JPH01501812A - 内燃機関の電気的に制御される燃料噴射弁 - 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】 電気的に制御される調整装置 従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の上位概念に記載の電気的に制御される調整装置から 出発する。西独国特許出願公開第３０３９９１５号明細書によれば電気的に制御 される弁装置が公知であシ、こｂ弁装置では、電気的な調整部材が、弁孔内に案 内され調整力によって移動するピストン状の弁部材に締付力を作用して弁部材の 運動を妨げる。調整部材はこの場合電磁石として、又は成層された柱体を成す圧 電的な板から成る。この装置の欠点の１つは、調整部材がぎストン状の弁部材へ 非対称的な力を作用して、調整部材に向かい合って位置する、弁孔の壁に弁部材 を圧着させてしまうことにある。

本発明の利点 請求の範囲第１項に記載の特徴を有する本発明調整装置の利点は、ピストンの締 付けのだめの力作用が対称的に２ストン周面若しくは孔の周囲に分配されること にある。第１実施例ではピストンが圧電セラミック的なリングの貫通孔内に位置 しておシ、かつ稼働電圧の接続若しくは遮断によシリングによって固定的に締付 けられる。第２実施例では圧電セラミック的な材料がピストンの一部又はピスト ン自体であシ、稼働電圧の接続若しくは遮断に応じてピストンを孔内で固定的に 締付ける。締付面の増大のために、締付は領域でピストン横断面若しくは孔が拡 大される。圧縮力を生せしめる媒体は効果的にはｖ４整装置によっても御すべき 媒体である。この媒体はピストンが弁の一部である場合に特に有利である。

本発明に基づく調整装置はマイクロセカンド範囲の応答時間を有する迅速な調整 部材のために特に適している。有利な使用は燃焼機関のための燃料噴射装置にお いて得られる。なぜならば、そこにおいては、可能な限り方形の圧力履歴若しく は量履歴が時間の関数として得られるからである。しかし、使用可能性は弁だけ に限定されない。別の使用例ではピストンに結合された操作部材が設けられるこ とができ、この操作部材はぎストン運動をピストン孔の外部領域に伝達する。

本発明に基づく調整装置の詳細及び有利な実施態様は以下の記載に関係して請求 の範囲の従属項から明らかとなる。

図面 第１図は電気的に制御される調整装置の第１実艶例を１かつ第２図は第２実施例 を示し、第６図は電気的に制御される弁装置の１実施例を示す。

実施例の記述 第１図は電気的に制御される調整装置の第１実施例を示す。この調整装置はケー シング１０ｆ：有し、ケーシングは孔１１を備える。孔１１内に密にかつ滑動的 にぎストン１２が案内されておシ、ピストンは２つの端面１３，１１有している 。孔１１の両端にそれぞれ横断面減少部１５．１６が設けられておシ、これは孔 １１への移行個所にそれぞれぎストン１２のためのストッパ面１７．１８を形成 している。横断面減少部１５．１６は調整力を発生する媒丼の案内のために孔１ ９．２０に接続されている。ピストン１２はピストン運動をケーシング１０の外 部の領域に伝達するための操作部材２１を有している。孔１１はその中央領域に 横断面拡張部２２を有しており、この横断面拡張部内に、圧電材料から成るリン グとして形成された調整部材２３が配置されている。リング２３の内面は横断面 拡張部２２のところでピストン１２の案内を受持っている。横断面変化のだめの 稼働電圧は両導＋ｗ２４゜２５ｔ−介してリング２．３に供給される。

第１図に示す調整装置は次のように作動する。

ぎストン１２がその端面１４をストッパ面１８に当接させた第１図に示す位置に 在って反対側の位置へ往運動しようとするさい、ピスト／１２はリング２３によ ってまず固定的に締付けられる。このことのために、圧電的な材料から成るリン グ２３の逆ピエゾ効果が利用される。圧電的なリング２３の製作プロセスに依存 して、導線２４．２５に稼働電圧を接続又は遮断することによってリング内径の 減少が生じる。この場合導線２４．２５はリング２３の内周面若しくは外周面、 有利にはリング２３の両方の端面に配置された２つの電極に通じることができる 。ピストン１２が締付けられた後、孔２０内に存在するガス状又は液状の媒体が 高圧にされ、この圧力がぎストン１２の端面１４に調整力を作用する。力の大き さはリング２３の最大の締付力によって与えられる。移動は電気的に艶御される リング２３の横断面増大によってレリーズされる。ピストン１２の反対側の端面 １３にはわずがな圧力又は無圧が作用すると、ピストン１２は往方向で、その端 面１３が反対側のストッパ面１７に衝突するまで運動する。これによって往運動 が終了する。往運動の準備及びレリーズは往運動の前述の準備過程及びレリーズ 過程に相応する。

第２図に本発明に基づく調整装置の第２実施例が示されている。ケーシング３０ 内に孔３１が設けられている。孔３１内に密にかつ滑動的にピストン３２が案内 されておシ、ピストンは２つの端面３３，３４’（ｃ有している。ピストン３２ は少な（とも部分的に圧電的な材料３５から成り、この材料３５は同時に調整部 材として役立つ。その他の材料は、孔３１の横断面減少部３８．３９によって形 成された両方のストッパ面３６．３７のそれぞれに衝突するさいの衝撃負荷に耐 えるように選択される。横断面減少部３８．３９は孔４０．４１に接続されてお シ、孔は調整力全発生する媒体を案内する。ピストン３２は操作部材４２を備え ており、これは孔３１内で行なわれるピストン運動を外部へ伝達する。横断面変 化のだめの稼働電圧は２つの導線４３．４４によって圧電的な材料３５に供給さ れる。

第２図に示す実施例の作動は第１図に示す実施例の作動にほぼ相応する。違いは 、ピストン３２内の圧電的な材料が横断面の増大によって孔３１の内壁に圧着さ れ、これによってピストン運動を阻止することにある。

第３図は電気的に制御される弁装置としての調整装置の１実施例を示す。ケーシ ング５０が弁孔５１を有している。弁孔５１内に密にかつ滑動的にピストン状の 弁部材５２が案内されている。弁部材５２は円錐状の端面５３を有しており、こ の端面は対応する内円錐仏の座面５４と協働する。座面５４は、同軸的に配置さ れた弁孔５１内への入口孔５５の移行部に設けられておシ、その場合、弁孔５１ は入口孔５５に比して大きな直径を有している。座面５４の内側の端部に続いて 弁孔５１に対して同軸的に環状室５６が設けられている。この環状室５６に出口 孔５７が開口している。

弁部材５２の円錐状の端面とは反対側の端面５８は圧縮ばね５９に支持されてお り、この圧縮ばねはその他端で、弁孔５１内に配置されたストッパ６０に当接し ている。ストッパ６０は少なくとも１つの貫通穴６１ｔ−備えている。

弁部材５２の軸方向の延びのほぼ中央に弁孔５１の横断面拡大部６２が設けられ て２す、この横断面拡大部内に、圧電的な材料から成るリングとして形成され弁 部材５２に対して同軸的に配置された調整部材６３が設けられている。リング６ ３は導線６４，６５を介して稼働電圧によって印加される。

第３図に示した装置は次のように作動する。

導Ｍ６４，６５に稼働電圧が印加されると、圧電的なリング６３の内径が減少す る。この収縮によって弁部材５２が締付けられ、その結果、孔５１内での弁部材 の運動が阻止される。これによって座面５４から弁部材５２を押し離すことなく 入口孔５５内に高圧を形成することができる。リング６３の稼働電圧が遮断され 、これによって締付作用が消失すると、入口孔５５内の圧力が圧縮はね５９の力 に逆って弁部材５２をその座から押し離す。弁部材５２のこの運動過程時に得ら れる速度−換言すれば到達可能な調整時間−は弁部材５２の質量にのみ依存する 。可能な限シわずかな調整時間を得るために、弁部材５２は可能な限り小質量に 形成される。この実施例では、弁部材５２によって制御すべき入口孔５５内の媒 体自体が弁部材５２の開放運動のだめの調整力を生せしめる。

すべての実施例に共通して、締付力は対称的にぎストン１２．３２若しくは弁部 材５２に作用する。ピストン１２．３２若しくは弁部材５２の全周にわたって延 びる圧力負荷面に関連した対称的な力分配は圧電セラミック２３，３５．６３の わずかな作業行程で高い締付力を結果する。切換過程のレリーズ後、可動部分１ ２．３２．５２はその全外周面で同時に解放され、その結果、運動させられる部 分１２，３２．５２と調整部材２３．６３との間若しくは調整部材３５と孔３１ の内壁との間の滑り摩擦が極めて迅速に、許容できるわずかな値まで低下する。

このことは短い切換え時間の達成に貢献する。

第１図及び第３図に基づく両実施例において締付力の増大は、ピストン１２若し くは弁部材５２とリング２３．６３との間の締付面を両方の協働する部分１２゜ ２３及び５２．６３の横断面拡大によって増大することによって達成される。第 ２図に示す実施例でも、この目的のために孔３１内の調整部材３５の範囲に横断 面拡大を行なうことができる。横断面拡大を軸方向の延びの一部分だけに制限す ることは締付面の増大の利点を、質量のわずかな増大に結びつける。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）昭和６３年　Ｌ月、４−日 特許庁長官　吉　１）文　穀　殿 １、　国際出願番号 ２、　発明の名称 電気的に制御される調整装置 ３、　特許出願人 国　籍　ドイツ連邦共和国 ４、代理人 ５、補正書の提出年月日 昭和６３年１月１３日 ６、　添付書類の目録 請　求　の　範　囲 １、内燃機関のための電気的に制御される燃料噴射弁であって、孔（１１，５１ ）内に密にかつ滑動的に案内され、有利には媒体による圧力負荷によって生じる 調整力によって移動される、燃料の制御のためのピストン（１２，５２）と圧電 的な調整部材とを備えており、調整部材が稼働電圧の接続又は遮断まで締付力を ピストンに作用してピストンの運動を阻止している形式のものにおいて、リング として形成され圧電的な材料から成る少なくとも１つの調整部材（２３，６３） がピストン（１２，５２）のほぼ全周に作用していることを特徴とする内燃機関 のｔ；めの電気的に制御される燃料噴射弁。

２、内燃機関のための電気的に制御される燃料噴射弁であって、孔（３１）内に 密にかつ滑動的に案内され、有利には媒体による圧力負荷によって生じる調整力 によって移動されるピストンを備えており、ピストンが圧電的な調整部材を備え ており、調整部材が稼働電圧の接続又は遮断までピストンの運動を阻止している 形式のものにおいて、圧電的な材料から成りピストン（３２）の構成部分を成す 少なくとも１つの調整部材（３５）が孔（３１）のほぼ全周に作用していること を特徴とする内燃機関のための電気的に制御される燃料噴射弁。

３、調整部材（３５）がピストン（３２）と同一であることを特徴とする請求の 範囲第２項記載の燃料噴射弁。

４、ビス）ン（１２，５２）　カｍ’１ｌＷＥ材（２３，６３）の軸方向の延び の範囲に横断面拡大部を有していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の燃 料噴射弁。

５、孔（３１）が調整部材（３５）の軸方向の延びの範囲に横断面拡大部を有し ていることを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項記載の燃料噴射弁。

６、　ピストン（１２，３２，５２）が、圧力を発生する媒体によってばね（５ ９）特に圧縮ばね（５９）の力に逆って運動可能であることを特徴とする請求の 範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射弁。

７、　ピストン（５２）の少なくとも１つの端面（５３）が、弁の特に閉鎖運動 方向で細くなる内円錐状の座面（５４）と協働していることを特徴とする請求の 範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射弁。

８、圧力負荷によって調整力を生ぜしめる媒体が、ピストン運動によって制御す べき燃料であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射弁 。

閾協謹存纒失 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　、ＨＥ　工ＮＴＥＲＮＡＴ！０ＲＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲτＯＮυ５−Ａ−３９Ｃ２Ｃ８４２６／Ｃε／７ｓ　ＮＣｎ＋！

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．電気的に制御される調整装置であって、孔内に密にかつ滑動的に案内され、 有利には媒体による圧力負荷によつて生じる調整力によって移動されるピストン を備えており、ピストンが圧電的な調整部材を備えており、調整部材が稼働電圧 の接続又は遮断まで締付力をピストンに作用してピストンの運動を阻止している 形式のものにかいて、少なくとも１つの調整部材（２３，６３）がピストン（１ ２，５２）のほぼ全周に作用していることを特徴とする電気的に制御される調整 装置。
2. ２．調整部材（２３，６３）が、圧電的だ材料から成る少なくとも１つのリング から成ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の調整装置。
3. ３．電気的に制御される調整装置であって、孔内に密にかつ滑動的に案内され、 有利には媒体による圧力負荷によつて生じる調整力によって移動されるピストン を備えており、ピストンが圧電的な調整部材を備えており、調整部材が稼働電圧 の接続又は遮断までピストンの運動を阻止している形式のものにおいて、少なく とも１つの調整部材（３５）が孔（３１）のほぼ全周に作用していることを特徴 とする電気的に制御される調整装置。
4. ４．調整部材（３５）がピストン（３２）の構成部分であることを特徴とする請 求の範囲第３項記載の調整装置。
5. ５．調整部材（３５）がピストン（３２）と同一であることを特徴とする請求の 範囲第３項記載の調整装置。
6. ６．ピストン（１２，５２）が調整部材（２３，６３）の軸方向の延びの範囲に 横断面拡大部を有していることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の 調整装置。
7. ７．孔（３１）が調整部材（３５）の軸方向の延びの範囲に横断面拡大部を有し ていることを特徴とする請求の範囲第５項から第５項まてのいずれか１項記載の 調整装置。
8. ８．ピストン（１２，３２，５２）が、圧力を発生する媒体によつて特に圧縮ば ね（５９）の力に逆つて運動可能であることを特徴とする請求の範囲第１項から 第７項までのいずれか１項記載の調整装置。
9. ９．ピストン（５２）の少なくとも１つの端面（５３）が、弁の特に閉鎖運動方 向で細くなる内円錐状の座面（５４）と協働していることを特徴とする請求の範 囲第１項から第８項までのいずれか１項記載の調整装置。
10. １０．孔（１１，３１，５１）の外部の範囲にピストン運動を伝達するために少 なくとも１つの操作部材（２１，４２）が設けられていることを特徴とする請求 の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記載の調整装置。
11. １１．圧力負荷によつて調整力を生ぜしめる媒体が、ピストン運動によつて制御 すべき媒体であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項までのいずれ か１項記載の調整装置。