(57)【要約】本発明は、内燃機関のための燃料噴射弁であって、ケーシング（１２）を有しており、該ケーシング（１２）の孔（３４）内にピストン状の弁部材（３５）が長手方向摺動可能に配置されており、該弁部材（３５）は、開放方向での長手方向運動によって、この弁部材（３５）の燃焼室側の端部でもって、少なくとも１つの噴射開口（３９）を、ケーシング（１２）内に形成された圧力室（３７）に接続する。ケーシング（１２）内に流入通路（１４）が形成されており、該流入通路（１４）が圧力室（３７）内に開口していて、この流入通路（１４）を介して圧力室（３７）が高圧下にある燃料で満たされるようになっている。ケーシング（１２）内に、燃料で満たされた制御室（２０）が形成されており、該制御室（２０）内の圧力が少なくとも間接的に、閉鎖方向に作用する力を弁部材（３５）に加える。制御室（２０）は流入通路（１４）に接続されていて、制御弁（１６）を介して漏れ油室（２３）に接続可能であって、該漏れ油室（２３）内に、流入通路（１４）内より著しく低い圧力が形成されるようになっている。ケーシング（１２）内に緩衝室（４６）が形成されており、該緩衝室（４６）が少なくとも１つの絞り（４４）を介して流入通路（１４）に接続されている。
2004519598.tif 000002
【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、ケーシング（１２）を有しており、該ケーシング（１２）の孔（３４）内にピストン状の弁部材（３５）が長手方向摺動可能に配置されており、該弁部材（３５）は、開放方向での長手方向運動によって、この弁部材（３５）の燃焼室側の端部でもって、少なくとも１つの噴射開口（３９）を、ケーシング（１２）内に形成された圧力室（３７）に接続するようになっており、ケーシング（１２）内に流入通路（１４）が形成されており、該流入通路（１４）が圧力室（３７）内に開口していて、この流入通路（１４）を介して圧力室（３７）が高圧下にある燃料で満たされるようになっており、ケーシング（１２）内に、燃料で満たされた制御室（２０）が形成されており、該制御室（２０）内の圧力が少なくとも間接的に、閉鎖方向に作用する力を弁部材（３５）に加えるようになっていて、制御御室（２０）が流入通路（１４）に接続されており、ケーシング（１２）内に制御弁（１６）が配置されていて、該制御弁（１６）を介して、制御室（２０）が漏れ油室（２３）に接続可能であって、該漏れ油室（２３）内に、流入通路（１４）内より著しく低い圧力が形成されるようになっている形式のものにおいて、
ケーシング（１２）内に緩衝室（４６）が形成されており、該緩衝室（４６）が少なくとも１つの絞り（４４）を介して流入通路（１４）に接続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】
制御室（２０）と流入通路（１４）との接続部が、燃料噴射弁のケーシング内に形成された通路（１９）である、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
緩衝室（４６）は、制御室（２０）から延びている通路（１９）が流入通路（１４）内にも開口している箇所に少なくとも近い箇所で、流入通路（１４）に接続されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
緩衝室（４６）が、ケーシング（１２）内に形成された袋孔である、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
流入通路（１４）が、１つ以上の絞り（４４）を介して緩衝室（４６）に接続されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
圧力室（３７）が高圧収集室（５）に常に接続されており、該高圧収集室（５）内に常に所定の高い燃料圧が維持される、請求項１記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された、内燃機関のための燃料噴射弁に関する。このような燃料噴射弁は、従来技術により種々異なる実施形態のものが公知である。例えばドイツ連邦共和国特許公開第１９６５０８６５号明細書には、高圧下の燃料が準備されている高圧収集室に常に接続されている燃料噴射弁について記載されている。燃料噴射弁はケーシングを有しており、該ケーシング内には、弁部材が孔内で長手方向摺動可能に配置されており、この弁部材はその長手方向運動によって、少なくとも１つの噴射開口の開放を制御し、この噴射開口を通って、弁部材を包囲する圧力室から内燃機関の燃焼室内に燃料が噴射されるようになっている。この場合、圧力室は、燃料噴射弁のケーシング内に延在する流入通路を介して、常に高圧収集室に接続されており、この場合、燃料は圧力室内で、弁部材に形成された圧力面に開放方向で作用するようになっている。さらにまたケーシング内には制御室が形成されており、該制御室は、燃料で満たすことができ、閉鎖方向に作用する液圧力を弁部材に間接的に加えるようになっている。これによって弁部材は、圧力室内の相応の圧力において閉鎖状態に保たれる。制御弁によって制御室が漏れ油室に接続され、それによって制御室内の圧力が低下せしめられると、弁部材に作用する閉鎖力が低下し、弁部材は、圧力室内の液圧によって開放方向に移動し、少なくとも１つの噴射開口を開放する。噴射を終了させたい場合には、制御弁が操作され、燃料が流入通路から制御室に流入するようになっているので、ここで再び高い燃料圧が形成されることになる。これによって弁部材は閉鎖方向に移動し、噴射開口による燃料噴射は中断される。
【０００２】
数ミリ秒（Ｍｉｌｌｉｓｅｋｕｎｄｅ）の範囲内で経過する、このような迅速な閉鎖過程によって、弁部材の運動時においても制御弁の切換え時においても、燃料噴射弁の高圧領域内に圧力振動が発生する。この圧力振動は、一方ではケーシングの強い機械的な負荷を生ぜしめ、他方では連続噴射が正確に規定されない状態から行われ、それによって正確な調量及び噴射時点の正確な規定が不可能となる事態を引き起こす。特に制御室と流入通路との接続部の領域内ではこのような圧力振動は問題である。何故ならば、このような圧力振動は制御室内の正確な圧力制御、及びひいては弁部材の正確な制御を困難にするからである。これは特に、パイロット噴射、主噴射、及び／又は後噴射に分けられる噴射過程において大きい役割を有している。何故ならば最近の噴射システムは、噴射量の変動に非常に敏感に反応するからである。
【０００３】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に記載した構成を有する本発明による燃料噴射弁は、互いに連続する、正確に規定された噴射過程が可能であるという利点を有している。流入通路の領域内で発生する圧力振動は、迅速に緩衝されるので、流入通路内及びひいては制御室内の制御弁の操作に応じて非常に迅速に、制御室内でも静力学的な圧力レベルが再び得られる。流入通路内に存在する燃料柱の全体に広がる、流入通路内の圧力振動は、圧力室から、燃料高圧源に戻り、本発明による緩衝室によって迅速に減衰（緩衝）される。
【０００４】
流入通路は緩衝室に接続されており、この緩衝室は、中空室としての燃料噴射弁のケーシング内に形成されている。流入通路と緩衝室との間に絞りが形成されているので、流入通路から緩衝室内に、又はこれとは逆方向で流れる燃料が絞りの抵抗を克服する必要があり、従って流れ運動は緩衝される。例えば制御弁又は弁部材の開閉によって、流入通路内に圧力変化が生ぜしめられると、流入通路内に、緩衝室内よりも高いか又は低い燃料圧が形成される。この圧力差に基づいて、燃料は絞りを通って、流入通路から緩衝室内に、又は緩衝室から流入通路内に流れ、それによって緩衝室と流入室との間で圧力補償が行われる。この場合に、往復方向で流れる燃料は絞りを通過しなければならないので、この流れ運動は絞りにおける摩擦損失によって緩衝されるので、この圧力振動の減衰が非常に迅速に行われ、流入通路内に静力学的な圧力レベルが得られる。
【０００５】
本発明の有利な実施態様によれば、緩衝室は、燃料噴射弁のケーシング内に形成された袋孔として構成されている。絞りは、最適な緩衝作用を得るために、流入通路と緩衝室との間の接続部内で流入通路の近くに形成されている。緩衝室を袋として構成したことによって、ケーシング内の緩衝室は簡単かつ安価に製造することができる。
【０００６】
別の有利な実施態様によれば、緩衝室から流入通路への接続部を形成する１つ以上の絞りがケーシングに配置されている。これによって、絞りの緩衝作用た高められ、種々異なる絞りによって、燃料噴射弁の必要に良好に合致させることができる。
【０００７】
本発明のその他の利点及び有利な実施態様は、明細書、図面及び請求項に記載されている。
【０００８】
図面
本発明による燃料噴射弁の１実施例が図面に示されている。
【０００９】
図１は、概略的に示された燃料高圧供給部と共に縦断面した燃料噴射弁、
図２は、ＩＩ−ＩＩ線に沿った、燃料噴射弁の横断面図である。
【００１０】
実施例の説明
図１には、概略的に示された燃料高圧供給部を有する、本発明による燃料噴射弁の縦断面図が示されている。燃料噴射弁は、ケーシング１２を有しており、このケーシング１２は、弁保持体１５と弁体３２と制御弁体２１とを有している。燃焼室側に向かって、弁体３２が内燃機関内に配置されており、この弁体３２の、燃焼室とは反対側に弁保持体１５が接続されている。この場合、弁体３２と弁保持体１５とは、見やすくするために、図示されていない緊締ナットによって互いに緊締されている。弁保持体１５の、燃焼室とは反対側には制御弁体２１が配置されており、この弁保持体１５と制御弁体２１とは、互いに向き合った端面で互いに当接し合っている。この場合、制御弁体２１は、図面に示されていない装置によって弁保持体１５に対して緊締されているので、２つの部材（弁保持体１５と制御弁体２１）内に延びる燃料通路を気密な接続が可能である。
【００１１】
弁体３２内には孔３４が形成されており、この孔３４内には、ピストン状の便部材３５が長手方向摺動可能に配置されている。弁部材３５は、燃焼室とは反対側の区分内で気密にガイドされていて、圧力ショルダ３６を形成しながら燃焼室に向かって先細りしている。圧力ショルダ３６の高さ位置において、孔３４を半径方向で広げることによって、弁体３２内に圧力室３７が形成されており、この圧力室３７は、弁部材３５を包囲する環状通路として、孔３４の燃焼室側の端部まで続いている。弁部材３５は、その燃焼室側の端部で少なくとも１つの噴射開口３９の開口を制御し、この噴射開口３９は、圧力室３７を、内燃機関の燃焼室に接続する。このために、弁部材３５の燃焼室側の端部には、弁シール面４０が形成されており、この弁シール面４０は、孔３４の燃焼室側の端部に形成された弁座４１と協働する。ケーシング１２内に形成された流入通路１４を介して、圧力室３７は、制御弁体２１に形成された高圧接続部８に接続されている。この場合、高圧接続部８は、高圧管路７を介して高圧収集室５に接続されており、この高圧収集室５内に、所定の高さの圧力を有する燃料が収容されている。この場合、燃料は、燃料タンク１から高圧ポンプ２及び燃料管路４を介して高圧収集室５に供給される。
【００１２】
弁部材３５の、燃焼室とは反対側で、弁保持体１５内にはばね室２８が形成されており、このばね室２８内に圧縮コイルばね３０が配置されている。この場合、圧縮コイルばね３０は、プレロード（予圧）を有していて、弁部材３５に向いた方の端部が弁部材３５を閉鎖方向に負荷している。弁保持体１５内において、孔３４に対して同軸的に及び、ばね室２８に向いた燃焼室側に、ピストン孔２７が形成されており、このピストン孔２７は、ばね室２８内に開口していて、このピストン孔２７内にピストンロッド２６が配置されている。ピストンロッド２６は、その燃焼室に向いた方の端部が弁部材３５に当接していて、その燃焼室とは反対側の端面側が制御室２０を仕切っている。制御室２０は、流入側絞り１９として構成された通路を介して、流入通路１４に接続されていて、流出側絞り１７を介して、弁体１５内に形成された漏れ油室２３に接続されている。漏れ油室２３は、図面に示されていない漏れ油システムに接続されていて、それによって常に低い圧力を有している。漏れ油室２３内には磁石可動子２２が配置されており、この磁石可動子２２は、閉鎖ばね３１によって制御室２０に向かって負荷されており、磁石可動子２２にはシール球２９が固定されていて、このシール球２９は、流出側絞り１７を閉鎖するようになっている。漏れ油室２３内には電磁石２４が配置されており、この電磁石２４は、適当に給電されると、閉鎖ばね３１のばね力に抗して引張力を磁石可動子２２に加えて、この磁石可動子２２を制御室２０から遠ざけ、それによって制御室２０が漏れ油室２３に接続されるようになっている。電磁石２４が無電流で接続されると、磁石可動子２は閉鎖ばね３１のばね力によって再び制御室２０に向かって移動せしめられ、シール球２９でもって流出側絞り１７を閉鎖する。これによって磁石可動子は、流出側の絞り１７と協働して１つの制御弁１６を形成する。
【００１３】
弁保持体１５内には緩衝室４６が形成されており、この緩衝室４６は袋孔として構成されていて、その開放した端部は、弁保持体１５の、制御弁体２１に向いた側の端面に配置されている。この場合、緩衝室４６を形成する袋孔は、ピストン孔２７に対して平行に延びていて、弁保持体１５の端面に延びる、アーチ状の接続部４２を形成する溝を介して、流入通路１４に接続されている。図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図が示されており、それによってこの接続部４２の形状が明らかになっている。制御弁体１５に向いた側の、弁保持体１５の端面の隣には絞り４４が配置されており、この絞り４４は、有利な形式で、緩衝室４６を形成する袋孔の横断面減少部によって形成されている。流入通路１４と緩衝室４６との間の圧力差が生じると、接続部４２及び絞り４４を介して燃料が、一方の室から他方の室に流入し、それによって圧力補償が行われる。
【００１４】
この燃料噴射弁の作用形式は次の通りである。
【００１５】
流入通路１４及び高圧管路７を介して、圧力室３７と高圧収集室５とが接続されることによって、圧力室３７内に、高圧収集室５内に存在するような常に高い燃料圧が形成される。噴射を行う場合には電磁石２４が操作されて、磁石可動子２２が、前記形式で流出絞り１７を開放する。これによって、制御室２０内の燃料圧が低下し、ピストンロッド２６の、燃焼室とは反対側の端面側に作用する液圧力が低下せしめられるので、圧力ショルダ３６に作用する液圧力が優性となり、弁部材３５は開放方向に移動せしめられ、それによって噴射開口２９が開放される。噴射を終了させるためには、電磁石２４への給電が相応に変えられ、閉鎖ばね３１のばね力によって、磁石可動子２２が移動せしめられて、再びシール球２９によって流出絞り１７を閉鎖する。流入絞り１９を通って後から流れる燃料によって、制御室２０内に再び、流入通路１４内に形成されるのと同じ燃料高圧が形成されるので、圧力ショルダ３６に作用する液圧力よりもピストンロッド１４に作用する液圧力が大きくなり、弁部材３５は閉鎖位置に戻り移動する。弁部材３５及び磁石可動子２２の閉鎖過程によって、及び流出絞り１７の迅速な閉鎖によって、制御室２０内に圧力振動が発生し、この圧力振動は流入通路１４内まで作用する。さらにまた、この閉鎖過程によって、圧力室３７内で噴射中に噴射開口３９に向かって流れる燃料は、急激に制動されるので、燃料の運動エネルギーは圧縮作業に変換される。これによって、圧力室３７内及び流入通路１４内に広がる圧力波が発生する。これによって生ぜしめられる流入通路１４内の圧力変化は、流入通路１４と緩衝室４６との間で圧力差を生ぜしめる。この流入通路１４と緩衝室４６との間において、流入通路１４内の噴射開始時点にも存在する圧力に少なくとも近い圧力が存在している。この圧力差によって、多少の燃料が流入通路１４から、接続部４２及び絞り４４を通って緩衝室４６内に流入し、ここから緩衝室４６と流入通路１４との間の圧力差に従って再び流入通路１４内に戻る。絞り４４を通過する際に、この圧力振動を迅速に減衰する摩擦作業が行われるので、短時間で流入通路１４内に再び静力学的な圧力レベルが得られる。次いでこれによって、流入通路１４内及びひいては制御室２０内に所定の圧力状態が発生する。この圧力状態は、制御室２０内の圧力を相応に正確かつ精密に切り換えることを可能にする。
【００１６】
図１に示した実施例に対して選択的に、緩衝室４６を袋孔として構成するのではなく、燃料噴射弁のケーシング内の中空室として構成することができる。この中空室はほぼ任意の形状を有していてよい。従って、存在する機能的な構成部材を構造的に変化させる必要なしに、燃料噴射弁の空間的な可能性を最適に利用することができる。さらにまた、１つ以上の絞り４４を緩衝室４６に通じる流入通路の接続部内に配置してもよい。これによって、絞り４４の最適な緩衝特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
概略的に示された燃料高圧供給部と共に縦断面した燃料噴射弁である。
【図２】
ＩＩ−ＩＩ線に沿った、燃料噴射弁の横断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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