JPS6043169A - 内燃機関のための燃料噴射ノズル - 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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関のための燃料噴射ノズルであって、
閉じばねで負荷されかつ燃料の流れ方向で開放される弁
ニードルの、噴射側と反対側の端￥’＋ＩＳに配置され
た緩衝ピストンをイエし、この緩衝ピストンによって、
燃料の流路と絞りを介ｔ２て接続された緩衝室が制限形
成されており、また前記の閉じばねによって負荷されか
つ弁ニードルによって伝力接続式に動かされる支持リン
グを備えている形式のものに関する。

従来の技術 今日、モータ製造に関する要求が多様化していることに
基づいてディーゼル噴射装置は、例えばできるだけ噴射
時間を長くすることによる静かな作動と、短い噴射時間
の形成によってのみ可能となる良好な燃料調整というよ
うな、部分的に相反する課題を満たさなければならない
。

この場合、静かな作動が特にアイドリンクにおいてディ
ーゼルエンジンに生じる整置を抑圧するために請求され
る一方で、良好な燃料調整は特に高めの回転数範囲にお
いて良好な燃料消費が望まれる場合に重′要となる。こ
の理由から噴射装置に属する各機構、例えば噴射ポンプ
、調速機、噴射ノズル等の組立てに関して、当該噴射装
置のその都度の使用条件を考慮するという妥協がなされ
ている。ディーゼル噴射装置への電子技術の導入によっ
て上記のような妥協案はより容易に実現可能となってお
り、特にディーゼル調節機構への電子技術の導入が盛ん
に行なわれており、この際に噴射開始と噴射時間とを極
めて正確に７１１１Ｊ定することがその高度な制御のた
めに重要であり、更にその確実な測定は直接に噴射ノズ
ル内でまた弁ニー　ドルな介することによってのみ可能
である。例えば弁ニードルの緩衝のようなある種の噴射
機能は有利には、流体力学的な方法でかつやはり噴射ノ
ズル内で行なわれる。しかしモータ製造の構造上の各規
定数に噴射弁を任意の大きさに製活することは出来ず、
電気的な発信器を有しても有さなくても又は緩衝機構を
有しても有さなくても、モータ全体の構造を考慮して設
定された大きさを有する一般的な大量生産のノズルの寸
法を越えろことはできない。更に困難なのは乗用車用デ
ィーゼルモータにおいて、電子装置を用いて、オツドモ
ータ駆動の車両における走行快適性に近いものを得よう
とする試みである。まさにこρ乗用車モータにおいてこ
そその比較的・に僅かな燃料消費に基づいて燃料噴射ノ
ズルは比較的小型でなければならず、従ってそのいくつ
かの密閉された可動部材の１部分は′既に精密製′作技
術に属している。乗用車用噴射ノズルの基本構造のため
に使用可能なスペースは既にほぼ最適に活用されている
ので、緩衝作用又は電気′的発信器のための付加的な装
置を配設することは極めて困難である。

ドイツ連邦共和国特許第３’０２４４２４．７号明細書
で公知の燃料噴射ノズル、においでは、スペース上の理
由から発信器のための誘導コイルがノズルホルダの範囲
内に配置されてお２す、また−弁二一ドルによって動が
される支持リングが該弁ニードルから突出せしめられて
おり、それによって該支持リングが弁ホルダとノズルホ
ルダと共に１つの磁気回路を形成している。この誘導コ
イルに配属された非磁性のスペーサリングによって該誘
導コイルが支持リングから分離されている。この構造に
おいては、従来の、比較可能な出力な有し外方へ向けて
開放されるべき燃料噴射ノズルで誘導コイルが内蔵さ１
ｔでいないものと同゛じ位の寸法が維持されている。

しかしこの公知の燃料噴射ポンプにおいてばその比１＋
艷り的に大きな磁束容量に基づいて著しい洩れ損が生し
るという欠点の他にも、その未使用の容積部分内に緩衝
機構はまだ内蔵されていな（１゜ 発明が解決しようとする間顆点 本発明は前記の公知例におけろ、燃料噴射ノズル内への
緩衝機構及び誘導的な発信器の内蔵に関する間顆点を解
決しようとするものである。

間顯点を解決するための手段 上記の間順点を解決するための本発明による手段は、噴
射開始及び（又は）噴射継続時間を１ｊｌｌｌ定するた
めに、弁ニードルの周りの前記緩衝室と支持リングとの
間の空間区分内に、密封されケーシング固定された誘導
コイルが配置されており、また支持リングが、誘導コイ
ルと前記密封部材の、ヨークと１−で作用する少なくと
も１つの部材とから成る発信器の可動子と１．て働いて
いることである。

実施態様 本発明の１実施態様によれば、誘導コイルを燃料から守
るための密封部材が、外側スリーブ＼ と内側スリーブと、コイルの両側でこの両スリーブを結
合する２つの環状区分とから成っており、この内の支持
リングに面した方の環状区分が非磁性材料から成ってい
ると有利である。いずれにせよ従来の大量生産のノズル
の、閉じばねと弁ニードルとばね受けとから成る弁ユニ
ットを取り囲みかつ袋ナツトによってノズルホルダとノ
ズル本体との間に緊定された管部材が、少なくとも部分
的に外側スリーブとして活用可能である。

またそのノズル本体と反対側の而で閉じばねを支持して
いる支持リングも、前記管部材又は外側スリーブの内部
である程度の遊びを以って弁ニードルと共に軸線方向可
動である、従来の１構成部材である。本発明によればこ
の支持リングは発信器の可動子であり、その誘導コイル
は種々の構造で密封されまたその空気ギャップ変化によ
って磁束変化が形成される。

実施例 第１図に示された実施例及び第２．ろ、４図に示された
各変化実施例においては外に向って開放されるべき燃料
噴射ノズルの縦断面図が示されており、ノズル本体１が
袋ナツト２を介してスリーブ状の管部材４の介在のもと
てノスルホルダ３に緊締されている。ノズル本体１内に
は弁ニードル５が軸線方向摺動可能に案内されており、
ニードルヘッド６とノズル本体１に配設された弁座７と
共に本来の噴射弁を形成している。図面にはいくつかの
平面での断面がまとめて示されている。従って例えばノ
ズル本体１は」二半分は平面図で、下半分は縦断面図で
示されている。

弁ニードル５は閉しばね８を介してそのへ・ノド６を以
って弁座７に対して引明１られており、この閉じはね８
０片側はノズル本体１のショルダ９にまた他方側はばね
受け１０に支持されており、このばね受け１０は弁ニー
１ル５と伝力接続された支持リング１１に当接されて（
・る。

この当接のために、弁ニードル５に設けられた環状溝１
２内に支持リング１１が切みぞを介してそう人可能であ
り、それによって支持リング１１が閉じばね８の負荷の
もとて円錐状の支持部１３を以って弁ニードル５に対し
てセンタリングされている。このような支持リング１１
は別の方法で弁ニードル５に固定されても」：＜、例え
ば支持リングの孔の内径を弁ニー１ルσ外径よりいくら
か大きく形成し、それによって該支持リングを弁ニード
ルの−Ｆに載着した後に環−状溝の範囲内で２つのスリ
ーブ半部を、支持リング孔と該環状溝との間に形成され
た環状室内にそう人することも可能である。

弁ニードル５の、二一ドルヘツＰ６と反対側の端部１４
はキャップ１５内に突入しており、このギャップと共に
弁ニードルの緩衝機構を形成している。ギヤ・ンフ０１
５はばね１６に」二ってニードル５の開き方向に負荷さ
れており、図示の出発位置では肩部に当接されている。

キャップ１５とばね１６とは、孔１８を介して圧力の作
用下で供給される燃料が流過する室１７内に配置されて
いる。

−１−記の緩衝機措の作動は以下のようである。

圧力下で供給された燃料が噴射ノズルに達すると即座に
、該燃料は孔１８と室１７とキャップ１５のスリット１
９を介して通過し、弁ニードル５に沿って、閉しばね８
を受容する室に達つし、この室を通過しノズル本体１内
のラジアル孔２０と弁ニー１ル５内の環状溝２１とを介
して弁座７に達つする。十分な開放圧力が達成されると
、閉じばね８の閉じ力が克服されニードルヘッド６が弁
座７から持上げられて噴則が開始される。弁ニードル５
の端部１４はピストン状にキャップ１５内で滑動し、こ
の際に端部１４とキャップ１５との間に形成される室２
２内に負圧が形成されるとその滑り運動は制動され、そ
して燃料が次第に増えるとニードルとギヤ・ンプの間の
遊び又は図示されていない別個の絞り孔を介して該燃料
が緩衝室２２内に流入する。

従って低い回転数、即ち比較的に少ない噴射鼠と延いて
は短時間の燃料供給の場合、例えばアイドリング峙には
、弁ニードルは完全な開放ストロークをは行なわない。

これによって噴射継続時間が長くなりモータ作動が静か
になる。そして噴射ポンプからの燃料供給が中断されろ
と即座に、閉じばね８によって弁ニードルが再び図示の
閉じ位置に摺動せしめられる。閉しばね８がばね１６よ
りも数倍強く、更に室２２が除徐にのみ該室から走出可
能である燃料によってまたある程度は満たされているの
で、ギャップ１５ははね１６の力に抗して摺動せしめら
れ、それによってばね１６がはね８に抗して作用するの
で閉じ方向でのある程度の緩衝作用が行なわれろ。

ギャップ１５と支持リング１１との間の範囲で弁ニード
ル５の周囲に誘導コイル２３が配置されている。このコ
イル２３は密封構造によって燃料に対してシールされて
いる。この密封構造は管部材４としての外側スリーブと
、弁ニードル５へ向う環状室を有する内側スリーブ２４
と、この管部材４と内側スリーブ２４とをコイル２３の
両側で結合する２つの環状区分２５゜２６とから成って
おり、この内の支持リング１１に向い合った方の環状区
分２日は非磁性材料から成っている。この非磁性の環状
区分２６によって磁気短絡が防ｄ−されている。磁束の
貫流を防ぐこの非磁性体材料としては所定の高級鋼の他
にプラスチック又はセラミックが使用可能である。いず
れにせよコイル２３の磁気回路はこの非磁性の環状区分
２６に基づいて支持リング１１を介して案内されること
になる。支持リング１１は管部材４に対して所定のギャ
ップＢを有し、このギャップはニードル５の軸線方向運
動時にも不変に保たれる。支持リング１１は磁気回路の
ためにｌ１ｉｌｌＩ線方向でのギャップＡを有し、この
ギャップはストロークに応じて変化し、これによって磁
束に相応した変化が形成される。

これによってコイル２３な介して、支持リング１１と延
いては弁ニードル５のその都度の位置及びそれらの運動
）１１がｆｉｊ！ｌ定され得る。このために誘導コイル
２３は図示されていない電気的な制御器に接続されてい
る。

第１図に示された第１実施例においては環状区分２５．
２６が内側スリーブ２４と溶接されており、この際に環
状区分２５と内側スリーブ２４とが１つの部材から成っ
ているとよい。コイル２３を受容しているボスは管部材
４の、噴射側と反対側の端部内にそう人されかつやはり
溶接されており、更に場合によっては管部材と環状区分
２５と内側スリーブ２４とが１つの部材から成っていて
もよい。弁内への組込み時にはピン２８が位置固定のた
めに働く。ケーブル２７はノズルホルダ３の溝２９内を
延び、ノズルボルダ３と管部）ｌＡ４の端部との間のシ
ール面３０の外側て、コイル２３のための密封部材に接
続している。電磁コイルが励磁されると磁束が、内側ス
リーブ２４と環状区分２５と管部材４とギャップＢとを
介して支持リング１１内に案内される。更に支持リング
１１から磁気回路が軸線方向ヤヤツゾＡを介して、内側
スリーブ２４に達つして再び閉じられろ。このギャップ
Ａが変化すると磁束が変化し、それによって相応した誘
導電圧の変化が生じ、この変化が電気制御器内で測定値
として評価される。キャップ１５はそのコイルに面した
側の端面３１を以って誘導フィル２３の密封部材に支持
されている。

キャップ１５のフランジ３２はばね１６のための支持部
として働き、このばね１６の、フランジ３２と反対側の
面ば室１７の端部に支持され　□ている。

第２図に示された変化実施例ではフランジが配設されて
おらず、ばね１６ａはキャップ１５ａの端部側端部に支
持されている。これによって室１７ａの直径が小さく保
たれ得、ケーブル２７がノズル本体３の孔３３内に配置
され得る。またこれによって電磁コイル密封部材とノズ
ルホルダとの間の、端面側のシール面も大きくなってい
る。ばね１６ａの十分な運動量を可能とするために室１
７ａは相応して長く形成されている。

第２図に示された変化実施例では更に、コイルの密封部
材がＵ字形横断面を有する磁化可能なリング３４として
形成され、かっこのリング３４が電磁コイル２３のそう
人の後に非磁性の環状区分２６によって閉じられかつ例
えば溶接によってシールされている。管部１７１４＆は
密封部４オの幅の分だけ短くなっており、該密封部材の
外側の套壁リング３５は管部材４ａとの結合において緊
定されている。磁束は密封部材のＵ字部分を訂流し、そ
れによって管部Ａ：Ａ’４ａのつ１１１分 区部３６を介して支持リング１１に向って流ね、そこか
ら再びＵ字部分に向って流れろ。管部材４ａと支持リン
グ１１との間の所定のギャップＢの範囲内で管部材４ａ
が補強部３７を有し、それによって残りの管部分への磁
界漏れが減少せしめられている。Ｕ字形の密封部材３４
の底部とノズルホルダ３との間には、やはり漏れ損失を
減少させる非磁性のリング３８が配置さねている。

更に第６図に示された別の実施例ではコイル密封部材の
内側スリーブも非磁性材料から成りている。この内器ス
リーグは屈曲した内側りン・グ３９として密封部材の、
支持リング１１に面した非磁性のリングと一体的に結合
されている。

この密封部材の外側スリーブは密封部材の、キャップ１
５に面した底部リングと共に屈曲した外側リング４０と
して一体的に結合形成されている。この両方の屈曲リン
グ３９と４０の間には誘導コイル２３が配置されている
。磁化可能な材料から成る屈曲した外側リング４０は長
さＡの分たけ、屈曲した内側リング３９のフランジより
も突出している。これによって磁気回路は外１’［ｌ１
１リング４０．キャップ１５．弁ニードル５、支持リン
グ１１を介して、更にそこからギャップ０Ｂを介して外
側リング４０に戻り流れろ。

ギャップＡと支持リング１１との間の軸線方向でのオー
バーラツプがどれ位かに応じて磁束が犬なり小なり絞ら
れろ。磁束を分離するために、外側リング４０と管部拐
４ｂとの間に非磁性のリング４１が配設されている。し
かし磁束は外側リング４０の底部を介する代りに、ノズ
ルホルダ３のギャップを介してキャップ１５に向って流
れることも可能である。これはキャップ１５がばね１６
に抗してその所定の支持位置から持上げ動力１）された
時に行なわれる。これによってノズル内部でのこの機械
的なプロセスを測定ずろための付加的な手段が与えられ
ている。

第４図に示された更に別の変化実施例ではリング４１が
除去されている。このために外側リング４０ａは、該外
側リングと支持リング１１との間のオーバーラツプ部分
Ａの範囲において管部拐４ｃよりも著しく厚く形成され
ている。

これによって、外側リング４０ａと支持リングとの間に
形成されて磁束が流過する半径方向ギャップＢは、支持
リング１１と管部Ｊ’Ａ’４ｃとの間の半径方向ギャッ
プＤよりも著しく小さくなっている。これによっても最
少の抵抗といつ原理に基づいて磁束にギャップＢを介し
ての行程な与えるということはいずれにせよ可能となっ
ている。

効果 本発明によれば従来の大計生産さλする燃料噴射ノズル
の外形及び寸法を何ら変えることなく、緩衝機ｔｉ／ｉ
及び誘導的な発信器を燃料噴射ノズルの内部に配設する
ことが可能となる。この場合、誘導フィルは弁ニードル
との関係で最適の位置な取り、そねによって必要な磁束
容量が極めて小さくて済み、延いては磁気的な洩れ損失
が最少となる。またいずれにせよ配置されろ構成部組が
そのまま活用され、それによって製造経費も僅かに維持
され得る。更に各部材がノズルの縦軸線に関係して的確
に配設されているので、縦方向での１１１゛容誤差を糾
：持しながらの製造において生じる問題が著ｔ〜く減少
されている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による枚数の実施例を示すものてあって、
第１図、第２図、第６図、第４図共に本発明による燃料
噴射ノズルの各実施例を示す縦断面図である。 トノズル本体、２・・袋ナツト、３・・ノズルボルダ、
４．４ａ＋　４ｂ、４ｃ＝管部材、５・・弁ニードル、
６・・ニー＋Ｓルヘット、γ・弁座、８・・閉じばね、
９・・・ショルダ、１０・・・ばね受ケ、１１・・・支
持リング、１２．２１・・環状溝、１３・支持部、１４
・・端部、１５，１５ａ・・ギャップ、１６，１６ａ・
・・ばね、１７．１７ａ、２２・・室、１８．３３・・
孔、１９・・スリット、２０・ラジアル孔、２３・・・
誘導コイル、２４・・・内側スリーブ、２５．２６・・
・環状区分、２γ・・ケーブル、２８・　ピン、２９・
・溝、３０・・シール面、３１・・端部、３２・・・フ
ランジ、３４，３８．４１・・・リング、３５・・套壁
リング、３６・・・端区分、３７　・捕り！１′ｊ部、
３９　・内側リング、４０．４ａ・・外倶（１リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃機関のための燃料噴射ノズルであって、閉じ
   ばねで負荷されかつ燃料の流れ方向で開放される弁ニー
   ドルの噴射側と反対側の端部に配置された緩衝ピストン
   を有し、この緩衝ピストンによって、燃料の流路と絞り
   を介して接続された緩衝室が制限形成されており、また
   前記の閉じ・ばねによって負荷されかつ弁ニードルによ
   って伝力接続式に動かされる支持リングを備えている形
   式のものにおいて、噴射開始及び（又は）噴射継続時間
   を測定するために、弁ニードル（５）の固りの前記緩衝
   室（２２）と支持リング（１１）との間の空間区分内に
   、密封されケーシング固定された誘導コイル（２３）が
   配置されており、また支持リング（１１）が、誘導コイ
   ル（２３）°−゛と前記密封部拐の、ヨークとして作用
   する少なくとも１つの部材とから成る発信器の可動子と
   して働いていることを特徴とする、内燃機関のための燃
   料噴射ノズル。 ２、緩衝室（２２）が、緩衝ピストン（１４）上に載着
   されかつ該ピストンに対してばね負荷されしかも該ピス
   トンと共に緩衝室（２２）を制限形成しているギャップ
   （１５）内に形成されており、このキャンプ（１５）が
   ばね作用による所定の出発位置で、ケーシング固定され
   たショルダに支持されている、特許請求の範囲第１項記
   載の燃料噴射ノズル。 ６　誘導コイル（２３）の密封部材の、ギャップ（１５
   ）に面した端面（３１）が前記ショルダとして作用する
   、特許請求の範囲第２項記載の燃料噴射ノズル。 ４　誘導コ１ル（２３）の密封部材が外側スリーブと内
   側スリーブと、コイルの両１［（ｕてこの両スリーグを
   密に結合する２つの環状区分とから成っており、この内
   の支持リング（１１）に面した方の環状区分（２６）が
   非磁性材料から成っており、また外側スリープが磁化可
   能な材料から成りかつ支持リング（１１）に対して、磁
   束によって横断される所定の半径方向遊びＢな有しかつ
   閉じはね（８）な包む管部材（４）との結合部を形成し
   ており、この管部イオ（４）が噴射開口を有する７・ズ
   ル本体（１）とノズルホルダ（３）との間で袋ナラ＋−
   （２）によって長手方向で緊定されて（・ろ、特許請求
   の範囲第１項から第ろ項までのいずれか１頂記載の燃料
   噴射ノズル。 ５、Ｉ”）側ス１〕−ズとして管部材（４）の少なくと
   も１部分が作用し、内側スリーブ（２４）と環状区分（
   ２５，２６）とが管部材（４）の、ギャップ（１５）に
   面した端部から出発して該外１則スリーブ、内に固定さ
   れて（・ろ、特許請求の範囲第４項記載の燃料噴射ノズ
   ル。 ６、Ｕ字形横断面のリングから成る、コイル（２３）の
   密封部拐が該コイルの受容部として働き、この受容部が
   非磁性の環状区分（２６）によって密に閉じられており
   、またこのＵ字形部イオの外側スリーブがノズルホルダ
   （３）と管部材（４ａ）との間で軸線方向で緊定されて
   いる、特許請求の範囲第４項記載の燃料噴射ノズル。 ７　電磁コイル密封品イｎが２つの、相互間で当該コイ
   ル（２３）を受容すべき屈曲横断面を有するリング（３
   ９，４０）から成っており、この内の内側リング（３９
   ）が非磁性材料から成り、また外側リング（４０）の、
   支持リング（１１）に面した側が磁束形成のために、前
   記内側１リングよりも所定の寸法（Ａ）だけ突出されて
   いる、特許請求の範囲第４項記ｉ＆の燃料噴射ノズル。 ８　外側リング（４０）と管部材（４ｂ　）との間に非
   磁性材料から成るリング（４１）が配置されている、特
   許請求の範囲第７項記載の燃料噴射ノズル。 ９　外４則リング（４０）がノズルホルダ（３）と管部
   材（４Ｃ）との間で緊定されており、外側リング（４０
   ）と支持リング（１１）との間の半径方向ギャップ（Ｂ
   ）が、管部材（４Ｃ）と支持リング（１１）との間の半
   径方向ギャップ（Ｄ）よりも小さくなっている、特許請
   求の範囲第４項記載の燃料噴射ノズル。 １０　密封部材とノズルホルダ（３）又はギャップ（１
   ５）との間に、非磁性材料から成る円板が配置されてい
   る、特ｇ′ｉ請求の範囲第１頂から第９項までのいずれ
   か１項記載の燃料噴射ノズル。