JP4886232B2 - 前処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射装置のノズルボディに形成されたノズルニードル座を前処理する方法であって、ノズルニードル座がノズルニードル先端と協働し、これにより、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が制御される方法に関する。

従来のノズルボディは、材料硬さを向上させるために熱処理を被らせることができる。燃料噴射装置の噴射量は一定不変の枠組条件にもかかわらず、特に最初の運転時間では一定不変ではないことが本発明の枠内で確認された。この変動は量ドリフトとも呼ばれる。

本発明の課題は、燃料噴射装置のノズルボディに形成されたノズルニードル座を前処理する方法であって、ノズルニードル座がノズルニードル先端と協働し、これにより、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が制御される方法において、特に最初の運転時間において燃料噴射量ドリフトを減じることのできる方法を提供することである。

この課題は、燃料噴射装置のノズルボディに形成されたノズルニードル座を前処理する方法であって、ノズルニードル座がノズルニードル先端と協働し、これにより、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が制御される方法において、ノズルニードル座が、ほぼノズルニードル先端の形状を有する工具により負荷されることにより解決される。

本発明の枠内では、不都合な量ドリフトのための原因は、特に剥離による摩耗により引き起こされ、この摩耗は、エンジン内で走行時間の間にノズルニードル先端がノズルボディ内に進入することにより引き起こされることが明らかとなった。さらに数運転時間の短い走行時間の後には塑性変形が生じる。この塑性変形は、エンジン温度が約３００℃の場合の材料の塑性流動に起因する。この非可逆性の現象はエンジン運転の最初の１０時間の間に生じ、やがて静まる。本発明による前処理により、ノズル座における塑性変形部分があらかじめ処理される。これにより、最初の運転時間内の燃料噴射装置の量ドリフトが著しく減じられる。塑性変形をあらかじめ行うことにより、エンジンの運転中の材料の塑性流動があらかじめ行われるか、若しくは阻止される。

本方法の有利な実施例が、ノズルニードル座を負荷する力が約１００〜１０００ニュートンまでであることを特徴とする。この力は、例えば液圧式又は機械式に駆動される、ノズルニードル先端の形状を有するプランジャにより負荷することができる。

本方法の別の有利な実施例が、ノズルニードル座を負荷する力が約１０００ニュートンであることを特徴とする、これにより、本発明の枠内では最良の結果が得られた。もちろんより一層大きい力が類似した良好な結果をもたらすことは排除できない。

本方法の別の有利な実施例が、同時にノズルニードル座が高められた温度にさらされることを特徴とする。ノズルニードル座を規定された温度及び規定された荷重により同時に負荷することにより、塑性変形のほぼ完全にあらかじめ行うことを達成することができた。対応して処理されたノズルボディは、エンジン連続走行後に先端プロフィールにもはやさらなる塑性変形を示さなかった。

本方法の別の有利な実施例が、温度が約２００℃〜５００℃まで、特に約３００℃であることを特徴とする。この温度により、本発明の枠内では最良の結果が得られた。

本方法の別の有利な実施例が、前処理が３時間よりわずかに、特に６０分よりもわずかにしかかからないことを特徴とする。一般により温度が高い場合には前処理の継続時間を減じることができることが確認できる。

燃料噴射装置、特に燃料噴射弁又はインジェクタであって、ノズルボディが設けられており、このノズルボディがノズルニードル座を有しており、このノズルニードル座がノズルニードル先端と協働し、これにより、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が制御されるようになっている燃料噴射装置において、上に述べた課題が、ノズルニードル座が上に述べた方法により前処理されていることにより解決される。

本発明の別の利点、特徴及び詳細が以下の説明に明らかである。この説明には図面に関して様々な実施例の詳細が示されている。この場合に請求項及び詳細な説明に記載の特徴は、それぞれ個々に、又は任意の組合わせで本発明の本質をなし得る。

図面に本発明に本質的な構成部材によってのみ示した、噴射ノズルとも呼ばれる、内燃機関のための燃料噴射弁において、端部２により内燃機関の燃焼室内に突入する、ノズルボディとも呼ばれる弁ボディ１が、燃焼室側で閉じられたとまり孔の形で形成された孔３を有しており、この孔３内にはピストン状の弁部材５が軸線方向に摺動可能に案内されている。

ノズルニードルとも呼ばれるこの弁部材５は燃焼室側の端部に円錐形の弁シール面７を有しており、この弁シール面７により弁部材５は、孔３の閉鎖された端部に形成された円錐形の弁座面９とシールするように協働する。この場合に弁座面９からは噴射開口１１が導出されており、この噴射開口１１は、有利には直接に噴射するディーゼルエンジンの、供給しようとする内燃機関の燃焼室（図示していない）内に開口している。

さらに弁部材は、弁シール面７の方向に横断面を減じることより形成された加圧ショルダ１３を有している。この加圧ショルダ１３により、弁部材５は、孔３内を滑るように案内される直径がより大きい方の上側の案内部分１５と、直径がより小さい方の自由なシャフト部分１７とに区分されており、この場合にシャフト部分１７は、弁シール面７までは一定不変の円筒状の横断面をもって延びている。

さらに圧力室１９が弁ボディ１内に設けられており、この圧力室１９は、孔３の横断面拡大により形成されており、圧力室１９の弁座に向いている下端は、自由な弁部材シャフト１７と孔３の壁との間に形成された環状ギャップ２１を介して弁座９に接続されている。弁座９に向いていない方の上端では、圧力室１９は弁部材５の案内部分１５を滑るように収容している、孔３の案内区分２３に隣接している。

この場合に外部の高圧源、有利には噴射ポンプから圧力室１９内への燃料高圧供給が、弁ボディ１を軸線方向に貫通する圧力通路２５を介して行われる。この圧力通路２５は孔３の軸線に対して傾斜して延びており、孔３の半径方向外側で、圧力室１０の、弁座に向いていない方の端部に開口している。この場合に孔３と圧力通路２５との間には、弁ボディ１内に壁ウェブ２７が形成されており、この壁ウェブ２７は孔３と、圧力通路２５の、圧力室１９に通じる開口との間の交差領域に三角隅壁２９を形成しており、この三角隅壁２９はウェブ２７の最小壁厚さを有している。

内燃機関のための本発明による燃料噴射弁は次の形式で働く。停止位置では、弁部材５は閉鎖ばね（図示していない）により、弁シール面７により弁座面９に接触した形に保持されるようになっており、これにより、燃焼室内に開口する噴射開口１１が閉じられている。高圧噴射の開始時には、高圧下にある燃料が圧力通路２５を介して圧力室１９内へ、さらに環状ギャップ２１を介して弁座９にまで到達する。この場合に、弁部材５の加圧ショルダ１３に開口方向に作用する液圧力がまもなくばねの閉鎖力を上回り、これにより、弁部材５が弁座９から持ち上がり、燃料が弁シール面７と弁座９との間で開放制御された開口横断面を介して、噴射開口１１を介して内燃機関の燃焼室内への噴射に至る。この噴射は、燃料高圧供給の終了により終了され、これにより、開口方向に弁部材５に作用する圧力は再び閉鎖ばねの戻し力下に沈降し、次いでこの閉鎖ばねは弁部材５を再び弁座９に接触するように摺動する。

本発明の実施例によれば、ノズルニードル座９は同時に規定された温度及び規定された荷重により負荷される。ノズルニードル座９を有するノズルボディ１は試験では３時間の間１０００ニュートンの力で、３００℃の温度で硬化された。この後には２．５〜３μｍまでのノズルニードル座９の変形が測定された。これに引き続くエンジンにおけるノズルボディ１の連続運転時にはノズルニードル座９のさらなる塑性変形はもはや生じなかった。

燃料噴射弁の閉じられた状態を示す長手方向横断面図である。

符号の説明

１ 弁ボディ、 ２ 端部、 ３ 孔、 ５ 弁部材、 ７ 弁シール面、 ９弁座面、 １１ 噴射開口、 １３ 加圧ショルダ、 １５ 案内部分、 １７ シャフト部分、 １９ 圧力室、 ２１ 環状ギャップ、 ２３ 案内区分、 ２５ 圧力通路、 ２７ 壁ウェブ、 ２９三角隅壁

Claims (5)

1. 燃料噴射装置のノズルボディ（１）に形成されたノズルニードル座（９）を前処理する方法であって、該ノズルニードル座（９）が、ノズルニードル先端（７）と協働し、これにより、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が制御される方法において、ノズルニードル座（９）を、ほぼノズルニードル先端（７）の形状を有する工具によって負荷し、同時にノズルニードル座（９）を２００℃〜５００℃の高められた温度にさらし、これにより、ノズルニードル座（９）の塑性変形が最初のエンジン運転の前にあらかじめ行われるようにすることを特徴とする、前処理方法。
2. ノズルニードル座（９）を負荷する力を、１００〜１０００ニュートンまでにする、請求項１記載の方法。
3. ノズルニードル座（９）を負荷する力を、１０００ニュートンにする、請求項２記載の方法。
4. 温度を３００℃にする、請求項１項記載の方法。
5. 燃料噴射装置であって、ノズルボディ（１）が設けられており、該ノズルボディ（１）が、ノズルニードル座（９）を有しており、該ノズルニードル座（９）が、ノズルニードル先端（７）と協働し、これにより、内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が制御される形式のものにおいて、ノズルニードル座（９）が、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により前処理されることを特徴とする、燃料噴射装置。

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