(57)【要約】【課題】新規な燃料噴射ノズルおよび新規な内燃機関を形成すること。【解決手段】本発明の内燃機関の燃料噴射ノズル（１０）は、ノズル本体（１１）と当該ノズル本体（１１）内に配置されるノズルニードル（１２）とを備え、ノズル本体（１１）はノズルニードル（１２）のための弁座（１３）を提供し、ノズルニードル（１２）は、燃料噴射ノズルが閉鎖されると前記ノズルニードル（１２）の所定の領域（１５）がノズル本体（１１）によって提供される弁座（１３）に押し付けられる様式でバルブ本体として機能し、かつ前記ノズルニードル（１２）のうち、燃料噴射ノズルが閉じられるとノズル本体（１１）によって提供される弁座（１３）に押し付けられる領域（１５）が少なくとも、セラミック材料から形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体（１１）と前記ノズル本体（１１）内に配置されるノズルニードル（１２）とを備える、内燃機関の燃料噴射ノズル（１０）であって、
前記ノズル本体（１１）が、前記ノズルニードル（１２）のための弁座（１３）を提供し、前記ノズルニードル（１２）は、燃料噴射ノズルが閉鎖されると前記ノズルニードル（１２）の所定の領域（１５）が前記ノズル本体（１１）によって提供される前記弁座（１３）に押し付けられる様式でバルブ本体として機能し、
前記ノズルニードル（１２）のうち、前記燃料噴射ノズルが閉鎖されると前記ノズル本体（１１）によって提供される前記弁座（１３）に押し付けられる前記領域（１５）が少なくとも、セラミック材料から形成されることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】
前記ノズルニードル（１２）は全体的にセラミック材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ノズル。
【請求項３】
前記セラミック材料は、ジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射ノズル。
【請求項４】
前記セラミック材料は、ジルコニアおよびアルミナの混合酸化物セラミックであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射ノズル。
【請求項５】
前記混合酸化物セラミックは、アルミナ−強化ジルコニアセラミック（ＡＴＺ−セラミック）であることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射ノズル。
【請求項６】
前記混合酸化物セラミックは、ジルコニア−強化アルミナセラミック（ＺＴＡ−セラミック）であることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射ノズル。
【請求項７】
複数のシリンダを備えかつ燃料供給システムを備え、前記燃料供給システムを介して前記シリンダに燃料を供給可能な内燃機関、すなわち重油で作動される船舶用ディーゼル内燃機関または定置式内燃機関であって、前記燃料供給システムが各シリンダのために少なくとも１つの燃料噴射ノズルを備えており、前記燃料噴射ノズルが、請求項１から請求項６のいずれか一項に基づいて形成されることを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
前記燃料噴射ノズルは、コモンレール燃料供給システムの一部であることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１のプリアンブルに基づく燃料噴射ノズルに関するものである。さらに本発明は、特許請求の範囲の請求項７のプリアンブルに基づく内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射ノズルは実務から十分に知られている。また燃料インジェクタとしても実施できる燃料噴射ノズルは、ノズル本体と、当該ノズル本体内に配置されるノズルニードルと、を備えることができる。ノズル本体は、バルブ本体として機能するノズルニードルのための弁座を提供する。燃料噴射ノズルが閉鎖されると、ノズルニードルの所定の領域またはシーリング縁部が、ノズル本体によって提供される弁座に押し付けられる。燃料噴射ノズルが開放されると、ノズルニードルのこの領域またはシーリング縁部は、ノズル本体の弁座から離れて上昇する。実務から公知となった燃料噴射ノズルにおいては、ノズル本体およびノズルニードルの両方が、それぞれ金属材料から製造される。
【０００３】
燃料噴射ノズルの閉鎖時に、ノズルニードルはそのシーリング縁部とともに、ノズル本体によって提供される弁座に衝突する。このため、一方ではノズルニードルのシーリング縁部が摩耗され、他方ではノズル本体の弁座が摩耗される。重油で作動される内燃機関の場合、重油は異物（外部からの微粒子）を含むことがあり、燃料噴射ノズルの閉鎖時にそうした異物がノズルニードルのシーリング縁部とノズル本体の弁座との間に入ることがある。こうした異物は、ノズルニードルのシーリング縁部の摩耗およびノズル本体の弁座の摩耗を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これに取り掛かり、新規な燃料噴射ノズルおよび新規な内燃機関を形成するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、特許請求の範囲の請求項１に記載の燃料噴射ノズルによって解決される。本発明によれば、ノズルニードルの少なくとも所定の領域であって、燃料噴射ノズルが閉鎖されるとノズル本体によって提供される弁座に押し付けられる領域が、セラミック材料から製造される。
【０００６】
本発明により初めて、ノズルニードルを、燃料噴射ノズルが閉じられるとノズルニードルがノズル本体によって提供される弁座に押し付けられる領域において少なくとも（つまり少なくともシーリング縁部の領域において）セラミック材料から製造することが提案される。セラミック材料は、金属材料に比べてその密度が低く、ゆえにその質量が小さい。そのため、燃料噴射ノズルの閉鎖時のノズル本体の弁座におけるノズルの接触衝撃が低減される。さらにセラミック材料はその硬度および強度がより高いため、ノズルニードルが燃料中の異物によって損傷されるリスクはより低くなる。
【０００７】
優先的に、ノズルニードルは完全にセラミック材料から形成される。これによりノズルニードルの質量をさらに低減でき、したがって燃料噴射ノズルの閉鎖時にノズル本体によって提供される弁座にノズルニードルが接触する際の衝撃をさらに低減できるため、この構成は有利となる。
【０００８】
さらに有利な本発明のさらなる展開例によれば、セラミック材料は、ジルコニア（酸化ジルコニウム）セラミックである。
【０００９】
代替的には、セラミック材料は、ジルコニアとアルミナとからなる混合酸化物セラミックである。このセラミック材料はノズルニードルの形成に好ましい。
【００１０】
本発明に基づく内燃機関が特許請求の範囲の請求項７に規定される。
【００１１】
本発明の好ましいさらなる展開例は、特許請求の範囲の従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例示的な実施形態が図面を用いて詳細に説明されるが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に基づく第１の燃料噴射ノズルの断面図である。
【図２】本発明に基づく第２の燃料噴射ノズルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、内燃機関のための、特に重油で作動される船舶用ディーゼル内燃機関のための燃料噴射ノズルに関するものである。この燃料噴射ノズルは、燃料インジェクタとすることもできる。本発明はさらに、重油で作動される船舶用ディーゼル内燃機関または定置式内燃機関に関するものである。
【００１４】
図１には、本発明に基づく第１の燃料噴射ノズル１０の断面図が図示される。このものにおいて、燃料噴射ノズル１０は、ノズル本体１１と、ノズル本体１１内に配置されるノズルニードル１２と、を備える。ノズル本体１１は、バルブ本体として機能するノズルニードル１２のための弁座１３を提供する。燃料噴射ノズル１０が閉鎖されると、ばね要素１４が、ノズルニードル１２の領域１５またはシーリング縁部１５を、ノズル本体１１によって提供される弁座１３に押し付ける。
【００１５】
特に、燃料噴射ノズル１０が閉鎖されて、ノズルニードル１２がそのシーリング縁部１５とともに、前記ノズル本体１１によって提供される弁座１３に押し付けられる場合、燃料はノズル本体の噴射孔（図示せず）を通して噴射されることはない。特にノズルニードル１２がそのシーリング縁部１５とともに上昇してノズル本体１１の弁座１３から離れる時のみ、燃料は噴射孔を通して噴射可能となる。
【００１６】
図２には、ばね要素１４を備えない燃料インジェクタとして実施される燃料噴射ノズル１０が図示される。燃料インジェクタの場合、ノズルニードル１２のシーリング縁部１５は、正確に言うと、燃料噴射ノズルを閉鎖するためのアクチュエータを用いてノズル本体１１の弁座１３に押し付けられる。
【００１７】
本発明に基づく燃料噴射ノズル１０のノズル本体１１は、金属材料、特にスチールから製造される。
【００１８】
本発明に関し、ノズルニードル１２は、燃料噴射ノズル１０が閉鎖されるとノズル本体１１によって提供される弁座１３に押し付けられる領域１５において少なくともセラミック材料で形成される。言い換えると、ノズルニードル１２は、少なくともシーリング縁部１５の領域においてセラミック材料から形成される。このため、一方ではノズルニードル１２の重量を低減でき、かつ他方では領域１５におけるノズルニードル１２の硬度および強度を高めることができる。
【００１９】
ノズルニードル１２の重量を低減することによって、燃料噴射ノズル１０の閉鎖時の弁座１３へのノズルニードル１２の接触衝撃が低減される。セラミック材料のより高い硬度および強度は、特に燃料噴射ノズルが重油で作動される船舶用ディーゼル内燃機関で使用される際に有利となる。なぜなら、ノズルニードル１２がそのシーリング縁部１５の領域において重油内の異物によって損傷されるリスクがより低くなるからである。
【００２０】
優先的には、ノズルニードル１２は全体的にセラミック材料から形成される。このため、ノズルニードル１２の重量をさらに低減することができ、ひいては燃料噴射ノズル１０が閉鎖される際のノズル本体１１の弁座１３へのノズルニードル１２の接触衝撃をさらに低減することができる。
【００２１】
セラミック材料として、ジルコニアセラミックが優先的に使用される。
【００２２】
代替的には、セラミック材料として、ジルコニアとアルミナとからなる混合酸化物セラミックを使用できる。そのため、アルミナ−強化ジルコニアセラミックまたはジルコニア−強化アルミナセラミックを混合酸化物セラミックとして使用できる。アルミナ−強化ジルコニアセラミックはいわゆるＡＴＺセラミックであり、アルミナに比べてジルコニアをより多く含む。ジルコニア−強化アルミナセラミックはいわゆるＺＴＡセラミックであり、ジルコニアに比べてアルミナをより多く含む。
【００２３】
本発明に基づく燃料噴射ノズル１０は、特に重油で作動される船舶用ディーゼル内燃機関で使用される。そのため、重油で作動される船舶用ディーゼル内燃機関などの内燃機関のシリンダそれぞれは、各シリンダへの燃料の噴射のために、そうした燃料噴射ノズル１０に割り当てられる。この場合、燃料噴射ノズル１０は、優先的に、内燃機関のコモンレール燃料供給システムの一部となる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  燃料噴射ノズル
１１  ノズル本体
１２  ノズルニードル
１３  弁座
１４  ばね要素
１５  領域／シーリング縁部
【図１】
2015025454.tif 000003
【図２】
2015025454.tif 000004
【外国語明細書】
2015025454000001.pdf