(57)【要約】内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁体（１）を有しており、この弁体（１）の孔（３）内で弁中空ニードル（５）が長手方向しゅう動可能に配置されている。弁中空ニードル（５）はその燃焼室側の端部で円錐形の弁シール面（２４）を有しており、この弁シール面（２４）が、孔（３）の燃焼室側の端部に配置された円錐形の弁座（１８）と協働する。弁中空ニードル（５）内には長手方向孔（６）が形成されていて、この長手方向孔（６）内に弁ニードル（７）が配置されている。該弁ニードル（７）は、その燃焼室側の端部に形成された弁当接面（２６）が弁座（１８）と協働する。弁中空ニードル（５）の、燃焼室側の先端が、面取り部（３０）によって形成されている（図２）。
2005530091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁体（１）を有しており、この弁体（１）の孔（３）内で弁中空ニードル（５）が長手方向しゅう動可能に配置されており、該弁中空ニードル（５）はその燃焼室側の端部で円錐形の弁シール面（２４）を有しており、この弁シール面（２４）が、孔（３）の燃焼室側の端部に配置された円錐形の弁座（１８）と協働し、弁中空ニードル（５）内に長手方向孔（６）が形成されていて、この長手方向孔（６）内に弁ニードル（７）が配置されており、該弁ニードル（７）は、その燃焼室側の端部に形成された弁当接面（２６）が弁座（１８）と協働するようになっている形式のものにおいて、
弁中空ニードル（５）の、燃焼室側の先端に面取り部（３０）が形成されていることを特徴とする、内燃機関のための燃焼噴射弁。
【請求項２】
弁中空ニードル（５）の面取り部（３０）は円錐形面を形成しており、この円錐形面が円錐形の弁シール面（２４）に直接続いている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
面取り部（３０）はその燃焼室側の内側の縁部が、弁中空ニードル（５）の長手方向孔（６）の内周面に直接隣接している、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
弁ニードル（７）はその燃焼室側の端部領域が、小さい遊びを保って弁中空ニードル（５）内でガイドされるようになっている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記遊びが１０μｍより小さい、請求項４記載の燃焼噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した、内燃機関のための燃焼噴射弁に関する。このような形式の燃料噴射弁は例えば、ドイツ連邦共和国特許出願第２７１１３９１号明細書により公知である。この公知の燃料噴射弁は、弁体を有しており、この弁体の孔内で弁中空ニードルが長手方向しゅう動可能に配置されている。弁中空ニードルはその燃焼室側の端部で円錐形の弁シール面を有しており、この弁シール面が、孔の燃焼室側の端部に形成された円錐形の弁座と協働する。弁中空ニードル内で弁ニードルが長手方向しゅう動可能に配置されている。該弁ニードルは、同様に円錐形の弁当接面を有していて、弁座と協働する。弁中空ニードルもまた弁ニードルも、それぞれ少なくとも１つの噴射開口に通じる燃料流を制御する。この少なくとも１つの噴射開口を通じて燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射される。
【０００２】
前記ドイツ連邦共和国特許出願第２７１１３９１号明細書により公知の燃料噴射弁においては、弁中空ニードルの先端が平らにされているので、弁中空ニードルの半径方向平面に位置する端面が形成される。この場合、弁ニードルは弁中空ニードルと弁ニードルと弁座との間に比較的大きいデッドスペースが形成され、このデッドスペースは、燃料噴射弁の炭化水素排出物に不都合な影響を及ぼす。
【０００３】
さらにまたドイツ連邦共和国特許出願公開第２７１１３９０号明細書によれば、弁中空ニードルが扁平部を有しているのではなく、先細りして尖端部で終わっている燃料噴射弁が公知である。このような構成によれば、確かにデッドスペースが減少され、ひいては内燃機関の炭化水素排出物に好都合な影響を及ぼすが、インナーニードルがアウターニードル内で締め付けられて固着しやすいという欠点がある。弁中空ニードルが円錐形の弁体に当接することによって、弁中空ニードルは半径方向内方にやや変形するので、弁ニードルと弁中空ニードルとの間の小さい環状ギャップがさらに減少される。それによってこれら２つの互いに滑動可能に支承された構成部分間に高い摩耗が発生し、これが燃料噴射弁の耐用年数を短くすることになる。
【０００４】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に記載した構成を有する本発明による燃料噴射弁は、弁中空ニードル内での弁ニードルの締め付け及び固着が効果的に避けられると同時に、燃料噴射弁の炭化水素排出物を減少させることができる、という利点を有している。このために、弁中空ニードルはその尖端部で面取り部を有しており、この面取り部は有利な形式で円錐形の弁シール面に直接続いている。外側の弁先端はもはや、弁中空ニードルが円錐形の弁座に押し付けられることによって生ぜしめられる力によって直接の影響を受けることはないので、弁中空ニードルの変形は著しく小さく、ひいては弁ニードルが弁中空ニードル内で運動した時に締め付け又は過剰な摩耗が阻止されるそれと同時に、弁ニードルも弁中空ニードルも弁座に当接した時に、弁中空ニードルと弁ニードルと弁座との間の容積は、内燃機関の炭化水素排出物が著しく増えることがないよう小さく維持される。
【０００５】
図面
図面には本発明による燃料噴射弁の１実施例が示されている。
【０００６】
図１は、弁体の縦断面図、
図２は、図１における弁座の領域の拡大図であって、この場合、弁中空ニードルは断面して示されており、
図３は、図２と同様の拡大図であって、この場合、弁中空ニードルは断面して示されていない。
【０００７】
実施例の説明
図１には、本発明による燃料噴射弁の縦断面図が示されている。弁体１には孔３が形成されており、この孔３の、燃焼室側の端部に円錐形の弁座１８が形成されている。長手方向軸線８を有する孔３内では、ピストン状の弁中空ニードル５が長手方向しゅう動可能に配置されている。弁中空ニードル５は、燃焼室とは反対側の区分の孔３内に気密にガイドされていて、加圧ショルダ１４を形成しながら弁座１８に向かって先細りしている。弁中空ニードル５は、燃焼室側の端部で円錐形の弁シール面２４を有しており、この弁シール面２４は、弁中空ニードル５の閉鎖位置で弁座１８に当接している。弁中空ニードル５と孔３の壁部との間に圧力室１０が形成されており、この圧力室１０は加圧ショルダ１４の高さ位置で半径方向に広げられている。圧力室１０の半径方向の拡張部内に、弁体１内に形成された流入通路１２が開口していて、この流入通路１２を介して圧力室１０に高圧下の燃料が充填される。
【０００８】
弁中空ニードル５は長手方向孔６を有しており、この長手方向孔６の長手方向軸線は弁中空ニードル５の長手方向軸線８と合致している。長手方向孔６内には弁ニードル７が長手方向しゅう動可能に配置されており、この弁ニードル７は、その年商室側の端部で円錐形の弁当接面２６を有しており、この弁当接面２６は弁ニードル７の閉鎖位置で同様に弁座１８に当接している。弁ニードル７には、燃焼室とは反対側の第１のガイド区分１６と、燃焼室側の第２のガイド区分１７とが形成されており、この第２のガイド区分１７において、弁ニードル７は弁中空ニードル５内で比較的狭くガイドされている。この場合、第２のガイド区分１７と長手方向孔６の壁部との間の遊びは、非常に小さく有利には１０μｍより小さい。この２つのガイド区分１６，１７間では、弁ニードル７と長手方向孔６の壁部との間に比較的大きい環状ギャプが形成されているので、弁ニードル７は実際には２つのガイド区分１６，１７だけでガイドされる。
【０００９】
弁体１内に、弁座１８から延びる外側の噴射開口２０と内側の噴射開口２２とが形成されており、これらの噴射開口２０，２２は有利には複数が、弁体１の外周面に亘って分配して配置されている。図２には、図１の弁座１８の領域の拡大図が示されている。図３には図２と同様の区分が示されているが、この場合、弁中空ニードル５は断面されていない。弁中空ニードル５はその閉鎖位置で弁座１８に当接しており、この場合、弁シール面２４は外側の噴射開口２０を閉鎖する。同様に弁ニードル７はその弁当接面２６が内側の噴射開口２２を閉鎖する。弁ニードル７には環状溝３２が形成されており、この環状溝３２は一方が弁ニードル７の円筒形の区分によって制限されていて、他方が弁当接面２６によって制限されている。この環状溝３２によって、圧力が弁ニードル７を負荷した時に、圧力室１０の燃料圧のための作用面が得られる。
【００１０】
弁中空ニードル５も弁ニードル７も、図面には示されていない装置例えばばねによって、弁座１８の方向に閉鎖力で負荷されるので、その他の力が加えられなくても弁中空ニードル５及び弁ニードル７はその閉鎖位置に留まる。相応の噴射圧力下で燃料を弁体１の圧力室１０内に導入することによって、弁中空ニードル５に作用する閉鎖力に抗する液圧式の力が、加圧ショルダ１４に加えられる。この液圧式の力が閉鎖力を越えると、弁中空ニードル５は弁座１８から持ち上がり、外側の噴射開口２０を開放し、この外側の噴射開口２０を通して燃料が内燃機関の燃焼室内に噴射される。弁ニードル７は、環状溝３２によって形成される加圧ショルダに作用している液圧力が弁ニードル７に作用する閉鎖力を克服するために十分になるまで、まずその閉鎖位置に留まる。弁ニードル７もその閉鎖位置から移動すると、外側の噴射開口２０に対して付加的に内側の噴射開口２２によっても燃料の噴射が行われる。これに対して外側の噴射開口２０だけによって噴射を行いたい場合には、弁ニードルに作用する閉鎖力は、液圧力によってその閉鎖位置から移動しない程度に高く維持される。このような形式で、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するために、全噴射横断面の一部だけが開放制御されるか又は全噴射横断面が開放制御される。
【００１１】
弁中空ニードル５の燃焼室側の端部で、弁中空ニードル５の閉鎖位置において弁座１８に当接する弁シール面２４の隣に、この実施例では別の円錐形面１２４が形成されており、この円錐形面１２４は、弁シール面２４に隣接していて、弁中空ニードル５の円筒形の領域まで達している。弁シール面２４には、弁座１８に向かって面取り部３０が続いており、この面取り部３０は円錐形面を形成している。これによって面取り部３０は長手方向軸線８の半径方向平面に対して傾斜している。しかしながら面取り部３０の円錐形面を形成する円錐形面は、弁シール面２４よりも大きい開放角度を有している。面取り部３０は一方では、弁中空ニードル５が円錐形の弁座１８に当接することによって、半径方向内方に向けられた力が弁中空ニードル５の燃焼室側の端部に作用し、それによって弁ニードル７が弁中空ニードル５内で緊締されるようになっている。しかしながら弁中空ニードル５は、弁シール面２４の領域内で十分な壁厚を有しているので、弁中空ニードル５に作用する閉鎖力によって、半径方向で非常に僅かに変形し、弁ニードル７は長手方向孔６内で十分な可動性を維持する。しかしながら面取り部３０によって、扁平面とは異なり、弁中空ニードル７と弁ニードル５と弁座１８との間の室は大きすぎることがないように保証される。弁シール面２４、弁当接面２６及び弁座１８の傾斜角度は、圧力室１０に対する噴射開口２０，２２のシールが保証されるように最適に設計されているので、弁座１８と弁ニードル５，７との間に形成された中空室から燃料が噴射ポーズを介して噴射開口２０，２２を通って内燃機関の燃焼室内に達し、ここで高い炭化水素排出を生ぜしめる。面取り部３０の相応の傾斜角度によって、摩耗減少を妨げることなしに、前記中空室の容積を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】弁体の縦断面図である。
【図２】弁中空ニードルが断面されている、図１に示した弁座の領域の拡大図である。
【図３】弁ニードルが断面されていない、図２と同様の拡大図である。
【図１】
2005530091.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2005530091.tif 000006
2005530091.tif 000007
2005530091.tif 000008
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