JPH06511064A - 内燃機関用燃料噴射器 - 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】 内燃機関用燃料噴射器 本発明は内燃機関用燃料噴射弁に関し、該燃料噴射弁は噴射器の外部ハウジング 内に固定して配置され、その最先端は前方が閉鎖されかつ中央穴を備えた噴霧器 として構成された中空スライド弁案内を有し、前記噴霧器はその側壁に噴霧燃料 の噴射のための多数の横方向に延びるノズル孔を有し、またノズル孔を開閉する ため案内の中で軸方向に変位可能でかつ最先端部分にシャンクによって支持され た円筒形端部を備え弁が閉鎖位置にあるときノズル孔を閉鎖するため噴霧器の穴 に密嵌して支持されるスライド弁を有し、前記噴射弁はスライドがその端部が孔 を露出する開放位置を占めるとき高圧流体がスライド弁を過ぎてノズル孔に流れ る流路を有し、またスライドをその閉鎖位置に保持するため燃料圧に抗して作用 する閉鎖ばねを有する。

デンマーク国特許第１４９１４１号の開示はこの型の燃料噴射弁に関連し、スラ イド弁および噴霧器内に突入するその最先端部分は横方向に比較的剛性で、それ によりスライドが噴霧器の穴と完全に同軸に取付けられることが必要である。ス ライドと噴霧器の穴との間のほんの作かの整合不良でさえ燃料噴射弁の故障を引 起こす。

弁案内に支持された最後端のスライド弁部分は径が比較的大きく、かつ弁案内に 嵌合するような大きさに研磨され、一方噴霧器の穴に突入する最先端のスライド 弁部分は径が小さく、円筒形端部は噴霧器の穴内に密嵌して支持されるような大 きさに研磨される。ノズル孔を確実に密閉するため、実際の燃料噴射の直前およ び直後に流路内の燃料圧が８００ないし１０００バールのようなきわめて高い値 に達するとき、端部はきわめて正確に噴霧器の穴に嵌合しなければならず、した がって端部と穴との隙間は通常１０ないし２０μｍに押さえられる。スライド弁 の部分と弁案内に支持された最後端部分との間を完全に同軸にする要求は、二つ の部分が組立状態で研磨され、したがって、端部とスライド弁の残部との連結は 研磨機の切削力によって生ずる剪断力がスライド弁に目立った曲げを生じないよ うな大きい剛さを有しなければならない。

研磨に先立って、鋼からなるスライド弁はガラスで固めた状態に硬化され、この ことはスライド弁の取扱いおよび研磨は、スライド弁が脆さの結果破壊するのを 防止するため、きわめて注意深〈実施されなければならないことを意味している 。研磨面の同軸性および公差に対する強い要求と一致するこの状態は、スライド 弁の製造が高価になるという結果をもたらす。さらに端部が磨耗したときスライ ド弁全体を交換しなければならないことは不便である。スライド弁の輸送および 交換はスライドの剛さのため困難であり、その訳はわずかな横方向衝突でさえも スライド弁の破損を生ずるからである。

本発明の目的は従来技術のスライド弁より使用寿命が長く、製造、取扱いおよび 交換が一層容易であるスライド弁を提供することにある。

この目的のため、本発明による燃料噴射弁は、スライド弁の端部の軸方向長さが 最大で噴霧器の穴の直径と同じ程度の大きさであり、シャンクの長さが少なくと も端部の軸方向長さよりの数倍長いことを特徴としている。

スライド弁の端部の長さが短くかつシャンクの長さが長いため、スライド弁の最 先端部分は可撓性で、噴霧器の穴は自動的にそれ自体の軸線に対してライド弁の 端部を整合させ、端部を弁案内に支持された最後端スライド弁部分と完全に同軸 にする必要はない。スライド弁の端部がそれ自体で穴に整合することのため、端 部および噴霧器の磨耗は、端部と噴霧器との間のきわめて僅かな不整合でさえ噴 霧器の梗塞および迅速な磨耗を生ずる従来技術の噴射器の磨耗に比較して、減少 する。

スライド弁の最先端部分および最後端部分が完全に同軸であることがもはや必要 でないことからみて、スライド弁の最先端部分は最後端部分とは無関係に製造す ることができる。本発明によれば、このことは、スライド弁の最先端部分の円筒 形外面は最終的に弁案内に支持される摺動部分の研磨とは別に所定の大きさに研 磨されることにおいて、弁の製造を促進するのに利用される。スライド弁部分の 最先端を比較的細い断面にまた最後端を比較的太く研磨することにより、それぞ れの組立てにおいて、一方では、この部分がスライド弁の全重量を支持しな（で もよいため、研磨中最先端のガラス硬化スライド弁部分が破損する危険がいちじ るしく減少し、他方では、最先端スライド弁部分がもはや切削力を拘束しないた め、太い、最後端部分の研磨を大きい切削力で実施するひとができる。

最先端スライド部分が磨耗して交換しなければならないとき、本発明によれば、 シャンクおよび端部を含む最先端スライド弁部分のみを交換することが可能で、 最後端スライド弁部分は取付けたままとすることが可能で、それにより交換によ って蒙る出費をかなりの程度減少し、処理および必要な予備部品の準備を容易な ものにすることができる。

スライド弁の寿命は、少なくとも端部の円筒形外側面の最先端部分がステライト ６のような耐蝕性材料よりなる、好ましい実施例によってさらに延長される。耐 蝕性材料は、端部が噴射弁の開放によってノズル孔を開放するとき、また燃料が ノズル孔を通ってきわめて高速で流れ始めるとき起こる端部先端の摩耗を減少す る。端部の最先端付近において弁開放直後に起こる大きい流速は、大きい圧力負 荷その上に加える。耐蝕性材料は前記負荷を支持することが可能で、それにより 、スライド弁の寿命を延長する。

以下、本発明の実施例を、添付図を参照して説明する。

第１図は、スライド弁が開放位置で示された、噴射弁の実施例の軸方向断面図で ある。

第２図は、スライド弁が閉鎖位置で示された、第１図に示す噴射弁の最先端部分 の拡大軸方向断面図である。

第３図はスライド弁の最先端部分の側断面図である。

第４図は第３図のＩＶ−ＩＶに沿うスライド弁の横断面図である。

第５図は噴射弁の第２実施例の最先端部分の軸方向断面図である。

第６図はスライド弁の最先端部分の第５図のＶｌ−Ｖｌ線に沿う横断面図である 。

第１，２および５図に示された燃料噴射弁はその最後端にヘッド２を有する長い 外側ハウジング１を有し、噴射弁はそのヘッド２によって公知のように内燃機関 シリンダカバーに取付けられかつ、図示しない、燃料ポンプに連結される。ヘッ ド２は燃料油入口３を有し、入口３は中央推力片５および弁ハウジング７に支持 された弁部材６を通って延びる導管４に連通し、弁ハウジング７の最後端は推力 片５に前向き肩部において接触し、その最先端は弁案内８の対応する円錐面と接 触する円錐面を有し、弁案内８はその最後端においてハウジング１に密嵌しかつ その最先端に、噴射弁がシリンダカバーに取付けられるとき、ハウジング１を通 って図示しないエンジンシリンダの燃焼室内に突入する噴霧器を支持している。

全体的に符号１０で示されたスライド弁は弁案内８の内部において軸、方向に変 位可能であって、最後端部分１１を有し、その円筒形外面は所定の大きさに研削 され弁案内８の中央案内穴に密嵌支持される。スライド部分１１は最前端部分１ １よりかなり細くかつ噴霧器の中央穴１３に突入する最前端スライド部分１２を 支持している。

スライド弁の最後端部分内に延びる中央管１４は弁案内８と一体で、かつスライ ド弁１０の後退運動を拘束する前向きの肩部を有する。

弁案内８に後向きに接触しスライド弁部分１１の後端の後向き肩部１７に前向き に接触する閉鎖ばね１６は弁案内の中空空間１５内にうけ入れられ、閉鎖ばねに よってスライド弁が第２図に示された閉鎖位置に向かう方向に前向きに負荷され ている。

入口導管４は横穴および隣接する弁座１８を通って流路１９と連通し、流路１９ は前方にスライド弁に設けられた分配室２０に達し、分配室２０は横穴２１を通 ってスライド弁の外側と弁案内の周囲の部分との間に画定された環状室２２に連 通している。円錐座２３は室２２の最先端において弁案内８に形成され、スライ ド弁には部分１１の先端に対応する円錐座２４が設けられ、円錐座２４は噴射弁 の閉鎖位置において閉鎖ばね１６によって座２３に押付けられて接触し、密封す る。

スライド弁の最先端部分１２はその後端にスライド弁部分１１の最先端の中央穴 にねじ込まれるねじ部２５を備え、部分１２の後向き肩部２６が部分１１の先端 に接触する。スライド弁部分１１および１２の一連の穴を通って挿入された安全 ピン２７は、最先端部分が最後端部分１１から離れて予期しない回転をするのを 阻止する。

この分離に対する安全対策は別の方法たとえばロクタイト（登録商標）のような 接着剤によっても実施することができる。肩２６は前方に比較的細くかつ長いシ ャンク２８に続き、その最先端は噴霧器の穴１３内に密嵌支持された円筒形外面 ３０を備えた端部２９によって支持されている。

噴霧器の壁には多数の横に延びるノズル孔３１が設けられ、噴射弁が第２図の閉 鎖位置にあるとき端部２９はノズル孔を閉鎖し、一方噴射弁の開放位置（第１図 ）において端部２９はノズル孔が完全に露出される程に後方に移動するように、 配置される。

弁部材６が弁座１８に接触するとき、予熱された油が推力板５の横穴を越えて噴 射弁を通って流れ弁を加熱する。入口３における燃料油の圧力が噴射開始に先立 って急激に上昇するとき、弁部材６は第１図に示された位置に後方に動かされ、 循環油が通過するのを阻止し、その後流れは燃料油を弁座を通り通路１つを下方 に通過して室２２に排出し、室２２において浦の圧力は閉鎖はね１６によって加 えられる力に打勝つまで上昇し、スライド弁は第２図に示された閉鎖位置から後 方に動かされる。

座２３および２４が離れた直後、燃料油は前方にシャンク２８を囲む空間に流入 し、端部２９の前方に位置する穴１３の一部をなす溝３２を通過する。端部２９ は噴射器の閉鎖位置においてノズル六３１を通過して前方に成る距離延びている ため、圧力の発生がノズル孔の露出に先立って端部２９の前方の燃料油に生起し 、そのことは燃料油がほぼ噴射の開始から全圧力によって噴射され、それにより 確実に燃焼がよくなることを意味している。

スライド弁の最先端部分１２および最後端部分１１は、噴射弁にスライド弁１０ を取付ける直前に組立てられる二つの別のユニットのような既製品である。比較 的太いスライド弁部分１１は横方同曲げに対するその大きい剛性のため大きい切 削力によって処理される。

最先端部分１２は、第２．３および４図に示された実施例において、二つの要素 、すなわち、ステライト６のような耐蝕材料よりなるシャンク２８およびリング ３３から構成されている。シャンク３２はその最先端に直径が大きくかつ円周に 沿って分布されしかも上記のように燃料油がリング３３を通ることができるよう にする縦方向溝３２を有する。溝３２はシャンクの最先端において三つの半径方 向に突出するローブ３４を残し、ローブ３４に対してリング３３はたとえば硬蝋 接によって固定される。合金５０は蝋として使用される。このスライド弁最先端 部分の三部分構成は大量生産にきわめて適しており、リング３３およびシャンク ２８はいずれも自動数値制御加工によって容易に製造することができる。もし適 当であるならば、シャンクはもちろん三つ以上の半径方向突出ローブを備えるよ うに構成することもできる。

小さい寸法のスライド弁最先端部分１２だけが製造されるならば、第５図および 第６図に示されたように構成するのが適当である。

最先端部分は、最先端端部において単一の鋼製素材から、噴霧器の穴に支持され る予定した面に対応する側面までの距離において製造され、ステライト６のよう な耐蝕性層が溶接される。肩２６およびシャンク２８は旋削によって製造され、 円筒形端部２９より長い中央穴３５は素材の先端から穿孔される。端部２９後方 に位置しかつ端部２９より直径が小さいが、後方に位置するシャンク２８の部分 より直径が大きいシャンクの部分３６は、続いて環状端部２９の壁厚より僅かに 大きい半径方向深さを有する、適当数たとえば四個の縦方向溝３７が設けられ、 溝３７は穴３５内に排出し端部２９の後方および前方に位置する噴霧器の穴の各 部分の間に流体を連通させる。最先端スライド弁の最終的処理として、端部２９ の外面は所定寸法まで研磨される。

可燃物がスライド弁を流過することができるようにする流路は第２図に示された 実施例の溝３２を有し、一方流路は第５図に示された実施例においては溝３７お よび穴３５を有する。

二つの極限位置の間の図示のねじ組立ての代わりに、各部分は勿論別の方法、た とえば、プレス嵌めによってまたは同様の接合手段によって組立てることができ る。

シャンクはさらに別の方法で、たとえば、シャンクの最後端部分を端部に連結す る多数の平行な細いロッドのような別の方法で構成することができる。本発明に よるシャンクの本質的特徴は、弁案内８の最後端スライド弁部分の支持に係わら ず穴１３に一致することができるようにするというその融通性である。

ｎ／３６　Ｆ／６．５ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　６　年　３　月　３叱

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．噴射弁の外部ハウジング（１）内に固定して配置され、その最先端は前方が 閉鎖されかつ中央穴（１３）を備えた噴霧器（９）として構成された中空スライ ド弁案内（８）を有し、前記噴霧器はその側壁に噴霧燃料の噴射のための多数の 横方向に延びるノズル孔（３１）を有し、またノズル孔を開閉するため案内の中 で軸方向に変位可能でかつ最先端部分（１２）にシャンク（２８）によって支持 された円筒形端部（２９）を備え弁が閉鎖位置にあるときノズル孔を閉鎖するた め噴霧器の穴（１３）に密脱して支持されるスライド弁（１０）を有し、前記噴 射弁はスライドがその端部（２９）が孔を露出する開放位置を占めるとき高圧流 体がスライド弁（１０）を過ぎてノズル孔（３１）に流れる流路（３，４，１９ ，２１，１３；３２）を有し、またスライドをその閉鎖位置に保持するため燃料 圧に抗して作用する閉鎖ばね（１６）を有する内燃機関用燃料噴射弁において、 スライド弁（１０）端部（２９）の軸方向長さは最大で噴霧器の穴（１３）の直 径と同じ程度の大きさであり、シャンク（２８）の長さは少なくとも端部（２９ ）の長さより数倍長い、ことを特徴とする内燃機関用燃料噴射弁。 ２．端部（２９）はシャンク（２８）に固定された円筒形リング（３３）である 、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射弁。 ３．シャンク（２８）はそのリングに面する端部に、好ましくは少なくとも三つ の、半径方向に延びるローブ（３４）を有し、それにリング（３３）が、好まし くは蝋接によって固定される、ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用燃 料噴射弁。 ４．シャンク（２８）および端部（２９）は一つの素材から作られ、端部（２９ ）を形成するその端部は、端部上方の区域に端部上方に位置する噴霧器の中央穴 （１３）の部分と連通する中央穴（３５）を有する、ことを特徴とする請求項１ に記載の内燃機関用燃料噴射弁。 ５．少なくとも端部の円筒形外面（３０）の最先端部分は、ステライト６のよう な耐蝕性材料よりなる、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記 載の内燃機関用燃料噴射弁。 ６．シャンク（２８）および端部（２９）を含むスライド弁の最先端部分（１２ ）はスライド弁の残部と無関係に一体として交換可能である、ことを特徴とする 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の内燃機関用燃料噴射弁。 ７．スライド弁の最先端部分（１２）の円筒形外面は最終的に弁案内に支持され るスライド部分（１１）の研磨とは無関係の寸法に研磨される、ことを特徴とす る請求項１ないし６のいずれか一項に記載の内燃機関用燃料噴射弁のスライド弁 を製造する際使用する方法。