特許 6486622 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6486622

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/16 20060101AFI20190311BHJP

   F02M 55/02 20060101ALI20190311BHJP

【ＦＩ】

   F02M61/16 A

   F02M61/16 F

   F02M61/16 J

   F02M61/16 Q

   F02M55/02 310C

【請求項の数】6

【外国語出願】

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-161095(P2014-161095)

(22)【出願日】2014年8月7日

(65)【公開番号】特開2015-34549(P2015-34549A)

(43)【公開日】2015年2月19日

【審査請求日】2017年1月23日

(31)【優先権主張番号】10 2013 013 234.7

(32)【優先日】2013年8月8日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン・ケルン

(72)【発明者】

【氏名】フェルナー・ウェーレ

(72)【発明者】

【氏名】ハラルト・ヴェレンケッター

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・パンパス

(72)【発明者】

【氏名】ヨーゼフ・フィッシャー

【審査官】 堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１０８２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０９７５６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１３−５１２３８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の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おり、
前記インジェクタは、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）を更に備え、
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）と係合し、
前記高圧燃料管（１６）は、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おり、
前記保持体（１３）と前記貯蔵体（１４）とは、溶接接合（１８）によって材料接続様式で接合されている
ことを特徴とするインジェクタ。

【請求項2】

内燃機関の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おり、
前記インジェクタは、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）を更に備え、
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）と係合し、
前記保持体（３）と前記貯蔵体（４）とは、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、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、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あるいは２に記載のインジェクタ。

【請求項4】

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１あるいは２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１あるいは２に記載のインジェクタ。

【請求項6】

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５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。

【発明の詳細な説明】

【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の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で運転される、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の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切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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】独国特許第１０１５７１３５号明細書

【発明の概要】

【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】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【発明を実施するための形態】

【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と図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。

【符号の説明】

【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

【図1】

【図2】

【図3】