JPH08507582A

JPH08507582A - 電磁式に操作可能な燃料噴射弁

Info

Publication number: JPH08507582A
Application number: JP7514741A
Authority: JP
Inventors: ハンスクーバッハ，; ダンテス，ギュンター; カールハインツシュルトハイス，
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-08-13
Also published as: WO1995014858A1; US5685494A; EP0680560A1; DE59407831D1; DE4340016A1; EP0680560B1

Abstract

(57)【要約】内燃機関の燃料噴射装置の電磁式に操作可能な燃料噴射弁であって、弁ケーシング、マグネットコイル及び、マグネットコイルの励磁の際に弁座から離れて燃料を放出する弁閉鎖部材を有している形式のものにおいて、燃料の放出範囲に少なくとも１つの振動可能なダイヤフラムを配置してあり、該ダイヤフラムが弁の別の部分と一緒に少なくとも１つの配量（リング）間隙を形成していて、かつ供給される燃料の圧力によって単独に共振振動に励振させられるようになっており、その結果、配量（リング）間隙から放出する燃料層及び放出角の変調が高い振動数で生ぜしめられる。

Description

【発明の詳細な説明】電磁式に操作可能な燃料噴射弁本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の電磁式に操作可能な燃料噴射弁から出発する。燃料噴射弁は種々の構成及び機能で公知であり、例えば、 −ピン形噴射弁（ドイツ連邦共和国特許第３５３３５２１号明細書）、この場合には強磁性材料から成る弁ケーシング内にマグネットコイルを配置してあり、マグネットコイルが弁ニードルに堅く結合された可動子に作用するようになっている。マグネットコイルの励磁に際して、弁ニードルが引きつけられて、ばね圧に抗して弁座から持ち上げられ、この場合、弁ニードルは弁ケーシングに配置されたノズル部材の案内孔内に支承されている。弁ニードルはニードルピンで以てノズル部材の中央の噴射開口から突出しており、円錐形の弁座面がノズル部材の案内孔と噴射開口との間に形成されている。基本的にノズル部材の、燃料を放出する範囲を除いて同じ若しくは類似の形式で構成された燃料噴射弁においては、マグネットコイルによって励起されたマグネット作用に基づき弁閉鎖部材が弁座から持ち上げられ、配量された燃料量が一定の圧力降下及び流過横断面において接続時間の変化によって規定される。 −穴形噴射弁（Spritzlochventil）を含む球欠形弁（Kalottenventil）においては、燃料がしばしば例えば不動の穴プレート（Lochblende:aperture plate）の所定の数によって規定され、穴プレートが球面状に構成されており、燃料供給が例えば噴射角にとって適合させられる。このことは孔プレートにおいてむしろ傾斜した穴を介して達成される（ドイツ連邦共和国特許出願第４０２６７２１号明細書）。 −渦巻き弁（Drallventil）［ヨーロッパ特許出願第５７４０７号明細書］においては、燃料が配量孔で渦巻きを生ぜしめられて、円錐層に形成される。このような渦巻き弁においては、特に精密な規定によっても解決されない構造的な問題があり、それは噴流縁部の直径が燃料層の厚さに比べて著しく小さく、即ち角に強い放出乱れが生じて、層長さの不都合な変動を生ぜしめ、副渦巻きによって増大されるからである。 −衝突弁（Prallventil［米国特許第４９８２７１６号明細書］においては、放出する燃料噴流を障害物に向けてあり、そこで燃料噴流が乱れた円錐層若しくは扇形噴流に変形される。２つの噴流を相対して向けることも公知である。内燃機関に置いて、燃料（ガソリン、特にメタノール）を過度に高くない速度で所定の飛行方向に噴射によって著しく微細な粒子に形成することが重要である。これによって、すべての運転時点で良好に点火可能なかつ望ましく燃焼する燃料空気混合気が得られる。通常、例えば５バールよりも低い圧力で外部エネルギーの供給なしに放出する燃料の通常の形成においては、微細な粒子の形成は、燃料が例えば衝突に基づき生ぜしめられる層若しくは噴流の形で弁から微細に分配して放出することによって行われる。ｖ＝表面／流過横断面の大きな比の流れの摩擦によって粒子の形成が行われ、Ｖの増大は燃料の粒子の８０μｍの平均直径を下回ることのない減少をもたらす。（噴流衝突）弁出口の前若しくは後の微細に分配された燃料噴流内の乱流の形成も直径を８０μｍの前述の値を下回ることなしに減少させる。圧力エネルギーを本出願人のＫ-ジェトロニック（K-Jetronic）におけるようにできるだけほぼ２ｋＨｚの振動に変換することも、粒子の８０μｍの直径を下回らせるために役立たない。しかしながら、典型的な４０μｍへの粒子直径の減少は補助エネルギーの使用により可能であり、この場合、エネルギーの次のような形が考えられ： −空気、絞られて走行する内燃機関において絞りフラップでの＞０．５バールの圧力降下で十分である。高い効率での内燃機関における非絞りはこのような可能性の連続的な使用に逆作用する。 −特に圧電共振器の使用下での外部励起された振動機構。この場合、燃料が通常は振動するプレート若しくは縁部に噴射されて、それによって微細な粒子に分解され、表面張力波も形成される。 −燃料の静電負荷並びに −沸騰限界直前までの燃料の加熱、この場合には急激な圧力降下によって弁内の燃料の弛緩に際して分解されて沸騰する燃料成分がガス抜きされ、これによって燃料が微細な粒子に分散される。問題は、＜１ｍｓの噴射時間が高い非直線性及び不十分な調質をもたらすことにある。このような関係における改善が、接続横断面と配量横断面との合致する、即ちデッド容積０を有する弁において可能である。吸引管噴射においては一般的に、配量がコンスタントな圧力降下及びコンスタントな流過横断面に基づき規定される燃料流の接続時間の変動によって生ぜしめられる。この場合、接続横断面、即ち燃料弁の弁座は流れ方向で見て配量横断面の前に位置している。その間に位置するデッド容積内の燃料は従って弁の遮断段階で吸引管圧力にあり、特に吸引管負圧に際しかつ高い温度に際して容易に気化される。従って望ましくは、デッド容積が最小噴射量に対して小さく、＜０．８ｍｓの調質の開始が弁開放の後に位置し、かつ＞０．８ｍｓの噴射時間までの良好な直線性が得られていることである。このような要求が満たされた場合には、特に開いた入口弁内への噴射に際し及び多重噴射に際して著しく短い噴射時間で作動させることが可能である。これによって燃焼室内の弱い混合渦巻き及び低い回転数においても所望の燃料空気比が達成される。しかしながらこの場合にも問題があり、それというのは接続横断面と調量横断面との間、即ち弁の開放の際のデッド容積において圧力降下が生じ、かつ油圧的に接続横断面の前の範囲に接続の後に圧力振動が生じるからである。このような問題は、弁の行程Ｈ及び弁座直径Ｄにおいて横断面πＤＨが開かれることに起因している。他方において弁座は容積Ｖ＝π／４ＤＨを押しのけ、この場合、Ｄ＞＞Ｈである。従ってこの結果として、 −部分的に閉じられた弁座と配量横断面との間に容積がなく、その結果、配量横断面で圧力が低く、不十分な調質が生じ、それというのは −流れが行程Ｈの増大に伴って連続的に増大するのではなく、行程Ｈの変化中の容積Ｖの充填が弁の上側のストッパによって中断され、これによって流れ方向で弁座の前の室における液力的な振動が生じる。このことは非直線性を意味している。従って本発明の課題は、低い速度において最も微細な粒子を得るようにすることであり、この場合、燃料内に生じる圧力エネルギーを弁から放出する燃料の直径に逆比例の表面エネルギーに高い効率で変換することである。これによって別のエネルギー担体、例えば圧縮空気が省略され、既存の電磁式に操作可能な噴射弁への組み込みが可能であるようにしたい。本発明の利点本発明の前記課題が請求の範囲１項に記載の構成により解決され、利点として、燃料（例えば３バール）の圧力エネルギーを直径に逆比例の表面エネルギーに特に高い効率でエネルギー変換することができる。この場合、微細な粒子の形成のために一時的に使用される別のエネルギー担体が省略され、従って該エネルギー担体の費用、不確実性、及び組み込み問題がなくなる。本発明は、補助外部エネルギーの代わりに何れにしても実際に同じ大きさで与えられる圧力エネルギーを活用し、このようなエネルギーは供給される燃料によって生ぜしめられ、例えば気泡防止のために所定の大きさで必要である。本発明は、放出の際の燃料の大きな表面積、粒子再結合を阻止するための燃料の急速な空間的な分配並びに、燃料の噴射方向の高周波数（＞２０ｋＨｚ）の変化により既に空気内への流入の前での燃料内での所望の乱流を可能にする。この場合に重要なことは、放出する燃料の本発明によって可能な振動特性は所定の振動数範囲に位置していることであり、このような振動数範囲は高振動数で所定の大きさ（即ち＞２０ｋＨｚ）だけ規定された燃料噴射弁構成要素の例えば２ｋＨｚの振動特性の上側に位置していて、公知の形式で例えば例えばＫ-ジェトロニックによって生ぜしめられる。本発明においては、配量横断面内での弁構成要素のばね特性の利用によって原理的にばね弾性的な損失のない機構を形成することができ、このような機構が意図された振動再生で以て励起に比べて層状に放出する燃料の高いエネルギーを生ぜしめ、この場合には原理的なエネルギー転換が層の相互の引っ張り際して行われ、かつ側方速度が原理的に相応に完全に表面エネルギーに変換される。従って、小さいデッド容積で可能なかぎり微細な粒子大きさでの効果的な粒化、特に開放過程中の完全な圧力による弁開放の開始時の良好な調質、及び良好な直線性が達成される。従属項に記載の手段によって本発明の有利な構成が可能である。特に有利には、振動装置のばね・質量・機構がばねを２つのダイヤフラムによって形成するように構成されており、ダイヤフラムが振動する燃料の容積を交互に受容する。従って、ヘルムホルツ・共振器（Helmholtz-Resonator）に比べて燃料の圧縮性が扶養になり、燃料容積が小さく維持される。振動機構の質量がダイヤフラム質量及び液体質量から成っている。本発明の実施例を図面につき以下に詳細に説明する。図１は電磁式に操作可能な噴射弁の、不動の弁の弁座の下流側への組み込みに適した配量間隙範囲の図２の線Ｉ−Ｉに沿った概略的な断面図、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った部分断面図、図３は図１の、ダイヤフラムプレートを備えた機能部分の展開図、図４は共振の場合の燃料流量間の関係のベクトル線図、図５は配量範囲から放出する燃料層の振動特性のダイヤグラム、図６は同じく互いにエネルギー的に接続された２つの振動室を備えた別の実施例の図７の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図、図７は図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図、図８及び図９は振動可能なダイヤフラムを用いた配量範囲の変化例の部分断面図、図１０及び図１１は本発明の別の実施例の、図６及び図７に対応する部分断面図である。実施例の説明本発明の基本思想は、電磁操作式の噴射弁の弁座に対して下流側に配置された配量間隙区分の形成のために振動可能な少なくとも１つ、有利には２つの構造、構成、ダイヤフラム、若しくはプレートを設けて、構造、構成、ダイヤフラム若しくはプレートが逆向きの振動特性（同位−逆位）を有していて、生じる燃料噴射流若しくは燃料層を噴射角、放出特性、振動振幅、パルスに応じて調整する。図面は実施例の燃料放出範囲、正確に配量（リング）間隙の範囲を示しており、該範囲は、前述のドイツ連邦共和国特許第３５３３５２１号明細書に例えばピン形噴射弁（Spritzzapfenventil）に関連して述べられたそれ自体公知の電磁式に操作可能な燃料噴射弁の弁座の下流側に配置されており、噴射ピン範囲はもちろん省略してあって、以下に述べる実施例によって代替されており、実施例は既存の噴射弁への可能な付加的な取り付け部としても理解されたい。以下に述べる実施例は電磁式に操作可能な燃料噴射弁の通常リング状の放出範囲を示しているが、本発明は例えば側壁で終わる循環しない機構も含んでいる（半径＝∞）。図１は燃料噴射弁の下側に配置された（循環する）リング構造体４０を示しており、リング構造体は図１の図平面で下側に向かって圧力室４１に隣接していて、同じく上方外側へ向かって樋状に循環する凹所４２を形成しており、凹所は相対して位置する錐形に先細の側壁４３ａ，４３ｂから両側の段部４４ａ，４４ｂを形成して、例えば半円形の均一に湾曲された溝４５内に移行していて、ほぼ中間に配置された中間ウエブ４６によって仕切られており、中間ウエブは周囲に亙って間隔を置いて開口若しくは切欠きによって中断されている。中間の中間ウエブの切欠きは内側の少なくとも１つの通路若しくは管路１を介して圧力室４１に接続されており、かつ中間ウエブ４６の切欠きが両側に向かって開いており、図１に示すように全体で振動室３，２，４が形成されている。振動室３，４は振動可能なダイヤフラム１１，１２若しくはプレートと関連されており、ダイヤフラム若しくはプレートは図１に示すように薄板片から打ち抜き若しくは引き抜き工程によって形成されていてよい。ダイヤフラム１１，１２はその縁部を、相対する部材と一緒に後で詳細に述べる放射リング間隙５，６を形成するように水平方向に対して平らに延びていて、かつ端部範囲で軽く上方に曲げられて延びていてよい。内側に向かってダイヤフラムは、曲げられて補強として役立つ湾曲部１６を形成して円筒形のダイヤフラム区分１７′に移行していて、かつ薄いダイヤフラム中間片１７で以て中間の中間ウエブ４６内の振動室２としての前述の切欠き若しくはスリットを橋絡している。このような１つの装置は圧縮可能な室３，４（圧縮性はここではダイヤフラム１１，１２のばね弾性によって与えられている）、並びにスリット２及び放出リング間隙５，６内の運動可能な燃料質量体（振動室３，４内の運動可能な質量体は無視でき、それというのは速度がそこでは著しく小さいからである）から成っていて、音響的なサウンドスペースを形成しており、共振の場合には燃料が中間のスリット２を通って振動室３，４間を往復流動する。図３に概略的な展開で示してあるように、燃料押しのけ量Ｑ_Mプラス放出量Ｑ_A と狭窄部内での流れの交替流量−Ｑ_E（Wechselfluss）とは互いに相応している。流入開口１は圧力の中立な範囲に位置していて、振動エネルギ−Ｗ^〜が圧力室４１に達しないように比較的長くなっている。放出開口における圧力降下は、放出する振動エネルギーＷ^〜が負である場合に振動にとってエネルギー的に減衰作用を生ぜしめる。これはＷ^〜〜υ_A．Ｖ．Ａ（Ｖ＝速度の定数成分）である。角度υ_Aにとって、って振動機構の放出エネルギーは両方の半周期で静止機構の放出エネルギーより低くなっている。エネルギー差が振動損失をカバーする。図４のベクトル線図に図３の交替値の位相位置が示してある。圧力Ｐは、ダイヤフラムの固有共振が越えられない限りにおいてダイヤフラム位置Ｍに対する位相にある（共振の上側ではＰは逆位相にある）。ダイヤフラムによって搬送さ場合には、Ｑ_E〜υ_Eは圧力Ｐを所定の質量に基づき９０°だけ遅らせ、損失の場合には角度は小さくなる。開口面ＡはＭから逆に１８０°ずらされる。放出速度υＡは、ノズル高さの比較的小さい場合（その質量によってわずかにしか規定されない場合）にはＰにυ ９０°が確実に保証されている。Ｑ_A＝−Ｑ_E−Ｑ_Mが適当な形状においては燃料は図１で３と４との間で振動する。従って、スリット若しくは出口リング間隙５，６の面Ａが交互に開く。即ち、管路１を通って燃料が圧力室４１から振動室２，３，４内へ、かつ配量間隙リング開口５，６を通って微細な層（Lamelle）１３，１４として噴射室内に流入する。ダイヤフラム１１，１２の端部範囲が例えば段部４４ａ，４４ｂに取り付けられた案内条片８，９によって制限されて、従って燃料層（Kraftstoff lamelle）が前方へ適当な角度をなして互いに衝突するように放出する。案内条片とダイヤフラムとの間の半径方向及び軸線方向の配量間隙の異なる構成によって（特に流れの縮小部の角度によって）、外側の燃料層１４の転向が大きくなっており、その結果、衝突範囲１０での燃料層の衝突の後に、外側に向いた、即ちリング形の仮想の中心点から見て外側に向けられかつ図１の図平面で右側へ延びる燃料層の飛行方向が維持される。衝突範囲１０での衝突の後に燃料は噴射軸線に対して対称的に入射角よりも小さな出射角で反射されて、微細に霧化される。２つのダイヤフラムが逆位相で振動する場合には、両方の層はそれぞれ同じように外側へ若しくは内側へ回転させられ、衝突範囲１０が内側へ若しくは外側へ旋回させられる。両方の層のパルスもυＡ．Ａ．で変化する。個別の１つの層にとって図５に類似して、衝突範囲１０の後ろでパルス導入の後の噴射中心点も波長（λ＝燃料速度／振動数）と両方の放出点５，６間の間隔との関数として変化する。両方の層１３，１４の衝突角の大きい場合には、層はすでに衝突範囲１０で滴に崩壊し、衝突角の小さい場合には１つの層が生じる。既に述べたように、ダイヤフラム１１，１２は縁部で平らに水平方向に延びていて、回転対称的（図１で、半径Ｒ）若しくは環状の機構において伸びε_maxよりも大きな半径方向行程Ｈを可能にする（ε_max＝σ_max／Ｅ；σ_max＝引っ張り強度、Ｅ＝Ｅ・モジュール）。円筒形のダイヤフラムにとっては、Ｈ_max＝ε_max・Ｒである。湾曲部１６への移行部における円筒形のダイヤフラム区分１７′による補強は、中間の薄いダイヤフラム区分１７でスリット２を安定的に橋絡するために役立つ。振動室３，４内の圧力は平らなダイヤフラムでは曲げ応力σによって生ぜしめられる（ダイヤフラムは物理的なプレートである）。平面に対する過圧の方向でのダイヤフラムの傾きに比例して、ダイヤフラム内の圧力によって半径方向及び接線方向の引っ張り応力が生じ、引っ張り応力はダイヤフラムの位置及び固有振動数を曲げ強度なしに規定する（物理的にはダイヤフラムは曲げ強度を有していない）。ダイヤフラムの固有振動数はプレートと逆に圧力に関連している。このことは、間違った高い圧力においてダイヤフラム及び液力式のばね・質量・機構の固有振動数を調節して、振動の振幅を減少させてダイヤフラムを過負荷に対して保護するように用いられる。別の実施例が図６及び図７に示してある。この実施例では振動可能なダイヤフラム１１′、１２′が外側に位置するように配置されている。それぞれの固有振動数を良好に規定するために、全体で４つ、残された中間のウエブ４６′内のスリットを振動室と見なす場合には、全体で５つの振動室若しくは圧力室が設けられており、溝が広く、両側でダイヤフラム１１′，１２′の、段部４４ａ′，４４ｂ′まで延びる（一体の）ばねエレメント７，７′によって覆われている。従って別の２つの中間ウエブ３３ａ，３３ｂを設けてあり、該中間ウエブは環状の機構の場合には同じく円形に循環していて、相応の貫通孔若しくはスリット３３を備えており、貫通孔若しくはスリットは供給される燃料の流過、ひいては振動作用を可能にする。この場合、ダイヤフラム１１′，１２′はばねエレメントの形の、有利には一体的な側方の延長部、若しくは同じくダイヤフラム７，７′で以て中間ウエブ３３ａ，３３ｂ上に取り付けられており、燃料が振動室３，４から外側に位置する別の振動室３４，３５に接続されている。ダイヤフラム１１′，１２′はスタティックな圧力で開く。しかしながらエネルギーの理由からダイヤフラムは自己励振のために運転振動数に際しては圧力で閉じられなばならず、即ちダイヤフラムは固有振動数の上側では圧力に対するダイヤフラム位置の１８０°の位相ずれで運転されねばならず、即ちダイヤフラムは１つの質量の振動特性を有している。接続スリット２′の接続範囲の燃料は同じく、振動室３，４内の圧力に関連した質量特性を有する。ばねエレメント７，７′はダイヤフラム及び接続範囲の容積流の受容のために分離して構成されている。最も低い固有振動数は、接続スリット３３，２′を介して燃料を振動室３４から振動室３５へ、次いで逆へ振動させる振動数である。振動室３４に対するダイヤフラム１１′及び同相で振動室３５に対するダイヤフラム１２′の振動を生ぜしめる振動数は高く、従ってダイヤフラムの相応の固有共振によって励起され液力的な低い励振によっては励起されない。燃料がダイヤフラム間に配置されて先細の円錐形に湾曲して延びる共通の案内片８′の適当な構成によって衝突点１０で逆相で集合され、この場合、パルスの受け止めによって燃料噴射流若しくは図５に示した放出する燃料層の変調（Modulation）が生じる。図１と同じダイヤフラム行程において、図６では特に大きな変調角が可能であり、それというのは図１に比較して燃料層が衝突点１０まで案内され、乱流によってほとんど妨げられず、かつ噴射角が衝突点１０の前で大きく選ばれていてよいからであり、なぜなら衝突の際の放出側に対するパルスが案内条片８′の両側の円錐形に先細の翼によって受け止められるからである。別の実施例が図８に示してある。図８においては振動ダイヤフラム並びに振動室の配置のための切欠きを有するリング部材４０′が下側の部分として、場合によっては定置の燃料噴射弁の下側の付加部として、ほぼ半円形を成して振動室を形成する範囲で中間ウエブによって仕切られているのではなく、周囲に均一に分配されていてよい孔の形の燃料供給通路１に開いており、この場合、交互の振動動作を保証する両方のダイヤフラム１１″，１２″が溝４２″の両方の段部４４ａ″，４４ｂ″からそれぞれ出発している。両方のダイヤフラムはほぼ水平方向に延びており、図８で左側のダイヤフラム１１′が図面に示してあるように、まず著しくなだらかな角度で外側へ延びて、次いで下側に別のダイヤフラム１２″ に向かって曲げられているのに対して、相対するダイヤフラム１２″は同じくなだらかな角度で外側へ延びて、次いで凹面状にくぼんで内側へ湾曲して延びていており、端部範囲が燃料のための狭い放出（リング）配量間隙を形成するように振動ダイヤフラム１１″の前方の縁部に向けられていて同列を成している。機能は次のように行われ：振動室２，３，４内の圧力振動のポジチブな瞬間値においてダイヤフラム１２″が配量間隙５′を閉じ（同相で静力学的及び動力学的）、この場合、ダイヤフラム１１″は配量間隙５′を圧力に抗して付加的に閉じる（逆相で静力学的及び動力学的：振動数が固有共振、質量特性の上側にある）。これによって自己励起のためのエネルギー条件が満たされ、開口Ａ（図４）の振動及び速度振動が逆相にある。圧力に対する相における燃料容積は、圧力室２内、むしろこの場合共通の右側の室半部内、即ち圧力室４内の最大圧力の瞬間値にあり、ばねエネルギーがダイヤフラム１１″，１２″内に蓄えられ、運動エネルギー＝０である。ばねエネルギーは振動の次の四分の一周期で燃料及びダイヤフラムの運動エネルギーに変換され、それも圧力室若しくは室部分範囲２，３，４内の燃料の運動エネルギーがむしろダイヤフラム１２″のばねエネルギーから生ぜしめられるのに対して、ダイヤフラム１１″の運動エネルギーが主に固有のばねエネルギーから発せられる。従って、圧力室２内の圧力（及びひいてはほぼ放出速度υＡ）が配量間開弁）。このことは、理論的に（ダイヤフラム加速のための力の差し引きの後の）発生するばね力のみがダイヤフラム１２″に作用し、かつ生じる質量がダイヤフラム１１″に作用して、次いで部分室若しくは振動室２，３，４内の燃料質量が加算され得る場合にも当てはまる。適当に小さな半径Ｒのすべてのダイヤフラムはたわみ範囲で水平位置を離れないので、振動するダイヤフラムダイヤフラムの運動がそれに対して垂直な方向で行われる。配量リング間隙５の開放方向が水平方向に対して４５°である場合には、行程の乗根二次部分（wurzelzweite Teil des Hubes）はオープンに変換される。噴射円錐角の開放角は一般に９０°よりも小さくなっていなければならないので、噴射された層１９の転向が例えば図８に示すように必要である。従って、ダイヤフラム１２″から層の離れる角もダイヤフラムのほぼ直角の鋭角な折り曲げ範囲１８で水平な経過から内側に向けられた凹面の形に拡大される。図８に相応した層の角度調節は前に述べた別の実施例に比べて小さくなっていてよい。図９に示す実施例は図８に示す実施例にほぼ相応しており、水平に対してなだらかな角度で外側へ延びるダイヤフラム１１′″，１２′″が端部によって形成された配量リング間隙の範囲で軸線方向及び半径方向間隔を有しており、燃料の放出層１９が図９に示す角度を有している。ダイヤフラムが振動すると、角度調節が図５のダイヤグラム経過に相応して生じる。図１０及び図１１は図６及び図７の実施例に類似した実施例を示しており、同じ部材には同じ符号が付けてある。相違として、中央の案内条片８″が−図６及び図７とほぼ同じ形で−電磁式に操作可能な燃料噴射弁の閉鎖部材を形成しており、換言すれば弁座が振動ダイヤフラム１１′，１２′の内側の縁部面によって形成されており；弁部材内で同時に案内条片を形成する中間部分が有利には磁気回路の可動子（Anker）２２の部分として一体的に構成されており、磁気回路は磁気コイル２５に配属されている。磁気回路は案内部分２３，２４を有しており、この場合、可動子／案内条片２２，８″がばね弾性的な部分若しくはリング部分２６によって半径方向及び軸線方向に案内されており、ばね弾性的な部分若しくはリング部分は符号２６ａの箇所で緊定されており、磁気コイル２５の無電流状態で可動子２２が案内条片８″ と一緒にダイヤフラム１１′，１２′に向けて押され、これによって機構が閉じられるようになっている。燃料室若しくは振動室３，４は、ここでもリング円形状に構成された可動子２２内の既に述べた相応の通路若しくは横開口２′を介して互いに接続されており、従ってダイヤフラム１１′，１２′がプッシュプル（Gegentakt）で振動できる。この場合、ダイヤフラム７，７′によって形成されるばね弾性的な範囲（室若しくは振動室３４，３５はヘルムホルツの圧縮性を伴う大きな燃料容積で構成されていてよく、それというのは燃料容積はもはやデッド容積として作用せず（即ち、場合によっては任意に大きく）、なぜなら狭め箇所若しくは配量（リング）間隙５，６の前の範囲が常に過圧下にあり、開放の際の蒸発及び圧力降下が阻止されるからである。ダイヤフラム１１′，１２′の振動は既に開放行程中に始まっている。ダイヤフラム１１ ′，１２′のほぼ５０ｋＨｚの仮定された振動数においては開放行程の多くの時期が振動開始に用いられる。異なる実施例の構成は互いに任意に種々に組み合わされ、この場合、半径Ｒ（図１）の実際値における水平からのダイヤフラム面の傾きの示した限界は機構が環状でなく、例えば側壁で終わっていると当てはまらない。本発明は制限された粒子放出速度での最も微細な粒子の形成を可能にし、特に図１及び図６の実施例において燃料層の生ぜしめられる転向が衝突の際のパルスのエネルギー的に極めて有効な定数で作用する。パルスがエネルギー的に良好に調節され、ダイヤフラムのばね弾性が特に燃料質量と一緒に原理的に損失のないばね弾性的な機構を生ぜしめる。意図された振動再生を伴うこのような損失のない若しくは損失の少ない機構のみが励起に比べて高い振動エネルギーを生ぜしめ得る。この場合、原理的なエネルギー転換は図５に示してあるように層の離反に際して初めて生じ、側方速度（Seitengeschwindikeit ）が相応に表面エネルギーに変換される。この場合、側方速度は原理的に完全に表面速度に変換され、従って角度α_maxはもはや増大することはない。このような状況は空気中では達成されず、それというのは本発明の構成に基づき広幅側で空気に向かって放出する燃料層の空気抵抗は空気層厚さによって除され、少なくとも広幅側の長さだけ、狭幅側で空気に向かって放出する従来の燃料層の抵抗よりも大きくなっているからである（従来はこの抵抗が粒子崩壊のために作用していた）。従って、燃料層が放出速度の主成分によって微細な粒子に破壊され、小さな表面張力によって大きな粒子に集結されることはない。このことは図５のダイヤフラムに対応して｜α｜範囲では燃料／空気の相対速度が通常より大きくなっており、それというのは空気が放出する従来の燃料層によっては連行されないからである。大きなせき止め圧力を伴う端面は、摩擦力だけが作用する従来のところよりも大きくなっている。従ってα^〜α_maxにおいても良好に粒化される。さらに燃料が特に効果的に制動されて、流入する空気によって連行され、壁に達することはない。小さなデッド容積、弁開放の開始時の良好な調質のようなダイナミックな要求が、特に開放過程中の完全な圧力により、かつ良好な直線性が外側に開く弁により申し分なく達成されるものの、わずかな疑念があり、それというのは弁が燃料の過圧下で開かれ、閉鎖部材の破損に際して危険な大きな貫流を生ぜしめることである。図９及び図１０の実施例によっても前述のダイナミックな要求はデッド容積＝０であるので最適に満たされ、それというのは弁座と配量（リング）間隙とが互いに合致しており、弁開放の開始のための良好な調節が相応に良好な直線性で直ちに可能であるからである。これに加えて、図１０及び図１１の実施例においては利点として、供給路横断面内での振動の励起が明瞭に低く、それというのはそこでは同じ横断面積及び弁行程Ｈにおいて押しのけられた燃料容積Ｈ・π／４・（Ｄ₂ ²−Ｄ₁ ²）であり、外側に開く従来の同じ横断面積の弁においては押しのけられた燃料容積はＨ・π／４・（Ｄ₁＋Ｄ₂）²であるからである。図１０の実施例に基づく燃料容積は従来の弁に比べて少なくとも５分の１に小さくなっている。請求の範囲及び図面に示したすべての構成は単独に若しくは互いに組み合わせて用いられる。

Claims

【特許請求の範囲】１．内燃機関の燃料噴射装置の電磁式に操作可能な燃料噴射弁であって、弁ケーシング、マグネットコイル及び、マグネットコイルの励磁の際に弁座から離れて燃料を放出する弁閉鎖部材を有している形式のものにおいて、燃料の放出範囲に少なくとも１つの振動可能なダイヤフラム（１１，１２；１１′，１２′；１１ ″，１２″；１１′″，１２′″）を配置してあり、該ダイヤフラムが弁の別の部分と一緒に少なくとも１つの配量（リング）間隙（５，６，５′，５″）を形成していて、かつ供給される燃料の圧力によって単独に共振振動に励振させられるようになっていることを特徴とする電磁式に操作可能な燃料噴射弁。２．振動可能な少なくとも２つのダイヤフラム（１１，１２；１１′，１２′）を設けてあり、ダイヤフラムが固定された案内片と一緒にそれぞれ層状に放出する燃料のための配量（リング）間隙（５，６）を形成している請求項１記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。３．振動可能な少なくとも２つのダイヤフラム（１１″，１２″；１１′″，１２′″）を設けてあり、ダイヤフラムが互いに向き合って延びていて、間に１つの配量（リング）間隙（５′，６″）を形成している請求項１記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。４．燃料噴射弁の下側の部分に弁座に隣接してリング部材（４０，４０′）を形成してあり、リング部材が流入通路（１）を介して弁座若しくは後続の分配・リング室に接続されていて、上流側へ燃料の供給方向と逆向きに先細になる切欠き（４２，４２′，４２″）を形成しており、切欠き内に弁の開いた状態でそれぞれの配量リング間隙を除いて振動可能なダイヤフラムによって覆われる振動室（２，３，４，２′）を形成してあり、振動室が弁の開いた状態で供給される燃料の交替流をダイヤフラム（（１１，１２；１１′，１２′；１１″，１２″；１１′″，１２′″）によってほぼ規定された高い周期数で可能にするようになっている請求項１から３のいずれか１項記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。５．燃料の交替流によって配量リング間隙（５，６；５′）から高いパルス及び低いパルスの層状燃料が放出されるようになっており、かつ配量リング間隙に対して間隔を置いて衝突範囲（１０）が形成されるようになっている請求項４記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。６．振動可能なダイヤフラム（１１，１２）の下側でリング部材（４０）切欠きによって形成された振動室（３，４）が、中間のウエブ（４６）によって仕切られており、ウエブ内に設けられて同じく振動室（２）を形成する貫通孔がウエブによって仕切られた振動室（３，４）を接続している請求項１から５のいずれか１項記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。７．中間のウエブ（４６）が、外側へほぼ水平に突出して振動可能なダイヤフラム（１１，１２）を形成する翼を備えた一体成形の振動機構を支承しており、翼の縁部がそれぞれ配量リング間隙（５，６）を形成するように、段部（４４ａ，４４ｂ）に支承された案内条片（８，９）に向けられており、案内条片が配量リング間隙（５，６）の狭い範囲を越えて案内面延長部を形成しており、案内面延長部がそれぞれ放出する燃料層の角度を規定している（図１、図２）請求項６記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。８．内側の振動室（３，４）の外側に隣接して別の振動室（３４，３５）を設けてあり、別の振動室が付加的な中間ウエブ（３３ａ，３３ｂ）によって内側の振動室から仕切られていて、有利には内側の振動室を覆うダイヤフラム（１１′，１２′）と一体の別のばね弾性的なダイヤフラム（７，７′）によって形成されており、リング部材（４０）の切欠き（４２′）内でリング部材の円錐形に先細の（リング）壁から互いに接近する方向に延びる振動可能なダイヤフラム（１１ ′，１２′）が中央の共通の案内条片（８′）に隣接して終わっており、案内条片が中間のウエブ（４６′）に支持されていてかつ外側へ噴射方向に円錐形に先細になっている（図６）請求項１から５のいずれか１項記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。９．外側の振動室（３４，３５）を覆うためのばね弾性的な付加的なダイヤフラム（７，７′）を一体的に含む内側の振動可能な両方のダイヤフラム（１１′，１２′）がリング部材（４０）の切欠き（４２′）の外側の段部（４４ａ，４４ｂ）に支承されており、中央の案内条片（８′）の円錐尖端が、ダイヤフラム（１１′，１２′）と一緒に配量間隙（５，６）を形成する範囲を越えて噴射方向に突出して噴射される燃料層の角度位置を規定している請求項８記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。 10．案内条片形成を省略して外側の段部（４４ａ″，４４ｂ″）から振動可能なダイヤフラム（１１″，１２″；１１′″，１２′″）を出発させてあり、ダイヤフラムが該ダイヤフラムによって覆われた振動室（２，３，４）の範囲で配量（リング）間隙（５′，５″）を形成するように隣接している（図８、図９）請求項１から５のいずれか１項記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。 11．内側のリングダイヤフラム（１１″）がなだらかな角度で水平に延びて、縁部範囲で下方へ折り曲げられていてかつ、対向ダイヤフラム（１２″）の凹面形に曲げられて案内条片状に形成された縁部範囲上に隣接しており、対向ダイヤフラムが燃料層の噴出角度を規定している（図８）請求項１０記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。 12．相対して延びる振動可能な両方のダイヤフラム（１１″，１２″）が互いにほぼ水平に経過して配量間隙を形成しており、該配量間隙を通って所定の角度で外側へ飛散する燃料層がリング部材の切欠き（４２）の内側の壁に衝突範囲（２１）を形成するようになっている（図９）請求項１２記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。 13．中央の案内条片（８″）がマグネットコイル（２５）の可動子（２２）の部分であり、これによって同時に噴射弁の弁閉鎖部材である（図１０、図１１）請求項１から１２のいずれか１項記載の電磁式に操作可能な燃料噴射弁。