JP4227393B2 - インジェクター本体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射システムのためのインジェクター本体であって、インジェクター本体がほぼ筒形に成形された弁室を有しており、弁室内に、弁室の流入口へ通じる流入孔を介して燃料が高圧下で導入されるようになっている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射機構のための前記形式のインジェクター本体は、ほぼ円筒形に形成された弁室を有しており、弁室の壁内に流入孔の流入口を配置してある。流入孔が圧力接続部に接続されており、圧力接続部が、高圧捕集室（蓄圧器、即ちコモンレール）からの高圧下の燃料のための供給導管に接続されるようになっている。インジェクター本体の耐高圧強度は、流入領域の幾何学形状に著しく依存している。流入孔と弁室との交差箇所は、最大に負荷される箇所である。パラメータの１つが、例えば高圧捕集室からインジェクター本体内への流入孔の流入角度である。流入孔の中央軸線と弁室の縦軸線との成す角度が、ほぼ９０°である場合には、交差領域の応力若しくは負荷が小さく保たれる。しかしながら、内燃機関のシリンダヘッドにおける組込み状態は、９０°の流入角度を常に可能にし得るものではない。
【０００３】
交差箇所の主応力若しくは主負荷は、発生する内圧によって生ぜしめられるものである。内圧が、流入孔と弁室との交差領域に弁室の周方向での局所的な高い切欠き応力（切欠き効果）を生ぜしめる。切欠き応力は、最適な前記流入角度でもインジェクター本体の耐高圧強度のための重要なファクタである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式のインジェクター本体において弁室の周方向の切欠き応力を減少させて、インジェクター本体を高い圧力負荷のために形成できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の構成では、弁室が少なくとも流入口の領域に、周方向で流入口に隣接して弁室の横断面の膨出部を有しており、該膨出部が、弁室の縦軸線に対して平行にかつ流入口を通って延びる平面まで、若しくは該平面を越えて延びている。
【０００６】
【発明の効果】
弁室横断面の、弁室の周方向で流入口に隣接して流入口の領域に設けられた膨出部が、弁室の流入口の両側に容積増大を生ぜしめ、これによって、弁室が内圧を受けて弁室と流入孔との交差領域で次のように変形し、即ち、交差領域の高い曲率に基づき、重畳される曲げ圧縮応力と周方向引張応力とを生ぜしめ、その結果、両方の孔（流入孔及び弁室孔）の交差領域での切欠き応力が減少せしめられ、かつ大きな強度増大が達成される。
【０００７】
この場合、流入口の両側に対称的に形成された膨出部が有利である。このような対称性によって、発生する応力が互いに最適に相殺される。
【０００８】
流入角度（流入孔の中央軸線と弁室の縦軸線との成す角度）が９０°である場合には、弁室横断面の膨出部が有利に弁室の縦軸線に対して垂直な１つの平面内に位置している。膨出部が弁室の縦方向で少なくとも流入口の領域にわたって延びている。９０°と異なる流入角度では、膨出部の位置する平面が有利には流入孔と同じに向けられ、従って流入孔の中央軸線が平面を通って延びる。しかしながら多くの場合には、膨出部を横断面でみて弁室の縦軸線に対して垂直に設けるたけで十分で、かつ製作技術的に簡単である。
【０００９】
一般的に円筒形に成形された弁室は、円形横断面（弁室の縦軸線に対して垂直な断面）を有している。本発明に基づき設けられた膨出部は、流入孔の流入口の領域において弁室の周方向で流入口に隣接して延びており、従って、膨出部は円形横断面からの逸脱をもたらす、即ち円形横断面を変化させるものである。本発明の有利な実施態様では、膨出部が流入口に関して対称的に配置されている。膨出部が前記平面を越えて延びている場合には、流入口の領域において内圧下で生じる曲げ圧縮応力が、切欠き応力をさらに良好に相殺する。
【００１０】
本発明に基づく膨出部が、弁室の縦軸線に対して平行にかつ流入口を通って延びる平面まで延びている実施態様において、有利には弁室横断面が一様に前記平面まで延ばされており、この場合に直径が弁室の最大直径に相応している。このような構成においては、流入孔が弁室に対して偏心的に延びていると、さらなる強度増大が達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、インジェクター本体１の構造が、インジェクター本体１の縦軸線を含む断面で示してある。
【００１２】
インジェクター本体１が実質的に筒形（シリンダー形）の弁室３を有しており、該弁室の壁に、高圧下の燃料の流入管路２のための流入口７を配置してある。流入口７が流入管路（流入孔）２の、弁室３内への開口を成している。流入孔２が圧力接続部５に通じており、該圧力接続部に高圧捕集室（コモンレール）が接続されている。インジェクター本体１は、噴射機構の接続のための雌ねじ山４を有している。
【００１３】
弁室３と流入孔２との交差領域（接続領域）に、燃料圧の高いことに基づき、高い負荷、即ち高い応力が生じる。内圧の高い場合には、交差領域６内の流入孔２の切欠き効果が、弁室３の周方向での局所的な高い切欠き引張応力をもたらし、その結果、亀裂発生のおそれがある。発生した亀裂は最終的にインジェクターの故障をつながる。流入角、即ち弁室３の縦軸線と流入孔２の中央軸線との間の角度が、図１では９０°よりも小さいく、しかしながら、７５°よりも大きな範囲、即ち流入角によって応力を減少させている範囲にある。
【００１４】
図２Ａには、本発明に基づくインジェクター本体１が縦断面して概略的に示してある。同じエレメント（構成部分）には、同じ符号が付けてある。流入孔２がここではインジェクター本体１の弁室３に対して直角に導かれている。図２Ａには、弁室横断面の、該図平面に対して垂直な平面内に位置する膨出部８（図２Ｂ）は、断面位置に基づき表れていない。これに対して、図２ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図、即ち図２Ｂには、流入口７の両側に本発明に基づく膨出部８が明瞭に示してある。弁室横断面の膨出部８は該実施例では流入口７に対して対称的に形成されていて、流入孔２の方向で後方へ深く延びている。図２Ｂから明らかなように、膨出部８が弁室３の横断面を少なくとも流入口７の領域で次のように変化させており、即ち、弁室のもとの円形横断面が弁室３の、流入口７と相対する側の弁室半部でのみ維持されているのに対して、弁室の他方の側、即ち流入口の側の弁室半部では弁室３が、弁室３の縦軸線１０に対して平行にかつ流入口７を通って延びる平面９まで、最大の直径で延びていて、さらに流入孔２の中央軸線に関して対称的にかつ平面９の後方に位置する２つの張り出し部を有している。
【００１５】
図示の膨出部８は、内圧下で弁室３の変形を生ぜしめ、該変形が膨出部８の領域に曲げ圧縮応力及び周方向引張応力を生ぜし、ひいては交差領域６の切欠き応力（切欠き効果）を減少させる。換言すれば、生じる応力が互いに相殺され、その結果、交差領域６の最大応力が減少される。
【００１６】
図２Ｃは、図２ＢのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。該断面図に、弁室３の縦方向での膨出部８の輪郭（経過）が表れている。膨出部８は流入口７の領域で最も深くなっていて、かつ弁室３の縦方向で両側に向かって減少して、即ち浅くなっていて、その結果、弁室３が両側でもとの円筒形の形状を成している。
【００１７】
本発明の別の実施例が図３に概略的に示してある。該実施例でも、弁室３が流入口７の両側に広がる膨出部８を有しており、従って、弁内室３の対称的な横断面が生じており、この場合、もとの円形横断面が、弁室３の縦軸線１０に対して平行にかつ流入口７を通って延びる平面９まで、弁室３の円形横断面の直径に相応する一定の寸法（幅）の横断面に拡大されて延びている。流入孔２の偏心的な配置が、強度増大のための別の手段として役立っている。
【００１８】
本発明に基づき、流入口の領域で弁室横断面を種々の幾何学形状で形成することができ、該幾何学形状によって交差領域の応力の減少、ひいてはインジェクター本体１の耐高圧強度の向上が達成される。これによって、特に高圧燃料インジェクターにおいて良好な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料高圧噴射機構のためのインジェクター本体の縦軸線に沿った断面図。
【図２Ａ】本発明に基づくインジェクター本体の簡略的な縦断面図。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図２Ｃ】図２ＢのＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図３】本発明に基づくインジェクター本体の別の実施例の、図２Ｂに対応する断面図。
【符号の説明】
１ インジェクター本体、 ２ 流入孔、 ３ 弁室、 ４ 雌ねじ山、 ５圧力接続部、 ６ 交差領域、 ７ 流入口、 ８ 膨出部、 ９ 平面、 １０ 縦軸線

Claims (5)

1. 燃料噴射機構のためのインジェクター本体であって、インジェクター本体（１）が実質的に筒形に成形された弁室（３）を有しており、弁室（３）内に、弁室（３）の流入口（７）へ通じる流入孔（２）を介して燃料が高圧下で導入されるようになっている形式のものにおいて、
   弁室（３）が少なくとも流入口（７）の領域に、周方向で流入口（７）に隣接して弁室の横断面の膨出部（８）を有しており、該膨出部（８）が、弁室（３）の縦軸線（１０）に対して平行にかつ流入口（７）を通って延びる平面（９）まで、若しくは該平面（９）を越えて延びていることを特徴とするインジェクター本体。
2. 膨出部（８）が、流入孔（２）の中央軸線に関して対称的に位置している請求項１記載のインジェクター本体。
3. 両方の膨出部（８）が、対称的にかつ一様に平面（９）まで延びており、膨出部（８）の領域での弁室横断面の幅が、弁室（３）の横断面円形部分の内径に相応している請求項１記載のインジェクター本体。
4. 流入孔（２）が、弁室（３）に対して偏心的に配置されている請求項３記載のインジェクター本体。
5. 膨出部（８）が、弁室（３）の縦方向で流入口（７）の領域にわたって弁室（３）の一定な横断面拡大部を成している請求項１から４までのいずれか１項記載のインジェクター本体。

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