(57)【要約】内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁（１）は、ソレノイドコイル（１０）と、このソレノイドコイル（１０）に作用接続された、閉鎖方向で戻しばね（２３）によって負荷される、弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）と、弁座体（５）に形成された少なくとも２つの噴射開口（７）とを有している。弁閉鎖体（４）は、弁座体（５）に形成された弁座面（６）と一緒にシール座を形成している。噴射開口（７）は、開口領域（３８）で、弁座体（５）の端面（３６）に形成された毛管（３７）に接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁（１）であって、弁閉鎖体（４）を操作するための励磁可能なアクチュエータ（１０）が設けられており、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形成しており、少なくとも２つの噴射開口（７）が設けられており、該噴射開口（７）が、弁座面（６）の下流側に形成されている形式のものにおいて、
噴射開口（７）が、開口領域（３８）で、そこの構成部材端面（３６）に形成された毛管（３７）に接続されていることを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項２】
毛管（３７）が、弁座体（５）の下流側の端面（３６）に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
毛管（３７）が、噴射開口（７）から半径方向外向きに弁座体（５）の縁部（３９）にまで延びている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
毛管（３７）が、噴射開口（７）の直径の最大２０％に寸法設定された幅を有している、請求項２または３記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
噴射開口（７）１つあたり、少なくとも１つの毛管（３７）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
毛管（３７）の深さが、弁座体（５）の肉厚の最大７５％に寸法設定されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
毛管（３７）が、環状の毛管（４０）に開口しており、該毛管（４０）が、弁座体（５）を噴射開口（７）に対して同心的に取り囲んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
毛管（３７）が、異なる角度を成して端面（３６）の表面にわたって延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
毛管（３７）が、ローレット掛けによって少なくとも２つのグループで製作されていて、互いに交差している、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
毛管（３７）が、隣り合った噴射開口（７）を接続している、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、独立請求項の上位概念部に記載した形式の燃料噴射弁から出発する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８０４４６３号明細書に基づき、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関に用いられる燃料噴射システムが公知である。この公知の燃料噴射システムは、ピストン・シリンダ構造によって形成された燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁を有していて、燃焼室内に突入した点火プラグを備えている。燃料噴射弁は、この燃料噴射弁の全周にわたって分配されて配置された少なくとも一列の噴射孔を備えている。これらの噴射孔を介して燃料を適切に噴射することによって、少なくとも１つの噴流を備えた混合気クラウドの形成によるスプレーガイド式の燃焼法が実現される。
【０００３】
上述した刊行物に基づき公知の燃料噴射弁には、特に噴射開口のコークス化の欠点がある。これによって、噴射開口が目詰まりし、燃料噴射弁を通る通流量を、許容できないほど著しく減少させる。これによって、内燃機関の誤機能が生ぜしめられる。
【０００４】
発明の利点
独立請求項の特徴部に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は従来のものに比べて、噴射開口の領域に複数の毛管が設けられているという利点を有している。これらの毛管は燃料を噴射開口の流出領域から逸らし、これによって、燃料は噴射開口の領域に堆積し得ない。
【０００５】
従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載した燃料噴射弁の有利な改良形が可能となる。
【０００６】
有利には、各噴射開口が固有の毛管を有しているものの、噴射開口１つあたり、複数の毛管が設けられていてもよい。
【０００７】
さらに、有利には、毛管は、任意の切削加工法または切削加工と異なる加工法、たとえばレーザ穿孔、エッチングまたはフライス削りまたは有利にはローレット掛けによって簡単にかつ廉価に製作可能である。
【０００８】
また、有利には、弁座体の表面にわたる毛管の延び、毛管の数または毛管の深さが変えられることによって、毛管の配置形式をあらゆる要求に問題なく適合させることができる。
【０００９】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１０】
図１には、本発明により形成された燃料噴射弁１の実施例が、抜粋した断面図で示してある。燃料噴射弁１は、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁１の形で形成されている。この燃料噴射弁１は、燃料を内燃機関の燃焼室（図示せず）内に直接噴射するために適している。
【００１１】
燃料噴射弁１はノズルボディ２を有している。このノズルボディ２内には弁ニードル３が配置されている。この弁ニードル３は弁閉鎖体４に作用結合されている。この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と協働してシール座を形成している。燃料噴射弁１は、本実施例では、内向きに開放する燃料噴射弁１である。この燃料噴射弁１は複数の噴射開口７を有している。
【００１２】
本発明により形成された燃料噴射弁１の弁閉鎖体４はほぼ球形状を有している。これによって、ずれのないカルダン式の弁ニードルガイドが得られる。この弁ニードルガイドは、燃料噴射弁１の正確な機能形式のために働く。
【００１３】
燃料噴射弁１の弁座体５はほぼポット状に形成されていて、その形状によって弁ニードルガイドに貢献している。この場合、弁座体５はノズルボディ２の噴射側の切欠き３４内に挿入されていて、溶接シーム３５によってノズルボディ２に結合されている。
【００１４】
ノズルボディ２はシール部材８によってソレノイドコイル１０の外側磁極９に対してシールされている。ソレノイドコイル１０はコイルハウジング１１内にカプセル封入されていて、コイル枠体１２に巻き付けられている。このコイル枠体１２はソレノイドコイル１０の内側磁極１３に接触している。この内側磁極１３と外側磁極９とはギャップ２６によって互いに分離されていて、結合構成部材２９に支持されている。ソレノイドコイル１０は線路１９を介して、電気的な差込みコンタクト１７を介して供給可能な電流によって励磁される。この差込みコンタクト１７はプラスチック被覆体１８によって取り囲まれている。このプラスチック被覆体１８は内側磁極１３を取り囲むように射出成形されていてよい。
【００１５】
弁ニードル３は弁ニードルガイド部材１４内にガイドされている。この弁ニードルガイド部材１４はディスク状に形成されている。ストローク調整のためには、対を成して配置された調整ディスク１５が働く。この調整ディスク１５の他方の側にはプランジャ２０が位置している。このプランジャ２０は第１のフランジ２１を介して、動力が伝達されるように弁ニードル３に結合されている。この弁ニードル３は溶接シーム２２によって第１のフランジ２１に結合されている。この第１のフランジ２１には戻しばね２３が支持されている。この戻しばね２３には、燃料噴射弁１の図示の構造では、スリーブ２４によって予荷重もしくはプレロードがかけられる。
【００１６】
プランジャ２０の下流側には第２のフランジ３１が配置されている。この第２のフランジ３１は下側のプランジャストッパとして働く。このプランジャストッパは溶接シーム３３を介して、動力が伝達されるように弁ニードル３に結合されている。プランジャ２０と第２のフランジ３１との間には、燃料噴射弁１の閉鎖時のプランジャ衝撃を減衰するための弾性的な中間リング３２が配置されている。
【００１７】
弁ニードルガイド部材１４、プランジャ２０および弁座体５には燃料通路３０ａ，３０ｂ，３０ｃが延びている。燃料は中央の燃料供給部１６を介して供給され、フィルタエレメント２５によって濾過される。燃料噴射弁１はシール部材２８によって分配管路（図示せず）に対してシールされている。
【００１８】
本発明によれば、燃料噴射弁１は、ノズルボディ２の切欠き３４内に配置された、たとえば溶接シーム３５によってノズルボディ２に結合された弁座体５の、内燃機関の燃焼室（図示せず）に面した側の端面３６に複数の毛管３７を有している。これらの毛管３７は、噴射開口７の開口領域３８から流出する燃料を毛管現象により半径方向外向きに逸らし、したがって、燃料膜が噴射開口７内にもしくは開口領域３８に堆積し得ないようになっている。燃料噴射弁１の、毛管３７を備えた噴射側の部分は、図２および図３に詳しく示してあり、以下に説明してある。
【００１９】
燃料噴射弁１の休止状態では、弁ニードル３に取り付けられた第１のフランジ２１が戻しばね２３によって第１のフランジ２１の持上り方向と逆方向に負荷され、これによって、弁閉鎖体４が弁座６に密に当て付けられた状態に保持される。プランジャ２０は中間リング３２に載置している。この中間リング３２は第２のフランジ３１に支持されている。ソレノイドコイル１０の励磁時には、このソレノイドコイル１０が磁界を形成する。この磁界はプランジャ２０を戻しばね２３のばね力に抗して持上り方向に運動させる。この場合、プランジャ２０が、弁ニードル３に溶接された第１のフランジ２１ひいては弁ニードル３を同じく持上り方向に連行する。弁ニードル３に作用結合された弁閉鎖体４が弁座面６から持ち上がる。これによって、燃料が噴射される。
【００２０】
コイル電流が遮断されると、磁界の十分な減少後、プランジャ２０が第１のフランジ２１に対する戻しばね２３のばね圧によって内側磁極１３から降下する。これによって、弁ニードル３が持上り方向と逆方向に運動させられる。これによって、弁閉鎖体４が弁座面６に載着し、燃料噴射弁１が閉鎖される。プランジャ２０は、第２のフランジ３１によって形成されたプランジャストッパに載着する。
【００２１】
図２には、図１に示した、本発明により形成された燃料噴射弁１の実施例に符号ＩＩで示した区分が、抜粋した断面図で示してある。
【００２２】
すでに図１に示したように、弁座体５が、理想的には、燃焼室に面した側の端面３６に複数の毛管３７を有している。これらの毛管３７は各噴射開口７の開口領域３８から半径方向外向きに延びている。この場合、毛管３７は、任意のプロファイル、たとえばＵ字形を備えて弁座体５の端面３６に加工されていて、たとえば弁座体５の半径方向外側の縁部３９にまで延びている。
【００２３】
この場合、噴射開口７は弁座体５の任意の点に設けられていてよい。有利には、噴射開口７は、互いに同心的または偏心的であってよい円形のまたは楕円形の複数の孔円に配置されているかもしくは互いに斜めにまたはずらされて配置された真っ直ぐなまたは曲げられた平行な複数の孔列に配置されている。この場合、孔中心点の間の間隔は等間隔であってもよいし、異なっていてもよいが、製造技術的な理由から、少なくとも所定の孔直径に寸法設定されていることが望ましい。空間的な方向付けは、図２に２つの噴射開口７に対して示したように、各孔軸線に対して異なっていてよい。
【００２４】
噴射開口７から外向きに弁座体５の表面にわたって延びる毛管３７によって、噴射開口７のコークス化を低減することができる。噴射開口７の直径は一般的に約１００μｍに寸法設定されているので、噴射開口７がコークス化によって時間の経過と共に目詰まりし、したがって、通流量が、許容できないほど著しく制限される危険が比較的大きい。毛管３７によって、弁座体５に堆積する燃料膜を噴射開口７から離れる方向に案内することができ、したがって、燃料堆積および燃焼室内容物の燃焼時の後続のコークス化を回避することができる。
【００２５】
コークス化を阻止するためには、毛管３７が、十分に燃料を逸らすことができるようにするために、十分な深さを有していることが望ましい。最大の深さは弁座体５の肉厚の最大７５％であってよい。この場合、満足のいく毛管作用を得るためには、毛管３７が、有利には噴射開口７の直径の最大２０％を有していてよい。
【００２６】
図３には、本発明により形成された燃料噴射弁１の弁座体５を燃料の噴射方向と逆方向から見た概略的な平面図が示してある。この場合、同じ構成部材には同じ符号が付してある。
【００２７】
図示の実施例では、燃料噴射弁１が１０個の噴射開口７を有している。これらの噴射開口７は、弁座体５の外周に対して同心的な円に等間隔で配置されている。各噴射開口７から１つの毛管３７が半径方向外向きに弁座体５の縁部３９にまで延びている。
【００２８】
毛管３７の正確な延びは任意に要求に適合されてよい。たとえば複数の毛管３７が各噴射開口７から出発していてもよく、毛管３７は弁座体５の半径に対して任意の角度を成して延びていてよいかまたは相並んで位置する噴射開口７の毛管３７がぶつかる、つまり交差してよく、さらなる延びにおいて、１つの毛管３７として引き続き案内されてよい。全ての毛管３７が環状の毛管４０に開口していることも同じく可能である。この毛管４０は噴射開口７の円に対して同心的に延びている。
【００２９】
毛管の製作は、切削による慣用の金属加工法または切削と異なる慣用の金属加工法、たとえばレーザ穿孔、フライス削り、エッチング等によって任意の形式で行うことができる。製作可能性を簡単にするためには、弁座体５にわたって延びる、たとえばローレット掛けされたパターンも可能である。このパターンでは、互いに平行に延びる複数の毛管３７の、所定の角度を成して交差する２つのグループが適切に弁座体５に設けられる。各噴射開口７が毛管３７によって交差されることを確保するためには、パターンのメッシュ幅が十分に小さく保持されなければならない。有利には、メッシュ幅は噴射開口の最小直径よりも小さく寸法設定されている。
【００３０】
本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、たとえば任意に配置された任意の数の噴射開口７ならびに内向きに開放する任意の構造の多孔燃料噴射弁１に対して使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明により形成された燃料噴射弁の実施例の概略的な全体断面図である。
【００３２】
【図２】図１に示した、本発明による燃料噴射弁の実施例に符号ＩＩで示した噴射側の部分の概略的な断面図である。
【００３３】
【図３】本発明により形成された燃料噴射弁の弁座体を噴射方向と逆方向から見た概略的な平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  燃料噴射弁、  ２  ノズルボディ、  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  シール部材、  ９  外側磁極、  １０  ソレノイドコイル、  １１  コイルハウジング、  １２  コイル枠体、  １３  内側磁極、  １４  弁ニードルガイド部材、  １５  調整ディスク、  １６  燃料供給部、  １７  差込みコンタクト、  １８  プラスチック被覆体、  １９  線路、  ２０  プランジャ、  ２１  第１のフランジ、  ２２  溶接シーム、  ２３  戻しばね、  ２４  スリーブ、  ２５  フィルタエレメント、  ２６  ギャップ、  ２８  シール部材、  ２９  結合構成部材、  ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  燃料通路、  ３１  第２のフランジ、  ３２  中間リング、  ３３  溶接シーム、  ３４  切欠き、  ３５  溶接シーム、  ３６  端面、  ３７  毛管、  ３８  開口領域、  ３９  縁部、  ４０  毛管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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