(57)【要約】燃料噴射弁（１）、特に内燃機関の燃焼室へ燃料を直接的に噴射する燃料噴射弁は、弁ニードル（３）と作用結合されているアクチェータ（１０）を有している。この場合弁ニードル（３）は噴射側の端部に弁閉鎖体（４）を有している。該弁閉鎖体（４）は弁座体（５）に形成された弁座面（６）と協働してシール座を成す。弁閉鎖体（４）は弁座体（５）の流入側の端面（３５）に配置された渦流形成部材（３２）を貫通している。渦流形成部材（３２）には渦流形成通路（３３）が構成されている。弁座体（５）は渦流形成部材（３２）に向いた流入側の端面（３５）にリング状の隆起部（３６）を有している。
2004510912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁、特に内燃機関の燃焼室へ燃料を直接噴射するための燃料噴射弁であって、弁ニードル（３）と作用的に結合されているアクチェータ（１０）を有し、弁ニードル（３）が噴射側の端部に弁閉鎖体（４）を有し、該弁閉鎖体（４）が弁座体（５）に構成された弁座面（６）と協働してシール座を成しており、前記弁閉鎖体（４）が弁座体（５）の供給側の端面（３５）に配置された渦流形成部材（３２）を貫通しており、該渦流形成部材（３２）に渦流形成通路（３３）が構成されている形式のものにおいて、前記弁座体（５）が渦流形成部材（３２）に向いた供給側の端面（３５）にリング形又は部分リング形の隆起部（３６）を有していることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記リング状の隆起部（３６）が前記弁座体（５）と一体に構成されているか又は該弁座体（５）に結合されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記リング状の隆起部（３６）が前記渦流形成部材（３２）に平らに支持されるリング面（４１）を有している、請求項１又は２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記リング状の隆起部（３６）が楔形の面（３８）で半径方向外側にて取囲まれている、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】
前記楔形の面（３８）が半径方向外側へ下向きに傾斜している、請求項４記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記リング状の隆起部（３６）が溶接、ろう接又は類似の方法で前記弁座体（５）の供給側の端面（３５）に結合されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記渦流形成部材（３２）が案内部材（３１）と弁座体（５）との間に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記案内部材（３１）が前記渦流形成部材（３２）の渦流形成通路（３３）と連通する燃料通路（３０ｃ）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】
前記案内部材（３１）と前記渦流形成部材（３２）とが溶接シーム（３４）で前記弁座体（５）と結合されている、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】
前記渦流形成部材（３２）と前記弁閉鎖体（４）との間に渦流形成室（３９）が構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は請求項１に記載した形式の燃料噴射弁から出発している。
【０００２】
ＤＥ１９７３６６８２Ａ１号によれば混合気圧縮式の外部点火型の内燃機関の燃焼室へ燃料を直接噴射するための燃料噴射弁であって、燃料噴射弁の下流側の端部に、３つの円板状の部材によって形成された案内兼弁座領域を有している形式のものが公知である。この場合には渦流形成部材が案内エレメントと弁座エレメントとの間に埋め込まれている。案内エレメントは該案内エレメントを貫く軸方向に可動である弁ニードルを案内するために役立つのに対し、弁ニードルの弁閉鎖区分は弁座エレメントの弁座面と協働する。渦流形成部材は渦流形成部材の外周とは接続されていない複数の渦流形成通路を有する内部の開口領域を有している。開口領域全体は完全に渦流形成部材の軸方向の厚さに亘って延設されている。
【０００３】
上記文献により公知である燃料噴射弁の欠点は特に、渦流形成部材の取付けに際して渦流形成部材と案内部材との間並びに渦流形成部材と弁座部材との間にギャップが形成されることである。これによって調量横断面が変化させられ、燃料噴射弁を通る静的な貫流のばらつきが上昇する。これは噴射サイクルにて調量された燃料量の差によって燃料噴射弁の運転にネガティブな影響を及ぼす。
【０００４】
発明の利点
これに対し、請求項１の特徴を有する構成の本発明による燃料噴射弁は、弁座体が渦流形成部材に向いた供給側の端面にリング形の隆起部を有し、該隆起部が弁座体と渦流形成部材との表面に製作上発生する非平坦性よりも高いという利点を有している。これによって組立とその後の燃料噴射弁の運転に際しての加熱とにより弁座体と渦流形成部材との間に発生するギャップが、リング状の隆起部の高さによって規定され、他のコンポーネント、例えば燃料供給領域における調節装置による静的な貫流の調節によって補償されることのできる値に減少させられる。
【０００５】
従属請求項に記載した構成では請求項１に記載した燃料噴射弁の有利な構成が可能である。
【０００６】
この場合、特に有利であることは、製作誤差に対する構成部材の影響を少なくするリング状の隆起部の上にリング面を構成することである。
【０００７】
さらに有利であることは渦流部材が取付けに際し、案内部材と弁座体との間に締込まれ、これによって燃料噴射弁の運転の間の温度変化がギャップ幅もしくは調量された燃料量に対する影響を及ぼさないようにすることである。
【０００８】
有利な形式で案内部材の燃料通路は、燃料が妨げられずにかつ有害な絞り効果なしで渦流形成通路内を流れかつシール座に向かって流れることができるように配置されている。
【０００９】
さらに絞り効果が排除されるように容積が要求に応じて選択され得るように渦流室が構成されていることも有利である。
【００１０】
弁座体の端面においてリング状の隆起部を制限する楔状の面は製作が容易でかつ要求に応じて、水平な基準面に対して相対的に任意の角度を有することができる。
【００１１】
リング状の隆起部は弁座体の端面に取付けられたリングの形に構成されていることもできる。この変化実施例の利点は大量生産された弁座体を変更することなく受け継ぐことができることである。
【００１２】
実施例
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図２Ａから図２Ｄまでに基づき本発明による燃料噴射弁１を詳細に説明する前に、本発明が理解されやすくなるように、まず図１に基づき、本発明による燃料噴射弁１の主要な構成部材に関し短く説明する。
【００１４】
燃料噴射弁１は混合気圧縮式外部点火型の内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁の形に構成されている。燃料噴射弁１は内燃機関の図示されていない燃焼室に燃料を直接的に噴射するのに特に適している。
【００１５】
燃料噴射弁１は弁ニードル３が配置されているノズル体２から成っている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合されており、該弁閉鎖体４は弁座体５の上に配置された弁座面６と協働してシール座を形成する。燃料噴射弁１は実施例では内へ開放する燃料噴射弁１であって噴射開口７を有している。ノズル体２はシール８によって磁気コイル１０の外極９に対しシールされている。磁気コイル１０はコイルケーシング１１内にカプセル化されかつコイル保持体１２に巻かれている。このコイル保持体１２は磁気コイル１０の内極１３に接触している。内極１３と外極９はギャップ２６によって互いに分離されておりかつ結合構成部分２９に支えられている。磁気コイル１０は導線１９を介して、電気的な差込み接点１７を介して供給可能な電流により励起される。差込み接点１７は内極１３に射出成形されていることのできるプラスチック被覆体１８によって取囲まれている。
【００１６】
弁ニードル３は円板状に構成された弁ニードルガイド１４に案内されている。行程調節のためには組合わされた調節円板１５が役立つ。調節円板１５の他方の側には可動子２０がある。この可動子２０は第１のフランジ２１を介して伝力的に弁ニードル３と結合されている。弁ニードル３は溶接シーム２２によって第１のフランジ２１に結合されている。第１のフランジ２１の上には戻しばね２３が支えられている。この戻しばね２３には燃料噴射弁１の図示の構成形態ではスリーブ２４によってバイアスがかけられる。
【００１７】
溶接シーム３３を介して弁ニードル３と結合されている第２のフランジ３１は、下方の可動子ストッパとして働く。第２のフランジ３１の上に載設された弾性的な中間リング３２は燃料噴射弁１が閉じる場合の衝撃を回避する。
【００１８】
弁ニードルガイド１４、可動子２０及び弁座体５には燃料通路３０ａから３０ｃまでが配置されている。この燃料通路３０ａから３０ｃは中央の燃料供給部１６を介して供給されかつフィルタエレメント２５によって濾過された燃料を噴射開口７へ導く。燃料噴射弁１はシール２８によって、図示されていない燃料導管に対してシールされている。
【００１９】
燃料噴射弁１の不作用状態では、可動子２０は戻しばね２３により可動子２０の行程方向に抗して弁閉鎖体４が弁座６にシール接触させられた状態に保たれる。磁気コイル１０が励起されると磁気コイル１０は磁界を形成し、この磁界は可動子２０を戻しばね２３のばね力に抗して行程方向へ動かす。この場合、行程は不作用位置で内極１２と可動子２０との間にある作業ギャップ２７により前もって規定されている。可動子２０は弁ニードル３と溶接されたフランジ２１を同様に行程方向に連行する。弁ニードル３と作用的に結合した弁閉鎖体４は弁座面６から離れかつ燃料通路３０ａから３０ｃを介して噴射開口７へ導かれた燃料が噴射される。
【００２０】
コイル電流が遮断されると、可動子２０は磁界の十分な消滅後に、戻しばね２３の内極１３から落下し、これにより弁ニードル３と作用的に結合したフランジ２１が行程方向に抗して動かされる。これにより弁ニードル３は同じ方向に動かされ、弁閉鎖体４が弁座面６の上に載置させられかつ燃料噴射弁１が閉じられる。
【００２１】
図２Ａには部分的な断面図で、図１に示された本発明による燃料噴射弁１の噴射側の端部が示されている。図２Ａで示された領域は図１では符号ＩＩＡで示されている。図１における構成部分と同じ構成部分は同じ符号で示されている。
【００２２】
本発明の燃料噴射弁１の、図２Ａで示された噴射側の端部は、供給側の端面３５にリング状の隆起部３６を有する弁座体５を備えている。弁座体５には噴射開口７が構成されている。弁座体５は該弁座体５に設けられた弁座面６と弁ニードル３の部分である弁閉鎖体４とでシール座を形成する。弁ニードル３は案内部材３１並びに渦流形成部材３２とを貫通する。この場合、渦流形成部材３２は案内部材３１と弁座体５との間に配置されている。弁座体５は溶接シーム３４を介して渦流形成部材３２と案内部材３１とに結合されている。この結合は、燃料噴射弁１の運転に際して後からの加熱によりかつ弁ニードル３の行程運動によってもはや変化可能ではない位置を渦流形成部材３２が弁座体５に対して占めるように、プレロードがかけられて行なわれると有利である。
【００２３】
案内部材３１は燃料通路３０ｃを有し、この燃料通路３０ｃは渦流形成部材３２に構成された渦流形成通路３３と連通する。
【００２４】
渦流形成部材３２は有利には円板状にコンスタントな厚さに構成され、弁座体５の流入側の端面３５に載設される。リング状の隆起部３６によって渦流形成部材並びに弁座体５の供給側の端面３５の製作技術的な凹凸は規定された幅のギャップ４０に減少させられる。弁座体５と渦流形成部材３２との間のギャップ４０の幅は例えば７μｍであることができる。この場合、リング状の隆起部３６の直径は渦流形成部材３２の渦流形成通路３３が切られるように選択される。又、隆起部３６は部分リング形に構成されかつ渦流形成通路３３の領域で中断されていることもできる。この場合、直径は例えば３．０ｍｍであることができる。リング状の隆起部３６は弁座体５の供給側の端面３５の斜面によって弁座体５と一体に製作することができる。この場合には弁座体５の外側３７へ下向きに傾斜する楔形の面３８が生じる。しかしながら、リング状の隆起部３６を弁座体５の上にリング状のパターンを形成することで製作することもできる。この場合、リング状の隆起部３６はろう接け又は溶接で弁座体５と結合される。
【００２５】
燃料噴射弁１が作動されると弁ニードル３は燃料の流動方向に抗して動かされ、これにより糸閉鎖体４が弁座面６から離されかつ燃料が燃料通路３０ｃ、渦流形成通路３３及び噴射開口７を介して噴射される。
【００２６】
図２Ｂには本発明の処置を明らかにするために拡大して、図２Ａに示された第１の実施例の弁座体５が示されている。
【００２７】
リング状の隆起部３６を明確にするために図２Ｂには２本の破線ＡとＢが記入されている。この場合、リング状の隆起部３６は誇張して示されている。楔形の面３８は弁座体５の半径方向外側の領域３７に向かって弁座体５の直径に亘って例えば７μｍ下向きに傾斜している。これは図２Ｂにおける線ＡとＢとの間隔が表わしている。弁座面６の形並びに噴射側の構成、例えば噴射開口７は本発明の処置によっては変更されない。
【００２８】
図２Ｃには図２Ｂと同じ方向から見た図で、本発明によって構成された燃料噴射弁１の弁座体５の第２実施例が示されている。
【００２９】
図２Ｂではほとんど半径方向の延設なしで、つまり縁状に傾斜した弁座面６に境界を接する楔形の面３８によって形成されているリング状の隆起部３６は、この第２実施例では渦流形成部材３２に平らに接触するリング面４１を有するリング状の隆起部３６として構成されている。この場合、リング面４１の半径方向の延設は長さ例えば０．２から０．４ｍｍであることができる。リング状の隆起部３６を面状に圧刻する利点は、渦流形成部材に対する改善された接触にある。つまり製作誤差は、第１実施例にて可能である、線状の接触の場合に場合によっては発生するような静的な貫流のバラツキを増大させることはない。何故ならばこの場合にはすでに小さな非平坦性によって新しいギャップが弁座体６と渦流形成部材３２との間に発生するからである。
【００３０】
図２Ｄには弁閉鎖体４によって貫通される渦流形成通路３３を有する渦流形成部材３２が平面図で示されている。この場合には弁座体５のリング状の隆起部３６は渦流形成部材３２の上に投影されている。この場合、最も外側の円線と最も内側の円線は図２Ｃに示されたリング面４１を有するリング状の隆起部３６の半径方向の延設長さを示している。
【００３１】
渦流形成通路３３と弁閉鎖体４との間には渦流形成室３９が構成されている。この場合、渦流形成室３９の容積は燃料噴射弁１に対する要求に応じて、小さな直径によって目的とした絞り効果が発生するが、絞り効果が完全に渦流形成室３９のより大きな容積によって消去されるように選択することができる。この場合には渦流形成室３９の容積はいかなる場合でも渦流形成部材３２における渦流形成通路３３によって生ぜしめられた渦流が渦流形成室３９において均質に保たれかつ燃料噴射弁１の２つの噴射サイクルの間のデッドタイムの間でも機能を停止することがないように設計されている。さもないと噴射特性が不都合な影響を受けるからである。
【００３２】
弁座体５による本発明による上記構成によって、製作プロセスによる凹凸に基づき渦流形成エレメント３２と弁座体５との間に存在するギャップ４０は、ギャップ４０のコンスタントな幅が達成され、これに基づく貫流量の増大が燃料供給領域における静的な流過の適当な調節によって補償されるまで減少させることができる。この結果、全体としては静的な流過にはきわめてわずかなバラツキしか発生しないことになる。
【００３３】
本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、例えばより多くの又はより少ない渦流形成通路３３を有する他の渦流形成部材を有する装置のため並びに任意のアクチェータ１０を有する燃料噴射弁１の任意の構成のためにも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
燃料噴射弁の本発明による１実施例の概略的な断面図。
【図２】
図２Ａは本発明による燃料噴射弁の図１のＩＩＡ領域の概略的な部分断面図、図２Ｂは図２Ａに示された本発明の燃料噴射弁の弁座体の拡大図、図２Ｃは本発明による燃料噴射弁の第２実施例の弁座体の図２Ｂと同じ領域を示した図、図２Ｄは本発明による燃料噴射弁の渦流形成部材を燃料の流動方向に抗して見た概略的な平面図。
【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　磁気コイル、　１１　コイルケーシング、　１２　コイル保持体、　１３　内極、　１４　弁ニードルガイド、　１５　調節円板、　１６　燃料供給部、　１７　差込み接点、　１８　プラスチック被覆体、　１９　導線、　２０　可動子、　２１　フランジ、　２２　溶接シーム、　２３　戻しばね、　２４　スリーブ、　２５　フィルタエレメント、　２７　作業間隔、　２８　シール、　２９　結合構成部分、　３１　案内部材、　３２　渦流形成部材、　３３　渦流形成通路、　３４　溶接シーム、　３５　端面、　３６　隆起部、　３７　外側、　３９　渦流形成室、　４０　ギャップ
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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