JPH04503099A - 圧力弁 - 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】 圧　力　弁 従来技術 本発明は請求項１に記載した形式の圧力弁から出発している。ＤＥ−Ａ８１２３ ６８６３号明細書によって公知であるこのような圧力弁においては、吸い戻し鍔 はリング溝により、少な（とも１つの切欠き、この場合には２つの切欠きを有す る鍔から分離されている。この切欠きは研削部として構成され、圧力弁の閉鎖部 材がどの位置にあっても貫通通路の内部に位置している。閉鎖部材はポンプ作業 室側の端部に円錐状のシール面を有し、ばね室側に定置のストッパ面を有してい る。このストッパ面に閉鎖部材は押しばねがきわめてやわらかく構成されている 場合に閉鎮部材の開放行程のたびに当接する。閉鎖部材に設けられた切欠き、す なわち常に一定の流通断面を有する切欠きは絞り断面として構成されている。こ の絞り断面の働きは噴射終了時期において噴射ノズルが閉じたあとで圧力弁の閉 鎖部材をより迅速に閉鎖位置にもたらすことである。何故ならば吐出導管内で反 作用する圧力波には絞り横断面において大きな流通抵抗が与えられ、この流通抵 抗が閉鎖力として閉鎖部材に押しばねを助けるために作用するからである。アイ ドリング運転と回転数の高い全負荷運転とでは圧力弁もしくは吐出導管を通る燃 料の吐出値もしくは吐出速度が興なることに基づき、閉鎖部材の閉鎮運動に対す る絞り個所の作用はアイドリング運転の方向に減少する。何故ならば圧力波は弱 （形成され、絞り個所がこの圧力波に供する抵抗が小さく、単位時間あたりこの 絞りを流過する燃料が次第に増大するようになるからであります。これに相応し て閉鎮部材はゆっ（りと閉じられるようになり、したがってアイドリング運転時 には全負荷又は部分負荷時に比べて、閉鎖する弁により開放された吐出導管の容 積のより大きな割合がポンプ作業室からの燃料により置換えられるので、吐出導 管における圧力減少はアイドリング運転の最小の値から全負荷運転の最大の値ま で変化させられる。

したがってこのような圧力弁は吐出導管におけ残留圧を制御するためと燃料吐出 量を噴射量と回転数とに関連して調整するためとに用いられる。減少制御衝撃に 際して有効な絞りは同時に燃料噴射ポンプの吐出量の間に噴射値に作用し、全負 荷時に燃料噴射量を回転数が増大するにつれて減少させる。

閉鎖部材が吸い戻し鍔を有し、吐出過程のたびには固定ストッパに当接しない公 知の圧力弁においては、ポンプ作業室側で吸い戻し鍔に接続された、閉鎖部材に よって開放された、貫通孔における流過横断面がきわめて大きく構成され、特に それに接続された吐出導管よりも大きく構成されている。このような弁の場合に は燃料噴射ポンプの高圧吐出が一定に調節された状態で強く具なる噴射量が与え られる。この興なる噴射量は特に分配型噴射ポンプの場合にはポンプピストンの 有効な吐出行程の適当な調節によって修正されない。何故ならば内燃機関のすべ ての噴射個所に唯一のポンプ作業室から交互に燃料が供給され、これに応じてす べての噴射個所のための量制御が同じでなければならないからである。しかし、 ポンプピストンの吐出行程あたりの噴射量を個々に制御する噴射量制御装置は実 現できない。このような制御には多大の費用がかかる。量制御は他の２次的な処 置、例えば圧力弁の行程制限等によっても行なうことができるが、しかしこれも 燃料噴射ポンプの全運転囲い亙って所望の均一な効果をもたらさず、しかも同様 に多大の費用がかかる。

発明の利点 請求項１の特徴を有する本発明の圧力弁は、前述の量ばらつきが簡単な手段で回 避されるという利点を有している。この場合には特に圧力弁閉鎖部材の開放特性 が調整される。公知の形式で吸い戻し鍔とそれに接続されたきわめて大きな流過 横断面をポンプ側に有している公知の圧力弁閉鎮部材においては、吸い戻し鍔が 貫通通路から走出することにより、リング状の接続横断面を開放制御する。この 接続横断面はすでに１０分の数ミリメートルの走出行程で、後続の吐出導管の開 放横断面よりも大きい横断面を開放する。この開放過程により、その時点の吐出 値を吐出するために必要であろう接続横断面よりも大きな接続横断面の方向に開 放行程が増大することになる。次いで吐出導管における圧力が増大することに基 づき圧力弁は再び急激に元に戻り、再び衝撃的に開放されるまで吐出を中断する 。圧力弁のこの開閉過程に基づきポンプピストンの各吐出行程の吐出継続時間も しくは噴射継続時間に関連した吐出特性曲線に陥没が生じる。このため、個々の 噴射個所における吐出区間の構成に応じて異なる量分配に加えて、回転数に関連 して変化する吐出値のもとで異なった波形の量経過特性曲線が生じる。これは苦 情につながる。本発明によれば過度の振れは、ポンプ作業室と吐出導管との間の 接続横断面がゆっ（りと吐出値の増大と共に連続的に開放され、吐出に際して、 公知の圧力弁において波形の量経過特性曲線をもたらす圧力ピークと圧力低下が 回避されることにより回避される。この場合には切欠きは全体として小さな絞り 横断面を成す。何故ならば開放流過横断面は吐出値が増大するにつれて拡大でき 、流過横断面、ひいては最大接続横断面は吐出導管の開放横断面とほぼ同じ大き さを有しているからである。閉鎖部材の局面に均一に分配された、残った長さに 亙って吸い戻し鍔から延びる切欠きによって、閉鎖部材の各行程位置における、 スムーズな運動を可能にする、力の相殺された支承が達成される。したがって比 較的に長い運転時間が経過した後に見られる片寄った摩耗、キャビテーション及 び機能障害は回避される。

図面 図面には本発明の２つの実施例が示されており、これについて以後詳細述する。

第１図は第１実施例を、第２図は第２実施例を、第３図は第２図の実施例の■− ■線に沿った断面を示しである。

実施例の説明 第１図には図示されていない燃料噴射ポンプのケーシング２内にねじ込まれた圧 力弁１が縦断面で示されている。該燃料噴射ポンプは例えばＤＥ−Ｏ８３６４４ ５９５号に開示されているように構成することができる。圧力弁１は一端におね じ５を有し、該おねじでケーシング２のねじ孔６にねじ込まれる接続管部４を有 している。ねじ孔内には燃料噴射ポンプの図示されていないポンプ作業室から吐 出導管７が開口している。該吐出導管７′は圧力弁１を介して、先きに延びる吐 出導管７′と接続されている。そのは端部には噴射弁８が接続されている。接続 管部４はほぼ円筒形に構成され、軸方向の円筒形の切欠き９を有している。該切 欠き９はねじ込み側に向かって開いている。円筒形の切欠き９に対して同軸的に は該切欠き９から接続孔１１が延びており、接続管部の接続ニップル１２に開口 している。前切欠き９は吐出導管７′もしくは噴射弁８と接続されている。

ポンプ作業室側の端部からは軸方向の切欠きの内へ管状の弁当体１４が挿入され る。該弁当体１４はポンプ作業室側の端部にフランジ１５を有し、側フランジ１ ５を介して弁当体は接続管部のポンプ作業室側の端部によりねじ孔６の底におけ る肩１７に保持される。

弁当体１４は軸方向の貫通孔２０を有し、該貫通孔２０は切欠き９の出口側に出 口縁部２２を形成している。該出口縁部２２は円錐状の弁当１９に移行している 。貫通孔２０内には圧力弁の弁閉鎖部材２１が案内されている。該弁閉鎖部材２ １は、円錐状のシール面２５を有するヘッド２４を有している。該シール面２５ は弁閉鎖部材が貫通孔２０に走入した場合に弁当と接触させられる。弁閉鎖部材 のヘッド２４は押しばね２６の力により負荷される。該押しばね２６は切欠き９ の端面側に支えられ、弁閉鎖部材を閉鎖位置にもしくて弁閉鎖部材のヘッドは弁 当体と一緒にばね室２８を形成する。しかしながら弁当は貫通孔２０のポンプ作 業室側の端部に配置されていてもよい。この場合、シール面は弁部材の当該端部 に構成されていてもよい。

弁閉鎖部材のヘッドにおけるシール面２５はポンプ作業室側でリング溝２９によ り制限されている。該リング溝２９は反対側で鍔３０により制限されている。

該鍔３０は貫通孔の孔の直径に鍔が貫通孔２０内で緊密に滑動可能であるように 適合させられている。鍔ににはポンプピストン側に案内部分３１が接続され、該 案内部分３１は切欠き３３により形成された案内リブ３４を有している。該案内 リブ３４は貫通孔２０内で滑動し、弁閉鎖部材の傾倒のない運動を保証する。案 内リブの間で切欠きは吐出導管７を介して貫通孔２０内を鍔３０に達する燃料の ための流過横断面を形成する。

鍔３０は通常は吸い戻し鍔又は放圧鍔と呼ばれ、これまでの記述では弁閉鎖部材 は吸い戻し鍔を有する公知の圧力弁の弁閉鎖部材に相応している。ポンプ作業室 から高圧吐出が行なわれると、弁閉鎖部材２１の横断面は高圧により負荷され、 弁閉鎖部材は押しばね２６の力に抗して移動させられる。この場合、鍔３０は貫 通孔２０から走出し、同時に既に燃料を吐出導管７′内に押し込む。この際、噴 射弁８の前に発生している残留圧は高められる。噴射弁の開放圧によって与えら れた所定の圧力が越えられると、燃料の噴射が行なわれる。鍔３０が走出する場 合に燃料はリング状に形成された接続横断面を通ってばね室２８へかつ引続き噴 射弁へ流される。噴射時期が終了するとポンプ作業室の圧力が下降する。その際 閉鎖部材２１は一方では押しばねの作用と他方では吐出導管７′　もしくはばね 室２８内の圧力で閉鎖位置へ戻される。この場合に鍔３０は出口縁２２を通過し て貫通孔２０内へ走入しかつ鍔３０のポンプ作業室側の第１部分が出口縁２２と 重なったときから、圧力弁閉鎖部材と噴射弁との間に閉じ込められる容積を同時 に放圧しながら拡大する。この作業形式は公知であるのでこれについて詳細に説 明することは省略する。

このような圧力弁の通常の構成とは異なって鍔３０は吸い戻し鍔３５と制御鍔３ ６とに分割されている。

制御鍔は外周に切欠き３８を有している。この切欠き３８は研削部分として構成 され、該切欠き３８のヘッド２４に向いた制限縁は出口縁２２に対して平行に位 置しかつ制御鍔３６の高さを決定している。制御鍔３６は継目な（吸い戻し鍔３ ５に移行している。

切欠き３８は直線的な研削部であっても、弁閉鎖部材の軸線４０に対して平行な 円形の制限面を有する研削部であってもよい。切欠き８は制御鍔３６に片側に切 欠き８を取付けることによりコンパクトに構成された流過横断面を形成している 。研削部の代りに貫通孔な切欠き形も可能である。

ここに記述した圧力弁においては吐出導管７と吐出導管７′との間の接続横断面 は制御鍔３６が貫通孔２０から走出する程度によって決められる。閉鎖部材が持 上げられると、出口縁２２は次第に接続横断面を開放する。該接続横断面は走出 行程と切欠き８の貫通孔側の制限の長さとの積により決定される。したがて圧力 弁が開くと、流過横断面３８により影響を及ぼされる行程で、吐出導管区分７と ７′との間に、妨げられない吐出のために必要な接続横断面が形成される。切欠 きと貫通孔２０との間に形成される流過横断面はできるだけ小さいが、最高の吐 出値の場合でも燃料が相応に設計された吐出導管の場合のように妨げられずに流 通できるような大きさを有している。これは制御鍔における最大流過横断面が吐 出導管７′流過横断面とほぼ等しいことを意味する。この場合、圧力弁閉鎖部材 は冒頭に述べた公知技術の場合に必要であったよりも大きな行程を移動しなけれ ばならない。制御鍔の高さは制御鍔の１部が常に貫通孔２０内に留まり、ひいて は確実に所望の最大流過横断面が維持されるように設定されている。したがって 本発明の構成によれば最高燃料噴射量が妨げられずに噴射個所に達し、接続横断 面がそのつどの吐出値に、冒頭に述べた形式の過度の振れが回避されるように適 合させられるようになる。流過横断面を制御するための比較的に大きな行程によ り、圧力弁閉鎖部材の軽い振れ運動は燃料噴射量もしくは噴射量経過にもはや大 きな影響を与えなくなる第２図の実施例においては圧力弁閉鎖部材１２１は案内 部１３１として３つの案内リブ１３４を有している。該案内リブ１３４は互いに １２０９の均等な角度間隔をおいて配置され、円筒形の成形体における軸平行な 研削部として構成された切欠き１３８により形成されている。この場合、切欠き １３８によっては同時に吸い戻し鍔１３５がポンプ作業室側で第１図の制限縁３ ９に相当する制限縁１３９で制限される。制限縁１３９に続いて切欠き１３８は 第１図の実施例の制御鍔の機能を同時に発揮する案内部１３１のポンプ作業室側 の長さ全体に亙って延びている。切欠きは第１図の実施例のばあいと同様に、貫 通孔１２０の出口縁１２２と協働して、すでに第１図で記載した利点をもたらす 。

それぞれ同じ大きさの横断面を有する切欠きが均一に分配されることにより、圧 力弁閉鎖部材１２１に作用する液圧力の相殺された力勘定が得られる。これは適 当な均一な配置と寸法を与えておけば他の切欠き数でも達成される。しかし、特 に有利であるのは３つの切欠きを設けることである。切欠きの数が増すと共に流 過横断面は小さく形成されなければならず、その場合には不都合なことに次第に 絞り作用が増すことになる。最適な力の相殺は冒頭に述べた有利な作用を維持し て３つの切欠きにより達成される。この場合にも切欠きの横断面の和は吐出導管 の流過横断面よりも決して大きくならないことが有利である。

又、必要である場合には研削部もしくは切欠きの前に、回転数に関連して作用す る公知の補償絞りを付加的に接続し、噴射装置の所定の構造上の条件で噴射を均 一な噴射経過に適合させることができる。これは例えば吸い戻し鍔１３５におけ る局部的な切欠き又は貫通孔に対する吸い戻し鍔の減径によって形成されるリン グ間隙で実現することができる。

最後に研削部はポンプ作業室の方向に増大する横断面として、研削部がその全長 に亙って、有利には第２図に破線で示されているように始端だけ傾斜して延びて おり、次いで圧力弁閉鎖部材の軸線に対して平行に延びていることができる。こ れによって量又は流通の上昇を制御しかつ補償を達成することができる。この場 合、傾斜して延びる研削部は３つの切欠きの若干のものについてだけ設けること もできる。

国際調査報告 −一一一６−一一−１１＆Ｐ１１Ｔ／ＤＥ９０１００８０２国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＥ　９０１００８０２ Ｓ＾　４０９５７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料噴射ポンプにより燃料が供給される内燃機関における燃料噴射個所（８ ）と燃料噴射ポンプのポンプ作業室との間に吐出導管（７，７′）に組込まれる 圧力弁であって、弁坐（１９）を備えた弁坐体（１４）を有し、該弁坐体（１４ ）が圧力弁（１）の閉鎖部材（２１）が案内されている貫通通路（２０）を有し 、閉鎖部材（２１）がシール面（２５）を有し、該シール面（２５）で閉鎖部材 （２１）が、圧力弁の閉鎖位置で貫通通路（２０）に接続する弁坐（１９）に、 閉鎖部材の、ポンプ作業室とは反対側にあるばね室（２８）に定置に支えられた 押しばね（２６）で圧着されており、閉鎖部材（２１）が貫通通路（２０）内で 緊密に摺動可能な吸い戻し鍔（３５）を有し、閉鎖部材が閉鎖位置にある場合に は吸い戻し鍔（３５）が貫通通路（２０）内に侵入しかつ圧力弁が開く場合には ばね室側で吸い戻し鍔（３５）が貫通通路（２０）から侵出するようになってお り、貫通通路の直径に合わせられた制御鍔（３６）を有する貫通部材を有し、制 御鍔（３６）の外周に制御鍔（３６）の全長に亙って延びる切欠き（３８）があ り、該切欠きが貫通通路（２０）の壁と貫通横断面を形成している形式のものに おいて、制御鍔（３６）が吸い戻し鍔（１３５）に直接的に隣接して等しい角度 間隔で閉鎖部材の外周に分配された、同じ大きさの貫通横断面を有する複数の切 欠き（３８）を有し、該切欠き（３８）が閉鎖部材の、ポンプ作業側に接続され た全長に互って延び、貫通通路（２０）をばね室側で制限する出口縁（２２）と 一緒にポンプ作業室と吐出導管（７）との間の接続横断面を形成しており、戻し 力が貫通通路の横断面と総貫通横断面と共に、燃料吐出値の増大にともなって接 続横断面が押しばね（２６）の力に抗する閉鎖部材（２１）の移動により拡大さ れるように設定されており、接続横断面が常に総貫通横断面よりも小さいか又は それと同じ大きさに保たれることを特徴とする、圧力弁。 ２．総貫通横断面（１３８）が吐出導管の横断面とほぼ同じ大きさを有している 、請求項１記載の圧力弁。 ３．燃料噴射ポンプの最大吐出値で、制御鍔及び切欠き（１３８）の長さの１部 分が常に貫通通路（１２０）内に留まる、請求項１又は２記載の圧力弁。 ４．閉鎖部材がばね室側のヘッド（１２４）を有し、該ヘッド（１２４）に有利 には円錐状に延びるシール面（２５）が形成されており、該シール面が貫通通路 （１２０）のばね室側の出口に形成された対応する弁坐（１９）に押しばね（２ ６）で接触させることができるようになっており、閉鎖部材のシール面に続く、 貫通通路（１２０）内に侵入する部分に吸い戻し鍔（１３５）が形成されており 、吸い戻し鍔にポンプ作業室側で案内部分（１３１）が接続しており、該案内部 分（１３１）が貫通通路（１２０）の軸線方向に延びる、閉鎖部材（１２１）の 周面に形成された切欠き（１３８）より形成されて、その案内リプ（１３４）の 間に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の圧力弁。 ５．切欠きが閉鎖部材の軸線に対して平行な研削部として構成されている、請求 項１から４までのいずれか１項記載の圧力弁。 ６．切欠きの少なくとも１つがポンプ作業室の方向に増大する貫通横断面をもっ て構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧力弁。 ７．切欠きの少なくとも１つが段階的にポンプ作業室に向かって貫通横断面を増 大させて構成されている、請求項６記載の圧力弁。