JP2014202209A - 二相鋼から成る燃料分配器 - Google Patents

Abstract

【課題】安全率の考慮の下で予測される稼働状況に対する実際の要求を満たし、同時に安価に製造可能である、燃料分配器を提供する。
【解決手段】１つの燃料分配器用導管３を有する１つの燃料分配器用フューエルレールと、この燃料分配器用導管３から分岐している複数のインジェクタカップ４とを備えた自動車の内燃機関用の燃料分配器において、前記燃料分配器用導管３を、二相鋼から形成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の特徴による燃料分配器に関する。

燃料を内燃機関に対して噴射することが、従来の技術から公知である。したがって、吸気管内への噴射工程若しくは予燃焼室内への噴射工程が実施され得る、又は、代わりに燃焼室内への直接の噴射工程が実施されてもよい。このため、燃料分配器が、内燃機関に取り付けられている。この場合、当該燃料分配器は、燃料供給ポンプに結合されている。この燃料供給ポンプは、高圧燃料噴射管の場合は燃料分配器用導管内に３００バール〜４００バール、特に３５０バールの圧力、動作圧力又は定格圧力（Ｐｎｅｎｎ）を発生させる。設計上は、Ｐｎｅｎｎ＊１．５＝有効圧である。

内燃機関の周囲環境内と燃料の供給装置内とで十分な耐腐食性を持たせるため、オーステナイト系の材料が使用されることが、従来の技術から公知である。

変わらない又は低減されたエンジン排気量で動力性能を向上させることを意味する内燃機関のダウンサイジングにあっては、燃料供給圧力が高い。しかしながら、要求される構造空間つまり燃料分配器の外装自体は変わらない。

十分な稼働信頼性を保証するためには、及び、燃料の添加剤、例えばエタノール及びメタノールに対する向上した耐腐食性を保証するためには、使用される材料においてその壁厚を増大させる必要がある。しかしながら、当該壁厚の増大は、同時に、燃料分配器の製造を困難にする。何故なら、例えば、燃料分配器用導管又はホルダが、成形加工によって製造されるからである。この場合、当該成形自体が明らかに困難になる。予燃焼室の容積が、当該壁厚の増大によって減少され得ない。当該壁厚の増大は、専ら外側に向けて（構造空間方向に）可能である。

欧州特許出願公開第１７２６８２０号明細書

本発明の課題は、安全率の考慮の下で予測される稼働状況に対する実際の要求を満たし、同時に安価に製造可能である、燃料分配器を提供することにある。

本発明によれば、上記課題は、請求項１に記載の特徴による燃料分配器によって解決される。

本発明の好適な実施の形態は、従属請求項に記載されている。

自動車の内燃機関用の本発明の燃料分配器は、１つの燃料分配器用導管を有する１つの燃料分配器用フューエルレールと、この燃料分配器用導管から分岐している複数のインジェクタカップとを備え、且つ本発明によれば、前記燃料分配器用導管と、任意の前記ホルダとが、二相鋼から形成されていることを特徴とする。

したがって、本発明によれば、同じ又は削減された構造寸法のときでも、十分により高い強度を実現することが可能である。さらに、二相鋼のオーステナイト系の成分自体が、発生する腐食に対する十分な耐性を保証する。従来の技術から公知の燃料分配器用フューエルレールに比べて少なくとも変わらない又は削減された壁厚を実現することが可能である。しかしながら、当該壁厚は、同時に、増大した稼働圧力に耐え、したがって長時間にわたって使用できるように形成されている。

したがって、本発明の範囲内では、燃料分配器用フューエルレールの少なくとも燃料分配器用導管、すなわち燃料分配器用主管を二相鋼から形成することが可能である。しかしながら、本発明の範囲内では、さらなる取付部品、例えば、燃料分配器用導管から分岐されたインジェクタカップ又はシールプラグ、固定ホルダ若しくは接続流路も、二相鋼から形成され得る。当該個々の構成備品は、特に高温ロウ付け法によって５００℃〜１１５０℃の温度範囲で互いに結合される。特に、以下の材料が本発明にしたがって使用される：１．４４６２，１．４１６２，１．４３６２又は１．４６６２。従来の技術に比べてより高い強度が、当該硬ロウ付け法にしたがっても得られる。

この場合、燃料分配器用導管の、３ｍｍ〜４ｍｍ、特に３．１ｍｍ〜３．５ｍｍ、特に好ましくは約３．３ｍｍの壁厚のときに、十分な稼働強度及び耐久性を備えつつ、２００バール〜６００バール、特に３００バール〜５００バール、特に好ましくは５００バールまでの稼働圧力に耐えることが可能である。オーステナイト系の材料から製造された比較可能な燃料分配器用導管に比べて薄くなっていないとしても、少なくとも変わらない壁厚のために、本発明の燃料分配器の重量が減少する。二相鋼の、場合によっては、より高い購入コストは、成形中のより少ない加工コストによって及び／又はより小さい必要空間容積によって相殺される。その結果、変わらない及び／又は削減された構造寸法のときに、少なくとも変わらない製造コスト及び改良された耐久性の下で、高い要求が、当該稼働環境に対して満たされ得る。

別の利点は、例えば、インジェクタカップ、燃料分配器用導管の固定部材及び／又は燃料分配器用パイプ・クランプ並びにシールプラグ及び／又は貫通プラグのような、さらなる取付部品が、従来のオーステナイト鋼から製造され得るにもかかわらず、その材料適合性に起因して本発明にしたがって使用される二相鋼と一体的に且つ固着して結合され得ることにある。したがって、例えば、二相鋼から燃料分配器用導管を生産することは、従来の技術から公知の燃料分配器用の既存の生産設備内に組み込まれ得る。当該組み込みは、燃料分配器用導管のための二相鋼を本発明にしたがって使用する設備に変更するときの追加の設備投資を節減する。

さらに、好ましくは、上記二相鋼は、重量％で表記すると、０．１％〜５％、特に０．１％〜３．５％、特に好ましくは３．５％未満のニッケル含有量を有する。応力腐食割れの危険が、当該少ないニッケル含有量によって十分に低減される。このため、同時に、燃料分配器の耐久性が向上される。

さらに、上記二相鋼は、好ましくは、重量％で表記された以下の合金元素を有する：

クロム （Ｃｒ） ２０〜２５重量％

モリブデン （Ｍｏ） ２．５０〜３．５０重量％

残部は鉄及び溶融によって生成された不純物

したがって、フェライト成分が、５０〜７０％であり、オーステナイト成分が、５０〜３０％であるように、当該二相鋼の組織が有益に組成されている。当該二相鋼は、ロウ付け後に４９０ＭＰａ以上の０．２％耐力Ｒｐと、７６０ＭＰａ以上の引張強さＲＭとをさらに有する。

特に、接合工程、すなわち高温ロウ付け工程が、本発明にしたがって１０分未満で、特に好ましくは８分未満で、特に６分未満で、特に好ましくは５分未満で実施されることによって、上記の耐力及び引張強度は、当該使用された二相鋼の製品で得られる。次いで、１０００℃より高い高温ロウ付け温度までの加熱が実施され、その後に４００℃以下への冷却が実施される。当該冷却自体は、４分未満の期間内で継続する。したがって、二相鋼のオーステナイトとフェライトとの相組織の平衡に影響を及ぼすことなしに、十分な強度が、製造された燃料分配器で保証される、特にそのロウ付け地点に対して保証される。同時に高い冷却性能を持ちつつ、当該構成部品の技術的な洗浄度に対する要求を満たすため、特に、当該冷却工程は、気体冷却によって実施され、特に好ましくは窒素又は窒素の代わりのヘリウム若しくはアルゴンを用いた冷却によって実施される。

本発明の燃料分配器の好適な実施の形態を以下で説明し、図面で大まかに示す。当該図面は、本発明を容易に理解するために役立つ。

燃料分配器の投影図である。 燃料分配器の縦断面図である。

図面では、繰り返される説明が、簡略化の理由から省略されるときでも、同じ符号は、同じ構成部品又は類似の構成部品に対して使用される。

図１は、燃料分配器の投影図である。この燃料分配器１は、燃料分配器用フューエルレール２を有する。この場合、この燃料分配器用フューエルレール２は、中央に延在する燃料分配器用導管３を有する。インジェクタカップ４が、この燃料分配器用導管３から分岐されている。この場合、図２に示された当該インジェクタカップ４は、熱間継目５によって燃料分配器用導管３に結合されている。本発明によれば、この燃料分配器用導管３は、二相鋼から形成されている。その一方で、例えば、インジェクタカップ４は、従来のオーステナイト鋼から形成され得る。同様に、インジェクタカップ４を熱間継目５によって燃料分配器用導管３に結合させることが簡単に可能である。さらに、戻り管を有するシールプラグ６が、燃料分配器用導管３の、図面に対して右側の端部に配置されていて、送り管を有するシールプラグ７が、左側に配置されている。このため、燃料を燃料分配器用導管３の内部空間Ｉ内にその都度供給することが可能である。６００バールまでの有効圧が、当該内部空間Ｉ内に持続して印加され得る。この燃料分配器用導管３自体が、壁厚Ｗを有する。この壁厚Ｗは、従来の燃料分配器用導管に比べて変わらないか又は薄くなっているものの同時に、厳しくなる稼働条件に対して、より高い信頼性を併せ持つ。さらに、燃料分配器用導管３を詳しく図示されなかった内燃機関、特に内燃機関のシリンダヘッドに対して結合させるため、固定ホルダ８が、燃料分配器用導管３に対して少なくとも共に密接に結合されている。

１ 燃料分配器
２ 燃料分配器用フューエルレール
３ 燃料分配器用導管
４ インジェクタカップ
５ 熱間継目
６ シールプラグ
７ シールプラグ
８ 固定ホルダ
Ｉ 内部空間
Ｗ 壁厚

Claims (7)

1. １つの燃料分配器用導管（３）を有する１つの燃料分配器用フューエルレール（２）と、この燃料分配器用導管（３）から分岐している複数のインジェクタカップ（４）とを備える、自動車の内燃機関用の燃料分配器（１）において、
   前記燃料分配器用導管（３）と、任意のホルダ（８）とが、二相鋼から形成されていることを特徴とする燃料分配器。
2. 前記燃料分配器用導管（３）は、３ｍｍ〜４ｍｍ、特に３．１ｍｍ〜３．５ｍｍ、好ましくは３．３ｍｍの壁厚（Ｗ）を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料分配器。
3. 前記燃料分配器用導管（３）は、２００バール〜６００バール、特に３００バール〜５００バール、特に好ましくは５００バールの稼働圧力に適合するように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料分配器。
4. 前記燃料分配器用フューエルレール（２）は、さらなる取付部品を有し、当該取付部品は、高温ロウ付け又は硬ロウ付けによって前記燃料分配器用導管（３）に結合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料分配器。
5. 僅かに荷重された前記取付部品は、さらにオーステナイト鋼から形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料分配器。
6. 前記二相鋼は、重量％で表記して、０．１％〜５％、特に０．１％〜３．５％、特に好ましくは３．５％未満のニッケル含有量を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料分配器。
7. 全ての構成部品が、二相鋼から形成されていて、当該構成部品は、好ましくは熱間接合法によって互いに結合されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料分配器。