(57)【要約】本発明は、弁、特に内燃機関の高圧蓄え器式噴射システムのための燃料噴射弁であって、該弁が、弁ボディ座（２０）を備えた弁ボディ（４）と、該弁ボディ内で、定置の円筒状のガイド面（１０）の内側でガイド長さ（Ｌ）にわたって案内された、ノズル開口（１６）を制御するための弁ニードル座（１８）を備えた弁ニードル（６）とを有している形式のものに関する。弁ボディ（４）内に、高圧下にある圧力リザーバが、ガイド面（１０）に対して同軸的に配置された環状溝（３２）の形で設けられているようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁、特に内燃機関の高圧蓄え器式噴射システムのための燃料噴射弁であって、該弁が、弁ボディ座（２０）を備えた弁ボディ（４）と、該弁ボディ（４）内で、定置の円筒状のガイド面（１０）の内側でガイド長さ（Ｌ）にわたって案内された、ノズル開口（１６）を制御するための弁ニードル座（１８）を備えた弁ニードル（６）とを有している形式のものにおいて、弁ボディ（４）内に、高圧下にある圧力リザーバが、ガイド面（１０）に対して同軸的に配置された環状溝（３２）の形で設けられていることを特徴とする、弁、特に燃料噴射弁。
【請求項２】
環状溝（３２）が中空円筒状の壁区分（３０）により弁ボディ（４）のガイド面（１０）から隔てられている、請求項１記載の弁。
【請求項３】
環状溝（３２）が深さ（Ｔ）を有しており、深さ（Ｔ）が少なくともガイド長さ（Ｌ）の５分の１に相当する、請求項１または２記載の弁。
【請求項４】
液圧式の接続が、弁ボディ（４）内に設けられた圧力室（２２）の燃料供給部（２６）と環状溝（３２）との間に設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。
【請求項５】
環状溝（３２）が厚さ（ＤＮ）を有しており、厚さ（ＤＮ）が少なくともガイド面（１０）の直径の５分の１（１／５）に相当する、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁。
【請求項６】
弁ボディ（４）と環状溝（３２）との間の壁区分（３０）が厚さ（ＤＷ）を有しており、厚さ（ＤＷ）がほぼ環状溝（３２）の厚さ（ＤＮ）に相当する、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弁、特に内燃機関の高圧蓄え器式噴射システムのための燃料噴射弁に関する。
【０００２】
内燃機関の噴射装置のための従来慣用の燃料インジェクタの場合、燃料噴射の制御は典型的には弁ニードルを用いて行われ、弁ニードルは噴射弁の弁ボディ内で密に案内されており、かつ摺動可能に配置されている。弁ニードルはその先端に弁ニードル座を有しており、弁ニードル座は弁ボディの弁ボディ座と相俟って少なくとも１つのノズル開口を内燃機関の燃焼室に向かって開弁または閉弁する。少なくとも１つのノズル開口は典型的には弁ボディ座の領域に配置されている。
【０００３】
燃料インジェクタ内のシールエッジおよび嵌め合い部は、圧力が支配していると、かなりの機械的な負荷に曝されるが、この負荷はそれに加えて運転中に強く変動する。しかし、噴射弁のシール性はまさにコモンレールシステムにおいて特に重要である。それというのも、コモンレールシステムは、従来慣用のシステムの周期的な噴射とは異なり、永続的にその都度のシステム圧の下にあるので、シール性の不足は持続的な噴射につながりかねないからである。
【０００４】
ノズルボディと軸方向で可動なノズルニードルとの間で、圧力室と漏れ室との間のシールは１つのシールギャップによってのみ実施されることができる。それというのも、どんな種類の従来慣用の弾性的なシールであっても高い圧力負荷には長くは耐え難いからである。シールギャップは、温度が変動し、その結果として材料延伸が生じる場合においても常に、弁ニードルの低摩擦なガイドを保証すると共に、しかも同時に、可能な限り良好なシール作用を保証することができるようにするためには、極めて正確に製作されていなければならない。
【０００５】
付加的な問題は、コモンレールシステムの場合、噴射弁の弁ニードルに対して付加的に、弁ニードルを制御するための弁制御ピストンが存在しており、この弁制御ピストンがやはりギャップシールにより漏れ室に対してシールされていることにより生じる。複数のギャップシールに対する一定の高圧から、比較的に大きな漏れ量が生じ、この大きな漏れ量はシステムの全効率に対して否定的に作用する。この漏れを回避する可能性は、ガイド遊びを１．５〜２．５μｍの僅かな値に弁ニードルと弁ボディとの間で減じることにある。別の手段は、ニードルのガイドの領域でニードルに被覆、例えば炭素被覆の形の被覆を設けることにある。弁ニードルの、可能な限り大きなガイド長さ（＞１０ｍｍ）も、漏れを減じることができる。しかし、ガイド遊びは製作上の限界と潤滑の必要性とによって、かつガイド長さはインジェクタの最大の寸法によって制限されてしまう。
【０００６】
本発明の課題は、高圧蓄え器式噴射システムの燃料噴射弁の漏れを最小化することである。
【０００７】
本発明の上記課題は、請求項１の特徴部に記載された特徴を備えた燃料噴射弁により解決される。本発明の有利な変化形の特徴は請求項２以下に記載されている。
【０００８】
弁、特に内燃機関の高圧蓄え器式噴射システムのための燃料噴射弁において、弁ボディ座を備えた弁ボディと、該弁ボディ内で、定置の円筒状のガイド面の内側でガイド長さにわたって案内された、ノズル開口を制御するための弁ニードル座を備えた弁ニードルとが設けられている。さらに本発明により、弁ボディ内には、ガイド面に対して同軸的に配置された環状溝の形の、高圧下にある圧力リザーバ（圧力溜め）が存在している。
【０００９】
この本発明による弁は、弁ボディ内に設けられたガイド面と、弁ニードルガイドとの間の漏れが減じられるという利点を有している。それというのも、環状溝の形の、高圧下にある圧力リザーバが、弁ニードルガイドの方向での、弁ボディのガイド面の弾性的な変形を生ぜしめるからである。この弾性的な変形は弁ニードルガイドとガイド面との間のシールギャップを最小に減じて、このようにして、明らかに減じられた漏れを提供する。
【００１０】
本発明の有利な構成では、環状溝が中空円筒状の壁区分により弁ボディのガイド面から隔てられている。この壁区分は、環状溝内に高圧が発生すると、弁ニードルガイドの方向での弾性的な変形に曝されて、このようにして、燃料漏れを減じるために役立つ。
【００１１】
有利には、環状溝は、少なくとも弁ニードルガイドのガイド長さの５分の１に相当する深さを有しており、このことは十分に長い壁区分の利点を有しており、この壁区分は所望の形式で弾性的に変形されることができる。ただし、環状溝は明らかに深く、例えば弁ニードルガイドのガイド長さの半分にまで形成されていてもよい。
【００１２】
本発明の有利な構成では、液圧式の接続が、弁ボディ内に設けられた圧力室の燃料供給部と環状溝との間に設けられており、このことにより、環状溝はいつでも燃料弁内のフルの高圧の下にある。このようにして同時に、壁区分の変形は環状溝内に支配する燃料圧に依存している。このことは、通常なら圧力が高くなればなるほど大きくなる漏れが、高圧時に同時に小さくなるシールギャップにより減じられるという利点を有している。
【００１３】
環状溝は有利には、少なくともガイド面の直径の５分の１に相当する厚さを有している。これに加えて有利には、弁ボディと環状溝との間の壁区分が、ほぼ環状溝の厚さに相当する厚さを有している。
【００１４】
総括すれば、本発明の以下の観点が得られる。ニードルガイドにおける漏れギャップは環状溝から壁区分により隔てられる。環状溝はノズルボディ内に設けられた接続溝により高圧孔に接続されている。噴射システムにおける増圧時に、環状溝内にも、インジェクタの圧力室内と同じ液圧的な圧力が生じる。ニードル側の壁（内側の壁）には、漏れの圧力が支配するに過ぎず、この圧力は高圧孔および環状溝内の圧力よりも数倍小さい。生じる圧力差の下で、壁区分は変形され、ニードルガイドにおけるギャップは最小に減じられる。ニードルガイドを通る漏れはギャップ幅に比例しているので、漏れは従って所望の形式で減じられる。
【００１５】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【００１６】
図１には本発明による燃料噴射弁の概略的な断面図が示されている。噴射弁２は弁ボディ４と弁ニードル６とから成っており、弁ニードル６は弁ニードルガイド８により弁ボディ４内で密に案内されている。弁ボディ４の盲孔１２には、単数もしくは複数のノズル開口１６が設けられている。弁ニードル６は座エッジ１４と弁ニードル座１８とを備えた弁ニードル先端７を有している。この弁ニードル座１８は弁ボディ座２０上に座着し、それにより、ノズル開口１６を備えた噴射弁２を密閉する。
【００１７】
燃料は燃料供給部２６と、弁ニードル６と弁ボディ４との間に位置する環状の圧力室２２とを介して座エッジ１４に到達し、弁ニードル６が持ち上げられた場合には、弁ニードル６と弁ボディシャフトとの間の環状室２８に沿ってさらに盲孔１２とノズル開口１６とを介して内燃機関の燃焼室内に到達する。
【００１８】
ニードルシャフトに対して直径の点で拡大されている、弁ニードル６の上側の領域の、円筒状に成形された弁ニードルガイド８と、円筒状の内周面を備えた、弁ボディ４内に設けられたガイド面１０との間には、シールギャップ１１が存在している。このシールギャップ１１により、圧力室２２内に支配する高圧は弁ニードル６の上方の漏れ領域３６に対して連続的に弱まる。
【００１９】
弁ボディ４内に設けられたガイド面１０に対して同軸的に、環状溝３２が設けられており、環状溝３２は深さＴを備えた長方形の横断面を有している。環状溝３２の深さＴは図示の実施例ではほぼガイド長さＬの半分であって、ガイド長さＬは、中空円筒状に成形されたガイド面内での、弁ニードルガイド８による弁ニードル６の、軸方向の案内の長さを示している。ガイド長さＬは典型的には約１０ｍｍであることができるので、深さＴは約５ｍｍの値にある。
【００２０】
ただし、少なくとも深さＴは弁ニードルガイド８のガイド長さＬの５分の１であるので、この事例の場合は、深さＴは約２ｍｍの値にある。
【００２１】
環状溝３２は接続溝３４を介して燃料供給部２６に連通しているので、環状溝３２内には常時完全な燃料圧が支配している。これに対して、弁ニードルガイド８もしくはシールギャップ１１の上側の領域には、もはや完全な燃料圧が支配している訳ではないので、環状溝３２とガイド面１０との間に設けられた中空円筒状の壁区分３０が弾性的に内方に弁ニードルガイド８の方向で変形される。このようにして、漏れ領域３６の近傍で、シールギャップ１１が縮小され、このことは総じてシールギャップ１１を通る燃料漏れを減じる。
【００２２】
図２には、図１に示した燃料噴射弁の平面図が示されている。本図では再度、環状溝３２の円環状の輪郭が明示されている。環状溝３２の厚さＤＮは壁区分３０の厚さＤＷにほぼ相当することができる。この図面には接続溝３４も認識可能であり、接続溝３４は燃料供給部２６と環状溝３２との間の液圧的な接続を提供する。
【００２３】
３．０〜４．０ｍｍの、弁ニードルガイド８の典型的な直径の場合、壁区分３０の厚さＤＷならびに環状溝３２の厚さＤＮはほぼそれぞれ約１ｍｍの値にある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による燃料噴射弁の概略的な断面図である。
【図２】図１に示した燃料噴射弁の平面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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