JPH04502502A - 電磁弁、特に燃料噴射ポンプ用の電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁弁、特に燃料噴射ポンプ用の電磁弁背景技術 本発明は、請求項１の上位概念記載の電磁弁に関する。ドイツ連邦共和国特許ｇ ｇ２５０３３４５号明細書により公知のこのような電磁弁においては、閉鎖部材 はドラッグカップリングを介して電磁弁の可動子と結合されており、可動子の閉 鎖部材中に突入している端面が、弁部材として構成されている。従って、可動子 が、戻しばねの影響下で閉鎖部材を閉鎖位置にもたらす、もしくはもたらした時 に、弁部材が、孔を介する吸込導管部分の間の接続を遮断する。電磁弁の開放時 には、電磁石の電磁力の作用下で、可動子は、閉鎖部材の座から持ち上げられ、 孔を開放し、次回の行程の経過時になってはじめて、閉鎖部材をドラッグカップ リングを介してその座から持ち上げる。それ故、戻しばねと、座の上流側の吸込 導管における圧力との両方によって負荷されている閉鎖部材の開放のための力は 、その前に孔を介して圧力補償が行われるために、小さく保たれることが可能で ある。

しかし、上記公知の形式の電磁弁においては、一定の前提条件下で、次のような ことも起こりうる。すなわち、閉鎖部材が閉鎖位置にもたらされているとき、こ の閉鎖部材は、ポンプ作業室からの圧力衝撃によって、燃料噴射ポンプの残りの 吐出行程の過程中および、吸込導管とポンプ作業室との間の接続開放後に、負荷 される。この圧力衝撃は、次のことを招くことがある。

すなわち、閉鎖部材が座から持ち上げられ、その時吸込導管を介して短時間にポ ンプ作業室の再充填過程が行われうるようになる。ポンプ作業室に流入するこの 燃料量は、更に、ポンププランジャの次の吐出行程時に、噴射装置にもたらされ てしまい、これによって、燃料送出停止のために働く電磁弁の目的は達成されな い。特に、燃料噴射ポンプの制御における、その他の紋障の際、内燃機関が暴走 してしまう可能性がある。

発明の利点 請求項１の特徴部分記載の、本発明による電磁弁は、上記の電磁弁に対して、次 のような利点を有している。

すなわち本発明による電磁弁では、衝撃による閉鎖部材の持ち上げ、ひいてはポ ンプ作業室への相応に多量の燃料流入が阻止される。それというのは本発明では 圧力衝撃は、小さなオーバーフロー横断面だけしか開放させない弁部材の開放に よって消滅させられるからである。

請求項２以下に記載の手段によって、請求項１に記載の電磁弁の有利な改良が可 能である。特に、請求項４および５に記載の構成によって、小さな慣性で閉鎖位 置に達することができる、質量の小さな小型の弁部材が得られる。これにより、 弁部材の持ち上げ後に起こる逆流効果は最小になる。従って、冒頭に述べたよう な欠点は、著しく回避される。

図面 本発明の実施例は、図面中に示されており、以下の実施例の記述中に詳細に説明 されている。図１は、本発明による電磁弁が挿入されている燃料噴射ポンプの部 分的な縦断面図である。図２は、図１のＩ　Ｉ−Ｔ　Ｉ線に沿った部分的な断面 図である。図３は、本発明による電磁弁を拡大して示す縦断面図である。

実施例の記述 図１に示されている、多シリンダ内燃機関用の燃料噴射ポンプでは、ケーシング １内にシリンダバレル２が挿入されている。シリンダバレル２のシリンダ孔３中 でポンププランジャ４は、燃料噴射ポンプの図示されていない駆動装置およびカ ム駆動装置により、往復運動させられると同時に回転運動させられる。その運動 については、図中の矢印が示すとおりである。ポンププランジャ４は、シリンダ 孔３内で端面側でポンプ作業室６を閉鎖している。ポンプ作業室６には、ポンプ プランジャ４の端面７から出発していて充填溝８として働く複数の長手方向溝を 介して、ポンププランジャ４の吸込行程の際に燃料が供給される。図１のＩＩ− ＩＩ線に沿った断面図である図２から判るように、充填溝８は、互いに均一な角 度距離を置いてボンブプランジャ４の周面全体にわたって分配配置されている。

図２ではそれら複数の充填溝８のうち４つの溝が表されており、これら４つの充 填溝８はこの分配型燃料噴射ポンプによって、ここでは４つの噴射ノズルに交互 に燃料供給するための、ポンププランジャ１回転につき４回行われる吸込行程に 対応している。吸込行程の間、充填溝８は、それぞれ１つずつ横方向でシリンダ 孔３に開口している吸込導管１０と接続される。吸込導管１０は、燃料噴射ポン プのケーシング１内において閉鎖されているポンプ吸込室１１と接続している。

ポンプ吸込室１１には、燃料フィードポンプ１２によって、燃料タンク１４から 燃料が供給される。燃料は有利には回転数に関連した圧力下にあり、燃料噴射ポ ンプと共に回転数同期的に駆動される燃料フィードポンプ１２に対して並列に位 置する圧力制御弁１５によって、付加的に制御される。

ポンププランジャ４の、ポンプ作業室６とは反対側に位置している端部は、上記 ポンプ吸込室１１中に突入しており、そこで駆動装置（図示せず）と接続してい る。吸込室の内部においてポンププランジャ４の周面には、環状スライダ１７が 摺動可能に配置されている。この環状スライダ１７は、公知の構成態様の調速機 （図示せず）によって、調節レバー１８を介して公知のように摺動することがで き、このとき、ポンププランジャ４における横方向孔１９の流出開口部を制御し ている。横方向孔１９は、ポンププランジャ４内の長手方向通路２０と接続して いる。長手方向通路２０は、ポンププランジャ４の端面７から軸線方向に延びて おり、袋孔として終わっている。この長手方向通路２０からはまた、半径方向孔 ２１が分岐している。半径方向孔２１は、ポンププランジャ４の周面における分 配開口すなわちここでは分配溝２２に、通じている。

この分配溝の高さで、シリンダ孔３から複数の噴射導管２３が分岐している。こ れらの噴射導管２３は例えば、圧力弁を介してそれぞれ噴射弁２５へ通じている 。

これらの噴射導管２３は、燃料供給される噴射弁２５の数に応じて、シリンダ孔 ３の全周にわたって分配配置されている。本実施例では４つの噴射弁２５が設け られており、ポンププランジャは１回転ごとに４回の吐出行程を行う。

ポンププランジャ４の各吸込行程の間にポンププランジャ４が、その時吸込導管 １０に合致した充填溝８を介してポンプ吸込室１１から燃料を吸い込むことによ り、ポンプ作業室６は、次の吐出行程の開始時には燃料で充たされている。負荷 位置では環状スライダ１７は、横方向溝１９の燃料流出部を閉鎖し、ポンププラ ンジャ４０次の吐出行程の際およびポンプ作業室６での充填溝８の再閉鎖後に、 燃料は高圧となる。するとこの燃料は長手方向通路２０と、噴射導管２３のうち の１つとを介して対応する燃料噴射弁に供給されて噴射される。高圧噴射を終了 させるために、環状スライダ１７によって予め規定された１行程に対して、横方 向孔１９が環状スライダ１７との合致から抜は出る。

従って、ポンプ作業室６はこのとき、長手方向溝２０と横方向溝１９とを介して 、ポンプ吸込室１１に向かって放圧され、ポンププランジャ４の吐出圧は噴射弁 ２５の開放圧を下回り、よって高圧噴射は中断される。

内燃機関を停止させるためまたは高圧噴射を終了させるために、さらに吸込導管 １０には電磁弁２７が設けられている。この電磁弁２７の閉鎖部材２８は、扁平 塵として構成された弁座２９と協働している。この弁座２９に閉鎖部材２８は、 電磁弁２７の消磁時に戻しばねの力によって接触している。弁座２９は、ポンプ 作業室側の小さな直径の段付は孔部分３１から大きな直径の段付は孔部分３０へ の、段付は孔の移行部に位置している。大きな直径の段付は孔部分３０は外部か ら挿入されている電磁弁を受容している。大きな直径の段付は孔部分３０から吸 込導管１０は更にポンプ吸込室１１に通じている。小さい直径の段付は孔部分３ １は、シリンダバレル２の切欠き３２に開口している。この切欠き３２からは、 方形横断面をした吸込導管部分３３が、シリンダ孔３に開口している。

電磁弁２７は、図３に詳細に示されている。電磁弁２７のケーシング３８内には 、電磁コイル３９と、この電磁コイルによって取り囲まれているガイドスリーブ ４０とが配置されている。このガイドスリーブ４０内へは、電磁コア４１が突入 している。このガイドスリーブ４０内にはまた、戻しばね４３によって負荷され ている可動子４２が摺動可能に設けられている。電磁弁２７の、可動子４２とは 反対側において、弁ケーシング３８は、プラスチック製部材４４によって閉鎖さ れている。このプラスチック製部材４４を貫通して、給電部４５は電磁コイル３ ９へ通じている。弁ケージング３８と電磁コイル３９との間にあるスペースは、 プラスチックで充填されている。これにより、内燃機関から伝達される振動が、 弁の部材、特に電気的接続部材の解離をもたらすことが阻止される。コア４１と 可動子４２とは、互いに向き合っている端面側で円錐状に構成されている。これ により、電磁弁２７の使用にとって必要な大きな行程の際でも、電磁力の良好な 伝達が得られる。可動子４２は、同時に弁部材としても役立つ。つまりこの場合 、ガイドスリーブ４０から、比較的大きな直径を有する段付は孔部分３０内へ突 入している可動子端部は、閉鎖部材２８として構成されている。このために、可 動子４２の、この端部には、弾性シール材よりなる、帽子形状をしたキャンプが 加硫結合されている。このキャップ４７は、可動子４２の閉鎖部材２８が、消磁 時に戻しばね４３の力によって閉鎖位置にもたらされた際に、環状の外部縁４８ で弁座２９の端面と接触する。

可動子４２は、段付は孔部分３１に対して同軸的に、キャップ４７の端面を貫通 して延びている孔５ｏを有している。この孔５０は、球状に構成されていてもよ い。円錐状の弁座５２を介して比較的大きい直径の受容孔５３に開口している。

この受容孔５３は、はぼ均一の直径を保ちながら、コア４１とは反対側に位置し ていて円錐状に形成されている可動子４２端面の流出部まで連続している。この 受容孔５３には、戻しばね４３が配置されている。この戻しばね４３は、一方の 端面側で相応に円錐状に構成されているコア４１の段部に支持されており、かつ 、他方の側では、受容孔５３に嵌め込まれているスリーブに支持されている。ま た別の態様で受容孔５３内に固定することもできるこのスリーブは、戻しばね４ ３とは別の側において、閉鎖ばね５７が支持されていることから、中間ばね受け ５５と呼ぶことができる。閉鎖ばね５７は、圧縮ばねとして構成されていて、中 間ばね受け５５側とは別の端部で、受容孔５３内部を摺動可能なばね受け５８に 接触する。ばね受け５８は、孔５０側の端面に切欠き６０を有している。この切 欠き６０内において、弁部材として働く球６１がセンタリングされる。球６１は 、切欠き６０とは反対の側では、閉鎖位置で、受容孔５３と孔５０との間の円錐 状の弁座５２に接触する。有利には、ばね受け５８は、プラスチックより成り、 閉鎖ばね５７側にビン６３を有する。このピン６３は、中間ばね受け５５におけ る中心開口部６４を貫通して延びていて、そこで案内される。中間ばね受け５５ は、その周囲に切欠き６７を有している。これにより、中間ばね受け５５の移動 または可動子４２の移動の際にも燃料は絞られず、燃料の動きは、妨げられるこ となく中間ばね受け５５を通過することができる。受容孔５３からは、横方向開 口部６６が分岐している。この横方向開口部６６を介して、弁部材が持ち上げら れているときには、吸込溝ＩＦ１０の弁材２９上流側部分と、弁座２９下流側部 分とは、たとえ閉鎖部材２８が閉鎖位置にあっても、互いに接続されている。ま た、この横方向開口部６６を介して、可動子４２による閉鎖部材２８の開放時に は、可動子４２によって押し除けられる燃料は、流出することができる。

相応に寸法法めされた閉鎖ばね５７を用いた際の、球６１とばね受け５８との小 さな質愈により、孔５゜の、つまり両吸込導管部分の間における接続部の、極め て短時間でヒステリシスのない開放と再閉鎖とが可能となる。これによって、仮 に、一時的な圧力衝撃に基づいて、弁部材が開放位置に移動させられているとき であっても、比較的多量の燃料が、ポンプ作業室６から圧力均衡のためにオーバ ーフローすることが防止される。そしていずれにせよ、段付は孔部分３１の著し く大きい方の直径を制御している閉鎖部材２８が、その座から持ち上げられるこ とが阻止される。これによって、内燃機関が暴走１−でしまう危険は避けられる 。

内燃機関の暴走の危険が生じるのは主に、次のようなときである。すなわち、環 状スライダ１７が極めて高い位置で、ポンプ作業室６に向かって摺動させられて いて、例えばその位置でひっかかって動がなくなっているような場合である。こ のとき、ポンプ吸込室１１に向かって放圧が行われる残余行程は、極めて小さく なるかまたは全く行われないために、ポンププランジャ４から吐出可能な燃料の 全量またはほぼ全量が、ポンプ作業室６から噴射装置へ達してしまう。更にまた 、内燃機関暴走の危険が生じるのは、次の場合である。

すなわち、噴射調節に基づいて、ポンププランジャ４０回転位置に関して吐出行 程が遅延して行われ、よって充填溝８が、すでにポンププランジャ４の上死点で 、またはそれより早期に、ポンプ作業室６と吸込導管１０．３１．３２．３３と の間の接続状態を作りだしてしまう場合である。これにより、切欠き３２内と、 この切欠き３２に接続している、比較的小さな直径の段付は孔部分３１内とに急 激に、高圧力下の燃料が流入する。この高圧下の燃料は、閉鎖部材２８に衝撃的 に作用し、これを持ち上げようとする。従って、弾性的な燃料媒体の貯蔵能力に よって、比較的大きな燃料量は、特に、負圧が閉鎖部材２８の開放時に再び吸込 導管１０を介して圧力補償されるときに、シリンダ孔３と弁座２９との間のスペ ースに蓄えられうる。この蓄えられた燃料量は、切欠き３２と、この切欠きに隣 接してν）る範囲３１．３３およびポンプ作業室６とにおける燃料圧が、相応し て低下する次の吸込行程の際に、ポンプ作業室６に流入する。充填溝８によって 吸込導管部分３３が閉鎖された後では、弁座までの範囲において比較的低い圧力 の燃料容量が残余しており、それ以前にそこに高圧下で蓄えられていた燃料の大 部分は、ポンプ作業室６へ達している。このポンプ作業室６から、次の圧力行程 の際に、特に、ポンプ作業室６が環状スライダ１７を介して放圧され得ないとき に、燃料は再び噴射装置に達することができる。吸込導管部分３３およびそこか ら連続しているスペースの再開放制御の際の吐出行程の終了時に、圧力衝撃は再 び閉鎖部材２８の持ち上げを生ぜしめ、よって前述したように、燃料の、圧力補 償と、ポンプ作業室６への燃料の再流入とがもたらされる。この過程は今や、本 発明の解決方法によって著しく回避される。従って、燃料噴射の確実な遮断が達 成される。

ＦｆＧ、３ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．電磁弁であって、特に内燃機関に燃料供給を行う燃料噴射ポンプのための電 磁弁であって、燃料噴射ポンプのポンプ作業室（６）を燃料供給源（１１）と接 続している吸込導管（１０）と、電磁弁の可動子（４２）に結合されている閉鎖 部材（２８）とを備えており、吸込導管（１０）が、燃料噴射の停止のための電 磁弁により遮断可能であり、かつ、ポンププランジャ（４）の吸込行程の間に燃 料をポンプ作業室の方向に貫流可能であり、閉鎖部材（２８）が、戻しばね（４ ３）によって閉鎖位置で弁座（２９）に保持可能であり、該弁座からは吸込導管 （１０、３１、３２、３３）が、ポンプ作業室（６）ヘ通じていて、閉鎖部材（ ２８）が、閉鎖位置において、ポンプ作業室側の吸込導管における圧力によって 負荷されていて、さらに閉鎖部材が、２つの吸込導管部分を互いに接続している 孔（５０）を有しており、該孔が、ばね（５７）によってポンプ作業室側の吸込 導管部分の圧力に抗して負荷されている弁部材（６１）により閉鎖可能である形 式のものにおいて、弁部材が、閉鎖部材（２８）内に支持されている閉鎖ばね（ ５７）によって負荷されており、閉鎖部材が可動子（４２）と共に、位置固定に 支持されている戻しばね（４３）によって摺動可能であることを特徴とする、電 磁弁、特に燃料噴射ポンプ用の電磁弁。
2. ２．孔（５０）が、閉鎖部材（２８）内における軸線方向の孔であり、円錐状ま たは球状の弁座（５２）を介して受容孔（５３）に開口しており、該受容孔には 、閉鎖部材（６１）と閉鎖ばね（５７）とが配置されていることを特徴とする、 請求項１記載の電磁弁。
3. ３．受容孔（５３）が、閉鎖部材（２８）と可動子（４２）とを軸線方向に貫通 していて、固定的に挿入されている中間ばね受け（５５）を有しており、該中間 ばね受けが、一方では、電磁弁の磁石の位置固定のコア（４１）に支持されてい る戻しばねの支持点として働き、他方では、閉鎖ばね（５７）のための支持点と して働くことを特徴とする、請求項２に記載の電磁弁。
4. ４．弁部材（６１）が、ばね受け（５８）の切欠き（６０）に支持されている球 であり、ばね受け（５８）が、他方側にピン（６３）を有しており、該ピンが、 中間ばね受け（５５）の中心開口部（６４）を貫通して案内されていることを特 徴とする、請求項３記載の電磁弁。
5. ５．ばね受け（５８）が、プラスチックより製造されていることを特徴とする、 請求項４記載の電磁弁。
6. ６．中間ばね受け（５５）が、受容孔（５３）内に嵌め込まれており、該受容孔 が、横方向開口部（６６）を介して吸込導管（１０）と接続されていることを特 徴とする、請求項３から５までのいずれか１項記載の電磁弁。