DE102004037108B4

DE102004037108B4 - Injection valve for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102004037108B4
Application number: DE200410037108
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Roland (FH) Stromsky
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2024-07-31
Also published as: DE102004037108A1

Abstract

Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine, das sich mit einem ersten eine Düse umfassenden Ventilabschnitt unter Vermittlung eines Spannelements in einer ersten Ventilaufnahmebohrung in einem Zylinderkopf erstreckt, wobei das Einspritzventil mittels einer Halteeinrichtung am Zylinderkopf in Lage gehalten wird, die eine mit parallelem Abstand zu einer Längsmittelebene des Einspritzventils verlaufende Befestigungsschraube umfasst, wobei ein zweiter Ventilabschnitt (16) des Einspritzventils (3) in einer zweiten Ventilaufnahmebohrung (17) einer mit dem Zylinderkopf (11) verbundenen Kraftstoffverteilerleitung (1) angeordnet ist, die mit der die Befestigungsschraube (15) aufnehmenden und als ein Befestigungsauge (19) ausgebildeten Halteeinrichtung (14) eine Baueinheit bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (12) in der ersten Ventilaufnahmebohrung (10) ein Pressring (27) ist, und wobei die Kraftstoffverteilerleitung (1) zwei mit Abstand (AsKr) zueinander angeordnete erste und zweite rohrförmige Kraftstoffrohre (40 und 41) umfasst, wobei das erste Kraftstoffrohr (40) benachbart dem Einspritzventil (3) angeordnet ist und mit der zweiten Ventilaufnahmebohrung (17) mittels eines Leitungsabschnitts (42) in Verbindung steht.Injection valve for an internal combustion engine, which extends with a first valve section comprising a nozzle with the mediation of a clamping element in a first valve receiving bore in a cylinder head, the injection valve being held by means of a holding device on the cylinder head in a position which is parallel to a longitudinal center plane of the injection valve comprising extending fastening screw, wherein a second valve section (16) of the injection valve (3) is arranged in a second valve receiving bore (17) of a fuel rail (1) connected to the cylinder head (11), which with the fastening screw (15) receiving and as a Attachment eye (19) formed holding device (14) forms a structural unit, characterized in that the clamping element (12) in the first valve receiving bore (10) is a press ring (27), and wherein the fuel rail (1) two at a distance (AsKr) from one another arranged first and second tubular fuel pipes (40 and 41), wherein the first fuel pipe (40) is arranged adjacent to the injection valve (3) and is in communication with the second valve receiving bore (17) by means of a line section (42).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an injection valve for an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Es ist ein Brennstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine bekannt, DE 199 62 968 A1 , das in eine Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfs eingesetzt ist. Das Brennstoffeinspritzventil stützt sich unter Vermittlung eines als Spannelement ausgebildeten Ausgleichselements an einem Stützring ab, der auf einem Kragen der Aufnahmebohrung aufliegt. Zur Befestigung des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung dient eine Haltervorrichtung, die eine Spannpratze und eine Befestigungsschraube umfasst, die mit parallelem Abstand zu einer Mittellängsebene des Einspritzventils verläuft und in ein Gewinde des Zylinderkopfs eingedreht ist.It is known a fuel injection valve for an internal combustion engine, DE 199 62 968 A1 , which is inserted into a receiving bore of a cylinder head. The fuel injection valve is supported by mediation of a clamping element designed as a compensation element on a support ring which rests on a collar of the receiving bore. For fixing the fuel injection valve in the receiving bore is a holder device which comprises a clamping claw and a fastening screw, which runs at a parallel distance from a central longitudinal plane of the injection valve and is screwed into a thread of the cylinder head.

Aus der DE 102 35 445 A1 geht eine Konstruktion eines Einspritzventils hervor, das durch eine axiale Einbaubewegung in einer Bohrung eines Zylinderkopfs eine Dichtung aus elastomerem Material aus einer gestreckten Lage in eine Wellenfalten aufweisende Einbaulage verbringt. In der Einbaulage wirkt die Dichtung sowohl mit einer Bohrungsfläche der Bohrung wie auch mit einer Mantelfläche des Einspritzventils zusammen.From the DE 102 35 445 A1 is a construction of an injection valve, which spends a seal of elastomeric material from an extended position in an installation position having wave folds by an axial installation movement in a bore of a cylinder head. In the installed position, the seal cooperates both with a bore surface of the bore and with a lateral surface of the injection valve.

In der EP 969 203 B1 ist ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine beschrieben, das zwischen einer Kraftstoffverteilerleitung und einem Zylinderkopf positioniert ist. Aus der DE 198 53 090 A1 ist eine Brennstoffeinspritzanlage bekannt, bei der zur Aufnahme von Einspritzventilen eine Kraftstoffleiste vorgesehen ist, die am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist.In the EP 969 203 B1 For example, an injection valve for an internal combustion engine positioned between a fuel rail and a cylinder head is described. From the DE 198 53 090 A1 is a fuel injection system is known in which for receiving injection valves, a fuel rail is provided which is fixed to the cylinder head of an internal combustion engine.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sichere Lagerung für ein Einspritzventil einer Brennkraftmaschine mit vertretbaren Mitteln zu schaffen, mit dem Kraftstoff unter hohem Druck bspw. direkt in einen Brennraum einspritzbar ist. Dabei sollte aber auch den auftretenden Bauteil- und Wärmedehnungstoleranzen Rechnung getragen werden.The object of the invention is to provide a safe storage for an injection valve of an internal combustion engine with justifiable means, with the fuel under high pressure, for example, directly into a combustion chamber can be injected. However, the occurring component and thermal expansion tolerances should also be taken into account.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.According to the invention, this object is solved by the features of patent claim 1. Further, the invention ausgestaltende features are included in the subclaims.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das Einspritzventil in der ersten Ventilbohrung des Zylinderkopfs und der zweiten Ventilbohrung einer sich in Längsrichtung des Zylinderkopfs erstreckenden Kraftstoffverteilerleitung funktionsgerecht gehalten wird. Dies wird noch dadurch unterstützt, dass das Befestigungsauge für die Befestigungsschraube mit der Kraftstoffverteilerleitung eine aus einem Stück hergestellte Baueinheit bildet. Der Pressring trägt dazu bei, dass hohe Kraftstoffdrücke – 160 bar – realisierbar sind und Toleranzen – Fertigung und Temperatur – in Längsrichtung der Kraftstoffverteilungsleitung und in axialer Richtung des Einspritzventils gezielt ausgeglichen werden. Toleranzgünstig wirkt sich darüber hinaus aus, dass die Werkstoffe der Kraftstoffverteilungsleitung und des Zylinderkopfs in etwa gleiche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Anordnung der rohrförmigen Kraftstoffleitungen in der Kraftstoffverteilerleitung ermöglicht es, letztere bezüglich ihres Widerstandsmoments vorteilhaft auszulegen. Schließlich lässt sich der Pressring mit gängigen Mitteln verwirklichen, und er zeichnet sich durch eine gute Funktion aus.The advantages achieved by the invention can be seen in the fact that the injection valve in the first valve bore of the cylinder head and the second valve bore of extending in the longitudinal direction of the cylinder head fuel rail is kept functional. This is further supported by the fact that the fastening eye for the fastening screw with the fuel rail forms a unit made in one piece. The pressing ring contributes to the fact that high fuel pressures - 160 bar - can be realized and tolerances - production and temperature - are compensated in the longitudinal direction of the fuel distribution line and in the axial direction of the injector targeted. In addition, the fact that the materials of the fuel distribution line and of the cylinder head have roughly equal coefficients of expansion has a tolerable effect. The arrangement of the tubular fuel lines in the fuel rail allows the latter to be interpreted advantageously with respect to their resistance torque. Finally, the pressing ring can be realized with common means, and it is characterized by a good function.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nach stehend näher erläutert.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which explains in more detail after standing.

Es zeigenShow it

1 eine Schrägansicht auf eine Kraftstoffverteilerleitung einer Brennkraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Einspritzventil, 1 an oblique view of a fuel rail of an internal combustion engine with the injection valve according to the invention,

2 einen Schnitt nach der Linie II-II der 1, 2 a section along the line II-II of 1 .

3 einen Schnitt nach der Linie III-III der 2. 3 a section along the line III-III of 2 ,

Von einer Brennkraftmaschine sind in 1 lediglich Kraftstoffverteilerleitungen 1 und 2 dargestellt, die zur Kraftstoffversorgung von Brennräumen in gegenüberliegenden Zylinderreihen – nicht gezeigt – dienen. Die Kraftstoffverteilerleitung 1 ist mit Einspritzventilen 3, 4, 5, 6, und 7 versehen, über die Kraftstoff direkt in besagte Brennräume eingespritzt wird; die Kraftstoffverteilerleitung 1 und die Einspritzventile 3, 4, 5, 6 und 7 bilden zur Montagevereinfachung eine vormontiertes Bauteil.From an internal combustion engine are in 1 only fuel distribution lines 1 and 2 shown, which serve for the fuel supply of combustion chambers in opposite rows of cylinders - not shown. The fuel rail 1 is with injectors 3 . 4 . 5 . 6 , and 7 over which fuel is injected directly into said combustion chambers; the fuel rail 1 and the injectors 3 . 4 . 5 . 6 and 7 form a pre-assembled component to simplify assembly.

Jedes Einspritzventil bspw. 3 – 2 – verläuft mit einem ersten eine Düse 8 umfassenden Ventilabschnitt 9 in einer ersten Ventilaufnahmebohrung 10 in einem aus einer Leichtmetalllegierung bestehendem Zylinderkopf 11, und zwar unter Vermittlung eines Spannelements 12, wobei die Düse 8 in einen Brennraum 13 des Zylinderkopfs 11 mündet – Direkteinspritzung –. Das Einspritzventil 3 wird mittels einer Halteeinrichtung 14 am Zylinderkopf in Lage gehalten, die eine erste Mittelängsebene A-A umfasst. Diese Mittellängsachse A-A erstreckt sich mit parallelem Abstand Asp zu einer zweiten Mittellängsachse B-B des Einspritzventils 3, wobei eine Befestigungsschraube 15 der Halteeinrichtung 14 der Kraftstoffverteilerleitung 1 mit ihrer Mittellängsebene koaxial zur Mittellängsebene A-A ausgerichtet ist. Ein zweiter Ventilabschnitt 16 des Einspritzventils 3 verläuft in einer zweiten Ventilaufnahmebohrung 17 der Kraftstoffverteilerleitung 1, die mit dem Zylinderkopf 11 verbunden ist.Each injection valve bspw. 3 - 2 - With a first runs a nozzle 8th comprehensive valve section 9 in a first valve receiving bore 10 in a cylinder head made of a light metal alloy 11 , through the intermediary of a tensioning element 12 , where the nozzle 8th in a combustion chamber 13 of the cylinder head 11 opens - direct injection -. The injection valve 3 is by means of a holding device 14 held in position on the cylinder head, which comprises a first central longitudinal plane AA. This central longitudinal axis AA extends with a parallel distance Asp to a second central longitudinal axis BB of the injection valve 3 where a fixing screw 15 the holding device 14 the fuel rail 1 is aligned with its central longitudinal plane coaxial with the central longitudinal plane AA. A second valve section 16 of the injection valve 3 runs in a second valve receiving bore 17 the fuel rail 1 that with the cylinder head 11 connected is.

Die Halteeinrichtung 14 umfasst wenigstens ein Befestigungsauge 19, die die in ein Gewinde 20 des Zylinderkopfs 11 eingedrehte Befestigungsschraube 15 aufnimmt und eine Baueinheit mit der Kraftstoffverteilerleitung 1 bildet bzw. aus einem Stück mit letzterer hergestellt ist, die wie der Zylinderkopf 11 aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist, dergestalt, dass die Werkstoffe der Kraftstoffverteilerleitung 1 und des Zylinderkopfs 11 in etwa gleiche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Darüber hinaus ist die Kraftstoffverteilerleitung 1 mit einer Auflagewand 21 an eine Stützwand 22 des Zylinderkopfs 11 herangeführt. Gleichzeitig ist ein Kragen K der Kraftstoffverteilerleitung 1 gegen eine Schulter S des Einspritzventils 1 gespannt, wodurch letzteres sich am Spannelement 12 abstützt. In eine Schraubenbohrung 23 des Befestigungsauges 19, die im Zylinderkopf 11 teilweise in Form des Gewindes 20 fortgeführt ist, sind beiderseits der Auflagewand 21 und der Stützwand 22 Bohrungsabschnitte 24 und 25 mit einem größeren Durchmesser Dg als der kleinere Durchmesser Dk der übrigen Schraubenbohrung 23 vorgesehen. Dabei ist in einen Ringraum 26 zwischen Befestigungsschraube 15 und den Bohrungsabschnitten 24 und 25 eine Passhülse 26 eingesetzt.The holding device 14 includes at least one fastening eye 19 that in a thread 20 of the cylinder head 11 screwed fastening screw 15 receives and a unit with the fuel rail 1 forms or is made of one piece with the latter, like the cylinder head 11 is made of a light metal alloy, such that the materials of the fuel rail 1 and the cylinder head 11 have approximately the same coefficients of expansion. In addition, the fuel rail is 1 with a support wall 21 to a supporting wall 22 of the cylinder head 11 introduced. At the same time, a collar K of the fuel rail 1 against a shoulder S of the injection valve 1 curious, causing the latter itself on the clamping element 12 supported. In a screw hole 23 of the fastening eye 19 in the cylinder head 11 partly in the form of the thread 20 is continued, are both sides of the support wall 21 and the supporting wall 22 bore sections 24 and 25 with a larger diameter Dg than the smaller diameter Dk of the remaining screw hole 23 intended. It is in an annulus 26 between fixing screw 15 and the bore sections 24 and 25 a fitting sleeve 26 used.

In 2 ist dargestellt, dass das Spannelement 12 in die erste Ventilaufnahmebohrung 10 eingesetzt ist und durch einen Pressring 27 aus definiert plastisch verformbarem Werkstoff gebildet wird. Der Pressring 27, der auch ein Federelement sein kann, ruht in einem Ringbohrungsabschnitt 28 zwischen einem Schaftabschnitt 29 des Einspritzventils 3 und einem Bohrungsabschnitt 30 der ersten Ventilaufnahmebohrung 10. Außerdem ist der Pressring 27 mit mehreren kolbenringartigen und mäanderförmigen Ringabschnitten 31, 32, 33, 34 und 35 versehen, die einerseits am Schaftabschnitt 29 und andrerseits am Bohrungsabschnitt 30 anliegen. In axialer Richtung des Pressrings 27 gesehen stützt sich besagter Pressring mit einem ersten Ende 36 an einem ersten nach Art einer Schulter ausgebildeten Anschlag 37 des Bohrungsabschnitts und mit einem zweiten Ende 38 an einem zweiten Anschlag 39 des Schaftabschnitts 29 ab. Das erste Ende 36 und der erste Anschlag 37 verlaufen in rechten Winkel zur Mittellängsachse B-B des Einspritzventils 3, wogegen das zweite Ende 38 und der zweite Anschlag 39 im spitzen Winkel α zur vorgenannten Mittellängsebene verlaufen.In 2 is shown that the clamping element 12 in the first valve receiving bore 10 is inserted and by a press ring 27 From defined plastically deformable material is formed. The pressing ring 27 , which may also be a spring element, rests in an annular bore section 28 between a shaft portion 29 of the injection valve 3 and a bore section 30 the first valve receiving bore 10 , In addition, the press ring 27 with several piston ring-like and meandering ring sections 31 . 32 . 33 . 34 and 35 provided on the one hand on the shaft portion 29 and on the other hand, at the bore section 30 issue. In the axial direction of the press ring 27 seen press ring supports with a first end 36 on a first formed like a shoulder stop 37 of the bore portion and with a second end 38 at a second stop 39 of the shaft portion 29 from. The first end 36 and the first stop 37 extend at right angles to the central longitudinal axis BB of the injection valve 3 , whereas the second end 38 and the second stop 39 at an acute angle α to the aforementioned central longitudinal plane.

Schließlich ist in die Kraftstoffverteilerleitung 1 ein erstes Kraftstoffrohr 40 und ein zweites Kraftstoffrohr 41 integriert, mit welchen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Kraftstoffrohren sich das Widerstandsmoment der Kraftstoffverteilerleitung 1 entsprechend konzipieren lässt. Das erste als Zuleitung ausgebildet Kraftstoffrohr 40 erstreckt sich über die wesentlich Länge der Kraftstoffverteilerleitung 1 und ist benachbart dem zweiten Einspritzventil 3 angeordnet, welches erste Kraftstoffrohr 40 mit der zweiten Ventilaufnahmebohrung 17 in Verbindung steht. Das zweite als Rückleitung wirkende Kraftstoffrohr 41, das ebenfalls über die wesentliche Länge der Kraftstoffverteilerleitung 1 verläuft, besitzt einen kleineren Durchmesser als das erste Kraftstoffrohr 40, wobei Zentren ZI und ZII der Kraftstoffrohre 40 und 41 mit Abstand AsKr zueinander auf der Mittellängsachse B-B des Einspritzventils 3 liegen.Finally, in the fuel rail 1 a first fuel pipe 40 and a second fuel pipe 41 integrated, with which having a circular cross-section fuel pipes, the resistance torque of the fuel rail 1 can be designed accordingly. The first fuel pipe designed as a supply line 40 extends over the substantial length of the fuel rail 1 and is adjacent to the second injection valve 3 arranged, which first fuel pipe 40 with the second valve receiving bore 17 communicates. The second acting as a return pipe fuel pipe 41 , which is also over the essential length of the fuel rail 1 runs, has a smaller diameter than the first fuel pipe 40 , where centers ZI and ZII of the fuel pipes 40 and 41 at a distance AsKr to each other on the central longitudinal axis BB of the injection valve 3 lie.

Claims

An injection valve for an internal combustion engine, which extends with a first nozzle portion comprising a nozzle in a first valve receiving bore in a cylinder head, wherein the injection valve is held by means of a holding device on the cylinder head, the one with a parallel distance from a longitudinal center plane of the injection valve extending fastening screw, wherein a second valve portion ( 16 ) of the injection valve ( 3 ) in a second valve receiving bore ( 17 ) one with the cylinder head ( 11 ) connected fuel rail ( 1 ) is arranged with the the fixing screw ( 15 ) and as a fastening eye ( 19 ) holding device ( 14 ) forms a structural unit, characterized in that the clamping element ( 12 ) in the first valve receiving bore ( 10 ) a press ring ( 27 ), and wherein the fuel rail ( 1 ) two spaced apart (AsKr) to each other arranged first and second tubular fuel pipes ( 40 and 41 ), wherein the first fuel pipe ( 40 ) adjacent to the injection valve ( 3 ) is arranged and with the second valve receiving bore ( 17 ) by means of a line section ( 42 ).

Injection valve according to claim 1, characterized in that the fuel rail ( 1 ) a support wall ( 21 ), which on a supporting wall ( 22 ) of the cylinder head ( 11 ) is present.

Injection valve according to claim 1, characterized in that the fastening eye ( 19 ) in one piece with the fuel rail ( 1 ) is made.

Injection valve according to claims 1 and 3, characterized in that the materials of the fuel rail ( 1 ) and the cylinder head ( 11 ) have comparable coefficients of expansion.

Injection valve according to claims 1 and 2, characterized in that a screw hole ( 23 ) for the fixing screw ( 15 ) in the fastening eye ( 19 ) and in the cylinder head ( 11 ) on both sides of the supporting wall ( 21 ) or the supporting wall ( 22 ) with bore sections ( 25 and 25 ) are provided larger diameter, in which a fitting sleeve ( 26 ) is used.

Injection valve according to claim 1, characterized in that the pressure ring ( 27 ) in an annular bore section ( 28 ) between a shank portion ( 29 ) of the injection valve ( 3 ) and a bore section ( 30 ) of the first valve receiving bore ( 10 ) is used.

Injection valve according to claim 6, characterized in that the pressure ring ( 27 ) a plurality of piston ring-like ring sections ( 31 . 32 . 33 . 34 and 35 ), which on the one hand on the shaft portion ( 29 ) and on the other hand at the bore section ( 30 ) issue.

Injection valve according to claims 6 and 7, characterized in that the pressure ring ( 27 ) with a first end ( 36 ) a first stop ( 37 ) of the bore section ( 30 ) and a second end ( 38 ) at a second stop ( 39 ) of the shaft portion ( 29 ) of the injection valve ( 3 ) is supported.

Injection valve according to claim 8, characterized in that the first end ( 36 ) and the first stop ( 37 ) at right angles to the central longitudinal plane (BB) of the injection valve ( 3 ).

Injection valve according to claim 8, characterized in that the second end ( 38 ) and the second stop ( 39 ) at an angle (α) to the central longitudinal axis (BB) of the injection valve ( 3 ).

Injection valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fuel rail ( 1 ) and several injection valves ( 3 . 4 . 5 . 6 and 7 ) form a preassembled component.