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EP1047872B1 - Brennstoffeinspritzanlage - Google Patents

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Info

Publication number
EP1047872B1
EP1047872B1 EP99950453A EP99950453A EP1047872B1 EP 1047872 B1 EP1047872 B1 EP 1047872B1 EP 99950453 A EP99950453 A EP 99950453A EP 99950453 A EP99950453 A EP 99950453A EP 1047872 B1 EP1047872 B1 EP 1047872B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
fuel injection
assigned
injection valve
injection system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99950453A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1047872A1 (de
Inventor
Karl Gmelin
Jochen Staiger
Andreas Bretschneider
Thomas Fuerst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1047872A1 publication Critical patent/EP1047872A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1047872B1 publication Critical patent/EP1047872B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
    • F02M69/465—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down of fuel rails

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for injecting fuel directly into the combustion chamber or the combustion chambers of an internal combustion engine.
  • the invention is based on a fuel injection system according to the genus of claim 1. It is already from the JP-OS 08-312503 known on the cylinder head of an internal combustion engine Receiving holes for one fuel injector each to provide, in each of which a spray section of the fuel injector is used.
  • the Fuel injector is used by means of a clamp trained hold-down device against that in the combustion chamber prevailing relatively high combustion pressure held down.
  • For the supply of fuel to the the fuel injection ports provided in the fuel injectors serves a fuel rail that the fuel injectors with a fuel pump combines.
  • the fuel rail line points for each Fuel injection valve has a fuel outlet opening. To get the necessary seal, there is one Sealing element provided in the form of an O-ring.
  • the fuel injection system according to the invention with the characteristic features of claim 1 has in contrast the advantage that the functions of fastening the fuel rail and holding down the fuel injectors in the associated mounting holes of the Cylinder head with each other in the corresponding Fastening devices are integrated. After this Fasten the fuel rail by tightening it of the first clamping elements of the fastening devices via those connected to the fasteners Hold-down devices on the fuel injectors a specifiable by means of the second clamping elements Hold-down force is transmitted so that the fuel injectors in the mounting holes against the Combustion pressure of the internal combustion engine is kept down become.
  • Another major advantage is that the Fuel injectors on the fuel rail pre-assembled together with their hold-down devices can be and the fuel injection system as Complete system to the manufacturer of the internal combustion engine is available.
  • the fuel injection system already in the factory of the manufacturer of the fuel injection system perfect function, especially perfect Tightness, pre-checked. become. Through this preliminary check it is ensured that the manufacturer of the internal combustion engine only properly working fuel injection systems are delivered and thus the reliability of the Fuel injection systems are improved overall.
  • the pre-assembled fuel injection system can be in the factory of the Manufacturer of the internal combustion engine without major assembly effort on the internal combustion engine, e.g. B. by means of a fully automatic working manufacturing plant, quickly assembled become. All that is required is the fuel injection valves in the on the cylinder head of the internal combustion engine the intended mounting holes and the fuel distribution line is through with the cylinder head Tightening the first clamping elements of the fastening devices to fix. Then the fuel injectors by tightening the second clamping elements the fastening device has a sufficient hold-down force transferred so that the combustion pressure of the Withstand the internal combustion engine.
  • a support sleeve arranged, preferably as a threaded screw trained first clamping element the fastening section the fuel rail and the support sleeve penetrates and into an associated threaded hole of the Cylinder head can be screwed in.
  • the hold-down device advantageously has one on the associated fuel injector attacking section of attack, a die Support sleeve, the associated mounting portion of the Fuel distribution line and the first tensioning element at least partially surrounding guide section and a connecting the attack section and the guide section Connection section on.
  • the second clamping element advantageously designed as a threaded nut on a Screw head of the first clamping element can be screwed on and on the guide section of the hold-down device attacks. This structure enables integration of the Fastening device with the hold-down device created.
  • the hold-down device preferably has a radial inwardly projecting collar which is assigned to a groove in the Fuel injector can be used. This is it is possible on the associated fuel injector not just one directed towards the combustion chamber Hold-down force, but also one in the opposite direction to exert force. This is particularly the case with Disassembly of the fuel injection system advantageous because the Fuel injectors then with the hold-down device from the mounting holes in the cylinder head can be pulled out. Furthermore, the pre-assembled Condition of the fuel injection system reached that Fuel injectors via the hold-down devices and the fasteners on the fuel rail are locked and not detached from the can solve pre-assembled fuel injection system.
  • each fuel outlet opening the fuel rail and the associated one Fuel inlet opening of the fuel injector each arranged a tubular intermediate piece.
  • the tubular Intermediate piece allows one within certain limits Position and angle compensation. This affects the dimensional accuracy both the location holes for the fuel injectors on the cylinder head as well as on the Dimensional accuracy of the fuel outlet openings on the fuel distribution line to make less demands.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the invention Fuel injection system, generally with the Reference numeral 1 is designated, in a partial cross section.
  • the fuel injection system 1 is used for direct Injecting fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a combustion chamber 2 of the internal combustion engine is shown in Fig. 1 indicated.
  • the combustion chambers of the internal combustion engine are by means of a cylinder head 3 shown in extracts locked.
  • Each combustion chamber 2 is the internal combustion engine assigned at least one fuel injector 4.
  • the Fuel injectors 4 are via a fuel rail 5 connected to a fuel pump.
  • the fuel distribution line shown partially in section in Fig. 1 5 is tubular and has in the Inside a fuel channel 6 on one Connecting flange 7 with a fuel line, not shown is connectable.
  • the fuel rail 5 has a fuel outlet opening 8 on that of a cup-like Recording 9 is surrounded.
  • Fuel inlet ports 11 of the Fuel injection valves 4 are in the exemplary embodiment via a tubular intermediate piece 10 with the associated Fuel outlet opening 8 of the fuel distribution line 5 connected so that the fuel from the fuel channel 6 via the associated fuel outlet opening 8 and that tubular intermediate piece 10 to the corresponding fuel inlet opening 11 of the associated fuel injector 4 can flow.
  • the intermediate piece 10 is on an inlet-side section 12 in the cup-like receptacle 9 of the fuel distribution line 5 can be used and surrounds on an outlet side Section 13 an inlet section of the associated fuel injector 4.
  • the intermediate piece 10 is over suitable seals both against the receptacle 9 of the Fuel distribution line 5 as well as opposite the inlet section 14 of the fuel injector 4 sealed.
  • the intermediate piece 10 has the purpose of possible position and Angular deviations of the fuel injection valves 4 in relation on the fuel outlet openings 8 and the receptacles 9 the fuel distribution line 5 to compensate.
  • the fuel injection valves 4 are at an injection section 15 in each one designed as a stepped bore Receiving bore 16 of the cylinder head 3 inserted so that the fuel injectors 4 fuel when actuated directly into the associated combustion chamber 2 of the internal combustion engine inject.
  • the intermediate piece 10 is also the same Angle deviations from the inlet section 14 of the Fuel injection valves 4 with respect to the longitudinal axis 17 due to manufacturing inaccuracies in some Has tolerance range.
  • Fuel injection valves 4 arranged offset to one another, each combustion chamber 2 of the internal combustion engine at least one Fuel injector 4 is assigned. How better out FIG. 2, which is a partial supervision of the one in FIG. 1 illustrated embodiment of the invention Fuel injection system shows, everyone can see Fuel injection valve 4, a fastening device 20 assigned via which the fuel distribution line 5 is each attached to the cylinder head 3. It shows Fig. 1 shows a section along the line I-I in Fig. 2. Die Section line I-I is such that in Fig. 1 in the left Area the fastening device 20, in the right area the fuel rail 5 and the intermediate piece 10 are shown in section.
  • Fastening sections are on the fuel distributor line 5 21 integrally formed, each a fastening device 20 or a fuel injector 4 assigned.
  • the attachment portions 21 each have a bore 22, each of one in the embodiment formed as a threaded screw first clamping element 23 are permeated.
  • the in the embodiment as Threaded screw formed first clamping elements 23 each in an associated threaded bore 24 in the cylinder head 3 screwable.
  • Between the respective fastening section 21 of the fuel distribution line 5 and there is a support sleeve 25 to the cylinder head 3, which is also designed as a threaded screw penetrated first clamping element 23 in the assembled state is.
  • the first clamping element designed as a threaded screw 23 has a screw head 26, which on the associated Fastening section 21 of the fuel rail 5 engages so that the mounting portion 21 and the support sleeve 25 between the screw head 26 and the cylinder head 3 are clamped in the assembled state.
  • the Screw head 26 of the first clamping element 23 an extension 27 in which, for example, a hexagonal recess 28 is provided on which a suitable tool can attack for tightening the first clamping element 23.
  • the hold-down devices 30 consist of one on the associated fuel injector 4 attacking and this in the embodiment at least partially enclosing attack section 31, one provided on the fastening device 20 Guide section 32 and an attack section 31 with the connecting portion 32 connecting portion 33.
  • the attack section 31 has in the embodiment a collar 34 that fits into a groove 35 of the fuel injector 4 can be used or inserted. about the collar 34 of the engagement section 31 can hold down 30 not just one towards the Combustion chamber 2 of the internal combustion engine acting down force exert on fuel injector 4.
  • the guide section 32 of the hold-down devices 30 surrounds both the support sleeve 25 and the Fastening section 21 and the screw head 26 of the first Clamping element 23 at least partially.
  • On the top End face 36 of the guide section 32 can therefore be a Embodiment in the form of a threaded nut attack formed second clamping element 37.
  • the second Clamping element 37 is on the extension 27 of the Screw head 26 can be screwed on and can therefore be used independently from the first designed as a threaded screw Clamping element 23 can be tightened.
  • the fuel injection system 1 can before the actual Final assembly on the cylinder head 3 of the internal combustion engine be pre-assembled.
  • a fuel injector is used 4 in an associated hold-down device 30 used and on each fuel injector 4 an intermediate piece 10 is placed.
  • the as threaded screws trained first clamping elements 23 each in the bore 22 of the mounting portions 21 of the Fuel distribution line 5 introduced and further through the support sleeves 25 passed through. Eventually they will Guide sections 32 via the support sleeves 25 and Fastening sections 21 pushed, while the Intermediate pieces 10 in the associated receptacles 9 of the fuel distribution line 5 will be introduced.
  • the Fuel injection system 1 then in a simple manner and with extremely low assembly effort because the first clamping elements 23 designed as threaded screws into the threaded bores 24 provided on the threaded head 3 are screwed in and by means of a recess 28 attacking tool are tightened or clamped.
  • the also pre-assembled as a threaded nut trained second clamping elements 37 are below by a tool that, for example, engages in scope tense, causing the fuel injectors 4 over the hold-down devices 30 on their guide sections 32 attack the second clamping elements 37 with sufficient hold-down force are applied, so that the fuel injectors 4 to the operation of the Internal combustion engine prevailing in the combustion chambers 2 Withstand combustion pressure.
  • This extremely simple Final assembly can also be done using a fully automatic Manufacturing can be done without difficulty, which the manufacturing costs are significantly reduced.
  • FIG extract cross-section along the line III-III in Fig. 2 and in Fig. 4 a partial cross-section along the Line IV-IV shown in Fig. 2, wherein already described Provide elements with matching reference symbols are.
  • the guide section 32 are in particular the Hold-down device 30 and that on the upper end face 36 of the guide section 32 of the hold-down device 30 attacking second clamping element 37 clearly visible. Further it can be seen that the fastening device 20 and the associated fuel injector 4 not only in the longitudinal direction but also offset in the transverse direction are so that the connecting portion 33 of the hold-down devices 30 runs diagonally.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzanlage zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum bzw. die Brennräume einer Brennkraftmaschine.
Die Erfindung geht aus von einer Brennstoffeinspritzanlage nach der Gattung des Anspruchs 1. Es ist bereits aus der JP-OS 08-312503 bekannt, an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Aufnahmbohrungen für jeweils ein Brennstoffeinspritzventil vorzusehen, in welche jeweils ein Abspritzabschnitt des Brennstoffeinspritzventils eingesetzt ist. Das Brennstoffeinspritzventil wird mittels einer als Spannpratze ausgebildeten Niederhalteeinrichtung gegen den in dem Brennraum herrschenden relativ hohen Verbrennungsdruck niedergehalten. Für die Zuleitung des Brennstoffs zu den an den Brennstoffeinspritzventilen vorgesehenen Brennstoffeinlaßöffnungen dient eine Brennstoff-Verteilerleitung, die die Brennstoffeinspritzventile mit einer Brennstoffpumpe verbindet. Die Brennstoff-Verteilerleitung weist für jedes Brennstoffeinspritzventil eine Brennstoff-Auslaßöffnung auf. Um die notwendige Dichtung zu erhalten, ist jeweils ein Dichtungselement in Form eines O-Rings vorgesehen.
Bei dieser bekannten Montageart ist jedoch nachteilig, daß die Brennstoffeinspritzventile einzeln an dem Zylinderkopf montiert werden müssen, was einen erheblichen Montageaufwand mit mehreren Arbeitsgängen erfordert. Eine Vorprüfung der Brennstoffeinspritzanlage, z. B. auf Dichtheit, ist nicht möglich. Eine vollautomatische Fertigung wird durch die Vielzahl der Arbeitsgänge erschwert.
Ferner ist nachteilig, daß die Befestigung der Brennstoff-Verteilerleitung und die Niederhaltung der Brennstoffeinspritzventile in den zugehörigen Aufnahmebohrungen des Zylinderkopfs durch separate, voneinander getrennte Elemente erfolgt. Die Brennstoffeinspritzventile müssen deshalb zunächst in den Aufnahmebohrungen vormontiert werden, bevor die Brennstoff-Verteilerleitung aufgesetzt und an dem Zylinderkopf befestigt werden kann. Der Integrationsgrad dieser bekannten Montageart ist daher relativ gering und die Vorgehensweise ist umständlich.
Aus der DE-OS 29 08 095 ist es bekannt, ein nicht zum direkten Einspritzen von Brennstoff vorgesehenes Brennstoffeinspritzventil an einer Brennstoff-Verteilerleitung mittels eines Haltebügels zu fixieren und den Zulaufabschnitt des Brennstoffeinspritzventils über einen Stecknippel in die Brennstoff-Verteilerleitung einzuführen. Eine dem Verbrennungsdruck der Brennkraftmaschine standhaltende Niederhaltekraft kann jedoch über den Haltebügel nicht auf die Brennstoffeinspritzventile übertragen werden, so daß diese Montageart für Brennstoffeinspritzventile zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine ungeeignet ist.
Aus der EP-PS 0 491 582 ist es grundsätzlich bekannt, Brennstoffeinspritzventile an einer Brennstoff-Verteilerleitung vor dem Einsetzen in die Aufnahmeöffnungen vorzumontieren. Diese bekannte Brennstoffeinspritzanlage ist jedoch ebenfalls nicht zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine sondern zum indirekten Einspritzen von Brennstoff in das Saugrohr der Brennkraftmaschine geeignet. Die Halteelemente eignen sich ebenfalls nicht zur Übertragung einer ausreichenden Niederhaltekraft, die dem Verbrennungsdruck der Brennkraftmaschine standhält, so daß auch diese Montagart für eine Brennstoffeinspritzanlage zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine ungeeignet ist.
Aus der nicht vorveröffentlichten EP 0 945 611 A2 sind bereits mehrere Ausgestaltungsvarianten von Brennstoffeinspritzanlagen bekannt. Dabei handelt es sich um Brennstoffeinspritzanlagen zum direkten Einspritzen von Brennstoff in zumindest einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Pro Brennraum wird ein Brennstoffeinspritzventil in einer Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes gehalten. Zulaufseitig ist das Brennstoffeinspritzventil mit einem Zulaufstutzen einer Brennstoff-Verteilerleitung verbunden. Zur Befestigung und Fixierung der Brennstoff-Verteilerleitung gegenüber dem Zylinderkopf und zur Niederhaltung des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes sind Befestigungseinrichtungen in Form einer oder zweier Schrauben vorgesehen. Die Befestigung der Brennstoff-Verteilerleitung erfolgt dabei über wenigstens einen Verbindungsbügel, der durch das Anziehen der Schraube die Brennstoff-Verteilerleitung zum Zylinderkopf fixiert. Die Niederhaltung des Brennstoffeinspritzventils erfolgt ebenfalls über das Anziehen derselben Schraube oder durch eine separate Schraube und Kraftüberleitung auf das Brennstoffeinspritzventil über eine pratzenartig angreifende Blattfeder.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Funktionen der Befestigung der Brennstoffverteilerleitung und der Niederhaltung der Brennstoffeinspritzventile in den zugeordneten Aufnahmebohrungen des Zylinderkopfs miteinander in den entsprechenden Befestigungseinrichtungen integriert sind. Nach dem Befestigen der Brennstoff-Verteilerleitung durch Anziehen der ersten Spannelemente der Befestigungseinrichtungen kann über die mit den Befestigungseinrichtungen verbundenen Niederhalteeinrichtungen auf die Brennstoffeinspritzventile eine mittels der zweiten Spannelemente vorgebbare Niederhaltekraft übertragen werden, so daß die Brennstoffeinspritzventile in den Aufnahmebohrungen gegen den Verbrennungsdruck der Brennkraftmaschine niedergehalten werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Brennstoffeinspritzventile an der Brennstoff-Verteilerleitung zusammen mit ihren Niederhalteeinrichtungen vormontiert werden können und die Brennstoffeinspritzanlage als Gesamtsystem an den Hersteller der Brennkraftmaschine lieferbar ist. Dabei kann die Brennstoffeinspritzanlage bereits im Werk des Herstellers der Brennstoffeinspritzanlage auf einwandfreie Funktion, insbesondere auf einwandfreie Dichtheit, vorgeprüft. werden. Durch diese Vorprüfung wird sichergestellt, daß dem Hersteller der Brennkraftmaschine nur einwandfrei arbeitende Brennstoffeinspritzanlagen geliefert werden und somit die Zuverlässigkeit der Brennstoffeinspritzanlagen insgesamt verbessert wird.
Die vormontierte Brennstoffeinspritzanlage kann im Werk des Herstellers der Brennkrafmaschine ohne größeren Montage-aufwand an der Brennkraftmaschine, z. B. mittels einer vollautomatisch arbeitenden Fertigungsanlage, rasch montiert werden. Dazu sind lediglich die Brennstoffeinspritzventile in die an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehenen Aufnahmebohrungen einzuführen und die Brennstoff-Verteilerleitung ist mit dem Zylinderkopf durch Anziehen der ersten Spannelemente der Befestigungseinrichtungen zu befestigen. Anschließend wird auf die Brennstoffeinspritzventile durch Anziehen der zweiten Spannelemente der Befestigungseinrichtung eine ausreichende Niederhaltekraft übertragen, so daß diese dem Verbrennungsdruck der Brennkraftmaschine standhalten.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzanlage möglich.
Vorteilhaft ist zwischen einem Befestigungsabschnitt der Brennstoff-Verteilerleitung und dem Zylinderkopf eine Stützhülse angeordnet, wobei das vorzugsweise als Gewindeschraube ausgebildete erste Spannelement den Befestigungsabschnitt der Brennstoff-Verteilerleitung und die Stützhülse durchdringt und in eine zugeordnete Gewindebohrung des Zylinderkopfs einschraubbar ist. Die Niederhalteeinrichtung weist vorteilhaft einen an dem zugeordneten Brennstoffeinspritzventil angreifenden Angriffsabschnitt, einen die Stützhülse, den zugeordneten Befestigungsabschnitt der Brennstoff-Verteilerleitung und das erste Spannelement zumindest teilweise umgebenden Führungsabschnitt sowie einen den Angriffsabschnitt und den Führungsabschnitt verbindenden Verbindungsabschnitt auf. Dabei ist das zweite Spannelement vorteilhaft als Gewindemutter ausgebildet, die auf einen Schraubenkopf des ersten Spannelements aufschraubbar ist und an dem Führungsabschnitt der Niederhalteeinrichtung angreift. Durch diesen Aufbau wird eine Integration der Befestigungseinrichtung mit der Niederhalteeinrichtung geschaffen.
Vorzugsweise weist die Niederhalteeinrichtung einen radial nach innen ragenden Kragen auf, der in eine Nut des zugeordneten Brennstoffeinspritzventils einsetzbar ist. Dadurch ist es möglich, auf das zugeordnete Brennstoffeinspritzventil nicht nur eine in Richtung auf den Brennraum wirkende Niederhaltekraft, sondern auch eine in Gegenrichtung wirkende Kraft auszuüben. Dies ist insbesondere bei der Demontage der Brennstoffeinspritzanlage vorteilhaft, da die Brennstoffeinspritzventile dann mit der Niederhalteeinrichtung aus den Aufnahmebohrungen des Zylinderkopfes herausgezogen werden können. Ferner wird im vormontierten Zustand der Brennstoffeinspritzanlage erreicht, daß die Brennstoffeinspritzventile über die Niederhalteeinrichtungen und die Befestigungseinrichtungen an der Brennstoff-Verteilerleitung arretiert sind und sich nicht von der vormontierten Brennstoffeinspritzanlage lösen können.
Vorteilhafterweise ist zwischen jeder Brennstoffauslaßöffnung der Brennstoffverteilerleitung und der zugeordneten Brennstoff-Einlaßöffnung des Brennstoffeinspritzventils jeweils ein rohrförmiges Zwischenstück angeordnet. Das rohrförmige Zwischenstück erlaubt in gewissen Grenzen einen Positions- und Winkelausgleich. Dadurch sind an die Maßgenauigkeit sowohl der Aufnahmebohrungen für die Brennstoffeinspritzventile an dem Zylinderkopf als auch an die Maßgenauigkeit der Brenstoff-Auslaßöffnungen an der Brennstoff-Verteilerleitung geringere Anforderungen zu stellen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen auszugsweisen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennscoffeinspritzanlage;
Fig. 2
eine Aufsicht auf das in Fig. 1 auszugsweise dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage;
Fig. 3
einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4
einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, in einem auszugsweisen Querschnitt. Die Brennstoffeinspritzanlage 1 dient zum direkten Einspritzen von Brennstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Ein Brennraum 2 der Brennkraftmaschine ist in Fig. 1 angedeutet. Die Brennräume der Brennkraftmaschine sind durch einen auszugsweise dargestellten Zylinderkopf 3 verschlossen. Jedem Brennraum 2 der Brennkraftmaschine ist zumindest ein Brennstoffeinspritzventil 4 zugeordnet. Die Brennstoffeinspritzventile 4 sind über eine Brennstoff-Verteilerleitung 5 mit eine Brennstoffpumpe verbunden.
Die in Fig. 1 teilweise geschnitten dargestellte Brennstoff-Verteilerleitung 5 ist rohrförmig ausgebildet und weist im Inneren einen Brennstoff-Kanal 6 auf, der über einen Verbindungsflansch 7 mit einer nicht dargestellten Brennstoffleitung verbindbar ist. Für jedes Brennstoffeinspritzventil 4 weist die Brennstoff-Verteilerleitung 5 eine Brennstoff-Auslaßöffnung 8 auf, die von einer tassenartigen Aufnahme 9 umgeben ist. Brennstoff-Einlaßöffnungen 11 der Brennstoffeinspritzventile 4 sind im Ausführungsbeispiel über ein rohrförmiges Zwischenstück 10 mit der zugeordneten Brennstoff-Auslaßöffnung 8 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 verbunden, so daß der Brennstoff von dem Brennstoff-Kanal 6 über die zugeordnete Brennstoff-Auslaßöffnung 8 und das rohrförmige Zwischenstück 10 zu der entsprechenden Brennstoff-Einlaßöffnung 11 des zugeordneten Brennstoffeinspritzventils 4 strömen kann.
Das Zwischenstück 10 ist an einem zulaufseitigen Abschnitt 12 in die tassenartige Aufnahme 9 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 einsetzbar und umgibt an einem ablaufseitigen Abschnitt 13 einen Zulaufabschnitt des zugehörigen Brennstoffeinspritzventils 4. Das Zwischenstück 10 ist über geeignete Dichtungen sowohl gegenüber der Aufnahme 9 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 als auch gegenüber dem Zulaufabschnitt 14 des Brennstoffeinspritzventils 4 abgedichtet. Das Zwischenstück 10 hat den Zweck, mögliche Positions- und Winkelabweichungen der Brennstoffeinspritzventile 4 in bezug auf die Brennstoff-Auslaßöffnungen 8 bzw. die Aufnahmen 9 an der Brennstoff-Verteilerleitung 5 auszugleichen.
Die Brennstoffeinspritzventile 4 sind an einem Abspritzabschnitt 15 in jeweils eine als Stufenbohrung ausgebildete Aufnahmebohrung 16 des Zylinderkopfs 3 eingesetzt, so daß die Brennstoffeinspritzventile 4 bei ihrer Betätigung Brennstoff unmittelbar in den zugehörigen Brennraum 2 der Brennkraftmaschine einspritzen.
Fertigungstechnisch unvermeidbare Abweichungen in der Positionsgenauigkeit der Aufnahmebohrungen 16 in dem Zylinderkopf 3 einerseits und der Aufnahmen 9 bzw. der Brennstoff-Auslaßöffnungen 8 an der Brennstoff-Verteilerleitung 5 andererseits werden durch das Zwischenstück 10 zuverlässig ausgeglichen. Gleichzeitig gleicht das Zwischenstück 10 auch Minkelabweichungen aus, die der Zulaufabschnitt 14 der Brennstoffeinspritzventile 4 gegenüber der Längsachse 17 aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten in einem gewissen Toleranzbereich hat.
Entlang der Brennstoff-Verteilerleitung 5 sind mehrere Brennstoffeinspritzventile 4 versetzt zueinander angeordnet, wobei jedem Brennraum 2 der Brennkraftmaschine zumindest ein Brennstoffeinspritzventil 4 zugeordnet ist. Wie besser aus Fig. 2, die eine auszugsweise Aufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage zeigt, zu erkennen, ist jedem Brennstoffeinspritzventil 4 eine Befestigungseinrichtung 20 zugeordnet, über welche die Brennstoff-Verteilerleitung 5 jeweils an dem Zylinderkopf 3 befestigt ist. Dabei zeigt Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2. Die Schnittlinie I-I ist so geführt, daß in Fig. 1 im linken Bereich die Befestigungseinrichtung 20, im rechten Bereich die Brennstoff-Verteilerleitung 5 und das Zwischenstück 10 geschnitten dargestellt sind.
An der Brennstoff-Verteilerleitung 5 sind Befestigungsabschnitte 21 angeformt, die jeweils einer Befestigungseinrichtung 20 bzw. einem Brennstoffeinspritzventil 4 zugeordnet sind. Die Befestigungsabschnitte 21 haben jeweils eine Bohrung 22, die jeweils von einem im Ausführungsbeispiel als Gewindeschraube ausgebildeten ersten Spannelement 23 durchdrungen sind. Die im Ausführungsbeispiel als Gewindeschraube ausgebildeten ersten Spannelemente 23 sind jeweils in eine zugeordnete Gewindebohrung 24 in dem Zylinderkopf 3 einschraubbar. Zwischen dem jeweiligen Befestigungsabschnitt 21 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 und dem Zylinderkopf 3 befindet sich jeweils eine Stützhülse 25, die ebenfalls von dem als Gewindeschraube ausgebildeten ersten Spannelement 23 im montierten Zustand durchdrungen ist. Das als Gewindeschraube ausgebildete erste Spannelement 23 weist einen Schraubenkopf 26 auf, der an dem zugehörigen Befestigungsabschnitt 21 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 so angreift, daß der Befestigungsabschnitt 21 und die Stützhülse 25 zwischen dem Schraubenkopf 26 und dem Zylinderkopf 3 in montiertem Zustand eingespannt sind. Dabei weist der Schraubenkopf 26 des ersten Spannelements 23 eine Verlängerung 27 auf, in welcher eine beispielsweise sechseckige Ausnehmung 28 vorgesehen ist, an der ein geeignetes Werkzeug zum Anspannen des ersten Spannelements 23 angreifen kann.
Um zu gewährleisten, daß die Brennstoffeinspritzventile 4 in den Aufnahmebohrungen 16 gegen den in den Brennraum 2 der Brennkraftmaschine herrschenden Verbrennungsdruck mit einer ausreichenden Niederhaltekraft niedergehalten werden, sind für jedes Brennstoffeinspritzventil 4 Niederhalteeinrichtungen 30 vorgesehen. Die Niederhalteeinrichtungen 30 bestehen aus einem an dem zugeordneten Brennstoffeinspritzventil 4 angreifenden und dieses im Ausführungsbeispiel zumindest teilweise umschließenden Angriffsabschnitt 31, einem an der Befestigungseinrichtung 20 vorgesehenen Führungsabschnitt 32 sowie einem den Angriffsabschnitt 31 mit dem Führungsabschnitt 32 verbindenden Verbindungsabschnitt 33. Der Angriffsabschnitt 31 hat im Ausführungsbeispiel einen Kragen 34, der in eine Nut 35 des Brennstoffeinspritzventils 4 einsetzbar bzw. einschiebbar ist. Über den Kragen 34 des Angriffsabschnitts 31 kann die Niederhalteeinrichtung 30 nicht nur eine in Richtung auf den Brennraum 2 der Brennkraftmaschine wirkende Niederhaltekraft auf das BrennStoffeinspritzventil 4 ausüben. Vielmehr kann auch in der Gegenrichtung eine Kraft auf das Brennstoffeinspritzventil 4 übertragen werden, so daß bei der Demontage der Brennstoffeinspritzanlage 1 die über die Niederhalteeinrichtung 30 und die Befestigungseinrichtung 20 mit der Brennstoff-Verteilerleitung 5 verbundenen Brennstoffeinspritzventile 4 ohne weiteres aus den zugehörigen Aufnahmebohrungen 16 herausgezogen werden können. Dies erleichtert die Demontage der Brennstoffeinspritzanlage 1 erheblich.
Der Führungsabschnitt 32 der Niederhalteeinrichtungen 30 umgibt sowohl die Stützhülse 25 als auch den Befestigungsabschnitt 21 und den Schraubenkopf 26 des ersten Spannelements 23 zumindest teilweise. An der oberen Stirnfläche 36 des Führungsabschnitts 32 kann deshalb ein im Ausführungsbeispiel in Form einer Gewindemutter ausgebildetes zweites Spannelement 37 angreifen. Das zweite Spannelement 37 ist auf die Verlängerung 27 des Schraubenkopfs 26 aufschraubbar und kann deshalb unabhängig von dem als Gewindeschraube ausgebildeten ersten Spannelement 23 angespannt werden.
Die Brennstoffeinspritzanlage 1 kann vor der eigentlichen Endmontage an dem Zylinderkopf 3 der Brennkraftmaschine vormontiert werden. Dabei wird zunächst jeweils ein Brennstoffeinspritzventil 4 in eine zugehörige Niederhalteeinrichtung 30 eingesetzt und auf jedes Brennstoffeinspritzventil 4 ein Zwischenstück 10 aufgesetzt. Die als Gewindeschrauben ausgebildeten ersten Spannelemente 23 werden jeweils in die Bohrung 22 der Befestigungsabschnitte 21 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 eingeführt und ferner durch die Stützhülsen 25 hindurchgeführt. Schließlich werden die Führungsabschnitte 32 über die Stützhülsen 25 und die Befestigungsabschnitte 21 geschoben, wobei gleichzeitig die Zwischenstücke 10 in die zugehörigen Aufnahmen 9 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 eingeführt werden. Um ein Herausrutschen des Führungsabschnitts 32 aus der Hülse 25 zu verhindern, kann an dem dem Schraubenkopf 26 gegenüberliegenden Ende des ersten Spannelements 23 eine Mutter aufgeschraubt werden, die vor der Endmontage wieder entfernt wird. Die Brennstoffeinspritzventile 4 sind an dem Kragen 34 der Niederhalteeinrichtung 30 gegen ein Herausrutschen aus dem Zwischenstück 10 bzw. aus der Aufnahme 9 der Brennstoff-Verteilerleitung 5 gesichert. Die auf diese Weise vormontierte Brennstoffeinspritzanlage 1 kann bereits im Werk des Herstellers der Brennstoffeinspritzanlage 1 auf ihre Funktionstüchtigkeit, insbesondere ihre Dichtheit, vorgeprüft werden, bevor sie an den Hersteller der Brennkraftmaschine ausgeliefert wird.
Im Werk des Herstellers der Brennkraftmaschine wird die Brennstoffeinspritzanlage 1 dann in einfacher Weise und mit äußerst geringen Montageaufwand dadurch endmontiert, daß die als Gewindeschrauben ausgebildeten ersten Spannelemente 23 in die an dem Gewindekopf 3 vorgesehenen Gewindebohrungen 24 eingeschraubt werden und mittels eines an der Ausnehmung 28 angreifenden Werkzeugs festgezogen bzw. festgespannt werden. Die ebenfalls bereits vormontierten, als Gewindemutter ausgebildeten zweiten Spannelemente 37 werden nachfolgend durch ein beispielsweise im Umfang angreifendes Werkzeug angespannt, wodurch die Brennstoffeinspritzventile 4 über die Niederhalteeinrichtungen 30, an deren Führungsabschnitten 32 die zweiten Spannelemente 37 angreifen, mit einer ausreichenden Niederhaltekraft beaufschlagt werden, so daß die Brennstoffeinspritzventile 4 dem beim Betrieb der Brennkraftmaschine in den Brennräumen 2 herrschenden Verbrennungsdruck standhalten. Diese äußerst einfache Endmontage kann auch mittels einer vollautomatischen Fertigung ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden, wodurch die Fertigungskosten erheblich reduziert werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 3 ein auszugsweiser Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 und in Fig. 4 ein auszugsweiser Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 dargestellt, wobei bereits beschriebene Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind.
In Fig. 3 sind insbesondere der Führungsabschnitt 32 der Niederhalteeinrichtung 30 und das an der oberen Stirnfläche 36 des Führungsabschnitts 32 der Niederhalteeinrichtung 30 angreifende zweite Spannelement 37 gut zu erkennen. Ferner ist zu erkennen, daß die Befestigungseinrichtung 20 und das zugehörige Brennstoffeinspritzventil 4 nicht nur in Längsrichtung sondern auch in Querrichtung zueinander versetzt sind, so daß der Verbindungsabschnitt 33 der Niederhalteeinrichtungen 30 jeweils diagonal verläuft.
In Fig. 4 sind der Führungsabschnitt 32 der Niederhalteeinrichtung 30, sowie die Stützhülse 25, das erste Spannelement 23 und das zweite Spannelement 37 jeweils geschnitten dargestellt, wobei die Anordnung dieser Bauteile zueinander in Querrichtung gut erkennbar ist.

Claims (10)

  1. Brennstoff einspritzanlage (1) zum direkten Einspritzen von Brennstoff in zumindest einen Brennraum (2) einer Brennkraftmaschine mit
    zumindest einem Brennstoffeinspritzventil (4) für jeden Brennraum (2), das jeweils an einem Abspritzabschnitt (15) in eine zugeordnete, an einem Zylinderkopf (3) der Brennkraftmaschine ausgebildete Aufnahmebohrung (16) einsetzbar ist und eine Brennstoff-Einlaßöffnung (11) aufweist,
    einer Brennstoff-Verteilerleitung (5), die für jedes Brennstoffeinspritzventil (4) eine mit der Brennstoff-Einlaßöffnung (11) des Brennstoffeinspritzventils (4) verbindbare Brennstoff-Auslaßöffnung (8) aufweist und mittels einer Befestigungseinrichtung (20) an dem Zylinderkopf (3) befestigbar ist, und
    einer jedem Brennstoffeinspritzventil (4) zugeordneten Niederhalteeinrichtung (30) zum Niederhalten des Brennstoffeinspritzventils (4) in der zugeordneten Aufnahmebohrung (16) des Zylinderkopfs (3),
    dadurch gekennzeichnet, daß jedem Brennstoffeinspritzventil (4) jeweils eine Befestigungseinrichtung (20) zugeordnet ist und jede Niederhalteeinrichtung (30) mit der zugeordneten Befestigungseinrichtung (20) verbunden ist, wobei jede Befestigungseinrichtung (20) ein erstes Spannelement (23) zum Befestigen der Brennstoff-Verteilerleitung (5) an dem Zylinderkopf (3) und ein zweites Spannelement (37) zum Beaufschlagen des zugeordneten Brennstoffeinspritzventils (4) mit einer Niederhaltekraft aufweist.
  2. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß an der Brennstoff-Verteilerleitung (5) ein jeder Befestigungseinrichtung (20) zugeordneter Befestigungsabschnitt (21) angeformt ist, an dem das erste Spannelement (23) angreift.
  3. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Befestigungsabschnitt (21) und dem Zylinderkopf (3) jeweils eine Stützhülse (25) angeordnet ist.
  4. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß jede Niederhalteeinrichtung (30) einen an dem zugeordneten Brennstoffeinspritzventil (4) angreifenden Angriffsabschnitt (31), einen die Stützhülse (25), den zugeordneten Befestigungsabschnitt (21) der Brennstoff-Verteilerleitung (5) und das erste Spannelement (23) zumindest teilweise umgebenden Führungsabschnitt (32) sowie einen den Angriffsabschnitt (31) mit dem Führungsabschnitt (32) verbindenden Verbindungsabschnitt (33) aufweist.
  5. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Spannelement (37) konzentrisch zu dem ersten Spannelement (23) angeordnet ist und an dem Führungsabschnitt (32) der zugeordneten Niederhalteeinrichtung (30) angreift.
  6. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spannelement (23) eine Gewindeschraube ist, die den zugeordneten Befestigungsabschnitt (21) der Brennstoff-Verteilerleitung (5) und die zugeordnete Stützhülse (25) durchdringt und in eine zugeordnete Gewindebohrung (24) des Zylinderkopfes (3) einschraubbar ist.
  7. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Spannelement (37) eine Gewindemutter ist, die auf einen Schraubenkopf (26) des ersten Spannelements (23) aufschraubbar ist.
  8. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsabschnitt (31) jeder Niederhalteeinrichtung (30) an dem zugeordneten Brennstoffeinspritzventil (4) so angreift, daß das Brennstoffeinspritzventil (4) sowohl mit der in Richtung auf den Brennraum (2) der Brennkraftmaschine wirkenden Niederhaltekraft als auch mit einer in Gegenrichtung wirkenden Kraft beaufschlagbar ist.
  9. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffsabschnitt (31) jeder Niederhalteeinrichtung (30) einen radial nach innen ragenden Kragen (34) aufweist, der in eine Nut (35) des zugeordneten Brennstoffeinspritzventils (4) einsetzbar ist.
  10. Brennstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Brennstoff-Auslaßöffnung (8) der Brennstoff-Verteilerleitung (5) und der Brennstoff-Einlaßöffnung (11) des zugeordneten Brennstoffeinspritzventils (4) ein rohrförmiges Zwischenstück (10) angeordnet ist.
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