AT9715U1 - Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem in einem Zylinderkopf festgelegten Injektor und einer Mehrzahl von durch den Zylinderkopf verlaufenden Zu- und Ableitungen für die Versorgung des Injektor mit Medien, insbesondere Kraftstoff, Kühlflüssigkeit und/oder Schmiermittel. 5

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise der JP 5195906 A zu entnehmen.

In einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor mit Common-Rail-Einspritz-system, befindet sich üblicherweise im Zylinderkopf ein elektronisch gesteuerter Injektor zur io Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum. Dieser Injektor muss mit verschiedenen Medien, beispielsweise mit Hochdruckkraftstoff, Schmieröl oder Kühlmittel versorgt werden. Weiters müssen auftretende Leckagemengen wieder aus dem Zylinder heraus geführt werden, ebenso wie der anfallende Rücklauf von Schmieröl bzw. Kühlmittel. Wenn der Injektor nicht von außerhalb des Zylinderkopfes frei zugänglich ist, müssen die verschiedenen Zu- bzw. Ableitung zum 15 bzw. vom Injektor durch entsprechende Bohrungen im Zylinderkopf verlaufen, wobei normalerweise für jedes Medium eine Zu- und ggf. eine Ablaufbohrung im Zylinderkopf vorgesehen sein muss. Aufgrund der vorhandenen Wasserkanäle zur Kühlung des Zylinderblockes ist es jedoch oft schwierig die nötigen Bohrungen für den Medientransport zur Verfügung zu stellen. 20 Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, die für den Medientransport notwendige Bohrungsanzahl im Zylinderkopf zu reduzieren sowie gleichzeitig den Aufwand für die Fertigung und die Montage des Injektors zu minimieren und den Anschluss der verschiedenen Zu- bzw. Ablaufleitungen an den Injektor zu vereinfachen. Weiters soll die Betriebssicherheit erhöht werden. 25

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Einspritzvorrichtung erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass die Zu- und Ableitungen durch eine gemeinsame Bohrung des Zylinderkopfes geführt sind, wobei wenigstens zwei Zu- bzw. Ableitungen von konzentrischen Rohren gebildet sind. Dadurch, dass die Zu- und Ableitungen durch eine gemeinsame Bohrung des Zylinderkopfes 30 geführt sind, kann die Anzahl an Bohrungen im Zylinderkopf und damit der Aufwand bei der Konstruktion und der Fertigung durch den Wegfall von komplizierten Bohrungsführungen reduziert werden. Darüber hinaus wird die Umrüstung von Motoren mit konventionellen Einspritzsystemen auf ein Common-Rail-Einspritzsystem erleichtert, da der Zylinderkopf nicht manipuliert werden muss und keine zusätzlichen Bohrungen eingebracht werden müssen. 35

Es ist erfindungsgemäß eine einzige Bohrung für die Aufnahme einer Vielzahl von Zu- bzw. Ableitungen vorgesehen, sodass in der Regel die Notwendigkeit weiterer Bohrungen im Zylinderkopf entfällt. Um den Querschnitt der gemeinsamen Bohrung optimal ausnützen zu können, ist hierbei vorgesehen, dass wenigstens zwei Zu- bzw. Ableitungen von konzentrischen Rohren 40 gebildet sind. Durch eine derartige Ausbildung ist eine Platz sparende Anordnung der einzelnen Zu- bzw. Ableitungen sichergestellt, wobei gemäß einer bevorzugten Weiterbildung in der Bohrung des Zylinderkopfes ein zentrales Rohr angeordnet ist, welches von einem konzentrischen Hüllrohr mit Abstand umgeben ist. Dabei kann ein erstes Medium innerhalb des zentralen Rohres und ein weiteres Medium in dem zwischen der Außenwand des zentralen Rohres und der 45 Innenwand des konzentrischen Hüllrohres entstehenden Ringkanal geführt werden.

Ein weiterer Kanal zur Zu- bzw. Ableitung von Medien ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dadurch vorgesehen, dass das Hüllrohr in Abstand von der Innenwand der Bohrung des Zylinderkopfes angeordnet ist. Dabei entsteht ein weiterer Ringkanal zwischen dem der Au-50 ßenwand des Hüllrohres und der Innenwand der im Zylinderkopf vorgesehenen Bohrung.

Eine weitere Erhöhung der Anzahl der Durchflusskanäle gelingt bevorzugt dadurch, dass der ringförmige Raum zwischen dem zentralen Rohr und dem Hüllrohr zur Ausbildung von wenigstens zwei Zu- bzw. Ableitungen in Umfangsrichtung geteilt ist. Dabei entstehen zwei teilringför-55 mige Kanäle, wobei innerhalb des Ringraumes durch Anordnung weiterer Trennwände noch 3 AT 009 715 U1 zusätzlich Kanäle für den Transport von Medien zu bzw. vom Injektor geschaffen werden können.

Das zentrale Rohr ist bevorzugt als Hochdruckleitung für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff 5 zum Injektor ausgebildet. Im Gegensatz zu den übrigen Kanälen bzw. Leitungen weist das zentrale Rohr als einziges einen kreisförmigen Durchflussquerschnitt auf, sodass der Anschluss an Hochdruckkraftstoff führende Zuleitungen bzw. der Anschluss an den Injektor wesentlich erleichtert wird. Des weiteren hat die zentrale Anordnung der Hochdruckleitung den Vorteil, dass bei einem Bruch der Hochdruckleitung nicht notwendigerweise sofort der Zylinderkopf io geflutet wird, da auch nach einem derartigen Bruch weitere konzentrische Rohre verbleiben, welche das Hochdruckmedium entsprechend führen können.

Eine besonders sichere und kompakte Ausbildung ergibt sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch, dass das zentrale Rohr mit dem Hüllrohr eine Lanze ausbildet, deren koni-15 sches Ende gegen einen konischen Sitz einer Lanzenaufnahmebohrung des Injektors pressbar ist. Durch die konische Ausführung des Lanzenendes lässt sich ein besonders dichter Anschluss des zentralen Rohres und insbesondere der zentralen Hochdruckleitung an den Injektor hersteilen. Neben der Hochdruckleitung weist die Lanze im freien Raum zwischen der Hochdruckleitung und dem konzentrisch angeordnetem Hüllrohr einen zusätzlichen Kanal auf, wel-20 eher dem Transport weiterer Medien dient, wobei dieser ringförmige Kanal bevorzugt in einen Ringstich in der Lanzenaufnahmebohrung des Injektors mündet, sodass beim Einsetzen der Lanze in die Lanzenaufnahmebohrung gleichzeitig ein dichter Anschluss der zentralen Hochdruckleitung und des die Hochdruckleitung ringförmig umgebenden Kanals gelingt. 25 Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Fig. 1 schematisch die Medienversorgung eines Einspritzinjektors nach dem Stand der Technik und Fig. 2 und 3 die erfindungsgemäße Ausbildung der Medienzuführung zeigt. 30 Fig. 1 zeigt schematisch die Medienversorgung eines Einspritzinjektors 1. Im Zylinderkopf 2 sind dazu mehrere Bohrungen 3, 4 und 5 angebracht. Mit Hilfe einer Hochdruckleitung 6, die in der Niederdruck-Rücklaufbohrung 4 geführt ist, wird dem Injektor 1 unter Hochdruck stehender Kraftstoff zugeführt. Die zur Steuerung der Einspritzung notwendige Kraftstoffmenge wird über die Niederdruck-Rücklaufbohrung 4 zurück in den Kraftstofftank (nicht dargestellt) gefördert. 35 Über eine Zulaufbohrung 3 kann der Einspritzinjektor 1 zusätzlich mit Schmier- oder Kühlmittel versorgt werden. Der Schmier-/Kühlmittelrücklauf erfolgt über eine Rücklaufbohrung 5 in einen nicht dargestellten Schmier-/Kühlmitteltank. Die einzelnen Medien werden mit Hilfe von Dichtelementen 7, die beispielsweise als O-Ringe ausgebildet sein können, von einander getrennt. 40 Fig. 2 zeigt die erfindungsgegenständliche Ausbildung der Medienzuführung. Der Injektor 1 wird hier durch eine einzelne Anschlussbohrung 8 im Zylinderkopf 2, in die eine Lanze 9 eingebaut ist, versorgt. Die Lanze 9 ist in einer Lanzenaufnahmebohrung 16 des Injektors 1 fixiert und an eine Bohrung 23 angeschlossen. Die Lanze besteht hierbei aus einer Hochdruckleitung 11 und einem koaxial dazu angeordneten Hüllrohr 10, dessen Außendurchmesser geringer ist als der 45 Innendurchmesser der Anschlussbohrung 8. Dadurch ergeben sich mehrere koaxial angeordnete Ringräume 12, 13, 14 und 15, in denen die erforderlichen Medien geführt werden können. In der zentralen Hochdruckbohrung 12 wird unter Hochdruck befindlicher Kraftstoff dem Einspritzinjektor 1 zugeführt. Der für die Steuerung des Einspritzinjektors 1 notwendige Teil des Kraftstoffes wird über den zwischen Anschlussbohrung 8 und Hüllrohr 10 befindlichen Niederdruck-50 Rücklauf 14 in den nicht dargestellten Kraftstofftank zurückgeführt. Zwischen Hüllrohr 10 und Hochdruckleitung 11 sind zwei in Umfangsrichtung getrennte Bereiche realisiert, die als Schmier-/Kühlmittelzulauf 13 bzw. Schmier-/Kühlmittelablauf 15 verwendet werden. Die Medien sind gegeneinander mit Hilfe von Dichtelementen 19 und 20 abgedichtet. Die Dichtung 19 grenzt eine Ringraum 25 ab, von dem eine schematisch angedeutete Leitung 21 wegführt. 55 Durch die Dichtung 20 erfolgt eine Abdichtung des durch einen Ringstich geschaffenen Ring-

Claims (8)

1. 4 AT009 715U1 raums 22, wobei eine Leitung 24 von diesem Ringraum 22 wegführt. In Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 2 vergrößert dargestellt, wobei die Trennwände 17 und 18 ersichtlich sind, die den Ringraum zwischen Hüllrohr 10 und Hochdruckleitung 5 11 in die Kanäle 13 und 15 aufteilt. Ansprüche: io 1. Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem in einem Zylinderkopf festgelegten Injektor und einer Mehrzahl von durch den Zylinderkopf verlaufenden Zu- und Ableitungen für die Versorgung des Injektors mit Medien, insbesondere Kraftstoff, Kühlflüssigkeit und/oder Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Ableitungen durch eine gemeinsame Bohrung (8) des Zylinderkopfes (2) 15 geführt sind, wobei wenigstens zwei Zu- bzw. Ableitungen von konzentrischen Rohren (10, 11) gebildet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (8) des Zylinderkopfes (2) ein zentrales Rohr (11) angeordnet ist, welches von einem konzentrischen 20 Hüllrohr (10) mit Abstand umgeben ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (10) in Abstand von der Innenwand der Bohrung (8) des Zylinderkopfes (2) angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Raum zwischen dem zentralen Rohr (11) und dem Hüllrohr (10) zur Ausbildung von wenigstens zwei Zu- bzw. Ableitungen (13, 15) in Umfangsrichtung geteilt ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Rohr 30 (11) als Hochdruckleitung für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zum Injektor (1) ausgebil det ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (8) des Zylinderkopfes (2) quer zur Düseachse verläuft. 35
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Rohr (11) mit dem Hüllrohr (10) eine Lanze ausbildet, deren konisches Ende gegen einen konischen Sitz einer Lanzenaufnahmebohrung (16) des Injektors (1) pressbar ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ringför mige Raum in einen Ringstich in der Lanzenaufnahmebohrung (16) des Injektors (1) mündet. 45 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 50 55