JP4621742B2 - 燃料噴射弁に用いられる減衰エレメント - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、独立請求項の上位概念部に記載した形式の、燃料噴射弁に用いられる減衰エレメントから出発する。

すでに、内燃機関のシリンダヘッドの収容通路内に挿入可能な燃料噴射弁に用いられる減衰エレメントが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３８７６３号明細書に基づき公知である。この公知の減衰エレメントは、燃料噴射弁の弁ハウジングと、シリンダヘッドの収容通路の壁との間に配置されている。減衰エレメントは剛性的な２つのリングを有している。両リングの間には、弾性的な１つの中間リングが配置されている。減衰エレメントは、特に燃料噴射弁からシリンダヘッドへの音響伝搬を減少させる。減衰エレメントが、弁軸線に対する軸方向の極めて多くの構成スペースを要求し、比較的高い製作コストを有していることが不利である。

発明の利点
独立請求項の特徴部に記載の特徴を備えた本発明による減衰エレメントは従来のものに比べて、減衰エレメントが皿状に形成されていることによって、公知先行技術の場合と同じ程度に良好な減衰作用のまま、弁軸線に対する軸方向のより僅かな構成スペースが必要となるように、簡単に改善が得られるという利点を有している。皿状の構成と、皿状の減衰エレメントのカラーでの燃料噴射弁の支承とによって、減衰エレメントの十分な弾性が達成される。

従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載した減衰エレメントの有利な構成および改良が可能となる。

減衰エレメントが、シリンダヘッドに設けられた収容通路の肩部に支持するための第１の区分と、この第１の区分に対して折り曲げられた、燃料噴射弁を支持するための第２の区分とを有していると有利である。なぜならば、第２の区分の折曲げによって、軸方向の構成スペースが節約され、さらに、減衰エレメントの十分な弾性が達成されるからである。

さらに、第１の区分が、第２の区分から出発して、弁軸線に対して半径方向内向きに延びていると有利である。なぜならば、こうして、収容通路の、減衰エレメントが接触する肩部が、第２の区分から出発して半径方向外向きに延びる第１の区分の場合よりも簡単に製作可能となるからである。

有利な構成によれば、第１の区分が、ほぼ平らにまたは湾曲させられて形成されている。

また、第２の区分が、カラー状に、ほぼ円錐形にかつ／または湾曲させられて形成されていても有利である。こうして、減衰エレメントの所要の弾性が得られる。

さらに、減衰エレメントが、貫通開口を有しており、この貫通開口が、燃料噴射弁によって貫通可能であると有利である。貫通開口は、有利には第１の区分に形成されている。

第１の区分と第２の区分とが、シリンダヘッドに支持するためのまたは燃料噴射弁を支持するための少なくとも１つの支持部を有しており、この支持部が、平らにまたは張出し部として形成されていると有利である。シリンダヘッドに対する減衰エレメントの支持面が小さければ小さいほど、固体伝搬音減衰作用はますます良好になる。

有利な構成によれば、減衰エレメントが、２つのカバー金属薄板と、両カバー金属薄板の間に配置された弾性的な１つの中間層とを有していることが提案されている。複合材料から製造された減衰エレメントは、特に良好な固体伝搬音減衰を有している。なぜならば、機械的な振動エネルギが弾性的な中間層で内部摩擦によって熱エネルギに変換されるからである。

実施例の説明
以下に、本発明の複数の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間に設けられた本発明による減衰エレメントを備えたシリンダヘッドの収容孔内の燃料噴射弁が簡単に示してある。

燃料噴射弁１は、内燃機関のシリンダヘッド３の収容通路２内に配置されている。燃料噴射弁１は、燃料を内燃機関の燃焼室４内に噴射するために働き、たとえば、いわゆる「直接噴射」で使用される。燃料噴射弁１はその流入側の端部５に、たとえば燃料分配管路８に対する差込み接続部を有している。この差込み接続部は、たとえばシール部材９によって燃料分配管路８と燃料噴射弁１の流入管片１０との間でシールされている。さらに、燃料噴射弁１は、この燃料噴射弁１を操作するためのアクチュエータ（図示せず）、たとえば電磁石または圧電式のまたは磁気歪み式のアクチュエータを電気的にコンタクティングするための電気的な接続部１１を有している。

燃料噴射弁１は弁ハウジング１４を有している。この弁ハウジング１４はアクチュエータ区分１４．１とノズル区分１４．２とを有している。円筒状のこのノズル区分１４．２は、弁ハウジング１４の円筒状のアクチュエータ区分１４．１よりも小さな直径を有しており、これによって、両区分１４．１，１４．２の間の移行部に環状の弁肩部１５が形成されている。この弁肩部１５は弁軸線１６に対して半径方向外側でアクチュエータ区分１４．１に向かって、たとえば円錐形に斜め面取りされており、これによって、円錐領域１７が弁ハウジング１４に形成されている。この弁ハウジング１４のアクチュエータ区分１４．１には、アクチュエータ（図示せず）が配置されている。このアクチュエータは弁ニードル（図示せず）を操作する。この弁ニードル（図示せず）は、アクチュエータ（図示せず）から出発して、弁ハウジング１４のノズル区分１４．２にまで延びている。弁ニードル（図示せず）は、公知の形式で閉鎖体（図示せず）を有している。この閉鎖体は、ノズル区分に配置された弁座（図示せず）と協働する。燃料噴射弁を開放するためには、弁ニードル（図示せず）が閉鎖体で弁座（図示せず）から持ち上がり、これによって、閉鎖体と弁座との間に出口ギャップ（図示せず）が形成されており、燃料分配管路８と、流入管片１０とを介して弁ハウジング１４内に到達した燃料が、出口ギャップを介して燃焼室４内に噴射される。

収容通路２は、弁ハウジング１４のアクチュエータ区分１４．１を収容するための第１の通路区分２．１と、弁ハウジング１４のノズル区分１４．２を収容するための第２の通路区分２．２とに分割されている。この第２の通路区分２．２の直径は、第１の通路区分２．１の直径よりも小さく形成されている。小さい方の直径の第２の通路区分２．２から大きい方の直径の第１の通路区分２．１への移行部には、環状の第１の肩部２１が形成されている。この第１の肩部２１には、たとえば燃料噴射弁１が支承されている。収容通路２の第２の通路区分２．２内への燃料噴射弁１のノズル区分１４．２のより良好な導入のためには、第２の通路区分２．２が、アクチュエータ通路２．１に近い方の端部で円錐形に拡幅されている。燃料噴射弁１のノズル区分１４．２に設けられたシールリング２２は、第２の通路区分２．２と燃料噴射弁１のノズル区分１４．２との間のギャップをシールしている。

燃料噴射弁１と収容通路２との間には、減衰エレメント２５が設けられている。この減衰エレメント２５は、たとえば収容通路２の第１の肩部２１に接触していて、燃料噴射弁１を円錐領域１７で支持している。

減衰エレメント２５は、燃料噴射弁から内燃機関のシリンダヘッド３への固体伝搬音・振動伝達を減少させるために働く。特に圧電式のアクチュエータを備えた燃料噴射弁は、特に多段噴射において噴射サイクルごとに励振され、これによって、強い振動が生ぜしめられるようになっており、これによって、燃料噴射弁から出発した煩わしい騒音を車両に感知させ得ないために、燃料噴射弁とシリンダヘッドとの間の有効な固体伝搬音絶縁が必要となる。

本発明によれば、減衰エレメント２５が皿状に形成されている。こうして、極めて構成スペースを節約した構成が達成される。たとえば、シリンダヘッド３の第１の肩部２１と燃料噴射弁１との間には、軸方向で１．５ミリメートルしか減衰エレメント２５のために提供されていない。

減衰エレメント２５は、本発明によれば、シリンダヘッド３に設けられた収容通路２の肩部、たとえば第１の肩部２１に支持するかまたは当て付けるための第１の区分２６と、この第１の区分２６に対して折り曲げられた、燃料噴射弁を支持するための第２の区分２７とを有している。減衰エレメント２５の皿形状は、第１の区分２６に対して折り曲げられた第２の区分２７によって形成される。第１の区分２６は、たとえば円形に形成されており、第２の区分２７は環状に形成されている。両区分２６，２７は互いに一体に結合されている。減衰エレメント２５は貫通開口２８を有している。この貫通開口２８によって、減衰エレメント２５が環形状を獲得する。また、貫通開口２８は燃料噴射弁１によって貫通可能である。貫通開口２８は第１の区分２６に設けられており、これによって、皿２５の底部２６が１つの開口を有している。

減衰エレメント２５は、たとえば金属、たとえば鋼および／またはプラスチックから製作されている。減衰エレメント２５は、たとえば金属薄板から、たとえば１．５ミリメートルの厚さを備えて製造されている。減衰エレメント２５の皿形状は、たとえば変形加工法、切削加工による形状付与または変形加工法によって達成される。

たとえば、第１の区分２６は、第２の区分２７から出発して、弁軸線１６に対して半径方向内向きに延びている。しかし、第１の区分２６は、弁軸線１６に対して半径方向外向きで第２の区分２７に配置されていてもよい。半径方向内側に配置された第１の区分２６は、半径方向外側に配置された第１の区分２６に比べて、シリンダヘッド３の、減衰エレメントが接触する肩部をより簡単に製作することができるという利点を有している。

第１の区分２６は、たとえばほぼ平らにまたは湾曲させられて形成されていて、第１の支持部２９で、たとえば平らな第１の肩部２１に接触している。第１の支持部２９の面は、音響伝搬を減少させるために、可能な限り小さく形成されていなければならない。第１の支持部２９は、たとえば減衰エレメント２５の、第１の肩部２１に面した側の平らな下面である。しかし、第１の支持部２９は、減衰エレメント２５の下面に配置された１つまたはそれ以上の張出し部によって形成されていてもよい。この張出し部は任意の形状を有していてよく、半径方向の良好な移動可能性を得るために、たとえば丸み付けられている。

第２の区分２７は、減衰エレメント２５の第１の区分２６からカラー状に突出している。たとえば、第２の区分２７は少なくともほぼ円錐形に形成されている。この場合、湾曲部が外向きでシリンダヘッド３に向かって設けられていてもよい。第２の区分２７は第２の支持部３０で、たとえば弁ハウジング１４の円錐領域１７に接触している。減衰エレメント２５は、燃料噴射弁１の円錐領域１７と、この円錐領域１７と協働する円錐形の第２の区分２７とによって弁軸線１６に対してセンタリングされる。第２の支持部３０は、減衰エレメント２５の、燃料噴射弁１に面した側の上面の一部である。たとえば、減衰エレメント２５の上面には、１つまたはそれ以上の張出し部が設けられている。この張出し部は第２の支持部３０を形成していて、有利には丸み付けられている。たとえば、環状のつば３３が第２の支持部３０として減衰エレメント２５の上面に配置されている。たとえば、燃料噴射弁１と減衰エレメント２５との線状の接触が生ぜしめられ、これによって、カルダン支承が得られている。

燃料噴射弁１から出発した力は、第２の支持部３０と、減衰エレメント２５のカラー２７と、第１の支持部２９とを介してシリンダヘッド３に伝達される。第１の支持部２９と第２の支持部３０との間には、軸方向の間隔のほかに、応力中心距離を成す半径方向の間隔も存在している。カラー２７のこの応力中心距離によって、弁軸線１６に対する減衰エレメント２５の軸方向の弾性が生ぜしめられる。この弾性は、燃料噴射弁１のアクチュエータの周期的な切換パルスが著しく弱化されて第１の肩部２１を介してシリンダヘッド３に伝達されることによって、固体伝搬音減衰を生ぜしめる。第２の支持部３０には、燃料噴射弁１と減衰エレメント２５との間で極めて小さな相対運動が生ぜしめられ、これによって、摩擦により、付加的な振動減衰が行われる。応力中心距離が大きく設計されていてばされているほど、減衰エレメント２５の弾性はますます大きくなる。

第１の区分２６から第２の区分２７への移行部は、シャープエッジであってよいかまたは丸み付けられていてよい。

第１の肩部２１の平らな構成によって、収容通路２内に配置された減衰エレメント２５が、弁軸線１６に対して半径方向に移動可能となる。減衰エレメント２５の半径方向の移動可能性は必要である。なぜならば、収容通路２のノズル区分２．２の通路軸線３１と、燃料分配管路８の流入軸線３２とが、誤差に起因して常に整合しているとは限らないからである。

図２には、図１に示した部分ＩＩにおける本発明による減衰エレメントの第１の実施例が示してある。図２に示した減衰エレメントでは、図１に示した燃料噴射弁に対して不変のまたは同作用の部材に同じ符号が付してある。

第１の実施例では、張り出したつば３３が、第２の区分２７の、第１の区分２６と反対の側の端部で、燃料噴射弁１に面した側の上面に配置されている。

図３には、図１に示した部分ＩＩＩにおける本発明による減衰エレメントの第２の実施例が示してある。図３に示した減衰エレメントでは、図１に示した燃料噴射弁および図２に示した第１の実施例に対して不変のまたは同作用の部材に同じ符号が付してある。

図３に示した減衰エレメントは、図２に示した減衰エレメントと、カラー２７の長手方向延在長さがより大きい点で異なってる。こうして、減衰エレメント２５の剛性が高められている。つば３３は、第２の区分２７の、第１の区分２６と反対の側の端部に配置されておらず、ほぼカラー２７の長手方向延在長さの半分で、燃料噴射弁１に面した側の上面に配置されている。

図４には、図１に示した部分ＩＶにおける本発明による減衰エレメントの第３の実施例が示してある。図４に示した減衰エレメントでは、図１に示した燃料噴射弁および図２および図３に示した実施例に対して不変のまたは同作用の部材に同じ符号が付してある。

図４に示した減衰エレメントは、図２および図３に示した減衰エレメントと、減衰エレメントが、２つのカバー金属薄板３５と、両カバー金属薄板３５の間に設けられた弾性的な１つの中間層３６とから成る複合材料から製作されている点で異なっている。カバー金属薄板３５と中間層３６とは、それぞれ互いに固く結合されている。減衰エレメント２５の曲げ振動時には、カバー金属薄板３５が互いに相対的に移動させられる。これによって、弾性的な中間層３６に周期的な剪断変形が生ぜしめられる。この場合、弾性的な中間層３６における内部摩擦によって、機械的なエネルギとしての振動エネルギが失われていき、これによって、振動減衰ひいては固体伝搬音減衰が達成されている。

減衰エレメント２５の第１の区分２６は、第３の実施例によれば、平らではなく、第１の肩部２１に向かって湾曲させられている。第２の区分２７は、ほぼ円錐形にかつ付加的に湾曲させられて形成されている。半径方向外向きで第２の区分２７に、たとえば第２の肩部３４が続いている。第２の区分２７から第２の肩部３４への移行部は、たとえば丸み付けられている。

出発形状でまず平らな複合材料は、たとえば変形加工によって皿形状にもたらされる。

一層良好な騒音減衰を得るために、図示の実施例による複数の減衰エレメント２５が互いに積み重ねられて配置されていてもよい。

シリンダヘッドの収容孔内の燃料噴射弁の断面図である。 図１に示した部分ＩＩにおける第１の実施例を示す図である。 図１に示した部分ＩＩＩにおける第２の実施例を示す図である。 図１に示した部分ＩＶにおける第３の実施例を示す図である。

符号の説明

１ 燃料噴射弁、 ２ 収容通路、 ２．１ 第１の通路区分、 ２．２ 第２の通路区分、 ３ シリンダヘッド、 ４ 燃焼室、 ５ 端部、 ８ 燃料分配管路、 ９ シール部材、 １０ 流入管片、 １１ 接続部、 １４ 弁ハウジング、 １４．１ アクチュエータ区分、 １４．２ ノズル区分、 １５ 弁肩部、 １６ 弁軸線、 １７ 円錐領域、 ２１ 第１の肩部、 ２２ シールリング、 ２５ 減衰エレメント、 ２６ 第１の区分、 ２７ 第２の区分、 ２８ 貫通開口、 ２９ 第１の支持部、 ３０ 第２の支持部、 ３１ 通路軸線、 ３２ 流入軸線、 ３３ つば、 ３４ 第２の肩部、 ３５ カバー金属薄板、 ３６ 中間層

Claims (5)

1. 内燃機関のシリンダヘッドの収容通路内に挿入可能な燃料噴射弁に用いられる減衰エレメントであって、当該減衰エレメントが、燃料噴射弁の弁ハウジングと、シリンダヘッドの収容通路の壁との間に配置されており、当該減衰エレメント（２５）が、シリンダヘッド（３）に設けられた収容通路（２）の肩部（２１）に支持するための第１の区分（２６）と、燃料噴射弁（１）を支持するための第２の区分（２７）とを有しており、当該減衰エレメント（２５）が、皿状に形成されている形式のものにおいて、第１の区分（２６）が、第２の区分（２７）に対して折り曲げられていて、該第２の区分（２７）から出発して、弁軸線（１６）に対して半径方向内向きに延びており、減衰エレメント（２５）の第２の区分（２７）が、円錐形に形成されていて、燃料噴射弁（１）に面した側の上面に、燃料噴射弁（１）に対する支持部を形成するための、弁長手方向軸線に対して内方に向けられた少なくとも１つの張出し部（３０，３３）を有しており、該少なくとも１つの張出し部（３０，３３）が、弁ハウジング（１４）の円錐領域（１７）と協働しており、これによって、減衰エレメント（２５）に対して弁ハウジング（１４）が円錐領域（１７）において張出し部（３０，３２）によってのみ支承されていることを特徴とする、燃料噴射弁に用いられる減衰エレメント。
2. 第１の区分（２６）が、ほぼ平らにまたは湾曲させられて形成されている、請求項１記載の減衰エレメント。
3. 第２の区分（２７）が、カラー状に形成されている、請求項１記載の減衰エレメント。
4. 当該減衰エレメント（２５）が、貫通開口（２８）を有しており、該貫通開口（２８）が、燃料噴射弁（１）によって貫通可能である、請求項１記載の減衰エレメント。
5. 貫通開口（２８）が、第１の区分（２６）に形成されている、請求項４記載の減衰エレメント。

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