９に係合する。緊締ナット５はさら
に、環状ショルダ７の領域内で雄ねじ１１を有してい
て、この雄ねじ１１は、燃料を供給しようとする内燃機
関のケーシングに形成された取付け孔１３の対応する雌
ねじに螺合する。環状ショルダ７の下側で弁体１を取り
囲む、緊締ナット５のスリーブ状の付加部１７には、支
持ショルダ１９が配置されており、この支持ショルダ１
９は、燃料噴射弁を組み込んだ状態で、シールリング２
１を介して取付け孔１３内の支持ショルダ２３に押しつ
けられている。

【００１５】図１に示した第１実施例は、いわゆる絞り
ピン付きノズル若しくはピントルノズル(pintle nozzl
e)として構成されており（オリフィスノズルとして構成
されていてもよい）、この絞りピン付きノズルにおいて
は、図示していないガイド孔内で軸方向摺動可能な、内
側に向かって開放する弁部材が絞りピン２５を備えてい
る。この絞りピン２５は、燃料噴射弁の閉鎖状態で、弁
体１の燃焼室側の端面２７におけるガイド孔の、噴射横
断面を形成する吐出開口（燃料吐出箇所）から突き出て
いて、弁部材の開放方向への前進ストローク運動中に噴
射横断面を公知の形式で、狭い環状ギャップになるまで
狭める。このような形式の燃料噴射弁においては、噴射
横断面がコークス化するのをできるだけ小さく維持する
ために、弁体１の燃焼室側の端面２７を特に良好に冷却
する必要がある。このために、本発明の燃料噴射弁にお
いては、緊締ナット５のスリーブ状の付加部１７によっ
て取り囲まれた弁体１のシャフトと、このシャフトの燃
焼室側の扁平な端面との間の移行部が円錐形に構成され
ており、この場合、円錐形の移行部領域は、弁体１にお
けるシール面２９を形成している。このシール面２９
は、弁体１の端面に下から係合する円錐形の座付き面３
１と協働する。この座付き面３１は、緊締ナット５の内
側に突き出る環状フランジ３０に配置されている。緊締
ナット５の座付き面３１は、半径方向内側に、環状フラ
ンジ３０の中央の貫通開口３３まで延びている。この中
央の貫通開口３３は、弁体１の扁平な端面２７の、弁部
材の絞りピン２５を取り囲む領域を覆っており、これに
よって、弁体１側とは反対側に向けられた、緊締ナット
５の環状フランジ３０に連続する燃焼室内に燃料を噴射
させることができる。

【００１６】この場合に、貫通開口３３内に閉じ込めら
れた容積及び、弁体１の露出する端面２７を可能な限り
小さく維持するために、弁体１の軸線に対する弁体１の
円錐形のシール面２９の傾斜角度αは、弁体１の軸線に
対する緊締ナット５の端面３１の傾斜角度βよりも小さ
いので、シール面２９と座付き面３１との間に形成され
たシールエッジ３７は、貫通開口３３のできるだけ近く
に配置されている。この場合に、傾斜角度αは、弁体の
軸線に対して有利には４５°〜６０°の間であって、傾
斜角度βは、弁体の軸線に関連してαよりも約２．５°
〜５°大きい。さらにまた、シール面２９によって制限
された、弁体１の扁平な端面２７の直径Ｄは、図１に示
した第１実施例においては、緊締ナット５の貫通開口３
３の直径ｄよりも大きく構成されている。

【００１７】図２に示した第２実施例は、前記第１実施
例に対して、直径Ｄの寸法と直径ｄの寸法とが同じ大き
さに構成されている点だけが異なっているので、緊締ナ
ット５の貫通開口３３の容積は、図１の実施例のものよ
りも小さくなっており、従って、高熱の燃焼ガスに晒さ
れる、弁体１の自由な扁平の端面２７も小さく構成され
ている。

【００１８】弁体１の偏平な端面２７と緊締ナット５の
燃焼室側の端面３５との間に存在するギャプｓの寸法
は、貫通開口３３の領域内で有利には０．５mm〜０．９
mmの大きさである。

【００１９】図３に示した第３実施例においては、弁体
１の燃焼室側の偏平な燃焼室側の直径Ｄは、緊締ナット
５の貫通開口３３の直径ｄよりも小さく構成されている
ので、弁体１のシール面２９は貫通開口３３内に突入し
ている。このような形式で、貫通開口３３内のデッドス
ペースはさらに減少され、しかも、座付き面３１及びシ
ール面２９に高い加工精度を要求することなしに、この
実施例では座付き面３１の端部によって形成されたシー
ルエッジ３７を可能な限り半径方向内側に配置すること
ができる。

【００２０】図４に示した第４実施例は、前記第３実施
例にものに対して、弁体１のシール面２９及び緊締ナッ
ト５の座付き面３１の構成が異なっているだけである。
つまり、この第４実施例のものでは、弁体１のシール面
２９及び緊締ナット５の座付き面３１は、それぞれ異な
る傾斜角度を有する２つの円錐形の領域を有しているの
で、シール面２９が貫通開口３３内に突入する程度は、
より良好にそれぞれの必要に合わせることができる。し
かも図４の実施例のものでは、弁体１の円筒形の外周面
と緊締ナット５の内壁との間に狭いギャップ３９が設け
られており、この狭いギャップ３９は、有利にはシール
面２９に続いており、これによってシールエッジ３７を
越えて流入する高熱の燃焼ガスと、弁体１のシャフト領
域内に存在するガス量とのガス交換を困難にし、従って
弁体１のシャフト領域はあまり加熱されることはない。

【００２１】図５に示した第５実施例においては、弁体
１のシャフト面２９と緊締ナット５の座付き面３１との
間に耐熱ワッシャ４１が緊締されている。この耐熱ワッ
シャ４１は、貫通開口３３のスペースをできるだけ早期
にシールするために皿ばね状に構成されていて、組み込
んだ状態で、この耐熱ワッシャ４１の端面がほぼ完全に
シール面２９及び座付き面３１に当接するように緊締さ
れている。また耐熱ワッシャ４１は中央孔４３を有して
おり、この中央孔４３は有利には、この中央孔４３の壁
部が貫通開口３３の壁部と合致するように設計されてい
る。

【００２２】これによって、本発明の燃料噴射弁によれ
ば、高熱の燃料ガスの流れに晒される、弁体１の端面２
７は減少され、それと同時に貫通開口３３によって形成
された、緊締ナット５内のデッドスペースも減少され、
ひいては良好な混合気の気化及び燃焼が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】弁体の偏平な端面の直径が緊締ナットの貫通開
口の直径よりも大きく構成されている、本発明の第１実
施例による燃料噴射弁の部分図である。

【図２】弁体の偏平な端面の直径が緊締ナットの貫通開
口の直径と同じ大きさである、第２実施例による燃料噴
射弁の部分図である。

【図３】弁体の円錐形のシール面が緊締ナットの貫通開
口内に突入している、第３実施例による燃料噴射弁の部
分図である。

【図４】弁体の円錐形のシール面が、異なる傾斜角を有
する２つの領域に分割されている、第４実施例による燃
料噴射弁の部分図である。

【図５】弁体と緊締ナットとの間に皿ばね状の耐熱ワッ
シャが緊締されている、第５実施例による燃料噴射弁の
部分図である。

【符号の説明】

１ 弁体、 ３ 中間円板、 ５ 緊締ナット、 ７，
９ 環状ショルダ、１１ 雄ねじ、 １３ 取り付け
孔、 １５ ケーシング、 １７ 付加部、１９ 支持
ショルダ、 ２１ シールリング、 ２３ 支持ショル
ダ、 ２５絞りピン、 ２７ 端面、 ２９ シール
面、 ３１ 座付き面、 ３３ 貫通開口、 ３５ 端
面、 ３７ シールエッジ、 ３９ 狭いギャップ、
４１耐熱ワッシャ、 ４３ 中央孔

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関用の燃料噴射弁であって、ガイ
   ド孔を有する弁体（１）が設けられていて、該ガイド孔
   内で弁部材が軸方向摺動可能にガイドされており、前記
   弁体（１）を弁ホルダに対して緊締する緊締ナット
   （５）が設けられていて、該緊締ナット（５）が、弁体
   （１）を取り囲むスリーブ状の付加部（１７）と、弁体
   （１）の燃焼室側の端面（２７）に下側から係合する、
   内方に向けられた環状フランジ（３０）とを有してお
   り、弁体（１）の燃焼室側の端面（２７）の、燃料吐出
   箇所を取り囲む偏平な領域と軸方向で重なる、前記環状
   フランジ（３０）の領域に、中央の貫通開口（３３）が
   設けられている形式のものにおいて、 弁体（１）が、その燃焼室側の端部で、燃料吐出箇所を
   有する偏平な端面（２７）へ移行する少なくとも１つの
   円錐形の移行部（２９）を有しており、該移行部（２
   ９）に、同様に円錐形に形成された、環状フランジ（３
   ０）の部分（３１）が当接していていて、これによって
   弁体（１）と緊締ナット（５）との間に形成されたスペ
   ースが閉鎖され、弁体（１）の軸線に対する前記円錐形
   の移行部（２９）の傾斜角度（α）が、弁体（１）の軸
   線に対する環状フランジ（３０）の円錐形の部分（３
   １）の傾斜角度（β）よりも小さいことを特徴とする、
   内燃機関用の燃料噴射弁。
2. 【請求項２】 弁体（１）の円錐形の移行部（２９）が
   シール面を形成していて、該シール面の、弁体（１）軸
   線に対する傾斜角度（α）が４５°〜６０°であって、
   緊締ナット（５）の環状フランジ（３０）の円錐形の部
   分（３１）が座付き面を形成していて、該座付き面の、
   弁体（１）の軸線に対する傾斜角度（β）が、前記シー
   ル面の傾斜角度（α）よりも２．５°〜５°大きく構成
   されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 弁体(１)の端面（２７）の偏平な領域の
   直径（Ｄ）が、緊締ナット（５）の貫通開口（３３）の
   直径（ｄ）よりも大きく構成されており、弁体（１）の
   円錐形の横断面減少部（２９）と偏平なシール面（２
   ７）との間に形成された、弁体（１）における縁部が、
   緊締ナット（５）の座付き面（３１）に当接するシール
   エッジ（３７）として作用する、請求項２記載の燃料噴
   射弁。
4. 【請求項４】 弁体（１）における端面の偏平な領域の
   直径（Ｄ）が、緊締ナット（５）の貫通開口（３３）の
   直径（ｄ）と同じ大きさであって、前記２つの直径
   （Ｄ，ｄ）の領域における横断面移行部がそれぞれ、互
   いに作用するシールエッジ（３７）を形成している、請
   求項２記載の燃料噴射弁。
5. 【請求項５】 弁体（１）における端面（２７）の偏平
   な領域の直径（Ｄ）が、緊締ナット（５）の貫通開口
   （３３）の直径（ｄ）よりも小さく構成されており、座
   付き面（３１）の半径方向内側の端部が、貫通開口（３
   ３）の直径（ｄ）の領域で、弁体（１）におけるシール
   面（２９）と協働するシール面（３７）を形成してい
   る、請求項２記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 それぞれ異なる傾斜角度を有する、互い
   に隣接し合う２つの横断面減少部（２９）が弁体（１）
   に設けられており、これ２つの横断面減少部（２９）
   に、緊締ナット（５）の２つの円錐形の座付き面（３
   １）領域が配属されている、請求項２又は５記載の燃料
   噴射弁。
7. 【請求項７】 弁体（１）の円筒形の部分と円錐形の移
   行部（２９）との間の移行部の領域で、緊締ナット
   （５）の壁部と弁体（１）との間の狭いギャップ（３
   ９）が設けられている、請求項１記載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】 弁体（１）の円錐形の移行部（２９）と
   緊締ナット（５）の円錐形の部分（３１）に形成された
   座付き面との間に、皿ばね状の耐熱ワッシャ（４１）が
   緊締されており、該耐熱ワッシャ（４１）が、燃料噴射
   弁の組み立てた状態でシール面（２９）と座付き面（３
   １）とに完全に当接していて、この耐熱ワッシャ（４
   １）の、中央孔（４３）に隣接する環状縁部で、緊締ナ
   ット（５）の貫通孔（３３）によって制限されたスペー
   スが、緊締ナット（５）の内部に対して仕切られてい
   る、請求項１記載の燃料噴射弁。
9. 【請求項９】 弁体(１)の偏平な端面（２７）と、緊締
   ナット（５）の燃焼室側の端面（３５）との間に形成さ
   れた、貫通開口（３３）の領域内のギャップ（ｓ）の寸
   法が０．５mm〜０．９mmの間である、請求項１記載の燃
   料噴射弁。