JPH11501382A - 内燃機関用の燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関用の燃料噴射弁であって、弁体（１）の燃焼室側の端部に、流入通路（５）に接続される、ばね弾性的な弁部材（１１）によって制限された環状の圧力室（２５）が設けられていて、前記弁部材（１１）が、固有張力下で弁シール面（２７）によって定置の弁座（２９）に接触していてかつ圧力室（２５）内の圧力によって弁座（２９）から持上げ可能であり、この際開放制御される開口横断面の下流側に、内燃機関の燃焼室に連通する少なくとも１つの噴射孔（３１）が配置されており、この場合、ダイヤフラムとして構成されたばね弾性的な弁部材（１１）が、中央で弁体（１）に対して固定されていてかつ半径方向外側の縁部領域でばね弾性的に弁座（２９）から持上げ可能な弁シール面（２７）を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関用の燃料噴射弁 従来技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の形式の内燃機関用の燃料噴射 弁に関する。 ドイツ国実用新案登録第９３２０４３３号明細書から公知のこのような形式の 燃料噴射弁では、弁体の燃焼室側の端面は、燃料噴射ポンプの流入導管が連通す る環状の圧力室を制限している。圧力室は、半径方向内側で弁体の端面から軸方 向に突出するピンによって制限されていて、このピンの横断面は、燃焼室側の端 部で弁座を形成してテーパ状に先細に延びている。圧力室は燃焼室側の端部で、 ディスク状の弁ダイヤフラムによって制限されていて、この弁ダイヤフラムの外 周領域はスリーブを間挿して締付けナットによって弁体に固定されていてかつ弁 ダイヤフラムは中央の開口を有している。この開口の環状縁部は、弁座と協働す るシールシール縁を成している。この場合、弁ダイヤフラムのシール面は、燃料 噴射弁閉鎖状態でプレロード（Vorspannung）下で弁座に密に接触しているので 、圧力室は媒体を供給される内燃機関の燃焼室の方向で閉鎖されている。噴射を 行う場合には、圧力室は流入導管を介して高い燃料圧力で負荷される。この場合 燃料圧力によって、ばね弾性的な弁ダイヤフラムのシール面がプレロードに抗し て弁座から持上げられる。この際開放制御された、ピンのところの環状ギャップ を介して、燃料噴射が公知の絞りピントルノズル（Drosselzapfenduese）に類似 して行われる。噴射過程の最後は、圧力室内への高圧供給の終了によって制御さ れる。しかしながらこの場合公知の燃料噴射弁には、燃料噴流を比較的不正確に 成形する１つだけの噴射孔を使用できるに過ぎないという、欠点が生ずる。更に 、弁ダイヤフラムの可能な行程及び弁座と弁シール面との間のシール面として作 用する接触面が外縁部における固定に基づき制限される。 発明の利点 請求項１の特徴部分に記載の、本発明による内燃機関用の燃料噴射弁の利点は 、ディスク状の弁部材（弁ダイヤフラム）の中央の固定によって、大きな自由撓 み長さが得られひいては弁部材の大きな行程が得られ、これによって、ダイヤフ ラム負荷ひいては弁ダイヤフラムの耐用寿命に関し有利な影響が及ぼされるとい うことにある。更に、弁部材の半径方向外側の領域に弁シール面を設けることに よって、公知の解決策に比して、シール領域で著しく大きな接触面が得られる。 別の利点は、圧力室を制限する閉鎖プレート内に噴射孔を設けることによって得 られ、これによって、その都度の要求に噴射孔の位置及び数を個々に適合するこ とができる。弁ダイヤフラムは、最早噴射噴流成形に直接影響を及ぼさないので 、弁ダイヤフラムを著しく簡単に構成することができる。 この場合、中央での弁部材の固定は、選択的に、摩擦力結合により、例えば２ つのストッパ間での締付け固定により又は素材結合により、例えばストッパにお ける溶接によって行われる。 噴射孔は、シール座の後方下流側で弁シール面と弁座との間に配置されている 。この場合、流入開口は、弁部材との重なり領域の半径方向外側に又は弁部材の 半径方向の縁部によって覆われるように配置されている。 この場合、圧力室から、弁体端面と圧力室とは反対側の弁部材端面との間に形 成された室内への燃料のオーバーフローは、有利にはシールリングによって阻止 され、このシールリングは、弁座からの弁部材の持上げを妨げないように、構成 されている。噴射弁の所要の開放圧力は、弁体と閉鎖プレートとの間のスペーサ スリーブの厚さを寸法決めすることによって調節可能である。スペーサスリーブ によって、弁部材の中央の固定部と、半径方向外側領域における弁部材と弁座と の接触部との間の間隔が可変である。 本発明の別の利点及び有利な構成は、その他の請求項、明細書及び図面から明 らかである。 図面 次に図示の実施例につき、本発明による内燃機関用の燃料噴射弁の３つの実施 例を説明する。 第１図は、噴射弁の第１実施例の縦断面図、第２図は、本発明にとって重要な 弁部材領域を図示した、第１図の一部の拡大図、第３図は、弁部材が弁体のピン に溶接されている、第２実施例の一部を示す図、第４図は、噴射孔の流入開口が 弁部材（弁ダイヤフラム）によって覆われる、第３実施例の一部を示す図である 。 実施例の説明 第１図及び第２図で拡大図で図示の本発明による燃料噴射弁の第１実施例では 、回転対称的な弁体１が設けられていて、この弁体の流入端部には、燃料噴射ポ ンプから導出された燃料噴射導管（図示せず）用の接続部３が設けられている。 更に、弁体１は、燃料噴射導管に接続される流入通路５を有していて、この流入 通路は軸方向の貫通孔によって形成されている。この貫通孔は、弁体１の接続部 ３の領域の上側の端面から、弁体１の下側の燃焼室側の端面７から軸方向に突出 するピン９内にまで延びている。弁体１のピン９の端面には、湾曲した弁ダイヤ フラムとして構成された、ばね弾性的（federnd）な材料から成るディスク状の 弁部材１１の中央領域が接触している。この場合、ピン９内の流入通路５との重 なり領域において弁部材１１内に貫通孔１３が配置されている。弁部材１１の、 弁体１とは反対側の端面には、弁部材１１の中央領域で閉鎖プレート１７の別の ピン１５が接触している。ピン１５はピン９の接触領域に重なっているので、弁 部材１１はピン９とピン１５との間に締付けられかつ弁体１に対して所定の位置 で固定される。この場合、第２のピン１５を有する閉鎖プレート１７は、ディス ク状に形成されていてかつ閉鎖プレートの半径方向外側の縁部を取り囲む締付け ナット１９によって軸方向で弁体１の燃焼室側の端面７に締付けられ、この場合 、閉鎖プレートと弁体１の端面７との間にスペーサスリーブ２１が締付け固定さ れている。 閉鎖プレート１７のピン１５は、接続通路２３を有していて、この接続通路は 、弁部材１１内の貫通孔１３との端面側の重なり領域から出発して、弁部材１１ と閉鎖プレート１７との間に形成された圧力室２５に連通している。この場合、 接続通路２３は、有利には、軸方向の袋孔とこの袋孔から案内された横孔とによ って形成されている。 湾曲した弁部材１１と閉鎖プレート１７の燃焼室とは反対側の端面との間に形 成された圧力室２５は、閉鎖プレート１７に半径方向外側の弁部材１１の自由縁 部領域がばね弾性的に接触することによってシールされる。この場合、燃焼室に 面した弁部材端面の半径方向外側の壁領域は、弁シール面２７を形成し、この弁 シール面は、プレロード（弁ダイヤフラムの固有張力 ＝Eigenspannung）下で、閉鎖プレート１７の燃焼室とは反対側の端面の一部に よって形成された環状の弁座面２９に密に接触する。この場合、弁座面２９と弁 シール面２７との接触部に形成されるシール座の下流側に噴射孔３１が配置され ていて、この噴射孔はシール座の半径方向外側に位置する孔として閉鎖プレート １７内に形成されている。この場合、媒体を供給される内燃機関の燃焼室に連通 する前記噴射孔３１の数及び配置は、自由に選択可能でありかつその都度の要求 に適合できる。圧力室２５とは反対側の弁部材１１の端面と弁体１の端面７との 間に形成される室３３内への燃料のオーバーフローを阻止するために、閉鎖プレ ート１７の半径方向外側の縁部とスペーサスリーブ２１との間にシールリング３ ５が締付けられている。シールリング３５は、弁部材１１の圧力室とは反対側の 縁部に接触しかつ、弁部材の自由端部の持上げ運動を妨げないように、構成され ている。 この場合、閉鎖プレート１７の半径方向外側の縁部領域には有利には環状段部 ３７が設けられていて、この環状段部によって、外周部で閉鎖プレート１７の厚 さが弁体１の方向に向けて拡大される。 内燃機関用の本発明による燃料噴射弁は次のように作業する。 噴射弁において燃料噴射を行う場合には、公知の形式で噴射弁に噴射ポンプか ら噴射導管を介して高圧燃 料が供給され、高圧燃料は流入通路５を介して燃料で充填された圧力室２５内に 伝達される。この場合、高圧下の燃料によって弁シール面２７を有する弁部材１ １の自由外縁がばね弾性的な弁部材１１（弁ダイヤフラム）のプレロードに抗し て弁座２９から持上げられるので、燃料を圧力室２５から噴射孔３１に向けて流 過させる開口横断面が開放制御される。噴射孔を介して燃料は更に内燃機関の燃 焼室内に噴射される。この場合、有利には耐熱性の及び燃料に対して耐性のゴム から形成されたシールリング３５が室３３内への燃料のオーバーフローを阻止す る。 燃料噴射は、噴射弁に対する高圧燃料供給が中断されかつこの結果圧力室２５ 内の圧力が所要の噴射圧力以下に低下することによって終了するので、弁部材１ １の弁シール面２７は戻されて弁座面２９に接触しかつ噴射弁が閉鎖される。こ の場合、有利には弁機能及び戻し機能は１つの構成部材、即ち弁部材１１内に統 合される。 この場合、噴射圧力はスペーサスリーブ２１の厚さを寸法決めすることによっ て調節でき、スペーサスリーブ２１を介して、弁部材１１の外側の接触部と中央 の固定部との間の軸方向間隔ひいてはプレロードが調節可能である。 第３図で部分的に図示された第２実施例は、第１実施例とは、弁体１のピン９ における弁部材１１の中央 の固定部の構成の点で異なっている。この場合、弁部材１１はピン９に溶接、有 利にはレーザー溶接されている。この場合、弁部材１１の固定の利点は、閉鎖プ レート１７の一方のピンを省くことができるということにあり、これは、閉鎖プ レート１７の構成を著しく簡略化する。 第４図で部分的に図示された第３実施例の場合、ばね弾性的な弁部材１１は、 弁シール面２７を有する外縁で完全に閉鎖プレート１７の噴射孔３１の流入開口 を覆っていて、この場合閉鎖プレート１７は、スペーサスリーブと一体に形成さ れている。 従って本発明による燃料噴射弁によって、公知のいわゆるダイヤフラムノズル に比して、構造的に簡単に、負荷、噴射孔配置及び幾何学形状に関し著しい利点 が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウーヴェ ゴルドン ドイツ連邦共和国 71706 マルクグレー ニンゲン ダイムラーシュトラーセ 18 (72)発明者 シュテファン ハウク ドイツ連邦共和国 70771 ラインフェル デン−エヒターディンゲン ラングヴィー ゼンシュトラーセ 28

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関用の燃料噴射弁であって、弁体（１）の燃焼室側の端部に、流入通 路（５）に接続される、ばね弾性的な弁部材（１１）によって制限された環状の 圧力室（２５）が設けられていて、前記弁部材（１１）が、固有張力下で弁シー ル面（２７）によって定置の弁座（２９）に接触していてかつ圧力室（２５）内 の圧力によって弁座（２９）から持上げ可能であり、この際開放制御される開口 横断面の下流側に、内燃機関の燃焼室に連通する少なくとも１つの噴射孔（３１ ）が配置されている形式のものにおいて、ダイヤフラムとして構成されたばね弾 性的な弁部材（１１）が、中央で弁体（１）に対して固定されていてかつ半径方 向外側の縁部領域でばね弾性的に弁座（２９）から持上げ可能な弁シール面（２ ７）を形成していることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射弁。 ２．ばね弾性的な弁部材（１１）が中央領域で、弁体（１）の燃焼室側の端面（ ７）から軸方向に突出するピン（９）と、弁体（１）に固定された閉鎖プレート （１７）の燃焼室とは反対側の端面から軸方向に突出する別の第２のピン（１５ ）との間に締付けられていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射弁。 ３．閉鎖プレート（１７）とばね弾性的な弁部材（１１）との間に形成された環 状室が圧力室（２５）を形成していることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴 射弁。 ４．弁体（１）の流入通路（５）がピン（９）の端面で弁部材（１１）の中央領 域の貫通孔（１３）に隣接していて、該貫通孔の他方の側に、閉鎖プレート（１ ７）のピン（１５）内の接続通路（２３）が接続されていて、該接続通路が圧力 室（２５）に連通していることを特徴とする、請求項３記載の燃料噴射弁。 ５．閉鎖プレート（１７）のピン（１５）内の接続通路（２３）が、横孔が交差 する軸方向の袋孔によって形成されていることを特徴とする、請求項４記載の燃 料噴射弁。 ６．閉鎖プレート（１７）が、半径方向外側の縁部を取り囲む締付けナット（１ ９）によって軸方向で弁体（１）に対して締付けられており、閉鎖プレート（１ ７）と弁体（１）の端面（７）との間にスペーサスリーブ（２１）が締付けられ ていることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴射弁。 ７．圧力室（２５）に面した閉鎖プレート端面の半径方向外側領域に、円環状の 弁座面（２９）が形成されていて、該弁座面（２９）に、弁部材（１１）が半径 方向外側の自由縁部領域に配置された弁シール 面（２７）によってプレロード下で接触していることを特徴とする、請求項３記 載の燃料噴射弁。 ８．閉鎖プレート（１７）が、圧力室に面した端面の半径方向外側の縁部領域で 環状段部（３７）を有していて、該環状段部（３７）を介して、縁部領域で閉鎖 プレート（１７）の厚さが弁体（１）の方向で拡大しており、弁部材（１１）の 縁部と環状段部（３７）との間に遊びが設けられていることを特徴とする、請求 項７記載の燃料噴射弁。 ９．多数の噴射孔（３１）が閉鎖プレート（１７）内に設けられていて、該噴射 孔（３１）が、環状の弁座面（２９）の半径方向外側で、圧力室（２５）を制限 する閉鎖プレート（１７）の端面から案内されていてかつ内燃機関の燃焼室に連 通していることを特徴とする、請求項７記載の燃料噴射弁。 10．閉鎖プレート（１７）とスペーサスリーブ（２１）との間に、シールリング （３５）が設けられていて、該シールリング（３５）が、弁部材（１１）の圧力 室とは反対側の端面に接触して、弁部材（１１）と弁体（１）の端面（７）との 間に形成された室（３３）内への燃料のオーバーフローを阻止していることを特 徴とする、請求項６記載の燃料噴射弁。 11．ばね弾性的な弁部材（１１）が、ばね弾性的な材料から成る湾曲したディス クとして構成されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射弁。 12．ばね弾性的な弁部材（１１）が中央領域で、弁体（１）の燃焼室側の端面（ ７）から軸方向に突出するピン（５）に溶接されていることを特徴とする、請求 項１記載の燃料噴射弁。