JP2003521616A - 噴射ノズル - Google Patents
噴射ノズルInfo
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- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
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Abstract
(57)【要約】
燃料噴射システムのための噴射ノズル(10)であって、流体入口(24)および流体出口(30)を備えた圧力室(26)と、流体出口(30)を取り囲む弁座(32)と、この弁座(32)に当接して流体出口(30)を閉鎖することのできる弁エレメント(34)と、弁エレメント(34)に係合することのできる操作突出部(42)を備えた圧電式アクチュエータ(40)とを備えている形式のものにおいて、わずかなコスト若しくは手間で温度補償を得たい。この目的のために、シフト可能な壁部分(28)が設けられていて、この壁部分(28)に弁座(32)が形成されていて、壁部分(28)が圧力室(26)を弁座(32)の側で制限しており、さらに温度補償エレメント(44)が設けられていて、この温度補償エレメント(44)が、シフト可能な壁部分(28)と協働し、かつ壁部分(28)を、温度に起因する圧電式アクチュエータ(40)の長さ変化に相応してシフトさせる。
Description
【0001】
背景技術
本発明は燃料噴射システムのための噴射ノズルであって、流体入口および流体
出口を備えた圧力室と、流体出口を取り囲む弁座と、この弁座に当接してこの流
体出口を閉鎖することのできる弁エレメントと、弁エレメントに係合することの
できる操作突出部を備えた圧電式アクチュエータとを備えている形式のものに関
する。
出口を備えた圧力室と、流体出口を取り囲む弁座と、この弁座に当接してこの流
体出口を閉鎖することのできる弁エレメントと、弁エレメントに係合することの
できる操作突出部を備えた圧電式アクチュエータとを備えている形式のものに関
する。
【0002】
弁エレメントは噴射ノズルのノズルニードルの開放および閉鎖のために役立つ
。ノズルニードルは制御室内に突入しており、制御室には加圧下の流体、特に燃
料が供給される。制御室からは流出絞りを通して流体が圧力室内に流入する。圧
力室からの流体出口が閉鎖されると、要するに弁エレメントが弁座に当接すると
、制御室内の流体はせき止められ、その結果、制御室内には高圧が形成される。
この圧力はノズルニードルをその閉鎖位置に保持する。ノズルニードルを開放し
たい場合には、弁エレメントが圧電式アクチュエータの操作により弁座から持上
げられる。このことにより、流体は圧力室と制御室とから流出し、その結果、制
御室内の圧力が低下する。このことにより、ノズルニードルの前端部に負荷され
る燃料圧によって発生させられてノズルニードルに作用する開放力がノズルニー
ドルを開放することができる。そして燃料が噴射される。
。ノズルニードルは制御室内に突入しており、制御室には加圧下の流体、特に燃
料が供給される。制御室からは流出絞りを通して流体が圧力室内に流入する。圧
力室からの流体出口が閉鎖されると、要するに弁エレメントが弁座に当接すると
、制御室内の流体はせき止められ、その結果、制御室内には高圧が形成される。
この圧力はノズルニードルをその閉鎖位置に保持する。ノズルニードルを開放し
たい場合には、弁エレメントが圧電式アクチュエータの操作により弁座から持上
げられる。このことにより、流体は圧力室と制御室とから流出し、その結果、制
御室内の圧力が低下する。このことにより、ノズルニードルの前端部に負荷され
る燃料圧によって発生させられてノズルニードルに作用する開放力がノズルニー
ドルを開放することができる。そして燃料が噴射される。
【0003】
圧電式アクチュエータの使用は、比較的わずかな電気的な出力と短い応答時間
で弁エレメントを切り換えることができるという利点を有している。圧電式アク
チュエータの欠点は、その内部に受容された圧電積層物、要するに複数の個々の
圧電素子の積層物が温度変化時に比較的大きな長さ増大もしくは長さ減少をもた
らすことにある。
で弁エレメントを切り換えることができるという利点を有している。圧電式アク
チュエータの欠点は、その内部に受容された圧電積層物、要するに複数の個々の
圧電素子の積層物が温度変化時に比較的大きな長さ増大もしくは長さ減少をもた
らすことにある。
【0004】
圧電式アクチュエータのこの長さ変化が噴射ノズルの切換えの挙動に影響する
ことを防止するために、従来技術において温度補償に役立つ種々の手段が提案さ
れている。ドイツ連邦共和国特許公開第3533085号明細書からは例えば液
圧ピストンが圧電式アクチュエータのための対向支持体として役立てられている
液圧的な補償システムが公知である。この液圧ピストンは、圧電式アクチュエー
タの緩慢な長さ変化の発生時に流体を補償ピストンによって狭い絞り隙間を通し
て押し退けることにより、圧電式アクチュエータのこのような緩慢な長さ変化を
可能ならしめている。これに対して、圧電式アクチュエータの操作に相応するよ
うな迅速な長さ変化が生じた場合には、絞り箇所が補償ピストンの迅速なシフト
を可能にしないため、補償ピストンは充分に剛性的とみなされることができる。
ことを防止するために、従来技術において温度補償に役立つ種々の手段が提案さ
れている。ドイツ連邦共和国特許公開第3533085号明細書からは例えば液
圧ピストンが圧電式アクチュエータのための対向支持体として役立てられている
液圧的な補償システムが公知である。この液圧ピストンは、圧電式アクチュエー
タの緩慢な長さ変化の発生時に流体を補償ピストンによって狭い絞り隙間を通し
て押し退けることにより、圧電式アクチュエータのこのような緩慢な長さ変化を
可能ならしめている。これに対して、圧電式アクチュエータの操作に相応するよ
うな迅速な長さ変化が生じた場合には、絞り箇所が補償ピストンの迅速なシフト
を可能にしないため、補償ピストンは充分に剛性的とみなされることができる。
【0005】
ドイツ連邦共和国特許公開第19531652号明細書からは、圧電式アクチ
ュエータが基本的に自由にシフト可能であり、従って圧電式アクチュエータの温
度に起因する長さ変化を得ることができるような補償システムが公知である。し
かし、圧電式アクチュエータの作動の際に対向支持を行うためには、圧電式アク
チュエータ作動の直前に締付装置によってそのその都度の位置で締付けられなけ
ればらならい。この締付けは作動後に再び解除され、従って圧電式アクチュエー
タの休止状態では場合によって必要な長さ変化を生じることができる。
ュエータが基本的に自由にシフト可能であり、従って圧電式アクチュエータの温
度に起因する長さ変化を得ることができるような補償システムが公知である。し
かし、圧電式アクチュエータの作動の際に対向支持を行うためには、圧電式アク
チュエータ作動の直前に締付装置によってそのその都度の位置で締付けられなけ
ればらならい。この締付けは作動後に再び解除され、従って圧電式アクチュエー
タの休止状態では場合によって必要な長さ変化を生じることができる。
【0006】
本発明の課題は圧電式アクチュエータによって操作される、簡単な構造を有す
る温度補償式の噴射ノズルを提供することにある。
る温度補償式の噴射ノズルを提供することにある。
【0007】
発明の利点
請求項1の特徴概念に記載の特徴を有する本発明による噴射ノズルは温度補償
のために純機械的なシステムを使用しており、したがって特別簡単な構造が得ら
れる。本発明の基本思想は、温度変動の発生時に、ひいてはこれに起因する圧電
式アクチュエータの長さ変化の発生時に弁座を操作突出部と同様に調節すること
にある。このようにすれば、温度に起因する弁座と操作突出部との間の相対的な
シフトが発生せず、その結果、切換え特性が変化しない。
のために純機械的なシステムを使用しており、したがって特別簡単な構造が得ら
れる。本発明の基本思想は、温度変動の発生時に、ひいてはこれに起因する圧電
式アクチュエータの長さ変化の発生時に弁座を操作突出部と同様に調節すること
にある。このようにすれば、温度に起因する弁座と操作突出部との間の相対的な
シフトが発生せず、その結果、切換え特性が変化しない。
【0008】
温度補償エレメントとしては例えば、圧電式アクチュエータを取り囲むスリー
ブが使用される。この形式で特別コンパクトな形状が得られる。温度補償エレメ
ントのための材料としては、圧電式アクチュエータのために使用される圧電セラ
ミックとほぼ同じ温度膨張係数を有する任意の材料が使用できる。
ブが使用される。この形式で特別コンパクトな形状が得られる。温度補償エレメ
ントのための材料としては、圧電式アクチュエータのために使用される圧電セラ
ミックとほぼ同じ温度膨張係数を有する任意の材料が使用できる。
【0009】
本発明の有利な構成が従属請求項に記載されている。
【0010】
実施例の説明
次に、添付図面に示した有利な1実施例につき本発明を説明する。
【0011】
図1には噴射ノズル10の部分が示されている。この噴射ノズルはノズルニー
ドル12を有しており、ノズルニードルはノズルボディ14内に調節可能に取付
けられている。ノズルニードル12は制御室16内に突入しており、制御室は燃
料流入路18に連通している。制御室16からは燃料流出路20が導出されてお
り、燃料流出路は流出絞り22を介して、圧力室26内に開口した流体入口24
へ通じている。圧力室26は流体入口24とは逆の側で壁部分28によって制限
されており、壁部分はシフト可能にノズルボディ14に取付けられている。壁部
分28は貫通孔を備えており、その結果、圧力室26からの流体出口30が形成
されている。圧力室は弁エレメント34によって閉鎖されることができ、弁エレ
メントは壁部分28に設けた弁座32に当接することができる。弁エレメント3
4の負荷のために圧力室26内にはプレロードばね36が配置されている。さら
に、圧力室26内には皿ばねの形状の圧縮ばね38も配置されており、圧縮ばね
38は壁部分28と、これとは逆の側の圧力室26の底部との間に支持されてい
る。
ドル12を有しており、ノズルニードルはノズルボディ14内に調節可能に取付
けられている。ノズルニードル12は制御室16内に突入しており、制御室は燃
料流入路18に連通している。制御室16からは燃料流出路20が導出されてお
り、燃料流出路は流出絞り22を介して、圧力室26内に開口した流体入口24
へ通じている。圧力室26は流体入口24とは逆の側で壁部分28によって制限
されており、壁部分はシフト可能にノズルボディ14に取付けられている。壁部
分28は貫通孔を備えており、その結果、圧力室26からの流体出口30が形成
されている。圧力室は弁エレメント34によって閉鎖されることができ、弁エレ
メントは壁部分28に設けた弁座32に当接することができる。弁エレメント3
4の負荷のために圧力室26内にはプレロードばね36が配置されている。さら
に、圧力室26内には皿ばねの形状の圧縮ばね38も配置されており、圧縮ばね
38は壁部分28と、これとは逆の側の圧力室26の底部との間に支持されてい
る。
【0012】
弁エレメント34の操作のために圧電式アクチュエータ40が設けられており
、圧電式アクチュエータは圧力室26のノズルニードル12とは逆の側に配置さ
れている。圧電式アクチュエータ40は操作突出部42を備えており、操作突出
部は流体通路30を貫通して延びており、かつ弁エレメント34を弁座32から
持ち上げることができる。
、圧電式アクチュエータは圧力室26のノズルニードル12とは逆の側に配置さ
れている。圧電式アクチュエータ40は操作突出部42を備えており、操作突出
部は流体通路30を貫通して延びており、かつ弁エレメント34を弁座32から
持ち上げることができる。
【0013】
圧電式アクチュエータ40の周りにはスリーブの形状の温度補償エレメント4
4が配置されており、温度補償エレメント44は、その軸方向の一方の端部で、
圧電式アクチュエータ40を収容している孔の底部に、軸方向の他方の端部で、
シフト可能な壁部分28に支持されている。温度補償エレメント44は圧電式ア
クチュエータ40の温度膨張係数と同じ温度膨張係数を有している。
4が配置されており、温度補償エレメント44は、その軸方向の一方の端部で、
圧電式アクチュエータ40を収容している孔の底部に、軸方向の他方の端部で、
シフト可能な壁部分28に支持されている。温度補償エレメント44は圧電式ア
クチュエータ40の温度膨張係数と同じ温度膨張係数を有している。
【0014】
圧電式アクチュエータ40は公知形式通り弁エレメント34を操作することに
よって圧力室26からの流体出口30を選択的に開放し、かつこれによって制御
室16内の流体圧を低下せしめるのに役立ち、これによりノズルニードル12を
開放することができる。噴射ノズルの作動中に温度変化が生じ、これに起因して
圧電式アクチュエータの長さ変化が生じた場合、温度補償エレメント44はそれ
と同じ長さ変化を生じる。このことにより、温度補償エレメントはシフト可能な
壁エレメント28ひいては弁座32のシフトを生じ、そのシフトは操作突出部4
2の弁エレメント34に係合した端部のシフトに相応する。この形式で、温度変
化時の弁座32と操作突出部42との間の相対なシフトが防止され、噴射ノズル
の切換え特性が温度変化によって影響されない。圧縮ばね38はシフト可能な壁
部分28の調節時に、この壁部分28を温度補償エレメント44に常に当接せし
めておくのに役立ち、その結果、壁部分28は温度補償エレメント44の短縮に
も追従する。皿ばねの使用は、それを適当に設計すれば、壁部分28のシフトに
無関係に常時同じばね力が供給されるという利点を有している。
よって圧力室26からの流体出口30を選択的に開放し、かつこれによって制御
室16内の流体圧を低下せしめるのに役立ち、これによりノズルニードル12を
開放することができる。噴射ノズルの作動中に温度変化が生じ、これに起因して
圧電式アクチュエータの長さ変化が生じた場合、温度補償エレメント44はそれ
と同じ長さ変化を生じる。このことにより、温度補償エレメントはシフト可能な
壁エレメント28ひいては弁座32のシフトを生じ、そのシフトは操作突出部4
2の弁エレメント34に係合した端部のシフトに相応する。この形式で、温度変
化時の弁座32と操作突出部42との間の相対なシフトが防止され、噴射ノズル
の切換え特性が温度変化によって影響されない。圧縮ばね38はシフト可能な壁
部分28の調節時に、この壁部分28を温度補償エレメント44に常に当接せし
めておくのに役立ち、その結果、壁部分28は温度補償エレメント44の短縮に
も追従する。皿ばねの使用は、それを適当に設計すれば、壁部分28のシフトに
無関係に常時同じばね力が供給されるという利点を有している。
【図1】
本発明による噴射ノズルの圧電式アクチュエータと圧力室とを備えた端部の断
面図である。
面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F02M 51/06 F02M 51/06 N
61/16 61/16 G
63/00 63/00 R
Claims (5)
- 【請求項1】 燃料噴射システムのための噴射ノズル(10)であって、流
体入口(24)および流体出口(30)を備えた圧力室(26)と、流体出口(
30)を取り囲む弁座(32)と、該弁座(32)に当接して流体出口(30)
を閉鎖することのできる弁エレメント(34)と、該弁エレメント(34)に係
合することのできる操作突出部(42)を備えた圧電式アクチュエータ(40)
とを備えている形式のものにおいて、 シフト可能な壁部分(28)が設けられていて、該壁部分(28)に弁座(3
2)が形成されていて、当該壁部分(28)が圧力室(26)を弁座(32)の
側で制限しており、さらに温度補償エレメント(44)が設けられていて、該温
度補償エレメント(44)が、シフト可能な壁部分(28)と協働し、かつ前記
壁部分(28)を、温度に起因する圧電式アクチュエータ(40)の長さ変化に
相応してシフトさせることを特徴とする、噴射ノズル。 - 【請求項2】 圧電式アクチュエータ(40)の操作突出部(42)がシフ
ト可能な壁部分(28)を貫通していることを特徴とする、請求項1記載の噴射
ノズル。 - 【請求項3】 温度補償エレメント(44)が、圧電式アクチュエータ(4
0)を取り囲むスリーブであることを特徴とする、請求項1または2記載の噴射
ノズル。 - 【請求項4】 シフト可能な壁部分(28)と、圧力室(26)の、対向す
る壁との間に圧縮ばね(38)が配置されていることを特徴とする、請求項1か
ら3までのいずれか1項記載の噴射ノズル。 - 【請求項5】 圧縮ばね(38)が皿ばねであることを特徴とする、請求項
4記載の噴射ノズル。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10003863.8 | 2000-01-28 | ||
DE10003863A DE10003863B4 (de) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Einspritzdüse |
PCT/DE2001/000280 WO2001055578A2 (de) | 2000-01-28 | 2001-01-25 | Einspritzdüse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003521616A true JP2003521616A (ja) | 2003-07-15 |
Family
ID=7629141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001555684A Pending JP2003521616A (ja) | 2000-01-28 | 2001-01-25 | 噴射ノズル |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20020153429A1 (ja) |
EP (1) | EP1222382A2 (ja) |
JP (1) | JP2003521616A (ja) |
KR (1) | KR20010111284A (ja) |
CZ (1) | CZ20013441A3 (ja) |
DE (1) | DE10003863B4 (ja) |
HU (1) | HUP0202473A2 (ja) |
WO (1) | WO2001055578A2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7243902B2 (en) | 2002-11-08 | 2007-07-17 | Robert Bosch Gmbh | Pressure-compensated, directly controlled valve |
EP1493917B1 (en) * | 2003-05-30 | 2006-04-12 | Siemens VDO Automotive S.p.A. | Injector assembly |
DE10328573A1 (de) * | 2003-06-25 | 2005-01-13 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
EP1694957A1 (de) * | 2003-11-11 | 2006-08-30 | Robert Bosch GmbH | Druckausgeglichenes, direktgesteuertes ventil |
EP1719904A1 (de) * | 2005-05-02 | 2006-11-08 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzdüse |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3037078C2 (de) * | 1980-10-01 | 1982-08-12 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Elektrisch angesteuertes Stellglied |
DE3533085A1 (de) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen |
DE19531652A1 (de) * | 1995-08-29 | 1997-05-07 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
DE19538791C2 (de) * | 1995-10-18 | 1998-04-09 | Daimler Benz Ag | Piezosteuerventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen |
DE19540155C2 (de) * | 1995-10-27 | 2000-07-13 | Daimler Chrysler Ag | Servoventil für eine Einspritzdüse |
DE59811027D1 (de) * | 1997-04-04 | 2004-04-29 | Siemens Ag | Einspritzventil mit Mitteln zur Kompensation der thermischen Längenänderung eines Piezoaktors |
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