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技術 内燃機関の燃料供給システムのためのインジェクタと燃料供給システム

出願人 マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー
発明者 シュテファン・ケルンフェルナー・ウェーレハラルト・ヴェレンケッターアンドレアス・パンパスヨーゼフ・フィッシャー
出願日 2014年8月7日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2014-161095
公開日 2015年2月19日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-034549
状態 特許登録済
技術分野 燃料噴射装置
主要キーワード 材料接続 供給インジェクタ 材料接続的 蓄圧システム 回転摩擦圧接 シーリング面 貯蔵容積 船舶用ディーゼル
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課題

わずかな手間で製造され得かつ組み立てられ得る、燃料供給システムのための新式インジェクタを提供すること。

解決手段

内燃機関の燃料供給システムすなわち大型ディーゼル内燃機関あるいは船舶用ディーゼル内燃機関のコモンレール燃料供給システムのための、ノズル体(2)と貯蔵体(4)と貯蔵閉鎖体(5)とを有するインジェクタ(1)であって、ノズル体(2)は内燃機関のシリンダ内への燃料噴射に使われ、貯蔵体(4)はインジェクタ個別燃料貯蔵容積を与えるのに使われ、貯蔵閉鎖体(5)はノズル体(2)の反対側に位置する側面で貯蔵体(4)を閉じ、貯蔵体(4)と貯蔵閉鎖体(5)とは互いに材料接続様式で接合されている。

概要

背景

特許文献1は、内燃機関つまり重油運転される、船舶用の多気筒ディーゼル内燃機関を開示しており、各シリンダは、コモンレール燃料供給システムインジェクタが配設されている。インジェクタによって、燃料は、内燃機関のシリンダの各々に噴射され得る。特許文献1に記載のコモンレール燃料供給システムは、コモンレール燃料噴射システム低圧領域からコモンレール燃料噴射システムの高圧領域に燃料を運ぶために複数の高圧ポンプを備えるポンプ装置を備え、ポンプ装置とインジェクタとの間の高圧領域には、常に高圧下にある蓄圧システムが備わっている。特許文献1に記載の、コモンレールとも呼ばれる、常に高圧下にある蓄圧システムは、複数の貯蔵ユニットを備え、同様に常に高圧下にある高圧燃料管を介してポンプ装置に接合されている。さらに蓄圧システムは、噴射サイクルに応じて時折高圧下にある高圧燃料管を介してインジェクタに接合されている。噴射サイクルに応じて時折高圧下にあり、かつインジェクタを蓄圧システムに接合する高圧燃料管は、噴射サイクルに応じてインジェクタに燃料を送り込む換要素が配設されている。

大型ディーゼル内燃機関あるいは船舶用ディーゼル内燃機関の場合には、燃料供給システムのインジェクタと燃料供給システムの蓄圧システムとの間の空間距離が比較的大きくなりかねず、それゆえ、噴射サイクルに応じて時折高圧下にありかつインジェクタを蓄圧システムに接合する高圧燃料管は、比較的長く作られかねないので、内燃機関のシリンダ内に燃料を実際に噴射するのに使われるノズル体に加えて、インジェクタに個別の燃料貯蔵容積を与える貯蔵体を備えるインジェクタはすでに、圧力損失を減少させることで知られている。この場合の貯蔵体は、貯蔵閉鎖体によって閉じられている。

貯蔵体と貯蔵閉鎖体とを有する実践から知られるインジェクタの場合には、貯蔵体は保持体と接合され、貯蔵体は貯蔵閉鎖体と接合され、保持体はノズル体と接合され、いずれの場合も取り外し可能に、ネジ接合を介して接合されている。複数のコンポーネントを互いに螺合することによって、一方では組立ての手間が増え、他方では燃料供給システムの密封性を確保するためにネジ接合は高圧に耐えなくてはならず、その結果としてシーリングの手間が増える。

概要

わずかな手間で製造され得かつ組み立てられ得る、燃料供給システムのための新式のインジェクタを提供すること。内燃機関の燃料供給システムすなわち大型ディーゼル内燃機関あるいは船舶用ディーゼル内燃機関のコモンレール燃料供給システムのための、ノズル体(2)と貯蔵体(4)と貯蔵閉鎖体(5)とを有するインジェクタ(1)であって、ノズル体(2)は内燃機関のシリンダ内への燃料噴射に使われ、貯蔵体(4)はインジェクタ個別燃料貯蔵容積を与えるのに使われ、貯蔵閉鎖体(5)はノズル体(2)の反対側に位置する側面で貯蔵体(4)を閉じ、貯蔵体(4)と貯蔵閉鎖体(5)とは互いに材料接続様式で接合されている。

目的

独国特許第10157135号明細書






以上のことから、本願発明は、わずかな手間で製造され得かつ組み立てられ得る、燃料供給システムのための新式のインジェクタを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

内燃機関燃料供給システムのための、すなわち大型ディーゼル内燃機関あるいは船舶用ディーゼル内燃機関のコモンレール燃料供給システムのための、ノズル体(2、12)と貯蔵体(4、14)と貯蔵閉鎖体(5、15)とを有するインジェクタ(1、11)であって、前記ノズル体(2、12)は内燃機関のシリンダ内への燃料噴射に使われ、前記貯蔵体(4、14)はインジェクタ個別燃料貯蔵容積を与えるのに使われ、前記貯蔵閉鎖体(5、15)は前記ノズル体(2、12)の反対側に位置する側面で前記貯蔵体(4、14)を閉じる、インジェクタ(1、11)において、前記貯蔵体(4、14)と前記貯蔵閉鎖体(5、15)とは互いに材料接続様式で接合されていることを特徴とするインジェクタ。

請求項2

前記貯蔵体(4、14)と前記貯蔵閉鎖体(5、15)とは、溶接接合(7、17)によって互いに材料接続様式で接合されていることを特徴とする請求項1に記載のインジェクタ。

請求項3

前記貯蔵体(4、14)と前記貯蔵閉鎖体(5、15)とは、摩擦圧接特に回転摩擦圧接によって、材料接続様式で接合されていることを特徴とする請求項2に記載のインジェクタ。

請求項4

保持体(3、13)であって、前記ノズル体(2、12)が前記保持体(3、13)の第1側面と係合し、前記貯蔵体(4、14)が前記保持体(3、13)の第2側面と係合し、前記貯蔵閉鎖体(5、15)が前記保持体(3、13)の反対側に位置する側面で前記貯蔵体を閉じ、前記保持体(3、13)と前記ノズル体(2、12)とは取り外し可能に互いに接合されている、保持体(3、13)を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインジェクタ。

請求項5

前記保持体(3、13)と前記ノズル体(2、12)とは、ネジ接合(9、19)によって互いに接合されていることを特徴とする請求項4に記載のインジェクタ。

請求項6

蓄圧システムを起点として前記インジェクタ(11)の方向に燃料を誘導するのに使われる前記燃料供給システムの高圧燃料管(16)は、頂部供給インジェクタを形成することを条件として前記貯蔵閉鎖体(15)と係合することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のインジェクタ。

請求項7

前記高圧燃料管(16)は、特にネジ接合(20)によって前記貯蔵閉鎖体(15)に取り外し可能に接合されていることを特徴とする請求項6に記載のインジェクタ。

請求項8

前記保持体(13)と前記貯蔵体(14)とは、特に溶接接合(18)によって材料接続様式で接合されていることを特徴とする請求項6あるいは7に記載のインジェクタ。

請求項9

蓄圧システムを起点として前記インジェクタ(1)の方向に燃料を誘導するのに使われる前記燃料供給システムの高圧燃料管(6)は、側面供給インジェクタを形成することを条件として前記保持体(3)と係合することを特徴とする請求項4あるいは5に記載のインジェクタ。

請求項10

前記保持体(3)と前記貯蔵体(4)とは、特にネジ接合(8)によって取り外し可能に接合されており、同様に前記高圧燃料管(6)は、特にネジ接合(10)によって取り外し可能に接合されていることを特徴とする請求項9に記載のインジェクタ。

請求項11

低圧領域を有する燃料供給システム、すなわち大型ディーゼル内燃機関あるいは船舶用ディーゼル内燃機関のコモンレール燃料供給システムであって、該燃料供給システムの前記低圧領域から該燃料供給システムの高圧領域に燃料を運ぶために少なくとも1つの高圧ポンプを備えるポンプ装置を有し、該ポンプ装置とシリンダに配設されたインジェクタとの間の前記高圧領域には、常に高圧下にある、少なくとも1つの貯蔵ユニットを備える蓄圧システムが備わっており、該蓄圧システムは、同様に常に高圧下にある少なくとも1つの高圧燃料管を介して前記ポンプ装置に接合されており、前記蓄圧システムは、噴射サイクルに応じて時折高圧下にある高圧燃料管を介して前記インジェクタに接合されている燃料供給システムにおいて、前記インジェクタ(1、11)は、請求項1から10のいずれか1項に従って設計されていることを特徴とする燃料供給システム。

技術分野

0001

本発明は、請求項1のおいて書きに記載の内燃機関燃料供給システムのためのインジェクタに関する。さらに本発明は、請求項11のおいて書きに記載の内燃機関の燃料供給システムに関する。

背景技術

0002

特許文献1は、内燃機関つまり重油運転される、船舶用の多気筒ディーゼル内燃機関を開示しており、各シリンダは、コモンレール燃料供給システムのインジェクタが配設されている。インジェクタによって、燃料は、内燃機関のシリンダの各々に噴射され得る。特許文献1に記載のコモンレール燃料供給システムは、コモンレール燃料噴射システム低圧領域からコモンレール燃料噴射システムの高圧領域に燃料を運ぶために複数の高圧ポンプを備えるポンプ装置を備え、ポンプ装置とインジェクタとの間の高圧領域には、常に高圧下にある蓄圧システムが備わっている。特許文献1に記載の、コモンレールとも呼ばれる、常に高圧下にある蓄圧システムは、複数の貯蔵ユニットを備え、同様に常に高圧下にある高圧燃料管を介してポンプ装置に接合されている。さらに蓄圧システムは、噴射サイクルに応じて時折高圧下にある高圧燃料管を介してインジェクタに接合されている。噴射サイクルに応じて時折高圧下にあり、かつインジェクタを蓄圧システムに接合する高圧燃料管は、噴射サイクルに応じてインジェクタに燃料を送り込む換要素が配設されている。

0003

大型ディーゼル内燃機関あるいは船舶用ディーゼル内燃機関の場合には、燃料供給システムのインジェクタと燃料供給システムの蓄圧システムとの間の空間距離が比較的大きくなりかねず、それゆえ、噴射サイクルに応じて時折高圧下にありかつインジェクタを蓄圧システムに接合する高圧燃料管は、比較的長く作られかねないので、内燃機関のシリンダ内に燃料を実際に噴射するのに使われるノズル体に加えて、インジェクタに個別の燃料貯蔵容積を与える貯蔵体を備えるインジェクタはすでに、圧力損失を減少させることで知られている。この場合の貯蔵体は、貯蔵閉鎖体によって閉じられている。

0004

貯蔵体と貯蔵閉鎖体とを有する実践から知られるインジェクタの場合には、貯蔵体は保持体と接合され、貯蔵体は貯蔵閉鎖体と接合され、保持体はノズル体と接合され、いずれの場合も取り外し可能に、ネジ接合を介して接合されている。複数のコンポーネントを互いに螺合することによって、一方では組立ての手間が増え、他方では燃料供給システムの密封性を確保するためにネジ接合は高圧に耐えなくてはならず、その結果としてシーリングの手間が増える。

先行技術

0005

独国特許第10157135号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

以上のことから、本願発明は、わずかな手間で製造され得かつ組み立てられ得る、燃料供給システムのための新式のインジェクタを提供することを課題としている。さらに、そのようなインジェクタを有する新式の燃料噴射システムがもたらされることになる。

課題を解決するための手段

0007

この課題は、請求項1に記載の、燃料供給システムのためのインジェクタによって解決される。本発明に従えば、貯蔵閉鎖体と貯蔵体とは、互いに材料接続様式で接合されている。

0008

本願発明によって提案されるのは、インジェクタ個別燃料貯蔵容積を与えるための、貯蔵閉鎖体を有する貯蔵体を備えるインジェクタの場合には、インジェクタの貯蔵体と貯蔵閉鎖体とを互いに材料接続様式で、それゆえ取り外し不可能に互いに接合することである。貯蔵体と貯蔵閉鎖体との材料接続的接合によって、インジェクタの個別の部材の数が減り、インジェクタの個別の部材はその組立ての間、互いに接合される必要がない。その上、貯蔵閉鎖体と貯蔵体との材料接続的接合によって、インジェクタの潜在的な漏れ箇所が除去されるので、従来技術に従えばインジェクタの貯蔵閉鎖体と貯蔵体との間に存在する高圧シーリング面をシーリングするための複雑な手段を省くことができる。

0009

本発明の有利なさらなる発展形態に従えば、貯蔵閉鎖体と貯蔵体とは、溶接接合によって、特に摩擦圧接好適には回転摩擦圧接によって、互いに材料接続様式で接合されている。摩擦圧接好適には回転摩擦圧接による貯蔵閉鎖体と貯蔵体との間の材料接続的接合を提供することによって、それぞれのインジェクタの貯蔵閉鎖体と貯蔵体の、特に有利な材料接続的接合が可能になる。

0010

本発明の第1変形形態に従えば、蓄圧システムを起点としてインジェクタの方向に、燃料を誘導するのに使われる、燃料供給システムの高圧燃料管は、頂部供給インジェクタを形成することを条件として貯蔵閉鎖体と係合し、高圧燃料管は、特にネジ接合によって貯蔵閉鎖体に取り外し可能に接合されている。好適には既存の保持体と貯蔵体とが、特に溶接接合によって材料接続様式で接合されている。

0011

本発明の第2の代替的な変形形態に従えば、蓄圧システムを起点として、インジェクタの方向に燃料を誘導するのに使われる、燃料供給システムの高圧燃料管は、側面供給インジェクタを形成することを条件として保持体と係合し、保持体と貯蔵体とは、ネジ接合によって取り外し可能に接合されており、同様に高圧燃料管は、特にネジ接合によって保持体に取り外し可能に接合されている。

0012

本発明に係る燃料供給システムは、請求項11に定義されている。

0013

本発明の好適なさらなる発展形態は、従属請求項と以下の記述とからもたらされる。本発明の模範的な態様は、図を使ってより詳細に説明されるが、これに限定されるものではない。図に示されるのは以下である。

図面の簡単な説明

0014

側面供給インジェクタとして設計された、コモンレール燃料供給システムのインジェクタの非常に概略化された図である。
頂部供給インジェクタとして設計された、コモンレール燃料噴射システムのインジェクタの非常に概略化された図である。
接合されていない状態での、図1のインジェクタの貯蔵体と貯蔵閉鎖体とである。

実施例

0015

本願発明は、大型ディーゼル内燃機関、特に重油で運転される船舶用ディーゼル内燃機関の、コモンレール燃料供給システムに関する。コモンレール燃料供給システムは、低圧領域と高圧領域とを備える。コモンレール燃料供給システムの高圧領域は、少なくとも1つの高圧ポンプを備えるポンプ装置と、少なくとも1つの貯蔵ユニットを備える蓄圧システムとを備え、ポンプ装置は、燃料を低圧領域から高圧領域に運搬し、かつ少なくとも1つの高圧燃料管を介して蓄圧システムに接合されている。蓄圧システムと、当該蓄圧システムをポンプ装置に接合している当該あるいは各高圧燃料管とは、常に高い作動圧力下にある。蓄圧システムを起点として、燃料は、インジェクタを介してシリンダ内に噴射され得、各インジェクタは、内燃機関の噴射サイクルに応じて時折高圧下にある少なくとも1つの高圧燃料管を介して、蓄圧システムに接合されている。内燃機関の噴射サイクルに応じて時折高圧下にある各高圧燃料管は、切換要素が配設されており、当該切換要素は、内燃機関の噴射サイクルに応じて、時折高圧下にある高圧燃料管を通る燃料の流れを解放するか、あるいは遮る。

0016

本願発明は、そのようなコモンレール燃料供給システムのインジェクタ、つまり、蓄圧システムの当該あるいは各貯蔵ユニットに加えて、インジェクタ個別燃料貯蔵容積を与えるために、貯蔵閉鎖体を有する貯蔵体を備えるインジェクタの詳細に関する。このような貯蔵体があれば、燃料管が長い結果として、蓄圧システムとインジェクタとの間に生じ得る、コモンレール燃料供給システムの高圧領域内の圧力低下を減らすことができる。

0017

図1図2はそれぞれ、インジェクタ1とインジェクタ11の非常に概略化された図を示しており、示されたインジェクタ1、11の各々はそれぞれ、ノズル体2、12と、保持体3、13と、貯蔵体4、14と、貯蔵閉鎖体5、15とをそれぞれ備える。インジェクタ1、11の各々はそれぞれ、高圧燃料管6、16を介して燃料を供給され得る。それぞれのインジェクタ1、11のノズル体2、12は好適には、内燃機関のシリンダ内に燃料を実際に噴射するのに使われる、図示されていないノズルニードルを備える。ノズル体2、12は、それぞれのインジェクタ1、11の保持体3、13の側面と係合し、これに特にネジ接合9、19によって取り外し可能に接合されている。

0018

それぞれのインジェクタ1、11の貯蔵体4、14は、反対側に位置する側面で保持体3、13と係合し、かつノズル体2、12のすぐ近く、ひいては内燃機関のそれぞれのシリンダ内に燃料を噴射する場所のすぐ近くに、インジェクタ個別燃料貯蔵容積を与えるために使われる。

0019

それぞれのインジェクタ1、11の貯蔵体4、14は、保持体3、13の反対側に位置する側面で、それぞれの貯蔵閉鎖体5、15によって閉じられている。

0020

図1において、インジェクタ1は、いわゆる側面供給インジェクタとして具現化されており、当該側面供給インジェクタの場合、蓄圧システムを起点としてインジェクタ1の方向に燃料を送り込むのに使われる高圧燃料管6が、保持体3と係合している。それゆえこの場合、燃料は、保持体3を介して、貯蔵体4とノズル体2とに送り込まれ得る。

0021

図2において、インジェクタ11は、いわゆる頂部供給インジェクタとして具現化されており、当該頂部供給インジェクタの場合、蓄圧システムを起点としてインジェクタ11の方向に燃料を送り込むのに使われる高圧燃料管16が、貯蔵閉鎖体15と係合している。それゆえこの場合、燃料は、貯蔵閉鎖体15を介して、貯蔵体14とノズル体12とに送り込まれ得る。

0022

本発明に関して、それぞれのインジェクタ1、11の貯蔵閉鎖体5、15と貯蔵体4、14とはそれぞれ、互いに材料接続様式で、ひいては取り外し不可能に互いに接合されている。それぞれのインジェクタ1、11の貯蔵閉鎖体5、15と貯蔵体4、14それぞれの材料接続的接合は、溶接接合を介して、特に摩擦圧接好適には回転摩擦圧接を介してもたらされる。図3は、材料接続的接合前の、インジェクタ1の貯蔵体4と一緒に、貯蔵閉鎖体5を示している。

0023

それぞれのインジェクタ1、11の貯蔵体4、14に貯蔵閉鎖体5、15をそれぞれ材料接続様式で接合することによって、燃料供給システムの組立ての間、互いに接合されなくてはならないコンポーネントの数が減る。しかも、コモンレール燃料供給システムの高圧領域における考えられ得る漏れ箇所が除去される。それゆえ、それぞれのインジェクタ1、11の貯蔵閉鎖体5、15と貯蔵体4、14との間のこの考えられ得る漏れ箇所の複雑なシーリング手段を省くことができる。

0024

すでに説明されたように、図1のインジェクタ1は、側面供給インジェクタとして具現化されている。この場合、保持体3と貯蔵体4とが、特にネジ接合補助具によって、取り外し可能に接合されている。さらに、この場合の高圧燃料管6は、同様に特にネジ接合10によって、保持体3に取り外し可能に接合されている。

0025

図2に示されているように、特に、インジェクタ11が頂部供給インジェクタとして具現化されている時、保持体13と貯蔵体14とは、取り外し不可能かつ特に溶接接合18によって材料接続様式で接合されているのに対し、高圧燃料管16は、特にネジ接合20によって、貯蔵閉鎖体15に取り外し可能に接合されている。それによって、考えられ得るさらなる漏れ箇所が除去され得る。

0026

インジェクタ11が頂部供給インジェクタとして具現化されている図2の変形形態において、適切であれば、かつノズル体12がネジ接合を介して貯蔵体14に直接係合し得るならば、別個の保持体13が省かれてよく、その際保持体は、ノズル体12あるいは貯蔵体14の不可分の部材である。

0027

1インジェクタ
2ノズル体
3保持体
4貯蔵体
5貯蔵閉鎖体
6高圧燃料管
7溶接接合
8ネジ接合
9 ネジ接合
10 ネジ接合
11 インジェクタ
12 ノズル体
13 保持体
14 貯蔵体
15 貯蔵閉鎖体
16 高圧燃料管
17 溶接接合
18 溶接接合
19 ネジ接合
20 ネジ接合

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