JP4537398B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の燃料噴射弁に関する。

ヨーロッパ特許公開第０８２８０７５号明細書に基づいて公知の、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁は、弁先端の領域における付着物を減じるために当該領域に温度調整のための装置を有している。この装置は、熱伝導性材料から成る被覆の形で弁先端に形成されている。

ヨーロッパ特許公開第０８２８０７５号明細書に基づいて公知の燃料噴射弁における欠点としては次のことが挙げられる。すなわちこの公知の燃料噴射弁では、構成部材の嵌合精度と複雑化された組立てもしくは取付けとに対する高い要求が課せられ、これにより燃料噴射弁の組立てが面倒になり、ひいては製作費が高騰してしまう。

さらにドイツ連邦共和国特許公開第１０１０９４０７号明細書にも、混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁が開示されており、この燃料噴射弁は、ノズル本体によって形成された弁ハウジングと、内燃機関のシリンダヘッドに対して燃料噴射弁をシールするシールリングとを有している。このシールリングは、凸面状に湾曲された横断面形状を有しており、シールリングの２つの端部が軸方向において階段状にオーバラップしている。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０１０９４０７号明細書に基づいて公知の燃料噴射弁における欠点としては、特に燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間に、熱伝導性の低い空隙が存在していることが挙げられる。このような熱伝導性の低い空隙の存在は、弁先端における付着物を減じるのに不都合である。それというのは、噴射開口の領域における温度は、付着物を回避するために可能な限り低くなくてはならないからである。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による燃料噴射弁には、公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本発明による燃料噴射弁では、全軸方向長さにわたって延在していて適宜な構造を備えたシール部材が、シリンダヘッドとノズル本体との間に設けられており、このシール部材は一方では確実なシール作用を可能にし、かつ他方ではノズル本体からの効果的な熱の排出を可能にしている。

請求項１に記載された本発明による燃料噴射弁の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

シール部材の有利な形状としては、例えばコルゲートパイプ、ベローズ、任意に成形された曲げ出し部を備えた滑らかな管状体のような任意の断面形状が可能である。

本発明の有利な構成では、シール部材が複数の層から形成されており、このように構成されていると、組立て時もしくは取付け時における損傷のおそれの減少と高い安定性とを得ることができる。

本発明の別の有利な構成では、シール部材の流出側端部にカバー金属薄板が設けられていて、該カバー金属薄板は断熱材の働きを果たしている。そしてカバー金属薄板は、噴射される燃料噴流のための１つの開口又は複数の噴射開口を有している。

本発明のさらに別の有利な構成では、シール部材が、アモルファス構造を備えた金属シートから製造されており、このように構成されていると、平滑な表面を得ることができる。

図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図１は、従来技術による燃料噴射弁を示す断面図であり、
図２は、本発明による燃料噴射弁の第１実施例を部分的に断面して示す図であり、
図３は、本発明による燃料噴射弁の第２実施例を部分的に断面して示す図であり、
図４は、本発明による燃料噴射弁の第３実施例を部分的に断面して示す図であり、
図５は、本発明による燃料噴射弁の第４実施例を部分的に断面して示す図であり、
図６は、本発明による燃料噴射弁の第５実施例を部分的に断面して示す図であり、
図７は、本発明による燃料噴射弁の第６実施例を部分的に断面して示す図である。

実施例の記載
図２〜図７を参照して本発明による燃料噴射弁１の有利な実施例を詳説する前に、本発明の良好な理解のためにまず初めに図１を参照しながら、従来技術による燃料噴射弁１の主要な構成部材について説明する。

燃料噴射弁１は、混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁の形で構成されている。この燃料噴射弁１は特に、内燃機関の燃焼室２内に燃料を直接噴射するために適している。

燃料噴射弁１はノズル本体３を有しており、このノズル本体３はシールリング４によって、内燃機関のシリンダヘッド５に対してシールされている。シールリング４は例えばエラストマ、例えばテフロン被覆された材料から製造されていて、シリンダヘッド５におけるシール作用のためにノズル本体３に比べて僅かに大きな直径を有している。

燃料噴射弁１はさらにハウジング６と、燃料噴射弁１を操作するための電気的な差込み接点７と、燃料供給のために働く燃料供給路８とを有している。燃料の供給はこの場合、例えば図示されていない燃料分配管路を用いて行うことができる。

従来技術に基づいて公知のシールリング４における欠点としては次のことが挙げられる。すなわち公知のシールリング４では、燃料噴射弁１とシリンダヘッド５との間において下流側に存在する空隙９によって、ノズル本体３とシリンダヘッド５との間における熱伝導が不要であるということが特に挙げられる。直接噴射式の燃料噴射弁１では、燃焼室２における高温によって噴射開口にカーボンが付着することを回避するために、弁先端の領域においては可能な限り低い温度が望まれている。これによって噴射動作後に弁先端の領域に残る燃料の完全な気化が阻止される。燃料が液状のままであると、燃料残留物及び汚れは、弁先端の領域において付着することがなく、次の噴射サイクルにおいて連行される。

燃料噴射弁１とシリンダヘッド５との間における熱伝導の不足を回避するために、本発明によるシール部材１０は、図２〜図７に有利な実施例で示されているように構成されている。

以下に述べるシール部材１０において次のことは共通である。すなわちシール部材１０はコルゲートパイプ状に構成されていて、これによって一方では良好なシール作用を、かつ他方では十分に大きな接触面を、燃料噴射弁１とシリンダヘッド５との間における効果的な熱伝導のために提供する。シール部材１０はこの場合次のように、すなわち取り付けられていない状態において短くかつ幅広であり、取付けによって幾分圧縮され、ひいては長くされるように、構成されている。これによって極めて良好な嵌合を達成することができる。

シール部材１０はこの場合熱伝導の良好な材料、例えばアモルファス構造を有する金属シートから製造されており、これによって極めて平滑な表面を、損傷のおそれがない簡単な取付けの利点と共に、得ることができる。

種々様々な横断面形状によって形成された、燃料噴射弁１とシール部材１０との間における中空室１６は、冷媒を貫流させるために利用することができる。

以下においては、相応なシール部材１０を備えて構成された燃料噴射弁１の実施例について記載する。この場合燃料噴射弁１は本発明による構成を除いては、図１に示された燃料噴射弁１と同様に構成されている。

図２には、本発明のように構成された燃料噴射弁１の第１実施例が示されている。この実施例においてシール部材１０は最も単純な形式でコルゲートパイプ状（wellrohrfoermig）に構成されている。シール部材１０はこの場合両端部において開放していて、これにより特に簡単に取り付けることができる。シール部材１０は、燃料噴射弁１のノズル本体３に予め取り付けられ、次いでノズル本体３と一緒にシリンダヘッド５に挿入されることができる。

図３には、本発明による燃料噴射弁１の第２実施例が示されている。この実施例においてシール部材１０は、複数の曲げ出し部（Ausstuelpung）１１を備えた管状のシール部材１０の形で形成されている。これらの曲げ出し部１１は断面図で見てほぼ半円形である。この実施例の利点としては、ノズル本体３における幾分大きな接触面によって熱伝導率がさらに改善されるということが挙げられる。

図４には、本発明のように構成された燃料噴射弁１の第３実施例が示されている。この実施例においてシール部材１０は折り畳まれて構成されていて、ベローズ（Faltenbalg）に成形されている。熱伝導率及びシール作用は、図２に示された第１実施例にほぼ相当している。

図５には、本発明のように構成された燃料噴射弁１の第４実施例が示されている。この第４実施例においてシール部材１０は、サンドイッチ法で複数の層１２から構成されている。これによってシール部材１０の耐久性が高められ、シール部材１０は取付け時に容易に歪むことがなくなり、ゆえに損傷のおそれがほとんどなくなる。個々の層１２はまたそれぞれコルゲートパイプ状に形成されていて、互いに接着されていても又はその両端部で互いに結合されていてもよい。

図６には、本発明による燃料噴射弁１の第５実施例が示されている。この実施例においてシール部材１０は断面図で見て、図２〜図５に示された実施例におけるシール部材１０と同様に構成することができ、図６ではコルゲートパイプ形状が選択されているが、このシール部材１０は、付加的に流出側の端部１３にカバー金属薄板１４を備えており、このカバー金属薄板１４は、燃料噴射弁１の少なくとも１つの噴射開口から燃焼室に噴射される燃料噴流のための開口１５を有している。この場合カバー金属薄板１４は付加的に断熱材の働きを有しており、カーボン付着のおそれを高める燃焼室内における高温に対して噴射開口を保護する。

図７には、本発明による燃料噴射弁１の第６実施例が示されている。この実施例においてシール部材１０は図６に示された実施例におけると同じく断面図で見て、図２〜図５に示された実施例におけるシール部材１０と同様に構成することができ、図７ではコルゲートパイプ形状が選択されている。この実施例においても同様に、このシール部材１０は流出側の端部１３にカバー金属薄板１４を備えており、このカバー金属薄板１４には噴射開口が直接的に一体成形されていることができる。このカバー金属薄板１４もまた同様に、断熱材の働きを有しており、燃焼室内における高温に対して燃料噴射弁１の流出側端部を保護する。

本発明の図示の実施例に制限されるものではなく、シール部材１０の他の横断面形状のためや、燃料噴射弁１の任意の構造形式、例えば吸気管又はコモンレール系に接続された燃料噴射弁１のためにも使用可能である。特に、種々様々な実施例の個々の特徴を任意に互いに組み合わせることが可能である。

従来技術による燃料噴射弁を示す断面図である。 本発明による燃料噴射弁の第１実施例を部分的に断面して示す図である。 本発明による燃料噴射弁の第２実施例を部分的に断面して示す図である。 本発明による燃料噴射弁の第３実施例を部分的に断面して示す図である。 本発明による燃料噴射弁の第４実施例を部分的に断面して示す図である。 本発明による燃料噴射弁の第５実施例を部分的に断面して示す図である。 本発明による燃料噴射弁の第６実施例を部分的に断面して示す図である。

Claims (12)

1. 混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（１）であって、ノズル本体（３）を有する弁ハウジングと、内燃機関のシリンダヘッド（５）に対して、該シリンダヘッド（５）に設けられた受容孔に挿入された燃料噴射弁（１）をシールするシール部材（１０）とを備えている形式のものにおいて、
   シール部材（１０）が、特定構造を備えてスリーブ状に形成されていて、かつノズル本体（３）の軸方向長さにわたって延在しており、
   前記特定構造は、ノズル本体（３）の確実なシール作用と効果的な熱排出とを可能にするために、シール部材（１０）の全長にわたって燃料噴射弁（１）のノズル本体（３）とシリンダヘッド（５）の受容孔の壁とに直に接触するように、構成されていることを特徴とする燃料噴射弁。
2. シール部材（１０）がコルゲートパイプ状に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
3. シール部材（１０）が複数の曲げ出し部（１１）を備えて管状に形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
4. 曲げ出し部（１０）が、半円形の断面を有している、請求項３記載の燃料噴射弁。
5. シール部材（１０）がベローズ状に折り畳まれている、請求項１記載の燃料噴射弁。
6. シール部材（１０）が複数の層（１２）から形成されている、請求項１記載の燃料噴射弁。
7. シール部材（１０）が流出側端部（１３）にカバー金属薄板（１４）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
8. カバー金属薄板（１４）が開口（１５）を有している、請求項７記載の燃料噴射弁。
9. 開口（１５）が、燃焼室内に噴射される燃料噴流のための貫通部として働く、請求項８記載の燃料噴射弁。
10. カバー金属薄板（１４）が複数の噴射開口を備えている、請求項７記載の燃料噴射弁。
11. シール部材（１０）が、アモルファス構造及び平滑な表面を備えた金属シートから製造されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。
12. シール部材（１０）とノズル本体（３）との間及び／又はシール部材（１０）とシリンダヘッド（５）との間に形成された中空室（１６）が、冷却液によって貫流されるようになっている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料噴射弁。

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