JP2004502077A - コモンレールシステム - Google Patents

Abstract

本発明は内燃機関、特に乗用車のディーゼル機関の燃料供給のためのコモンレールシステムであって、中央の燃料高圧蓄圧器４が設けられており、この燃料高圧蓄圧器が燃料高圧導管５，７を介して複数のインゼクタに接続されており、これらのインゼクタの開閉運動がそれぞれ制御装置１３；１７，１９によって制御される形式のものに関する。
車両機関のために適したコモンレールシステムを準備するために、燃料高圧蓄圧器４と制御装置１３；１７，１９とが１つのモジュール内にまとめ合わされており、このモジュールが燃料高圧導管８，４８を介して固定的にインゼクタに結合されている。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は内燃機関、特に乗用車のディーゼル機関の燃料供給のためのコモンレールシステムであって、中央の燃料高圧蓄圧器が設けられており、この燃料高圧蓄圧器が燃料高圧導管を介して複数のインゼクタに接続されており、これらのインゼクタの開閉運動がそれぞれ制御装置によって制御される形式のものに関する。
【０００２】
コモンレールシステム内では、高圧ポンプが、場合により予備フィードポンプによって支援されて、噴射されるべき燃料を燃料タンクからコモンレールとも呼ばれる中央の燃料高圧蓄圧器内へ供給する。このコモンレールからは、内燃機関のシリンダに対応して配置された個々のインゼクタへ燃料導管が通じている。これらのインゼクタは燃料を内燃機関の燃焼室内へ噴射するために内燃機関の運転パラメータに依存して制御装置によって個別的に起動制御される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第１９７０１８７９号明細書からは大型ディーゼル機関のための燃料噴射装置が公知であり、この燃料噴射装置では制御弁がそれぞれインゼクタに配置されている。制御弁を備えたインゼクタは比較的多くの組込みスペースを必要とするが、この組込みスペースは乗用車ではわずかな寸法しか有していない。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に記載した形式の、コモンレール噴射システムを改良して、噴射時間および噴射量の正確な制御が保証されると共に乗用車機関に適するようなものを提供することである。その上、本発明による燃料噴射システムは単純に構成され、かつ低コストで製作可能でなければならない。
【０００５】
この課題は、内燃機関、特に乗用車のディーゼル機関の燃料供給のためのコモンレールシステムであって、中央の燃料高圧蓄圧器が設けられており、この燃料高圧蓄圧器が燃料高圧導管を介して複数のインゼクタに接続されており、これらのインゼクタの開閉運動がそれぞれ制御装置によって制御される形式のものにおいて、燃料高圧蓄圧器と制御装置とが１つのモジュール内にまとめ合わされており、このモジュールが燃料高圧導管を介して固定的にインゼクタに結合されていることにより解決されている。
【０００６】
発明の利点
モジュールは全体として組み込まれることができる。燃料高圧蓄圧器と制御装置とのモジュール形式のこのまとめ合わせが、機関における個々のコンポーネントの従来のまとめ合わせに対比して有する利点とするところは、コモンレールシステム全体のチューニングが機関に無関係に可能となることにある。このことにより、インゼクタごとの誤差が著しく軽減される。誤差の軽減は起動制御を介して、または機械的もしくは液圧的な適合によって行われる。さらに、架橋されるべき導管路が従来システムの場合に比して著しく短い。さらに、多数のコネクタが不要となる。
【０００７】
本発明による特別な１実施形態は、少なくとも１つのセンサがモジュール内に組み込まれていることを特徴としている。場合によりこのセンサは予備組付けされることができ、このことは本発明によるコモンレールシステムの組付けにおける著しい簡略化につながる。センサとしては例えば排ガスまたはブーストエアの検出のためのセンサが使用される。付加的にコモンレール圧センサをモジュール内に組み込むことができる。
【０００８】
本発明の別の特別な１実施形態は、制御装置が第１の制御弁部材と第２の制御弁部材とを有しており、第１の制御弁部材が、起動制御されるインゼクタと燃料高圧蓄圧器との間の接続を開放する開らかれた位置と、それぞれのインゼクタと燃料高圧蓄圧器との間の接続を閉鎖する閉じられた位置との間で制御室内の圧力に依存して軸方向に摺動可能にモジュール内に受容されており、かつ第２の制御弁部材が、軸方向に摺動可能にモジュール内に受容されており、かつ軸方向で摺動可能なアクチュエータ、特にピエゾアクチュエータの位置に依存して制御室と無圧の戻し路との間の接続を開放するようになっており、かつ、第１の制御弁部材の長手方向軸線と、第２の制御弁部材の長手方向軸線と、アクチュエータの長手方向軸線とがそれぞれ互いに直角に配置されていることを特徴としている。このことにより、わずかな組込みスペースしか必要としない極めてコンパクトな圧力制御式のコモンレール噴射システムが生じる。
【０００９】
本発明のさらに別の１実施形態は、従来のノズルホルダコンビネーションがインゼクタとして使用されていることを特徴としている。従来のノズルホルダコンビネーションが有する利点は、それが圧力制御式のコモンレール式インゼクタに比して低コストで製作されることにある。
【００１０】
シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとを備えた内燃機関において、前記課題は、上述したモジュールがシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に組み込まれていることにより解決されている。これによって生じるコンパクトな構造は内燃機関の美的な全体印象をアピールする。
【００１１】
本発明の別の利点、特徴および詳細が、以下の記載と、図面を参照しての本発明の実施例とにおいて詳細に説明される。その場合、請求項および以下の記載で言及した特徴はそれぞれ個別的に、または任意の組合せで発明の高度性を有している。
【００１２】
実施例の説明
図１に自動車エンジンのシリンダヘッド１の一部分が示されている。シリンダヘッド１の上側はシリンダヘッドカバー２によって覆われている。シリンダヘッドカバー２とシリンダヘッド１との間にはコモンレール式燃料噴射システムのモジュール３が配置されている。
【００１３】
モジュール３内には中央の燃料高圧蓄圧器４が形成されている。この燃料高圧蓄圧器４は図平面に対して垂直に延びている孔の形状を有している。燃料高圧蓄圧器４からは燃料高圧通路５が出発している。この燃料高圧通路５は孔６内へ開口しており、この孔の長手方向軸線は燃料高圧蓄圧器４の長手方向軸線に対して直角に配置されている。
【００１４】
弁孔６からは高圧通路７が出発している。この高圧通路７を通して、高圧により負荷された燃料が燃料高圧蓄圧器４から噴射ノズルへ達しており、このことが矢印８で暗示されている。（図示されていない）噴射ノズルからの戻り路は符号４８によって示されている。
【００１５】
さらに、弁孔６からは低圧通路９が出発しており、この低圧通路は戻しレール１０内に開口している。低圧通路９は袋孔として形成された弁孔６の端部に配置されている。弁孔６の開放端は弁閉鎖栓１１によって閉鎖されている。閉鎖栓１１は制御室１２を制限している。反対側では制御室１２が第１の制御弁部材１３の端面によって制限されており、この制御弁部材１３は軸方向に摺動可能に弁孔６内に受容されている。制御室１２は第１の制御弁部材１３を通して斜めに延びる接続通路１６によって燃料高圧通路５の開口領域に接続されている。さらに、第１の制御弁部材１３には第１のシール面１４と第２のシール面１５とが形成されている。シール面１４，１５のいずれのシール面がその付属の座に当接するかに応じて、燃料高圧蓄圧器４と高圧通路７との間の接続が噴射弁へ向けて開放または閉鎖される。
【００１６】
第１の制御弁部材１３の軸方向の運動は制御室１２内の圧力を介して制御される。接続通路１６を通して、高圧により負荷された燃料が燃料高圧蓄圧器４から制御室１２内へ達する。
【００１７】
弁球１７がその座から持ち上がると、制御室１２と低圧通路１８との間の接続が開放される。そのことの結果、制御室１２内の圧力が減少し、かつ燃料高圧蓄圧器４と高圧通路７との間の接続が第１の制御弁部材１３によって解放される。弁球１７はロッド１９の端部に固定されている。このロッド１９は弁球１７と共に第２の制御弁部材を形成している。第２の制御弁部材の長手方向軸線は第１の制御弁部材１３の長手方向軸線に対して直角に配置されている。
【００１８】
第２の制御弁部材は第１の伝達ピストン２０と第２の伝達ピストン２１とを介して図２に示されているピエゾアクチュエータ２２に連結されている。その場合、第２の制御弁部材１７，１９と第１の伝達ピストン２０は１つの共通の長手方向軸線上に配置されている。この長手方向軸線に対して直角に、ピエゾアクチュエータ２２と共に１つの長手方向軸線上に配置された第２の伝達ピストンが配置されている。
【００１９】
さらに、モジュール３内にはセンサ２４が組み込まれている。このセンサ２４はブースト圧力測定のための環状室２５を有している。さらにセンサ２４は温度測定のための検出子２６を有している。モジュール３の上側には、図１に示されているように、制御装置２８が載着されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコモンレールシステムの長手方向断面を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【符号の説明】
１　シリンダヘッド、　２　シリンダヘッドカバー、　３　モジュール、　４　燃料高圧蓄圧器、　５　燃料高圧通路、　６　孔、　７　高圧通路、　８　矢印、　９　低圧通路、　１０　戻しレール、　１１　閉鎖栓、　１２　制御室、　１３　制御弁部材、　１４，１５　シール面、　１６　接続通路、　１７　弁球、　１８　低圧通路、　１９　ロッド、　２０，２１　伝達ピストン、　２２　ピエゾアクチュエータ、　２４　センサ、　１５　環状室、　２６　検出子、　２８　制御装置、　４８　戻り路

Claims (5)

1. 内燃機関、特に乗用車のディーゼル機関の燃料供給のためのコモンレールシステムであって、中央の燃料高圧蓄圧器（４）が設けられており、この燃料高圧蓄圧器が燃料高圧導管（５，７）を介して複数のインゼクタに接続されており、これらのインゼクタの開閉運動がそれぞれ制御装置（１３；１７，１９）によって制御される形式のものにおいて、
   燃料高圧蓄圧器（４）と制御装置（１３；１７，１９）とが１つのモジュール（３）内にまとめ合わされており、このモジュールが燃料高圧導管（８，４８）を介して固定的にインゼクタに結合されていることを特徴とする、コモンレールシステム。
2. 少なくとも１つのセンサ（２４）がモジュール（３）内に組み込まれている、請求項１記載のコモンレールシステム。
3. 制御装置が第１の制御弁部材（１３）と第２の制御弁部材（１７，１９）とを有しており、第１の制御弁部材が、起動制御されるインゼクタと燃料高圧蓄圧器（４）との間の接続を開放する開らかれた位置と、それぞれのインゼクタと燃料高圧蓄圧器（４）との間の接続を閉鎖する閉じられた位置との間で、制御室（１２）内の圧力に依存して軸方向に摺動可能にモジュール（３）内に受容されており、かつ第２の制御弁部材が、軸方向に摺動可能にモジュール（３）内に受容されており、かつ軸方向で摺動可能なアクチュエータ（２２）、特にピエゾアクチュエータの位置に依存して制御室（１２）と無圧の戻し路（１８）との間の接続を解放するようになっており、かつ、第１の制御弁部材（１３）の長手方向軸線と、第２の制御弁部材（１７，１９）の長手方向軸線と、アクチュエータ（２２）の長手方向軸線とがそれぞれ互いに直角に配置されている、請求項１または２記載のコモンレールシステム。
4. 従来のノズルホルダコンビネーションがインゼクタとして使用されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のコモンレールシステム。
5. シリンダヘッド（１）とシリンダヘッドカバー（２）とを備えた内燃機関において、請求項１から４までのいずれか１項に記載されたモジュール（３）がシリンダヘッド（１）とシリンダヘッドカバー（２）との間に組み込まれていることを特徴とする、内燃機関。