JPH09195884A - 噴射弁、特に内燃機関の燃焼室内へ燃料を直接噴射するための噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射弁開放時に可動子が力伝達管を介して弁
ニードルに作用する前に、一方では、可動子に作用して
いるばね力を、また他方では、力伝達管とばねスリーブ
との間の遊びを克服しなければならなかった点並びに噴
射口の構成が汚れの粒子の固着堆積を生じ易かった点を
改良する。 【解決手段】 操作エレメント１６，３２；１６，３
２′が、弁閉鎖時に、弁開放方向に作用するばね２３に
より弁ニードル３５に当接した状態に保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念部に記載の形式の噴射弁、特に内燃機関の燃焼室内に
燃料を直接噴射するための噴射弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射す
るための上記の形式の公知の噴射弁（ＷＯ９３／２３
１７２）は、ケーシング内に配置された、弁孔を備えた
弁体を有し、上記弁孔は噴射側に配置された弁座によっ
て取囲まれており、かつ該弁孔を貫通して、閉鎖ヘッド
を有する弁ニードルが延びていて、該閉鎖ヘッドは弁閉
鎖時には外側から上記弁座に当接している。弁体と弁ニ
ードル上に固定されたばねスリーブとの間に緊縮されて
いる閉鎖ばねは弁ニードルを噴射方向とは逆向きに弁ニ
ードル閉鎖位置へ押付けている。

【０００３】噴射弁を開放するため電磁式操作装置が設
けられており、これは励磁されると弁ニードルを閉鎖ば
ねの力に抗して弁ニードル開放位置へ作動させ、その結
果閉鎖ヘッドと弁座との間に噴射口として環状間隙が形
成される。

【０００４】操作装置はマグネットコイルを含み、この
マグネットコイルの、弁体側とは反対側に可動子が設け
られており、該可動子はダイヤフラムに取付けられてい
てばねにより閉鎖方向で予め付勢されている。この可動
子からはこれに固定された力伝達管がマグネットコイル
中を通ってばねスリーブまで延びており、この場合力伝
達管の、可動子側とは反対側の端部は、弁閉鎖時には、
ばねスリーブに対して軸方向距離を有している。

【０００５】この公知の噴射弁が開放される場合、可動
子はマグネットコイルにより通常の形式で開放方向へ作
動される。しかし、可動子が力伝達管を介して弁ニード
ルに作用する前に、一方では、該可動子に作用している
ばね力が、また他方では、力伝達管とばねスリーブとの
間の遊びが克服されなければならない。

【０００６】噴射口を形成する環状間隙の最大幅を規定
する行程制限はこの公知の噴射弁では可動子の運動を制
限することによって、又は場合によっては誤調整を生じ
る、弁体に所属する案内エレメントにばねスリーブが当
たって止められることによって、行われる。

【０００７】別の公知の噴射弁（ＵＳ５０５８５４９）
では、閉鎖ヘッドを備えた弁ニードルがケーシング内に
配置されている。閉鎖ヘッドは円筒形の案内面及びこれ
らの案内面の間に位置する平らな面を備えた案内兼供給
区分並びに円錐形シール面を有し、該シール面は噴射方
向で噴射口の前側に配置された弁座と協働する。弁座の
後側の球面状ケーシング区分内には主噴射及び副噴射口
が設けられ、燃料を燃焼室の主範囲並びに、点火栓が配
置されている範囲に噴射することができるようになって
いる。

【０００８】噴射された燃料の比較的一様な分配及び霧
化をうるために、少なくとも主噴射口に噴流霧化手段が
所属している。噴流霧化手段としてはこの場合、噴射口
壁に螺旋状の溝又は、外側に位置する霧化円錘体を有す
る、噴射口を貫通して延びる噴射ピンが設けられてい
る。

【０００９】噴射範囲が燃焼室中に発生する高温にさら
されるこの公知の噴射弁は、噴射口中に固着して正確な
燃料調量作用を著しく損なうことがある堆積物に対して
極めて敏感である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の燃料噴射弁における上記の欠点を排除することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば請求項１記載の特徴を有する手段によって解決され
ている。

【００１２】

【発明の効果】請求項１記載の特徴を有する本発明によ
る噴射弁は、従来の噴射弁に対して、以下の利点を有す
る。すなわち、弁ニードルが、噴射弁の開放のさい、操
作エレメントの操作運動の開始と同時に、弁ニードルの
開放運動を開始する。これにより、精密な燃料調量に有
利な迅速な開放並びに噴射時点の極めて正確な制御がえ
られる。この場合特に有利には、操作装置は、噴射弁を
気密に閉鎖するために必要な閉鎖ばねの力だけを克服す
ればよい。

【００１３】従属形式請求項に記載された手段によれ
ば、請求項１に記載された噴射弁の有利な構成及び改良
がえられる。

【００１４】噴射弁が閉鎖されるさい弁ニードルのたん
に僅かな質量が弁座で制動され、これに対して、操作エ
レメントはさらに運動せしめられ、かつ、開放方向でプ
レロードを負荷しているばねにより、該ばねの強さに応
じて、完全に又は部分的に制動される。この場合比較的
弱いばねを用いるのが有利である。それというのはこの
場合操作エレメントは比較的低い速度で再び弁ニードル
に係合せしめられるに過ぎないからである。その結果と
して弁が非意図的に開放される可能性が排除される。

【００１５】操作エレメントのコスト的に有利にかつ簡
単に製作される、しかし正確な案内は、電磁式操作装置
の可動子に結合された延長部分を管状に形成することに
よってえられ、この場合該延長部分はケーシングのやは
り管状の出口部分内で案内される。

【００１６】調量間隙を円筒形に形成することは、これ
によって、燃料調量が弁ニードルの開放行程とは無関係
になり、その結果比較的大きな公差が許容され、このた
め噴射弁の製作及び組立が簡単になり、ひいてはコスト
が低減されるという利点を有する。特にこの場合弁ニー
ドルのための特別の行程ストッパを省略することがで
き、これにより、弁ニードル及び弁体を含む弁ユニット
の構成をさらに簡単にすることができる。

【００１７】さらに付加的に、噴射弁は、円筒形調量間
隙により、汚れに対して非敏感性になる。それというの
はこのような調量間隙は常時洗浄されかつ弁座と閉鎖ヘ
ッドとの間に形成された噴射口は、汚れの粒子が内部に
堆積しない形状を有しているからである。

【００１８】本発明によるフィルタ装置によれば汚れに
対する非敏感性が一層改善される。

【００１９】調量横断面を形成するために、多数の平行
な、一緒に１つの、有利には円筒形の面を形成する調量
間隙を形成することは、たんに汚れ粒子が内部に実際に
固着しないという利点を有するだけでなく、内燃機関の
燃焼室内へ噴射される燃料の分配に影響を与え、噴射さ
れた燃料の一部を燃焼室内へより深く侵入させ、燃料を
燃焼室内により良好に分配させるという利点をも有す
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】図面において相応する部分には同
じ符号が付されている。

【００２１】図１に示されているように、噴射弁は、軟
磁性材料から成るほぼスリーブ状のケーシング本体１
１、非磁性の中間リング１２及び管状の出口部分１３を
有するケーシング１０を有している。中間リング１２は
半径方向フランジ１４でケーシング本体１１の出口側の
端面に、例えばろう接によって固定されており、かつス
リーブ状の区分１５を有している。管状の出口部分１３
はスリーブ状の区分１５内へ挿入されその内部に例えば
ろう接によって、ケーシング本体１１の縦方向でケーシ
ング本体から離して、固定さている。

【００２２】電磁式操作装置１７の可動子１６はケーシ
ング１０内に、ケーシング本体１１の縦方向で移動可能
に案内されるように、挿入されている。図示されていな
い燃料供給導管のためのほぼ管状の接続部分１８は出口
側部分１３とは反対側の一方の端部区分１９でケーシン
グ本体１１内へ挿入されかつその内部に例えばねじ込み
によって固定されている。液密の結合を保証するため
に、接続部分１８の端部区分１９とケーシング本体１１
との間にはパッキン２０が設けられている。

【００２３】可動子１６は貫通孔２１を有し、その内周
面には支持段部２２が設けられていて、この段部には一
端で貫通孔２１内へ挿入されたばね２３が支持されてい
る。ばね２３の他端は接続部分１８内へ延びていてここ
でばね調節スリーブ２４に支持され、このスリーブは接
続部分１８内に配置されていて、かつ絞り２６を備えた
貫通通路２５を有している。絞り２６は噴射弁が最終的
に組み立てられたときに燃料に対する流動抵抗を後から
変えることを可能にする。

【００２４】電磁式操作装置１７のマグネットコイル２
７は出口部分１３及び部分的に中間リング１２上に押し
はめられかつキャップ２８によって位置固定されてい
る。該キャップは出口部分１３上に押しはめられかつケ
ーシング本体１１に固定されている。キャップ２８はこ
の場合出口部分１３とケーシング本体１１との間におけ
る帰路磁束流をガイドする。マグネットコイル２７のた
めの電気的接続ケーブル２９はケーシング本体１１内の
ケーブル通し孔３０に通されている。

【００２５】マグネットコイル２７に給電されたときに
可動子１６に作用する力を弁ユニット３１へ伝えるため
に、可動子１６は出口部分１３内に案内されている延長
部分３２に結合しており、この延長部分は出口部分１３
中を通って円筒形の切欠き３３内へ達しており、該切欠
き内に弁ユニット３１が配置されている。この場合可動
子１６と出口部分１３との磁気的短絡を避けるために管
状の延長部分３２は非磁性（オーステナイト）材料から
製作されている。

【００２６】管状の延長部分３２はこの場合その、可動
子１６側とは反対側の端部でばねスリーブ３４を介して
弁ニードル３５に係合しており、かつ切欠き３３内へ延
びている端部に半径方向の孔３６を有し、該孔を通っ
て、噴射弁作動時に、延長部分内側から燃料が切欠き３
３内へ流れることができる。

【００２７】図２に示されているように、弁ユニット３
１は案内孔３８を備えた弁体３７を有し、該案内孔中に
弁ニードル３５が僅かな遊びをもって通っている。弁ユ
ニットはさらに半径方向のフランジ３９を有し、弁体３
７はこのフランジ３９で出口部分１３に、例えば溶接に
よって固定されている。弁ユニット３１はしかしまた別
の形式で、例えば鍔出し又はねじ結合によって固定され
ていてもよい。弁体３７中の案内孔３８は弁体３７の出
口側の端面４０に開口し、ここに弁孔３８′を形成し、
該弁孔は弁座４１によって取り囲まれている。

【００２８】弁ニードル３５はその出口側の端部に閉鎖
ヘッド４２を有し、該ヘッドには弁ニードル３５の外周
に形成された環状溝４３が所属し、また閉鎖ヘッドはそ
の、噴射側とは反対側に、弁座４１に対向する、有利に
は球面状のシール面４４を有し、弁座４１と協働する閉
鎖ヘッド４２は噴射弁が閉鎖されているときに上記シー
ル面４４で弁座に当接する。環状溝４３は弁孔３８′の
内壁と環状通路４３′を形成し、これは弁体３７中に設
けられた供給孔４５を介して切欠き３３内へ接続してい
る。

【００２９】弁ニードル３５を図１及び２に示されてい
る閉鎖位置へ付勢するために、閉鎖ばね４６が弁体３７
の軸方向区分上においてフランジ３９とばねスリーブ３
４との間に緊縮されている。弁ニードル３５の最大開放
行程は、弁体３７にばねスリーブ３４のストッパ面とし
て設けられている端面４７とこれに対向するばねスリー
ブ３４の端面との間のギャップから生じる。

【００３０】弁ユニット３１の組立のさいに弁ニードル
３５はのちの燃焼室側又は噴射側から案内孔内へ導入さ
れる。次いで閉鎖ばね４６が弁体３７上に差しはめら
れ、次いでばねスリーブ３４が弁ニードル３５上に差し
はめられる。行程を調節するために、弁ニードル３５及
び弁スリーブ３４が所望の行程距離まで互いに相対的に
移動せしめられ、次いで閉鎖ヘッド４２側とは反対側の
端部で互いに溶接される。このようにして予め組み立て
られた弁ユニット３１は次いで完全な構造グループとし
てケーシングの出口部分１３内の切欠き３３内へ嵌め込
まれ、かつ例えば溶接又は鍔出しによって、固定され
る。

【００３１】本発明による噴射弁の作動時において、噴
射弁が閉鎖されている場合、閉鎖ばね４６は閉鎖ヘッド
４２のシール面４４を弁座４１に当接した状態に保持し
ている。同時に可動子１６及びこれに固定された延長部
分３２は閉鎖ばね４６よりも弱いばね２３によって弁開
放方向で押されており、その結果延長部分３２はその、
可動子１６側とは反対側の端部をもってばねスリーブ３
４に当接している。

【００３２】噴射弁を開放するためにマグネットコイル
２７が励磁されると、開放力が生ぜしめられ、これは可
動子１６から延長部分３２及びばねスリーブ３４を介し
て時間的に直ちに弁ニードル３５へ伝達される。燃焼室
内へ直接噴射されるべき燃料は接続部分１８、ばね調節
スリーブ２４の流過通路２５、絞り２６、可動子１６中
の貫通孔２１、管状の延長部分３２及び孔３６を通過し
て、弁ユニット３１を受容している切欠き３３内へ流れ
る。この切欠き３３から燃料は供給孔４５を通って管状
通路４３′内へ入り、ここから、弁座４１とシール面４
４とによって形成された、調量間隙として役立つ環状間
隙（これは同時に噴射弁の噴射口を形成する）を通り、
燃焼室内へ達する。

【００３３】マグネットコイル２７への給電が終わる
と、可動子１６に作用する磁力が消失し、閉鎖ばね４６
はばねスリーブ３４を有する弁ニードル３５並びに延長
部分３２及び可動子１６を閉鎖位置へ押圧する。弁ニー
ドル３５が閉鎖ヘッド４２で弁座４１に当たると直ち
に、弁ニードル３５及びばねスリーブ３４の閉鎖運動が
終わる。延長部分３２及び可動子１６はしかし慣性の結
果さらに運動し、このさいばね２３により制動されかつ
場合によっては、接続部分１８の可動子１６側の端面に
よって止められる。続いてばね２３は可動子１６及び延
長部分３２を再び開放方向へ、延長部分３２が再びばね
スリーブ３４に当たるまで、動かす。

【００３４】このためには、比較的弱いばね４６が使用
されれば十分である。それというのはこの場合可動子１
６はたんに低速でその、噴射弁閉鎖時のノーマル位置、
即ち可動子に結合した延長部分３２がばねスリーブ３４
に当接する位置、へ戻されるにすぎないからである。

【００３５】噴射弁が次に解放されるまでの間、可動子
１６に固定された延長部分３２は遊びなしにばねスリー
ブ３４に当接した状態に保持される。

【００３６】このような形式で、可動子１６の開放方向
での運動は遊びなしに弁ニードル３５へ伝達され、これ
に対して、可動子１６及びこれに固定された延長部分３
２の閉鎖運動は弁座４１のところで制動される必要がな
い。従って弁座４１には弁ニードル３５及びばねスリー
ブ３４の比較的僅かな質量が衝突するにすぎない。

【００３７】弁座４１は僅かなダンパ作用を有すればよ
いから、弁座４１及びこれに衝突するシール面４４の摩
耗が小さく抑えられかつ弁ニードル３５のはね返りを防
止することができる利点がえられる。弁座４１及びシー
ル面４４の応力が小さいことはこの場合特に重要であ
る。それというのは弁座は燃焼室内に若しくはその近く
に配置されることによって熱的に高い負荷を受けるから
である。

【００３８】上記の構成では、弁本体３７の、ばねスリ
ーブ３４に対向する、弁ニードル行程ストッパを形成す
る端面４７は、弁座４１の近くに配置されるから、弁ニ
ードル３５と弁本体３７との異なる熱膨張はたんに極め
て僅かな行程変化を生じるにすぎず、その結果、正確で
一定の燃料調量のために必要な極めて小さい、例えば３
０μｍの行程も、運転中常に保持することができる。

【００３９】図３に示された弁ユニット３１′では、弁
ニードル３５のシール面４４と環状溝４３との間に円筒
形の段部４９が設けられており、これはフランジ３９中
の弁孔３８′と協働して狭い円筒形の環状間隙５０を形
成し、これは噴射弁開放時に燃料調量間隙として役立
ち、これに対して、弁座４１及びシール面４４によって
制限形成された円錐面状の環状間隙５１は噴射円錐角を
規定する。

【００４０】この場合有利には、燃料調量のために調節
された環状間隙５０の絞りが実際上行程と無関係であ
り、かつ噴射口として役立つ、弁座４１とシール面４４
との間の環状間隙５１は、燃料調量に対して影響を与え
ることなく、大きくすることができ、その結果、弁座４
１とシール面４４との間に固着された汚れ粒子に基づ
く、閉じない噴射弁の危険性が、完全には排除されない
までも、著しく減少する。

【００４１】図４は鉢形弁体５３を有する別の弁ユニッ
ト５２を示しており、該弁体５３はばね室５４を有し、
該室の底部５５には、弁ニードル３５のための弁孔３
８′を形成する案内孔３８及び、環状通路４３′内に開
口する供給孔４５が設けられている。ばね室５４は案内
孔３８側とは反対側では、ばねスリーブ３４′のための
ストッパ面、要するに行程ストッパとして役立つ肩５６
を介して、ばねスリーブ３４′のための内側に位置する
案内面５７′を備えた案内区分５７へ移っており、上記
ばねスリーブは半径方向外側の端面４８′で肩５６と協
働する。

【００４２】弁体５３は外周に周方向に環状に延びてい
る第１の切欠き５８を有し、弁体５３のこの範囲には周
方向に環状に延びている第２の切欠き５９が設けられて
いる。両切欠き５８，５９は１つの燃料供給室６０を形
成し、これは軸方向の通路６１を介して、出口部分１３
中の切欠き３３の入口側の範囲に接続している。第１の
切欠き５８の周面には第２の切欠き５９を覆うフィルタ
６２が固定されており、その結果、図４には示されてい
ない延長部分３２、出口部分１３中の切欠き３３及び通
路６１を通って流入する供給室６０内の燃料が、弁体５
３内の第２の切欠き５９の範囲から供給孔４５を通って
環状通路４３′へ達する前に、もう一度ろ過される。フ
ィルタ６２は、例えばフィルタ織布から成り、例えば接
着又は溶着されている。

【００４３】図５の弁ユニット５２′では調量間隙は、
図３に記載されたものに相応する円筒形の環状間隙５０
によって形成されている。従ってこの場合弁ニードル３
５のための行程ストッパは省略することができる。

【００４４】調量間隙として役立つ円筒形の環状間隙５
０の直前で燃料を付加的ろ過するために、弁ユニット５
２′では、間隙フィルタ６３が設けられており、これは
弁体５３′の、相応して形成されたほぼ円筒形の外面６
４とこれと協働する、出口部分１３内の切欠き３３の内
面６５とによって、形成される。弁体５２′の外面６４
はこの場合燃料が出口部分１３内の切欠き３３の入口範
囲から流入する第１の通路６６を有し、かつ燃料を集め
て供給孔４５へ導く第２の通路６７を有する。

【００４５】通路６７の全長に亘って、弁体５３′の外
径は切欠き３３の内径よりも小さく、その結果小さいフ
ィルタ間隙６８が形成され、燃料はここを通過し、その
さいにろ過される。図において軸方向に示されている第
１及び第２の通路６６，６７はこれらを延長するために
弁体５３′の外面６４上に螺旋状に形成することも可能
である。

【００４６】孔６９は弁体５３′中のばね室５４を単数
又は複数の第１の通路６６に接続し、従って弁ニードル
３５の開閉運動のさいばねスリーブ３４′によってポン
ピングされた燃料はばね室５４から押出され若しくはこ
の室内へ流入することができる。

【００４７】上記の噴射弁においては燃料の噴射角度
は、弁座４１と弁ニードル３５の閉鎖ヘッド４２のシー
ル面４４との間のほぼ円錐台形の環状間隙の円錐角によ
って規定される。それというのは供給孔４５はそれぞれ
噴射弁の縦軸線に対して半径方向の一平面に延びている
からである。

【００４８】しかしまた、供給孔４５を接線方向又は少
なくとも接線方向成分をもって環状通路４３′内へ開口
させ、その結果、弁座４１とシール面４４との間の環状
間隙を通って出る燃料粒が周方向の速度成分を有するよ
うにすることも可能である。このさい、環状間隙５１の
円錐角が不変である場合噴射円錐角を大きくすることが
でき、又は噴射円錐角が同一である場合環状間隙５１の
円錐角を小さくすることができる。後者は、弁ニードル
行程を大きくすることができ、その結果、環状間隙５１
が調量間隙として役立っている場合、行程変化が発生し
たときに燃料調量に対する影響を僅かにすることができ
るという利点を有する。

【００４９】図６はケーシング１０′を有する列の噴射
弁を示しており、該ケーシングは、軟磁性材料から成る
ほぼスリーブ状のケーシング本体１１′、これにろう接
された中間リング１２′、中間リング１２′に固定され
た管状の出口部分１３′及び該出口部分上に押しはめら
れたキャップ２８′を含んでいる。管状の出口部分１
３′はその出口側の端部に円筒形の切欠き３３を有し、
該切欠き内に、既に図５について説明された弁ユニット
５２′が配置されている。

【００５０】ケーシング本体１１′内においてその縦方
向で移動可能に案内されている、電磁式操作装置１７
の、貫通孔２１を有している可動子１６はロッド状の延
長部分３２′に結合されており、これは可動子側に設け
られた肉厚部３２″で可動子１６内の貫通孔２１内へ挿
入されている。出口部分１３′内の案内のために延長部
分３２′はその、可動子１６側とは反対側の端部近くに
案内鍔７０を有している。可動子１６及びケーシング本
体１１′における案内面は有利にはクロムメッキされて
いる。

【００５１】肉厚部３２″及び案内鍔７０はそれぞれ単
数若しくは複数の面研削部３２″′，７０′を有してい
る。従って噴射弁作動時燃料は貫通孔２１を通って面研
削部３２″′を経て肉厚部３２″に沿って管状の出口部
分１３′内へ流れ、さらに案内鍔７０にある面研削部７
０′を通過して切欠き３３内へ流れる。面研削部３
２″′，７０′の代わりに軸方に貫通する切欠き、例え
ば縦溝を設けることも可能である。

【００５２】管状の出口部分１３′を通って切欠き３３
の範囲にまで延びている延長部分３２′はこの範囲で弁
ニードル３５と係合している。

【００５３】弁ニードル３５の最大開放行程は、可動子
１６と出口部分１３′との互いに対向する端面間の、可
動子１６が噴射弁閉鎖時に延長部分３２及びばねスリー
ブ３４′を介して弁ニードル３５に係合しているとき
の、間隙７１によって規定される。この両端面は有利に
はやはりクロムメッキされていて耐摩耗性のストッパを
形成している。弁ニードル３５の開放行程は組立のさい
弁ユニット５２′の移動によって又は異なる長さの延長
部分３２，３２′によって調節することができる。

【００５４】ばね２３、即ち噴射弁閉鎖時に可動子１６
を延長部分３２′と共に、弁開放方向で弁ニードル３５
へ予め押圧しかつそのばね力が弁ユニット５２内に設け
られている閉鎖ばね４６のばね力よりも明らかに小さい
ばね２３は、その一方の端部で貫通孔２１内に設けられ
ている支持段部２２に支持されている。ばね２３の他端
はケーシング本体１１′内に設けられたばね調節スリー
ブ２４′の貫通している段付き孔７２内へ延びていてそ
の肩７３に支持されている。段付き孔７２内にはフィル
タ７４が配置されている。

【００５５】ばね２３から可動子１６に作用せしめられ
るばね力を調節するためにばね調節スリーブ２４′がケ
ーシング本体１１′中で移動せしめられ、次いで袋孔７
５によりかしめられる。

【００５６】電磁式操作装置１７のマグネットコイル２
７は中間リング１２′上に押しはめられかつキャップ２
８′によりそのマグネットコイル位置に保持されてい
る。マグネットコイル２７のための電気式接続部として
ケーシング本体１１′内の縦溝７６にコンタクトピン７
８を備えた差込プラグ部分７７が配置されている。マグ
ネットコイル２７の電気式接続部はしかしまた縦溝７６
内に配置されたケーブル端部により又はその他の適宜の
形式に構成することも可能である。

【００５７】燃料供給導管８１が内部に固定される円筒
形貫通孔８０を備えた接続栓体７９は、小さい円錐角を
備えた円錐形外周面８２を有しており、該外周面にはパ
ッキン８４を受容するための周方向に環状に延びている
環状溝８３が設けられている。接続栓体７９は入口側で
ケーシング本体１１′内へ嵌め込まれかつＵ字状の線材
クランプ８５によって固定されている。このような形式
で、噴射弁における燃料供給導管８１のコスト的に有利
なかつ特にスペースをとらない固定がえられ、このよう
な固定形式は内燃機関のシリンダヘッドにおいてはスペ
ースが限られていて狭いため有利である。

【００５８】図７、８ａ及び８ｂは弁ニードル３５のさ
らに別の構成を示すものであり、弁ニードルは弁体９１
中の弁孔９０を貫通して延びていてかつ閉鎖ばね４６に
よって弁ニードルの閉鎖位置へ予め付勢されており、こ
の閉鎖位置において弁ニードルはその閉鎖ヘッド４２に
設けられたシール面４４で弁座４１に当接している。弁
ニードル３５はシール面４４に隣接して溝９２を有し、
該溝には弁ニードル３５の、閉鎖ヘッド４２側とは反対
側の端部に向かう方向で段部９３が続いており、この段
部はその外周面上に、調量間隙９６（図８ｂ）を形成す
るため、交互にリング円筒形の案内面９４と平らな面９
５とを有している。調量間隙９６は共通に、燃焼室内に
おける良好な霧化のために燃料流が加速される最狭の流
過横断面を噴射弁中において形成する。図８ｂから判る
ように、例えば８つの平らな面９５が調量間隙９６を形
成するために設けられ、これらの面９５の間にそれぞれ
１つの、弁孔９０の内周面９０′に沿ったリング円筒形
の案内面９４が位置している。

【００５９】弁ニードル３５の段部９３にはその上流側
に、環状通路４３′を形成するため燃料集め溝９７が続
いており、該溝には、供給間隙１０１を形成するため
の、さらに別のリング円筒形の案内面９９とこれらの間
に設けられた平らな面１００とを有する供給区分９８が
続いている。供給区分９８にはこの場合４つの平らな面
１００と同数の案内面９９とが、図８ａに示されている
ように、形成されている。

【００６０】噴射弁が開かれると、燃料は閉鎖ばね４６
の範囲から供給間隙１０１を通って環状通路４３′内へ
流れ、そしてここから調量間隙９６及び溝９２を通り、
弁座４１とシール面４４との間の、噴射口を形成する環
状間隙へ流れる。この場合溝９２内へは８つの個別の燃
料噴流が流れ、これらは溝９２及び、流れの変向を生じ
る、弁座４１とシール面４４との間の円錐台形の環状間
隙５１内において部分的に再び合流し、その結果燃料は
閉じた中空の円錐形の噴流として噴射される。この円錐
形噴流における燃料密度は円錐の周方向で変動してお
り、比較的密度の高い燃料噴流成分は噴射のさい燃焼室
内へより深く侵入する。

【００６１】この弁ニードル３５の特別の構成は次のよ
うな利点を有している。すなわち、特に、調量間隙９６
を制限する平らな面９５が極めて正確に製作される。そ
れというのは、これらの平らな面は、例えば、他の、丸
味を有する面、要するに案内面９４，９９の研削のさい
に１回のチャック固定で一緒に研削することができるか
らである。さらにこの弁ニードル３５は、燃焼室の直ぐ
近くの範囲の高温に基づいて燃料案内部分に発生して弁
体中における弁ニードルの固着を生じることがある堆積
物の影響を受けない。それというのは弁ニードル３５と
弁体９１との接触面は狭い案内面９４及び９９に限られ
るからである。これらの案内面９４，９９は噴射弁作動
時弁孔９０の内面上を滑るから、万一堆積物が形成され
てもこれらは再び取り除かれかつ流過する燃料によって
洗浄される。

【００６２】図９は汚れ及び堆積物の影響を受けない弁
ユニットのためのさらに別の弁ニードル３５を示す。こ
の弁ニードル３５は図７のものとたんに次の点で異なっ
ているに過ぎない。すなわち、シール面４４に隣接する
溝９２と弁孔９０の内壁と環状通路４３′を形成する燃
料集め溝９７との間に段部１０２が設けられていて、そ
の外周面に多数の軸方向溝１０３が設けられており、こ
れらの溝１０３は細い案内ウエブ１０４によって隔てら
れておりかつ一緒に調量横断面を規定する。軸方向溝１
０３の総数及び横断面形状により、噴射された中空円錐
形の燃料噴流は房状にされる。

【００６３】特にこの弁ニードル３５では個々の軸方向
溝１０３を互いに同一に形成する必要がなく、例えば軸
方向溝の１つをより大きな横断面に形成し、その結果噴
射された中空円錐形噴流の外周上に、燃焼室内への特に
深い燃料噴射を生ぜしめる、比較的高い密度範囲を形成
することも可能である。

【００６４】有利には軸方向溝１０３は火花熔剤又は電
気化学的材料除去によって製作することができる。

【００６５】図１０は弁体９１を備えたさらに別の弁ユ
ニット１０５を示し、弁体９１は閉鎖ばね４６のための
受容室として孔１０６を有し、この孔は支持面１０７を
経て弁孔９０へ移行している。閉鎖ばね４６はこの支持
面１０７と弁ニードル３５に溶接されたばねスリーブ３
４″との間に緊縮され、弁ニードル３５を閉鎖方向に予
め付勢しかつ閉鎖位置において弁ニードルの閉鎖ヘッド
４２のシール面４４を弁座４１に当接した状態に保持し
ている。ばねスリーブ３４″はその軸方向全長に亘って
延びている切欠き１０８を有し、該切欠きは、供給間隙
１０９を形成してこの間隙を通って燃料が孔１０６及び
弁孔９０へ流れることができるようにするため、例えば
研削部又は縦溝として形成することができる。

【００６６】溝９２の、閉鎖ヘッド４２側とは反対側に
続いていて弁孔９０内にある弁ニードル３５の区分は、
多数の螺旋状の溝１１０を有し、これらは、弁孔９０の
内面と協働する相応する案内ウエブ１１１によって互い
に隔てられている。螺旋状の溝１１０により、流出する
燃料噴流に周方向の速度成分が与えられるばかりでな
く、さらに、螺旋状の案内ウエブ１１１により弁孔内に
おける弁ニードル３５の良好な案内作用がえられる。

【００６７】溝１１０が螺旋状に形成されていることに
基づいて、シール面４４の前にある溝９２内へ燃料が斜
めに流入することにより、燃料の、周方向で比較的一様
な分配がえられる。

【００６８】溝１１０及び案内ウエブ１１１の螺旋状の
構成は場合によっては発生する堆積物の除去作用を改善
し、その結果、弁ニードル３５のこのような構成によ
り、堆積物に対する弁ユニットの非敏感性を高めること
ができる。さらに別の利点は、螺旋状溝１１０は、調量
横断面が同じである場合、軸方向溝よりもより深く形成
することができ、その結果弁ユニット１０５を汚れに対
してさらに強くすることができる。

【００６９】この弁ユニット１０５が、例えば図１又は
図６に示されている噴射弁において作動された場合、弁
ニードル３５が電磁式操作装置１７により開放方向へ押
圧され、その結果閉鎖ヘッド４２のシール面４４は弁座
４１から離れる。弁ニードル３５の開放行程はこの場合
正確な燃料調量のために何ら問題を生じない。それとい
うのは、噴射弁開放時にシール面４４と弁座４１との間
に形成される環状間隙は調量機能を有するものではな
く、たんに噴流形成に役立つに過ぎないからである。弁
ニードル３５の行程は従って、図６の噴射弁におけると
同様に、電磁式操作装置１７の可動子１６のためのスト
ッパによって制限することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による噴射弁の略示断面図。

【図２】図１の噴射弁の弁ユニットの拡大略示断面図。

【図３】弁ニードルがその開放位置にある、弁孔範囲の
弁体の略示断面図。

【図４】一体化されたフィルタを備えた、ケーシング内
に挿入された弁ユニットの略示断面図。

【図５】一体化されたフィルタを備えた、ケーシング内
に挿入された弁ユニットの略示断面図。

【図６】本発明による別の噴射弁の略示断面図。

【図７】弁ニードルの別の一実施例を示すための、弁孔
の範囲の弁体の略示断面図。

【図８】図７のほぼＡ−Ａ線及びほぼＢ−Ｂ線による断
面図。

【図９】弁ニードルの別の実施例を示すための、弁孔の
範囲の弁体の略示断面図。

【図１０】本発明による噴射弁のための別の弁ニードル
の略示断面図。

【符号の説明】

１０ ケーシング、 １１ ケーシング本体、 １２
中間リング、 １３出口部分、 １４ フランジ、 １
５ 区分、 １６ 可動子、 １７ 電磁式操作装置、
１８ 接続部分、 １９ 端部区分、 ２０ パッキ
ン、 ２１貫通孔、 ２２ 支持段部、 ２３ ばね、
２４ 調節スリーブ、 ２５ 貫通通路、 ２６ 絞
り、 ２７ マグネットコイル、 ２８ キャップ、
２９電気的接続ケーブル、 ３０ ケーブル通し孔、
３１ 弁ユニット、 ３２延長部分、 ３２′ 延長部
分、 ３３ 切欠き、 ３４ ばねスリーブ、３５ 弁
ニードル、 ３６ 孔、 ３７ 弁体、 ３８ 案内
孔、 ３８′ 弁孔、 ３９ フランジ、 ４０ 端
面、 ４１ 弁座、 ４２ 閉鎖ヘッド、４３ 環状
溝、 ４３′ 環状通路、 ４４ シール面、 ４５
供給孔、 ４６ 閉鎖ばね、 ４７ 端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン ミュラー ドイツ連邦共和国 メークリンゲン フリ ードリッヒシュトラーセ 24 (72)発明者 クリスティアン プロイスナー ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン ベルガーゲスレ ８

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射弁であって、 ケーシング内に配置された弁体を有し、該弁体が噴射開
   口を形成するため弁座によって取囲まれた弁孔を有して
   おり、該弁孔を通って、閉鎖ヘッドを有する弁ニードル
   が延びていて、弁座と協働する閉鎖ヘッドが弁閉鎖時に
   噴射側で弁座に当接しており、 閉鎖ばねを有し、該閉鎖ばねが弁ニードルをその閉鎖位
   置に予め付勢しており、 操作装置を有し、該操作装置が弁ニードルを操作エレメ
   ントにより閉鎖ばねの力に抗して開放位置へ作動させる
   形式のものにおいて、 操作エレメント（１６，３２；１６，３２′）が、弁閉
   鎖時に、開放方向に作用するばね（２３）により弁ニー
   ドル（３５）に当接した状態に保持されていることを特
   徴とする、噴射弁、特に内燃機関の燃焼室内へ燃料を直
   接噴射するための噴射弁。
2. 【請求項２】 操作エレメントが電磁式操作装置（１
   ７）の可動子（１６）を含んでおり、該可動子が管状又
   は棒状の延長部分（３２，３２′）を介して弁ニードル
   （３５）に係合していることを特徴とする、請求項１記
   載の噴射弁。
3. 【請求項３】 延長部分（３２，３２′）がケーシング
   （１０；１０′）の管状の出口部分（１３；１３′）内
   に案内されていることを特徴とする、請求項２記載の噴
   射弁。
4. 【請求項４】 弁ニードル（３５）にばねスリーブ（３
   ４；３４′）が固定されており、該ばねスリーブに閉鎖
   ばね（４６）が支持されており、かつ該ばねスリーブが
   行程を制限するために、弁体（３７；５３）に設けられ
   たストッパ（４７；５６）と協働する端面（４８，４
   ８′）を有していることを特徴とする、請求項１から３
   までのいずれか１項記載の噴射弁。
5. 【請求項５】 弁ニードル（３５）がその閉鎖ヘッド
   （４２）の範囲に、周方向に環状に延びている溝（４
   ３；９７）を有し、該溝が弁孔（９０）の内壁と環状通
   路（４３′）を形成しており、該環状通路に噴射方向に
   調量横断面が接続していることを特徴とする、請求項１
   から４までのいずれか１項記載の噴射弁。
6. 【請求項６】 調量横断面が円錐周面状の環状間隙によ
   り形成されており、該環状間隙が、弁開放時に、弁座
   （４１）と閉鎖ヘッド（４２）に設けられたシール面
   （４４）との間に形成されることを特徴とする、請求項
   ５記載の噴射弁。
7. 【請求項７】 調量横断面が円筒形の環状間隙（５０）
   により形成されており、該環状間隙が弁ニードル（３
   ５）の円筒形の段部（４９）と弁孔の内壁とによって形
   成されることを特徴とする、請求項５記載の噴射弁。
8. 【請求項８】 調量横断面が、円筒形に配置されている
   多数の調量間隙（９６；１０３；１１０）によって形成
   されていることを特徴とする、請求項５記載の噴射弁。
9. 【請求項９】 調量横断面（１１０）が、弁ニードル
   （３５）に設けられている螺旋状の溝（１１０）によっ
   て形成されていることを特徴とする、請求項８記載の噴
   射弁。
10. 【請求項１０】 環状通路（４３′）に、弁体（３７；
    ５３；５３′）中の、接線方向成分をもって該環状通路
    に開口する、単数又は複数の供給孔（４５）が所属して
    いることを特徴とする、請求項５から８までのいずれか
    １項記載の噴射弁。
11. 【請求項１１】 弁体（５３；５３′）にフィルタ装置
    （６２；６３）が所属しており、該フィルタ装置が、環
    状通路（４３′）内に開口する単数又は複数の供給孔
    （４５）の燃料流れ方向でみて上流側に配置されている
    ことを特徴とする、請求項５から１０までのいずれか１
    項記載の噴射弁。
12. 【請求項１２】 フィルタ装置として間隙フィルタ（６
    ３）が設けられており、該間隙フィルタが、弁体（５
    ３′）の外面と、出口部分（１３′）内の切欠き（３
    ３）の、上記弁体を取囲む内面（６５）との間に、形成
    されていることを特徴とする、請求項１１記載の噴射
    弁。