JP2004518874A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、ノズル体（２）から形成された弁ケーシングと、燃料噴射弁（１）を内燃機関のシリンダヘッド（３６）に対してシールする第１シールリング（３４）とが設けられている形式のものにおいて、第１シールリング（３４）が半径方向外側の面（４５）において、燃料の流れ方向で円錐形に先細であり、第２シールリング（３５）と接触して共働しており、該第２シールリング（３５）が半径方向内側の面（４６）において燃料の流れ方向とは逆向きに円錐形に先細である。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細書には、例えば電磁式の燃料噴射弁とそのために適した固定構造体が開示されており、この固定構造体によってシリンダ噴射系を備えた内燃機関のために、シール作用、耐熱及び耐圧に対する要求が満たされるようになっている。特に、電磁式の燃料噴射弁が固定されるシリンダに直接的に隣接した領域のシールに対しては、そこから遠く離れた領域に対すると同様に、注意が払われている。その結果この公知の構成では、第１のシール区分が、波形のシム板リングとして形成された第１のシールリングを備えて、シリンダの近傍において燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間の箇所に、設けられている。さらに第２のシール区分が、同様に波形のシム板リングとして形成された第２のシールリングを備えて、第１のシール区分に比べてシリンダから遠く離れた箇所に配置されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６００４０３号明細書に開示された燃料噴射弁における欠点としては、一方では製造に関する手間がかかり、かつ例えば銀メッキされたＩＮＣＯＮＥＬのような高級化された材料に起因する高い製造コストがシールリングのためにかかる、ということが挙げられる。
【０００４】
また他方では、高いシール作用には常に組立てに関する大きな手間が結び付いており、そして取付け時には大きな機械的な力が必要となり、かつ構成部材の損傷の惹起されるおそれがある。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁には、公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本発明による燃料噴射弁では、２つのシールリング、つまり互いに逆向きに円錐形に先細でありかつ組込みスペースよりも小さな半径方向寸法を有している２つのシールリングを組み合わせることによって、簡単かつ力の要らない取付けが可能になり、かつ完全に取り付けられた状態においては確実なシール作用が可能になる。
【０００６】
請求項１記載の燃料噴射弁の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。
【０００７】
シールリングの供給側と流出側とに対を成してシム板が配置されていると、シールリングに対する均一な力伝達が可能になり、特に有利である。
【０００８】
シールリングの流出側にシム板を使用すると特に有利である。それというのは、このように構成すると、シールリングと、燃焼室内に存在する混合気との間における破壊的な接触を、確実に回避することができるからである。
【０００９】
さらにまた、シール作用が、流出側におけるシム板を介してシールリングの負荷によって燃料噴射弁の運転中に強化されると、有利である。
【００１０】
図面
次に図面を参照しながら本発明による燃料噴射弁の実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明による燃料噴射弁の１実施例を示す全体図である。
【００１２】
図２Ａは、本発明による燃料噴射弁の図１に示された領域ＩＩを拡大して示す図であって、第１の組立て状態を示す図である。
【００１３】
図２Ｂは、本発明による燃料噴射弁の図１に示された領域ＩＩを拡大して示す図であって、第１の組立て状態に続く第２の組立て状態を示す図である。
【００１４】
実施例の記載
燃料噴射弁１は、混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁の形で構成されている。図示の燃料噴射弁１は、内燃機関の燃焼室（図示せず）内に燃料を直接噴射するために適している。
【００１５】
燃料噴射弁１はノズル体２から成っていて、このノズル体２内には弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と共働してシール座を形成している。燃料噴射弁１は図示の実施例では内方に向かって開放する燃料噴射弁１であり、この燃料噴射弁１は１つの噴射開口７を有している。
【００１６】
ノズル体２はシール部材８によって、マグネットコイル１０の外極９に対してシールされ、かつ本発明による２部分から成るシールリングつまり第１シールリング３４と第２シールリング３５とから成るシールリングによって、内燃機関のシリンダヘッド３６に対してシールされている。第１シールリング３４は半径方向外側の面４５が燃料の流れ方向において円錐形に先細であるのに対して、第２シールリング３５は半径方向内側の面４６が流れ方向とは逆向きに円錐形に先細になっている。両シールリング３４，３５は、確実なシール作用を高い安定性と共に得るために、有利にはテフロンから成っている。
【００１７】
燃料噴射弁１は図２Ａに示された組立て状態では、シリンダヘッド３６内においてなおその最終的な組立てポジションを占めていない。燃料噴射弁１がさらにシリンダヘッド３６の受容孔３９内に押し込まれるや否や、第２シールリング３５内への第１シールリング３４の軸方向シフト及びこれによる第２シールリング３５の拡張によって、所望のシール作用が得られる。両シールリング３４，３５の詳しい図示は図２Ａ及び図２Ｂに示されており、その機能形式については後で図２Ａ及び図２Ｂを参照して述べる。
【００１８】
マグネットコイル１０はコイルケーシング１１内にカプセル化して収容されていて、コイル保持体１２に巻き付けられており、このコイル保持体１２はマグネットコイル１０の内極１３に接触している。内極１３と外極９とは間隙２６によって互いに隔てられていて、結合部材２９に支持されている。マグネットコイル１０は導体１９を介して、電気的な差込みコンタクト１７を介して供給可能な電流によって励磁される。差込みコンタクト１７は、内極１３に射出成形可能なプラスチック周壁１８によって取り囲まれている。
【００１９】
弁ニードル３は弁ニードルガイド１４内において案内されていて、この弁ニードルガイド１４は円板状に形成されている。行程調節のためには、対をなして設けられた調節円板１５が働く。調節円板１５の他方の側には、可動子２０が配置されている。この可動子２０は第１のフランジ２１を介して摩擦力結合式（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に弁ニードル３と結合されており、この弁ニードル３は溶接シーム２２によって第１のフランジ２１と結合されている。この第１のフランジ２１には戻しばね２３が支持されており、この戻しばね２３は燃料噴射弁１の図示の構成形態では、スリーブ２４によってプレロードもしくは予負荷（Ｖｏｒｓｐａｎｎｕｎｇ）をかけられる。
【００２０】
可動子２０の下流側には第２のフランジ３１が配置されており、この第２のフランジ３１は下側の可動子ストッパとして働き、溶接シーム３３を介して摩擦力結合式に弁ニードル３と結合されている。可動子２０と第２のフランジ３１との間には、弾性的な中間リング３２が、燃料噴射弁１の閉鎖時における可動子衝突を緩衝するために配置されている。
【００２１】
弁ニードルガイド１４、可動子２０及び弁座体５のところを燃料通路３０ａ〜３０ｃが延びており、これらの燃料通路３０ａ〜３０ｃは、中央の燃料供給部１６を介して供給されフィルタエレメント２５によって濾過される燃料を、噴射開口７へと導く。燃料噴射弁１はシール部材２８によって、図示されていない分配導管に対してシールされている。
【００２２】
燃料噴射弁１の休止状態において弁ニードル３における第１のフランジ２１は、戻しばね２３によってその上昇行程方向とは逆方向に負荷されていて、弁閉鎖体４が弁座６にシール接触された状態に保たれるようになっている。可動子２０は、第２のフランジ３１に支持されている中間リング３２に接触している。マグネットコイル１０が励磁されると、マグネットコイル１０は、可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗して上昇方向に運動させようとする磁界を形成する。可動子２０は、弁ニードル３と溶接された第１のフランジ２１を、ひいては弁ニードル３を同様に上昇行程方向に連行する。弁ニードル３と作用結合されている弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上げられ、これによって、燃料通路３０ａ〜３０ｃを介して噴射開口７に案内された燃料が噴射される。
【００２３】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界が十分に消滅した後で、第１のフランジ２１に作用する戻しばね２３の圧力によって内極１３から向かって落下し、これによって弁ニードル３は、上昇行程方向とは逆方向に運動する。これによって弁閉鎖体４は弁座面６に載着されて、燃料噴射弁１は閉鎖される。可動子２０は、第２のフランジ３１によって形成された可動子ストッパに載着している。
【００２４】
図２Ａ及び図２Ｂには、本発明による燃料噴射弁１の、図１においてＩＩで示された領域における異なった組立て状態が、拡大して断面図で示されている。すべての図面において同一部材には同一符号が用いられている。
【００２５】
図１について既に述べたように、シールリング３４，３５はその半径方向長さを次のように、すなわち両シールリング３４，３５が燃料噴射弁１と共にまず初めは力を入れることなしにシリンダヘッド３６の受容孔３６内に挿入できるように、設計されている。シールリング３４，３５を組み立てるために、まず初めは第１のシム板４１がノズル体２の溝状の切欠き３８内に挿入される。その後でシールリング３４，３５が、同様に切欠き３８内に配置されるまで、軸方向でノズル体２に被せ嵌められる。
【００２６】
互いに逆向きに円錐形に先細になっているシールリング３４，３５の特殊な形状によって、第１シールリング３４の半径方向外側の面４５と第２シールリング３５の半径方向内側の面４６とによって、２つの円錐周面が隣接し、その結果シールリング３４，３５は軸方向の圧力を加えることによって互いの中にシフト可能となる。これによって第２シールリング３５は僅かな力で拡開されて、所望のシール作用がシリンダヘッド３６の受容孔３９内において得られる。必要な圧力は受容孔３９内における燃料噴射弁１の組立て時に生じ、第１のシム板４１を介して第１シールリング３４に伝達される。第１のシム板４１はこの場合、ノズル体２の切欠き３８の供給側の肩部４７に接触していて、流出方向において作用する組立て圧によって第１シールリング３４に押し付けられる。この第１シールリング３４は圧力によって第２シールリング３５内に押し込まれ、そしてこの第２シールリング３５を拡開させる。さらに付加的に、第１シールリング３４の半径方向長さもまた、発生する圧力と制限された自由度とによって、軸方向長さを減じながら増大する。これによって、シリンダヘッド３６の受容孔３９内における燃料噴射弁１のシール作用と最終的な取付けポジションを得ることができる。
【００２７】
シリンダヘッド３６の肩部３７に載設される第２のシム板４２は、対応受けの機能を果たし、これは第２シールリング３５を支持し、かつ流出方向における圧力によって第１シールリング３４が第２シールリング３５を通り抜けることを阻止する。付加的にまた第２のシム板４２によって、燃焼室内に存在していて間隙４３を通って受容孔３９内に侵入する混合気と両シールリング３４，３５との間における、場合によっては損傷を惹起する接触を、回避することができる。
【００２８】
シールリング３４，３５の燃焼室側における燃焼室圧は、シールリング３４，３５の燃焼室とは反対の側における周囲圧に比べて大きいので、第１シールリング３４はノズル体２とシリンダヘッド３６との間における間隙４３を介して燃焼室圧を負荷され、その結果燃料噴射弁１の運転におけるシール作用は、ノズル体２の肩部４７に対するシム板４１を介して第１シールリング３４の圧着によって、さらに強くなる。ノズル体２の切欠き３８内における押圧により生じるリング間隙４４に基づいて、この効果はさらに付加的に強化される。
【００２９】
本発明は図示の実施例に制限されるものではなく、互いにシフト可能なシールリング３４，３５の別の形状に対しても、また燃料噴射弁１の任意の構造形式に対しても、例えばコモンレール系に関連した燃料噴射弁１に対しても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による燃料噴射弁の１実施例を示す全体図である。
【図２Ａ】
本発明による燃料噴射弁の図１に示された領域ＩＩを拡大して示す図であって、第１の組立て状態を示す図である。
【図２Ｂ】
本発明による燃料噴射弁の図１に示された領域ＩＩを拡大して示す図であって、第１の組立て状態に続く第２の組立て状態を示す図である。

Claims (8)

1. 燃料噴射弁（１）、特に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、ノズル体（２）から形成された弁ケーシングと、燃料噴射弁（１）を内燃機関のシリンダヘッド（３６）に対してシールする第１シールリング（３４）とが設けられている形式のものにおいて、第１シールリング（３４）が半径方向外側の面（４５）において、燃料の流れ方向で円錐形に先細であり、第２シールリング（３５）と接触して共働しており、該第２シールリング（３５）が半径方向内側の面（４６）において燃料の流れ方向とは逆向きに円錐形に先細であることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 第１シールリング（３４）と第２シールリング（３５）とがノズル体（２）の切欠き（３８）内に配置されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. 切欠き（３８）内において第１シールリング（３４）の供給側に、第１のシム板（４１）が配置されている、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
4. 第１のシム板（４１）が切欠き（３８）の肩部（４７）に接触している、請求項３記載の燃料噴射弁。
5. 第２シールリング（３５）の流出側に第２のシム板（４２）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
6. 第２のシム板（４２）がシリンダヘッド（３６）の肩部（３７）に接触している、請求項５記載の燃料噴射弁。
7. 第１シールリング（３４）が第２シールリング（３５）内において軸方向シフト可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. 両シールリング（３４，３５）相互の軸方向シフトによって、第１シールリング（３４）と第２シールリング（３５）とが半径方向において拡大する、請求項７記載の燃料噴射弁。