JP2003172232A - 噴射弁を制御するための電磁弁を備えたインジェクタ - Google Patents
噴射弁を制御するための電磁弁を備えたインジェクタInfo
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Abstract
反発が阻止されるようにする。 【解決手段】 下側のプランジャ室5内に生ぜしめられ
る圧力変動を低減するための手段が設けられているよう
にした。
Description
めのインジェクタであって、噴射弁を制御するための電
磁弁が設けられており、該電磁弁が、運動可能なプラン
ジャを有しており、該プランジャが、下側のプランジャ
室に設けられた弁座に移動可能であり、下側のプランジ
ャ室自体が、1つまたはそれ以上の孔を介して噴射弁の
制御圧室に流体接続されるようになっており、下側のプ
ランジャ室に通じる戻し孔が、漏れ量を下側のプランジ
ャ室内に戻すために当該インジェクタに設けられている
形式のものに関する。
置の噴射弁を制御するために働く。この噴射弁はノズル
ニードルを備えている。このノズルニードルの開閉位置
は電磁弁によって制御可能であり、これによって、燃料
を噴射するための噴射孔を開放することができる。
る。このプランジャは電磁弁のソレノイドユニットの通
電時に、下側のプランジャ室に設けられた弁座から持ち
上がる。この弁座自体は1つまたはそれ以上の(絞り)
孔を介して噴射弁の制御圧室に流体接続される。弁座の
開放時には、噴射弁の制御圧室内の圧力が減少させられ
る。この場合、流体(圧力媒体)は孔を介して弁座の方
向に流れ、そこから下側のプランジャ室内に流入する。
開放方向で作用する燃料高圧に常にさらされているノズ
ルニードルが運動させられる。これによって、噴射孔が
開放され、インジェクタは燃焼を噴射することができ
る。
インジェクタ(CRI)が作業する。この場合、メイン
噴射とパイロット噴射とは極めて短い噴射時間で実現す
ることができる。このような形式の電磁弁は、たとえば
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19650865号明
細書に基づき公知である。
ェクタは、下側のプランジャ室に通じる戻し孔を有して
いる。この戻し孔を通って漏れ量が、電磁弁と噴射弁と
の種々異なる区分から下側のプランジャ室内に戻され
る。
ンジャが戻しばねの戻し力によって下方に運動させら
れ、いわゆる「A絞り」とも呼ばれる流出絞りに通じる
弁座を閉鎖する。これによって、制御室内の圧力が再び
上昇するので、ノズルニードルが下方に運動させられ、
噴射孔が閉鎖される。
ャの反発が生ぜしめられる。これによって、このプラン
ジャが再び弁座を開放しかつ制御室内の短時間の減圧を
生ぜしめる。これによって、ノズルニードルの閉鎖が遅
らされる。全体的にプランジャの反発は、減衰された振
動にほぼ相当するプランジャストロークの経過を生ぜし
める。これによって、ノズルニードルの閉鎖が遅らされ
る。このことは、特に電磁弁の迅速な切換シーケンス
(パイロット噴射およびメイン噴射)に対して不利とな
り、さらに、エンジンのエミッション値およびノイズ値
に悪影響を与える。
8104号明細書では、冒頭で述べた形式の電磁弁にお
けるプランジャ反発を低減するために、運動可能なプラ
ンジャおよび定置の部分と協働する減衰装置を設けるこ
とが提案される。この減衰装置によってプランジャの後
振動が減衰される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第1
9708104号明細書では、プランジャプレートと、
プランジャの案内管片と、プランジャピンが延びる滑り
片との特別な構成によって、種々異なる減衰装置が実現
される。この場合、介在された調整板は減衰効果を高め
ることができる。しかし、この解決原理は、特にプラン
ジャが一体に形成されている場合に極めて手間がかかる
と同時にもはや不十分でしかないと分かった。
50865号明細書
08104号明細書
課題は、冒頭で述べた形式のインジェクタを改良して、
プランジャによる弁座の閉鎖時にプランジャ反発が阻止
されるようにすることである。
に本発明の構成では、下側のプランジャ室内に生ぜしめ
られる圧力変動を低減するための手段が設けられている
ようにした。
ジェクタは、下側のプランジャ室内に生ぜしめられる圧
力変動を低減するための手段を有している。つまり、プ
ランジャガイドに設けられた孔を通ってプランジャ面に
直接作用する下側のプランジャ室内の圧力衝撃が、弁座
からのプランジャの持上りひいてはノズルニードルの遅
らされた閉鎖を生ぜしめることが分かった。したがっ
て、下側のプランジャ室内の圧力変動の低減によって、
プランジャ反発を最小限に低減することができ、したが
って、ノズルニードルのなだらかな閉鎖を保証すること
ができる。
(戻し孔を介して戻される漏れ量の圧力)に関連してい
る。この戻し背圧はシステムに基づき、規定された公差
範囲内にある。したがって、下側のプランジャ室内の圧
力変動の本発明による低減によって、戻し孔から下側の
プランジャ室内に伝播される圧力変動を補償することが
でき、これによって、プランジャ反発の強さが著しく減
少させられる。
るための手段は、加工したい切欠きまたは組込み体を有
していてよい。この切欠きまたは組込み体によって、戻
し孔のかつ/または下側のプランジャ室の、増加させら
れた容積が得られる。一般的には、電磁弁ならびに噴射
弁に設けられた、漏れ量の戻し部に該当する規定された
区分が容積増大させられて形成されていてよい。このよ
うな容積増大によって、圧力の低下ひいては圧力衝撃の
減少が達成される。
るための別の手段は、下側のプランジャ室の手前の戻し
孔内への絞りの組込みである。
過に比べて著しく減衰されたプランジャストロークの経
過が得られるので、もはやプランジャ反発はほとんど感
知されない。これに相応して、ノズルニードルのニード
ルストロークの経過はなだらかな経過となるので、ノズ
ルニードルは遅れなしになだらかにその閉鎖位置に運動
させられる。これによって、エンジンのノイズ値および
エミッション値が改善される。さらに、噴射量はもはや
戻し背圧に関連して変化させられない。したがって、噴
射量は戻し背圧とは無関係となる。これによって、ノイ
ズ値およびエミッション値のほかにエンジンの出力値も
改善される。
てはノズルニードルの、規定されていない閉鎖は、公知
先行技術では、噴射量の高いストローク/ストロークば
らつきを生ぜしめる。したがって、本発明によって達成
される、ノズルニードルのなだらかな閉鎖は、噴射量の
より小さなストローク/ストロークばらつきを生ぜしめ
る。さらに、エミッションおよびノイズの理由に基づ
き、短く連続して行われる複数の噴射を実現することが
できるようにしたい。このことは、プランジャが後反発
しないかまたは迅速に停止する場合にしか可能とならな
い。本発明によって、連続して行われる噴射の間隔を短
縮することができる。なぜならば、ノズルニードルがな
だらかに遅れなしにその閉鎖位置に運動させられるから
である。
面につき詳しく説明する。
インジェクタの従来の構造が示してある。このインジェ
クタは、特に燃料噴射のためにコモンレールシステムで
使用される。図面には、本発明にとって重要となるイン
ジェクタ部分しか符号が付されていない。一体の可動鉄
心もしくはプランジャ3は電磁弁1の通電によってプラ
ンジャばね11のばね力に抗して上方に引っ張られる。
プランジャ3はプランジャガイド12内で走行し、電磁
弁1が通電されていない場合には噴射弁2の弁座4に載
置している。この状態では、噴射弁2の制御圧室8へ
の、「A絞り」とも呼ばれる流出絞り6と孔7とを介し
た流体接続が遮断されている。これに対して、電磁弁1
の通電時には、流出絞り6が開放され、制御圧室8内の
圧力が低下する。なぜならば、いまや、流体が制御圧室
8から下側のプランジャ室5内に流れることができるか
らである。制御圧室8内への流入は、いわゆる「Z絞
り」とも呼ばれる流入絞り(図示せず)によって制限さ
れる。これに対して、ノズルニードル17(図2参照)
は、開放方向で作用する燃料高圧に常にさらされてい
る。流出絞り6の開放時には、制御圧室8内の圧力が、
ノズルニードル17に加えられる燃料高圧よりも小さく
なるので、プッシュロッド13が運動させられ、ノズル
ニードル17を開放方向に引っ張る。これによって、噴
射孔が開放され、インジェクタは燃料を噴射することが
できる。
2の下側の部分が示してある。この場合、ここでも、幾
つかの部分しか符号が付されていない。図1に示したプ
ッシュロッド13はノズルニードル17に結合されてい
る。下側のノズルニードル室は符号16で示してある。
孔9を介して下側のプランジャ室5内に戻される漏れ量
が生ぜしめられる。この漏れ量は、符号14で示した、
インジェクタボディに対する弁片のシール部の箇所、プ
ッシュロッド13と弁片との間の箇所15ならびにノズ
ルとノズルホルダとの間の箇所18に生ぜしめられる
(図1および図2参照)。漏れ量に対して付加的に制御
量が流出絞り6からプランジャガイド12の孔を通って
総戻し通路10を介してインジェクタからタンク内に戻
される。
前述したプランジャ反発の欠点を有している。つまり、
電磁弁1がもはや通電されなくなると、弁座4に載置さ
れるプランジャ3が即座に停止するのではなく反発す
る。これによって、流出絞り6と下側のプランジャ室5
との間の接続が短時間再び開放される。このことは、結
果的に制御圧室8内の短期間の減圧ひいてはノズルニー
ドル17の遅らされた閉鎖を招く。
る。ニードルストロークは符号34で示してあり、プラ
ンジャストロークは符号32で示してある。プランジャ
反発は電磁弁1の閉鎖時に短い開放期間31を生ぜしめ
る。この範囲では、プランジャストローク32の経過
が、減衰された振動にほぼ相当している。したがって、
ノズルニードル17のニードルストローク34の経過は
線形ではなく、遅れ33もしくはラグを有している。
かった。この関係は図3に示してある。図3には、種々
異なる戻し背圧に対して、噴射期間ET(ミリ秒)に対
する噴射量Q(ニードルストローク当たりの単位容積)
が示してある。曲線30は、1600bar付近の戻し
背圧の変化時の互いに異なる噴射量を示している。戻し
背圧の変動はプランジャ反発の強さに影響を与える。な
ぜならば、この圧力変動は、下側のプランジャ室5と、
プランジャガイド12に設けられた孔とを介してプラン
ジャ面に直接作用するからである。
室5内の圧力変動は、構造上の手段および適宜な設計に
よって、漏れ量の戻し通路に該当する区分の容積が増加
させられることにより低減される。最も単純な事例で
は、戻し孔9および/または下側のプランジャ室5自体
の容積が増加させられる。下側のプランジャ室5の手前
の戻し孔9内への絞りの挿入も下側のプランジャ室5内
の圧力変動の低減のために適している。上述した手段は
一緒に使用されてもよい。
最適化されたインジェクタにおける図面が図3もしくは
図4に類似して示してある。1600bar付近の戻し
背圧の変化時には、図5から明らかであるように、噴射
量(曲線40)は不変のままである。これに相応して、
ニードルストローク43の経過が図6では線形となる。
すなわち、ノズルニードル17はなだらかに遅れなしに
閉鎖される。ニードルストロークの経過は図6に符号4
4で示してある。プランジャストローク42は、本発明
によるインジェクタでは、著しく減少させられたプラン
ジャ反発41を示している。電磁弁1の通電の遮断後の
プランジャ3の開放の期間および程度は図4の経過に比
べて著しく減少させられている。
ドルのなだらかな閉鎖が保証されており、戻し背圧の変
動に対する噴射量の関係が排除されていることによっ
て、エンジンのノイズ値、エミッション値および出力値
を改善している。噴射弁のノズルの、規定された閉鎖に
よって、噴射量のより小さなストローク/ストロークば
らつきが生ぜしめられ、連続して行われる噴射の間隔を
従来のインジェクタに比べて短縮することができる。
ェクタの上側の部分を示す図である。
との関係を示す図である。
ークとニードルストロークとの時間的な経過を示す図で
ある。
る噴射量と戻し背圧との関係を示す図である。
るプランジャストロークとニードルストロークとの時間
的な経過を示す図である。
弁座、 5 プランジャ室、 6 流出絞り、 7
孔、 8 制御圧室、 9 戻し孔、 10 総戻し通
路、 11 プランジャばね、 12 プランジャガイ
ド、 13 プッシュロッド、 14 箇所、 15
箇所、 16 ノズルニードル室、 17ノズルニード
ル、 18 箇所、 30 曲線、 31 開放期間、
32プランジャストローク、 33 遅れ、 34
ニードルストローク、 40曲線、 41 プランジャ
反発、 42 プランジャストローク、 43 ニード
ルストローク、 44 ニードルストローク
Claims (3)
- 【請求項1】 特に燃料噴射のためのインジェクタであ
って、噴射弁(2)を制御するための電磁弁(1)が設
けられており、該電磁弁(1)が、運動可能なプランジ
ャ(3)を有しており、該プランジャ(3)が、下側の
プランジャ室(5)に設けられた弁座(4)に移動可能
であり、下側のプランジャ室(5)自体が、1つまたは
それ以上の孔(6,7)を介して噴射弁(2)の制御圧
室(8)に流体接続されるようになっており、下側のプ
ランジャ室(5)に通じる戻し孔(9)が、漏れ量を下
側のプランジャ室(5)内に戻すために当該インジェク
タに設けられている形式のものにおいて、 下側のプランジャ室(5)内に生ぜしめられる圧力変動
を低減するための手段が設けられていることを特徴とす
る、インジェクタ。 - 【請求項2】 当該インジェクタの、漏れ量の戻し部に
該当する1つまたはそれ以上の区分、たとえば戻し孔
(9)および下側のプランジャ室(5)が、加工したい
切欠きまたは組込み体によって容積増大させられて形成
されている、請求項1記載のインジェクタ。 - 【請求項3】 下側のプランジャ室(5)の手前の戻し
孔(9)内に絞りが組み込まれている、請求項1または
2記載のインジェクタ。
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