DE102005026600B4

DE102005026600B4 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005026600B4
Application number: DE102005026600A
Authority: DE
Inventors: Matthias Söngen
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: DE102005026600A1; CN1877087B; FI20060560A; KR101231964B1; JP2006342800A; CN1877087A; KR20060128667A; JP4960020B2; FI20060560A0; FI122865B

Abstract

Common-Rail-Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder mindestens ein Einlassventil für Verbrennungsluft, mindestens ein Auslassventil für Abgas und mindestens ein Injektor (11) für Kraftstoff zugeordnet ist, mit einer Pumpeinrichtung (12), um Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich einer Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung (12) und den Injektoren (11) ein Druckspeichersystem vorgesehen ist, und wobei das Druckspeichersystem mehrere Speichereinheiten (16) aufweist, die über Förderleitungen (17) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zylinder jeweils eine Speichereinheit (16) und eine Trageinrichtung (15) in Form eines Kipphebelbocks (15) zugeordnet ist, wobei im Bereich jedes Zylinders jeweilige als Kipphebel ausgebildete Steuereinrichtungen für das oder jedes Einlassventil und das oder jedes Auslassventil des jeweiligen Zylinders sowie die jeweilige Speichereinheit (16) an dem Kipphebelbock (15) gelagert sind, wobei jeder Kipphebelbock (15) einen Befestigungsabschnitt (18) für einen Speicherdeckel (19) der zugeordneten Speichereinheit (16) aufweist, wobei der Speicherdeckel (19) ein Speichervolumen der zugeordneten Speichereinheit (16) umschließt, und in jedem Kipphebelbock (15) Kraftstoffleitungen (20) mit mehreren Anschlüssen integriert sind, nämlich mit zwei Anschlüssen (21, 22) für die Förderleitungen (17), einem Anschluss (23) für das Speichervolumen und einem Anschluss (24) für den Injektor (11) des jeweiligen Zylinders.

Description

Die Erfindung betrifft eine Common-Rail-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die DE 101 57 135 B4 offenbart eine Common-Rail-Brennkraftmaschine, mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder ein Injektor einer Kraftstoffversorgungsanlage zugeordnet ist. Die Kraftstoffversorgungsanlage umfasst eine Pumpeinrichtung, um Kraftstoff von einem Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung und den Injektoren ein Druckspeichersystem vorgesehen ist. Das Druckspeichersystem, welches auch als Common-Rail bezeichnet wird, weist mehrere Speichereinheiten auf, die über Förderleitungen miteinander verbunden sind. Über die Injektoren ist in jeden der Zylinder Kraftstoff einspritzbar, wobei neben dem Injektor für Kraftstoff jedem Zylinder weiterhin mindestens ein Einlassventil für Verbrennungsluft und mindestens ein Auslassventil für Abgas zugeordnet ist. Zur Ansteuerung des oder jedes Einlassventils für Verbrennungsluft sowie des oder jedes Auslassventils für Abgas eines Zylinders sind jedem Zylinder Stelleinrichtungen zugeordnet, wie sie zum Beispiel aus der DE 198 01 866 C2 bekannt sind. Bei aus der Praxis bekannten Brennkraftmaschinen sind die Baugruppen der Kraftstoffversorgungsanlage sowie die Baugruppen zur Ansteuerung der Einlassventile sowie Auslassventile als separate Elemente ausgeführt. Hierdurch ergibt sich ein relativ komplexer Aufbau von Brennkraftmaschinen.
Auch die EP 0 704 619 A1 zeigt bereits ein Druckspeichersystem mit mehreren Speichereinheiten. Hier sind die Baugruppen zur Ansteuerung der Einlassventile sowie Auslassventile als separate Elemente ausgeführt, so dass als separate Baugruppen ausgebildete Haltelemente für die einzelnen Speichereinheiten vorgehalten werden müssen.
Beispielsweise geben die WO 03/087555 A1 oder die DE 197 16 513 A1 Hinweise auf Trageinrichtungen als Halteelemente für Steuereinheiten und Druckspeicher.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Brennkraftmaschine zu schaffen.
Dieses Problem wird durch eine Common-Rail-Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind Steuereinrichtungen für das oder jedes Einlassventil und das oder jedes Auslassventil eines Zylinders sowie die jeweilige Speichereinheit des Druckspeichersystems der Kraftstoffversorgungsanlage an jeweils einer gemeinsamen Trageinrichtung gelagert.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die Speichereinheiten des Druckspeichersystems der Kraftstoffversorgungsanlage sowie die Steuereinrichtungen zur Betätigung des oder jedes Einlassventils sowie des oder jedes Auslassventils eines Zylinders jeweils an einer gemeinsamen Trageinrichtung zu lagern. Hierdurch entfallen die bei aus der Praxis bekannten Brennkraftmaschinen als separate Baugruppen ausgebildeten Halteelemente für die Speichereinheiten des Druckspeichersystems der Kraftstoffversorgungsanlage. Dies resultiert in einem einfacheren Aufbau einer Brennkraftmaschine.
In die Trageinrichtungen sind Kraftstoffleitungen mit mehreren Anschlüssen integriert, nämlich mit zwei Anschlüssen für die Förderleitungen, einem Anschluss für das Speichervolumen und einem Anschluss für den Injektor des jeweiligen Zylinders, wobei durch weitere in die Trageinrichtungen integrierte Leitungen ein Heizmedium leitbar ist, um die jeweilige Speichereinheit, insbesondere ein Speichervolumen und ein das Speichervolumen absperrendes oder freigebendes Betätigungsventil derselben, vorzuheizen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine; und
2: ein Detail der Brennkraftmaschine gemäß 1.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 in größerem Detail beschrieben.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine im Bereich von drei Zylindern, wobei von den Zylindern lediglich Laufbuchsen 10 dargestellt sind. Jedem der Zylinder ist ein Injektor 11 zugeordnet, um in den Zylinder Kraftstoff einzuspritzen. Die Injektoren 11 sind Teil einer Kraftstoffversorgungsanlage nach dem Common-Rail-Prinzip, wobei der Einspritzdruck von einer Pumpeinrichtung 12 der Kraftstoffversorgungsanlage bereitgestellt wird. Die Pumpeinrichtung 12 fördert Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben. Die Pumpeinrichtung 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei sogenannten Hochdrucksteckpumpen 13 gebildet, die beide von einer Nockenwelle 14 antreibbar sind.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass als Pumpeinrichtung auch eine Hochdruckblockpumpe verwendet werden kann. Des weiteren sei darauf hingewiesen, dass über die Nockenwelle 14 weiterhin einem jeden Zylinder zugeordnete, nicht-dargestellte Einlassventile für Verbrennungsluft sowie Auslassventile für Abgas betätigt werden, nämlich über vorzugsweise als Kipphebel ausgebildete Steuereinrichtungen. Diese nicht-dargestellten Steuereinrichtungen für das oder jedes Einlassventil und das oder jedes Auslassventil eines Zylinders sind an den in 1 dargestellten Trageinrichtungen 15 gelagert, wobei die Trageinrichtungen 15 auch als Kipphebelböcke bezeichnet werden. 2 zeigt eine derartige Trageinrichtung 15 in Alleindarstellung.
Zwischen die Pumpeinrichtung 12 und die Injektoren 11 der Kraftstoffversorgungsanlage der in 1 dargestellten Brennkraftmaschine ist ein Druckspeichersystem geschaltet, welches von mehreren Speichereinheiten 16 gebildet wird, die über Förderleitungen 17 untereinander bzw. mit der Pumpeneinheit 12 verbunden sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedem Zylinder eine separate Speichereinheit 16 der Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage zugeordnet.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist jede Speichereinheit 16 eines Zylinders an der dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Trageinrichtung 15 gelagert, an welcher ebenfalls die Steuereinrichtungen für das oder jedes Einlassventil sowie das oder jedes Auslassventil des jeweiligen Zylinders gelagert sind. Hierzu verfügt jede der Trageinrichtungen 15 über einen Halteabschnitt bzw. Befestigungsabschnitt 18 für die jeweilige Speichereinheit 16, nämlich für einen Speicherdeckel 19 der jeweiligen Speichereinheit, wobei der Speicherdeckel 19 ein Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16 umschließt, und wobei das Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16 von einem nicht-dargestellten Betätigungsventil der Speichereinheit 16 abgesperrt bzw. freigegeben wird.
Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, sind in jede Trageinrichtung 15 Kraftstoffleitungen 20 mit mehreren Anschlüssen 21, 22, 23 und 24 integriert. So dienen die Anschlüsse 21 und 22 dem Anschluss der Förderleitungen 17 der Kraftstoffversorgungsanlage an die jeweilige Trageinrichtung 15. Der Anschluss 23 stellt eine Verbindung zum Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16 her; der Anschluss 24 dient hingegen dem Anschluss des Injektors 11 an die Kraftstoffleitungen 20 der Trageinrichtung 15 und damit an die Kraftstoffversorgungsanlage.
Wie bereits erwähnt, sind an der in 2 dargestellten Trageinrichtung 15 neben der Speichereinheit 16 des jeweiligen Zylinders auch als Kipphebel ausgebildete Steuereinrichtungen für die Einlassventile sowie Auslassventile des entsprechenden Zylinders gelagert. So zeigt 2 entsprechende Lagerstellen 25 für die Steuereinrichtungen der Einlassventile sowie Auslassventile sowie zu den Lagerstellen 25 führende Schmiermittelleitungen 26, durch welche ein Schmiermittel zu den Lagerstellen 25 für die Steuereinrichtungen der Einlassventile sowie Auslassventile des jeweiligen Zylinders geleitet werden kann.
Es liegt dabei im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass durch die Schmiermittelleitungen 26 geleitete Schmiermittel zur Vorheizung bzw. Vorwärmung des im Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16 gespeicherten Kraftstoffs sowie des entsprechenden Betätigungsventils zu verwenden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Brennkraftmaschine mit als Schweröl ausgeführtem Kraftstoff betrieben wird. Diese Vorheizung bzw. Vorwärmung des im Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16 gespeicherten Kraftstoffs erfolgt über die Schmiermittelleitungen 26, die innerhalb des Befestigungsabschnitts 18 für die Speichereinheit 16 verlaufen. In diesem Fall bilden die im Befestigungsabschnitt 18 der Trageinrichtung 15 verlaufenden Schmiermittelleitungen 26 Leitungen für das als Heizmedium dienende Schmiermittel zur Vorheizung des Kraftstoffs im Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16.
Reicht die Temperatur des Schmiermittels zur Vorheizung sowie zur Verflüssigung des im Speichervolumen der jeweiligen Speichereinheit 16 gespeicherten Kraftstoffs nicht aus, so liegt es im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, als Heizmedium Dampf zu verwenden. Der Dampf kann dann über separate Leitungen, die im Bereich des Befestigungsabschnitts 18 in die Trageinrichtung 15 eingebracht sind, geleitet werden.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung dient demnach die Trageinrichtung 15, an welcher Steuereinrichtungen für die Einlassventile sowie Auslassventile eines Zylinders gelagert sind, auch der Lagerung einer dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Speichereinheit 16 einer Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage. In die Trageinrichtung 15 sind Kraftstoffleitungen 20 integriert, um das in der jeweiligen Speichereinheit 16 gespeicherte Kraftstoffvolumen einerseits an den Injektor 11 des jeweiligen Zylinders und andererseits an die Förderleitungen 17 der Kraftstoffversorgungsanlage anzuschließen. Weiterhin sind in die Trageinrichtung 15 Leitungen integriert, durch die ein Heizmedium zur Vorheizung und damit Verflüssigung des in der jeweiligen Speichereinheit 16 gespeicherten Kraftstoffs geleitet werden kann. Bei diesem Heizmedium kann es sich entweder um Schmiermittel zur Schmierung von Lagerstellen der Steuereinrichtungen oder um ein separates Heizmedium handeln.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden demnach in die Trageinrichtungen eine Vielzahl von Funktionen integriert, die bei aus dem Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinen durch separate Baugruppen verwirklicht werden. Hierdurch lässt sich der Aufbau von Brennkraftmaschinen vereinfachen. So entfallen separate Halterungen für die Speichereinheiten der Kraftstoffversorgungsanlage. Weiterhin entfallen separat ausgebildete Kraftstoffverteilungsleitungen sowie Leitungen zur Vorwärmung des in den Speichereinheiten gespeicherten Kraftstoffvolumens bzw. eines Betätigungsventils der Speichereinheiten.
Bezugszeichenliste

10: Laufbuchse
11: Injektor
12: Pumpeinrichtung
13: Hochdrucksteckpumpe
14: Nockenwelle
15: Trageinrichtung
16: Speichereinheit
17: Förderleitung
18: Befestigungsabschnitt
19: Speicherdeckel
20: Kraftstoffleitung
21: Anschluss
22: Anschluss
23: Anschluss
24: Anschluss
25: Lagerstelle
26: Schmiermittelleitung

Claims

Common-Rail-Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder mindestens ein Einlassventil für Verbrennungsluft, mindestens ein Auslassventil für Abgas und mindestens ein Injektor (11) für Kraftstoff zugeordnet ist, mit einer Pumpeinrichtung (12), um Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich einer Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung (12) und den Injektoren (11) ein Druckspeichersystem vorgesehen ist, und wobei das Druckspeichersystem mehrere Speichereinheiten (16) aufweist, die über Förderleitungen (17) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zylinder jeweils eine Speichereinheit (16) und eine Trageinrichtung (15) in Form eines Kipphebelbocks (15) zugeordnet ist, wobei im Bereich jedes Zylinders jeweilige als Kipphebel ausgebildete Steuereinrichtungen für das oder jedes Einlassventil und das oder jedes Auslassventil des jeweiligen Zylinders sowie die jeweilige Speichereinheit (16) an dem Kipphebelbock (15) gelagert sind, wobei jeder Kipphebelbock (15) einen Befestigungsabschnitt (18) für einen Speicherdeckel (19) der zugeordneten Speichereinheit (16) aufweist, wobei der Speicherdeckel (19) ein Speichervolumen der zugeordneten Speichereinheit (16) umschließt, und in jedem Kipphebelbock (15) Kraftstoffleitungen (20) mit mehreren Anschlüssen integriert sind, nämlich mit zwei Anschlüssen (21, 22) für die Förderleitungen (17), einem Anschluss (23) für das Speichervolumen und einem Anschluss (24) für den Injektor (11) des jeweiligen Zylinders.
Brennkraftmaschine nach Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kipphebelböcke (15) Leitungen integriert sind, durch die zur Vorheizung der jeweiligen Speichereinheit (16), des Speichervolumens und eines das Speichervolumen absperrenden oder freigebenden Betätigungsventils ein Heizmedium leitbar ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kipphebelböcke (15) Schmiermittelleitungen (26) integriert sind, durch die Schmiermittel zu Lagerstellen (25) der Steuereinrichtungen für das oder jedes Einlassventil und das oder jedes Auslassventil des jeweiligen Zylinders leitbar ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitungen (26) die Leitungen für das Heizmedium bilden.