DE10055435A1

DE10055435A1 - Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE10055435A1
Application number: DE10055435A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Sumida; Norihisa Fukutomi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: DE10055435B4; JP2001132582A; US6334433B1; KR100407687B1; KR20010051512A

Abstract

Ein Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil hat eine Dichtung, welche zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers definiert sind. Die Dichtung beinhaltet ein ringförmiges metallisches elastisches Element und ein ringförmiges Stützelement, welches das metallische elastische Element elastisch stützt. Die Dichtung stößt mit einer Stoßfläche gegen den Schulterabschnitt des Zylinderkopfes an einer axialen Position, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärts angeordnete Endfläche des Verwirbelungselements. Das metallische elastische Element der Dichtung hat eine Kontaktfläche, welche mit einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers in Kontakt steht, wobei der Endabschnitt der Kontaktfläche des metallischen Elements an einer axialen Position angeordnet ist, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärts angeordnete Endfläche des Verwirbelungselements. Die Dichtung hat eine innere Umfangsfläche, welche einer äußeren Umfangsfläche zumindest des Verwirbelungskörpers oder des Verwirbelungskörpers und des Ventilsitzes gegenüberliegt, welche durch die Verbrennungskammer erhitzt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil, und insbesondere ein Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil mit einer hermetischen Abdichtung.

Beispiele für herkömmliche Zylinder- Kraftstoffeinspritzventile finden sich in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 9-126089, in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2768522 und in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 10-89192. Bei den Zylinder- Kraftstoffeinspritzventilen, die in diesen Patentschriften offenbart sind, werden Hochdruck-Dichtungen zum Aufrechterhalten einer luftdichten Abdichtung zwischen dem Zylinder und dem Kraftstoffeinspritzventil benötigt.

Die oben beschriebenen Hochdruck-Dichtungen zum Realisieren der Abdichtung des Verbrennungsgases dienen jedoch nur zum Abdichten, so dass die Hitze des Verbrennungsgases nicht zufriedenstellend ferngehalten wird, weil eine Hitzeisolierung nicht an sich zur Verfügung gestellt wurde, sondern nur aus der Gasabdichtung resultierte. Andererseits verursachen Bauelemente, die für die Hitzeisolierung oder die Hitzeableitung von dem Einspritzventil zu dem Zylinderkopf ausgelegt sind, Probleme beim einfachen Zusammenbau, versprühten Kraftstoff und Kosten.

In dem in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 9-126089 offenbarten Beispiel besteht die Hauptaufgabe darin, die durch das Verbrennungsgas verursachte Hitze an der Spitze des Einspritzventils durch den metallischen Ring in den Zylinderkopf abzuleiten, so dass, solange der Ring eine Kerbe hat, es schwierig war, eine Abdichtung des Verbrennungsgases zu erzielen, obwohl das Eingreifen von Flammen in die Lücke verhindert worden sein mag. Sogar wenn zwei nebeneinander angeordnete Ringe verwendet werden, ist ein Hochdruck- Verbrennungsgas von 7 bis 8 MPa nicht zufriedenstellend abgedichtet worden.

Das in der japanischen Patentveröffentlichtung Nr. 2768522 offenbarte Beispiel ist ein Kraftstoffeinspritzventil für einen Dieselmotor, in welchem eine starke Anziehdrehkraft benötigt wird, um die Befestigungsmutter zwischen dem Einspritzventil und dem Zylinderkopf anzuziehen. Während die Abdichtung für das Verbrennungsgas zwischen dem Zylinderkopf und der Befestigungsmutter in diesem Fall durch eine Ringdichtung gewährleistet wird, wird die Abdichtung für das Verbrennungsgas zwischen dem Einspritzventil und der Dichtungsmutter im Fall eines DieselKraftstoff- Einspritzventils bekanntlich durch eine ringförmige Dichtung stromaufwärts der Wärmedämmplatte erzielt. So wird die Wärmedämmplatte nur dann gehalten, wenn das Kraftstoffeinspritzventil und die Dichtungsmutter miteinander verbunden werden, und sie ist nicht selbst mit dem Einspritzventil im Eingriff.

In dem in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 10-89192 offenbarten Beispiel wird die Abdichtung des Verbrennungsgases durch die Dichtung 13 erzielt, während die Abdichtung des Kraftstoffeinspritzventils gegen das Verbrennungsgas sowie Verbesserungen bei der Ableitung der Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventil, das durch das Verbrennungsgas erhitzt wird, erörtert werden.

In den Anordnungen, die in den japanischen offengelegten Patenten Nr. 9-126089 und 10-89192 offenbart sind, ist es darüber hinaus auch notwendig, die Lücke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Zylinderkopf zu beseitigen, so dass das Kraftstoffeinspritzventil nur schwierig ein- und ausgebaut werden kann. Es ist außerdem möglich, dass die innere Fläche des Zylinderkopfes und die äußere Fläche des Kraftstoffeinspritzventils durch das Anbringen der Hitzeableitungsvorrichtung beschädigt werden, so dass sie möglicherweise nicht wie gewünscht arbeiten, nachdem das Kraftstoffeinspritzventil aus irgendeinem Grund einmal aus- und wieder eingebaut worden ist, sogar wenn eine neue Hitzeableitungsanordnung eingebaut wird.

Da es keine Lücke in Radialrichtung gibt, sind darüber hinaus, wenn das Kraftstoffeinspritzventil und der Zylinderkopf schlecht ausgerichtet zusammengebaut werden, die Bauelemente um die Düse des Kraftstoffeinspritzventils herum und die Bauelemente in der Nähe der elektromagnetischen Antriebseinheit des Einspritzventils relativen seitlichen Lasten ausgesetzt, was zu einer möglichen Veränderung der Funktion des Kraftstoffeinspritzventils selbst führt.

Gemäß dem offengelegten japanischen Patent Nr. 9-112697, das dem gleichen Bevollmächtigten zugeordnet ist wie die vorliegende Anmeldung, ist die innere Durchmesserseite des Dichtungsrings mit Eingriffsvorsprüngen für den Eingriff mit dem Kraftstoffeinspritzventil versehen, um den Einbau in das Kraftstoffeinspritzventil zu erleichtern. Aufgrund der axial asymmetrisch vorgesehenen Vorsprünge in diesem Dichtungsring ist jedoch die Verteilung der Belastung in dem Dichtungsring während des Gebrauchs nicht axial symmetrisch, was zu einer verschlechterten Haltbarkeit führt. Auch die in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 9-112382 offenbarte Kupferdichtung 32 dient nicht dazu, das Verbrennungsgas abzudichten, sondern nur dazu, einen sehr guten Kontakt zwischen dem Flansch des Kraftstoffeinspritzventils und dem Zylinderkopf zu gewährleisten, weil diese Anordnung keine Druckbelastung gewährleisten kann, die groß genug zum Drücken und zum Abdichten des Verbrennungsgases ist.

Wenn eine komplizierte Ausgestaltung an dem Düsenspitzenabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils als Gegenmaßnahme für Ablagerungen auf dem Kraftstoffeinspritzventil eingesetzt wird, werden die Produktivität und die Kosten nachteilig beeinflusst.

Gemäß dem offengelegten japanischen Patent Nr. 10-252609 ist eine Kupferdichtung mit einer Hitzeleitfähigkeit, die gleich der Leitfähigkeit des Injektors oder höher als diese ist, innerhalb der axialen Lücke zwischen dem Injektor und dem Zylinderkopf angeordnet. Diese Dichtung ist nicht nur zum Leiten der Hitze notwendig, sondern auch zum Abdichten des Verbrennungsgases. Wenn die Kupferdichtung plastisch verformt wird, um das Verbrennungsgas abzudichten, muss eine beträchtliche Druckbelastung auf die Kupferdichtung ausgeübt werden, was die Verformung des mit hoher Präzision hergestellten Abschnitts innerhalb des Injektors und somit eine Veränderung seiner Funktion verursachen kann. Bei einem anderen Beispiel, das in dem gleichen Patentdokument offenbart ist, ist es ebenso wie in dem in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 10-89192 offenbarten Beispiel notwendig, keine Lücke zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Zylinderkopf zu haben, was aufgrund des schwierigen Anbringens und Ausbauens des Kraftstoffeinspritzventils problematisch ist.

Dementsprechend besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, das die oben beschriebenen Probleme des herkömmlichen Zylinder-Kraftstoffeinspritzventils nicht aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, welches zuverlässig ist und welches einerseits bei einfachem Aufbau eine hervorragende Hitzeisolierung bietet, wobei es gut bei der Isolierung von Hitze des Verbrennungsgases oder bei der Ableitung der Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventil zu dem Zylinderkopf ist, und welches darüber hinaus eine zufriedenstellende Abdichtungsfunktion bietet, wobei Verbesserungen bei der Isolierung des Kraftstoffeinspritzventils von dem Verbrennungsgas und bei der Ableitung der Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventils, welches durch das Verbrennungsgas aufgeheizt wird, realisiert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor dem Hintergrund der oben genannten Aufgaben liegt die vorliegende Erfindung in einem Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil, welches in einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors eingesetzt und mittels eines Schulterabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers und eines Schulterabschnitts des Zylinderkopfes gehalten werden kann. Das Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet einen Ventilsitz, welcher einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement, welches eine Wirbelbewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht. Das Ventil hat eine Dichtung, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers definiert sind. Die Dichtung beinhaltet ein ringförmiges metallisches elastisches Element, welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht, und ein ringförmiges Stützelement, welches das metallische, elastische Element elastisch stützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht. Die Dichtung stößt mit einer Stossfläche gegen den Schulterabschnitt des Zylinderkopfes an einer axialen Position, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärtsliegende Endfläche des Verwirbelungselements.

Die vorliegende Erfindung liegt auch in dem Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil, das in einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors eingesetzt und mittels eines Schulterabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers und eines Schulterabschnitts des Zylinderkopfes gehalten werden kann. Das Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet einen Ventilsitz, der einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement, welches eine wirbelnde Bewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht. Das Ventil hat eine Dichtung, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, den Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörper umgibt und zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers, dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers definiert sind. Die Dichtung beinhaltet ein ringförmiges metallisches elastisches Element, welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht, und ein ringförmiges Stützelement, welches das metallische elastische Element elastisch stützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht. Das metallische elastische Element der Dichtung hat eine Kontaktfläche, welche mit einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers in Kontakt steht, wobei der Endabschnitt der Kontaktfläche des metallischen Elements an einer axialen Position angeordnet ist, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärts liegende Endfläche des Verwirbelungselements.

Die vorliegende Erfindung liegt auch in dem Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil, das in einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors eingesetzt und mittels eines Schulterabschnitts eines Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers und eines Schulterabschnitts des Zylinderkopfes gehalten werden kann. Das Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet einen Ventilsitz, welcher einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement, welches eine Wirbelbewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht. Das Ventil hat eine Dichtung, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, den Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörper umgibt und welche zumindest zwei von drei Bereichen abdichtet, die zwischen dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers definiert sind. Die Dichtung beinhaltet ein ringförmiges metallisches elastisches Element, welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und dem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht, und ein ringförmiges Stützelement, welches das metallische elastische Element elastisch stützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht. Die Dichtung kann eine innere Umfangsfläche aufweisen, welche einer äußeren Umfangsfläche zumindest des Wirbelkörpers oder des Wirbelkörpers und des Ventilsitzes, welche durch die Verbrennungskammer erhitzt sind, gegenüberliegt.

Das metallische elastische Element der Dichtung kann aus einem Federstahl, wie rostfreiem Stahl, gemacht sein, und das Stützelement kann aus einem Verbund von Nicht-Asbest- Materialien gemacht sein.

Das metallische elastische Element der Dichtung kann eine Oberflächenbeschichtung aus einem Fluorkunstharz oder Fluorgummi aufweisen.

Das Stützelement der Dichtung kann ein ringförmiges Element sein, und das metallische, elastische Element kann ein ringförmiges Element sein, welches eine U-förmige Querschnittsausgestaltung aufweist und auf einer Oberfläche des Stützelements angeordnet ist.

Die Dichtung mag mehrere Dichtungselemente aufweisen, welche in axialer Richtung gestapelt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, gesehen im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, wobei:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt eines Zylinder- Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht ist, die zeigt, wie die Dichtung in ein Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung eingepasst wird; und

Fig. 3 eine Schnittansicht der Dichtung des Zylinder- Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Zylinder- Kraftstoffeinspritzventils 50 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und sie zeigt den Zustand, in dem es in eine Kraftstoffeinspritzventil-Einführbohrung 2 eingesetzt ist, welche in einen Zylinderkopf 1 eines Verbrennungsmotors ausgeformt ist. In Fig. 1 ist das Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil 50 eingebaut, wobei seine Spitze in die Ventileinführbohrung 2 des Zylinderkopfes 1 eingeführt ist, welche einen Schulterabschnitt 3 hat, und es ist an seinem hinteren Ende mit einem Gehäuse 14 versehen, mit welchem eine Kraftstoffzuführleitung 4 verbunden ist. Das Gehäuse 14 wird an seinem mittleren Abschnitt fest mittels eines Halteelements 34 zum Drücken eines Flansches 33 an den Zylinderkopf 1 gehalten, und es hält an seinem Spitzenabschnitt eine Ventilvorrichtung 6.

Wie im Detail in der vergrößerten Teil-Schnittansicht von Fig. 2 gezeigt, beinhaltet die Ventilvorrichtung 6 einen im Wesentlichen rohrförmigen Ventilhauptkörper 7, welcher von dem Gehäuse 14 hervorsteht; einen Ventilsitz 11, welcher in dem Ventilhauptkörper 7 angeordnet ist, so dass er der Verbrennungskammer (dem Raum links in Fig. 2) gegenüber liegt, und welcher eine Kraftstoffeinspritzöffnung 10 hat, ein Nadelventil 12, das sich trennt und in Kontakt gerät zum Öffnen und Schließen der Kraftstoffeinspritzöffnung 10, und ein Verwirbelungselement 13 zum Führen des Nadelventils 12 in axialer Richtung und zum Verursachen einer Wirbelbewegung des Kraftstoffs, welcher gerade in die Kraftstoffeinspritzöffnung 10 fließt, welche in dem Ventilsitz 11 in radialer Einwärtsrichtung ausgeformt ist. Am inneren Umfang des rohrförmigen Ventilhauptkörpers 7 sind eine erste innere Umfangsfläche 7a mit kleinem Durchmesser zum Lagern des Nadelventils 12, eine zweite innere Umfangsfläche 7b mit großem Durchmesser, welche näher an dem spitzen Abschnitt angeordnet ist als die erste innere Umfangsfläche 7a zum Aufnehmen und Lagern des Ventilsitzes 11 und des Verwirbelungselements 13, und ein Schulterabschnitt 7c zwischen der ersten und der zweiten inneren Umfangsfläche 7a und 7b definiert.

Der Ventilsitz 11 ist in die innere Umfangsfläche 7b des rohrförmigen Ventilhauptkörpers 7 eingepasst und befestigt und definiert die Spitze der Ventilvorrichtung 6. Das Verwirbelungselement 13 steht an seiner ersten Endfläche 13a mit der Rückseite des Ventilsitzes 11 in engem Kontakt, mit seiner äußeren Umfangsfläche 13b mit der inneren Umfangsfläche 7b des Ventilhauptkörpers 7, und mit seiner zweiten Endfläche 13c mit dem Schulterabschnitt 7c des Ventilhauptkörpers 7, und es ist fest darin gelagert.

Innerhalb der Kraftstoffeinspritzventil-Einführöffnung 2 des Zylinderkopfes 1 sind eine Anbringfläche 37 (siehe Fig. 1) zum Halten eines Flansches 33 am mittleren Abschnitt in axialer Richtung des Gehäuses 14 durch eine Dichtung 34, sowie eine Dichtungsfläche 3 oder ein Schulterabschnitt definiert, welcher einer Spitzenfläche 41 des Gehäuses 14 gegenüber liegt, wobei die Dichtung 45 dazwischen angeordnet ist. Wenn das Ventil an dem Motor angebracht ist, dichtet die Dichtung 45 zumindest die ersten beiden von drei Zwischenräumen, die zwischen der Dichtungsfläche 41 des Gehäuses 14, die dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 50 entspricht, dem Schulterabschnitt 3 innerhalb der Ventileinführbohrung 2 des Zylinderkopfes 1 und dem äußeren Umfangsabschnitt 7d des Ventilhauptkörpers 7 der Ventilanordnung 6 definiert sind.

Die Dichtung 45 beinhaltet ein ringförmiges metallisches elastisches Element 46, welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt 41 des Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers 7, mit dem Schulterabschnitt 7 des Zylinderkopfes 1 und mit dem äußeren Umfangsabschnitt 7d des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers 7 steht, und ein ringförmiges Stützelement 47 mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt, welches elastisch das metallische elastische Element 46 hält und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt 3 des Zylinderkopfes 1 und dem Schulterabschnitt 41 des Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers 7 steht. Das metallische elastische Element 46 beinhaltet einen hohlen zylindrischen Abschnitt 48 und Flanschabschnitte 49, welche sich radial von gegenüberliegenden Enden des hohlen zylindrischen Abschnitts 48 her erstrecken. Das metallische elastische Element 46 ist aus einem Federstahl aus der Gruppe der rostfreien Stähle gemacht, und das Stützelement 47 ist aus einem Verbundmaterial aus Nicht-Asbest-Materialien gemacht, und das metallische elastische Element 46 hat eine Oberflächenbeschichtung aus einem Fluorkunstharz oder einem Fluorgummi.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die axiale Position des Schulterabschnitts 3 des Zylinderkopfes 1 (d. h. die axiale Position der axialen Endfläche des metallischen elastischen Elements 46, welche die Anstoßfläche der Dichtung 45 gegen den Schulterabschnitt 3 ist) so angeordnet, dass sie in Richtung der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors (d. h. in Richtung der Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 50) um eine vorbestimmte Entfernung von der axialen Position einer zweiten Endfläche 13c axial beabstandet ist, welche eine stromaufwärts liegende Endfläche des Verwirbelungselements 13 ist (d. h. von der axialen Position des Schulterabschnitts 7c des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers 7). In anderen Worten ist der Endabschnitt der Kontaktfläche des metallischen elastischen Elements 46 der Dichtung 45, welche mit dem äußeren Umfangsabschnitt 7d des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers 7 in Kontakt ist, an einer axialen Position angeordnet, welche um die oben genannte vorbestimmte Entfernung in Richtung der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors von der stromaufwärts liegenden Endfläche 13c des Verwirbelungselements 13 beabstandet ist, gesehen in Flussrichtung des Kraftstoffs.

Mit einer solchen Anordnung zeigt das metallische elastische Element 46 der Dichtung 45 eine Dichtfunktion wie ein sogenannter C-Ring aufgrund der ähnlichen Funktionsweise. Da außerdem die Flanschabschnitte 49 an den gegenüberliegenden Enden des hohlen zylindrischen Abschnitts 48 vorgesehen sind, ist eine große Stoßfläche zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem Gehäuse 14 vorhanden, woraus eine hohe Abdichtungsleistung folgt, und insbesondere auf der Seite des Zylinderkopfes 1 kann eine ausreichende Abdichtung aufgebaut werden, sogar unter Berücksichtigung von Gusshohlräumen, welche in der bearbeiteten Fläche des Schulterabschnitts des Zylinderkopfes 1 auftreten können.

Da außerdem das metallische elastische Element 46 durch das Stützelement 47 verstärkt ist, kann die Druckbelastung, welche für die Dichtung 45 notwendig ist, angepasst werden durch geeignetes Kombinieren der Ausgestaltung des metallischen elastischen Elements 46 und des Materials und der Ausgestaltung des Stützelements aus hauptsächlich nicht- metallischem Material, so dass das ungewünschte Zusammenfallen und die plastische Deformation des C-förmigen oder U-förmigen metallischen elastischen Elements 46 verhindert werden kann.

Des Weiteren ist mit der oben genannten Ausgestaltung die Dichtung 45 mit einer inneren Umfangsfläche versehen, welche in radialer Richtung zumindest der äußeren Umfangsfläche 13b des Verwirbelungselements 13 oder des Ventilsitzes 11 und des Verwirbelungselements 13 gegenüber liegt, welche beide durch die Hitze in der Verbrennungskammer erhitzt werden. Daher wird die Hitze der Verbrennungskammer, welche von dem Ventilsitz 11 zu dem Verwirbelungselement 13 übertragen wird, von der äußeren Umfangsfläche 13b des Verwirbelungselements 13 durch den dünnen Abschnitt des Ventilhauptkörpers 7 und durch die innere Umfangsfläche des metallischen elastischen Elements 46 der Dichtung 45 an das metallische elastische Element 46 übertragen. Diese Hitze wird teilweise durch den Flanschabschnitt 49 des metallischen elastischen Elements 46, welcher mit dem Zylinderkopf 1 in Kontakt steht, an den Zylinderkopf 1 übertragen, und teilweise wird sie schnell an das Gehäuse 14 von dem hohlen zylindrischen Abschnitt 48 durch den anderen Flanschabschnitt 49 übertragen, so dass sich die Hitze nicht in dem Spitzenabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils ansammelt.

So hat die Dichtung 45 keine unerwünschten Auswirkungen auf den einfachen Einbau (die Montage) der Dichtung 45 in das Kraftstoffeinspritzventil und den einfachen Einbau (die Montage) des Kraftstoffeinspritzventils mit der daran angebrachten Dichtung 45 in den Zylinderkopf 1, wodurch sichergestellt wird, dass der Ein- und Ausbau problemlos ausgeführt werden kann.

Wenn dies gewünscht wird, können mehrere gleichartige Dichtungen 45 als Dichtungselemente in axialer Richtung gestapelt werden, um eine Dichtungsanordnung zu erhalten, welche zwischen das Gehäuse 14 und den Schulterabschnitt 3 des Zylinderkopfes 1 eingeführt werden kann. In diesem Fall werden die Endflächen oder die Flanschabschnitte 49 der metallischen elastischen Elemente 46 in engen Kontakt miteinander gebracht, so dass ein Wärmeleitungspfad ähnlich dem oben beschriebenen gewährleistet werden kann. Wenn gewünscht, kann auch die Dicke der axialen Ausmaße jeder Dichtung 45, welche in axialer Richtung gestapelt werden soll, verringert werden, so dass die gesamten axialen Abmessungen der Dichtungsanordnung aus mehreren Dichtungselementen nicht zu groß werden.

Wie beschrieben, beinhaltet gemäß der vorliegenden Erfindung das Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil einen Ventilsitz, welcher einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement, welches eine Wirbelbewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht, wobei das Ventil eine Dichtung hat, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers definiert sind, wobei die Dichtung ein ringförmiges metallisches elastisches Element beinhaltet, welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers, dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und dem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht, und ein ringförmiges Stützelement, welches das metallische elastische Element elastisch stützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfes und dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht, wobei die Dichtung mit einer Stoßfläche gegen den Schulterabschnitt des Zylinderkopfes an einer axialen Position anstößt, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärts angeordnete Endfläche des Verwirbelungselements. Daher kann ein Zylinder- Kraftstoffeinspritzventil erhalten werden, welches zuverlässig ist und einerseits bei einfacher Ausgestaltung eine exzellente Wärmeisolierung gewährleistet, wobei es gut ist bei der Isolierung von Hitze des Verbrennungsgases oder bei der Ableitung von Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventil an den Zylinderkopf, und welches zufriedenstellend bei der Abdichtungsfunktion ist, wobei die Verbesserungen bei der Isolierung des Kraftstoffeinspritzventils von dem Verbrennungsgas und bei der Ableitung der Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventil realisiert werden, welches durch das Verbrennungsgas erhitzt wird.

Das metallische elastische Element der Dichtung hat eine Kontaktfläche, welche mit einem äußeren Umfangsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers in Kontakt steht, und der Endabschnitt der Kontaktfläche des metallischen Elements ist an einer axialen Position angeordnet, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärts angeordnete Endfläche des Verwirbelungselements. Außerdem hat die Dichtung eine innere Umfangsfläche, welche einer äußeren Umfangsfläche zumindest des Verwirbelungskörpers oder des Verwirbelungskörpers und des Ventilsitzes gegenüberliegt, welche durch die Verbrennungskammer erhitzt werden. Daher kann das Zylinderkopf-Kraftstoffeinspritzventil erhalten werden, welches zuverlässig ist und welches einerseits bei einfacher Ausgestaltung eines exzellente Wärmeisolierung aufweist, wobei es gut ist bei der Isolierung von Hitze des Verbrennungsgases oder bei der Ableitung von Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventil an den Zylinderkopf, und welches zufriedenstellend bei der Abdichtungsfunktion ist, wobei die Verbesserungen bei der Isolierung des Kraftstoffeinspritzventils von dem Verbrennungsgas und bei der Ableitung der Hitze von dem Kraftstoffeinspritzventil, welches durch das Verbrennungsgas erhitzt wird, realisiert werden.

Claims

1. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil, welches in einen Zylinderkopf (1) eines Verbrennungsmotors eingesetzt ist und welches mittels eines Schulterabschnitts (41) eines Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) und eines Schulterabschnitts (3) des Zylinderkopfes gehalten wird;
wobei das Kraftstoffeinspritzventil einen Ventilsitz beinhaltet, welcher einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement (13), welches eine Wirbelbewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht;
wobei das Ventil eine Dichtung (45) hat, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil- Hauptkörpers (14), dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und einem äußeren Umfangsabschnitt (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) definiert sind;
wobei die Dichtung (45) beinhaltet:
ein ringförmiges metallisches elastisches Element (46), welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) steht, mit dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und mit dem äußeren Umfangsabschnitt (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers; und
ein ringförmiges Stützelement (47), welches das metallische elastische Element elastisch unterstützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und mit dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) steht;
wobei die Dichtung (45) mit einer Stoßfläche (49) gegen den Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) an einer axialen Position anstößt, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors liegt als eine stromaufwärts angeordnete Endfläche (13c) des Verwirbelungselements (13).

2. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil, welches in einen Zylinderkopf (1) eines Verbrennungsmotors eingesetzt ist und welches mittels eines Schulterabschnitts (41) eines Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) und mittels eines Schulterabschnitts (3) des Zylinderkopfes gehalten wird;
wobei das Kraftstoffeinspritzventil einen Ventilsitz (11) beinhaltet, welcher einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement (13), welches eine Wirbelbewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht;
wobei das Ventil eine Dichtung (45) hat, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, den Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörper umgibt und zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14), dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und einem äußeren Umfangsabschnitt (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) definiert sind;
wobei die Dichtung (45) beinhaltet:
ein ringförmiges metallisches elastisches Element (46), welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14), mit dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und mit dem äußeren Umfangsabschnitt (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht; und
ein ringförmiges Stützelement (47), welches elastisch das metallische elastische Element stützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und mit dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) steht;
wobei das metallische elastische Element (46) der Dichtung (45) eine Kontaktfläche hat, welche mit einem äußeren Umfangsabschnitt (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers in Kontakt steht, wobei der Endabschnitt der Kontaktfläche des metallischen Elements (46) an einer axialen Position angeordnet ist, welche näher an der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors angebracht ist als eine stromaufwärts angeordnete Endfläche (13c) des Verwirbelungselements (13).

3. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil, welches in einen Zylinderkopf (1) eines Verbrennungsmotors eingesetzt ist und welches mittels eines Schulterabschnitt (41) eines Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) und mittels eines Schulterabschnitts (3) des Zylinderkopfes gehalten wird;
wobei das Kraftstoffeinspritzventil einen Ventilsitz (11) beinhaltet, welcher einer Verbrennungskammer gegenüberliegt, wenn er an dem Motor angebracht ist, und ein Verwirbelungselement (13), welches eine Wirbelbewegung des eingespritzten Kraftstoffs verursacht;
wobei das Ventil eine Dichtung (45) hat, welche, wenn sie an dem Motor angebracht ist, zumindest die ersten beiden von drei Bereichen abdichtet, welche zwischen dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventils (14), dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und einer äußeren Umfangsfläche (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) definiert sind;
wobei die Dichtung (14) beinhaltet:
ein ringförmiges metallisches elastisches Element (46), welches in Kontakt mit dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14), mit dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und mit dem äußeren Umfangsabschnitt (7d) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers steht; und
ein ringförmiges Stützelement (47), welches das metallische elastische Element elastisch stützt und welches in elastischem Kontakt mit dem Schulterabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) und mit dem Schulterabschnitt (41) des Kraftstoffeinspritzventil-Hauptkörpers (14) steht;
wobei die Dichtung (45) eine innere Umfangsfläche (49) hat, welche einer äußeren Umfangsfläche zumindest des Verwirbelungskörpers (3) oder des Verwirbelungskörpers und des Ventilsitzes gegenüberliegt, welche durch die Verbrennungskammer erhitzt werden.

4. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das metallische elastische Element der Dichtung aus einem Federstahl, wie rostfreiem Stahl, gemacht ist und wobei das Stützelement aus einem Verbundmaterial aus Nicht-Asbest-Materialien besteht.

5. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das metallische elastische Element der Dichtung eine Oberflächenbeschichtung aus einem Fluorkunstharz oder einem Fluorgummi hat.

6. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Stützelement der Dichtung ein ringförmiges Element und das metallische elastische Element ein ringförmiges Element mit einer U-förmigen Querschnittsausgestaltung ist, welches an einer Oberfläche des Stützelements angeordnet ist.

7. Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dichtung mehrere Dichtungselemente beinhaltet, welche in axialer Richtung gestapelt sind.