JP2000356175A - 燃料噴射弁 - Google Patents

燃料噴射弁

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fuel
injection valve
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Wolfgang Ruehle
リューレ ヴォルフガング
Hubert Stier
シュティール フーベルト
Matthias Boee
ベーエ マッティアス
Guenther Hohl
ホール ギュンター
Norbert Keim
カイム ノーベルト
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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
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 燃料噴射弁1、特に内燃機関の噴射弁が
圧電式または磁気ひずみ式のアクチュエータ10を備え
ており、アクチュエータが、シールによって燃料に対し
てシールされたアクチュエータ室11内に配置されてお
り、かつアクチュエータ10によって弁ニードル6を介
して作動させられる弁閉鎖体5が設けられており、弁閉
鎖体がシール座を形成するように弁座面4と協働してい
る。その場合、シールは耐浸透性のシールの形成のため
に少なくとも2つの相前後して配置されたエラストマパ
ッキン20,21を有している。 【効果】 アクチュエータが燃料の圧力から保護される
ばかりでなく、燃料の化学的な作用からも保護される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射弁、特に内
燃機関の噴射装置のための噴射弁であって、圧電式また
は磁気ひずみ式のアクチュエータが設けられており、そ
の場合、アクチュエータがアクチュエータ室内に配置さ
れており、アクチュエータ室がシールによって燃料に対
してシールされており、かつ、アクチュエータによって
弁ニードルを介して作動させられる弁閉鎖体が設けられ
ており、この弁閉鎖体が、シール座を形成するように弁
座面と協働している形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の燃料噴射弁はドイツ連邦共和国
特許第19534445C2号明細書から公知である。
上記印刷物に開示された燃料噴射弁は、アクチュエータ
室内に配置されたアクチュエータと、アクチュエータに
よって弁ニードルを介して作動させられる弁閉鎖体とを
有しており、弁閉鎖体がシール座を形成するように弁座
面と協働している。弁ニードルは形状係合的に圧力肩に
結合されており、アクチュエータは圧縮ばねの力に抗し
てこの圧力肩を介して弁ニードルへ作用している。その
場合、圧力肩および弁ニードルは弁ケーシング内で案内
されている。燃料をシール座の方向に誘導するために、
圧力肩および弁ニードルはそれぞれ1つの中央孔を有し
ている。アクチュエータを燃料に対してシールするため
に、圧力肩と弁ケーシングとの間もしくは弁ニードルと
弁ケーシングとの間の案内がシールされるように形成さ
れている。弁ケーシング内で弁ニードルもしくは圧力肩
が運動することができなければならないため、アクチュ
エータは完全には燃料に対してシールされず、むしろ燃
料圧に対して保護されるのみである。
【0003】ドイツ連邦共和国特許第19534445
C2号明細書から公知の燃料噴射弁での欠点は、アクチ
ュエータが著しく燃料の化学作用にさらされており、そ
の結果、シールによって弁ニードルの運動性が悪くなる
ことにある。その上、生じる摩擦によって燃料噴射弁の
寿命が減少する。
【0004】ドイツ連邦共和国特許第4232225C
2号明細書からは、圧電式のアクチュエータが圧力媒体
に対してシールされている装置が公知である。その場
合、シールは弾性的なシールエレメントを介して行われ
ている。その場合、圧力媒体は行程運動伝達に役立てら
れており、従って高圧によって負荷されない。しかし、
ドイツ連邦共和国特許第4232225C2号明細書か
ら公知のシールは燃料のためには、特に高圧下の燃料の
ためには不適当である。極めて高い圧力下の燃料では、
シールエレメントとケーシングとの間の結合が高い燃料
圧に耐え得ないという問題が生じる。さらに、燃料は高
い浸透性を有しており、従って、シールエレメントに燃
料が浸透し、このことによって燃料もしくは燃料蒸気が
シールを貫徹する。このことは特に燃料がガソリンであ
る場合に当てはめられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
の欠点を排除することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば請求項1に記載したように、シールが、耐浸透性のシ
ールの形成のために少なくとも2つの相前後して配置さ
れたエラストマパッキンを有していることによって解決
される。
【0007】
【発明の効果】本発明によればアクチュエータの耐浸透
性のシールが得られる。このことによって、アクチュエ
ータが燃料の圧力から保護されるばかりでなく、燃料の
化学的な作用からも保護される。請求項1以外の請求項
に記載した手段によれば、請求項1に記載された燃料噴
射弁の有利な構成が可能である。
【0008】両方のエラストマパッキンの間に、脱気通
路を介して脱気されている中間室が形成されていると有
利である。このことによって、第1のエラストマパッキ
ンを貫徹した燃料ガスが中間室から排出され、その結
果、燃料に対するアクチュエータのシールがさらに改善
される。
【0009】燃料噴射弁が、カップ状に形成されていて
軸方向に運動可能なアクチュエータケーシングを有して
おり、このアクチュエータケーシングがアクチュエータ
を少なくとも区分的に取り囲んでおり、かつ少なくとも
区分的にエラストマパッキンによって囲まれていると有
利である。このことによって、簡単にアクチュエータの
行程運動が可能にされる。
【0010】アクチュエータの行程運動時にエラストマ
パッキンは滑り運動なしに弾性的に変形され、そのこと
の結果、摩擦損失が小さくなり、このことが燃料噴射弁
の長時間安定性を改善する。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面に略示
して以下に詳細に説明する。
【0012】図1は縦断面図で本発明に基づく燃料噴射
弁1を示す。この燃料噴射弁は燃料、特にガソリンを混
合気圧縮火花点火式内燃機関の燃焼室内へ直接噴射する
ために役立つ。しかし、本発明に基づくこの燃料噴射弁
1はその他の使用例のためにも適している。
【0013】燃料噴射弁1は弁ケーシング2を有してお
り、弁ケーシングは本実施例では簡略に示されていて部
分2aと2bと2cとから構成されている。弁ケーシン
グ2の部分2cには弁座体3が固定されており、この弁
座体は、シール座を形成するように弁閉鎖体5と協働す
る弁座面4を有している。弁閉鎖体5は円錐台形であっ
て噴射方向に拡大するように形成されている。弁閉鎖体
5の作動は、図示の実施例では弁閉鎖体と一体に形成さ
れている弁ニードル6によって行われる。燃料の供給は
略示した燃料入口接続部7を介して行われ、この燃料入
口接続部は例えば弁ケーシングの中間の部分2bの側方
に設けられており、かつ弁ケーシング2の内部に形成さ
れた燃料室8内への開口部の形状を有している。
【0014】燃料噴射弁1の作動は燃料噴射弁1の内部
に形成されたアクチュエータ室11内に設けられた例え
ば圧電式または磁気ひずみ式のアクチュエータ10によ
って行われる。燃料噴射弁1は、カップ状に形成されて
いてアクチュエータ10を少なくとも区分的に取り囲む
軸方向運動可能なアクチュエータケーシング12を有し
ている。アクチュエータケーシング12はつば13を備
えており、このつば13には圧縮ばね14がその一端で
支持されており、このことによってアクチュエータ10
が予負荷されている。その場合、圧縮ばね14はその他
端で、燃料噴射弁1の弁ケーシング2に形成されたつば
15に支持されている。アクチュエータケーシング12
は、弁ニードル6と形状係合的に結合された管状の区分
16を有している。アクチュエータ10の作動時にアク
チュエータ10は伸長してアクチュエータケーシング1
2を介して弁ニードル6へ作用し、このことによって弁
閉鎖体5が弁座面4から持上げられてシール座を開放す
る。弁閉鎖体5と弁座面4との間に生じたギャップを通
して燃料噴射弁1の燃料室8から燃料が流出して内燃機
関の燃焼室内へ噴射される。
【0015】内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射のため
には100バールのオーダの高い燃料圧が必要である。
燃料圧の作用と燃料の化学的な作用とからアクチュエー
タ10を保護するためにシールが設けられている。この
シールは第1のエラストマパッキン20と第2のエラス
トマパッキン21とを有している。その場合、第1のエ
ラストマパッキン20はアクチュエータケーシング12
の開弁運動時に第1の支持エレメント22を介して弁ケ
ーシング2(部分2c)に支持される。燃料入口接続部
7から燃料室8内への燃料の通流を可能にするために、
第1の支持エレメント22は切欠23を備えている。両
方のエラストマパッキン20,21の間には第2の支持
エレメント24が設けられており、これによって、両方
のエラストマパッキン20,21の間の間隔が固定され
ている。アクチュエータ10の作動時に、アクチュエー
タケーシング12は第1の支持エレメント22の内面2
5に沿って案内される。
【0016】燃料室8内の高圧を有する燃料は第1の支
持エレメント22とアクチュエータケーシング12との
間に形成された分離隙間26を介して中間室27内へ侵
入する。弁ケーシング2とアクチュエータケーシング1
2との間に配置された第1のエラストマパッキン20に
よって燃料20はそれ以上はアクチュエータ室11の方
向へ流れることができない。しかし、燃料の高い燃料圧
によって浸透が生じ、要するに燃料ガスが第1のエラス
トマパッキン20に浸透し、その結果、両方のエラスト
マパッキン20,21の間の室が燃料ガスによって充満
する。燃料ガスは、支持エレメント24に形成された切
欠によって形成された中間室28内に捕集される。燃料
ガスをこの中間室28から流出させることができるよう
に、弁ケーシング2は脱気通路29を有しており、この
脱気通路は適当な捕集容器またはフィルタへ案内される
ことができる。第2のエラストマパッキン21によって
アクチュエータ室11は燃料ガスからシールされ、その
結果、燃料ガスはアクチュエータ10に達することがで
きない。
【0017】エラストマパッキン20,21はアクチュ
エータケーシング12の外套面35と共に第1のシール
面36と第2のシール面37とを形成している。その場
合、両方のシール面36,37の間隔は第2の支持エレ
メント24によって規定される。アクチュエータ10の
作動時にアクチュエータケーシング12は軸方向に移動
し、その際、エラストマパッキン20,21が弾性的に
変形する。弁ニードル6の一般的な100μmのオーダ
の行程では、アクチュエータケーシング12の運動に追
従するためにはエラストマパッキン20,21のこの弾
性的な変形だけで十分であり、そのことの結果、エラス
トマパッキン20,21は外套上を滑動しない。
【0018】図示の実施例ではアクチュエータ室11
は、アクチュエータケーシング12を区分的に取り囲む
2つのエラストマパッキン20,21によって燃料室8
内の燃料に対してシールされる。しかし、3つまたはそ
れ以上のエラストマパッキンを設けることもできる。さ
らに、エラストマパッキン20,21は形状係合的にア
クチュエータケーシング12もしくはアクチュエータカ
ップに結合されることができる。
【0019】本発明は図示の実施例に限定されない。特
に本発明は内向き開放形の燃料噴射弁にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく燃料噴射弁の1実施例を縦断面
した略示図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射弁、 2 弁ケーシング、 2a,2b,
2c 弁ケーシングの部分、 3 弁座体、 4 弁座
面、 5 弁閉鎖体、 6 弁ニードル、 7燃料入口
接続部、 8 燃料室、 10 アクチュエータ、 1
1 アクチュエータ室、 12 アクチュエータケーシ
ング、 13 つば、 14 圧縮ばね、 15 つ
ば、 16 管状の区分、 20,21 エラストマパ
ッキン、22 支持エレメント、 23 切欠、 24
支持エレメント、 25 内面、 26 分離隙間、
27 中間室、 28 中間室、 29 脱気通路、
35 外套面、 36,37 シール面
フロントページの続き (72)発明者 フーベルト シュティール ドイツ連邦共和国 アスペルク リンデン ヴェーク 11 (72)発明者 マッティアス ベーエ ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスブル ク ヘルンレスハルデ 3 (72)発明者 ギュンター ホール ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ク ナッペンヴェーク 46 (72)発明者 ノーベルト カイム ドイツ連邦共和国 レッヒガウ トラミー ナー ヴェーク 10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料噴射弁(1)、特に内燃機関の噴射
    装置のための噴射弁であって、圧電式または磁気ひずみ
    式のアクチュエータ(10)が設けられており、その場
    合、アクチュエータ(10)がアクチュエータ室(1
    1)内に配置されており、アクチュエータ室がシールに
    よって燃料に対してシールされており、かつ、アクチュ
    エータ(10)によって弁ニードル(6)を介して作動
    させられる弁閉鎖体(5)が設けられており、この弁閉
    鎖体が、シール座を形成するように弁座面(4)と協働
    している形式のものにおいて、シールが、耐浸透性のシ
    ールの形成のために少なくとも2つの相前後して配置さ
    れたエラストマパッキン(20,21)を有しているこ
    とを特徴とする燃料噴射弁。
  2. 【請求項2】 第1のエラストマパッキン(20)が第
    1の支持エレメント(22)に支持されている請求項1
    記載の燃料噴射弁。
  3. 【請求項3】 第1の支持エレメント(22)が弁ケー
    シング(2)に支持されている請求項1記載の燃料噴射
    弁。
  4. 【請求項4】 第1のエラストマパッキン(20)と第
    2のエラストマパッキン(21)との間に第2の支持エ
    レメント(24)が配置されている請求項2または3記
    載の燃料噴射弁。
  5. 【請求項5】 エラストマパッキン(20,21)の間
    に、脱気通路(29)を介して脱気されている中間室
    (28)が形成されている請求項1から4までのいずれ
    か1項記載の燃料噴射弁。
  6. 【請求項6】 燃料噴射弁(1)が、カップ状に形成さ
    れていて弁ケーシング(2)に対して軸方向に運動可能
    なアクチュエータケーシング(12)を有しており、こ
    のアクチュエータケーシングが、アクチュエータ(2
    0)を少なくとも区分的に環状に取り囲んでおり、かつ
    少なくとも区分的にエラストマパッキン(20,21)
    によって囲まれている請求項1から5までのいずれか1
    項記載の燃料噴射弁。
  7. 【請求項7】 エラストマパッキン(20,21)がア
    クチュエータケーシング(12)の外套面(35)と弁
    ケーシング(2)との間に配置されている請求項6記載
    の燃料噴射弁。
  8. 【請求項8】 弁ケーシング(2)に対してアクチュエ
    ータケーシング(12)が運動した際にエラストマパッ
    キン(20,21)が滑り運動なしに弾性的に変形され
    る請求項7記載の燃料噴射弁。
  9. 【請求項9】 アクチュエータ(10)がアクチュエー
    タケーシング(12)を介して弁ニードル(6)へ作用
    している請求項6から8までのいずれか1項記載の燃料
    噴射弁。
JP2000160517A 1999-06-01 2000-05-30 燃料噴射弁 Pending JP2000356175A (ja)

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