(57)【要約】特に燃料を混合気圧縮外部点火式内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための燃料噴射弁（１）は、渦流通路（３６）と中央の切欠（３８）とを備えた渦流円板（３５）と、前記切欠（３８）内に挿入されたガイド補償部（４１）とを有しており、このガイド補償部（４１）の中心軸線が、燃料噴射弁（１）の中心軸線に関連して傾斜可能であって、弁ニードル（３）に対してシールされた嵌合部を有している。渦流柄板（３５）内に配置されたシール座面（３９）とガイド補償部（４１）の半径方向の拡張部（４０）とから、前記中心軸線の変位に関連して許容されるシール座が形成されており、このシール座が、弁ニードル（３）とガイド補償部（４１）との間の気密な嵌合部と同様に、渦流の形成されな漏れ流の発生を阻止するようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁（１）であって、弁座体（５）を有しており、該弁座体（５）が弁座弁（６）を備えていて、この弁座面（６）が弁閉鎖体（４）と協働して第１のシール座を形成しており、中央の切欠（３８）を備えた渦流円板（３５）を有しており、前記中央の切欠（３８）が、弁ニードル（３）に接続された弁閉鎖体（４）を貫通して延びており、該中央の切欠（３８）内で弁座面（６）の上流に、燃料噴射弁（１）によって噴射しようとする燃料に渦流を形成するための渦流通路（３６）が設けられている形式のものにおいて、
渦流円板（３５）の中央の切欠（３８）内にガイド補償部（４１）が導入可能であって、このガイド補償部（４１）が、弁ニードル（３）をガイドするための中央の切欠（４６）と、このガイド補償部の下流側の端部で半径方向拡張部（４０）とを有しており、該拡張部（４０）が、渦流円板（３５）に配置されたシール座面（３９）と協働して第２のシール座を形成していることを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項２】
半径方向の拡張部（４０）が、ガイド補償部（４１）におけるシール座面（３９）の領域で、球状の幾何学形状を有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
弁閉鎖体（４）が弁座面（６）の領域で球状の幾何学形状を有している、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
燃料噴射弁（１）の非作業位置で、シール座面（３９）の領域内の半径方向の拡張部（４０）の球状の幾何学形状の中心点（Ｍ）が、球状の弁閉鎖体（４）の中心点（Ｍ）と合致している、請求項３記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
渦流円板（３５）の中央の切欠（３８）の半径方向の延在寸法が、ガイド補償部（４１）の半径方向の拡張部（４０）の上流側における半径方向の切欠よりも大きく、それによって、ガイド補償部（４１）の中心軸線が、渦流円板（３５）の中心軸線（４２）に対して傾斜可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
ガイド補償部（４１）の半径方向の拡張部（４０）と、シール座面（３９）とが、ばね（４８）によって互いに気密に当接した状態で保持されるようになっている、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
ばね（４８）が、渦流円板（３５）の上流側（４９）に支承されている、請求項６記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
ガイド補償部（４１）が、ばね（４８）のためのフランジ状の対抗軸受（５１）を備えたフランジ（５０）を有している、請求項６又は７記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した燃料噴射弁に関する。
【０００２】
弁ニードルをガイドするための構成部を有する燃料噴射弁は、ドイツ連邦共和国特許第３６４３５２３号明細書により公知である。この燃料噴射弁は渦流円板を有しており、この渦流円板は、弁シール座の上流側に配置されていて、中央のガイド孔を有している。この場合、燃料流をガイドするために渦流通路が使用され、この渦流通路は、渦流円板の上流側に配置された、燃料によって負荷される室を、流れ方向に続く渦流室に接続する。弁の開放時に、燃料は渦流通路から渦流室内に流入し、この場合、速度ベクトルは、周方向の成分を有している。渦流円板の中央の孔は、弁閉鎖体若しくは弁ニードルのガイドを行う。この場合、渦流円板は、弁座の領域の円錐形の座面によってセンタリングを行う。この弁座において渦流円板は、燃料流の絞りに基づいて気密に当接した状態で保持される。ガイド孔に沿って燃料の副流が形成されるのを避けるために、渦流円板に形成された切欠は、弁ニードル若しくは弁閉鎖体に対して狭い公差を有している。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２５０５９号明細書によればさらに、弁ニードル若しくは弁閉鎖体のガイドが１つの構造群でシール座の上流側に配置されている。ドイツ連邦共和国特許公開第３６４３５２３号明細書に記載されているように、ガイド孔と弁ニードル若しくは弁閉鎖体との間に、できるだけ小さいギャップを形成することによって副流（Ｎｅｂｅｎｓｔｒｏｍｗｅｇ）の形成が避けられるようになっている。渦流の形成は孔によって行われ、この孔は接線方向成分を有していて、弁シール座の上流側に開口している。弁ニードルはスリーブ内でガイドされており、このスリーブは、弁座の下流側が円錐形に形成されていることによってセンタリングされている。別の実施例では、弁座体とガイドとが一体的に構成されている。
【０００４】
以上公知の燃料噴射弁においては、弁の構成部分の製造時に、高い精度が必要とされるという欠点がある。渦流の形成は、渦流通路の貫流に大きく依存している。燃料の副流が存在すると、周方向速度なしの流れ成分を生じ、それによって渦流形成及びひいては燃料の噴霧の質が低下する。噴霧の質が低下すると燃焼の質が低下する。製造上の制限を受けて、構成部分の寸法は公差に依存している。これによって、弁座の領域内での弁ニードル若しくは弁閉鎖体の角度誤差が生じる。前記燃料噴射弁においては、弁ニードル若しくは弁閉鎖体のガイドは、ノズル体に形状接続（形状による束縛）又は材料接続（材料同士の束縛）によってセンタリンクされている構成部材によって行われる。これによって、弁ニードル若しくは弁閉鎖体の位置に対するガイド孔の整列の補償は不可能である。位置誤差の補償は、ガイド孔を大きくすることによってのみ可能である。しかしながらガイド孔を大きくすると、副流が同様に大きくなる。それによって、調量しようとする燃料量が変化し、また噴射流形状が変化する。噴射流形状及び調量量の高い精度を満たすために、費用のかかる製造法が用いられる。こような費用のかかる製造法によれば、燃料噴射弁の中心軸線に対する位置に関連して、すべての構成部分を正確に加工及び組み付けることが、確実に行われる。
【０００５】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴に記載した構成を有する、本発明による燃料噴射弁は、弁ニードル若しくは弁座体とガイドを行う孔との間の整合された嵌合状態を変えることなしに、弁ニードルの中心軸線を燃料噴射弁の中心軸線に対して傾けることができるという利点を有している。この場合、ガイド補償部及び弁ニードルは、正しい整列状態を維持しながら位置決めされ、それによって２つの構成部分間の気密な嵌合が得られる。弁ニードルと燃料噴射弁の中心軸線との間の角度の補償は、ガイド補償部と渦流円板との間のシール座の構成によって行われる。このシール座は、渦流円板の中心軸線とガイド補償部の中心軸線との間の角度に関連してフレキシブルである。従って、噴射開口に達する全燃料流は、渦流通路を貫流し、それによって規定された渦流発生及び、噴射使用とする燃料量の正確な調量が可能である。
【０００６】
従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載した燃料噴射弁の有利な実施態様が可能である。
【０００７】
この場合、有利には、渦流円板はガイド補償部及びばねと共に、プレアセンブリ（Ｖｏｒｍｏｎｔａｇｅ）として製作することができる。構造群全体は、別の組立プロセスで、個別の構成分と同様に処理することができる。
【０００８】
さらに有利には、燃料噴射弁の非作業状態において、ガイド補償部の球状のシール面と、球状の弁閉鎖体との共通の中心点が得られる。弁座体によって弁閉鎖体の位置は明確に規定されている。従って、角度誤差は、球状の弁閉鎖体の中心点を中心にした回転によってのみ生じるが、２つのシール座の気密な当接は、前記共通の中心点を中心にした回転によって影響を受けることはない。
【０００９】
図面
本発明の実施例が図面に概略的に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【００１０】
図１は、本発明による燃料噴射弁の概略的な断面図、
図２は、本発明の燃料噴射弁の実施例の、図１の部分ＩＩの概略的な断面図である。
【００１１】
実施例の説明
図２を用いて、本発明による燃料噴射弁１若しくは、ガイド補償部を有する渦流円板３５の実施例を詳しく説明する前に、まず図１を用いて本発明による燃料噴射弁１の、主要な構成部分に関する全体図に関して簡単に説明する。
【００１２】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮外部点火式の内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁として構成されている。この燃料噴射弁１は特に、燃料を図示していない内燃機関の燃焼室内に直接噴射するために適している。
【００１３】
燃料噴射弁１はノズル体２より成っていて、このノズル体２内に弁ニードル３が配置されている。この弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用接続しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と協働して１つのシール座を形成している。燃料噴射弁１は、図示の実施例では、内方に開放する、電磁操作式の燃料噴射弁１である。この燃料噴射弁１は噴射開口７を有している。ノズル体２は、シール８によって磁石コイル１０の外極９に対してシールされている。磁石コイル１０は、コイルケーシング１１内にカプセル状に包囲されていて、コイル支持体１２に巻き付けられており、このコイル支持体１２は、磁石コイル１０の内極１３に当接している。内極１３と外極９とは、ギャップ２６によって互いに分離されていて、接続構成部分２９で支えられている。磁石コイル１０は、導線１９によって、電気的な差込み接点１７を介して供給される電流によって励磁される。差込み接点１７は、内極１３に射出成形されたプラスチック被覆部１８によって包囲されている。
【００１４】
弁３は、円板状に構成された弁ニードルガイド１４内にガイドされている。ストローク調節のために、一対の調節円板１５が使用される。調節円板１５の他方側には可動子２０が配置されいている。この可動子２０は、第１ののフランジ２１を介して摩擦接続（摩擦による束縛）的に弁ニードル３と結合されており、この弁ニードルは例えば溶接継ぎ目２２を介して第１のフランジ２１に結合されている。第１のフランジ２１に戻しばね２３が支えられており、この戻しばね２３は、燃料噴射弁１の構造部内でスリーブ２４によってプレロード（予圧）をかけられている。
【００１５】
同様に溶接継ぎ目３３を介して弁ニードル３に接続された第２のフランジ３１は、下側の可動子ストッパとして用いられる。第２のフランジ３１上に載っている弾性的な中間リング３２は、燃料噴射弁１の閉鎖時に衝突を避ける。
【００１６】
弁ニードル１４内、可動子２０内及び渦流円板３５内に延びる燃料通路３０ａ，３０ｂ若しくは渦流通路３６は、中央の燃料供給部１６を介して供給され、フィルタエレメント２５によって濾過される燃料を、弁座体５に形成された噴射開口７にガイドする。燃料噴射弁１は、シール２８によって、図示していない分配導管に対してシールされている。
【００１７】
燃料噴射弁１の非作業位置で、可動子２０は弁ニードル３に設けられたフランジ２１を介して戻しばね２３によって、弁閉鎖体４が弁座面６に当接してシール状態で保持されるように、その上昇ストローク方向に抗して負荷される。磁石コイル１０が励磁されると、磁界が形成され、この磁界は、可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗して上昇ストローク方向で移動させ、この場合、このストロークは、内極１３と可動子２０との間の非作業位置に存在する作業ギャップ２７によって規定されている。可動子２０は、弁ニードル３に溶接された第１のフランジ２１を連行し、ひいては弁ニードル３は同様に上昇ストローク方向で連行する。弁ニードル３と作用接続する弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上がり、燃料通路３０ａ，３０ｂ若しくは渦流通路３６を介して噴射開口７に達する燃料が噴射される。
【００１８】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界が十分に消滅してから、戻しばね２３のばね力によって内極１３から第１のフランジ２１に落下し、それによって弁ニードル３は上昇ストローク方向に抗して移動する。これによって弁閉鎖体４は、弁座面６上に載り、燃料噴射弁１が閉鎖される。
【００１９】
本発明による燃料噴射弁１の構成は、渦流円板３５を有しており、この渦流円板３５の中央の切欠３８内にシール座面３９が組み込まれている。このシール座面３９は、下流側の端部の設けられたガイド補償部４１の半径方向の拡張部４０と協働して第２のシール座を形成していて、燃料噴射弁１の中心軸線に対する弁ニードル３の中心軸線の変位を許容する。
【００２０】
渦流円板３５は、図２に示されているように、燃料流をガイドするために渦流通路３６を有しており、この渦流通路３６は、例えば切欠として渦流円板３５の下流側に形成されていて、弁座体５の上流側４４によって閉鎖されて渦流通路３６を形成している。渦流を形成するために、渦流通路３６は接線方向成分が、弁座面６の上流側で渦流室３７内に開口している。さらに、渦流円板３５は、貫通して延びる中央の切欠３８を有しており、この切欠３８は、下流側で半径方向の拡張部４５を有していて、弁ニードル３及びガイド補償部４１を貫通して延びている。拡張部４５内には下流側に向けられたシール座面３９が配置されている。
【００２１】
ガイド補償部４１は、同様に中央の切欠４６を有していて、この切欠４６は、弁ニードル３が軸方向運動が容易に可能であって、これに対して嵌合部に沿って形成された漏れ流が阻止されるように、弁ニードル３の半径方向の伸張に対して公差補償されている。ガイド補償部４１は、その下流側の端部で半径方向の拡張部４０を有しており、この拡張部４０の半径方向の寸法は、渦流円板３５内の切欠３８の最小の半径方向寸法よりも大きい。半径方向の拡張部４０の上流側でガイド補償部４１はスリーブ状に構成されていて、ガイド補償部４１の半径方向寸法は、渦流円板３５の切欠３８よりも小さいので、ガイド補償部４１は、渦流円板３５のシール座面３９とガイド補償部４１の半径方向の拡張部４０とが、互いに当接してシール状態を維持するまで、渦流円板３５内に挿入される。ガイド補償部４１のスリーブ状の領域５２と渦流円板３５の中央の切欠３８との間にギャップ４７が存在しており、このギャップ４７は、ガイド補償部４１の中心軸線が燃料噴射弁１の中心軸線に対して変位するのを可能にする。
【００２２】
弁閉鎖体４と、ガイド補償部４１の半径方向の拡張部４０とは、それぞれのシール座面の領域で有利には球状に構成されている。燃料噴射弁１の非作業状態で、この弁閉鎖体４及び拡張部４０の球の幾何学状の２つの中心点は、同じである。燃料噴射弁の中心軸線と弁ニードル３の中心軸線との間の角度は、球幾何学形状に基づいて弁閉鎖体４もガイド補償部４１もシールされた当接状態を維持するような設計されている。
【００２３】
ガイド補償部４１の半径方向の拡張部４０とシール座面３９との間で、気密な面圧を形成するために、渦流円板３５とガイド補償部４１とは、例えばばね４８によって緊張されている。図２には、圧縮負荷にされされたばね４８を有する実施例が示されており、このばね４８は、渦流円板３６の上流側４９で支えられている。ガイド補償部４１の上流側の端部には、ばね４８のための、フランジ状の対抗軸受５１を有するフランジ５０が設けられており、このフランジ５０は、詳しく図示していない形式でガイド補償部４１に接続されている。フランジ状の対抗軸受５１の半径方向寸法は、ノズル体２の内径よりも小さいので、ガイド補償部４１の中心軸線の変位は、対抗軸受５１とノズル体２との接触によって制限されない。さらにまた、燃料は、対抗軸受５１に貫通孔を設ける必要なしに、対抗軸受５１を擦過して、渦流円板３５に設けられた渦流通路３６に流入する。フランジ状の対抗軸受５１を形成するために、フランジ５０の代わりに、ガイド補償部４１が上流側で一体的に拡げられていてもよい。
【００２４】
ガイド補償部４１を渦流円板３５によって緊張するために、ガイド補償部４１とノズル体２との間に、引張負荷にさらされたばねを挿入することも考えられる。
【００２５】
ガイド補償部４１は、弁閉鎖体４によるガイド及びシール作用に関連して、弁ニードル３の代わりに、対応する構成部材として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【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】
本発明の燃料噴射弁の実施例の、図１の部分ＩＩの概略的な断面図である。
【符号の説明】
１　燃料噴射弁、　２　ノズル体、　３　弁ニードル、　４　弁閉鎖体、　５　弁座体、　６　弁座面、　７　噴射開口、　８　シール、　９　外極、　１０　磁石コイル、　１１　コイルケーシング、　１２　コイル支持体、　１３　内極、　１４　弁ニードルガイド、　１５　調節円板、　１６　中央の燃料供給部、　１７　差込み接点、　１８　プラスチック被覆部、　１９　電気的な導線、　２０　可動子、　２１　フランジ、　２２　溶接継ぎ目、　２３　戻しばね、　２４　スリーブ、　２５　フィルタエレメント、　２６　ギャップ、　２７　作業ギャプ、　２８　シール、　２９　接続構成部、　３０ａ，３０ｂ　燃料通路、　３１　第２のフランジ、　３２　弾性的な中間リング、　３３　溶接継ぎ目、３４　流入側の可動子端面側、　３５　渦流円板、　３６　渦流通路、　３７　渦流室、　３８　渦流円板の切欠、　３９　渦流円板のシール座面、　４０　半径方向の拡張部、　４１　ガイド補償部、　４２　燃料噴射弁の中心軸線、　４３　渦流円板の下流側、　４４　弁座体の上流側、　４５　切欠３８の拡張部、　４６　ガイド補償部４１の切欠、　４７　ギャップ、　４８　ばね、　４９　渦流円板の上流側、　５０　フランジ、　５１　対抗軸受、　５２　ガイド補償部のスリーブ状の領域
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004511721.tif 000022
2004511721.tif 000023
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