Titel

LEITUNGSVERBINDUNG EINER KRAFTSTOFFEINSPRITZEINRICHTUNG FüR EINE BRENNKRAFTMAS CHINE

Stand der Techni k

Die Erfindung geht aus von einer

Kraf t sto f f einsprit zeinri chtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung de s Anspruchs 1 .

Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die EP 1 260 704 A bekannt. Diese

Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist wenigstens eine Hochdruckleitung und einen mit dieser verbundenen Injektor auf, durch den in einem Zylinder der Brennkraftmaschine

Kraftstoff eingespritzt wird. Die Hochdruckleitung weist in ihrem Umfang für jeden Injektor eine öffnung auf, die mit einer in einem Gehäuse des Injektors verlaufenden Zulaufbohrung über eine zusatzliche Verbindungsleitung in Verbindung steht. Die Verbindungsleitung ist dabei einerseits mit der Hochdruckleitung und andererseits mit dem Gehäuse des Injektors verbunden. Wegen der für jeden Injektor vorgesehenen zusatzlichen Verbindungsleitung erfordert diese bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung einen großen Fertigungs- und Montageaufwand.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemaße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Hochdruckleitung direkt an einem Gehäuse des Injektors befestigbar ist und somit keine zusatzliche Verbindungsleitung erforderlich ist und somit der

Fertigungs- und Montageaufwand der

Kraftstoffeinspritzeinrichtung verringert ist.

In den abhangigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemaßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine sichere Abdichtung des übergangs von der öffnung der Hochdruckleitung zur Mundung der Zulaufbohrung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine einfache Montage des Spannelements, das in einem Pressvorgang montiert werden kann. Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 und 8 ermöglicht eine sichere Abdichtung des übergangs von der öffnung der Hochdruckleitung zur Mundung der Zulaufbohrung ohne dass ein zusatzliches Dichtelement erforderlich ist. Die Ausbildung gemäß

Anspruch 9 ermöglicht eine Verringerung der Belastung der Hochdruckleitung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine Versteifung der Hochdruckleitung in deren Verbindungsbereich mit dem Injektor und außerdem eine Dampfung von Druckschwingungen in der Hochdruckleitung und/oder in der Verbindung zum Injektor.

Offenbarung der Erfindung

Zeichnung

Mehrere Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht, Figur 2 einen Teil der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1 gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel, Figur 3 den Teil in einem Schnitt entlang Linie III-III in Figur 2, Figur 4 den Teil der

Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Schnitt entlang Linie II-

II in Figur 1 gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel, Figur 5 den Teil der Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1 gemäß einem dritten Ausfuhrungsbeispiel, Figur 6 den Teil in einem Schnitt entlang Linie VI-VI in Figur 5 und Figur 7 den Teil im Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1 gemäß einer modifizierten Ausfuhrung.

Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 7 ist eine

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzundende Brennkraftmaschine und weist mehrere Zylinder 6 auf, die in Reihe oder v-formig angeordnet sein können. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Forderpumpe 10 auf, durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehalter 12 zu wenigstens einer Hochdruckpumpe 14 gefordert wird. Durch die Hochdruckpumpe 14 wird Kraftstoff unter Hochdruck zu

Injektoren 16 gefordert, wobei an jedem Zylinder 6 jeweils ein Injektor 16 angeordnet ist, durch den in den Zylinder Kraftstoff eingespritzt wird. Jeder Injektor 16 umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil und einen elektrisch betätigten Aktor, durch den das Offnen und Schließen des Kraftstoffeinspritzventils und damit die Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird.

Mit der Hochdruckpumpe 14 ist eine Hochdruckleitung 20 verbunden, durch die der von der Hochdruckpumpe 14 geforderte Kraftstoff zu den Injektoren 16 geleitet wird. Es kann vorgesehen sein, dass eine einzige durchgehende Hochdruckleitung 20 alle Injektoren 16 mit der Hochdruckpumpe 14 und die Injektoren 16 untereinander verbindet. Bei einer Brennkraftmaschine mit v-formiger Zylinderanordnung sind dabei die Injektoren 16 einer

Zylinderbank durch jeweils eine Hochdruckleitung 20 mit der Hochdruckpumpe 14 und untereinander verbunden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass mehrere separate Hochdruckleitungen 20 vorgesehen sind, die wenigstens einen Injektor 16 mit der Hochdruckpumpe 14 und/oder wenigstens zwei benachbarte Injektoren 16 miteinander verbinden. Die rohrformig ausgebildete Hochdruckleitung 20 ist mit jedem Injektor 16 direkt verbunden, wobei nachfolgend mehrere Ausfuhrungsbeispiele für die Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit dem Injektor 16 beschrieben werden.

In Figur 2 und 3 ist die Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit dem Injektor 16 gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel dargestellt. Die Hochdruckleitung 20 weist dabei in ihrem Umfang im Bereich des Injektors 16 eine öffnung 22 in Form einer Bohrung auf. Der Injektor 16 weist ein Gehäuse 24 auf, das vorzugsweise mehrteilig ausgebildet ist und das in eine öffnung im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Im dem Brennraum des Zylinders zugewandten Bereich des Gehäuses 24 des Injektors 16 ist das Kraftstoffeinspritzventil angeordnet und an das Kraftstoffeinspritzventil auf dessen dem Brennraum abgewandter Seite ist der elektrische Aktor angeordnet. An dem dem Brennraum abgewandten äußeren Endbereich des Gehäuses 24 des Injektors 16 ist eine Aufnahme 26 für die Hochdruckleitung 20 ausgebildet. Die Aufnahme 26 ist dabei in einem beispielsweise zylinderförmigen Ansatz 25 des Gehäuses 24 schlitzförmig ausgebildet, wobei die Aufnahme 26 durch das Gehäuse 24 u-formig umgeben ist und die offene Seite der Aufnahme 26 seitlich am Gehäuse 24 angeordnet ist. In der dem Brennraum zugewandten, die Aufnahme 26 begrenzenden Innenflache 28 des Gehäuses 24 des Injektors 16 mundet eine Zulaufbohrung 30, die zum Kraftstoffeinspritzventil fuhrt. Die offene Seite der Aufnahme 26 ist quer zur Langsachse 31 der Zulaufbohrung 30 in deren Mundungsbereich angeordnet. Es kann vorgesehen

sein, dass in der Innenflache 28 des Gehäuses 28 eine sich zur Mundung der Zulaufbohrung 30 hin etwa konisch verjungende Vertiefung 32 gebildet ist, die Richtung der Langsachse 21 der Hochdruckleitung 20 verlauft.

Nach außen vom Brennraum weg ist die Aufnahme 26 durch einen Schenkel 34 des Gehäuses 24 begrenzt, der massiv ausgebildet sein kann. Wie in Figur 3 dargestellt können anstelle eines massiven Schenkels auch zwei als schmale Stege ausgebildete Schenkel 34 vorgesehen sein, die in Längsrichtung der Hochdruckleitung 20 mit Abstand voneinander angeordnet sind. Die Aufnahme 26 ist dabei zwischen den Schenkeln 34 in ihrem mittleren Bereich nach außen offen. In den beiden Schenkeln 34 ist jeweils ein Schlitz 36 eingebracht, der von der Seite ausgeht, zu der die Aufnahme 26 offen ist. Die Schlitze 36 verlaufen dabei derart geneigt, dass diese sich der gegenüberliegenden Innenflache 28 des Gehäuses 24 mit zunehmendem Abstand von der Seite des Gehäuses 24, zu der die Schlitze 36 offen sind, annähern.

Die Hochdruckleitung 20 ist quer zu ihrer Langsachse 21 von der offenen Seite der Aufnahme 26 her in die Aufnahme 26 eingefugt, wobei sich die öffnung 22 der Hochdruckleitung 20 mit der Mundung der Zulaufbohrung 30 überdeckt. Die Hochdruckleitung 20 ist dabei in der Vertiefung 32 der Innenflache 28 des Gehäuses 24 angeordnet. Zur Fixierung der Hochdruckleitung 20 in der Aufnahme 26 ist ein Spannelement 38 vorgesehen, das als Spannkeil ausgebildet ist und das mit seinen seitlichen Randern in die Schlitze 36 eingeführt ist und mit seinem mittleren Bereich auf den in der Aufnahme 26 angeordneten Teil der Hochdruckleitung 20 wirkt. Mit zunehmendem Einschubweg des Spannkeils 38 in die Schlitze 36 wird dieser zur Hochdruckleitung 20 hin gefuhrt und presst dabei die Hochdruckleitung 20 gegen das Gehäuse 24. Auf seiner der Hochdruckleitung 20 zugewandten

Seite ist der Spannkeil 38 vorzugsweise an die Form der Oberflache der Hochdruckleitung 20 angepasst geformt. Die Ausbildung der Schlitze 36 und des Spannkeils 38 ist vorzugsweise so, dass eine Selbsthemmung vorhanden ist, so dass der Spannkeil 38 sich auch bei den im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Belastungen nicht zur offenen Seite der Schlitze 36 bewegen kann und keine Lockerung der Hochdruckleitung 20 auftreten kann. Zur Verbesserung der Abdichtung am übergang der öffnung 22 der Hochdruckleitung 20 und der Zulaufbohrung 30 im Gehäuse 24 kann zwischen der Hochdruckleitung 20 und dem Gehäuse 24 ein Dichtelement 40 in Form eines Dichtrings angeordnet sein, der bei der Fixierung der Hochdruckleitung 20 mittels des Spannkeils 38 elastisch und/oder plastisch verformt wird.

Um einen gezielten Ausbau der Hochdruckleitung 20 zu ermöglichen kann vorgesehen sein, dass in dem die Aufnahme 26 auf der ihrer offenen Seite gegenüberliegenden Seite begrenzenden Schenkel des Gehäuses 24 eine öffnung 42 angeordnet ist. Durch die öffnung 42 kann ein Werkzeug eingeführt werden, mit dem der Spannkeil 38 aus der Aufnahme 26 herausgedruckt werden kann. Die öffnung 42 kann als Gewindebohrung ausgebildet sein, in die als Werkzeug eine Schraube eingedreht werden kann, durch die dabei der Spannkeil 38 herausgedruckt wird.

In Figur 4 ist die Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit dem Injektor 16 gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel dargestellt. Am Gehäuse 24 des Injektors 16 ist dabei wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel die u-formige Aufnahme 26 für die Hochdruckleitung 20 vorgesehen, die auf einer Seite quer zur Langsachse 31 der Zulaufbohrung 30 in deren Mundungsbereich offen ist. An der Innenflache 28 des Gehäuses 24 mundet die Zulaufbohrung 30 und die Innenflache 28 weist die sich zur Mundung der Zulaufbohrung 30 hin etwa

konisch verjungende Vertiefung 32 auf. Nach außen wird die Aufnahme 26 durch einen massiv ausgebildeten Schenkel 34 des Gehäuses 24 begrenzt, in dem eine Gewindebohrung 44 eingebracht ist. Die Hochdruckleitung 20 ist quer zu ihrer Langsachse 21 von der offenen Seite der Aufnahme 26 her in die Aufnahme 26 eingefugt, wobei sich die öffnung 22 der Hochdruckleitung 20 mit der Mundung der Zulaufbohrung 30 überdeckt. Die Hochdruckleitung 20 ist dabei in der Vertiefung 32 der Innenflache 28 des Gehäuses 24 angeordnet. Zur Fixierung der Hochdruckleitung 20 in der

Aufnahme 26 ist ein Spannelement 46 vorgesehen, das als in die Gewindebohrung 44 des Schenkels 34 eingeschraubte Spannschraube ausgebildet ist, die auf den in der Aufnahme 26 angeordneten Teil der Hochdruckleitung 20 wirkt. Beim Einschrauben der Spannschraube 46 in die Gewindebohrung 42 wird durch diese die Hochdruckleitung 20 gegen das Gehäuse 24 gepresst. Vorzugsweise ist zwischen dem Umfang der Hochdruckleitung 20 und der Spannschraube 46 ein Stutzelement 48 angeordnet, das einerseits an die Oberflache der Hochdruckleitung 20 angepasst eine konkave Vertiefung aufweist und das außerdem eine Drehbewegung der Spannschraube 46 gegenüber der Hochdruckleitung 20 ermöglicht. Zwischen der Hochdruckleitung 20 und dem Gehäuse 24 kann zur Verbesserung der Abdichtung ein Dichtring 40 angeordnet sein.

In den Figuren 5 und 6 ist die Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit dem Injektor 16 gemäß einem dritten Ausfuhrungsbeispiel dargestellt. Am Gehäuse 24 des Injektors 16 ist dabei wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel eine u-formige Aufnahme 56 für die Hochdruckleitung 20 vorgesehen, die jedoch zu der dem Brennraum abgewandten Außenseite des Injektors 16 hin offen ist. Die Aufnahme 56 ist als Schlitz in einem kreiszylinderformigen Ansatz 58 des Gehäuses 24 des Injektors 16 ausgebildet. An der

Innenflache 60 des Gehäuses 24 am Boden der Aufnahme 56

mundet die zum Kraftstoffeinspritzventil fuhrende Zulaufbohrung 30. Die Mundung der Zulaufbohrung 30 an der Innenflache 60 ist von einem sich zumindest annähernd konisch verjungenden Kragen 62 umgeben. Der nach außen weisende Endbereich des Ansatzes 58 ist mit einem Außengewinde 64 versehen.

Die öffnung 22 in der Hochdruckleitung 20 ist derart ausgebildet, dass diese sich nach außen zumindest annähernd konisch erweitert. Die Hochdruckleitung 20 ist von außen in die Aufnahme 56 eingefugt, wobei deren öffnung 22 auf den die Zulaufbohrung 30 des Injektors 16 umgebenden Kragen 62 aufgesetzt ist. Die Hochdruckleitung 20 wird in der Aufnahme 56 durch ein Spannelement 66 gehalten, das als eine auf das Außengewinde 64 des Ansatzes 58 aufgeschraubte Spannmutter ausgebildet ist, die zumindest mittelbar auf die Hochdruckleitung 20 wirkt. Zwischen der Spannmutter 66 und der Hochdruckleitung 20 ist ein Stutzelement 68 angeordnet, das einerseits an die Oberflache der Hochdruckleitung 20 angepasst eine konkave Vertiefung aufweist und das eine Drehbewegung der Spannmutter 66 bezuglich der Hochdruckleitung 20 ermöglicht. Beim Aufschrauben der Spannmutter 66 auf das Außengewinde des Ansatzes 58 wird über das Stutzelement 68 die Hochdruckleitung 20 in die Aufnahme 56 gepresst, wobei durch die konische Ausbildung des Kragens 62 und der öffnung 22 eine Abdichtung des übergangs von der Hochdruckleitung 20 zur Zulaufbohrung 30 sichergestellt wird.

Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt kann in der Hochdruckleitung 20 im Bereich von deren Verbindung mit dem Injektor 16 ein Einsatz 70 angeordnet sein, in dem wenigstens eine, einen definierten Durchflussquerschnitt bestimmende Drosselstelle gebildet ist. Durch den Einsatz 70 wird außerdem eine Versteifung der Hochdruckleitung 20

in deren Verbindungsbereich mit dem Injektor 16 erreicht. Es kann dabei vorgesehen sein, dass eine Drosselstelle 72 in der Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit der Zulaufbohrung 30 des Injektors 16 angeordnet ist. Alternativ oder zusatzlich kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Drosselstelle 74 im Durchgang durch die Hochdruckleitung 20 angeordnet ist, was insbesondere zweckmäßig ist, wenn durch die Hochdruckleitung 20 mehrere Injektoren 16 miteinander verbunden werden. Es kann vorgesehen sein, dass im Einsatz 70 sowohl vor als auch nach der öffnung 22 jeweils eine Drosselstelle 74 angeordnet ist. Durch die Drosselstellen 72,74 kann die Ausbreitung von Druckwellen in der Hochdruckleitung 20 und zwischen dem Injektor 16 und der Hochdruckleitung 20 verhindert oder zumindest gedampft werden. Der Einsatz 70 in der Hochdruckleitung 20 kann auch beim ersten oder zweiten Ausfuhrungsbeispiel vorgesehen sein.

Bei der Ausfuhrung gemäß den Figuren 5 und 6 ist die öffnung 22 in der Hochdruckleitung 20 zentrisch zur

Langsachse 21 der Hochdruckleitung 20 angeordnet. Bei einer in Figur 7 dargestellten modifizierten Ausfuhrung ist die öffnung 22 in der Hochdruckleitung 20 exzentrisch zur Langsachse 21 angeordnet. Vorzugsweise ist die öffnung 22 derart angeordnet, dass sie zumindest annähernd tangential zur Innenwand der Hochdruckleitung 20 verlauft. Durch diese Anordnung der öffnung 22 kann die Belastbarkeit, insbesondere die Druckbelastbarkeit der Hochdruckleitung 20 gegenüber einer zentrischen Anordnung verbessert sein. Die exzentrische Anordnung der öffnung 22 in der

Hochdruckleitung 20 kann auch beim ersten oder zweiten Ausfuhrungsbeispiel vorgesehen sein.