JP2005518502A - 燃料フィルタを備えた噴射ノズル - Google Patents

Abstract

支持体（３）とノズル体（４）とを含んだノズルホルダ（２）の圧力管（１３）内にフィルタ体（８）を備えたピストン内燃エンジン用の燃料フィルタを備えた噴射ノズル（１）において、フィルタ面またはフィルタ開口部がフィルタ体（８）内の孔部（１８）ならびにその中に可動に配置されたフィルタエレメントによって形成される。フィルタエレメントは緩やかに配設された球体（１９）であり、これが孔部（１８）の壁部と共にフィルタ開口部を形成し、従って液流によって脈動して残留物を動的に破砕することができる。

Description

発明の詳細な説明

この発明は、ホルダ体とノズル体とを含んだノズルホルダの圧力管内にフィルタ体を備えたピストン内燃エンジン用の燃料フィルタを備えた噴射ノズルに関する。

高精度の嵌合部品からなる噴射ノズルにおいては、切り屑または破壊された角部の形式の燃料の粒状汚染物から繊細な部品を保護するために燃料フィルタが必要となる。従ってこの種の燃料フィルタは噴射ノズルの寿命を延長するとともに障害のない稼動を補償する。

既知の棒状フィルタは、ノズルホルダのホルダ体の内側か、その外側の燃料圧力管への接続ネジ付け部内に挿入されている。これは圧力チャネルの壁部から隙間幅をもって離間しチャネルの方向に延在している分離壁によって分離壁の一方の側上の汚染物室内に不要な残留物を収集することを可能にする。分離壁の周囲方向に沿って通流する燃料は棒状フィルタの清潔側の無汚染室を介してノズル体に通じている圧力チャネルに到達する。

この種の棒状フィルタは必要な構造空間のためノズル体からの離間距離をもってしか配置することができず、また残留物が汚染室を次第に充満し部分的にフィルタの隙間に付着するため、その効果は限られたものとなる。そのため機能障害が発生し、これは棒状フィルタまたはそれを収容している構造部材を交換することによってのみ解決することができる。気密な圧力接合のためこの種の棒状フィルタの組み立ては金属粒子の剥離を伴うことがあり得る。

従って、本発明の目的は、頑強で殆ど保守の必要がなく、比較的小さなフィルタ面積で充分であり従って可能な限りニードル弁に接近して配置することが可能である噴射ノズル用の燃料フィルタを提供することである。

このため、本発明によれば、フィルタ面またはフィルタ開口部がフィルタ体内の孔部ならびにその中に可動に配置されたフィルタエレメントによって形成される解決方式が提案されている。

この方式によって動的に作用する燃料フィルタが提供され、これにおいては孔部の中に緩く配設されたフィルタエレメントが、フィルタ体内に到達した残留物が液流によって脈動するフィルタエレメントによって効果的に衝撃を与えられ、フィルタ開口部を通過し得る粒子大に到達するまで破砕および粉砕されるよう機能する。このフィルタエレメントの動的な破砕効果によって比較的小さなフィルタ面を有する燃料フィルタが実現し、その開口部寸法は噴射ノズルの構造的な構成に応じて設計することができる。この種の動的な燃料フィルタは、特に既知の棒状フィルタによっては充分に保護することができない穿孔されたノズルを有する直接噴射式の噴射ノズルに適している。

追加的な構成形態によれば、確保すべきフィルタ面の大きさに従って複数の平行に通流する孔部が設けられる。孔部ごとに複数のフィルタエレメントを設けることができ、それによって破砕効果を高めることができる。

フィルタエレメントが球体でありこれが孔部の壁部と共にフィルタ開口部を形成しそれからフィルタ面が組成されれば特に好適である。孔部内には２つまたはそれより多いこの種の球体を配設することができる。複数の球体が通流方向のみでなく形成されているフィルタ開口部の範囲内で可能な限りこれに対して横断方向にも強く脈動するため、この方式によって極めて良好な破砕効果が達成される。

間断式の燃料流によって動作するフィルタエレメントによる破砕効果を向上するために、本発明によれば、圧力管はフィルタ体の予備室に流入、および／またはそこから流出し、これが再度フィルタ面あるいはフィルタ開口部と接している。すなわち、圧力管ならびに孔部の双方がこの孔部の流入および／または流出側において予備室に接続し、これによって通流方向におけるフィルタエレメントまたは球体の動作が予備室の寸法に従って制限される。予備室内に存在する残留物は、そこで接している好適には硬質化された構造壁部と共に作用して同様に硬質化されているフィルタエレメントの衝撃効果によって圧砕される。

可動式のフィルタエレメントとしての球体の使用に際して、球体直径を孔部直径よりも０．０１ないし０．１ｍｍ小さく選択することが好適であり、ここで最大開口部幅がこの値に相当する。

好適なフィルタ体の構成形態によれば、これは円盤形状に形成されており、従ってホルダ体とノズル体との間に良好に取り付けることができる。これは同時に通常噴射ノズルに設けられる中間板を形成し、これは両側がラップ仕上げされており、従ってホルダ体ならびにノズル体の双方の表面を適宜に加工することによって圧力管に対して気密な結合が保持される。

この種の円盤形状のフィルタ体において、孔部の直径よりも幅広な溝によって予備室を形成することが好適である。フィルタエレメントとして球体を使用する場合、溝の深さを球体半径よりも小さくすることが好適であり、従って球体は常にその最大直径によって孔部の内側に保持される。

溝形状は、全ての孔部がその中に流入するとともにその孔部と位置をずらせて圧力管が接続されるように選択することが好適である。この方式によって圧力管とフィルタ面あるいはフィルタ開口部との間の接続が形成され、すなわち燃料は供給部と接続された圧力管から流入側の予備室を介して孔部および流出側の予備室を通過してニードル弁に通じている圧力管に通流する。

フィルタ体が複数のフィルタ盤から構成されることによって、予備室を形成する溝に代えてフィルタ盤に溝形状に相当する切欠きを設けることが可能である。この種のフィルタ盤によって予備室が形成されると同時に、孔部が設けられる別のフィルタ盤が必要である。全てのフィルタ盤を組み合わせて本発明に係るフィルタ体が形成される。

好適な構成形態によれば、半周以内に配分された４つの孔部が設けられ、これらは部分円形状の溝の形式の予備室を通じて互いに結合されている。本発明の枠内において、さらに拡大されたフィルタ面が必要であれば、さらに別の孔部をフィルタ体の他方の半分内に設けることも可能である。孔部間には、少なくとも２つの固定ピンと孔部の反対側に配置された燃料圧力管の接続部のためのスペースが設けられる。

次に、本発明の実施例につき添付図面を参照しながら説明する。

図１ないし図４には噴射ノズル１の異なった断面が示されており、そのノズルホルダ２はノズル体４を備えている。支持体３には圧力バネ５が収容されており、これは圧力ボルト６を介してニードル弁７に対して予荷重されている。ホルダ体３とノズル体４との間には中間板が存在し、これは円盤形状のフィルタ体８として形成されている。ホルダ体３およびノズル体４はホルダ体３とノズル体４はノズル締付けナット９によって相互に締付けられており、固定ピン１０によって互いに心合せされている。ホルダ体上において燃料給入路１１が接続部１２を介して圧力管１３に接続されており、その上側部分１４はフィルタ体８を介しており、下側部分１５はニードル弁７を付勢するために環状室１６と接続されている。圧力バネ５を含んでいる低圧室の上端部には漏らし接続部１７が設けられている。前記の各構成部分は図１ないし図４において同一の参照符号で示されている。図３および図４に示されている断面図はいずれも同じ断面を示しており；これらは該当する図１および図２の軸方向断面の切断線に対する異なった位置関係によってのみ相違している。図３の線Ｉ−Ｉの切断線は図１の表示に相当し；図４の線ＩＩ−ＩＩの切断線は図２の表示に相当する。図１および図２の断面図の右側がいずれも固定ピン１０による断面に設定されているのに対して、縦軸に対して左側の断面位置はそれぞれ異なったものとなり；図１においては該当する断面が燃料圧力管１３を介して延在しており；図２においては該当する断面はフィルタ体８内の合計４本の孔部１８を介して延在している。各孔部１８内にはそれぞれ１つの球体１９の形式のフィルタエレメントが存在し、これは噴射ポンプの稼動中に衝突面間で往復して衝突させられ、そのうち一方はホルダ体３によって他方はノズル体４によって形成されている。球体１９と付属する衝突面の間の両側には予備室２０が存在し、これは図５の拡大図により詳細に図示されている。

図５の実施例のフィルタ体は、孔部１８に２つの球体が挿入されている点によってのみ図１ないし図４のものと異なっており、図１ないし図４の実施例においては図２に示されているように１つの球体１９のみが挿入されている。さらに、図５にはニードル弁７のための中央孔部２１ならびに固定ピン１０のための別の孔部２２が示されている。フィルタ体８の両方の端面はラップ仕上げされており、従ってこれは同様にラップ仕上げされているホルダ体３ならびにノズル体４の端面に気密に着合することができる。図５の拡大部Ｖには、予備室２０が溝２３によって、図３および図４に示されているように、部分円弧を形成しており、従って全ての孔部１８が互いに結合されていることが示されている。選択された溝の深さに応じて、球体１９が圧力管１３内における間断式の高圧流によって矢印２４によって示されている軸方向に相互または仕切っている衝突面２４に衝突し、この衝突面はホルダ体３の端面２５とこれに対向しているノズル体４の端面２６とによって構成されている。球体１９はその軸方向に作用する自由行程に従って金属屑または同様な残留物が球体１９の作用範囲に存在する限りこれに対してハンマのように作用する。この残留物は、元々拡大図Ｖに示された球体周囲部と孔部の壁部との間の開口部の幅よりも小さいかあるいは球体１９の作用によって適宜に破砕された場合に、孔部１８を通過することができる。この球体１９の動的な破砕効果によって、予備室内に集積した金属屑、破損粒子等からなる残留物がフィルタ開口部を通過できる程度に圧砕し、保守の必要がない燃料フィルタを形成することが達成される。

互いに重なり合って配置された２つの球体によって、球体が常にその中央位置から偏移するため圧砕作用が矢印２７の横断方向にも形成されることから、この効果がさらに向上する。拡大図Ｖにおいて上側の球体１９は左側、下側の球体１９は右側で孔部１８の壁部に着合しており、従ってそれぞれ逆の側に最大のフィルタ開口部を形成しており、すなわち球体１９は湾曲した矢印２８に沿った通過を可能にする。

図３の線Ｉ−Ｉに沿った噴射ノズルの軸方向断面図である。 図４の線ＩＩ−ＩＩに沿った図１の噴射ノズルの軸方向断面図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った横断面図である。 図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った横断面図である。 部分拡大図を伴ったフィルタ体の構成図である。

Claims (10)

1. 支持体（３）とノズル体（４）とを含んだノズルホルダ（２）の圧力管（１３）内にフィルタ体（８）を備えたピストン内燃エンジン用の燃料フィルタを備えた噴射ノズル（１）であり、
   フィルタ面またはフィルタ開口部がフィルタ体（８）内の孔部（１８）ならびにその中に可動に配置されたフィルタエレメントによって形成されることを特徴とする噴射ノズル。
2. 複数の平行に通流する孔部（１８）が設けられることを特徴とする請求項１記載の噴射ノズル。
3. 圧力管（１３）はフィルタ体（８）の予備室（２０）に流入、および／またはそこから流出し、これがフィルタ面あるいはフィルタ開口部と接していることを特徴とする請求項１記載の噴射ノズル。
4. フィルタ体（８）を実質的に円盤形状に形成し、支持体（３）とノズル体（４）の間に取り付けることを特徴とする請求項１記載の噴射ノズル。
5. フィルタ体（８）が複数のフィルタ盤から構成されることを特徴とする請求項４記載の噴射ノズル。
6. フィルタエレメントが球体（１９）でありこれが孔部（１８）の壁部と共にフィルタ開口部を形成しそれからフィルタ面が組成されることを特徴とする請求項１記載の噴射ノズル。
7. 孔部（１８）内に２つまたはそれより多い球体（１９）を配設することを特徴とする請求項６記載の噴射ノズル。
8. 孔部（１８）の直径よりも幅広な溝（２３）によって予備室（２０）を形成することを特徴とする請求項３記載の噴射ノズル。
9. 溝の深さは球体の半径よりも小さいことを特徴とする請求項８記載の噴射ノズル。
10. 球体直径は孔部直径よりも０．０１ないし０．１ｍｍ小さいことを特徴とする請求項６記載の噴射ノズル。

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