JP4331616B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の燃料噴射弁に関する。

背景技術
欧州特許公開第０４７７４００号明細書から、圧電式のアクチュエータのための距離変換器（Wegtransformator）が公知であり、ここではアクチュエータがマスタシリンダに行程力を伝達し、マスタシリンダはシリンダ支持体によって閉鎖されている。このマスタシリンダ内でスレイブピストンが案内され、このスレイブピストンもまたマスタシリンダを閉鎖し、これによってハイドロリック室が形成される。ハイドロリック室にはばねが配置されており、このばねはマスタシリンダとスレイブピストンとを互いに離間するように押圧する。スレイブピストンは行程運動を機械的にたとえば弁ニードルに伝達する。アクチュエータがマスタシリンダに行程運動を伝達すると、この行程運動は、ハイドロリック室における作動液の圧力によってスレイブピストンに伝達される。なぜならばハイドロリック室における作動液は圧縮できず、作動液の極めて僅かな部分しか行程の短い時間間隔の間にリングギャップを通って逃げることがないからである。アクチュエータがマスタシリンダに圧力を及ぼさない静止段階では、ばねによってスレイブピストンはシリンダから押し離されて、適当な負圧によって、リングギャップを介して作動液がハイドロリック室に進入し、ハイドロリック室を充填する。これによって距離変換器は自動的に長さ伸長を調節し、圧力に応じた燃料噴射弁の伸長を調節する。

この欧州特許公開第０４７７４００号明細書から公知の燃料噴射弁の欠点によれば、特にマスタシリンダとスレイブピストンとの間の連結ギャップ幅を特定するばねのプレロード（Vorspannung；予荷重）が、燃料噴射弁のケーシングに挿入される調節ディスクによって行われる。調節ディスクは、厚みが僅かなので、一方では磨耗し易くて不都合な影響を受け易く、また他方では連結ギャップの正確な調節を困難にするような低い製作精度を有している。

発明の利点
これに対して独立請求項の特徴部に記載の構成を有する、本発明の燃料噴射弁の有する利点によれば、ばねのプレロードが、ノズル体の位置によって、ケーシングに対して極めて正確に調節可能である。したがって構成部材である調節ディスクは省略することができる。

従属請求項に記載の実施形態によって、独立請求項に記載した燃料噴射弁の有利な実施形態および改良形が実現可能である。

第１のばねは、有利にはガイドシリンダとスレイブピストンのフランジとの間で嵌め込まれている。第２のばねは、弁ニードルのフランジとノズル体との間に嵌め込むことができる。これによって燃料噴射弁の特にコンパクトな構造形式が得られる。

有利には、ノズル体は、固定するために適当な形式でたとえば溶接によってケーシングと結合されている。

さらに有利には、本発明の燃料噴射弁の簡単な構造によって、燃料を作動液として利用することができる。これによってコストのかかるシール手段を省略することができる。

実施例の説明
本発明の実施例を図示し、以下に詳しく説明する。

図１には、本発明の燃料噴射弁１の１実施例を概略的に断面図で示した。燃料噴射弁１は、特に混合気圧縮型で火花点火式の内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するのに適している。

燃料噴射弁１は圧電式または磁気ひずみ式のアクチュエータ２を備えており、このアクチュエータ２はケーシング３に封入されている。アクチュエータ２は調節部材４を介してハイドロリック式の連結装置５に作用し、この連結装置５はマスタピストン６とスレイブピストン７とを備えている。マスタピストン６およびスレイブピストン７はガイドシリンダ８内で案内されている。マスタピストン６とスレイブピストン７との間に連結ギャップ９が形成されている。ガイドシリンダ８は溶接シーム１９によってケーシング３に溶接されている。燃料は燃料通路２０内でガイドシリンダ８を通って案内される。

ハイドロリック式の連結装置５は、有利にはアクチュエータ２の行程を伝達するために、マスタピストン６の面とスレイブピストン７の面とが適当な形式で互いに同調するようにして用いることができる。スレイブピストン７は第１のフランジ１１ａを備えている。

スレイブピストン７の下流側に弁ニードル１０が配置されており、この弁ニードル１０は第２のフランジ１１ｂを備えている。第１のフランジ１１ａとガイドシリンダ８との間に第１のばね１２が配置されており、この第１のばね１２によって、スレイブピストン７のフランジ１１ａが弁ニードル１０のフランジ１１ｂに接触して、連結ギャップ９が所定の幅を有するようになる。ここでは第１のばね１２はガイドシリンダ８と第１のフランジ１１ａとの間に嵌め込まれている。

第２のフランジ１１ｂの下流側に第２のばね１３が配置されており、この第２のばね１３は、弁ニードル１０と作用結合している弁閉鎖体１４を弁座面１５に密に接触保持しており、この弁座面１５は、ケーシング３に挿入されたノズル体１８に形成されている。第２のばね１３はノズル体１８と第２のフランジ１１ｂとの間に嵌め込まれている。本実施例は外側開放式の燃料噴射弁１である。

アクチュエータ２に、図示していない給電ラインを介して電圧が加えられると、アクチュエータ２は伸長によって調節部材４に行程運動を及ぼし、この行程運動はさらに連結装置５のマスタピストン６に伝達される。マスタピストン６はガイドシリンダ８の内側に押し込まれる。マスタシリンダ６とスレイブピストン７との間に形成された連結ギャップ９に内在する作動液（本実施例では燃料）は、ほとんど非圧縮性である。燃料の非圧縮性によって、内燃機関の運転中における温度変化に起因する遅い圧力変化、または圧力および温度の影響によるケーシング３の長さ変化は、弁ニードル１０に伝達されるのではなく、連結ギャップ９からの燃料の排出によって補償される。

アクチュエータ２が励起されると、迅速な圧力上昇が生じ、この圧力上昇によってスレイブピストン７はガイドシリンダ８内で弁ニードル１０に向かって移動し、かつ弁ニードル１０に行程力を及ぼす。アクチュエータ２の迅速な伸長に基づいて、マスタシリンダ６とガイドシリンダ８との間、もしくはスレイブピストン７とガイドシリンダ８との間に必然的に形成されるリングギャップ１６を通って僅かな量の燃料しか連結ギャップ９から逃げることがない。したがってアクチュエータ２の行程は、実質的に損失なしにフランジ１１ａ，１１ｂを介して燃料噴射弁１の弁ニードル１０に伝達され、これによって弁ニードル１０は下流方向に押圧され、弁閉鎖体１４は弁座面１５から持ち上げられ、これによって燃料噴射弁１は開放される。

アクチュエータ２にかかる電圧が降下したあとで、アクチュエータ２は再び収縮し、これによってハイドロリック式の連結装置５は負荷解除される。第２のばね１３の力によって、弁ニードル１０は出発位置に戻され、これによって弁閉鎖体１４は弁座面１５に載設され、燃料噴射弁１は閉鎖される。

従来技術によれば、連結ギャップ９の保持に役立つ第１のばね１２の力は、調節ディスクによって調節される。このような方法は不正確で、かつ追加的な構成部材を必要としている。

本発明によれば、燃料噴射弁１のノズル体１８は、燃料噴射弁１を組み立てる際に、第１のばね１２の所望のスプリングテンションが達成されるまでケーシング３に挿入される。そのあとでノズル体１８は溶接シーム１７に沿って燃料噴射弁１のケーシングに溶接される。このような構成は有利であり、厚みが僅かなので摩耗ひいてはそのあとで起こる行程の変化による障害に対して敏感であり、しかも製作精度の低い構成部材によって調節精度が特定されることはない。

本発明は、図示の実施例に制限されるものではなく、たとえば燃料混合型で自己点火式の内燃機関のための燃料噴射弁１に使用することもできる。

本発明の燃料噴射弁の１実施例を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁、 ２ アクチュエータ、 ３ ケーシング、 ４ 調節部材、 ５ 連結装置、 ６ マスタピストン、 ７ スレイブピストン、 ８ ガイドシリンダ、 ９ 連結ギャップ、 １０ 弁ニードル、 １１ａ 第１のフランジ、 １１ｂ 第２のフランジ、 １２ 第１のばね、 １３ 第２のばね、 １４ 弁閉鎖体、 １５ 弁座面、 １６ リングギャップ、 １７ 溶接シーム、 １８ ノズル体、 １９ 溶接シーム、 ２０ 燃料通路

Claims (3)

1. 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、圧電式または磁気ひずみ式のアクチュエータ（２）が設けられており、該アクチュエータ（２）が、ハイドロリック式の連結装置（５）を介して、弁ニードル（１０）に配置された弁閉鎖体（１４）を作動させるようになっており、該弁閉鎖体（１４）が、弁座面（１５）と協働してシール座を形成するようになっており、連結装置（５）が、ガイドシリンダ（８）を備えており、該ガイドシリンダ（８）内でマスタピストン（６）およびスレイブピストン（７）が案内されており、該マスタピストン（６）と該スレイブピストン（７）との間に連結ギャップ（９）が形成されており、第１のばね（１２）が設けられており、該第１のばね（１２）が、スレイブピストン（７）にプレロードをかけており、ノズル体（１８）が、燃料噴射弁（１）のケーシング（３）内で固定される前に、次のように変位されるようになっていて、つまり該ノズル体（１８）の位置によって第１のばね（１２）の力が調節されるように変位されるようになっている形式のものにおいて、
   スレイブピストン（７）が、第１のフランジ（１１ａ）を備えており、弁ニードル（１０）が、第２のフランジ（１１ｂ）を備えており、第１のばね（１２）が、ガイドシリンダ（８）と第１のフランジ（１１ａ）との間に嵌め込まれており、第１のフランジ（１１ａ）が、第２のフランジ（１１ｂ）に接触状態で保持されるようになっており、
   燃料噴射弁（１）のノズル体（１８）と第２のフランジ（１１ｂ）との間に第２のばね（１３）が嵌め込まれており、弁閉鎖体（１４）が、アクチュエータ（２）の非作動状態で弁座面（１５）に接触状態で保持されるようになっていることを特徴とする、燃料噴射弁。
2. 連結ギャップ（９）を充填する作動液として、燃料噴射弁（１）を通流する燃料が用いられる、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. ノズル体（１８）が、ケーシング（３）内で溶接シーム（１７）によって固定されている、請求項１記載の燃料噴射弁。

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