(57)【要約】内燃機関のための燃料噴射システム（１）は燃料噴射弁（２）を、燃料を燃焼室内に噴射するために有しており、燃料噴射弁は内燃機関のシリンダヘッド（４）の受容孔（３）内に挿入されていて、かつシール（１３）によって燃焼室に対してシールされており、その際燃料噴射弁（２）の噴射側で受容孔（３）内に炎保護シールド（１８；２０）が配置されており、この炎保護シールドは燃料噴射弁（２）の噴射開口（２１）を内燃機関の燃焼室に対して遮蔽する。炎保護シールド（１８；２０）は燃料噴射弁（２）の噴射側の端部（２３）あるいはシリンダヘッド（４）の受容孔（３）の囲壁（１７）に燃料噴射弁（２）の噴射側で、配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のための燃料噴射システム（１）であって、燃料を燃焼室内に噴射するための燃料噴射弁（２）を備え、この燃料噴射弁は内燃機関のシリンダヘッド（４）の受容孔（３）内に挿入されており、かつシール（１３）によって燃焼室に対してシールされており、燃料噴射弁（２）の噴射側で受容孔（３）内に炎保護シールド（１８；２０）が配置されており、この炎保護シールドは燃料噴射弁（２）の噴射開口（２１）を内燃機関の燃焼室に対して遮蔽する形式のものにおいて、
炎保護シールド（１８；２０）が燃料噴射弁（２）の噴射側の端部（２３）あるいはシリンダヘッド（４）の受容孔（３）の囲壁（１７）において燃料噴射弁（２）の噴射側に配置されていることを特徴とする、燃料噴射システム。
【請求項２】
炎保護シールド（１８；２０）が円錐あるいは截頭円錐の形に構成されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
円錐形あるいは截頭円錐形の炎保護シールド（１８；２０）の傾斜角度βが０°と９０°との間であることを特徴とする、請求項２記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
炎保護シールド（１８；２０）が多段の円錐又は截頭円錐の形に構成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
円錐形又は截頭円錐形の炎保護シールド（１８；２０）の段の数が２であることを特徴とする、請求項４記載の燃料噴射システム。
【請求項６】
炎保護シールド（１８；２０）の付加部（１９）と受容孔（３）の囲壁（１７）との間に構成されている第１の傾斜角度β１が、付加部（１９）に接続している炎保護シールド（１８；２０）の範囲（２２）と囲壁（１７）との間の第２の傾斜角度β２よりも小さいことを特徴とする、請求項４又は５記載の燃料噴射システム。
【請求項７】
燃料噴射弁（２）の噴射側の端部に配置されている炎保護シールド（１８；２０）に関して、第１の傾斜角度β１が０°〜９０°であり、かつ第２の傾斜角度β２が０°〜１８０°であることを特徴とする、請求項６記載の燃料噴射システム。
【請求項８】
シリンダヘッド（４）の受容孔（３）の囲壁（１７）に配置されている炎保護シールド（１８；２０）に関して、第１の傾斜角度β１が−９０°〜９０°であり、かつ第２の傾斜角度β２が−９０°〜２７０°であることを特徴とする、請求項６記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
炎保護シールド（１８；２０）が部分球の形に構成されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射システム。
【請求項１０】
炎保護シールド（１８）が複数の部分シールド（２０）に分けられていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項１１】
炎保護シールド（１８；２０）が、シリンダヘッド（４）の、燃焼室に面した表面（１６）を噴射方向に超えていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項１２】
炎保護シールド（１８；２０）が別のシールド（２４）によって補われていて、この別のシールドは炎保護シールド（１８；２０）の半径方向内側に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項１３】
炎保護シールド（１８；２０）が軸方向で延長部（２５）を有しており、この延長部は燃料噴射弁（１）の噴射側の端部の方向で半径方向内側に折り曲げられていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の燃料噴射システムから出発する。
【０００２】
ＤＥ１９８ ０４ ４６３ Ａ１から、混合気圧縮火花点火式の内燃機関のための燃料噴射システムが公知であり、この燃料噴射システムは燃料噴射弁を有しており、この燃料噴射弁は燃料をピストン・シリンダ構造体により形成された燃焼室内に噴射し、かつ燃焼室内に突出している点火プラグを備えている。燃料噴射弁は少なくとも１列の、燃料噴射弁の円周に沿って分配されて配置された噴射開口を備えている。燃料を噴射開口を介して狙って噴射することによって、噴流で案内される燃焼法が少なくとも１つの噴流を備えた混合気雲の形成によって実現される。
【０００３】
上述の文献から公知の燃料噴射システムにおける欠点は、特に燃料噴射弁の噴射開口のコークス化であり、噴射開口はコークス化によって詰まり、かつ燃料噴射弁を通る貫流を許容し得ないほど強く減少させる。このことは、内燃機関の誤機能をもたらす。
【０００４】
発明の利点
主請求項の構成要件を備えた本発明による燃料噴射システムはこれに対し次の利点を有している。すなわち、燃料噴射弁の噴射開口の排流側に配置された炎保護シールドが、燃焼する混合気雲の炎フロントの温度を、噴射開口の範囲内で強く減少させて、燃焼残分が噴射開口の範囲内に沈殿することがなく、これによって噴射開口のコークス化残分によるふさがりが回避される。
【０００５】
炎保護シールドはこの場合、燃料噴射弁の噴射側の端部にか、あるいはシリンダヘッドの、その中に燃料噴射弁が組み付けられている受容孔の囲壁にか、取り付けることができる。
【０００６】
従属請求項に記載されている手段によって、主請求項に記載された燃料噴射システムの有利な展開が可能である。
【０００７】
特に，炎保護シールドが円錐又は截頭円錐として構成されているのが有利であり、これによって、簡単なかつ安価な製作が可能になる。
【０００８】
円錐又は截頭円錐はこの場合有利な形式で、受容孔の囲壁に対して均質な傾斜か、あるいは単数又は複数の傾斜変化を有することができ、これによって、炎保護シールドの高さひいては燃料噴射弁の取り付け深さを簡単な形式で要求に適合させることができる。
【０００９】
更に、炎保護シールドの有利な構成が部分球の形で可能であり、その半径は燃料噴射弁の取り付け深さを定める。
【００１０】
有利な形式で、炎保護シールドは、自由に選択可能な角度範囲にわたって延びている部分シールドの形で構成することができ、その際部分シールドの数は噴射開口の数、噴射角度又は混合気雲の開き角に調和させることができる。
【００１１】
炎保護シールドの、シリンダヘッドの表面からの可変の高さによって、炎保護シールドの保護機能が任意に調節し得るようにすると、特に有利である。
【００１２】
実施例の説明
本発明の実施例は図面に簡単化して示されており、以下において詳細に説明する。
【００１３】
図１は燃料噴射システム１の概略的なかつ簡単化した図を示し、この燃料噴射システムは燃料噴射弁２を有しており、この燃料噴射弁は内燃機関のシリンダヘッド４の受容孔３内に取り付けられている。
【００１４】
燃料噴射弁２はこの場合直噴式の燃料噴射弁２として構成されており、この燃料噴射弁は、燃料を図示していない、火花点火式の内燃機関の燃焼室内に噴射するために役立つことができる。燃料噴射弁２は供給側の端部５に燃料分配器導管６のプラグ接続部を有しており、これはシール７によって燃料分配器導管６と供給短管８との間でシールされている。燃料噴射弁２は電気的な接続部９を、燃料噴射弁２を操作するために電気的な接点接続のために有している。燃料噴射弁２は少なくともその、シリンダヘッド４を超える部分においてプラスティック鋳くるみ部１０を備えており、これは電気的な接続部９も取り囲んでいる。
【００１５】
燃料噴射弁２は例えば締め付け爪のような図示していない手段によってシリンダヘッド４内に固定されており、かつ回動を防止されている。受容孔３内ではエラストマリング１１が燃料噴射弁２を定心しかつ支承するために設けられている。燃料噴射弁２のノズル体１２には、シールリング１３が設けられており、これは燃料噴射弁２を内燃機関のシリンダヘッド４に対してシールする。燃料噴射弁２の弁座体１４内には、少なくとも１つの、図１には見えない噴射開口が構成されており、この噴射開口を通して燃料が燃焼室内に噴射される。
【００１６】
燃料噴射弁２はこの場合、図２Ａの拡大図においても認められるように、普通の形式でシリンダヘッド４の受容孔３内に挿入されており、燃料噴射弁２の噴射側の端面側１５がシリンダヘッド４の、燃焼室に面した表面１６と同一平面に合致しているか、あるいはこの表面を超えている。このことは、課題の設定、すなわち燃料噴射弁２のコークス化の減少、に関して不利であり、したがって、本発明による手段を適用するために燃料噴射弁２が先ず図２Ｂに示すように、シリンダヘッド４の受容孔３内に次のように、すなわち燃料噴射弁２の噴射側の端面側１５がシリンダヘッド４の、燃焼室に面した表面１６よりも深く配置される。この場合燃料噴射弁２の取り付け深さは、燃料噴射弁２を通って噴射される円錐噴流の開き角αに関連している。燃料噴射弁２は、受容孔３の囲壁１７が燃料によって濡らされないように、受容孔３内に挿入しなければならない。
【００１７】
この配置によって、コークス化傾向の第１の改善が達成される。それは、噴射開口が、燃料噴射弁２の受容孔３内での深くされた配置によって、燃焼室内に支配している燃料流動に対して遮蔽されるからである。
【００１８】
噴射開口をコークス化に対して更に保護するために、燃料噴射システム１は本発明によれば炎保護シールド１８を有しており、この炎保護シールドは、図３Ａ〜３Ｃに示すように、燃料噴射弁２に構成されているか、あるいは図４Ａ〜４Ｃに示すように、シリンダヘッド４の受容孔３の囲壁１７において弁座体１４の排流側に配置されていることができる。
【００１９】
炎保護シールド１８を噴射開口の噴射側に配置することによって、噴射開口のコークス化を減少させることができる。噴射開口の直径は典型的に約１００μｍであるので、噴射開口がコークス化によって時間の経過と共に詰まり、かつこれにより流過量が許容し得ない程強く制限される危険は比較的に大きい。このことは、特に燃焼室内に噴射される燃料雲の点火の際の高い温度によって生ぜしめられる。それは、これによって燃料の成分が燃料噴射弁２の尖端に沈殿するからである。炎保護シールドの取り付けによって、噴射開口の出口範囲における表面温度は減少せしめられて、噴射開口がコークス化残分によってふさがることはない。炎保護シールド１８はこれによって、炎保護シールド１８と燃料噴射弁２の噴射側の端部との間の範囲の炎フロントの広がりを減少させる。
【００２０】
図３Ａ〜３Ｃは図２ＢにおいてＩＩＩで示した区分を、本発明による炎保護シールド１８の、燃料噴射弁２の構成の際の種々の実施形で示す。
【００２１】
図３Ａは円錐形あるいは截頭円錐形に構成されていて、噴射方向で燃料噴射弁２の尖端から燃焼室の方向に延びている簡単な形状を示す。円錐形あるいは截頭円錐形の炎保護シールド１８の、シリンダヘッドの受容孔３の囲壁１７に対する傾斜βはこの場合０°と９０°との間であることができる。炎保護シールド１８はより良好な遮蔽のために、有利には、シリンダヘッド４の燃焼室に面した表面１６をある程度、囲壁１７上に投射された円錐の高さ若しくは傾斜角度βに関連する大きさだけ、超えている。
【００２２】
図３Ｂにおいては、燃料噴射弁２のシリンダヘッド４内でのより大きな取り付け深さを同じ保護作用で可能にする、炎保護シールド１８の別の可能な形状を示す。この場合、円錐形の又は截頭円錐形の炎保護シールド１８は先ず付加部１９において第１の角度β１だけ傾斜しており、次いで引き続く経過において付加部１９に続く第２の角度β２だけ、受容孔３の囲壁１７に対して傾斜している。第２の角度β２は第１の角度β１よりも大きいか、これと同じであり、その際β２の大きさは０°と１８０°との間であり、β１の大きさは０°と９０°との間であることができる。傾斜変化の数は２又はそれ以上であることができ、したがって複数の互いに異なって傾斜した範囲が接続される。
【００２３】
図３Ｃは本発明による炎保護シールドの第３の実施形を示し、その際ここでは部分球の形状が選択されており、その半径Ｒは炎保護シールド１８の高さひいては燃料噴射弁２の、シリンダヘッド４内での取り付け深さを決定する。
【００２４】
炎保護シールドが燃料噴射弁２に、例えば弁座体１４に構成されている図３Ａ〜３Ｃに示した実施形と同様に、図４Ａから４Ｃに示すように、同じような形状をシリンダヘッド４の受容孔３の囲壁１７に、燃料噴射弁２のの排流側において取り付けることができる。このために、円錐形の、截頭円錐形のあるいは部分球形の炎保護シールド１８が適当な形式で囲壁１７に固定され、かつ燃料噴射弁２の取り付け深さのための要求に応じて、シリンダヘッド４の燃焼室に面した表面１６を超えて突出する。
【００２５】
図４Ａにおいてはこの場合炎保護シールド１８は、図３Ａに示されている実施例におけるシリンダヘッド４の燃焼室に面した表面１６に対すると同じ位置で、取り付けられているのに対し、図４Ｂに示した炎保護シールド１８の付加部１９は受容孔３の開口部の燃焼室内への方向にずらされている。炎保護シールド１８の付加部１９はこの場合特に受容孔３の囲壁１７の、シリンダヘッド４の表面１６内への移行部に構成されている。これによって、傾斜角度β１及びβ２は図３Ｂに示した実施例におけるよりも大きな角度範囲を占めることができる。β２の大きさは−９０°と２７０°との間であり、かつβ１の大きさは−９０°と９０°との間であることができる。
【００２６】
燃料噴射弁２のより簡単な組み立てのために、かつ燃料噴射弁２の尖端の、燃焼室内の混合気流動に対する狙った遮蔽のために、本発明により構成された炎保護シールド１８の上述の実施形は、図５に示すように、部分シールド２０の形で構成しておくこともできる。
【００２７】
図５はこの場合例として燃料噴射弁２を備えた燃料噴射システム１を示し、これは６つの、１つの円上に配置された噴射開口２１を有しており、これらの噴射開口は、必ずしも同じ大きさでなくてもよいφ１若しくはφ２の角度範囲を占める部分シールド２０によって、遮蔽される。部分シールド２０の数はこの場合自由に選択可能であり、かつ例えば噴射開口２１の数あるいは燃焼室内に噴射される混合気雲の幾何形状に適合させることができる。ｎ個の部分シールド２０の角度の広がりはこの場合それぞれ０°＜φｎ＜３６０°である。φ＝３６０°の場合には、部分シールド２０は、既に図３Ａから３Ｃ及び４Ａから４Ｃにおいて述べた炎保護シールド１８に移行する。
【００２８】
図６は炎保護シールド１８，２０の保護機能を改善する別の手段を示す。この場合炎保護シールド１８，２０は付加的なシールド２４を備えており、この付加的なシールドは半径方向で内方に、炎保護シールド１８，２０内に配置されていて、弁座体１４の排流側の端面側１５にまで延びている。生ずる全体シールド１８，２０，２４の中空円錐状の構造は燃料噴射システム１の噴射開口２１の流動力学的に改善された遮蔽を可能にする。
【００２９】
類似の配置は次のことによっても生ぜしめることができる。すなわち、炎保護シールド１８，２０がそれと一体に構成された延長部２５を軸方向に有していて、この延長部が半径方向で内方に折り曲げられていて、かつやはり弁座体１４の排流側の端面側１５にまで延びているようにするのである。
【００３０】
本発明は、図示の実施例に限定されるもとではなく、かつ任意の形式で受容孔３の囲壁１７にあるいは燃料噴射弁２の噴射側の端部に固定されている炎保護シールド１８の任意の形状並びに燃料噴射システム１の任意の構造形式に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による手段を実施するのに適した燃料噴射システムの一般的な全体図を示す。
【図２Ａ】
図１に示した燃料噴射システムの、図１の範囲ＩＩにおける噴射側部分の概略的な断面図を示す。
【図２Ｂ】
図１に示した燃料噴射システムの噴射側の部分を、燃料噴射弁が本発明による手段に適合せしめられた取り付け位置にある場合の、図２Ａと同じ図で示した図を示す。
【図３Ａ】
燃料噴射弁の噴射側の端部に取り付けられている本発明により構成された炎保護シールドの実施例を示す。
【図３Ｂ】
燃料噴射弁の噴射側の端部に取り付けられている本発明により構成された炎保護シールドの実施例を示す。
【図３Ｃ】
燃料噴射弁の噴射側の端部に取り付けられている本発明により構成された炎保護シールドの実施例を示す。
【図４Ａ】
燃料噴射弁の噴射側の端部に隣接する、シリンダヘッドの受容孔の囲壁に取り付けられている本発明により構成された炎保護シールドの実施例を示す。
【図４Ｂ】
燃料噴射弁の噴射側の端部に隣接する、シリンダヘッドの受容孔の囲壁に取り付けられている本発明により構成された炎保護シールドの実施例を示す。
【図４Ｃ】
燃料噴射弁の噴射側の端部に隣接する、シリンダヘッドの受容孔の囲壁に取り付けられている本発明により構成された炎保護シールドの実施例を示す。
【図５】
燃料噴射弁の噴射側の部分の、噴射方向とは逆向きの概略図を示す。
【図６】
付加シールドあるいは炎保護シールドの延長部の実施例を備えた、燃料噴射弁の排流側の端部の概略図を示す。
【符号の説明】
１  燃料噴射システム、  ２  燃料噴射弁、  ３  受容孔、  ４  シリンダヘッド、  ５  供給側の端部、  ６  燃料分配器導管、  ７  シール、  ８  供給短管、  ９  電気的な接続部、  １０  プラスティック鋳くるみ部、  １１  エラストマリング、  １２  ノズル体、  １３  シールリング、  １４  弁座体、  １５  端面側、  １６  表面、  １７  囲壁、  １８  炎保護シールド、  １９  付加部、  ２０  部分シールド、  ２１  噴射開口、  ２２  範囲、  ２３  噴射側の端部、  ２４  付加的なシールド、  ２５  延長部、  Ｒ  半径、  α  開き角、  β  傾斜、  β１  第１の角度、  β２  第２の角度、  φ１  角度範囲、  φ２  角度範囲
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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