JP4771982B2 - 噴射器取付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、関連するエンジンシリンダまたは燃焼空間に燃料を送り出すための少なくとも１つの燃料噴射器を含む、噴射器取付け装置に関する。特に、ただし排他的ではないが、本発明は、複数の圧電気によって動作可能な燃料噴射器を含むコモンレールエンジン噴射器取付け装置に関する。

既知のコモンレール燃料システムでは、複数の付属する噴射器に送出するため、コモンレール方式の蓄圧器に高圧で燃料を装荷するために、高圧燃料ポンプが装置されている。各噴射器はニードル弁を含み、ニードル弁は、複数の噴射器出口を通る燃料の噴射を制御するために、アクチュエータによって弁座に向かい弁座から遠ざかる移動が可能である。

電磁アクチュエータによってニードル弁の移動を制御し、電磁アクチュエータはソレノイド巻線を含み、電流がソレノイド巻線を通されて電機子を活動化することは知られている。また、電機子は、ニードル弁に加えられる制御圧を、したがってニードル弁の移動を制御するためのサーボ弁を制御する。しかし、圧電アクチュエータを使用してニードル弁の動きを駆動することによって、特にすぐれた噴射器の性能を達成できることも知られている。圧電アクチュエータは圧電素子のスタックを含み、このスタックに電圧を印加してスタック長を延長および収縮する。アクチュエータをニードル弁に直接結合して、これによって、スタックが収縮すると、噴射器のニードル弁がスタックの収縮と共に動かされるようにすることもできる。代替案として、運動増幅器（例えば液圧増幅器）を介してスタックをニードル弁に結合してもよい。その他の噴射器では、圧電アクチュエータは、サーボ弁を通じて間接的にニードル弁の動きを制御する。

圧電によって動作可能な燃料噴射器の一実施例が、本出願人に譲渡された欧州特許ＥＰ０９９５９０１に記載されている。この場合、圧電アクチュエータはカップラを通じてニードル弁に直接結合され、カップラは液圧式および機械的結合素子の両方を有して、ニードル弁に動きの可変増幅を提供する。

圧電アクチュエータは、これらが速いニードル応答を与える高い力変化速度を発生することができるので、ソレノイド噴射器を上回る著しい利益を提供する。直接作用圧電アクチュエータによって構成された噴射器は、これに関しては特に有利である。しかし、直接作用圧電アクチュエータを使用することによる１つの問題点は、ニードル弁を動かすためにアクチュエータからより多くの機械的力を必要とすることである。このような高い力、および関連する力切替えのための高い速度が、噴射器を通じて関連するエンジンに伝達され、この結果、エンジン構造から望ましからぬレベルの騒音が発生する。
欧州特許ＥＰ０９９５９０１ 欧州特許出願第０５２５５７３２．９号

本発明の目的は、噴射器が急速作用する高い力のアクチュエータの利益をもたらすが、エンジン内における騒音発生レベルは実質的に低減されるエンジンを提供することである。

本発明の第１態様によれば、エンジンの中で使用するための噴射器取付け装置が提供され、この噴射器取付け装置は、１つまたは複数の共振振動モードを有する燃料噴射器と、エンジンシリンダハウジングと、噴射器をシリンダハウジングに締め付けるように噴射器に締付け荷重を加えるための締付け部材を含む締付け装置とを含み、締付け荷重は、噴射器によって発生した騒音のシリンダハウジングへの伝達を低減するかまたは実質的に防止するように、燃料噴射器の１つまたは複数の振動モードの１つの振動節において、または実質的にこの振動節において加えられる。

エンジン内部の燃料噴射器装置はエンジンの動作の結果として振動し、したがって多くの異なる振動モードを外に表す調和振動子として考えることができることが注目される。各モードは対応する特性振動数（システムの固有振動数）を有し、すべてのこのような振動数のセットを規準形スペクトルと呼ぶことができる。このようなスペクトルは、振動が可能なあらゆるシステムに関連する一種の「指紋」を構成する。

エンジン内における燃料噴射器の本体の動きは、横振動、捩れ振動または捩り振動、およびさらに噴射器の長さに沿った縦振動を含むことがある。

これらの特性振動は、最大振動領域（波腹領域）を含む分域を分離する最小運動点／区域（節領域）を生じさせる。

噴射器本体は、本質的に厚い壁を有する圧力容器であり、周知の噴射器は、ベル状の構造に似た形状寸法を有する。このような形状寸法は、シリンダヘッドと噴射器本体との間の界面が振動を受ける傾向があり、これによってシリンダハウジングに騒音を伝達するので、望ましくない。

本発明は、噴射器の動作が本質的に噴射器本体を、駆動されるか強制される発振器として作用させることを認識する。このような噴射器によって発生する騒音の効果を最小にすることを助けるために、締付け荷重を、振動節（すなわち最小運動点）の１つにおいて、またはその近くに加えるために装置し、こうしてこのような騒音のエンジン構造の残部への伝達を減衰または減少させる。

噴射器は複数の振動モードを示すことが認識される。したがって、締付け荷重はこれらの振動モードの１つの振動節に加えられる。

締付け荷重が、噴射器の主な振動モードの振動節に加えられるために装置されていることは好ましい。

都合のよいことに、通常の調和モード振動解析技法を使用して、燃料噴射器が示すさまざまな振動モードを判定することができる。適切な解析技法の一例は有限要素解析である。

噴射器は一般に、エンジンのシリンダヘッドにおける内腔の中に噴射する主噴射器本体を含む。従来の技術のシステムでは、噴射器本体は、締付け装置によってシリンダヘッドに締め付けられ、締付け装置は、全体的に細長い噴射器本体の一端部に、または一端部の近くに取り付けられて、すなわちシステムの振動モードの１つの振動節において締め付けられてはいない。

本発明による主エンジン構造に噴射器を締め付けるために、取付け装置は、締付け装置からの締付け荷重が選ばれた振動節の個所に加えられるように、噴射器にわたって延びている締付けスリーブを含むことが好ましい。都合のよいことに、締付けスリーブは、締付け装置と振動節との間で噴射器の上部分を囲む環状スリーブを含む。

噴射器が、エンジンの中への燃料の噴射を制御するアクチュエータ装置を含むことは好ましい。このようなアクチュエータは、弁座に向かい弁座から遠ざかるニードル弁を制御し、これによってニードル弁は、複数の噴射器出口を通る燃料の噴射を制御する。アクチュエータは、電機子を活動化するために電流が通されるソレノイド巻線を含む電磁アクチュエータであってもよい。代替案として、圧電素子のスタックを含み、これに電圧が印加されてスタックの長さを延長および縮小する圧電アクチュエータが、ニードル弁の動きを駆動してもよい。

アクチュエータの動作は、調和振動子である噴射器本体に駆動力を効果的に加える。駆動振動数がシステムの固有振動数に近づくと共振が発生し、したがってこの結果、騒音が発生する。本発明の第１態様による噴射器本体の振動節において噴射器本体を締め付けることによって、主エンジン構造に伝達される騒音は軽減されることになる。

システム内の振動の影響を、振動エネルギーをより広い振動数スペクトルへ拡散するように噴射器本体の形状寸法を最適化することによって、さらに低減することもできる。これは、波腹領域に存在する振動の振幅を減らす効果を有することになり、シリンダヘッドに対する加振力を減少し、エンジン構造に伝達される騒音を減少することになる。

上述のように、噴射器本体の設計はベル状の構造である。従来の噴射器本体の設計より音響的完全性が低い噴射器本体を作ることによって、騒音の伝達をさらに減少することができる。

都合のよいことに、主噴射器本体を、噴射器によって発生した騒音の伝達を減少するように形状化することができる。

例えば、システムのモード応答を解散し、振動エネルギーをより広い振動数範囲に分布させるように、噴射器本体の外表面に不連続部を導入してもよい。都合のよいことに、このような不連続部を、本体の外表面上の段付き部分によって設けることもできる。また溝および／または隆起部を噴射器設計の中に組み込んでもよい。

噴射器本体のモード応答を、非円形断面を有することによって、または代わりに噴射器本体の直径をその長さに沿って先細にすることによって解散することもできる。

主エンジン構造への騒音の伝達を、噴射器、クランプ、およびシリンダ本体の間のさまざまな界面の間に減結合材料を設けることによって、なおさらに減少することもできる。

本明細書の目的のために、減結合材料とは、２つの部分を物理的に互いに切り離すのみならず、これらの部分の間の騒音伝達を、低い可聴騒音伝達特性によって抑制するという材料を意味しようとするものである。減結合材料は、低い音声伝達物である材料として選択される（すなわち、この材料を通る音声の速度は比較的低い）。

噴射器本体および締付けが減結合材料によって互いに分離されると、および／またはシリンダハウジングと締付け部材が減結合材料によって互いに分離されると、噴射器の中で発生した騒音のエンジンシリンダハウジングへの伝達は、減結合材料による低い可聴騒音伝達によって実質的に減少する。本発明は、高い作動力と高い力切替え速度を必要とする圧電によって動作可能な燃料噴射器（例えば、直接作用圧電噴射器）を使用するエンジンにおいて、特別の利点を提供する。しかし同じく、本発明は、間接作用圧電噴射器または電磁的に動作可能な燃料噴射器を使用するエンジンに適用可能である。

締付け装置はさらに、締付けフォークとシリンダハウジングによって受け入れられて締付け荷重を噴射器に加える締付けボルトを含んでもよい。

締付けボルトおよび締付け部材は共に、クランプ／ボルト界面領域を画定し、さらに別の減結合材料がクランプ／ボルト界面領域に備えられて、締付け部材を締付けボルトから減結合する。例えば、さらに別の減結合材料を、クランプ／ボルト界面領域においてボルトのヘッドと締付け部材の表面との間に位置付けてもよい。このさらに別の減結合材料が、クランプ／シリンダ界面領域および／またはクランプ／噴射器界面領域における減結合材料と同じ型の材料であることは好ましい。

界面領域または各界面領域における減結合材料は、好ましくはワッシャ、ディスク、またはその他の事前に作られた部品の形をとり、低い騒音および／または振動伝達特性を有するように選択される。減結合材料として使用するために適した材料は高級充填エンジニアリングプラスチック（例えば、カーボンファイバ充填ポリイミド）またはマンガン−銅合金などの金属溶液である。

締付けフォークの代替実施形態では、締付け装置は環状締付け部材（例えば、パッキン押えナット）を含んでもよく、この環状締付け部材を通って噴射器の一部分が受け入れられ、この環状部材はシリンダハウジングの中に受け入れられ、噴射器またはこれによって支えられる部品（例えば、締付けリング）と共に、クランプ／噴射器界面領域を画定する。クランプ／噴射器界面領域は減結合材料を備え、環状締付け部材を、噴射器またはこれによって支えられる部品（例えば、締付けリング部品）から減結合する。噴射器が締付けリング部品を支える場合には、この締付けリングは締付け部材と共にクランプ／噴射器界面領域を画定する。

本発明の第２態様によれば、主噴射器本体と、使用の際に配置されて噴射器をエンジンシリンダハウジング内に取付け可能にする締付け領域とを含むエンジンにおいて使用するための燃料噴射器が提供され、主噴射器本体の外側輪郭は、使用中噴射器によって発生した騒音の伝達が低減されるか、または実質的に防止されるように形状化される。

本発明の第１態様の好ましいおよび／または随意選択的な特徴が本発明の第２態様においても、単独または適切な組合せで提供されてもよいことは理解されよう。

本発明の一実施形態を、例示としてのみ添付の図面を参照して以下に説明する。

図１を参照すると、エンジンシリンダヘッド１０の形でエンジンハウジング部品を含む周知の噴射器の取付け装置が示され、エンジンハウジング部品はシリンダ容積またはエンジン燃焼空間１２を画定する。この配置は複数の燃料噴射器１４を備え、各燃料噴射器１４は、それぞれのシリンダヘッド１０の中に備えられたそれぞれの開口部または内腔１６の中に取り付けられている。図１には噴射器の１つだけが示されており、すべての噴射器は実質的に同一であるから、１つだけを以下に詳細に説明する。噴射器１４の１つまたは複数の出口（図示せず）が、燃焼用の燃料噴射を可能にするようにシリンダ容積１２の中に突き出ている。

噴射器１４は一般的に、運動増幅器によって燃料噴射器ニードル弁に結合された圧電アクチュエータを含む、圧電によって動作可能な形式の形をとる。ニードル弁は、アクチュエータの制御の下で、噴射器出口を通ってシリンダ容積１２の中への燃料の噴射を制御するように、弁座へ向かったり弁座を離れて遠ざかるように移動可能である。噴射器は、例えば本出願人に譲渡された欧州特許ＥＰ０９９５９０１に記載されているような、直接作用型のものであってもよく、またはサーボ作動式圧電噴射器であってもよい。または噴射器は電磁的作動型のものであってもよい。

噴射器１４は、シリンダヘッド内腔１６の最上端部を通じて突出する主噴射器本体１８を含む。噴射器１４の噴射ノズル２０は、噴射器出口を備え、内腔１６の最下端部を通じてシリンダ容積１２の中に突き出ている。噴射ノズル２０は、ワッシャ２３を伴うキャップナット２２によって主噴射器本体１８に取り付けられ、ワッシャ２３はキャップナット２２とシリンダヘッド１０との間で噴射器本体１８の上に支えられている。キャップナット２２の下側とワッシャ２３の上表面とは共に、キャップナット／ワッシャ界面領域を呼ぶことになるものを画定する。

エンジンは動作中に高レベルの振動を受けるので、噴射器１４を主エンジン構造に確実に固定式に取り付けることが必要である。この目的のために、全体的に２４として参照される締付け装置が提供され、これは締付け部材２６と締付けボルト２８とを含む。締付け部材２６は、フォークヒール２６ａを画定する第１領域を一端部に、フォークノーズ２６ｂを画定する第２領域を多端部に、さらに第１領域と２６ａと第２領域２６ｂとを連結する中間区域２６ｃを有する締付けフォークの形をとる。

フォークヒール２６ａは、シリンダヘッド１０の上部表面と共に、締付けフォーク２６と減結合材料の試料３０から形成された減結合部材を備えたシリンダヘッド１０との間に、クランプ／シリンダ界面領域を画定する。減結合部材３０は、フォークヒール２６ａとシリンダヘッド１０とから離隔し、こうしてこれらは互いに隔離される（すなわち、減結合材料３０はフォークヒールとシリンダヘッド表面との間に挟まれる）。

締付けフォーク２６の他端部において、主噴射器本体１８は第１ドリル孔の中に、またはフォークノーズ２６ｂの中に備えられた内腔３２を通って延びる。主噴射器本体１８は、噴射器本体１８の上に備えた環状溝の内部に位置するサークリップ３５を圧迫する締付けリング３４を支える。締付けリング３４の上部表面は、フォークノーズ２６ｂの下側と共に、リング３４と噴射器１４との間にクランプ／噴射器界面領域を画定する。締付けリング３４は、図示された噴射器本体１８からの分離部を形成するが、同じくそれ自体噴射器１８の統合部分を形成することもある。別の変形例では、サークリップ３５を除去してもよく、代わりに、噴射器本体１８は締付けリング３４が圧迫するための段またはその他の突出物を備えてもよい。

クランプ／噴射器界面領域は、減結合材料、好ましくはクランプ／シリンダ界面領域における減結合材料３０と同じ材料の試料１３０の形で、減結合部材を備え、こうして締付けリング３４とフォークノーズ２６ｂは互いに隔離される（すなわち、減結合材料１３０はフォークノーズと締付けリングとの間に挟まれる）。

締付けフォーク２６の中間区分２６ｃは、締付けボルト２８のステム２８ｂを受け入れるためのドリル孔または貫通内腔３６を備えているので、したがって、ボルトヘッド２８ａはドリル孔３６の一方の側を通じて突出し、ボルトステム２８ｂはドリル孔３６の他の側を通って突出する。ボルトヘッド２８ａの上部表面から離れたステム２８ｂの端部は、シリンダヘッド１０の上部表面に備えられたさらに別のドリル孔４０の中に延び、したがって、ボルト２８をドリル孔４０の中に締めると、締付け荷重はクランプ／噴射器界面領域において噴射器１４に加えられ、これらの部品を共に締め付ける。締付けボルトヘッド２８ａの上側と締付けフォーク２６の上部表面との間の界面領域（クランプ／ボルト界面領域と呼ばれる）はまた、減結合材料の試料２３０を備え、この試料２３０は締付けボルトヘッド２８ａを締付け部材２６から隔離するので、これら２つの部品は接触しない。ワッシャ（図示せず）もまた、従来の方式でクランプ／ボルト界面領域に備えられている。クランプ／ボルト界面領域における減結合材料の試料２３０が、クランプ／噴射器界面領域およびクランプ／シリンダ界面領域における試料１３０、３０と同じ材料であることは好ましい。

クランプ／噴射器界面領域、クランプ／シリンダ界面領域、およびクランプ／ボルト界面領域において備えられた減結合材料に加えて、減結合材料の試料３３０を、キャップナット２２とワッシャ２３との間の界面領域におけるキャップナット／ワッシャ界面領域に導入してもよい。噴射器１４をエンジン構造に取り付ける方式を図２に概略的に示す。

界面領域の各々に備えられた減結合材料は、可聴周波数において騒音伝達が低い材料であるように選択される。材料内の音声の速度が比較的低いいずれの材料でも、すなわち界面で接する構成部分と較べて密度が比較的高く剛性が比較的低いいずれの材料でも適している。減結合材料としては、すぐれた熱安定性、すぐれた耐摩損性、すぐれた耐クリープ性、およびすぐれた圧縮強さを有することが好ましい。例としては、金属繊維およびフェノール基質から作られた強化複合材料を使用してもよい（例えばブレーキパッド材料）。代替案として、細断カーボンファイバ充填ポリイミドまたはマンガン−銅合金を使用してもよい。

エンジン動作中は、圧電アクチュエータによって発生する高い機械的力と高い力切替え速度とによって、噴射器１４は妥当に高い度合いの可聴騒音を発生する。従来のエンジン機構では、この騒音は、締付け部材と噴射器との間の界面領域および／または噴射器とシリンダヘッドとの間の界面領域および／または締付け部材とシリンダヘッドとの間の界面領域を通じて伝達され、噴射器によって発生した騒音を、（例えば図２に示すように）シリンダヘッドを通じて主エンジン構造に伝播させる。しかし図１の取付け装置では、騒音の伝達は荷重経路における１つまたは複数の重要な界面領域、すなわちクランプ／噴射器界面領域、クランプ／シリンダ界面領域、クランプ／ボルト界面領域および／または噴射器／シリンダ界面領域における減結合材料の準備によって抑制される。こうして、噴射器によって発生する音声エネルギーの大部分が減結合材料によって吸収される。その上、振動の伝達が、噴射器、クランプ、およびシリンダ部品によって低下し、これらの部品は互いに物理的に隔離されている。

さまざまな界面における減結合材料は、噴射器１４をシリンダヘッド１０に取り付ける間に所望の個所に受け入れられる前もって作られた部片の形をとる。例えば、クランプ／ボルト界面およびクランプ／噴射器界面における減結合材料は、環状部材またはワッシャの形をとってもよい。クランプ／シリンダ界面における減結合材料の試料３０は、フォークヒール２６ａを位置付ける凹所を備えてもよく、または代替実施形態では、試料３０はそれ自体フォーク２６の統合部分を形成してもよい。

本出願人の同時係属中の欧州特許出願第０５２５５７３２．９号が図１の締付け装置を記載していることが注目される。

図２は、噴射器１４とエンジン構造１０との間のさまざまな取付けを図示する。図２に示すように（および先の図１に関して説明したように）、４つの主要界面領域、すなわちフォーク（２４）／噴射器（１４）界面５０、ボルト（２８）／シリンダヘッド（１０）界面５２、フォーク（２４）／シリンダヘッド（１０）界面５４、および噴射器（１４）／シリンダヘッド（１０）界面５６がある。４つの界面５０、５２、５４、５６の各々は、噴射器組立体全体にわたる騒音伝達を可能にする。

減衰材料３０、１３０、２３０、３３０の存在は、減衰材料を利用しない締付け装置と比較して騒音の発生を低減する助けとなる。しかし、エンジン構造からの騒音伝達はなお望ましからぬレベルになることもある。

圧電作動式の燃料噴射器では、騒音は２つの主機構、（ｉ）圧電素子のスタックの長さが印加電圧の変化と共に変化するので圧電素子自体から、および（ｉｉ）噴射器弁部材への圧電アクチュエータ装置の移動を伝達するための増幅器装置から発生する。

図３ａおよび３ｂは、上述の２つの騒音発生機構のためのさまざまな騒音伝達経路を図示する。

図３ａは、圧電素子の励振から生じる騒音伝達を示す。

最初にステップ６０において、圧電素子が励振される。この結果、圧電素子のスタックの内部に機械的応力波が生じる（ステップ６２）。ステップ６２からの応力波は、圧電素子を取り囲む燃料を通じて伝達されるか（ステップ６４）、または噴射器本体を振動させて（ステップ６８）騒音を発生させる（ステップ７０）噴射器内部の圧電素子の取付け点を介して伝達されるか（ステップ６６）のいずれかである。

図２に関連して注目されるように、騒音の伝播を可能にする多くの界面がある。ステップ７４では、騒音はフォーク／噴射器界面５０を介して伝播し、エンジンブロックにおいて騒音を発生させる。ステップ７６では、騒音はその他のさまざまな界面５２、５４、５６を介して伝播し、騒音を発生させる。

圧電励振によって発生する騒音は一般に６〜１２ｋＨｚの範囲にある。

図３ｂは、増幅器装置における変化から生じる騒音伝達を示す。圧電素子が励振されると（ステップ６０）、増幅器装置に作用する力は変化する（ステップ８０）。

噴射器ノズルは盲孔を備え、この盲孔の中でニードル弁または弁部材１２は滑動可能である。ニードル弁の端部は、盲孔の盲端部によって画定される弁座と係合可能で、ノズル本体１０に備えられた出口開口部（図示せず）を通じて燃料の分配を制御する。

増幅器手段は、圧電スタックにおける変化に応答してニードル弁を開閉させるために配置されている。ニードルの開閉（ステップ８２）によって起る衝撃は、噴射器組立体を通じて機械的応力波を伝達させる（ステップ８６）。音波もまた圧電スタックを通じて伝達されることになる（ステップ８４）。

ステップ８６からの機械的応力波は結果的に空中騒音８７となる。応力波もまた、先の図３ａに関して説明したように、噴射器取付け点を通じて伝達される（ステップ７２）。したがって、さらなる騒音７８が噴射器クランプ（７４）とシリンダヘッド（７６）との励振から生じる。

燃料噴射器内部の増幅器装置を介して発生する騒音は１〜６ｋＨｚの領域内にあることが注目される。

図４ａは、図１のものと類似の周知の噴射器取付け装置を示す。図１と図４の間で類似の機構には類似の番号を付けた。

図４ａは、主本体１８を有する噴射器１４を示す。噴射器１４は、締付け部材によってシリンダヘッド（図４ａには図示せず）の中に取り付けられ、締付け部材の一端部２６ｂが図に示されている。ワッシャ２３が、噴射器１４とシリンダブロックとの間に界面を提供する。締付けリング３４が噴射器本体１８にもたれかかって噴射器１４を締付け手段２６に固着する。

上に注目されるように、エンジンブロックの中で騒音を発生させて伝達することができる多くの機構がある。噴射器と噴射器取付け組立体の振動は、騒音を発生することができる１つの方法である。

図４ｂは、エンジンの使用中に発達することのある噴射器本体１８の振動の可能なモード１００の一例である。振動モード１００を、解り易くするために図４ａの噴射器１４から水平方向に変位させて示す。

図示した振動モード１００はいくつかの振動節１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃといくつかの振動波腹１０４ａ、１０４ｂとを含む。

締付けリング３４はこの振動モードに関しては最適化された位置にはなく、したがってエンジンの動作中に振動によって発生した力を受けることが理解できる。

本発明は、締付けリングの取付け点を、これが噴射器本体１８の振動節に位置するように最適化することを模索するものである。

図４ｃは、本発明による締付けリング１０６を示す。締付けリング１０６は、締付けリング３４と輪郭が似ている上部分１０８を含む。上部分１０８によって締付けリングを締付け手段２６に連結することができる。

締付けリング１０６は、使用中は噴射器本体１８の表面を覆って延びる延長スリーブ部分１１０をさらに含む。リング１０６の底部分１１２は、振動モード１００の振動節１０２ｂと同じ位置に位置する。したがって、噴射器１４は振動節の位置においてリング１０６によって締め付けられる。

使用中は、延長締付けリング１０６は、締付け手段と噴射器との間の伝達騒音を最小限に抑える。

図４ｂは、単一の振動モードのみを示している。実際は、複数の振動モードがあり、主要振動モードを従来の調和モード振動解析技法によって決定することができる。締付けリング１０６を、この主要振動モードの振動節において噴射器本体を締め付けるために設計することができる。

図５ａ〜５ｅは、本発明の別の態様の実施形態を概略的に示すもので、この場合、主噴射器本体１８の外側輪郭は、エンジン内の騒音の伝達を減少するように変更されている。

図５ａおよび５ｂに関しては、図５ａおよび５ｂの左側は、本発明の一実施形態による噴射器本体の輪郭を示している。これらの図の各々の右側は、比較のため（図１および４ａに示すような）周知の噴射器の輪郭を示す。

先の図と同様な機構を示すのには同様な番号が使用されている。

図５ａは、本発明の一態様の一実施形態を示し、噴射器１４の本体１８の外側輪郭１２０はいくつかの段１２２を含む。これらの段状部分は噴射器のモード応答を解散し、振動エネルギーをより広い振動数範囲に分布させる。

図５ｂに、本発明の一態様による噴射器１４の代替輪郭を示す。この実施例における噴射器本体１２４は、締付け端部１２５ｂと比較して噴射器本体のノズル端部１２５ａにおいてより狭くなるように、先細になっている。噴射器本体の正規の輪郭を点線１２６によって示す。

図５ｃに、本発明の一態様による噴射器の別の代替輪郭を示す。この実施例では、噴射器本体はいくつかの平坦領域１２８を含む。

図５ｄに、本発明の一態様による噴射器のさらに別の代替輪郭を示す。図５ｄにおける噴射器本体１８の外側輪郭は非円形断面を有する。これを線Ａ−Ａに沿った断面で明確に見ることができる。外部輪郭１３１は非円形である。噴射器本体の内腔１３２は円状である。

図５ｅに、本発明の一態様による噴射器のさらに別の代替輪郭を示す。この実施例では、噴射器本体は、その外側輪郭に多くの溝１３４を備えている。好ましい一実施形態では、溝１３４は噴射器本体の外側輪郭の上に不規則な間隔で存在する。代替案として、噴射器本体は多くの隆起部を備えてもよい。

図５ａ〜５ｅの各々において、噴射器の本体の外側輪郭は、噴射器のモード応答が図１に示す噴射器のモード応答と比較してより広い振動数範囲に中に解散されるように変更されている。図５ａ〜５ｅの噴射器は、図１に示す周知の噴射器設計よりも音響的に不完全で、振動などから生じるエネルギーを消散させる。

上に説明した実施形態のさまざまな変更も可能であると共に、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲の中に含まれることは理解されよう。例えば、減結合材料を各界面位置に備える必要はなく、騒音伝達の適切な減少を、この材料をただ１つか２つの位置に備えることによって達成してもよい。当技術分野の当業者には周知のように、噴射器のためのその他の取付け装置も考えられ、本発明による減結合材料の使用をこれらの装置にも同じく適用できることは理解されよう。

図５ａ〜５ｅに関連して説明した実施形態を、図４ｃの実施形態と組み合わせて提供してもよく、または代わりに周知の締付けリング装置と共に使用してもよいことも注目される。

従来の技術の装置による周知の噴射器取付け装置の概略図である。 図１における、噴射器、エンジンシリンダヘッド、および取付け装置のための締付け装置の間の、可能な騒音伝達経路を示す概略図である。 図１の締付け装置に関する騒音発生機構を図示する流れ図である。 図２の伝達経路に関する騒音発生機構を図示する流れ図である。 図４ａは噴射器取付け装置に存在する周知の締付けリング位置の一例を示す概略図である。

図４ｂは図４ａの取付け装置によって使用する場合に経験する典型的な振動モードを示す図である。

図４ｃは本発明の一実施形態による取付け装置を示す概略図である。
本発明の別の態様を示す概略図である。 本発明のさらに別の態様を示す概略図である。 本発明のさらに別の態様を示す概略図である。 本発明のさらに別の態様を示す概略図である。 本発明のさらに別の態様を示す概略図である。

符号の説明

１０ エンジンシリンダヘッド
１２ エンジン燃焼空間
１４ 燃料噴射器
１６ 開口部または内腔
１８ 噴射器本体
２０ 噴射ノズル
２２ キャップナット
２３ ワッシャ
２４ 締付け装置
２６ 締付け部材、締付け手段
２６ａ フォークヒール
２６ｂ フォークヒール
２６ｃ 中間部分
２８ 締付けボルト
２８ａ ボルトヘッド
２８ｂ ステム
３０ 減結合部材の試料
３２ 内腔
３４ 締付けリング
３５ サークリップ
４０ ドリル孔
５０ フォーク（２４）／噴射器（１４）界面
５２ ボルト（２８）／シリンダヘッド（１０）界面
５４ フォーク（２４）／シリンダヘッド（１０）界面
５６ 噴射器（１４）／シリンダヘッド（１０）界面
１００ 振動モード
１０２ 振動節
１０４ 振動波腹
１０６ 締付けリング
１０８ 締付けリング３４の上部分
１１０ 延長スリーブ部分
１１２ リング１０６の底部分
１２０ 噴射器１４の本体１８の外側輪郭
１２２ 段
１２４ 噴射器本体
１２５ａ 噴射器本体のノズル端部
１２５ｂ 締付け端部
１２６ 噴射器本体の正規の輪郭を示す点線
１２８ 平坦領域
１３０ 減結合材料、減結合材料の試料
１３１ 外部輪郭
１３２ 噴射器本体の内腔
１３４ 溝
２３０ 減結合材料、減結合材料の試料
３３０ 減結合材料、減結合材料の試料

Claims (12)

1. エンジンの中で使用するための噴射器取付け装置であって、
   １つまたは複数の共振振動モードを有する燃料噴射器（１４）と、
   エンジンシリンダハウジング（１０）と、
   前記噴射器（１４）を前記シリンダハウジング（１０）に締め付けるように前記噴射器（１４）に締付け荷重を加えるための締付け部材（２６）を含む締付け装置（２４）と
   を含み、
   前記締付け荷重は、噴射器（１４）によって発生した騒音の前記シリンダハウジング（１０）への伝達を低減するかまたは実質的に防止するように、前記燃料噴射器（１４）の前記１つまたは複数の振動モードの１つの振動節において、または実質的にこの振動節において加えられ、前記締付け部材（２６）が、前記燃料噴射器の一部を覆って延びる締付けスリーブ（１１０）を通じて、前記締付け荷重を前記噴射器に加える、
   噴射器取付け装置。
2. 使用中の前記燃料噴射器が主要振動モードを有し、前記締付け荷重が前記主要振動モードの振動節（１０２ｂ）に加えられる請求項１に記載の噴射器取付け装置。
3. 前記締付け部材（２６）が前記噴射器の一端部に位置し、前記締付けスリーブ（１１０）が前記締付け部材から前記振動節へ延びている請求項１に記載の噴射器取付け装置。
4. 前記噴射器が、燃料の噴射を制御するためのアクチュエータ装置を含む請求項１から３のいずれかに記載の噴射器取付け装置。
5. 前記噴射器が、噴射器本体（１８）と、前記噴射器本体の第１端部に配置された先端領域と、前記締付け装置から前記締付け荷重を受け入れるための締付け領域とを含む請求項１から４のいずれかに記載の噴射器取付け装置。
6. 前記噴射器本体がその外側表面に複数の不連続部を有する請求項５に記載の噴射器取付け装置。
7. 前記噴射器本体がその外側表面に複数の段部分（１２２）を有する請求項５または６に記載の噴射器取付け装置。
8. 前記噴射器本体が非円形断面（１３１）を有する請求項５から７のいずれかに記載の噴射器取付け装置。
9. 前記噴射器本体がその外側表面に複数の溝（１３４）または隆起部を含む請求項５から８のいずれかに記載の噴射器取付け装置。
10. 前記噴射器本体が実質的に細長く、前記噴射器本体の外側表面がその細長い長さに沿って先細である（１２４）請求項５から９のいずれかに記載の噴射器取付け装置。
11. 前記締付け装置と前記シリンダハウジングとの間の界面、および前記締付け装置と前記噴射器との間の界面の少なくとも１つの間に減結合材料（３０、１３０）が備えられて、前記締付け部材を前記シリンダハウジングから、および前記締付け部材を前記噴射器から減結合し、あるいは前記締付け部材を前記シリンダハウジングから、または前記締付け部材を前記噴射器から減結合し、こうして噴射器によって発生する騒音の前記シリンダハウジングへの伝達を低減するかまたは実質的に防止する請求項１から１０のいずれかに記載の噴射器取付け装置。
12. 前記減結合材料が実質的に、金属充填フェノール樹脂、カーボンファイバ充填ポリイミド、マンガン−銅合金、または高級充填プラスチックの１つから形成される請求項１１に記載の噴射器取付け装置。

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