DE102004061031A1 - High-pressure fuel injection device for an internal combustion engine - Google Patents

High-pressure fuel injection device for an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine direkteinspritzende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer einendseitig mit einem Steckabschnitt (14) in einem Anschlussstutzen (6) eines Kraftstoff-Hochdruckspeichers (2) und anderendseitig in einer Sitzbohrung (10) eines Zylinderkopfes (8) der Brennkraftmaschine gehaltenen Einspritzdüse (4), wobei dem Steckabschnitt (14) und dem Anschlussstutzen (6) wenigstens ein Dichtelement (16) radial zwischengeordnet ist. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass das Dichtelement (16) in einer im Anschlussstutzen (6) ausgebildeten Ringkammer (18) aufgenommen ist, welche auf der vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher (2) wegweisenden Seite durch eine das Dichtelement (16) hintergreifende Ringschulter (24) begrenzt ist.The invention relates to a high-pressure fuel injection device (1) for an internal combustion engine, in particular for a direct injection, spark ignition internal combustion engine, with at least one einendseitig with a plug portion (14) in a connecting piece (6) of a high-pressure fuel storage (2) and the other end in a seat bore (10) of a cylinder head (8) of the internal combustion engine held injection nozzle (4), wherein the plug portion (14) and the connecting piece (6) at least one sealing element (16) is arranged radially in between. DOLLAR A The invention provides that the sealing element (16) in a connecting piece (6) formed annular chamber (18) is received, which on the side facing away from the fuel high-pressure accumulator (2) by a side engaging the sealing element (16) annular shoulder ( 24) is limited.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine direkt einspritzende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer einendseitig mit einem Steckabschnitt in einem Anschlussstutzen eines Kraftstoff-Hochdruckspeichers und anderendseitig in einer Sitzbohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine gehaltenen Einspritzdüse, wobei dem Steckabschnitt und dem Anschlussstutzen wenigstens ein Dichtelement radial zwischengeordnet ist, gemäß der Gattung von Anspruch 1.The The invention is based on a high-pressure fuel injection device for one Internal combustion engine, in particular for a direct injection, spark ignition Internal combustion engine, with at least one einendseitig with a Plug-in section in a connecting piece of a high-pressure fuel storage and anderendseitig in a seat bore of a cylinder head of the Internal combustion engine held injector, the plug section and the connecting piece at least one sealing element radially interposed is, according to the genus of claim 1.

Eine gattungsgemäße Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist aus der EP 0 915 253 A2 bekannt. Dort ist das Dichtelement in einer umlaufenden Ringnut aufgenommen, welche im Steckabschnitt der Einspritzdüse, auch als Injektor bezeichnet, ausgebildet ist. Dadurch ist der Durchmesser des Steckabschnitts und damit auch die hydraulisch wirksame Fläche, auf welche der hydraulische Druck des im Kraftstoff-Hochdruckspeichers bevorrateten Kraftstoffs lastet, relativ groß. Infolgedessen ergibt sich eine relativ große Druckkraft, mit welcher die Einspritzdüse in die Sitzbohrung im Zylinderkopf gespannt wird, zumal diese Einspannung durch die Federkraft eines Federelements verstärkt wird. Durch die hohe Einspannkraft der Einspritzdüse im Zylinderkopf wird allerdings die Übertragung von in der Einspritzdüse durch Öffnungs- und Schließvorgänge verursachtem Körperschall auf den Zylinderkopf und von dort auf weitere Fahrzeugteile begünstigt, von welchen der Körperschall als Luftschall in Form des sog. „Injektor-Tickerns" abgestrahlt wird.A generic high-pressure fuel injection device is from the EP 0 915 253 A2 known. There, the sealing element is received in a circumferential annular groove which is formed in the plug portion of the injection nozzle, also referred to as an injector. As a result, the diameter of the plug-in portion and thus also the hydraulically effective area on which the hydraulic pressure of the fuel stored in the high-pressure fuel reservoir loads relatively large. As a result, there is a relatively large pressure force with which the injection nozzle is tensioned into the seat bore in the cylinder head, especially since this clamping is reinforced by the spring force of a spring element. Due to the high clamping force of the injection nozzle in the cylinder head, however, the transmission of structure-borne noise caused by opening and closing operations on the cylinder head and from there on to further vehicle parts is favored, of which the structure-borne noise as airborne sound in the form of the so-called "injector ticker" is emitted.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass sie ein günstigeres Geräuschverhalten aufweist.Of the The present invention is based on the object, a High-pressure fuel injection device of the type mentioned in the beginning continue to develop that they have a more favorable noise behavior having.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention this Problem solved by the characterizing features of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, das Dichtelement in einer im Anschlussstutzen ausgebildeten Ringkammer aufzunehmen, welche auf der vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher weg weisenden Seite durch eine das Dichtelement hintergreifende Ringschulter begrenzt ist. Weil das Dichtelement nun nicht mehr im Steckabschnitt der Einspritzdüse, sondern am Anschlussstutzen aufgenommen ist, kann der Durchmesser des Steckabschnitts und damit die hydraulisch wirksame Fläche kleiner ausfallen. Dies resultiert in einer geringeren Einspannkraft der Einspritzdüse in der Sitzbohrung des Zylinderkopfs und damit einer nachgiebigeren Lagerung, was die Übertragung von Körperschall reduziert. Die eventuell auf das Dichtelement wirkende, aus dem im Rail herrschenden Druck resultierende Druckkraft kann dann von der Ringschulter aufgenommen werden, gegen welche sich das Dichtelement abstützt.The Invention is based on the idea of the sealing element in an im Socket trained annular chamber to record, which on the from the fuel high-pressure accumulator away side by a the sealing element engaging behind annular shoulder is limited. Because the sealing element no longer in the mating portion of the injector, but is received on the connection piece, the diameter of the plug-in section and thus the hydraulically effective area will be smaller. This results in a lower clamping force of the injector in the Seat bore of the cylinder head and thus a more flexible storage, what the transmission of structure-borne noise reduced. The possibly acting on the sealing element, from the in the rail prevailing pressure resulting pressure force can then from the annular shoulder are received against which the sealing element supported.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements of the invention possible.

Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform ist das Dichtelement in axialer Richtung gesehen zwischen einem hochdruckspeicherseitigen Absatz des Anschlussstutzens und einem Stützring gehalten. Der Stützring sorgt für eine definierte Lage des Dichtelements in der Ringkammer und verhindert schwingungsbedingte Verlagerungen. Weiterhin kann er auch die Druckkräfte aufnehmen, welche daraus resultieren, dass das Dichtelement mit dem Druck im Rail beaufschlagt ist. Die Ringschulter wird vorzugsweise durch einen an der Stirnfläche des Anschlussstutzens angesetzten Ring gebildet.According to one particularly preferable embodiment is the sealing element seen in the axial direction between a high pressure accumulator side paragraph of the connecting piece and a support ring held. The support ring takes care of a defined position of the sealing element in the annular chamber and prevented vibration-related shifts. Furthermore, he can also absorb the pressure forces, which result from the fact that the sealing element with the pressure in Rail is acted upon. The annular shoulder is preferably through one on the face formed of the connecting piece attached ring.

Zeichnungendrawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Querschnittsdarstellung eines Abschnitts einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für direkt einspritzende, fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.One embodiment the invention is shown in the drawing. In the drawing the sole figure shows a cross-sectional view of a section a high pressure fuel injector for direct Injecting, externally ignited Internal combustion engine according to a preferred embodiment the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In der Figur ist der für die Erfindung wesentliche Abschnitt einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gezeigt, welche vorzugsweise in direkt einspritzenden, fremd gezündeten Brennkraftmaschinen eingesetzt wird.In the figure, the portion of a high pressure fuel injector essential to the invention is shown 1 which is preferably used in directly injecting, externally ignited internal combustion engines.

Die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 beinhaltet in bekannter Weise einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher oder ein Rail 2, in welchem unter Hochdruck stehender Kraftstoff bevorratet wird. Zur Anbindung einer Einspritzdüse 4 ist der Kraftstoff-Hochdruckspeicher 2 mit einem Anschlussstutzen 6 versehen. Andererseits ist in einem Zylinderkopf 8 eine mit dem Anschlussstutzen 6 koaxiale Sitzbohrung 10 ausgebildet, deren Durchmesser sich zu einem Brennraum 12 des Zylinders hin stufenartig oder wie hier trichterförmig reduziert, um ein Widerlager für die Einspritzdüse 4 zu bilden. Die Einspritzdüse 4 ist dann einendseitig mit einem Steckabschnitt 14 in dem Anschlussstutzen 6 des Kraftstoff-Hochdruckspeichers 2 und anderendseitig in der Sitzbohrung 10 des Zylinderkopfs 8 der Brennkraftmaschine gehalten. Der Steckabschnitt 14 der Einspritzdüse 4 ist beispielsweise glatt zylindrisch, wobei dem Steckabschnitt 14 und dem Anschlussstutzen 6 wenigstens ein Dichtelement 16 zwischengeordnet ist, welches das Innere des Rails 2 gegenüber der Umgebung dichtet. Dieses Dichtelement 6 ist in einer im Anschlussstutzen 6 ausgebildeten Ringkammer 18 aufgenommen, welche einerseits durch einen Absatz 20 begrenzt ist, welcher den Rand einer Durchgangsöffnung 22 bildet, die die Ringkammer 18 mit dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher 2 verbindet. Andererseits wird die Ringkammer 18 auf der vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher 2 weg weisenden Seite durch eine das Dichtelement 16 hintergreifende Ringschulter 24 begrenzt. Durch die Ringschulter 24 entsteht ein hinterschnittener Querschnitt der Ringkammer 18. Sie kann in einem Ring 24 bestehen, der an die Stirnfläche des Anschlussstutzens 6 angesetzt ist. Die Durchgangsöffnung der Ringschulter 24 umschließt den Steckabschnitt 14 der Einspritzdüse 4 mit geringem Spiel, so dass die Ringkammer 18 bezogen auf die Umgebung eine im wesentlichen geschlossene Kammer darstellt. Besonders bevorzugt ist das Dichtelement 16 in axialer Richtung gesehen zwischen dem Absatz 20 des Anschlussstutzens 6 und einem Stützring 26 gehalten, welcher beispielsweise in eine in der radial inneren Umfangsfläche des Anschlussstutzens 6 ausgebildeten Nut eingesetzt ist. Das Dichtelement besteht beispielsweise in einem O-Ring 16.The high pressure fuel injector 1 includes in a known manner a high-pressure fuel storage or a rail 2 , in which under high-pressure fuel is stored. For connection of an injection nozzle 4 is the high pressure fuel storage 2 with a connecting piece 6 Mistake. On the other hand, in a cylinder head 8th one with the connection piece 6 coaxial seat bore 10 formed, whose diameter becomes a combustion chamber 12 down the cylinder or as here funnel-shaped reduced to an abutment for the injection nozzle 4 to build. The injector 4 is then one end with a plug section 14 in the connecting piece 6 of the high-pressure fuel storage 2 and at the other end in the seat bore 10 of the cylinder head 8th held the internal combustion engine. The plug-in section 14 the injector 4 For example, is smooth cylindrical, with the plug portion 14 and the connecting piece 6 at least one sealing element 16 which is the interior of the Rails 2 seals against the environment. This sealing element 6 is in a connecting piece 6 trained annular chamber 18 taken on the one hand by a paragraph 20 is limited, which the edge of a through hole 22 forms the ring chamber 18 with the high-pressure fuel storage 2 combines. On the other hand, the annular chamber 18 on the from the high pressure fuel tank 2 way-facing side through a the sealing element 16 engaging ring shoulder 24 limited. Through the ring shoulder 24 creates an undercut cross section of the annular chamber 18 , She can in a ring 24 exist, the at the end face of the connecting piece 6 is scheduled. The passage opening of the annular shoulder 24 encloses the plug section 14 the injector 4 with little play, leaving the annular chamber 18 relative to the environment represents a substantially closed chamber. Particularly preferred is the sealing element 16 seen in the axial direction between the paragraph 20 of the connecting piece 6 and a support ring 26 which, for example, into one in the radially inner peripheral surface of the connecting piece 6 trained groove is inserted. The sealing element consists for example in an O-ring 16 ,

Weil das Dichtelement 16 nun nicht mehr im Steckabschnitt 14 der Einspritzdüse, sondern am Anschlussstutzen 6 aufgenommen ist, kann der Durchmesser des Steckabschnitts 14 und damit die hydraulisch wirksame Fläche A, auf welche der Raildruck p wirkt, kleiner ausfallen. Dies resultiert in einer geringeren Einspannkraft der Einspritzdüse 4 in der Sitzbohrung 10 des Zylinderkopfs 8 und damit einer nachgiebigeren Lagerung, was die Übertragung von Körperschall reduziert.Because the sealing element 16 no longer in the plug-in section 14 the injection nozzle, but at the connection piece 6 is included, the diameter of the plug-in section 14 and thus the hydraulically effective area A, on which the rail pressure p acts, smaller. This results in a lower clamping force of the injection nozzle 4 in the seat bore 10 of the cylinder head 8th and thus a more flexible bearing, which reduces the transmission of structure-borne noise.

Je nach Größe des Dichtelements 16 kann es hinter dem Absatz 20 des Anschlussstutzens 6 nach radial innen hervorragen und somit dem im Rail herrschenden Druck p ausgesetzt sein. Die hieraus resultierende Druckkraft wird dann vom Stützring 26 und/oder von der Ringschulter 24 aufgenommen, da sich das Dichtelement 16 gegen beide Elemente abstützen kann.Depending on the size of the sealing element 16 it can be behind the heel 20 of the connecting piece 6 protrude radially inward and thus be exposed to the pressure prevailing in the rail p. The resulting pressure force is then from the support ring 26 and / or from the ring shoulder 24 recorded, since the sealing element 16 can support against both elements.

Claims (4)

Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine direkt einspritzende, fremd gezündete Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer einendseitig mit einem Steckabschnitt (14) in einem Anschlussstutzen (6) eines Kraftstoff-Hochdruckspeichers (2) und anderendseitig in einer Sitzbohrung (10) eines Zylinderkopfs (8) der Brennkraftmaschine gehaltenen Einspritzdüse (4), wobei dem Steckabschnitt (14) und dem Anschlussstutzen (6) wenigstens ein Dichtelement (16) radial zwischengeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) in einer im Anschlussstutzen (6) ausgebildeten Ringkammer (18) aufgenommen ist, welche auf der vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher (2) weg weisenden Seite durch eine das Dichtelement (16) hintergreifende Ringschulter (24) begrenzt ist.High pressure fuel injection device ( 1 ) for an internal combustion engine, in particular for a directly injecting, externally ignited internal combustion engine, with at least one einendseitig with a plug-in section ( 14 ) in a connecting piece ( 6 ) of a high pressure fuel storage ( 2 ) and at the other end in a seat bore ( 10 ) of a cylinder head ( 8th ) of the internal combustion engine held injection nozzle ( 4 ), wherein the plug portion ( 14 ) and the connecting piece ( 6 ) at least one sealing element ( 16 ) is radially interposed, characterized in that the sealing element ( 16 ) in a connecting piece ( 6 ) formed annular chamber ( 18 ) which is located on the fuel high-pressure accumulator ( 2 ) side facing away by a sealing element ( 16 ) engaging ring shoulder ( 24 ) is limited. Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) in axialer Richtung gesehen zwischen einem hochdruckspeicherseitigen Absatz (20) des Anschlussstutzens (6) und einem Stützring (26) angeordnet ist.High-pressure fuel injection device according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 16 ) seen in the axial direction between a high pressure accumulator side paragraph ( 20 ) of the connecting piece ( 6 ) and a support ring ( 26 ) is arranged. Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement durch einen O-Ring (16) gebildet wird.High-pressure fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing element by an O-ring ( 16 ) is formed. Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringschulter (24) durch einen an der Stirnfläche des Anschlussstutzens (6) angesetzten Ring gebildet wird.High-pressure fuel injection device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the annular shoulder ( 24 ) by a at the end face of the connecting piece ( 6 ) attached ring is formed.
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