(57)【要約】燃料噴射弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用噴射弁は、封止座（９）を形成するために弁座体（２２）の弁座面（８）と協働する弁閉鎖体（６）を有する１本の弁ニードル（５）を備え、しかも前記弁座体（２２）は、封止座（９）によって燃料流入口に対して封止された複数の噴出オリフィス（４，１５，１８）を有している。本発明の弁閉鎖体（６）は、弁座体（２２）の方に向いた凹設部（１０）内に１つの加圧子（１１）を有しており、該加圧子は、前記弁閉鎖体（６）に支持されるばね（１２）によって前記弁座体（２２）の方向に予荷重をかけられており、かつ皿ばね（１３）を前記弁座体（２２）に接圧しており、しかも前記皿ばね（１３）が、少なくとも１つの噴出オリフィス（１５）を被覆しており、かつ前記加圧子（１１）の作用が無ければ前記前記ばね（１３）が前記噴出オリフィス（１５）を解放するようになっている。
2004504532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止座（９）を形成するために弁座体（２２）の弁座面（８）と協働する弁閉鎖体（６）を有する１本の弁ニードル（５）を備え、前記封止座（９）の下流側に、該封止座（９）によって燃料流入口に対して封止される複数の噴出オリフィス（４，１５，１８）を配置している形式の、燃料噴射弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用噴射弁において、
弁閉鎖体（６）が、弁座体（２２）の方に向いた凹設部（１０）内に１つの加圧子（１１）を有しており、該加圧子が予荷重下でばねエレメント（１３）を負荷して、該ばねエレメント（１３）によって少なくとも１つの噴出オリフィス（１５）が被覆されており、かつ前記加圧子（１１）の作用が無ければ前記ばねエレメント（１３）が前記噴出オリフィス（１５）を解放するようになっていることを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項２】
加圧子（１１）が、弁閉鎖体（６）の部分ストローク（ｈ１）後に該弁閉鎖体（６）の対応ストッパが当接するストッパを有しており、かつ前記加圧子（１１）が、更なるストローク時に弁座体（２２）から離間するようになっている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
加圧子（１１）のストッパが張出しカラー（１６）であり、かつ弁閉鎖体（６）の対応ストッパが、弁閉鎖体（６）の凹設部（１０）に形成した段部（１７）である、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
ばねエレメントが皿ばね（１３）として構成されており、該皿ばね（１３）が、半径方向内向きに方位づけられた複数の舌状片（１４）を有し、しかも該舌状片（１４）の半径方向内端部が加圧子（１１）によって弁座体（２２）に圧着される場合に少なくとも１つの舌状片（１４）が１つの噴出オリフィス（１５）を被覆するようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
第１穴列円（１９）における噴出オリフィス（１５）の一部分が、皿ばね（１３）の舌状片（１４）によって被覆されて配置されている、請求項４記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
弁座体（２２）が、第１穴列円（１９）に対して半径方向内位に配置された複数の噴出オリフィス（４）から成る第２穴列円（２０）を有し、かつ該第２穴列円（２０）の噴出オリフィス（４）も、皿ばね（１３）の、相応に形成された区分によって被覆されている、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
皿ばね（１３）が、弛緩時に異なった穴列円（１９，２０）の噴出オリフィス（４，１５）を相前後して解放するように成形されている、請求項６記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
噴出オリフィス（４，１５，１８）が異なった噴出角度を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項９】
噴出オリフィス（４，１５，１８）が、異なった口径および／または異なった軸方向長さを有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項１０】
弁ニードル（５）が、電磁式または圧電式の作動子によって作動可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項１１】
噴出オリフィス（４，１５，１８）が、封止座（９）を有する弁体（１）に固着結合された噴出孔プレート（２）内に穿設されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野：
本発明は、独立請求項に発明の上位概念として記載したように、封止座を形成するために弁座体の弁座面と協働する弁閉鎖体を有する１本の弁ニードルを備え、前記封止座の下流側に、該封止座によって燃料流入口に対して封止される複数の噴出オリフィスを配置している形式の、燃料噴射弁、特に内燃機関の燃料噴射装置用噴射弁に関する。
【０００２】
背景技術：
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２２８０７９号明細書に基づいて公知になっている燃料噴射弁は、２本の弁ニードルを備え、かつ両弁ニードルによって複数の噴出オリフィスを別々に制御することができる。両弁ニードルはその場合、それぞれ１つのばねによって、それぞれ１つの封止座に対して予荷重力でもって負荷される。一方の弁ニードルが、或る所定の前ストローク分だけその封止座から離間されると、該弁ニードルは、他方の弁ニードルのストッパに当接し、これに続くストローク時にこの他方の弁ニードルを連行する。両弁ニードルの両封止座は異なった噴出オリフィスを閉鎖し、これらの噴出オリフィスは、種々異なった角度で方位づけることができる。しかしながらその構造は多部分から成り、かつ２つの封止座は精密に製作する必要があるので、これによって高い製作費が生じる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０４８３０４号明細書に基づいて公知になっている内燃機関用の燃料噴射弁は、１本の弁ニードルと、該弁ニードルの孔内に配置された１本の補助ニードルとを備えている。弁ニードルは、燃焼室寄りの側で弁閉鎖体として形成された区分で、弁座面と協働して、噴出孔を燃料流入口から隔離する封止座を形成する。弁ニードル内で案内される補助ニードルも同じく弁閉鎖体を有し、該弁閉鎖体は燃料噴射弁の第２の弁座面と協働する。弁ニードル内に配置されたばねによって、補助ニードルは弁ニードルに抗して引張られ、これに対してやはり弁ニードル内の弁座面と相俟って１つの封止座を形成する。液圧作動式の燃料噴射弁が、燃料供給導管内の昇圧によって開弁し始めると、補助ニードルは弁ニードル内の封止座から弁体内の封止座に圧着されて１つの噴出孔群を閉鎖するが、別の噴出孔群は開かれている。圧力が更に昇圧すると、弁ニードルはその封止座から離間されて、所定のストロークを経た後に補助ニードルを連動し、該補助ニードルは弁ニードルのストッパに当接する。その場合すべての噴出孔は解放される。この場合の欠点は、全部で３つの封止座を精密に製作せねばならないことである。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第３１２００４４号明細書に基づいて、噴出オリフィスを２群に分けて開放することのできる、２本の弁ニードルを備えた燃料噴射弁がやはり公知である。その場合一方の弁ニードルは、中空ニードルとして形成された他方の弁ニードル内を案内される。この中空ニードルとして形成された弁ニードルは燃焼室寄り端部に、複数の噴出孔を有している。この場合の欠点は、中空スピンドルを著しく手間をかけて製作せねばならないことである。それというのは該中空スピンドルが噴出孔も有しており、従って１つの構成部材に２つの機能が兼備されており、しかも両機能のためにそれぞれ該構成部材の精密製作が必要になるからである。
【０００５】
発明の開示：
請求項１の特徴部に記載した構成手段を備えた本発明の燃料噴射弁は、前記の従来技術に対比して、順次相前後して開放すべき噴出オリフィス群のために、製作コストの面から見ても製作技術の点から見ても好ましい顕著な利点を提供する。それというのは別の群の噴出オリフィスが、これを別々に開放するために、精密製作すべき別の封止座を全く必要としないからである。
【０００６】
特に、燃料噴射弁の噴射パターンに燃料を分布させる角度を、弁ストロークに関連して変化させることが可能になる。
【０００７】
独立請求項に記載した燃料噴射弁の有利な構成および改良は、従属請求項に記載した構成手段によって可能になる。
【０００８】
有利なことに皿ばねの舌状片によって、複数の噴出オリフィスから成る第１穴列円を閉鎖することが可能である。その他の噴出オリフィスは特に異なった噴出角度を有しかつ相互に周方向角度だけずらされていてもよい。このように構成すれば、噴射量が微量で内燃機関の低負荷運転の場合には、先ず狭い噴出角度を有する特定数の噴出オリフィスのみを開放して、全体的に狭い角度を有する噴出オリフィスの燃料噴流から成る燃料噴射流を形成することができるので有利である。内燃機関の高負荷の場合、かつ希薄混合コンセプトで運転される内燃機関の成層給気運転要件を相応に満たそうとする場合には、別の穴列円の噴出オリフィスも開かれる。これらの噴出オリフィスは、より大きな噴出角度で配置することができる。全体的に噴射される燃料噴射流は、より大きな角度で放出される。
【０００９】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の燃料噴射弁の実施例を詳説する。
【００１０】
図１は、内燃機関の本発明による燃料噴射弁の、図示を省いた燃焼室寄り区分分の部分的断面図である。
【００１１】
弁体１はシーム溶接継手３を介して、複数の噴出オリフィス４を有する噴出孔プレート２と接合されており、かつ該噴出孔プレートと相俟って弁座体２２を形成している。弁ニードル５は、図示を省いた燃焼室寄りの端部に弁閉鎖体６を有している。該弁閉鎖体６はシーム溶接継手７を介して弁ニードル５に接合されている。弁閉鎖体６は、弁体１内に設けられた例えば截頭円錐形の弁座面８と協働して封止座９を形成する。弁ニードル５内部の凹設部１０内には加圧子１１が設けられており、該加圧子はばね１２を介して弁ニードル５に支持されている。本実施例では段付き円筒体として形成された加圧子１１は、ばねエレメント、本実施例では皿ばね１３を押圧しており、該皿ばねは、中心に向かって放射状に複数の舌状片１４を有している。加圧子１１は前記舌状片１４の内縁を押圧する。これによって皿ばね１３は弁座体２２に、本実施例では噴出孔プレート２に接圧される。
【００１２】
図１には燃料噴射弁が閉弁状態で図示されている。その場合皿ばね１３は加圧子１１によって、無負荷状態の形状に対比して扁平に圧縮されており、かつ舌状片１４は、該舌状片１４の下に配置された半径方向外位の噴出オリフィス１５を被覆している。
【００１３】
加圧子１１は、ストッパとして役立つカラー１６を有している。シーム溶接継手７によって弁ニードル５と接合された弁閉鎖体６は、対応ストッパとして働く段部１７を凹設部１０内に形成している。弁ニードル５が部分ストロークｈ１を経た後にカラー１６と段部１７は相互に当接することになる。
【００１４】
図２には、本発明の同一の実施例が図示されている。従って同一の構成要素には同一の符号が付されている。但し図２では燃料噴射弁は全開状態で図示されている。
【００１５】
全開状態においてカラー１６は段部１７に当接し、かつ加圧子１１は弁ニードル５によって連動される。弁座体２２に（本実施例では噴出孔プレート２に）皿ばね１３が当接している。加圧子１１は、図１に示したような燃料噴射弁の閉弁状態に対して、弁ニードル５によってカラー１６および、該カラー１６に当接する段部１７を介して、噴出孔プレート２から離間されており、かつ皿ばね１３の舌状片１４に対していかなる力も及ぼさない。従って皿ばね１３は、その予荷重に相当する形状をとり、かつ、舌状片１４の下に配置された、これまで該舌状片１４によって被覆されていた噴出オリフィス１５を解放する。
【００１６】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に沿った平面図である。噴出孔プレート２内には、噴出オリフィス４および中央の噴出オリフィス１８並びに、皿ばね１３の舌状片１４によって被覆された噴出オリフィス１５が配置されているが、該噴出オリフィス１５は、平面図では舌状片１４によって隠蔽された状態にあるので、破線で示唆されている。これらの被覆された噴出オリフィス１５は、外位の第１穴列円１９に配置されており、該穴列円の中心を結ぶ円周線がやはり破線で図示されている。被覆されていない噴出オリフィス４は、内位の第２穴列円２０に配置されており、該穴列円の中心を結ぶ円周線はやはり破線で図示されている。皿ばね１３は、全閉された燃料噴射弁に相当する圧縮状態で図示されている。その場合すべての舌状片１４は噴出孔プレート２に当接している。
【００１７】
燃料噴射弁の閉弁状態では全ての噴出オリフィス４，１５は封止座９によって封止されている。弁ニードル５が、図示を省いた作動子（電磁式、圧電式または磁歪式の作動子）によって封止座９から離間されると、燃料流入口は噴出オリフィス４および中央の噴出オリフィス１８へ解放されるが、皿ばね１３の舌状片１４によって被覆された噴出オリフィス１５は更に閉鎖されている。加圧子１１は舌状片１４を噴出孔プレート２を押圧し、かつ、被覆された噴出オリフィス１５を閉鎖する。
【００１８】
弁ニードル５が部分ストロークｈ１を経た後（図１）、加圧子１１のカラー１６は弁ニードル５内の段部１７に当接する。弁ニードル５の更なるストローク運動によって加圧子１１が噴出孔プレート２から離間される。舌状片１４は、皿ばね１３の固有張力に基づいて噴出孔プレート２から離れて湾曲し、かつそれまで被覆されていた噴出オリフィス１５を解放する。更なるストロークの大きさによって、舌状片１４を湾曲させる尺度を決定することが可能である。これによってまた、被覆される噴出オリフィス１５への通流横断面も確定される。弁ニードル５がｈ１よりも小さなストロークでしか離間されない場合には、ばね１２のばね力が皿ばね１３のばね力よりも大きく設計されている限り、被覆されない噴出オリフィス４だけが開かれる。
【００１９】
被覆される噴出オリフィス１５と被覆されない噴出オリフィス４，１８とに設定される角度設計を異ならせることによって、燃料噴射円錐体の角度に全体的に影響を及ぼすことが可能である。有利なことに燃料噴射弁の本発明の構成によって、高い切換え周波数が可能になる。運動質量が小さいことによって、迅速な応働が保証される。また本発明の実施形態は低廉に実現することができる。
【００２０】
図示を省いた別の有利な実施例では皿ばね１３は、適当な面によって第１穴列円１９の噴出オリフィスのみならず、第２穴列円２０の噴出オリフィスも被覆し、かつ、弛緩時に異なった穴列円１９，２０の噴出オリフィス４，１５を相前後して解放するように成形されており、しかも前記弛緩時に前記皿ばね１３の部分が、比較的僅かに弛緩しても内位の穴列円２０から、皿ばね１３の他部分によって被覆される外位の穴列円１９の噴出オリフィスからよりも早く離間湾曲するように成形されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
不作動状態で示した本発明の燃料噴射弁の１実施例の部分的縦断面図である。
【図２】
作動状態で示した本発明の燃料噴射弁の図１相当の部分的縦断面図である。
【図３】
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に沿った平面図である。
【符号の説明】
１　弁体、　２　噴出孔プレート、　３　シーム溶接継手、　４　噴出オリフィス、　５　弁ニードル、　６　弁閉鎖体、　７　シーム溶接継手、　８　弁座面、　９　封止座、　１０　凹設部、　１１　加圧子、　１２　ばね、　１３　皿ばねとして形成されたばねエレメント、　１４　舌状片、　１５　半径方向外位の噴出オリフィス、　１６　カラー、　１７　段部、　１８　中央の噴出オリフィス、　１９　外位の第１穴列円、　２０　内位の第２穴列円、　２２　弁座体、　ｈ１　部分ストローク
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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