DE102015205170A1

DE102015205170A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102015205170A1
Application number: DE102015205170.6A
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Bartelt; Stefan Detterbeck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-09-29

Abstract

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Kraftstoff-Rail mit einer Kraftstoff-Zuflussöffnung und zumindest einer Kraftstoff-Abflussöffnung, an die ein Kraftstoffinjektor mit seiner Kraftstoff-Zuflussseite anordenbar ist, wobei der Kraftstoffinjektor an der Kraftstoff-Zuflussseite eine Dichtkugel aufweist, die eine Kraftstoff-Zuflussbohrung aufweist, wobei radial außen um die Dichtkugel eine nicht verlierbare Überwurfmutter angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine vereinfachte Konstruktion erzielt.

Description

Die Erfindung betriff eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Europäische Patentanmeldung EP 0 915 252 A2 hingewiesen. Aus dieser Europäischen Patentanmeldung ist ein Common-Rail-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren bekannt, das mit einem Rail arbeitet, das parallel zu einem Zylinderkopfgehäuse angeordnet ist und einen Druckraum sowie Öffnungen für die Aufnahme von Injektoren aufweist. Die Injektoren werden so in die Öffnungen des Rails eingepasst, dass sie durch die Öffnungen hindurch in die in der Verlängerung der Öffnungen liegenden Injektorbohrungen des Zylinderkopfgehäuses eingesetzt werden können. Im Bereich des Druckraums des Rails weist jeder Injektor eine Einlassöffnung auf, durch die das Druckmedium direkt vom Druckraum in den Injektor strömen kann. Das Rail kann über weitere Bauteile oder direkt mit einem Ausgang der Hochdruckpumpe verbunden sein.
Nachteilig an diesem bekannten Common-Rail-Einspritzsystem sind die aufwendige Herstellung sowie die aufwendige Fertigung.
Um diesen Nachteil zu verringern wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 44 094 A1 ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Hochdruckspeicher vorgeschlagen, zum Einspritzen von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über einen Injektor in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine, bei dem der Hochdruckspeicher ein Kraftstoff führendes Verbindungsstück zum Injektor einstückig enthält. Durch diese Integralbauweise werden gegenüber bisherigen Systemen die Zahl der Dichtungsstellen reduziert, die Bruch- und Abrissgefahr bei Verwendung von Leitungen eliminiert und der Montageaufwand herabgesetzt. Mit Vorteil ist der Hochdruckspeicher mit den Injektorköpfen als ein einstückiges Schmiedeteil ausgeführt.
Eine weitere Möglichkeit der Montage eines Kraftstoffinjektors in ein Kraftstoff-Rail ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 36 157 A1 bekannt. In der DE 101 36 157 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von unter hohem Druck vorgehaltenem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine beschrieben. Der Kraftstoffinjektor umfasst ein Injektorgehäuse, ein über einen im Injektorgehäuse vorgesehenen Hochdruckkanal mit dem einzuspritzenden Kraftstoff beaufschlagtes Einspritzventil und einen Druckanschluss, in welchem der Kraftstoff von einem Kraftstoffvorrat dem Kraftstoffinjektor unter hohem Druck zugeführt wird. An dem Kraftstoffinjektor ist ein Kraftstoffspeicher angeordnet, welcher mit dem, den Kraftstoff dem Einspritzventil zuführenden Hochdruckkanal in Verbindung steht und in welchem der einzuspritzende Kraftstoff unter hohem Druck vorgehalten wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Kraftstoffspeicher ein durch Feingießen hergestelltes einstückiges Bauteil ist, wobei der Kraftstoffinjektor mittels Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, direkt am Kraftstoffspeicher befestigt ist.
Nachteilig an dieser genannten Anordnung ist der immer noch relativ große Montageaufwand von Kraftstoffinjektor und Kraftstoff-Rail mittels der Befestigungsmittel.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 06 658 A1 ist ebenfalls eine Einspritzanlage bekannt. Bei dieser Einspritzanlage werden ein Injektorkörper eines Kraftstoffeinspritzventils und ein Kraftstoffspeicher über ein hohlzylindrisches Verbindungselement miteinander hochdruckfest verbunden. Ein erstes Überwurfelement umfasst dabei den Kraftstoffspeicher und ein zweites Überwurfelement umfasst den Injektorkörper, wobei an ihre radialen Anschlüsse Aussengewinde angebracht sind, die über eine Doppelmutter miteinander verschraubt werden und den Injektorkörper über das Verbindungselement mit dem Kraftstoffspeicher verspannt.
Nachteilig an dieser bekannten Einspritzanlage ist die relativ aufwendige Endmontage.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die Herstell- und Montagekosten weiter zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu einer Reduktion der Herstellkosten durch eine vereinfachte Konstruktion und somit zu einer vereinfachten Montage. Des Weiteren erfolgt durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine exakte Lagepositionierung der Kraftstoffinjektoren in der Z-Achse mit dem Kraftstoff-Rail als Referenzlage, womit in vorteilhafter Weise bei einer Montage der Kraftstoffeinspritzvorrichtung an eine Brennkraftmaschine nur noch das Kraftstoff-Rail exakt positioniert werden muss. Für die Kraftstoffinjektoren ist somit ein Schiebesitz im Zylinderkopf vorgehalten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So wird mit einer Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 eine besonders gute Dichtheit des Kraftstoffsystems erzielt.
Die Ausgestaltungen gemäß den Patentansprüchen 3 und 4 sind besonders bevorzugte Ausführungsvarianten.
Die Verwendung von Magnetinjektoren oder Piezoinjektoren gemäß Anspruch 5 sind besonders bevorzugte Varianten, die in Großserien bereits verwendet werden.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer Skizze in einer einzigen Figur weiter erläutert.
1 zeigt in einer Skizze einen Teilschnitt durch einen Kraftstoffinjektor einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
1 zeigt in einer Skizze einen Teilschnitt durch einen Kraftstoffinjektor 1 für eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung besteht aus einem nicht dargestellten Kraftstoff-Rail mit einer nicht dargestellten Kraftstoff-Zuflussöffnung und zumindest einer Kraftstoff-Abflussöffnung, an die der Kraftstoffinjektor 1 mit seiner Kraftstoffzuflussseite anordenbar ist. Bei dem Kraftstoff-Rail handelt es sich beispielsweise um eine handelsbliche Common-Rail Einspritzleiste. Bei dem Kraftstoffinjektor 1 handelt es sich ebenfalls um handelsübliche Kraftstoffinjektoren, insbesondere für eine direkte Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine.
Erfindungsgemäß weist der Kraftstoffinjektor an der Kraftstoff-Zuflussseite eine Dichtkugel 2 auf, die eine Kraftstoff-Zuflussbohrung 3 aufweist, wobei radial außen um die Dichtkugel 2 eine nicht verlierbare Überwurfmutter 4 angeordnet ist.
Demgegenüber weist das Kraftstoff-Rail zur Komplettierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit dem Kraftstoffinjektor 1 ein radial außen um die Kraftstoff-Abflussöffnung, ein zur Überwurfmutter 4 korrespondierendes Bolzengewinde (Aussengewinde) auf, mit einem zur Dichtkugel 2 korrespondierenden Dichtkegel. Bei der Montage der Kraftstoffeinspritzvorrichtung werden die Dichtkugel 2 und der Dichtkegel mit Hilfe der Überwurfmutter 4 gegeneinander verpresst, so dass das Gesamtsystem dauerhaft gegen austretenden Kraftstoff abgedichtet ist. Des Weiteren erfolgt durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine exakte Lagepositionierung des Kraftstoffinjektors 1 in der Z-Achse (Längsachse) mit dem Kraftstoff-Rail als Referenzlage, womit in vorteilhafter Weise bei einer Montage der Kraftstoffeinspritzvorrichtung an eine Brennkraftmaschine nur noch das Kraftstoff-Rail exakt positioniert werden muss. Für den Kraftstoffinjektor 1 ist somit ein Schiebesitz in einem dicht dargestellten Zylinderkopf vorgehalten.
Bevorzugt wird die Dichtkugel 2 an den Kraftstoffinjektor 1 angelötet oder angeschweißt, wodurch auch die Freigängigkeit der Überwurfmutter 4 erzielt wird. In einer weiteren Herstellmethode kann die Dichtkugel auch durch Stauchen an dem Kraftstoffinjektor 1 angebracht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist das Kraftstoff-Rail an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine oder an einer Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine befestigbar.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Kraftstoffinjektoren 1 um bekannte Magnetinjektoren oder um ebenfalls bekannte und bewährte Piezoinjektoren.
Durch die erfindungsgemäße Verbindung von Kraftstoffinjektor 1 und Kraftstoff-Rail werden somit eine Reduzierung der Herstellungskosten durch eine vereinfachte Konstruktion sowie eine vereinfachte Montage erzielt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffinjektor
2: Dichtkugel
3: Kraftstoff-Zuflussbohrung
4: Überwurfmutter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0915252 A2 [0002]
DE 19744094 A1 [0004]
DE 10136157 A1 [0005, 0005]
DE 10006658 A1 [0007]

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Kraftstoff-Rail mit einer Kraftstoff-Zuflussöffnung und zumindest einer Kraftstoff-Abflussöffnung, an die ein Kraftstoffinjektor (1) mit seiner Kraftstoff-Zuflussseite anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) an der Kraftstoff-Zuflussseite eine Dichtkugel (2) aufweist, die eine Kraftstoff-Zuflussbohrung (3) aufweist, wobei radial außen um die Dichtkugel (2) eine nicht verlierbare Überwurfmutter (4) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial außen um die Kraftstoff-Abflussöffnung ein zur Überwurfmutter (4) korrespondierendes Bolzengewinde am Kraftstoff-Rail vorgesehen ist, mit einem zur Dichtkugel korrespondierenden Dichtkegel.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkugel (2) an den Kraftstoffinjektor (1) angelötet oder angeschweißt ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkugel (2) durch Stauchen an den Kraftstoffinjektor (1) angebracht ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (1) ein Magnetinjektor oder ein Piezoinjektor ist.