JPH0932694A - 内燃機関に用いられる燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射量の精度が損なわれることなく、圧送さ
れた全燃料量が噴射のために利用されるようにする。 【解決手段】 弁ボディ５に設けられたガイド孔３に軸
方向で移動可能に案内された弁部材１に閉制御通路３１
が設けられており、弁部材１が弁座１９から持ち上げら
れた状態で、高圧通路２３が閉制御通路３１を介して放
圧室１７に接続可能であり、閉制御通路３１が、弁部材
１の燃焼室側の端部から出発する盲孔３３と、該盲孔３
３に交差する少なくとも１つの横方向孔３５とによって
形成されており、該横方向孔が、弁部材１とガイド孔３
の壁との間に形成された、放圧室１７に接続可能な閉制
御室３９に開口しており、閉制御室３９と放圧室１７と
の間の接続が、弁部材１の最大開放行程位置で、弁部材
１に設けられたシール面４７によって閉鎖されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に用いら
れる燃料噴射弁であって、弁ボディに設けられたガイド
孔に軸方向で移動可能に案内された弁部材が設けられて
おり、該弁部材が燃焼室側の端部に弁シール面を有して
おり、該弁シール面が、弁ボディに設けられた高圧通路
と、少なくとも１つの噴射開口との間の接続を制御する
ための、前記ガイド孔の燃焼室側の端部に形成された弁
座と協働するようになっており、さらに弁部材に閉制御
通路が設けられており、弁部材が弁座から持ち上げられ
た状態で、前記高圧通路が前記閉制御通路を介して放圧
室に接続可能であり、前記閉制御通路が、弁部材の燃焼
室側の端部から出発する盲孔と、該盲孔に交差する少な
くとも１つの横方向孔とによって形成されており、該横
方向孔が、弁部材と前記ガイド孔の壁との間に形成され
た、前記放圧室に接続可能な閉制御室に開口している形
式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような形式の燃料噴射弁はドイツ連
邦共和国特許出願公開第３９２８９１２号明細書に基づ
き公知である。この公知の燃料噴射弁では、弁部材が弁
ボディに設けられたガイド孔に軸方向で移動可能に案内
されている。この弁ボディの一方の端部は、燃料を供給
されるべき内燃機関の燃焼室に突入している。弁部材は
その燃焼室側の端部に弁シール面を有している。この弁
シール面はガイド孔の燃焼室側の端部に形成された弁座
面と協働する。この弁座面には、燃焼室とは反対の側の
方向で、弁ボディに設けられた、燃料を案内する高圧通
路が隣接している。この高圧通路の一部は、弁部材軸部
とガイド孔の壁との間の環状ギャップによって形成され
ている。燃焼室側では、弁座に少なくとも１つの噴射開
口が続いており、この場合、高圧通路と噴射開口との間
の燃料通流は、弁座から弁部材が持ち上げられることに
より開制御される。

【０００３】さらに、弁部材を冷却するためには、弁部
材に閉制御通路が設けられている。弁座から弁部材が持
ち上げられた状態において、高圧通路は閉制御通路を介
して常時、放圧室に接続されている。この閉制御通路
は、弁部材の燃焼室側の端部から出発する盲孔と、この
盲孔に交差する横方向孔とによって形成されている。こ
の横方向孔は、弁部材とガイド孔の壁との間に形成され
た閉制御室に開口している。この閉制御室は噴射弁の、
弁ボディに接触した中間板によって軸方向で仕切られ
る。この中間板には貫通開口が設けられており、この場
合、閉制御室は、噴射弁のばね室によって形成された放
圧室に常時接続されている。

【０００４】しかし高圧通路と放圧室との間で、弁部材
の開放位置において常時形成されるこのような接続に
は、次のような欠点がある。すなわち、本来の噴射過程
時に比較的大量の燃料が閉制御通路を介して流出し、こ
の燃料は燃料噴射のために利用され得ないので、システ
ム全体の効率が損なわれてしまう。さらに、閉制御通路
における漏れ量が規定されていないことに基づき、噴射
したい燃料量を極めて不正確にしか調量することができ
ないので、公知の燃料噴射弁は最近の内燃機関に課せら
れる要件を満たしていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の燃料噴射弁を改良して、噴射量の精度が
損なわれることなく、圧送された全燃料量が噴射のため
に利用されるような燃料噴射弁を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、前記閉制御室と前記放圧室との間
の接続が、弁部材の最大開放行程位置で、弁部材に設け
られたシール面によって閉鎖されているようにした。

【０００７】

【発明の効果】本発明による燃料噴射弁は従来のものに
比べて次のような利点を有している。すなわち、弁部材
が開放行程位置に到達すると、弁部材に設けられた閉制
御室が閉鎖される。したがって、噴射量の精度に大きな
影響を与えることなしに、燃焼室における燃料の良好な
調整を得るために必要となる、弁部材の開放行程運動の
遅延を達成することができるので有利である。

【０００８】さらに、閉制御通路が、弁部材軸部に設け
られた研削加工部に開口する長手方向孔および横方向孔
として形成されていることに基づき、このような弁部材
を簡単に製造することができるという利点が得られる。

【０００９】弁部材の製造は直接成形法（Ｕｒｆｏｒｍ
ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）、たとえば焼結技術または「メタ
ルインジェクション法」によって行なうことができる。
しかし択一的に、場合によっては前加工された外側ジオ
メトリを有する管状素材に、長手方向孔および横方向孔
を機械的または浸食により加工成形して、研削加工部を
切削加工により形成することも可能である。

【００１０】研削加工部および横方向孔のジオメトリも
しくは設計により、閉制御室において規定の閉制御容積
を調節することができるので有利である。この場合、閉
制御室の、研削加工部とガイド孔の壁との間に形成され
た部分は、規定の絞り横断面として作用する。

【００１１】研削加工部の、中間板に面した上端部につ
ばを設けることにより、さらに別の利点が得られる。こ
のつばはガイド孔の、横断面拡張された範囲に突入して
いる。このつばを介して弁部材と中間板との間のシール
接触面を増大させることができるので、確実なシールが
得られると同時に、各構成部分の製造誤差に関する要求
を減少させることもできる。このことは製造手間を一層
減少させる。

【００１２】有利には平らな面として形成された、閉制
御室の一部を形成する研削加工部は、択一的に弁部材に
設けられた半径方向の切欠きによっても形成することが
できる。この切欠きは横方向孔の流出開口を閉制御室の
上側の部分に接続する。

【００１３】本発明による燃料噴射弁は内方に向かって
開く弁として働き、択一的に座孔ノズル、盲孔ノズルま
たはピンノズルとして形成されていてよい。この場合、
閉制御通路の、盲孔として形成された長手方向孔は、燃
料噴射弁の閉じられた状態で内燃機関の燃焼室に対して
閉じられるように弁部材に配置されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。

【００１５】内燃機関に用いられる本発明による燃料噴
射弁の図１に示した第１実施例では、ピストン状の弁部
材１が、弁ボディ５に設けられたガイド孔３に軸方向で
移動可能に案内されている。円筒状の弁ボディ５の一方
の端部７は、燃料を供給されるべき内燃機関の燃焼室
（図示しなぃ）に突入しており、また扁平な端面９とし
て形成された他方の端部は、燃料噴射弁の中間板１１の
第１の端面１３に接触している。この中間板１１の、弁
ボディ５とは反対の側の第２の端面１５には、弁部材１
の戻しばね（図示しない）を収容するばね室１７が続い
ている。このばね室１７は戻し管路（図示しない）を介
して燃料低圧室に常時接続されていて、こうして放圧室
１７を形成している。

【００１６】弁部材１は燃焼室側の端部に弁シール面１
８を有している。この弁シール面１８はこの実施例では
円錐状のシール面として形成されていて、ガイド孔３の
燃焼室側の端部に設けられた弁座面１９と協働する。こ
の弁座面１９は中空円錐状に形成されており、この場
合、ガイド孔３はこの実施例では盲孔として形成されて
いる。弁座面１９からは、２つの噴射開口２１が延びて
いる。両噴射開口２１は燃料を供給されるべき内燃機関
の燃焼室に開口している。弁座面１９の、噴射開口２１
とは反対の側の端部には、高圧通路２３が開口してい
る。この高圧通路２３は孔として弁ボディ５の上側の端
面９を起点として、まずガイド孔３の拡径部によって形
成された圧力室２５にまで延びていて、さらにこの場所
から弁部材１の軸部とガイド孔３の壁との間の環状ギャ
ップを通って弁座面１９にまで通じている。この高圧通
路２３は噴射管路によって燃料高圧ポンプに接続されて
いる（図示しない）。この燃料高圧ポンプは燃料噴射弁
に、高い圧力下にある燃料を供給する。

【００１７】弁部材１の遅延された開放行程運動を行う
ためには、さらに弁部材１に閉制御通路３１が設けられ
ている。この閉制御通路３１は弁部材１の開放行程運動
時に高圧通路２３と放圧室１７との間の接続を可能にす
る。

【００１８】図２および図３に拡大して示した前記閉制
御通路３１は、弁部材１の、ガイド孔３の盲孔に突入し
た燃焼室側の端部を起点として、この実施例では軸方向
に延びる盲孔３３と、この盲孔３３に弁部材１の上端部
で交差する横方向孔３５とによって形成される。横方向
孔３５の流出開口の範囲では、弁部材１の外周面が、互
いに背中合わせで位置する２つの平らな研削加工部３７
を有している。この研削加工部３７と、ガイド孔３の壁
との間には、閉制御室３９が形成されている。この閉鎖
制御室３９の流過横断面は調節可能な絞り横断面を形成
している。閉鎖制御室３９は弁部材１に対して軸方向
で、研削加工部３７を噴射開口２１の方向で仕切る段部
から、中間板１１の端面１３にまで延びている。この場
合、ガイド孔３の直径は中間板１１に面した端部で円錐
状に拡大している。

【００１９】閉制御室３９の放圧は、中間板１１に設け
られた貫通孔４１と、弁部材１の減径された軸部分４３
とによって形成された流過横断面４５を介して放圧室１
７に向かって行なわれる。この場合、この流過横断面４
５は、弁部材１が弁座面１９から完全に持ち上げられた
状態において、弁部材１の減径された軸部分４３への移
行部に形成された環状のシール面４７を介して、中間板
１１の端面１３における接触によって閉鎖可能となる。
このために中間板１１の貫通孔４１の直径は、シール面
４７の外径よりも小さく形成されている。

【００２０】図４および図５に示した第２実施例は、閉
制御室３９の範囲における弁部材ジオメトリの点でしか
第１実施例と異なっていないので、第２実施例の説明は
噴射弁の当該部分に限定する。

【００２１】第２実施例では、研削加工部３７が中間板
１１の方向でつば４９によって仕切られている。このつ
ば４９はガイド孔３の横断面拡張部分に突入している。
このつば４９によって、弁部材１に設けられたシール面
４７の半径方向の延びが増大させられるので、改善され
たシールが得られると同時に、閉制御室３９と放圧室と
の間の流過横断面４５の増大が可能となる。

【００２２】本発明による燃料噴射弁は次のようにして
作動する：閉じられた状態において、弁部材１の弁シー
ル面１８は戻しばねによって弁座面１９に接触した状態
に保持されるので、噴射開口２１は高圧通路２３に対し
て閉鎖されている。噴射段階の開始と共に、高圧ポンプ
によって圧送された燃料は高圧通路２３に流入して、公
知の形式で弁部材１を戻しばねのばね力に抗して弁座面
１９から移動させるので、高圧下にある燃料は弁シール
面１８と弁座面１９との間の開制御された流過横断面を
介して、ガイド孔３の盲孔に流入し、さらに噴射開口２
１を介して内燃機関の燃焼室に流入する。

【００２３】しかしこの場合、弁部材１の開放行程運動
中に燃料の一部がガイド孔３の盲孔から、弁部材１に設
けられた閉制御通路３１を介して閉制御室３９に流入
し、引き続き流過横断面４５を介して放圧室１７に流入
するので、弁部材１の開放行程運動は遅延される。この
ことは、燃焼室内の燃料の調整に有利に作用する。

【００２４】弁部材１の最大開放行程位置が達成される
と共に、閉制御室３９を放圧室１７に接続する流過横断
面４５は中間板１１における弁部材１のシール面４７の
接触により閉鎖されるので、圧送された全燃料量が噴射
の目的で燃焼室に流入する。噴射は公知の形式で高圧通
路２３における圧力降下によって終了される。この圧力
降下に基づき、戻しばねは弁部材１を再び弁座面１９に
おける接触位置に移動させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料噴射弁の第１実施例を示す縦
断面図である。

【図２】図１に示した閉制御室の範囲の拡大断面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す拡大断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 弁部材、 ３ ガイド孔、 ５ 弁ボディ、 ７
端部、 ９ 端面、１１ 中間板、 １３ 第１の端
面、 １５ 第２の端面、 １７ ばね室もしくは放圧
室、 １８ 弁シール面、 １９ 弁座面、 ２１ 噴
射開口、 ２３高圧通路、 ２５ 圧力室、 ３１ 閉
制御通路、 ３３ 盲孔、 ３５ 横方向孔、 ３７
研削加工部、 ３９ 閉制御室、 ４１ 貫通孔、 ４
３ 軸部分、 ４５ 流過横断面、 ４７ シール面、
４９ つば

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０ Ｆ０２Ｍ 61/18 ３６０Ｄ (72)発明者 ペーター キューゲル トルコ国 ブルサ イェシル ジャディッ シイ ヌマラ 27 (72)発明者 トーマス キュークラー トルコ国 ブルサ イェシル ジャディッ シイ ヌマラ 27

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に用いられる燃料噴射弁であっ
   て、弁ボディ（５）に設けられたガイド孔（３）に軸方
   向で移動可能に案内された弁部材（１）が設けられてお
   り、該弁部材（１）が燃焼室側の端部に弁シール面（１
   ８）を有しており、該弁シール面（１８）が、弁ボディ
   （５）に設けられた高圧通路（２３）と、少なくとも１
   つの噴射開口（２１）との間の接続を制御するための、
   前記ガイド孔（３）の燃焼室側の端部に形成された弁座
   （１９）と協働するようになっており、さらに弁部材
   （１）に閉制御通路（３１）が設けられており、弁部材
   （１）が弁座（１９）から持ち上げられた状態で、前記
   高圧通路（２３）が前記閉制御通路（３１）を介して放
   圧室（１７）に接続可能であり、前記閉制御通路（３
   １）が、弁部材（１）の燃焼室側の端部から出発する盲
   孔（３３）と、該盲孔（３３）に交差する少なくとも１
   つの横方向孔（３５）とによって形成されており、該横
   方向孔（３５）が、弁部材（１）と前記ガイド孔（３）
   の壁との間に形成された、前記放圧室（１７）に接続可
   能な閉制御室（３９）に開口している形式のものにおい
   て、前記閉制御室（３９）と前記放圧室（１７）との間
   の接続が、弁部材（１）の最大開放行程位置で、弁部材
   （１）に設けられたシール面（４７）によって閉鎖され
   ていることを特徴とする、内燃機関に用いられる燃料噴
   射弁。
2. 【請求項２】 弁部材（１）に設けられた前記シール面
   （４７）が、環状端面として形成されており、該環状端
   面が、弁部材（１）の横断面減小部に形成されており、
   直径の減径された弁部材部分（４３）が、弁ボディ
   （５）に軸方向で接触した中間板（１１）に設けられた
   貫通孔（４１）に遊びを持って突入しており、前記中間
   板（１１）の、弁ボディ（５）に面した端面（１３）
   が、前記閉制御室（３９）を仕切っており、前記端面
   （１３）の、前記貫通孔（４１）に隣接した範囲が、弁
   部材（１）のシール面（４７）のための接触面を形成し
   ている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 【請求項３】 前記中間板（11）の、弁ボディ（５）と
   は反対の側の端面（１５）が、前記放圧室（１７）に隣
   接している、請求項２記載の燃料噴射弁。
4. 【請求項４】 弁部材軸部とガイド孔（３）の壁との間
   に形成された前記閉制御室（３９）が、弁部材（１）に
   形成された少なくとも１つの研削加工部（３７）によっ
   て形成されており、該研削加工部（３７）に前記横方向
   孔（３５）が開口している、請求項１記載の燃料噴射
   弁。
5. 【請求項５】 弁部材（１）に互いに背中合わせで位置
   する２つの研削加工部（３７）が設けられており、該研
   削加工部（３７）に、貫通孔として形成された前記横方
   向孔（３５）の各１つの流出開口が開口している、請求
   項４記載の燃料噴射弁。
6. 【請求項６】 前記ガイド孔（３）の、前記中間板（１
   １）に隣接した端部が、円錐状に拡張されている、請求
   項２記載の燃料噴射弁。
7. 【請求項７】 前記閉制御室（３９）を仕切る前記研削
   加工部（３７）の、前記中間板（１１）に面した端部
   が、つば（４９）によって仕切られており、該つば（４
   ９）の、前記中間板（１１）に面した環状面が、弁部材
   （１）のシール面（４７）を形成している、請求項１か
   ら６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. 【請求項８】 前記閉制御室（３９）の流過横断面が、
   規定の絞り横断面を形成している、請求項１記載の燃料
   噴射弁。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の燃料噴射弁を製造する
   ための方法において、弁部材（１）をメタルインジェク
   ション法のような直接成形法により製造することを特徴
   とする、燃料噴射弁を製造するための方法。