DE102010046344B4

DE102010046344B4 - Motorbaugruppe mit an einer Nockenabdeckung befestigter Kraftstoffleiste

Info

Publication number: DE102010046344B4
Application number: DE102010046344.2A
Authority: DE
Inventors: James D. Hay; Joel Cowgill; Rodney E. Baker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: CN102032083A; US8307809B2; DE102010046344A1; US20110073074A1

Abstract

Motorbaugruppe (10), die umfasst:einen Zylinderkopf (14), der eine Einlass- und eine Auslassöffnung (34, 36) definiert;eine Nockenabdeckung (22), die an dem Zylinderkopf (14) fixiert ist;eine Kraftstoffleistenbaugruppe (68), die aufweist:eine Kraftstoffleiste (74); undeine Klammerbaugruppe, die an der Kraftstoffleiste (74) fixiert ist und eine Klammer (76), ein Befestigungselement (86), einen Abstandshalter (88), eine Hülse (89) sowie ein erstes und ein zweites Isolationselement (90, 92) aufweist, wobei das Befestigungselement (86) mit der Nockenabdeckung (22) in Eingriff steht und die Kraftstoffleiste (74) mittels der Klammer (76) an dieser befestigt, wobei die Hülse (89) an der Nockenabdeckung (22) anliegt und sich das Befestigungselement (86) durch die Hülse (89) erstreckt und wobei das erste Isolationselement (90) an einem gestuften Bereich (104) der Hülse (89) und an einer ersten Seite (100) der Klammer (76) anliegt und das zweite Isolationselement (92) an einer zweiten Seite (102) der Klammer (76) und an dem Abstandshalter (88) anliegt, der zwischen der Klammer (76) und dem Befestigungselement (86) angeordnet ist, um die Kraftstoffleiste (74) von einer Vibration der Nockenabdeckung (22) zu isolieren; undeine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (66), die mit der Kraftstoffleiste (74) in Verbindung steht und sich an einem Ort zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung (34, 36) in eine Verbrennungskammer erstreckt, die durch den Zylinderkopf (14) definiert ist,wobei das Befestigungselement (86) einen Schaft (96) mit einem Gewindebereich (98) aufweist, der mit einer Öffnung (60) in der Nockenabdeckung (22) in Eingriff steht.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motor-Kraftstoffleisten und spezieller eine Motor-Kraftstoffleistenbefestigung.
HINTERGRUND
Motorbaugruppen können Anordnungen zur zentralen Kraftstoff-Direkteinspritzung aufweisen, bei denen sich Kraftstoffeinspritzeinrichtungen in einem zentralen Bereich in die Verbrennungskammer erstrecken. Bei kleineren Motoren kann die Kraftstoffleiste jedoch aufgrund von anderen Komponenten, die den Raum einnehmen, wie beispielsweise Zündkerzenbaugruppen, nicht in einen zentralen Bereich eines Zylinderkopfes passen. Bei diesen Anordnungen kann die Kraftstoffleiste an einer Seite des Zylinderkopfes angebracht sein, und lange Kraftstoffleitungen können sich zwischen der Kraftstoffleiste und den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen erstrecken. Der Ort der Kraftstoffleiste und der Befestigungsbaugruppe kann zu übermäßigen Beanspruchungen an den Kraftstoffleitungen führen, welche von einer Vibration und einer hydraulischen Last herrühren.
Aus der DE 10 2007 036 500 A1 ist eine Kraftstoffleistenbaugruppe bekannt, die eine Kraftstoffleiste und eine Klammerbaugruppe umfasst, die an der Kraftstoffleiste fixiert ist und ein Befestigungselement sowie ein Isolationselement zur Vibrationsdämpfung aufweist.
Die JP H11 - 022 592 A beschreibt eine Motorbaugruppe mit einem Zylinderkopf, der eine Einlass- und eine Auslassöffnung definiert, einer Nockenabdeckung, die an dem Zylinderkopf fixiert ist, einer Kraftstoffleistenbaugruppe, die eine Kraftstoffleiste und eine Klammerbaugruppe umfasst, die an der Kraftstoffleiste fixiert ist und eine Klammer sowie ein Befestigungselement aufweist, das mit der Nockenabdeckung in Eingriff steht, und mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die mit der Kraftstoffleiste in Verbindung steht und sich an einem Ort zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung in eine Verbrennungskammer erstreckt, die durch den Zylinderkopf definiert ist.
Die DE 100 21 575 A1 beschreibt eine Befestigungsanordnung mit einem schwingungsfähigen Bauteil, einem Befestigungselement, einem Abstandshalter, einer Hülse sowie mit einem ersten und einem zweiten Isolationselement. Das Befestigungselement steht mit einem Verankerungsteil in Eingriff, und die Hülse liegt an dem Verankerungsteil an. Ferner erstreckt sich das Befestigungselement durch die Hülse. Das erste Isolationselement liegt an einem gestuften Bereich der Hülse und an einer ersten Seite des schwingungsfähigen Bauteils an, während das zweite Isolationselement an einer zweiten Seite des schwingungsfähigen Bauteils und an dem Abstandshalter anliegt.
Ferner sind in der DE 60 2004 000 933 T2 und der DE 10 2007 002 076 A1 ähnliche Kraftstoffleisten- und Motorbaugruppen beschrieben, wobei gemäß der DE 10 2007 002 076 A1 zwischen einem Montageansatz einer Kraftstoffleiste und einem Befestigungselement ein erstes und ein zweites Isolierelement vorgesehen sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorbaugruppe mit einer Kraftstoffleiste zu schaffen, die eine flexible Befestigung und eine verbesserte Vibrationsdämpfung aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Motorbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Motorbaugruppe umfasst einen Zylinderkopf, eine Nockenabdeckung und eine Kraftstoffleistenbaugruppe. Der Zylinderkopf definiert eine Einlass- und eine Auslassöffnung, und die Nockenabdeckung ist an dem Zylinderkopf fixiert. Die Kraftstoffleistenbaugruppe umfasst eine Kraftstoffleiste, eine Klammerbaugruppe und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Die Klammerbaugruppe ist an der Kraftstoffleiste fixiert, und sie umfasst ein Befestigungselement und ein Isolationselement. Das Befestigungselement steht mit der Nockenabdeckung in Eingriff, und es befestigt die Kraftstoffleiste an dieser. Das Isolationselement ist zwischen der Kraftstoffleiste und der Nockenabdeckung angeordnet, um eine Vibration zwischen diesen zu isolieren. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung steht mit der Kraftstoffleiste in Verbindung, und sie erstreckt sich an einem Ort zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung in eine Verbrennungskammer, die durch den Zylinderkopf definiert ist.
Gemäß einer Anordnung kann das Isolationselement axial zwischen der Klammer und der Nockenabdeckung an dem Befestigungselement angeordnet sein. Gemäß einer anderen Anordnung kann das Isolationselement zwischen der Klammer und der Kraftstoffleiste angeordnet sein.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische fragmentarische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
3 ist eine zusätzliche schematische, fragmentarische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
4 ist eine Perspektivansicht des Kraftstoffsystems, das in 1 gezeigt ist;
5 ist eine fragmentarische Schnittansicht des Eingriffs zwischen der Kraftstoffleistenbaugruppe und der Nockenabdeckung in der in 1 gezeigten Motorbaugruppe; und
6 ist eine fragmentarische Perspektivansicht einer alternativen Kraftstoffleisten-Befestigungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Entsprechende Bezugszeichen geben überall in den verschiedenen Zeichnungsansichten entsprechende Teile an.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben.
Wie in 1-3 zu sehen ist, kann eine Motorbaugruppe 10 einen Motorblock 12, einen Zylinderkopf 14, eine Kurbelwelle 16, Kolben 18 (von denen einer gezeigt ist), eine Ventiltriebbaugruppe 20, eine Nockenabdeckung 22 und ein Kraftstoffsystem 24 umfassen. Der Motorblock 12 kann Zylinderbohrungen 26 definieren (von denen eine gezeigt ist), wobei jede einen darin angeordneten Kolben 18 aufweist. Es versteht sich, dass die vorliegenden Lehren für eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-anordnungen und eine Vielzahl von Motorausbildungen gelten, die V-Motoren und Reihenmotoren wie auch sowohl Ausbildungen mit oben liegender Nockenwelle als auch mit Nocken im Block umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Der Zylinderkopf 14 kann ein Gussteil sein, das einen Einlassbereich 28, der sich in Längsrichtung entlang des Zylinderkopfes 14 an einem ersten Querende von diesem erstreckt, einen Auslassbereich 30, der sich in Längsrichtung entlang des Zylinderkopfes 14 an einem zweiten Querende von diesem im Wesentlichen entgegengesetzt zu dem ersten Querende erstreckt, und einen zentralen Bereich 32 aufweist, der sich in Längsrichtung entlang des Zylinderkopfes 14 erstreckt und in Querrichtung zwischen dem Einlass- und dem Auslassbereich 28, 30 angeordnet ist.
Der Einlassbereich 28 kann Einlassöffnungen 34 aufweisen, und der Auslassbereich 30 kann Auslassöffnungen 36 aufweisen. Der zentrale Bereich 32 kann einen ausgesparten Bereich bilden, der durch eine erste und eine zweite sich in Längsrichtung erstreckende Wand 38, 40 und eine Basis 46 definiert ist. Die erste und die zweite sich in Längsrichtung erstreckende Wand 38, 40 kann sich von der Basis 46 nach oben erstrecken, und die Basis 46 kann Öffnungen 48 für Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (2) und Zündkerzenöffnungen 50 (3) aufweisen, die sich durch diese erstrecken. Die Öffnungen 48 für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und die Zündkerzenöffnungen 50 können sich im Wesentlichen zueinander in Reihe entlang der Längsausdehnung des Zylinderkopfes 14 befinden. Die Öffnungen 48 für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und die Zündkerzenöffnungen 50 können mit der Zylinderbohrung 26 direkt in Verbindung stehen.
Die Ventiltriebbaugruppe 20 kann durch den Zylinderkopf 14 gelagert sein, und sie kann eine Einlass- und eine Auslassnockenwelle 52, 54 sowie eine Einlass- und eine Auslass-Ventilbaugruppe 56, 58 aufweisen. Die Einlassnockenwelle 52 kann an dem Einlassbereich 28 des Zylinderkopfes 14 drehbar gelagert sein, und sie kann mit der Einlassventilbaugruppe 56 in Eingriff stehen. Die Auslassnockenwelle 54 kann mit der Auslassventilbaugruppe 58 in Eingriff stehen.
Die Nockenabdeckung 22 kann an dem Zylinderkopf 14 fixiert sein. Spezieller kann die Nockenabdeckung 22 aus Metall gebildet sein, und sie kann an dem Zylinderkopf 14 starr befestigt sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Nockenabdeckung 22 aus Aluminium gebildet sein, und sie kann mit dem Zylinderkopf direkt in Eingriff stehen (d.h. mit einem Metall-Metall-Kontakt direkt an diesem anliegen), um eine fest angebrachte Baugruppe zu bilden. Wie in 5 zu sehen ist, kann die Nockenabdeckung 22 Öffnungen 60 aufweisen, um das Kraftstoffsystem 24 anzubringen.
Unter Bezugnahme auf 4 kann das Kraftstoffsystem 24 eine Kraftstoffpumpe 62, eine Kraftstoffleitung 64, Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 und eine Kraftstoffleistenbaugruppe 68 umfassen. Die Kraftstoffpumpe 62 kann mittels der Kraftstoffleitung 64 mit der Kraftstoffleistenbaugruppe 68 in Fluidverbindung stehen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 können in den Öffnungen 48 für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen angeordnet sein (2), und Zündkerzen 70 können in den Zündkerzenöffnungen 50 angeordnet sein (3). Daher können die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 in dem zentralen Bereich 32 des Zylinderkopfes 14 zwischen der Einlass- und der Auslass-Ventilbaugruppe 56, 58 angeordnet sein und eine Ausbildung zur zentralen Direkteinspritzung bilden. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 können mit der Kraftstoffleistenbaugruppe 68 mittels zusätzlicher Kraftstoffleitungen 72 direkt gekoppelt sein. Infolgedessen können die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 zwischen der Einlass- und der Auslassnockenwelle 52, 54 sowie zwischen dem Auslass der Einlassöffnung 34 und dem Einlass der Auslassöffnung 36 angeordnet sein.
Die Kraftstoffleistenbaugruppe 68 kann eine Kraftstoffleiste 74, Klammern 76 und eine Befestigungsbaugruppe 78 umfassen. Die Kraftstoffleiste 74 kann einen sich in Längsrichtung erstreckenden Körper aufweisen, der oberhalb des zentralen Bereichs 32 des Zylinderkopfes 14 zwischen dem Einlass- und dem Auslassbereich 28, 30 angeordnet ist. Die Klammern 76 können jeweils einen Leisten-Eingriffsabschnitt 80 und einen Befestigungselement-Eingriffsabschnitt 82 aufweisen. Der Leisten-Eingriffs-abschnitt 80 kann sich um einen äußeren Umfang der Kraftstoffleiste 74 erstrecken, und er kann an der Kraftstoffleiste 74 fixiert sein. Der Befestigungselement-Eingriffsabschnitt 82 kann sich radial von dem Leisten-Eingriffsabschnitt und der Kraftstoffleiste 74 erstrecken, und er kann Öffnungen 84 definieren.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 5 kann die Befestigungsbaugruppe 78 Befestigungselemente 86, Abstandshalter 88, eine Hülse 89 sowie ein erstes und ein zweites Isolationselement 90, 92 aufweisen. Die Befestigungselemente 86 können einen Kopf 94 und einen Schaft 96 mit einem Gewindebereich 98 aufweisen, der mit der Öffnung 60 in der Nockenabdeckung 22 in Eingriff steht, um die Kraftstoffleiste 74 an der Nockenabdeckung 22 zu befestigen. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann sich die Hülse 89, wenn sie montiert ist, durch die Öffnung 84 in der Klammer 76 erstrecken und an der Nockenabdeckung 22 anliegen. Das Befestigungselement 86 kann sich durch die Hülse 89 erstrecken, und es kann mit der Öffnung 60 in der Nockenabdeckung 22 in Gewindeeingriff stehen. Die Klammer 76 kann axial entlang des Schafts 96 des Befestigungselements 86 zwischen dem Kopf 94 des Befestigungselements 86 und der Nockenabdeckung 22 angeordnet sein.
Das erste Isolationselement 90 kann axial zwischen einer ersten Seite 100 der Klammer 76 und der Nockenabdeckung 22 angeordnet sein. Spezieller kann das erste Isolationselement 90 an einem gestuften Bereich 104 an der Hülse 89 und an der ersten Seite 100 der Klammer 76 anliegen. Das zweite Isolationselement 92 kann axial zwischen einer zweiten Seite 102 der Klammer 76 und dem Kopf 94 des Befestigungselements 86 angeordnet sein. Spezieller kann der Abstandshalter 88 axial zwischen dem Kopf 94 und dem zweiten Isolationselement 92 angeordnet sein, und das zweite Isolationselement 92 kann an der zweiten Seite 102 der Klammer 76 und dem Abstandshalter 88 anliegen. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel können das erste und das zweite Isolationselement 90, 92 aus einem elastomeren Material gebildet sein, das für eine Dämpfung sorgt.
Wenn es montiert ist, kann das erste Isolationselement 90 zwischen der ersten Seite 100 der Klammer 76 und dem gestuften Bereich 104 der Hülse 89 zusammengedrückt werden, und das zweite Isolationselement 92 kann zwischen der zweiten Seite 102 der Klammer 76 und dem Abstandshalter 88 zusammengedrückt werden, wodurch die Kraftstoffleiste 74 von einer Vibration der Nockenabdeckung 22 isoliert wird. Der Kopf 94 des Befestigungselements 86 kann an der Hülse 89 anliegen, und die Hülse 89 kann an der Nockenabdeckung 22 anliegen und einen axialen Anschlag für das Befestigungselement 86 bilden. Eine ähnliche Befestigungsbaugruppe kann verwendet werden, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 66 mit dem Zylinderkopf 14 zu koppeln.
Bei einer alternativen Anordnung, die in 6 gezeigt ist und nicht in den Schutzbereich der Ansprüche fällt, kann ein Isolationselement 190 zwischen der Kraftstoffleiste 174 und der Nockenabdeckung 122 und spezieller radial zwischen der Kraftstoffleiste 174 und der Klammer 176 angeordnet sein. Das Isolationselement 190 kann sich um einen äußeren Umfang der Kraftstoffleiste 174 erstrecken, und die Klammer 176 kann sich um einen äußeren Umfang des Isolationselements 190 erstrecken. Das Befestigungselement 186 kann die Klammer 176 direkt mit der Nockenabdeckung 122 koppeln. Das Isolationselement 190 kann die Kraftstoffleiste 174 von einer Vibration isolieren, die durch die Klammer 176 übertragen wird.

Claims

Motorbaugruppe (10), die umfasst: einen Zylinderkopf (14), der eine Einlass- und eine Auslassöffnung (34, 36) definiert; eine Nockenabdeckung (22), die an dem Zylinderkopf (14) fixiert ist; eine Kraftstoffleistenbaugruppe (68), die aufweist: eine Kraftstoffleiste (74); und eine Klammerbaugruppe, die an der Kraftstoffleiste (74) fixiert ist und eine Klammer (76), ein Befestigungselement (86), einen Abstandshalter (88), eine Hülse (89) sowie ein erstes und ein zweites Isolationselement (90, 92) aufweist, wobei das Befestigungselement (86) mit der Nockenabdeckung (22) in Eingriff steht und die Kraftstoffleiste (74) mittels der Klammer (76) an dieser befestigt, wobei die Hülse (89) an der Nockenabdeckung (22) anliegt und sich das Befestigungselement (86) durch die Hülse (89) erstreckt und wobei das erste Isolationselement (90) an einem gestuften Bereich (104) der Hülse (89) und an einer ersten Seite (100) der Klammer (76) anliegt und das zweite Isolationselement (92) an einer zweiten Seite (102) der Klammer (76) und an dem Abstandshalter (88) anliegt, der zwischen der Klammer (76) und dem Befestigungselement (86) angeordnet ist, um die Kraftstoffleiste (74) von einer Vibration der Nockenabdeckung (22) zu isolieren; und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (66), die mit der Kraftstoffleiste (74) in Verbindung steht und sich an einem Ort zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung (34, 36) in eine Verbrennungskammer erstreckt, die durch den Zylinderkopf (14) definiert ist, wobei das Befestigungselement (86) einen Schaft (96) mit einem Gewindebereich (98) aufweist, der mit einer Öffnung (60) in der Nockenabdeckung (22) in Eingriff steht.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, die ferner eine Einlass- und eine Auslassnockenwelle (52, 54) umfasst, die an dem Zylinderkopf (14) drehbar gelagert sind und zwischen denen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (66) angeordnet ist, wobei die Kraftstoffleiste (74) zwischen der Einlass- und der Auslassnockenwelle (52, 54) angeordnet ist.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei die Nockenabdeckung (22) direkt an dem Zylinderkopf (14) anliegt und aus Metall gebildet ist.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffleistenbaugruppe (68) eine Kraftstoffzufuhrleitung (72) aufweist, die sich von der Kraftstoffleiste (74) zu der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (66) erstreckt.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei sich das Befestigungselement (86) durch die Klammer (76) erstreckt und die Kraftstoffleiste (74) an der Nockenabdeckung (22) befestigt.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 5, wobei das erste Isolationselement (90) axial zwischen der Klammer (76) und der Nockenabdeckung (22) an dem Befestigungselement (86) angeordnet ist.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 6, wobei die Klammer (76) direkt an der Kraftstoffleiste (74) befestigt ist.
Motorbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei die Isolationselemente (90, 92) aus einem elastomeren Material gebildet sind.