JP2001500212A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関のシリンダヘッド内に装嵌された燃料噴射ノズル用の燃料供給装置であって、前記シリンダヘッド内の貫通口を貫通する接続管片を有し、該接続管片が流入側では流入管の接続片と液密に連結されており、かつ流出側では前記接続管片のシール面が、前記シリンダヘッド内の貫通口内にねじ込まれた押えねじによって、燃料噴射ノズルのノズルホルダーに配置された円錐形座面に対して軸方向で圧着されている形式のものに関し、その特徴とするところは、円錐形座面の下流側で噴射ノズルの流入通路内に、燃料供給を専ら内燃機関の燃焼室の方向にのみ許容する逆止弁が配置されている点にある。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料供給装置 背景技術 本発明は、内燃機関のシリンダヘッド内に装嵌された燃料噴射ノズル用の燃料 供給装置であって、前記シリンダヘッド内の貫通口を貫通する接続管片を有し、 該接続管片が流入側では流入管の接続片と液密に連結されており、かつ流出側で は前記接続管片のシール面が、前記シリンダヘッド内の貫通口内にねじ込まれた 押えねじ（キャップねじ）によって、燃料噴射ノズルのノズルホルダーに配置さ れた円錐形の座面に対して軸方向で圧着されている形式のものに関する。 前記形式の燃料供給装置は例えば欧州特許出願公開第０５６９７２７号明細書 に基づいて公知である。この形式の燃料供給装置における格別の利点は、該燃料 供給装置が簡便な組付けを可能にし、しかもシリンダヘッド内における噴射ノズ ルのノズルホルダーの僅かなずれの補正を可能にすることである。 しかしながら前記形式の燃料供給装置では、噴射動作後に導管圧が、ノズルニ ードルがなお開いているのに燃料噴射ノズル内に、燃焼室圧の作用を受ける圧力 が生じるほど急速に低減する事態が生じることがある。その結果、燃焼ガスが押 出されて、つまり燃料噴射 ノズル内への燃焼ガスの「吹き戻し」が生じることになる。この燃焼ガスの吹き 戻しによって、燃料噴射ノズルのノズル室内へコークスが搬入され、これは燃料 噴射ノズルの耐用寿命にネガティブに作用する。 発明の利点 そこで本発明の課題は、明細書冒頭で述べた形式の燃料供給装置を改良して、 燃焼室ガスがノズル室内へ吹き戻るのを防止することである。 前記課題を解決するための本発明の構成手段は、前記形式の燃料供給装置にお いて、円錐形座面の下流側で噴射ノズルの流入通路内に、燃料供給を専ら内燃機 関の燃焼室の方向にのみ許容する逆止弁が配置されている点にある。 円錐形座面に後置されていて流入通路内に配置された前記逆止弁によって、簡 単に実現できるが故に特に有利な方式で、ノズル室内への燃焼ガスの吹き戻りが 回避される。つまり燃焼室からノズル室へ向かう圧力が逆止弁に到達すると即座 に、該逆止弁は閉弁し、従ってノズル室内への燃焼ガスの侵入を阻止するのであ る。 純原理的には、逆止弁のために種々異なった実施形態が考えられる。有利な１ 実施形態によれば、逆止弁が、１つの開口内に配置されたシールスリーブを有し 、該シールスリーブの一方の端部に円錐形シール面が配置されており、かつ、内 燃機関の燃焼室の方へ向か う圧力を受圧すると前記シールスリーブを開放し、逆方向の向きの圧力を受圧す ると前記シールスリーブを密封するシールエレメントが、前記シールスリーブの 他方の端部に設けられている。このようなシールスリーブは、簡単に製作されか つ簡便に組付けることができる。この場合、シールスリーブ自体に円錐形シール 面が配置されているので、流入管をシールスリーブに何の問題もなく直接連結で きるばかりでなく、これによって該シールスリーブが固定されるので有利である 。 シールエレメントに関しても同じく種々異なった実施形態が考えられる。有利 な１実施形態ではシールエレメントは、シールスリーブの後方の開口内に軸方向 で見て前記シールスリーブと、ノズルホルダーに形成された支承面との間に配置 された部分貫通路を有する絞りプレートであり、該絞りプレートは、燃焼室の方 へ向かう圧力を受圧すると前記シールスリーブから前記支承面の方へ押圧されて 前記シールスリーブを開放し、また前記燃焼室から離反する方向の圧力を受圧す ると、前記支承面から離間して前記シールスリーブの下面の扁平面に圧着されて 前記シールスリーブを閉鎖するようになっている。このような絞りプレートは、 製作が特に簡単でありかつ組付けが特に簡便である。 ノズルホルダーに設けた支承面は、多種多様の方式で形成することができる。 １実施形態によれば支承面は、ノズルホルダー内に円環状に延びるリング肩で ある。 極めて有利な別の実施形態では支承面は円錐形に形成されている。支承面並び に、該支承面に対面する絞りプレート域を円錐形に形成すれば、内燃機関におい て発生する約１８００バールに及ぶ著しく高い圧力を受圧しても支承面が事実上 損傷されないという格別大きな利点が得られる。それというのは、可能な限り避 けられねばならない突発的な移り目が生じないからである。 一面において絞りプレートによるシールスリーブの良好な封止を保証するため 、また他面において燃料噴射ノズルによって燃焼室内へ流れる燃料の流入を、可 能な限り妨げないようにするために、有利な実施形態では絞りプレートは、中央 域に配置されたシール面を有し、該シール面の直径は、シールスリーブの燃焼室 寄り開口の直径よりも大であり、かつ前記絞りプレートは、前記シール面の外側 域に複数の貫通ポートを有し、該貫通ポートの総横断面積が、流入通路の横断面 積より大であるか又は該横断面積に等しくなるようにした。 著しく高い圧力を受圧しても絞りプレートが破損しないことを保証する一方、 絞りプレート及び特に支承面の簡単な製作を可能にするために、有利な１実施形 態では、絞りプレートの後方下流側に、複数の横溝を 有するスリット付きスリーブが開口内に配置されており、該開口の直径が、前記 絞りプレートの直径よりも小さくなるようにした。 前記スリット付きスリーブは、いわば絞りプレートのための弾性的な支承面と して作用するので、該支承面に対する絞りプレートの硬いぶつかりが回避され、 ひいては、単純なプレート状部品として構成可能な絞りプレートの耐用寿命が高 められる。そればかりでなくシールスリーブに基づいて、燃料供給導管内に支承 面を形成する必要も無くなり、これによって製作が更に単純化される。 極めて有利な別の実施形態によれば、絞りプレートの後方下流側に、１つのス トッパブシュが流入通路内にプレス嵌めされており、前記ストッパブシュが１つ の中央開口を有しており、該中央開口は、前記絞りプレート内に穿設した単数又 は複数の貫通ポートに少なくとも部分的にオーバーラップしており、かつ前記ス トッパブシュの外径は絞りプレートの外径よりも大であるか又は該外径に等しい 。 前記ストッパブシュは簡単に製作できる。それというのは中央開口だけ、例え ば１つの孔だけを製作すればよいからである。ストッパブシュの外径が絞りプレ ートの外径よりも大であるか又は該外径に等しい故に、ストッパブシュは更にま た、逆止弁の開弁状態において絞りプレートに対する極めて良好な受け座を形成 する。流入通路内へストッパブシュをプレス嵌めしたことに基づいて、該ストッ パブシュに対する絞りプレートのぶつかりによって、ストッパブシュ並びに燃料 供給導管に、ずれや損傷或いはその他の不都合な影響を決して及ぼさないことが 保証される。 別の実施形態では、逆止弁は、保持カラーを有する部分スリット付きのピンと して構成されており、該ピンは、該ピンに対して対応成形された燃料供給導管の 開口内に配置されており、かつ、燃焼室寄りの側に複数のばね腕を有しており、 該ばね腕は、燃焼室方向へ方位づけられた圧力を受圧すると、前記ピンの軸線の 方へ押圧されて前記開口内に環状通路を解放し、また圧力の低減時には前記軸線 から離反する半径方向外向きに前記開口の方へ向かって弾発して該開口を閉鎖す るようになっている。 この実施形態では、逆止弁が一体構造であり、従って逆止弁の製作が簡単であ るばかりでなく、その組付けも簡便であるので特に有利である。 このような逆止弁の有利な実施形態では、ピンは内燃機関の燃焼室寄りの側に 、両ばね腕間の中央に配設された盲開口を有しており、逆流する燃料が、前記盲 開口内へ流入して方向変換されて付加的な力を前記ばね腕に対して半径方向外向 きに及ぼすようになっている。このように構成すれば、燃焼室から離反する向き の極めて高い圧力で逆止弁が負荷される場合、逆止弁 の密封作用は高められる。 図面 図１は本発明による燃料供給装置の逆止弁の第１実施形態と第２実施形態の概 略的な半割断面図である。 図２は本発明による燃料供給装置の逆止弁の第３実施形態と第４実施形態の概 略的な半割断面図である。 図３は図２に図示した逆止弁の第３実施形態において使用される絞りプレート の平面図である。 図４は図２に図示した逆止弁の第４実施形態において使用される絞りプレート の平面図である。 図５は本発明による燃料供給装置の逆止弁の第５実施形態の断面図である。 図６は本発明による燃料供給装置の逆止弁の第６実施形態の断面図である。 図７は逆止弁を図６に矢印ＶＩＩで示した方向に見た平面図である。 図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面線に沿った逆止弁の断面図である。 実施例の説明 内燃機関のシリンダヘッド内に装嵌された燃料噴射ノズル（図示せず）用の燃 料供給装置は、シリンダヘッド内の貫通口を貫通する接続管片を有し、該接続管 片は流入側で流入管の接続片と液密に連結されており、かつ前記接続管片のシー ル面が流出側では、シリンダヘッド内の貫通口内へねじ込まれた押えねじによっ て燃料噴射ノズルのノズルホルダー１０に配置された円錐形座面１２に対して軸 方向で圧着されている（図示せず）。前記円錐形座面１２の下流側で噴射ノズル の流入通路１４内には、燃料供給を専ら内燃機関の燃焼室の方向へのみ許容する 逆止弁が配置されている。 該逆止弁は、図１及び図２に示したように、シールスリーブ２０を有し、該シ ールスリーブの一方の端部に２つの円錐形シール面２１，２５が配置されており 、前記の一方の円錐形シール面は前記ノズルホルダー１０の座面に接触し、かつ 他方の円錐形シール面には接続管片のシール面が接触する。前記の両円錐形シー ル面２１，２５の構成に基づいて、接続管片の座面がシールスリーブ２０の両円 錐形シール面２１，２５をノズルホルダー１０の円錐形座面１２に圧着すること によって、シールスリーブ２０は、接続管片と共にシリンダヘッド内に固定可能 である。 シールスリーブ２０の他端部にはシールエレメントが絞りプレート３０の形態 で設けられており、該絞りプレートは、シールスリーブ２０の後方の開口４０内 において、前記シールスリーブと、流入通路１４内に形成された支承面４１との 間を軸方向にシフト可能である。絞りプレート３０は、中央に配設されたシール 面３１を有しており、該シール面の直径は、シールスリーブ２０の燃焼室寄り開 口２２の直径よりも大である。前記シール面３１の外側で絞りプレート内には、 複数の貫通ポート３３が配設されており、該貫通ポートは、燃焼室の方向へ流れ る燃料を流入通路１４内へ流入させることができる。その場合、貫通ポート３３ は、その総横断面積が流入通路１４の横断面積よりも大であるか少なくとも等し くなるような直径を有しているので、燃焼室内への支障のない燃料流が可能にな る。 ところで前記絞りプレート３０の機能は次の通りである。すなわち：絞りプレ ートが、燃焼室の方向へ、つまり流入通路１４の方向へ向かう圧力によって負荷 される限り、絞りプレート３０は、シールスリーブ２０の下面から離間して支承 面４１の方へ押圧されるので、シールスリーブ２０は開放状態にありかつ燃料は 流入通路１４内へ流入することができる。 逆向きの圧力がかかった場合、つまり燃焼室から離反してシールスリーブ２０ の方へ向かう圧力がかかった場合には、絞りプレート３０は、シールスリーブ２ ０の下面に配設された扁平面２３に圧着されて該シールスリーブを密封する。そ れというのはシール面３１が、シールスリーブ２０の燃焼室寄り開口２２の直径 よりも大きな直径を有しているからである。 図１の右半部に図示した第２実施例が、すでに説明した左半部に図示した第１ 実施例と相違している点は、支承面４１並びに該支承面に載る絞りプレート３０ の区域が截頭円錐形に形成されていることだけである 。この第２実施例は、ディーゼルエンジンの場合、例えば約１８００バールのオ ーダー範囲の著しく高い圧力で負荷するために特に適している。それというのは この場合、材料負荷が高いので、突発的な移り目、特にシャープエッジな移り目 は可能な限り避けられねばならないからである。 図２の左半部に図示した実施形態が、図１に図示した実施形態と相違している 点は、絞りプレート３０の後方で、複数の横溝５１を有するスリット付きスリー ブ５０が開口５３内に配置されていることであり、該開口５３の直径は、絞りプ レート３０の直径よりも小である。 スリット付きスリーブ５０によって第１に、絞りプレート３０の、容易に製作 可能な弾性的な支承面が実現され、該支承面は、スリット付きスリーブの上側に よって形成される。第２に絞りプレート３０は簡便にプレート状部分として製作 することができ、例えば図１の右半部に図示した実施形態の場合のような截頭円 錐形の側面は省くことができる。 図２の左半部に図示した絞りプレートが図３には平面図で図示されている。図 ３から判るように、燃料は貫通ポート３３を通流し、かつ、スリット付きスリー ブ５０内に配設された横溝５１を介して流入通路１４内へ達する。 図２及び図４に図示した、燃料供給装置の逆止弁の 別の実施形態では絞りプレート３０は、図１の右半部に図示した実施形態の場合 のようにノズルホルダー１０の円錐形の支承面４１に接触する円錐形側面を有し ている。但し、図１の右半部に図示した実施形態とは異なって、貫通ポート３３ は少なくとも部分的に円錐形に形成されており、かつ部分的に、ノズルホルダー 内に形成された支承面４１に対して平行に延びている。 図５に図示した、燃料供給装置の逆止弁の実施形態も矢張り絞りプレート又は 絞りディスク３０を有しており、該絞りプレート内には、互いに等角度ずらして 配設した３つの貫通ポート３３が設けられている。 該絞りプレート３０の下流側後方で、ストッパブシュ６０が流入通路１４内に プレス嵌めされている。 ストッパブシュ６０内には１つの中央開口６１が設けられており、該中央開口 は、絞りプレート３０寄りの側では円錐形に延びており、かつ前記絞りプレート ３０内に穿設した貫通ポート３３に部分的にオーバーラップしているので、絞り プレート３０がストッパブシュ６０に載った場合でも、流入する燃料のための通 路が存在することになる。 流入通路１４内にプレス嵌めされたストッパブシュは、絞りプレート３０の外 径よりも大きな直径を有している。 図１乃至図５に図示した絞りプレート３０は、鋼又 はセラミックから例えば冷間据込み、型打ち又は焼結によって特に簡便に製作す ることができる。絞りプレートをセラミック部品として形成する場合、質量が特 に僅かであり、それに伴って逆止弁の応働が迅速になる一方、一般的な観点から 見て重量が最小限化されるので、極めて有利である。 図６、図７及び図８に図示した実施形態では逆止弁は、保持カラー７１を備え た部分スリット付きのピン７０によって形成され、該ピンは、ノズルホルダー１ ０内で前記ピンに対して対応成形された燃料供給導管の開口１９内に配置されて いる。該ピン７０は、燃焼室寄りの側に２つのばね腕７２を有しており、両ばね 腕は、燃焼室方向の圧力で負荷された際に、ピン７０の軸線７９の方へ押圧され 、これによって開口１９内で環状通路を解放する。この場合、ばね腕７２の、流 入通路１４寄り端部に成形された流線型の形状が特に有利に作用する。圧力が低 減すると、ばね腕７２はそのばね作用に基づいて、軸線７９から開口１９の方へ 外向きに押圧されて該開口を密封する。 図６から、また特に図７から判るように燃料は、ばね腕７２の側に配置された オリフィス７３を通流する。 ピン７０は、内燃機関の燃焼室寄りの側に、両ばね腕７２間の中央に配置され た盲開口７５を有しており、逆流する燃料は該盲開口内へ流れ込んで方向転換さ れ、その結果この場合、付加的な力が両ばね腕７２に対して外向きに及ぼされる 。 これによって、燃焼室から離反する方向の圧力が著しく大きな場合でも、ピン ７０のばね腕７２の封止作用が強化される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関のシリンダヘッド内に装嵌された燃料噴射ノズル用の燃料供給装置 であって、前記シリンダヘッド内の貫通口を貫通する接続管片を有し、該接続管 片が流入側では流入管の接続片と液密に連結されており、かつ流出側では前記接 続管片のシール面が、前記シリンダヘッド内の貫通口内にねじ込まれた押えねじ によって、燃料噴射ノズルのノズルホルダー（１０）に配置された円錐形座面（ １２）に対して軸方向で圧着されている形式のものにおいて、 円錐形座面（１２）の下流側で噴射ノズルの流入通路（１４）内に、燃料供給 を専ら内燃機関の燃焼室の方向にのみ許容する逆止弁が配置されていることを特 徴とする、燃料供給装置。 2. 逆止弁が、１つの開口内に配置されたシールスリーブ（２０）を有し、該シ ールスリーブの一方の端部に円錐形シール面（２１，２５）が配置されており、 かつ、内燃機関の燃焼室の方へ向かう圧力を受圧すると前記シールスリーブ（２ ０）を開放し、逆方向の向きの圧力を受圧すると前記シールスリーブ（２０）を 密封するシールエレメントが、前記シールスリーブ（２０）の他方の端部に設け られている、請求項１記載の燃料供給装置。 3. シールエレメントが、シールスリーブ（２０）の 後方の開口内に軸方向で見て前記シールスリーブと、ノズルホルダーに形成され た支承面（４１）との間に配置された部分貫通路を有する絞りプレート（３０） であり、該絞りプレートが、燃焼室の方へ向かう圧力を受圧すると前記シールス リーブ（２０）から前記支承面（４１）の方へ押圧されて前記シールスリーブを 開放し、また前記燃焼室から離反する方向の圧力を受圧すると、前記支承面（４ １）から離間して前記シールスリーブ（２０）の下面の扁平面（２３）に圧着さ れて前記シールスリーブを閉鎖するようになっている、請求項２記載の燃料供給 装置。 4. 支承面（４１）が、ノズルホルダー（１０）内に円環状に延びるリング肩で ある、請求項３記載の燃料供給装置。 5. 支承面（４１）が截頭円錐形に形成されている、請求項３記載の燃料供給装 置。 6. 絞りプレート（３０）が、中央域に配置されたシール面（３１）を有し、該 シール面の直径が、シールスリーブ（２０）の燃焼室寄り開口（２２）の直径よ りも大であり、かつ前記絞りプレート（３０）が、前記シール面（３１）の外側 域に複数の貫通ポート（３３）を有し、該貫通ポートの総横断面積が、流入通路 （１４）の横断面積より大であるか又は該横断面積に等しい、請求項３記載の燃 料供給装置 。 7. 絞りプレート（３０）の後方下流側に、複数の横溝（５１）を有するスリッ ト付きスリーブ（５０）が開口（５３）内に配置されており、該開口の直径が、 前記絞りプレート（３０）の直径よりも小である、請求項３から６までのいずれ か１項記載の燃料供給装置。 8. 絞りプレート（３０）の後方下流側に、１つのストッパブシュ（６０）が流 入通路（１４）内にプレス嵌めされており、前記ストッパブシュが１つの中央開 口（６１）を有しており、該中央開口が、前記絞りプレート（３０）内に穿設し た単数又は複数の貫通ポート（３３）に少なくとも部分的にオーバーラップして いる、請求項３から６までのいずれか１項記載の燃料供給装置。 9. 絞りプレート（３０）が、鋼又はセラミックから成る成形部品である、請求 項３から８までのいずれか１項記載の燃料供給装置。 10．逆止弁が、保持カラー（７１）を有する部分スリット付きのピン（７０）で あり、該ピンが、該ピンに対して対応成形された燃料供給導管の開口（１９）内 に配置されており、かつ、燃焼室寄りの側に複数のばね腕（７２）を有しており 、該ばね腕が、燃焼室方向へ方位づけられた圧力を受圧すると、前記ピン（７０ ）の軸線（７９）の方へ押圧されて前記 開口（１９）内に環状通路を解放し、また圧力の低減時には前記軸線（７９）か ら離反する半径方向外向きに前記開口（１９）の方へ向かって弾発して該開口（ １９）を閉鎖するようになっている、請求項１記載の燃料供給装置。 11．ピン（７０）が内燃機関の燃焼室寄りの側に、両ばね腕（７２）間の中央に 配設された盲開口（７５）を有しており、逆流する燃料が、前記盲開口内へ流入 して方向変換されて付加的な力を前記ばね腕（７２）に対して半径方向外向きに 及ぼすようになっている、請求項１０記載の燃料供給装置。