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JPH02283981A - 電磁式に操作される弁 - Google Patents

電磁式に操作される弁

Info

Publication number
JPH02283981A
JPH02283981A JP2069907A JP6990790A JPH02283981A JP H02283981 A JPH02283981 A JP H02283981A JP 2069907 A JP2069907 A JP 2069907A JP 6990790 A JP6990790 A JP 6990790A JP H02283981 A JPH02283981 A JP H02283981A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
valve seat
fuel
seat body
mover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2069907A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Graner
ユールゲン・グラーネル
Marcel Kirchner
マルセル・キルヒナー
Hans Kubach
ハンス・クーバツハ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPH02283981A publication Critical patent/JPH02283981A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0632Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a spherically or partly spherically shaped armature, e.g. acting as valve body
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/08Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電磁式に操作される弁、特に内燃機関の燃料
噴射装置用の燃料噴射弁であって、コアと定置の弁座と
協働する弁部材を操作する軟磁性材料から成る可動子と
を備え、このばあい弁部材のシール部分が弁を開放する
ために外向きに移動可能であり、可動子が弁座体の流れ
孔を貫通する結合部分によって弁部材と結合されている
形式のものに関する。
従来の技術 外向きに開かれる弁ニードルが案内孔内で支承されてい
てかつ弁ニードルばねに抗して開放方向で可動子によっ
て操作される電磁式に操作される弁がすでに公知である
(DE−O33328467号明細書)。このばあい弁
ニードルの運動摩擦によって弁制御に際してヒステリシ
ス誤差が生ぜしめられるばかりでなく、電磁石は弁ニー
ドル操作のため弁ニードルばねの力を克服するために、
高い制御電力を必要としかつこのために大きく構成され
ねばならない。更に弁ニードルは案内孔内で常に片側で
接触するように弁ニードルばねによって案内されるので
、燃料噴射弁から不均一な燃料噴流が流出するようにな
る。これによって内燃機関の個々のシリンダに対する燃
料調整および等分配が悪化するようになる。このために
液力式に定心される機構が開発されたがしかし、摩擦の
ためおよび不都合な定心力状態のため液力的な矯正力に
よってあらゆる要求を満す定心作用を容易に得ることが
できなかった。液力式の定心の圧力低下によって静的な
量の安定化が得られるがこのような安定化は不必要であ
る。つまり燃料調整のために圧力が不足するという欠点
が克服せねばならない。液力式の定心作用と同時にテー
パ状のストッパを有する機構のばあいテーパ状のストッ
パの定心作用はシール直径に較べて機構の長さが長いば
あいに初めて十分なものとなる。これによって特に低圧
シングルポイント弁(大きな横断面)のばあい大きな運
動質量が生じひいては横方向加速の影響受は易くなる。
軸線方向での塑性変形による調整は長さが長いため低い
ぼね強度に基づき困難になる。
本発明の構成では、弁座体内に截頭円錐形の支え円錐が
形成されていて、この支え円錐の母線の長さがほぼ支え
円錐の平均直径に相応していて、可動子がコアとは反対
側で、支え円錐の大部分と係合する截頭円錐形の周面を
有している。
発明の作用効果 上記構成の本発明による電磁式に操作される弁の利点は
、基本的に長い円錐部によって運動要素の遊びのない定
心作用が得られるということにある。更に行程を比較的
簡単に調節できる請求項第4項による電気的に操作され
る弁によって、一方の側から締付は固定して弁座体内に
シール円錐および球欠部を加工できかつ極めて申し分な
く燃料を分配できるという付加的な利点が得られる。こ
れによって、開放位置の矯正ストッパの技術的に正確な
機械的な定義を得、可動子と弁体との間の申し分のない
結合部を提供し、および機構を操作磁石を同心的に配置
するだめのディスク状の可動子に適合させるという本発
明の課題が解決される。
実施例 公知の実施例 ・第1図で部分的に図示された燃料噴射弁は公知の形式
で磁気コイル(図示せず)を励磁することによって電磁
式に操作可能でありかつ例えば混合気圧縮外部点火式の
内燃機関の吸気管内に特に低圧で燃料を噴射するだめの
燃料噴射装置の一部として用いられる。燃料噴射弁は可
動な弁部材2を有していて、この弁部材は例えば黄銅の
ような非磁性材料から又はオーステナイト系の鋼又は別
の材料から形成できかつシール部分3を有している。こ
のシール部分は反磁性材料から成る弁座体5内の弁座4
と協働する。
弁座体5は弁ケーシング6内に嵌め込まれている。弁座
4の上流側で弁座体5内には流れ孔8が設けられていて
、この流れ孔を介して弁部材2の結合部分9が突入して
いる。シール部分3とは反対側では弁部材2の結合部分
9は軟磁性材料から成る例えば三日月状の可動子10に
不動に結合されている。磁気回路はコアとして用いられ
る磁極11および111と可動子10とから形成される
。磁極を介して磁気コイルによって生ぜしめられる磁束
が作用する。磁極11および111の間には中央孔12
が設けられていて、この中央孔を介して燃料が図示され
てない燃料供給源、例えば燃料搬送ポンプから燃料噴射
弁の内部に流入する。燃料を搬送するばあいおよび磁気
コイルが励磁されたばあい可動子10ひいては弁部材2
は可動子および弁部材に作用する液力式の押圧力に基づ
いて磁極11゜111から離反移動しかつ可動子は磁極
11.111とは反対側のストッパ面13で弁座体5に
形成された突出した環状ストッパ14に接触する。環状
ストッパと結合部分9の周面との間には環状横断面15
が形成されていて、この環状横断面は流れ孔8と結合部
分9との間に形成された環状の、例えば絞り作用を有し
ひいては調量作用を有する流れ横断面16に連通してい
る。環状横断面15内には有利には軸方向でのびる少な
くとも1つの流れ孔17が連通していてこの流れ孔は可
動子を貫通しかつ他方の側で燃料噴射弁の内室19にも
しくは磁極間の中央孔12に接続されている。可動子と
磁極とは互いに向き合って、有利には適合した球面状の
表面を備えている。例えば磁極11.11”は両磁極に
互ってのびる凹面状の表面をかつ可動子は磁極の表面2
0に対して調整された凸面状の表面21を備えている。
互いに適合した面20゜21によって磁力に基づいて弁
座4に対する可動子10の半径方向の定心が行われる。
磁極が起磁力を有していないばあい、可動子と弁部材と
は流れる燃料の押圧力に基づいて磁極から離反移動する
ので、シール部分3は弁座4から持上げられて外向きに
開かれかつ燃料は中央孔12もしくは内室19から流れ
孔17を介して環状横断面15にかつこの環状横断面か
ら流れ横断面16および弁座4を介して流れる。このば
あい流れ横断面16において結合部分9に作用する半径
方向の液力的な力によって弁部材2の半径方向の定心が
行われるので、弁部材は壁に接触することなくひいては
摩擦なく燃料流れによって流れ孔8内で案内されかつこ
れに相応して定心されてストッパ面13によって座着す
る。弁座4を介して周方向で均一な厚さの燃料膜が流出
し、この燃料膜は例えば半球状又は別の球面状の形状で
形成されたシール部分3の表面と流れ方向でみて弁座体
S内の弁座4に続く直径の拡大した噴出開口23との間
の環状ギャップ22内でシール部分の表面に沿って外向
きに流れかつ周囲空気と混合される。この周囲空気はシ
ール部分3のエッヂのシャープな端面24に達した際に
円錐形に形成された燃料膜が引裂かれた後で同様に内側
から燃料と混合される。
弁座4に対する弁部材の弁行程Hは一方では環状ストッ
パ14の端面26を適当に加工することによって生ぜし
められ、このばあいこの端面は所望の形式で切削される
か又は変形される。
他方では弁行程Hは、可動子10と弁部材2とが軸方向
で互いに移動可能であることによっても調節される。
第2図の公知の第29!施例では第1図による第1実施
例と同じ作用を有する構成部分には同じ符号が付されて
いる。第1図による第1実施例のように第2図による第
2実施例のばあいにも弁座体5内に流れ孔8が設けられ
ていて、この流れ孔を貫通して弁部材2の結合部分9が
のびている。結合部分9と流れ孔8との間には同様に矢
張り流れ横断面16が形成されていて、この流れ横断面
16は絞り作用、を以って作用しひいては調量横断面と
して用いられる。可動子10は弁部材2に面した側でピ
ン30を有していて、このピンは環状横断面の範囲で弁
部材2の端部31に載着していてかつこの端部に突合わ
せ溶接されているか又はろう接されている。
可動子10には磁極11.11”とは反対側で角度αを
成して傾けられてストッパ面13が形成されていて、こ
のストッパ面に対置して弁座体5に適合したテーパ状の
ストッパ孔32が設けられていて、このストッパ孔は流
れ孔8に移行している。ストッパ面13の角度αは摩擦
角よりも大きいがしかしながら、一方では申し分のない
行程ストッパが得られかつ他方ではストッパ孔32と協
働して流れ孔8内でのひいては弁座4に対する可動子と
弁部材との申し分のない定心作用が得られるように、偏
平に形成されている。有利にはストッパ面13の角度a
とストッパ孔32の傾きとの間には角度差があるか又は
ストッパ孔32は内室19に向けて丸みを付けられてい
る。弁座体5内には内室19から環状横断面15に通じ
る燃料通路33が形成されていて、前記環状横断面内で
は流れ横断面に対する燃料の円対称的な分配が行われる
。行程調整はピン30の塑性変形によって行われる。
本発明の実施例 第3図による実施例では可動子10には矢張り磁気機構
の極性を異なわせて磁化された両磁極11.111が対
置している。弁部材2は可動子にライン35に沿って溶
接されている。ライン35は弁部材2内の円錐面40内
に突入する2つの円錐体38.39の切断線である。円
錐体38.39は結合部分9を介して本来の可動子10
に結合されている。弁部材と弁座体5との間には環状ギ
ャップ22が形成されていて、この環状ギャップは、可
動子が磁極11.111によって上方に引寄せられたば
あいに燃料を遮断する。環状横断面15内での燃料の圧
力によって環状ギャップ22が開放されたばあい燃料調
量が行われる。環状ギャップ22に対する燃料の案内は
流れ孔又はスリット17を介して行われ、これら流れ孔
又はスリットのうち例えば8個が半径方向で弁座体5内
に加工されている。弁座体内の、可動子10用のストン
バとして用いられる截頭円錐形の支え円錐はほぼ支え円
錐27の平均直径に相応する母線長さを有している。
可動子10にはアンダーカント部37が設けられていて
、これによって液力的な膠着が減少されかつ支え作用が
安定化される。これによって結合部分9および可動子1
0の半径方向および軸方向の案内が行われる。第2図に
よる短いストッパ面13は流れ横断面16内で付加的な
液力的な案内を必要とする。第1図および第2図による
液力式の定心作用は中央からの偏位の関数として理想的
な定心作用が最早不可能であるように制限された力増大
を有する。このことは特に、わずかな圧力又は大きな運
動要素(大きな噴射量)を使用する中央制御噴射機構に
該当する。液力式の定心作用は絞り作用を必要とするの
で、燃料調整のために適当な圧力が不足している。
流れ孔又はスリット17は全円錐部に沿ってのびる必要
はなく、比較的大きな弁体直径のばあいにも弁座体5内
の環状のリング36を切欠くことができる。このばあい
スリットは弁座体5を孔のように貫通している。更に、
アンダーカット部37は弱化個所を成していて、この弱
化個所を介して、結合部分9および可動子10に対する
押圧による塑性変形によって行程ひいては貫流が正確に
調節される。
第4図では本発明の別の実施例を示している。極性を異
なわせて磁化された回転対称的な磁極11.11”は強
磁性の可動子IOに切換え可能な力を及ぼす。これによ
って可動子は第3図のようにライン35に沿って溶接さ
れた非磁性の弁部材2と共に上方に引張られ、これによ
って燃料は環状ギャップ22において環状横断面15か
ら遮断される。磁極の起磁力がないばあい可動子は燃料
の圧力によって下降しかつ環状ギャップ22が開かれる
この位置での環状ギャップ22の幅は正確に決められね
ばならない。それというのも一方では行程絞り作用が生
じないばあい燃料の調量は行程に比例していてかつ他方
では特に図示のシングル・ポイント弁(中央制御噴射)
のばあい噴射された燃料量の回転対称性が極めて重要で
あるからである。本発明によれば可動子10および弁座
体5の支え面43.55は球欠体として構成されていて
、この球欠体の球中心点Mは弁部材2の球欠面44の球
中心点および空隙51の中心点に合致している。つまり
可動子が支え面43上で移動したばあい環状ギャップ2
2の幅は変わらず、これによって噴射継続時間がコンス
タントに維持される。支え面43上での移動は半径方向
支承部45によって制限されている・この半径方向支承
部45は例えば支え面43の外周面に設けられている。
半径方向支承部を別の個所に、例えば支え面43の内周
面に設けることもできる。更に半径方向支承部45を完
全に省きかつ磁気機構の互いに重なる縁部によって定心
を行うことができる。それ放向側の磁極11の範囲46
では直径D0、D、lIは同じである。縁部は最大の定
心作用およびカを考慮してシャープに形成されている。
同じことは外側の磁極の面48にも該当する。
両磁極11,111は必要であればシール部材41を介
して結合することができ、このばあい可動子表面と磁極
との間の燃料の取り囲まれた容積47は面48における
狭いギャップに基づいて迅速な可動子運動を阻止する。
従って例えば軸方向の又は加工上の理由から多少傾斜し
た圧力補償孔42は容積47と環状横断面15もしくは
流入室47との間に設けられる。環状横断面15に対す
る燃料供給は流入室49がら弁座体5内のスリット50
を介して行われる。
溶接ライン35のアンダーカット部は可動子10および
弁部材に対する軸方向の抑圧時に強度弱化個所を成すの
で、行程調整のために大きな戻し弾性を生ぜしめずに容
易に永久塑性変形させられる。溶接継目の角度および周
囲形状は溶接継目の裂開を避けるためにせん断応力に十
分な圧力が重畳されるように選ばれている。
可動子の平面52は前記力をもたらすためにおよびライ
ン35に沿って抵抗溶接する際の可動子の垂直位置のた
めにおよび接点接触のためIこ用いられる。
第5図では第4図に類似した実施例を示しているが、孔
又はスリット58を介して環状横断面15に接続されて
いる中央の燃料供給部57を備えている。
第4図および第5図による実施例は第1図乃至第3図に
よる実施例に比して一連の別の利点を有している。弁座
体5内の孔53は拡大されていてかつ拡大した直径によ
って可動子・弁体の結合個所の直径も拡大されひいては
精密加工の可能性も増大する。付加的に弁座体5内の球
欠体状の支え面55および円錐状の円錐面を一方の側か
ら締付は固定して加工できる。これによってこれら面間
の偏心性は生じない。燃料噴流の非対称性に対する影響
が避けられる。孔53を拡大することによって弁座体5
内に多数のスリット50を設けることができ、これによ
って、有利な製作上の理由から、例えばスタンピング加
工の理由から最小幅を必要とするばあいおよび圧力低下
に基づきスリットの全面が提示されるばあい特に、環状
ギャップ22に対して均一に燃料を供給できるようにな
る。大きな孔53のばあい分配環状体の大きな横断面が
燃料分配を一層改善する。
スリット50の底部と環状ギャップ22との間の間隔2
9は可動子の構造高さが同じであれば第3図による長い
円錐部よりも小さい。これによって複雑な措置を講する
ことなしに申し分なく環状ギャップに燃料を均一に分配
することができる。大きな間隔29によってスリット5
0を申し分なくスタンピング加工することができる。そ
れというのも間隔29によって可能なスタンピング深さ
を増大させることができるからである。
円対称的な磁気機構のばあい支え面の形状に基づいて第
4図による可動子10のディスク状の構造の利点は、磁
気的な要求に申し分なく適合させることができるという
ことにある。それというのも円対称的な磁気機構は中央
で磁束を有しておらず、従って磁気を伝導する横断面を
必要としないからである。これの代わりにディスクを著
しく突出させることができる。それというのも第1図乃
至第3図の1つの空隙に対して第4図では2つの空隙が
生じしかも空隙がそれぞれ自体第1図乃至第3図におけ
るよりも幅広いからであり、このばあい漂遊磁界が空隙
51の著しく大きな長さに基づいて第1図乃至第3図の
値より以上に著しく増大することはない第4図および第
5図による偏平な支承構造によって燃料供給又は圧力補
償のために孔を有利に設けることもできる。このことは
特に第5図による中央の燃料供給部57のばあいに明ら
かである。中央の燃料供給部57は第4図の構成では第
3図のばあいよりも短く維持されていてかつすでに述べ
たように大きな直径によって多数の孔又はスリット50
を難なく設けることができ、これら孔又はスリットによ
って、流れを著しく非対称的にすることなしに燃料が供
給室49から環状横断面15内に導かれる。
更に著しく突出した偏平な支承構造によって平面52の
直径も比較的大きくできる。平面は弁部材と抵抗溶接す
るばあいおよび行程調節のために塑性変形したばあい摩
擦および汚染粒子の影響を受けにくい可動子垂直位置を
可能にする。第4図による調整は支え面内部の滑り運動
には関連せず、従って角度σは任意に零に移行する。し
かしながら球欠部の偏心度に基づいて大きな角度βは滑
りを可能にしなければならずかつこのようにして決めら
れる。特に小さな角度αは幾何学的な理由から支承部の
コンスタントな摩耗密度のばあい小さな行程誤差を生ぜ
しめる。可動子が多少傾いて座部内で衝突したばあい著
しく突出した支承部は第3図よりも大きな矯正モーメン
トを生ぜしめる。従って第4図のばあい可動子の最終的
な位置が迅速に調節される。小さな角度αは磁力も増大
させかつ機械的な安定性および加工費用を減少させる。
更に球欠部中心点Mは極端なばあい無制限であるので、
このばあい球体は平面に移行する。
このばあい角度−0が該当するので、弁部材は最早定心
されない。調量の理由から定心作用は不必要である。シ
ールはMが無限に近づいたばあい面によって行われるが
、少なくとも一方の前記面で環状隆起部に代えることも
できる。しかしながらシール個所の材料の摩耗傾向を考
慮したばあい例えばβ〉0のばあいに生ずる所定の定心
作用が選ばれる。クリーニング効果もβ〉0のばあい申
し分なく規定される。球欠部中心点Mは理論的には環状
ギヤング22の上側にも位置できる。このばあいにも矢
張りβ〈0および定心作用および所定のクリーニング作
用が生ずる。第4図および第5図の実施例のばあい短い
調量絞りが生じ、この調量絞りは弁座体5内の短い円錐
状の対応面と特に外向きにのびる、弁部材2上の長い球
欠面44とから得られるコアンダ効果によって燃料は対
応面のエッヂのシャープな端部において球欠面44に沿
って流れる。燃料は球欠面44のエッヂのシャープな端
部で引裂かれかつ球欠部に対してほぼ接線方向で空気内
に噴射される。燃料に対する球欠部の吸引作用によって
燃料は外向きに偏向される。このばあい乱流ひいては噴
霧が生ずる。この効果は周知のように空気を混合するた
めに又は極めて広い噴射円錐を形成するのに使用される
第6図で示された別の実施例では、可動子10が燃料圧
力によって下方に降下したばあい、即ち環状ギャップ2
2が開放されたばあい、燃料は弁部材2の引裂き縁60
において弁座体5の球面61に沿って流れる。このばあ
いコアンダ効果の吸引作用は燃料偏向のために利用され
るのではなく、球面61に燃料層流を固定するためにの
み利用される。燃料軌道に沿った球面61の曲率半径の
増大に相応して所望のように層流厚さが減少する。それ
というのも速度がほぼコンスタントに維持されるからで
ある。燃料はシャープな偏向および乱流を生ぜしめる衝
突面62に向けて噴射される。衝突面62の高さHは噴
射円錐の角度を規定する、っまりγは〇に近づきかつH
は無限に近づく。
第8図では第6図のX部分を詳細に示していてかつこの
ばあい乱流を増大させるために面61.62間の交線に
おけるアンダーカット部63の可能性を示している。別
のアンダーカット部67は衝突面62の端部で引裂き縁
をシャープにするために用いられひいては付着する滴を
阻止する。シャープな偏向量は角度γによる以外に角度
βによっても規定される。第7図で示されているように
小さな又は負のβは所定の層流厚さで著しい偏向ひいて
は小さな滴を生ぜしめる。噴射壁の角度γのためにγ≠
0が該当する。
第7図では弁座面68は中心点Mを有する球欠部であり
、この球欠部は周面64で上向きに案内された円錐面6
1に移行していて、この円錐面にはアンダーカット部6
3の曲率半径に亙って下向きに案内された衝突面62が
続いている。この衝突面は燃料を程度の差こそあれ平行
に又は弁縦軸線に対する方向に偏向する。弁部材2のシ
ール面65は錐面又は球欠部として形成できる。円筒部
66は部材を機械的に防護するために用いられかつ液体
噴流が円筒部に接触しないように構成されている。
第1図乃至第5図では衝突並びに旋回流は生じない、即
ち、空間的に制限された厳しい乱流発生は生じない。コ
アンダ効果は球欠面44に沿って(第4図参照)乱流を
、即ち、液体層流の厚さに対して長い区間で乱流を生ぜ
しめる。
乱流は液体層流に対する球欠面44の吸引作用による非
安定性に起因する。前記液体層流が角度範囲においてス
リット50を介した非対称的な供給によって厚いばあい
には、吸引作用は弱まりかつ燃料が隣接範囲から前記範
囲内に流れ、即ち、不都合なマクロスコピツクな不等分
配ひいては大きな滴が生ずる。しかし常にマクロスコピ
ツクな等分配ひいてはミクロスコピックな不等分配、即
ち小さな滴を得ることが試みられる。従って第6図、第
7図および第8図の実施例では錐面61に互って燃料案
内路に沿ってほとんどが吸引作用は及ぼされずかつ安定
した流れは前記区間でマクロスコピツクな等分配を改善
する。直径はその他の通常の弁のばあいに得られるより
も著しく迅速に増大する。従って錐面61の前記区間上
での層流は所望のように的に小さなサイズの滴になる。
衝突面62においてはミクロスコピックな乱流は比較可
能な層流厚さを有する流れ半径を生ぜしめ、即ち、すで
に薄い層流から極めて細かい滴が生ぜしめられる。
乱流のエネルギは角度βによって衝突面62に著しく作
用を及ぼし、このばあい小さな角度βは乱流を増大させ
る。特に大きな噴射角γのための層流は、角度γの範囲
内でも燃料の分配に影響を及ぼすように著しく乱流化さ
れる。角度γに対する別の影響値はHおよびアンダーカ
ット部である。従って滴の分配は円対称的なリングにな
り、このリングの幅は実地のために発生する乱流によっ
て任意に影響を及ぼされる。
滴サイズは公知のコアンダ・調整のばあいよりも小さい
この最後の実施例は構造的に公知のものに較べて低い運
動質量を有している。弁体の偏平な構造は溶接および行
程調整時に申し分のない耐久性を生ぜしめかつ運動要素
は弁内に戻されひいては損傷を受けにくい。
更に、機関シリンダ毎に2つの流入弁を有するばあいに
2つの区分噴流が所望されるばあい、清面6【は必ずし
も円錐に属する必要はなく、弁は第7図から出発して第
9図に相応して形成され、第9図は零切断平面内での断
面図を示している。第10図は同じ弁を90度断面図で
示している。遠心力および錐面61の延長によって燃料
は雌面上で加速されるので、所望の2つの区分が生ずる
。第1O図では錐面69は燃料を案内しない。有利には
、これによって弁座面65における流れはほとんど変わ
らない。これによって行程も変わらず、又、内部で測定
される弁のようにすきま容積も変わらない。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は公知の燃料噴射弁の実施例図、第
3図は本発明による弁の第1実施例図、第4図は本発明
による弁の第2実施例図、第5図は第4図の変化実施例
図、第6図は本発明による弁の第3実施例図、第7図、
第8図、第9図および第10図はそれぞれ第6図の実施
例の一部を示した図である。 2・・・弁部材、3・・・シール部分、4・・・弁座、
5・・・弁座体、9・・・結合部分、10・・・可動子
、X5・・・環状横断面、17・・・流れ孔又はスリッ
ト、36・・・リング、37.63・・・アンダーカッ
ト部、42・・・圧力補償孔、43.55・・・支え面
、45・・・半径方向支承部、51・・・空隙、53・
・・流れ孔、62・・・衝突面、68・・・弁座面、M
・・・中心煮炊  理 人

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.電磁式に操作される弁であって、コア(11,1
    1^I)と、定置の弁座(4)と協働する弁部材(2)
    を操作する軟磁性材料から成る可動子(10)とを備え
    、弁部材(2)のシール部分(3)が弁を開放するため
    に外向きに移動可能であり、可動子が弁座体(5)の流
    れ孔(53)を貫通する結合部分(9)によって弁部材
    (2)と結合されている形式のものにおいて、弁座体(
    5)内に截頭円錐形の支え円錐(27)が形成されてい
    て、この支え円錐の母線の長さがほぼ支え円錐(27)
    の平均直径に相応していて、可動子(10)がコア(1
    1,11^I)とは反対側で支え円錐の大部分と係合す
    る截頭円錐形の周面を有していることを特徴とする、電
    磁式に操作される弁。
  2.  2.可動子(10)の截頭円錐形の周面内にアンダー
    カット部(37)が設けられている、請求項1記載の弁
  3.  3.支え円錐(27)内にスリット(17)が形成さ
    れていて、このスリットが支え円錐(27)の一部に亙
    ってのびていてかつリング(36)に達していてかつ弁
    座体(5)を貫通している、請求項1又は2記載の弁。
  4.  4.電磁式に操作される弁であって、コア(11,1
    1^I)と、定置の弁座(4)と協働する弁部材(2)
    を操作する軟磁性材料から成る可動子(10)とを備え
    、弁部材のシール部分(3)が弁を開放するために外向
    きに移動可能であり、可動子(10)が弁座体(5)の
    流れ孔(53)を貫通する結合部分(9)によって弁部
    材(2)と結合されている形式のものにおいて、可動子
    (10)と弁座体(5)とが互いに向き合う球欠体状に
    形成された支え面(43,55)を有していることを特
    徴とする、電磁式に操作される弁。
  5.  5.シール部分(3)が球欠体形状の表面を有しかつ
    有利には弁座体(5)に設けられた対応面(54)を越
    えてのびていて、球欠体状の支え面(43,55)、シ
    ール部材(3)および可動子(10)とコア(11,1
    1^I)との間の空隙(51)のための中心点(M)が
    合致している、請求項4記載の弁。
  6.  6.弁座体(5)内に可動子(10)用の半径方向支
    承部(45)が設けられている、請求項4又は5記載の
    弁。
  7.  7.コア(11,11^I)がシール部材(41)を
    介して結合されていてかつ可動子(10)が環状横断面
    (15)もしくは供給室(49)と集合室との間に軸方
    向のもしくはわずかに傾斜した圧力補償孔(42)を有
    している、請求項4から6までのいずれか1記載の弁。
  8.  8.弁座体(5)の弁座面(68)が球欠体状に形成
    されている、請求項4から7までのいずれか1記載の弁
  9.  9.球欠体状の弁座面(4,68)が円錐面(61)
    に移行している、請求項8記載の弁。
  10.  10.弁座面(4,68)が衝突面(62)に達して
    いる、請求項9記載の弁。
  11.  11.弁座面(4,68)と衝突面(62)との間の
    移行部がアンダーカット部(63)を有している、請求
    項4から10までのいずれか1記載の弁。
  12.  12.衝突面(62)の端部の引裂き縁部をシャープ
    にするために斜め面取り部が設けられている、請求項4
    から11までのいずれか1記載の弁。
JP2069907A 1989-03-25 1990-03-22 電磁式に操作される弁 Pending JPH02283981A (ja)

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DE3909893.1 1989-03-25
DE3909893A DE3909893A1 (de) 1989-03-25 1989-03-25 Elektromagnetisch betaetigbares ventil

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DE3909893A1 (de) 1990-09-27
US4976405A (en) 1990-12-11
US5056754A (en) 1991-10-15
KR900014801A (ko) 1990-10-25

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