| 【発明の名称】 |
コモンレール・インジェクタ |
| 【発明者】 |
【氏名】ジークフリート ルートハルト
【氏名】ユルゲン ハンネケ
【氏名】プラカシュ−ジョージ アンソニー
【氏名】ホルガー ラップ
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| 【要約】 |
【課題】インジェクタの耐用寿命を簡単な手段で延ばし、かつインジェクタの製造コストを安価にすることである。
【解決手段】内燃機関のコモンレール噴射系において燃料を噴射するコモンレール・インジェクタであって、インジェクタケーシング１が、中央の高圧アキュムレータと接続されていて、インジェクタケーシング１内においてノズルニードル１４が軸方向シフト可能であり、該ノズルニードルが、弁部材２内において案内されている弁ピストン６と共働する形式のものにおいて、ノズルニードル１４の、弁ピストン６に向けられた端部が、ガイドスリーブ１６内に入り込んでいて、該ガイドスリーブ内に、弁ピストン６の、ノズルニードル１４に向けられた端部、又は弁ピストン６によって制御される押圧ロッド８の、ノズルニードル１４に向けられた端部が受容されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内燃機関のコモンレール噴射系において燃料を噴射するコモンレール・インジェクタであって、インジェクタケーシング（１）が、中央の高圧アキュムレータと接続されていて、インジェクタケーシング（１）内においてノズルニードル（１４）が軸方向シフト可能であり、該ノズルニードル（１４）が、弁部材（２）内において案内されている弁ピストン（６）と共働する形式のものにおいて、ノズルニードル（１４）の、弁ピストン（６）に向けられた端部が、ガイドスリーブ（１６）内に入り込んでいて、該ガイドスリーブ（１６）内に、弁ピストン（６）の、ノズルニードル（１４）に向けられた端部、又は弁ピストン（６）によって制御される押圧ロッド（８）の、ノズルニードル（１４）に向けられた端部が受容されていることを特徴とする、コモンレール・インジェクタ。
【請求項２】 ノズルニードル（１４）とガイドスリーブ（１６）とが１つのユニットを形成していて、ノズルニードル（１４）の、弁ピストン（６）に向けられた端部において中心に盲孔が形成されており、該盲孔内に、弁ピストン（６）又は押圧ロッド（８）の、ノズルニードル（１５）に向けられた端部が受容されている、請求項１記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項３】 弁ピストン（６）もしくは押圧ロッド（８）及びガイドスリーブ（１６）が１つのユニットを形成していて、弁ピストン（６）もしくは押圧ロッド（８）の、ノズルニードルに向けられた端部において中心に盲孔が形成されており、該盲孔内に、ノズルニードル（１４）の、弁ピストン（６）に向けられた端部が受容されている、請求項１記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項４】 ノズルニードル（１４）の、弁ピストン（６）に向けられた端部に押圧ピン（１５）が形成されており、該押圧ピン（１５）がガイドスリーブ（１６）内に入り込んでいるか又は、弁ピストン（６）もしくは押圧ロッド（８）の、ノズルニードルに向けられた端部に形成された中心の盲孔内に入り込んでいる、請求項１又は３記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項５】 ガイドスリーブ（１６）とノズルばね（１８）との間において、ガイドスリーブ（１６）の、ノズルニードル（１４）とは反対側の端面に、支持プレートが配置されており、該支持プレートがノズルばね（１８）のためのばね受を形成している、請求項１、２及び４のいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項６】 ガイドスリーブ（１６）がノズルニードル（１４）とは反対側の端面に、カラー（２８）を有しており、該カラー（２８）がノズルばね（１８）のためのばね受を形成している、請求項１、２及び４のいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項７】 ガイドスリーブ（１６）の寸法が、ノズルニードル（１４）とは反対側の端面において、ノズルばね（１８）の寸法に合わせられている、請求項１、２及び４のいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項８】 ガイドスリーブ（１６）が、ノズルニードル（１４）に向けられた端面において内部に、円筒形凹設部（２２）を有している、請求項４から７までのいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項９】 ノズルニードル（１４）と弁ピストン（６）もしくは押圧ロッド（８）との間に、調節部材（９）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項１０】 弁ピストン（６）が軸方向で押圧ロッド（８）と共働し、該押圧ロッド（８）が弁ピストン（６）の長手方向に対して相対的にわずかに旋回可能に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項１１】 弁ピストン（６）の、ノズルニードル（１４）に向けられた端部に、盲孔（７）が形成されていて、該盲孔（７）内に、押圧ロッド（８）の先細になる端部が受容されている、請求項１０記載のコモンレール・インジェクタ。
【請求項１２】 弁ピストン（６）の、ノズルニードル（１４）に向けられた端部が、半径方向において弾性的に弁ピストン（６）の対称軸線から偏位可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載のコモンレール・インジェクタ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のコモンレール噴射系において燃料を噴射するコモンレール・インジェクタであって、インジェクタケーシングが、中央の高圧アキュムレータと接続されていて、インジェクタケーシング内においてノズルニードルが軸方向シフト可能であり、該ノズルニードルが、弁部材内において案内されている弁ピストンと共働する形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】コモンレール噴射系において高圧ポンプは燃料を、コモンレールと呼ばれる中央の高圧アキュムレータに圧送する。高圧アキュムレータからは高圧導管が、機関シリンダに配属された個々のインジェクタに延びている。インジェクタは個々にそれぞれ制御弁を介して機関電子装置によって制御される。制御弁が開放されると、高圧を負荷された燃料が、その際に持ち上げられたノズルニードルのそばを通過して燃焼室内に達する。
【０００３】例えばヨーロッパ特許第０６０４９１５号明細書に記載された汎用のインジェクタでは、ノズルニードルは押圧部材を介して弁ピストンによって制御される。弁ピストンは弁部材内において案内されており、この弁部材はインジェクタケーシング内に固定されている。弁ピストンの対称軸線は、実際にはノズルニードルの対称軸線と必ずしも確実に合致してはいない。このことによって、ノズルニードルガイドにおける摩耗が高められることがある。さらに、運転中における押圧部材とインジェクタケーシングとの間における接触が摩擦を変化させることがあり、この摩擦変化によって、特に低いレール圧ではインジェクタの運転特性が損なわれるおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題は、公知のインジェクタの耐用寿命を簡単な手段で長くすることである。本発明によるインジェクタはさらに安価に製造可能であることが望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するために本発明の構成では、内燃機関のコモンレール噴射系において燃料を噴射するコモンレール・インジェクタであって、インジェクタケーシングが、中央の高圧アキュムレータと接続されていて、インジェクタケーシング内においてノズルニードルが軸方向シフト可能であり、該ノズルニードルが、弁部材内において案内されている弁ピストンと共働する形式のものにおいて、ノズルニードルの、弁ピストンに向けられた端部が、ガイドスリーブ内に入り込んでいて、該ガイドスリーブ内に、弁ピストンの、ノズルニードルに向けられた端部、又は弁ピストンによって制御される押圧ロッドの、ノズルニードルに向けられた端部が受容されているようにした。
【０００６】
【発明の効果】インジェクタの耐用寿命を延ばすために、弁ピストンの、ノズルニードルに向けられた端部、もしくは弁ピストンによって制御される押圧ロッドの、ノズルニードルに向けられた端部が、ノズルニードルの対称軸線に対して同軸的に案内される。
【０００７】これによって、閉鎖力は常に同心的にノズルニードルに導入され、ノズルニードルに対して作用する不都合な傾倒モーメントが阻止される。汎用のインジェクタにおいて使用されていた押圧部材は、省くことができる。これによって、上に述べた不都合な摩擦変化を生ぜしめるおそれは無くなる。
【０００８】本発明の特別な構成形態によれば、汎用のインジェクタにおける長く延ばされた弁ピストンは、制御室からの液圧力を受け止めかつ制御室を低圧領域に対してシールする短い弁ピストンと、弁ピストンからノズルニードルへの力伝達のために働く押圧ロッドとに分割される。押圧ロッドの旋回可能な配置形式は例えば、押圧ロッドが弁ピストンに向けられた端部において先細になっていることによって、得ることができる。
【０００９】前記課題はまた、弁ピストンが弁部材におけるそのガイドの下で、弁部材におけるガイドの対称軸線によって所定されている、弁ピストンの対称軸線から弾性的に偏位可能であることによっても、解決される。弁ピストンの曲げ弾性度が既に十分に小さい場合には、弁ピストンは変えられずに本発明によるインジェクタにおいて使用することができる。弁ピストンの曲げ弾性度が大きい場合、ひいては弁ピストンのノズルニードル側端部を偏位させるために必要な力が極めて大きい場合には、弁ピストンは弁部材におけるそのガイドの下で先細にされ、その曲げ弾性度を減じられる。曲げ弾性度は、弁ピストンのノズルニードル側端部が弁ピストンの対称軸線からノズルニードルの対称軸線に向かってわずかに偏位することを可能にする。これによって、場合によっては存在する、弁部材とノズルニードルとの間における軸線のずれを補償することができる。そしてこれによって、閉鎖力が常に中心でノズルニードルに導入され、ノズルニードルに対して作用する不都合な傾倒モーメントが阻止される。
【００１０】前記課題はまた、ノズルニードルの、弁ピストンに向けられた端部において中心に盲孔が形成されており、該盲孔内に、弁ピストン又は押圧ロッドの、ノズルニードルに向けられた端部が受容されていることによっても、解決される。このように構成されていると、閉鎖力が中心でノズルニードルに導入されることを、保証することができる。
【００１１】前記課題はさらにまた、ノズルニードルの、弁ピストンに向けられた端部に押圧ピンが形成されており、該押圧ピンがガイドスリーブ内に入り込んでおり、該ガイドスリーブ内に、弁ピストンもしくは押圧ロッドの、ノズルニードルに向けられた端部が受容されていることによっても、解決される。このように構成されていると、閉鎖力が中心でノズルニードルに導入されることを、保証することができる。
【００１２】本発明の別の特別な構成では、ガイドスリーブとノズルばねとの間において、ガイドスリーブの、ノズルニードルとは反対側の端面に、支持プレートが配置されており、該支持プレートがノズルばねのためのばね受を形成している。この支持プレートは、無圧状態の系においても、規定された閉鎖力をノズルニードルに加えるために働く。
【００１３】本発明の別の特別な構成では、ガイドスリーブがノズルニードルとは反対側の端面に、カラーを有しており、該カラーがノズルばねのためのばね受を形成している。カラーは、ノズルばねの閉鎖力をノズルニードル内に導入するために働く。
【００１４】本発明の別の有利な構成では、ガイドスリーブの寸法が、ノズルニードルとは反対側の端面において、ノズルばねの寸法に合わせられている。このように構成されていると、カラーを形成することや支持プレートを使用することなしに、ノズルばねの閉鎖力をノズルニードルに導入することができる。ノズルばねの予負荷力は、支持プレートの厚さ、カラーの厚さ、ガイドスリーブの長さ又は、ノズルばねとインジェクタケーシングにおける該ノズルばねの支持部との間におけるその他の調節プレートを介して、調節することができる。
【００１５】本発明の別の有利な構成では、ガイドスリーブが、ノズルニードルに向けられた端面において内部に、円筒形凹設部を有している。この円筒形凹設部は、ノズルニードルの端部を受容するために働く。
【００１６】本発明の別の有利な構成では、ノズルニードルと弁ピストンもしくは押圧ロッドとの間に、調節部材が配置されている。分類された調節部材を使用することによって、ノズルニードルの行程を調節することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】図１にはインジェクタケーシング１の上側部分が示されている。インジェクタケーシング１内には弁部材２が固定されている。弁部材２内には中央の盲孔９が切り欠かれている。盲孔９の底面からは中央の排出孔３が延びている。さらに盲孔９には中央の供給孔４が開口している。盲孔９の孔３，４の開口領域は制御室を形成している。排出孔３が閉鎖されていて、制御室が供給孔４を介して、高圧を負荷された燃料によって満たされている場合には、インジェクタは閉鎖されている。制御室が流出孔３を介して放圧室（図示せず）に放圧されると、インジェクタは開放する。
【００１９】制御室は弁ピストン６の端面によって制限される。弁ピストン６の、制御室とは反対の側には、盲孔７が形成されている。袋孔７には、押圧ロッド８の一端が受容されているが、この場合押圧ロッド８の一端は、押圧ロッド８が弁ピストン６に対してわずかに傾くことができるように、受容されている。
【００２０】図２には、上側部分が図１に示されているインジェクタの下側部分が示されている。インジェクタケーシング１の端部にはノズル体１０が、２つのピン１１，１２によって固定されていて、緊締ナット１３を用いて固定されている。ノズル体１０にはノズルニードル１４が軸方向シフト可能に受容されている。図２に部分的に示された、ノズルニードルの端部は、図２には示されていない噴射孔を開閉するために働き、これによって、内燃機関の燃焼室内への高圧負荷された燃料の所望の噴射が可能になる。
【００２１】ノズルニードル１４の他方の端部には押圧ピン１５が形成されている。この押圧ピン１５はガイドスリーブ１６内に受容されている。ガイドスリーブ１６を介してノズルニードル１４は押圧ロッド８と連結されている。押圧ロッド８とノズルニードル１４の押圧ピン１５との間には、調節プレート１７が配置されている。この調節プレート１７は、ノズルニードル１４の行程を調節するために働く。
【００２２】ノズルばね１８はインジェクタケーシング１内において調節プレート１７を用いて、ガイドスリーブ１６を予負荷している。調節プレート１７及びガイドスリーブ１６を介して、ノズルばね１８の予負荷力がノズルニードル１４に導入される。調節プレート１７の厚さによって、ノズルばね１８の予負荷を調節することができる。
【００２３】図３〜図６には、どのようにして弁ピストン６もしくは押圧ロッド８をノズルニードル１４に対してセンタリングすることができるかが、種々異なった変化実施例によって示されている。
【００２４】図３に示された変化実施例では、ノズルニードル１４の端部に押圧ピン１５が形成されていて、この押圧ピン１５はリング状の支持面２０によって取り囲まれている。押圧ロッド８もしくは弁ピストン６の直径は、ｄ１で示されている。押圧ピン１５の直径はｄ２で示されている。またノズルニードル１４の直径はｄ３で示されている。
【００２５】図４に示された変化実施例では、ノズルニードル１４の端部に押圧ピンは形成されていない。その代わりガイドスリーブ１６の端部には、内部に環状の段部もしくは円筒形凹設部２２が形成されている。内部の環状の段部２２はノズルニードル１４のための接触面を形成している。
【００２６】図５及び図６に示された変化実施例では、図３及び図４に示された両変化実施例が互いに組み合わせられている。図５に示された変化実施例と図６に示された変化実施例との間の差異は、ガイドスリーブ１６が異なった面でノズルニードル１４の端面に載置もしくは支持されていることである。図５に示された変化実施例では、支持面は２４で示されている。図６に示された変化実施例では、支持面は２６で示されている。ガイドスリーブ１６及びノズルニードル１４の寸法は、端部領域においてそれぞれ次のように、すなわち静的な過剰な確実性もしくは厳密性（statische Ueberbestimmtheit）がインジェクタの組み立てられた状態において確実に回避されるように、選択されている。
【００２７】図７〜図９には、ガイドスリーブ１６にノズルばね力を導入するための３つの異なった変化実施例が示されている。
【００２８】図７に示された変化実施例では、ガイドスリーブ１６とノズルばね１８との間に調節プレート１７が配置されている。調節プレート１７は、ガイドスリーブ１６にノズルばね１８の押圧力を導入するために働く。
【００２９】図８に示された変化実施例では、同じ目的のためにガイドスリーブ１６にカラー２８が形成されている。カラー２８はガイドスリーブ１６と一体的である。このことは本発明によるインジェクタの組立てを簡単化するが、しかしながら同時に次のような欠点、すなわちノズルばね予負荷力を調節するためにカラー２８の厚さを使用する場合にはその都度ガイドスリーブ１６全体を交換する必要がある、という欠点がある。
【００３０】図９に示された変化実施例ではガイドスリーブ１６の横断面の寸法は、ノズルばね１８の寸法に合わせられている。これによって、調節プレートの使用及びガイドスリーブ１６におけるカラーの形成を、省くことができる。
【００３１】本発明のコアは、弁ピストンもしくは押圧ロッドのノズルニードル側の端部と、ノズルニードルとが互いに同軸的に案内されていることである。
【００３２】弁ピストンは第１実施例では下側から盲孔を備えている。押圧ロッドはその上端部において先細になっており、先細部で弁ピストンの盲孔に受容される。これによって制御ロッド軸線は弁部材軸線に対して制限された角度だけ偏位可能である。
【００３３】第２実施例では、弁ピストン６と押圧ロッド８との間の分離が省かれ、その代わりに弁ピストンの曲げ弾性が利用されており、これによって弁ピストンのノズルニードル側の端部を弁ピストンの対称軸線から偏位させること、及びノズルニードルの対称軸線に向かって案内することが可能になる。
【００３４】ノズルニードルが押圧ピンを備えている構成では、この押圧ピンに、該押圧ピンよりも長いガイドスリーブが装着される。押圧ロッドの下端部はこのガイドスリーブ内に受容される。これによって、閉鎖力が中心でノズルニードルに導入されることが保証されている。
【００３５】択一的に、ノズルニードルは押圧ピンを備える代わりに、中心の盲孔を備えていることができ、この盲孔には押圧ロッドの下端部が導入される。このようにして、付加的なガイドスリーブなしに、力作用ポイントをセンタリングすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００２３７１１
【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
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| 【出願日】 |
平成１３年４月２５日（２００１．４．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６１８１５
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 敏雄 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５５３５（Ｐ２００１−３５５５３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１２８２３２（Ｐ２００１−１２８２３２） |
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