JP2001221122A - 燃料噴射弁 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
- F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 マグネットコイル８、戻しばね１０によ
って閉鎖方向に負荷された可動子１２及び、力伝達可能
に可動子に結合された弁ニードル３を備えてた燃料噴射
弁１であって、可動子及び／又は弁ニードル内に燃料通
路１６を設けてある形式のものにおいて、燃料通路の下
流側で弁ニードルに衝突部材１７が配置されている。 【効果】 弁ニードルに結合された衝突部材が、可動子
若しくは弁ニードル内の燃料通路を流過する燃料の液力
的なパルスを急速な閉鎖運動に変換する。
って閉鎖方向に負荷された可動子１２及び、力伝達可能
に可動子に結合された弁ニードル３を備えてた燃料噴射
弁１であって、可動子及び／又は弁ニードル内に燃料通
路１６を設けてある形式のものにおいて、燃料通路の下
流側で弁ニードルに衝突部材１７が配置されている。 【効果】 弁ニードルに結合された衝突部材が、可動子
若しくは弁ニードル内の燃料通路を流過する燃料の液力
的なパルスを急速な閉鎖運動に変換する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】燃料噴射弁、特に内燃機関の
燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、マグネット
コイル、戻しばねによって閉鎖方向に負荷された可動子
及び、弁閉鎖体の操作にための、力伝達可能に可動子に
結合された弁ニードルを備えており、弁閉鎖体が弁座面
と一緒にシール座（弁座）を形成しており、可動子及び
／又は弁ニードル内に少なくとも１つの燃料通路を設け
てあり、燃料通路が燃料によって流過されるようになっ
ている形式のものに関する。
燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、マグネット
コイル、戻しばねによって閉鎖方向に負荷された可動子
及び、弁閉鎖体の操作にための、力伝達可能に可動子に
結合された弁ニードルを備えており、弁閉鎖体が弁座面
と一緒にシール座（弁座）を形成しており、可動子及び
／又は弁ニードル内に少なくとも１つの燃料通路を設け
てあり、燃料通路が燃料によって流過されるようになっ
ている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６
２６５７６Ａ１号公報により、既に電磁的に操作可能な
燃料噴射弁が公知であり、この場合、電磁的な操作のた
めに可動子が電気的に励磁可能なマグネットコイルと協
働するようになっており、可動子の行程が弁ニードルを
介して弁閉鎖体に伝達される。弁閉鎖体がシール座を形
成するために弁座面と協働するようになっている。可動
子内に複数の燃料通路が設けられている。可動子の戻し
が戻しばねを用いて行われるようになっている。
２６５７６Ａ１号公報により、既に電磁的に操作可能な
燃料噴射弁が公知であり、この場合、電磁的な操作のた
めに可動子が電気的に励磁可能なマグネットコイルと協
働するようになっており、可動子の行程が弁ニードルを
介して弁閉鎖体に伝達される。弁閉鎖体がシール座を形
成するために弁座面と協働するようになっている。可動
子内に複数の燃料通路が設けられている。可動子の戻し
が戻しばねを用いて行われるようになっている。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２
６５７６Ａ１号公報により公知の燃料噴射弁においては
欠点として、特に閉鎖時間が比較的長くなっている。燃
料噴射弁の閉鎖の遅れは、可動子と内側磁極との間に作
用する付着力及び励磁電流の遮断の際の磁場の瞬時には
生ぜしめられない消滅に起因するものである。燃料噴射
弁の迅速な閉鎖は燃料の調量時間及び調量量の改善につ
ながる。戻しばねのばね力を高めることによって閉鎖力
を高めることは、欠点としてマグネットコイルの励磁の
ための所要出力を増大することにつながる。その結果、
電気的な制御装置の出力部が相応に大きく構成されねば
ならない。
６５７６Ａ１号公報により公知の燃料噴射弁においては
欠点として、特に閉鎖時間が比較的長くなっている。燃
料噴射弁の閉鎖の遅れは、可動子と内側磁極との間に作
用する付着力及び励磁電流の遮断の際の磁場の瞬時には
生ぜしめられない消滅に起因するものである。燃料噴射
弁の迅速な閉鎖は燃料の調量時間及び調量量の改善につ
ながる。戻しばねのばね力を高めることによって閉鎖力
を高めることは、欠点としてマグネットコイルの励磁の
ための所要出力を増大することにつながる。その結果、
電気的な制御装置の出力部が相応に大きく構成されねば
ならない。
【０００４】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明に基づく構成に
よって、利点として、弁ニードルに結合された衝突部材
が、可動子若しくは弁ニードル内の燃料通路を流過する
燃料の液力的なパルスを急速な閉鎖運動に変換する。
よって、利点として、弁ニードルに結合された衝突部材
が、可動子若しくは弁ニードル内の燃料通路を流過する
燃料の液力的なパルスを急速な閉鎖運動に変換する。
【０００５】開放時間は本発明に基づく前記手段によっ
て影響をほとんど受けず、それというのは燃料噴射弁の
開放の際にはまだ液力的な流動が生じていないからであ
る。衝突部材への燃料のパルス伝達による内側磁極から
の可動子の迅速な引き離し（解離）に基づき、燃料噴射
弁の閉鎖時間、ひいては燃料調量時間が短くされ、その
結果、正確な調量量が達成される。
て影響をほとんど受けず、それというのは燃料噴射弁の
開放の際にはまだ液力的な流動が生じていないからであ
る。衝突部材への燃料のパルス伝達による内側磁極から
の可動子の迅速な引き離し（解離）に基づき、燃料噴射
弁の閉鎖時間、ひいては燃料調量時間が短くされ、その
結果、正確な調量量が達成される。
【０００６】請求項２以下に、請求項１に記載の本発明
に基づく燃料噴射弁の有利な構成が記載してある。
に基づく燃料噴射弁の有利な構成が記載してある。
【０００７】有利には、衝突部材が衝突プレートとして
形成されており、それというのは衝突プレートの形は慣
性質量が小さいからである。弁ニードルと衝突部材とを
一体的な構成部分として、例えば旋削部品として形成す
ることによって、弁ニードル及び衝突部材の製造が問題
なく経済的に行われる。
形成されており、それというのは衝突プレートの形は慣
性質量が小さいからである。弁ニードルと衝突部材とを
一体的な構成部分として、例えば旋削部品として形成す
ることによって、弁ニードル及び衝突部材の製造が問題
なく経済的に行われる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に示す燃料噴射弁１は特に、
混合気圧縮外部点火式の内燃機関の燃焼室内への燃料の
直接噴射のために用いられる。燃料噴射弁１は、磁気的
な帰路部材９によって取り囲まれたマグネットコイル
８、コア１１及びケーシング部材１５を備えており、ケ
ーシング部材がノズル部材２に溶接されている。戻しば
ね１０によって負荷されている可動子１２が、少なくと
も１つの燃料通路１６、実施例では孔を有しており、該
燃料通路を経て中央に供給された燃料が弁ニードル３と
ノズル部材２との間の隙間１３を介してシール座へ導か
れる。
混合気圧縮外部点火式の内燃機関の燃焼室内への燃料の
直接噴射のために用いられる。燃料噴射弁１は、磁気的
な帰路部材９によって取り囲まれたマグネットコイル
８、コア１１及びケーシング部材１５を備えており、ケ
ーシング部材がノズル部材２に溶接されている。戻しば
ね１０によって負荷されている可動子１２が、少なくと
も１つの燃料通路１６、実施例では孔を有しており、該
燃料通路を経て中央に供給された燃料が弁ニードル３と
ノズル部材２との間の隙間１３を介してシール座へ導か
れる。
【０００９】可動子１２が弁ニードル３と作用結合して
おり、燃料通路１６の下流側で弁ニードル３に衝突部材
(Prallkoerper)１７を配置してある。衝突部材１７が図
示の実施例ではプレート状(scheibenfoermig)に構成さ
れ、弁ニードル３と一体的に、例えば旋削部分として形
成されていて、燃料通路１６を投影させた平面で見て、
衝突部材１７によって燃料通路１６の横断面を少なくと
も部分的に被うことのできる大きさを有している。衝突
部材は、別の構成では弁ニードルと別個の構成部分、例
えばリングプレートとして形成されて、弁ニードルに形
状係合的(foermschluessig)に結合され、若しくは圧入
（プレス嵌め、若しくは摩擦力）によって結合されてい
てよい。衝突部材１７はプレート状の構造に基づき、衝
突部材の衝突面２０の大きさに比べてわずかな慣性質量
しか有していない。弁ニードル３の噴射側の端部が弁閉
鎖体４として形成されている。弁閉鎖体４が、弁座体５
に形成された弁座面６と一緒にシール座を構成してい
る。実施例は、内側へ開く方式の燃料噴射弁１である。
弁座体５に噴射開口７が形成されている。
おり、燃料通路１６の下流側で弁ニードル３に衝突部材
(Prallkoerper)１７を配置してある。衝突部材１７が図
示の実施例ではプレート状(scheibenfoermig)に構成さ
れ、弁ニードル３と一体的に、例えば旋削部分として形
成されていて、燃料通路１６を投影させた平面で見て、
衝突部材１７によって燃料通路１６の横断面を少なくと
も部分的に被うことのできる大きさを有している。衝突
部材は、別の構成では弁ニードルと別個の構成部分、例
えばリングプレートとして形成されて、弁ニードルに形
状係合的(foermschluessig)に結合され、若しくは圧入
（プレス嵌め、若しくは摩擦力）によって結合されてい
てよい。衝突部材１７はプレート状の構造に基づき、衝
突部材の衝突面２０の大きさに比べてわずかな慣性質量
しか有していない。弁ニードル３の噴射側の端部が弁閉
鎖体４として形成されている。弁閉鎖体４が、弁座体５
に形成された弁座面６と一緒にシール座を構成してい
る。実施例は、内側へ開く方式の燃料噴射弁１である。
弁座体５に噴射開口７が形成されている。
【００１０】燃料噴射弁１の閉じられた静止状態では、
可動子１２は戻しばね１０によって可動子自体の行程方
向（開放方向）と逆方向に負荷されており、その結果、
弁閉鎖体４が弁座面６に密接に接触している。マグネッ
トコイル８を励磁すると、マグネットコイル８が磁場を
形成し、磁場が可動子１２を戻しばね１０のばね力に抗
して行程方向に運動させる。可動子１２が弁ニードル
３、並びに弁ニードル３に設けられた衝突部材１７を行
程方向に一緒に連行する。実施例では弁ニードル３に一
体的に形成された弁閉鎖体４が弁座面６から持ち上げら
れ、燃料通路１６及び隙間１３を介して導かれた燃料が
噴射開口７内に流入する。
可動子１２は戻しばね１０によって可動子自体の行程方
向（開放方向）と逆方向に負荷されており、その結果、
弁閉鎖体４が弁座面６に密接に接触している。マグネッ
トコイル８を励磁すると、マグネットコイル８が磁場を
形成し、磁場が可動子１２を戻しばね１０のばね力に抗
して行程方向に運動させる。可動子１２が弁ニードル
３、並びに弁ニードル３に設けられた衝突部材１７を行
程方向に一緒に連行する。実施例では弁ニードル３に一
体的に形成された弁閉鎖体４が弁座面６から持ち上げら
れ、燃料通路１６及び隙間１３を介して導かれた燃料が
噴射開口７内に流入する。
【００１１】コイル電流が遮断されると、可動子１２が
磁場の十分な崩壊の後に戻しばね１０のばね力によって
コア１１から離反され、これによって、可動子１２に作
用結合している弁ニードル３が行程方向と逆方向（閉鎖
方向）に運動させられ、弁閉鎖体４が弁座面６に座着
（当接）して、燃料噴射弁１が閉じられる。
磁場の十分な崩壊の後に戻しばね１０のばね力によって
コア１１から離反され、これによって、可動子１２に作
用結合している弁ニードル３が行程方向と逆方向（閉鎖
方向）に運動させられ、弁閉鎖体４が弁座面６に座着
（当接）して、燃料噴射弁１が閉じられる。
【００１２】図２は、本発明に基づく燃料噴射弁１の図
１の符号ＩＩの箇所の概略的な部分断面図である。燃料
噴射弁１の開放過程は、衝突部材１７の存在によっても
ほとんど影響を受けない。開放中に生ぜしめられる流れ
が、ようやく行程の上方範囲で作用するようになり、こ
のこと（流れの作用）はしかしながら既に完全に形成さ
れた磁場によって補償される。
１の符号ＩＩの箇所の概略的な部分断面図である。燃料
噴射弁１の開放過程は、衝突部材１７の存在によっても
ほとんど影響を受けない。開放中に生ぜしめられる流れ
が、ようやく行程の上方範囲で作用するようになり、こ
のこと（流れの作用）はしかしながら既に完全に形成さ
れた磁場によって補償される。
【００１３】マグネットコイル８を励磁する電流が遮断
されると、可動子１２が複数の力の重畳的な作用、即ち
一緒の作用によって噴射方向に加速される。寸法を小さ
く構成されている戻しばね１０のばね力が、可動子１２
を貫流する燃料によって生ぜしめられて衝突部材１７の
衝突面、ひいては弁ニードル３に伝達されるパルスと一
緒に力全体を成している。可動子１２の流入側に形成さ
れるわずかな堰き止め圧も、燃料噴射弁１の迅速な閉鎖
に寄与する。
されると、可動子１２が複数の力の重畳的な作用、即ち
一緒の作用によって噴射方向に加速される。寸法を小さ
く構成されている戻しばね１０のばね力が、可動子１２
を貫流する燃料によって生ぜしめられて衝突部材１７の
衝突面、ひいては弁ニードル３に伝達されるパルスと一
緒に力全体を成している。可動子１２の流入側に形成さ
れるわずかな堰き止め圧も、燃料噴射弁１の迅速な閉鎖
に寄与する。
【００１４】可動子１２の燃料通路１６内を通る燃料の
経過が、図２に矢印１８によって概略的に示してある。
燃料は、コア１内の中央の切欠き（孔）１４を通って流
れる場合にパルスｐ１＝ｍ・ｖ１を有し、この場合、ｍ
が燃料の質量を表し、ｖ１が中央の切欠き１４内での燃
料の流速を表している。可動子１２内の燃料通路１６の
横断面積Ａ２は中央の切欠き１４の横断面積Ａ１よりも
著しく小さくなっており、従って、燃料の流れ速度の著
しい上昇若しくはパルスの増大が連続の方程式Ａ１・ｖ
１＝Ａ２・ｖ２、若しくはＡ１・ｐ１＝Ａ２・ｐ２に基
づき規定される。要するに、可動子１２内の燃料通路１
６から流出する際の燃料のパルスｐ２は、切欠き１４内
での燃料のパルスｐ１よりも著しく大きくなっている。
経過が、図２に矢印１８によって概略的に示してある。
燃料は、コア１内の中央の切欠き（孔）１４を通って流
れる場合にパルスｐ１＝ｍ・ｖ１を有し、この場合、ｍ
が燃料の質量を表し、ｖ１が中央の切欠き１４内での燃
料の流速を表している。可動子１２内の燃料通路１６の
横断面積Ａ２は中央の切欠き１４の横断面積Ａ１よりも
著しく小さくなっており、従って、燃料の流れ速度の著
しい上昇若しくはパルスの増大が連続の方程式Ａ１・ｖ
１＝Ａ２・ｖ２、若しくはＡ１・ｐ１＝Ａ２・ｐ２に基
づき規定される。要するに、可動子１２内の燃料通路１
６から流出する際の燃料のパルスｐ２は、切欠き１４内
での燃料のパルスｐ１よりも著しく大きくなっている。
【００１５】衝突部材１７が弁ニードル３に噴射側の可
動子端面１９から十分に小さい間隔で配置されている場
合には、燃料のパルスｐ２が、可動子１２、弁ニードル
３及び衝突部材１７から成る構成部分を閉鎖方向で加速
するために活用される。伝達される全パルスは、理想的
な場合には２・ｐ２であり、それというのは衝突部材１
７の衝突面２０への燃料噴流の衝突の際と衝突部材１７
の衝突面２０からの燃料噴流の跳ね返りの際とに、それ
ぞれパルスｐ２が伝達されるからである。可動子端面１
９と衝突部材１７との間隔ｄは、一方では燃料のパルス
の、渦発生及び噴流の広がりに起因する損失ができるだ
け小さく保たれ、他方では燃料噴流が衝突部材１７に対
する衝突及び跳ね返りの後に、再び可動子端面１９に衝
突しないように、選ばれている。それというのは、可動
子端面への燃料噴流の衝突は開放方向でのパルス伝達を
生ぜしめることになり、即ち閉鎖方向でのパルス伝達に
開放方向でのパルス伝達がオーバーラップされることに
なり、ひいてはパルス伝達の意図的な作用が著しく弱め
られることになるからである。
動子端面１９から十分に小さい間隔で配置されている場
合には、燃料のパルスｐ２が、可動子１２、弁ニードル
３及び衝突部材１７から成る構成部分を閉鎖方向で加速
するために活用される。伝達される全パルスは、理想的
な場合には２・ｐ２であり、それというのは衝突部材１
７の衝突面２０への燃料噴流の衝突の際と衝突部材１７
の衝突面２０からの燃料噴流の跳ね返りの際とに、それ
ぞれパルスｐ２が伝達されるからである。可動子端面１
９と衝突部材１７との間隔ｄは、一方では燃料のパルス
の、渦発生及び噴流の広がりに起因する損失ができるだ
け小さく保たれ、他方では燃料噴流が衝突部材１７に対
する衝突及び跳ね返りの後に、再び可動子端面１９に衝
突しないように、選ばれている。それというのは、可動
子端面への燃料噴流の衝突は開放方向でのパルス伝達を
生ぜしめることになり、即ち閉鎖方向でのパルス伝達に
開放方向でのパルス伝達がオーバーラップされることに
なり、ひいてはパルス伝達の意図的な作用が著しく弱め
られることになるからである。
【００１６】衝突部材１７の衝突面２０を半径方向で軽
いテーパーで傾斜させることによって、燃料噴流がより
所望の方向に向けられる。
いテーパーで傾斜させることによって、燃料噴流がより
所望の方向に向けられる。
【００１７】本発明は図示の実施例に限定されるもので
はなく、種々の構造で実施できる。燃料通路１６は少な
くとも部分的に弁ニードル３を通って延びていてよい。
燃料噴射弁１が外側へ開く方式で形成されていてよく、
この場合、燃料通路の流過方向を反転する必要がある。
はなく、種々の構造で実施できる。燃料通路１６は少な
くとも部分的に弁ニードル３を通って延びていてよい。
燃料噴射弁１が外側へ開く方式で形成されていてよく、
この場合、燃料通路の流過方向を反転する必要がある。
【図１】本発明に基づく燃料噴射弁の実施例の縦断面
図。
図。
【図２】図１の符号ＩＩの領域の拡大図。
１ 燃料噴射弁、 ２ ノズル部材、 ３ 弁ニー
ドル、 ４ 弁閉鎖体、 ５ 弁座体、 ６ 弁
座面、 ７ 噴射開口、 ８ マグネットコイル、
９ 帰路部材、 １０ 戻しばね、 １１ コ
ア、 １２可動子、 １３ 隙間、 １４ 切欠
き、 １５ ケーシング部材、１６ 燃料通路、
１７ 衝突部材、 ２０ 衝突面
ドル、 ４ 弁閉鎖体、 ５ 弁座体、 ６ 弁
座面、 ７ 噴射開口、 ８ マグネットコイル、
９ 帰路部材、 １０ 戻しばね、 １１ コ
ア、 １２可動子、 １３ 隙間、 １４ 切欠
き、 １５ ケーシング部材、１６ 燃料通路、
１７ 衝突部材、 ２０ 衝突面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｆ０２Ｍ 61/10 Ｋ Ｑ
Claims (7)
- 【請求項１】 燃料噴射弁（１）であって、マグネット
コイル（８）、戻しばね（１０）によって閉鎖方向に負
荷された可動子（１２）及び、弁閉鎖体（４）の操作に
ための、力伝達可能に可動子（１２）に結合された弁ニ
ードル（３）を備えており、弁閉鎖体が弁座面（６）と
一緒にシール座を形成しており、可動子（１２）及び／
又は弁ニードル（３）内に少なくとも１つの燃料通路
（１６）を設けてあり、燃料通路（１６）が燃料によっ
て流過されるようになっている形式のものにおいて、燃
料通路（１６）の下流側で弁ニードル（３）に衝突部材
（１７）が配置されており、衝突部材に燃料通路（１
６）を流過した燃料が衝突するようになっていることを
特徴とする、燃料噴射弁。 - 【請求項２】 衝突部材（１７）が可動子（１２）の噴
射側の端部の下流側に配置されている請求項１記載の燃
料噴射弁。 - 【請求項３】 燃料通路（１６）が、燃料通路（１６）
内を流過する燃料を加速するように寸法を規定されてい
る請求項１記載の燃料噴射弁。 - 【請求項４】 衝突部材（１７）が、燃料通路（１６）
から流出する燃料を衝突部材（１７）に垂直に衝突させ
るように弁ニードル（３）に結合されている請求項１か
ら３のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 - 【請求項５】 燃料によって衝突部材（１７）に伝達さ
れるパルスが、衝突部材（１７）及び弁ニードル（３）
を閉鎖方向に加速するようになっている請求項１から４
のいずれか１項記載の燃料噴射弁。 - 【請求項６】 衝突部材（１７）がプレート状に形成さ
れている請求項１から５のいずれか１項記載の燃料噴射
弁。 - 【請求項７】 衝突部材（１７）が弁ニードル（３）と
一体的に形成されている請求項１から６のいずれか１項
記載の燃料噴射弁。
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