DE102004037787B4

DE102004037787B4 - Kraftstoffzuführung für eine Verbrennungsmaschine mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE102004037787B4
Application number: DE200410037787
Authority: DE
Inventors: Ingo Lausen; Cornelis Josephus Adrianus Deelen
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-08-04
Also published as: DE102004037787A1

Abstract

Kraftstoffzuführung für eine Verbrennungsmaschine mit Direkteinspritzung, welche eine Zuführleitung (2) aufweist, die mit am Maschinengehäuse festlegbaren Abzweigen (3) versehen ist, in welchen Verbindungskanäle (6, 8) zur Überführung von Kraftstoff von der Zuführleitung (2) zu Einspritzaggregaten der Verbrennungsmaschine ausgebildet sind und in Form von Anschlusskonsolen (4) und mit diesen verbundenen Hülsen (5) seitlich der Zuführleitung (2) verdrehsicher befestigt sind, wobei in den Anschlusskonsolen (4) die Verbindungskanäle (6, 8) und in den Hülsen (5) Fixierbohrungen (17) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweige (3) aus Edelstahlguss bestehen und die mit Verdrehsicherungen (21) ausgestatteten Anschlusskonsolen (4) konkav gekrümmte 1. Anlageschalen (11) aufweisen, deren Krümmungen an die konvexe Krümmung der Zuführleitung (2) angepasst sind, wobei von den an den Anschlusskonsolen (4) vorgesehenen 1. Anlageschalen (11) Zentrierzapfen (12) vorstehen, die in die Wand (13) der Zuführleitung (2) durchsetzende Radialbohrungen (14) dicht einfassen und umfangsseitig der Zentrierzapfen (12) Ringnuten (15) in die 1. Anlageschalen (11) eingearbeitet...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuführung für eine Verbrennungsmaschine mit Direkteinspritzung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kraftstoffzuführung bildet durch den Offenbarungsgehalt der DE 199 53 942 C2 Stand der Technik. Sie umfasst eine rohrförmige Zuführleitung, die von mehreren hülsenartigen Abzweigen übergriffen wird, die aus Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium, oder auch aus Kunststoff bestehen können. Die Anzahl der Abzweige entspricht der Anzahl der Zylinder der Verbrennungsmaschine. Die freien Enden der Zuführleitung können durch Kappen verschlossen sein, wobei diese Endkappen mit Verbindungen, beispielsweise mit einer Hochdruckleitung für den Kraftstoff oder für einen Hochdrucksensor versehen sein können.

An jedem Abzweig sind endseitig einander diagonal gegenüber liegende Befestigungsösen vorgesehen, die mit zueinander parallel verlaufenden Durchgangsbohrungen versehen sind. Über diese Befestigungsösen können die Abzweige am Motorgehäuse festgelegt werden. Zusätzlich zu den beiden Befestigungsösen ist im etwa mittleren Längenbereich jedes Abzweigs ein seitlicher Ausleger vorgesehen, in welchem sich eine Sackbohrung befindet. Diese Sackbohrung ist über eine Schrägbohrung und eine Radialbohrung in der Wand der Zuführleitung mit dem Inneren der Zuführleitung verbunden. Über die Radialbohrung, die Schrägbohrung und die Sackbohrung ist die Zuführleitung an ein Einspritzaggregat gekoppelt. Die Schrägbohrung erstreckt sich in einer Querebene, die um 90° versetzt zu einer die Längsachse der Zuführleitung schneidenden Ebene angeordnet ist.

Die bekannte Kraftstoffzuführung ist vielteilig und im Bereich der Abzweige vergleichsweise großvolumig gestaltet. Außerdem müssen die Abzweige auf die Zuführleitung gefädelt, an dieser exakt ausgerichtet und festgelegt werden. Sie erfordert einen relativ hohen Herstellungsaufwand. Auch besitzt jeder Abzweig an seinen Enden zwei sich diagonal gegenüberliegende Befestigungsösen, wodurch ein noch größeres Einbauvolumen zu berücksichtigen ist.

Aus der DE 103 05 078 A1 ist ein Kraftstoffanschlussstutzen bekannt, der eine konkav gekrümmte Anlageschale aufweist, deren Krümmung an die konvexe Krümmung der Zuführleitung angepasst ist.

Durch die DE 199 37 444 C1 gehört eine Vorrichtung zur Verteilung von Kraftstoff zum Stand der Technik, die einen auf eine Öffnung in der Zuführleitung gepressten Abzweig aufweist. In dem Abzweig sind Verbindungskanäle zur Überführung von Kraftstoff von der Zuführleitung in den Abzweig vorgesehen. Die Zuführleitung ist hülsenartig von einem Anschlussstück umgeben. Durch das Anschlussstück wird eine Anschlusskonsole auf die Zuführleitung gepresst. Ferner ist eine Verdrehsicherung in Form eines Halteelements vorgesehen, das gabelartig ausgeprägt ist.

Die DE 103 07 530 A1 offenbart eine Kraftstoffzuführung für Verbrennungskraftmaschinen mit Direkteinspritzung, wobei eine Zuführleitung vorgesehen ist, die mit am Maschinengehäuse festlegbaren Abzweigen versehen ist. Es sind Verbindungskanäle zur Überführung von Kraftstoff von der Zuführleitung zu Einspritzaggregaten der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Die Abzweige sind in Form von Anschlusskonsolen konfiguriert und seitlich Zuführleitung verdrehsicher befestigt. Zur Festlegung der Anschlusskonsolen an einem Motorgehäuse sind zwei Hülsen mit Fixierbohrungen je Abzweig vorgesehen. Die Anschlusskonsolen sind mit Verbindungskanälen zur Überleitung von Kraftstoff vorsehen und weisen konkav gekrümmte Anlageschalen auf, deren Krümmung an die konvexe Krümmung der Zuführleitung angepasst ist.

Die DE 103 33 721 A1 offenbart eine Kraftstoffverteilerleiste mit einem Anschlussstück. In dem Anschlussstück sind Verbindungskanäle zur Überführung von Kraftstoff von einer Zuführleitung zu Einspritzaggregaten der Verbrennungsmaschine vorgesehen. Die Abzweige sind in Form von Anschlusskonsolen ausgeführt, die seitlich an der Zuführleitung befestigt sind. Ferner weisen die Anschlusskonsolen konkav gekrümmte Anlageschalen auf, deren Krümmung an die konvexe Krümmung der Zuführleitung angepasst ist. Darüber hinaus ist die Anlagekonsole eine Hülse eingepresst, die in eine in der Wand der Zuführleitung vorgesehene Radialbohrung dicht einfasst. In einem Spalt zwischen der Hülse und der Anschlusskonsole kann ein Lotring eingelegt werden.

Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffzuführung für eine Verbrennungsmaschine mit Direkteinspritzung zu schaffen, welche kompakter baut und einfacher herstellbar ist, ohne hierbei den Kraftstoffanteil in der Zuführleitung zu senken.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Abzweige bestehen aus Anschlusskonsolen und mit diesen verbundenen Hülsen. Sie sind ausschließlich seitlich der Zuführleitung verdrehsicher an dieser befestigt. Die Verbindungskanäle zur Überführung des Kraftstoffs von der Zuführleitung zu den Einspritzaggregaten der Verbrennungsmaschine befinden sich in den Anschlusskonsolen. In den Hülsen sind Fixierbohrungen vorgesehen. Da die Abzweige nur einseitig der Zuführleitung angeordnet sind, können die Fixierbohrungen exakt mit den Einspritzaggregaten ausgerichtet werden, so dass kein Drehmoment umfangsseitig der Achse der Zuführleitung entstehen kann.

Eine formschlüssige Anlage der Anschlusskonsolen an der Zuführleitung wird dadurch erreicht, dass die Anschlusskonsolen konkav gekrümmte 1. Anlageschalen aufweisen, deren Krümmung an die konvexe Krümmung der Zuführleitung angepasst sind.

Die Verdrehsicherung der Abzweige gegenüber der Zuführleitung wird durch Zentrierzapfen erreicht, die von den an den Anschlusskonsolen vorgesehenen 1. Anlageschalen vorstehen. Diese Zentrierzapfen durchsetzen Radialbohrungen in der Wand der Zuführleitung. Über die Radialbohrungen und die Zentrierzapfen können alle Abzweige exakt hintereinander ausgerichtet werden.

Umfangsseitig der Zentrierzapfen sind Ringnuten in die 1. Anlageschalen eingearbeitet. Diese dienen der Aufnahme von Hartlot zwecks Verbindung der Abzweige mit der Zuführleitung.

Die Verdrehsicherung in Form eines angegossenen Vorsprungs seitlich jeder Anschlusskonsole, wirkt mit einer Ausnehmung an dem zugehörigen Einspritzaggregat (Injektor) zusammen, um den Injektor in seiner Position zu halten. Die Verdrehsicherung gewährleistet, dass – insbesondere beim SGDI (Spray Guided Direct Injection) – das Spraybild des Injektors in einem fest definierten Winkel zu einer Zündkerze steht.

Obwohl diverse Verbindungsarten zwischen den Abzweigen und der Zuführleitung denkbar sind, wird eine bevorzugte Verbindung in den Merkmalen des Anspruchs 2 gesehen. Danach werden die Abzweige durch Hartlötung mit der Zuführleitung verbunden.

Die Abzweige sind aus Edelstahlguss gebildet. Beim Edelstahlgießen können sehr genaue Toleranzen eingehalten werden. Auch ist es hierbei möglich, die Schrägbohrungen in den Abzweigen direkt beim Gießen mit zu fertigen.

Um eine noch größere Kontaktfläche zwischen den Abzweigen und der Zuführleitung zu schaffen, weisen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 die Hülsen an die konvexe Krümmung der Zuführleitung angepasste konkave 2. Anlageschalen auf, die zu den 1. Anlageschalen der Anschlusskonsolen koaxial ausgerichtet sind.

Die Sackbohrungen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 dienen der Aufnahme der oberen Endabschnitte der Einspritzaggregate, um diese im Zylinderkopf zu fixieren. Da die Schrägbohrungen die Zentrierzapfen in Längsrichtung durchsetzen, wird die Kompaktheit jedes Abzweigs noch weiter verbessert. Auch wird hierdurch gewährleistet, dass die Radialbohrungen in der Wand der Zuführleitung problemlos hergestellt werden können.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 verlaufen die Achsen der Schrägbohrungen quer zur Achse der Zuführleitung. Dies bedeutet eine Fertigungsvereinfachung.

Die Kompaktheit der Abzweige wird nach Anspruch 6 dadurch weiter unterstützt, dass sich die Achsen der Sackbohrungen und der Fixierbohrungen in einer gemeinsamen Ebene erstrecken, die parallel zu einer durch die Achse der Zuführleitung verlaufenden Ebene angeordnet ist.

Aufgrund der kopfseitig der Anschlusskonsolen vorgesehenen Einpressflächen (Anspruch 7) kann das aus den Einspritzaggregaten und der kompletten Kraftstoffzuführung bestehende System in den Zylinderkopf eingebracht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 in der Perspektive eine Kraftstoffzuführung mit einer Zuführleitung und Abzweigen;
2 in vergrößerter Darstellung in der Perspektive einen einzelnen Abzweig;
3 einen vertikalen Längsschnitt durch die Darstellung der 2 entlang der Linie III-III in Richtung der Pfeile IIIa gesehen und
4 in vergrößerter Darstellung einen vertikalen Querschnitt durch die 1 entlang der Linie IV-IV in Richtung der Pfeile IVa gesehen.
Mit 1 ist in der 1 eine Kraftstoffzuführung für eine ansonsten nicht näher dargestellte Verbrennungsmaschine mit Direkteinspritzung bezeichnet.
Die Kraftstoffzuführung 1 weist eine durchgehende rohrförmige Zuführleitung 2 auf. Seitlich der Zuführleitung 2 sind Abzweige 3 in Form von Anschlusskonsolen 4 und mit diesen verbundenen Hülsen 5 befestigt. Die Anzahl der aus Edelstahlguss bestehenden Abzweige 3 entspricht der Anzahl der Zylinder der Verbrennungsmaschine.
Wie die 2 bis 4 näher erkennen lassen, besitzt jeder Abzweig 3 eine Anschlusskonsole 4 und eine mit dieser verbundenen Hülse 5. In der Anschlusskonsole 4 ist eine Sackbohrung 6 zur Kopplung mit einem nicht näher veranschaulichten Einspritzaggregat (Injektor) vorgesehen. Diese Sackbohrung 6 ist mit dem Innenraum 7 der Zuführleitung 2 über eine Schrägbohrung 8 verbunden.
Kopfseitig der Anschlusskonsole 4 befindet sich eine Einpressfläche 9, die sich parallel zu einer Ebene E erstreckt, die durch die Achse 10 der Zuführleitung 2 verläuft.
Die Anschlusskonsole 4 weist eine konkav gekrümmte 1. Anlageschale 11 auf, deren Krümmung an die konvexe Krümmung der Zuführleitung 2 angepasst ist. Von der 1. Anlageschale 11 steht ein Zentrierzapfen 12 vor, der in eine die Wand 13 der Zuführleitung 2 durchsetzende Radialbohrung 14 dicht einfasst. Umfangsseitig des Zentrierzapfens 12 ist eine Ringnut 15 in die 1. Anlageschale 11 eingearbeitet, die der Aufnahme von Hartlot dient. Die Achse 16 der den Zentrierzapfen 12 durchsetzenden Schrägbohrung 8 verläuft quer zur Achse 10 der Zuführleitung 2.
Die mit der Anschlusskonsole 4 einstückig verbundene Hülse 5 weist eine Fixierbohrung 17 auf, deren Achse 18 sich parallel zur Achse 19 der Sackbohrung 6 erstreckt. Auch die Hülse 5 ist mit einer konkaven 2. Anlageschale 20 versehen, die zu der 1. Anlageschale 11 der Anschlusskonsole 4 koaxial ausgerichtet ist.
Die Achsen 19, 18 aller Sackbohrungen 6 und Fixierbohrungen 17 der Abzweige 3 erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene E₁, die parallel zu einer durch die Achse 10 der Zuführleitung 2 verlaufenden Ebene E₂ angeordnet ist.
Die Anschlusskonsolen 4 sind mit Verdrehsicherungen 21 in Form von Vorsprüngen ausgestattet. Diese wirken mit Ausnehmungen an den Injektoren zusammen, um diese stets in ihren Positionen zu halten. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass – insbesondere beim SGDI (Spray Guided Direct Injection) – das Spraybild des Injektors in einem fest definierten Winkel zu einer Zündkerze steht.

1: Kraftstoffzuführung
2: Zuführleitung
3: Abzweige
4: Anschlusskonsolen
5: Hülsen
6: Sackbohrung in 4
7: Innenraum v. 2
8: Schrägbohrung in 4
9: Einpressfläche an 4
10: Achse v. 2
11: 1. Anschlagschale
12: Zentrierzapfen an 11
13: Wand v. 2
14: Radialbohrung in 13
15: Ringnut in 11
16: Achse v. 8
17: Fixierbohrung in 5
18: Achse v. 8
19: Achse v. 9
20: 2. Anlageschale
21: Verdrehsicherungen
E: Ebene durch 10
E1: Ebene durch 18, 19
E2: Ebene durch 10

Claims

Kraftstoffzuführung für eine Verbrennungsmaschine mit Direkteinspritzung, welche eine Zuführleitung (2) aufweist, die mit am Maschinengehäuse festlegbaren Abzweigen (3) versehen ist, in welchen Verbindungskanäle (6, 8) zur Überführung von Kraftstoff von der Zuführleitung (2) zu Einspritzaggregaten der Verbrennungsmaschine ausgebildet sind und in Form von Anschlusskonsolen (4) und mit diesen verbundenen Hülsen (5) seitlich der Zuführleitung (2) verdrehsicher befestigt sind, wobei in den Anschlusskonsolen (4) die Verbindungskanäle (6, 8) und in den Hülsen (5) Fixierbohrungen (17) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweige (3) aus Edelstahlguss bestehen und die mit Verdrehsicherungen (21) ausgestatteten Anschlusskonsolen (4) konkav gekrümmte 1. Anlageschalen (11) aufweisen, deren Krümmungen an die konvexe Krümmung der Zuführleitung (2) angepasst sind, wobei von den an den Anschlusskonsolen (4) vorgesehenen 1. Anlageschalen (11) Zentrierzapfen (12) vorstehen, die in die Wand (13) der Zuführleitung (2) durchsetzende Radialbohrungen (14) dicht einfassen und umfangsseitig der Zentrierzapfen (12) Ringnuten (15) in die 1. Anlageschalen (11) eingearbeitet sind.
Kraftstoffzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweige (3) durch Hartlötung mit der Zuführleitung (2) verbunden sind.
Kraftstoffzuführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (5) an die konvexe Krümmung der Zuführleitung (2) angepasste konkave 2. Anlageschalen (20) aufweisen, die zu den 1. Anlageschalen (11) der Anschlusskonsolen (4) koaxial ausgerichtet sind.
Kraftstoffzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskanäle (6, 8) in den Anschlusskonsolen (4) aus sich parallel zu den benachbarten Fixierbohrungen (17) erstreckenden Sackbohrungen (6) und aus die inneren Enden der Sackbohrungen (6) mit dem Innenraum (7) der Zuführleitung (2) verbindenden, die Zentrierzapfen (12) in Längsrichtung durchsetzenden Schrägbohrungen (8) gebildet sind.
Kraftstoffzuführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (16) der Schrägbohrungen (8) quer zur Achse (10) der Zuführleitung (2) verlaufen.
Kraftstoffzuführung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (19, 18) der Sackbohrungen (6) und der Fixierbohrungen (17) sich in einer gemeinsamen Ebene (E₁) erstrecken, die parallel zu einer durch die Achse (10) der Zuführleitung (2) verlaufenden Ebene (E₂) angeordnet ist.
Kraftstoffzuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskonsolen (4) kopfseitig mit Einpressflächen (9) versehen sind.