JP4532557B2 - 内燃機関において燃料を噴射するためのインジェクタ - Google Patents

Description

本発明は請求項１に記載したタイプの、内燃機関において燃料を噴射するためのインジェクタに関する。

このようなインジェクタはＤＥ１００５７６８３Ａ号明細書によって公知である。このインジェクタは高圧下にある燃料が貯蔵部からインジェクタに供給される燃料導管が接続されたインジェクタ本体を有している。インジェクタ本体には燃料フィルタが挿入されているフィルタ孔が設けられている。この燃料フィルタを通って、燃料導管によって供給された燃料が噴射前に流れる。フィルタ孔内にはシール座が形成され、該シール座に燃料導管をインジェクタ本体に固定する場合に燃料導管の端部領域が圧着される。その際、シール座と燃料導管の端部領域とはその長手方向軸線で少なくともほぼ同軸的にフィルタ孔に配置されている。インジェクタ本体におけるフィルタ孔の位置はインジェクタ本体におけるスペース状態に関連して選択されなければならない。この場合には燃料導管の端部領域の位置も決定され、インジェクタの周囲のスペース関係に関連して最適に選択されることはできない。これにより事情によっては燃料導管の不都合な組込み位置が与えられる。特にインジェクタの長手方向には構成高さが大きくなり、インジェクタを備えた内燃機関を自動車に組込むことが困難になる。自動車のエンジンフードに内燃機関の上側で、例えば歩行者を保護するための将来の規定を充たすために必要な十分な変形距離を得るためには内燃機関の構成寸法をわずかに保つことが望まれる。

発明の利点
これに対し請求項１の特徴を有する本発明のインジェクタは、燃料導管の接続位置がインジェクタにおけるフィルタ孔の位置とは無関係に選択できるという利点を有している。この場合、燃料フィルタは簡単な形式でフィルタ孔内へ挿入できる。何故ならばフィルタ孔はインジェクタ本体の外側へ開口し、フィルタ孔の長手方向軸線に対し傾けられて配置されたシール座は別の孔を通して簡単な形式で加工されることができるからである。この場合、シール座と燃料導管の端部領域はフィルタ孔の長手方向軸線に対し任意に傾けて配置できるので、与えられているスペース条件に最適に適合させられることができる。

従属請求項には本発明のインジェクタの有利な構成と別の構成が開示してある。請求項２の構成はインジェクタ本体における燃料導管の特に簡単な固定を、付加的な構成部分として１つの中空ねじしか必要とすることなしに可能にする。

以下、図示された２つの実施例に基づき本発明を詳しく説明する。図１は内燃機関のための燃料噴射装置の概略図である。図２は図１に示した第１実施例の燃料噴射装置のインジェクタの符号ＩＩで示した部分の拡大図である。図３は第２実施例のインジェクタの部分ＩＩを示した図であり、図４は図３に変更を加えた実施例のインジェクタの部分ＩＩを示した図である。

図１には自動車の内燃機関のための燃料噴射装置が示されている。内燃機関は有利には自己着火式の内燃機関であって、複数のシリンダを有している。燃料噴射装置は貯蔵容器１２から燃料を高圧ポンプ１４へ搬送する搬送ポンプ１０を有している。高圧ポンプ１４によって燃料は高圧下で高圧貯蔵器１６へ搬送する。高圧貯蔵器１６には高圧導管１８を介して、内燃機関のシリンダに配置されたインジェクタ２０が接続されている。各インジェクタ２０は制御弁２２を有し、該制御弁２２で、同様にインジェクタ２０の一部を成す燃料噴射弁２４が燃料噴射のために開放されるかもしくは燃料噴射を終了させるために閉鎖されることができる。インジェクタ２０の制御弁２２は電子的な制御装置２６と接続され、該制御装置２６によって内燃機関の運転パラメータに関連して制御される。

インジェクタ２０は多部構造のインジェクタ本体２８を有し、インジェクタ本体２８にはシリンダの燃焼室に向いた端部領域に燃料噴射弁２４が配置されている。燃料噴射弁２４は少なくとも１つの射出弁部材３０を有し、該射出弁部材３０は孔３２内に摺動可能に案内されている。射出弁部材３０によってはインジェクタ２０の周方向に亘って分配された、インジェクタ本体２８の燃焼室に突入する端部における少なくとも１つの射出開口３４、有利には複数の射出開口３４が制御される。射出弁部材３０は燃焼室に向いた端部領域に例えばほぼ円錐台形のシール面３６を有している。このシール面３６はインジェクタ２８において燃焼室に向いた端部領域に構成されたほぼ円錐状の弁座３８と協働する。この弁座３８から又はこの弁座の後しろから射出開口３４が延在している。インジェクタ２８には射出弁部材３０と孔３２との間に弁座３８に向かってリング室４０が存在している。このリング室４０は弁座３８とは反対側の端部領域にて孔３２の半径方向の拡大部によって、射出弁部材３０を取巻く圧力室４２へ移行している。射出弁部材３０は圧力室４２の高さにシール面３６に向かう横断面減少により圧力肩４４を有している。射出弁部材３０の燃焼室とは反対側の端部には緊縮された閉鎖ばね４６が作用しており、該閉鎖ばね４６によって射出弁部材３０はシール面３６で弁座３８に向かって押される。

インジェクタ本体２８にはさらに制御室４８が形成されている。この制御室４８は射出弁部材３０によって又は該射出弁部材３０と結合された制御ピストン５０によって制限される。この場合、制御室４８内を支配する圧力によって射出弁部材３０に閉鎖方向で作用する力が発生させられる。高圧導管１８はインジェクタ本体２８に接続され、かつインジェクタ本体２８の内部では流入孔５２が圧力室４２に通じている。制御室４８は同様に流入孔５２と接続されかつさらに制御弁２２によって制御された接続部５４を放圧領域に対して有している。この放圧領域は例えば貯蔵容器１２への戻し路を成している。制御弁２２によって放圧領域との制御室４８の接続５４が閉じられると、制御室４８には圧力室４２と同様に高圧が形成されるので、射出弁部材３０は閉鎖位置へ移動し、燃料噴射を行なわない。制御弁２２が開かれ、制御弁２２が放圧領域と制御室４８との接続５４を開放すると、制御室４８が放圧され、射出弁部材３０が圧力室４２にてその圧力肩４４に作用する高圧に基づき開放され、燃料が噴射される。制御弁２２は電磁的なアクチュエータ又は圧電式のアクチュエータを有している。

図２においては第１実施例によるインジェクタ２０が部分的に拡大されて示されている。この場合には燃料導管１８の接続が明確にされている。インジェクタ本体２８はシリンダの燃焼室とは反対の部分に孔６０を備えている。この孔６０はインジェクタ本体２８の外側へ開口している。孔６０はその長手方向軸線６１で例えば射出弁部材３０の長手方向軸線に対しほぼ平行に又は射出弁部材３０の長手方向軸線に対し軽く傾けられて延びている（図２に図示）。孔６０内には例えば棒形の燃料フィルタ６４が挿入されている。したがって孔６０は以後、フィルタ孔と呼ぶことにする。フィルタ孔６０は圧力室４２と制御室４８へ通じる供給孔５２と接続されている。フィルタ孔６０にはシール座６６が設けられている。このシール座６６はフィルタ孔６０の横断面減少部に形成されている。この場合、フィルタ孔６０は直径の小さい孔区分６２を有し、該孔区分６２内に燃料フィルタ６４が配置され、直径の大きい外側の孔区分６３を有し、該孔区分６３がインジェクタ体２８の外側に開口している。両方の孔区分６２と６３は等しい直径を有していることもできる。シール座６６は例えば少なくともほぼ円錐台形に構成されることができ、その長手方向軸線６７はフィルタ孔６０の長手方向軸線６１に対して傾けられている。

インジェクタ本体２８の１部にはその外側に開口する別の孔６８が設けられている。この孔６８はシール座６６に対し少なくともほぼ同軸的に延びかつこの孔６８内には燃料導管１８の端部領域が侵入している。孔６８は内ねじ山６９を備えている。燃料導管１８の端部領域には肉厚部７０が設けられている。この肉厚部７０の外周面にはシール座６６に接触するシール面７２が配置されている。このシール面７２はシール座６６に相応して少なくともほぼ円錐台形に構成されるか又は例えば少なくともほぼ球形に構成されていることができる。燃料導管１８の肉厚部７０のシール面７２とは反対側にはリング肩７４が構成されている。燃料導管１８の端部領域には中空ねじ７６が配置されている。この中空ねじ７６の内径は燃料導管１８の肉厚部７０の外径よりも小さい。中空ねじ７６はその外ねじ山７７でインジェクタ２８の孔６８の内ねじ山６９にねじ込まれる。中空ねじ７６はその端面で軸方向で燃料導管１８の肉厚部７０のリング肩７４に接触する。これにより肉厚部７０はそのシール面７２でシール座６６に圧着される。中空ねじ７６は孔６８から突出する端部に例えば６角プロフィール７８又は多角プロフィールを備え、該６角プロフィール又は多角プロフィールに中空ねじ７６を固定するために工具が当て付けられることができる。孔６８内へ侵入する燃料導管１８の端部領域によってフィルタ孔６０の外側の孔区分６３は内側の孔区分６２から分離される。この場合には燃料フィルタ６４が配置されている内側の孔区分６２だけが高圧負荷される。内側の孔区分６２のシールはシール座６６に圧着された燃料導管１８で行なわれる。別の孔６８とシール座６６との位置は、フィルタ孔６０の位置とは無関係にスペース条件に関連して選択することができる。

図３では第２実施例のインジェクタ２０が部分的に示されている。この第２の実施例においては基本的な構造は第１実施例と同じである。この場合には燃料導管１８の端部領域が侵入する別の孔６８はインジェクタ本体２８から突出する管片８０に内に構成され、管片８０は外ねじ山８１を備えている。フィルタ孔６０はインジェクタ本体２８の管片８０を貫通する。燃料導管１８の端部には肉厚部７０が配置されている。この肉厚部７０はシール座６６に向き合ったシール面７２とこのシール面７２とは反対側のリング肩７４とを有している。燃料導管１８の端部領域にはスリーブ８２が配置されており、該スリーブ８２の内径は肉厚部７０の外径よりも小さく、スリーブ８２はその端面で軸方向で肉厚部７０のリング肩７４に接触させられる。スリーブ８２は燃料導管１８の端部領域と共に孔６８内へ侵入する。さらに燃料導管１８の端部領域の上にはスリーブ８２を取囲む袋ナット８４が配置されている。この袋ナット８４は一端にスリーブ８２の外径よりも小さい内径を有しているので、袋ナット８４はスリーブ８２に軸方向で接触する。袋ナット８４は内ねじ山８５でインジェクタ２８における管片８０の外ねじ山８１に螺合されかつその外套に例えば６角プロフィール８６を有し、この６角プロフィール８６に工具を当付けることができるようになっている。第２実施例においても、孔６８内に侵入する燃料導管１８の端部領域によって、フィルタ孔６０の外側の孔区分６３が内側の孔区分６２から分離される。この場合には燃料フィルタ６４が配置されている内側の孔区分６２だけが高圧負荷可能であり、そのシールはシール座６６に圧着された燃料導管１８によって行なわれる。

図４には図３に対してわずかに変更された実施例のインジェクタ２０が部分に示されている。この場合、燃料導管１８の端部領域における肉厚部７０は燃料導管１８の長手方向軸線の方向で著しく大きい寸法を有している。この場合、肉厚部７０は管片８０の端部まで延びているので、袋ナット８４は肉厚部７０のリング肩７４に直接的に係合することができ、図３に示された構造のスリーブ８２は省略することができる。

高圧を導く燃料導管１８に加えてインジェクタ本体２８には放圧燃料導管９０が接続されていることもできる。この放圧燃料導管９０によって制御弁２２が開かれた場合に制御室４８から流出制御された燃料が少なくとも部分的に間接的に貯蔵容器１２へ流されることができる。さらにインジェクタ本体２８には制御弁２２の電気的なアクチエータを接触させるために電気的な導線が接続されている。

内燃機関のための燃料噴射装置の概略図。 図１に示した第１実施例の燃料噴射装置のインジェクタの符号ＩＩで示した部分の拡大図。 第２実施例のインジェクタの部分ＩＩを示した図。 図３に変更を加えた実施例のインジェクタの部分ＩＩを示した図。

符号の説明

１０ 搬送ポンプ
１４ 高圧ポンプ
１６ 高圧貯蔵器
１８ 高圧導管
２０ インジェクタ
２２ 制御弁
２４ 燃料噴射弁
２６ 制御装置
２８ インジェクタ本体
３０ 射出弁部材
３２ 孔
３４ 噴射開口
３６ シール面
３８ 弁座
４０ リング室
４２ 圧力室
４４ 圧力肩
４６ 閉鎖ばね
４８ 制御室
５０ 制御ピストン
５２ 供給孔
５４ 接続部
６０ 孔
６１ 長手方向軸線
６２ 孔区分
６３ 孔区分
６４ 燃料フィルタ
６６ シール座
６７ 長手方向軸線
６８ 孔
６９ 内ねじ山
７０ 肉厚部
７２ シール面
７４ リング肩
７６ 中空ねじ
７７ 外ねじ山
８０ 管片
８１ 外ねじ山
８２ スリーブ
８４ 袋ナット
８５ 内ねじ山
９０ 放圧燃料導管
９２ 導線

Claims (5)

1. 内燃機関において燃料を噴射するためのインジェクタであって、燃料導管（１８）が接続されたインジェクタ本体（２８）を有し、該燃料導管（１８）によって高圧下にある燃料が供給されるように構成され、インジェクタ本体（２８）にフィルタ孔（６０）が設けられ、このフィルタ孔（６０）内に燃料フィルタ（６４）が配置され、この燃料フィルタ（６４）を通して、供給された燃料が流れるようになっており、前記フィルタ孔（６０）内にシール座（６６）が形成されており、このシール座（６６）にインジェクタ本体（２８）に前記燃料導管（１８）を固定する場合に該燃料導管（１８）の端部（７０）が圧着される形式のものにおいて、前記フィルタ孔（６０）がインジェクタ本体（２８）の外側に開口しており、前記シール座（６６）がその長手方向軸（６７）で前記フィルタ孔（６０）の長手方向軸線（６１）に対し傾けられて配置されており、インジェクタ体（２８）内に前記シール座（６６）に対し少なくともほぼ同軸に延びる孔（６８）が設けられており、この孔（６８）内へ燃料導管（１８）の端部領域が侵入しており、この孔（６８）内に侵入する燃料導管（１８）の端部領域によってインジェクタ本体（２８）の外側に開口するフィルタ孔（６０）の外側の端部領域（６３）が、フィルタ孔（６０）の内側の、高圧負荷された端部領域（６２）から分離されるようになっており、燃料フィルタ（６４）がフィルタ孔（６０）の内側の端部領域（６２）に配置されていることを特徴とする、内燃機関において燃料を噴射するためのインジェクタ。
2. 前記シール座（６６）に対して同軸的に延びる前記孔（６８）が内ねじ山（６９）を有しており、燃料導管（１８）の端部領域に中空ねじ（７６）が配置されており、該中空ねじ（７６）がその外ねじ山（７７）で前記内ねじ山（６９）内へねじ込み可能であり、この中空ねじ（７６）によって燃料導管（１８）の端部（７０）が前記、シール座（６６）に圧着される、請求項１記載のインジェクタ。
3. 前記シール座（６６）に同軸的な前記孔（６８）がインジェクタ本体（２８）から突出する管片（８０）内に延在し、該管片（８０）に外ねじ山（８１）が設けられており、燃料導管（１８）の端部領域に袋ナット（８４）が配置され、この袋ナット（８４）が内ねじ山（８５）で前記管片（８０）の外ねじ山（８１）に螺合させられており、該袋ナット（８４）で少なくとも間接的に燃料導管（１８）の端部（７０）が前記シール座（６６）に圧着される、請求項１記載のインジェクタ。
4. 燃料導管（１８）の端部領域における袋ナット（８４）の内部に孔（６８）に侵入するスリーブ（８２）が配置され、該スリーブ（８２）に袋ナット（８４）が軸方向で接触し、該スリーブ（８２）によって燃料導管（１８）の端部（７０）が前記シール座（６６）に圧着される、請求項３記載のインジェクタ。
5. フィルタ孔（６０）がインジェクタ本体（２８）の前記管片（８０）を貫通している、請求項３又は４記載のインジェクタ。

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