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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorkopfstruktur mit
einem Motorkopfmodul für einen Zylinderkopf eines Motors.
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Ein
Kraftstoffdirekteinspritzmotor, wie zum Beispiel ein Benzinmotor,
von Fahrzeugen ist in dem
US-Patent
Nummer 6.055.955 offenbart, das der
JP-A-2000-501816 entspricht.
Der Kraftstoffdirekteinspritzmotor ist so konfiguriert, dass eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung und ein Zündkerze an einem
Zylinderkopf des Motors befestigt sind.
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Bei
einem elektrischen Steuersystem von dieser Art von Fahrzeugmotor
werden die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündzeitpunktsteuerung durch
eine elektronische Steuereinheit (ECU) auf der Grundlage von Erfassungssignalen
einer Vielzahl von Sensoren zum Erfassen der Zustände des
Motors ausgeführt, so dass der Motor in einem optimalen
Zustand gefahren wird. Seit kurzen wird die Betrachtung angestellt,
dass ein Versagen beim Verbrennen und Zünden durch einen
Drucksensor für das Erfassen des Druckes innerhalb eines
Zylinderraums des Motors erfasst wird. Als ein Beispiel des Drucksensors
offenbart die
US-Patenveröffentlichung
Nummer 2006156825 , die der
JP-A-2006-200974 entspricht,
die Struktur, bei der ein Rohrabschnitt in einem Gehäuse
einstückig ausgebildet ist und eine Membran zum Aufnehmen
des Druckes innerhalb eines Zylinderraums in direkter Weise und
ein Druckerfassungselement, zu dem der Druck übertragen
wird, an einem Endabschnitt des Rohrabschnitts angeordnet sind.
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In
dem Fall, in dem der vorstehend beschriebene Drucksensor am Motor
befestigt ist, ist ein Montageloch an einem Zylinderkopf oder einem
Zylinderblock ausgebildet, ist der Drucksensor in das Montageloch
von außen eingeführt und ist der Drucksensor am
Zylinderkopf durch Schweißen oder ähnliches befestigt.
Da ein Einlassventil, ein Auslassventil, eine Einspritzeinrichtung
und eine Zündkerze oder ähnliches im Zylinderkopf
angeordnet sind, ist es schwierig, dass der Drucksensor weiter im
Zylinderkopf ange ordnet wird, was durch Raumbeschränkungen
bedingt ist. Das heißt, dass es erforderlich ist, dass
der Drucksensor kompakt zusammengebaut bzw. montiert ist, wenn der
Drucksensor am Motor befestigt ist.
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Der
Druck im Zylinderraum wird ungefähr 10 MPa durch den Verbrennungsdruck
und dadurch ist eine luftdichte Dichtstruktur zwischen dem Montageloch
und dem Drucksensor erforderlich. Somit kann die Montagestruktur
des Drucksensors komplex werden. Da der Drucksensor in Bezug auf
die Wärme im Allgemeinen schwach ist, ist es erforderlich,
dass der Drucksensor am Motor befestigt ist, so dass der Drucksensor
keiner hohen Temperatur ausgesetzt ist und die Erfassungszuverlässigkeit
erhöht ist. Außerdem kann durch das Schweißen
eines kleinen Elementes, wie z. B. eines Drucksensors, an ein großes Element,
wie z. B. den Zylinderkopf, eine große Schweißvorrichtung
erforderlich sein, wodurch die Verarbeitungsfähigkeit beim
Zusammenbau verringert sein kann und die Herstellungskosten erhöht sein
können.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorkopfstruktur
vorzusehen, bei der ein Drucksensor zum Erfassen des Drucks innerhalb
eines Zylinderraums eines Motors in einfacher Weise angeordnet werden
kann und bei dem seine Zusammenbau- bzw. Montagestruktur vereinfacht
werden kann.
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Entsprechend
einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Motorkopfstruktur
für einen Motor mit einem Zylinderraum ein Motorkopfmodul
und einen Zylinderkopf auf. Das Motorkopfmodul weist ein gemeinsames
Gehäuse mit darin befindlicher Einspritzeinrichtung, Zündkerze
und darin befindlichem Drucksensor, die einstückig zusammengebaut
sind, auf. Der Zylinderkopf hat ein Montageloch, in dem das gemeinsame
Gehäuse fixiert ist. Der Drucksensor ist angeordnet, um
einen Druck innerhalb des Zylinderraums zu erfassen. Spitzenendabschnitte
der Einspritzeinrichtung, der Zündkerze und des Drucksensors,
die in das gemeinsame Gehäuse integriert sind, sind so
gestaltet, dass diese in den Zylinderraum weisen.
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Bei
der vorstehenden Konfiguration kann, da der Drucksensor zum Erfassen
des Drucks innerhalb des Zylinderraums des Motors einstückig
im gemeinsamen Gehäuse zusammen mit der Einspritzeinrichtung
und der Zündkerze angeordnet ist, der Druck sensor in einfacher
Weise am Zylinderkopf ohne direktes Verbinden mit dem Zylinderkopf
befestigt sein. Somit kann der Drucksensor in einfacher Weise angeordnet
werden, während die Zusammenbaustruktur des Motorkopfmoduls
vereinfacht werden kann.
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Die
vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen
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ist 1 ein
Längsschnitt, der eine Konfiguration und eine Zusammenbaustruktur
eines Motorkopfmoduls in einen Zylinderkopf entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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ist 2 eine
Draufsicht eines gemeinsamen Gehäuses und
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ist 3 ein
Längsschnitt, der eine Konfiguration eines Motorkopfmoduls
zeigt, das in einem Zylinder eines Motors montiert ist.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. 3 zeigt
ein Motorkopfmodul 7, das an einen oberen Abschnitt eines Zylinderraums 1 eines
Fahrzeugmotors beispielsweise angeordnet ist. Der Zylinderraum 1 wird
durch einen Zylinderblock 2 und einen Zylinderkopf 3 gebildet.
Im Zylinderraum 1 ist ein Kolben 4 angeordnet, so
dass dieser auf- und abwärts beweglich ist. Ein Ventil 5 zum öffnen
und Schließen eines Einlasses und ein Ventil 6 zum Öffnen
und Schließen eines Auslasses sind an beiden Seiten eines
oberen Teils des Zylinderraums 1 angeordnet. Ein Motorkopfmodul 7,
auf das sich nachfolgend als Modul 7 bezogen wird, entsprechend
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ist zwischen dem
Einlass und dem Auslass angeordnet. Eine Vielzahl von Modulen 7 ist
jeweils an den Zylindern des Motors montiert.
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1 zeigt
eine Konfiguration und eine Zusammenbaustruktur des Moduls 7 entsprechend dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Ein Montageloch 8,
in dem das Modul 7 fixiert ist, ist an einem Mittelabschnitt
des Zylinderkopfes 3 ausgebildet, um durch den Zylinderkopf 3 in
eine Oben-Unten-Richtung hindurchzutreten. Das Montageloch 8 hat
ungefähr eine Kreisform im Ganzen. Das Montageloch 8 ist
ausgestaltet: mit einem zylindrischen unteren Flächenabschnitt
benachbart zu einem Bodenabschnitt des Zylinderkopfes 3,
einem zylindrischen ersten Flächenabschnitt benachbart
zum unteren Flächenabschnitt über einen ersten
Stufenabschnitt 8a an einer oberen Seite des unteren Flächenabschnitts,
einem zylindrischen zweiten Flächenabschnitt benachbart zum
ersten Flächenabschnitt über einen zweiten Stufenabschnitt 8b an
einer oberen Seite des ersten Flächenabschnitts, einem
zylindrischen dritten Flächenabschnitt benachbart zum zweiten
Flächenabschnitt über einen dritten Stufenabschnitt 8c an
einer oberen Seite des zweiten Flächenabschnitts. Der erste, zweite
und dritte Stufenabschnitt 8a, 8b, 8c sind
in einer solchen Weise vorgesehen, dass der Durchmesser des unteren
Flächenabschnitts der geringste ist, der Durchmesser des
ersten Flächenasbschnitts größer als
der untere Flächenabschnitt bzw. der des unteren Flächenabschnitts
ist, der Durchmesser des zweiten Flächenabschnitts größer
als der erste Flächenabschnitt bzw. der des ersten Flächenabschnitts ist
und der Durchmesser des dritten Flächenabschnitts größer
als der zweite Flächenabschnitt der des zweiten Flächenabschnitts
ist. Ein Wasserkanal 9, dem ein Motorkühlmittel
zugeführt wird, benachbart zum Montageloch 8 ist
an einer Außenumfangsfläche des Montageloches 8 im
Zylinderkopf 3 angeordnet.
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Das
Modul 7 wird durch das einstückige Zusammenbauen
einer Einspritzeinrichtung 11, einer Zündkerze 12 und
eines Drucksensors 13 in ein gemeinsames Gehäuse 10 gebildet.
Der Drucksensor 13 ist angeordnet, um den Innendruck des
Zylinderraumes 1 zu erfassen. Das Modul 7 ist
in das Montageloch 8 gepasst, um am Zylinderkopf 3 befestigt
zu sein. Das gemeinsame Gehäuse 10 ist aus Metall, wie
z. B. SUS oder Aluminium, gebildet und hat eine Säulen-Block-Form
im Ganzen. Das gemeinsame Gehäuse 10 ist in einer
solchen Weise ausgebildet, dass sich ein Durchmesser von diesem
stufenweise von einem oberen Abschnitt zu einem unteren Abschnitt
in 1 verringert, d. h. zum Zylinderraum 1, um
in das Montageloch 8 von oben zu passen.
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Genauer
gesagt ist das gemeinsame Gehäuse 10 mit einem
zylindrischen unteren Abschnitt gebildet, der dem unteren Flächenabschnitt
des Montageloches 8 entspricht, einem zylindrischen ersten Abschnitt
benachbart zum unteren Abschnitt über einen ersten Stufenabschnitt 10a an
einer oberen Seite des unteren Abschnitts, einem zylindrischen zweiten Abschnitt
benachbart zum ersten Abschnitt über einen zweiten Stufen abschnitt 10b an
einer oberen Seite des ersten Abschnitts, einem zylindrischen dritten
Abschnitt benachbart zum zweiten Abschnitt über einen dritten
Stufenabschnitt 10c an einer oberen Seite des zweiten Abschnitts.
Der erste, zweite und dritte Stufenabschnitt 10a, 10b, 10c sind
so vorgesehen, dass der Durchmesser des unteren Abschnitts der kleinste
ist, der Durchmesser des ersten Abschnitts größer
als der untere Abschnitt ist, der Durchmesser des zweiten Abschnittes
größer als der erste Abschnitt ist und der Durchmesser
des dritten Abschnittes größer als der zweite
Abschnitt ist. Ein oberer Abschnitt des gemeinsamen Gehäuses 10 ist so
gebildet, dass dieser einen Flanschabschnitt hat, und der Durchmesser
des Flanschabschnittes des gemeinsamen Gehäuses 10 ist
größer als der größte Innendurchmesser
des Montageloches 8.
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Der
Flanschabschnitt des gemeinsamen Gehäuses 10 befindet
sich an der oberen Fläche des Zylinderkopfes 3,
um das Montageloch 8 zu bedecken, und wird ebenfalls als
ein Verbindungsabschnitt 14 mit dem Zylinderkopf durch
die Verwendung von Bolzen bzw. Schrauben an einer Vielzahl von Positionen
eingesetzt. Eine Vielzahl von Schraubenlöchern 3a ist
im Zylinderkopf 3 ausgebildet, um von der oberen Fläche
her offen zu sein. Beispielsweise sind vier Schraubenlöcher 3a in
Intervallen von 90° ausgebildet. Wie es in 2 gezeigt
ist, sind Löcher 14a zum Einführen von
Schrauben in Verbindungsabschnitt 14 des gemeinsamen Gehäuses 10 ausgebildet.
Wie es in 1 gezeigt ist, sind Schrauben 15 jeweils
in die Schraubenlöcher 3a über die Löcher 14a eingeführt.
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Ein
Konkavabschnitt 16 ist an einem Mittelabschnitt zwischen
dem zweiten Stufenabschnitt 10b und dem dritten Stufenabschnitt 10c einer
oberen Fläche des gemeinsamen Gehäuses 10 ausgebildet, so
dass ein Zwischenraum zwischen dem Mittelabschnitt der äußeren
Fläche des gemeinsamen Gehäuses 10 und
einem Mittelabschnitt zwischen dem zweiten Stufenabschnitt 8b und
dem dritten Stufenabschnitt 8c einer Innenwand des Montageloches 8 ausgebildet
wird. Der Konkavabschnitt 16 erstreckt sich in Umfangsrichtung über
den gesamten Umfang. Der Konkavabschnitt 16 ist eine Nut
mit Kreisform, zum Beispiel mit Halbkreisform, im Querschnitt. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind zwei Konkavabschnitte 16 ausgebildet,
um in Oben-Unten-Richtung ausgerichtet zu sein. Dementsprechend
ist ein Kühlmittelkanal 26 zwischen der äußeren
Fläche des gemeinsamen Gehäuses 10 und
der Innenwand des Montageloches 8 durch die Verwendung
des Konkavabschnitts 16 gemäß nachstehender
Beschreibung ausgebildet.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, sind eine erste Öffnung 17,
eine zweite Öffnung 18 und eine dritte Öffnung 19 im
gemeinsamen Gehäuse ausgebildet. Die Öffnungen 17, 18, 19 sind
ausgebildet, um sowohl am oberen Endabschnitt als auch am unteren Endabschnitt
des gemeinsamen Gehäuses 10 geöffnet
zu sein, das heißt, dass die Öffnungen 17, 18, 19 durch
das gemeinsame Gehäuse 10 in der Oben-Unten-Richtung
hindurch treten. Öffnungsabschnitte am oberen Endabschnitt
sind vom Mittelpunkt der oberen Fläche des gemeinsamen
Gehäuses 10 zum Unfang hin geringfügig
getrennt und befinden sich in Umfangsrichtung in regelmäßigen
Intervallen, z. B. in Intervallen von 120°. Die Öffnungen 17, 18, 19 sind so
gestaltet, dass diese im Bezug auf eine Linie parallel zu einer
Mittellinie O in der Oben-Unten-Richtung geneigt sind, so dass eine
größere Nähe zum Mittelpunkt des gemeinsamen
Gehäuses 10 als zum unteren Abschnitt des gemeinsamen
Gehäuses 10 besteht. Die Einspritzeinrichtung 11,
die Zündkerze 12 und der Drucksensor 13 sind
in die Öffnungen 17, 18 bzw. 19 eingeführt
und an diesen fixiert. Entsprechend den Formen der Einspritzeinrichtung 11,
der Zündkerze 12 und des Drucksensors 13 sind
die Öffnungen 17, 18, 19 so
gestaltet, dass Durchmesser der unteren Abschnitte von diesen kleiner
werden.
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Die
Einspritzeinrichtung 11 hat eine im Allgemeinen bekannte
Struktur und ist somit nicht in der Zeichnung detailliert gezeigt.
Die Einspritzeinrichtung 11 weist eine Düse 11a an
einem spitzen Endabschnitt eines in Vertikalrichtung langen Gehäuses auf
und ein Nadelventil und ein Magnet zum Antreiben des Ventils sind
im Gehäuse enthalten. Die Einspritzeinrichtung 11 ist
in die erste Öffnung 17 von oben eingefügt
und ist an der ersten Öffnung 17 durch Schweißen,
Bördeln und Schrauben oder ähnliches befestigt.
Die Düse 11a ist ungefähr auf der gleichen
Ebene mit der Boden- bzw. unteren Fläche des gemeinsamen
Gehäuses 10 angeordnet.
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Die
Zündkerze 12 hat eine allgemein bekannte Struktur
und ist somit in der Zeichnung nicht detailliert gezeigt. Eine Mittelelektrode 12a und
eine Masseelektrode 12b, die einander gegenüberliegen und
zwischen denen sich ein Funkenzwischenraum befindet, sind an einem
unteren Endabschnitt eines aus Keramik gefertigten Isolators angeord net.
Eine äußere Fläche an einer Seite an
einem Ende des Isolators ist mit einer Hülle bzw. Ummantelung,
die aus Metall hergestellt ist, bedeckt. Die Zündkerze 12 ist
in die zweite Öffnung 18 von oben eingeführt
und ist an der zweiten Öffnung 18 durch Schweißen,
Bördeln und Schrauben oder ähnliches befestigt.
Die Mittelelektrode 12a und die Masseelektrode 12b stehen
von der unteren Fläche des gemeinsamen Gehäuses 10 nach
unten vor.
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Der
Drucksensor 13 ist wie folgt konfiguriert. Ein Rohrabschnitt
ist einstückig in einem Gehäuse, das aus einem
Metall wie SUS gefertigt ist, vorgesehen, eine aus Metall gefertigte
Membran zum Aufnehmen des Drucks im Zylinderraum 1 und
ein drucksensitives Element, zu dem der Druck übertragen wird,
sind an einem Endabschnitt des Rohrabschnitts vorgesehen und eine
Signalverarbeitungsschaltung ist im Gehäuse vorgesehen.
Der Drucksensor 13 ist in die dritte Öffnung 19 von
oben eingeführt und ist an der dritten Öffnung 19 durch
Schweißen, Bördeln und Schrauben oder ähnliches
befestigt. Der Endabschnitt des Rohrabschnitts ist ungefähr
auf der gleichen Ebene mit der Bodenfläche des gemeinsamen
Gehäuses 10 angeordnet.
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Ein
einziger Abdeckabschnitt 20 zum vollständigen
Bedecken der oberen Endabschnitte der Einspritzeinrichtung 11,
der Zündkerze 12 und des Drucksensors 13 ist
am oberen Flächenabschnitt des gemeinsamen Gehäuses 10 beispielsweise
durch Schweißen angeordnet. Eine gemeinsame Verbindungseinrichtung 21 zum
elektrischen Verbinden der Einspritzeinrichtung 11, des
Drucksensors 13 und einer ECU, die in den Zeichnungen nicht
gezeigt ist, und eine Kraftstoffverbindungseinrichtung 22 zum Zuführen
von Kraftstoff zur Einspritzeinrichtung 11 sind an einer
oberen Fläche des Abdeckabschnitts 20 angeordnet.
Eine Hochdruckverbindungseinrichtung, die in den Zeichnungen nicht
gezeigt ist, zum Anlegen einer Spannung an die Zündkerze 12 ist
getrennt von der gemeinsamen Verbindungseinrichtung 21 angeordnet.
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Das
Modul 7, das gemäß Vorbeschreibung konfiguriert
ist, ist in das Montageloch 8 des Zylinderkopfes 3 von
oben eingeführt und das Modul 7 ist am Zylinderkopf 3 durch
Verbolzen bzw. Verschrauben am Verbindungsabschnitt 14 befestigt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich, wie
es in 1 gezeigt ist, eine Dichtung 23 mit Wärmewiderstand,
die durch einen Metall-C-Ring gebildet ist, für das luftdichte
Ab dichten, d. h. für das Druckabsperren zwischen dem unteren
Endabschnitt der Außenwand des gemeinsamen Gehäuses 10 und
der Innenwand des Montageloches 8, d. h. zwischen dem ersten
Stufenabschnitt 10a und dem ersten Stufenabschnitt 8a.
Als die Dichtung 23 kann eine Metallberührungsdichtung,
wie z. B. eine Dichtung mit Metallberührung bzw. -touch,
verwendet werden. Ferner kann die Dichtung 23 aus Schaumkohlenstoff
gefertigt sein.
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Gummi-O-Ringe 24 und 25 befinden
sich oberhalb und unterhalb des Konkavabschnitts 16, damit
sich diese zwischen der Außenwand des gemeinsamen Gehäuses 10 und
der Innenwand des Montageloches 8 beispielsweise befinden.
Das heißt, dass der O-Ring 24 zwischen dem zweiten
Stufenabschnitt 10b und dem zweiten Stufenabschnitt 8b angeordnet
ist und dass der O-Ring 25 zwischen dem dritten Stufenabschnitt 10c und
dem dritten Stufenabschnitt 8c jeweils angeordnet ist.
Dadurch wird ein Zwischenraum, der durch den Konkavabschnitt 16 ausgebildet
ist, sowohl am oberen Abschnitt als auch am unteren Abschnitt des
Konkavabschnitts 16 abgedichtet. Ferner ist ein Teil des
im Zylinderkopf 3 ausgebildeten Wasserkanals 9 mit
dem Zwischenraum über einen Pfad 9a verbunden.
Dadurch ist der Kühlkanal 26 an einem oberen Abschnitt
des gemeinsamen Gehäuses 10 gebildet, so dass
das Motorkühlmittel dem Kühlmittelkanal 26 über
den Pfad 9a zugeführt wird.
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In
einem solchen Zusammenbauzustand des Moduls 7 sind die
Bodenfläche des gemeinsamen Gehäuses 10 und
die Spitzenendabschnitte der Einspritzeinrichtung 11 und
der Drucksensor 13 auf der gleichen Ebene angeordnet. Die
Bodenfläche des gemeinsamen Gehäuses 10 und
die Spitzenendabschnitte der Einspritzeinrichtung 11 und
der Drucksensor 13 bilden eine Ebene mit einer Bodenfläche
des Zylinderkopfes 3, d. h. eine Fläche zum Zylinderraum 1 hin,
in glatter Weise ohne Unregelmäßigkeiten. Nur
ein Spitzenendabschnitt der Zündkerze 12, d. h.
ein Funkenerzeugungsabschnitt der Zündkerze 12,
ragt in den Zylinderraum 1 vor.
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Außerdem
ist die Düse 11a, die sich in einem Spitzenendabschnitt
der Einspritzeinrichtung 11 befindet, zum Mittelpunkt im
Zylinderraum 1 offen, d. h. zur Mittellinie O, so dass
der Kraftstoff von der Einspritzeinrichtung 11 zum Zentrum
hin im Zylinderraum 1 gesprüht wird. Ferner ist
die Membran zur Aufnahme des Drucks an dem Endab schnitt des Drucksensors 13 angeordnet,
um in den Zylinderraum zu weisen und den Druck im Zylinderraum 1 zu erfassen.
Der Drucksensor 13 kann im Zylinderraum 1 benachbart
zum Einlass angeordnet sein, in dem das Ventil 5 angeordnet
ist, an dem die Temperatur niedriger als die am Auslass ist, in
dem das Ventil 6 angeordnet ist.
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Als
Nächstes werden die Funktion und die Wirkung durch die
vorstehend beschriebene Konfiguration beschrieben. Im Modul 7 des
ersten Ausführungsbeispiels werden die Einspritzeinrichtung 11, die
Zündkerze 12 und der Drucksensor 13 einstückig zum
einzigen gemeinsamen Gehäuse 10 zusammengebaut
und dann wird das einstückige, gemeinsame Gehäuse 10 am
Zylinderkopf 3 befestigt. Daher kann der Drucksensor 13 im
Zylinderkopf 3 in kompakter Weise mit einer einzigen Struktur
angeordnet werden.
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Im
Vergleich zum dem Fall, in dem die Einspritzeinrichtung 11,
die Zündkerze 12 und der Drucksensor 13 einzeln
angeordnet sind, kann der Zusammenbauraum verringert werden. Ferner
wird die Zusammenbaustruktur durch das gemeinsame Nutzen des Dichtabschnitts
einfach. Das gemeinsame Gehäuse 10 kann am Zylinderkopf 3 in
einfacher Weise durch das Verbolzen am Verbindungsabschnitt 14 befestigt
werden. Der Drucksensor 13 im am gemeinsamen Gehäuse 10 durch
Verschweißen beispielsweise befestigt und dadurch muss
ein großes Element, wie z. B. ein Zylinderkopf 3,
nicht direkt verschweißt werden. Daher muss die Schweißvorrichtung
nicht groß werden und es kann eine gute Verarbeitungsfähigkeit
beim Zusammenbau erhalten werden.
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In
dem Modul 7 der vorliegenden Erfindung sind die Einspritzeinrichtung 11,
die Zündkerze 12 und der Drucksensor 13 zusammengebaut
bzw. montiert, so dass diese in Bezug auf eine Linie parallel zur
Mittellinie O in der Oben-Unten-Richtung geneigt sind, damit diese
jeweils zum Mittelpunkt des Zylinderraums 1 weisen. Dadurch
kann Kraftstoff von der Düse 11a der Einspritzeinrichtung 11 zum
Mittelpunkt im Zylinderraum 1 gesprüht werden.
Ferner ist die gesamte äußere Form des gemeinsamen
Gehäuses 10 zum Inneren des Zylinderraums 1 konisch ausgestaltet
und dadurch kann der Abschnitt des Gehäuses 10,
der zum Zylinderraum 1 weist, verringert werden.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kühlmittelkanal 26,
dem das Motorkühlmittel zugeführt wird, an der
Außenfläche des gemeinsamen Gehäuses 10 ausgebildet
und können das gemeinsame Gehäuse 10 und
der Drucksensor 13 wirksam durch das Motorkühlmittel
gekühlt werden. Im Zusammenhang mit der Anordnung des Drucksensors 13 an
der Einlassseite benachbart zum Ventil 5 können
die Stabilität und die Zuverlässigkeit der Erfassung
des Drucks im Zylinderraum 1 durch den Drucksensor 13 erhöht
werden. Der Kühlmittelkanal 26 kann in einfacher
Weise ausgebildet werden, indem der Konkavabschnitt 16 an
dem gemeinsamen Gehäuse 10 ausgebildet wird und
indem die 2 O-Ringe 24 und 25 angeordnet werden.
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Die
Dichtung 23 mit Wärmewiderstand befindet sich
zwischen dem unteren Endabschnitt der Außenwand des gemeinsamen
Gehäuses 10 und der Innenwand des Montageloches 8,
die zwei O-Ringe 24 und 25 werden angeordnet und
die Öffnung des oberen Abschnitt des Montageloches 8 ist
durch den Verbindungsabschnitt 14 geschlossen. Dadurch kann
die Dichtstruktur mit einer hohen Luftdichtheit gebildet werden.
Der gemeinsame Verbinder 21 für die elektrische
Verbindung der Einspritzeinrichtung 11, des Drucksensors 13 und
einer äußeren Vorrichtung, wie z. B. einer ECU,
ist am Abdeckabschnitt 20 des gemeinsamen Gehäuses
angeordnet. Dadurch kann die Struktur für die elektrische
Verbindung vereinfacht werden.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Bodenfläche
des gemeinsamen Gehäuses 10 und die Spitzenendabschnitte
der Einspritzeinrichtung 11 und des Drucksensors 13 ausgebildet,
um die gleiche Ebene mit der Bodenfläche des Zylinderkopfes 3 in
glatter Weise ohne Unregelmäßigkeiten zu bilden.
Somit können Unregelmäßigkeiten an der Innenwand
des Zylinderraums 1 verringert werden und können
Defekte, wie z. B. das Auftreten einer anormalen Verbrennung oder
einer Kohlenstoffadhäsion, verhindert werden.
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Entsprechend
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Einspritzeinrichtung 11,
die Zündkerze 12 und der Drucksensor 13 einstückig
im gemeinsamen Gehäuse 10 zusammengebaut und wird
das integrierte gemeinsame Gehäuse 10 am Zylinderkopf 3 befestigt,
um das Modul zu bilden. Daher können der Drucksensor 13 zum Erfassen
des Druckes im Zylinderraum 1 des Motors in kompakter Weise
angeordnet werden und kann die Zusammenbaustruktur vereinfacht werden.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gemeinsame Verbindungseinrichtung 21 zum elektrischen
Verbinden der Einspritzeinrichtung 11, des Drucksensors 13 und
einer externen Vorrichtung, wie z. B. einer ECU, und die Hochdruckverbindungseinrichtung
für die Zündkerze 12 getrennt ausgebildet.
Jedoch können die gemeinsame Verbindungseinrichtung 21 und
die Hochdruckverbindungseinrichtung integral für die gemeinsame
Verwendung ausgebildet werden. Im Vergleich zum dem Fall, in dem
die Verbindungseinrichtung getrennt in Bezug auf jeweils die Einspritzeinrichtung 11,
die Zündkerze 12 und den Drucksensor 13 ausgebildet
sind, kann die Struktur für die elektrische Verbindung
vereinfacht werden. Außerdem sind die Einspritzeinrichtung 11,
die Zündkerze 12 und der Drucksensor 13 im gemeinsamen
Gehäuse 10 in Umfangsrichtung angeordnet. Jedoch
können die Einspritzeinrichtung 11, die Zündkerze 12 und
der Drucksensor 13 im gemeinsamen Gehäuse ausgerichtet
in der Seitenrichtung angeordnet werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen,
dass die Zündkerze 12 im Mittelpunkt angeordnet
ist und dass der Drucksensor 13 an der Einlassseite, in
der sich das Ventil 5 befindet, angeordnet ist.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Bodenfläche
des gemeinsamen Gehäuses 10 und die Spitzenendabschnitte
der Einspritzeinrichtung 11 und des Drucksensors 13 ausgebildet,
um die gleiche Ebene mit der Bodenfläche des Zylinderkopfes 3 in
glatter Weise ohne Unregelmäßigkeiten zu bilden.
Jedoch können die Bodenfläche des gemeinsamen
Gehäuses 10 und die Spitzenendabschnitte der Einspritzeinrichtung 11 und
des Drucksensors 13 geringfügig konkav von der
Bodenfläche des Zylinderkopfes 3 angeordnet sein.
Darüber hinaus sind das Befestigungsverfahren der Einspritzeinrichtung 11,
der Zündkerze 12 und des Drucksensors 13 in
Bezug auf das gemeinsame Gehäuse 10 und das Befestigungsverfahren
in Bezug auf des gemeinsamen Gehäuses 10 in Bezug
auf den Zylinderkopf 3 nicht auf Schweißen oder Schraub-
bzw. Bolzenverbindungen beschränkt. Ein anderes Befestigungsverfahren,
wie z. B. Bördeln oder Hartlöten kann verwendet
werden. Außerdem können das Material und die Form
der Dichtung mit Wärmewiderstand und des O-Rings in unterschiedlicher
Weise modifiziert werden.
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Das
Motorkopfmodul der vorliegenden Erfindung kann in einem Zylinderkopf
eines Motors von Fahrzeugen, Schiffen oder ähnlichem vorgesehen sein.
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Während
die Erfindung in Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist es verständlich, dass die Erfindung
nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele und Konstruktionen
beschränkt ist. Es ist beabsichtigt, dass mit der Erfindung
zahlreiche Modifikationen und äquivalente Anordnung abgedeckt
sind. Außerdem befinden sich, während zahlreiche
Kombinationen und Konfigurationen, die bevorzugt werden, beschrieben
sind, andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger
oder nur einem einzigen Element ebenfalls im Schutz- und Geltungsbereich
der Erfindung.
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Eine
Einspritzeinrichtung (11), eine Zündkerze (12)
und ein Drucksensor (13) sind somit einstückig
in ein gemeinsames Gehäuse (10) eingebaut. Das
gemeinsame Gehäuse (10) ist in einem Montageloch
(8), das in einem Zylinderkopf (3) eines Motors
vorgesehen ist, befestigt, so dass die Spitzenendabschnitte der
Einspritzeinrichtung, (11), der Zündkerze (12)
und des Drucksensors (13) in den Zylinderraum (1)
weisen. Beispielsweise kann eine Dichtung (23) mit einem
Wärmewiderstand zwischen einem unteren Endabschnitt einer
Außenwand des gemeinsamen Gehäuses (10)
und einer Innenwand des Montageloches (8) für
die luftdichte Abdichtung vorgesehen sein. Ferner kann ein Konkavabschnitt
(16) an einem Außenabschnitt des gemeinsamen Gehäuses
(10) vorgesehen sein, so dass ein Kühlmittelkanal
(26) gebildet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6055955 [0002]
- - JP 2000-501816 A [0002]
- - US 2006156825 [0003]
- - JP 2006-200974 A [0003]