(57)【要約】本発明は、燃料噴射装置の高圧ポンプ用の燃料調量ユニットであって、０吐出運転時におけるシール性が改善され、かつ製造及び組立てが簡単化される燃料調量ユニットである。
2006504899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関回転数に関連して駆動される高圧ポンプを備えた、内燃機関の燃料噴射装置用の燃料調量ユニットであって、この燃料調量ユニットが、電磁石（１０）によって操作される調整弁（１１）を有していて、該調整弁（１１）が弁ピストン（２５）を備えていて、該弁ピストン（２５）が弁ハウジング（２２）内において案内されていて、弁ピストン（２５）がスリーブ状に形成されていて、弁ピストン（２５）がその内室（２６）内に、該弁ピストン（２５）を可動子ピン（１４）との接触状態に保つ圧縮ばね（２７）を受容しており、圧縮ばね（２７）が後側において、弁ハウジング（２２）の弁孔（２４）内に配置されたばね受に支持されており、弁ハウジング（２２）の壁に少なくとも１つの、有利には複数の半径方向の制御開口（３２）が配置されており、該制御開口（３２）は、燃料調量ユニットを貫流する燃料量が弁ピストン（２５）の行程に関連して調節可能であるように、成形及び配置もしくは成形又は配置されている形式のものにおいて、弁ピストン（２５）の内室（２６）内に遮断スリーブ（５１）が配置されており、弁ピストン（２５）及び遮断スリーブ（５１）が遮断装置を形成していることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置用の燃料調量ユニット。
【請求項２】
遮断装置が玉型弁（５２，５３）として形成されている、請求項１記載の燃料調量ユニット。
【請求項３】
遮断スリーブ（５１）と弁ピストン（２５）との間に玉（５２）が配置されていて、遮断スリーブ（５１）がシール座（５３）を有している、請求項２記載の燃料調量ユニット。
【請求項４】
弁ピストン（２５）が玉保持体（５４）を有していて、該玉保持体（５４）が玉（５２）を弁ピストン（２５）に対して規定された位置に保つ、請求項２又は３記載の燃料調量ユニット。
【請求項５】
圧縮ばね（２７）が一端で遮断スリーブ（５１）に支持されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料調量ユニット。
【請求項６】
遮断スリーブ（５１）に、圧縮ばね（２７）を受容するためのガイドカラー又はリング溝（２９）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料調量ユニット。
【請求項７】
調整弁（１１）が、弁孔（２４）内における遮断スリーブ（５１）の相応な軸方向移動及び次いで行われる固定によって、調節可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料調量ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関回転数に関連して駆動される高圧ポンプを備えた、内燃機関の燃料噴射装置用の燃料調量ユニットであって、この燃料調量ユニットが、電磁石によって操作される調整弁を有していて、該調整弁が弁ピストンを備えていて、該弁ピストンが弁ハウジング内において案内されていて、弁ピストンがスリーブ状に形成されていて、弁ピストンがその内室内に、該弁ピストンを可動子ピンとの接触状態に保つ圧縮ばねを受容しており、圧縮ばねが後側において、弁ハウジングの弁孔内に配置されたばね受に支持されており、弁ハウジングの壁に少なくとも１つの、有利には複数の半径方向の制御開口が配置されており、該制御開口は、燃料調量ユニットを貫流する燃料量が弁ピストンの行程に関連して調節可能であるように、成形及び配置もしくは成形又は配置されている形式のものに関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８５３１０３号明細書に基づいて公知の上記形式の燃料調量ユニットでは、ばね受は軸方向で見て弁ピストンの後ろに配置されている。ドイツ連邦共和国特許公開第１９８５３１０３号明細書の図８に記載された実施例では、弁ピストンに軸方向のシール座が設けられている。調整弁の閉鎖位置において弁ピストンは軸方向のシール座と接触し、これによって調整弁はシール作用をもって遮断され、その結果燃料が燃料調量ユニットによって燃料高圧ポンプに達することはできない。
【０００３】
発明の利点
請求項１の上位概念部に記載された形式の、内燃機関の燃料噴射装置用の燃料調量ユニットにおいて、本発明の構成では、弁ピストンの内室内に遮断スリーブが配置されており、弁ピストン及び遮断スリーブが遮断装置を形成しているようにした。
【０００４】
遮断弁が弁ピストンの内部に組み込まれていることによって、調量ユニットの構造長さは減じられ、さらに軸方向のシール座の直径も、従来技術に基づいて公知のリング間隙シール装置（Ringspaltdichtung）に比べて、著しく減じられる。その結果本発明による燃料調量ユニットは、調整弁の閉鎖位置において、高圧ポンプへの燃料供給を極めて良好に遮断することができる。
【０００５】
その結果さらに、内燃機関の惰行運転における不都合な圧力形成を回避するための付加的な手段、例えば０フィード絞り又は第２の圧力調整弁のような手段を、高圧ポンプの圧力側において省くことができる。このことは、コストの低減に大きく寄与する。
【０００６】
本発明の特に有利な構成では、遮断装置が玉型弁として形成されており、この場合さらに有利には遮断スリーブと弁ピストンとの間に玉が配置されていて、遮断スリーブがシール座を有している。
【０００７】
玉型弁の使用によって製造が簡単化される。それというのは、玉は、製造時にほとんど回避することができない整合エラーや角度エラーを、補償することができるからである。
【０００８】
玉が常にその指定箇所に位置することを保証するために、本発明の別の構成では、弁ピストンが玉保持体を有していて、該玉保持体が玉を弁ピストンに対して規定された位置に保つようになっている。
【０００９】
本発明による燃料調量ユニットの製造及び組立てをさらに簡単化するために、別の構成では、ばね受が遮断スリーブに一体に組み込まれている。これは例えば、遮断スリーブに、圧縮ばねを固定するために働くリング溝が旋削されることによって、達成することができる。
【００１０】
これによって構成部材の数が減じられ、本発明による調量ユニットの構造長さがさらに減じられる。さらに、弁孔における遮断スリーブの軸方向移動及び次いで行われる固定によって、調整弁を調節することが可能である。ばね受と遮断スリーブとが２つの異なった部材であると、ばね受及び遮断スリーブの軸方向ポジションを、各調整弁においてその運転前に調節することが必要であり、このことは、コストの高騰と時間のロスが大きくなることを意味する。
【００１１】
本発明の別の利点は、以下に挙げる図面、及びそれについての記載、並びにその他の請求項に開示されている。
【００１２】
図面
図１は、本発明による燃料調量ユニットの１実施例を示す縦断面図であり、
図２は、図１の一部を拡大して示す図である。
【００１３】
実施例の記載
図１に示された燃料調量ユニットは、調整弁１１を組み込まれた電磁石１０をベースにしている。詳しく述べれば電磁石１０は電磁コイル１２と、可動子ピン１４を備えた可動子１３と、電磁コイル１２及び可動子１３を部分的に取り囲んでいる電磁ポット１５とから成っている。
【００１４】
調整弁１１を組み込まれた電磁石１０である構成ユニット全体は、燃料高圧ポンプ（図示せず）内に配置されている。電磁ポット１５はこの場合同時にシールエレメントとして、帰磁路として、並びに高圧ポンプ内における電磁石１０の固定エレメント（符号１６参照）として働く。
【００１５】
電磁コイル１２は、電磁ポット１５内に挿入された後で完全に包埋成形（umspritzen）される。符号１７によって示された包埋成形部によって、コイル１２から電磁ポット１５への最適な熱伝達が保証されている。これによって臨界的な運転状態における過熱を防止することができる。さらに包埋成形部１７によって耐振動強度が高まり、その結果燃料調量ユニット１０，１１を、振動、温度負荷及び環境負荷に関して高負荷される箇所、例えば燃料高圧ポンプに固定することが可能になる。
【００１６】
さらに電磁コイル１２の包埋成形部１７は２つのシール箇所１８，１９と共働して、差込み舌片（図示せず）へのコイル１２の接触接続箇所が乾燥状態に保たれることを、保証する。電磁コイル巻線及び接触接続箇所は従って、腐食作用のある媒体の攻撃に対して最適に保護されている。
【００１７】
包埋成形部１７が電磁コイル１２を完全に取り囲むことをコントロールするために、電磁ポット１５の周囲にはオーバフロー孔２０，２１が設けられている。
【００１８】
調整弁１１は弁ハウジング２２を有しており、この弁ハウジング２２はフランジ状の拡大部２３に移行しており、この拡大部２３は同時に電磁ポット１５の端面側の閉鎖部を形成している。弁ハウジング２２内には弁孔２４が形成されており、この弁孔２４は電磁石１０の可動子ピン１４に対して同軸的に配置されている。弁孔２４は移動可能なスリーブ状の弁ピストン２５を有しており、この弁ピストン２５の内室２６には、圧縮ばね２７と遮断スリーブ５１と玉５２とが配置されている。
【００１９】
図２には、圧力調整弁１１の上に述べた部材の共働する様子を明らかにするために、内室２６が拡大して示されている。
【００２０】
圧縮ばね２７は前側において玉保持体５４に支持され、後側で遮断スリーブ５１のリング溝２９に支持されている。遮断スリーブ５１は弁孔２４内に例えば圧入もしくはプレス嵌め（Einpressen）によって固定されている。
【００２１】
玉保持体５４は玉５２を介して弁ピストン２５の底部２８に支持されていて、これによって弁ピストン２５を可動子ピン１４の前端部との接触状態に保つ。
【００２２】
遮断スリーブ５１の開口３１は、弁ピストン２５の図１に示された位置において、弁ピストン２５の内室２６を燃料噴射系の前フィードポンプ（図示せず）と接続している。
【００２３】
弁ハウジング２２にはさらに、半径方向に向けられた複数の制御開口が配置されており、図１にはそのうちの２つの制御開口が符号３２で示されている。これらの制御開口３２は、高圧ポンプ（図示せず）の低圧領域と液圧的に作用結合されている。弁ピストン２５には複数の半径方向の開口３４が設けられており、これらの開口３４は弁ハウジング２２における制御開口３２と共働する。
【００２４】
図１において調整弁１１は開放状態で示されており、この開放状態において制御開口３２と弁ピストン２５における開口３４とは液圧的に接続されている。この位置において電磁石１０は給電されておらず、圧縮ばね２７は弁ピストン２５を図１に示されたポジションにもたらす。
【００２５】
調整弁１１の図示に示された開放位置では、開口３１のところで調整弁１１に供給された燃料は遮断スリーブ５１を貫流し、その流れ方向を該遮断スリーブ５１の端部において変化させ、弁ピストン２５における開口３４と弁ハウジング２２における制御開口３２とを通って高圧ポンプ（図示せず）に向かって流れる。
【００２６】
既に述べたように、ただ１つの制御開口３２ではなく、弁ハウジング２２の全周にわたって分配配置された半径方向の制御開口３２を複数設けると、有利である。ドイツ連邦共和国特許公開第１９８５３１０３号明細書には、制御開口３２の構成が詳しく記載されているので、ここでは詳説することを省く。
【００２７】
車両の惰行運転（Schubbetrieb）において調整弁１１は、惰行運転中における高圧ポンプへの調整弁１１からの漏れを回避するために、確実にシールされて閉鎖されねばならない。調整弁１１のこのような漏れは、高圧ポンプの不都合な燃料搬送を惹起し、ひいては燃料噴射系のコモンレールにおける圧力上昇を引き起こす。コモンレールにおける圧力上昇は、惰行運転中における不都合な騒音発生を引き起こすことがある（「激しい燃焼ノイズ」）。
【００２８】
調整弁１１のシール性を保証するために、弁ピストン２５には、主として遮断スリーブ５１と玉５２とから成っている遮断装置が組み込まれている。この遮断装置の作用については以下において、図１の一部を拡大して示す図２を参照しながら説明する。
【００２９】
図２に示されているように、遮断スリーブ５１にはシール座５３が形成されていて、このシール座５３には玉５２が調整弁１１の閉鎖位置（図示せず）において接触している。玉５２は可動子ピン１４によって弁ピストン２５の底部２８を介してシール座５３に押し付けられる。これによって開口３１と制御開口３２との間における液圧的な接続部が中断される。圧縮ばね２７にこうした可動子ピン１４の調節運動は、所望の調節力に相応した電磁石１０の給電によって可能になる。この調節運動は図２に矢印３５によって示されており、玉５２が遮断スリーブ５１のシール座５３に接触している場合（図示せず）には、調整弁１１は閉鎖されている。
【００３０】
電磁石１０の適宜な制御によって、図示のポジションと図示されていない閉鎖位置との間における弁ピストン２５の任意の中間位置を生ぜしめることができる。これらの中間位置（図示せず）において調整弁１１は、高圧ポンプ（図示せず）によって制御された燃料量を、ひいては高圧ポンプの搬送出力を調整する。
【００３１】
玉型弁の利点は、従来技術に基づいて公知であるので、それについて説明することは、省く。本発明との関連において重要なことは、シール座５３の直径Ｄが比較的小さいということであり、このような構成を採用したことによって、可動子ピン１４の圧着力が比較的小さい場合において既に、玉５２と遮断スリーブ５１のシール座５３との間には高い単位面積当たりの圧力（Flaechenpressung）が生ぜしめられる。これによって本発明による遮断弁のシール性が高められる。
【００３２】
調整弁１１の図示されていない閉鎖位置を起点として、可動子ピン１４への給電が減じられると、圧縮ばね２７は弁ピストン２５を可動子ピン１４に向かって移動させ、その結果玉５２はシール座５３から持ち上がる、つまり離れる。この際に玉５２は玉保持体５４によってシール座５３から持ち上げられる。従って玉５２は常に弁ピストン２５に対して規定された位置を占め、弁ピストン２５の底部２８とシール座５３との間において往復動することができない。このような往復動が生じると、これは調整弁１１の調整品質に対して不都合である。
【００３３】
調整弁１１が貫流される方向は、逆転させることも可能である。逆転させた場合には開口３１は高圧ポンプの低圧領域と液圧的に接続され、これに対して制御開口３２は前フィードポンプの圧力側と接続され、ひいては調量ユニットへの供給路を形成することになる。
【００３４】
燃料調量ユニットを最初に運転する前に、調整弁１１の調節が必要である。この調節は、弁孔２４内における遮断スリーブ５１の相応な軸方向移動と、次いで実施される固定とによって行われる。この調節過程については以下において述べる。
【００３５】
まず初めに電磁石１０に規定の電流が供給される。次に遮断スリーブ５１が、制御開口３２を通って規定の容積流が流れるような所まで、弁孔２４内に押し込まれる。この位置において遮断スリーブ５１は弁孔２４内において固定される。この固定は、遮断スリーブ５１が圧入部材として形成されているか又は、弁ハウジング２２が外側から塑性変形されることによって行われる。弁・調節ポイントが最小の燃料貫流量の範囲にセットされると、これによって誤差に対して敏感なアイドリング範囲を正確に調節することができるので、有利である。
【００３６】
調整弁１１の調節と同時に、弁ピストン２５の底部２８及び玉５２に対するシール座５３の軸方向ポジションもまた決定される。これによって、弁ピストン２５の閉鎖位置において玉５２が遮断スリーブ５１を閉鎖し、ひいては燃料が制御開口３２を通ることを確実に回避することができる。遮断スリーブにリング溝２９を一体に形成することによって、必要な調整過程の数を１に減じることができ、これによって調量ユニットの製造コストは著しく低減される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による燃料調量ユニットの１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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