CH713200A1

CH713200A1 - Internal combustion engine with common rail.

Info

Publication number: CH713200A1
Application number: CH01596/16A
Authority: CH
Inventors: Rossier Myriam
Original assignee: Liebherr Machines Bulle Sa
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-06-15

Abstract

Verbrennungsmotor, umfassend mindestens einen Zylinder zum Antreiben des Verbrennungsmotors, ein Common Rail (3) zum Zuführen von unter Druck stehendem Kraftstoff in den mindestens einen Zylinder, und einen Drucksensor (4) zum Bestimmen des Druckniveaus in dem Common Rail (3), wobei der Drucksensor (4) an dem Common Rail (3) angeordnet ist, und das Common Rail (3) teilweise oder vollständig unter einer Zylinderkopfabdeckung (5) angeordnet ist, wobei die Zylinderkopfabdeckung (5) eine Durchführung (6) aufweist, sodass ein Verbindungselement zur Signalabführung am Drucksensor (4) ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung (5) angeordnet ist.An internal combustion engine comprising at least one cylinder for driving the internal combustion engine, a common rail (3) for supplying pressurized fuel into the at least one cylinder, and a pressure sensor (4) for determining the pressure level in the common rail (3), wherein the Pressure sensor (4) on the common rail (3) is arranged, and the common rail (3) partially or completely under a cylinder head cover (5) is arranged, wherein the cylinder head cover (5) has a passage (6), so that a connecting element for Signal removal at the pressure sensor (4) outside the cylinder head cover (5) is arranged.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit Common Rail Technologie. Die Common Rail Technologie wurde Ende der 90-er Jahre im Markt eingeführt und beschreibt das Vorhandensein eines gemeinsamen Kraftstoff-Hochdruckspeichers (Common Rail), über den mehrere Zylinder ihre Kraftstoffeinspeisung bzw. Kraftstoffeinspritzung erhalten. Dabei ist für ein Common Rail System typisch, dass der Kraftstoff durchgehend mit dem erforderlichen Druck für die Einspritzung in dem Common Rail vorgehalten wird. Durch das bei der Common Rail Technologie vorgesehene Trennen von Einspritzung und Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs lässt sich der Kraftstoff in vorteilhafter Weise in den Zylinder einführen.Description: The present invention relates to an internal combustion engine with common rail technology. Common rail technology was introduced to the market at the end of the 1990s and describes the presence of a common high-pressure fuel accumulator (common rail), via which several cylinders receive their fuel feed or fuel injection. It is typical of a common rail system that the fuel is continuously held in the common rail at the pressure required for injection. The separation of injection and pressurization of the fuel provided in the common rail technology advantageously allows the fuel to be introduced into the cylinder.

[0002] Zur Regelung des Common Rail Systems muss der Ist-Wert des Kraftstoffdrucks im Common Rail (Kraftstoffhochdruckspeicher) bekannt sein. Hierzu ist typischerweise ein Drucksensor vorgesehen, der direkt am Common Rail angeordnet ist und mit einem den Druck in dem Common Rail bestimmenden Element in das Innere des Common Rails hineinragt.To control the common rail system, the actual value of the fuel pressure in the common rail (high-pressure fuel accumulator) must be known. For this purpose, a pressure sensor is typically provided, which is arranged directly on the common rail and projects into the interior of the common rail with an element which determines the pressure in the common rail.

[0003] Grundsätzlich gibt es zwei Anordnungsvarianten des Common Rails bezüglich des Motors. Zum einen gibt es die Möglichkeit das Common Rail ausserhalb eines Zylinderkopfdeckels zu installieren, wodurch das Common Rail und die davon abgehenden Anschlüsse von den negativen Einflüssen, die unterhalb des Zylinderkopfdeckels herrschen, abgeschirmt werden. Zum anderen gibt es die weit weniger verbreitete Möglichkeit, das Common Rail in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum anzuordnen. Unter anderem vermindert dies das Risiko eines Motorbrandes im Fall einer Leckage des Common Rails, da durch die Zylinderkopfabdeckung ein verbesserter Feuerschutz vorliegt. Auch ergeben sich bei einer solchen Anordnung weniger Leitungsdurchführungen durch den Zylinderkopfdeckel.Basically, there are two arrangement variants of the common rail with respect to the engine. On the one hand, there is the possibility of installing the common rail outside of a cylinder head cover, whereby the common rail and the connections leading from it are shielded from the negative influences that prevail below the cylinder head cover. On the other hand, there is the far less widespread possibility of arranging the common rail in the space encapsulated by the cylinder head cover. Among other things, this reduces the risk of an engine fire in the event of a leak in the common rail, since the cylinder head cover provides improved fire protection. With such an arrangement, there are also fewer line bushings through the cylinder head cover.

[0004] Der grosse Nachteil der einer weiterstehenden Verbreitung von einer Anordnung des Common Rails in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum entgegensteht ist die dort herrschende bauteilfeindliche Umgebung. Unterhalb eines Zylinderkopfdeckels sind mechanische Bauteile, wie z.B. Kipphebel angeordnet, die während eines Betriebs des Motors eine permanente Schmierung benötigen. Daher unterliegen sämtliche sich unterhalb des Zylinderkopfdeckels befindenden Oberflächen einer sehr hohen Kontamination durch Motorenöl. Bekanntermassen weist dieses gemäss seinem Verwendungszweck eine hohe Kriechfähigkeit auf und gelangt daher innerhalb kurzer Zeit auch in sehr schmale Spalte bzw. kriecht durch sehr schmale Zwischenräume hindurch.The major disadvantage of further spread of an arrangement of the common rail in the space encapsulated by the cylinder head cover is in conflict with the hostile environment there. Mechanical components such as e.g. Rocker arms arranged that require permanent lubrication during operation of the engine. Therefore, all surfaces located below the cylinder head cover are subject to very high contamination from engine oil. As is known, according to its intended use, it has a high creeping ability and therefore, within a short time, also gets into very narrow gaps or creeps through very narrow spaces.

[0005] Weiter erreicht während eines Betriebs eines Motors der Bereich unterhalb eines Zylinderkopfdeckels Temperaturen von typischerweise über 100 °C. Bei Nichtnutzung des Motors kühlt dieser auf Umgebungstemperatur ab, sodass über die Nutzungsdauer hinweg hohe Temperaturunterschiede zu erwarten sind. Dies fördert die Bildung von Kondenswasser auf Oberflächen, die sich in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum befinden. Zudem gelangen während des Betriebs gewisse Mengen an Motorabgasen und geringe Mengen bestimmter Bestandteile unverbrannten Kraftstoffs in den Bereich unterhalb des Zylinderkopfdeckels. Da es dort keine Belüftung gibt, bleibt die Behaftung der Oberflächen mit den aufgezählten Substanzen (Motorenöl, Kondenswasser, Motorabgase und Kraftstoffbestandteile) dauerhaft bestehen.Furthermore, the area below a cylinder head cover reaches temperatures of typically over 100 ° C during operation of an engine. When the motor is not in use, it cools down to ambient temperature, so that large temperature differences can be expected over the service life. This promotes the formation of condensation on surfaces that are in the space encapsulated by the cylinder head cover. In addition, certain amounts of engine exhaust and small amounts of certain components of unburned fuel get into the area below the cylinder head cover during operation. Since there is no ventilation there, the surfaces are permanently contaminated with the substances listed (engine oil, condensed water, engine exhaust gases and fuel components).

[0006] Die Kombination dieser Faktoren stellt sich insbesondere als problematisch für eine Verbindung von einem Drucksensor dar, der dazu ausgelegt ist, das Druckniveau in dem Common Rail zu bestimmten. Typischerweise wird bei der Anordnung des Common Rails in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum auch ein Drucksensor in diesem Raum vorgesehen, der an dem Common Rail angeordnet ist. An einem von dem Common Rail distalen Ende des Drucksensors befindet sich in der Regel ein Buchsengehäuse oder Stecker, sodass mit einem entsprechenden Gegenstück die durch den Drucksensor gemessenen Druckwerte abgegriffen und einer elektronischen Steuereinheit zugeführt werden können.The combination of these factors is particularly problematic for a connection from a pressure sensor which is designed to determine the pressure level in the common rail. Typically, when the common rail is arranged in the space encapsulated by the cylinder head cover, a pressure sensor is also provided in this space, which is arranged on the common rail. There is usually a socket housing or plug at one end of the pressure sensor distal from the common rail, so that the pressure values measured by the pressure sensor can be tapped with a corresponding counterpart and fed to an electronic control unit.

[0007] Die vorstehend aufgeführten Umstände in Verbindung mit den während des Betriebs unvermeidlichen Vibrationen führen zum Auftreten von Spalterweiterungen an der Stossstelle zwischen dem Stecker- und Buchsengehäuse, d.h. zwischen den Berührflächen derjenigen Objekte, die eine Abdeckung der elektrischen Kontakte zur fehlerfreien Übermittlung der gemessenen Druckwerte sicherstellen müssen.The circumstances listed above in connection with the inevitable vibrations during operation lead to the occurrence of widened gaps at the joint between the plug and socket housing, i.e. between the contact surfaces of those objects that have to ensure coverage of the electrical contacts for the error-free transmission of the measured pressure values.

[0008] Dadurch kann es zu einem Eindringen von Kondenswasser, Motorenöl und der anderen oben beschriebenen Substanzen in das Innere des Steckergehäuses gelangen, was zu einem Benetzen der elektrischen Kontakte des Sensors und des Sensorkabels führt. Typischerweise führt dies zu einer Korrosion der elektrischen Kontaktelemente, sodass hieran ein relevanter elektrischer Übertragungswiederstand entsteht, der zu einer Verfälschung des Messsignals oder zu einer kompletten elektrischen Unterbrechung zwischen dem Sensor und dem elektrischen Steuergerät führt. Dies beeinträchtigt die Regelung oder führt zu einem Komplettausfall des Common Rail Systems.This can lead to the ingress of condensation, motor oil and the other substances described above into the interior of the connector housing, which leads to a wetting of the electrical contacts of the sensor and the sensor cable. Typically, this leads to corrosion of the electrical contact elements, so that a relevant electrical transmission resistance arises, which leads to a falsification of the measurement signal or to a complete electrical interruption between the sensor and the electrical control unit. This affects the control or leads to a complete failure of the common rail system.

[0009] Aufgrund dieser Konstellation übernehmen die Hersteller von Rail-Drucksensoren nur beschränkt oder gar keine Haftung, wenn das Common Rail System in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum vorgenommen wird. Der Motorenhersteller muss demnach das Risiko eines Ausfalls des Drucksensors alleine tragen oder sehr teure Drucksensoren verwenden, die einer solch feindlichen Umgebung auf Dauer trotzen können.Due to this constellation, the manufacturers of rail pressure sensors assume only limited or no liability if the common rail system is carried out in the space encapsulated by the cylinder head cover. The engine manufacturer must therefore bear the risk of a failure of the pressure sensor alone or use very expensive pressure sensors that can defy such a hostile environment in the long term.

[0010] Theoretisch wäre zwar denkbar, einen Drucksensor an einer Zuleitung für Kraftstoff hin zu dem Common Rail anzuschliessen, es hat sich jedoch herausgestellt, dass hierbei hohe Unterschiede zwischen den Kraftstoffdruck innerhalb des Common Rails und an der Messstelle in der Zuleitung auftreten. Diese Unterschiede äussern sich auch nicht in einer konstanten Druckdifferenz, sodass ein für das Systemverhalten repräsentativ gemessener Druck so nicht erhalten werden kann.Theoretically, it would be conceivable to connect a pressure sensor to a feed line for fuel to the common rail, but it has been found that there are large differences between the fuel pressure within the common rail and at the measuring point in the feed line. These differences are also not expressed in a constant pressure difference, so that a pressure representative of the system behavior cannot be obtained in this way.

CH 713 200 A1 [0011] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben aufgeführten Nachteile bei einer Anordnung des Common Rails in dem durch die Zylinderkopfabdeckungen gekapselten Raum zu überwinden und gleichzeitig die Vorteile dieser Anordnungsposition nicht aufzugeben.CH 713 200 A1 It is the object of the present invention to overcome the disadvantages listed above with an arrangement of the common rail in the space encapsulated by the cylinder head covers and at the same time not to give up the advantages of this arrangement position.

[0012] Dies gelingt mit einem Verbrennungsmotor, der sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Demnach weist ein erfindungsgemässer Verbrennungsmotor mindestens einen Zylinder zum Antreiben des Verbrennungsmotors, ein Common Rail zum Zuführen von unter Druck stehendem Kraftstoff in den mindestens einen Zylinder, und einen Drucksensor zum Bestimmen des Druckniveaus in dem Common Rail auf, wobei der Drucksensor direkt an dem Common Rail angeordnet ist, und das Common Rail teilweise oder vollständig unter einer Zylinderkopfabdeckung angeordnet ist. Dabei zeichnet sich der Verbrennungsmotor dadurch aus, dass die Zylinderkopfabdeckung eine Durchführung aufweist, sodass ein Verbindungselement zur Signalabführung am Drucksensor ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung angeordnet ist.This succeeds with an internal combustion engine, which comprises all the features of claim 1. Accordingly, an internal combustion engine according to the invention has at least one cylinder for driving the internal combustion engine, a common rail for supplying fuel under pressure into the at least one cylinder, and a pressure sensor for determining the pressure level in the common rail, the pressure sensor being directly on the common rail is arranged, and the common rail is partially or completely arranged under a cylinder head cover. The internal combustion engine is characterized in that the cylinder head cover has a feedthrough, so that a connecting element for signal transmission is arranged on the pressure sensor outside the cylinder head cover.

[0013] Dadurch wird sichergestellt, dass die durch die aggressiven Bedingungen, die in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum vorherrschen, nicht auf das anfällige Verbindungselement des Drucksensors wirken können. Eine Steckverbindung zum Weiterleiten der am Drucksensor erzeugten Druckwerte unterliegt damit denselben Beanspruchungen wie bei einer Anordnung des Common Rails ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung. Auf die Verwendung von sehr teuren Drucksensoren, deren Steckverbindung zum Weitergeben der Druckwerte besondere Anforderungen erfüllt, ist demnach nicht erforderlich. Das Drucksensorgehäuse besitzt dabei eine Signalabführung, die ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung angeordnet ist.This ensures that the aggressive conditions that prevail in the space encapsulated by the cylinder head cover cannot act on the susceptible connecting element of the pressure sensor. A plug connection for forwarding the pressure values generated at the pressure sensor is therefore subject to the same stresses as when the common rail is arranged outside the cylinder head cover. It is therefore not necessary to use very expensive pressure sensors, the plug-in connection of which fulfills special requirements for passing on the pressure values. The pressure sensor housing has a signal discharge, which is arranged outside the cylinder head cover.

[0014] Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung erstreckt sich der Drucksensor durch die Durchführung der Zylinderkopfabdeckung zu einer Aussenseite der Zylinderkopfabdeckung und das Common Rail ist vollständig unter der Zylinderkopfabdeckung angeordnet. Die Durchführung der Zylinderkopfabdeckung wird demnach durch das Drucksensorgehäuse durchstossen, sodass beispielsweise eine Buchse oder ein Stecker an dem ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung vorgesehenen Bereich des Drucksensorgehäuses vorgesehen werden kann, um Druckwerte abzugreifen und eine Weiterleitung der Druckwerte an eine elektronische Steuereinheit vorzusehen.According to an optional modification of the invention, the pressure sensor extends through the passage of the cylinder head cover to an outside of the cylinder head cover and the common rail is completely arranged under the cylinder head cover. The implementation of the cylinder head cover is accordingly pierced by the pressure sensor housing, so that, for example, a socket or a plug can be provided on the area of the pressure sensor housing provided outside the cylinder head cover in order to tap pressure values and to forward the pressure values to an electronic control unit.

[0015] Das Common Rail, also der Kraftstoffhochdruckspeicher für mehrere Zylinder bzw. für mehrere Injektoren, ist dabei jedoch vollständig in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum angeordnet. Die Zylinderkopfabdeckung bildet im verbundenen Zustand mit dem Zylinderkopf einen gekapselten Raum, in dem das Common Rail vollständig angeordnet sein kann. Wie bereits ausgeführt ist eine solche Anordnung vorteilhaft im Falle einer Leckage des Common Rails, da die Wahrscheinlichkeit für einen Motorbrand durch die Anordnung unterhalb des Zylinderkopfdeckels vermindert wird. Die höchste Gefahr des Auftretens einer Leckage an dem Common Rail besteht an den Verbindungen des Common Rails mit den vergleichsweise schmalen Zuleitungen zu den einzelnen Injektoren. Ein weiterer Gefahrenherd für eine Leckage ist jedoch auch die Kraftstoffzuleitung in das Common Rail, die eine Kraftstoff fördernde Druckpumpe mit dem Common Rail verbindet. Von daher ist es von Vorteil, wenn zumindest die Zuleitungen zu den Injektoren in dem durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raum angeordnet sind.The common rail, that is the high-pressure fuel accumulator for several cylinders or for several injectors, is, however, arranged entirely in the space encapsulated by the cylinder head cover. When connected to the cylinder head, the cylinder head cover forms an encapsulated space in which the common rail can be arranged completely. As already stated, such an arrangement is advantageous in the event of a leak in the common rail, since the probability of an engine fire is reduced by the arrangement below the cylinder head cover. The greatest risk of a leak occurring on the common rail is the connections of the common rail with the comparatively narrow feed lines to the individual injectors. Another source of danger for a leak is, however, the fuel feed line into the common rail, which connects a fuel-producing pressure pump to the common rail. It is therefore advantageous if at least the feed lines to the injectors are arranged in the space encapsulated by the cylinder head cover.

[0016] Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung erstreckt sich das Common Rail durch die Durchführung der Zylinderkopfabdeckung zu einer Aussenseite der Zylinderkopfabdeckung hin, sodass das Common Rail teilweise ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung angeordnet ist. Der Drucksensor ist dabei an dem Abschnitt des Common Rails angebracht, der sich ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung befindet. Somit ist auch hier sichergestellt, dass die Signalabführung des Drucksensors nicht in der aggressiven Umgebung innerhalb des durch die Zylinderkopfabdeckung gekapselten Raums erfolgt.According to a further development of the invention, the common rail extends through the passage of the cylinder head cover to an outside of the cylinder head cover, so that the common rail is partially arranged outside the cylinder head cover. The pressure sensor is attached to the section of the common rail that is located outside the cylinder head cover. This also ensures that the pressure sensor is not discharged in the aggressive environment within the space encapsulated by the cylinder head cover.

[0017] Neben den bereits aufgezählten Vorteilen ist durch diese Ausführung möglich, dass ein Drucksensor gewechselt werden kann, ohne dass die Zylinderkopfabdeckung abzunehmen ist. Zwar ist eine hochdruckresistente Abdichtung zwischen dem Sensorelement und dem freiliegenden Teil des Sensorgehäuses mit der Signalabführung bei einem RailDrucksensor eine Grundanforderung und daher auch im Low Cost Segment umgesetzt, jedoch ist aufgrund der weniger aggressiven Einflüsse die Verwendung von einfacheren Materialien möglich. Dies führt zu einer Kostensenkung bei der Erstellung von Drucksensoren zum Messen des Druckniveaus in dem Common Rail.In addition to the advantages already listed, this embodiment makes it possible for a pressure sensor to be replaced without having to remove the cylinder head cover. Although a high pressure-resistant seal between the sensor element and the exposed part of the sensor housing with signal discharge is a basic requirement for a rail pressure sensor and therefore also implemented in the low-cost segment, the use of simpler materials is possible due to the less aggressive influences. This leads to a cost reduction in the creation of pressure sensors for measuring the pressure level in the common rail.

[0018] Vorzugsweise ist das Verbindungseiementein Steck- oder Buchsenelement, das ein Abgreifen der von dem Drucksensor erzeugten Signale ermöglicht.Preferably, the connecting element is a plug or socket element which enables tapping of the signals generated by the pressure sensor.

[0019] Weiter kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass sich ein das Druckniveau bestimmende Element des Drucksensors in das Innere des Common Rails erstreckt. Typischerweise ist der Rail-Drucksensor derart an dem Common Rail montiert, das sich das eigentliche Sensorelement innerhalb des Common Rails befindet, damit auch tatsächlich das im Common Rail vorliegende Druckniveau gemessen wird.Furthermore, it can be provided according to the invention that an element of the pressure sensor that determines the pressure level extends into the interior of the common rail. The rail pressure sensor is typically mounted on the common rail in such a way that the actual sensor element is located within the common rail, so that the pressure level present in the common rail is actually measured.

[0020] Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist eine Zuleitung des Kraftstoffs in das Common Rail an dem Abschnitt des Common Rails angebracht, der sich ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung befindet.According to a further development of the invention, a feed line of the fuel into the common rail is attached to the section of the common rail which is located outside the cylinder head cover.

[0021] Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Zylinderkopfabdeckung lediglich eine Durchführung aufweisen muss, wodurch Konstruktionsschritte zum Vorsehen mehrerer Durchführungen nicht durchgeführt werden müssen.This has the advantage that the cylinder head cover only has to have a feedthrough, which means that construction steps for providing multiple feedthroughs do not have to be carried out.

[0022] Zudem kann vorgesehen sein, dass die Durchführung durch die Zylinderkopfabdeckung gegenüber dem durch die Durchführung durchtretenden Element abgedichtet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die im Inneren der Zylinder3It can also be provided that the bushing is sealed by the cylinder head cover with respect to the element passing through the bushing. This ensures that the inside of the cylinder 3

CH 713 200 A1 kopfabdeckung vorherrschenden Materialien nicht nach aussen dringen und zu einer Verunreinigung oder einer nachteilhaften Veränderung der ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung angeordneten Bauteile führt.CH 713 200 A1 head cover materials do not penetrate to the outside and lead to contamination or an adverse change in the components arranged outside the cylinder head cover.

[0023] Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Abzweigeverbindung des Common Rails zu dem mindestens einem Zylinder innerhalb der Zylinderkopfabdeckung angeordnet ist oder Abzweigeverbindungen des Common Rails zu sämtlichen mit dem Common Rail verbundenen Zylindern innerhalb der Zylinderkopfabdeckung angeordnet sind. Die Abzweigeverbindung bzw. Abzweigeverbindungen stehen dabei in direktem Kontakt mit einem Injektor, der den unter Druck im Common Rail gespeicherten Kraftstoff in einen Brennraum eines zugehörigen Zylinders einspritzt. Damit ist der mindestens eine Zylinder mit seinem zugehörigen Injektor mit dem Common Rail verbunden.It can further be provided that a branch connection of the common rail to the at least one cylinder is arranged within the cylinder head cover or branch connections of the common rail to all cylinders connected to the common rail are arranged within the cylinder head cover. The branch connection or branch connections are in direct contact with an injector which injects the fuel stored under pressure in the common rail into a combustion chamber of an associated cylinder. The at least one cylinder with its associated injector is thus connected to the common rail.

[0024] Nach einer weiteren optionalen Modifikation der Erfindung ist eine Abzweigeverbindung eine zu einem Injektor gehörende Leitung, die Kraftstoff aus dem Common Rail in Richtung Injektor eines Zylinders fördert.According to a further optional modification of the invention, a branch connection is a line belonging to an injector, which delivers fuel from the common rail in the direction of the injector of a cylinder.

[0025] Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Injektor direkt am Common Rail montiert, wobei eine Abzweigeverbindung einem direkt am Common Rail montiertem Injektor entspricht. Eine Abzweigeverbindung umfasst demnach auch den Fall, wonach ein Injektor ohne separate Zuleitung mit dem Common Rail verbunden ist.According to a further embodiment, an injector is mounted directly on the common rail, with a branch connection corresponding to an injector mounted directly on the common rail. A branch connection accordingly also includes the case where an injector is connected to the common rail without a separate feed line.

[0026] Vorzugsweise umfasst der Verbrennungsmotor mindestens zwei Zylinder, deren Kraftstoffzufuhr über das Common Rail geführt ist und die durch die Zylinderkopfabdeckung abgedeckt sind.[0026] The internal combustion engine preferably comprises at least two cylinders, the fuel supply of which is routed via the common rail and which are covered by the cylinder head cover.

[0027] Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung umfasst das Common Rail mehrere über Gewinde in Verbindung stehende Abschnitte, die hochdruckdicht miteinander verbunden sind.According to an optional modification of the invention, the common rail comprises a plurality of sections which are connected by threads and are connected to one another in a pressure-tight manner.

[0028] Ferner können nach der Erfindung pro Zylinderbank ein einziger Zylinderkopf und ein einziger Zylinderkopfdeckel vorgesehen sein. Eine Zylinderbank stellt dabei typischerweise die Anordnung von mindestens zwei Zylindern hintereinander dar.Furthermore, according to the invention, a single cylinder head and a single cylinder head cover can be provided per cylinder bank. A cylinder bank typically represents the arrangement of at least two cylinders in a row.

[0029] Vorzugsweise verläuft das Common Rail teilweise oder vollständig in einen Raum, der durch einen Zylinderkopf und den Zylinderkopf abdeckenden Zylinderkopfdeckel begrenzt ist.Preferably, the common rail extends partially or completely into a space which is delimited by a cylinder head and the cylinder head cover covering the cylinder head.

[0030] Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung weist das Common Rail eine stabförmige oder zylinderförmige Form auf oder ist aus einer Vielzahl von stabförmigen oder zylinderförmigen Abschnitten zusammengefügt.According to an optional modification of the invention, the common rail has a rod-shaped or cylindrical shape or is composed of a plurality of rod-shaped or cylindrical sections.

[0031] Es kann vorgesehen sein, dass die Anordnung des Drucksensors axial oder radial zu der stabförmigen bzw. zylinderförmigen Form des Common Rail angeordnet ist.It can be provided that the arrangement of the pressure sensor is arranged axially or radially to the rod-shaped or cylindrical shape of the common rail.

[0032] Die Erfindung betrifft ferner eine mobile Arbeitsmaschine mit einem Verbrennungsmotor nach einer der vorstehen aufgeführten Varianten.The invention further relates to a mobile machine with an internal combustion engine according to one of the variants listed above.

[0033] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung der Figuren ersichtlich. Es zeigt:Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the following description of the figures. It shows:

Fig. 1 : ein Common Rail System in einer schematischen Darstellung nach dem Stand der Technik1: a common rail system in a schematic representation according to the prior art

Fig. 2: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors mit Common Rail nach dem Stand der Technik,2 shows a schematic longitudinal section of an internal combustion engine with common rail according to the prior art,

Fig. 3: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors mit Common Rail nach dem Stand der Technik,3 shows a schematic longitudinal section of an internal combustion engine with common rail according to the prior art,

Fig. 4: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors nach der Erfindung,4: a schematic longitudinal section of an internal combustion engine according to the invention,

Fig. 5: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,5 shows a schematic longitudinal section of an internal combustion engine according to a further embodiment of the invention,

Fig. 6: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,6 shows a schematic longitudinal section of an internal combustion engine according to a further embodiment of the invention,

Fig. 7: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,7: a schematic longitudinal section of an internal combustion engine according to a further embodiment of the invention,

Fig. 8: einen schematischen Längsschnitt eines Verbrennungsmotors nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und8: a schematic longitudinal section of an internal combustion engine according to a further embodiment of the invention, and

Fig. 9: einen schematischen Querschnitt eines Verbrennungsmotors nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.9 shows a schematic cross section of an internal combustion engine according to a further embodiment of the invention.

[0034] Fig. 1 zeigt eine schematische Abbildung eines Common Rail Systems. Wie bereits in den allgemeinen Ausführungen erwähnt, ist die genaue Kenntnis des Kraftstoffdrucks im Common Rail unabhängig von der Ausführungsform des Common Rail Systems (gekapselte Anordnung mittels Zylinderkopfdeckel oder ungekapselt) erforderlich. Hierfür wird ein1 shows a schematic illustration of a common rail system. As already mentioned in the general explanations, precise knowledge of the fuel pressure in the common rail is required regardless of the embodiment of the common rail system (encapsulated arrangement by means of a cylinder head cover or unencapsulated). For this, a

CH 713 200 A1CH 713 200 A1

Hochdrucksensor 4 auf den Common Rail 3 montiert, der in das Innenvolumen des Common Rails 3 mit einem Sensorelement hineinragt.High-pressure sensor 4 mounted on the common rail 3, which projects into the inner volume of the common rail 3 with a sensor element.

[0035] Fig. 1 zeigt dabei eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung der Funktionalität des Common Rail Systems herangezogen wird. Damit eine entsprechend gewünschte Kraftstoffeinspritzung beim Öffnen eines Injektors 10 erfolgt, beherbergt das Common Rail 3 einen unter Druck stehenden Kraftstoffvorrat. Bei Onroad- und Offroad-Nutzfahrzeugen liegt der Raildruck in einer Grössenordnung von etwa 1000 bis 2000 bar.1 shows a schematic illustration which is used to explain the functionality of the common rail system. In order for a correspondingly desired fuel injection to take place when an injector 10 is opened, the common rail 3 houses a pressurized fuel supply. For on-road and off-road commercial vehicles, the rail pressure is in the order of about 1000 to 2000 bar.

[0036] Der Druck wird über eine geeignete Pumpe 40 bereitgestellt, die zumeist mechanisch von der Verbrennungskraftmaschine über einen festen Rädertrieb geschleppt wird. Um nicht unnötig viel Kraftstoff in das Common Rail 3 zu fördern, der - um den dortigen Sollwert des Kraftstoffdrucks einzuhalten - über einen Bypass 60, 61,62 wieder zum Kraftstofftank (nicht dargestellt) zurückfliessen müsste, wird der Hochdruckpumpe 40 nur eine bestimmte Menge an Kraftstoff bereitgestellt. Das Volumenregelventil 50, welches oftmals als VCV (= volume control valve) oder FCV (= fuel control valve) bezeichnet wird, wird durch das Motorsteuergerät 30 über die Steuerleitung 32 entsprechend angesteuert, so dass die Hochdruckpumpe 40 dem Common Rail 3 nur die benötigte Kraftstoffmenge zuführt. Das wäre bei einem konstanten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine der momentane Kraftstoff zuzüglich einer geringen Menge, die zur Kompensation von nicht vermeidbaren Leckagen vorgesehen ist.The pressure is provided by a suitable pump 40, which is mostly dragged mechanically by the internal combustion engine via a fixed gear train. In order not to feed an unnecessarily large amount of fuel into the common rail 3, which - in order to maintain the setpoint value of the fuel pressure there - would have to flow back to the fuel tank (not shown) via a bypass 60, 61, 62, the high-pressure pump 40 will only supply a certain amount Fuel provided. The volume control valve 50, which is often referred to as VCV (= volume control valve) or FCV (= fuel control valve), is controlled accordingly by the engine control unit 30 via the control line 32, so that the high-pressure pump 40 only supplies the common rail 3 with the required amount of fuel supplies. That would be the instantaneous fuel plus a small amount, which is provided to compensate for unavoidable leaks, with constant operation of the internal combustion engine.

[0037] Bei einem Lastanstieg der Verbrennungskraftmaschine kann das Volumenregelventil 50 entsprechend angesteuert werden, so dass die Hochdruckpumpe 40 diejenige Kraftstoffmenge dem Common Rail 3 zuführt, die aus den folgenden drei Bestandteilen zusammengesetzt ist:When the load of the internal combustion engine increases, the volume control valve 50 can be controlled accordingly, so that the high-pressure pump 40 supplies the common rail 3 with the amount of fuel which is composed of the following three components:

a) dem momentanen Kraftstoffverbraucha) the current fuel consumption

b) der geringen Menge von Kraftstoff zu Kompensation der nicht vermeidbaren Leckage, undb) the small amount of fuel to compensate for the unavoidable leakage, and

c) die Kraftstoffmenge, die zur Erhöhung des Kraftstoffdrucks im inneren des Common Rails 3 erforderlich ist. Beispielsweise kann ein Volumenregelventil 50 über eine magnetisch angesteuerte Saugdrossel dargestellt werden.c) the amount of fuel required to increase the fuel pressure inside the common rail 3. For example, a volume control valve 50 can be represented via a magnetically controlled suction throttle.

[0038] Bei einer starken Lastabnahme für die Verbrennungskraftmaschine 1 kann durch das Öffnen eines am Common Rail 3 angeschlossenen Druckregelventils 60 Kraftstoff über die Leitungen 62 und 61 zur Niederdruckseite bzw. letztlich zum Kraftstofftank (nicht dargestellt) zurückfliessen, wodurch in dem Common Rail 3 eine schnelle Druckreduktion möglich ist.In the case of a strong load decrease for the internal combustion engine 1, fuel can flow back through the lines 62 and 61 to the low pressure side or ultimately to the fuel tank (not shown) by opening a pressure control valve connected to the common rail 3, which means that in the common rail 3 a rapid pressure reduction is possible.

[0039] Es wird also über die Leitung 51, das Volumenregelventil 50, die Leitung 52, die Pumpe 40 und die Kraftstoffzuleitung 8 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank unter Druckbeaufschlagung in das Common Rail 3 eingeleitet. Ist es erforderlich das Druckniveau des Kraftstoffs in dem Common Rail 3 zu verringern, wird über die Leitung 62, das Druckregelventil 60 (PCV englisch für: pressure control valve) und die Leitung 61 Kraftstoff in einen Kraftstofftank zurückgegeben, so dass der Druck in dem Common Rail 3 absinkt. Das Motorsteuergerät 30 besitzt dabei Steuerleitungen 31, 32, 33, um die Injektoren 10, das Druckregelventil 60 und das Volumenregelventil 50 zu steuern. Das Motorsteuergerät 30 steuert die entsprechenden Bauteile je nach Betriebssituation des Verbrennungsmotors an. Hierzu greift das Motorsteuergerät 30 auf Parameter bzw. Parameterwerte zurück, die am Motor 70 abgegriffen bzw. von dem Bediener des Verbrennungsmotors eingegeben werden. Über Datenleitungen 72 wird beispielsweise das gewünschte Drehmoment oder ein Kurbelwellenwinkel dem Motorsteuergerät 30 mitgeteilt.So it is introduced via line 51, the volume control valve 50, line 52, the pump 40 and the fuel supply line 8 fuel from a fuel tank under pressure into the common rail 3. If it is necessary to reduce the pressure level of the fuel in the common rail 3, fuel is returned to a fuel tank via the line 62, the pressure control valve 60 (PCV for pressure control valve) and the line 61, so that the pressure in the common Rail 3 drops. The engine control unit 30 has control lines 31, 32, 33 to control the injectors 10, the pressure control valve 60 and the volume control valve 50. The engine control unit 30 controls the corresponding components depending on the operating situation of the internal combustion engine. For this purpose, engine control unit 30 uses parameters or parameter values which are picked up on engine 70 or entered by the operator of the internal combustion engine. For example, the desired torque or a crankshaft angle is communicated to the engine control unit 30 via data lines 72.

[0040] Das Common Rail System hat dabei die Aufgabe den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine den Kraftstoff in möglichst optimaler Weise zuzuführen. Dies lässt sich anhand der Betrachtung eines einzelnen Zylinders 2 erklären. Dabei ist selbstverständlich, dass nicht allein die Kraftstoffmenge pro Arbeitstakt entscheidend ist, sondern es bspw. einen idealen Kraftstoffzufluss in Abhängigkeit des Kurbelwellenwinkels gibt. Hierbei sei nur am Rande auf die Stichwörter Vor- und Nacheinspritzung verwiesen.The common rail system has the task of supplying the cylinders of the internal combustion engine with the fuel in the best possible way. This can be explained by considering an individual cylinder 2. It goes without saying that the amount of fuel per work cycle is not the only decisive factor, but that there is, for example, an ideal fuel flow depending on the crankshaft angle. Only a marginal reference is made to the key words pre-injection and post-injection.

[0041] So wird bei Dieselmotoren durch bewusstes Voreinspritzen von Kraftstoff eine Vorkonditionierung des Brennraums erzielt, wodurch ein Einfluss auf das Russverhalten sowie eine positive Auswirkung auf das Motorengeräusch erreicht werden soll. Auch kann zur Anhebung der Abgastemperatur, welche zur Aufrechterhaltung des Abgasnachbehandlungssystems notwendig sein kann, das Verfahren einer Nacheinspritzung und einer Verschiebung des Haupteinspritzzeitpunkts vorgesehen sein. Abschliessend soll auch auf eine sogenannte Post-Injection verwiesen werden, mittels der eine aktive Regeneration eines Dieselpartikelfilters vorgenommen wird.In diesel engines, pre-conditioning of the combustion chamber is achieved by deliberately pre-injecting fuel, which is intended to influence the soot behavior and have a positive effect on engine noise. To increase the exhaust gas temperature, which may be necessary to maintain the exhaust gas aftertreatment system, the method of post-injection and a shift in the main injection timing can be provided. Finally, reference is also made to a so-called post-injection, by means of which an active regeneration of a diesel particle filter is carried out.

[0042] Da die Dynamik der Pumpe 40 mit der die Drücke in die gewünschte Grössenordnung bringbar sind, nicht ausreichend ist, um ein den technischen Anforderungen genügendes Volumenstrom-Zeit-Profil zu generieren, also einen entsprechenden Kraftstoffvolumenstrom in Abhängigkeit des Kurbelwellenwinkels bereitzustellen, wird in dem Common Rail 3 ein Kraftstoffvorrat bereitgehalten. Sobald ein Injektor 10 durch eine entsprechende Ansteuerung des Motorsteuergeräts 30 Kraftstoff einspritzt, erfolgt in Abhängigkeit des Raildrucks und in Abhängigkeit des Strömungswiderstands ein Kraftstoffvolumenstrom in den Brennraum 21 eines Zylinders 2. Sind der Raildruck und der Strömungswiderstand bekannt, kann dem Brennraum 21 durch eine entsprechende Ansteuerung der Injektoren 10 ein Kraftstoffvolumenstrom in Abhängigkeit des Kurbelwellenwinkels zugeführt werden, welcher einem Idealverlauf recht nahe kommt. Dabei ist klar, dass derSince the dynamics of the pump 40 with which the pressures can be brought into the desired order of magnitude is not sufficient to generate a volume flow time profile that meets the technical requirements, that is to say to provide a corresponding fuel volume flow as a function of the crankshaft angle, is shown in FIG the common rail 3 has a fuel supply. As soon as an injector 10 injects fuel by appropriate control of engine control unit 30, a fuel volume flow into combustion chamber 21 of a cylinder 2 takes place depending on the rail pressure and flow resistance. If the rail pressure and flow resistance are known, combustion chamber 21 can be controlled by appropriate control a fuel volume flow depending on the crankshaft angle, which comes very close to an ideal profile, is fed to the injectors 10. It is clear that the

CH 713 200 A1CH 713 200 A1

Idealverlauf des Kraftstoffvolumenstroms abhängig vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 1, insbesondere vom gewünschten Lastmoment ist. Die Strömungswiderstände vom Inneren des Common Rails 3 bis zum Austritt aus den Kraftstoffspritzlöchern der einzelnen Injektordüsen 10 sind unter allen betriebsrelevanten Konstellationen als Bauteilparameter bekannt und können als Datensatz in dem zur Steuerung und Regelung des Common Rail Systems eingesetzten Steuergerät abgelegt und während des Betriebs entsprechend berücksichtigt werden. Typischerweise wird hierfür das Steuergerät 30 der Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet. Sofern das Steuergerät 30 über entsprechende Leistungstufen verfügt, kann die zum Öffnen der Injektoren 10 erforderliche Bestromung vom Steuergerät 30 selbst vorgenommen werden. Andernfalls werden die Injektoren 10 über separate vom Steuergerät 30 angesteuerte Leistungstufen bestromt.Ideal course of the fuel volume flow is dependent on the operating state of the internal combustion engine 1, in particular on the desired load torque. The flow resistances from the interior of the common rail 3 to the outlet from the fuel injection holes of the individual injector nozzles 10 are known as component parameters under all operationally relevant constellations and can be stored as a data record in the control unit used to control and regulate the common rail system and can be taken into account accordingly during operation , The control unit 30 of the internal combustion engine 1 is typically used for this. If the control unit 30 has corresponding power levels, the current supply required to open the injectors 10 can be carried out by the control unit 30 itself. Otherwise, the injectors 10 are energized via separate power stages controlled by the control unit 30.

[0043] Bei der Betrachtung des Common Rail Systems wird deutlich, dass die Kenntnis des Druckniveaus des in dem Common Rail 3 gespeicherten Kraftstoffs von fundamentaler Bedeutung ist. Dies gilt auch bei Common Rail Systemen, die mit konstantem Betriebsdruck arbeiten.When examining the common rail system, it becomes clear that knowledge of the pressure level of the fuel stored in the common rail 3 is of fundamental importance. This also applies to common rail systems that operate at constant operating pressure.

[0044] Aufgrund der unvermeidbaren Abstände vom Hochdruckausgang der Pumpe 40 bis zu den einzelnen Injektordüsen 10 und der hohen Systemdynamik treten auf der Hochdruckseite des Common Rail Systems relativ hohe Druckschwingungen auf. Man könnte daher auf die Idee kommen, jedem Injektor 10 des Common Rails 3 seinen eigenen Drucksensor zuzuordnen. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der notwendigen Robustheit wird im Serieneinsatz auf der Hochdruckseite des Common Rail System jedoch nur ein einziger Drucksensor 4 verwendet.Because of the unavoidable distances from the high pressure outlet of the pump 40 to the individual injector nozzles 10 and the high system dynamics, relatively high pressure vibrations occur on the high pressure side of the common rail system. One could therefore come up with the idea of assigning each injector 10 of the common rail 3 its own pressure sensor. For reasons of economy and the necessary robustness, however, only a single pressure sensor 4 is used in series production on the high-pressure side of the common rail system.

[0045] Der günstigen Platzierung des Raildrucksensors 4 kommt folglich eine sehr hohe Bedeutung zu. Auf jeden Fall sollte der Raildrucksensor 4 bzw. das den Druck messende Element des Sensors mit einem möglichst niedrigen Strömungswiderstand mit dem Innenraum des Common Rails 3 verbunden sein.The favorable placement of the rail pressure sensor 4 is therefore very important. In any case, the rail pressure sensor 4 or the pressure measuring element of the sensor should be connected to the interior of the common rail 3 with the lowest possible flow resistance.

[0046] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotors 1 bei der der Raildrucksensor 4 derart montiert ist, dass sich das eigentliche Sensorelement innerhalb des Common Rails befindet. Dadurch wird sichergestellt, dass auch tatsächlich das im Common Rail 3 vorliegende Druckniveau gemessen wird.2 shows a schematic representation of an internal combustion engine 1 known from the prior art, in which the rail pressure sensor 4 is mounted in such a way that the actual sensor element is located within the common rail. This ensures that the pressure level present in the common rail 3 is actually measured.

[0047] In dieser Figur ist das Common Rail 3 oberhalb einer Zylinderkopfabdeckung 5 angeordnet. Dadurch ist auch das Verbindungsmittel 7 des Drucksensors 4 den negativen, innerhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 vorherrschenden Einwirkungen nicht ausgesetzt. Es ist jedoch erforderlich, dass der an die Injektoren 10 zu leitende Kraftstoff aus dem Common Rail 3 über Zuleitungen 9 erfolgt, die jeweils eine Durchführung durch die Zylinderkopfabdeckung 5 aufweisen. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet dabei den Zylinderkopf, der oberhalb eines nur teilweise dargestellten Kurbelgehäuses 12 angeordnet ist. In dem Kurbelgehäuse 12 befinden sich auch die Brennräume 21 der jeweiligen Zylinder 2.In this figure, the common rail 3 is arranged above a cylinder head cover 5. As a result, the connecting means 7 of the pressure sensor 4 is also not exposed to the negative effects prevailing within the cylinder head cover 5. However, it is necessary that the fuel to be conducted to the injectors 10 comes from the common rail 3 via feed lines 9, each of which has a passage through the cylinder head cover 5. The reference numeral 11 designates the cylinder head, which is arranged above a crankcase 12 which is only partially shown. The combustion chambers 21 of the respective cylinders 2 are also located in the crankcase 12.

[0048] Die in Fig. 2 dargestellte Common Rail Systematik ist weitverbreitet, da das ausserhalb des Zylinderkopfdeckels 5 angeordnete Common Rail 3 eine deutlich geringere Kontamination mit Motorenöl oder dergleichen mit sich bringt. Eine Beaufschlagung mit Motorabgasen und/oder Bestandteilen unverbrannten Kraftstoffs liegt dort ebenfalls nicht vor. Zudem bestehen durch die dortige Belüftung geringere Betriebstemperaturen und die Behaftung durch kondensiertes Wasser liegt über weitaus kürzere Zeiträume vor, als dies innnerhalb des durch den Zylinderkopfdeckel 5 abgekapselten Raums der Fall wäre. Die technische Zuverlässigkeit von dieser Common Rail Systematik und das Vorsehen von Drucksensoren an einem so angeordneten Common Rail 3 hat sich in langjährigem Praxiseinsatz bewehrt, so dass von den Herstellern der Drucksensoren 4 umfangreiche Garantien zugestanden werden.The common rail system shown in FIG. 2 is widespread, since the common rail 3 arranged outside the cylinder head cover 5 entails significantly less contamination with engine oil or the like. There is also no exposure to engine exhaust gases and / or components of unburned fuel. In addition, there are lower operating temperatures due to the ventilation there and the contamination by condensed water is present over much shorter periods of time than would be the case within the space encapsulated by the cylinder head cover 5. The technical reliability of this common rail system and the provision of pressure sensors on a common rail 3 arranged in this way have proven themselves over many years of practical use, so that the manufacturers of the pressure sensors 4 are granted extensive guarantees.

[0049] Fig. 3 zeigt eine ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Common Rail Systematik, bei der das Common Rail 3 in dem durch den Zylinderkopfdeckel 5 gekapselten Raum (im Verbund mit dem Zylinderkopf 11) angeordnet ist. Hieran ist insbesondere nachteilig, dass der Drucksensor 4 mit seinem Verbindungselement 7 bzw. ein mit dem Verbindungselement 7 zusammenwirkendes Abgreifelement 71 den nachteilhaften Einflüssen innerhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 ausgesetzt ist. Auf die hiermit einhergehenden Nachteile wurde bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung eingegangen.FIG. 3 shows a common rail system, also known from the prior art, in which the common rail 3 is arranged in the space encapsulated by the cylinder head cover 5 (in conjunction with the cylinder head 11). This is particularly disadvantageous in that the pressure sensor 4 with its connecting element 7 or a tapping element 71 cooperating with the connecting element 7 is exposed to the disadvantageous influences within the cylinder head cover 5. The disadvantages associated with this have already been dealt with in the general part of the description.

[0050] Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Man erkennt eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Verbrennungsmotors 1, der mit Common Rail Technik versehen ist. Das Common Rail 3 ist dabei teilweise in dem durch die Zylinderkopfabdeckung 5 gekapselten Raum angeordnet, erstreckt sich jedoch durch eine Ausnehmung 6 der Zylinderkopfabdeckung 5 hindurch, so dass auch ein Abschnitt des Common Rails 3 ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 vorgesehen ist. An diesem ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 vorgesehenen Abschnitt 42 des Common Rails 3 ist der Drucksensor 4 angeordnet. Der Drucksensor 4 steht dabei in direktem Kontakt mit dem Common Rail 3.Fig. 4 shows a first embodiment of the present invention. A schematic representation of a longitudinal section of an internal combustion engine 1, which is provided with common rail technology, can be seen. The common rail 3 is partially arranged in the space encapsulated by the cylinder head cover 5, but extends through a recess 6 of the cylinder head cover 5, so that a section of the common rail 3 is also provided outside the cylinder head cover 5. The pressure sensor 4 is arranged on this section 42 of the common rail 3 provided outside the cylinder head cover 5. The pressure sensor 4 is in direct contact with the common rail 3.

[0051] Es kann dabei vorgesehen sein, dass im Vergleich zum Stand der Technik das Common Rail 3 in seiner Längsposition nach vorne verschoben wird (vgl. Längsposition des Common Rails 3 aus Fig. 3) und lediglich die entsprechenden Abzweigeverbindungen 9 zu den mehreren Injektoren 10 an die neue Längsposition des Common Rails 3 angepasst werden müssen.It can be provided that, in comparison to the prior art, the common rail 3 is shifted forward in its longitudinal position (cf. longitudinal position of the common rail 3 from FIG. 3) and only the corresponding branch connections 9 to the plurality of injectors 10 must be adapted to the new longitudinal position of the common rail 3.

[0052] Alternativ dazu ist jedoch auch möglich, dass einfach ein in seiner Längsausdehnung längeres Common Rail 3 verwendet wird, das durch die Durchführung 6 der Zylinderkopfabdeckung 5 zu einer Aussenseite hin ragt.Alternatively, however, it is also possible that simply a longer common rail 3 is used, which protrudes through the passage 6 of the cylinder head cover 5 to an outside.

[0053] Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Injektoren 10 direkt an dem Common Rail 3 angeordnet sind, so dass auf Zuleitungen 9 zu den jeweiligen Injektoren 10 verzichtet werden kann.5 shows a further embodiment of the present invention, in which the injectors 10 are arranged directly on the common rail 3, so that feed lines 9 to the respective injectors 10 can be dispensed with.

CH 713 200 A1 [0054] Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist ein Verbindungselement 41 vorgesehen, das hochdruckdicht mit dem Common Rail 3 verbunden ist. Demnach besteht das Common Rail 3 aus zwei miteinander hochdruckdicht verbundenen Abschnitten, dem Verbingungselement 41 und dem ursprünglichen Common Rail 42, an das das Verbindungselement 41 befestigt ist. Obwohl das Innenvolumen des Verbindungselements 41 eine Erweiterung des Volumens des bisherigen Common Rails 3 darstellt, wird im Folgenden die physische Bezeichnung Common Rail 3 beibehalten und das Bezugszeichen 42 nur aufgeführt, wenn der Aufbau des Common Rails aus 2 unerschiedlichen Abschnitten besonders hervorgehoben werden soll. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Common Rail 3 teilweise ausserhalb und teilweise innerhalb des durch die Zylinderkopfabdeckung 5 gekapselten Raums angeordnet ist. Insbesondere für ein bestehendes Common Rail System ist durch diese Ausführungsform der Erfindung eine Nachrüstung möglich. Anstelle eines an der Stirnseite des Common Rails 3 angeordneten Abschlusses mit einem integrierten Drucksensor 4 wird nun ein hochdruckdicht verbindbares Element aufgesetzt oder aufgeschraubt, so dass sich das Common Rail 3 auch ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 befindet. Dabei verläuft das Common Rail 3 durch die Durchführung 6 in der Zylinderkopfabdeckung 5 hindurch.CH 713 200 A1 Fig. 6 shows a further embodiment of the present invention. A connecting element 41 is provided, which is connected to the common rail 3 in a pressure-tight manner. Accordingly, the common rail 3 consists of two sections connected to one another with high pressure tightness, the connecting element 41 and the original common rail 42, to which the connecting element 41 is fastened. Although the internal volume of the connecting element 41 represents an expansion of the volume of the previous common rail 3, the physical designation common rail 3 is retained in the following and the reference number 42 is only given if the structure of the common rail from two different sections is to be particularly emphasized. It can be provided that the common rail 3 is arranged partly outside and partly inside the space encapsulated by the cylinder head cover 5. This embodiment of the invention makes retrofitting possible, in particular for an existing common rail system. Instead of a termination arranged on the end face of the common rail 3 with an integrated pressure sensor 4, an element which can be connected in a high-pressure-tight manner is now attached or screwed on, so that the common rail 3 is also located outside the cylinder head cover 5. The common rail 3 runs through the bushing 6 in the cylinder head cover 5.

[0055] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Anders als in den anderen schematischen Darstellungen der erfindungsgemässen Umsetzung ist nun die Kraftstoffzuleitung 8 ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung mit dem Common Rail 3 verbunden. Dies ist von Vorteil, da die Zylinderkopfabdeckung 5 nun lediglich eine Durchführung besitzt und eine weitere Durchführung zum Einlass der Kraftstoffzuleitung 8 nicht mehr erforderlich ist.Fig. 7 shows another embodiment of the present invention. In contrast to the other schematic representations of the implementation according to the invention, the fuel feed line 8 is now connected to the common rail 3 outside the cylinder head cover. This is advantageous since the cylinder head cover 5 now has only one bushing and a further bushing for the inlet of the fuel supply line 8 is no longer required.

[0056] Fig. 8 zeigt, dass dieses Konzept der Anordnung der Kraftstoffzuleitung 8 ausserhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 für sämtliche vorstehend beschriebenen Ausführungsformen anwendbar ist. Dabei ist also egal, ob das Common Rail 3 aus mehreren Abschnitten 41,42 oder aus einem einzigen Abschnitt gebildet ist.FIG. 8 shows that this concept of arranging the fuel supply line 8 outside the cylinder head cover 5 can be used for all of the above-described embodiments. It does not matter whether the common rail 3 is formed from several sections 41, 42 or from a single section.

[0057] Hinsichtlich eines unterhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 installierten Common Rails 3 gibt es unterschiedliche Einbaupositionen. Zum einen kann das Common Rail sich oberhalb des Zylinderkopfes 11 befinden.With regard to a common rail 3 installed below the cylinder head cover 5, there are different installation positions. On the one hand, the common rail can be located above the cylinder head 11.

[0058] Fig. 9 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit des Common Rails 3, wonach der Zylinderkopf 11 an einer entsprechenden Stelle eine Aussparung bzw. eine nutförmigen Ausformung bzw. Aussparung (13) besitzt, damit das Common Rail 3 in diese Aussparung (13) bzw. nutförmige Ausnehmung «eintauchend» installiert werden kann.Fig. 9 shows a further arrangement possibility of the common rail 3, according to which the cylinder head 11 has a recess or a groove-shaped shape or recess (13) at a corresponding point, so that the common rail 3 in this recess (13) or Groove-shaped recess "immersed" can be installed.

[0059] Die linke Darstellung der Fig. 9 zeigt dabei einen schematischen Querschnitt der vorstehend diskutierten Varianten nach den Fig. 4-8. Der mittlere Darstellung kann man entnehmen, dass der Zylinderkopf (11) eine Aussparung (13) aufweist, in der das Common Rail 3 verläuft. Unter Umständen kann es sinnvoll sein, dass die Aussparung (13) so tief ist, dass das Common Rail (3) vollständig in die Aussparung (13) eintaucht. Dabei ist die Oberkante des Zylinderkopfs (11) oberhalb oder gleichauf mit der Oberkante des Common Rails (3).The left representation of FIG. 9 shows a schematic cross section of the variants discussed above according to FIGS. 4-8. The middle representation shows that the cylinder head (11) has a recess (13) in which the common rail 3 runs. Under certain circumstances, it may make sense that the recess (13) is so deep that the common rail (3) is completely immersed in the recess (13). The top edge of the cylinder head (11) is above or level with the top edge of the common rail (3).

[0060] Zu guter Letzt ist ebenfalls möglich, dass der Zylinderkopf 11 eine so tiefe Aussparung bzw. Ausnehmung aufweist, dass das Common Rail 3 in dieser soweit «eintauchend» installiert werden kann, dass sich die Oberkante des Zylinderkopfs 11 oberhalb des Common Rails 3 befindet.Finally, it is also possible for the cylinder head 11 to have a recess or recess so deep that the common rail 3 can be installed “immersed” to such an extent that the upper edge of the cylinder head 11 is above the common rail 3 located.

[0061] Diese in Fig. 9 beispielhaft gezeigte Anordnungsposition kann mit sämtlichen vorstehen beschrieben Merkmalen (vgl. Fig. 4-8) kombiniert werden. Bspw. ist also möglich, dass die Injektoren (10) direkt an dem Common Rail (3) angeordnet sind und keine separaten Zuleitungen zu dem Common Rail (3) aufweisen.This arrangement position shown by way of example in FIG. 9 can be combined with all the features described above (cf. FIGS. 4-8). For example. it is therefore possible for the injectors (10) to be arranged directly on the common rail (3) and to have no separate feed lines to the common rail (3).

[0062] Nach der Grundidee des erfindungsgemässen Verbrennungsmotors bleiben die Funktionalität und die Lebensdauer des Drucksensors 4 unverändert hoch (im Vergleich mit der zur Lebensdauer von im Stand der Technik bekannten Drucksensoren). Weiter ist nun auch bei einem Anordnen des Common Rails 3 unterhalb der Zylinderkopfabdeckung 5 die Verwendung von Standardbauteilen möglich. Es ist demnach möglich bei einem Sensorausfall diesen ohne Demontage der Zylinderkopfabdeckung 5 zu tauschen.According to the basic idea of the internal combustion engine according to the invention, the functionality and the service life of the pressure sensor 4 remain high (in comparison with the service life of pressure sensors known in the prior art). Furthermore, the use of standard components is now also possible when the common rail 3 is arranged below the cylinder head cover 5. It is therefore possible in the event of a sensor failure to replace it without dismantling the cylinder head cover 5.

Claims

claims

1. internal combustion engine (1) comprising:

at least one cylinder (2) for driving the internal combustion engine (1), a common rail (3) for supplying fuel under pressure into the at least one cylinder (2), and a pressure sensor (4) for determining the pressure level in the common rail (3), wherein the pressure sensor (4) is arranged on the common rail (3), and the common rail (3) is arranged partially or completely under a cylinder head cover (5), characterized in that the cylinder head cover (5) has a bushing (6), so that a connecting element (7) for signal transmission on the pressure sensor (4) is arranged outside the cylinder head cover (5).

2. Internal combustion engine (1) according to claim 1, wherein the pressure sensor (4) extends through the passage (6) of the cylinder head cover (5) to an outside of the cylinder head cover (5) and the common rail (3) completely under the cylinder head cover (5 ) is arranged.

3. Internal combustion engine (1) according to claim 1, wherein the common rail (3) extends through the passage (6) of the cylinder head cover (5) to an outside of the cylinder head cover (5), so that the common rail (3) partially outside Cylinder head cover (5) is arranged, and

CH 713 200 A1 the pressure sensor (4) is attached to the section of the common rail (3) which is located outside the cylinder head cover (5).

4. Internal combustion engine (1) according to any one of the preceding claims, wherein the connecting element (7) is a plug or socket element which enables tapping of the signals generated by the pressure sensor (4).

5. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein a pressure level-determining element of the pressure sensor (4) extends into the interior of the common rail (3).

6. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein a feed line (8) of the fuel in the common rail (3) is attached to the section of the common rail (3) which is located outside the cylinder head cover (5).

7. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein a branch connection (9) of the common rail (3) to the at least one cylinder (2) is arranged within the cylinder head cover (5) or branch connections (9) of the common rail (3 ) to all of the cylinders (2) connected to the common rail (3) are arranged inside the cylinder head cover (5).

8. Internal combustion engine (1) according to claim 7, wherein a branch connection (9) is a line belonging to an injector (10) which conveys fuel in the direction of the injector (10) of a cylinder (2).

9. Internal combustion engine (1) according to claim 7, wherein an injector (10) is mounted directly on the common rail (3) and a branch connection (9) corresponds to an injector (10) mounted directly on the common rail (3).

10. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the engine comprises at least two cylinders (2), the fuel supply via the common rail (3) and which are covered by the cylinder head cover (5).

11. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the common rail (3) comprises a plurality of thread-connected sections (41, 42) which are connected to one another in a pressure-tight manner.

12. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein a single common cylinder head (11) and a single cylinder head cover (5) are provided per cylinder bank.

13. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the common rail (3) runs partially or completely in a space which is delimited by a cylinder head (11) and the cylinder head cover (11) covering the cylinder head cover (5), wherein preferably the cylinder head (11) has a recess (13) within which the common rail (3) is completely or partially immersed or extends.

14. Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the common rail (3) has a rod-shaped or cylindrical shape or is composed of a plurality of rod-shaped or cylindrical sections (41, 42).

15. Mobile work machine with an internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims.

CH 713 200 A1