JP2004518065A - 内燃機関の燃焼室に燃料を供給するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を供給するための装置に関する。内燃機関に設けられた収容体（１）に設けられた収容部（３４）内に、噴射弁（２）が収容されており、該噴射弁（２）に燃料供給管路（１０）を介して燃料が供給されるようになっている。噴射弁（２）は押え（９）によって収容体（１）内に位置決めされ、この場合、押え（９）は、電気的なコンタクトエレメント（１３，１４，１６）を収容するための範囲（１２，１８，１９）を有している。

Description

【０００１】
技術分野
内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射するための噴射弁は、現在の内燃機関ではシリンダヘッド内に組み込まれているか、または吸気管内に嵌め込まれている。噴射弁の確実な機能を保証するためには、個々の噴射弁が押えによって負荷され、これにより噴射弁は吸気管またはシリンダヘッド内に固定される。シリンダヘッドもしくは吸気管内には、それぞれの噴射弁のコンタクティング部も収容されており、これらのコンタクティング部によって内燃機関の個々の噴射弁はシリンダ毎に起動制御される。
【０００２】
背景技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３２５９８０号明細書には、内燃機関の電気的に励起可能な複数のユニットの共通の電気的なコンタクティングのための装置が開示されている。燃料噴射弁の操作が特に電磁的に行われる場合には、燃料噴射弁が電気的なコンタクティングのためのコンタクトピンを有している。個々の導体路を有するプリント配線板が設けられており、このプリント配線板は全てのユニットにわたって延びていて、かつこのプリント配線板を保護するハウジングによって取り囲まれている。このハウジングはプリント配線板の長手方向に延びていて、プリント配線板を少なくとも部分的に取り囲んでいる。個々のユニット、つまり噴射弁は、コンタクトピンを介してプリント配線板の導体路に直接に接続されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第４００３９５８号明細書には、内燃機関の電気的に励起可能な複数のユニット、特に燃料噴射弁の共通の電気的なコンタクティングのためのコンタクティング条片が開示されている。このコンタクティング条片には、導電性の第１のコンタクトエレメントが配置されており、このコンタクトエレメントはそれぞれ１つのユニットに設けられた導電性の第２のコンタクトエレメントにコネクタにより結合可能である。各コネクタハウジングは、コンタクティング条片に設けられた、各コネクタハウジング内へ突入した保持エレメントによってコンタクティング条片に保持されており、この場合、各コネクタハウジングはコンタクティング条片に対して水平方向および垂直方向で浮動式に可動となる。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１１８５１２号明細書には、電気的に操作可能な燃料噴射弁と、この燃料噴射弁を電気的にコンタクティングするための方法とが開示されている。弁長手方向軸線を中心とした回転により燃料分配器に固定可能となる燃料噴射弁において、第１の電気的なコンタクトエレメントは一般に弁長手方向軸線に対して平行に弁ハウジングから突出している。このような燃料噴射弁は、弁長手方向軸線の方向で燃料分配器に装着可能となるコンタクティング条片によって電気的にコンタクティング可能であるが、しかしこのコンタクティング条片は特に大きな構造高さを占める。提案された燃料噴射弁では、第１の電気的なコンタクトエレメントが半径方向外側に向かって延びている。燃料噴射弁の弁長手方向軸線を中心とした燃料噴射弁の回転によって、第１の電気的なコンタクトエレメントと、燃料噴射弁にコンタクティングする第２の電気的なコンタクトエレメントとの間に導電性の接続が形成可能となる。こうして、燃料噴射弁の簡単な、かつ極めてコンパクトに形成された、確実な電気的なコンタクティングが得られる。このコンタクティングは特に混合気圧縮型の火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のために使用することができる。
【０００５】
発明の開示
本発明により提案された解決手段を用いると、列になって相前後して位置する複数の噴射弁を１つの吸気管モジュールまたは１つのシリンダへッドモジュールに組み込むことを実現することができる。吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュール内には、個々の噴射弁への燃料供給のための燃料供給管路が組み込まれている。燃料供給されるべき内燃機関のための４個、５個、６個または８個の噴射弁はそれぞれ、プラスチックから製作された１つの押えによって、吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールに設けられた対応する孔内に保持され、この場合、押えは個々の噴射弁の間の燃料供給管路の流れ横断面を開放する。
【０００６】
プラスチックから成る押えによって、内燃機関の個々の噴射弁は各孔内に位置固定され、さらに、押えは複数のコンタクティングケーブルを収容し、これらのコンタクティングケーブルを介して個々の噴射弁が起動制御される。個々の噴射弁を起動制御するためのコンタクティングケーブルはコンタクティング部に接続されており、コンタクティング部は、押えのセグメント状に形成された壁区分を貫通している。押えのセグメント状に形成された壁区分は、１つの噴射弁から次の噴射弁への燃料の通過を可能にする開口を仕切っている。さらに、押えのセグメント状の壁区分内のコンタクティング部は押えのセグメント状の壁区分の端面にまで延びている。この場所でコンタクティング部はコンタクトに接続されており、これらのコンタクトはディスクの流込み成形時にこのディスク内に埋め込まれている。このディスクは各噴射弁の上端面の上方に配置されている。
【０００７】
押えの、吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールの表面に結合され得るヘッド範囲は、内燃機関の吸気管モジュールもしくはシリンダヘッドモジュールを通じて燃料供給管路に対して平行にコンタクティングケーブルを案内するために働く。プリント配線板もしくは導体路およびこれらを取り囲むハウジングは不要となる。プラスチックから成る押えは、吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールがプラスチックから製作されている場合には、材料接続を生ぜしめる接合方法（超音波溶接）によって吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールの上面と接合され得る。それに対して、吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールがアルミニウムから成っている場合には、押えはねじ締結とシールリングとによって内燃機関の吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールに固定され得る。
【０００８】
セグメント状の両壁区分の間での燃料の流れ方向においても、吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールに設けられた、噴射弁のための収容孔に対して平行な方向においても、開いた部分が設けられていることにより、それぞれ押えの下方に設けられた噴射弁への燃料供給も、この噴射弁に直列に後置された別の噴射弁への燃料供給も可能となる。
【０００９】
実施例
図１には、押えとコンタクティング部とを備えた、吸気管内に組み込まれた噴射弁の縦断面図が示されている。
【００１０】
噴射弁２は収容体１に設けられた収容部３４内に嵌め込まれている。この収容体１は吸気管、吸気管モジュールまたはシリンダヘッドであってよい。収容体１はアルミニウム吸気管またはアルミニウム吸気管モジュールとして形成されてもよいし、あるいはまたアルミニウムシリンダヘッドまたはアルミニウムシリンダヘッドモジュールとして形成されてもよい。
【００１１】
有利には孔として形成され得る収容部３４内には、噴射弁２が収容されている。噴射弁２は収容部３４内で複数のＯリング８を介してセンタリングされている。これらのＯリング８のうち、一方のＯリング８は噴射弁２のヘッド面３の上方に収容されており、他方のＯリング８は噴射弁２に設けられた環状溝６内に嵌め込まれている。噴射弁２は環状溝６内に嵌め込まれた下側のＯリング８と、ヘッド面３に対応配置された上側のＯリング８とによってセンタリングされ、かつシールされる。符号５により示した孔（詳細には図示しない）を通って、燃料は噴射弁２を通過して、噴射口４において噴射コーン７の形で内燃機関の吸込みコンポーネント内へ流入する。
【００１２】
収容孔３４内に嵌め込まれた噴射弁２の上方には、射出成形されたプラスチック被覆体１５が設けられている。このプラスチック被覆体には、射出成形時に埋め込まれたコンタクト１６が収容されている。埋め込まれたコンタクト１６に対向して位置するように、収容部３４の上側の範囲に突入した押え９が配置されている。
【００１３】
収容体１を、符号１０で示した燃料供給管路に対して直角に断面した横断面図である図１には、押え９も同じく横断面で描かれている。押え９のヘッド範囲は、図１の図平面に対して垂直に延びるプラスチックレールして形成されていてよい。押え９は、収容体１に設けられた収容部３４内へ突入したセグメント状の個々の壁区分１８；１９を有している。これらの壁区分１８；１９は互いに対向して位置するウエブとして形成されていて、これらの壁区分の各内壁２７の間に、燃料供給管路１０の直径に相当する開口２０を開放している（図２．２参照）。押え９の上側の範囲には、図１の図平面に対して垂直に延びる複数の中空室１２が形成されており、これらの中空室１２内には、燃料供給管路１０に対して平行に収容体１内に案内された複数のコンタクティングケーブル１３が収容されている。図１の実施例では、中空室１２内に６つのコンタクティングケーブル１３が収容されており、これらのコンタクティングケーブル１３うち図１の実施例では、それぞれ真ん中のケーブルが、セグメント状の壁区分１８；１９を貫通したコンタクティング部１４を介して接続されている。コンタクティング部１４は、収容孔３４の範囲で押え９のセグメント状の壁区分１８，１９を貫通していて、下側のセグメントベース面２６のところで終わっている。このセグメントベース面２６のところで、コンタクティング部１４は射出成形されたプラスチック被覆体１５内に埋め込まれたコンタクト１６に接触している。これらのコンタクト１６は、収容孔３４の下側の範囲に嵌め込まれかつセンタリングされた噴射弁２を起動制御するために働く。
【００１４】
押え９の上側の範囲に設けられた中空室１２、つまり図平面に対して直角に延びるプラスチックレールの範囲は、たとえば押えカバー１１によって閉鎖されている。この押えカバー１１は摩擦溶接されていてよい。
【００１５】
図１には、プラスチックレールとして形成された押え９と収容体１とを結合するための種々の結合手段が示されている。
【００１６】
有利には図１の図平面に対して直角に延びていて押え９を収容しているプラスチックレールが、吸気管であれ吸気管モジュールであれ、プラスチックから成る収容体１に嵌め込まれる場合、押え９の下面３３と収容体１の平坦面２１との間に超音波溶接法により材料接続的な結合を形成することができる。溶着シームによりシールが直接に与えられるので、この接合法では、付加的に使用されるシールエレメントを不要にすることができる。
【００１７】
個々の押え９が収容されている、プラスチックから制作されたレールが、アルミニウムから製作された吸気管、吸気管モジュール、またはアルミニウムから製作されたシリンダヘッドに固定される場合には、このプラスチックレールの収容のためにねじ結合部２３が使用される。このねじ結合部２３によって、押え９を収容しているプラスチックレールを収容体１の平坦面２１にねじ締結することができる。この組付け手段では、収容体１における噴射弁２と押え９との収容部３４の範囲で、収容体１の平坦面２１に溝２５を設けることができる。この溝２５にはシールリング２４が嵌め込まれる。この取付け手段では、このシールリング２４を介して装置のシール性を保証することができる。
【００１８】
図１の図平面に対して直角にプラスチックレールとして延びる押え９によって、噴射弁２は収容体１に設けられた収容孔３４内に保持されるので、噴射過程時に発生して噴射弁２のボディに作用する反動力を受け止めることができる。噴射弁２のシールを改善するためには、噴射弁２がそれぞれ収容孔３４内で２つのＯリング８内に収容されている。さらに、図平面に対して直角に延びる押え９は材料接続的に収容体１の平坦面２１の上側に固定されているか、または平坦面２１に設けられた溝内に嵌め込まれたシールエレメント２４を挟んで、ねじを介して金属製の収容体１に結合されている。
【００１９】
図２には、吸気管と、この吸気管内に嵌め込まれた複数の噴射弁の縦断面図が示されている。
【００２０】
図２に示した、部分的に断面された図面では、図２．１に示したプラスチックレールに形成された押え９が、噴射弁２のために収容体１に設けられた収容孔３４から取り除かれている。２つのＯリング８を介して吸気管または吸気管モジュールまたはシリンダヘッドモジュールの収容体１に嵌め込まれている噴射弁２の上方には、射出成形されたプラスチック被覆体１５が描かれている。このプラスチック被覆体１５には、射出成形により埋め込まれたコンタクト１６が見えている。これらのコンタクト１６は押え９のセグメント状の壁区分１８；１９を貫通したコンタクティング部１４に接続されている。符号１７により、噴射弁２を貫いて延びる燃料孔（図示しない）に流入する燃料供給流が示されている。この燃料孔を介して噴射孔４では、噴射コーン７によりシンボル化して示したような燃料噴射が行われる。
【００２１】
収容体１内の個々の噴射弁２は図２に示したように、相前後して位置するように収容されていてよく、その場合、これらの噴射弁２は１つの共通の燃料供給管路１０によって互いに接続され得る。燃料供給管路１０内で燃料は流れ方向３５に向かって流れるので、燃料供給流１７を介して、すべての噴射弁２への連続的な燃料供給が保証されている。個々の噴射弁２への燃料供給流１７を確保するためには、１つのプラスチックレールにおいて互いに結合された押え９が、互いに対向して位置するように形成された２つのセグメント状の壁区分１８；１９を備えている。このことは図２．２にから最も良く判る。押え９の、互いに対向して位置して軽度に湾曲させられて配置されたセグメント状の壁区分１８；１９は、それぞれの内壁２７の間に通流開口２０を開放している。この通流開口２０は横断面の点で燃料供給管路１０内の燃料のための流れ横断面に相当しているので、噴射弁から噴射弁へ、流れ方向３５での燃料供給流の、ほとんど流れ抵抗のない搬送を行うことができる。
【００２２】
軽度に湾曲させられた状態で押え９に形成された個々のセグメント状の壁区分１８；１９のうち、図２．２にはセグメントベース面２６が見えている。これらの壁区分１８．１９には、コンタクト面２８が形成されている。このコンタクト面２８を介して、セグメント状に形成された壁区分１８；１９のコンタクティング部１４と、プラスチック被覆体１５内に埋め込まれたコンタクト１６とが、噴射弁２のヘッド面３の上方で噴射弁２の起動制御のために接続されている。
【００２３】
燃料の渦流形成なしにできるだけ流れ抵抗のない通流を得るためには、押え９のセグメント状に形成された個々の壁区分１８；１９が、丸められた縁部を有するように形成されていてよい。押え９内には、その他に開いた部分２９が形成されており、この開いた部分２９を介して、通流開口２０を介して流入した燃料が符号１７（図２参照）で示したように連続的に噴射弁２の流入孔に供給されることが確保されている。
【００２４】
図２から判るように、収容体１には複数の噴射弁２が直列に配置されている。第１の噴射弁３０には、第２の噴射弁３１およびさらに別の噴射弁３２（図面には対応する収容孔３４しか図示されていない）と同様に燃料供給管路１０を介して流れ方向３５で燃料が供給される。
【００２５】
図２．１には、主としてプラスチックレールとして形成された押え９の側面図が示されている。プラスチックレールに設けられた個々の押え９は環状の面３３を有しており、この環状の面３３は、個々の押え９を収容体１の平坦面２１に材料に関連して、図１につき説明した結合法を用いて結合することのできる面を成している。符号１３により、プラスチックレール内に収容された、個々の押えヘッドを互いに結合している個々のコンタクティングケーブルが示されている。
【００２６】
図２．２には、押え９を矢印Ｘの方向で見た図が示されている。押え９にほぼ鎌形に延びているセグメントベース面２６を介して、押え９は収容体１の収容孔３４内に形成されたプラスチック部分１５に位置決め可能である。内面２７は、射出成形時に埋め込まれたコンタクト１６（図２参照）の間の環状の面に接触していて、押え９を収容体１の収容孔３４に関して適宜に位置調整している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
押えとコンタクティング部とを備えた、吸気管内に組み込まれた噴射弁の縦断面図である。
【図２】
吸気管と、この吸気管に嵌め込まれた噴射弁との縦断面図である。
【図２．１】
吸気管内の孔に嵌め込むことのできる押えと、この押えのヘッド内に案内されたコンタクティング部とを示す図である。
【図２．２】
押えを下から見た図である。
【符号の説明】
１ 収容体、 ２ 噴射弁、 ３ ヘッド面、 ４ 噴射口、 ５ 流入孔、 ６ 環状溝、 ７ 噴射コーン、 ８ Ｏリング、 ９ 押え、 １０ 燃料供給管路、 １１ 押えカバー、 １２ ケーブル中空室、 １３ コンタクティングケーブル、 １４ コンタクティング部、 １５ プラスチック被覆体、 １６ 埋め込まれたコンタクト、 １７ 燃料供給流、 １８ 第１の押えセグメント、 １９ 第２の押えセグメント、 ２０ 通流開口、 ２１ 平坦面、 ２２ 材料接続的な結合部、 ２３ 固定用ねじ、 ２４ シールリング、 ２５ 平坦面２１に設けられた溝、 ２６ セグメントベース面、 ２７ 押えセグメントの内壁、 ２８ コンタクト面、 ２９ 開いた部分、 ３０ 第１の噴射弁、 ３１ 第２の噴射弁、 ３２ 別の噴射弁、 ３３ 環状面、 ３４ 収容孔、 ３５ 燃料供給管路内の燃料の流れ方向

Claims (12)

1. 内燃機関の燃焼室に燃料を供給するための装置であって、収容体（１）に設けられた収容部（３４）内に収容された噴射弁（２）が設けられており、該噴射弁（２）に燃料供給管路（１０）を介して燃料が供給されるようになっており、さらに噴射弁（２）がコンタクトエレメント（１３，１４，１６）を介して起動制御されるようになっている形式のものにおいて、噴射弁（２）が、コンタクトエレメント（１３，１４，１６）を収容するための範囲（１２，１８，１９）を有する押え（９）によって収容体（１）内に位置決めされていることを特徴とする、内燃機関の燃焼室に燃料を供給するための装置。
2. 噴射弁（２）が、収容体（１）に設けられた収容部（３４）内でフレキシブルなシールエレメント（８）によってセンタリングされている、請求項１記載の装置。
3. 収容体（１）が、プラスチックから成る吸気管または吸気管モジュールである、請求項１記載の装置。
4. 収容体（１）が、アルミニウム鋳物から成る吸気管／吸気管モジュールまたはシリンダヘッド／シリンダヘッドモジュールとして形成されている、請求項１記載の装置。
5. 押え（９）が、収容体（１）に配置された複数の噴射弁（２）の配列に対して平行に延びるプラスチックレールとして形成されている、請求項１記載の装置。
6. 押え（９）のプラスチックレールが、噴射弁（２）のための収容部（３４）内へ導入可能なセグメント状の壁区分（１８，１９）を備えている、請求項５記載の装置。
7. 押え（９）のプラスチックレールに設けられた上側の中空室（１２）内にコンタクティングケーブル（１３）が案内されており、該コンタクティングケーブル（１３）がコンタクティング部（１４）に電気的に接続されている、請求項５記載の装置。
8. 押え（９）のセグメント状の壁区分（１８，１９）が燃料供給管路（１０）内へ突入していて、後続の噴射弁（２）に通じた燃料のための流れ通路（２０）が形成されている、請求項５記載の装置。
9. 燃料供給管路（１０）が収容体（１）に組み込まれている、請求項１記載の装置。
10. 押え（９）のセグメント状の壁区分（１８，１９）内に収容されたコンタクティング部（１４）が、ベース面（２６）でコンタクト（１６）に接続されており、該コンタクト（１６）が、収容体（１）内の噴射弁（２）を取り囲むように射出成形されたプラスチック被覆体（１５）の上方に位置している、請求項５記載の装置。
11. アルミニウムから成る収容体（１）と、押え（９）を収容しているプラスチックレールとの間に、シールリング（２４）によりシールされた解離可能な結合が形成されている、請求項１記載の装置。
12. 押え（９）が環状面（３３）を有しており、該環状面（３３）が、超音波溶接法によって収容体（１）の平坦面（２１）に材料接続的に結合されている、請求項１記載の装置。