JPS5969578A - 電気的に制御される弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲の従来技術部分に記載の電気的
に制御される弁装置に関する。この特徴を持つ弁はドイ
ツ特許出願 第ｐ　　３１　３９　８３０．８−１３号に提案されて
いる。

制（財）行程の小さい制御素子はたとえば磁歪またの制
御行程においてスイッチングタイムが５０マイクロ秒の
程度と短いことである。制御行程の正確な位置決めが必
要なとぎ、たとえば流体量が制司丁行程に依存して制御
される流体（油圧）装置のとぎ、間粗が起こり得る。

公知のピエゾ電気制御素子は５０−１００ｍｍの長さで
ある。これの平均線膨張係数がα＝２０Ｘ１０　　／’
Ｃであるとすると、Δ］、＝１．・α・ΔＴから　１０
０℃の温度変化があるとき長さの変化は０．０１　ｖｔ
ｙｎである。したがって０、０５　ｍｍの制（財）行程
に対して２０係の損失がある。

このような制御素子をたとえば約１０００バールにおけ
る高圧流体系に用いろと、流体条件に依存した機械的変
形が付加的に起こる。これは利用できろ制御行程をさら
に小さくする。

ドイツ特許公報第３０　３７　０７８号から、熱による
長さの変化がピエゾ素子とスペーサとを同じ側斜でつく
ることによって補償さノ１．ろ制御１累子は公知である
。

この解決法は製造技術上およＯ−費用上非常に高価であ
る。さらに、材料がもろいので、高圧系に用いろことは
まず見込みがない。

ドイツ公開公報第２９　３１　８７４号から、制御素子
なばね／固体系を介してダンパとともに作動させ、この
ようにして温度補償に行なう方法も公知である。しかし
この制御素子は短い動力学的な作動に対してだけに適し
ているに過ぎない。

一定の制御素子位置を静力学的に保つことは不可能であ
る。

本発明の目的は、高圧系に用いたとぎでも制（財）行程
の温度によるおよび機械的変化を自動的に補償し、比較
的長い動力学的な制（財）時間にも短い動力学的な制御
時間にも適した、制御行程が短かく費用が安い制御素子
用の電気的に制御されろ弁を得ることである。

この目的は本発明によれば特許請求の範囲の特徴部分に
記載の構成によって達成される。

３− この解決法の利点は、制御素子の長さの変化が制御素子
を作動させる直前まで考慮され、作動されたとぎ温度に
よるおよび（または）機械的変形に無関係に制御素子の
全制御行程を用いろことができろことである。それによ
って制御素子を静力学的に作動させること、すなわち少
なくとも中間の時間に制御素子の変形が起こらないと期
待されろかぎり弁を比較的長時間開いてお（ことも可能
である。

以下に本発明を図示の実施例を用いて詳述する。

共通の弁）・ウジング１の下部にノズル圧力ばね３によ
ってノズルの口４に押し付けられたノズルニードル２が
ある。燃料供給ライン５が圧力路６を経てノズルの口４
がある圧力空間４ａに接続されている。

燃料供給ライン５はまた燃料もどりライン９に接続され
た制御弁チャンバ８内のリング路７に通じている。燃料
もどりライン９はまたノズル圧九−ばね３がある空間に
もどりライン９ａを経て楼門されている。

４− 制耐弁チャンバ８内に制御弁プレート１０があり、これ
は、ピエゾ電気制御素子１１が電気制御信号によって励
起されＴことき、リング路７の方に動いて最終位置では
それを閉じろ。この運動は制御弁ばね１２の力に抗して
行なわれろ。制御弁ばね１２は制御素子が励起されない
とぎは制御弁プレート１０を基準面１３として働（、制
御１素子に向いた制御弁チャンバ８の境界面妃押し刊け
る。

ピエゾセラミック材料ででさり制御素子１１はその制御
弁から遠い方の端において制御素子の金属台座１４に固
着されている。弁）−ウジング１に押し付けられている
制御素子ばね１５は制御素子をその台座１４とプランジ
ャ１１ａとを介して制御弁プレート１０ＶＣ押し当てて
いる。制御弁ばね１２の力は本発明によれば制御素子ば
ね１５の力より大ぎい、丁なわち本実施例では約１０倍
で、基準面１３は各温度、各圧力にＲいて各制御素子運
動の初期位置を示す。

制御素子チャンバ１１ｂには制御素子台座１４の領域に
通路５ａで燃料供給ライン５と接続されタリング路１６
がある。リング路１６は弁ハウジング１に締まりばめで
取り付けられた留めスＩＪ　−ブ１７で閉じられている
。この留めスリーブ内で制御素子はその台座１４によっ
て軸方向に可動に案内されろ。

燃料噴射弁の機能は以下に説明する。図示しない燃事」
ポンプが燃料を最大圧力約１０００バールで、制御すべ
き内燃機関の回転部品によって機械的に同期して断続的
に燃料噴射弁に供給する。解重位置では燃料供給ライン
５はリング路７と制御弁チャンバ８内の最大約０．０５
　ｍｍの巾の丁き間とを経て燃料もどりライン８と接続
されている。この狭い丁ぎ間は絞り位置となる。

燃料ポンプから燃料が送られろと絞り位置の前テ若干バ
ール、すなわち約１０−３０バール、の圧力が発生し、
それは圧力路６を経て圧力空間４ａｉＣ１′ｆ、た通路
５ａ’＆経てリングチャンバ１６に伝わる。ノズル圧力
ばねは約１０ｏｏバールに設定しであるので、この比較
的小さい過圧ではノズルニードル２をノズルの口４から
引キ離すことはできない。しかしそれは側聞素子をその
台座１４に作用する留めスリーブ１７によって十分に固
定するのには十分である。適当な瞬間に噴射制御電子回
路によって同ＫＡされて電気１１噴射パルス！１が制御
素子１１のところに発生し、それによって制御素子は膨
張して制御弁プレー）ＩＯＹ制御弁ばね１２の力に抗し
て押し下げ、リング路７を閉じ、ノズルニードル２のと
ころにも留めスリーブ１７のところにも全圧力を発生さ
せろことができろ。これによって制御素子はさらに固定
される。

ノズル圧力ばね３によって決まる圧力に達したとき、ノ
ズルニードル２はノズルの口４を解放し、燃料は高圧で
噴射されろ。

１１噴射パルス１１が終った後、制御弁プレート１０は
再び基準面１３に押しつけられ、高圧は消失してノズル
ニードル２は再びノズルの口を閉じろ。これで噴射過程
は終る。しかし絞り位置のために起こったわずかの過圧
とそれによる制御素子のクランプとは燃料ポンプが供給
ヲ１１−めろまで存在する。そのとぎ解放された制御素
子は、より強７− い制御弁ばね１２によってプランジャ１１ａｖ介して基
を而１３に押し付けられるので、次の供給サイクルにお
いて再び固定される前に、２つの供給サイクルの間の時
間に、温度または変形による長さの変化を制御素子ばね
１５の力に抗してだけ行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図は内燃機関の燃料噴射弁の断面図である。 １・・・・・・・・・弁ハウジング、　　２・・・・・
・・ノズルニードル、１０・・・・・・・・制御弁プレ
ート、１１・・・・・・・・・ピエゾ電気制御素子、１
４・・・・・・・・制御素子台座、　　１７・・・・・
・・・スリーブ出願人代理人 弁理士　小　沢　慶之輔 ９− ８− （≧） ６１５ ＼ ａ ７ □１１ ７１ｂ□ １ａ １２ ／ ７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌ
ａ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）休止位置では媒質供給ラインをもどりラインと接
   続するが、作動位置ではこの接続をしゃ断する制御弁に
   作用する、制御行程の小さい、電気的に制御される制御
   素子と、供給ラインに一定の圧力があるとぎノズルの口
   を解放するノズルニードルとを持つ、特に内燃機関の燃
   料噴射装置の、液体または気体媒質用の電気的に制御さ
   れる弁装置であって、 ａ）制御弁チャンバ（８）内で軸方向に可動の制御弁プ
   レー）（１０）が制御弁ばね（１２）によって制菌素子
   （１１）に向いた基準面（１３）に押し付けられ、 ｂ）制御素子（１１）はその制御弁（８，１０）に回い
   ていない側の端が制御素子の台座（１４）に連結され、 Ｃ）この制御素子の台座（１４）と弁ノ・ウジング（１
   ）との間にある、制御弁ばね（１２）より力の弱い制御
   素子ばね（１５）が制御素子（１１）を制御弁プレート
   （１０）に押し付け、 ｄ）弁ハウジング（１）には制御素子の台座（１４）の
   領域圧供給ライン（５ａ）と接続されたリング路（１６
   ）があり、リング路（１６）は制御素子チャンバ（１１
   ｂ）より突き出ていて弁ハウジングに締まりばめで取り
   付けられた留めスリーブ（１７）によって閉じられ、留
   めスリーブ（１γ）内で制御素子はその台座（１４）に
   よって軸方向に可動であるが固定できるように案内され
   る ことを特徴とする弁装置。