JPH09189277A - 内燃機関の燃料噴射弁 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射弁Info
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- JPH09189277A JPH09189277A JP8228853A JP22885396A JPH09189277A JP H09189277 A JPH09189277 A JP H09189277A JP 8228853 A JP8228853 A JP 8228853A JP 22885396 A JP22885396 A JP 22885396A JP H09189277 A JPH09189277 A JP H09189277A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
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- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 内燃機関の燃料噴射弁であって、弁本体
１内に軸線方向移動可能に案内された弁体９が弁ばね２
７によって閉鎖方向に負荷されていて噴射開口１５を開
閉制御するようになっており、圧電式の調節部材の長さ
変化可能な圧電スタック２３が弁体の端部に連結されて
いる形式のものにおいて、圧電式の調節部材に締め付け
装置３７を設けてあり、締め付け装置が圧電スタック
の、弁体と逆の側の端部を燃料噴射弁の噴射段階中に圧
電スタックの軸線方向の所定の位置で固定して、かつ噴
射中断時に圧電スタックの軸線方向の遊びを補償するよ
うになっている。 【効果】 弁体の開放運動の精度への、先行して生じる
不都合な軸線方向の伸長に基づく影響が避けられる。
１内に軸線方向移動可能に案内された弁体９が弁ばね２
７によって閉鎖方向に負荷されていて噴射開口１５を開
閉制御するようになっており、圧電式の調節部材の長さ
変化可能な圧電スタック２３が弁体の端部に連結されて
いる形式のものにおいて、圧電式の調節部材に締め付け
装置３７を設けてあり、締め付け装置が圧電スタック
の、弁体と逆の側の端部を燃料噴射弁の噴射段階中に圧
電スタックの軸線方向の所定の位置で固定して、かつ噴
射中断時に圧電スタックの軸線方向の遊びを補償するよ
うになっている。 【効果】 弁体の開放運動の精度への、先行して生じる
不都合な軸線方向の伸長に基づく影響が避けられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射弁
であって、弁本体内に軸線方向移動可能に案内された弁
体を備えており、弁体が燃焼室側の端部に設けられたシ
ール面で以て弁本体の噴射開口を開閉制御するようにな
っており、圧電式の調節部材を備えており、調節部材の
制御電圧の作用下で長さ変化可能な圧電スタックが弁体
の作動のために弁体の燃焼室側と逆の側の端部に連結さ
れており、並びに弁体を閉鎖方向で負荷する弁ばねを備
えている形式のものに関する。
であって、弁本体内に軸線方向移動可能に案内された弁
体を備えており、弁体が燃焼室側の端部に設けられたシ
ール面で以て弁本体の噴射開口を開閉制御するようにな
っており、圧電式の調節部材を備えており、調節部材の
制御電圧の作用下で長さ変化可能な圧電スタックが弁体
の作動のために弁体の燃焼室側と逆の側の端部に連結さ
れており、並びに弁体を閉鎖方向で負荷する弁ばねを備
えている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５３
３０８５号明細書により公知の前記形式の燃料噴射弁に
おいては、噴射横断面を開閉制御する弁体が直接に圧電
式の調節部材によって作動させられるようになってお
り、該調節部材の軸線方向の長さが運転電圧の作用によ
って変えられる。もっぱら著しく迅速に作動する操作装
置によってのみ行われる直接的な弁体操作に基づき、弁
体の開放行程運動、ひいては噴射すべき燃料の噴射経過
を噴射圧力に無関係に形成することが可能である。噴射
経過のこのような形成によって、噴射量及び噴射時期を
内燃機関の運転時点に関連したそのつどの要求に最適に
適合させることができ、かつ有害エミッションのできる
だけ少ない最適な燃焼が可能である。
３０８５号明細書により公知の前記形式の燃料噴射弁に
おいては、噴射横断面を開閉制御する弁体が直接に圧電
式の調節部材によって作動させられるようになってお
り、該調節部材の軸線方向の長さが運転電圧の作用によ
って変えられる。もっぱら著しく迅速に作動する操作装
置によってのみ行われる直接的な弁体操作に基づき、弁
体の開放行程運動、ひいては噴射すべき燃料の噴射経過
を噴射圧力に無関係に形成することが可能である。噴射
経過のこのような形成によって、噴射量及び噴射時期を
内燃機関の運転時点に関連したそのつどの要求に最適に
適合させることができ、かつ有害エミッションのできる
だけ少ない最適な燃焼が可能である。
【０００３】しかしながら、圧電式の調節部材、いわゆ
る圧電スタックの使用の場合には欠点として、調節部材
の軸線方向の長さ(axiale Ausdehnung)が温度変動に基
づき急速に変化し、その結果、弁体行程運動の正確な制
御にとって必要な正確な出発位置が変化する。圧電スタ
ックの自由端部の製作誤差若しくは摩擦によっても生じ
る不正確な出発位置は、噴射弁の構成に応じてシール作
用に影響を及ぼし、若しくは弁体の不十分な開放行程運
動を生ぜしめる。
る圧電スタックの使用の場合には欠点として、調節部材
の軸線方向の長さ(axiale Ausdehnung)が温度変動に基
づき急速に変化し、その結果、弁体行程運動の正確な制
御にとって必要な正確な出発位置が変化する。圧電スタ
ックの自由端部の製作誤差若しくは摩擦によっても生じ
る不正確な出発位置は、噴射弁の構成に応じてシール作
用に影響を及ぼし、若しくは弁体の不十分な開放行程運
動を生ぜしめる。
【０００４】圧電スタックの不都合な長さ変化を補償す
るために、公知の燃料噴射弁は液力式の減衰室を有して
おり、該減衰室内へ圧電スタックに配置された減衰ピス
トンが突入している。この場合、減衰室は圧電スタック
を圧電スタックの電気的な励起に際して一方の端部で不
動に固定するものの、ゆっくりと長さ変化を許す。さら
に、減衰室によって圧電スタックの、弁体と逆の側の端
部を前記形式で固定する場合にも欠点として、噴射段階
中の位置固定が正確かつ迅速に行われず、それというの
は減衰室内の保持圧力が常に所定の遅延時間の後にかつ
減衰ピストンのわずかな行程距離の経過の後にようやく
生ぜしめられるからである。ドイツ連邦共和国特許出願
公開３５３３０８５号明細書に開示されていて圧電スタ
ックを固定するための装置は、外向き移動開放式の噴射
弁に限定されている。
るために、公知の燃料噴射弁は液力式の減衰室を有して
おり、該減衰室内へ圧電スタックに配置された減衰ピス
トンが突入している。この場合、減衰室は圧電スタック
を圧電スタックの電気的な励起に際して一方の端部で不
動に固定するものの、ゆっくりと長さ変化を許す。さら
に、減衰室によって圧電スタックの、弁体と逆の側の端
部を前記形式で固定する場合にも欠点として、噴射段階
中の位置固定が正確かつ迅速に行われず、それというの
は減衰室内の保持圧力が常に所定の遅延時間の後にかつ
減衰ピストンのわずかな行程距離の経過の後にようやく
生ぜしめられるからである。ドイツ連邦共和国特許出願
公開３５３３０８５号明細書に開示されていて圧電スタ
ックを固定するための装置は、外向き移動開放式の噴射
弁に限定されている。
【０００５】
【発明の利点】内燃機関の燃料噴射弁の本発明に基づく
請求項１に記載の構成により利点として、弁体を作動さ
せる圧電スタックが噴射段階の開始時に弁体と逆の側の
端部で著しく迅速に弁本体に対して位置固定され、その
結果、弁体の開放運動の精度への、先行して生じる不都
合な軸線方向の伸長に基づく影響が避けられる。このこ
とは有利な形式で圧電スタックの、弁体と逆の側の端部
に設けられた締め付け装置によって達成され、締め付け
装置が直接に圧電スタックのシャフトに作用する。この
場合、締め付け装置は、機械的に摩擦接続（Reibschlus
s）で、例えばレバー機構(Hebelsystem)若しくはくさび
機構(Keilsystem)によって、若しくは油圧的に例えば圧
電式の調節部材の端部における閉じられた容積によっ
て、若しくは電磁式にマグネット或いは圧電式の調節部
材によって操作可能であってよい。
請求項１に記載の構成により利点として、弁体を作動さ
せる圧電スタックが噴射段階の開始時に弁体と逆の側の
端部で著しく迅速に弁本体に対して位置固定され、その
結果、弁体の開放運動の精度への、先行して生じる不都
合な軸線方向の伸長に基づく影響が避けられる。このこ
とは有利な形式で圧電スタックの、弁体と逆の側の端部
に設けられた締め付け装置によって達成され、締め付け
装置が直接に圧電スタックのシャフトに作用する。この
場合、締め付け装置は、機械的に摩擦接続（Reibschlus
s）で、例えばレバー機構(Hebelsystem)若しくはくさび
機構(Keilsystem)によって、若しくは油圧的に例えば圧
電式の調節部材の端部における閉じられた容積によっ
て、若しくは電磁式にマグネット或いは圧電式の調節部
材によって操作可能であってよい。
【０００６】特に有利には、圧電スタックの締め付け装
置のための圧電式の調節部材を用い、圧電式の調節部材
は比較的小さい構造で著しく迅速に作動し、弁体を作動
させる圧電スタックに対して類似して電子的な制御装置
を介して簡単に制御される。本発明に基づく締め付け装
置の使用は特定の形式の燃料噴射弁に限定されるもので
はなく、有利な形式で外向き移動開放式(nach aussen o
effnend)及び内向き移動開放式(nach innen oeffnend)
の噴射弁に考えられる。
置のための圧電式の調節部材を用い、圧電式の調節部材
は比較的小さい構造で著しく迅速に作動し、弁体を作動
させる圧電スタックに対して類似して電子的な制御装置
を介して簡単に制御される。本発明に基づく締め付け装
置の使用は特定の形式の燃料噴射弁に限定されるもので
はなく、有利な形式で外向き移動開放式(nach aussen o
effnend)及び内向き移動開放式(nach innen oeffnend)
の噴射弁に考えられる。
【０００７】弁体の、圧電式調節部材に基づく小さな開
放運動にも拘わらず、特に内向き移動開放式の噴射弁に
おいて十分に大きな噴射横断面を保証するために、弁本
体の弁座角が６０゜から１２０゜である。噴射弁の特に
大きな開口横断面が、弁体先端部の角度を弁本体の尖端
角（弁座角）よりも大きくしてある場合には既に小さい
開放行程で得られ、極端な場合には弁体のシール縁部を
形成する端面が弁体軸線に対して直角に配置され（弁体
先端角１８０゜）、かつ弁本体の弁座面の弁座角が９０
゜である。
放運動にも拘わらず、特に内向き移動開放式の噴射弁に
おいて十分に大きな噴射横断面を保証するために、弁本
体の弁座角が６０゜から１２０゜である。噴射弁の特に
大きな開口横断面が、弁体先端部の角度を弁本体の尖端
角（弁座角）よりも大きくしてある場合には既に小さい
開放行程で得られ、極端な場合には弁体のシール縁部を
形成する端面が弁体軸線に対して直角に配置され（弁体
先端角１８０゜）、かつ弁本体の弁座面の弁座角が９０
゜である。
【０００８】
【実施の形態】内燃機関のための図１に示す第１の実施
例の燃料噴射弁の弁本体１は、緊締ナット３を用いて軸
線方向で弁ホルダー５に緊締されていて、横断面の縮小
された自由な端部で以て、供給すべき内燃機関の燃焼室
内に突入している。弁本体１の孔７内に、公知の形式で
ピストン状の弁体９を軸線方向に案内してあり、弁体が
燃焼室側の円錐形の端面で以てシール面１１を形成して
おり、シール面は孔７の、燃焼室側の閉じられた端部に
相応に中空円錐状に形成された弁座面１３と協働するよ
うになっており、孔７は噴射すべき燃料の下流側で弁本
体１の壁に形成された噴射開口１５に通じている。弁本
体１は、孔７の横断面拡大によって形成されたリング室
１７を有しており、該リング室が弁本体１及び弁ホルダ
ー５を貫通する供給通路１９に通じており、供給通路が
高圧接続部２１を介して図示してない形式で噴射導管に
接続されており、噴射導管は燃料高圧ポンプから延びて
いる。横断面形状に基づき圧力補償された弁体９の操作
のために、弁ホルダー５内に圧電式の調節部材を設けて
あり、該調節部材がピストン状の圧電スタック(Piezost
ack)２３として構成されており、圧電スタックは軸線方
向に並べられた多数の円板から形成されていてよく、圧
電スタックの軸線方向の長さが運転電圧の作用に際して
伸びる。圧電スタック２３は弁本体１に向いた端部で弁
体９に堅く結合されており、別の端部に補償ピストン２
９を設けてあり、補償ピストンは圧電スタック２３に対
して直径を減少されており、この場合、１つの端部が軸
線方向の延長線上で圧電スタック２３の端面に接触して
おり、かつ自由な端部が補償室３１内に突入している。
圧電スタック２３の、弁体と逆の側の端部が、補償ピス
トン２９によって貫通されたばね室２５を制限してお
り、ばね室が圧縮ばねとして作用する弁ばね２７を受容
しており、弁ばねが圧電スタック２３の端面３３とばね
室壁面との間に緊定されていて、圧電スタック２３を介
して弁体９を閉鎖方向に負荷している。圧電スタック２
３の操作のために、圧電スタックが電気的な供給通路３
５に接続されており、供給通路を介して圧電スタックが
運転電圧で負荷可能であり、給電の制御が電子的な制御
装置（図示せず）を介して行われる。圧電スタック２３
の正確に規定された軸線方向の調節運動、ひいては弁体
９の正確な開放運動のために、圧電スタック２３の、弁
体９と逆の側の上側の端部に締め付け装置(Klemmvorric
htung)３７が配置されており、締め付け装置によって圧
電スタック２３が噴射段階中に上側の端部で弁ホルダー
５に対して位置固定可能である。この場合、締め付け装
置３７は圧電スタック２３に対して同軸的に配置された
リング（締め付けリング：Klemmring）３９によって形
成され、若しくは選択的に圧電スタック２３の周囲にリ
ング状に配置された圧電セラミック材料製の個別の複数
のエレメントから形成され、リング若しくはエレメント
の内径が運転電圧の作用に際して減少せしめられ、その
結果、リング若しくはエレメントが圧電スタック２３の
周囲に摩擦によって堅く接触する。電流供給は電気的な
供給通路４１を介して行われ、かつ圧電スタック２３に
類似して電子的な制御装置を介して制御可能である。
例の燃料噴射弁の弁本体１は、緊締ナット３を用いて軸
線方向で弁ホルダー５に緊締されていて、横断面の縮小
された自由な端部で以て、供給すべき内燃機関の燃焼室
内に突入している。弁本体１の孔７内に、公知の形式で
ピストン状の弁体９を軸線方向に案内してあり、弁体が
燃焼室側の円錐形の端面で以てシール面１１を形成して
おり、シール面は孔７の、燃焼室側の閉じられた端部に
相応に中空円錐状に形成された弁座面１３と協働するよ
うになっており、孔７は噴射すべき燃料の下流側で弁本
体１の壁に形成された噴射開口１５に通じている。弁本
体１は、孔７の横断面拡大によって形成されたリング室
１７を有しており、該リング室が弁本体１及び弁ホルダ
ー５を貫通する供給通路１９に通じており、供給通路が
高圧接続部２１を介して図示してない形式で噴射導管に
接続されており、噴射導管は燃料高圧ポンプから延びて
いる。横断面形状に基づき圧力補償された弁体９の操作
のために、弁ホルダー５内に圧電式の調節部材を設けて
あり、該調節部材がピストン状の圧電スタック(Piezost
ack)２３として構成されており、圧電スタックは軸線方
向に並べられた多数の円板から形成されていてよく、圧
電スタックの軸線方向の長さが運転電圧の作用に際して
伸びる。圧電スタック２３は弁本体１に向いた端部で弁
体９に堅く結合されており、別の端部に補償ピストン２
９を設けてあり、補償ピストンは圧電スタック２３に対
して直径を減少されており、この場合、１つの端部が軸
線方向の延長線上で圧電スタック２３の端面に接触して
おり、かつ自由な端部が補償室３１内に突入している。
圧電スタック２３の、弁体と逆の側の端部が、補償ピス
トン２９によって貫通されたばね室２５を制限してお
り、ばね室が圧縮ばねとして作用する弁ばね２７を受容
しており、弁ばねが圧電スタック２３の端面３３とばね
室壁面との間に緊定されていて、圧電スタック２３を介
して弁体９を閉鎖方向に負荷している。圧電スタック２
３の操作のために、圧電スタックが電気的な供給通路３
５に接続されており、供給通路を介して圧電スタックが
運転電圧で負荷可能であり、給電の制御が電子的な制御
装置（図示せず）を介して行われる。圧電スタック２３
の正確に規定された軸線方向の調節運動、ひいては弁体
９の正確な開放運動のために、圧電スタック２３の、弁
体９と逆の側の上側の端部に締め付け装置(Klemmvorric
htung)３７が配置されており、締め付け装置によって圧
電スタック２３が噴射段階中に上側の端部で弁ホルダー
５に対して位置固定可能である。この場合、締め付け装
置３７は圧電スタック２３に対して同軸的に配置された
リング（締め付けリング：Klemmring）３９によって形
成され、若しくは選択的に圧電スタック２３の周囲にリ
ング状に配置された圧電セラミック材料製の個別の複数
のエレメントから形成され、リング若しくはエレメント
の内径が運転電圧の作用に際して減少せしめられ、その
結果、リング若しくはエレメントが圧電スタック２３の
周囲に摩擦によって堅く接触する。電流供給は電気的な
供給通路４１を介して行われ、かつ圧電スタック２３に
類似して電子的な制御装置を介して制御可能である。
【０００９】図１に示す第１の実施例は次のように作動
する：内燃機関への電流供給の接続に際して、弁体９の
作動装置(Aktor)として用いられる圧電スタック２３が
最大の運転電圧で負荷されて、その結果、軸線方向でば
ね室２５の方向に最大に伸びる。この場合、弁ばね２７
が弁座面１３への弁体９の密接な接触を保証している。
この時点では、締め付け装置３７が無電流の状態に切り
換えて維持されており、その結果、リング（締め付けリ
ング）３９は圧電スタック２３に接触していない。内燃
機関を始動して、当該の噴射弁での噴射を行おうとする
場合には、リング３９が運転電圧で負荷されて、リング
の直径の減少に基づき圧電スタック２３の、弁体と逆の
側の端部を所定の位置に固定し、これによって弁ばね２
７が作用を遮断される。弁体９の開放行程運動を導入す
るために、今や圧電スタック２３の運転電圧が相応に減
少せしめられ、その結果、圧電スタックが軸線方向で収
縮して、弁体９が開放方向に移動し、公知の形式で噴射
開口１５の燃料流過が開放制御されて、燃料が燃焼室内
に噴射される。圧電スタック２３への運転電圧を完全に
遮断した際に、弁体９の最大の開放行程が得られる。圧
電スタックへの運転電圧の調整によって、弁体９の開放
行程運動、ひいては噴射経過が自由に制御される。噴射
の終了のために、圧電スタック２３が最大の運転電圧で
負荷されて、軸線方向の迅速な伸長によって弁体９を再
び弁座面１３に接触するまで移動させる。
する：内燃機関への電流供給の接続に際して、弁体９の
作動装置(Aktor)として用いられる圧電スタック２３が
最大の運転電圧で負荷されて、その結果、軸線方向でば
ね室２５の方向に最大に伸びる。この場合、弁ばね２７
が弁座面１３への弁体９の密接な接触を保証している。
この時点では、締め付け装置３７が無電流の状態に切り
換えて維持されており、その結果、リング（締め付けリ
ング）３９は圧電スタック２３に接触していない。内燃
機関を始動して、当該の噴射弁での噴射を行おうとする
場合には、リング３９が運転電圧で負荷されて、リング
の直径の減少に基づき圧電スタック２３の、弁体と逆の
側の端部を所定の位置に固定し、これによって弁ばね２
７が作用を遮断される。弁体９の開放行程運動を導入す
るために、今や圧電スタック２３の運転電圧が相応に減
少せしめられ、その結果、圧電スタックが軸線方向で収
縮して、弁体９が開放方向に移動し、公知の形式で噴射
開口１５の燃料流過が開放制御されて、燃料が燃焼室内
に噴射される。圧電スタック２３への運転電圧を完全に
遮断した際に、弁体９の最大の開放行程が得られる。圧
電スタックへの運転電圧の調整によって、弁体９の開放
行程運動、ひいては噴射経過が自由に制御される。噴射
の終了のために、圧電スタック２３が最大の運転電圧で
負荷されて、軸線方向の迅速な伸長によって弁体９を再
び弁座面１３に接触するまで移動させる。
【００１０】圧電スタック２３の温度及び圧力に関連し
た長さ変化(Laengenaenderung)を補償して、正確な開放
行程運動への不都合な影響を避けるために、締め付け装
置３７が噴射中断時に解放され、このために圧電式のリ
ング３９が無電流に切り換えられ、その結果、弁座面に
支えられる圧電スタック２３がその位置を変えられて、
修正された新たな出発位置が妨げられない。このこと
は、各作業遊びの後に行われねばならないのではなく、
必要に応じて所定の間隔で行われてよい。締め付け装置
３７の解放時の弁ばね２７の作用によって、弁体９が規
定された力で弁座面１３に押し付けられ、その結果、噴
射弁の密接な閉鎖が保証される。
た長さ変化(Laengenaenderung)を補償して、正確な開放
行程運動への不都合な影響を避けるために、締め付け装
置３７が噴射中断時に解放され、このために圧電式のリ
ング３９が無電流に切り換えられ、その結果、弁座面に
支えられる圧電スタック２３がその位置を変えられて、
修正された新たな出発位置が妨げられない。このこと
は、各作業遊びの後に行われねばならないのではなく、
必要に応じて所定の間隔で行われてよい。締め付け装置
３７の解放時の弁ばね２７の作用によって、弁体９が規
定された力で弁座面１３に押し付けられ、その結果、噴
射弁の密接な閉鎖が保証される。
【００１１】図２に示した第２の実施例においては、第
１の実施例に対して噴射弁の噴射横断面の制御形式だけ
が異なっており、従って、図１の実施例に対して異なる
部分及び機能についてのみ説明し、同じ構成部材には同
じ符号を付けてある。
１の実施例に対して噴射弁の噴射横断面の制御形式だけ
が異なっており、従って、図１の実施例に対して異なる
部分及び機能についてのみ説明し、同じ構成部材には同
じ符号を付けてある。
【００１２】弁体９は第２の実施例では燃焼室側の端部
に弁本体１の孔７から軸線方向に突出するヘッド片４３
を有しており、ヘッド片の、弁本体１の方向に向いたリ
ング端面４５が弁体９のシール面を形成している。リン
グ端面４５はこの場合、円錐形に構成されていて、弁体
１の燃焼室側の端面に配置された弁座面１３と協働する
ようになっており、弁座面は孔７から出発して相応に中
空円錐形に構成されている。噴射弁の噴射横断面は公知
の形式でリング端面４５と弁座面１３との間の開放制御
可能なリング間隙によって形成される。
に弁本体１の孔７から軸線方向に突出するヘッド片４３
を有しており、ヘッド片の、弁本体１の方向に向いたリ
ング端面４５が弁体９のシール面を形成している。リン
グ端面４５はこの場合、円錐形に構成されていて、弁体
１の燃焼室側の端面に配置された弁座面１３と協働する
ようになっており、弁座面は孔７から出発して相応に中
空円錐形に構成されている。噴射弁の噴射横断面は公知
の形式でリング端面４５と弁座面１３との間の開放制御
可能なリング間隙によって形成される。
【００１３】図１に類似して構成された圧電スタック２
３は第２の実施例ではケーシングウエブ４７によってば
ね室２５から隔てられていて、ばね室２５に向いた端面
３３に横断面の減少されたピストン延長部４９を有して
おり、ピストン延長部がばね室２５を貫通しており、ピ
ストン延長部の、ばね室２５から突出する端部にばね受
け５１が取り付けられている。この場合、弁ばね２７は
ケーシングウエブ４７とばね受け５１との間に緊定され
ていて、圧電スタック２３を介して弁体９を引っ張っ
て、ヘッド片４３のリング端面４５を弁座面１３に接触
させる。
３は第２の実施例ではケーシングウエブ４７によってば
ね室２５から隔てられていて、ばね室２５に向いた端面
３３に横断面の減少されたピストン延長部４９を有して
おり、ピストン延長部がばね室２５を貫通しており、ピ
ストン延長部の、ばね室２５から突出する端部にばね受
け５１が取り付けられている。この場合、弁ばね２７は
ケーシングウエブ４７とばね受け５１との間に緊定され
ていて、圧電スタック２３を介して弁体９を引っ張っ
て、ヘッド片４３のリング端面４５を弁座面１３に接触
させる。
【００１４】図２に示す第２の実施例は次のように作動
する：弁体９の作動装置として作用する圧電スタック２
３は、第２の実施例では噴射段階の開始の前にはまず無
電流であって、従って軸線方向の長さが最小である。こ
の場合、弁体９は弁ばね２７によって弁座面１３に密接
に接触した状態に保持され、無電流の開放された締め付
け装置３７が圧電スタック２３の温度及び圧力の影響に
基づく軸線方向の長さ変化を可能にする。噴射弁によっ
て噴射を行いたい場合には、圧電スタック２３及びリン
グ３９が同時に運転電圧で負荷され、その結果、リング
３９が第１の実施例に類似して圧電スタック２３の、弁
体９と逆の側の端部を所定の位置に固定する。圧電スタ
ック２３は運転電圧の作用に伴って軸線方向に伸長し
て、弁体９を開放方向へ弁座から移動させ、その結果、
噴射弁の開放横断面が開放制御される。この場合、最大
の運転電圧を作用させると、最大の開放行程が得られ
る。制御装置によって制御可能な運転電圧を用いて、圧
電スタック２３の伸長、弁体９の開放行程及び噴射経過
が調節される。噴射の終了時点で圧電スタック２３が無
電流に切り換えられて、収縮し、弁体９を戻して弁座面
１３に接触させる。この場合、内燃機関の運転中に圧電
スタック２３の温度若しくは圧力に起因した長さ変化を
補償するために、図１の実施例で述べた機能に類似して
締め付け装置３７を噴射中断時に電流供給の中断によっ
て解放することが可能であり、これによって有効な弁ば
ね２７が弁座面１３への弁体９の密接な接触を保証す
る。
する：弁体９の作動装置として作用する圧電スタック２
３は、第２の実施例では噴射段階の開始の前にはまず無
電流であって、従って軸線方向の長さが最小である。こ
の場合、弁体９は弁ばね２７によって弁座面１３に密接
に接触した状態に保持され、無電流の開放された締め付
け装置３７が圧電スタック２３の温度及び圧力の影響に
基づく軸線方向の長さ変化を可能にする。噴射弁によっ
て噴射を行いたい場合には、圧電スタック２３及びリン
グ３９が同時に運転電圧で負荷され、その結果、リング
３９が第１の実施例に類似して圧電スタック２３の、弁
体９と逆の側の端部を所定の位置に固定する。圧電スタ
ック２３は運転電圧の作用に伴って軸線方向に伸長し
て、弁体９を開放方向へ弁座から移動させ、その結果、
噴射弁の開放横断面が開放制御される。この場合、最大
の運転電圧を作用させると、最大の開放行程が得られ
る。制御装置によって制御可能な運転電圧を用いて、圧
電スタック２３の伸長、弁体９の開放行程及び噴射経過
が調節される。噴射の終了時点で圧電スタック２３が無
電流に切り換えられて、収縮し、弁体９を戻して弁座面
１３に接触させる。この場合、内燃機関の運転中に圧電
スタック２３の温度若しくは圧力に起因した長さ変化を
補償するために、図１の実施例で述べた機能に類似して
締め付け装置３７を噴射中断時に電流供給の中断によっ
て解放することが可能であり、これによって有効な弁ば
ね２７が弁座面１３への弁体９の密接な接触を保証す
る。
【００１５】図３に示す実施例から明らかなように、中
空円錐形の弁座面１３の弁座角αは９０゜である。圧電
・調節部材(Piezo-Stellglied)の使用に基づく著しく小
さい弁体開放運動において弁体９と弁座面１３との間の
十分に大きな流過横断面を保証するために、弁体尖端の
角度γが弁座面１３の弁座角αよりも大きく構成されて
おり、この場合、角度γは最大１８０゜である。弁体９
のシャフトと円錐形の端面との間に形成されたリング縁
部６１が閉鎖横断面を構成しており、弁体端面の領域の
弁体シャフトの直径が弁座直径を規定している。
空円錐形の弁座面１３の弁座角αは９０゜である。圧電
・調節部材(Piezo-Stellglied)の使用に基づく著しく小
さい弁体開放運動において弁体９と弁座面１３との間の
十分に大きな流過横断面を保証するために、弁体尖端の
角度γが弁座面１３の弁座角αよりも大きく構成されて
おり、この場合、角度γは最大１８０゜である。弁体９
のシャフトと円錐形の端面との間に形成されたリング縁
部６１が閉鎖横断面を構成しており、弁体端面の領域の
弁体シャフトの直径が弁座直径を規定している。
【００１６】燃料噴射弁の本発明に基づく構成により、
弁体を直接に作動する圧電・調節部材における圧力、温
度及び製作誤差補償が簡単に可能であり、その結果、弁
体の正確に再現可能な開放行程が燃料噴射弁の耐用年数
全体にわたって保証される。
弁体を直接に作動する圧電・調節部材における圧力、温
度及び製作誤差補償が簡単に可能であり、その結果、弁
体の正確に再現可能な開放行程が燃料噴射弁の耐用年数
全体にわたって保証される。
【図１】内向き移動開放式の噴射弁の第１の実施例の縦
断面図
断面図
【図２】外向き移動開放式の噴射弁の第２の実施例の縦
断面図
断面図
【図３】内向き移動解放式の噴射弁の第３の実施例の拡
大縦断面図
大縦断面図
１ 弁本体、 ３ 緊締ナット、 ５ 弁ホルダ
ー、 ７ 孔、 ９弁体、 １１ シール面、
１３ 弁座面、 １５ 噴射開口、 １７ リン
グ室、 １９ 供給通路、 ２１ 高圧接続部、
２３ 圧電スタック、 ２５ ばね室、 ２７
弁ばね、 ２９ 補償ピストン、３１ 補償室、
３３ 端面、 ３５ 供給通路、 ３７ 締め付け
装置、 ３９ リング、 ４３ ヘッド片、 ４
５ リング端面、 ４７ケーシングウエブ
ー、 ７ 孔、 ９弁体、 １１ シール面、
１３ 弁座面、 １５ 噴射開口、 １７ リン
グ室、 １９ 供給通路、 ２１ 高圧接続部、
２３ 圧電スタック、 ２５ ばね室、 ２７
弁ばね、 ２９ 補償ピストン、３１ 補償室、
３３ 端面、 ３５ 供給通路、 ３７ 締め付け
装置、 ３９ リング、 ４３ ヘッド片、 ４
５ リング端面、 ４７ケーシングウエブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルードルフ ハインツ ドイツ連邦共和国 レニンゲン エルティ ンガー ヴェーク 26 (72)発明者 ヴィンフリート モーザー ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスブル ク グルントヴァインベルゲ 14
Claims (8)
- 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射弁であって、弁本体
（１）内に軸線方向移動可能に案内された弁体（９）を
備えており、弁体が燃焼室側の端部に設けられたシール
面（１１）で以て弁本体（１）の噴射開口（１５）を開
閉制御するようになっており、圧電式の調節部材を備え
ており、調節部材の制御電圧の作用下で長さ変化可能な
圧電スタック（２３）が弁体（９）の作動のために弁体
の燃焼室側と逆の側の端部に連結されており、並びに弁
体（９）を閉鎖方向で負荷する弁ばね（２７）を備えて
いる形式のものにおいて、圧電式の調節部材に締め付け
装置（３７）を設けてあり、締め付け装置が圧電スタッ
ク（２３）の、弁体（９）と逆の側の端部を燃料噴射弁
の噴射段階中に圧電スタックの軸線方向の所定の位置で
固定して、かつ噴射中断時に圧電スタック（２３）の軸
線方向の遊びを補償するようになっていることを特徴と
する、内燃機関の燃料噴射弁。 - 【請求項２】 締め付け装置（３７）が圧電スタック
（２３）の位置の固定のための機械式、液力式、電磁式
若しくは圧電式の手段を有している請求項１記載の燃料
噴射弁。 - 【請求項３】 締め付け装置（３７）が、圧電性の材料
から成り圧電スタック（２３）のシャフトを取り囲む締
め付けリング（３９）を有しており、締め付けリングの
内径が運転電圧での負荷に際して減少するようになって
いる請求項２記載の燃料噴射弁。 - 【請求項４】 弁体（９）のシール面（１１）が、弁体
（９）の、軸線方向で弁本体（１）から突出するヘッド
片（４３）の、弁本体（１１）に向いた側のリング端面
（４５）によって形成されており、該リング端面が、弁
本体（１）の燃焼室側の端面に配置されてかつ弁体
（９）のための孔（７）を制限する弁座面（１３）と協
働するようになっている請求項１記載の燃料噴射弁。 - 【請求項５】 弁体（９）の燃焼室側の端面がシール面
（１１）として構成されており、該シール面が弁本体
（１）内の、弁体（９）を受容する孔（７）の閉じられ
た端部に配置された中空円錐形の弁座面（１３）と協働
するようになっており、該弁座面の、噴射すべき燃料の
流過方向の下流側から少なくとも１つの噴射開口（１
５）が弁本体（１）の壁内を延びている請求項１記載の
燃料噴射弁。 - 【請求項６】 弁本体（１）の中空円錐形の弁座面（１
３）の弁座角（α）が６０゜から１２０゜、有利には９
０゜である請求項５記載の燃料噴射弁。 - 【請求項７】 弁体（９）の、中空円錐形の弁座面（１
３）と協働するシール面（１１）がリング縁部（６１）
として構成されており、該リング縁部が弁体（９）のシ
ャフトの一部分と弁体先端部との間の移行部に形成され
ている請求項５記載の燃料噴射弁。 - 【請求項８】 弁体先端部の角度（γ）が弁座面（１
３）の弁座角（α）よりも大きく構成されていて、１８
０゜までである請求項７記載の燃料噴射弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19531652.5 | 1995-08-29 | ||
| DE19531652A DE19531652A1 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189277A true JPH09189277A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=7770611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8228853A Pending JPH09189277A (ja) | 1995-08-29 | 1996-08-29 | 内燃機関の燃料噴射弁 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5810255A (ja) |
| JP (1) | JPH09189277A (ja) |
| DE (1) | DE19531652A1 (ja) |
| FR (1) | FR2738294B1 (ja) |
| GB (1) | GB2304814B (ja) |
Cited By (1)
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| KR100806058B1 (ko) * | 1999-09-30 | 2008-02-21 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 유체 제어 밸브 |
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