JP4237526B2 - 容積形機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の前文に記載の容積形機関に関するものである。
【従来の技術】
いわゆる共同噴射方式は、通常、容積形機関用の燃料噴射装置に用いられてきたが、この燃料噴射装置では、燃料が共同の燃料蓄圧器内へ高圧で噴射され、そこから燃料が、噴射ノズルの動作を制御することにより機関の各シリンダ内へ配量される。
共同の燃料蓄圧器は、通常、＞１００Ｍｐａ程度の高圧に耐えるように、著しい強度を有するように設計されねばならない。圧力容器に似て、蓄圧器は、通常、円筒形に設計される。この種の設計は、壁厚が大となり、そのために、例えば所要空間が蓄圧器容量の割に大きくなる。
【０００２】
一般に普及している先行技術は、出願人の先行特許ＵＳ ６２４０９０１に開示された共同噴射方式の解決策に代表される。該解決策では、燃料は、高圧ポンプによって燃料タンクから蓄圧器に供給され、次いで噴射器により機関のシリンダ内へ噴射される。燃料蓄圧器は、少なくとも２つの別個の蓄圧ユニットを含み、該各蓄圧ユニットは、少なくとも２つの噴射器に接続され、個別の高圧ポンプを備えている。圧力を均等化するために、蓄圧ユニットの圧力チャンバは、互いに連続的に接続され、システムの蓄圧ユニットの１つが弁を備え、該弁によって、該蓄圧ユニットの圧力チャンバと、該圧力チャンバに接続された複数圧力チャンバとを、燃料タンクに接続することができる。この種の解決策は、しかし、機関の周囲に比較的大きい空間を必要とする。前記特許の刊行物では、蓄圧器が、厚い壁部を有する円筒形チャンバと説明されており、これにより、既述のように、壁厚が大となり、その結果、所要空間も相対的に大となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、先行技術に関連する欠点が最小化された容積形機関を製造することにある。本発明の具体的な一目的は、機関に隣接する所要空間が最小化された容積形機関用燃料噴射装置を製造することにある。
【課題を解決する手段】
本発明の目的は、主として請求項１に開示されたように解決され、かつ更に詳細に請求項２以下に説明されたように解決された。
本発明による容積形機関では、容積形機関が、シリンダの配置された機関ブロックと、燃料噴射装置に接続された各シリンダ用の少なくとも１個の燃料噴射ノズルとを含み、かつ燃料噴射装置が少なくとも１つの燃料蓄圧器を含み、燃料装置が各シリンダ毎に専用の燃料蓄圧器を含み、燃料蓄圧器が、少なくとも２個の別個のチャンバを含み、該チャンバが、互いに流れ接続され、かつ少なくとも部分的に共通の中間壁によって境界づけられている。
【０００４】
好ましくは、各シリンダ用の燃料蓄圧器は、少なくとも部分的に機関のシリンダヘッド内に配置される。燃料蓄圧器をシリンダヘッドが取囲むこの構成形式では、シリンダヘッドが、例えば燃料蓄圧器用の支持ケーシングとして役立つ。
燃料蓄圧器は、好ましくは、互いに流れ接続される。この接続は、シリンダヘッド外部の管路系により実現される。
本発明により、燃料蓄圧器の総容量は、機関の１燃焼行程の間に１個の噴射ノズルから噴射される燃料量の少なくとも３０倍である。これによって、噴射の間にも燃料噴射装置内に適正な圧力レベルが維持される。
【０００５】
本発明の一実施例により、各シリンダは個別のシリンダヘッドを含み、該シリンダヘッド内へ燃料蓄圧器が、シリンダヘッド外部から噴射ノズルまで延在するように配置される。こうすることで、燃料蓄圧器は、事実上シリンダヘッドにより包囲される。
好ましくは、燃料蓄圧器は少なくとも２つの別個のチャンバから成り、該チャンバが、互い流れ接続され、かつ少なくとも部分的に共通の中間壁により区切られている。これによって、燃料蓄圧器内の応力の制御が改善され、所要空間は、必要な壁厚が小さくなるため、縮小される。
本発明の一実施例による燃料蓄圧器は、主チャンバと、異なる少なくとも２流路により互いに流れ接続された少なくとも１つの補助チャンバとから成っている。燃料蓄圧器の主チャンバは燃料噴射ノズルに接続され、前記少なくとも１つの補助チャンバは、燃料蓄圧器へ燃料を供給する燃料管路に接続されている。
【０００６】
燃料蓄圧器は、好ましくは、長手方向に細長の胴部と、胴部の第１端部と、胴部の第２端部とを含み、燃料蓄圧器のチャンバは、胴部内に設けられた複数の空所を含み、該空所が、胴部の一端から他端まで延在し、胴部両端部は、前記空所の少なくとも１つと接続された少なくとも１つの流路を含んでいる。
燃料蓄圧器の前記胴部は、横断面が事実上円形であり、前記空所は、胴部の長手軸線と平行な事実上円形の空所、例えば孔から成っている。これらの空所は、横断面での胴部中心軸線に関し事実上対称的に配置されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の実施例を添付図面につき説明する。
図１には、容積形機関２の一部と、これに接続されている燃料噴射装置１とが示されている。容積形機関の基本設計は、燃料噴射装置同様、自体公知である。該容積形機関は、機関ブロック３内に配置された幾つかのシリンダ４を含み、各シリンダは、個別のシリンダヘッド７を有している。各シリンダは、少なくとも１個の燃料噴射ノズル５を備えている。燃料噴射装置は、いわゆる共同噴射方式なので、少なくとも１つの燃料蓄圧器６を含んでいる。本発明による解決策では、各シリンダ４が、個別の、すなわち専用の燃料蓄圧器６を備えている。燃料噴射装置は、各シリンダ４の燃料蓄圧器が機関シリンダヘッド７に少なくとも部分的に包囲されるように配置されているので、極めてコンパクトかつ好都合である。したがって、燃料蓄圧器６は場所を取らず、他方、シリンダヘッドの構造物を燃料蓄圧器のカバーとして利用できる。このため、例えば燃料漏れが、第１段階ではシリンダヘッド７内の燃料蓄圧器の区域内に制限でき、それによって、漏れに早期に気付くことができる。更に、熱が、シリンダヘッドから圧力チャンバへの対流により、燃料を加熱する。また、この解決策によって、圧力チャンバが燃料噴射ノズル５に、より近くなるため、燃料蓄圧器６と噴射ノズル５との間での流れ圧力損失が低減される。燃料蓄圧器６は、ほとんど全体がシリンダヘッド内に配置され、燃料流路への接続に要する部分のみがシリンダヘッド外に残されるのが、好ましい。
【０００８】
図１に示す解決策の場合、燃料蓄圧器６は、主としてシリンダヘッド外部の管路系８を介して、互いに流れ接続されていると同時に、燃料噴射装置１の残りの部分とも流れ接続されている。管路系８は、第１端部１０の流路１０．１を介して燃料蓄圧器６と接続されている。管路系８は、高圧燃料ポンプ８．１と接続されている。
図２は、シリンダヘッド７内に配置され、燃料噴射ノズル５と接続された燃料蓄圧器６の一好適実施例を示している。燃料蓄圧器６と燃料噴射ノズル５とは、燃料蓄圧器６の第２端部１１を介してのみ、互いに事実上直接接続できるように配置されている。該第２端部は、流路１１．１を備えた管状延長部１１．２を含み、該延長部は燃料噴射ノズル５内まで延在することで、これら双方が一緒に燃料の密接な流れ接続部を形成する。
【０００９】
燃料蓄圧器６は、少なくとも２つの別個のチャンバ６．１，６．２を含むように構成されている。この実施例では、それらのうちの５つが設けられており、その１つ６．１は、図３に見られるように、燃料蓄圧器中心軸線上に設けられ、他は、該中心軸線に関し対称的に設けられている。この種の解決策により、外壁をより薄い壁部で造ることができる。なぜなら、圧力により生じる応力の一部が、分割された部分圧力室によって互いの内部で補償される結果、外面に作用する全圧が低減されるからである。したがって、重要な点は、複数の部分容積を設けて、それらを燃料蓄圧器６内で適宜に相互接続することである。本発明によれば、該部分容積により形成される全容積は、機関の１燃焼行程注に１噴射ノズル５によって噴射される全燃料量の少なくとも３０倍である。
【００１０】
燃料蓄圧器は、図２に示すように実現でき、端部１１を介して燃料噴射ノズル５に接続されたいわゆる主チャンバ６．１と、複数補助チャンバ６．２とにより形成される。この実施例では、燃料管路８は一次的には補助チャンバ６．２に接続されている。しかし、すべての補助チャンバは、相互接続され、かつ主チャンバに接続されている。流路６．４，６．５は、燃料蓄圧器へのこの接続を可能にするために設けられている。この実施例では、チャンバ６．４，６．５は、それらの両端を介して接続されている。溝または類似手段６．４が第１端部に設けられており、これらを介してチャンバ６．１，６．２が相互接続されている。第２端部には孔または類似手段６．５が設けられている。これに対応する機能は、胴部にのみチャンバ６．１，６．２用の複数長手方向孔を設け、それらを接続する流路を端部１０，１１に溝、孔、その他類似手段によって設ける解決策によって得ることができる。
【００１１】
燃料蓄圧器６は、長手方向に細長の好ましくは円筒形の胴部９と、第１端部１０と、第２端部１１とを含んでいる。この実施例では、チャンバ６．１，６．２は、胴部の一端から他端に延在する胴部内に設けられた空所を含み、それらのチャンバのうちのチャンバ６．１のみが、胴部を貫通して延在し、他の複数チャンバ６．２は孔６．５または類似手段を介してチャンバ６．１に接続されている。燃料は、端部を介して燃料蓄圧器６へ供給され、更に、燃料噴射ノズル５へ供給される。
【００１２】
図３は、燃料蓄圧器６の横断面でチャンバの配置形式を詳細に示したものである。チャンバ６．１，６．２は、好ましくは、胴部９の中心軸線に関し実質的に対称的に位置するように配置されている。この実施例の場合、胴部９を貫通して延在するチャンバの１つ６．１が、この図では、中心軸線上に位置し、他のチャンバ６．２は、横断面で見て対称的に配置されている。隣接する２つのチャンバは、いずれも共通の中間壁６．３によって画定され、２つの隣接チャンバが実質的に等圧であるため、応力は互いにかなりの程度まで低減される。
本発明は、既述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の枠内で種々の変更態様が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料噴射装置の略示図である。
【図２】図１の燃料噴射装置の詳細図である。
【図３】図２の３−３線に沿って截断して示す断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
A ２ 容積形機関
３ 機関ブロック
４ シリンダ
５ 燃料噴射ノズル
６ 燃料蓄圧器
６．１ 蓄圧器主チャンバ
６．２ 蓄圧器補助チャンバ
７ シリンダヘッド
８ 管路
８．１ 高圧燃料ポンプ
９ 燃料蓄圧器胴部
１０ 燃料蓄圧器第１端部
１１ 燃料蓄圧器第２端部
１０．１，１１．１ 流路

Claims (10)

1. 燃料噴射装置（１）と、シリンダ（４）を配置された機関ブロック（３）と、各シリンダに配置され、かつ燃料噴射装置（１）に接続された少なくとも１個の燃料噴射ノズル（５）とを含み、さらに前記燃料噴射装置が少なくとも１個の燃料蓄圧器（６）を含む容積形機関（２）において、
   前記燃料噴射装置（１）が各シリンダ（４）毎に１個の専用燃料蓄圧器（６）を含み、前記燃料蓄圧器（６）が、少なくとも２個の別個のチャンバ（６．１，６．２）を含み、該チャンバが、互いに流れ接続され、かつ少なくとも部分的に共通の中間壁（６．３）によって境界づけられていることを特徴とする、容積形機関。
2. 前記専用燃料蓄圧器（６）が、機関のシリンダヘッド（７）の少なくとも部分的に内側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載された容積形機関。
3. 前記燃料蓄圧器（６）が、互いに流れ接続されていることを特徴とする、請求項１に記載された容積形機関。
4. 前記各燃料蓄圧器（６）の個別の総容量が、機関の１燃焼行程中に１噴射ノズル（５）により噴射される燃料量の少なくとも３０倍であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された容積形機関。
5. 前記各シリンダ（４）が、個別のシリンダヘッド（７）を含み、該シリンダヘッド内に燃料蓄圧器（６）が、シリンダヘッド外側から噴射ノズル（５）のところまで延在するように配置されている、請求項２に記載された容積形機関。
6. 前記燃料蓄圧器（６）が、主チャンバ（６．１）と、少なくとも２つの異なる流路を介して互いに流れ接続された少なくとも１つの補助チャンバ（６．２）とから成ることを特徴とする、請求項１に記載された容積形機関。
7. 燃料蓄圧器（６）の前記主チャンバ（６．１）が、燃料噴射ノズル（５）に接続され、かつまた前記少なくとも１つの補助チャンバ（６．２）が、燃料蓄圧器（６）へ燃料を供給する燃料管路（８）に接続されている、請求項６に記載された容積形機関。
8. 前記燃料蓄圧器（６）が、長手方向に細長の胴部（９）と、該胴部の第１端部（１０）と、該胴部の第２端部（１１）とを含み、更に、燃料蓄圧器（６）の前記チャンバ（６．１，６．２）が、胴部内に一端から他端まで延在する複数空所を含み、該端部（１０，１１）が、前記空所のうちの少なくとも１つと接続された少なくとも１つの流路（１０．１，１１．１）を含む、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された容積形機関。
9. 燃料蓄圧器（６）の前記胴部（９）が、実質的に円形の横断面を有し、かつまた前記空所（６．１，６．２）が、実質的に円形の空所、例えば孔から成り、前記胴部の長手軸線と平行であることを特徴とする、請求項８に記載された容積形機関。
10. 前記空所（６．１，６．２）が、横断面で見た胴部中心軸線に関し実質的に対称的に設けられている、請求項９に記載された容積形機関。

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