JP6968977B2 - 燃料噴射弁 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の前提部分に記載の燃料噴射器に関する。

図１は、従来技術により知られている燃料噴射装置の一例を示しており、燃料噴射装置の流入接続管は、エラストマーからなる既知のシールリングによって、燃料分配管路の収容カップに対してシールされている。燃料噴射装置は、混合気圧縮火花点火式の内燃機関の燃料噴射システムで使用するために特に適している。このような燃料噴射弁は、多数知られており、例えばドイツ特許出願公開第１０３５９２９９号明細書が挙げられる。

請求項１に記載の特徴を有する本発明による燃料噴射弁は、流入管に配置された半径方向支持ディスクを燃料分配管路の接続管の収容開口に差し込むことによって燃料噴射弁の流入管が紛失されないようにあらかじめ組立て可能であるという利点を有する。

燃料噴射弁をシリンダヘッドの収容孔に組み込むことができるようにするためには、これらの燃料噴射弁を、通常はエンジン又は車両の製造業者に組立てのために供給する必要がある。このような供給は、有利には、小型の構成ユニット、いわゆる「燃料チャージアセンブリ」の形式で行われ、この燃料チャージアセンブリは、燃料分配管路と、既に収容開口内にあらかじめ組み立てられた燃料噴射弁とからなる。燃料噴射弁がまだ最終位置にない燃料分配管路にあらかじめ組み付けられた後に燃料噴射弁がシリンダヘッドに取り付けられるまで、燃料噴射弁が燃料ヘッドに紛失されることなしに留まることが有利に保証されている。

特に有利には、あらかじめ組み立てられた状態で紛失を防止する機能に加えて、半径方向支持ディスクは、最終組立までの燃料チャージアセンブリの全般的な運搬時に燃料噴射弁の不都合な傾斜又は揺動を半径方向支持によって効果的に防止することも保証する。

請求項１に記載した燃料噴射弁の有利なさらなる構成及び改良が従属請求項に記載した手段によって可能である。

有利には、半径方向支持ディスクは、流れ方向に見て、流入管に取り付けられたシールリングの前方で流入管の端部カラーに配置されている。このように半径方向支持ディスクは燃料噴射弁の流入管に極めて簡単かつ安価に取り付けることができる。半径方向支持ディスクの周にわたって分配され、本体リングから半径方向内側に突出し、端部カラーを上方又は下方から把持する複数のラグによって、燃料噴射弁の流入管に沿って半径方向支持板が軸線方向にスリップすることが防止される。燃料噴射弁がまだ接続管の収容開口に取り付けられていない場合には、半径方向支持ディスクは、依然として、流入管の端部カラーにおいて周方向に回転することができる。

特に有利には、半径方向支持ディスクは外周に、半径方向にさらに外側に突出した押圧領域と半径方向に後退した領域とを交互に有し、押圧領域のみが収容開口の内径よりも大きい外径に基づいて接続管による圧力を受ける。

半径方向支持ディスクは、理想的には、構成要素の高さ全体にわたって軸線方向に延在するスリットを有し、このスリットを介して、半径方向支持ディスクを、可撓性に基づいて燃料噴射弁に特に容易に取り付けることができ、許容差を補償することができる。

半径方向支持ディスクは、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＯＭなどのプラスチック、又はアルミニウムなどの金属からなる薄い小型のディスクとして構成されている。

本発明による半径方向支持ディスクは、円錐状の部分を有する流入管を備える燃料噴射弁の紛失を防止するために特に適している。

本発明の実施形態を図面に概略的に示し、以下に詳細に説明する。

公知の実施形態における燃料噴射装置を示す部分図である。 燃料分配管路の収容開口の領域における第１の油圧接続部を示す図である。 燃料分配管路の収容開口の領域における第２の油圧接続部を示す図である。 図３に示した流入管の円錐状に延在する壁に作用する半径方向の力の概略的な力分布を示す図である。 本発明による半径方向支持ディスクを有する燃料分配管路の収容開口の領域の油圧接続部を示す図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った半径方向支持ディスクの概略的な断面図である。 本発明による半径方向支持ディスクの第１の実施形態を示す斜視図である。 本発明による半径方向支持ディスクの第２の実施形態を示す斜視図である。

本発明を理解するために、図１を参照して燃料噴射装置の公知の実施形態を以下に詳細に説明する。図１は、混合気圧縮火花点火式の内燃機関の燃料噴射システム用の噴射弁１の形式の弁を例示的な一実施形態として側面図で示す。燃料噴射弁１は燃料噴射装置の一部である。燃料噴射弁１は、内燃機関の燃焼室２５に燃料を直接に噴射するための直接噴射式の燃料噴射弁として構成されており、下流側の端部によってシリンダヘッド９の収容孔２０内に組み込まれている。特にテフロン（登録商標）からなるシールリング２は、シリンダヘッド９の収容孔２０の壁に対する燃料噴射弁１の最適なシールを保証する。

弁ケーシング２２の段部２１、すなわち支持要素１９（図１）の下端面２１と、例えば、収容孔２０の縦延在方向に対して直角に延在する、収容孔２０のショルダ２３との間には中間要素２４が挿入されており、中間要素２４は、例えば、減衰要素又は分離要素としての役割を果たす。このような中間要素２４によって、製造許容差及び組立許容差も補償され、燃料噴射弁１がわずかに傾斜している場合にも横方向の力がかからない支承が保証される。

燃料噴射弁１は、流入側の端部３に、燃料分配管路４との差込接続部を有し、この差込接続部は、断面図で示す燃料分配管路４の接続管（レールカップ）６と燃料噴射弁１の流入管７との間にシールリング５によってシールされている。燃料噴射弁１は、燃料分配管路４の接続管６の収容開口１２に押し込まれている。接続管６は、例えば、実際の燃料分配管路４から一体的に出ており、収容開口１２の上流側により小さい直径の流体開口１５を有し、この流体開口を介して流体が燃料噴射弁１に到達する。燃料噴射器１は、燃料噴射器１を操作するための電気接点のための電気接続コネクタ８を有する。

電気接続コネクタ８は、対応する電気接続部を介してアクチュエータ（図示しない）に接続されており、アクチュエータの励起によって、弁ニードルの持ち上げ運動を達成することができ、これにより弁座面と共に封止座を形成する弁閉鎖体の操作が可能になる。これらの構成要素は明示的には示されておらず、周知のいずれの構成を有していてもよい。アクチュエータは、例えば、電磁的、圧電的、又は磁歪的に作動することができる。

燃料噴射弁１と燃料分配管路４とを半径方向の力なしに互いに間隔をおいて配置し、かつ燃料噴射弁１をシリンダヘッド９の収容孔２０内に押さえて保持するために、燃料噴射弁１と接続管６との間に押さえ装置１０が設けられている。押さえ装置１０は、ブラケット状の部品として、例えば、打抜き曲げ部品として構成されている。押さえ装置１０は、部分的にリング状のベース要素１１を有し、このベース要素から押さえブラケット１３が折り曲げられて延在しており、この押さえブラケット１３は、組み込まれた状態で燃料分配管路４の接続管６の下流側の端面１４に当接している。

燃料噴射弁１をシリンダヘッド９の収容孔２０に組み込むことができるようにするために、これらの燃料噴射弁は、通常、組立てのためにエンジン又は車両製造業者に供給する必要がある。この供給は、有利には、小型の構成ユニット、いわゆる「燃料チャージアセンブリ」の形式で行われ、この燃料チャージアセンブリは、燃料分配管路４と、既に収容開口１２内であらかじめ組み立てられた燃料噴射弁１とからなる。燃料噴射弁１は、あらかじめ組み立てた後にシリンダヘッド９に取り付けられるまで、燃料分配管路４に紛失されないように留まることが保証される必要がある。燃料チャージアセンブリがエンジン組立てのために顧客に配送されるあらかじめ組み立てられた状態では、燃料噴射弁１は、まだ収容開口１２の最終位置にはなく、押さえ装置１０がまだ締め付けられていないことに基づいて、最終組立位置よりもさらに収容開口１２から突出している。

本発明の課題は、あらかじめの組立から最終組立までの全てのプロセスにおいて、燃料噴射弁１が安全かつ確実に燃料分配管路４の収容開口１２内に留まることを確実にすることである。搬送中、車両製造業者による前組立及び最終組立時に燃料チャージアセンブリを取り扱う場合の振動もしくは加速度及び力作用によって、燃料噴射弁１が燃料分配管路４の収容開口１２から意図せずに落下する危険性が生じる様々な原因があり、このことが本発明によれば完全に排除される。

図２及び図３は、燃料分配管路４の収容開口１２の領域に設けられた油圧接続部を示しており、図２に示した構造は図１の構造と同じである。この実施形態では、燃料噴射弁１の流入管７は円筒形に構成されている。シールリング５は、収容開口１２の内壁と流入管路７との間に締め付けられている。さらに、シールリング５の下方には、例えば流入管７の肩部２６に支持された支持リング２５が設けられている。燃料噴射弁１は支持リング２５を介して半径方向に支持されている。このようにしてシールリング５のスリップが防止されている。この場合、シールリング５の圧力は影響を受けない。

図２の燃料分配管路４の収容開口部１２の領域に設けられた油圧接続部の構成とは異なり、図３に示す燃料噴射弁１の流入管７には円錐形の部分が設けられており、この部分は、同様に円錐形の内側開口を有する支持リング２５によって、及び部分的にはシールリング５によって取り囲まれている。軸線方向の力成分（図４の概略図を参照）を含む、流入管７の円錐状の壁における半径方向の力の力分布に基づいて、支持リング２５の軸線方向の力がシールリング５の変位力よりも大きい場合には、シールリング５が円錐部分から上方へ一方側でスリップする危険性がある。このスリップは、シールリング５の圧力の低下に伴って起こる場合がある。運搬中に燃料噴射弁１が振動又は揺動した場合にはこのようなことが収容開口１２の内壁の周にわたって異なる側で交互に起こる可能性があり、これにより、燃料噴射弁１が収容開口１２内で緩む危険性がある。

図５は、本発明による第１の燃料噴射弁１を備える燃料噴射装置を部分的に示している。燃料噴射弁１のこの実施形態では、燃料噴射弁１は紛失を防止するために流入側端部３の端部カラー２９の領域に本発明による半径方向支持ディスク３０を有する。半径方向支持ディスク３０は、プラスチック（例えばＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＯＭ）又は金属（例えばアルミ）からなっていてもよい、薄いが小型のディスクとして構成されている。半径方向支持ディスク３０は、例えば、補助マンドレルを介して上方から軸線方向に燃料噴射弁１に取り付けられている。代替的に、半径方向支持ディスク３０は、拡張グリッパ又は同様の工具を用いて取り付けることができる。この場合には、半径方向支持ディスク３０は、流れ方向で見てシールリング５の前方に配置されている。

図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った半径方向支持ディスク３０の簡略化した断面図を示す。とりわけ、この図は、半径方向支持ディスク３０が外周に、半径方向外側に突出する押圧領域３１と半径方向に後退した領域３２とを交互に有することを明らかにすることを意図している。

本発明による半径方向支持ディスク３０の第１の実施形態が、図７に斜視図で示されている。半径方向支持ディスク３０は平坦な上部及び下部を有する。半径方向支持ディスク３０の幾何学的形状は、本体リングから半径方向内側に突出する複数のラグ３３、３４が周にわたって形成されることによって優れている。この場合、半径方向支持ディスク３０の上部から突出した複数のラグ３３が形成されており、半径方向支持ディスク３０の下部から半径方向内側に突出するさらなるラグ３４が設けられている。図７に示すように、ラグ３３及び３４は、周方向に見て互いに対してずらして形成されている。ラグ３３、３４は、垂直すなわち軸平行に延在するか、又は傾斜して延在するか、又は理想的には図７から分かるように、垂直方向の境界面から出た斜面を有する。ラグ３３、３４は、流入管７の端部カラー２９の既存の幾何学的形状に形成されたアンダーカットにより、半径方向支持ディスク３０が流入管７に安全かつ確実に留まるようにする。上部のラグ３３は、対応する組立力を吸収できる必要がある。さらにラグ３３は、作動時及びシステムが初めて充填される場合に上部で油圧による力を吸収することができなければならない。下部のラグ３４は、（それぞれの燃料で使用期間にわたる経年劣化に後）適切な取外し力を吸収できる必要がある。

図７に示す実施形態では、半径方向支持ディスク３０には、第１の軸線方向部分では垂直に延在し、第２の軸方向部分では斜めに傾いたスリット３５が設けられている。この実施形態は、半径方向支持ディスク３０を互いにひっかかることのないバルク品として取り扱うことができるので、特に有利である。スリット３５は、連続的に斜めに傾いて延在していてもよい。半径方向支持ディスク３０の材料が十分に弾性的である場合には、スリット３５を完全に省略することもできる。一般に、半径方向支持ディスク３０のスリット３５は組立て上の理由から必要となる。半径方向支持ディスク３０の材料はスリットを設けられていない実施形態よりも著しく低い延伸負荷にしかさらされていないので、スリット３５によって半径方向支持ディスク３０を流入管７の端部カラー２９に極めて簡単に取り付けることができる。

半径方向支持ディスク３０は、半径方向に最も外側に突出した押圧領域３１に、燃料分配管路４の収容開口１２の内径よりも大きい外径を有している。この場合で、半径方向支持ディスク３０は、収容開口１２内に燃料噴射弁１をあらかじめ組み立てる場合に、圧力下で挿入され、スリット３５によって組立ては容易になり、許容差を補償することが可能になる。図示の例示的な実施形態では、押圧領域３１は、構成要素の高さの一部のみにわたって、ここでは構成要素の高さの下半分のみにわたって延在している。半径方向に後退した領域３２は、最初に燃料を充填する場合に流入管７の縁部カラー２９によって下方へ湾曲され、シーリング５を押圧することを防止する貫流ポケットを形成している。

本発明による半径方向支持ディスク３０の第２の実施形態が図８に斜視図で示されている。垂直方向に延在するスリット３５が設けられており、押圧領域３１が構成要素の高さ全体にわたって延在しており、スリット３５が半径方向に後退した３つの領域３２のうちの１つに偏心して配置されていることにより、この半径方向支持ディスク３０は図７による半径方向支持ディスク３０とは異なる。

図７及び図８の半径方向支持ディスク３０に示された幾何学的な個々の特徴は、いつでも互いに組み合わせることができる。

Claims (10)

1. 特に内燃機関の燃焼室内に燃料を直接に噴射するための、内燃機関の燃料噴射システムのための燃料噴射弁（１）であって、
   励起されることによって弁ニードルのストローク運動を可能にし、これにより、弁座面と共にシール座を形成する弁閉鎖体の作動が可能になるアクチュエータと、
   燃料供給のための流入側の流入管（７）と
   を備える燃料噴射弁（１）において、
   流入管（７）の流入側端部に、燃料噴射弁（１）の紛失を防止するための半径方向支持ディスク（３０）が、組み立てられた状態で配置され、
   前記流入管（７）の流入側端部（３）に端部カラー（２９）が形成されており、該端部カラー（２９）を前記半径方向支持ディスク（３０）が少なくとも部分的に上方又は下方から把持し、
   前記半径方向支持ディスク（３０）に、本体リングから径方向内側に突出し前記端部カラー（２９）を把持する複数のラグ（３３、３４）が周方向に分配して形成されていることを特徴とする燃料噴射弁（１）。
2. 請求項１に記載の燃料噴射弁において、
   前記流入管（７）に、該流入管を取り囲むシールリング（５）が設けられており、前記半径方向支持ディスク（３０）が、流れ方向に見て、シールリング（５）の前方に配置されている燃料噴射弁。
3. 請求項１又は２に記載の燃料噴射弁において、
   前記半径方向支持ディスク（３０）の上部から突出した複数のラグ（３３）が形成されており、半径方向支持ディスク（３０）の下部から突出し、半径方向内側に突出するさらなるラグ（３４）が設けられている燃料噴射弁。
4. 請求項３に記載の燃料噴射弁において、
   前記２つの平面のラグ（３３、３４）が、周方向に見て互いにずらして形成されている燃料噴射弁。
5. 請求項１から４までにいずれか１項に記載の燃料噴射弁において、
   前記半径方向支持ディスク（３０）が、外周に、半径方向にさらに外側に突出した押圧領域（３１）と半径方向に後退した領域（３２）とを交互に有する燃料噴射弁。
6. 請求項５に記載の燃料噴射弁において、
   前記半径方向支持ディスク（３０）の前記押圧領域（３１）が、構成要素の高さの一部にわたって、又は構成要素の高さ全体にわたって延在する燃料噴射弁。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁において、
   前記半径方向支持ディスク（３０）が、構成要素の高さ全体にわたって軸線方向に延在するスリット（３５）によって中断されている燃料噴射弁。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁において、
   前記半径方向支持ディスク（３０）が、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＯＭ、又はアルミニウム等の金属からなっている薄い小型のディスクとして構成されている燃料噴射弁。
9. 請求項１から８までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁において、
   前記流入管（７）が円錐状の部分を備える燃料噴射弁。
10. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の燃料噴射弁（１）を有する燃料噴射装置において、
    燃料分配管路（４）が、燃料噴射弁（１）のための収容開口（１２）を有する少なくとも１つの接続管（６）を備え、燃料噴射弁（１）の流入管（７）が、半径方向支持ディスク（３０）を収容開口（１２）内に圧入することによって、紛失を防止してあらかじめ組立て可能であることを特徴とする燃料噴射装置。

Images