JP2003021011A - 直接噴射式内燃機関用のフランジ形中間系 - Google Patents
直接噴射式内燃機関用のフランジ形中間系Info
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Abstract
に配置されるフランジ形中間系、即ちフランジ形接続管
路システムを改善して、該フランジ形中間系の機能を確
実に満たすと共に、その重量を小さくする。 【解決手段】 燃料のための通路系が、発生する圧力に
対して充分な強度の第1の構成群10内に収容されてお
り、かつ吸気通路が第2の構成群11内に形成されてお
り、該第2の構成群が優先的に、前記第1の構成群に比
べて低い強度の材料から成形されており、前記両方の構
成群が組み合わされてフランジ形中間系を成している。
Description
内燃機関で吸込み空気並びに燃料のための管路に対す
る、請求項1の上位概念に記載の形式のフランジ形中間
系(フランジ形接続システム若しくはフランジ形接続系
ともいう)に関する。
込まれる、請求項7及び請求項8の上位概念に記載の形
式の第1の構成群並びに第2の構成群にも関する。
は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第19920
195A1号明細書により公知である。この種のフラン
ジ形中間部材は直接噴射式内燃機関では実質的に2つの
役割を有し、このために相応の複数の部品がフランジ形
中間部材(中間フランジ)に組み込まれる。
入口から出口への燃焼空気の流過を可能にすることであ
り、これによって燃焼空気が吸気管若しくは吸気路から
内燃機関のシリンダヘッド内に導かれる。更にフランジ
形中間部材の領域にいわゆる充填運動フラップを配置し
てあり、該充填運動フラップが配置形式に応じてシリン
ダ内の空気流をタンブル流(宙返り流)又はスワール流
とするようになっている。
ダ内への燃料の直接噴射のための導管系の収容にある。
該導管系は著しく高い圧力を受けるものであり、従って
フランジ形中間部材も相応に形成されねばならない。フ
ランジ形中間部材は一般的に金属、例えばアルミニウム
から成形されているのに対して、フランジ形中間部材の
吸気管側開口に接続される吸気通路はプラスチックから
成形され得るものである。
系の高い負荷によって決定されている。従ってフランジ
形中間部材の吸気通路領域が、不必要にも、吸気管内圧
に基づき生じる負荷の複数倍に設計されている。要する
に構成部品、即ちフランジ形中間部材が必要以上に重く
なっている。
噴射式内燃機関用のフランジ形中間系を改善して、フラ
ンジ形中間系の機能を確実に満たすと共に、重量を小さ
くすることである。
請求項7及び請求項8に記載の構成手段によって解決さ
れる。
づく構成では、公知の形式で燃焼空気並びに燃料のため
の通路系(通路構造若しくは通路組織ともいう)を有す
るフランジ形中間系において、燃料のための通路系が、
発生する圧力に対して充分な強度のある第1の構成群内
に収容されている。これに対して、吸気通路が第2の構
成群内に収容され、即ち形成されており、該第2の構成
群が優先的に、強度のより低い材料から成っており、こ
の場合、より低い強度は第1の構成群の強度と比較した
ものである。前記両方の構成群が組み合わされてフラン
ジ形中間系を形成し、これによって全体としてフランジ
形中間系に対するすべての要件を満たすコンパクトな1
つの構成部分(構成ユニット)を成している。特に本発
明のフランジ形中間系は、両方の構成群が互いに内外で
係合することに基づき、公知の金属製の一体的なフラン
ジ形中間部材若しくはフランジ形中間接続機構と同等の
幾何学寸法を有している。幾何学寸法が等しい場合に
は、強度の低い度材料から成る構成群に対して、密度の
低い材料を選ぶことができ、これによって、構成部材を
より軽くかつ経済的に製造するという要件が満たされ
る。
本発明に内在する節減ポテンシャルを効果的に活用でき
る直接噴射式内燃機関である。即ち、フランジ形中間系
はディーゼル機関にも、直接噴射式オットー機関にも使
用される。
は燃料用の通路系が第1のベース部材又は第2のベース
部材に纏められており、第1のベース部材又は第2のベ
ース部材は、別の機能構成部分と一緒に第1の構成群又
は第2の構成群を形成している。この場合、吸気通路系
若しくは通路系は、単数若しくは複数の群に形成されて
かつそれぞれ各ベース部材に纏められてよい。これは、
例えば内燃機関のシリンダがV形配列若しくはW形配列
の場合に有利である。この場合、各シリンダ列毎にこの
ような構成群を形成することが可能である。
場合に例えば充填運動フラップ、フランジ形中間系と吸
気管との間のゴム製の接合スリーブ、或いはシリンダヘ
ッド寄りのフランジのパッキン若しくはシールである。
第1の構成群の機能構成部分は、噴射弁並びに閉塞栓で
あり、閉塞栓が、有利には構成部材内に穿孔された通路
を該通路の端部で閉塞するものである。
構成群が優先的に金属から成形されていてよく、かつ第
2の構成群が優先的にプラスチックから成形されていて
よい。優先的なる用語は、すでに述べた機能構成部分が
別の材料から成形されていてもよいことを意味してい
る。何れにしてもベース部材若しくはベース部分は前記
材料から成っている。この場合、第1の構成群のために
は例えばアルミニウム加圧鋳物、例えばアルミニウムダ
イカストが使用されてよい。第2の構成群が例えばガラ
ス繊維強化されたポリアミドから成形されていてよい。
前述の材料選択に基づき、フランジ形中間系の2部構成
によって得られるコスト並びに重量に関する利点が最適
に利用される。
よって形成される固定手段は第1の構成群内に設けられ
る。第1の構成群は頑丈な構成群であり、該構成群によ
ってシリンダヘッドへのフランジ形中間系の固定が、付
加的な補強なしに行われる。第2の構成群が、第1の構
成群の組付けに伴って一緒に保持される。即ちこのこと
は、第1の構成群が第2の構成群をクランプ状に取り囲
んでいて、これによって第2の構成群が組付け箇所にセ
ットされ、即ち固定されることに基づき達成される。こ
れによって得られる顕著な利点は、強度の低い材料から
成る第2の構成群が付加的な補強を、ひいては該補強の
ために特殊な組付けを必要としないことである。これに
よって、プラスチック製のシリンダヘッドフランジの固
定の際に従来必要であった補強スリーブ等が省略され
る。
して導かれてよい。このために例えば孔が設けられてよ
く、該孔を通して固定ねじがねじ込まれる。しかしなが
ら固定ねじの支持は第1の構成群において行われるの
で、第2の構成群内の、圧着力の分配が行われる。
ぞれ別の構成群と協働して請求項1に記載した本発明の
フランジ形中間系装置若しくはフランジ形接続装置を形
成するのに適している範囲内で、夫々独立した発明とし
て特許請求され得るものである。さらに本発明は種々の
分野でも用いられ、同様に発明として特許請求され得る
ものである。
例を詳説する。
成群10及び第2の構成群11から成っている。第1の
構成群が第1のベース部材(基体)12を有し、かつ第
2の構成群が第2のベース部材(基体)13を有してい
る。ベース部材が、別の機能構成部品の組付けのために
用いられている。第1のベース部材12に駆動ユニット
14をフランジ締結してあり、該駆動ユニットは軸(図
示せず)を介して複数の充填運動フラップ15aに連結
している。従って充填運動フラップが駆動ユニットによ
って角度を無段調整され得る。
閉塞栓によって、第1のベース部材12内に形成された
通路構造が該通路構造の端部、即ち開口で閉塞される。
この場合、シールリング17も使用される。閉塞すべき
開口は、第1のベース部材をアルミニウム加圧鋳造部品
として製造することによって生じ、それというのは該ベ
ース部材は中空室構造、例えば燃料通路の形成のために
中子を必要とし、中子が外側へ離型され、即ち抜き取ら
れねばならないからである。予め組立てられた第1の構
成群10は最終的にねじ18を用いてシリンダヘッド
(図1には示さず)に組付けられる。この場合、第1の
ベース部材12が第2のベース部材13をクランプ状に
取り囲み、従って第2のベース部材も一緒に固定され
る。
15aのほかにゴムスリーブ19を有しており、ゴムス
リーブがリング(図1には示さず)を用いて吸気管(同
じく図1には示さず)に結合される。
は図2及び図3に基づいて最も良く推考される。図3か
ら認識されるように、フランジ形中間系は第1のベース
部材12及び第2のベース部材13から成っている。吸
気管20が、すでに述べてあるようにゴムスリーブ19
によって第2のベース部材13に接続されている。この
場合、固定リング21が使用され、固定リングの正確な
形態は図2からも推考される。
ランジ22(図2)を介して内燃機関のシリンダヘッド
23に接続されている。この部位での固定が、ねじ18
を用いて第1のベース部材12を介して行われる。
ジ形中間系の詳細は、図2から推考される。シリンダヘ
ッド23と第2のベース部材13との間に、成形パッキ
ン24が使用されており、燃焼空気が、第2のベース部
材13内に形成された吸気通路25からシリンダヘッド
23内の給気通路26内へ導かれる。この場合、充填運
動フラップ15aは傾斜位置で、吸込み空気を給気通路
内の矢印27によって示唆するようにタンブルさせ、該
タンブルがシリンダの燃焼室28内に相応の渦流を生ぜ
しめる。
シリンダヘッド23と吸気管20との間で唯一の中間部
分を形成している。従って吸気通路25が、吸気管への
インターフェイス30を形成する入口29から、シリン
ダヘッドの平面内に位置する出口31へ延びている。
2を形成しており、該通路構造(管路系)は燃料の流過
のために設けられている。各通路構造が噴射弁34のた
めのそれぞれ1つの収容部33に開口しており、前記噴
射弁がシリンダヘッドの燃焼室28内にまで達している
(図2では1つの収容部が対応する噴射弁と一緒に断面
して示してあり、他の収容部は図平面外に位置してい
る)。
設けてあり、貫通孔が固定用のねじ18(図3)を受容
するようになっている。シリンダヘッド内に、前記ねじ
のための雌ねじ穴36が設けられている。
2は、断面図示の領域外で吸気通路25の背後を延びて
いて、これによって第2のベース部材13をクランプ状
に取り囲んでいる。これによって、成形パッキン24に
とって必要な圧着力も生ぜしめられる。
の、第3図に対する相違点を詳細に説明する。図2に示
す充填運動フラップ15aに代えて、図4の実施例では
充填運動フラップ15bは回転軸に関して直角に配置さ
れている。回転軸がベルト車37を介して駆動されるよ
うになっていてよい。回転軸を90゜回動させることに
よって、別の充填運動効果、つまり実線矢印で示唆する
スワール流38が生ぜしめられる。スワール流は、一点
鎖線で示した給気通路26内を流過して、燃焼室(図示
せず)の軸線に相当する回転軸線を中心として渦流を生
ぜしめる。このような充填運動も、図4では図示を省い
た噴射弁によって燃焼室内へ噴射される燃料の混合を改
善するものである。
には正面に示してある。図面から明らかなように、ベル
ト車37は充填運動フラップ15bを駆動するようにな
っている。吸気通路25が2つの部分通路39に分割さ
れており、両方の部分通路のうち一方の部分通路だけが
充填運動フラップ15bを備えている。図面では、第1
のベース部材12が下部領域に貫通孔35と、噴射弁用
の収容部33とを有している。
取付けられた状態での吸気通路に沿って断面図。
中間系の概略側面図。
する断面図。
図。
14 駆動ユニット、 15a,15b 充填運動
フラップ、 16 閉塞栓、 17 シールリン
グ、18 ねじ、 19 ゴムスリーブ、 20
吸気管、 21固定リング、 22 シリンダヘッ
ドフランジ、 23 シリンダヘッド、 24 成
形パッキン、 25 吸気通路、 26 給気通
路、 27 矢印、 28 燃焼室、 29 入
口、 30 インターフェイス、 31 出口、
32 通路構造系、 33 収容部、 34 噴
射弁、 35 貫通孔、 36 雌ねじ穴、 37
ベルト車、 38スワール流、 39 部分通路
Claims (8)
- 【請求項1】 直接噴射式内燃機関用のフランジ形中間
系であって、内燃機関のシリンダヘッド(23)に燃焼
空気用の出口(31)を接続するためのシリンダヘッド
フランジ(22)を備え、燃焼空気用の入口(29)を
吸気管(20)に接合するためのインターフェイス(3
0)を備え、この場合、前記入口から前記出口(31)
に吸気通路(25)を形成してあり、かつ加圧燃料のた
めの通路系(32)を備えており、該通路系が燃料導管
用の接続口及び噴射弁(34)用の収容部(33)を有
している形式のものにおいて、前記通路系(32)が、
発生する圧力に対して充分な強度の第1の構成群(1
0)内に設けられており、かつ前記吸気通路(25)が
第2の構成群(11)内に形成されており、該第2の構
成群(11)が、前記第1の構成群(10)に比べて低
い強度の材料から成形されており、前記両方の構成群が
組み合わされてフランジ形中間系を成していることを特
徴とする、直接噴射式内燃機関用のフランジ形中間系。 - 【請求項2】 燃料用の通路系(32)が、単数又は複
数の群に形成されて1つの第1のベース部材(12)に
纏められており、該第1のベース部材がそれぞれ別の機
能構成部分と一緒に第1の構成群(10)を形成してい
る請求項1記載のフランジ形中間系。 - 【請求項3】 吸気通路(25)が、単数又は複数の群
に形成されて1つの第2のベース部材(13)に纏めら
れており、該第2のベース部材がそれぞれ別の機能構成
部分と一緒に第2の構成群(11)を形成している請求
項1又は2記載のフランジ形中間系。 - 【請求項4】 第1の構成群(10)が金属から成形さ
れており、かつ第2の構成群(11)がプラスチックか
ら成形されている請求項1から3までのいずれか1項記
載のフランジ形中間系。 - 【請求項5】 第2の構成群(11)内に、機能構成部
分として充填運動フラップ(15a,15b)のシステ
ムが設けられている請求項1から4までのいずれか1項
記載のフランジ形中間系。 - 【請求項6】 フランジ形中間系を固定する目的の固定
手段、特にねじのための受容部が、第1の構成群(1
0)内に設けられており、第2の構成群(11)が前記
第1の構成群(10)によってシリンダヘッド(23)
に保持されるようになっている請求項1から5までのい
ずれか1項記載のフランジ形中間系。 - 【請求項7】 第1の構成群であって、加圧燃料用の通
路系(32)を有しており、該通路系が燃料導管用の接
続口及び噴射弁(34)用の収容部(33)を備える形
式のものにおいて、該第1の構成群(10)が請求項1
から6までのいずれか1項記載のフランジ形中間系とし
て組立てられるようになっていることを特徴とする、第
1の構成群。 - 【請求項8】 第2の構成群であって、内燃機関のシリ
ンダヘッド(23)に燃焼空気用の出口(31)を接続
するためのシリンダヘッドフランジ(22)を備え、燃
焼空気用の入口(29)を吸気管(20)に接合するた
めのインターフェイス(30)を備えており、この場
合、前記入口から前記出口(31)に吸気通路(25)
を形成してある形式のものにおいて、該第2の構成群
(11)が、請求項1から6までのいずれか1項記載の
フランジ形中間系として組立てられるようになっている
ことを特徴とする、第2の構成群。
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