(57)【要約】内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁本体（３）が設けられており、該弁本体（３）内には孔（７）が形成されている。該孔（７）の燃焼室側の端部には弁座面（１０）と少なくとも１つの噴射開口（９）とが形成されており、該噴射開口（９）は、孔（７）を内燃機関の燃焼室に接続している。前記孔（７）内には、ノズルニードル（１２）が長手方向摺動可能に配置されており、該ノズルニードル（１２）は、燃焼室側の端部にシール面（１７）を有しており、該シール面（１７）は弁座面（１０）と協働して、少なくとも１つの噴射開口（９）を制御する。ノズルニードル（１２）が、真ん中の長手方向孔（１９）を有しており、該長手方向孔（１９）内には内側ニードル（１４）が配置されていて、該内側ニードル（１４）は、弁本体（３）に関して定置に位置固定されている。ノズルニードル（１２）が、その長さの少なくとも一部で内側ニードル（１４）上にガイドされているので、ノズルニードル（１２）は各時点で、正確に孔（７）の真ん中に保持される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁本体（３）が設けられており、該弁本体（３）内には孔（７）が形成されていて、該孔の端部には弁座面（１０）と少なくとも１つの噴射開口（９）とが形成されており、該噴射開口（９）は、孔（７）を内燃機関の燃焼室に接続していて、前記孔（７）内に長手方向摺動可能なノズルニードル（１２）が設けられており、該ノズルニードル（１２）は、燃焼室側の端部にシール面（１７）を有しており、該シール面（１７）は弁座面（１０）と協働して、少なくとも１つの噴射開口（９）を制御する形式のものにおいて、
ノズルニードル（１２）が、真ん中の長手方向孔（１９）を有しており、該長手方向孔（１９）内には内側ニードル（１４）が配置されていて、該内側ニードル（１４）は、弁本体（３）に関して定置に位置固定されており、ノズルニードル（１２）が、その長さの少なくとも一部で内側ニードル（１４）上にガイドされていることを特徴とする、内燃機関のための燃料噴射弁。
【請求項２】
内側ニードル（１４）が、半径方向外側に突出する少なくとも２つの位置固定ウエブ（２０）を有しており、これらの位置固定ウエブ（２０）は、孔（７）の内壁に沿って接触しており、これにより内側ニードル（１４）は孔（７）内にかしめ嵌められている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
位置固定ウエブ（２０）が、内側ニードル（１４）の、燃焼室とは反対側の端部領域に配置されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
位置固定ウエブ（２０）が、内側ニードル（１４）の周面にわたって均一に分配配置されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
外側ニードル（１２）が、少なくとも燃焼室側の端部で内側ニードル（１４）上にガイドされている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
内側ニードル（１４）が自由溝（２５）を有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
ノズルニードル（１２）が燃焼室側の端部区分で、内側ニードル（１４）上にガイドされていて、燃焼室とは反対側の端部区分では孔（７）内にガイドされている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３０３８１３号明細書により公知であるような内燃機関のための燃料噴射弁から出発している。このような燃料噴射弁は、弁本体を有しており、該弁本体内には孔が形成されていて、孔の燃焼室側の端部には弁座面と、少なくとも１つの噴射開口が形成されている。孔内にはピストン状のノズルニードルが長手方向摺動可能に配置されており、該ノズルニードルは、燃焼室とは反対側の区分で孔内に密にガイドされている。ノズルニードルは、燃焼室の方向で、押圧肩部を形成しながら減径しており、燃焼室側の端部で弁シール面に移行している。弁シール面は弁座面と協働し、ノズルニードルの長手方向の運動によって、少なくとも１つの噴射開口を開閉制御する。押圧肩部の高さでは、孔が半径方向で拡大することにより圧力室が形成されていて、この圧力室は、ノズルニードルを取り囲んでいて、環状通路として弁座面にまで続いている。ノズルニードルは燃焼室とは反対側の端部で、弁座の方向で作用する閉鎖力によって負荷されている。同時に、ノズルニードルには、閉鎖力とは反対の方向で液圧的な力が作用している。この液圧的な力は、圧力室における燃料圧と、これに結びついた液圧的な力とによって押圧肩部に加えられる。
【０００２】
ほぼ円錐状の弁座面には、一般的に複数の噴射開口が、弁本体の周面にわたって均一に分配配置されている。これら全ての噴射開口による均一な噴射のために、ノズルニードルと、ひいては、ほぼ円錐状の弁シール面とを、ノズルニードルの開放行程運動の際に、孔、ひいては弁シール面に対して正確にセンタリングされているように保つことが重要である。これにより圧力室から噴射開口への均一な燃料供給を行うことができる。ノズルニードルが、燃焼室とは反対側の区分で孔にガイドされているので、弁シール面が弁座面から持ち上がると、ガイドされた区分と弁シール面との間に、ノズルニードルの極めて長い自由長さが生じる。これにより、孔においてノズルニードルはずれやすくなり、ひいては相応して噴射開口への燃料供給が不均一になる。弁シール面と弁座面との間の極めて小さなギャップのもとで開放行程運動が始まる場合には、このようなずれは噴射形成、ひいては燃焼の品質に大きな影響を与える。
【０００３】
発明の効果
これに対して、請求項１の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は、ノズルニードルが、内側ニードルによってガイドされているので、孔内で、ノズルニードルの全行程領域にわたって正確にセンタリングされることが保証されているという利点を有している。ノズルニードルは、真ん中の長手方向孔を有しており、該長手方向孔内に、内側ニードルが配置されている。この内側ニードルは、弁本体に関して位置固定されている。ノズルニードルは特に、弁座に面した側の端部区分で内側ニードル上にガイドされている。これにより、弁座の領域においてノズルニードルのずれは生じない。
【０００４】
本発明の有利な構成では、内側ニードルが、半径方向外側に突出する少なくとも２つの位置固定ウエブを有しており、これらの位置固定ウエブは、孔の内壁に沿って接触しており、これにより内側ニードルは孔内にかしめ嵌められている。これにより、内側ニードルの簡単な組み付けが保証され、この場合、弁本体において構造的な変更または内側ニードルを収容するための準備が行われる必要はない。この場合、２つよりも多くの位置固定ウエブを形成することもできる。これらの位置固定ウエブは、有利には、内側ニードルの周面にわたって均一に分配配置されている。
【０００５】
本発明の別の有利な構成では、内側ニードルが中央領域で自由溝を有していて、これにより、ノズルニードルは、燃焼室側の端部区分と、燃焼室とは反対側の端部区分とだけで、内側ニードル上にガイドされている。これにより、内側ニードルと外側ニードルとの間で、摩擦損失が小さくなり、内側ニードル上の外側ニードルの侵食の危険が減少する。
【０００６】
図面
図面には本発明による燃料噴射弁の２つの実施例が示されている。
【０００７】
図１は、燃料噴射弁の縦断面図、
図２は、弁本体の領域における図１の拡大図、
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図、
図４は、別の実施例の弁本体の領域における図１の拡大図である。
【０００８】
実施例の説明
図１には、燃料噴射弁の縦断面図が示されている。弁保持体１は緊締ナット４によって軸方向で弁本体３に緊締されている。弁本体３には孔７が形成されていて、孔７の燃焼室側の端部には弁座面１０が形成されている。この弁座面１０はほぼ円錐状に形成されていて、少なくとも１つの噴射口９が配置されている。孔７にはノズルニードル１２が配置されていて、ノズルニードル１２はピストン状に形成されていて、燃焼室側の端部で、ほぼ円錐台形状の弁シール面１７を有している。この弁シール面１７は弁座面１０と協働し、弁シール面１７が弁座面１０に接触した状態では噴射開口９は閉じられる。ノズルニードル１２は、燃焼室とは反対側の区分では孔７に密にガイドされており、この密にガイドされたノズルニードル１２の区分は、ノズルニードル１２の、燃焼室に面した側の区分よりも大きな直径を有している。従って移行部には押圧肩部２２が形成されている。孔７が半径方向に拡大することにより、押圧肩部２２の高さで圧力室１６が形成されている。この圧力室１６は、燃焼室の方向で、ノズルニードル１２を取り囲む環状通路として弁座面１０まで続いている。圧力室１６は、弁本体３と弁保持体１とにおいて延びている流入通路３０を介して高圧接続部４９に接続されている。この高圧接続部４９を介して、燃料を燃料源（図示せず）から圧力室へと圧送することができる。
【０００９】
図２には、より詳しく示すために、弁本体３の領域における図１の拡大図が示されていて、図３には図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図が示されている。ノズルニードル１２は、真ん中に長手方向孔１９を有しており、この長手方向孔１９はこの場合、ガイド孔として働き、内部には内側ニードル１４が配置されている。この内側ニードル１４は、燃焼室に面した端部で接触面１１を有しており、この接触面は円錐状に形成されていて、同様に円錐状に形成されている弁座面１０に接触している。両面を円錐状に形成することにより、接触面１１はセンタリングされて位置固定される。これにより、内側ニードル１４の燃焼室に面した側は、孔７の長手方向軸線６の方向に正確に方向付けられている。内側ニードル１４は、燃焼室とは反対側の端部に、３つの位置固定ウエブ２０を有しており、これらの位置固定ウエブ２０は半径方向で内側ニードル１４から外方に向かって延びており、外方で摩擦接続的に孔７にかしめ嵌められている。３つの位置固定ウエブ２０は内側ニードル１４の周面にわたって均一に分配配置されているので、内側ニードル１４は、位置固定ウエブ２０によって、孔７の長手方向軸線６の方向で正確に、弁本体３に定置に位置固定される。３つの位置固定ウエブ２０よりも多くのまたは少ない位置固定ウエブ２０がノズルニードル１２に形成されてもよい。これえらの位置固定ウエブ２０も有利には、内側ニードル１４の周面にわたって均一に分配配置されている。ノズルニードル１２は相応の切欠１５を有していて、この切欠１５は位置固定ウエブ２０を収容し、内側ニードル１４に沿った、ノズルニードル１２の長手方向摺動性を保証する。この場合、位置固定ウエブ２０の燃焼室に面した側と切欠１５との間にはギャップ３６が残されており、このギャップ３６は、ノズルニードル１２の開放位置においても、ノズルニードル１２が内側ニードル１４の位置固定ウエブ２０に接触しないことを保証している。これにより内側ニードル１４は、ノズルニードル１２の永続的な接触によって、真ん中の位置固定された位置からずらされることはない。
【００１０】
ノズルニードル１２は、燃焼室とは反対側の端部で、円筒状の押圧部材３７に接している。この押圧部材は、弁保持体１内に形成されているばね室３２内に配置されている。ばね室３２の、燃焼室とは反対側の端部と、押圧部材３７との間には、閉鎖ばね３４が圧力プレロードをかけられて配置されている。この閉鎖ばね３４は、押圧部材３７を介してノズルニードル１２に作用し、弁シール面１７が弁座面１０に接触している場合に、ノズルニードル１２を閉鎖位置に押圧する。孔７に対して同心的に、弁保持体１にはピストン孔３８が形成されていて、ばね室３２に開口している。ピストン孔３８には押圧ピストン３９が長手方向摺動可能に配置されていて、燃焼室に面した側の端部でばね室３２内に突入しており、ここで、押圧部材３７に当接しており、燃焼室とは反対側の端面４１で制御室４０を制限している。ノズルニードル１２の開放行程は、この場合、押圧ピストン３９が、ピストン孔３８の、燃焼室とは反対側の端部に当接することにより停止される。制御室４０は、流入絞り４２を介して流入通路３０に接続されていて、流出絞り４３を介して、弁保持体１内に形成された漏れオイル室４８に接続されている。この漏れオイル室４８は漏れオイルシステム（図示せず）に接続されていて、常に無圧である。漏れオイル室４８には、磁石可動子４５が配置されていて、該磁石可動子４５の、制御室４０に面した端部にはシール球４７が配置されている。磁石可動子４５は、ばね５３によって制御室４０の方向で負荷されているので、シール球４７は流出絞り４３に押し付けられ、流出絞り４３を閉鎖している。弁保持体１内には、ばね５３を取り囲む電磁石５１が配置されている。この電磁石５１は、相応の給電状態で、磁石可動子４５に引きつけ力を加える。これにより、磁石可動子４５はばね５３の力に反して、電磁石５１の方向にひかれ、これによりシール球４７が流出絞り４３を解放する。電磁石５１が給電されていない場合には、ばね５３が磁石可動子４５を、ひいてはシール球４７を再び流出絞り４３に押し付け、これにより制御室４０を漏れオイル室４８に対して閉鎖する。
【００１１】
燃料噴射弁の作用形式は次のようなものである。
【００１２】
高圧接続部４９を介して、高圧下にある燃料が常に圧力室１６に導入される。これにより、圧力室１６内に、一定の設定された燃料高圧が形成される。これにより、ノズルニードル１２の開放方向に向けられた液圧的な力が、ノズルニードル１２の押圧肩部２２にかけられる。噴射を行うべきではない場合には、電磁石５１は給電されず、従って流出絞り４３はシール球４７によって閉鎖されている。これにより、制御室４０内には、流入絞り４２によって規定された、流入通路３０または圧力室１６内と同じ圧力が形成されている。これにより相応の液圧力が、圧力ピストン３９の、燃焼室とは反対側の端面４１に形成される。圧力ピストン３９が比較的大きな直径を有していて、ひいては、ノズルニードル１２よりも大きな液圧有効面を有しているので、圧力ピストン３９によって押圧部材３７を介してノズルニードル１２に加えられる力が優勢であり、これによりノズルニードル１２は閉鎖位置にとどまり、噴射開口９は閉じられている。噴射が行われるべき場合には、電磁石５１が給電され、磁石可動子４５が電磁石５１の方向に運動する。これにより、シール球４７が流出絞り４３を解放し、制御室４０が漏れオイル室４８に接続される。これにより、制御室４０内の圧力が減少し、これにより、ノズルニードル１２の押圧肩部２２への液圧的な力が優勢になり、ノズルニードル１２が弁座面１０から持ち上がり、噴射開口９を解放する。閉鎖ばね３４は、この場合、重要ではなく、主として、燃料噴射システムがオフの状態でノズルニードル１２を閉鎖位置に保つために働く。噴射が終了されるべき場合には、電磁石５１が無電状態に切り替えられ、流入通路３０の燃料高圧が、制御室４０内に再び形成される。
【００１３】
ノズルニードル１２と内側ニードル１４とを孔７内に組み付ける場合には、例えば以下のように行われる。
【００１４】
内側ニードル１４がノズルニードル１２内に導入され、次いで、２つが一緒に孔７内に導入される。この場合、内側ニードル１４のリングウエブ２０は、孔７内に圧入されるように形成されていて、これにより孔７において内側ニードル１４の定置の位置固定が、長手方向軸線６に沿って行われる。ノズルニードル１２を、さらに位置固定する必要はない。何故ならばノズルニードル１２は、内側ニードル１４の位置固定により一義的に孔７内に配置されているからである。次いで、既に内部に配置された押圧ピストン３９と、閉鎖ばね３４と、押圧部材３７とを備えた弁保持体１が、緊締ナット４によって弁本体３に緊締される。
【００１５】
図４には、本発明による燃料噴射弁の別の実施例が示されている。この場合、内側ニードル１４は、一定の外径を有しておらず、燃焼室に面した側の第１のガイド区分１１４と、燃焼室とは反対側の第２のガイド区分２１４との間に自由溝２５を有しており、この自由溝の領域で内側ニードル１４の外径が減じられている。ノズルニードル１２は、第１のガイド区分１１４上と第２のガイド区分２１４上でしかガイドされておらず、これにより、内側ニードル１４上でのノズルニードル１２の浸食の危険は減じられ、内側ニードル１４上でのノズルニードル１２の摩耗や摩擦は減じられる。この場合、第２のガイド区分２１４も同様に省略し、ノズルニードル１２を内側ニードル１４に、第１のガイド区分１１４上でのみガイドすることも提案される。ノズルニードル１２は、孔７の燃焼室とは反対側の区分で、その外面で、いずれにせよシールされてガイドされているので、燃料噴射弁への要求に応じて安定化させるために、この領域でノズルニードル１２を内側ニードル１４上にガイドすることは、必ずしも必要というわけではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
燃料噴射弁の縦断面図である。
【図２】
弁本体の領域における図１の拡大図である。
【図３】
図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【図４】
別の実施例の弁本体の領域における図１の拡大図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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