JP3737115B2 - 校正のためにトップフィード式の燃料供給を行うボトムフィード式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、内燃機関のためのボトムフィード式の燃料噴射装置およびこのような燃料噴射装置を製造する方法に関する。
発明の背景
内燃機関の吸気系統に燃料を供給するための燃料噴射装置に関する技術分野においては、慣用的に使用されている燃料噴射装置のタイプが、２つのカテゴリに分類されている。すなわち、上端部に設けられた開口を通じて燃料が燃料噴射装置に供給されるトップフィード式の燃料噴射装置と、燃料噴射装置の出口ノズル端部の近くに配置された側方の開口を通じて燃料が燃料噴射装置に供給されるボトムフィード式（サイドフィード式とも呼ばれる）の燃料噴射装置とに分類されている。これらの２つのタイプの燃料噴射装置は、その構造および燃料供給形式が互いに異なるという理由で、慣例的にそれぞれ別個の組立ラインで製造されている。このような必要性に基づき、製造コストは高められ、経済的に製造することのできる燃料噴射装置のタイプの自由度は制限されてしまう。
ボトムフィード式の燃料噴射装置を校正する公知の方法の例は、国際公開第９０／０１１８５号パンフレットに開示されている。公知の方法では、電磁式の燃料噴射装置の所定の動的流れは、可動子の磁束経路に対して導磁性材料を除去するかまたは加えて、これにより動的流れを規定する開放時間および閉鎖時間を調節することによって達成される。しかしながら、この公知の方法はボトムフィード式の燃料噴射装置にしか適しておらず、したがってトップフィード式の燃料噴射装置には全く適していない。
最近提案された、噴射装置の組立て技術により、ボトムフィード式の噴射装置の構造とトップフィード式の噴射装置の構造との間で共通のコンポーネントを設定することが可能になった。これにより、両タイプの噴射装置を同一の装置で組み立てることが可能になった。しかしながら、２つの噴射装置タイプに用いられる燃料供給形式が互いに異なるので、それぞれ別個に校正を行い、しかも互いに異なる形式の燃料供給装置を備えた組立ラインを使用することが必要となる。したがって、トップフィードタイプと同じ組立ラインでほぼ同じ装置を使用して、組立および校正を実施することができるボトムフィードタイプの燃料噴射装置を提供しようとすると、技術的な問題が生じる。本発明はこのような技術的な問題を解決しようとするものである。
発明の概要
本発明によれば、内燃機関の吸気チャージに燃料を噴射するためのボトムフィード式の燃料噴射装置であって、当該噴射装置の本体が、軸線方向の一方の端部に設けられたノズルと、このノズルを起点として延びる貫通孔と、軸線方向の他方の端部に設けられた閉鎖体と、電気制御式の弁機構を作動させることにより、前記貫通孔を介して前記ノズルに燃料を供給するための燃料供給通路とを有しており、前記電気制御式の弁機構が弁部材を備えた可動子を有しており、前記弁部材が、前記可動子に抗して配置されたばねによって負荷されて、前記弁部材が弁座に対して閉鎖されており、使用時では前記可動子を前記ばねに抗して電気的に作動させることにより前記弁部材が弁座から移動させられ、ひいては前記ノズルが開放されるように前記弁部材が配置されている形式のものにおいて、当該燃料噴射装置がさらに、調節装置を有しており、この調節装置が、前記ばねに係合するように前記貫通孔内に配置されており、さらに前記調節装置が、前記弁部材に対する前記ばねの負荷を調節し、かつ前記貫通孔と共に、前記貫通孔の軸線方向の閉鎖された端部から前記ノズルにまで通じた補助的な燃料通路を形成するために配置されており、この燃料通路を通じて、前記閉鎖体の取付け前に行われる校正およびならし運転の間に燃料が前記ノズルに供給可能であることを特徴とする、校正のためにトップフィード式の燃料供給を行うボトムフィード式の燃料噴射装置が提供される。
本発明は、ボトムフィード式の噴射装置の改良された構成を提供する。本発明によるボトムフィード式の噴射装置は、トップフィード式の噴射装置の校正手段に類似した校正手段を使用し、校正およびならし運転のために燃料を、トップフィード式の噴射装置と同じ方法で噴射装置の上部、つまりトップを通じて供給することを可能にする。ボトムフィード式の燃料噴射装置の側部に設けられた流入ポートを閉鎖するための手段も、組立ラインに設けられていなければならない。こうして、トップフィード式の噴射装置も、ボトムフィード式の噴射装置も、同じ製造ラインにおいて組み立てられ、校正されかつならし運転され得るようになり、ひいては製造コスト全体が低減され、また燃料噴射装置のタイプの自由度も増大する。
本発明の側面によれば、ボトムフィード式の燃料噴射装置を製造する方法において、ボトムフィード式の燃料通路を備えた燃料噴射装置を形成し、燃料の漏れを防止するためにボトムフィード式の燃料通路への流入を閉鎖しながら、前記補助的な燃料通路を通じて校正流体を供給することによって前記燃料噴射装置を校正し、校正後に、燃料が前記燃料通路を流過するのを防止するために前記補助的な燃料通路を閉鎖し、標準運転時に燃料を流過させるためのボトムフィード式の燃料通路を開放する方法が提供される。
本発明の上記特徴および利点ならびにその他の特徴および利点は、以下に図面につき説明する本発明の実施例により十分に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるボトムフィード式の燃料噴射装置の縦断面図である。
第２図は、第１図の燃料噴射装置を組立ラインにおける校正時の状態で示す、第１図に類似した断面図である。
第３図は、シールおよび調節手段の別の実施例を示す燃料噴射装置の部分的な縦断面図である。
第４図は、択一的なシールおよび調節手段の別の実施例を示す、第３図に類似した図である。
第５図〜第１１図は、シール手段の択一的な実施例を示す、部分的な縦断面図である。
発明の詳細な説明
図面に詳しく示したように、符号１０は、本発明によるボトムフィード式の燃料噴射装置を全体的に示している。燃料噴射装置１０は、射出成形されたプラスチックから成る上部のハウジング１２を有しており、このハウジング１２は、コネクタ１４を有している。ハウジング１２は入口管１６の上部とコイルハウジングアセンブリ１８とを取り囲むように射出成形されている。このコイルハウジングアセンブリ１８は、入口管１６の下端部を取り囲むように配置された環状の電磁コイル２０を取り囲んでおり、入口管１６と共通の軸線２２を有している。電磁コイル２０の下には弁体２４が設けられており、この弁体２４内には、可動子２６が往復運動可能に配置されている。可動子２６は、弁ニードル２８と共に１つのアセンブリを形成しており、弁ニードル２８の下端部は通常、出口オリフィス３２を備えた弁座３０と係合している。弁座３０は、この弁座の上側に設けられたニードルガイド３４および下側に設けられたバックアップワッシャ３６と共に弁体２４の下部に設けられた凹部内に収容されている。バックアップワッシャ３６は、出口オリフィス３２と整合した中央の開口３８を有している。
弁ニードル２８は通常、可動子２６の上端部に係合したばね４０によって弁座３０に押圧されている。ばね４０は、摩擦嵌めによって入口管１６内に収容された調節管４２によって緊縮されている。調節管４２は、製造時にばね力を校正するために入口管１６内で長手方向に移動調節されて、校正後にたとえば破線で示した円４４の箇所においてかしめられるか、またはその他の手段で位置固定されると有利である。
外側のプラスチック製のシェル４６は、燃料噴射装置の下側の部分をカバーしており、この場合、シェル４６は、弁体２４の上側の部分を取り囲んでおりかつ上側のＯリングシール４８と下側のＯリングシール５０との間で軸線方向に延びている。両Ｏリングシール４８，５０の間では、シェル４６を貫通した半径方向の流入開口５２が設けられており、この流入開口５２は、弁体２４に設けられた流入開口５４に連通している。これにより流入開口５２は、両Ｏリングシール４８，５０の間で燃料噴射装置の外部から、弁ニードル２８を取り囲んだ環状の室５６内へ燃料が流入することを可能にする。両流入開口５２，５４の間ではフィルタスクリーン５８が弁体２４を取り囲んでいる。
内燃機関における標準運転時では、燃料は底部（側部）に設けられた流入開口５２，５４を通じて燃料噴射装置に供給されて室５６を満たす。電磁コイル２０が励磁されると、この電磁コイル２０は可動子２６を引き付けて弁ニードル２８を弁座３０から持ち上げ、これにより燃料が、ニードルガイド３４に設けられた開口６０を通流して弁座を通り、出口オリフィス３２と中心の開口３８とを通過して、対応する内燃機関吸気マニホルドまたはシリンダヘッド（図示せず）内に流入することを可能にする。
従来のボトムフィード式の燃料噴射装置では、ばね力を校正するためのばね力校正装置が中実のロッドであり、この中実のロッドは、ばね４０に抗して入口管内に押し込まれ、校正後に所定の位置にかしめられる。燃料が環状の室５６から、可動子に設けられた開口６２を通って上方へ漏れ、さらに燃料噴射装置の上部を通って外部へ漏れることを防止するためには、ロッドに設けられた溝に１つまたは複数のＯリングシールが配置されてている。ハウジングの開口を閉鎖するためには、通常、閉鎖ディスク６４として形成された付加的な閉鎖シールが設けられている。
本発明は、通常ではトップフィード式の燃料噴射装置における使用に限定されているタイプの中空の調節管４２を使用する点で公知先行技術とは異なっている。組立ラインにおける燃料噴射装置の製造時に、燃料噴射装置はほぼ完成した状態にまで組み立てられるが、ただし、第２図に示したように、この時点では閉鎖ディスク６４が取り付けられていない。次いで、燃料噴射装置１０は固定部材６６内に配置される。この固定部材６６は、上側および下側のシールリング６８，７０の間で下側の流入開口５２，５４を取り囲む。これらのシールリング６８，７０は、燃料が流入開口５２，５４に流入するか、または流入開口から流出することを阻止する。次いで、燃料噴射装置１０は、ノズル７２として形成された、燃料噴射装置１０の開いた上部に対する別の燃料供給源に結合される。ノズル７２は、燃料噴射装置のハウジングの上部に設けられた凹部７４に密に係合している。またノズル７２は、このノズル７２内の通路７６を通じて調節管４２の内部へ燃料を供給するために、調節管４２の流入端部にも係合している。
調節管の位置を必要に応じて調節することによる燃料噴射装置の校正は製造時に、トップフィード式の燃料噴射装置の製造時にトップフィード式の燃料噴射装置に燃料を供給する際とほぼ同じ方法で燃料をトップフィード式に供給することによって行われる。必要に応じて、燃料噴射装置はトップフィード式の燃料ノズルを使用してならし運転することもできる。校正およびならし運転ステップが終了した後に、燃料噴射装置の上端部は、第１図に示したように閉鎖ディスク６４を取り付けることによりシールされる。こうして、この燃料噴射装置は、前述したようにサイドの流入開口５２，５４を通じて燃料がボトムフィードされる内燃機関においていつでも使用できる状態となる。
第２図に示したような、流入開口５２，５４の閉鎖手段および燃料噴射装置の上端部への燃料供給形式は、単に例として挙げたものであって、これらの機能を実施する手段を限定するものではない。なぜならば、これらの機能を実現するためにはあらゆる適当な手段を使用することができるからである。同様に、上端部に設けられた燃料供給開口も、あらゆる適当な手段で閉鎖され得る。しかしながら、いくつかの可能な択一的実施例が、以下に説明する第３図から第１１図までに示されている。
第３図には、別の燃料噴射装置１１０の実施例が示されており、この燃料噴射装置１１０は２つの点で上記燃料噴射装置１０とは異なっている。第１に、燃料噴射装置の弁ばねをその校正された位置に校正して保持するために、標準的な調節管４２の代わりにロールピン１４２が使用されている。このロールピン１４２は、入口管１１６の下側に設けられた孔内に滑り嵌めによってはめ込まれるように寸法決めされているので、前述した調節管と同じ方法で使用可能である。第２に、入口管１１６が、上部のハウジング１１２を越えて延びており、開口端部が、入口管１１６の端部に密に溶接されたディスク１７８によって閉鎖されている。さらに、カップ状のキャップ１８０が設けられており、このキャップ１８０は保持リング１８２にスナップ係合により被さる。この保持リング１８２は、入口管１１６の外側に設けられた溝に保持されていて、これによりキャップ１８０をディスク１７８と入口管１１６との露出した金属をカバーする位置に保持するので、ディスクと入口管との外観が維持される。
第４図には、燃料噴射装置１１０に類似した燃料噴射装置２１０が示されているが、ただし、この燃料噴射装置２１０は、上記燃料噴射装置１１０とは異なる調節手段および上部閉鎖手段を有している。入口管２１６内には、汎用の調節管の代わりに調節ロッド２４２が保持されている。この調節ロッド２４２は、弁ばねに係合する拡径された下側の端部２８４と、入口管２１６の内孔の内部に固定された、拡径された上側の端部２８６とを有している。拡径された端部を貫通した通路２８８により、燃料は上部供給部から上端部を通過し、調節ロッド２４２の両端部の間に設けられた減径部の周囲を流れて、下側の端部２８４を通過して、ばね内にまで流入し、これにより燃料は燃料通路を下方に向かって通過してニードル弁（図示しない）に供給される。入口管２１６の延長された上端部は弾性的なディスク２９０またはＯリングによって閉鎖されており、このディスク２９０またはＯリングは、金属製のキャップ２９２によって所定の位置に保持されている。金属製のキャップ２９２は、ディスク２９０と相俟って燃料の漏れを防止する二重シールを提供するために、入口管２１６の外側に密に溶接されていてよい。
第５図および第６図には、上部閉鎖手段のさらに別の実施例が示されている。この場合、外側のＯリング３９４または４９４が、カバーとして働くキャップ３９２，４９２によって入口管３１６，４１６に所定の位置で保持されている。第５図に示した実施例では、キャップ３９２が所定の位置で溶接されているのに対し、第６図に示した実施例では、キャップ４９２がクリップ結合または別の保持手段によって保持されている。
第７図には、内側のＯリング５９４の１実施例が示されており、このＯリング５９４は、入口管５１６の端部の内部に収容されていて、キャップ５９２によって所定の位置に保持されている。キャップ５９２は、あらゆる適当な手段で入口管に溶接されるか、または別のあらゆる適当な手段で入口管に保持され得る。
第８図〜第１０には、対応する燃料噴射装置の入口の内部に保持されたボールシールの種々の実施例が示されている。第８図に示した実施例では、変形可能なボール６９６が、入口管６１６の端部に押し込まれていて、かつこの端部にプレス嵌めによる摩擦力によって保持されている。第９図に示した実施例では、エレストマ製のボール７９６が、入口管７１６の端部に押し込まれていて、かつ入口管の端部に溶接されているか、または別の手段で保持された閉鎖ディスク７６４によって所定の位置に保持されている。第１０図に示した実施例では、弾性的なボール８９６が、燃料噴射装置のプラスチック製のハウジング８１２にクリップ結合されたスナップキャップ８９２によって、入口管８１６に所定の位置で保持されている。
第１１図に示した実施例では、入口管９１６の外端部の内部が、円筒状のロッド９９８から成る短片によって閉鎖されている点で上記実施例とは異なっている。このロッド９９８には、シールを提供する内側のＯリング９９４を収容するための溝が形成されている。このロッド９９４は、入口管９１６の内部に所定の位置でクリンプされるか、かしめられるか、または溶接され得る。
本発明を種々の特別な実施例につき説明したが、当然ながら本発明の思想および枠内でさらに別の多数の実施例が考えられ得る。すなわち、本発明は前記実施例に限定されるものではない。

Claims (20)

1. 内燃機関の吸気チャージに燃料を噴射するためのボトムフィード式の燃料噴射装置であって、
   一方の端部に弁座（３０）を有する弁体（２４）が設けられており、
   入口管（１５）の上部とコイルハウジングアセンブリ（１８）とを包囲したハウジング（１２）が設けられており、
   該ハウジングの開口を閉鎖する閉鎖体（６４）が設けられており、
   軸方向に間隔を置いて配置された第１及び第２のシール（６８，７０）が設けられており、
   通常の内燃機関運転時に燃料を噴射装置に供給するための燃料流入開口（５２，５４）が前記シールの間に設けられており、該燃料流入開口が、弁ニードル（２８）を包囲した室（５６）に連通しており、
   噴射装置を通る燃料流を制御するための、電気的に制御される弁機構が設けられており、
   該弁機構（２８）が可動子を有しており、該可動子が、可動子に当接するように配置されたばねによって弁座（３０）に向かって押し付けられた弁ニードル（２８）を有しており、
   可動子の電気的な作動によって開放可能なオリフィス（３２）が弁座に設けられており、
   入口管（１６）内に収容された調節装置が設けられており、該調節装置が、弁ニードルのバイアスを調整するためにばねと係合している形式のものにおいて、
   前記調節装置が、インジェクタの上端部から前記弁座にまで延びた燃料通路を規定しており、これにより、前記閉鎖体を取り付ける前に校正及びならし運転の間に燃料が調節装置を介してインジェクタに供給されるようになっていることを特徴とする、ボトムフィード式の燃料噴射装置。
2. 前記調節装置が、内部に前記燃料通路を形成する調節管として形成されている、請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 前記調節管がロールピンである、請求項２記載の燃料噴射装置。
4. 前記調節装置がロッドとして形成されており、該ロッドが、該ロッドと、前記燃料通路を形成する前記入口管との間に、軸線方向に延びた隙間を有している、請求項１記載の燃料噴射装置。
5. 前記貫通孔の軸線方向の閉鎖された端部が管状の部分を形成しており、該管状の部分が前記閉鎖体と協働する、請求項１記載の燃料噴射装置。
6. 当該燃料噴射装置が、前記貫通孔の軸線方向の閉鎖された端部に取り付けられた保護カバーを有しており、該保護カバーが、外部環境に対する保護のために前記管状の部分をカバーしている、請求項５記載の燃料噴射装置。
7. 前記カバーが、プラスチック製のキャップである、請求項６記載の燃料噴射装置。
8. 前記閉鎖体が、前記管状の部分の端部に隣接してシールされたディスク部材から成っている、請求項５記載の燃料噴射装置。
9. 前記ディスク部材が金属製であり、管状の部分への溶接によってシールされている、請求項８記載の燃料噴射装置。
10. 前記閉鎖体が、前記管状の部分に挿入された変形可能なボールである、請求項５記載の燃料噴射装置。
11. 前記閉鎖体が、前記管状の部分に取り付けられたキャップであり、該キャップが、前記管状の部分の端部を閉鎖する弾性的なシールを取り囲んでいる、請求項５記載の燃料噴射装置。
12. 前記キャップが、保持部材によって前記管状の部分に保持されている、請求項１１記載の燃料噴射装置。
13. 前記保持部材が、補足的な密なシールを形成している、請求項１２記載の燃料噴射装置。
14. 前記弾性的なシールが、前記管状の部分の端部に係合している、請求項１１記載の燃料噴射装置。
15. 前記弾性的なシールが、前記管状の部分の外径に係合している、請求項１１記載の燃料噴射装置。
16. 前記弾性的なシールが、前記管状の部分の内径に係合している、請求項１１記載の燃料噴射装置。
17. 前記弾性的なシールが、前記管状の部分内に保持された弾性的なボールである、請求項１６記載の燃料噴射装置。
18. 前記閉鎖体が、前記管状の部分内に保持されたロッドであり、該ロッドが、前記管状の部分に係合するリングシールを保持するシール溝を有している、請求項５記載の燃料噴射装置。
19. ボトムフィード式の燃料噴射装置を製造する方法において、次のステップ：
    汎用のボトムフィード式の燃料通路を備えた燃料噴射装置を形成し、
    該燃料噴射装置にさらに、ボトムフィード式の燃料通路と内部で連通したトップフィード式の燃料通路を形成し、
    この燃料噴射装置を製造時に校正し、この場合、燃料の漏れを防止するためにボトムフィード式の燃料通路への入口を閉鎖しながら、トップフィード式の燃料通路を通じて校正流体を供給し、
    校正後に、トップフィード式の燃料通路を閉鎖して、燃料がトップフィード式の燃料通路を流過することを阻止し、標準運転時に燃料を流入させるためにボトムフィード式の燃料通路を開放する
    を実施することを特徴とする、ボトムフィード式の燃料噴射装置を製造する方法。
20. 組立後に、トップフィード式の燃料通路を閉鎖する前に、トップフィード式の燃料通路から流体を供給しかつボトムフィード式の燃料通路を通る燃料流を遮断することにより、燃料噴射装置をならし運転する、請求項１９記載の方法。

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