JP2018523785A - Injection nozzle - Google Patents
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Abstract
内燃機関のための噴射ノズル(21)であって、当該ノズル(21)は、長尺な中空本体(23)と、本体(23)の遠位端部(27)において少なくとも一つの開口(28)から燃料が分配されることを可能とするために中空本体(23)内で往復動作するように配置されたニードル(22)とを具備し、本体(23)の遠位端部は、それに対してニードル(22)がノズル(21)を密閉するために載るように配置される輪郭取りされたシート(25)を画定し、噴射ノズル(21)はさらに、電気的絶縁ガイドアセンブリであって、ニードル動作が案内されるとき本体(23)内でニードル(22)の遠位端部(24)を心出しするようにニードル(22)の往復動作の間中、シート(25)に当接するガイド(31)を含む電気的絶縁ガイドアセンブリを具備し、電気的絶縁ガイドアセンブリは、ニードル(22)がシート(25)から離間させられたとき、ニードル(22)を本体(23)から電気的に絶縁するように配置されている噴射ノズル(21)。An injection nozzle (21) for an internal combustion engine, the nozzle (21) comprising an elongated hollow body (23) and at least one opening (28) at a distal end (27) of the body (23). A needle (22) arranged to reciprocate within the hollow body (23) to allow fuel to be dispensed from the distal end of the body (23), The needle (22) defines a contoured sheet (25) arranged to rest to seal the nozzle (21), the injection nozzle (21) further comprising an electrically insulating guide assembly Abut the seat (25) during the reciprocating motion of the needle (22) to center the distal end (24) of the needle (22) within the body (23) when the needle motion is guided An electrically insulating guide assembly comprising a guide (31), the electrically insulating guide assembly being moved when the needle (22) is spaced from the seat (25); Injection nozzles needle (22) is arranged to electrically insulate from the body (23) (21).
Description
本発明は、概して燃料噴射ノズルに関し、特にディーゼルエンジンのような内燃機関に燃料を供給するための噴射ノズルに関する。 The present invention relates generally to fuel injection nozzles, and more particularly to injection nozzles for supplying fuel to an internal combustion engine such as a diesel engine.
従来の噴射ノズル1の例が図1に示されている。図示されるように、ニードル2が長尺な中空ノズル本体3内に配置され、そしてニードル2の遠位端部またはチップ4がノズル1を密閉するように圧縮スプリング6によってノズル本体3内で略円錐形シート5と接触するように付勢される。ノズル本体3の端部7には、それを経て燃料がエンジン内に噴射される一つ以上の小さな開口8が設けられる。
An example of a
使用時、ディーゼル燃料は、噴射ポンプ(図示せず)によって供給されるコモン燃料レール(図示せず)の形態の高圧燃料供給源から噴射ノズル1に供給される。燃料は、チャネル9を通って、ニードル2の周りに配置された第1の燃料アキュムレータ容積10まで流れる。第2の燃料アキュムレータ容積10aが第1の燃料アキュムレータ容積10の下流に配置され、第1および第2のアキュムレータ容積10,10aは、ニードル2の拡大直径部分によって画定されるフランジ2aによって分離させられる。フランジ2aは、当該フランジ2aと本体3との間のクリアランスが制限部を生じるのに十分なほど小さくなるよう本体3内に相対的に緊密に嵌合するようなサイズとされ、これによって第1および第2のアキュムレータ容積10,10a間の圧力降下を生み出す。この圧力降下はニードル2の動きを制御するために使用することができる。
In use, diesel fuel is supplied to the
噴射ノズル1からの燃料の噴射は、電子制御ユニット(図示せず)によって制御される。噴射ノズル1は、この噴射ノズル1のチップにおいてバルブシート5に対するニードル2の動作を制御する制御バルブ(図示せず)を備えている。制御バルブは、制御チャンバー11と低圧ドレイン(図示せず)との間の流れを制御することによって、図1に見られるようにニードル2の上側端部に配置された制御チャンバー11内の燃料圧力を増減させるように動作可能である。制御チャンバー11は高圧燃料供給源に接続されているので、制御バルブの位置に応じて、比較的高い供給圧力と比較的低い圧力との間で、制御チャンバー11の圧力を切り換えることができる。
The injection of fuel from the
制御バルブ11が制御チャンバー11をドレインに接続するように操作されるとき、制御チャンバー11内の燃料の圧力は減少し、そしてアキュムレータ容積10,10a内のより高い燃料の圧力によってニードル2はノズル本体3のシート5から離れるように移動させられる。これにより、燃料が開口8を介して噴霧され、エンジンに入ることが可能になる。制御バルブが制御チャンバー11とドレインとの間の連通を防止するために動作するとき、制御チャンバー11内の圧力は供給圧力まで上昇する。この結果、ニードル2はシート5上に戻るように移動して噴射ノズル1を密閉し、エンジンへの燃料供給を遮断する。制御チャンバー11内の燃料とアキュムレータ容積10a内の燃料との間の圧力差が、この閉鎖動作中にニードル2への適切な閉鎖力を生じるのに十分であることを保証するために、高圧供給源とアキュムレータ容積10aとの間に流動制限部が組み込まれるが、これは、供給圧力源に対して、ニードル閉鎖中にアキュムレータ容積10a内の圧力の低下を引き起こす。
When the
図1に示される従来の構成では、噴射ノズル1には、ノズル本体3内でニードル2を心出しするように機能する上側および下側案内領域12,13が設けられている。ニードル2の心出しは、噴射ノズル1の適切な機能を保証するために重要である。下側案内領域13は、ニードル2にまたはノズル本体3に、またはニードル2およびノズル本体3の両方に、機械加工プロセスによって形成される。上側案内領域12は、本体3の上側端部に固定され、ニードル2の上側部分を受け入れるとともにニードル2に密着するような寸法とされ、これによって案内機能を提供する中央孔を有するガイド片12aによって画定される。
In the conventional configuration shown in FIG. 1, the
ノズル1の改善された制御を可能にするタイミング情報を提供するために、電気的入力部(図示せず)を用いて、ニードル2に電圧が印加される。ニードル2および本体3の両方が導電性材料で作られているので、チップ4がシート5に接触すると電気回路が完成する。その後、ニードル2に印加された電圧が、出力部(図示せず)を介して制御ユニットに供給される出力信号を生成する。この出力信号はニードル2がシート5に係合する正確な瞬間を示し、これは進行中の動作においてノズルの制御を最適化するための貴重なデータである。
To provide timing information that allows improved control of the
ニードル2がシート5に係合する前に出力信号が生成されないことを保証するために、ガイド領域12,13の外面は、本体3の内面と接触し得る領域において電気的に絶縁されている。
In order to ensure that no output signal is generated before the
さまざまな理由のためにニードルがシート5上で正確に中心に位置することを確実にすることが望ましい。例えば、不正確な心出しは、ノズル1を閉じるためにシート5に完全に係合する前に、ニードル2が本体3と電気的に接触する結果となる。このような状況で生成された出力信号は、ノズル1が閉じる時刻の誤った読み取りをもたらし、これは、その後の噴射事象の制御に影響を及ぼす。例えば、ニードルを取り囲む高圧燃料の作用下での本体3の膨張によって不正確なニードルアライメントが引き起こされることがあり、この結果、下側案内領域13におけるニードル2と本体3との間のクリアランスが正確な案内のために過度に大きなくなる。
It is desirable to ensure that the needle is accurately centered on the seat 5 for a variety of reasons. For example, inaccurate centering results in the
ニードル2の最適な心出しを達成するためには、下側案内領域13をノズル本体3のシート5に可能な限り近接して設けることが重要である。しかしながら、下側案内領域13がシート5に近ければ近いほど、必要な研削工具の寸法のために案内領域13を正確に機械加工することがますます困難になる。
In order to achieve the optimum centering of the
したがって、これらの欠点を克服するかあるいは少なくとも軽減する構造を提供することが望ましいであろう。 It would therefore be desirable to provide a structure that overcomes or at least mitigates these drawbacks.
したがって、本発明によれば、内燃機関のための噴射ノズルが提供され、当該ノズルは、長尺な中空本体と、この本体の遠位端部において少なくとも一つの開口から燃料が分配されることを可能とするために中空本体内で往復動作するように配置されたニードルとを具備し、本体の遠位端部は、それに対してニードルがノズルを密閉するために載るように配置される輪郭取りされたシートを画定する。噴射ノズルは、それがさらに、電気的絶縁ガイドアセンブリであって、ニードル動作が案内されるとき本体内でニードルの遠位端部を心出しするようにニードルの往復動作の間中、シートに当接するガイドを含む電気的絶縁ガイドアセンブリを具備し、電気的絶縁ガイドアセンブリは、ニードルがシートから離間させられたときニードルを本体から電気的に絶縁するように配置されることを特徴とする。 Thus, according to the present invention, an injection nozzle for an internal combustion engine is provided, the nozzle comprising an elongated hollow body and fuel being distributed from at least one opening at the distal end of the body. A needle disposed to reciprocate within the hollow body to enable the body to have a contoured distal end disposed with respect to which the needle rests to seal the nozzle A defined sheet is defined. The injection nozzle is further an electrically insulating guide assembly that contacts the seat during reciprocation of the needle so as to center the distal end of the needle within the body when the needle operation is guided. An electrically insulating guide assembly including an abutting guide is provided, the electrically insulating guide assembly being arranged to electrically insulate the needle from the body when the needle is spaced from the seat.
本体およびニードルの遠位端部に別個の案内手段を設けることにより、本体内でのニードルの所望の心出しを達成するために、この領域においてノズル本体またはニードルを機械加工する必要はもはやない。この別個の案内手段は、所望の心出し機能を達成するために、輪郭取りされたシートと協働で作用する。さらに、このような別個の案内手段は、ノズル本体内に挿入する前に、所望の形状へと容易に機械加工することができる。これは、所望の案内機能を提供するためにノズル本体の内面を機械加工しなければならない従来の構造とは対照的である。 By providing separate guiding means at the body and the distal end of the needle, it is no longer necessary to machine the nozzle body or needle in this region to achieve the desired centering of the needle within the body. This separate guiding means works in cooperation with the contoured sheet to achieve the desired centering function. Furthermore, such separate guide means can be easily machined to the desired shape before being inserted into the nozzle body. This is in contrast to conventional structures where the inner surface of the nozzle body must be machined to provide the desired guidance function.
さらなる利点は、改善された心出し機能のために、噴射ノズルの反復動作中、ニードルおよびノズル本体の所望の相対位置がより容易に維持されることである。 A further advantage is that because of the improved centering function, the desired relative position of the needle and nozzle body is more easily maintained during repeated operation of the injection nozzle.
また、ガイドは燃料によって取り囲まれているので、ガイドに加えられる圧力拡張力は存在せず、したがってノズル本体とニードルとの間のクリアランスは圧力によって増加しない。実際、内表面積と比較してガイドのより大きな外面に圧力が作用するとき、ガイドはわずかに収縮することがある。 Also, since the guide is surrounded by fuel, there is no pressure expansion force applied to the guide, and therefore the clearance between the nozzle body and the needle does not increase with pressure. In fact, the guide may contract slightly when pressure acts on the larger outer surface of the guide as compared to the inner surface area.
ニードルを本体から電気的に絶縁することにより、ニードルがシートと係合する瞬間を示す制御信号が係合時にのみ生成されるので、電気的絶縁案内アセンブリによって正確なタイミング情報を抽出することが可能である。この効果は、ガイドがニードルを正確に心出しするという事実によって強化されるが、これは、ニードルが正しい場所でシートと接触し、したがって既知の構造のようにノズルが閉じる前に制御信号が生成されないことを意味する。 By electrically isolating the needle from the body, a control signal indicating when the needle engages the seat is generated only at the time of engagement so that accurate timing information can be extracted by the electrically insulated guide assembly It is. This effect is enhanced by the fact that the guides center the needle accurately, but this produces a control signal before the needle contacts the seat at the right place and thus the nozzle closes as in known structures. Means not.
噴射ノズルは、好ましくは、ガイドを輪郭取りされたシートに向かって付勢するための手段をさらに備える。これは、ガイドとニードルの近位端部との間に配置された圧縮スプリングの形態を取ることができる。代替的に、スプリングは、ガイドとノズルの本体との間に配置されてもよい。このような配置は、ガイドが輪郭取りされたシートと接触したままであり、これによって常に心出し機能を発揮することを保証する。 The injection nozzle preferably further comprises means for urging the guide towards the contoured sheet. This can take the form of a compression spring disposed between the guide and the proximal end of the needle. Alternatively, the spring may be placed between the guide and the body of the nozzle. Such an arrangement ensures that the guide remains in contact with the contoured sheet and thereby always performs a centering function.
ガイドは、ニードルがシートから離間させられたときにガイドがニードルを本体から電気的に絶縁するように非導電性材料から形成されてもよい。例えば、ガイドは実質的にプラスチックまたはセラミックから形成されてもよい。代替的に、電気的絶縁ガイドアセンブリは、それによって、ニードルがシートから離間させられたときにニードルを本体から電気的に絶縁するように、ニードルの表面上および/またはガイドの内面上に非導電性材料からなる層またはコーティングを含むことができる。この層は、ガイドまたはニードルの表面の一部、または表面全体を覆うことができる。この層は、実質的にプラスチックまたはセラミック基材、例えばAl2O3または同等の材料、または「ダイヤモンドライクカーボン」コーティングまたは類似のものからなっていてもよい。さらなる代替例では、絶縁体は、ガイドと本体との間に、例えばガイドの外面上の非導電層として配置されてもよい。この層は、ガイドの外面全体を覆うか、あるいはガイド面の一部のみを覆うことができる。例えば、この層は、本体と係合するガイドの表面の一部分あるいは本体の表面の対応する部分に制限されてもよい。電気的絶縁を強化するために、ノズルがガイドとニードルとの間に非導電性ガイドおよび絶縁層の両方を含むことも可能である。 The guide may be formed from a non-conductive material so that the guide electrically insulates the needle from the body when the needle is spaced from the seat. For example, the guide may be formed substantially from plastic or ceramic. Alternatively, the electrically insulating guide assembly is non-conductive on the surface of the needle and / or on the inner surface of the guide so as to electrically insulate the needle from the body when the needle is spaced from the seat. A layer or coating made of a functional material can be included. This layer can cover part of the surface of the guide or needle, or the entire surface. This layer may consist essentially of a plastic or ceramic substrate, such as Al 2 O 3 or equivalent material, or a “diamond-like carbon” coating or the like. In a further alternative, the insulator may be arranged between the guide and the body, for example as a non-conductive layer on the outer surface of the guide. This layer can cover the entire outer surface of the guide or only a part of the guide surface. For example, this layer may be limited to a portion of the surface of the guide that engages the body or a corresponding portion of the surface of the body. It is also possible for the nozzle to include both a non-conductive guide and an insulating layer between the guide and the needle to enhance electrical insulation.
好ましい実施形態では、輪郭取りされたシートは実質的に円錐形である。これは、それ自体、ニードルが輪郭取りされたシートと接触しているときにニードルをある程度心出しするのに役立つが、それはまた、より重要なことに、本発明の目的のために、ガイドの心出し効果を向上させる。 In a preferred embodiment, the contoured sheet is substantially conical. This itself serves to center the needle to some extent when it is in contact with the contoured sheet, but more importantly, for the purposes of the present invention, Improve the centering effect.
この場合、ガイドはまた、好ましくは、実質的に円錐形の輪郭取りされたシートに当接する実質的に円錐形の表面を備える。ガイドとシートとの間の接触面積を最大にするために、二つの円錐形面の角度が実質的に等しいことが特に好ましい。 In this case, the guide also preferably comprises a substantially conical surface that abuts a substantially conical contoured sheet. It is particularly preferred that the angles of the two conical surfaces are substantially equal in order to maximize the contact area between the guide and the sheet.
ガイドは、実質的に円形断面を有する概ね管状のカラーまたはスリーブの形態を取り得る。好ましい実施形態では、円錐形の輪郭取りされたシートに当接するカラーの端部もまた円錐形であり、カラーの他端部はそれに対して圧縮スプリングが当接できる適切な表面を提供するように平坦である。 The guide may take the form of a generally tubular collar or sleeve having a substantially circular cross section. In a preferred embodiment, the end of the collar that abuts the conical contoured sheet is also conical so that the other end of the collar provides a suitable surface against which the compression spring can abut. It is flat.
ニードルは、好ましくは、燃料を開口に運ぶための少なくとも一つのチャネルを伴って形成され、これらは、便宜上、ニードルの表面上に形成されてもよい。 The needle is preferably formed with at least one channel for carrying fuel to the opening, which may be formed on the surface of the needle for convenience.
これに代えて、または加えて、ガイドは、好ましくは、燃料を開口に搬送するための少なくとも一つのチャネルを画定するように成形され、この場合、チャネルは、開口および/またはスロットの形態であってもよい。切り欠き領域のサイズは、例えばノズル経路オリフィスまたは圧力波減衰のような特定の所望の液圧機能を達成するように燃料の流れを制御するために選択することができる。 Alternatively or additionally, the guide is preferably shaped to define at least one channel for delivering fuel to the opening, where the channel is in the form of an opening and / or slot. May be. The size of the notch region can be selected to control fuel flow to achieve a particular desired hydraulic function, such as a nozzle path orifice or pressure wave attenuation, for example.
噴射ノズルは、ニードルの近位端部にまたはその近くに配置されると共にニードルの近位端部を心出しするように構成された一つ以上のさらなるガイドを備えることができる。一実施形態では、ニードルの近位端部には、さらなるガイドと協働可能なフランジ部分が形成される。これは、ニードルの遠位端部のガイドと組み合わされて、ニードルがその全長にわたって中空本体内で心出しされることを保証する。 The injection nozzle can include one or more additional guides disposed at or near the proximal end of the needle and configured to center the proximal end of the needle. In one embodiment, the proximal end of the needle is formed with a flange portion that can cooperate with a further guide. This, combined with a guide at the distal end of the needle, ensures that the needle is centered within the hollow body over its entire length.
ニードルの近位端部のこの心出し機能は、有利なことには、心出し機能を提供するために、中空本体内でまたは別のコンポーネント内でスライドするように配置された近位ガイド部分を有するニードルを形成することによって実現できる。近位ガイド部分は、フランジ部分、すなわち直径が増大した領域であってもよい。一実施形態では、近位ガイド部分は制御チャンバーを燃料アキュムレータ容積から分離させる。 This centering function of the proximal end of the needle advantageously has a proximal guide portion arranged to slide in the hollow body or in another component to provide the centering function. This can be realized by forming a needle having the same. The proximal guide portion may be a flange portion, i.e. an area of increased diameter. In one embodiment, the proximal guide portion separates the control chamber from the fuel accumulator volume.
噴射ノズルは、使用時に、ガイドの直ぐ上流の燃料圧力が、ガイドの直ぐ下流の燃料圧力と実質的に等しいように構成することができる。したがって、この構成では、ガイドは実質的に流動制限部を生じない。 The injection nozzle can be configured such that, in use, the fuel pressure immediately upstream of the guide is substantially equal to the fuel pressure immediately downstream of the guide. Therefore, in this configuration, the guide does not substantially generate a flow restricting portion.
以下の好ましい実施形態の説明において、「下側」および「上側」との用語は、図面に示されるような噴射ノズルのコンポーネントの相対位置を指し示すために使用され、決して、使用時のこれらのコンポーネントの位置あるいは向きを指し示すことを意図していない。 In the following description of the preferred embodiment, the terms “lower” and “upper” are used to refer to the relative positions of the components of the injection nozzle as shown in the drawings, and never by these components in use. Is not intended to point to the position or orientation of
第1実施形態を示す概略断面図である図2を参照すると、噴射ノズル21は、長尺な中空のノズル本体23内に配置されたニードル22を備える。図1を参照して上述した従来の構成と同様に、ニードル22の遠位端部またはチップ24は、ノズル21を密閉するよう、圧縮スプリング26によってノズル本体23内の略円錐形シート25と接触するように付勢されている。ノズル本体23の端部27には、それを経て燃料がエンジン内に噴射される一つ以上の小さな開口28が設けられている。
Referring to FIG. 2, which is a schematic cross-sectional view showing the first embodiment, the
図1の従来の構成と同様に、噴射ノズル21には、ニードル22をノズル本体23内で心出しするのに役立つ上側または近位案内領域30が設けられている。近位案内領域30は、本体23の上側端部に固定されると共にニードル22と緊密に嵌合するようなサイズとされ、これによって案内機能を提供する中央孔を有するガイドピース42によって画定される。例えば、ガイドピース42とニードル22との間に約5μmのクリアランスが形成されてもよい。
Similar to the conventional configuration of FIG. 1, the
ニードル22の拡大された直径部分は、本体23内に緊密に嵌合するようなサイズとされたフランジ43を画定する。フランジ43は、燃料の流れに対する制限を生み出し、かつ、ニードルの動きを制御するためにその結果として生じる圧力によって生じる力が加えられる、より大きな表面を生み出すように機能する。フランジ43は、このフランジ43の直ぐ上流のニードル22の直径と比べてわずかに拡大された直径のニードル22の長尺な領域37の上側端部において、ニードル22の上側端部とチップ24との間の略中間に存在する。図2には示されていないが、ニードル22のフランジ43は、燃料制限部を創出するために小さな穿孔を含む。代替的に、必要な制限部は、フランジ43と本体23との間の適切なサイズのクリアランスによって創出されてもよい。
The enlarged diameter portion of the
近位案内領域30に加えて、本実施形態では、ニードル22の長尺な領域37の下流には、ノズル本体23内でニードル22の下側部分を心出しするように機能する別体の略管状のリングまたはカラー31によって、下側または遠位ガイドが設けられている。図2から分かるように、カラー31はニードル22の下側端部に近接して設けられ、長尺な領域37と比較して低減された直径のニードル22の領域19を案内する。領域19におけるカラー31の内面とニードル22との間のクリアランスは、典型的には、10μm以下であり、ニードル22がカラー31内で非常に正確に案内されることを保証する。
In addition to the
図3にさらに明確に示すように、この実施形態のカラー31は、カラー31の軸線に対して垂直な平面内にある上側端面32と、円錐形シート25の円錐角と同じ円錐角を有する円錐台形の下側端面33とを有する中実環状リングの形態である。したがって。下側端面33は、カラー31がシート25上で自己心出しするように円錐形シート25と協働する。このようにして、カラー31は本体23内でのニードル22の効果的なアライメントを可能にする。
As more clearly shown in FIG. 3, the
図2に戻ると、作動中、燃料は、コモンレール(図示せず)の形態の高圧燃料供給源から噴射ノズル21に供給される。燃料は、本体23の上側端部に固定されたガイドピース42内の通路34を通って、フランジ43の上流に配置された第1の燃料アキュムレータ容積29へと、そしてフランジ43の下流に配置された第2の燃料アキュムレータ容積29aまで流れる。
Returning to FIG. 2, in operation, fuel is supplied to the
噴射ノズル21からの燃料の噴射は電子制御ユニット(図示せず)の制御下にある。当該技術分野で知られているように、噴射ノズル21のチップにおいてシート25に対するニードル22の動きを制御するための制御バルブ(図示せず)が設けられている。制御バルブは、制御チャンバー41と低圧ドレイン(図示せず)との間の流れを制御することによって、チップ24と反対側のニードル22の端部に配置された制御チャンバー41内の圧力を増減するために動作可能である。制御チャンバー41は、高圧燃料供給源に接続されているので、制御チャンバー41内の圧力は、比較的高い供給圧力と制御バルブの位置に応じた比較的低い圧力との間で切り替えることができる。ニードル22を離座させるために上方に作用するアキュムレータ容積29a内の圧力と比較した、ニードル22を着座させるために、スプリングと組み合わされて、下方に作用する制御チャンバー41内の燃料圧力による力の差は、ニードルがシート25から持ち上がるか否かを決定する。
The injection of fuel from the
制御バルブを操作して制御チャンバー41をドレインするとき、制御チャンバー41内の燃料圧力が低下し、ニードルの上向きの表面に作用するアキュムレータ容積29,29a内の燃料の高い圧力によってニードル22はノズル本体23のシート25から離れるように移動させられる。これによって燃料を開口28を通って噴霧することが、そして燃料がエンジンに入ることが可能になる。制御チャンバー41とドレインとの間の連通を閉じるために制御バルブが動作するとき、制御チャンバー41内の圧力は供給圧力まで上昇し、ニードル22の上側端部に加えられる大きな力の結果として、ニードル22は再びシート25上に移動し、噴射ノズル21を密閉して噴射を終了させる。
When the control valve is operated to drain the
上述したように、制御チャンバー41内の燃料とアキュムレータ容積29a内の燃料との間の圧力差が、この閉鎖動作中にニードル22への適切な閉鎖力を生成するのに十分であることを保証するために、高圧供給源とアキュムレータ容積29aとの間に流動制限部が組み込まれる。この実施形態では、流動制限部は、フランジ43上の制限オリフィス(図示せず)の形態および/またはフランジ43と本体23との間のクリアランスの形態である。
As mentioned above, it is ensured that the pressure difference between the fuel in the
カラー31がノズル本体23の円錐形シート25から持ち上がらないようにするために、カラー31の上側平坦面32とニードル22の長尺な領域37の下側面36との間に、さらなる圧縮スプリング35が設けられる。したがって、ニードル22が円錐形シート25から離れると、圧縮スプリング35は、カラー31を円錐形シート25上の所定の位置に保持する付勢力を提供する。代替実施形態では、ノズル21は、高圧燃料によってカラー31がシート25に接触状態で保持されるように構成されてもよい。
An
このように、カラー31の上側平坦端面32は、圧縮スプリング35の下側端部に適したシートを提供する役割を果たし、カラー31の下側円錐形端面33は、所望の心出し機能を発揮するようにノズル本体23の円錐形シート35に当接するように機能する。カラー31は常に円錐形シート25と接触したままでありかつシート25とカラー31との相補的な円錐形輪郭の相互作用によって中心アライメント状態へと自己案内されるので、高圧燃料の作用下での本体23の膨張はカラー31のミスアライメントを引き起こさない。代わりに、カラー31は、このカラー31の外面に作用する高圧下でわずかに収縮するが、これは、その案内機能を損なわない。したがって、カラー31は、ニードル22の正確なアライメントを保証し、ニードルチップ24にガイドを設けることに関連して上述した機械加工の問題を抱えることはない。
Thus, the upper
図1を参照して上述した公知の噴射ノズルのように、図2の実施形態では、タイミング情報を提供するために電気的入力部(図示せず)を使用してバルブニードル22に電圧が印加され、ノズル21の改善された制御が可能になる。ニードル22および本体23の両方が導電性材料で作られているので、チップ24が円錐形シート25に係合すると電気的回路が完成する。続いて、ニードル22に印加された電圧が、出力部(図示せず)を介してエンジン制御ユニットに供給される制御信号を生成する。この制御信号は、バルブニードル22がシート25に係合する正確な瞬間を示し、これは進行中の動作においてノズルの制御を最適化するための貴重なデータである。
Like the known injection nozzle described above with reference to FIG. 1, in the embodiment of FIG. 2, a voltage is applied to the
ニードル22がシート25に係合する前に制御信号が生成されないことを保証するために、本体23に接触する近位案内領域30およびフランジ43の表面は電気的に絶縁され、ニードル22に印加される電圧のための導電路の形成が防止される。例えば、ガイドピース42およびフランジ43の外面は絶縁材料でコートされても、あるいは覆われてもよい。
In order to ensure that no control signal is generated before the
さらに、カラー31は、ニードル22がシート25から離間させられた状態でニードル22から本体23への電流の伝導を防止するためにカラー31が電気的絶縁体として機能するように、例えばプラスチックまたはセラミックなどの非導電性材料からなる。これにより、ニードル22がシート25に係合したときにのみ制御信号が生成され、したがって正確なタイミングデータを提供さすることが保証される。
Furthermore, the
この実施形態では、ニードル22の下側端部の側面には、それに沿って燃料がアキュムレータ容積29aから開口28へと流れることができる一つ以上のチャネルを提供するためにスロットまたは溝38が形成される。溝38は燃料のための比較的大きな流動面積を提供し、その結果、カラー31の下流の燃料圧力は、噴射中のカラー31の上流の燃料圧力と実質的に同じである。言い換えれば、この実施形態では、カラー31は、燃料の流れを実質的に制限しない。
In this embodiment, the side surface of the lower end of the
図4は、カラー31の一実施形態を拡大斜視で示している。カラーのこの実施形態は、図2に示されるノズルにおいて、または代替実施形態によるノズルにおいて使用され得る。この実施形態のカラー31は、アキュムレータ容積29aから開口28への燃料の通過を可能にするチャネルとして機能するスロット39を下側端部に含むことが分かる。したがって、長尺なスロット39は、図2を参照して上述したようなニードルに形成されたスロットまたは溝と同じ機能を、この実施形態において提供する。カラーのスロット39は、燃料のための流動ルートを提供するためのニードル22のスロットまたは溝に加えてまたはその代わりに使用できることに留意されたい。
FIG. 4 shows an embodiment of the
図4に示す絶縁カラー31は、ニードル22を案内しかつ絶縁するニードル22のための電気的絶縁ガイドアセンブリを提供する。噴射ノズルの第2実施形態が図5の概略断面図に示されており、ここで図2におけるものと同じ数字は、同じかまたは同等の特徴を示すために使用される。この実施形態は、図2を参照して上述したものと実質的に同一であるが、カラー31は必ずしも非導電性でなくてもよく、例えば金属であってもよい。これによって、有益なことに、特に正確な案内を保証するために必要とされる製造公差の観点から、例えばセラミック材料からそれを製造するよりも安価であろうスチールのような標準的な材料からカラー31を製造することが可能となる。
The insulating
シート25との係合に先立って本体23からニードル22を分離させるために、この実施例の電気的絶縁ガイドアセンブリは、ニードル22とカラー31との間に配置された非導電性材料からなる絶縁層40を備える。絶縁層40は、非導電性材料、例えば近位案内領域30においても使用されるようなセラミックまたはプラスチックからなっていてもよい。絶縁層40は絶縁テープの形態で具現化されてもよい。
In order to separate the
この実施形態では、絶縁層40は、ニードル22の少なくとも遠位部分を被覆し、したがってニードル22が本体23内で往復運動するときカラー31に対してスライドする。チップ24は、係合時にそれがシート25と電気的に接触することを可能とするように露出させられたままである。他の実施形態では、絶縁層40をカラー31の内面に固定することができる。
In this embodiment, the insulating
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、特許請求の範囲によってのみ規定される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更が可能であることは明らかであろう。例えば、ニードルの外面の輪郭取りおよびカラー内のスロットまたは孔の提供は代替実施形態として説明されているが、これらを容易に組み合わせて、燃料がチャンバーから開口に移動するための追加のチャネルを提供することができる。 While preferred embodiments of the invention have been described above, it will be appreciated that many changes can be made without departing from the scope of the invention as defined solely by the claims. For example, the outer contouring of the needle and the provision of slots or holes in the collar have been described as alternative embodiments, but can be easily combined to provide additional channels for fuel to move from the chamber to the opening can do.
1 噴射ノズル
2 ニードル
2a フランジ
3 中空ノズル本体
4 チップ
5 略円錐形シート
6 圧縮スプリング
7 端部
8 開口
9 チャネル
10 第1の燃料アキュムレータ容積
10a 第2の燃料アキュムレータ容積
11 制御チャンバー
12 上側案内領域
12a ガイド片
13 下側案内領域
19 領域
21 噴射ノズル
22 バルブニードル
23 ノズル本体
24 チップ
25 略円錐形シート
26 圧縮スプリング
27 遠位端部
28 開口
29 第1の燃料アキュムレータ容積
29a 第2の燃料アキュムレータ容積
30 近位案内領域
31 カラー
32 上側平坦端面
33 下側円錐形端面
34 通路
35 圧縮スプリング
36 下側面
37 長尺な領域
38 溝
39 スロット
40 絶縁層
41 制御チャンバー
42 ガイドピース
43 フランジ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
電気的絶縁ガイドアセンブリであって、ニードル動作が案内されるとき前記本体(23)内で前記ニードル(22)の前記遠位端部(24)を心出しするように前記ニードル(22)の往復動作の間中、前記シート(25)に当接するガイド(31)を含む電気的絶縁ガイドアセンブリを具備し、前記電気的絶縁ガイドアセンブリは、前記ニードル(22)が前記シート(25)から離間させられたとき、前記ニードル(22)を前記本体(23)から電気的に絶縁するように配置されている噴射ノズル(21)。 An injection nozzle (21) for an internal combustion engine, said nozzle (21) comprising an elongated hollow body (23) and at least one opening (27) at a distal end (27) of said body (23). 28) a needle (22) arranged to reciprocate within the hollow body (23) to allow fuel to be dispensed from the distal end of the body (23) The end defines a contoured sheet (25) against which the needle (22) rests to seal the nozzle (21), the injection nozzle (21) further comprising ,
An electrically insulating guide assembly, wherein the needle (22) is reciprocated to center the distal end (24) of the needle (22) within the body (23) when needle motion is guided. During operation, it comprises an electrically insulating guide assembly that includes a guide (31) that abuts against the sheet (25), the electrically insulating guide assembly causing the needle (22) to be spaced from the sheet (25). An injection nozzle (21) arranged to electrically insulate the needle (22) from the body (23) when done.
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