JP2009503325A - 燃料噴射器 - Google Patents

Abstract

内燃機関用燃料噴射器は、燃料が流れる軸方向の穴８をノズルボディ７内に備えている。この穴はノズルボディ７内で軸方向に摺動可能に案内されたノズルニードル６を収容している。このノズルニードル６はその一端に、ノズルボディ内のシート面を備え、他端はノズルニードル６の外周に装着されノズルニードル６と相対的に摺動可能なブッシュ１を支持している。このブッシュ１はノズルニードル６に弾性的に支持され、軸方向においてノズルボディ７に接続する燃料噴射器部品に接触して制御室１０を画成している。この制御室はブッシュ１内の流入通路２、９を介して、ブッシュ１の外側の燃料流れ室に接続されている。制御室は制御弁によって開閉制御される流出通路を備えている。本発明に従い、流入通路２、９を経て制御室に流れる燃料をろ過するためのフィルタ３がブッシュ１に設けられている。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した、燃料アキュムレータ内で高圧に保たれた燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための燃料噴射器に関する。

燃料アキュムレータ内で高圧に保たれた燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するために（コモンレール噴射システム）、燃料噴射器が知られている。このような燃料噴射器は一般的に２つの液圧式液体通路を備えている。一方の主通路は噴射器入口から噴射ノズルまで達し、第２の通路は適当な個所で主通路から分岐し、サーボ弁まで達している。このサーボ弁によって、制御室の制御圧力がノズルニードルを開閉するように切り替えられる。

燃料には当然、所定の大きさまでの粒子が含まれている。従って、多くの公知の噴射器では、入口側にフィルタまたは他の構造要素が設けられている。この構造要素は噴射器にとって有害な大きさ以上の粒子を取り除く。

噴射器を制御するために設けられた制御弁は、供給された電気的制御信号をできるだけ速く制御圧力の変化に変換すべきであり、速ければ速いほど弁の応答特性が良好となる。

切り替え速度の上昇は特に、弁アクチュエータのストロークを短縮することによって達成される。これは当然、ストロークよりも大きな粒子が弁隙間を通過できず、弁隙間に挟まれ、それによって弁の機能を妨害することを意味する。

上記の入口側のフィルタが許容し得る粒子の大きさに関連して一層微細化されると、流れ抵抗が一段と増大し、噴射器の液圧特性を益々損なうことになる。

燃料アキュムレータ内で高圧に保たれた燃料を内燃機関の燃焼室に噴射するための燃料噴射器が特許文献１によって知られている。この燃料噴射器は噴射器ケーシングと、この噴射器ケーシング内に縦方向に摺動可能に配置されたノズルニードルと、ノズルニードルによって選択的に開放される噴射ノズルを備えている。燃料はこの噴射ノズルを通って内燃機関の燃焼室に噴射可能である。噴射ノズルを選択的に開閉するようにノズルニードルと協働する、燃料圧力によって付勢される制御室は、ノズルニードルを取り囲むブッシュによって画成されている。このブッシュの周りを供給燃料が流れ、ブッシュは制御室に通じる流入通路を開放している。特許文献２と特許文献３からそれぞれ、燃料噴射器の制御室に通じる入口内に配置されたフィルタ自体が知られている。
国際公開０１／１１２２２ Ａ１号パンフレット 欧州特許出願公開第 ０ ９５７ ２６２ Ａ２号明細書 独国特許出願公開第 １００ ３７ ３８８ Ａ１号明細書

本発明の課題は、前提とした種類の改良された燃料噴射器を提供することである。特に、供給される燃料に含まれる異物粒子に対して敏感に反応しない燃料噴射器を提供すべきである。

この課題は、請求項１の特徴を有する燃料噴射器によって解決される。

本発明による燃料噴射器の有利な発展形態および実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明により、燃料が流れる軸方向の穴をノズルボディ内に備えた内燃機関用燃料噴射器が提供される。この穴はノズルボディ内で軸方向に摺動可能に案内されたノズルニードルを収容し、このノズルニードルはその一端に、ノズルボディ内のシート面を備え、他端はノズルニードルの外周に装着されノズルニードルと相対的に摺動可能なブッシュを支持している。このブッシュはノズルニードルに弾性的に支持され、軸方向においてノズルボディに接続する燃料噴射器部品に接触して制御室を画成し、この制御室はブッシュ内の流入通路を介して、ブッシュの外側の燃料流れ室に接続され、制御室は制御弁によって開閉制御される流出通路を備えている。本発明に従い、流入通路を経て制御室に流れる燃料をろ過するためのフィルタがブッシュに設けられている。

本発明の重要な効果は、制御回路が非常に小さな大きさの粒子に対しても確実に保護される一方、大きな粒子に対してあまり敏感に反応しない噴射ノズルに至る主通路内の流れが実質的に以前として損なわれない点にある。

本発明の有利な実施形態では、フィルタがブッシュの外周に設けられている。

好ましくは、フィルタがブッシュの外周を取り囲むように環状に形成されている。

本発明の有利な実施形態では、フィルタが円筒の外周面の形に形成されている。

ブッシュが異なる外周を有する２つの区間を有し、フィルタが外周を縮小したブッシュの小径部に配置されていると合目的である。

好ましくは、ブッシュが制御室側の区間の範囲内においてエッジまで、制御室とは反対側の区間に対して直径を縮小し、この直径差がフィルタの端面に当接させるための半径方向段部を形成している。

好ましくは、縮小した直径部がフィルタを収容する凹部を形成し、この凹部が２つの半径方向段部を有する周方向の環状溝の形をしている。

本発明の有利な実施形態では、さらに、フィルタを通過した燃料流を収容する凹部が、フィルタの内側においてブッシュに形成されている。

好ましくは、凹部が周方向の環状溝の形に形成されている。

好ましくは、制御室に通じる流入通路が流入流れを制限する流入絞りを備えている。

本発明の有利な実施形態では、制御室に通じる流入通路が流入流れを集める前室を備えている。

本発明の有利な実施形態では、制御室に通じる流入通路がブッシュ内に形成されている。

本発明の他の実施形態では、制御室に通じる流入通路がノズルニードルの軸部内に形成されている。

フィルタはウェブまたはワイヤメッシュによって形成可能である。

フィルタは積層ウェブによって形成可能である。

フィルタは焼結材料によって形成可能である。

フィルタは隙間フィルタによって形成可能である。

フィルタは穴、特に円形、楕円形または多角形の穴を有するフィルタによって形成可能である。

好ましくは、フィルタが溶接によってブッシュに固定されている。

本発明の有利な実施形態では、フィルタが噴射燃料流内に配置され、それによって自浄作用を有する。

次に、図に基づいて本発明による燃料噴射器の実施形態を説明する。

図１には燃料噴射器の一部が示してある。この燃料噴射器は、図示していない燃料アキュムレータ（コモンレール）内で高圧に保たれた燃料を噴射するためのものである。燃料噴射器はノズルボディ７を有する一部だけを示した噴射器ケーシングを備えている。このノズルボディ内には、ノズルニードル６が縦方向に摺動可能に案内されて配置されている。ノズルニードルはその一端に設けられたノズルボディ７内のシート面と協働して、燃料を噴射するために噴射ノズル１３を選択的に開放する。燃料アキュムレータ内で高圧に保たれた燃料は、ノズルボディ7内に軸方向に延在する穴の形に形成された高圧通路８を経て、ノズルニードル６の尖端部を環状に取り囲むノズル予室１４に供給可能である。ノズルニードル６は軸方向穴（８）内で縦方向に摺動可能に案内されている。

ノズルニードル６はその他端に、その外周部に装着されかつノズルニードル６と相対的に摺動可能であるブッシュ１を備えている。このブッシュ１はノズルニードル６に弾性的に支持され、そして軸方向においてノズルボディ7に接続する燃料噴射器部品に接触して制御室１０を画成する。この制御室はブッシュ１内の流入通路２、９を介して、ブッシュ１の外側の燃料が流れる空間に接続されている。

制御室１０は高圧で供給される燃料によって付勢され、図示していない制御弁によって流出絞り４を経て、噴射ノズル１３を開放する方向に選択的に圧力を逃がすことが可能である。

図１と、特に２つの実施形態の拡大詳細図である図２、３に示すように、制御室１０は、ノズルニードル６を取り囲みこのノズルニードルに封止的に接触するブッシュ１によって外周を画成されている。高圧穴８を経て供給される燃料がブッシュの周りを流れる。ブッシュ１は制御室１０に通じる、流入絞り２を含む流入通路２、９を開放している。

ブッシュ１には、制御室１０に供給される燃料をろ過するためのフィルタ３が設けられている。このフィルタはブッシュ１の外周部を取り囲むように環状に形成され、円筒の外周面の形をしている。ブッシュ１の外周部はフィルタ３を収容するために縮小している。図２では、縮小した直径部１１が周方向の環状溝を形成している。この溝の２つの半径方向段部の間においてフィルタ３が溝内に設けられている。図３では、ブッシュの一部の縮小した直径部１１がブッシュ１の上端まで延在している。これは、直径縮小部によって形成された下側の半径方向段部に当接するまで、フィルタ３を上側からブッシュ１に嵌め込むことができるという組み立て上の利点を有する。フィルタ３、好ましくはウェブは、ブッシュ１とは別個にウェブ円筒体として形成可能である。ブッシュ１はこのウェブ円筒体に周方向で点溶接されている。

更に、フィルタ３を通過する燃料流れを収容する、周方向の環状溝１２の形に形成された凹部が、縮小した直径部１１の範囲内およびフィルタ３の内側においてブッシュ１に設けられている。

制御室１０に通じる流入通路は、流入流れを制限する上記の流入絞り２と、溝１２から流入絞り２への移行部に設けた、流入流れを集める前室９とを有する。図３では、制御室に開口する流入絞り２は、開口が流出絞り４のすぐ下に位置しないように配向されている。これに応じて、ノズルニードル６は上端が全周にわたって幾分縮小している。

図示した実施形態の場合、制御室１０に通じる流入通路２、９はブッシュ１内に形成されている。その代わりに、制御室１０に通じる流入通路はノズルニードル６の軸部に形成可能である。この場合、ブッシュ１は流入通路への流入を可能にする適当な凹部を備えていなければならない。

フィルタ３は周方向と縦方向に延在するワイヤを有するワイヤメッシュまたは円筒状のウェブによって形成可能である。縦方向、すなわちブッシュに対して同軸方向に延在するワイヤは、十分な強度を保証するために、好ましくは太くなっている。ワイヤがずれないようにするために、ウェブは焼結されている。その代わりに、フィルタは積層ウェブまたは焼結材料によって形成可能である。他の代替的な実施の形態では、フィルタ３は隙間フィルタまたは穴、特に円形、楕円形または多角形の穴を有するフィルタによって形成可能である。

フィルタ３は自浄作用を有する。高圧穴８内でフィルタ３の外面のそばを流れる燃料によって、そこに堆積していた粒子は一緒に運ばれ、燃料噴射器（および内燃機関）にとって不利でない方法で、噴射ノズル１３から内燃機関の燃焼室内に燃料と共に噴射することによって除去される。従って、フィルタ３はメンテナンスフリーである。

本発明の第１実施形態による燃料噴射器の部分断面図である。 図１の細部Ａを示す図である。 図２と同様な細部における実施形態の変形図である。

符号の説明

１ ブッシュ
２ 流入絞り
３ フィルタ
４ 流出絞り
５ ばね
６ ノズルニードル
７ 噴射器ケーシング、ノズルボディ
８ 高圧通路、軸方向穴
９ 前室
１０ 制御室
１１ 縮小した直径部
１２ 溝
１３ 噴射ノズル
１４ ノズル予室

Claims (21)

1. 噴射すべき燃料が流れる軸方向の穴（８）をノズルボディ（７）内に備え、この穴がノズルボディ（７）内で軸方向に摺動可能に案内されたノズルニードル（６）を収容し、このノズルニードルがその一端に、ノズルボディ内のシート面を備え、他端がノズルニードル（６）の外周に装着されノズルニードル（６）と相対的に軸方向に摺動可能なブッシュ（１）を支持し、このブッシュがノズルニードル（６）に弾性的に支持され、軸方向においてノズルボディ（７）に接続する燃料噴射器部品に接触して制御室（１０）を画成し、この制御室がブッシュ（１）内の流入通路（２、９）を介して、ブッシュ（１）の外側の燃料流れ室に接続され、制御室が制御弁によって開閉制御される流出通路（４）を備えている、内燃機関用燃料噴射器において、
   流入通路（２、９）を経て制御室（１０）に流れる燃料をろ過するためのフィルタ（３）がブッシュ（１）に設けられていることを特徴とする燃料噴射器。
2. フィルタ（３）がブッシュ（１）の外周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射器。
3. フィルタ（３）がブッシュ（１）の外周を取り囲むように環状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射器。
4. フィルタ（３）が円筒の外周面の形に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射器。
5. ブッシュ（１）が異なる外周を有する２つの区間を有していることと、フィルタ（３）が外周を縮小したブッシュ（１）の小径部（１１）に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の燃料噴射器。
6. ブッシュ（１）が制御室側の区間の範囲内においてエッジまで、制御室とは反対側の区間に対して直径を縮小していることと、この直径差がフィルタ（３）の端面に当接させるための半径方向段部を形成していることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射器。
7. 縮小した直径部（１１）がフィルタ（３）を収容する凹部を形成し、この凹部が２つの半径方向段部を有する周方向の環状溝の形をしていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射器。
8. フィルタ（３）を通過した燃料流を収容する凹部（１２）が、フィルタ（３）の内側および縮小した直径部（１１）の範囲においてブッシュ（１）に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
9. 凹部（１２）が周方向の環状溝の形に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射器。
10. 制御室（１０）に通じる流入通路（２、９）が流入流れを制限する流入絞り（２）を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
11. 制御室（１０）に通じる流入通路（２、９）が流入流れを集める前室（９）を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
12. 制御室（１０）に通じる流入通路（２、９）がブッシュ（１）内に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
13. 制御室（１０）に通じる流入通路（２、９）がノズルニードル（６）の軸部内に形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
14. フィルタ（３）がウェブまたはワイヤメッシュによって形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
15. ウェブまたはワイヤメッシュが焼結されていることを特徴とする請求項１４に記載の燃料噴射器。
16. フィルタ（３）が積層ウェブによって形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
17. フィルタ（３）が焼結材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
18. フィルタ（３）が隙間フィルタによって形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
19. フィルタ（３）が円形、楕円形または多角形の穴を有するフィルタによって形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
20. フィルタ（３）が溶接によってブッシュ（１）に固定されていることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の燃料噴射器。
21. フィルタ（３）が噴射燃料流内に配置され、それによって自浄作用を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の燃料噴射器。

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