JP2003532004A - 噴射装置のインジェクタにおけるノズルニードルの行程調節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関の燃焼室に高圧下にある燃料を噴射するためのインジェクタ（１）であって、ノズルニードル（１９）の作動を生ぜしめる軸方向行程運動を実施する弁プランジャ（４）が設けられている形式のものに関する。弁プランジャ（４）とノズルニードル（１９）との間には、球形に形成され且つ調節板（７）によって取り囲まれた押圧体（１７）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、高圧蓄え室（コモンレール）を有する燃料噴射システムで使用され
るような噴射装置のインジェクタにおけるノズルニードルの行程調節に関する。
内燃機関の燃焼室における燃焼に必要とされる、極めて高い圧力下にある燃料量
を正確に調量するためには、精密なノズルニードル行程距離を予め調節して、噴
射システムの運転中維持しなければならない。

【０００２】 背景技術 ディーゼルエンジンのための高圧噴射システム用インジェクタの従来の構成で
は、インジェクタボディにおけるノズルニードルのニードル行程が円筒形に構成
された押圧部材によって調節されるノズルニードル行程調節が使用される。拡張
されたヘッド領域を備えて構成された前記押圧部材は、一方の端面を以てインジ
ェクタの弁プランジャの端面に当接している。円筒形の押圧部材の他方の端面は
インジェクタのノズルニードルの上面に当接しており、この場合、前記押圧部材
はガイドスリーブによって取り囲まれていてよい。

【０００３】 円筒形の押圧部材を備えたインジェクタを、それぞれ異なるノズルニードル行
程距離及びその予調節を必要とするその時々の使用状況に適合させるため、並び
に個別部材の長さの許容誤差を補償するためには、従来使用された押圧部材が寸
法グループ毎に製作される。これらの寸法グループは３つのμｍ段階に分割され
ており、製作及びディメンショニングに非常にコストがかかる。それというのも
、僅かな製作誤差しか許容されないからであり、このことは測定手間を少なから
ず増大させる。

【０００４】 押圧部材の寸法グループ毎のコストのかかる製作の他に、これらの押圧部材の
使用は手間のかかる操作と結びついている。つまり、押圧部材は製作後洗浄され
、寸法グループに応じてクラス分けされてから個々のロットにソートされる。こ
のことは、部分的にのみ自動化可能であり且つ高価な測定器械を必要とする付加
的な処理段階を意味する。

【０００５】 結局のところ、円筒形の押圧部材とこの押圧部材を取り囲むガイド孔との間に
摩耗現象が生じる恐れがあり、これにより、押圧部材とこの押圧部材を取り囲む
ガイドスリーブとの間の遊びが増大するように調節される。この場合、摩耗に基
づき生じる増大された摩擦は、インジェクタの動的特性にネガティブに影響を及
ぼす。

【０００６】 発明の開示 球形に形成された押圧体を弁プランジャとノズルニードル端面との間に設ける
本発明により提案された解決手段によって、円筒形の押圧体のコストのかかる製
作が簡単に回避され得る。本発明により提案された押圧体は最早摩耗現象の影響
は受けない。それというのも、押圧体は最早この押圧体を取り囲む孔の壁と直接
に接触していないからである。これにより、摩耗及びこの摩耗に基づき発生する
押圧体に対する摩擦力は概ね排除されている。

【０００７】 押圧体を球形に形成することにより、弁プランジャ力をノズルニードルの中心
に正確に導入することが可能である。弁プランジャと向かい合ったノズルニード
ルの上面に対する押圧力の作用線は、ノズルニードルの対称軸線に対して同軸的
に延びている。ノズルニードルに設けられた、押圧体のための円錐形に構成され
た収容部を使用することにより、インジェクタノズル部分におけるノズルニード
ルの横方向力無しの制御が可能である。横方向力無しで行われるノズルニードル
への力の導入はガイド孔内でのノズルニードルの傾動を防止し、これにより、本
発明により構成されたインジェクタボディの可使時間が著しく増大される。

【０００８】 規格に合わせて製作されたＤＩＮ球が押圧体として使用される場合は、このよ
うに製作された押圧体を使用することによってインジェクタの製作コストが著し
く低下され得る。ＤＩＮ球として使用される球形の押圧体は部材コストの低下及
び保管コストの著しい低下が期待でき、これにより全体としては本発明により提
案されたインジェクタがより廉価に製作される。

【０００９】 従って、コンベンショナルに製作された円筒形の押圧部材のクラス分け等の処
理過程は完全に回避され得る。球形の押圧体もやはりμｍ範囲内の直径段階毎に
使用され得るので、使用されるべき押圧体がその時々の固有の使用目的に、簡単
に個別に適合される。

【００１０】 実施例 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１１】 図１からは、弁プランジャ端面とノズルニードル端面との間に配置された円筒
形の押圧部材を備えたインジェクタが明らかである。高い機械的負荷に永続的に
耐えられる材料から製作されたインジェクタ１は互いに結合された構成部材、即
ちインジェクタボディ１．１とノズル体１．２とから成っており、これらの構成
部材はノズル締付けナット３によって互いにねじ締結されている。インジェクタ
ボディ１．１の孔５には軸方向の行程運動を実施する弁プランジャ４が収容され
ており、この弁プランジャ４はインジェクタボディ１．１の対称軸線に対して同
軸的に延びている。ノズル体１．２の孔６にはノズルニードル１９が軸方向で可
動に収容されている。インジェクタボディ１．１とノズル体１．２との間の分割
接合面１３において、高圧蓄え室から来る高圧下にある燃料のための流入孔１６
の上側部分１．１若しくはノズルニードル部分１．２内の両孔区分が互いに接続
している。

【００１２】 インジェクタボディ１．１とノズル体１．２との間の正確に適合された接続は
２本のセンタリングピン１０によって得られ、これらのセンタリングピン１０の
内の１本が図１の断面図に示されている。

【００１３】 各センタリングピン１０は一方でインジェクタボディ１．１に形成されたセン
タリング孔１１に係合している。分割接合面１３を架橋する前記センタリングピ
ン１０の他端部は、ノズル体１．２内に構成されたセンタリング孔１２によって
取り囲まれている。図示の実施例では、インジェクタボディ１の上側部分１．１
に設けられた孔５には調節板７が弁プランジャ４を取り囲むようにして挿入され
ており、この調節板７にはインジェクタボディ１の上側部分１．１の孔５に収容
された圧縮ばね１４が当接している。

【００１４】 この圧縮ばね１４の他端部は円筒形の押圧部材８のショルダに載着されている
。この円筒形の押圧部材８は図１に示した構成では、テーパされたヘッド領域が
圧縮ばね１４の数本の巻線によって取り囲まれたピン形部材として製作されてい
る。斜面の設けられた弁プランジャ端面１５において、弁プランジャ４と円筒形
に形成された押圧部材８とが互いに接触している。円筒形の押圧部材８の軸部と
、インジェクタボディ１．１に設けられた孔５の内側との間の相対運動は、これ
らの両構成部材間の摩耗を生ぜしめる。

【００１５】 円筒形の押圧部材８はノズル体１．２の孔６によって取り囲まれたノズルニー
ドル１９の上面に当接している。ノズルニードル部分の孔６は室２０に開口して
おり、この室２０からは、ノズルニードル座（図示せず）で終わるノズルニード
ル孔９が延びている。インジェクタボディ１の把持部３に収容されたノズルニー
ドル部分１．２に位置する、高圧下にある燃料のための流入孔１６の区分は、室
２０に開口しているように描かれている。

【００１６】 図２からは、ノズルニードル上面と弁プランジャ端面との間に配置された球形
の押圧体を備えたインジェクタが明らかである。

【００１７】 図２に示したインジェクタ１もやはり、ノズル締付けナット３によってねじ締
結部２において解離可能に結合されたインジェクタボディ１．１を有しており、
しかも、ノズル締付けナット３がノズル体１．２を収容している。図１と比較し
て図２に示した弁プランジャ４は、軸方向延在部が比較的長く構成されている。
弁プランジャ４の下側には、図２に示した構成では第１の許容差位置１５．１及
び第２の許容差位置１５．２で描かれた端面１５が位置している。図２に示した
弁プランジャ４は、インジェクタ１の上側部分１．１の孔５を通って延びており
且つ複数の巻線を有する圧縮ばね１４によって取り囲まれており、この圧縮ばね
１４は一方ではインジェクタボディ１．１に支持されており且つ他方では球形の
押圧体１７を取り囲んでいる調節板７に当接している。この調節板７自体はノズ
ルニードル１９の端面に載着されており、この端面には球形に形成された押圧体
１７を位置固定するために当接面１８が形成されていてよい。この当接面１８は
、例えばノズルニードル１９の端面を円錐形又は球形に研削することによって製
作され得る。ノズルニードル１９の当接面１８における球形に形成された押圧体
１７の中心位置決めは、当接面１８及びノズルニードル１９相互の対称軸線の同
心に基づいて行われる。

【００１８】 図２に示した構成からは図１と同様、インジェクタボディ１．１及び分割接合
面１３においてインジェクタボディ１．１に当接しているインジェクタボディの
ノズル体１．２が２本のセンタリングピン１０によって互いに位置調整されてい
るということが明らかである。各センタリングピン１０は、一方ではインジェク
タボディ１．１の孔１１に収容されており且つ他方ではノズル体１．２のセンタ
リング孔１２に収容されている。ノズル体１．２の孔６は図１と同様、室２０に
開口しており、この室２０からはノズルニードル孔９がノズルニードル座に向か
って延びている。インジェクタボディ１．１とインジェクタ１のノズル体１．２
との間の分割接合面１３を互いにセンタリングするセンタリングピン１０によっ
て、インジェクタボディ１．１及びノズル体１．２に設けられた、高圧蓄え室か
ら来る高圧下にある燃料のための流入孔１６の区分も互いに位置調整されている
。この流入孔１６は室２０に開口しており、この室２０から、高圧下で室２０に
噴射された燃料がノズルニードル座に向かって流れる。

【００１９】 図２では、球形に形成された押圧体１７は２つの段階１７．１；１７．２で形
成されている。比較的細い線で示した弁プランジャ４の端面位置１５．１では、
弁プランジャ４の端面１５は大きさ段階１７．１の小さな方の球形押圧部材と中
心で接触している。この場合、球形に形成された大きさ段階１７．１の押圧体１
７は、ノズルニードル１９の端面に形成された当接面１８に当接している。大き
さ段階１７．１の球形押圧体は調節板７によって取り囲まれており、この調節板
７には弁プランジャ４を取り囲む圧縮ばね１４が当接している。

【００２０】 弁プランジャ４の端面１５の位置１５．２では、この端面１５は大きさ段階１
７．２の球形押圧体１７に当接している。この位置でも大きさ段階１７．２の押
圧体１７は調節板７によって完全に取り囲まれており、当て付けられた弁プラン
ジャ４の端面１５によってノズルニードル１９の上側の当接面１８に押し込まれ
ている。

【００２１】 この構成により、弁プランジャ４の力を正確にノズルニードル１９の中心に導
入することが可能である。これにより、ノズルニードル１９の横方向力無しの制
御が弁プランジャ４によって行われるので、ノズルニードル１９がノズル体１．
２に形成された、室２０に移行する孔６において傾動しないということが保証さ
れている。これにより、可動の構成部材、即ち押圧体１７，ノズルニードル１９
及びノズル体１．２の著しく少ない摩耗が得られ、この場合、圧縮ばね１４によ
って加えられる、ノズルニードル１９の端面に対するノズルばね力の調節は、使
用される調節板７の厚さに基づいて変化してよい。図１の公知の実施例と比べて
、弁プランジャ４を延長し且つノズルニードル１９を選択的に延長することしか
必要とされない。押圧体１７の直径をクラス分けすることにより、ノズルニード
ル１９の行程調節を行うことができ、この場合、行程ストッパは弁プランジャの
上端部（図示せず）に位置している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 弁プランジャとノズルニードル端面との間の円筒形に形成された押圧部材を備
えた２部構成のインジェクタを示した図である。

【図２】 弁プランジャ端面とノズルニードル上面との間に設けられた球形の押圧体を備
えたインジェクタボディ。

【符号の説明】

１ インジェクタ、 １．１ インジェクタボディ、 １．２ ノズル体、 ３ ノズル締付けナット、 ４ 弁プランジャ、 ５，６ 孔、 ７ 調節板、 ８ 押圧部材、 ９ ノズルニードル孔、 １０ センタリングピン、 １１
，１２ センタリング孔、 １３ 分割接合面、 １４ 圧縮ばね、 １５ 弁
プランジャ端面、 １６ 流入孔、 １７ 押圧体、 １７．１，１７．２ 段
階、 １８ 当接面、 １９ ノズルニードル、 ２０ 室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ゾンマー ドイツ連邦共和国 バンベルク ハインリ ッヒ−ゼムリンガー−シュトラーセ 34 (72)発明者 クラウス バイアー ドイツ連邦共和国 フレンスドルフ ロイ ンドルファー シュトラーセ ４ Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 BA56 BA57 BA59 BA61 CB12 CC01 CC05T CC14 CC55

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室に高圧下にある燃料を噴射するためのイン
   ジェクタであって、ノズルニードル（１９）の作動を生ぜしめる軸方向行程運動
   を実施する弁プランジャ（４）が設けられており、該弁プランジャ（４）とノズ
   ルニードル（１９）との間に押圧体（１７）が設けられている形式のものにおい
   て、 押圧体（１７）が球形に形成されており且つ調節板（７）によって取り囲まれ
   ていることを特徴とするインジェクタ。
2. 【請求項２】 弁プランジャ（４）又はノズルニードル（１９）の端面に押
   圧体（１８）のための当接面（１８）が形成されている、請求項１記載のインジ
   ェクタ。
3. 【請求項３】 押圧体（１７）が弁プランジャ（４）とノズルニードル（１
   ９）との間に交換可能に配置されている、請求項１記載のインジェクタ。
4. 【請求項４】 押圧体（１７）が様々な大きさ段階（１７．１，１７．２）
   で形成されている、請求項１記載のインジェクタ。
5. 【請求項５】 使用される押圧体（１７）の大きさ段階（１７．１，１７．
   ２）に基づいてノズルニードル（１９）の軸方向行程が調節可能である、請求項
   ４記載のインジェクタ。
6. 【請求項６】 ノズルニードル（１９）の当接面（１８）における押圧体（
   １７）のセンタリングにより、ノズルニードル（１９）の横方向力無しの正確な
   中心制御が行われる、請求項１記載のインジェクタ。
7. 【請求項７】 ノズルニードル（１９）に作用するばね力（１４）が、ノズ
   ルニードル（１９）の端面に載着された調節板（７）を介して調節可能である、
   請求項１記載のインジェクタ。