(57)【要約】内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ、特にサーボ弁制御式のコモンレールインジェクタであって、ノズル体（１０）が設けられており、ノズル体（１０）の燃焼室側の自由な端部にノズル流出口（１２）が形成されており、さらにノズルニードル（１４）が設けられており、ノズルニードル（１４）が、ノズル体（１０）の縦孔（１１）内で軸方向運動可能もしくは軸方向作動可能に配置されている。さらに縦孔（１１）の、ノズル流出口（１２）とは反対側の後方の端部を閉鎖する、上方でノズル体（１０）に隣接する閉鎖部（１７）が設けられており、閉鎖部（１７）が、ノズルニードル（１４）のための開放ストッパ（２９）を形成しており、閉鎖部（１７）が、ノズルニードル（１４）の、ノズル流出口（１２）とは反対側の背面側の端面（３７）と協働して、ノズルニードル（１４）の開放ストローク（ｈＤＮ）を制限するようになっている。さらに後方のノズルニードル端面（３７）と閉鎖部（１７）との間に形成された制御室（２８）が設けられており、制御室（２８）が、燃料供給に役立つ圧力接続部（２１）とハイドロリック式に結合されている。  このインジェクタの主要な構成によれば、ノズルニードル（１４）の背面側の端面（３７）および／または閉鎖部（１７）の、該端面（３７）と協働する当接面（２９）が、次のように形成されており、つまりノズルニードル（１４）の開放位置で、背面側のノズルニードル端面（３７）と閉鎖部（１７）の当接面（２９）との間で点状または実質的に点状の接触面（Ｐ）が生じるように、形成されている。
2005538296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ、特にサーボ弁制御式のコモンレールインジェクタであって、
ノズル体（１０）が設けられており、該ノズル体（１０）の燃焼室側の自由な端部にノズル流出口（１２）が形成されており、
ノズルニードル（１４）が設けられており、該ノズルニードル（１４）が、ノズル体（１０）の縦孔（１１）内で軸方向運動可能もしくは軸方向作動可能に配置されており、
縦孔（１１）の、ノズル流出口（１２）とは反対側の後方の端部を閉鎖する、上方でノズル体（１０）に隣接する閉鎖部（１７）が設けられており、該閉鎖部（１７）が、ノズルニードル（１４）のための開放ストッパ（２９）を形成しており、閉鎖部（１７）が、ノズルニードル（１４）の、ノズル流出口（１２）とは反対側の背面側の端面（３７）と協働して、ノズルニードル（１４）の開放ストローク（ｈＤＮ）を制限するようになっており、
後方のノズルニードル端面（３７）と閉鎖部（１７）との間に形成された制御室（２８）が設けられており、該制御室（２８）が、燃料供給に役立つ圧力接続部（２１）とハイドロリック式に結合されている形式のものにおいて、
ノズルニードル（１４）の背面側の端面（３７）および／または閉鎖部（１７）の、該端面（３７）と協働する当接面（２９）が、次のように形成されており、つまりノズルニードル（１４）の開放位置で、背面側のノズルニードル端面（３７）と閉鎖部（１７）の当接面（２９）との間で点状または実質的に点状の接触面（Ｐ）が生じるように、形成されていることを特徴とする、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ。
【請求項２】
閉鎖部（１７）の、背面側のノズルニードル端面（３７）と協働する当接面（２９）が、平面状に形成されており、ノズルニードル（１４）が、ボール状に形成された背面側の端面（３７）を備えている、請求項１記載のインジェクタ。
【請求項３】
ノズルニードル（１４）の背面側の端面（３７）が、球状に形成されている、請求項１または２記載のインジェクタ。
【請求項４】
背面側のノズルニードル端面（３７）の半径（ｒｋｕｇｅｌ）が、閉鎖部（１７）の当接面（２９）と接触する位置で、ノズルニードル（１４）に作用する開放力を考慮して、許容ヘルツ応力を超えないように、寸法設定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ、特にサーボ弁制御式のコモンレールインジェクタであって、ノズル体が設けられており、ノズル体の燃焼室側の（自由な）端部にノズル流出口が形成されており、ノズルニードルが設けられており、ノズルニードルが、ノズル体の縦孔内で軸方向運動可能もしくは軸方向作動可能に配置されており、縦孔の（ノズル流出口とは反対側の）後方の端部を閉鎖する、（上方で）ノズル体に隣接する閉鎖部が設けられており、閉鎖部が、ノズルニードルのための開放ストッパを形成しており、閉鎖部が、ノズルニードルの（ノズル流出口とは反対側の）背面側の端面と協働して、ノズルニードルの開放ストロークを制限するようになっており、後方のノズルニードル端面と閉鎖部との間に形成された制御室が設けられており、制御室が、燃料供給に役立つ圧力接続部とハイドロリック式に結合されている形式のものに関する。
【０００２】
背景技術
このような形式のＣＲインジェクタは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９３６６６８号明細書から公知である。公知のインジェクタでは、閉鎖部の平面状の当接面と協働する背面側のノズルニードル端面も同様に扁平に形成されている。所望のニードルストロークは、背面側のノズルニードル端面の適当な研削加工によって形成される。
【０００３】
個々のインジェクタの数的なばらつきによるニードルストローク誤差は、できるだけ小さくする必要があるという観点から、公知の平面状の２つの当接面のコンセプトから多くの欠点が生じる。そのうちの１つを述べると、一方ではノズルニードルの製作時の製作誤差に基づいて、また他方ではノズル体におけるノズルニードルのためのガイド孔の製作誤差に基づいて、ノズルニードルが軸方向運動する際に、ノズルニードルが幾分か側方運動もしくは傾動する（いわゆる端面当接；Stirnschlag）ような不都合な作用が生じる。これによってノズルニードルが回動する際にニードルストロークが変化して、ひいてはニードルストローク誤差が増加する恐れがある。またこれに応じて作用する不都合な点によれば、製作誤差に起因して、ノズルニードルのガイド孔に対して閉鎖部が斜めに位置する。
【０００４】
ノズルニードルにおけるニードルストローク部の研磨に際して、触知測定器（Messtaster）は面接触する必要があるので、不都合に大きな調節誤差が生じる。
【０００５】
ノズルニードルの開放位置では、背面側の端面が、閉鎖部の同様に扁平な当接面にフラットに接触し、このことはノズルニードルの上方に形成された制御室の不都合な減少を意味する。ノズルニードルは「付着」して、次第にこれによってノズルで流出する噴射量が過度に大きくなるという不都合な結果をもたらすようになる。
【０００６】
本発明の課題は、上記の欠点を克服する、つまり最小限のノズルニードルストローク誤差が生じること、ノズルニードルが回動しても一定のノズルニードルストロークが生じること、ならびにノズルニードルストロークの研磨に際して極めて小さな調節誤差しか生じないことを特徴とするインジェクタを提供することである。
【０００７】
発明の利点
この課題を解決するための本発明の装置によれば、ノズルニードルの背面側の端面および／または閉鎖部の、該端面と協働する当接面が、次のように形成されており、つまりノズルニードルの開放位置で、背面側のノズルニードル端面と閉鎖部の当接面との間で点状または実質的に点状の接触面が生じるように、形成されている。
【０００８】
本発明の有利な実施形態によれば、閉鎖部の、背面側のノズルニードル端面と協働する当接面が、平面状に形成されており、ノズルニードルが、ボール状、有利には球状の背面側の端面を備えている。
【０００９】
本発明の実施形態によって、ノズルニードルの上位の当接位置、つまりノズルニードルの開放位置で、閉鎖部と、ノズルニードルの背面側の（上位の）端面との間で（ほぼ）点状の接触面が形成される。これによって、技術的な手間をあまりかけずに、該当する形式の公知のインジェクタにおける前述の欠点が克服される。したがってノズルニードルのストローク誤差を±０．０１ｍｍから±０．００３ｍｍに低減することができる。特に開放位置での、ストッパに対するノズルニードルの不都合な「付着」が防止され、このことはインジェクタから供給される噴射量に関する比較的大きな節減を意味する。
【００１０】
一方ではノズルニードルの、また他方では閉鎖部の、協働する面における塑性変形を回避するために、背面側のノズルニードル端面の半径は、閉鎖部の当接面に接触する位置で、ノズルニードルに作用する開放力を考慮して、許容ヘルツ応力を超えないように、寸法設定するのが望ましい。
【００１１】
実施例の説明
次に本発明の実施例を図示し、詳しく説明する。
【００１２】
符号１０で、センタリングされた縦孔１１を備えた、多段式に形成されたノズル体の全体を示した。縦孔１１は下位端部で狭窄してノズル流出口１２を成している。ノズル流出口１２の上方で縦孔１１は円錐形の弁座１３を形成している。縦孔１１内には、全体を符号１４で示したノズルニードルが軸方向可動に配置されている。ノズルニードル１４の、先細の下位端部１５は、円錐形に形成されていて、かつ同様に円錐形の弁座１３と協働する。
【００１３】
弁体１０の上方で、弁体１０の上位端面１６に緊密に被せ嵌められるように、ディスク状の閉鎖部１７が配置されている。閉鎖部１７にサーボ弁体１８が同様に緊密に続いており、サーボ弁体１８内に、たとえば圧電作動式のサーボ弁１９が収容されている。
【００１４】
弁体１０、閉鎖部１７およびサーボ弁体１８は、インジェクタケーシング２０によって取り囲まれていて、かつ図１に示した配置構造で固定されている。
【００１５】
図１からさらに判るように、サーボ弁体１８内に高圧通路２１が形成されており、高圧通路２１は、図示していない高圧接続部を介して、同様に図示していない燃料高圧アキュムレータ（いわゆるコモンレール）とハイドロリック式に結合されている。高圧通路２１は、拡張部２２を介して、サーボ弁体１８の下位端面２３で開口していて、そこで閉鎖部１７内に形成された２つの孔２４，２５とハイドロリック式に結合されている。第１の孔２４を通って、高圧下の燃料は、リング室２６を介して、ノズル体１０の縦孔１１に到達して、弁１３，１５の開放状態で、ノズル流出口１２に到達する。
【００１６】
第２の孔２５の特別な構成によれば、第２の孔２５は、絞り孔（いわゆる流入絞り）２７に向かって段状に狭窄されている。流入絞り２７を介して燃料は制御室２８に到達する。制御室２８はノズルニードル１４の上位端部と閉鎖部１７の下位端面２９との間で延びている。制御室２８は、図１および図２に示したノズルニードル１４の閉鎖位置で最大容量を占め、この場合ノズルニードル１４は円錐形の端部１５で弁座１３に接触している。この閉鎖位置では、ノズルニードル１４は、一方では制御室２８に作用する液圧によって、また他方では押圧ばね３０によって保持される。ここでは押圧ばね３０は、上位端部で、ノズルニードル１４の上位端部を緊密に取り囲むスリーブ部３１介して、閉鎖部１７の下位端面２９に支持される。押圧ばね３０は、矢印方向３２に向けられた閉鎖力を、ノズルニードル１４の段部３４に支持された別のスリーブ部３３を介して、ノズルニードル１４に及ぼす。
【００１７】
閉鎖部１７内に別の孔３５が形成されており、この孔３５は、一方では孔２４およびリング室２６を介して高圧筒路２１とハイドロリック式に作用結合されていて、また他方では絞り孔（いわゆる流出絞り）３６を介してサーボ弁１９とハイドロリック式に作用結合されている。
【００１８】
図示の実施例の別の格別な構成によれば、ノズルニードル１４の背面側の（上位の）端面３７が、球状の湾曲部を有している。球半径は、図１および図２においてｒｋｕｇｅｌで示した。球面３７の頂点Ｐ（図２参照）によって、対抗ストッパとしての閉鎖部１７の面２９と協働する、ノズルニードル１４の上位の当接部が特定される。したがってノズルニードル１４の閉鎖位置（図１および図２参照）から出発して、図２においてｈＤＮで示したノズルニードルストロークが形成される。したがって（上位の）開放位置で、ノズルニードル１４は、頂点Ｐで、閉鎖部１７の面２９に当接する。ノズルニードル１４の端面３７の球状／ボール状の構造に基づいて達成される、閉鎖部１７の当接面２９に対するノズルニードル１４の（大きな）面状の当接の回避によって、別の構造では起こり得る、（上位の）開放位置でのノズルニードル１４の「付着（Kleben）」が防止される。さらに球状／ボール状のノズルニードル端面３７によって、ノズルニードル１４の開放位置でも、依然として十分に大きな制御室２８が残る。したがって結果として生じるほぼ点状のノズルニードル当接部を備えたノズルニードル端面３７の球状／ボール状の構造によって、場合によっては起こり得るノズルニードル１４の回動が生じる場合でも、または製作誤差に起因するノズルニードルの傾斜姿勢が生じる場合でも、ノズルニードルストロークｈＤＮは常に一定である、という利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＣＲインジェクタの１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡで示した部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  ノズル体、  １１  縦孔、  １２  ノズル流出口、  １３  弁座、  １４  ノズルニードル、  １５  端部、  １６  端面、  １７  閉鎖部、  １８  サーボ弁体、  １９  サーボ弁、  ２０  インジェクタケーシング、  ２１  高圧通路、  ２２  拡張部、  ２３  端面、  ２４，２５  孔、  ２６  リング室、  ２７  絞り孔、  ２８  制御室、  ２９  端面、  ３０  押圧ばね、  ３１  スリーブ部、  ３２  矢印方向、  ３３  スリーブ部、  ３４  段部、  ３５  孔、  ３６  絞り孔、  ３７  端面
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2005538296.tif 000006
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