(57)【要約】内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁（１）は、アクチュエータ（１０）と、このアクチュエータ（１０）によって操作可能な、弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）とを有している。弁閉鎖体（４）は、弁座体（５）に形成された弁座面（６）と共にシール座を形成している。さらに、燃料噴射弁（１）は少なくとも１つの噴射開口（７）を有している。この噴射開口（７）は弁座体（５）に形成されている。燃料噴射弁（１）の下流側の端部（４２）には火炎防護スクリーン（３７）が配置されている。この火炎防護スクリーン（３７）は噴射開口（７）を内燃機関の燃焼室に対して遮蔽している。
2004521254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を内燃機関の燃焼室内に直接噴射するための燃料噴射弁（１）であって、アクチュエータ（１０）と、該アクチュエータ（１０）によって操作可能な、弁閉鎖体（４）を操作するための弁ニードル（３）とが設けられており、弁閉鎖体（４）が、弁座体（５）に形成された弁座面（６）と共にシール座を形成しており、さらに、少なくとも１つの噴射開口（７）が設けられており、該噴射開口（７）が、弁座体（５）に形成されている形式のものにおいて、
当該燃料噴射弁（１）の下流側の端部（４２）に火炎防護スクリーン（３７）が配置されており、該火炎防護スクリーン（３７）が、噴射開口（７）を内燃機関の燃焼室に対して遮蔽していることを特徴とする、燃料噴射弁。
【請求項２】
火炎防護スクリーン（３７）が、固定リング（３８）によって当該燃料噴射弁（１）の下流側の端部（４２）に取り付けられている、請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
固定リング（３８）が、溶接シーム（４０）によって弁座体（５）に位置固定されている、請求項２記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
火炎防護スクリーン（３７）が、弁座体（５）と火炎防護スクリーン（３７）との間に位置する噴射領域（４４）を燃焼室に対して仕切っている、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】
火炎防護スクリーン（３７）が、金属線材の編成体から成っている、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】
火炎防護スクリーン（３７）が、加工成形された開口を備えた金属薄板から成っている、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７】
開口が、打抜き加工、穿孔またはエッチングによって金属薄板に加工成形されている、請求項６記載の燃料噴射弁。
【請求項８】
固定リング（３８）が、弁座体（５）の段部（４３）に支持されている、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】
固定リング（３８）が、流出方向で火炎防護スクリーン（３７）を越えて軸方向に張り出すように成形されている、請求項２または３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部に記載した形式の燃料噴射弁から出発する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８０４４６３号明細書に基づき、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関に用いられる燃料噴射システムが公知である。この公知の燃料噴射システムは、ピストン・シリンダ構造によって形成された燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁を有していて、燃焼室内に突入した点火プラグを備えている。燃料噴射弁は、少なくとも一列で燃料噴射弁の全周にわたって分配されて配置された噴射孔を備えている。これらの噴射孔を介した燃料の適切な噴射によって、少なくとも１つの噴流を備えた混合気クラウドの形成によるスプレーガイド燃焼法が実現される。
【０００３】
上述した刊行物に基づき公知の燃料噴射弁には、特に噴射開口がコークス化し、これによって、噴射開口が目詰まりし、燃料噴射弁を通る通流量が許容不能に著しく減少するという欠点がある。このことは、内燃機関の誤機能を招く。
【０００４】
発明の利点
独立請求項の特徴部に記載の特徴を備えた本発明による燃料噴射弁は従来のものに比べて、噴射開口の流出側に配置された火炎防護スクリーンが、完全燃焼した混合気クラウドの火炎フロントの温度を噴射開口の領域で著しく低下させ、これによって、燃料が弁座体に堆積し得ないという利点を有している。これによって、コークス残分による噴射開口の閉塞が回避される。
【０００５】
従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載した燃料噴射弁の有利な構成が可能となる。
【０００６】
火炎防護スクリーンが、線材編成体から製作されていると有利である。この線材編成体は固定リングによって弁座体に取り付けられる。火炎防護スクリーンは金属薄板からも製作可能である。この金属薄板は穿孔、打抜き加工またはエッチングによって複数の開口を有することができる。
【０００７】
さらに、固定リングが、燃料の流出方向で火炎防護スクリーンを越えて軸方向に張り出していると有利である。なぜならば、これによって、火炎防護スクリーンが、燃焼室内で循環する流れの手前で遮蔽されており、燃料が火炎防護スクリーンに堆積できないからである。
【０００８】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００９】
図１には、本発明による燃料噴射弁１の実施例が抜粋した断面図で示してある。この燃料噴射弁１は、混合気圧縮型の火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射弁１の形で形成されている。この燃料噴射弁１は、燃料を内燃機関の燃焼室（図示せず）内に直接噴射するために適している。
【００１０】
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。この弁ニードル３は、たとえば溶接シーム４１を介して弁閉鎖体４に作用結合されている。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、本実施例では、内方に開放する燃料噴射弁１である。この燃料噴射弁１は２つの噴射開口７を有している。
【００１１】
本発明により形成された燃料噴射弁１の弁閉鎖体４はほぼボール形状を有している。これによって、ずれのないカルダン式（ｋａｒｄａｎｉｓｃｈ）の弁ニードルガイドが得られる。この弁ニードルガイドは燃料噴射弁１の正確な機能のために働く。
【００１２】
燃料噴射弁１の弁座体５は、たとえばポット状に形成されていて、その形状によって弁ニードルガイドに貢献している。この場合、弁座体５はノズルボディ２の噴射側の切欠き３４内に挿入されていて、溶接シーム３５によってノズルボディ２に結合されている。
【００１３】
ノズルボディ２はシール部材８によって、弁ニードル３のためのアクチュエータとして作用する電磁コイル１０の外側磁極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内に封入されていて、コイル枠体１２に巻き付けられている。このコイル枠体１２は電磁コイル１０の内側磁極１３に接触している。この内側磁極１３と外側磁極９とはギャップ２６によって互いに分離されていて、結合構成部材２９に支持されている。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により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はプラスチック被覆体１８によって取り囲まれている。このプラスチック被覆体１８は内側磁極１３を取り囲むように射出成形されていてよい。
【００１４】
弁ニードル３は弁ニードルガイド部材１４内にガイドされている。この弁ニードルガイド部材１４は板状に形成されている。行程調整のためには、弁ニードルガイド部材１４と対を成す調整板１５が使用される。この調整板１５の他方の側には可動鉄心もしくはプランジャ２０が位置している。このプランジャ２０は第１のフランジ２１を介して、動力が伝達されるように弁ニードル３に結合されている。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。この第１のフランジ２１には戻しばね２３が支持されている。この戻しばね２３には、燃料噴射弁１の図示の構造において、スリーブ２４によって予荷重もしくはプレロードがかけられる。
【００１５】
プランジャ２０の下流側には第２のフランジ３１が配置されている。この第２のフランジ３１は下側のプランジャストッパとして働く。このプランジャストッパは溶接シーム３３を介して、動力が伝達されるように弁ニードル３に結合されている。プランジャ２０と第２のフランジ３１との間には、燃料噴射弁１の閉鎖時のプランジャ反発を減衰するための弾性的な中間リング３２が配置されている。
【００１６】
弁ニードルガイド部材１４およびプランジャ２０には燃料通路３０ａ，３０ｂ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、フィルタエレメント２５によって濾過される。研削部３６は弁座支持体５の領域でシール座への燃料供給を引き受けている。燃料噴射弁１はシール部材２８によって分配管路（図示せず）に対してシールされている。
【００１７】
本発明によれば、ノズルボディ２の切欠き３４内に配置されていて、たとえば溶接シーム３５を介してノズルボディ２に結合された弁座体５に燃料噴射弁１が火炎防護スクリーン３７を有している。この火炎防護スクリーン３７は噴射開口７の下流側に固定リング３８によって取り付けられている。火炎防護スクリーン３７を噴射開口７の下流側に配置することによって、コークス化傾向が回避され、したがって、噴射開口７の目詰まりによる燃料噴射弁１の誤機能と、燃料通流量の許容不能な減少とが予防される。本発明による手段を備えた燃料噴射弁１の噴射側の部分は図２に詳しく示してあると同時に説明してある。
【００１８】
燃料噴射弁１の休止状態では、弁ニードル３に取り付けられた第１のフランジ２１が戻しばね２３によって持上り方向とは逆方向で負荷される。この場合、弁閉鎖体４は弁座面６に密に当て付けられた状態で保持される。プランジャ２０は、第２のフランジ３１に支持された中間リング３２に載置している。電磁コイル１０の励磁時には、この電磁コイル１０が磁界を形成する。この磁界はプランジャ２０を戻しばね２３のばね力に抗して持上り方向に運動させる。この場合、プランジャ２０は、弁ニードル３に溶接された第１のフランジ２１ひいては弁ニードル３を同じく持上り方向に連行する。弁ニードル３に作用結合された弁閉鎖体４が弁座面６から持ち上がる。これによって、燃料が噴射開口７で噴射される。
【００１９】
コイル電流が遮断されると、磁界の十分な減少の後、プランジャ２０が第１のフランジ２１に対する戻しばね２３のばね圧によって内側磁極１３から降下する。これによって、弁ニードル３が持上り方向とは逆方向に運動させられる。これによって、弁閉鎖体４が弁座面６に載置し、燃料噴射弁１が閉鎖される。プランジャ２０は、第２のフランジ３１によって形成されたプランジャストッパに載置する。
【００２０】
図２には、図１に示した本発明により形成された燃料噴射弁１の実施例のうち、図１に符号ＩＩを付した部分が抜粋した断面図で示してある。
【００２１】
すでに図１に示したように、本実施例では、弁座体５が、燃焼室（図示せず）に近い方の外側の端面３９に固定リング３８を有している。この固定リング３８によって、火炎防護スクリーン３７が弁座体５の下流側に位置固定されている。この場合、固定リング３８は、たとえば溶接シーム４０によって弁座体５に位置固定されていてよく、この弁座体５の段部４３に支持されている。
【００２２】
火炎防護スクリーン３７を噴射開口７の下流側に配置することによって、噴射開口７のコークス化を低減することができる。噴射開口７の直径は典型的には約１００μｍに寸法設定されているので、噴射開口７がコークス化によって時間と共に目詰まりし、したがって、通流量が許容不能に著しく制限される危険が比較的大きい。このことは、特に燃焼室内に噴射された混合気クラウドの点火時の高い温度に起因している。なぜならば、これによって、燃料の成分が燃料噴射弁１の先端部に堆積するからである。火炎防護スクリーン３７を取り付けることよって、噴射開口７がコークス残分によって閉塞し得ない程度に噴射開口７の流出領域における表面温度を低下させることができる。これによって、火炎防護の機能を有する火炎防護スクリーン３７は、この火炎防護スクリーン３７と弁座体５との間の領域での火炎フロントの伝播を阻止している。
【００２３】
上述した火炎防護スクリーン３７の火炎防護機能は、弁座体５と固定リング３８との適宜な形状付与によって助成することができる。火炎防護スクリーン３７は、すでに説明したように、噴射開口７の流出領域を燃焼室に対して閉鎖している。これによって、噴射領域４４が燃焼室に対して仕切られる。固定リング３８は、弁座体５の形状を噴射領域４４の領域で噴射方向に引き続きガイドするように成形されているので、全体的に噴射領域４４の漏斗状の形状が得られる。
【００２４】
さらに、固定リング３８は火炎防護スクリーン３７を越えて軸方向に張り出しているので、火炎防護スクリーン３７の火炎防護機能に対して付加的に固定リング３８も燃料噴射弁１の下流側の端部４２に対する遮蔽機能を引き受けている。なぜならば、固定リング３８が、燃料噴射弁１に対して接線方向に燃焼室内で循環する燃焼室流れに対して火炎防護スクリーン３７を遮蔽しているからである。
【００２５】
火炎防護スクリーン３７は、有利には、図３に示したように、金属線材の編成体から成っていてもよいが、しかし、図４に示したように、適宜に成形された金属薄板が、たとえば穿孔、打抜き加工またはエッチングによって複数の開口を備えていることも可能である。
【００２６】
本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、燃料噴射弁１の任意の構造に対して使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明により形成された燃料噴射弁の実施例の全体の概略的な断面図である。
【図２】
図１に領域ＩＩで示した、本発明による燃料噴射弁の実施例の噴射側の部分の概略的な断面図である。
【図３】
図２に示した符号ＩＩＩの方向から見た火炎防護スクリーンの平面図である。
【図４】
図２に示した符号ＩＶの方向から見た火炎防護スクリーンの変化実施例の平面図である。
【符号の説明】
１  燃料噴射弁、  ２  ノズルボディ、  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  シール部材、  ９  外側磁極、  １０  電磁コイル、  １１  コイルハウジング、  １２  コイル枠体、  １３  内側磁極、  １４  弁ニードルガイド部材、  １５  調整板、  １６  燃料供給部、  １７  差込みコンタクト、  １８  プラスチック被覆体、  １９  線路、  ２０  プランジャ、  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、  ２８  シール部材、  ２９  結合構成部材、  ３０ａ  燃料通路、  ３０ｂ  燃料通路、  ３１  フランジ、  ３２  中間リング、  ３３  溶接シーム、  ３４  切欠き、  ３５  溶接シーム、  ３６  研削部、  ３７  火炎防護スクリーン、  ３８  固定リング、  ３９  端面、  ４０  溶接シーム、  ４１  溶接シーム、  ４２  端部、  ４３  段部、  ４４  噴射領域
【国際公開パンフレット】
2004521254.tif 000003
2004521254.tif 000004
2004521254.tif 000005
2004521254.tif 000006
2004521254.tif 000007
2004521254.tif 000008
2004521254.tif 000009
2004521254.tif 000010
2004521254.tif 000011
2004521254.tif 000012
2004521254.tif 000013
2004521254.tif 000014
2004521254.tif 000015
2004521254.tif 000016
【国際調査報告】
2004521254.tif 000017
2004521254.tif 000018
2004521254.tif 000019
2004521254.tif 000020