JP2013529741A - 入口コネクタ - Google Patents

Abstract

コモンレール噴射システムの少なくとも１つの高圧配管を燃料噴射装置の入口ボア６に接続するための入口コネクタ４について、入口ボア６に接続されうる圧力管７、及び少なくとも１つの高圧配管に対する接続部を有する筐体８は、摺動座を形成するように互いに接続される。

Description

本発明は、コモンレール噴射システムの少なくとも１つの高圧配管を燃料噴射装置の入口ボアに接続するための入口コネクタに関するものである。本発明は、さらに、高圧貯蔵装置（high-pressure storage）（コモンレール）、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するためのシリンダ・ヘッド内に固定された少なくとも１つの噴射装置、及び高圧貯蔵装置からの供給を受ける少なくとも１つの高圧配管を含むコモンレール噴射システムを備える内燃機関に関するものである。

コモンレール技術を用いる現代的なディーゼル・エンジンは、燃料噴射装置と高圧燃料配管との間に、これら２つの構成要素を接続するための中間部材として入口コネクタを備える。入口コネクタは、噴射装置に対して封止されなければならない。縦方向に通路ボアが横断する入口コネクタは、通例、シリンダ・ヘッドの縦方向側から始めて、噴射装置上の接続部に至るまで、シリンダ・ヘッドを通して横断的に延在するボア内に配設される。入口コネクタと噴射装置本体部との間に気密接続部を画成するために、入口コネクタは、通常、圧入圧力を発生する要素を介して噴射装置本体部に圧力で圧し付けられ、これにより、噴射装置の側部上の入口コネクタ上に配設された円錐体は、噴射装置の接続部上に設けられたしかるべき円錐形陥凹部内に押し込まれる。

そうする際に、高圧配管は、高圧配管上に設けられ、シリンダ・ヘッド内に設けられた横断ボア内にねじ込まれる、接続ピースを包含し、入口コネクタを受け入れる、留めネジの助けを借りて噴射装置から離れる方向に面する、シリンダ・ヘッドから突き出る、入口コネクタ端部に押し付けられ、これにより、入口コネクタは軸方向に噴射装置本体部上に設けられたシートに押し当てられ、供給流路が画成される。しかし、このような構造には、封止力が留めネジのトルクに依存する噴射装置の供給配管のところの入口コネクタの接続の軸方向封止力の変動が許容可能な圧縮脈動疲労強度の強い変動をもたらすという欠点を伴う。別の欠点は、前記高圧接続部上の付勢力が、入口コネクタ及びシリンダ・ヘッドの熱膨張率が異なることで結果として生じる変動の影響を受けるという点である。

欧州特許第２ ０５８ ５０９ Ａ１号公報、欧州特許第１ ７１９ ８９９ Ａ１号公報、及び欧州特許第１ ６５３ ０７６ Ａ１号公報では、上述の問題が生じる従来技術の入口コネクタを開示している。

欧州特許第２ ０５８ ５０９ Ａ１号公報 欧州特許第１ ７１９ ８９９ Ａ１号公報 欧州特許第１ ６５３ ０７６ Ａ１号公報

したがって、本発明は、噴射装置の入口ボアの接続部上の入口コネクタの付勢力又は圧入圧力が入口コネクタの反対端上の接続状況、つまり、高圧配管の接続状況と無関係となるという趣旨で、当初画定された種類の入口コネクタをさらに発展させることを目的とする。

この目的を解決するために、本発明の第１の態様による当初画定された種類の入口コネクタは、入口ボアに接続可能な圧力管及び少なくとも１つの高圧配管に対する接続部を備える筐体が互いに接続され摺動座を形成することを特徴とする。この目的を解決するために、さらなる態様による本発明は、高圧貯蔵装置（コモンレール）、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するためのシリンダ・ヘッド内に固定された少なくとも１つの噴射装置、及び高圧貯蔵装置からの供給を受ける少なくとも１つの高圧配管を含むコモンレール噴射システムを有する内燃機関を実現し、これは、少なくとも１つの高圧配管が本発明による入口コネクタを介して噴射装置の入口ボアに接続されるようにさらに発展され、前記入口コネクタはシリンダ・ヘッドの横断ボアを横断する。

入口コネクタが２つの部分、つまり、噴射装置の入口ボアに接続可能な圧力管及び少なくとも１つの高圧配管用の接続部を備える筐体を具備し、これらが摺動座の助けを借りて互いに接続されるという点で、入口コネクタの２つの端部上に設けられた接続部、つまり、噴射装置の入口ボアへの圧力管の接続部及び筐体への高圧配管の接続部も互いから絶縁されるように実現されなければならないように圧力管が軸方向に筐体から分離され、付勢力が各接続部に印加され、各印加された圧入又は印加圧力が互いに無関係に効果をもたらすという利点が得られた。

これにより、特に、適切な締め付けモーメントで圧力管の取り付けを極めて安全に行うことが可能である。この文脈において、好ましい構成では、噴射装置の入口ボアとの接続のために噴射装置本体部内に圧力管がねじ込まれると定める。

筐体は、特に、好ましい構成に従って筐体をシリンダ・ヘッドに固定するためにボアを含むフランジを筐体が備える形で圧力管から分離されうる。さらに、このような分離の結果、非常に良好な振動減衰性が得られるが、それは、発生する可能性のある振動が、前記摺動座を介した圧力管への筐体の接続により圧力管にあまり強く伝えられないからである。

本発明の別の利点として、高い付勢力により圧力管の係脱又はシリンダ・ヘッド内での筐体の変位の危険性を伴わずに高圧配管を安全に取り付けられるということを述べられるべきである。摺動座により、異なる熱膨張の後の縦方向の補正が、圧力管への付勢力を失うことなく容易に実現可能である。

好ましい態様の摺動座は、２つの実質的に封止可能に連携する円筒形封止面を備える。封止は、この場合、特に相互に連携する封止面の間に半径方向の非常に小さな遊びを選択することによってなされ、数マイクロメートルの半径方向の遊びが好ましい。さらに、圧力管と筐体との間の封止は、摺動座上の接触長さが大きいことで助長される。この構成は、この点において、円筒形封止面が小さな外径を持つように設計された圧力管の一部の外殻、又は筐体によって、また他の各部分内に形成されるボアの内面によって形成されるように好ましくはさらに考案される。

摺動座によって実現される接続部の締め付けは、圧力管と筐体との間の半径方向の遊びがさらに減らされ、特に、燃料圧力の作用の下でほとんどなくなるという点でさらに増大することすらありうる。これにより、環状間隙があるため生じる漏れは最小限度に抑えることができる。システム圧力を利用して半径方向の遊びを減らすために、好ましいさらなる発展形態によって、小さな外径を持つように設計された圧力管の部分の壁厚が圧力管の残り部分と比べて小さくなるように構成されることが実現される。壁厚が小さいことから、より小さな外径を持つように形成された圧力管の部分は、半径方向に膨張することができ、これにより圧力管の封止面は筐体の封止面に押し付けられる。この文脈において、小さな外径を持つように設計された圧力管の部分の壁厚が前記部分内の内径の３０から７０％の間となる構成は、特に有利である。

摺動座上に追加の封止を施すために、例えば、従来技術から知られているＰＥＥＫリング又は油圧封止パッケージなどの封止要素が付加的に挿入されうる。

発生する可能性のある漏れは、好ましくは、漏れ出口ボアを介して排出されうる。この点において本発明は、好ましくは、漏れ出口ボアが、好ましくは入口コネクタの摺動座の領域内で、シリンダ・ヘッドの横断ボアから離れるようにさらに発展させられる。

入口コネクタの筐体とシリンダ・ヘッドとの間の封止を確実にするために、好ましくは、シリンダ・ヘッドの横断ボアの縁と重なる部分、特に入口コネクタの筐体のフランジが、挟装された封止要素を介してシリンダ・ヘッドに当接することが実現される。

最初に説明したタイプの入口コネクタは、一般に、流量リミッターを備える。本発明の好ましいさらなる発展形態において、流量リミッターは、入口コネクタの筐体内に配設される。さらに、流量リミッターの設置を円滑にするために、好ましいさらなる発展形態では、小さな外径を持つように設計された圧力管の部分を受け入れるボアが筐体内にねじ込まれる挿入部内に形成されることを実現する。これにより、筐体内にねじ込まれる挿入部が、流量リミッターが配設される、筐体内に形成される空洞を画成する。

さらなる好ましい構成が従属請求項に記載されている。

以下では、本発明は、図面に概略が示されている例示的な実施例を用いてさらに詳しく説明される。図中、詳細に示されていない噴射装置の噴射装置本体部は１で示される。シリンダ・ヘッドは、２で示され、入口コネクタ４が横断する横断ボア３を備える。入口コネクタ４は、高圧接続部５に接続される高圧配管（詳細に図示されていない）を噴射装置本体部１内に形成されている入口ボア６と接続し、これにより、高圧燃料を噴射装置ノズルに供給する。入口コネクタ４は、圧力管７及び筐体８からなる。高圧燃料を通すために、筐体８は、それぞれ高圧接続部５から離れる方向に斜めに導かれ、筐体８内の円筒形空間１０内に開いているボア９を備える。円筒形空間１０は、筐体８内にねじ込まれる挿入部１１によって画成され、この挿入部１１の環状端面で流量リミッター１３の圧縮バネ１２が支持される。軸方向に変位可能な流量リミッター１３のアクチュエータは１４で示されている。

挿入部１１は、圧力管７の一部１６が押し込まれる中心ボア１５を備え、その部分は小さい外径を有するように設計されている。圧力管７の小さな外径を有するように設計された部分１６、及び筐体８の挿入部１１は、二重矢印１７の方向に、互いに対して自由に移動可能である相互に連携する、円筒形封止面を備える。こうして、封止面は、筐体８と圧力管７との間の接続部を画成する摺動座を形成する。筐体８の円筒形空間１０は、圧力管７内に形成された中心ボア１８を介して入口配管６に接続される。

流量リミッター１３のアクチュエータ１４は、止まり穴１９を備え、円筒形空間１０内に軸方向に変位可能に誘導される。アクチュエータ１４は、その円筒形周辺面とその閉鎖された端壁との間に円錐形遷移面２０を備え、この円錐形繊維面２０と、円筒形空間１０とボア１８との間の円錐形繊維断面に形成された弁座２１とが協働して、弁封止面を形成する。止まり穴１９は、少なくとも１つのスロットル・ボア２２を介して円筒形空間１０に接続される。前記スロットル・ボア２２を介して、燃料が止まり穴１９から空間１０内に流れ込み、そこから隣接するボア１８内に流れ込み、アクチュエータ１４は弁座２１から離脱する。圧縮バネ１２は、アクチュエータ１４が例示されている開放位置に、図示されていない高圧配管と入口ボア６との間の事前に与えられた圧力差で保持されるように構成される。しかし、例えば配管が破れ、したがって前記配管から燃料が無制御で流れ出る事態により、前記の事前に与えられた圧力差を超えるとすぐに、アクチュエータ１４が圧縮バネ１２の力に抗して閉鎖位置に変位し、閉鎖位置で、円錐形弁表面２０が弁座表面２１に押し当てられ燃料の連続的流れを停止する。

入口コネクタの設置は、最初に、圧力管７がシリンダ・ヘッド２内に誘導され、六角形２３で係合する工具の助けを借りて噴射装置本体部１内にねじ込まれるように実行される。こうして、適切な締め付けモーメントを選択することによって、圧力管７が確実に取り付けられうる。筐体４は、事前に取り付けられ、この事前に取り付けられたユニットは流量リミッター１３のアクチュエータ１４、圧縮バネ１２、及び挿入部１１を備える。挿入部１１は、ネジで筐体８内にねじ込まれ、相互に連携する円錐形封止面２４により好適な高圧シールが実現する。事前に取り付けられたユニットは、摺動座を介して圧力管７に接続される。この後、筐体８は、フランジ（詳細に図示されていない）の助けを借りて、ネジにより、シリンダ・ヘッド２に固定され、付勢力は、高圧配管を高圧接続部５に接続するために使用される締め付けモーメントが十分安全に取れるように高い。筐体８は、それに加えて、横方向位置逸脱を防ぐために楕円形の穴を通るピンの助けを借りて位置決めされる。

筐体８は、封止手段２５によってシリンダ・ヘッド１に当てて封止される。発生する漏れは、漏れ放出ボア２６を介して放出される。入口コネクタ４は、シリンダ・ヘッド２の横断ボア３内に収容され、噴射装置とシリンダ・ヘッドとの間の最高許容差が補正されるように全長にわたって半径方向の遊びがある。

Claims (15)

1. コモンレール噴射システムの少なくとも１つの高圧配管を燃料噴射装置の入口ボアに接続するための入口コネクタであって、
   前記入口ボア（６）に接続可能な圧力管（７）と、前記少なくとも１つの高圧配管に対する接続部（５）を備える筐体（８）とは、摺動座を形成するように互いに接続されることを特徴とする、入口コネクタ。
2. 前記摺動座は、実質的に封止可能に協働する２つの円筒形封止面を備えることを特徴とする、請求項１に記載の入口コネクタ。
3. 前記圧力管（７）及び前記筐体（８）は、前記円筒形封止面に沿って軸方向に互いに対して自由に移動可能であること特徴とする、請求項２に記載の入口コネクタ。
4. 前記２つの円筒形封止面は、小さな外径を持つように設計された筐体（８）又は前記圧力管（７）の一部（１６）の外殻と、それぞれ他の部分内に形成されるボアの内面とによって形成されることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の入口コネクタ。
5. 小さな外径を持つように設計された前記圧力管（７）の前記部分（１６）の前記壁厚は、前記圧力管（７）の残り部分と比べて薄くなるように構成されることを特徴とする、請求項４に記載の入口コネクタ。
6. 小さな外径を持つように設計された前記圧力管（７）の前記部分（１６）の前記壁厚は、前記部分の内径の３０％から７０％の間となることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の入口コネクタ。
7. 小さな外径を持つように設計された前記圧力管の前記部分（１６）を受け入れる前記ボアは、前記筐体（８）内にねじ込まれる挿入部内に形成されることを特徴とする、請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の入口コネクタ。
8. 小さな外径を持つように設計された前記部分（１６）によって形成される段部において、前記圧力管（７）は、ねじ込み工具を使用する目的で、円形でない断面、特に六角形の断面（２３）を有することを特徴とする、請求項４から請求項７までのいずれか一項に記載の入口コネクタ。
9. 前記筐体（８）は、流量リミッター（１３）を備えることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の入口コネクタ。
10. 前記筐体（８）は、前記筐体（８）を前記シリンダ・ヘッド（２）に固定するためのボアを有するフランジを備えることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の入口コネクタ。
11. 高圧貯蔵装置（コモンレール）と、内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するためのシリンダ・ヘッド内に固定された少なくとも１つの噴射装置と、前記高圧貯蔵装置からの供給を受ける少なくとも１つの高圧配管とを含むコモンレール噴射システムを有する内燃機関であって、
    前記少なくとも１つの高圧配管は、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の入口コネクタ（４）を介して前記噴射装置の入口ボア（６）に接続され、前記入口コネクタ（４）は、前記シリンダ・ヘッド（２）の横断ボア（３）を横断することを特徴とする、内燃機関。
12. 前記入口コネクタ（４）は、半径方向の遊びのある前記シリンダ・ヘッド（２）の前記ボア（３）内に受け入れられることを特徴とする、請求項１１に記載の内燃機関。
13. 前記シリンダ・ヘッド（２）の前記横断ボア（３）の前記縁と重なる部分、特に前記入口コネクタ（４）の前記筐体（８）の前記フランジは、挟装された封止要素を介して前記シリンダ・ヘッド（２）に当接することを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載の内燃機関。
14. 漏れ出口ボアは、好ましくは前記入口コネクタ（４）の前記摺動座の領域内で、前記シリンダ・ヘッド（２）の前記横断ボア（３）から離れることを特徴とする、請求項１１、請求項１２、又は請求項１３に記載の内燃機関。
15. 前記圧力管（７）は、前記噴射装置の前記入口ボア（６）に接続するために前記噴射装置本体部（１）内にねじ込まれることを特徴とする、請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の内燃機関。
    

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