(57)【要約】燃料噴射装置（２４）はケーシング（３０）と、該ケーシングに配置された外側弁部材（４２）とを有しており、該外側弁部材は切欠き（６４）を有している。この切欠きには内側弁部材（４４）が配置されており、該内側弁部材は、弁座（３６）と協働する少なくとも１つのシール区分（７０）と、該シール区分と結合された作動区分（７２）とを有している。これらのシール区分（７０）と作動区分（７２）とは異なる直径を有している。内部に内側弁部材（４４）が配置された、外側弁部材（４２）に設けられた切欠き（６４）が、内側弁部材（４４）の区分（７０，７２）に少なくともほぼ適合された、異なる直径を備えた区分（６６，６８）を有していることを提案する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に燃料直接噴射式の内燃機関（１２）のための燃料噴射装置（２４）であって、ケーシング（３０）と、該ケーシングに配置された外側弁部材（４２）とが設けられており、該外側弁部材が切欠き（６４）を有しており、該切欠きに内側弁部材（４４）が少なくとも部分的に配置されており、該内側弁部材が、弁座（３６）と協働する少なくとも１つのシール区分（７０）と、該シール区分と結合された作動区分（７２）とを有しており、これらのシール区分と作動区分とが異なる直径を有している形式のものにおいて、
内部に内側弁部材（４４）が配置された、外側弁部材（４２）に設けられた切欠き（６４）が、内側弁部材（４４）の区分（７０，７２）の直径に少なくともほぼ適合された、異なる直径を備えた区分（６６，６８）を有していることを特徴とする、特に燃料直接噴射式の内燃機関のための燃料噴射装置。
【請求項２】
内側弁部材（４４）のシール区分（７０）が、該内側弁部材の作動区分（７２）よりも小さな直径を有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
内側弁部材（４４）のシール区分（７０）が、該内側弁部材の作動区分（７２）よりも大きな直径を有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
外側弁部材（４２）が下部ガイド領域（６８）を有しており、該下部ガイド領域において内側弁部材（４４）のシール区分（７０）が少なくとも部分的にガイドされている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
外側弁部材（４２）が上部ガイド領域（８８）を有しており、該上部ガイド領域において内側弁部材（４４）の作動区分（７２）が少なくとも部分的にガイドされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
内側弁部材（４４）のシール区分（７０）と作動区分（７２）との間に存在する段部が押圧面（７４）を形成している、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
上部ガイド領域（８８）によってガイドされる内側弁部材（４４）の領域の外周面及び／又は外側弁部材の上部ガイド領域の周面に、全体として長手方向で延びる切欠き（９０）が設けられている、請求項５又は６記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、特に燃料直接噴射式の内燃機関のための燃料噴射装置であって、ケーシングと、該ケーシングに配置された外側弁部材とが設けられており、該外側弁部材が切欠きを有しており、該切欠きに内側弁部材が少なくとも部分的に配置されており、該内側弁部材が、弁座と協働する少なくとも１つのシール区分と、該シール区分と結合された作動区分とを有しており、これらのシール区分と作動区分とが異なる直径を有している形式のものに関する。
【０００２】
このような燃料噴射装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０３６５８３号明細書から公知である。この公知の明細書には、互いに同軸的に配置された２つの弁部材を有する噴射弁が記載されている。内側弁部材の比較的細長い作動区分は、その端部において比較的太いシール区分を支持している。内部に内側弁部材が配置された、外側弁部材に設けられた切欠きは、全体として不変の直径を有している。
【０００３】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の燃料噴射装置を改良して、燃料噴射装置が更に個別に、使用される各内燃機関の固有の要求に適合されているようにすることである。
【０００４】
この課題は、冒頭で述べた形式の燃料噴射装置において、内部に内側弁部材が配置された外側弁部材に設けられた切欠きが、内側弁部材の区分の直径に少なくともほぼ適合された、異なる直径を有する区分を有していることによって解決される。
【０００５】
発明の利点
本発明による燃料噴射装置では、一方では内側弁部材の外径と、外側弁部材に設けられた切欠きの内径とが、段付けされ且つ互いに合わせられている。これにより、弁部材のシール区分及び作動区分の肉厚若しくは横断面面積が、所望の機能に最適に適合され得る。このことは、とりわけ特に小さな全体寸法（最大数ミリメータの、場合によってはそれよりも著しく小さな弁部材の直径）を考慮する場合に有利である。
【０００６】
本発明の有利な改良は従属請求項に記載されている。
【０００７】
第１の改良では、内側弁部材のシール区分が、その作動区分よりも小さな直径を有しているということが提案される。これにより、外側弁部材は比較的大きなシール区分を有しているので、このシール区分に設けられた押圧面もやはり比較的大きく、このことは、とりわけ小さな圧力の場合に外側弁部材の液圧作動を容易にする。更に、同時に内側弁部材の作動区分は、高い剛性を有するのに十分な大きさの直径を有している。
【０００８】
しかし択一的に、内側弁部材のシール区分は、この内側弁部材の作動区分よりも大きな直径を有していてもよい。このことは、内側弁部材によって比較的多量の燃料を噴射しようとしており、これにより、相応に大きな直径を有する燃料流出通路が必要とされる場合に有利である。これらの燃料流出通路の配置は、本発明のように、内側弁部材のシール区分と、続いて対応する弁座も比較的大きな直径を有していると簡単になる。内側弁部材の比較的細い作動区分に基づいて、外側弁部材の作動区分は比較的大きな肉厚を有することができるので、この場合は外側弁部材が全体的に高い剛性を有している。
【０００９】
更に、外側弁部材が下部ガイド領域を有しており、この下部ガイド領域において内側弁部材のシール区分が少なくとも部分的にガイドされていると有利である。この場合の「下部」という概念は絶対的なものではなく、燃料噴射装置に対して相対的なものと理解される。これにより、内側弁部材の特に良好なセンタリングが得られ、このことは、燃料噴射における最適且つ再現可能な流れ状況をもたらす。
【００１０】
同様に、外側弁部材が上部ガイド領域を有しており、この上部ガイド領域において内側弁部材の作動区分が少なくとも部分的にガイドされているということも提案される。この場合の「上部」という概念は絶対的なものではなく、燃料噴射装置に対して相対的なものと理解される。このことも、外側弁部材内での内側弁部材のセンタリング並びに作動圧力の低下延いては最終的には燃料噴射クオリティーにプラスとなる。
【００１１】
本発明による燃料噴射装置の特に有利な構成では、内側弁部材のシール区分と作動区分との間に存在する段部が押圧面を形成している。このことは、内側弁部材に作用する液圧力の均等な配分を可能にする。
【００１２】
このための改良では、上部ガイド領域によってガイドされる内側弁部材の領域の外周面及び／又は外側弁部材の上部ガイド領域の周面に、長手方向で延びる複数の切欠きが設けられているということが提案される。これにより、押圧面の圧力負荷が、内側弁部材と外側弁部材との間のギャップと、ガイド領域に設けられた切欠きとによって可能になる。つまり、この場合は付加的な別個の圧力通路を省くことができる。
【００１３】
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。
【００１４】
図１では、燃料系が全体的に符号１０で示されている。この燃料系１０は、図１に詳細には示されていない内燃機関１２において使用される。
【００１５】
燃料系１０は燃料タンク１４を有しており、この燃料タンク１４から電気的な燃料ポンプ１６が燃料を高圧燃料ポンプ１８へ圧送する。この高圧燃料ポンプ１８は、燃料を極めて高い圧力へ圧縮して、燃料集合管路（レール）２０へ圧送する。この燃料集合管路２０には、高圧導管２２を介して複数の燃料噴射装置２４が接続されており、これらの燃料噴射装置２４は、それぞれ対応配置された燃焼室２６に燃料を直接に噴射する。燃料噴射装置２４も、それぞれ低圧戻し導管２８を介してやはり燃料タンク１４と接続されている。
【００１６】
複数の燃料噴射装置２４の内の１つの燃焼室２６に面した領域が、図２に詳しく示されている。
【００１７】
図２では、燃料噴射装置２４はケーシング３０を有しており、このケーシング３０には段付き止まり孔３２が設けられている。この段付き止まり孔３２は通路３４を介して高圧導管２２と接続されている。段付き止まり孔３２の図２で見て下側の領域は、円錐形にテーパしている。この領域は、円錐形の弁座面３６によって制限される。この弁座面３６には、ケーシング３０の全周にわたって配分されて配置された半径方向外側の複数の燃料流出通路３８及び半径方向内側の複数の燃料流出通路４０が開口しており、これらの燃料流出開口３８，４０は、それぞれケーシング壁を貫通している。
【００１８】
ケーシング３０の段付き止まり孔３２には互いに同軸的な２つの弁部材、つまり外側弁部材４２と内側弁部材４４とが配置されている。外側弁部材４２はケーシング３０のガイド領域４６において液密にガイドされる。図２で見てガイド領域４６の下位に設けられた、外側弁部材４２と段付き止まり孔３２の壁との間の環状室４８は、高圧通路３４を介して高圧導管２２と接続されている。環状室４８はガイド領域４６のすぐ下に湾曲部５０を有しており、この湾曲部５０の高さで外側弁部材４２には、この外側弁部材４２の開放方向で作用する押圧面５２が設けられている。
【００１９】
外側弁部材４２の図２で見て下側の端部もやはり、異なる円錐度の２つの円錐面５４，５６を備えて円錐形に形成されている。これらの円錐面５４，５６間にはシール縁部５８が設けられている。シール縁部５８を備えた両円錐面５４，５６が外側弁部材４２のシール区分６０に設けられているのに対して、押圧面５２は、外側弁部材４２の作動区分６２に設けられている。
【００２０】
内側弁部材４４は、外側弁部材４２の段付き孔６４に収容されている。この場合、段付き孔６４は比較的小さな直径を備えた区分６６と、比較的大きな直径を備えた区分６８とを有している。内側弁部材４４は、段付き孔６４の区分６８にシール区分７０を有しており、このシール区分７０は、外側弁部材４２の段付き孔６４の区分６６に配置された内側弁部材４４の作動区分７２よりも大きな直径を有している。内側弁部材４４の前記両区分７０，７２間には、環状の押圧面７４を形成する段部が設けられている。
【００２１】
内側弁部材４４のシール区分７０は円筒区分７６を有しており、この円筒区分７６は段付き孔６４の区分６８内で液密にガイドされている。従って、この区分６８は「下部ガイド領域」とも呼ばれる。図２では、円筒区分７６の下位においてシール区分７０は異なる円錐度の２つの領域を有している。これらの領域は、間にシール縁部８２の設けられた外側の円錐面７８若しくは内側の円錐面８０によって制限される。内側弁部材４４が閉鎖されると、シール縁部８２がケーシング３０の弁座面３６に当接する。同様に、外側弁部材４２が閉鎖されると、そのシール縁部５８が同じ弁座面３６に当接する。
【００２２】
内側弁部材４４の作動区分７２は、異なる直径を備えた２つの領域８４，８６を有している。シール区分７０にすぐ続いている領域８４は、外側弁部材４２に設けられた段付き孔６４の区分６６よりもやや小さな直径を有している。これに対して、作動区分７２の領域８６の外径は、外側弁部材４２に設けられた段付き孔６４の区分６６の内径にほぼ等しい。従って、段付き孔６４のこの領域は上部ガイド領域８８を形成しており、この上部ガイド領域８８内で、内側弁部材４４の作動区分７２がガイドされている。内側弁部材４４の作動区分７２の領域８６には軸方向で延在する複数の溝９０が設けられている。
【００２３】
図２に示した燃料噴射装置２４は、行程又は圧力を制御されて、或いは行程と圧力の両制御原理を組み合わせて作動可能である。例えば、外側弁部材４２は圧力制御されて作動する、つまり、外側弁部材４２の開放運動は環状室４８内の圧力増大によって生ぜしめられるということが考えられる。これにより、押圧面５２及び外側の円錐面５４に作用する液圧力が高まり、この液圧力は最終的に一定の閉鎖力に抗して、弁座面３６からのシール縁部５８の持ち上がりを生ぜしめる。
【００２４】
内側弁部材４４は行程制御されていてよい。つまり、内側弁部材４４のシール縁部８２は、環状の押圧面７４に閉鎖方向で作用する液圧力が少なくとも一時的に低下される場合にのみ、一定の開放力に基づいて弁座面３６から持ち上がる。このことは、作動区分７２の領域８４と段付き孔６４の内壁との間に存在する環状室と、内側弁部材４４の作動区分７２の領域８６に設けられた溝９０とによって可能である。しかし、内側弁部材４４が圧力制御される、つまり、内側弁部材４４の開放運動を生ぜしめるためには、適当に一時的に増大された液圧力が外側の円錐面７８に作用する必要があるということも考えられる。この場合、作動区分７２の領域８４と段付き孔６４との間の環状室及び領域８６に設けられた溝９０は、作動区分７２とシール区分７０との間に形成された押圧面７４の圧力軽減に役立つ。
【００２５】
図２に示した燃料噴射装置２４の実施例では、内側の燃料流出通路４０が比較的大きな直径を有している。このことは弁座域に比較的大きな直径を要求するか、又は換言すると、シール縁部８２の領域におけるシール区分７０の大きな直径を要求する。更に、外側弁部材４２に設けられた段付き孔６４によって、外側弁部材４２の高い剛性が実現され得る。
【００２６】
図３には、択一的な燃料噴射装置２４が示されている。この場合、図２に示した燃料噴射装置２４の構成部材及び領域に関して同じ機能を有する構成部材及び領域には同一符号を付して、再度詳しくは説明しない。
【００２７】
先行実施例とは異なり、内側弁部材４４のシール区分７０は作動区分７２よりも小さな直径を有している。これに対応して、外側弁部材４２に設けられた段付き孔６４の区分６６も、区分６８よりも大きな直径を有している。更に、内側の燃料流出通路４０の直径は、先行実施例におけるよりも著しく小さい。
【００２８】
このようにして、外側弁部材４２のシール区分６０は全体的に比較的大きくてよいので、内側の円錐面５６もより大きくなっていてよい。これにより、環状室４８内の圧力が低い場合でも、外側弁部材４２の確実な開放が保証される。同時に、内側弁部材４４の比較的小さな外側の円錐面７８に開放方向で作用する、最終的にはシール縁部８２を弁座面３６から持ち上げさせる液圧力を形成するためには、高い圧力が必要とされる。大きな力は、内側弁部材４４の比較的太い作動区分７２によって良好に吸収され得る。つまり、内側弁部材４４は十分な剛性を証明する。更に、溝９０及び内側弁部材４４の作動区分７２の領域８４と段付き孔６４の内壁との間のギャップによって、押圧面７４は十分に圧力を軽減され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】複数の燃料噴射装置を備えた燃料系の概略図である。
【図２】図１に示した燃料噴射装置の内の１つの第１実施例の１領域を部分的に断面して示した図である。
【図３】図１に示した燃料噴射装置の内の１つの第２実施例を図２と同様に示した図である。
【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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