JP4200163B2 - 燃料高圧アキュムレータ - Google Patents

Description

本発明は、特にコモンレール式燃料噴射装置のための燃料高圧アキュムレータ、ならびにそのような燃料高圧アキュムレータを備えた燃料ポンプに関する。

欧州特許公開第０８６６２２１号明細書から、実質的に引抜加工または圧延加工された管から形成される燃料高圧アキュムレータが公知である。燃料分配器の周に沿って半径方向に配置された接続突起が溶接またはろう接されている。管の端面側の開放端部は、それぞれ閉鎖エレメントによって閉鎖されている。１８００ｂａｒまでの高いシステム圧が存在する状態で確実なシールを保証するために、閉鎖エレメントは特別な構成を必要としている。このために前掲欧州特許公開第０８６６２２１号明細書では、閉鎖エレメントに追加的な球シールを設けることが提案されている。ねじ山付栓を締め付けることによって、球シールは燃料高圧アキュムレータのシール座に押し付けられる。ここでは球シールはシール座よりも大きな硬さを有しており、これによってシール座が変形され、密な座着が保証される。しかしながらアキュムレータの内側における圧力変動に基づいて、ならびにねじ山のすえ込み現象（表面がつぶれること）によって、燃料高圧アキュムレータにおいて漏れの生じる恐れがある。

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の燃料高圧アキュムレータを改良して、簡単かつ安価に製作しつつ、燃料高圧アキュムレータの確実なシールを保証するものを提供することである。

この課題は、独立請求項の特徴部に記載した構成手段によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載した。

本発明によれば、圧力室が、袋穴または貫通孔として形成されていて、かつタイロッドもしくはタイロッド−ナット結合によって閉鎖されている。タイロッドは高い締め付けトルクでねじ止めされる。これによってタイロッドに引張負荷が作用し、引張負荷によって、圧力変動が生じる場合でも常に圧力室の確実なシールが保証される。それぞれ異なる直径を有するタイロッドを使用することによって、圧力室容積はその都度の要求に適合させることができる。したがってもはや各機関形態ごとに適当な圧力室容積を有する燃料高圧アキュムレータを製作する必要はない。これによって燃料高圧アキュムレータの製作コストが大幅に削減される。

燃料高圧アキュムレータの有利な実施形態では、圧力室容積の適合を行うために、１構成部材が、タイロッドに沿ってか、またはタイロッドを包囲するように配置される。これによってアキュムレータ自体も、タイロッドも、各機関形態のために同一構造で設けることができ、その都度追加的な１構成部材しか必要としていない。この構成部材に強さに関する特別な要求は課せられないので、特に安価な製作が達成される。

本発明の別の有利な実施形態によれば、タイロッドがヘッド部分で円錐シールを備えており、この円錐シールは、組付状態で、ケーシングの端面側の一方の開口に相補的に形成された円錐シールに接触している。これによって簡単な形式でタイロッドと、ケーシングの端面側の開口との間に金属のシールが形成される。

タイロッド−ナット結合が用いられる場合、緊締ナットも同様に円錐シールを備えており、この円錐シールは、組付状態で、ケーシングの別の一方の端面側の開口に相補的に形成された円錐シールに接触している。したがってここでは緊締ナットと、ケーシングの端面側の開口との間の確実で簡単なシールが保証される。

本発明の別の実施形態では、ケーシングとタイロッドとの間、もしくはケーシングと緊締ナットとの間に追加的なシールが配置されている。これによって場合によっては金属シールを超えて流出する漏れ流の、燃料高圧アキュムレータからの流出が防止される。追加的なシールとして有利には、たとえば簡単なＯリングシールの構成をしたエラストマシールが適している。

本発明の特に有利な実施形態では、燃料高圧アキュムレータが燃料ポンプのケーシングに組み込まれている。これによって特にコンパクトな構造形式が実現される。このためにポンプは変化させる必要がないか、もしくはほとんど変化させる必要がない。

次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

図１には、燃料高圧アキュムレータ１の１実施例を示した。燃料高圧アキュムレータ１は、主に圧力室３を備えたケーシングから成っている。圧力室３は貫通孔として形成されている。圧力室３は、１つの流入路４ならびに４つの流出路５（このうちの２つは図１の断面図から看取できる）を備えている。流入路４ならびに流出路５は半径方向で圧力室３に通じている。燃料高圧アキュムレータ１の端面側の開口はタイロッド−ナット結合６，７によって閉鎖されている。このためにタイロッド６は、実質的に軸方向で圧力室３を通って延びていて、かつ反対側でナット７によってねじ止めされている。タイロッド−ナット結合６，７のねじ締結によって、引張負荷がタイロッド６に導入され、この引張負荷によって圧力室３の確実なシールが得られる。タイロッド６はヘッド部分に円錐シール８を備えており、この円錐シール８は組付状態で、燃料高圧アキュムレータ１のケーシング２に相補的に形成された円錐シール９に接触している。同様にナット７も円錐シール１０を備えており、この円錐シール１０は組付状態で、燃料高圧アキュムレータ１のケーシング２に相補的に形成された円錐シール１１に接触している。ナット７でタイロッド６を緊締することによって、円錐シール８，９ならびに円錐シール１０，１１はそれぞれ互いに堅固に押し合わされ、これによって圧力室３の確実な金属のシールが形成される。追加的にタイロッド６ならびにナット７は、追加的なシール１２，１３を収容するためのリング溝を備えている。追加的なシールとしてたとえばＯリングを用いることができる。追加的なシール１２，１３によって、場合によっては金属シールを超えて流出する漏れ流が圧力室３から流出する可能性が排除される。

ナット７は軸方向の圧力孔と、高圧センサ２４の収容部１４とを備えている。圧力孔は、ナットに設けられた追加的な孔またはナットのねじ山に設けられた面取部を介して圧力室と結合されている。それぞれ異なる直径を有するタイロッドを使用することによって、リング状の圧力室３、つまり燃料高圧アキュムレータの圧力室容積は可変で、その都度の要求に適合させることができる。したがって各機関形態ごとに特別な高圧アキュムレータを製作する必要がなく、適当な直径を有するタイロッドを使用するだけでよい。さらにまたタイロッドを取り囲むように１構成部材を配置することができ、その大きさによって圧力室３の蓄圧容積を調節することができる。このための構成部材としてたとえば簡単な構成をしたスリーブが適している。この場合スリーブに、強度に関する特別な要求が課せられることはない。なぜならばスリーブは単に圧力室容積を規定するだけで、引張負荷を受容する必要がないからである。さらにスリーブの使用は、所望のあらゆる圧力室容積にとって、同じケーシングを使用し、かつ同じタイロッドを使用することもできるので有利である。これによって同時に燃料噴射装置の高い融通性を有する、燃料高圧アキュムレータの極めて経済的な製作が実現される。

図２には、燃料高圧アキュムレータ１を別の断面図で示した。ここでは燃料高圧アキュムレータは非組付状態で示した。円錐シール９，１１の領域に２つの放圧孔１５が設けられている。放圧孔１５を介して、場合によっては生じる漏れ流を導出することができる。放圧孔は燃料噴射装置の低圧領域に接続されているか、または直接的に燃料タンクに通じている。これによって追加的なシール１２，１３（図１参照）の手前に圧力上昇が生じて、ひいてはこれらのシールが損傷される、ということはない。

図３には、燃料高圧アキュムレータ１の別の実施例を示した。この実施例は図１に示した燃料高圧アキュムレータの実施例と実質的に相当するものである。図１の実施例とは異なって、タイロッドはナットに緊締されるのではなく、直接的に燃料高圧アキュムレータのケーシング２にねじ止めされる。その他の点では、この図３の実施例は、図１および図２に示した実施例に相当するものであり、前述の説明を参照されたい。

図４には、燃料高圧ポンプ１８を示した。ここでは本発明の燃料高圧アキュムレータ１が直接的に燃料ポンプのケーシング１９に組み込まれている。組込に際してポンプケーシング１９は実質的に不変に維持することができる。なぜならばポンプケーシング１９を耐圧性の構成部材として設計することによって、ポンプケーシングの特定箇所に、燃料高圧アキュムレータ１を組み込むために十分な材料予備が設けられているからである。燃料高圧アキュムレータ１に複数の高圧燃料出口１７が形成されており、これらの高圧燃料出口１７はそれぞれ内燃機関の個々のインジェクタと結合されている。燃料高圧アキュムレータ１を燃料ポンプ１８に組み込むことによって、燃料噴射装置の極めてコンパクトな構造形式が得られる。さらにコストの嵩む燃料高圧アキュムレータ１の追加的な製作は省略される。燃料高圧アキュムレータに高圧燃料出口を簡単な形式で取り付けるために、接続プラトー（Anschlussplateau）１６が燃料高圧アキュムレータのケーシングに設けられている。

図５には、図４に示した燃料噴射ポンプの一部を詳しく示した。圧力室３と、ポンプ軸２１を収容するための孔との間に連結孔２０が形成されている。連結孔２０内に圧力制限弁２２が配置されている。圧力制限弁の特定の開放圧力を超えると、燃料は圧力制限弁を介して圧力室３から流出することができる。ポンプ軸２１を収容するための孔に形成された燃料戻し管路２３を介して、燃料は燃料噴射装置の低圧領域に還流することができる。圧力制限弁２２は、簡単な構成の機械式の圧力制限弁として形成することができる。一般的に燃料噴射装置で使用されているような、追加的な圧力調整弁を高圧ポンプまたはアキュムレータに使用することは省略することができる。これによって燃料噴射装置全体の大幅な低コスト化および簡素化が実現される。

要するに本発明は、端面側の開口でタイロッドもしくはタイロッド−ナット結合によって経済的な形式で確実に閉鎖される燃料高圧アキュムレータ１に関するものである。タイロッド直径の多様性、もしくはタイロッドを包囲するように配置された追加的な構成部材の使用によって、圧力室容積は、極めて簡単かつ経済的な形式でその都度の要求に適合させることができ、しかも燃料高圧アキュムレータ自体を追加的に変化させる必要はない。存在する燃料ポンプの構成スペースに燃料高圧アキュムレータを組み込むことによって、極めてコンパクトな構造形式が実現される。追加的に圧力制限弁を組み込むことによって、通常必要とされる圧力調整弁の、高圧燃料ポンプまたは高圧アキュムレータへの使用は省略することができる。したがって全体として極めてコンパクトな燃料噴射装置が実現され、このような燃料噴射装置は極めてフレキシブルにその都度の要求に適合させることができ、かつ安価に製作して、燃料高圧アキュムレータの確実なシールを保証している。

もちろん本発明は、図示した実施例に制限されるものではない。特に燃料ポンプに組み込まれた燃料高圧アキュムレータを、専ら分配器−レールとして使用して、追加的に別の燃料高圧アキュムレータを使用することもできる。

燃料高圧アキュムレータの１実施例を組付状態で示す断面図である。 図１の燃料高圧アキュムレータの１実施例を非組付状態で示す断面図である。 燃料高圧アキュムレータの別の１実施例を組付状態で示す断面図である。 ポンプケーシングに図１の燃料高圧アキュムレータの組み付けられた、燃料高圧ポンプを示す図である。 図４に示した燃料高圧ポンプの一部を示す詳細図である。

符号の説明

１ 燃料高圧アキュムレータ、 ２ ケーシング、 ３ 圧力室、 ４ 流入路、 ５ 流出路、 ６ タイロッド、 ７ ナット、 ８，９，１０，１１ 円錐シール、 １２，１３ シール、 １４ 収容部、 １５ 放圧孔、 １６ 接続プラトー、 １７ 高圧燃料出口、 １８ 燃料ポンプ、 １９ ケーシング、 ２０ 連結孔、 ２１ ポンプ軸、 ２２ 圧力制限弁、 ２３ 燃料戻し管路、 ２４ 高圧センサ

Claims (18)

1. 燃料高圧アキュムレータ（１）であって、ケーシング（２）が設けられており、該ケーシング（２）に圧力室（３）が形成されており、該圧力室（３）が、少なくとも１つの流入路（４）と少なくとも１つの流出路（５）とを備えている形式のものにおいて、
   圧力室（３）が、貫通孔として形成されており、該貫通孔が、タイロッド−ナット結合（６，７）によって閉鎖されており、
   圧力室（３）のシールが第１の端部で、直接的にタイロッド（６）に形成されたヘッドによって行われ、かつ第２の端部で、直接的にナット（７）を介して行われるようになっていることを特徴とする、燃料高圧アキュムレータ。
2. 緊締ナット（７）に円錐シール（１０）が形成されており、該円錐シール（１０）が、組付状態で、ケーシング（２）に相補的に形成された円錐シール（１１）に接触している、請求項１記載の燃料高圧アキュムレータ。
3. ケーシング（２）と緊締ナット（７）との間に、追加的なシール（１３）が配置されている、請求項１または２記載の燃料高圧アキュムレータ。
4. 緊締ナット（７）またはケーシング（２）が、圧力孔と、該圧力孔と結合された、高圧センサ（１４）のための収容部（１４）とを備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
5. 圧力孔が、緊締ナットまたはケーシングに設けられた追加的な孔を介して圧力室（３）と結合されている、請求項４記載の燃料高圧アキュムレータ。
6. 圧力孔が、緊締ナット（７）のねじ山部分に設けられた面取部、またはタイロッド（６）のねじ山部分に設けられた面取部を介して、圧力室（３）と結合されている、請求項４記載の燃料高圧アキュムレータ。
7. 燃料高圧アキュムレータ（１）であって、ケーシング（２）が設けられており、該ケーシング（２）に圧力室（３）が形成されており、該圧力室（３）が、少なくとも１つの流入路（４）と少なくとも１つの流出路（５）とを備えている形式のものにおいて、
   圧力室（３）が、袋穴として形成されており、該袋穴が、タイロッド（６）によって閉鎖されており、該タイロッド（６）が、ケーシング（２）にねじ止めされており、圧力室（３）のシールが、直接的にタイロッド（６）に形成されたヘッドによって行われるようになっていることを特徴とする、燃料高圧アキュムレータ。
8. タイロッド（６）を包囲するように１構成部材が配置されており、該構成部材のサイズによって、圧力室（３）の蓄圧容積が調節できるようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
9. タイロッド（６）に円錐シール（８）が形成されており、該円錐シール（８）が、組付状態で、ケーシング（２）に相補的に形成された円錐シール（９）に接触している、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
10. ケーシング（２）とタイロッド（６）との間に、追加的なシール（１２）が配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
11. 追加的なシール（１２，１３）が、エラストマシールである、請求項３または１０記載の燃料高圧アキュムレータ。
12. 円錐シール領域に、放圧孔（１５）が形成されており、該放圧孔（１５）を介して、生じ得る漏れ流が流出できるようになっている、請求項２または９記載の高圧アキュムレータ。
13. 放圧孔（１５）が、燃料噴射装置の低圧領域と結合されている、請求項１２記載の燃料高圧アキュムレータ。
14. 燃料高圧アキュムレータ（１）に接続プラトー（１６）が形成されており、該接続プラトー（１６）に単数または複数の高圧接続部（５）が形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
15. 当該燃料高圧アキュムレータ（１）が、コモンレール式燃料噴射装置のための燃料高圧アキュムレータである、請求項１から１４までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
16. 燃料ポンプ（１８）のケーシング（１９）が、燃料高圧アキュムレータのケーシングとして形成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の燃料高圧アキュムレータ。
17. 連結孔（２０）が、燃料高圧アキュムレータの圧力室（３）と、ポンプ軸を収容するための孔（２１）との間に形成されており、該連結孔（２０）に圧力制限弁（２２）が挿入されており、該圧力制限弁（２２）を介して、燃料が、圧力制限弁の開放圧を超えると、圧力室から流出できるようになっている、請求項１６記載の燃料高圧アキュムレータ。
18. ポンプ軸を収容するための孔（２１）に、燃料戻し管路（２３）が形成されており、該燃料戻し管路（２３）を介して、燃料が、燃料噴射装置の低圧領域に還流できるようになっている、請求項１７記載の燃料ポンプ。

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