JP2000517028A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置は、流入区分（３）に燃料流入開口（１４）を有する少なくとも１つの燃料噴射弁（１）と、各燃料噴射弁（１）に関して、燃料噴射弁（１）の燃料流入開口（１４）に接続可能な燃料流出開口（１０）、及び該燃料流出開口（１０）に下流側で接続する接続管片（５）を有する燃料分配管路（４）とを備えている。本発明によれば、各燃料噴射弁（１）の燃料流入開口（１４）を、それぞれ対応する燃料分配管路（４）の燃料流出開口（１０）に接続する、各１つの接続装置（１８，２０）が設けられている。この接続装置（１８，２０）は、環状のシール支持体（２０）と、燃料流入開口（１４）に挿入可能なブシュ（１８）とを備えている。環状のシール支持体（２０）は、燃料噴射弁（１）の流入区分（３）に対してシール支持体（２０）をシールするための第１のシールエレメント（２８）と、燃料分配管路（４）の接続管片（５）に対してシール支持体（２０）をシールするための第２のシールエレメント（３２）とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射装置 背景技術 本発明は、内燃機関に燃料を噴射するため、特に内燃機関の１つの燃焼室若し くは複数の燃焼室に燃料を直接に噴射するための燃料噴射装置に関する。 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の燃料噴射装置から出発する。特 開平０８−３１２５０３号公報に基づき、内燃機関のシリンダヘッドに、内燃機 関の各燃焼室に関してそれぞれ１つの燃料噴射弁を取り付けるための取付け孔を それぞれ設けることが既に公知であり、燃料を各燃焼室内に直接噴射するために 対応配置された燃料噴射弁の噴射区分が、それぞれ前記取付け孔に挿入可能であ る。シリンダヘッドの取付け孔に挿入された燃料噴射弁は、締付けシューとして 形成された保持装置を介して、燃焼室内を占める比較的高い燃焼圧に抗して保持 される。燃料噴射弁を取付け孔内で確実に位置決めするために、締付けシューに より比較的高い保持力を燃料噴射弁に加えなければならないので、燃料噴射弁は 取付け孔内に、比較的強固な不動の座を有している。各燃料噴射弁に設けられた 、燃料流入開口を備えた流入区分に燃料を供給するためには、特開平０８−３１ ２５０３号公報に記載の燃 料噴射装置では、燃料分配管路が設けられており、この燃料分配管路は、燃料噴 射弁をそれぞれ燃料ポンプに接続する。燃料分配管路は、各燃料噴射弁に関して １つの取付けエレメントを有しており、この取付けエレメントに燃料噴射弁の流 入区分が挿入可能であるので、前記取付けエレメントは前記流入区分をカップ状 に取り囲む。必要なシールを得るために、各燃料噴射弁の流入区分は、それぞれ 取付けエレメントの内壁に密着するＯリングの形のシールエレメントを有してい る。 内燃機関の各燃焼室における比較的高い燃焼圧に基づき、燃料噴射弁をシリン ダヘッドに設けられた各取付け孔内で確実に係止するためには、保持装置により 比較的高い保持力が付与されなければならない。しかし、これにより生ぜしめら れた、シリンダヘッドにおける燃料噴射弁の固定的な位置決めは、燃料分配管路 の組込みを困難にする。それというのも、シリンダヘッドに設けられた、燃料噴 射弁用の取付け孔、及び燃料分配管路に設けられた、燃料噴射弁用の取付けエレ メントの両方の製造誤差に基づき、燃料噴射弁の流入区分と、燃料分配管路の取 付けエレメントとの間に位置偏差や角度偏差が生ぜしめられるからである。更に 困難なのは、シリンダヘッドの取付け孔に組み込まれた燃料噴射弁が、締付けシ ューによって加えられる保持力に基づき、広域にわたって均等に負荷されるので はなく、点状に負荷されることであり、このことは、結果として取付け孔におけ る燃料噴射弁の僅かな傾倒を生ぜしめる。これにより、燃料噴射弁の流入区分に 付加的に生じる位置・角度偏差は、燃料分配管路の組込みを付加的に困難にする 。燃料噴射弁の流入区分と燃料分配管路の取付けエレメントとの間に配置された Ｏリングは、前記の位置・角度偏差を、非常に小さな、不十分な範囲でしか補償 しない。位置・角度偏差が実際に生じた場合、特開平０８−３１２５０３号公報 に基づき公知の燃料噴射装置では、組込みが困難になる欠点の他に、位置・角度 偏差を補償しないシール箇所において、燃料流出の危険も生じる。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９０８０９５号明細書に基づき、燃料を直 接噴射するためには設定されていない燃料噴射弁を、燃料分配管路に保持ヨーク を介して位置決めし、燃料噴射弁の流入区分を、差込みニップルを介して燃料分 配管路に挿入することが公知である。燃料噴射弁の、燃料分配管路との接続部に おける位置・角度偏差の補償部材は、この組込み配置形式の場合には設けられて いない。 発明の利点 これに対して、請求項１の特徴部に記載の本発明による燃料噴射装置は、製造 誤差と組込みに起因するトレランスとに基づき生ぜしめられる位置・角度偏差が 、確実に補償されるという利点を有している。これに より、燃料噴射装置、特に燃料分配管路の組込みが著しく簡単になる。位置・角 度偏差を補償しない接続部で生じる恐れのある、燃料噴射弁又は燃料分配管路の ひずみは阻止される。更に、燃料分配管路と燃料噴射弁の流入区分との間に、シ ールに関する問題は生じない。それというのもシールエレメントが、補償されな い位置・角度偏差により偏って変形されはしないからである。逆に、本発明によ る燃料噴射装置の有利な構成では、シリンダヘッド及び燃料分配管路の製造時に 比較的大きなトレランスを許容するので、これらの構成部材の製作手間が減少さ れ、これに対応して製作コストも低減される。燃料分配管路は、シリンダヘッド の比較的近傍に組み込むことができるので、小さな構造スペースしか必要としな い。 燃料分配管路と燃料噴射弁の流入区分との間の接続領域は、横断面でみて比較 的幅広且つ短く設計することができるので、燃料噴射弁の開放時に圧力侵入は生 ぜしめられない。 請求項２以下に記載の構成手段により、請求項１に記載の燃料噴射装置の有利 な改良が可能となる。 半径方向のシールを補償する第１のシールエレメントと、軸方向のシールを補 償する第２のシールエレメントとをガイドするための２つの環状溝をシール支持 体に形成することは、特に有利である。この場合、半径方向のシールが燃料噴射 弁の流入区分の端面に対し て行われる一方、軸方向のシールは燃料分配管路の接続管片に対して行われる。 シール支持体の外径が、第２の軸方向シールエレメントの上流側で、半径方向 シールエレメントに対応する第１の環状溝の外径よりも大きく設計されていると 、特に有利である。接続装置を燃料圧で負荷した場合には、対応配置された燃料 噴射弁の流入区分の方向に向けられた力コンポーネントが生ぜしめられ、この力 コンポーネントは、第１の半径方向シールエレメントを、燃料噴射弁の流入区分 の端面に圧着させる。このようにして、特に効果的なシールが得られるのと同時 に、シール支持体が無圧状態において、組込み最中にほぼ抵抗無く半径方向に可 動であることが保証されている。シール支持体の半径方向の運動性は、ブシュの 上流側のカラーと、燃料噴射弁の流入区分との間に有利に設定すべき軸方向遊び に基づき、更に改良することができる。 図面 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、従来の技術による燃料噴射弁の組込み、及び断面して示された燃料 分配管路との接続を概略的に示した図であり、第２図は、燃料噴射弁と燃料分配 管路との間の接続領域を抜粋して示した、本発明による実施例の概略断面図であ る。 実施例の説明 第２図に示した本発明の実施例について詳しく検討する前に、まず第１図に基 づき、内燃機関（詳しく図示せず）のシリンダヘッド２における燃料噴射弁１の 慣例の組込み、並びに燃料噴射弁１の流入区分３の、第１図に断面して示した燃 料分配管路４との接続を手短に説明したい。 燃料噴射弁１は、シリンダヘッド孔（第１図には図示せず）に挿入されること により、シリンダヘッド２に比較的強固に組み込まれる。この場合、内燃機関の 各燃焼室に関して、一般にそれぞれ１つの燃料噴射弁１が設けられている。シリ ンダヘッド２の所属のシリンダ孔に燃料噴射弁１をそれぞれ挿入した後に、燃料 分配管路４が組み込まれる。この燃料分配管路４は、燃料ポンプ（図示せず）か ら個々の燃料噴射弁１に燃料を供給するために使用される。この場合、各燃料噴 射弁１の流入区分３は、燃料分配管路４の所属の接続管片５に挿入されて、流入 区分３に設けられたシールリング６を介してシールされる。 しかし、製造誤差及び組込みに起因するトレランスに基づき、燃料噴射弁１の 流入区分３の位置と、対応する燃料分配管路４の接続管片５との間で位置・角度 偏差が生ぜしめられる。これらの位置・角度偏差は、一方では燃料噴射弁１を取 り付けるためのシリンダヘッド孔の位置決め時、及び燃料分配管路４における接 続管片５の位置決め時に、製造誤差により惹起される。また他方では、シリンダ ヘッド２に燃料噴射弁１を組み込む際に、僅かな角度傾倒が生ぜしめられる恐れ もある。この角度傾倒は、流入区分３の、目標位置からの付加的な位置・角度偏 差を生ぜしめる。この場合、これらの位置・角度偏差はシールリング６によって 、制限された範囲内で不確実にしか補償されないので、燃料分配管路４の組込み は著しく困難になる。更に、第１図に符号ａで示した比較的大きな位置偏差が生 ぜしめられた場合には、最早確実なシール作用を有さないシールリング６におけ る燃料流出も免れない。許容し得る僅かなトレランスは、製造に対して極めて高 い要求を課し、且つシリンダヘッド孔と、燃料分配管路４に設けられた切欠きと が同時に製作される場合にのみ、本発明による接続装置無しで実現することがで きる。 第２図には、本発明の実施例の抜粋断面図が示されている。図示されているの は、単に燃料噴射弁１と燃料分配管路４との間の接続領域だけに過ぎない。 燃料分配管路４は、燃料流出開口１０を有しており、この燃料流出開口１０は 接続孔１１を介して第１図に示した主要通路７に接続されている。接続孔１１は 、接続管片５の取付け孔１２に開口している。この取付け孔１２は、円錐形区分 １３において、燃料流出開口１０に向かって狭まっている。 燃料噴射弁１の流入区分３は燃料流入開口１４を有しており、この燃料流入開 口１４は、燃料噴射弁１の流入側の端部において、燃料噴射弁１の長手方向軸線 １５に対して垂直に延びる、つまり半径方向に向けられた端面１６によって包囲 されている。燃料噴射弁１の燃料流入開口１４には、段状に形成された燃料流入 孔１７が接続している。燃料流入開口１４内には、ブシュ１８が挿入可能である 。 図示の実施例では、ブシュ１８は燃料流入孔１７に正確に嵌合するようにプレ ス嵌め可能であり、且つ摩擦接続により係止されている。しかしまた択一的に、 ブシュ１８の下流側の端部に、燃料流入孔１７の雌ねじ山にねじ込み可能な雄ね じ山を設けることも可能である。 ブシュ１８は、第２図に示した実施例では、長手方向軸線１５に沿って延びる 、該実施例では段付けされて形成された、一貫して延びる長手方向孔１９を有し ており、この長手方向孔１９は、上流側の端部では、取付け孔１２の円錐形区分 １３を介して燃料分配管路４の燃料流出開口１０に接続されており、且つ下流側 の端部を介して燃料流入孔１７に接続されている。従って長手方向孔１９は、燃 料の案内を引き受ける。 ブシュ１８はシール支持体２０と共に、本発明による接続装置１８，２０を形 成する。これらの接続装置１８，２０は、予め規定された変化領域内で、燃料噴 射弁１の流入区分３の位置と、燃料分配管路４の接続管片５の位置との間の位置 補償を可能にする。 シール支持体２０は、流入区分３の流入側の端面１６と、ブシュ１８の流入側 の端部に配置された、半径方向外側に張り出しているカラー２１との間で係止さ れている。このブシュ１８は、シール支持体２０が、第２図に分かり易くするた めに書き込まれた軸方向遊びｂの範囲内で僅かに軸方向で可動である程度にだけ 、燃料噴射弁１の燃料流入孔１７内にプレス嵌めされているのが有利である。従 ってシール支持体２０は、ブシュ１８のカラー２１と燃料噴射弁１の流入区分３ との間に緊締されているのではなく、半径方向で、第２図にやはり分かり易くす るために書き込まれた移動領域ｃ内で、半径方向に可動である。単なる例として 、オーダを明確にするために述べておくと、シール支持体２０の半径方向の移動 領域ｃは、約０．６ｍｍであってよいのに対して、シール支持体２０の軸方向遊 びｂは、０．０５〜０．１ｍｍであってよい。半径方向の移動領域ｃは、環状の シール支持体２０の貫通孔２２の内径ｄ２と、ブシュ１８の貫通区分２３の外径 ｄ₁との間の差に基づき規定されている。貫通区分２３は、シール支持体２０の 貫通孔２２の領域を貫通している。 シール支持体２０の下流側の端部２４は、半径方向外側に向けられた拡張部２ ５を有している。燃料噴射 弁１の流入区分３の端面１６に向き合う、半径方向に向けられた下流側の端面２ ６は、シール支持体２０において第１の周方向環状溝２７を形成しており、この 第１の環状溝２７は、Ｏリング又は角リングとして形成されたシールリングの形 の第１のシールエレメント２８を収容して案内するために使用される。この第１ のシールエレメント２８は、半径方向シールとして働き、燃料噴射弁１の流入区 分３に対してシール支持体２０をシールする。この場合、この第１のシールエレ メント２８は、燃料噴射弁１の流入区分３の端面１６に沿って滑動可能である。 更にシール支持体２０は、接続管片５の壁２９に向き合う外周面３０に、第２ の環状溝３１を有している。この第２の環状溝３１は、Ｏリング又は角リングと して形成されたシールリングの形の第２のシールエレメント３２を収容して案内 するために使用される。この第２のシールエレメント３２は、軸方向でシール作 用を生ぜしめて、接続管片５に対してシール支持体２０をシールする。この場合 、この第２のシールエレメント３２は、接続管片５の取付け孔１２内で滑り移動 可能である。 本発明の有利な構成に対応して、第１のシールエレメント２８を収容するため に使用される第１の環状溝２７の外縁部３３は、第２のシールエレメント３２の 領域におけるシール支持体２０の外径に対して、第２ 図に分かり易くするために書き込まれた区分ｄだけ半径方向内側にずらされてい る。シール支持体２０が運転状態において燃料圧で負荷されると、この燃料圧の ための作用面として、上流側で、シール支持体２０の上流側の端面３４全体が、 その外径に至るまで働く。反対に、シール支持体２０の下流側の端部では、せい ぜい第１の環状溝２７の外縁部３３までしか燃料圧にさらされていない。それと いうのも、半径方向で更に外側に位置する領域がシールされているからである。 従ってシール支持体２０は、該シール支持体２０を燃料噴射弁１に向かって押圧 する効果的な軸方向の力コンポーネントを以て、燃料圧により負荷される。従っ て第１のシールエレメント２８は、燃料噴射弁１の流入区分３の端面１６に圧着 されるので、良好なシール作用が生ぜしめられる。 ブシュ１８及びシール支持体２０として形成された本発明による接続装置は、 燃料噴射弁１の流入区分３の流入側に突出する領域において、接続管片５の取付 け孔１２に完全に挿入可能である。環状のシール支持体２０が、燃料噴射弁１の 流入区分３の位置と、燃料噴射弁１に対応配置された接続管片５の取付け孔１２ の位置との間の半径方向補償も軸方向補償も可能にすると、特に有利である。半 径方向補償のために、第１のシールエレメント２８が流入区分３の端面１６に沿 ってシフト可能であるのに対して、軸方向補償のため には、第２のシールエレメント３２が接続管片５の取付け孔１２内で軸方向にシ フト可能である。本発明による接続装置、即ちブシュ１８及びシール支持体２０ の挿入を簡単にするためには、取付け孔１２がその開口領域に円錐形の区分３５ を有してよい。 本発明により形成された燃料噴射装置により、燃料分配管路４の燃料噴射弁１ への組込みが著しく簡略化される。更に、短く幅広な管路案内、及び燃料分配管 路４と、燃料噴射弁１の燃料流入開口１４との間の僅かな間隔に基づいて、圧力 侵入が十分に阻止される。全体的には、極めてコンパクト且つフレキシブルな構 造が生ぜしめられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射装置であって、流入区分（３） に燃料流入開口（１４）を有する少なくとも１つの燃料噴射弁（１）が設けられ ており、また、各燃料噴射弁（１）に関して、該燃料噴射弁（１）の燃料流入開 口（１４）に接続可能な燃料流出開口（１０）と該燃料流出開口（１０）に下流 側で接続する接続管片（５）とを有する燃料分配管路（４）が設けられている形 式のものにおいて、 各燃料噴射弁（１）の燃料流入開口（１４）を、対応する燃料分配管路（４） の燃料流出開口（１０）にそれぞれシール作用を以て接続するために、各１つの 接続装置（１８，２０）が設けられており、環状のシール支持体（２０）が設け られていて、該シール支持体（２０）が、燃料噴射弁（１）の流入区分（３）に 対して前記シール支持体（２０）をシールするための第１のシールエレメント（ ２８）と、燃料分配管路（４）の接続管片（５）に対して前記シール支持体（２ ０）をシールするための第２のシールエレメント（３２）とを有しており、更に 、燃料流入開口（１４）に挿入可能なブシュ（１８）が設けられており、該ブシ ュ（１８）が環状のシール支持体（２０）を貫通し、それによってシール支持体 （２０）が前記ブシュ（１８）の上流側のカラー（２１）と燃料噴射弁（１）の 流入区分（３）との間で、半径方向で可動に係止されていることを特徴とする、 燃料噴射装置。 ２．前記第１のシールエレメント（２８）が、シール支持体（２０）の第１の 環状溝（２７）内で案内され、且つ燃料噴射弁（１）の流入区分（３）の端面（ １６）に沿って半径方向で滑動可能である、請求項１記載の燃料噴射装置。 ３．第１の環状溝（２７）が、流入区分（３）の端面（１６）に向き合う、半 径方向に向けられた、シール支持体（２０）の下流側の端面（２６）に形成され ている、請求項２記載の燃料噴射装置。 ４．シール支持体（２０）の外径が、第２のシールエレメント（３２）の上流 側において、第１の環状溝（２７）の外径（３３）よりも大きく設計されている 、請求項２又は３記載の燃料噴射装置。 ５．第２のシールエレメント（３２）が、シール支持体（２０）の第２の環状 溝（３１）内で案内されており、且つ燃料分配管路（４）の接続管片（５）の壁 （２９）に沿って軸方向で滑動可能である、請求項１から４までのいずれか１項 記載の燃料噴射装置。 ６．第２の環状溝（３１）が、接続管片（５）の壁（２９）に向かい合う、軸 方向に向けられたシール支持体（２０）の外周面（３０）に形成されている、請 求項５記載の燃料噴射装置。 ７．ブシュ（１８）が、燃料を貫通案内するために 一貫して延びる長手方向孔（１９）を有している、請求項１から６までのいずれ か１項記載の燃料噴射装置。 ８．環状のシール支持体（２０）が貫通孔（２２）を有しており、該貫通孔（ ２２）がブシュ（１８）の貫通区分（２３）によって貫通されており、シール支 持体（２０）の貫通孔（２２）の内径（ｄ₂）が、ブシュ（１８）の貫通区分（ ２３）の外径（ｄ₁）よりも大きく設計されている、請求項１から７までのいず れか１項記載の燃料噴射装置。 ９．シール支持体（２０）が、ブシュ（１８）の上流側のカラー（２１）と燃 料噴射弁（１）の流入区分（３）との間で、予め規定された遊び（ｂ）の範囲内 で軸方向に可動であるように、燃料噴射弁（１）の燃料流入開口（１４）にブシ ュ（１８）が挿入されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料噴 射装置。 10．接続装置（１８，２０）が、燃料分配管路（４）の接続管片（５）に挿入 可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。 11．シールエレメント（２８，３２）が、環状のリングシールとして形成され ている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。 12．ブシュ（１８）が、燃料噴射弁（１）の燃料流入開口（１４）内にプレス 嵌めされている、請求項１ から１１までのいずれか１項記載の燃料噴射装置。