(57)【要約】内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、弁閉鎖体（４）が設けられており、該弁閉鎖体（４）が弁ニードル（３）と作用結合されており、前記弁閉鎖体（４）が、弁座体（５）の切欠に配置された弁座面（６）と協働してシール座を形成しており、弁座体（５）に配置された少なくとも１つの噴射開口（７）が設けられている。弁座面（６）と噴射開口（７）との間において、弁座体（５）の切欠によって第２の面（３６）が形成されており、該第２の面（３６）と燃料噴射弁（１）の中央軸線（３７）とが、弁座面（６）と該中央軸線（３７）とが成す角度よりもシャープな鋭角（β）を形成している。弁閉鎖体（４）の下流側の端部に閉鎖体延長部（３５）が配置されており、該閉鎖体延長部（３５）の外套面（３９）と、弁閉鎖体（４）の、該延長部（３５）に隣接する輪郭とが鈍角を形成している。
2004517267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁であって、弁閉鎖体（４）が設けられており、該弁閉鎖体（４）が弁ニードル（３）と作用結合されており、前記弁閉鎖体（４）が、弁座体（５）の切欠に配置された弁座面（６）と協働してシール座を形成しており、弁座体（５）に配置された少なくとも１つの噴射開口（７）が設けられている形式のものにおいて、
弁座面（６）と噴射開口（７）との間において、前記切欠によって第２の面（３６）が形成されており、該第２の面（３６）と燃料噴射弁（１）の中央軸線（３７）とが、弁座面（６）と該中央軸線（３７）とが成す角度よりもシャープな鋭角（β）を形成しており、弁閉鎖体（４）の下流側の端部に閉鎖体延長部（３５）が配置されており、該閉鎖体延長部（３５）の外套面（３９）と、弁閉鎖体（４）の、該延長部（３５）に隣接する輪郭とが鈍角を形成していることを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項２】
弁閉鎖体（４）の閉鎖体延長部（３５）が、噴射開口（７）よりも大きな半径方向延伸部を有している、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
弁閉鎖体（４）の閉鎖体延長部（３５）における外套面（３９）の、下流方向の延長線と、弁座体（５）とが、弁座体（５）の第２の面（３６）上に完全に位置する交線を形成している、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
閉鎖体延長部（３５）の軸方向伸張部が、完全に持ち上げられた状態の、第２の面（３６）から弁閉鎖体（４）と閉鎖体延長部（３５）との間の結合線までの間隔よりも小さくなっている、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】
弁閉鎖体（４）が、シール座の下流側で円錐台形部分（３８）を備えており、該円錐台形部分（３８）の外套面と燃料噴射弁（１）の中央軸線（３７）とが、該中央軸線（３７）と弁座面（６）とが成す角度（α）よりも大きな角度を形成している、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】
閉鎖体延長部（３５）の下流側の端部と弁座体（５）との間で最も狭幅に形成された通流横断面が、噴射の配量のために形成された横断面よりも大きくなっている、請求項１から５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】
背景技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の燃料噴射弁から出発する。
【０００２】
弁閉鎖体を備えていて、かつ弁閉鎖体の下流側の端部に延長部が配置されているような燃料噴射弁は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第３７１０４６７号明細書から公知である。弁閉鎖体は、弁座面と協働してシール座を形成しており、シール座は、切欠によってノズル体の下流側の端部に形成されている。切欠は、ノズル体の、円筒形の開口に向かう移行部まで円錐形に成形されている。シール線に沿って高い面圧を形成するために、弁閉鎖体は、シール座の領域において、下流側の端部における円錐部分に向かう移行部よりも小さな半径を有している。
【０００３】
円錐部分の下流側において、弁閉鎖体に円筒形の延長部が配置されており、この場合円筒形の延長部は、ノズル体における開口に突入している。燃料噴射弁の静止状態で、延長部は、ノズル体の開口の下流側の端部から突出していない。延長部と開口とはリングギャップを形成している。ノズル体の、下流側の端部に配置された噴射孔付円板に、複数の噴射開口が設けられており、これらの入口開口は、リングギャップの内側に位置している。
【０００４】
前述の燃料噴射弁の欠点は、延長部がノズル体の開口に突入していることである。形成されたリングギャップは、燃料噴射弁の総開放時間の間、一定の横断面を有している。弁ニードルストロークの間、リングギャップの長さしか変化しない。これによってリングギャップは、総噴射時間の間、燃料流に影響を与える。したがって完全に開放された燃料噴射弁では、噴射過程の開始に際して得られる減少されるかまたは完全に相殺される作用の干渉が不可能である。
【０００５】
弁閉鎖体の個々の区分の間の、流れ技術的に最適化される移行部によって、流れ損失の少ない燃料流がもたらされる。燃料噴射弁から流出する燃料のインパルスは大きい。流出する燃料ジェットが、延長部の下流側で形成されない場合、噴射される燃料の大きな進入深さが結果として生じる。このことは、燃焼法と燃焼室幾何学形状とに応じて、燃焼過程に関して不都合に作用する。
【０００６】
同様に不都合な点は、シール座の上流側に配置された旋回ディスクを備えた、旋回流を形成する弁における流れの影響が、旋回流の形成を妨害することである。流れ損失によって、ジェット形成の不良化がもたらされる。
【０００７】
発明の利点
これに対して、独立請求項に記載の特徴を有する本発明の燃料噴射弁の利点によれば、噴射過程の開始に際してしか閉鎖体延長部によって流れが影響されない。この影響は、燃料噴射弁が開放するにつれて次第に減少する。これによって旋回動を有する流れの形成が妨害されない。完全に開放された燃料噴射弁では、閉鎖体延長部は流れに影響を及ぼさない。
【０００８】
特に有利には、旋回動を有していない予備噴射の進入深さが減少されている。減少された進入深さによって、特に燃焼過程の開始に際して、燃焼室における燃料の良好な分配がもたらされ、この分配は、燃料噴射弁における、噴射過程の経過中に形成された旋回流による燃料分配に適合されている。
【０００９】
さらに有利には、燃料噴射弁の種々異なる実施形態に対する簡単な適応が得られる。可変の静的な通流に適合させるために、たとえば延長部の長さは同様に変化させることができ、これによって燃料噴射弁が完全に開放された状態で、自由な流過横断面は、これに対応して拡大させることができる。弁座体の、対応する面と協働して、噴射特性も、燃料噴射弁の開放過程の間に簡単に変化させることができる。
【００１０】
従属請求項に記載された構成手段によって、本発明の燃料噴射弁の有利な実施形態が得られる。
【００１１】
噴射開口に突入しない閉鎖体延長部によって、斜めに噴射する燃料噴射弁に使用することもできる。
【００１２】
燃料噴射弁の製作に関して特に有利には、追加的な構成部材が必要でない。特に弁座体の加工は、旋盤加工される素材において、いずれにせよ必要な弁座面の研磨によって必要な輪郭を形成する可能性を提供する。これによって追加的な加工ステップが必要でなく、しかも製作コストを低く維持することができる。弁閉鎖体の側でも同様にコスト増加を小さく維持することができる。なぜならば閉鎖体延長部が弁閉鎖体から形成することができるからである。
【００１３】
実施例の説明
次に本発明の実施例を図示し、詳しく説明する。
【００１４】
図２に基づいて本発明の燃料噴射弁１の実施例を詳しく説明するまえに、本発明をより判りやすく理解するために、まず主要構成部材に関する全体図を用いて本発明の燃料噴射弁１を短く説明する。
【００１５】
燃料噴射弁１は、混合気圧縮型の火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁１の構成で形成されている。この燃料噴射弁１は、特に燃料を図示していない内燃機関の燃焼室に直接噴射するために適している。
【００１６】
燃料噴射弁１は、ノズル体２を備えており、このノズル体２に弁ニードル３が配置されている。弁ニードル３は弁閉鎖体４と作用結合されており、この弁閉鎖体４は、弁座体５に配置された弁座面６と協働してシール座を形成している。燃料噴射弁１は、たとえば電磁作動式の燃料噴射弁１であって、この燃料噴射弁１は噴射開口７を備えている。ノズルボディ２は、シール８によってケーシング端部９に対してシールされている。マグネットコイル１０は、コイルケーシング１１に封入されていて、かつコイル支持体１２に巻き付けられており、このコイル支持体１２はマグネットコイル１０の内極１３に接触している。内極１３およびケーシング端部９は、ギャップ２６によって互いに仕切られており、かつ結合部材２９に支持されている。マグネットコイル１０は、線路１９を介して、電気的な差込コンタクト１７を介して供給可能な電流によって励磁される。差込コンタクト１７は、プラスチック外套部１８によって取り囲まれており、このプラスチック外套部１８は内極１３に射出成形することができる。
【００１７】
弁ニードル３はディスク状に形成された弁ニードルガイド１４内で案内されている。この弁ニードルガイド１４に対して調節ディスク１５が対を成して設けられており、この調節ディスク１５は弁ニードルストロークの調節に役立つ。調節ディスク１５の上流側にアーマチュア２０が設けられている。このアーマチュア２０は、フランジ２１を介して弁ニードル３と伝力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によってフランジ２１と結合されている。フランジ２１に戻しばね２３が支持されており、この戻しばね２３は、提案された燃料噴射弁１の構造形式では、内極１３に圧入されたスリーブ２４によってプレロード（Ｖｏｒｓｐａｎｎｕｎｇ；予荷重）をかけられる。
【００１８】
弁ニードルガイド１４とアーマチュア２０と旋回ディスク３１とには、燃料通路３０ａ，ｂ，ｃが延びている。中央の燃料供給路１６にはフィルタエレメント２５が配置されている。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管路に対してシールされている。
【００１９】
燃料噴射弁１の静止状態では、アーマチュア２０が、弁ニードル３におけるフランジ２１を介して、戻しばね２３によってこの戻しばねのストローク方向で負荷されており、この負荷は、弁閉鎖体４が弁座面６に接触状態で保持されるように行われている。マグネットコイル１０が励磁されると、マグネットコイル１０は磁界を形成し、この磁界はアーマチュア２０を、戻しばね２３のばね力に抗してストローク方向で運動させ、この場合ストロークは、静止状態で内極１３とアーマチュア２０との間に存在する作業ギャップ２７によって設定されている。アーマチュア２０は、弁ニードル３に溶接されたフランジ２１を、ひいてはこれと同様に弁ニードル３をストローク方向で連行する。弁閉鎖体４は、弁座面６から持ち上げられ、燃料が噴射開口７から噴射される。噴射開口７に向かって流れる燃料は、シール座の上流側で旋回ディスク３１を通流し、旋回ディスク３１において燃料流は、周方向の速度成分を有してシール座に向かって流れる。
【００２０】
コイル電流が遮断されると、アーマチュア２０は、磁界の十分な減少のあとで、フランジ２１上の戻しばね２３の圧力によって、内極１３から落下し、これによって弁ニードル３がストローク方向で移動される。これによって弁閉鎖体４は弁座面６に載設され、燃料噴射弁１は閉鎖される。
【００２１】
図２には、本発明に基づく燃料噴射弁１のシール座の領域が詳しく示されている。弁座体５は、下流側の端部でノズル体２に嵌入されていて、かつ溶接結合部を介して取り付けられている。弁座体５に切欠が設けられており、この切欠の上流側部分は弁座面６を形成している。弁座面６には、燃料噴射弁１の静止状態で、弁ニードル３と作用結合している弁閉鎖体４が密に接触して保持されている。弁閉鎖体４は旋回ディスク３１の案内切欠３２に案内されている。燃料噴射弁１の開放状態で旋回流を形成するために、旋回ディスク３１に旋回通路３３が形成されており、この旋回通路３３は接線方向成分を有して旋回室３４に通じていて、かつ燃料通路３０ｃを介して燃料供給される。旋回室３４は、たとえば弁座体５の切欠の上流側の端部と弁閉鎖体４との間に形成されている。弁閉鎖体４の下流側の端部に、閉鎖体延長部３５が配置されている。
【００２２】
弁座体５の切欠は、貫通するように形成されていて、かつ上流側の端部に形成された第１の弁座面６と、この弁座面６に続く第２の面３６とから構成されており、この第２の面３６は下流方向で噴射開口７に移行している。弁座面６と第２の面３６とは、燃料噴射弁１の中央軸線３７とそれぞれ異なる角度を形成しており、この場合弁座面６と燃料噴射弁１の中央軸線３７との成す第１の角度αは、第２の面３６と中央軸線３７との成す第２の角度βよりも大きくなっている。有利には、噴射開口７は燃料噴射弁１の中央軸線３７に対して共軸的で、かつ円筒状に形成されている。弁座面６は、たとえば旋盤加工によって得られた原形から研磨によって製作することができる。この場合旋盤加工された面と燃料噴射弁１の中央軸線３７とは、第２の面３６と中央軸線３７との成す角度と同じ角度βを形成する。
【００２３】
弁閉鎖体４は、円筒形部分を備えており、この円筒形部分は、旋回ディスク３１の案内切欠３２を貫通していて、かつ案内切欠３２と液密なギャップを形成している。円筒形部分に、半径において先細の部分が接続されており、有利には、この先細の部分は、円錐台形状を有している。弁閉鎖体４の下流側の端部に延長部３５が配置されている。有利には、延長部３５は、燃料噴射弁１の中央軸線３７に対して共軸的であり、かつ円筒形の形状を有している。延長部３５の半径方向伸張部は、噴射開口７の半径方向伸張部よりも大きくなっていて、かつ第２の面３６の最大半径方向伸張部よりも小さくなっている。弁閉鎖体４の円錐台形部分３８の高さと、閉鎖体延長部３５の軸方向伸張部とは、共に燃料噴射弁１の閉鎖状態で、閉鎖体延長部３５の下流側の端部が弁座体５に接触しないように寸法設定されている。種々異なる実施例に燃料噴射弁１を適合させるために、延長部３５は円筒形に形成しなくてもよい。
【００２４】
円錐台形部分３８の外套面と燃料噴射弁１の中央軸線３７とが成す角度は、弁座面６と中央軸線３７とが成す第１の角度αよりも大きくなっており、これによって流れ方向で開放するギャップが、弁座面６と円錐台形部分３８との間に形成される。閉鎖体延長部３５の外套面３９と第２の面３６との間に、流れ方向で先細になるギャップが形成されており、その最小通流横断面は、特に燃料噴射弁が完全に開放された状態で、通流量を制限する横断面よりも大きくなっている。
【００２５】
燃料噴射弁１の開放時に、まず開放時点で旋回室３４に存在した燃料が流出する。燃料噴射弁１の開放前にゼロ速度を有する燃料のこの部分は、旋回されずに、弁座体５と弁閉鎖体４との間の開放するギャップを通って流出する。弁座面６と第２の面３６との間の角度差に基づいて、閉鎖体延長部３５に燃料が通流する。この場合燃料流はインパルスの一部を失う。したがって流出する燃料は、それほど広がっては燃焼室に進入しない。
【００２６】
噴射過程の間に後通流する燃料は、旋回ディスク３１に配置された旋回通路３３によって旋回負荷される。したがって発生する遠心力に基づいて、後通流する燃料は、外側に向かって押圧される。通流は、弁座体５の切欠の輪郭に追従して行われる。燃料は、閉鎖体延長部３５を通過し、燃料流が変向されることはない。したがって閉鎖体延長部３５は、流れ損失の原因とならず、燃料流の旋回は維持されたままである。旋回噴射される燃料は、噴射開口７の下流側の端部において展開され、かつ円錐形輪郭を有して噴射される。閉鎖体延長部３５と弁座体５との間を通流可能な横断面は、燃料噴射弁１の配量横断面より大きくなっており、この配量横断面は、たとえば旋回通路３３の横断面の合計として形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の燃料噴射弁の１実施例を示す概略的な部分断面図である。
【図２】
図１の区分ＩＩに基づく、本発明の燃料噴射弁を示す概略的な部分断面図である。
【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  ケーシング端部、  １０  マグネットコイル、  １１  コイルケーシング、  １２  コイル支持体、  １３  内極、  １４  弁ニードルガイド、  １５  調節ディスク、  １６  燃料供給路、  １７  差込コンタクト、  １８  プラスチック外套部、  １９  線路、  ２０  アーマチュア、  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、  ２６  ギャップ、  ２７  作業ギャップ、  ２８  シール、  ２９  結合部材、  ３０ａ，ｂ，ｃ  燃料通路、  ３１  旋回ディスク、  ３２  案内切欠、  ３３  旋回通路、  ３４  旋回室、  ３５  閉鎖体延長部、  ３６  第２の面、  ３７  中央軸線、  ３８  円錐台形部分、  ３９  外套面、  α  角度、  β  角度
【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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