DE10126336A1 - Zylinderkopf und daran montierter Injektor - Google Patents

Zylinderkopf und daran montierter Injektor

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Abstract

Es ist ein Mittel zum Spannen vorgesehen, durch das der Injektor (I) an mindestens einer Schlußstelle gegen den Zylinderkopf (Z) gespannt ist. An der Anschlußstelle zwischen dem Injektor (I) und dem Zylinderkopf (Z) ist ein erstes Dämpfungselement (D1) angeordnet, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf und einen daran montierten Injektor, wie sie in der Automobiltechnik Verwendung finden.
Zur Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden zunehmend Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken und schnellen Schaltgeschwindigkeiten gearbeitet wird. Bei diesen Speichereinspritzsystemen wird Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher gefördert, von dem aus der Kraftstoff mit Hilfe von Injektoren in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der Injektor wird dabei von einem elektrisch angesteuerten Aktor betätigt, wobei sich vor allem der Einsatz von piezoelektrischen Aktoren zum Erzielen ausreichend kurzer Schaltzeiten als vorteilhaft erwiesen hat.
Insbesondere die extrem schnell schaltenden Aktoren mit Schaltzeiten im Bereich von unter 200 Mikrosekunden geben jedoch ihre hochfrequenten mechanischen Schwingungen an das umgebende Injektorgehäuse des Injektors ab. Diese Schwingungen pflanzen sich dann entlang des Injektorgehäuses fort und werden in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine geleitet. Auf der Oberfläche des Injektorgehäuses und des Zylinderkopfes führen diese mechanischen Schwingungen zu erheblichen Störgeräuschen, die den Fahrkomfort negativ beeinflussen.
Zur Verringerung der Geräuschemission wurde bereits vorgeschlagen, reduzierte Energie bei der Bestromung des piezoelektrischen Aktors zu verwenden, und aufeinander abgestimmte Spritzbeginne durchzuführen. Dieser Lösungsansatz reduziert die Geräuschemission jedoch nur ungenügend.
Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, den piezoelektrischen Aktor mit einer Abdeckhaube zu versehen. Dieser Lösungsansatz erfordert jedoch eine aufwendige Montage. Darüber hinaus vergrößert sich das Volumen des Injektors durch die Abdeckhaube.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf und einen daran montierten Injektor mit einer geringen Geräuschemission anzugeben, mit denen die oben genannten Nachteile vermieden werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Zylinderkopf und einen daran montierten Injektor mit folgenden Merkmalen: Es ist ein Mittel zum Spannen vorgesehen, durch das der Injektor an mindestens einer Anschlußstelle gegen den Zylinderkopf gespannt ist. An der Anschlußstelle zwischen dem Injektor und dem Zylinderkopf ist ein erstes Dämpfungselement angeordnet das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.
Durch das erste Dämpfungselement wird die Übertragung von Körperschall vom Injektor auf den Zylinderkopf stark gedämpft, so dass die Luftschallabstrahlung des Zylinderkopfs ebenfalls stark gedämpft wird.
Das Material des ersten Dämpfungselements muss schalldämpfend wirken und zugleich gegen Druck resistent sein, da an der Anschlussstelle durch das Mittel zum Spannen der Injektor gegen den Zylinderkopf mit einer hohen Kraft, die in Regel zwischen 4 und 12 kN beträgt, gedrückt wird.
Es hat sich gezeigt, dass Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen und Memorymetalle geeignete Materialien für das erste Dämpfungselement sind.
Ein Verfließen der genannten Materialien bei hoher Kraft lässt sich besonders bei formschlüssiger Verbindung mittels Trägermaterial gut vermeiden.
Ein Memorymetall ist beispielsweise AlCu-Titanat.
Vorzugsweise beträgt die Dicke des ersten Dämpfungselements etwa 1/10 mm bis 10 mm.
In der Regel weist der Zylinderkopf eine Öffnung für einem Brennraum auf. Der Injektor ist derart in die Öffnung eingeschoben, dass die Düse des Injektors zum Brennraum hin gerichtet ist. Der Zylinderkopf weist innerhalb der Öffnung einen Absatz auf, der die Anschlußstelle bildet und gegen den der Injektor gespannt ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Absatz des Zylinderkopfes und dem Injektor das erste Dämpfungselement angeordnet. Das erste Dämpfungselement ist beispielsweise scheibenförmig ausgestaltet.
Das Mittel zum Spannen kann am Injektor und am Zylinderkopf befestigt sein. In diesem Fall ist zwischen dem Mittel zum Spannen und dem Injektor und/oder zwischen dem Mittel zum Spannen und dem Zylinderkopf ein weiteres Dämpfungselement angeordnet, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht. Auch für das weitere Dämpfungselement gilt, daß es sowohl schalldämmend wirken sollte als auch gegen hohe Drücke resistent sein sollte.
Alternativ ist das Mittel zum Spannen zwar am Injektor jedoch nicht am Zylinderkopf befestigt. Statt dessen ist das Mittel zum Spannen an einem anderen Bauteil befestigt, an dem eine Kraft angesetzt werden kann, durch die der Injektor gegen den Zylinderkopf gespannt werden kann.
Das Mittel zum Spannen kann eine Spannpratze aufweisen. Ein oberer Teil des Injektors, der aus der Öffnung herausragt, wird in diesem Fall von der Spannpratze umfasst. Der obere Teil des Injektors weist einen Absatz auf, gegen den die Spannpratze nach unten drückt. Das Mittel zum Spannen kann ein Verbindungsmittel aufweisen, durch das die Spannpratze am Zylinderkopf befestigt wird und mit dem der Abstand zwischen der Spannpratze und dem Zylinderkopf verstellt werden kann. Mit Hilfe des Verbindungsmittels kann der Abstand zwischen der Spannpratze und dem Zylinderkopf und damit die Kraft, mit der der Injektor auf den Zylinderkopf gespannt ist, eingestellt werden.
Vorzugsweise ist zwischen dem Absatz des oberen Teils des Injektors und der Spannpratze als weiteres Dämpfungselement ein zweites Dämpfungselement angeordnet.
Vorzugsweise ist zwischen der Spannpratze und dem Zylinderkopf als weiteres Dämpfungselement ein viertes Dämpfungselement angeordnet. Da das vierte Dämpfungselement kein Bauteil umschließen muß, benötigt es keine Aussparung und kann beispielsweise zylinderförmig oder quaderförmig ausgestaltet sein.
Das Verbindungsmittel kann als Schraube ausgestaltet sein, die durch eine Öffnung in der Spannpratze geführt ist. Der Kopf der Schraube ist über der Spannpratze angeordnet und drückt gegen die Spannpratze nach unten. Das Gewinde der Schraube ist in den Zylinderkopf eingeschraubt. Zwischen dem Kopf der Schraube und der Spannpratze ist vorzugsweise ein drittes Dämpfungselement angeordnet, das aus einem der Materialien besteht, aus dem das erste Dämpfungselement bestehen kann.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Zylinderkopfes und eines daran montierten Injektors mit einer ersten Öffnung, einer zweiten Öffnung, einem ersten Dämpfungselement, einem zweiten Dämpfungselement, einem dritten Dämpfungselement, einem vierten Dämpfungselement, einer Schraube, einer Spannpratze, einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz.
Im Ausführungsbeispiel ist ein Zylinderkopf Z vorgesehen, der eine erste Öffnung O1 aufweist, in die ein unterer Teil eines Injektors I eingeschoben ist (siehe Figur).
Der Zylinderkopf Z weist innerhalb der ersten Öffnung O1 einen ersten Absatz A1 auf, gegen den der Injektor I gespannt ist.
Zwischen dem ersten Absatz A1 des Zylinderkopfs Z und dem Injektor I ist ein erstes Dämpfungselement D1 aus Graphit angeordnet. Das erste Dämpfungselement D1 ist scheibenförmig und weist eine Dicke von ca. 1/10 mm auf.
Es ist eine Spannpratze S vorgesehen, die einen oberen Teil des Injektors I, der aus der ersten Öffnung O1 des Zylinderkopfs Z herausragt, umfasst. Der obere Teil des Injektors I weist einen zweiten Absatz A2 auf, gegen den die Spannpratze S nach unten drückt. Zwischen der Spannpratze S und dem zweiten Absatz A2 des Injektors I ist ein zweites scheibenförmiges Dämpfungselement D2 aus Graphit mit einer Dicke von ca. 1/10 mm angeordnet.
Die Spannpratze S weist eine zweite Öffnung O2 auf, durch die eine Schraube SB geführt ist, deren Kopf über der Spannpratze S angeordnet ist, und deren Gewinde in den Zylinderkopf Z eingeschraubt ist. Zwischen dem Kopf der Schraube SB und der Spannpratze S ist ein drittes scheibenförmiges Dämpfungselement D3 aus Graphit mit einer Dicke von ca. 1/10 mm angeordnet. Durch Drehen an der Schraube SB kann der Abstand zwischen der Spannpratze S und dem Zylinderkopf Z eingestellt werden. Dieser Abstand bestimmt wiederum die Kraft, mit der der Injektor I gegen den Zylinderkopf Z durch die Spannpratze S gespannt wird.
Zwischen der Spannpratze S und dem Zylinderkopf Z ist ein viertes Dämpfungselement D4 aus Graphit mit einer Dicke von ca. 1/10 mm angeordnet. Das vierte Dämpfungselement D4 hat die Form eines Zylinders.

Claims (9)

1. Zylinderkopf und daran montierter Injektor,
wobei ein Mittel zum Spannen vorgesehen ist, durch das der Injektor (I) an mindestens einer Anschlußstelle gegen den Zylinderkopf (Z) gespannt ist,
wobei an der Anschlußstelle zwischen dem Injektor (I) und dem Zylinderkopf (Z) ein erstes Dämpfungselement (D1) angeordnet ist, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.
2. Zylinderkopf und Injektor nach Anspruch 1,
wobei der Zylinderkopf (Z) eine Öffnung (O1) für einen Brennraum aufweist,
wobei der Injektor (I) derart in die Öffnung (O1) eingeschoben ist, daß die Düse des Injektors (I) zum Brennraum hin gerichtet ist,
wobei der Zylinderkopf (Z) innerhalb der Öffnung (O1) einen Absatz (A1) aufweist, der die Anschlußstelle bildet.
3. Zylinderkopf und Injektor nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Mittel zum Spannen am Injektor (I) und am Zylinderkopf (Z) befestigt ist,
wobei zwischen dem Mittel zum Spannen und dem Injektor (I) und/oder zwischen dem Mittel zum Spannen und dem Zylinderkopf (Z) ein weiteres Dämpfungselement (D2, D4) angeordnet ist, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.
4. Zylinderkopf und Injektor nach Anspruch 3,
wobei das Mittel zum Spannen eine Spannpratze (5) aufweist,
wobei ein oberer Teil des Injektors (I), der aus der (O1) Öffnung herausragt, von der Spannpratze (S) umfaßt wird,
wobei der obere Teil des Injektors (I) einen Absatz (A2) aufweist, gegen den die Spannpratze (S) nach unten drückt,
wobei das Mittel zum Spannen ein Verbindungsmittel aufweist, durch das die Spannpratze (S) am Zylinderkopf (Z) befestigt ist und mit dem der Abstand zwischen der Spannpratze (S) und dem Zylinderkopf (Z) verstellt werden kann.
5. Zylinderkopf und Injektor nach Anspruch 4, wobei zwischen dem Absatz des oberen Teils des Injektors (I) und der Spannpratze (S) ein zweites Dämpfungselement (D2) angeordnet ist, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.
6. Zylinderkopf und Injektor nach Anspruch 4 oder 5, wobei zwischen der Spannpratze (S) und dem Zylinderkopf (Z) ein viertes Dämpfungselement (D4) angeordnet ist, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.
7. Zylinderkopf und Injektor nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
wobei das Verbindungsmittel als Schraube (SB) ausgestaltet ist, die durch eine Öffnung (O2) in der Spannpratze (S) geführt ist,
wobei der Kopf der Schraube (SB) über der Spannpratze (S) angeordnet ist und gegen die Spannpratze (S) nach unten drückt,
wobei das Gewinde der Schraube (SB) in den Zylinderkopf (Z) eingeschraubt ist,
wobei zwischen dem Kopf der Schraube (SB) und der Spannpratze (S) ein drittes Dämpfungselement (D3) angeordnet ist, das im wesentlichen aus einem der Materialien Graphit, Polyformaldehyd, Polytetrafluorethylen, Memorymetall besteht.
8. Zylinderkopf und Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Dämpfungselemente (D1, D2, D3, D4) zwischen 0,1 mm und 10 mm dick sind.
9. Zylinderkopf und Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als Memorymetall AlCu-Titanat verwendet wird.
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