(57)【要約】  【課題】内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置のための収容装置が提案されている。  【解決手段】噴射装置は少なくとも１つの噴射穴を備えるインジェクタを含んでおり、噴射穴から媒体が噴出され、収容装置は噴射穴の空間的に近傍にある第１の領域とインジェクタの噴射穴と反対を向いている第２の領域とを有しており、収容装置は、少なくとも第１の領域と第２の領域との間に延びる、管状に構成された少なくとも１つの熱伝導装置を有している。  【選択図】図１
2015522126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置のための収容装置（１０）であって、前記噴射装置は少なくとも１つの噴射穴を備えるインジェクタ（１１）を含んでおり、前記噴射穴から媒体が噴出され、前記収容装置（１０）は前記インジェクタ（１１）の前記噴射穴の空間的に近傍にある第１の領域と前記インジェクタ（１１）の前記噴射穴と反対を向いている第２の領域とを有している、そのような収容装置において、前記収容装置（１０）は、少なくとも前記第１の領域と前記第２の領域との間に延びる、管状に構成された少なくとも１つの熱伝導装置（２０）を有していることを特徴とする収容装置。
【請求項２】
前記収容装置（１０）の前記第１の領域は燃焼室と直接的に接触しており、またはこれに隣接していることを特徴とする、請求項１に記載の収容装置（１０）。
【請求項３】
前記収容装置（１０）の前記第１の領域は燃焼室から分離されているが燃焼室と熱伝導接触していることを特徴とする、請求項１に記載の収容装置（１０）。
【請求項４】
前記第２の領域は前記第１の領域を起点として燃焼室から離れて配置されていることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【請求項５】
管状に構成された少なくとも１つの前記熱伝導装置（２０）はカプセル封じされた容積部を備えるハウジングを有しており、前記容積部の少なくとも１つの部分に作動媒体が配置されていることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【請求項６】
前記収容装置（１０）はスリーブとして構成されており、前記インジェクタ（１１）は前記収容装置（１０）と取外し可能な結合を成立させるために構成されており、前記収容装置（１０）は前記インジェクタ（１１）の長手方向に対して垂直の平面で前記インジェクタ（１１）を完全に取り囲むように構成されていることを特徴とする、先行請求項のうちいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【請求項７】
前記収容装置（１０）はシリンダヘッドへ圧入されるように設計されていることを特徴とする、請求項６に記載の収容装置（１０）。
【請求項８】
前記収容装置（１０）はシリンダヘッドとして構成されており、前記インジェクタ（１１）は前記収容装置（１０）と取外し可能な結合を成立させるために構成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に係る内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置のための収容装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置は、一般に知られている。たとえば、たとえばコイルと磁気アーマチュアのコンポーネントとを備える従来型の電磁切換弁として構成された高圧噴射弁が知られている。
【０００３】
ガソリンエンジンやディーゼルエンジンにおける直接噴射弁は、燃焼室と直接的に接触することによって、高い温度に暴露される。このような高い温度は、高圧噴射弁の耐用寿命にマイナスに作用することがある。さらに、高くなる温度によって高圧噴射弁の内部や表面に堆積物が形成され、このような堆積物が、高圧噴射弁および最終的に内燃機関の性能に対してマイナスの影響を及ぼすことがある。
【０００４】
従来知られている内燃機関では、たとえば水通路の形態の冷却装置の設計によって、内燃機関のシリンダヘッドの内部ないし表面における状況を、特に高圧噴射弁の近傍における状況を、内燃機関の作動時に性能の劣化が生じないか、もしくはさほどの劣化が生じないように構成することが試みられている。しかしながら従来、あらゆる型式の内燃機関について最善の解決法を見出すことは可能になっておらず、それは特に、空間的な状況や設計上のディテールがこれを許容しないような場合である。とりわけ空冷式のエンジンにおける高圧噴射弁は、いっそう高い負荷に暴露される。シリンダヘッドの温度（いわゆるヘッド温度）が、このケースでは水冷式のエンジンよりも明らかに高くなる可能性があるからである。
【発明の概要】
【０００５】
内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置のための本発明による収容装置は、従来技術と比べたとき、高圧噴射弁の負荷が明らかに低減されるという利点を有している。それにより、堆積物の形成プロセスが明らかに遅延され、もしくは停止される。さらに全般的な温度負荷も低減され、このことは、高圧噴射弁の耐用寿命にとって有益である。このことは、とりわけ空冷式のエンジンについて、および不都合な取付状況を有するエンジンについて該当する。
【０００６】
冷却水による十分な冷却のためには、冷却通路を設計的に所要の個所に設置できることも前提条件となる。このことは、特に比出力が高い小型エンジンに当てはまる狭隘な状況では、少なくとも部分的に可能ではなく、その結果、最善の冷却を必ずしも保証することができない。したがって本発明の解決法により、他ならぬそのような状況について、狭隘な状況でもクリティカルな個所で、すなわち特に高圧噴射弁の近傍ないしインジェクタの近傍の個所で、ないしは、高圧噴射弁の周囲ないしはインジェクタの周囲の個所で、局所的な冷却を簡単に具体化することが可能になるという利点がある。その際に冷却水通路への介入は、本発明によれば必ずしも必要ではない。遵守されるべき壁厚に関しても、簡素化がもたらされる。さらに本発明では、鋳造部品がすでに存在している場合でも、本発明による冷却措置を後付けで取り入れることができることも同じく利点となる。とりわけコスト面の理由から水冷が省略されているエンジンについても、本発明による冷却措置を適用することができる。そのような状況の例には、たとえば現在では（シリンダヘッド温度を制御できないという理由もあって）直接噴射エンジンとしては製作されていない二輪車用エンジンがある。
【０００７】
このように本発明では、収容装置が、インジェクタの噴射穴の空間的な近傍にある、ないしはインジェクタの先端部の空間的な近傍にある第１の領域に、管状に構成された熱伝導装置を有しており、それにより熱伝導装置が熱を第１の領域から、インジェクタの噴射穴ないしインジェクタ先端部と反対を向くように配置または位置決めされた第２の領域へと運ぶことができるようになっていることが意図される。特に本発明によると、収容装置の第１の領域は燃焼室と直接的に接触しているか、またはこれに隣接しており、ないしは、収容装置の第１の領域は燃焼室から分離されてはいるが燃焼室と熱伝導接触しており、収容装置の第２の領域は第１の領域を起点として燃焼室から離れて配置されていることが意図される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態と発展例は、従属請求項ならびに図面を参照しての説明から明らかとなる。
【０００９】
１つの好ましい実施形態では、管状に構成された少なくとも１つの熱伝導装置はカプセル封じされた容積部を備えるハウジングを有しており、容積部の少なくとも１つの部分に作動媒体が配置されていることが意図される。それにより本発明では、典型的には長尺状に延び、特に管状に構成されるいわゆるヒートパイプ（Ｈｅａｔｐｉｐｅｓ）を前記方向への熱伝導体として利用することが可能になるという利点があり、第１の端部は熱源に熱的に結合されるとともに、熱伝導装置の第２の端部はヒートシンクに熱的に結合されている。ヒートパイプないし熱伝導装置の中には作動媒体があり、熱源の熱伝達面の領域でこれが気化してヒートシンクの領域へと運ばれ、そこで再び凝縮して、その際にヒートシンクへ熱を放出する。このとき熱伝導装置は、本発明によれば、いわゆるヒートパイプに代えていわゆる熱サイフォンであってもよく、その場合、液体の作業媒体が凝縮後に重力によって再び熱源の熱伝達面へ戻るように運ばれる。
【００１０】
さらに本発明によると、収容装置がスリーブとして構成されており、インジェクタは収容装置とともに取外し可能な結合を成立させるために構成されており、収容装置はインジェクタの長手方向に対して垂直の平面でインジェクタを完全に取り囲むように構成されているのも同じく好ましい。それにより、本発明による収容装置ではインジェクタないし噴射装置の特別に良好な冷却作用を具体化することができ、その結果、内燃機関のヘッド領域のスペース状況が狭隘なときでも、噴射装置の良好な冷却が可能である。このとき本発明によると、特に、収容装置がシリンダヘッドへ圧入するために設計されており、収容装置はスリーブの形態で特に複数の熱伝導装置をインジェクタの周囲に、ないしは特にインジェクタ先端部の領域でインジェクタの周囲に（すなわち、インジェクタ長軸に対して垂直の平面においてインジェクタ先端部の領域で周回するように）有しているのが追加的に好ましい。
【００１１】
スリーブとしての収容装置の具体化の別案として、本発明によると、収容装置がシリンダヘッドとして構成されており、インジェクタは収容装置とともに取外し可能な結合を成立させるために構成されていることが意図されていてもよい。それにより本発明では、熱伝導装置を内燃機関のシリンダヘッドへ直接挿入することが可能になるという利点があり、その結果、収容装置をシリンダヘッドと結合する製作ステップを省略することができる。
【００１２】
本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述において詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内燃機関のシリンダヘッド領域を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
異なる図面では、同じ部品には常に同じ符号が付されており、したがって、通常はそのつど１回だけ呼称ないし言及する。
【００１５】
図１には、内燃機関のシリンダヘッド領域が断面図として示されている。内燃機関ないし内燃エンジンは、典型的な場合、シリンダヘッド１０の端面側で覆われた複数の燃焼シリンダを有している。各々の燃焼シリンダの中では、コネクティングロッド（図示せず）を介してクランクシャフトと枢着結合された往復ピストン１３が、軸方向へスライド可能なように案内されている。各々の往復ピストン１３は、シリンダヘッド１０とともに燃焼室を区切っている。図１では、シリンダヘッド１０と燃焼シリンダ１２の断面図が示されており、内燃機関の図示した実施例では、各々の燃焼シリンダについて２つの制御式の弁（取込弁および吐出弁）が燃焼室でのガス交換のために設けられるとともに、燃焼室への直接燃料噴射のために燃料噴射弁１１（ないし噴射弁１１ないし特に高圧噴射弁１１）ないしインジェクタ１１が設けられている。現在広く普及している４バルブ技術では、１つの燃焼シリンダごとに２つの取込弁と２つの吐出弁、ならびに１つのインジェクタ１１ないし２つインジェクタ１１がある。各々の取込弁は、燃焼室側で、シリンダヘッド１０の中に延びる取込通路を閉止し、各々の吐出弁は、燃焼室側で、シリンダヘッド１０の中に延びる吐出通路を閉止する。
【００１６】
燃焼室への直接燃料噴射のために各々の燃焼シリンダについて存在する噴射弁１１ないしインジェクタ１１は、典型的な場合、シリンダヘッドボアに挿入されて、燃料供給配管（図示せず）に接続されている。取込通路は取込弁と反対を向いているほうの入力側でインテークパイプ（図示せず）に接続されており、このインテークパイプを介して取込通路に空気が供給される。程度の差こそあれ取込弁が広く開いているとき、燃焼空気が調量されながら燃焼室に流れ込み、流入する空気流またはすでに流入している空気流に、燃料噴射弁１１ないしインジェクタ１１から燃料が噴射される。
【００１７】
本発明によると、図１から明らかなように、インジェクタ１１の前側部分（ないしは噴射穴を備えるインジェクタ先端部）が燃焼室の中へ突入するように設けられており、インジェクタ１１の前側領域でインジェクタは、内燃機関の燃焼室と直接的に接触する表面領域を有している。
【００１８】
インジェクタ１１が燃焼室と直接的に接触するインジェクタ１１のこの前側部分では、インジェクタ１１およびこれに伴って（インジェクタ１１の材料の熱伝導により）インジェクタの内部およびこれに伴って噴射媒体ないし燃料は、特に内燃機関の連続運転時に、高い温度負荷ないし高い熱負荷に暴露される。このことは典型的な場合、特別な冷却措置が講じられないと、堆積物を生じさせるという不都合がある。狭隘なスペース状況では、水冷の形式の従来型の冷却措置を具体化するのは困難であるが、それは、特定の壁領域厚みが、ないしは冷却通路の最小直径についての設定事項が、遵守されなければならないからである。そこで本発明では、インジェクタの噴射穴の空間的な近傍の領域に、特に管状に構成され、第１の端部２１と第２の端部２２とを有する熱伝導装置２０を設けることが意図される。複数の熱伝導装置２０ないし１つの熱伝導装置２０は、第１の端部２１で熱源と結合されており、すなわち、インジェクタの噴射穴の近傍にある第１の領域で、熱源すなわちシリンダの燃焼室の燃焼領域と結合されており、それに対して複数の熱伝導装置２０ないし１つの熱伝導装置２０の第２の端部２２は、ヒートシンク３０と熱的に結合されている。１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０の第１の端部２１では、熱伝導装置２０によってカプセル封じされた、特に熱伝導装置２０のハウジングの内部で気密にカプセル封じされた、作動媒体の気化が行われる。１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０の第２の端部２２では、特に冷却体等の形態でそこに存在するヒートシンク３０の作用に基づき、１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０のハウジングの内部での作動媒体の凝結が意図される。それにより本発明では、高圧噴射弁ないしインジェクタ１１での熱的な負荷を明らかに低減することが可能であり、その結果、堆積物の形成プロセスが明らかに遅延もしくは停止される。さらに、全般的な温度負荷も低減することができ、このことはインジェクタ１１の耐用寿命にとって有益である。
【００１９】
本発明によると、特に、１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０は、特に鋳造部品として具体化される、特にアルミニウム鋳造品の形態で具体化される、シリンダヘッドハウジングの内部ないしシリンダヘッドの内部に配置されることが意図される。このケースでは、内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置のための本発明による収容装置は、特に鋳造部品の形態のシリンダヘッドないしシリンダヘッドハウジングである。本発明の別案の実施形態では、収容装置は、１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０を有するスリーブの形態で構成されていてもよい。このようなスリーブは、エンジンないし内燃機関を組み立てるときに、たとえばシリンダヘッドハウジングないしシリンダヘッドへ挿入され、特に圧入され、それによって恒久的かつ不可逆的にシリンダヘッドと結合される。このとき、このようなスリーブは、特にインジェクタ１１を収容するためにねじ山を備える穴の形態の従来型の収容装置を有しており、１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０はスリーブの内部で、すなわち収容装置１０の内部で、インジェクタの穴の周囲に配置される。そして、シリンダヘッドに圧入されたスリーブのこのような穴ないし収容部に、インジェクタ１１を組み付けるために従来式の仕方でインジェクタをねじ込むことができ、また、再び（たとえばインジェクタを取り替えるために）外すことができる。
【００２０】
本発明では、約２００℃の作業温度が具体化されるように、１つの熱伝導装置２０ないし複数の熱伝導装置２０が調整されることが意図されており、すなわちこの温度のとき、熱伝導装置２０の第１の端部２１と第２の端部２２との間で特別に効率的な熱伝導が行われる。
【符号の説明】
【００２１】
１０  収容装置
１１  インジェクタ
２０  熱伝導装置
【図１】
2015522126.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月24日(2015.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室へ媒体を噴射するための噴射装置のための収容装置（１０）であって、前記噴射装置は少なくとも１つの噴射穴を備えるインジェクタ（１１）を含んでおり、前記噴射穴から媒体が噴出され、前記収容装置（１０）は前記インジェクタ（１１）の前記噴射穴の空間的に近傍にある第１の領域と前記インジェクタ（１１）の前記噴射穴と反対を向いている第２の領域とを有している、そのような収容装置において、前記収容装置（１０）は、少なくとも前記第１の領域と前記第２の領域との間に延びる、管状に構成された少なくとも１つの熱伝導装置（２０）を有していることを特徴とする収容装置。
【請求項２】
前記収容装置（１０）の前記第１の領域は燃焼室と直接的に接触しており、またはこれに隣接していることを特徴とする、請求項１に記載の収容装置（１０）。
【請求項３】
前記収容装置（１０）の前記第１の領域は燃焼室から分離されているが燃焼室と熱伝導接触していることを特徴とする、請求項１に記載の収容装置（１０）。
【請求項４】
前記第２の領域は前記第１の領域を起点として燃焼室から離れて配置されていることを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【請求項５】
管状に構成された少なくとも１つの前記熱伝導装置（２０）はカプセル封じされた容積部を備えるハウジングを有しており、前記容積部の少なくとも１つの部分に作動媒体が配置されていることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【請求項６】
前記収容装置（１０）はスリーブとして構成されており、前記インジェクタ（１１）は前記収容装置（１０）と取外し可能な結合を成立させるために構成されており、前記収容装置（１０）は前記インジェクタ（１１）の長手方向に対して垂直の平面で前記インジェクタ（１１）を完全に取り囲むように構成されていることを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【請求項７】
前記収容装置（１０）はシリンダヘッドへ圧入されるように設計されていることを特徴とする、請求項６に記載の収容装置（１０）。
【請求項８】
前記収容装置（１０）はシリンダヘッドとして構成されており、前記インジェクタ（１１）は前記収容装置（１０）と取外し可能な結合を成立させるために構成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の収容装置（１０）。
【国際調査報告】
2015522126.tif 000004
2015522126.tif 000005
2015522126.tif 000006
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