(57)【要約】特に内燃機関の燃焼室内に燃料を直接に噴射するための、内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁（１）が、アクチュエータ（１０）と、該アクチュエータ（１０）に作用結合していてかつ閉鎖方向で戻しばね（２３）により負荷されている、弁座面（６）と共にシールシートを形成する弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）と、前記戻しばね（２３）をプリロード力で負荷する調節スリーブ（２４）とを有している。調節スリーブ（２４）がポット状に成形されていて、底部（３７）に偏心的な孔（３８）を有しており、該孔（３８）が、前記調節スリーブ（２４）内に押込み可能な同じくポット状の内側スリーブ（３４）の底部（３５）に設けられた偏心的な孔（３６）と、可変の重なりを有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に内燃機関の燃焼室内に燃料を直接に噴射するための、内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁（１）であって、アクチュエータ（１０）と、該アクチュエータ（１０）に作用結合していてかつ閉鎖方向で戻しばね（２３）により負荷されている、弁座面（６）と共にシールシートを形成する弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）と、前記戻しばね（２３）をプリロード力で負荷する調節スリーブ（２４）とが設けられている形式のものにおいて、調節スリーブ（２４）がポット状に成形されていて、底部（３７）に孔（３８）を有しており、該孔（３８）が、前記調節スリーブ（２４）内に押込み可能な同じくポット状の内側スリーブ（３４）の底部（３５）に設けられた孔（３６）と、可変の重なりを有していることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記孔（３６；３８）が、前記底部（３５；３７）に偏心的に配置されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記偏心的な孔（３６；３８）の互いに相対的な位置により、形成される絞り横断面（４１）が規定されている、請求項１または２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
内側スリーブ（３４）が調節スリーブ（２４）内に移動調節可能に配置されていて、当該燃料噴射弁（１）を単位時間当たりに通流する燃料量が、形成される絞り横断面（４１）に関連している、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】
内側スリーブ（３４）が、調節工具のための係合面（４０）を有している、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】
内側スリーブ（３４）が前記調節工具によって調節スリーブ（２４）内で回動可能である、請求項５記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
内側スリーブ（３４）がスナップリング（３９）によって調節スリーブ（２４）内に位置固定されている、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】
調節スリーブ（２４）がスリットを備えている、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】
特に内燃機関の燃焼室内に燃料を直接に噴射するための、内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁（１）であって、アクチュエータ（１０）と、該アクチュエータ（１０）に作用結合していてかつ閉鎖方向で戻しばね（２３）により負荷されている、弁座面（６）と共にシールシートを形成する弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）と、前記戻しばね（２３）をプリロード力で負荷する調節スリーブ（２４）とが設けられており、調節スリーブ（２４）がポット状に成形されていて、底部（３７）に孔（３８）を有しており、該孔（３８）が、前記調節スリーブ（２４）内に押込み可能な同じくポット状の内側スリーブ（３４）の底部（３５）に設けられた孔（３６）と、可変の重なりを有している形式の燃料噴射弁（１）を調節するための方法において、
以下の方法ステップ：
−燃料噴射弁（１）の静的な通流量を調節し、
−燃料噴射弁（１）の動的な通流量を調節する、
を実施することを特徴とする、燃料噴射弁を調節するための方法。
【請求項１０】
第１の方法ステップに続いて以下の部分ステップ：
−燃料噴射弁（１）の静的な実際通流量を測定し、
−測定された静的な実際通流量を静的な目標通流量と比較し、
−静的な実際通流量が静的な目標通流量に一致するまで、内側スリーブ（３４）を調節スリーブ（２４）内で移動調節する、
を実施する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
内側スリーブ（３４）を調節工具によって回動させることにより、内側スリーブ（３４）を調節スリーブ（２４）内で移動調節する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
第２の方法ステップに続いて以下の部分ステップ；
−燃料噴射弁（１）の動的な実際通流量を測定し、
−測定された動的な実際通流量を動的な目標通流量と比較し、
−動的な実際通流量が動的な目標通流量に一致するまで、燃料噴射弁（１）の調節スリーブ（２４）を移動調節する、
を実施することを特徴とする、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
調節スリーブ（２４）を工具によって摺動させることにより、調節スリーブ（２４）を移動調節する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
内側スリーブ（３４）を回動させることによる静的な通流量の調節と、調節スリーブ（２４）を軸方向に摺動させることによる動的な通流量の調節とを、互いに別個に独立して行う、請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の燃料噴射弁および請求項９の上位概念部に記載の燃料噴射弁を調節するための方法に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２３８２８号明細書に基づき、燃料噴射弁を調節するための方法ならびに燃料噴射弁が公知である。電磁的に操作可能な燃料噴射弁の、開放過程および閉鎖過程の際に送出される媒体流量を調節するために、盲孔内に、内側磁極の磁気特性を変化させる導磁性の材料が、たとえば粉末の形で導入され、これによって、媒体の測定された実際通流量が所定の目標量と合致するまで、磁力が変化させられる。
【０００３】
同様に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２３８２６号明細書では、周面に切欠きを有する内側磁極に設けられた盲孔内に補償調整ピンを押し込み、これによって磁力を変化させることが提案されている。この場合、補償調整ピンは、測定された実際量が所定の目標量と合致するまで押し込まれる。
【０００４】
また、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５１６５１３号明細書に基づき、燃料噴射弁の動的な媒体流量を調節するための方法が公知である。この場合、電磁コイル近傍で媒体流路外に配置された調節エレメントの調節が行われる。この場合、磁気回路内の磁束の大きさが変化し、ひいては磁力が変化するので、媒体流量に影響を与えて、媒体流量を調節することが可能となる。調節は、湿式の燃料噴射弁においても、乾式の燃料噴射弁においても行うことができる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２１１７２３号明細書においては、燃料噴射弁もしくは燃料噴射弁の動的な媒体流量を調節するための方法が提案されている。この場合、長手方向スリットを有している調節スリーブが、接続短管に設けられた長手方向孔内に所定の押込み深さにまで押し込まれ、弁の動的な媒体実際通流量が測定されて、媒体目標通流量と比較される。この場合、押し込まれた、半径方向に作用する緊張力下にある調節スリーブは、測定された媒体実際通流量が所定の媒体目標通流量と合致するまで前進させられる。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３１１２８号明細書に記載の手段では、燃料噴射弁の動的な媒体通流量を調節するために、弁ハウジングの外周面に変形加工工具を係合させることにより、弁ハウジングの変形加工が行われる。この場合、コアとプランジャとの間の残留エアギャップの大きさが変化し、ひいては磁力が変化するので、媒体通流量に影響を与えかつ媒体通流量を調節することが可能となる。
【０００７】
磁気回路内の磁束の大きさに影響を与える一連の方法において不都合となるのは、特に高い製造コストがかかることである。なぜならば、要求された静的な通流量公差が保証されていなければならないが、このことを実現することが極めて困難であるからである。特に磁界の測定は手間がかかり、たいていはコストのかかる方法ならびに検査室を必要とする。
【０００８】
一連の機械的な調節方法において不都合となる点は、特にこれらの方法が受ける高い不正確さである。さらに、燃料噴射弁の開閉時間は電気的な出力を犠牲にしてしか短縮することができない。これによって、各コンポーネントの電気的な負荷が増大し、制御装置はより強力に負荷される。
【０００９】
特に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３１１２８号明細書に基づき公知の方法、すなわちコアとプランジャとの間の残留エアギャップを弁ハウジングの変形加工により変化させるという方法は、通流量を極めて不正確にしか補正することができない。なぜならば、ノズルボディにおける剪断応力により、変形力の方向や大きさに不都合な影響が与えられてしまうからである。したがって、全ての構成部分の高い製作精度が必要となる。
【００１０】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射弁および請求項９の特徴部に記載の特徴を有する本発明による方法には、従来のものに比べて次のような利点がある。すなわち、調節スリーブの底部と、この調節スリーブ内に挿入された内側スリーブの底部とにそれぞれ設けられた偏心的な孔を、所望の燃料量に応じて種々異なる程度で重ね合わせて適宜な絞り横断面を生ぜしめることにより、静的な通流量の調節に影響を与えることなしに動的な通流流を調節することができる。すなわち、静的な通流量の調節と、動的な通流量の調節とを互いに別個に独立して行うことができる。
【００１１】
請求項２〜請求項８もしくは請求項１０以下に記載された手段によって、請求項１に記載された燃料噴射弁もしくは請求項９に記載された方法の有利な改良が可能である。
【００１２】
さらに、調節スリーブと内側スリーブとが簡単にかつ安価に製作可能であることが有利である。
【００１３】
内側スリーブが調節スリーブ内にスナップリングによって位置固定されていると有利である。これにより、燃料噴射弁の運転中における内側スリーブのずれが回避され、ひいては形成された絞り横断面の変更が回避される。これによって静的な通流量は確実に調節されている。
【００１４】
特に、動的な通流量を調節するための方法ステップと、静的な通流流を調節するための方法ステップとが、与えられた組立て可能性に応じて、任意に相前後して実施可能であることが有利である。
【００１５】
静的な通流量を、前調節された中間の絞り横断面を起点として、絞り横断面の増大により絞られていない最大値にまで増大させることも、絞り横断面の減少によりほぼゼロにまで減少させることも可能となることが特に有利である。
【００１６】
実施例の説明
図１に示した、本発明による燃料噴射弁１の実施例は、混合気圧縮型の火花点火式内燃機関に用いられる燃料噴射弁１の形に形成されている。燃料噴射弁１は特に内燃機関の燃焼室（図示しない）内に燃料を直接噴射するために適している。
【００１７】
燃料噴射弁１はノズルボディ２を有している。このノズルボディ２内には、弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合しており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置されてた弁座面６と協働して、シールシートを形成する。燃料噴射弁１は、本実施例では、噴射開口７を有する、内方に向かって開くタイプの燃料噴射弁１である。ノズルボディ２はシール部材８によって、電磁コイル１０の外側磁極（アウタポール）９に対してシールされている。電磁コイル１０はコイルハウジング１１内にカプセル封入されていて、コイル枠体１２に巻き付けられており、このコイル枠体１２は電磁コイル１０の内側磁極（インナポール）１３に接触している。内側磁極１３と外側磁極９とは狭隘部２６によって互いに分離されていて、非強磁性の結合構成部分２９によって互いに結合されている。電磁コイル１０は線路１９を介して、電気的な差込みコンタクト１７を介して供給可能な電流によって励磁される。差込みコンタクト１７はプラスティック被覆体１８によって取り囲まれている。このプラスティック被覆体１８は、内側磁極１３を埋め込むように射出成形されていてよい。
【００１８】
弁ニードル３は弁ニードルガイド１４内に案内されており、この弁ニードルガイド４はディスク形に形成されている。ストローク調節のためには、弁ニードルガイド４とペアされた調節ディスク１５が働く。この調節ディスク１５の他方の側には、アーマチュアもしくはプランジャ２０が設けられている。このプランジャ２０は、第１のフランジ２１を介して弁ニードル３に摩擦接続式に結合されており、この弁ニードル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には戻しばね２３が支持されており、この戻しばね２３は燃料噴射弁１の図示の構造では、調節スリーブ２４によって予荷重もしくはプリロードをかけられる。
【００１９】
調節スリーブ２４の位置は、戻しばね２３に加えられる予荷重力もしくはプリロード力を決定するものであり、ひいては燃料噴射弁１を通る動的な通流量を決定するものである。戻しばね２３に加えられるプリロードが強力になればなるほど、電磁コイル１０の通電時に、磁界が、プランジャ２０を戻しばね２３のばね力に抗して内側磁極１３に引き付けるために十分な強さになるまで、ますます長い時間がかかるようになる。
【００２０】
燃料噴射弁１を通る静的な通流量を調節するためには、本発明によれば、内側スリーブ３４が設けられている。この内側スリーブ３４は調節スリーブ２４内に押し込まれている。内側スリーブ３４はポット状に形成れていて、内側スリーブ３４の底部３５に偏心的な孔３６を有している。調節スリーブ２４は同じくポット状に形成されていて、調節スリーブ２４の底部３７にやはり偏心的な孔３８を備えている。偏心的な孔３６，３８はこの場合、両孔３６，３８が重ねられ得るように、つまり両孔３６，３８が互いに整合し合うように設けられている。以下に、図２および図３につき、本発明による手段ならびに内側スリーブ３４の機能形式について詳しく説明する。
【００２１】
弁ニードルガイド１４と、プランジャ２０と、弁座体５とには、それぞれ燃料通路３０ａ，３０ｂ，３０ｃが延びている。燃料は、中央の燃料供給部１６を介して供給されて、フィルタエレメント２５によって濾過される。燃料噴射弁１はシール部材２８によって燃料管路（図示しない）に対してシールされている。
【００２２】
プランジャ２０の噴射側の面には、エラストマ材料から成る環状の緩衝エレメント３２が配置されている。この緩衝エレメント３２は第２のフランジ３１に載置されており、この第２のフランジ３１は溶接シーム３３を介して弁ニードル３に摩擦接続的に結合されている。
【００２３】
燃料噴射弁１の休止状態では、プランジャ２０が戻しばね２３によってそのストローク方向とは逆の方向に負荷され、この場合、弁閉鎖体４は弁座６に密に当て付けられた状態に保持される。電磁コイル１０が励磁されると、この電磁コイル１０は磁界を形成する。この磁界はプランジャ２０を戻しばね２３のばね力に抗してストローク方向に運動させ、この場合、ストロークは、休止位置で内側磁極１３とプランジャ２０との間に存在する作業ギャップ２７により規定されている。プランジャ２０は、弁ニードル３と溶接されている第１のフランジ２１を同じくストローク方向に連行する。弁ニードル３に結合されている弁閉鎖体４は弁座面６から引き離され、そして燃料が噴射開口７を通じて噴射される。
【００２４】
コイル電流が遮断されると、プランジャ２０は、磁界の十分な消滅の後に、戻しばね２３の押圧力によって内側磁極１３から降下し、これにより弁ニードル３に結合されている第１のフランジ２１がストローク方向とは逆の方向に運動する。これにより弁ニードル３は同じ方向に運動させられるので、弁閉鎖体４は弁座面６に載着され、そして燃料噴射弁１は閉じられる。
【００２５】
図２には、本発明により構成された燃料噴射弁１の、図１にＩＩで示した部分の詳細が断面図で示されている。ただし図２には、図１において中央の燃料供給部１６内に配置されているフィルタエレメント２５が図示されていない。
【００２６】
調節スリーブ２４は本発明によれば、偏心的に配置された孔３８を備えた底部３７を有している。調節スリーブ２４内には、内側スリーブ３４が配置されている。この内側スリーブ３４は同じくポット状に形成されていて、底部３５を備えている。この底部３５には、偏心的な孔３６が設けられている。内側スリーブ３４はこの場合、この内側スリーブ３４がスナップリング３９によって調節スリーブ２４内に固定可能となるように寸法設定されている。調節スリーブ２４はスナップリング３９に対応してスリット付けされて形成されており、これにより内側スリーブ３４をスナップリング３９によって組み付けることが可能になる。スナップリング３９により、燃料噴射弁１の運転中に内側スリーブ３４が自動的に回動できなくなることが確保されるので、通流量が変化を受けることはない。したがって、通流量の調節はスナップリング３９の保持力に抗して行われる。
【００２７】
偏心的な孔３６，３８はそれぞれ底部３５，３７内に、両孔が共通の軸線を有するように位置決めされている。内側スリーブ３４は係合面４０を有しており、この係合面４０は、この係合面に対応する工具、たとえば多角形体を係合させるために役立つ。この工具によって内側スリーブ３４が回動可能となる。
【００２８】
構造部分の前組立ての後に、燃料噴射弁１を通流する動的な通流量および静的な通流量が調節スリーブ２４と内側スリーブ３４とによって調節される。このためには、まず調節スリーブ２４が燃料噴射弁１内に押し込まれてプレス嵌めされる。この場合、調節スリーブ２４は、戻しばね２３の相応する緊縮によって動的な通流量の所望の値が達成されるまで燃料噴射弁１内に押し込まれる。
【００２９】
引き続き、係合面４０に係合する上述の工具によって、内側スリーブ３４が調節スリーブ２４に対して回動させられる。この場合、内側スリーブ３４は、互いにオーバラップした２つの偏心的な孔３６，３８により、静的な通流量を所望の値にまで絞る絞り横断面４１が達成されるまで回動させられる。静的な通流量は、両孔３６，３８が完全に重なり合った場合の、絞られていない値と、ほとんど閉じられた絞り横断面４１の場合の最小値との間で可変である。
【００３０】
このような配置形式の特に有利な点は、燃料噴射弁１を通流する静的な通流量と動的な通流量とを、互いに別個に独立して調節することが可能となるので、上で説明した作業ステップが逆の順序でも実施可能になることである。
【００３１】
図３には、調節スリーブ２４と内側スリーブ３４との横断面が示されており、この場合、この断面図は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面したものである。
【００３２】
既にさらに上で述べたように、燃料噴射弁１を通流する静的な通流量は、内側スリーブ３４と調節スリーブ２４とにそれぞれ設けられた孔３６，３８のオーバラップ量に基づき生ぜしめられる絞り横断面４１により決定される。図３には、両孔のオーバラップを分かり易くするために、例示的な調節状態が示されている。この場合、調節スリーブ２４の孔３８は、図３の断面平面内に投影されている。
【００３３】
絞り横断面４１を変えることはいつでも可能である。この場合、フィルタエレメント２５が燃料供給部１６から取り外され、そして内側スリーブ３４が調節スリーブ２４に対して適当な工具によって回動される。この場合、通流量を調節するために、燃料噴射弁１全体を分解する必要もないし、また構造部分を燃料噴射弁１から取り外す必要もない。
【００３４】
本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、かつたとえば圧電式のアクチュエータ（ピエゾアクチュエータ）または磁気ひずみ式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁１のためにも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明により構成された燃料噴射弁の１実施例の全体的な断面図である。
【図２】
図１に示した本発明による燃料噴射弁の実施例の、図１のＩＩで示した範囲を拡大して示す断面図である。
【図３】
本発明による燃料噴射弁の調節スリーブを、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面した横断面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004521251.tif 000004
2004521251.tif 000005
2004521251.tif 000006
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2004521251.tif 000019
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【国際調査報告】
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2004521251.tif 000023
2004521251.tif 000024
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