JP2003504552A - 内燃機関のための燃料噴射システム - Google Patents

内燃機関のための燃料噴射システム

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JP2003504552A JP2001509867A JP2001509867A JP2003504552A JP 2003504552 A JP2003504552 A JP 2003504552A JP 2001509867 A JP2001509867 A JP 2001509867A JP 2001509867 A JP2001509867 A JP 2001509867A JP 2003504552 A JP2003504552 A JP 2003504552A
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ヘーグナー・ローナルト
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エム・テー・ウー・フリードリッヒスハーフェン・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関のための燃料噴射システムに関し、この燃料噴射システムは、燃料貯蔵部2から燃料を送るための高圧ポンプ1を有し、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁5を有し、および、高圧ポンプ1を燃料噴射弁5と結合し、且つ高圧フュエルチャンバ3を備えている燃料高圧導管4を有している。更に、燃料噴射弁5によって噴射されなかった燃料を返還するための燃料還流導管11、および、燃料噴射弁5において生じた漏洩量を返還するための漏洩導管12が設けられている。本発明により、燃料高圧導管4、燃料還流導管11および漏洩導管12は、共通の燃料導管13内において統合されており、この燃料導管が、それぞれの導管4、11、12に関して、それぞれに相互に壁部によって分離された流動断面を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、請求項1の上位概念による、内燃機関のための燃料噴射システムに
関する。
【0002】 燃料貯蔵部から燃料を送るための高圧ポンプを有し、内燃機関の燃焼室内に燃
料を噴射するための複数の燃料噴射弁を有し、および、高圧ポンプを燃料噴射弁
と結合し、且つ高圧ポンプから高圧のもとで、送られた噴射されるべき燃料を保
持するための高圧フュエルチャンバを備えている燃料高圧導管を有している、内
燃機関、特にディーゼルエンジンのための燃料噴射システムは、普及の一途をた
どっている。この様式の燃料噴射システムの基本的な利点は、時間の単位毎の噴
射される燃料の噴射開始、噴射終了および大量流量に関する噴射工程が、非常に
精確に、内燃機関のその都度の回転数状態および負荷状態に適合され得ることで
ある。この燃料を高圧ポンプから燃料噴射弁に送る、およびこの燃料を高圧のも
とで保持するこの燃料高圧導管に加えて、この燃料噴射システムの場合、更に、
燃料還流導管並びに漏洩導管が、燃料噴射弁においてまたは封隙位置の漏洩に基
づいて生じる、発生漏洩量の返還のために設けられている。この付加的な燃料導
管を設けることは、それ自体で、既に高い経費を伴い、且つ特に大型のディーゼ
ルエンジンの場合に、エンジンにこれら導管を装着することに関して、基本的な
振動技術的な問題を生じる。
【0003】 従って、本発明の課題は、これら燃料導管の案内を顧慮して改良されている、
上記の様式の燃料噴射システムを提供することである。
【0004】 この課題は、請求項1の特徴を有する燃料噴射システムによって解決される。
【0005】 内燃機関のための燃料噴射システムが得られ、この燃料噴射システムは、燃料
貯蔵部から燃料を送るための高圧ポンプを有し、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴
射するための複数の燃料噴射弁を有し、および、高圧ポンプを燃料噴射弁と結合
し、且つ高圧ポンプから高圧のもとで、送られた噴射されるべき燃料を保持する
ための高圧フュエルチャンバを備えている燃料高圧導管を有している。更に、噴
射されなかった燃料を返還するための燃料還流導管、および、漏洩導管が設けら
れている。本発明により、燃料高圧導管、燃料還流導管および漏洩導管は、共通
の燃料導管内において、それぞれの導管に関して、それぞれに相互に壁部によっ
て分離された流動断面によって、統合されている。
【0006】 本発明による燃料噴射システムの基本的な利点は、燃料還流導管および漏洩導
管の別個の装着のために必要な固定部材、封隙部材および結合部材が必要無いこ
とである。従って一方では、このような部材の、機能的な故障の危険が回避され
、且つ他方では、このような導管の振動問題に関する困難性が生じることは無い
【0007】 本発明による燃料噴射システムの有利な実施の形態により、共通の燃料導管は
、3つの同軸に設けられた、互いに囲繞する管導管によって形成されており、こ
れらの内、内側の管導管は、燃料高圧導管を形成し、且つその際、この燃料高圧
導管が、内側のおよび外側のジャケット導管によって囲繞されており、これらジ
ャケット導管が、それぞれに、流動断面を形成し、且つ燃料還流導管および漏洩
導管を形成している。このことから、利点は、要求された高圧強度に基づいて、
非常に堅牢に構成された燃料高圧導管が、囲繞されたジャケット導管のための安
定性のある担持体を形成することである。
【0008】 有利な実施の形態により、燃料高圧導管を囲繞するジャケット導管は、これら
ジャケット導管の内側の表面に、長手方向に指向する、燃料還流導管または漏洩
導管の流動断面を形成する管路を備えている。
【0009】 その際に、燃料高圧導管を囲繞するジャケット導管が、これらジャケット導管の
内側の表面において、燃料還流導管または漏洩導管の流動断面を形成する管路の
間に、縁部を有しており、これら縁部が、当該のジャケット導管によって囲繞す
るそれぞれの内側にある導管の外側周囲に当接することは、有利である。
【0010】 本発明による有利な実施の形態により、燃料高圧導管を囲繞する内側のジャケ
ット導管は、漏洩導管を形成し、この内側のジャケット導管を囲繞する外側のジ
ャケット導管が、燃料還流導管を形成する。
【0011】 本発明による有利な実施の形態により、噴射システムの燃料噴射弁が、それぞ
れ1つの、燃料高圧導管の接続部のための高圧管路開口、漏洩導管の接続部のた
めの漏洩管路開口、および、燃料還流導管の接続部のための還流管路開口を備え
る、共通の高圧接続部を有している。このことから、利点は、この燃料高圧導管
、漏洩導管および燃料還流導管、これら全てが、共通の接続部に直接的に、燃料
噴射弁に接続されており、従って、内燃機関のシリンダーヘッドにおいて、燃料
噴射弁の還流量または漏洩量を導出するためのどんな管路も設けられる必要がな
い。
【0012】 本発明の特に有利な実施の形態では、共通の高圧接続部が、この高圧接続部の
担持面において、中心に配置するように設けられた燃料高圧導管の接続部のため
の高圧管路開口を、およびこの高圧接続部の周囲に、軸線方向において相互に間
隔をおいて漏洩導管の接続部のための漏洩管路開口および還流導管の接続部のた
めの還流管路開口を有しており、その際、個別の開口は、それぞれに、封隙部材
によって封隙され且つ他の開口から分離されている。
【0013】 他の構成により、このことから、高圧管路開口の封隙部材が、燃料高圧導管の
端部に形成された封隙円錐部と協働する円錐封隙部によって形成されていること
、および、漏洩管路開口および還流管路開口を封隙する封隙部材が、漏洩導管お
よび燃料還流導管に所属し軸線方向に相互に間隔をおいた流動断面を有するねじ
嵌合スリーブの内側の周囲面と協働するOリングによって形成されることが行わ
れる。
【0014】 次に、本発明の実施例を、図に基づいて説明する。まず第1に、図4に基づい
て、高圧ポンプによって、燃料が与えられる高圧フュエルチャンバ(コモンレー
ルシステム)を有する、内燃機関のための燃料噴射システムを説明する。このよ
うな、特に大型のディーゼルエンジンのために使用されるような燃料噴射システ
ムは、燃料を燃料貯蔵部2から高圧フュエルチャンバ3に送る高圧ポンプ1を備
えている。この高圧フュエルチャンバ3は、高圧ポンプ1を燃料噴射弁5と結合
する燃料高圧導管4内において備えられており、且つ油圧緩衝的な高圧フュエル
チャンバの様式によって作動している。この燃料噴射弁5は、噴射開始、噴射終
了および噴射過程によって精確に定められた噴射工程の間じゅう、燃料を、内燃
機関の燃焼室内に噴射するために設けられており、且つこの燃料噴射弁が、図に
おいて図示されていない制御ユニットによって、内燃機関の運転状態、特に回転
数、負荷、温度および他のパラメータに依存して制御される。それぞれの燃料噴
射弁5は、これら燃料噴射弁5内に設けられた燃料管路6を介して噴射されるべ
き燃料によって付勢される燃料噴射ノズル7を備えている。この燃料噴射弁5の
制御は、それ自体で公知技術において周知の3/2−方向弁または2/2−方向
サーボ弁として形成されている制御弁9を介して行われる。燃料高圧導管4を介
して送られた、しかしながら燃料噴射弁5によって噴射されなかった、例えば制
御量の様式の燃料を返還するために、燃料還流導管11が設けられており、この
燃料還流導管は、それぞれに、燃料噴射弁5のそれぞれの燃料噴射弁の相応する
接続部と接続されている。更に、それぞれの燃料噴射弁5と、漏洩導管12が、
結合されており、この漏洩導管は、例えば導管破損部および良く機能していない
高圧封隙位置におけるような漏洩量を返還する役目を果たす。図4において示さ
れているように、従来の燃料噴射システムの場合、燃料還流導管11および漏洩
導管12は、それぞれに、独自の導管として設けられている。
【0015】 図1は、本発明の実施例による、高圧ポンプによって付勢される高圧フュエル
チャンバ(コモンレールシステム)を有する燃料噴射システムの概略的なブロッ
ク図を示している。図4において記載された従来の燃料噴射システムの場合のよ
うに、燃料を燃料貯蔵部2から高圧フュエルチャンバ3に送る高圧ポンプ1が設
けられており、この高圧フュエルチャンバが、油圧緩衝的な高圧フュエルチャン
バの様式によって作動しており、且つ、この高圧ポンプ1を、内燃機関の燃焼室
内に燃料を噴射するための燃料噴射弁5と結合する燃料高圧導管4内において備
えられている。他方また、これら燃料噴射弁5は、それぞれに、燃料管路6を介
して高圧フュエルチャンバ3において保持された噴射されるべき燃料が与えられ
る燃料噴射ノズル7を備えており、その際、噴射の制御は、燃料噴射弁5内にお
いて設けられた制御弁9によって制御される。
【0016】 本発明により、図1において破線で書かれた周囲線によって図示されているよ
うに、燃料噴射弁5によって噴射されなかった燃料を返還するための燃料還流導
管11、および燃料噴射弁5において生じた漏洩量を返還するための漏洩導管1
2が、高圧フュエルチャンバ3を備えている燃料高圧導管4との協働で、共通の
燃料導管13内において、統合されている。一般的に表現すると、この燃料高圧
導管4、燃料還流導管11および漏洩導管12は、共通の燃料導管13内におい
て設けられ、分離された流動断面によって形成されている。この共通の燃料導管
13の構造は,後により詳しく説明される。
【0017】 図2は、本発明による燃料噴射システムの説明された実施例において使用され
るような、燃料噴射弁のほぼ概略的な縦断面図を示している。全体で参照番号5
を付けた燃料噴射弁は、噴射弁ハウジング10を備え、この噴射弁ハウジング内
に、ノズルニードル18が、この噴射弁ハウジング10内において形成された案
内スリーブ25内に、長手方向に摺動可能に支承されている。ノズルニードル1
8の尖端は、噴射弁ハウジング10の下方の端部において形成された燃料噴射ノ
ズル7と、噴射開口断面の開放および閉鎖が行われるように協働する。噴射弁ハ
ウジング10内において、高圧管路19が形成されており、この高圧管路は、横
で燃料噴射弁5に設けられた高圧接続部26から、ノズルニードル18を囲繞す
るノズル溜り室22へと案内している。この高圧管路19を介して、噴射される
べき燃料は、図1において示された燃料高圧導管4から、高圧のもとで、ノズル
溜り室22に供給される。この燃料噴射弁5の制御は、この燃料噴射弁の後方の
端部において設けられた、閉鎖体16および弁体17によって形成された制御弁
と協動するソレノイド15によって行われる。この制御弁16、17によって、
ノズルニードル18に作用するニードル支幹軸23の背面側に形成されている制
御室24は、選択的に、高圧のもとで供給された燃料によって、付勢され、また
は圧力除荷される。制御弁16、17に生じる制御量を導出するために、還流管
路21が設けられている。漏洩管路20は、燃料噴射弁5内において、生じる漏
洩量を導出することの役目を果たす。それ故に、この図2において示された燃料
噴射弁5の構造は、出願人によって現在使用されている燃料噴射弁に相応してい
る。
【0018】 本発明の図示された実施例により、図1において図示された燃料高圧導管4の
接続部として使用される高圧接続部26は、共通の接続部として形成されており
、この接続部が、燃料高圧導管4の接続部のための高圧管路開口19aに加えて
、図1において図示された漏洩導管12の接続部のための漏洩管路開口20a、
および、図1において示された燃料還流導管11の接続部のための還流管路開口
21aを有している。この燃料高圧導管4の接続部のための高圧管路開口19a
は、共通の高圧接続部26の端面において、中心に配置するように設けられてお
り、漏洩導管12の接続部のための漏洩管路開口20a、および燃料還流導管1
1、還流接続部27の接続部のための還流管路開口21aは、軸線方向において
相互に間隔をおいて、共通の高圧接続部26の周囲に設けられている。これら高
圧管路、漏洩管路、および還流管路の上記の開口19a、20a、21aは、そ
れぞれに、所属された封隙部材によって封隙され、且つ相互に分離されている。
【0019】 共通の燃料導管13の構造、および燃料噴射弁5の共通の高圧接続部26にお
けるこの共通の燃料導管の接続部の構造およびやり方を、ここで詳細に、図3(
a)および(b)に基づいて図2と関連して説明する。図3(b)に示すように
、共通の燃料導管13(図1を参照)は、3つの同軸に設けられた、互いに囲繞
する管導管30、31、32によって形成されている。これらの内、内側の管導
管30は、燃料高圧導管4を形成する。この内側の管導管30は、内側のおよび
外側のジャケット導管31、32によって囲繞されており、これらジャケット導
管が、それぞれに、流動断面31a、32aを形成し、且つ燃料還流導管11お
よび漏洩導管12を形成している(図1を参照)。この燃料高圧導管30を囲繞
する内側のジャケット導管31は、漏洩導管12を形成し、この内側のジャケッ
ト導管31を囲繞する外側のジャケット導管32が、燃料還流導管11を形成す
る。これらジャケット導管31、32は、これらジャケット導管の内側の表面に
、長手方向に指向する管路31a、32aを備え、これら管路が、それぞれに、
燃料還流導管11および漏洩導管12のための流動断面を形成している。これら
流動断面を形成する管路31a、32aの間に、縁部31b、32bが形成され
ており、これら縁部は、当該のジャケット導管31、32によって囲繞するそれ
ぞれの内側にある導管の外側周囲に当接し、即ち、内側のジャケット導管31の
縁部31bが、高圧導管30の外側周囲に、および外側のジャケット導管32の
縁部32bが、内側のジャケット導管31の外側周囲に当接する。
【0020】 図3(a)に示したように、3つの導管30、31、32によって形成された
共通の燃料導管の噴射弁側の端部に、全体で参照番号28を付けた接続部材28
が設けられており、この接続部材は、高圧導管30の流動断面30aと、漏洩導
管12を形成する内側のジャケット導管31の流動断面31aと、漏洩導管を形
成する外側のジャケット導管32の流動断面32aの間の結合を、高圧管路、漏
洩管路または還流管路の共通の高圧接続部26に形成された所属する開口19a
、20aまたは21aによって形成する。見て取れるように、中心の高圧導管3
0の端部に、封隙円錐部37が形成されており、この封隙円錐部は、それ自体で
、燃料噴射弁の分野で一般的であるように、共通の高圧接続部26の端面に形成
された封隙部材と、封隙円錐部37の様式において協働する。共通の高圧接続部
26の周囲に形成された漏洩管路20の開口20aおよび還流管路21の開口2
1aは、それぞれに、封隙部材34、35、36によって、Oリングの様式にお
いて、封隙され、且つ相互に分離されている。接続部材28の基本的な部材であ
るねじ嵌合スリーブ38は、結合管路39および40を備え、これら結合管路に
よって、内側にある結合管路39が、内側のジャケット導管31の流動断面31
aとの結合を形成し、且つこれら結合管路によって、外側にある結合管路40が
、外側のジャケット導管32の流動断面32aとの結合を形成する。これら結合
管路39および40は、それぞれに、漏洩管路および還流管路の開口20aおよ
び21aの近傍に入り込み、且つ、これら封隙部材33、34、35が、ねじ嵌
合スリーブ38の内側の周囲面と、結合管路40から流動断面が還流管路開口2
1aへ、および結合管路39から流動断面が漏洩管路開口20aへ形成されるよ
うに協働する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例による内燃機関のための燃料噴射システムの概略的なブロック
図である。
【図2】 本発明の説明された実施例において使用されるような、燃料噴射弁のほぼ概略
的な縦断面図である。
【図3】 説明された実施例において、燃料高圧導管、燃料還流導管、および漏洩導管を
統合する共通の燃料導管の関係を示した断面図である。
【図4】 公知技術による、高圧導管を有する内燃機関のための燃料噴射システムの概略
的なブロック図である。
【符号の説明】
1 高圧ポンプ 2 燃料貯蔵部 3 高圧フュエルチャンバ 4 燃料高圧導管 5 燃料噴射弁 6 燃料管路 7 燃料噴射ノズル 9 制御弁 10 噴射弁ハウジング 11 燃料還流導管 12 漏洩導管 13 共通の燃料導管 15 ソレノイド 16 制御弁の閉鎖体 17 弁体 18 ノズルニードル 19 高圧管路 19a 高圧管路開口 20 漏洩管路 20a 漏洩管路開口 21 還流管路 21a 還流管路開口 22 ノズル溜り室 23 ニードル支幹軸 24 制御室 25 スリーブ 26 高圧接続部 27 還流接続部 28 接続部材 30 高圧導管 31 内側のジャケット導管 32 外側のジャケット導管 30a 管路 31a 管路 32a 管路 31b 縁部 32b 縁部 33 封隙部材 34 封隙部材 35 封隙部材 36 封隙部材 37 封隙円錐部 38 ねじ嵌合スリーブ 39 結合管路 40 結合管路
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年6月28日(2001.6.28)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項10】 外側の結合管路(40)は、外側のジャケット導管(32
)の流動断面(32a)、および燃料噴射弁(5)の還流管路開口(21a)の
結合を形成することを特徴とする請求項8に記載の燃料噴射システム。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年10月1日(2001.10.1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 55/00 F02M 55/00 B

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料貯蔵部(2)から燃料を送るための高圧ポンプ(1)を
    有し、 内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁(5)を有し、お
    よび、高圧ポンプ(1)を燃料噴射弁(5)と結合し、且つ高圧ポンプ(1)か
    ら高圧のもとで、送られた噴射されるべき燃料を保持するための高圧フュエルチ
    ャンバ(3)を備えている燃料高圧導管(4)を有し、 並びに、燃料噴射弁(5)によって噴射されなかった燃料を返還するための燃料
    還流導管(11)を有し、 且つ、燃料噴射弁(5)において生じた漏洩量を返還するための漏洩導管(12
    )を有する様式の、内燃機関のための燃料噴射システムにおいて、 燃料高圧導管(4)、燃料還流導管(11)および漏洩導管(12)は、共通の
    燃料導管(13)内において、それぞれの導管に関して、それぞれに相互に壁部
    (30、31、32)によって分離された流動断面(30a、31a、32a)
    によって、統合されていることを特徴とする燃料噴射システム。
  2. 【請求項2】 共通の燃料導管(13)は、3つの同軸に設けられた、互い
    に囲繞する管導管(30、31、32)によって形成されており、これらの内、
    内側の管導管は、燃料高圧導管(4)を形成し、且つその際、この燃料高圧導管
    (4)が、内側のおよび外側のジャケット導管(31、32)によって囲繞され
    ており、これらジャケット導管が、それぞれに、流動断面(31a、32a)を
    形成し、且つ燃料還流導管(11)および漏洩導管(12)を形成していること
    を特徴とする請求項1に記載の燃料噴射システム。
  3. 【請求項3】 燃料高圧導管(4)を囲繞するジャケット導管(31、32
    )は、これらジャケット導管の内側の表面に、長手方向に指向する、燃料還流導
    管(11)または漏洩導管(12)の流動断面を形成する管路(32a、31a
    )を備えていることを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射システム。
  4. 【請求項4】 燃料高圧導管(30)を囲繞するジャケット導管(31、3
    2)は、これらジャケット導管の内側の表面において、燃料還流導管(11)ま
    たは漏洩導管(12)の流動断面を形成する管路(31a、32a)の間に、縁
    部(31b、32b)を有しており、これら縁部が、当該のジャケット導管(3
    1、32)によって囲繞するそれぞれの内側にある導管の外側周囲に当接するこ
    とを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射システム。
  5. 【請求項5】 燃料高圧導管(30)を囲繞する内側のジャケット導管(3
    1)は、漏洩導管(12)を形成し、この内側のジャケット導管(31)を囲繞
    する外側のジャケット導管(32)が、燃料還流導管(11)を形成することを
    特徴とする請求項2から4のいずれか一つに記載の燃料噴射システム。
  6. 【請求項6】 噴射システムの燃料噴射弁(5)は、それぞれ1つの、燃料
    高圧導管(4)の接続部のための高圧管路開口(19a)、漏洩導管(12)の
    接続部のための漏洩管路開口(20a)、および、燃料還流導管(11)の接続
    部のための還流管路開口(21a)を備える、共通の高圧接続部(26)を有し
    ていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の燃料噴射システ
    ム。
  7. 【請求項7】 共通の高圧接続部(26)は、この高圧接続部の担持面にお
    いて、中心に配置するように設けられた燃料高圧導管(4)の接続部のための高
    圧管路開口(19a)を、およびこの高圧接続部の周囲に、軸線方向において相
    互に間隔をおいて漏洩導管(12)の接続部のための漏洩管路開口(20a)お
    よび還流導管(11)の接続部のための還流管路開口(21a)を有しており、
    その際、個別の開口(19a、20a、21a)は、それぞれに、封隙部材(3
    3、34、35、36)によって封隙され且つ他の開口(19a、20a、21
    a)から分離されていることを特徴とする、請求項2から5のいずれか一つとの
    組み合わせによる請求項6記載の燃料噴射システム。
  8. 【請求項8】 高圧管路開口(19a)の封隙部材(33)が、燃料高圧導
    管(4)の端部に形成された封隙円錐部(37)と協働する円錐封隙部によって
    形成されていること、および、漏洩管路開口(20a)および還流管路開口(2
    1a)を封隙する封隙部材(34、35、36)が、漏洩導管(12)および燃
    料還流導管(11)に所属し軸線方向に相互に間隔をおいた流動断面(39、4
    0)を有するねじ嵌合スリーブ(38)の内側の周囲面と協働するOリングによ
    って形成されることを特徴とする請求項7に記載の燃料噴射システム。
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