JP2008542625A - 絞りエレメント及びフィルタエレメントを組み込まれた高圧アキュムレータ - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関用の燃料噴射装置であって、高圧アキュムレータ（１０）が設けられていて、該高圧アキュムレータ（１０）が、高圧アキュムレータ（１０）からの燃料排出又は高圧アキュムレータ（１０）への燃料供給のために働く複数の接続孔（２４）を備えており、これらの接続孔（２４）に、燃料インジェクタへの高圧管路又は高圧源からの燃料供給管路が接続部材（１８）を用いて接続されており、燃料インジェクタへの高圧管路に、絞りエレメント保持体（５０）が配属されており、該絞りエレメント保持体（５０）が単段又は多段に形成された絞りエレメント（２８，２４）を有している形式のものに関する。このような形式の燃料噴射装置において本発明の構成では、絞りエレメント（４０）が圧入絞りとして形成されていて、該絞りエレメント（４０）の絞りエレメント保持体（５０）が、燃料アキュムレータ（１０）の側に設けられたフィルタエレメント（４４）を有している。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射装置、すなわち内燃機関用の燃料噴射装置であって、高圧アキュムレータが設けられていて、該高圧アキュムレータが、高圧アキュムレータからの燃料排出又は高圧アキュムレータへの燃料供給のために働く複数の接続孔を備えており、これらの接続孔に、燃料インジェクタへの高圧管路又は高圧源からの燃料供給管路が接続部材を用いて接続されており、燃料インジェクタへの高圧管路に、少なくとも１つの絞りエレメント保持体が配属されており、該絞りエレメント保持体が単段又は多段に形成された絞りエレメントを有している形式のものに関する。

従来の技術
ＤＥ２０２００４０１９８２０.７には、ディーゼル機関用の燃料噴射装置が開示されており、この燃料噴射装置は、燃料噴射装置の燃料高圧アキュムレータからの燃料排出のために働く複数の分岐管を有している。これらの分岐管にはそれぞれ絞りが設けられており、この絞りは保持エレメントによって形成されており、この保持エレメントは、固定エレメントによって接続ヘッドの領域に固定されており、この固定エレメントは、分岐管における接続ヘッドの据込みによって形成され、保持エレメントの両側において分岐管の内径を狭めている。絞りエレメントは保持エレメントに、第１の部分孔と第２の部分孔とを備えた貫通孔として形成されており、保持エレメントはほぼ円筒形の周面を有している。

ＤＥ１００６０７８５Ａ１に基づいて公知の、燃料高圧アキュムレータを備えた燃料噴射装置では、燃料高圧アキュムレータに複数の分岐管が螺合可能である。これらの分岐管はそれぞれ、燃料噴射装置における圧力脈動を消滅させるための絞りを有している。これらの絞りはそれぞれ管部材として形成されていて、この管部材は、接続ヘッドが設けられている分岐管の一端か、又は該一端の近傍において分岐管の内部に配置されている。高圧アキュムレータ（コモンレール）における絞りエレメントは、高圧アキュムレータの内部における圧力波減衰のために役立つ。そのために例えば円筒形の絞り部材が、高圧アキュムレータ（コモンレール）の接続孔に圧入され、これらの接続孔は個々の燃料インジェクタか又は、高圧アキュムレータに燃料供給する高圧ポンプに通じている。接続孔に圧入された絞りエレメントは、燃料噴射系の内部における圧力変動の減衰を改善するために役立ち、これによって、個々の構成部材の耐圧性を高めることができる。

高圧アキュムレータ（コモンレール）を備えた高圧噴射系の従来の構成では、高圧の燃料を内燃機関の燃焼室に噴射する各燃料インジェクタの前に、棒状フィルタが配置されている。個々の燃料インジェクタの直前に配置された棒状フィルタは、燃料から混合物もしくは溶けない固体粒子を分離するという課題を担っている。レーザ穿孔された多数の孔を有する棒状フィルタは、高圧アキュムレータ噴射系において、燃料から種々様々な粒子を濾過するために使用される。

発明の開示
ゆえに本発明の課題は、燃料インジェクタに通じる個々の高圧管路に組み込まれた棒状フィルタを省くことができる、燃料噴射装置、特に高圧アキュムレータ噴射系を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、高圧アキュムレータ噴射系の内部における圧力脈動を減衰するために、高圧アキュムレータの接続孔に、フィルタエレメントを組み込まれた圧入絞りエレメントが設けられている。高圧アキュムレータ内における高圧によって、場合によっては燃料内に存在する粒子、例えば燃料タンクからの残留物もしくはスラッジを小さくすることができ、この場合粒子は、スクリーンフィルタとして形成されたフィルタエレメントの微細な孔に押圧されて通過する。これによってフィルタエレメントの閉塞を回避することができる。本発明によれば、スクリーンフィルタとして形成されたフィルタエレメントを圧入絞りエレメントと組み合わせること、及びこれによって、従来技術に基づいて公知の解決策において燃料インジェクタの直前で高圧管路内に設けられている棒状フィルタを、省くことが提案される。この本発明の解決策によって、製造コストを著しく減じることができる。

フィルタを組み込まれた本発明による圧入絞りエレメントは、単段に作用する絞りとして形成されていても、２段に作用する絞りとして形成されていてもよい。構成バリエーションに応じて、絞りエレメント保持体には、コンスタントな孔直径を備えた貫通孔が設けられても、又は第１の絞り区分と第２の絞り区分とを備えた段付けされた孔が設けられてもよい。

部材同士の結合、つまりフィルタエレメントと圧入絞りエレメントとの結合は、例えば例えばろう接のような素材結合式の接合方法を用いて、達成することができる。

特に組立て技術的な利点を得ることができる本発明の解決策では、１つの貫通孔として又は、２つの絞り区分を形成する段付けされた貫通孔として形成される単段の圧入絞りと、スクリーンフィルタとして形成されたフィルタエレメントとが組み込まれている保持エレメントが、燃料インジェクタの高圧管路のそれぞれの接続孔に圧入されている。このように構成されていると、高圧アキュムレータ（コモンレール）の中空室内に進入するフィルタエレメントがその濾過機能を最適に満たし、かつ高圧アキュムレータ（コモンレール）の中空室へのフィルタエレメントの進入深さに基づいて、例えば円筒形に形成されたフィルタエレメントの周面に形成されたすべての微細なフィルタ開口に、高圧下にある燃料を供給することができるようになる。これによってフィルタエレメントの周面全体を、燃料を濾過するために使用することができる。

単段又は２段に形成可能な圧入絞りの保持体は、有利には高圧アキュムレータの壁に圧入され、これによって、同様に有利には円筒形に形成されている保持体と、高圧アキュムレータ（コモンレール）の壁における接続孔の孔壁との間における摩擦力結合式の結合が達成される。

本発明による解決策は鍛造レール（WFR-Rail = Warm Forged Rail 熱間鍛造レール）において使用することも、LWR-Rail つまりレーザ溶接された高圧アキュムレータにおいて使用することもできる。高圧アキュムレータ（コモンレール）の外周面には、燃料インジェクタに通じる個々の高圧管路が接続される接続部材が配置されていると有利である。そのために接続部材のためのセンタリング面が、フィルタエレメントを組み込まれた圧入絞りの接続孔の領域に形成されていると有利である。高圧フィッティングとも呼ばれる接続部材は、高圧アキュムレータ（コモンレール）の外周面に溶接されることができる。これによって接続孔と、個々の燃料インジェクタに通じる高圧管路との高圧に対してシール作用をもつ結合部を得ることができる。

図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図１は、従来技術による高圧アキュムレータを示す横断面図であり、
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、
図３は、フィルタエレメントが組み込まれた本発明による圧入絞りエレメントが設けられている高圧アキュムレータを示す図である。

実施例
図１には、従来技術に基づいて公知の接続部材を備えた高圧アキュムレータ（コモンレール）が横断面図で示されている。

図１から分かるように、燃料噴射装置は、管状に形成された高圧アキュムレータ１０を有している。図１に示された横断面図では、高圧アキュムレータ１０（コモンレール）の中空室１２に燃料供給する高圧ポンプと、高圧アキュムレータ１０（コモンレール）から燃料供給される個々の燃料インジェクタとは図示されていない。高圧管路２１は燃料インジェクタ及び高圧ポンプを高圧アキュムレータ１０と接続している。

高圧アキュムレータ１０は、図１の図平面に対して垂直に延びる中空室１２を画成する壁１４を有している。この壁１４の外周面は符号１６で示されている。高圧アキュムレータ１０の壁１４には複数の接続孔２４が設けられており、これらの接続孔２４には絞りエレメント２８が組み込まれている。この絞りエレメント２８は中空室１２の画成面３０に向いた側で、高圧アキュムレータ１０の中空室１２内に進入している。

外周面１６には個々の接続孔２４の領域に、接続部材１８が受容されている。図１に示された接続部材１８は雄ねじ山２０を有しており、この雄ねじ山２０には、図示されていない燃料インジェクタに通じていて高圧下にある燃料を供給される高圧管路２１が、圧力シール作用をもって固定される。接続部材１８の内部における流過横断面は符号２２で示されている。高圧アキュムレータ１０の壁１４に設けられた接続孔２４は、絞りエレメント２８の上で接続円錐２６に移行しており、この接続円錐２６には、燃料インジェクタ又は高圧ポンプに通じる高圧管路２１が接続されている。図１には示されていない燃料インジェクタへの燃料の流れ方向は、符号３２で示されている。高圧管路２１は高圧アキュムレータ１０に向いた端部に、カラー２３を有しており、このカラー２３は袋ナット１９の引き締め後に圧力シール作用をもって接続円錐２６に圧入され、これによって高圧アキュムレータ１０における高圧管路２１の圧力シールされた接続部が生ぜしめられる。

図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図が示されている。

この図２から分かるように、雄ねじ山２０を備えた接続部材１８は、接触面３４のところで高圧アキュムレータ１０の外周面１６に接触している。接触面３４は、高圧アキュムレータ１０の壁１４における凹設部３６に位置している。高圧フィッティング（Hochdruckfitting）とも呼ばれる接続部材１８は、接触面３４のところで、例えば素材結合式（stoffschluessig）に生ぜしめられる結合によって、例えばろう接又は溶接によって、外周面１６と、もしくは高圧アキュムレータ１０の壁１４における凹設部３６の底部と結合される。

図３に示された圧入絞りエレメント４０は、有利には円筒形に形成されている絞りエレメント保持体５０を有している。この絞りエレメント保持体５０には、有利にはスクリーンフィルタ（Siebfilter）として形成されたフィルタエレメント４４が組み込まれている。このフィルタエレメント４４は、極めて小さな濾過孔４６を備えた周面４８を有している。絞りエレメント保持体５０に組み込まれたフィルタエレメント４４は、進入深さ５４をもって高圧アキュムレータ１０の中空室１２内に進入している。高圧ポンプによって高圧アキュムレータ１０の中空室１２内において生ぜしめられる高い圧力レベルに基づいて、燃料に含まれていて場合によっては高圧アキュムレータ１０内に圧送される不純物は、フィルタエレメント４４の周面４８における極めて小さな直径によって形成された濾過孔４６に押圧されて、これを通過し、そしてこれによって小さくされる。

図３に示された絞りエレメント保持体５０は、単段に作用する絞りを有していても、又は図３に示されているような段付けされた絞りを有していてもよい。絞りエレメント保持体５０の内部におけるこの段付けされた絞りは、フィルタエレメント４４に直接接続している第１の絞り区分５８と、第２の絞り区分６０とによって特徴付けられている。図示の実施例では、第１の絞り区分５８は、絞りエレメント保持体５０における第２の絞り区分６０よりも小さな直径を有している。高圧アキュムレータ１０の中空室１２内へのフィルタエレメント４４の進入深さ５４は、次のように、すなわちフィルタエレメント４４の周面４８におけるすべての濾過孔４６が、高圧アキュムレータ１０の中空室１２に存在している極めて高い圧力下にある燃料によって負荷されるように、選択されている。高圧アキュムレータ１０（コモンレール）の中空室１２に進入しているフィルタエレメント４４の端面は、符号５６で示されている。

絞りエレメント保持体５０に組み込まれているフィルタエレメントが、図３に示されているように配置されていると、高圧アキュムレータ１０の中空室１２内において存在する極めて高い圧力レベルに基づいて、粒子がフィルタエレメント４４の周面４８における濾過孔４６を通して押圧され、該粒子は、単段又は２段に形成された圧入絞りエレメント４０を通過し、ひいては、中空室１２内に進入しているフィルタエレメント４４の閉塞が効果的に回避される。圧入絞りエレメント４０は、それが単段に形成されていても又は２段に形成されていても、有利には円筒形に形成されている絞りエレメント保持体５０に受容されている。接続孔２４は、高圧アキュムレータ１０の外周面１６における突出面５２に向かって、接続円錐２６に移行している。高圧アキュムレータ１０の外周面１６に形成された突出面５２は、高圧フィッティングとも呼ばれる接続部材１８のためのセンタリング面又は取付け面として働く。雄ねじ山２０を備えた接続部材１８の下端面と高圧アキュムレータ１０の外周面１６との間における接触面３４において、接続部材１８と高圧アキュムレータ１０とは、有利には素材結合式に形成された耐高圧性の結合部によって固定されることができる。絞りエレメント保持体５０が接続孔２４内に摩擦力結合式（kraftschluessig）に挿入固定されていることに基づいて、接続孔２４は、絞りエレメント保持体５０の周面と接続孔２４の孔面との間における燃料の漏れを防止されてシールされており、その結果、高圧管路２１内に流入する燃料は、圧入絞りエレメント４０に組み込まれたフィルタエレメント４４を必ず通過することになる。そしてこれによって、高圧管路２１に流入する全燃料量が濾過されることになる。本発明による解決策によって、燃料インジェクタに通じる高圧管路への棒状フィルタの組込みと、燃料インジェクタの直前における該棒状フィルタの配置とを省くことができる。

従来技術による高圧アキュムレータを示す横断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 フィルタエレメントが組み込まれた本発明による圧入絞りエレメントが設けられている高圧アキュムレータを示す図である。

符号の説明

１０ 高圧アキュムレータ（コモンレール）、 １２ 中空室、 １４ 壁、 １６ 外周面、 １８ 接続部材、 １９ 袋ナット、 ２０ 雄ねじ山、 ２１ 高圧管路、 ２２ 接続部材の流過横断面、 ２３ カラー、 ２４ 接続孔、 ２６ 高圧管路用の接続円錐、 ２８ 絞りエレメント、 ３０ 中空室の画成面、 ３２ 燃料インジェクタへの燃料の流れ方向、 ３４ 外周壁１６における接触面、 ３６ 外周面１６における凹設部、 ４０ 圧入絞りエレメント、 ４２ 流過横断面における狭窄部、 ４４ フィルタエレメント、 ４６ 濾過孔、 ４８ フィルタエレメントの周面、 ５０ 絞りエレメント保持体、 ５２ 接続部材１８の突出面、 ５４ フィルタエレメント４４の進入深さ、 ５６ フィルタエレメントの端面、 ５８ 第１の絞り区分、 ６０ 第２の絞り区分

Claims (10)

1. 内燃機関用の燃料噴射装置であって、高圧アキュムレータ（１０）が設けられていて、該高圧アキュムレータ（１０）が、高圧アキュムレータ（１０）からの燃料排出又は高圧アキュムレータ（１０）への燃料供給のために働く複数の接続孔（２４）を備えており、これらの接続孔（２４）に、燃料インジェクタへの高圧管路又は高圧源からの燃料供給管路が接続部材（１８）を用いて接続されており、燃料インジェクタへの高圧管路に、少なくとも１つの絞りエレメント保持体（５０）が配属されており、該絞りエレメント保持体（５０）が単段又は多段に形成された絞りエレメント（２８，２４）を有している形式のものにおいて、絞りエレメント（４０）が圧入絞りとして形成されていて、該絞りエレメント（４０）の絞りエレメント保持体（５０）が、燃料アキュムレータ（１０）の側に設けられたフィルタエレメント（４４）を有していることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射装置。
2. フィルタエレメント（４４）の周面（４８）が、進入深さ（５４）をもって高圧アキュムレータ（１０）の中空室（１２）に進入している、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. フィルタエレメント（４４）の周面（４８）に濾過孔（４６）が形成されている、請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 濾過孔（４６）がフィルタエレメント（４４）の周面（４８）に均一に分配配置されて形成されている、請求項３記載の燃料噴射装置。
5. 濾過孔（４６）がフィルタエレメント（４４）の周面（４８）と端面（５６）とに配置されている、請求項３記載の燃料噴射装置。
6. フィルタエレメント（４４）が絞りエレメント保持体（５０）と素材結合式に又は摩擦力結合式に結合されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
7. フィルタエレメント（４４）が絞りエレメント保持体（５０）とろう接又は溶接されている、請求項６記載の燃料噴射装置。
8. 絞りエレメント（４０）が１つの貫通孔か又は第１の絞り区分（５８）及び第２の絞り区分（６０）を、フィルタエレメント（４４）と接続孔（２４）のディフューザ領域（２６）との間に有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
9. フィルタエレメント（４４）を受容している絞りエレメント保持体（５０）が、接続孔（２４）内に摩擦力結合式に受容されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
10. レーザ溶接された高圧アキュムレータ（１０）又は鍛造された高圧アキュムレータ（１０）における、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射装置の使用。

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