JP6355756B2 - 内燃機関の燃料噴射システム用の弁装置および高圧ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射システム用の弁装置と、そのような弁装置を有するそのような燃料噴射システム用の高圧ポンプとに関する。

内燃機関の燃料噴射システムでは、噴射したい燃料に高い圧力を加える高圧ポンプを使用することが知られている。このような高い圧力を加えられた燃料は、次いでインジェクタを介して内燃機関の燃焼室内に噴射される。燃料における高い圧力は、内燃機関のエミッション値、特にたとえばＣＯ２エミッションにポジティブに作用する。このことから、ガソリンを燃料として使用する内燃機関では、燃料内で２００バールから３００バールの範囲の圧力を達成するように努められる一方で、ディーゼル内燃機関では、燃料内で２０００バールから３０００バールもの圧力範囲を達成するように努められる。

燃料に所望の圧力を加えるために、高圧ポンプは、大抵の場合プランジャを有している。プランジャは、圧力室の容積を拡大かつ縮小し、この縮小時に、燃料の所望の圧力を達成すべくこの燃料を圧縮する。圧力室には、複数の弁が配置されている。すなわち、一方では、燃料が圧縮される前に燃料を圧力室内に流入させる流入弁が配置され、他方では、圧縮された燃料を圧力室から管路内へと流出させる流出弁が配置されている。管路は、燃料を次いでたとえばコモンレールを介してインジェクタへと案内する。

高圧ポンプによって達成することができる高い圧力のために、上述の弁の閉鎖エレメントはしばしば中実に形成されており、実施可能である２つの中実の実施形態を挙げるためだけに云えば、たとえばボール弁またはきのこ形弁体として形成されている。

このような弁エレメントは、高圧ポンプ内に形成された圧力に対して極めて頑丈であるが、弁エレメントに作用する力に対して比較的緩慢にしか反応しない。

高圧ポンプは、しばしば１分間に数千回のストロークの範囲で作動するので、迅速に開閉可能な、特に圧力室内への燃料の流入のために比較的迅速に切り換わる弁を提供することが望まれている。

したがって、たとえば、ボール弁または中実なきのこ形の閉鎖エレメントの代わりに、線条加工した弁プレートを使用することが知られている。この弁プレートは変形可能であり、その変形によって各弁を開閉することができる。このような装置は、たとえば欧州特許出願公開第１７２４４６７号明細書に記載されている。

欧州特許出願公開第１７２４４６７号明細書に記載されている弁プレートは、高圧ポンプの圧力室内にある燃料の差圧に基づいて開閉する。圧力室内の圧力が、圧力室に対して上流側に配置された吸込み領域内の圧力よりも大きな場合に、弁プレートは閉鎖し、これに対して、吸込み領域の圧力が圧力室内の圧力よりも大きな場合に、弁プレートは開放する。弁プレートを意図的に開放したままにすることができるように、弁プレートは、弁軸部によって、吸込み領域内の圧力よりも高い圧力室内の圧力に抗して開放位置へと押圧される。これによって、高圧ポンプの吐出出力を調節することができる。吐出出力に手動で影響が与えられないと、弁軸部は戻るように走行して弁プレートに接触しなくなるので、この弁プレートは圧力室内に占めている圧力に基づいて閉じることができる。

全ての公知の装置は、その装置の運転が、切換時に高い騒音発生の原因となるという欠点を有している。

したがって、本発明の課題は、この問題を克服した弁装置および高圧ポンプを提案することにある。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する弁装置によって解決される。

このような弁装置を有する高圧弁は、別の独立請求項に記載されている。

本発明の有利な実施の形態は、従属請求項に記載されている。

内燃機関の燃料噴射システム用の弁装置は、弁ディスクに配置された少なくとも１つの弁開口を有している。弁開口は、弁ディスクによって互いに分離されている第１の弁ディスク側と、第１の弁ディスク側とは反対の側に位置する第２の弁ディスク側とを互いに流体接続する。さらに弁装置は、弁開口を開閉するための、所定の運動方向に沿って可動な変形可能な弁プレートを有している。この弁プレートは、弁開口を閉鎖するために、第１の弁ディスク側で弁ディスク表面に当て付けられるようになっている。加えて、運動方向に沿った弁プレートの運動を作動するための運動作動装置が設けられている。運動作動装置は、弁プレートに固定されている弁軸部を有している。

上記の弁装置は、弁プレートが弁ディスク表面に当て付けられると、弁軸部の運動長さが弁プレートによって制限される、という利点を有している。これによって、弁軸部が運転中に、たとえば弁軸部の運動を作動させる弁装置の領域に衝突することが阻止される。これは、運転時の弁装置の騒音発生を減少させる。加えて、弁装置の、さもなければ互いに当接する構成要素の表面を保護するコーティングまたは手間のかかる加工を回避することができる。

この弁装置はさらに、たとえば圧力室の中心への弁プレートの吸込みを阻止するためのストッパまたは弁ディスクへの直接的な弁プレートの取付け部のような、弁プレートを所定の位置に保持するための付加的な保持手段がもはや不要である、という利点を有している。

弁軸部が弁開口を貫通していると特に有利であり、これによって弁軸部を弁プレートに特に簡単に結合させることができる。さらに、弁軸部が弁プレートの中心領域に固定されていると有利であり、これにより、弁軸部から弁プレートへの力導入を有利には対称的に実現することができる。

弁ディスクが複数の開口を有していると有利である。弁プレートは、この弁プレートが閉鎖位置で全ての弁開口を同時に閉鎖することができるように形成されている。弁プレートは、円形または角形に形成されていてよく、弁プレートが弁ディスク表面に当て付けられている場合に、弁プレートが全ての弁開口を閉鎖すると有利である。切欠きを有するように弁プレートを構成することも可能であり、これによって、弁プレートをさらに強く変形可能にすることができる。この場合、複数の弁開口のために、有利には、これら複数の弁開口を閉鎖することができる、対応する複数の弁プレート領域が設けられていることが望ましい。

弁軸部がねじ結合部を介して弁プレートに固定されていると有利であり、この場合、ねじエレメントは、特に第２の弁ディスク側とは反対に向けられた第１の弁プレート側で弁プレートに載置して、この弁プレートを貫通する。構成要素のねじ結合部は、圧力室の高い圧力負荷によって結合部に作用する高い負荷に十分に耐えることができる。加えて、ねじエレメントが弁プレートに載置されていると有利であり、たとえば弁プレートに載置され、これにより弁プレートをその運動中に支持するねじ頭を有していると有利である。これにより、線条加工された弁プレート全体を同様に有利には頑丈に構成することができる。

追加的にまたは代替的に、溶接結合部を介して弁軸部が弁プレートに固定されていることも考えられる。溶接結合部も高い安定性を提供し、したがって有利には、結合部の継続的な強度のために貢献する。圧力室から弁プレートに作用する力に抗して溶接結合部が弁プレートに予荷重を加えることができるように、つまり、圧力室の方向に向かう圧力を弁プレートに作用させることができるように、このような溶接結合部が配置されていると、特に有利である。これによって、弁プレートの開放位置が高圧ポンプの圧送行程の間に付加的に支援される。

追加的にまたは代替的に、弁軸部に係合しているスリーブ状の収容エレメントが弁プレートに配置されている。これによって、弁プレートと弁軸部との間で有利な形状接続部を提供することができる。この形状接続部は、やはり結合部の継続的な強度のために貢献することができる。

この場合、たとえば収容エレメントは、弁軸部との形状接続部、つまり形状に基づく嵌合を形成するために圧着されていてよい。この場合に形成された縁曲げ箇所は、結合部の特に有利な密閉性のために作用する。

しかし、弁軸部に係合しているスナップリングを設けることも可能である。

さらに、代替的に、収容エレメントがクリップエレメントによって形成されていてもよい。クリップエレメントは弁プレートに背後から係合し、これにより弁プレートと弁軸部との間の確実な結合を保証する。

収容エレメントを、弁プレートに配置されかつ開口壁を有する弁開口によって形成することも可能である。開口壁は、弁軸部に係合する。この実施の形態は特に簡単に製造することができる。

しかし、代替的に、弁プレートは、弁軸部の、第１の弁ディスク側に向けられた端部に統合されて形成されていてもよい。このことは、結合部の潜在的な破損箇所が回避され得るという利点を有している。

しかし、代替的に、弁プレートが係合軸部を有していてもよい。係合軸部は、弁開口を貫通して、弁軸部に設けられた切欠きに係合し、これによって、弁軸部の端部との形状接続部を介して頑丈な結合部を形成することができる。係合軸部が、弁プレートをも貫通し、さらに有利には溶接結合部を介して弁プレートに取り付けられていると特に有利である。この場合、唯１つの溶接結合部のみが弁プレートに設けられているのではなく、２つの弁プレート表面においてそれぞれ１つの溶接結合部が弁プレートを係合軸部に結合していると特に有利である。このことは、係合軸部、弁プレート、ひいては弁軸部の特に確実かつ堅固な結合を保証する。

弁プレートがばねエレメントとして形成されていると有利である。ばねエレメントのばね力は、第１の弁プレート面から弁プレートに作用する力とは反対に向けられている。たとえば、弁プレートは、皿ばねまたは板ばねとして形成されていてよい。弁プレートを、少なくとも１つの弁開口を閉鎖することができる閉鎖エレメントを有するコイルばねまたは円錐ばねとして形成することも可能である。

この場合、有利には、弁プレートのばね力は、弁装置の運転中の第１の弁プレート側での最大の液圧的な力に相当する予め規定された力よりも大きい。つまり、高圧ポンプが燃料を圧送する場合、弁プレートは、圧力を加えられた燃料によって形成される力に十分に抵抗することができ、これにより、開放位置に留まることができる。この予め規定された力は、ポンププランジャによって燃料が最大限に圧縮されている場合に燃料によって作用される力に相当していてよい。これによって、弁軸部の破損時に弁プレートが弁開口を閉鎖することを阻止できると有利であり、これによって高圧ポンプはもはや完全圧送状態になり得ない。この実施の形態では、弁軸部が弁プレートを閉鎖位置へ移動するために設けられていると、つまり、弁装置が弁プレートの作動なしに開放されていると、特に有利である。

有利には、弁プレートは少なくとも部分的に弁ディスクに固定されている。これによって、たとえばばねエレメントとして形成された弁プレートを特に簡単に弁ディスクにおいて支持することができる。弁ディスクにおける弁プレートの固定は、弁プレートの領域における高い圧力に耐え得る、たとえば溶接および／または加硫および／または接着または類似の結合法によって実現することができる。

有利な態様では、運動作動装置は、固定された磁極片と、弁軸部に結合された、作動エレメントとしてのアーマチュアとを有する電磁アクチュエータを備えている。弁軸部は、この場合アーマチュアに結合されており、特にアーマチュアに統合されて形成されている。電磁アクチュエータは、通電時にアーマチュアと、このアーマチュアに取り付けられた弁軸部とを、弁プレートの運動方向に沿って移動させる。これによって、同時に弁プレートを開放位置から閉鎖位置へ、かつ閉鎖位置から開放位置へと走行させる。この装置は、弁プレートが通電時に閉鎖されるように形成されていてよいが、弁プレートが通電時に開放するように形成されていてもよい。運動作動装置は、弁装置の全ての運転位置において、アーマチュアと磁極片とが互いに対して間隔を空けて配置されるように形成されている。このことは、弁装置の切換え時に、アーマチュアと磁極片とがもはや接触せず、これにより弁装置の騒音放出を著しく減じることができるという利点を有している。

この場合、アーマチュアと磁極片とを互いに間隔を空けて保持するばねエレメントが設けられていると有利である。ばねエレメントは、特に有利には、弁プレートにより形成されている。特に有利な態様、つまり通電していない場合に開放する弁装置の実施の形態では、弁プレートがそのばね力によって、磁極片から最大の間隔を空けた静止位置にアーマチュアを保持する。

内燃機関の燃料噴射システム用の高圧ポンプは、燃料に高圧を加えるための圧力室と、圧力室内に燃料を流入させるための流入弁とを有している。流入弁は、上述のような弁装置によって構成される。圧力室は、第１の弁ディスク側に形成される。

本発明の有利な態様を、添付の図面に基づき以下で詳しく説明する。

高圧ポンプと該高圧ポンプに配置された弁装置とを備える、内燃機関の燃料噴射システムの概略図である。 図１に示した高圧ポンプおよび該高圧ポンプに配置された弁装置の縦断面図である。 図２に示した高圧ポンプの縦断面を、弁装置が完全に開放した状態で示す第１の概略図である。 図２に示した高圧ポンプの縦断面を、弁装置が完全に開放した状態で示す第２の概略図である。 図２に示した高圧ポンプの縦断面を、弁装置が完全に閉鎖した状態で示す第３の概略図である。 図３から図５に示した弁装置の縦断面図の第１の詳細図である。 図３から図５に示した弁装置の縦断面図の第２の詳細図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第１の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第２の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第３の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第４の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第５の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第６の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第７の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第８の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第９の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第１０の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第１１の結合可能性を示す概略図である。 図６および図７に示した弁装置の弁プレートと、弁装置の弁軸部との第１２の結合可能性を示す概略図である。

図１は、内燃機関の燃料噴射システム１０の概略図を示している。燃料噴射システム１０は、燃料１２をタンク１４から一次供給ポンプ１６、高圧ポンプ１８および燃料高圧アキュムレータ２０を介して複数のインジェクタ２２へと搬送する。これらのインジェクタ２２は、次いで燃料１２を内燃機関の燃焼室内に噴射する。

燃料１２は、弁装置２４を介して高圧ポンプ１８内に導入され、別の弁２６を介して加圧されたまま高圧ポンプ１８から出される。

図２は、流入弁２８としての弁装置２４および流出弁３０としての弁２６を備えた高圧ポンプ１８の縦断面を示している。流入弁２８としての弁装置２４および流出弁３０としての弁２６は、高圧ポンプ１８の圧力室３２に配置されている。高圧ポンプ１８の運転中に、並進運動を実施するプランジャ３４は、圧力室３２の容積を周期的に変化させる。プランジャ３４は、カムシャフト３６により駆動される。本実施の形態では、カムシャフト３６は、タペット３８を介してプランジャ３４に作用するように接触している。

図３から図５は、高圧ポンプ１８の運転中のプランジャ３４および流入弁２８の種々異なる運転状態を、高圧ポンプ１８の縦断面で概略的に示している。

流出弁３０は、本実施の形態では単純な逆止弁４０として形成されている。逆止弁４０は、圧力室３２内で優勢となる圧力に基づいて受動的に開放し、その圧力が下方に圧力降下した場合に自動的に再び閉鎖する。

本実施の形態では、流入弁２８は、能動的な電磁弁４２として形成されている。電磁弁４２は、固定された磁極片４６と、作動エレメント５０としての可動のアーマチュア４８とを有する電磁アクチュエータ４４を備えている。アーマチュア４８には、弁軸部５２が取り付けられている。弁軸部５２は弁ディスク５５の弁開口５４を貫通しており、弁軸部５２には弁プレート５６が取り付けられている。弁プレート５６は、磁極片４６に向かう方向に移動させられると、弁ディスク５５の第１の弁ディスク側６０で弁ディスク表面５８に当て付けられて、これにより弁開口５４を閉鎖することができる。本実施の形態では、流入弁２８は、通電なしに開放される流入弁２８である、つまり、電磁弁４２に通電されていない場合、磁極片４６とアーマチュア４８とは、ばね６２によって互いに対して最大の間隔６４を空けて配置されているので、弁プレート５６は開放位置に位置している。同時に、プランジャ３４は、矢印Ｐ_１で示唆されているように、その下死点に向かう途中に位置している。プランジャ３４の運動と、弁プレート５６の開放位置とによって、矢印Ｐ_２で示されているように、燃料１２が高圧ポンプ１８の圧力室３２内に流入する。流出弁３０はその閉鎖位置にある。

図４には、プランジャ３４がその上死点に向かってどのように接近するかが、縦断面で概略的に図示されている。弁プレート５６は、圧縮ばね６２のばね力に基づいて、引き続き開放位置に留まっている。なぜならば、プランジャ３４によって圧力室３２内に構築された圧力がいまだに圧縮ばね６２のばね力に打ち勝ち、弁プレート５６を閉鎖するには十分ではないからである。流出弁３０も、いまだにその閉鎖位置に位置している。弁プレート５６の開放位置により、燃料１２は再び流入弁２８を通じて圧力室３２から流出する。

図５では、プランジャ３４がその上死点の直前に位置していて、圧力室３２内でプランジャ３４の運動によって形成されている圧力は、弁プレート５６を閉鎖するために十分である。同時に、この圧力は、流出弁３０を開放するためにも十分である。

圧縮ばね６２のばね力によって、高圧ポンプ１８が完全圧送状態で作動することは回避される、つまり、弁プレート５６の即座の閉鎖によって、圧力室３２内に流入した全ての燃料１２に圧力が加えられ、これにより、圧力室３２の下流側に続く全ての構成要素が負荷されることが回避される。

弁プレート５６は、弁プレート５６が変形可能であるように薄く形成されている。さらに、弁プレート５６は、弁開口５４を閉鎖するために、弁軸部５２の長手方向軸線に沿って配向されている所定の運動方向５７に沿って運動する。

図６および図７は、互いに異なる２つの実施の形態の、流入弁２８として形成された弁装置２４の縦断面を示している。

図６は、圧縮ばね６２を有している装置を示しているのに対して、図７では、弁プレート５６自体がばねエレメント７０として形成されているので、圧縮ばね６２を省略することができる。

電磁弁４２の構成要素、すなわち磁極片４６およびアーマチュア４８、ならびに弁軸部５２は、共に運動作動装置７２を形成している。この運動作動装置７２は、弁プレート５６を能動的に移動させることができる。弁装置２４が開放した弁として実装されている場合、運動作動装置７２は、通電時に弁プレート５６を閉鎖位置へと移動させる。しかし、弁装置２４が通電なしで閉鎖する弁として実装されている場合、運動作動装置７２は、弁プレート５６を通電時に開放位置へと移動させる。圧力室３２を吸込み管路７４から分離するために、弁ディスク５５が設けられている。この弁ディスク５５は、圧力室３２の側の第１の弁ディスク側６０を、吸込み管路７４側の第２の弁ディスク側７６から分離している。両方の弁ディスク側６０，７６は、弁開口５４によって互いに流体接続されている。この流体接続を遮断するために、弁プレート５６が設けられている。弁プレート５６は変形可能に形成されており、第１の弁ディスク側６０で弁ディスク表面に密着することができ、これによって、弁開口５４を密に閉鎖することができる。

弁軸部５２および弁プレート５６が互いに堅固に取り付けられていることによって、磁極片５６と、弁軸部５２に結合されているアーマチュア４８とは、弁装置２４の全ての運転位置において互いに対して間隔を空けている。弁プレート５６による弁開口５４の完全な閉鎖時に、弁軸部５２に取り付けられているアーマチュア４８が磁極片４６に衝突しないように、弁軸部５２が短く形成されている場合、両構成エレメント、すなわち磁極片４６とアーマチュア４８との間で常に間隔６４が達成される。これによって、弁装置２４の運転中のうるさい衝突音を回避することができる。

図６および図７には、弁装置が通電なしで開放している弁として実装されている実施形態がそれぞれ示されている。図６では、圧縮ばね６２が、弁装置２４の静止位置でアーマチュア４８を磁極片４６に対して最大の間隔６４を空けるように保持していて、ひいては弁プレート５６を開放位置に留めている。

これに対して図７では、圧縮ばね６２が設けられているのではなく、弁プレート５６自体がばねエレメント７０として形成されている。ばねエレメント７０のばね力は、圧力室３２から弁プレート５６に作用する力に抗して作用し、ひいてはそれ自体で開放した状態に保っている。これによって、アーマチュア４８と磁極片４６との間の圧縮ばね６２を省略することができる。

弁プレート５６が弁軸部５２に結合されておらず、弁プレート５６がばねエレメント７０として形成されていない場合には、後続の構成要素の上述した負荷軽減は、たとえば弁軸部５２が破損することによる機能不全を有するまでの間しか機能しない。弁軸部５２が弁プレート５６に結合されていないので、破損によって、弁軸部５２は、弁プレート５６を開放位置に保持することができなくなり、弁プレート５６は、圧力室３２内で小さな圧力が構築されただけで即座に閉鎖されるであろう。これによって、高圧ポンプ１８は完全圧送状態となる。このことは、通常、高圧ポンプ１８の完全圧送時に後続の構成要素を負荷軽減する安全弁を設けることを必要とする。

しかし今、弁軸部５２を弁プレート５６に結合し、弁プレート５６をばねエレメント７０として形成することが規定されている。今や、弁軸部５２が破損した場合に、弁装置２４は持続的に開放された状態に留まるので、圧力室３２の下流の後続の構成要素において過大な圧力が生じることはない。

高圧ポンプ１８は、もはや完全圧送状態にならず、弁プレート５６は持続的に開放位置に留まるので、圧力を加えられた燃料１２は再び吸込み管路７４へと戻るように流れることができ、燃料噴射システム１０の、高圧ポンプ１８の下流側に続く構成要素は負荷されない。

これにより、高圧ポンプ１８の完全圧送時にシステムを負荷軽減するための付加的な安全弁を省略することができる。

加えて、弁装置２４からの燃料の流出時に、ばねエレメント７０のばね力は、弁軸部５２があまり高速で弁ディスク５５に衝突しないように作用する。というのは、衝突速度、ひいてはエネルギが小さくなるからである。このことも弁装置２４の騒音発生の減少に貢献する。

弁装置２４の上述の機能形式を弁軸部５２の機能損失時にも保証することができるように、弁プレート５６のばね力が、以下のように設計されていると有利である。すなわち、弁プレート５６のばね力は、加圧された燃料１２によって弁プレート５６に作用する最大の液圧的な力よりも大きいようにされる。これによって、弁プレート５６は、運動作動装置７２によって移動されなくても持続的に開放位置に留まるので、高圧ポンプ１８の完全圧送状態は生じ得ない。これによって、弁軸部５２の破損時でさえも弁プレート５６は開放位置に留まるので、たとえば別の安全弁も省略することができる。

弁プレート５６は、安定化のために、有利には少なくとも部分的に、周縁部７８において弁ディスク５５に結合されていてよい。

図８から図１８までは、弁軸部５２の、弁プレート５６における固定がどのように実施されているのかの種々異なる実施の形態を概略的に示している。

全ての実施の形態において、弁軸部５２の、第１の弁ディスク側６０に向けられた端部７９が、弁プレート５６の中心領域８１に配置されるように、弁軸部５２が弁プレート５６に結合されていると有利である。

図８は、ねじ結合部８０を示している。ねじ結合部８０では、ねじエレメント８２が、弁プレート５６を、第２の弁ディスク側７６とは反対に向けられた第１の弁プレート側８４から貫通して、弁プレート５６に載置している。ねじエレメント８２は、次いで弁軸部５２内にねじ込まれている。

図９は、弁軸部５２が、溶接結合部８６を介して弁プレート５６に結合されている実施の形態を示している。この場合、溶接結合部８６の溶接シーム８８は、この溶接シーム８８が、第１の弁プレート側８４とは反対の側に位置する第２の弁プレート側９０に位置していて、かつ溶接シーム８８が、弁プレート５６によって閉鎖されるであろう弁開口５４が開放したままであるように、弁プレート５６に圧力を作用させるように、配置されている。

弁軸部５２の端部７９が、弁プレート５６の中心領域８１に配置されていることによって、かつ溶接シーム８８が弁プレート５６に圧力を作用させることによって、弁プレート５６には予荷重が加えられており、ばねエレメント７０として、第１の弁プレート側８４から弁プレート５６に作用する力に抗して作用する。

図１０から図１６は、弁軸部５２を弁プレート５６に結合するために使用されるスリーブ状の収容エレメント９２を備えた実施の形態を概略的に示している。

図１０では、スリーブ状の収容エレメント９２がスリーブ９４によって形成されている。スリーブ９４は、第１の弁プレート側８４に取り付けられている。図１１は、スリーブ状の収容エレメント９２として弁プレート５６に配置された縁曲げ箇所９６を示している。縁曲げ箇所９６では、弁軸部５２が収容エレメント９２に圧着されて、したがって形状接続によって結合されている。図１２に示すように、単に弁プレート開口９８を弁プレート５６の中心領域８１に設けることも可能であり、この場合、弁軸部５２は弁プレート開口９８の開口壁１００に係合している。図１３は、スリーブ状の収容エレメント９２として、打抜き屈曲部１０２が弁プレート５６に形成されている実施の形態を示している。図１４では、スリーブ状の収容エレメント９２として、スナップリング１０４が使用されている。スナップリング１０４は、弁軸部５２に係合している。図１５は、スリーブ状の収容エレメント９２として、追加的なクリップエレメント１０６が使用されている装置を示している。クリップエレメント１０６は、弁プレート５６の中心領域８１の弁プレート開口９８内にクリップ結合されており、クリップエレメント１０６内には弁軸部５２が挿入されている。図１６は、弁プレート５６に溶接されているスリーブ状の収容エレメント９２を示している。弁ディスク５５は角度を付けて形成されているので、弁プレート５６に予荷重を加える必要なしに、変形可能な弁プレート５６のばね力が自動的に生じる。図１７および図１８は、それぞれ弁軸部５２に統合されて形成されている弁プレート５６を示している。図１９では、弁プレート５６は、この弁プレート５６に溶接された係合軸部１０８を有している。該係合軸部１０８は、弁開口５４を貫通し、弁軸部５２の切欠き１１０内に係合する。係合軸部１０８は、弁プレート５６を貫通して、第１の弁プレート表面１１２だけでなく第２の弁プレート表面１１４でも弁プレート５６に取り付けられていると有利である。

上述の弁装置２４により、幾つかの実施の形態において構成部分コストを削減することができる。なぜならば、圧縮ばね６２が省略され、かつたとえば弁プレート５６のための保持部も省略できるからである。したがって、通常、高圧ポンプ１８の故障リスクが低減する。加えて、加工コストも削減され得る。なぜならば、たとえば磁極片４６とアーマチュア４８との間の持続的な間隔６４のおかげで、両構成要素はクロムコーティングおよび表面加工をもはや必要としないからである。弁装置２４の運転中の騒音発生も全体的に著しく減じることができる。運転中の出力消費量を比較的小さくすることが可能であるので、切換時間が最適化され、車両の較正の最適化も達成することができる。全体的に、弁装置２４の頑丈さ、ひいては高圧ポンプ１８の頑丈さも向上する。低圧領域における液圧的な脈動も減じられ、通常は存在する安全弁も省略することができる。出力消費量を小さくすることも達成される。なぜならば、弁装置２４は、もはや完全に切り換えられる必要がなく、実施の形態においてばねエレメント７０としての弁プレート５６の使用により、行程が著しく小さくなるからである。これにより、磁極片４６にアーマチュア４８が衝突する電流経過の時点で車両較正が行われる必要がなく、単に、弁プレート５６が完全にその閉鎖位置に位置している時点で較正が行われる。磁極片４６およびアーマチュア４８のクロム層を省略できるので、ここでも摩耗は生じない。さらに、圧縮ばね６２、またはかつて固定されていない弁プレート５６のためのストッパとして作用していた保持エレメントにおける故障は、もはや生じ得ない。安全弁は、完全に省略されるか、または頑丈さに関して設計される必要はない。なぜならば、安全弁は、高圧ポンプ１８の、いわゆるホットソークのような特別な場合のためだけに設計されればよいからである。低圧領域の脈動は著しく減じられる。なぜならば、磁極片４６およびアーマチュア４８は、もはや切換時に互いに衝突せず、したがってその間に位置する媒体はもはやゼロにまで押し退けられる必要がないからである。

製造時に、弁軸部５２を予め完全な弁装置構成要素に組み込むことが可能である。この場合、弁プレート５６は、組み付けられた弁軸部５２と共に、弁ディスク５５を貫通して移動される。この装置は、次いで、高圧ポンプ１８のポンプケーシング内に全体エレメントとして嵌め込むことができる。

さらに、弁ディスク５５を、ハウジング構成部分として固定的に形成加工することも可能である。これにより、圧力室の高い圧力に対してより頑丈となる。この場合、弁プレート５６と、弁プレート５６に組み付けられている弁軸部５２とは、高圧側、つまり圧力室３２から一緒に導入され、弁装置２４の残りのエレメントは、別の側、つまり吸込み管路７４から導入される。

３つめの可能性として、弁ディスク５５は、弁軸部５２および弁プレート５６から成る予め組み付けられた構成群と一緒に、構造空間に導入されてよく、次いで、支持リングが押し込まれてよい。この支持リングは、溶接シームによって固定される。

弁プレート５６が、通電されていない状態ではもはや面状ではなく、凹状の内部応力、つまりばね力を有していると特に有利である。この内部応力は、有利には、圧送段階に逆流する媒体が、弁プレート５６を押し戻すことができない大きさであると有利である。この予荷重は、部分圧送時に、逆流する媒体のための流れ横断面を空けたままにすることを可能にする。

Claims (9)

1. 内燃機関の燃料噴射システム（１０）用の弁装置（２４）であって、
   弁ディスク（５５）に配置された少なくとも１つの弁開口（５４）であって、前記弁ディスク（５５）によって互いに分離されている第１の弁ディスク側（６０）と、該第１の弁ディスク側（６０）とは反対の側に位置する第２の弁ディスク側（７６）とを互いに流体接続する、弁開口（５４）と、
   前記弁開口（５４）を開閉するための、所定の運動方向（５７）に沿って可動な、変形可能な弁プレート（５６）であって、前記弁開口（５４）を閉鎖するために、前記第１の弁ディスク側（６０）で弁ディスク表面（５８）に当て付けられるようになっている、弁プレート（５６）と、
   前記弁プレート（５６）の、前記運動方向（５７）に沿った運動を作動するための運動作動装置（７２）であって、前記弁プレート（５６）に固定されている弁軸部（５２）を有している、運動作動装置（７２）と、
   を備え、
   前記弁プレート（５６）は、ばねエレメント（７０）として形成されており、該ばねエレメント（７０）のばね力は、前記第２の弁ディスク側（７６）とは反対に向けられた第１の弁プレート側（８４）から前記弁プレート（５６）に作用する力とは反対に向けられており、これによって、前記弁プレート（５６）は、前記弁開口（５４）を開放した状態に保っていることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射システム（１０）用の弁装置（２４）。
2. 前記弁軸部（５２）は、前記弁プレート（５６）にねじ結合部（８０）を介して固定されており、ねじエレメント（８２）は、前記第１の弁プレート側（８４）で前記弁プレート（５６）に載置され、前記弁プレート（５６）を貫通することを特徴とする、請求項１記載の弁装置（２４）。
3. 前記弁軸部（５２）は、溶接結合部（８６）を介して前記弁プレート（５６）に固定されており、前記溶接結合部（８６）の溶接シーム（８８）は、前記第２の弁ディスク側（７６）に向けられた第２の弁プレート側（９０）に配置されており、前記溶接シームは、前記弁開口（５４）が開放したままになるように該溶接シームが前記弁プレート（５６）に圧力を作用させるように形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の弁装置。
4. 前記弁プレート（５６）には、スリーブ状の収容エレメント（９２）が配置されており、該収容エレメント（９２）は、前記弁軸部（５２）に係合しており、
   前記収容エレメント（９２）は、前記弁軸部（５２）に圧着されているか、
   前記収容エレメント（９２）は、スナップリング（１０４）によって形成されているか、
   前記収容エレメント（９２）は、前記第２の弁ディスク側（７６）とは反対に向けられた第１の弁プレート側（８４）に背後から係合するクリップエレメント（１０６）により形成されているか、または
   前記収容エレメント（９２）は、前記弁プレート（５６）の弁プレート開口（９８）の開口壁（１００）により形成されている
   ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁装置（２４）。
5. 前記弁プレート（５６）は、前記弁軸部（５２）の、前記第１の弁ディスク側（６０）に向けられた端部（７９）に統合されて形成されているか、または
   前記弁プレート（５６）は、係合軸部（１０８）を有しており、該係合軸部（１０８）は、前記弁開口（５４）を貫通して前記弁軸部（５２）の切欠き（１１０）に係合し、前記係合軸部（１０８）は、前記弁プレート（５６）を貫通して、溶接結合部（８６）を介して、前記第１の弁プレート側（８４）では第１の弁プレート表面（１１２）で、かつ前記第２の弁プレート側（９０）では第２の弁プレート表面（１１４）で前記弁プレート（５６）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１記載の弁装置（２４）。
6. 前記ばね力は、前記弁装置（２４）の運転中の前記第１の弁プレート側（８４）での最大の液圧的な力に相当する予め規定された力よりも大きいことを特徴とする、請求項５記載の弁装置（２４）。
7. 前記弁プレート（５６）は、前記弁ディスク（５５）に少なくとも部分的に固定されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁装置（２４）。
8. 前記運動作動装置（７２）は、固定された磁極片（４６）を有する電磁アクチュエータ（４４）と、前記弁軸部（５２）に結合された、作動エレメントとしてのアーマチュア（４８）とを備え、前記アーマチュア（４８）および前記磁極片（４６）は、前記弁装置（２４）の全ての運転位置において互いに間隔を空けて配置されており、前記弁プレート（５６）によって形成されたばねエレメント（７０）が設けられており、該ばねエレメント（７０）は、前記アーマチュア（４８）に、前記磁極片（４６）に対して最大の間隔（６４）を有する静止位置に向かって予荷重をかけていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁装置（２４）。
9. 内燃機関の燃料噴射システム（１０）用の高圧ポンプ（１８）であって、該高圧ポンプ（１８）は、燃料（１２）に高圧を加えるための圧力室（３２）と、前記燃料（１２）を前記圧力室（３２）内に流入させるための流入弁（２８）と、を備え、
   前記流入弁（２８）が、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁装置（２４）によって形成されており、前記圧力室（３２）は、前記第１の弁ディスク側（６０）に形成されていることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射システム（１０）用の高圧ポンプ（１８）。

Images