JPS5934478A

JPS5934478A - 内燃機関用の燃料噴射ノズル

Info

Publication number: JPS5934478A
Application number: JP13297283A
Authority: JP
Inventors: パウル・フユ−スナ−
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1984-02-24
Also published as: DE3228080A1

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、戻しばねによって負荷されている段ピストン
を有している内燃機関用の燃料噴射ノズルであって、該
段ピストンの大きい方のピストン面は燃料接続部に接続
されている中圧室を仕切っているとともに、該段ピスト
ンの小さい方のピストン面は高圧室を仕切っており、こ
の高圧室は、高圧室に向かって開く逆止め弁を介して中
圧室に接続されているとともに、高圧室内の燃料圧力に
よって制御される噴射弁を介して少なくとも１つの噴口
に接続されている形式のものに関する。

このような形式の燃料噴射弁においては、噴射ポンプ及
び噴射ノズルへの圧力導管を、わずかな圧力で燃料を噴
射ノズルに供給するように、設計することができる。な
ぜなら、噴射に必要な高圧が噴射ノズル自体の内部で初
めて生せしめられるからである。噴射ノズル内の中圧室
と高圧室との間の逆止め弁によって、段ピストンの戻り
運動の際に噴射弁の閉鎖後次の噴射過程に必要な燃料量
が高圧室内に補給される。このような形式の公知の燃料
噴射弁（ドイツ連邦共和国特許第４９２，３７８号明細
書）においては、段ピストンは大径の中圧部分を有して
おり、これに小径の高圧部分が同軸的に付加されている
。各ピストン部分にそれぞれ固有のシリンダ内で緊密に
案内されており、これらのシリンダは互いに接していて
、ケーシング段面の所で互いに移行している。大径ピス
トン部分のためのシリンダの、燃料で満たされないシリ
ンダ区分内には戻しばねが配置されており、この戻しば
ねは段ピストンの両方のピストン部分の移行部の段面に
作用し、ケーシング段面に支えられている。このような
構造の場合、製作に細心の注意を払って、両方のピスト
ン部分がシリンダ内？可及的に緊苫に案内されるように
しなければならない。しかしこのように注意を払っても
、漏えい油が中圧室及び高圧室から、戻しばねを収容し
ているシリンダ区分内に入り込むことを避けることはで
きず、したがってこのシリンダ区分は漏えい油排出口を
有していなければならない。更に別の欠点として、段ピ
ストンの軸方向寸法が比較的に大きく、ニーＰル形の噴
射弁弁体と一緒に組込んだ場合噴射弁の全高が極めて大
きくなることである。

これに対し、特許請求の範囲第１項の構成要件を具備し
た本発明による燃料噴射ノズルにおいては、噴射ノズル
ケーシング内の、少なくとも段ピストン°高圧部分のた
めのシリンダが不要であり、したがってこのシリ〉・ダ
の加工も行う必要がない。シリンダを直接的に形成、し
ている部材、ずなわち軸方向に弾性的に圧縮可能な管体
は同時に、シリンダ内部を外部に向がって完全にシール
し、したがって油が漏えいすることはない。

特許請求の範囲第２項以下は本発明の有利な実施態様を
記載したものである。

高圧室に所属する段ぼストン部分が単に、弾性的な管体
の固定に役立つ環状突起であるようにすると特に有利で
ある。これによって、段ピストンを大体において平らな
円板として構成することができ、したがって段ピストン
と管体（波形管）とから成る増圧装置の噴射ノズル軸線
方向の所要スペースがわずかになる。

中圧室内での段ピストンの案内が圧縮可能な第２の管体
によってシールされており、この第２の管体はやはり段
ピストンに対して同軸的に配置されていて、一方の端部
を段ピストンに固定されているようにすると、噴射ノズ
ルの構造が更に簡単になり、増圧装置の製作公差を更に
大きくすることができる。

両方の管体は互いに同軸的に段ピストンの同一の側に固
定し、両方の管体の間には圧縮可能な媒体若しくは圧縮
可能媒体から成る部材を封入しておくことができる。

圧縮可能な媒体は波形管の弾性戻り運動を補助すること
ができる。すなわち波形管は圧縮可能媒体と一緒になっ
て段ピストンのための戻しばねの機能を行うことができ
、このための特別なばね部材は全く必要でない。しかも
圧縮可能な媒体例えば圧搾空気は段ピストンのストロー
ク運動の緩衝若しくは段ピストンの固有振動の抑制に役
立つことができ、かつ（又は）両方の波形管をそれに作
用する燃料圧力に対して支えることができる。

弁ニードルが外方に向かって開く噴射ノズルの場合には
特許請求の範囲第５項の実施態様によりコンノξクトな
構造が得られる。

特許請求の範囲第６項〜第９項の実施態様によれば、内
方に向かって開く弁ニーＰルを有する噴射ノズルをわず
かな所要ス被−スで燃料圧力増大のための段ピストンと
組合すことができる。

以下においては図面に示した実施例に基づいて本発明の
構成を具体的に説明する。

第１図に示した噴射ノズルは中圧装置に使用されるもの
であって、増圧装置１ｏを有している。増圧装置１００
個々の部材にノズル保持体１２内に収容されており、こ
のノズル保持体】２は燃料供給導管のための接続部１４
を有シテいて、この接続部１４から通路１６が室１８内
に通じている。後で詳細に説明する増圧装置１０は室１
８内の中圧をほぼ４：１の比で室２゜内の高圧に変換す
る。

室２０はコツプ形の支持体２２内に形成されており、支
持体２２の底２４はノズル保持体１２の環状段面２６に
支えられており、支持体２２の端縁部２８内にはノズル
体３ｏが緊密ニＬｉめ込まれている。支持体２２とノズ
ル体３ｏとは袋ナツト３２によってノズル保持体１２に
固定されており、この場合環状段面２６がノズル保持体
１２に対する支持体２２及びノズル体３０の位置を決定
する。ノズル体３０　内テ弁座３／Ｉが形成されていて
、弁ニーＰル３６が移動可能に案内されており、この弁
ニー１ゝル３６は開放ストロークの際に燃料流動方向に
夕ｊ方に向がって動く。弁座３４若しくはこれに接続し
ている噴口及び弁ニードル３６の詳細については周知で
あるので、ここでは説明を省略する。室２゜内には閉鎖
ばね３８が配置されており、この閉鎖ばね３８は支持部
材４０・４２を介して弁ニー１δル３６に閉鎖方向に作
用する。ノズル体３０は穴４４を有しており、この穴４
４は、弁座３４の」−流側でノズル体３０と弁ニードル
３６との間に形成されている環状室４６に通じている。

上方の室］８内には段ピストン５０が配置されており、
この段ピストンは下面に２つの環状突起５２及び５４を
有している。支持体２２の底２４はやはり２つの環状突
起５６及び５８を有しており、これらの環状突起５６・
５８は段ピストン５０の環状突起５２・５４と向き合っ
ていて、これと同じ寸法を有している。段ピストン５０
及び支持体２２の両方の外側の環状突起５２及び５６に
は、軸方向に弾性的に圧縮可能な薄壁の波形管６０の端
部がそれぞれ固定されており、この波形管６ｏは室１８
を波形管６０の内部に対してかつ室２０に対してシール
している。段ピストン５ｏ及び支持体２２の両方の内側
の環状突起５４及び５８には、軸方向に弾性的に圧縮可
能な薄壁の波形管６２の端部がそれぞれ固定されており
、この波形管６２は波形管６０の内部で環状室６４を中
央の室６６から隔てている。

環状室６４内には圧縮可能な媒体６８例えば圧搾空気が
封入されている。中央の室６８は、底２４に形成されて
いる穴７ｏを介して室２゜と接続されているとともに、
段ピストン５ｏに形成されている穴７２を介して室１８
に接続されている。穴７２は逆止め弁によって閉じられ
ており、この逆止め弁の弁座７４は大径の大区分７６へ
の円すい状の移行部に形成されており、逆止め弁の玉と
して構成されている弁体７８は大区分７６内で可動であ
る。弁体７８はコイルばね８０によって弁座７４に圧着
されており、コイルばね８０は環状突起５８によって案
内されて、支持体２２の底２４に支えられている。

内側の波形管６２は、軸方向に可とう性の高圧シリンダ
の機能と、この高圧シリンダと段ピストン５０の高圧部
分との間のシールの機能とを同時に行う。これによって
段ピストン５０は大体において平らな円板として構成す
ることができる。段ピストン５０の高圧部分はこの場合
環状突起５４として存在するにすぎず、段ピストン５０
の高圧側ピストン面は環状突起５４の外周によって取囲
まれている横断面に相当する。この横断面の大きさは図
示の実施例では段ピストン５０の」二面のほぼ］／４で
あり、したがって段ピストン５０は、閉鎖ばね３８を相
応して設計しておくと燃料圧力をほぼ４：】の比で増大
させることができる。

噴射ストロークの際に段ピストン５０が下方に向かって
移動せしめられ、その場合段ピストンは両方の波形管６
０°６２及び圧縮可能な媒体６８を弾性的に圧縮する。

逆止め弁（７４・７８）は閉じられたままであり、した
がって段ピストン５０は室６６及び室２０内に封入され
ている燃料を弁座３４に向かって押す。この場合これら
の室内の燃料圧力が増大し、閉鎖ばね３８の力を克服し
て、弁ニーｉ５ル３６を弁座３４から押離す。段ピスト
ン５０の増圧比を考慮して、閉鎖ばね３８は、噴射弁を
開く燃料圧力が燃料供給圧力のほぼ４倍であるように、
設計しておくことができる。これによって、適度の供給
圧力で大きな噴射圧力が得られ、既に述べたように噴射
が申分なく行われるとともに、装置全体を有利に構成す
ることができる。

段ピストン５０の戻りストロークは、両方の波形管６０
・６２及び圧縮可能な媒体６８の弾性戻り力によって行
われる。この場合所望の大きさの弾性戻り力が得られる
ように設計しておくことができる。両方の波形管６ｏ・
６２はそのシール機能のほかにこの戻し機能を行う。更
に波形管６２は段ピストン５０の高圧部分のためのシリ
ンダを形成している。圧縮可能な媒体６８は同時に、両
方の波形管をそれに作用する燃料圧力に対して支えるの
で、波形管の座屈が確実に避りられる。また適当に設計
しておけば媒体６８は段ピストン５０の運動を緩衝して
、その固有振動を阻止することもできる。

段ピストン５０の戻りストロークの際に逆止め弁（７４
・７８）が開き、次の噴射過程に必要な燃料量が室１８
から室６６及び室２０内に吸込まれる。その前に行われ
た段ピストン５０の下向ストロークの際に室１８内に送
込まれた過剰分は段ピストン５０によって戻りストロー
クの際に噴射ポンプに向かって押戻される。

この過剰量は供給導管内で往復に動かされるので、供給
導管は高圧装置の場合に比して寸法を大きくしておかな
ければならない。

第２図に示した噴射ノズルはノズル体８２を有しており
、このノズル体８２は受＆８４と一緒にノズル保持体８
６に固定されている。ノズル体８２内には噴口９０の上
流側に弁座８８が形成されており、この弁座と協働する
弁ニー１＋ル９２は内方に向かって噴射ストロークを行
う。ノズル保持体８６は供給［Ｊ９４を有しており、こ
れは室９６に通じている。室９６には閉鎖ばね９８が配
置されており、この閉鎖ばね９８はばね受け１００を介
して弁ニードル９２に作用している。弁ニードル９２は
受板８４を貫通して上方に突出している。弁ニードル９
２のストロークは支持体１０２によって制限されており
、この支持体１０２は穴１０４及びスリット１０６を有
している。スリット１０６は支持体１０２の端面に形成
されていて、弁ニーＩＳル９２が全開した場合でも燃料
が流れるようにするだめのものである。

受板８４はその−４−面に２つの環状突起１０８及び１
１０を有しており、これらの環状突起には２つの波形管
１１２及び］１４が固定されている。波形管１１２・１
．　］　４は第１図の実施例におけるように段ピストン
１１６を保持している。波形管１１２と】１４との間の
環状室はこの場合においても圧縮可能な媒体１１８で満
たされている。この媒体は波形管のばね作用を補助し、
波形管の座屈を阻止しかつ場合によりストローク運動を
緩衝する。波形管１１２とノズル保持体８６の内壁面１
２０との間には環状室１２２が形成されており、この環
状室は段ピストン１１６の絞り作用のない環状透き間１
２４を介して室９６に接続されている。噴射ノズルへの
供給導管を介して供給される中圧は環状透き間１２４を
経て室１２２に伝達される。内側の波形管】１４と弁ニ
ー１？ル９２との間には環状室１２６が形成されており
、この環状室１２６は段ピストン１１６の高圧シリンダ
を形成している。環状室１２６は弁ニードル９２の縦溝
１２８を介して弁座８８の上流側の圧力室１３０に接続
されており、この圧力室は弁ニーＩＳル９２の受圧面１
３２によって部分的に仕切られている。

受板８４内には環状の切欠き１３４が形成されており、
この切欠き内にはスペーサ１３６が挿入されている。ス
ペーサ１３６は金属薄板の平らな円環板として構成され
ていて、内周の所に複数の折曲げられた突出片１３８を
有しており、これらの突出片の高さは切欠き１３４の深
さに等しい。ノズル体８２の、受板８４に向いた頂面は
湾曲面として形成されている。スペーサ１３６の突出片
１３８とノズル体８２の湾曲した頂面との間には円板ば
ね１４０の中央範囲が締込まれている。この円板ばね１
４０はその外周区域に多数の打抜かれた半径方向のばね
片１４２を備えており、各ばね片１４２は受板８４の穴
１４４をそれぞれ閉鎖する。ばね片１４２は下方に向か
つて受板８４とノズル体８２との間のくさび形の環状室
１４６内に逃げることができ、その場合ばね片１４２は
穴１４４を開放する。

段ピストン１１６は両方の波形管１１２及び１】４並び
に圧縮可能な媒体１１８と協働して、第１図の増圧装置
１００機能を行う。噴射ストローラの際に、環状室１２
６・弁ニー）・ゝル９２の縦溝１２８・受板８４の切欠
き１３４及び圧力室１３０内の燃料が弁座８８に向かっ
て押され、その一部が弁ニードル９２を押開いて噴射さ
れる。切欠き１３４内の高圧は円板ばね１４０の図示し
ていない透孔を通って環状室１４６内のばね片１４２の
下側にも伝達され、したがってばね片］４２は穴１４４
を閉鎖状態に保つ。段ピストン１１６の戻りストローク
の際に、次の噴射過程のための燃料計が室９６から穴１
４４を通って噴射ノズルの高圧部分内に吸込まれる。こ
の実施例においては段ピストン】１６が漏えい油なしに
作業することは特に有利へである。なぜなら弁ニート°
ルが内方に向かって開く噴射ノズルの場合には通常は漏
えい油が生じ、これを排出しなければならないからであ
る。

以に説明した両方の実施例において、段ピストン５０若
しくは１１６のストロークを制限するストツノξを設け
ておくことができる。第１実施例の波形管６０・６２の
代りに第３図に示すように円筒形のリングばね束１５０
によって段ヒストン５０を支え、高圧部分のためのシリ
ンダ６６を形成し、かつシールを行うことも可能である
。このようなあるいは類似のリングばね束は第２図の実
施例においても使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の縦断面図、第２図は第２実施例の
縦断面図、第３図は第１実施例の変化例を示した部分的
断面図〒ある。１０・・増圧装置、１２・　ノズル保持体、１４・・・
接続部、］６・・・通路、１８及び２ｏ−室、２２・・
・支持体、２４・・底、２６・・・環状段面、２８・・
・端縁部、３０・・・ノズル体、３２・・・袋ナツト、
３４・・・弁座、３６・・弁ニー１？ル、３８・・・閉
鎖ばね、４０及び４２・・・支持部材、４４　・穴、４
６・・・環状室、５０及び５０′・・・段ピストン、５
２〜５８・・・環状突起、６０及び６２・・・波形管、
６４・・・環状室、６６・・・室、６６′・・シリンダ
、６８・・・媒体、７０及び７２・・・穴、７４・・・
弁座、７６・大区分、７８・・・弁体、８０・・コイル
ばね、８２・・・ノズル体、８４・・受板、８６・・・
ノズル保持体、８８・・・弁座、９０・・・噴口、９２
・・・弁ニー１ル、９４・・・供給口、９６・・・室、
９８・・・閉鎖ばね、１００・・・ばね受け、１０２・
・・支持体、１．０４・・・穴、］＋０６・・スリット
、】０８及び１１０・・・環状突起、＋１２及び１１４
・・波形管、】１６・・段ピストン、１１８・・・媒体
、１２０・・・内壁面、１２２・・・環状室、１２４・
・・環状透き間、１２６・・・環状室、１２８・・・縦
溝、１３０・・・圧力室、１３２・・受圧面、１３４・
・切欠き、１３６・・・スペーサ、１３８・・・突出片
、１４０・・・円板ばね、Ｉ４２・・・ばね片、１４４
・・・穴、１４６・・環状室、１５０・・・リングばね
束

Claims

【特許請求の範囲】１　戻しばねによって負荷されている段ビス）・ンを有
している内燃機関用の燃料噴射ノズルであって、該段ピ
ストンの大きい方のピストン面は燃料接続部に接続され
ている中圧室を仕切っているとともに、該段ピストンの
小さい方のピストン面は高圧室を仕切っており、この高
圧室は、高圧室に向かって開く逆＋１〕め弁を介して中
圧室に接続されているとともに、高圧室内の燃料圧力に
よって制御される噴射弁を介して少なくとも１つの噴口
に接続されている形式のものにおいて、高圧室の、段ピ
ストン（５０若しくはｌｌ６）に接続している少なくと
も１つの範囲が、軸方向に弾性的に圧縮可能なベローズ
状の管体の内部に形成されており、該管体の内のり横断
面は段ピストン（５０若しくは１１６）の小さい方のピ
ストン面とほぼ同じ大きさであって、該管体の一方の端
部は段ピストン（５０若しくは１１６）に固定されてい
ることを特徴とする内燃機関用の燃料噴射ノズル。２　段ピストン（５０若しくは１１６）の、高圧室に所
属する部分が単に、弾性的な管体の固定に役立つ環状突
起（５４）である特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射
ノズル。３、　中圧室内での段ピストン（５０若しくハ１１６）
の案内が、やはり弾性的に圧縮可能なベローズ状の管体
によってシールされており、この管体の一方の端部は段
ピストン（５０若しくは１１６）に固定されている特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射ノズル。４　両方の管体がそれぞれ波形管（６０・６２若しくは
１１２・１１４）として構成されていて、互いに同軸的
に段ぎストン（５０若しくは１１６）の同一の側に固定
されており、かつ両方の管体の間には圧縮可能な媒体若
しくは圧縮可能媒体から成る部材が封入されている特許
請求の範囲第３項記載の燃料噴射ノズル。５　開放ストロークの際に燃料の流動方向に動くニード
ル形の噴射弁弁体を備え、両方の波形管（６０・６２）
の、段ピストン（５０）とは逆の側の端部はコツプ形の
支持体（２２）の底（２４）に固定されており、この支
持体とノズル体（３０）とは第２の高圧室範囲を仕切っ
ており、この第２の高圧室範囲内には噴射弁の閉鎖ばね
（３８）が配置されておりかつこの第２の高圧室範囲は
支持体の底（２４）の穴（７０）を介して、波形管（６
２）の内部に形成されている第１の高圧室範囲と接続さ
れている特許請求の範囲第４項記載の燃料噴射ノズル。６　開放ストロークの際に燃料の流動方向とは逆方向に
動くニードル形の噴射弁弁体を備え、噴射弁弁体が、波
形管（］］４）によって取囲まれている第１の高圧室範
囲と段ピストン（］　１．６　）とを貫通して中圧室内
に突入しており、中圧室内には噴射弁の閉鎖ばね（９８
）が配）■されており、第１の高圧室範囲が噴射弁弁体
に形成されている縦溝（１２８）を介して、弁座（８８
）のすぐ上流側の第２の高圧室範囲に接続されている特
許請求の範囲第４項記載の燃料噴射ノズル。７　両方の波形管（１１２・１１４）の、段ピストン（
］１６）とは逆の側の端部が、噴射弁弁体が貫通してい
る受板（８４）に固定されており、この受板はノズル体
（８２）と−緒にノズル保持体（８６）に固定されてお
り、受板（８４）とノズル体（８２）との間には１つの
室が形成されており、この室は逆止め弁を介して中圧室
に接続されている特許請求の範囲第６項記載の燃料噴射
ノズル。８　受板とノズル体との間の室が、受板（８４）に形成
されている穴（１４４）と環状室（１２２）とを介して
中圧室に接続されており、該中圧室は段ピストン（］］
６）の外側の波形管（］］２）とノズル保持体（８６）
の内壁面（１２０）との間に形成されている特ｉ７ｔ：
　請求の範囲第７項記載の燃料噴射ノズル。９　受板（８４）とノズル体（８２）との間に弁板が締
込まれており、この弁板は、受板（８４）の穴（１４４
）を閉鎖するばね片（１４２）を備えている特許請求の
範囲第８項記載の燃料噴射ノズル。