JP4571770B2 - ピストンエンジン - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部の特徴を備えたピストンエンジンに関する。
【０００２】
ピストンエンジンは、複数のシリンダを備えたエンジンブロックを有していて、新ガス供給部を装備している。この新ガス供給部は、シリンダに対応配置された、エンジンブロックに位置固定された複数の供給管を有している。新ガス供給部を介してエンジンに吸込み空気または給気が供給される。この吸込み空気または給気は燃焼のために必要となる。現代のピストンエンジンは燃料噴射装置を装備している。この燃料噴射装置は、シリンダに対応配置された高圧供給管路を有している。このような高圧供給管路では、燃料が高い圧力下でシリンダに共通に提供される。この場合、噴射弁によって燃料の適切な調量が行われる。このような形式の共通の高圧供給管路は一般的に「コモンレール」と呼ばれる。
【０００３】
高圧供給管路は、高い燃料圧に基づき有利には金属から製作される。しかし、供給管の製作のためにはプラスチックが優遇される。プラスチックから製作された供給管をエンジンブロックに位置固定することは一般的に金属ブシュによって行われる。この金属ブシュは、供給管をエンジンブロックに螺合することができるようにするために、供給管のフランジ区分に溶接されるかまたは融接される。この場合、高圧供給管路はエンジンブロックまたは供給管に直接的に固定されてもよいし、ひいては、エンジンブロックに間接的に固定されてもよい。また、供給管と高圧供給管路とを金属から一体に製作することも可能である。この場合、この一体の構成群は、その後、適宜な螺合によってエンジンブロックに位置固定される。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式のピストンエンジンを改良して、高圧供給管路と供給管との固定が簡単になるようにすることである。
【０００５】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えたピストンエンジンによって解決される。
【０００６】
本発明は、高圧供給管路の固定によって同時に供給管がエンジンブロックに位置固定されるように供給管と協働する高圧供給管路を形成するという一般的な思想に基づいている。この手段によって、供給管をエンジンブロックに位置固定するための付加的な固定手段を不要にすることができる。これによって、特に金属から成る付加的な固定エレメントを供給管に組み込む必要なしに、プラスチックから成る供給管を製作することが可能となる。したがって、全体的に供給管と高圧供給管路との本発明による組合せに対して特に廉価な製作が達成される。
【０００７】
本発明による装置の別の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面の簡単な説明および図面に基づく所属の実施例の説明から得られる。
【０００８】
あとで詳しく説明したい前述した特徴は、それぞれ記載した組合せでも使用可能であるし、本発明の枠内を逸脱することなしに、別の組合せでもまたは単独でも使用可能であることが分かった。
【０００９】
以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１０】
図１および図２によれば、詳しく図示していないピストンエンジンは新ガス供給部を装備している。ここには、この新ガス供給部のうち供給管１が図示してある。この供給管１は、新ガス供給部の、エンジンに対応配置された端部であり、新ガスをピストンエンジンのそれぞれ１つのシリンダに供給する。互いに隣り合って位置するそれぞれ２つの供給管１は共通の結合ウェブ２を介して互いに固定されている。
【００１１】
供給管１は有利には一列に配置されている。ここには、４つの供給管１が図示してあるので、これに相応して、所属のピストンエンジンは４気筒直列エンジンまたは８気筒Ｖ型エンジンとして形成されている。
【００１２】
外側に位置する供給管１の一方には支承付設部３が一体成形されている。外側に位置する他方の供給管１には支持体４が一体成形されている。有利には、供給管１と、結合ウェブ２と、支承付設部３と、支持体４とは射出成形構成部分にまとめられ、有利には、適切なプラスチックから製作される。
【００１３】
さらに、ピストンエンジンは燃料噴射装置を有している。ここには、この燃料噴射装置のうち高圧供給管路５が図示してある。この高圧供給管路５は接続部６で噴射弁（図示せず）に燃料を供給する。この燃料は高圧供給管路５内で高い作業圧下にあるので、高圧供給管路５は有利には金属構造で特にダイカスト法によって製作される。高圧供給管路５には各供給管１のために押さえ７が形成されている。この押さえ７は保持リング８を有している。この場合、各保持リング８は、所属の供給管１が上側の区分９で保持リング８内に差込み可能でありかつ横断面において拡張された中間の区分１０が保持リング８に当て付けられるように成形されている。この場合、保持リング８の内側輪郭は、有利には、中間の区分１０の外側輪郭に適合されているので、大きな面にわたる当付け部を保持リング８と供給管１との間に形成することができる。
【００１４】
互いに隣り合って位置する保持リング８の間には、押さえ７が保持ウェブ１１を有している。この保持ウェブ１１は、保持リング８が供給管１の中間の区分１０に被せ嵌められる場合に下面で結合ウェブ２の上面に当て付けられる。ここでも、大きな面にわたる当付けが保持リング８と供給管１との間に有利に達成される。
【００１５】
高圧供給管路５と押さえ７とには複数の支持ベース１２が形成されている。これらの支持ベース１２はその内部にねじのためのそれぞれ１つの貫通開口１３を有している。有利には、高圧供給管路５と、押さえ７と、支持ベース１２とは一体の構成部分として形成される。この構成部分は、たとえばダイカスト法によって製作することができる。支持ベース１２は、エンジンブロック（図示せず）に面した下側の端部にそれぞれ１つの支持プレート１４を有している。この支持プレート１４はフランジ１７に当て付けられる。このフランジ１７は、供給管１の、エンジンブロックに面した側の端部に形成されている。支持プレート１４からは下向きにシリンダブシュ１５が張り出している。このシリンダブシュ１５は、フランジ１７に設けられた相補的な収容開口３０内に挿入される。この場合、シリンダブシュ１５は、エンジンブロックへの支持ベース１２の螺合時に支持プレート１４が圧着力をフランジ１７に加えるように寸法設定されている。
【００１６】
いま、高圧供給管路５と供給管１とをエンジンブロックに固定するためには、適合するねじが貫通開口１３内に挿入されてエンジンブロックに螺合される。この場合、高強度の結合が支持ベース１２とエンジンブロックとの間に達成される。高圧供給管路５は支持ベース１２に結合されているので、これによって、エンジンブロックへの高圧供給管路５の固定も達成される。さらに、供給管１の下側の区分１６の寸法は、高圧供給管路５がその支持ベース１２でエンジンブロックに螺合されている場合に、供給管１が、エンジンブロックに面した側の端部に形成されたフランジ１７で十分な圧着力を伴ってエンジンブロックに位置固定されているように選択されている。供給管１をエンジンブロックに位置固定するための付加的な固定エレメントは不要となる。当然ながら、場合によって過給された新ガスを漏れなしにピストンエンジンのシリンダに供給するためには、フランジ１７および／またはエンジンブロックにおける相補的な箇所に適切なシール手段が設けられている。
【００１７】
図２によれば、各供給管１には絞りフラップもしくはスロットルバルブ１８が対応配置されている。このスロットルバルブ１８は各供給管１の内部に収納され、供給管１の開放横断面を調整するために働く。この目的のためには、スロットルバルブ１８が共通の駆動軸１９に回動不能に取り付けられる。この駆動軸１９はほぼ、符号２０で示した一点鎖線の高さで供給管１と、結合ウェブ２と、支持体４とを貫通している。この場合、駆動軸１９は、供給管１と、結合ウェブ２と、支持体４とに挿入されている。駆動軸１９は、支持体４に対応した端部に操作レバー２１を有している。この操作レバー２１は作動駆動装置２２と協働する。この作動駆動装置２２は支持体４に取り付けることができる。
【００１８】
駆動軸１９は各スロットルバルブ１８のために、軸方向に延びるフラップ区分２３と、複数の支承区分２４，２５，２６，２７，２８とを有している。これらの支承区分２４，２５，２６，２７，２８は同じく軸方向に延びており、それぞれ２つの支承区分が１つのフラップ区分２３を軸方向で仕切っている。ここに図示した特別な構造によれば、フラップ区分２３はそれぞれ同じ直径を有している。有利には、駆動軸１９の、操作レバー２１とは反対の側の軸方向の端部に形成された支承区分２４は、隣接したフラップ区分２３の直径と同じ大きさの直径を有しているかまたは隣接したフラップ区分２３の直径よりも小さく寸法設定された直径を有している。これとは異なり、別の支承区分２５，２６，２７，２８の直径はそれぞれフラップ区分２３の直径よりも大きく寸法設定されている。さらに、支承区分２４〜２８はそれぞれ一定の直径を有している。この場合、支承区分２４〜２８の直径は、この直径が駆動軸１９に沿って操作レバー２１に向かって過度に大きくなるように互いに区別されている。これに相応して、操作レバー２１とは反対の側の端部に形成された支承区分２４は最小の直径を有しているのに対して、操作レバー２１に面した側の端部に形成された支承区分２８は最大の直径を有している。
【００１９】
支承付設部３と、結合ウェブ２と、支持体４とには、一点鎖線２０に対して同軸的に支承開口（図示せず）が形成されている。この支承開口は支承区分２４〜２８に対して相補的に形成されているので、駆動軸１９は、供給管１と、結合ウェブ２と、支承付設部３と、支持体４とから成る構成群内に一点鎖線２０に対して同軸的に導入することができる。当然ながら、前述した支承開口の直径は、一方では駆動軸１９が旋回調節可能であり、他方では十分なシールを個々の供給管１の間に保証することができるように支承区分２４〜２８の直径に調和されている。駆動軸１９の、操作レバー２１を有する端部に対応配置された支承区分２８にだけ付加的なシール手段が対応配置されさえすればよい。たとえば支承区分２８は環状溝２９を有している。この環状溝２９内には、たとえばＯリングを挿入することができる。支承付設部３に設けられた支承開口は、気密なシールのために片側で閉鎖されて形成されており、これによって、対応配置された支承区分２４は軸方向で支承開口内に進入する。
【００２０】
駆動軸１９の、上述した構造によって、供給管１と、結合ウェブ２と、支承付設部３と、支持体４とを射出成形構成部分にまとめることが簡単となる。なぜならば、射出成形型のマンドレルを相応に駆動軸１９と同様に形成することができ、これによって、射出成形後に特に簡単に構成部分から引き出すことができるからである。さらに、射出成形構成部分内への駆動軸１９の進入が簡単となる。
【００２１】
図３には、本発明の別の構成が示してある。この構成は、主として、押さえ７と高圧供給管路５とが互いに一体に形成されているのではなく、別個の構成部分として形成されている点で図１および図２に示した構成と異なっている。この場合、押さえ７は全て一体の押さえ構成部分３２にまとめられている。この特殊な構成では、押さえ７が保持リング８（図１および図２参照）なしに形成されていて、主として、保持ウェブ１１からしか成っていない。この保持ウェブ１１は供給管１の位置固定のために供給管１の結合ウェブ２に上方から係合する。押さえ７もしくは保持ウェブ１１には、高圧供給管路５に面した側に鞍状の座３１が形成されている。この座３１の輪郭は高圧供給管路５の外側輪郭に対してほぼ相補的に成形されている。これによって、押さえ構成部分３２は高圧供給管路５に載置可能となり、この高圧供給管路５に保持され得る。この保持は、たとえば押さえ構成部分３２と高圧供給管路５との間の溶接結合またははんだ付け結合によって実現可能となる。また、座３１は、高圧供給管路５と、この高圧供給管路５に載置されるかもしくは差し被せられる押さえ７との間にプレス嵌めが形成されるように成形されていてもよい。
【００２２】
押さえ７と高圧供給管路５とを別個に形成することによって、別個の構成部分のために、種々異なる製作材料および／または製作法を使用することができる。これらの製作材料および／または製作法は、その都度の構成部分機能および要求に対して最適化されている。
【００２３】
図３に示した構成では、供給管１と結合ウェブ２との、高圧供給管路５に面した側に同じく鞍状の座３３が形成されている。この座３３には高圧供給管路５がエンジンブロックへの組付け時に当て付けられる。有利には、座３３の輪郭も高圧供給管路５の外側輪郭に適合されている。
【００２４】
図３に示した構成では、支持ベース１２が供給管１にもしくは結合ウェブ２に形成されている。供給管１と、結合ウェブ２と、供給管１もしくは結合ウェブ２に一体成形された支持ベース１２とは有利にはプラスチックから製作されているので、固定力をより良好に吸収することができるようにするために、支持ベース１２の貫通開口１３内には、有利には金属から成る差込みスリーブ３４が差し込まれる。この差込みスリーブ３４は、エンジンブロックに面した側の端部に、半径方向外向きに張り出したつば３５を装備している。このつば３５は差込みスリーブ３４を貫通開口１３内に差し込んだ場合にアバットメントもしくはストッパとして働く。差込みスリーブ３４は、所属の貫通開口１３内に完全に差し込まれている場合に、押さえ構成部分３２に面した側の端部で貫通開口１３から突出しているように寸法設定されている。押さえ７には差込み開口３６が形成されている。この差込み開口３６は、差込みスリーブ３４の、突出した端部に差被せ可能である。有利には、差込み開口３６は差込みスリーブ３４に調和されている。これによって、差込み開口３６と差込みスリーブ３４との間にはプレス嵌めが形成される。このプレス嵌めは、差込みスリーブ３４ひいては供給管１と、結合ウェブ２と、支持ベース１２とによって形成された構成群に対する押さえ構成部分３２の自動的な保持を保証している。したがって、付加的な補助ねじまたはその他の解離可能な固定手段を必要としない十分に進歩した前組付けを実現することができる。したがって、この前組付けのためには、高圧供給管路５が押さえ構成部分３２によって供給管１に位置固定される。この場合、高圧供給管路５は所属の座３１，３３に当て付けられる。このためには、有利には、まず押さえ構成部分３２が高圧供給管路５に、たとえばプレス嵌めによって位置固定される。次いで、押さえ構成部分３２と高圧供給管路５とによって形成された構成群が、供給管１と、結合ウェブ２と、支持ベース１２とから成る構成群に載置される。
【００２５】
その後、このように前組付けされたユニットは、押さえ７がねじでエンジンブロックに螺合されることによって簡単にエンジンブロックに位置固定することができる。この場合、押さえ７は同時に高圧供給管路５と供給管１とをエンジンブロックに対して緊締する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による供給管と高圧供給管路との斜視図である。
【図２】 図１に示した装置の分解図である。
【図３】 図２と同じであるものの、別の構成を示す分解図である。
【符号の説明】
１ 供給管、 ２ 結合ウェブ、 ３ 支承付設部、 ４ 支持体、 ５ 高圧供給管路、 ６ 接続部、 ７ 押さえ、 ８ 保持リング、 ９ 区分、 １０ 区分、 １１ 保持ウェブ、 １２ 支持ベース、 １３ 貫通開口、 １４ 支持プレート、 １５ シリンダブシュ、 １６ 区分、 １７ フランジ、 １８ スロットルバルブ、 １９ 駆動軸、 ２０ 一点鎖線、 ２１ 操作レバー、 ２２ 作動駆動装置、 ２３ フラップ区分、 ２４，２５，２６，２７，２８ 支承区分、 ２９ 環状溝、 ３０ 収容開口、 ３１ 座、 ３２ 押さえ構成部分、 ３３ 座、 ３４ 差込みスリーブ、 ３５ つば、 ３６ 差込み開口

Claims (15)

1. ピストンエンジンであって、複数のシリンダを有するエンジンブロックと、シリンダに対応配置されてエンジンブロックに位置固定された、新ガスを供給するための複数の供給管（１）を有する新ガス供給部と、シリンダに対応配置された、高圧燃料を供給するための高圧供給管路（５）を有する燃料噴射装置とが設けられている形式のものにおいて、
   高圧供給管路（５）に供給管（１）のための押さえ（７）が形成されており、該押さえ（７）によって、高圧供給管路（５）が、供給管（１）と協働しており、エンジンブロックへの高圧供給管路（５）の固定により、供給管（１）が、エンジンブロックに圧着力によって接触していることを特徴とする、ピストンエンジン。
2. 供給管（１）が、プラスチックから成っており、高圧供給管路（５）が、金属から成っている、請求項１記載のピストンエンジン。
3. 各供給管（１）のための押さえ（７）が、供給管（１）を取り囲む保持リング（８）を有している、請求項１または２記載のピストンエンジン。
4. 隣り合って位置する２つの供給管（１）が、結合ウェブ（２）によって互いに固定されており、押さえ（７）が、結合ウェブ（２）に上方から係合する少なくとも１つの保持ウェブ（１１）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のピストンエンジン。
5. 高圧供給管路（５）および／または押さえ（７）に支持ベース（１２）が形成されており、該支持ベース（１２）が、ねじのためのそれぞれ１つの貫通開口（１３）を有しており、高圧供給管路（５）が、支持ベース（１２）の螺合によってエンジンブロックに固定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のピストンエンジン。
6. 供給管（１）の、エンジンブロックに面した側の端部にフランジ（１７）が形成されており、該フランジ（１７）に少なくとも１つの支持ベース（１２）が支持されており、フランジ（１７）が、開口（３０）を有しており、該開口（３０）が、支持ベース（１２）の貫通開口（１３）に整合している、請求項５記載のピストンエンジン。
7. 支持ベース（１２）が、支持プレート（１４）を有しており、該支持プレート（１４）で支持ベース（１２）が、フランジ（１７）に支持されている、請求項６記載のピストンエンジン。
8. 支持ベース（１２）が、エンジンブロックに面した側の端部にシリンダブシュ（１５）を有しており、該シリンダブシュ（１５）が、フランジ（１７）に設けられた開口（３０）内に進入している、請求項６または７記載のピストンエンジン。
9. 複数の供給管（１）が、１つの射出成形構成部分にまとめられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のピストンエンジン。
10. 押さえ（７）が、高圧供給管路（５）と一体に形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のピストンエンジン。
11. 押さえ（７）および／または供給管（１）に鞍状の座（３１，３３）が形成されており、該座（３１，３３）が、エンジンブロックに固定された高圧供給管路（５）において該高圧供給管路（５）に接触している、請求項１から９までのいずれか１項記載のピストンエンジン。
12. 以下の特徴：すなわち、
    −各供給管（１）が、スロットルバルブ（１８）を有しており、
    −該スロットルバルブ（１８）が、共通の駆動軸（１９）に回動不能に取り付けられており、
    −該駆動軸（１９）が、軸方向で交互にフラップ区分（２３）と支承区分（２４，２５，２６，２７，２８）とを有しており、
    −各支承区分（２４，２５，２６，２７，２８）が、軸方向で一定の直径を有しており、支承区分の直径が軸方向で増加するように、各支承区分が、異なる直径を有している
    が設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のピストンエンジン。
13. 支承区分（２４）の最小の直径が、隣接したフラップ区分（２３）の直径と同じ大きさに寸法設定されているかまたは隣接したフラップ区分（２３）の直径よりも小さく寸法設定されており、最小の直径を備えた支承区分（２４）と異なる支承区分（２５，２６，２７，２８）の直径が、隣接したフラップ区分（２３）の直径よりも大きく寸法設定されている、請求項１２記載のピストンエンジン。
14. フラップ区分（２３）が、それぞれ同じ直径を有している、請求項１２または１３記載のピストンエンジン。
15. 互いに隣り合って位置する供給管（１）の間にそれぞれ１つの結合ウェブ（２）が形成されており、該結合ウェブ（２）を貫いて駆動軸（１９）が延びており、各結合ウェブ（２）が、支承開口を有しており、該支承開口の直径が、駆動軸（１９）の、対応配置された支承区分（２５，２６，２７）の直径と同じ大きさに形成されている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載のピストンエンジン。

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