JPH0842422A - 内燃機関、特にディーゼルエンジンの燃料噴射装置の噴射弁 - Google Patents

内燃機関、特にディーゼルエンジンの燃料噴射装置の噴射弁

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JPH0842422A
JPH0842422A JP7104236A JP10423695A JPH0842422A JP H0842422 A JPH0842422 A JP H0842422A JP 7104236 A JP7104236 A JP 7104236A JP 10423695 A JP10423695 A JP 10423695A JP H0842422 A JPH0842422 A JP H0842422A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遮断速度が早くても、また構造が長い弁体で
も、遮断時に弁のノズルキャップに加わる衝撃力がこの
キャップに過負荷にならず、その場合でも、噴射弁の構
造を複雑にしない内燃機関、特にディーゼルエンジンの
燃料噴射装置の噴射弁２を提供する。 【構成】 一つの弁ケーシング４７と、この弁ケーシン
グ内に移動可能に配置されている多部品の弁体１５と、
圧力室１４から出る燃料供給が弁体１５の制御により行
われる動作シリンダ内に合流する少なくとも一つの噴射
開口４とを備え、噴射開口４を制御するノズル針１５a
と対向する多部品弁体１５の少なくとも一つの弁体部品
１５b との間に燃料を満たす緩衝室４３が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一つの弁ケーシング
と、この弁ケーシング内に移動可能に配置されている多
部品の弁体と、圧力室から出る燃料の供給が弁体の制御
により行われる動作シリンダ内に合流する少なくとも一
つの噴射開口とを備えた、内燃機関、特にディーゼルエ
ンジンの燃料噴射装置の噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許第 A1 0 393 590 号明細書によ
るこの種の噴射弁は、多部品で形成されるケーシング
と、その中に電磁弁で軸方向に摺動可能に配置された弁
体とを有し、この弁体が燃料噴射を制御するノズル針と
この針に同軸に配置されたピストン状の延長部品とを有
する。この延長部品はケース内に導入される部品と、直
径を狭めた下部部品で形成されている。電磁弁と延長部
品の間に設けてある調整弁が、この場合、噴射を開始す
るため、燃料の噴射量を段階的に増加させて燃焼シリン
ダにいれる。更に、このような噴射弁を用いてノズル針
の遮断速度を高め、これは通常多数のこのような噴射弁
を有する内燃機関の排気ガスの放出を良好な作用をもっ
て低減させる。しかし、二部品の弁体は比較的長く、そ
のため重量が大きいので、噴射開口を閉じる時、ノズル
キャップにノズル針による強い負担が加わり、割れや破
損が生じる恐れがある。これは、結局、そのような割れ
や破損が燃焼シリンダに通じる漏れを与える結果にな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これに対して、この発
明の課題は、遮断速度が早くても、また構造が長い弁体
でも、遮断時に弁のノズルキャップに加わる衝撃力がこ
のキャップに過負荷にならず、その場合でも、噴射弁の
構造を複雑にしないように、冒頭の述べた種類の噴射弁
を開発することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の噴射弁にあって、噴射開口
４を制御するノズル針１５a と対向する多部品弁体１５
の少なくとも一つの弁体部品１５b との間に燃料を満た
す緩衝室４３が形成されていることによって解決されて
いる。
【０００５】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００６】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づきより詳しく
説明する。図１は特にディーゼルエンジンとして使用さ
れる内燃機関（図示せず）の噴射弁２を示す。噴射弁２
はディーゼルエンジンの通常の噴射装置に適しているの
で、これに関して詳しくは立ち入らない。この噴射弁
は、実質上多部品で通常のように形成される弁ケーシン
グ４７，５３，その中で軸方向に移動できるように導入
された弁体１５，この弁体を操作し、電磁弁２２７とし
て形成された制御弁２０，高圧の燃料の導入導管１３お
よび排気導管１０を有する。多部品の弁体１５は下部で
導入導管１３により燃料を供給される圧力室１４により
取り囲まれている。そして、この弁体はディーゼルエン
ジンの動作シリンダに導入される噴射開口４あるいはそ
の導入導管を開閉し、この導入導管は動作シリンダに突
出する弁ケーシング４７のノズルキャップ２４の中にあ
る。中間領域では、この弁体は弁ケーシング４７の貫通
穴に通じ、上端で制御室１７a の中に突出し、そこで更
に圧縮バネ９７に支援されて遮断方向に押圧されてい
る。制御室１７a は、一方で弁２５と導入導管１３を介
して燃料を有する高圧部品に、また他方で導管部品１９
とこれに接続する制御弁２０を介して排出導管１０に接
続する。導入導管１３には、噴射弁２に対して半径方向
の接続部９２がある。この接続部は弁ケーシング４７に
嵌まる接続リング７０と導入導管１３をケーシングに押
圧するネジナット７２を有する。
【０００７】この発明によれば、噴射開口４を制御する
ノズル針１５a とこれに対向する二部品の弁体１５の弁
体部品１５b との間に緩衝室４３がある。これは、図２
に拡大部分図にして示してある。この緩衝室４３は一方
でノズル針１５a と弁ケーシング４７の間、他方で弁体
部品１５b と弁ケーシング４７の間に形成されたほぼ遊
びのない案内嵌合部４４，４５が前置および後置接続さ
れている。従って、制限された量の導入流あるいは排出
流がこの緩衝室４３から隣の過圧室１４または室４９に
生じるか、あるいは隣の過圧室１４または室４９から緩
衝室４３に生じる。緩衝室４３により得られるノズルキ
ャップ２４のいたわりの上に述べた利点の外に、噴射弁
２が通常の部品で多部品にして形成でき、製造に経費が
かからないという他の利点ももたらす。
【０００８】噴射弁２が閉じていて静止している場合、
圧縮バネ９７のバネ力はノズル針１５a に対して弁体部
品１５b に作用し、緩衝室４３内にある端面１６，２５
を互いに近づけ、次の噴射過程が行われ、その間、これ
等の端面１６，２５は弁を開くためゆっくりと互いに離
れ、燃料が圧力室１４，４９から高圧下で案内嵌合部４
４，４５を経由して緩衝室４３に限定された流れるた
め、そして緩衝室４３の平均圧力がほぼノズル針１５a
の噴射側の表面の圧力に降下するので互いに離れる。次
に、弁体１５が閉じると、比較的軽いノズル針１５a が
ノズルキャップ２４に直接衝突するだけである。こうし
て、同様に遮断方向に移動する弁体部品１５b がこの弁
体部品とノズル針の間に形成される液体クッションによ
り緩和され、これにより噴射弁２の最下先端の最大負荷
が求める長期間の低減を行える。
【０００９】その外、この発明による噴射弁２を用いる
と、周知の解決策に比べて信頼性が高まり、例えば、制
御弁２０を挟み、この弁に関連する噴射開口４を開いた
ままにして、燃料を常時緩衝室４３に供給し、その結
果、噴射開口４を閉ざすまで、ノズル針１５a が弁体部
品１５b を離れる。
【００１０】更に、この緩衝室４３は好ましくは最大の
体積を有し、この体積がほぼノズル針１５a の横断面と
最大 2ミリメートルの隙間に相当する。電磁弁２２７と
して形成された制御弁２０は制御弁体３８を有し、この
制御弁体３８が下側端面の弁座５７により、弁ケーシン
グ４７内で垂直に移行し、次に水平に排出導管１０に移
行する導管部分１９を開閉する。この制御弁体３８はそ
の弁座５７から出て、導管部分１９に連通する穴６０′
を有する。この穴６０′は制御弁体３８の内部で遮断方
向に作用する遮断力を発生させるため、更に拡がる。こ
のため穴６０′は制御弁体３８内で同軸にこの弁体の軸
方向に移動可能に配置されたピン６０により上部を制限
され、このピンの上端で制御弁体３８に無関係に、この
実施例の場合、磁芯２２に配置され、十分な強度を有す
るピンの下端面で支えられている。磁芯２２はその下側
の平坦な多面でフォイル円板６１上に直接載っている。
この円板は弁ケーシングの平坦なリング面の上に固定さ
れている。その外、磁石固定部６２とその近くの部品に
切欠６６が設けある。この切欠により、固定部を移動さ
せる時、この固定部を取り囲む燃料を循環させることが
できる。切欠６６の横断面を適当に選択して、往復運動
する制御弁体３８の緩衝作用を調節できる。
【００１１】図示する噴射弁２では、このノズル針１５
の上に弁体の遮断速度を高めるため他の弁２５が配置さ
れている。この弁２５は導入導管１３を介して制御媒体
の高圧部分に接続されるリング状の室２８とこの室の上
端面を閉ざすリング状弁座２７を有する。この弁座は開
くと高圧部分と制御室１７b の間に付加的な接続を形成
する。この弁２５はノズル針１５に対して同軸に延びて
いて、弁ケーシング４７に気密状態で横方向に案内され
る弁体２６を有すると効果的である。この円筒状の弁体
２６と弁ケーシング４７は共に床にリング状の室２８と
この室２８を閉ざす弁座２７を形成する。その場合、弁
体２６はノズル針１５a と反対の多面で制御室１７a に
突出し、他方の多面で排出導管１０に制御弁２０を介し
て連通する予備室１７b に突出している。この予備室１
７b は弁体２６中を貫通する絞りの穴２３を介して制御
室１７a に接続し、その周囲で弁座２７を制限する。こ
の弁座は、弁体２６が斜めの上部リング端部で相手側の
リング面に対して遮断状態で気密にしてケーシング穴に
接し、リング状の室２８が弁体２６を少なくともその上
部部分で取り囲むように形成されている。この円錐状に
形成された弁座２７は円筒状にも、あるいは平坦な面に
形成できる。その外、弁体２６には導入導管１３を制御
室１７b に接続する横方向の絞り穴２１が設けてあり、
この穴２１により制御媒体を高圧部分からこの制御室に
永続的接続する。
【００１２】遮断位置では、弁体２６は下にあるノズル
針１５a に対して所定間隔を有し、更にこれ等の間に両
者を縮める圧縮バネ９６が設けてあり、その間、制御弁
２０解放して、これに関係する制御室１７a の圧力降下
によりもたらせられるノズル針１５a の開位置で、この
ノズル針１５a は弁体２６の下多面１６に当接する。
【００１３】制御弁２０が遮断すると、直ぐ横方向絞り
穴２１により圧力降下が予め予備室１７b で行われ、こ
れに続き、弁体２６がノズル針１５a に対して移動し、
これにより弁座２７が自動的に開く。この開放により、
高圧の制御媒体の予備室１７b への付加的な導入流が流
れ、これにより、ノズル針１５a は弁体２６から高速で
遮断位置にされる。ノズル針が遮断位置に達し後、弁体
２６が制御室１７a の圧力上昇とバネ９６のバネ力の支
援により再び戻り上の方に移動し、その上リング端がケ
ーシングの穴に当たり、弁座２７が再び遮断位置とな
る。
【００１４】図３の噴射弁２では、図示する緩衝室４３
が、第一実施例のように、弁ケーシング４７により直接
に取り囲まれているのでなく、弁ケーシング内で軸方向
に移動できるリング部材１５d により取り囲まれてい
る。その場合、リング部材１５d は弁体部品１５b の下
端を形成する。入口開口４を開け閉めするノズル針１５
a はこのリング部材１５d の中にほぼ遊びなしに突出
し、開口４の上でリング部材１５d 内に軸方向に移動可
能に配置された間隔円板１５c と共に緩衝室４３を制限
する。間隔円板１５c の長さを適当に選んで、弁体１５
により弁体２６とそれに応じてケーシング部品４７，５
３により形成される長さの許容公差をバランスさせるこ
とができる。ノズル針１５a は少なくとも下部領域に図
示する丸くない横断面を有し、これにより弁ケーシング
の丸い穴の中に圧力室の自由空間を形成する。その他の
点では、この噴射弁２は図１の噴射弁と同じように機能
するので、詳細な説明をしない。これは、図１のものに
対して、研磨すべき表面の数が少なく、ケーシング４７
内での正確な案内合わせを省けるという利点がある。こ
うして、靱性のある材料で作製でき、いずれにしても、
ノズル針１５a の高い頻度で振動する昇降運動が発生す
る。
【００１５】図４には、この発明に重要な部品にして噴
射弁２の他の実施例が示してある。この弁は図３の噴射
弁のように形成されている。しかし、リング部材１５d
はこれに対して上部の制御弁部品１５b に無関係に設け
てある。制御弁部品１５b とノズル針１５a はリング部
材１５d 中で丸く形成した場合その中でほぼ遊びなしに
その中に導入される。しかし、この発明によれば、ノズ
ル針１５a と弁部品１５b の間に形成された緩衝室４３
が設けてある。この緩衝室を取り囲むリング部材１５d
は内部気密円管として形成され、それに応じた薄肉の壁
では金属材料の代わりに合成樹脂でも構成される。この
リング部材はノズル針１５a と弁体部品１５b の両端の
上に差し込み、これ等の部材と共に固定座を形成する。
これにより弁体１５の緩衝機能が幾分低下する。この噴
射弁は低コストで作製でき、その中に装着されるリング
部材１５d に引っ張り力を伝え、幾分リンク結合機能を
行う。このリング部材１５d の内部を研磨し、ノズル針
１５a と弁体部品１５b に固定されない場合、この弁体
部品に端面側で嵌まる圧縮バネ９７がこのバネを位置決
めするために使用される。
【００１６】図５の噴射弁は図４のリング部材に似たリ
ング部材１５d を有する。このリング部材は内部で弁体
部品１５b に接続するのに加えてノズル針１５a に接続
する領域に異なった直径を有する。このリング部材は圧
縮バネ９７の上端面に支持されている。図示する実施例
では、リング部材１５d 内の弁体部品１５b の案内横断
面はノズルの案内横断面より大きい。従って、ノズル針
１５a の完全な開放昇降運動は重なった小さな振動で達
成され、閉じる時には、弁体部品１５b の運動エネルギ
はリング部材１５d の直径を短くして形成される当接面
を介してリング部材１５d に伝達される。
【００１７】基本的に、緩衝室４３は案内合わせ部に平
行に接続されている各一つの絞り穴を介して更に圧縮室
に接続できる。制御室に合流する制御媒体は、通常の場
合、燃料であり、この燃料が貯蔵室に噴射され、次いで
噴射開口を経由して燃料シリンダに噴射される。しか
し、基本的に制御媒体として別な液体も使用できるが、
燃料は噴射にのみ使用される。
【００１８】更に、緩衝室４３は噴射弁から離れ、圧力
室より低い圧力を有する油戻し導管に接続している。圧
力室４９は、原理的に、排出導管１０に応じて低圧を有
する。この発明による減衰の効果は、案内合わせ部４４
により形成される貫通断面に対して案内合わせ部４５に
より形成される貫通断面は 10 倍より大きない。
【００１９】この発明は上に説明した実施例で十分説明
されている。補足的な変形種としては、ノズル針１５a
は二部品で構成され、緩衝室がこの二つの部品のノズル
針の上に配置されることも考えられる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による解
決策により早い遮断速度で弁の先端に衝突するノズル針
に著しい減衰を与えることができる。何故なら、弁体が
直接当たる場合、弁の先端のノズルキャップがその全加
速重量を受け止める必要がないからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による噴射弁の縦断面図である。
【図２】 図１の噴射弁の部分縦断面図である。
【図３】 噴射弁の一変形種の部分縦断面図である。
【図４】 噴射弁の他の変形種の部分縦断面図である。
【図５】 噴射弁の更に別な変形種の部分縦断面図であ
る。
【符号の説明】
２ 噴射弁 ４ 噴射開口 １０ 排出導管 １３ 導入導管 １４，４９ 圧力室 １５ 弁体 １５a ノズル針 １５b 弁体部品 １５c 間隔円板 １５d リング部材 １６，２５ 端面 １７a 制御室 １７b 予備室 １９ 導管部品 ２０ 制御弁 ２１ 絞り穴 ２２ 磁芯 ２４ ノズルキャップ ２５ 弁 ２６ 弁体 ２７，５７ 弁座 ２８ リング室 ３８ 制御弁体 ４３ 緩衝室 ４４，４５ 案内合わせ部 ４７，５３ 弁ケーシング ４９ 室 ６０ ピン ６０′ 穴 ６１ フォイル円板 ６６ 切欠 ７０ 接続リング ７２ ネジナット ９２ 接続部 ９７ 圧縮バネ ２２７ 電磁弁

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一つの弁ケーシングと、この弁ケーシン
    グ内に移動可能に配置されている多部品の弁体と、圧力
    室から出る燃料の供給が弁体の制御により行われる動作
    シリンダ内に合流する少なくとも一つの噴射開口とを備
    えた、内燃機関、特にディーゼルエンジンの燃料噴射装
    置の噴射弁において、噴射開口（４）を制御するノズル
    針（１５a ）と対向する多部品弁体（１５）の少なくと
    も一つの弁体部品（１５b ）との間に燃料を満たす緩衝
    室（４３）が形成されていることを特徴とする噴射弁。
  2. 【請求項２】 緩衝室（４３）に対して、一方でノズル
    針（１５a ）と弁ケーシング（４７）との間に、また他
    方で弁体部品（１５b ）と弁ケーシング（４７）との間
    にそれぞれ形成されるほぼ遊びのない案内合わせ部（４
    ４，４５）がそれぞれ前置および後置接続されていて、
    次いで緩衝室（４３）が燃料を有する圧力室（１４）に
    接続していることを特徴とする請求項１に記載の噴射
    弁。
  3. 【請求項３】 噴射弁（２）が閉じる時、弁体部品（１
    ５b ）に支援作用するバネ力はこれ等の弁体部品をノズ
    ル針（１５a ）にその端面（１６）が互いに接触するま
    で近づけるが、これ等の端面は、噴射開口（４）が開く
    時、燃料が圧力室（１４）から緩衝室（４３）に限定さ
    れて流れるため、一定の遅れをもって離れることを特徴
    とする請求項１または２に記載の噴射弁。
  4. 【請求項４】 緩衝室（４３）は案内合わせ部に平行に
    接続されたそれぞれ一つの絞り穴を介して更に圧力室
    （１４）に接続していることを特徴とする請求項１〜３
    の何れか１項に記載の噴射弁。
  5. 【請求項５】 緩衝室は少なくとも一つの案内合わせ部
    を介して噴射弁から離れ、圧力室より低圧の溢れた油の
    戻し導管に接続していることを特徴とする請求項１〜４
    の何れか１項に記載の噴射弁。
  6. 【請求項６】 緩衝室（４３）は弁ケーシング（４７）
    から直接、あるいは弁ケーシング内で軸方向に移動可能
    なまたは固定されたリング部材（１５d ）により取り囲
    まれていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項
    に記載の噴射弁。
  7. 【請求項７】 リング部材（１５d ）は弁体部品（１５
    b ）の一部であるか、または弁ケーシング（４７）に無
    関係に導入されるていることを特徴とする請求項６に記
    載の噴射弁。
  8. 【請求項８】 リング部材（１５d ）ではノズル針（１
    ５a ）とこのノズル針の中に配置された間隔円板（１５
    c ）がほぼ遊びのないように導入され、緩衝室（４３）
    が間隔円板（１５c ）を取り囲んでいることを特徴とす
    る請求項１〜７の何れか１項に記載の噴射弁。
  9. 【請求項９】 ノズル針は緩衝室に突出する領域内に、
    隣接する弁体部品の横断面とは異なった、あるいは大き
    いまはた小さい横断面積を有することを特徴とする請求
    項１〜８の何れか１項に記載の噴射弁。
  10. 【請求項１０】 リング部材（１５d ）の弁体部品（１
    ５b ）の案内横断面はノズル針（１５a ）の案内横断面
    より大きく、遮断時に弁体部品（１５b ）の運動エネル
    ギはリング部材の直径減少により形成される当接面によ
    りリング部材（１５d ）に伝達されることを特徴とする
    請求項９に記載の噴射弁。
JP10423695A 1994-05-02 1995-04-27 内燃機関の燃料噴射装置の噴射弁 Expired - Lifetime JP3710163B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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CH1358/94-6 1994-05-02
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