DE102021214291A1

DE102021214291A1 - Monolithische kraftstoffverteilerstruktur und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102021214291A1
Application number: DE102021214291.5A
Authority: DE
Inventors: Luis Humberto Guzman Trevino; Cesar Omar Medina Juarez; John Casari
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-06-15
Also published as: US20220186696A1; CN114635816A; US11585305B2

Abstract

Eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur ist zum Aufnehmen und Stützen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung konfiguriert und weist ein Zuleitungsrohr, einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, und einen Kraftstoffdurchlass auf. Eine Innenfläche des Zuleitungsrohrs definiert einen Hauptkraftstoffkanal, und der Einspritzvorrichtungsbecher weist eine Bohrung auf, die sich an einem Ende des Einspritzvorrichtungsbechers öffnet. Ein Einlassende der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird in der Bohrung aufgenommen. Der Kraftstoffdurchlass stellt eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal her, und der Kraftstoffdurchlass entspricht einem Abschnitt eines Lochs, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Ein Kraftstoffverteiler kann zum Zuführen von Kraftstoff zu mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen verwendet werden, die den Kraftstoff dann in den Ansaugkrümmer eines Verbrennungsmotors einspritzen. Die Einlassenden der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind häufig unter Verwendung von Klammern oder anderen ähnlichen mechanischen Befestigungsmitteln entfernbar am Kraftstoffverteiler gesichert, und Auslassenden der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen können in entsprechende Öffnungen oder Anschlüsse im Ansaugkrümmer eingreifen. Bei einigen Anwendungen kann der Kraftstoffverteiler Hochdruckkraftstoff durch direkte Einspritzung in entsprechende Motorzylinder durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zuführen.
Obwohl Kraftstoffverteiler aus Kunststoff bekannt sind, können Kraftstoffverteiler aus Metall zum Bereitstellen von Kraftstoff mit Hochdruck verwendet werden, und sie weisen eine Hauptfluidzuführleitung auf, die auch als ein „Log“ oder Zuleitungsrohr bezeichnet wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Hochdruck“ auf Drücke größer als 250 bar. Das Zuleitungsrohr weist einen Hauptkraftstoffkanal auf, durch welchen Kraftstoff von einem Kraftstofftank oder einer Kraftstoffpumpe zugeführt wird. Der Kraftstoffverteiler weist Verteilarme zum Verteilen von Kraftstoff an die einzelnen Zylinder des Motors auf. Die Verteilarme ragen aus dem Zuleitungsrohr heraus und stellen Kraftstoffdurchlässe bereit, die mit dem Hauptkraftstoffkanal in Verbindung stehen. Die Verteilarme enden jeweils in einem Einspritzvorrichtungsbecher (gelegentlich auch als eine Buchse bezeichnet). Jeder Einspritzvorrichtungsbecher weist eine Bohrung auf, die das Einlassende einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufnimmt und festhält. Das Einlassende der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist eine Dichtung auf, die den Raum zwischen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Bohrung füllt, um eine Hochdruck-Kraftstoffverteilungskammer innerhalb des Einspritzvorrichtungsbechers zu definieren. Der Kraftstoff wird über den Hauptkraftstoffkanal des Zuleitungsrohrs und die Kraftstoffdurchgänge des entsprechenden Verteilarms mit Hochdruck an die Kraftstoffverteilungskammer bereitgestellt. Die relative Geometrie des Zuleitungsrohrs, der Verteilarme und der Einspritzvorrichtungsbecher ist komplex und hängt von der Motorgeometrie und dem zur Verfügung stehenden Raum innerhalb des Motorsystems ab.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur, die zum Bereitstellen einer Hochdruckverteilung von Kraftstoff konfiguriert ist, wird unter Verwendung eines Herstellungsprozesses hergestellt, bei welchem das Zuleitungsrohr, die Verteilarme und die Einspritzvorrichtungsbecher einstückig aus einem einzelnen Knüppel aus Metall ausgebildet werden. Der zum Ausbilden der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur verwendete Herstellungsprozess kann Strangpressen, Gießen, Schmieden und Spritzgießen beinhalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Diese Verfahren erfordern herkömmliches maschinelles Fertigen (zum Beispiel Bohren) zum Bereitstellen des Hauptkraftstoffkanals innerhalb des Zuleitungsrohrs, des Kraftstoffdurchlasses innerhalb jedes Verteilarms und der Bohrung innerhalb jedes Einspritzvorrichtungsbechers. Jedoch ist es eine Herausforderung, den Kraftstoffdurchlass des Verteilarms durch die Bohrung des Einspritzvorrichtungsbechers in den Hauptkraftstoffkanal des Zuleitungsrohrs maschinell zu fertigen, ohne mit der Bohrung in Kontakt zu gelangen und die Integrität der Kraftstoffverteilungskammer zu stören, insbesondere bei Geometrien, bei welchen eine Mittellinie der Bohrung relativ zu einer Mittellinie des Hauptkraftstoffkanals versetzt ist. Zum Beispiel ist maschinelles Fertigen, um ein Stören der Integrität der Kraftstoffverteilungskammer zu vermeiden, auf das Bereitstellen eines Kraftstoffdurchlasses beschränkt, der an einer Mittellinie der Bohrung ausgerichtet ist und einen maximalen Versatz von der Mittellinie der Bohrung entsprechend einem Radius der Bohrung aufweist. Somit sind der Bereich der Kraftstoffverteilungspfade und die Fähigkeit der Kraftstoffverteilerstruktur, in den zur Verfügung stehenden Raum innerhalb des Motorsystems zu passen, eingeschränkt.
Zum Erreichen einer höheren Designflexibilität haben die Erfinder erkannt, dass es akzeptabel wäre, Öffnungen in dem Einspritzvorrichtungsbecher an Stellen außerhalb der Hochdruck-Kraftstoffverteilungskammer, die am Einlassende der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen ist, auszubilden. Insbesondere wurde erkannt, dass das Ausbilden einer Öffnung in dem Einspritzvorrichtungsbecher an Stellen zwischen der Dichtung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und dem offenen Ende des Einspritzvorrichtungsbechers die Integrität der Kraftstoffverteilungskammer nicht beeinträchtigen würde. Insbesondere tritt die Kraftstoffdurchlassöffnung an einer Stelle in den Einspritzvorrichtungsbecher, die unterhalb der Dichtung liegt, verläuft durch die Bohrung und tritt an einer Stelle aus dem Einspritzvorrichtungsbecher aus, die oberhalb der Dichtung liegt. Die Kraftstoffdurchlassöffnung erstreckt sich über den Verteilarm in den Hauptkraftstoffkanal des Zuleitungsrohrs. Dadurch kann der Kraftstoffdurchlass zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal mit größeren Versätzen und in Nicht-Null-Winkeln relativ zu der Mittellinie der Bohrung ausgebildet werden. Somit wird der Kraftstoffdurchlass, der den Hauptkraftstoffkanal des Zuleitungsrohrs mit der Bohrung des einstückig ausgebildeten Einspritzvorrichtungsbechers verbindet, über einen Eintritt, der in einer Seitenwand des Einspritzvorrichtungsbechers ausgebildet wird und sich in einem Winkel zu der Mittellinie der Bohrung erstreckt, durch den Einspritzvorrichtungsbecher ausgebildet, was einen Versatz von der Mittellinie des Zuleitungsrohrs in zwei orthogonalen Richtungen, die lotrecht zu einer Mittellinie des Hauptkraftstoffkanals sind, gestattet. Durch ein maschinelles Fertigen in dieser Art und Weise haben die Motorenentwickler mehr Flexibilität beim Verpacken der Kraftstoffverteilerbaugruppe in den Motor. Darüber hinaus ist der hierin offenbarte Kraftstoffverteiler „rückwärtskompatibel“. D.h., ein gegebener Motor kann einem Upgrade unterzogen werden, wodurch der Kraftstoffdruck erhöht und die Anzahl der Teile verringert wird, mit begrenzter/n Neugestaltung und Tests des Zylinderkopfs, der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, der Drucksensoren, der Steuerleitungen und der elektrischen Kabelbäume usw., was dem Konstrukteur Zeit und Geld spart, während das Risiko ungetesteter Komponenten verringert wird. Außerdem gestattet der hierin offenbarte Kraftstoffverteiler eine Wiederverwendung von Ausrüstung und Prozessmaßnahmen.
Die hierin offenbarte monolithische Kraftstoffverteilerstruktur ist eine Verbesserung in Bezug auf einige herkömmliche Kraftstoffverteilungssysteme, bei welchen das Zuleitungsrohr, die Verteilarme und die Einspritzvorrichtungsbecher ein Zusammenschluss von separaten, einzelnen Komponenten, wie z.B. Rohren, Einspritzvorrichtungsbuchsen, Steckern, Sensorbefestigungen, Kraftstoffeinlässen und -auslässen usw. sind. Diese einzelnen Komponenten können mit verschiedenen Arten mechanischer Klemmung, Schweißung und Hartlötung aneinander befestigt sein. Jedoch stehen diese Befestigungsverfahren häufig im Zusammenhang mit Verunreinigung und Schwäche der Verbindungshalterungen. Die Verunreinigung kann eine Blockierung des Verbindungsdurchgangs verursachen, und jegliche inadäquate Halterung oder Passung kann den Raum unzureichend ausfüllen, wodurch der Kraftstoff möglicherweise nicht in der Menge und an der Stelle und für die beabsichtigte Lebensdauer verteilt wird.
In einigen Ausführungsformen wird der Kraftstoffdurchlass unter Verwendung eines Funkenerosionsprozesses (EDM - Electrical Discharge Machining) maschinell gefertigt. Dieser Prozess ist ideal geeignet für das Ausbilden des Kraftstoffdurchlasses, da EDM ein präziser Prozess ist und das Material, das durch EDM entfernt wird, aufgelöst wird, wodurch das resultierende Loch sauber ist und mittels Elektropolieren der kompletten Kraftstoffverteilervorrichtung entgratet werden kann. Wichtig ist dabei, dass der EDM-Prozess keine Späne, Ablagerungen oder andere Verunreinigungen in den maschinell gefertigten Teilen hinterlässt, welche Funktion und Haltbarkeit beeinträchtigen können. Obwohl auch andere maschinelle Fertigungsverfahren zum Ausbilden des Kraftstoffdurchlasses eingesetzt werden können, wie z.B. Spiralbohren, Laserbrennen, Plasmabrennen und Wasserstrahlschneiden, sind die anderen maschinellen Fertigungsverfahrenen in einigen Ausführungsformen aufgrund eines Potentials für Verunreinigung, relativer Ungenauigkeit und/oder einer relativ schlechten Formungssteuerung möglicherweise nicht geeignet.
In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser des Kraftstoffdurchlasses zwischen der Bohrung des Einspritzvorrichtungsbechers und dem Hauptkraftstoffkanal des Zuleitungsrohrs in einem Bereich von 1 mm bis 3,5 mm liegen. Die Länge des Kraftstoffdurchlasses kombiniert mit dem Durchmesser kann eine Druckdämpfungswirkung bereitstellen, die eine Öffnung ergänzen oder ersetzen kann, die sich üblicherweise zu diesem Zweck im Verteilereinlassverbindungsstück oder Einspritzvorrichtungsbecher befindet. Somit können die mit dem Verteilereinlassverbindungsstück oder der Ausbildung der Öffnung im Zusammenhang stehenden Kosten reduziert werden.
In einigen Aspekten ist eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur zum Aufnehmen und Stützen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung konfiguriert. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist ein Einspritzvorrichtungsgehäuse, ein Kraftstoffeinlassende, ein Kraftstoffauslassende gegenüber dem Kraftstoffeinlassende und eine Dichtung angeordnet an einer Außenfläche des Einspritzvorrichtungsgehäuses auf. Die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur weist ein Zuleitungsrohr, einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, und einen Kraftstoffdurchlass auf. Das Zuleitungsrohr weist ein erstes Ende des Zuleitungsrohrs, ein zweites Ende des Zuleitungsrohrs, das dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs gegenüberliegt, und eine Innenfläche des Zuleitungsrohrs, die einen Hauptkraftstoffkanal definiert, auf. Der Hauptkraftstoffkanal ist konzentrisch mit einer Längsachse des Zuleitungsrohrs, und die Längsachse des Zuleitungsrohrs erstreckt sich zwischen dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs und dem zweiten Ende des Zuleitungsrohrs. Der Einspritzvorrichtungsbecher weist eine Seitenwand auf, wobei eine Innenfläche der Seitenwand eine Bohrung definiert. Der Einspritzvorrichtungsbecher weist ein proximales Ende, das ein Ende der Seitenwand verschließt, und ein distales Ende, das dem proximalen Ende gegenüberliegt, auf. Das distale Ende ist offen, und eine Mittellinie der Seitenwand erstreckt sich durch das proximale Ende und das distale Ende. Die Bohrung weist ein offenes Ende auf, das mit dem distalen Ende übereinstimmt. Außerdem weist die Bohrung ein blindes Ende angeordnet zwischen dem offenen Ende und dem proximalen Ende des Einspritzvorrichtungsbechers auf. Der Kraftstoffdurchlass stellt eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal her, wobei der Kraftstoffdurchlass einem Abschnitt eines Lochs entspricht, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.
In einigen Ausführungsformen verläuft das Loch derart durch die Seitenwand des Einspritzvorrichtungsbechers, dass es sich durch eine dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand erstreckt und sich durch eine Seite der Seitenwand, die der dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand gegenüberliegt, erstreckt.
In einigen Ausführungsformen weist die Innenfläche der Seitenwand eine Dichtungssitzregion auf, welche die Dichtung aufnimmt, wenn eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in dem Einspritzvorrichtungsbecher angeordnet ist. Die Dichtungssitzregion ist zwischen dem offenen Ende und dem blinden Ende angeordnet. Das Loch fällt mit einer geraden Linie, die durch die Seitenwand verläuft, zusammen. Die gerade Linie weist a) einen ersten Linienabschnitt, der sich in einem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem proximalen Ende angeordnet ist, und b) einen zweiten Linienabschnitt, der sich in einem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem distalen Ende angeordnet ist, auf.
In einigen Ausführungsformen weist die Dichtungssitzregion in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Seitenwand eine Abmessung auf, die größer als eine Abmessung der Dichtung in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Seitenwand ist, um so während des Betriebs der Kraftstoffverteilerstruktur eine Bewegung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung innerhalb des Einspritzvorrichtungsbechers aufzunehmen.
In einigen Ausführungsformen erstreckt sich das Loch durch einen ersten Abschnitt der Seitenwand, und der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers weist den ersten Abschnitt der Seitenwand auf.
In einigen Ausführungsformen erstreckt sich das Loch durch einen zweiten Abschnitt der Seitenwand, und der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers weist den zweiten Abschnitt der Seitenwand auf.
In einigen Ausführungsformen schneidet der erste Linienabschnitt die Seitenwand an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion und dem blinden Ende, und der zweite Linienabschnitt schneidet die Seitenwand an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion und dem offenen Ende.
In einigen Ausführungsformen fällt das Loch mit einer geraden Linie, die durch die Seitenwand verläuft, zusammen, wobei die gerade Linie in einem Winkel θ relativ zu einer Y-Achse verläuft. Die Y-Achse schneidet die Längsachse des Zuleitungsrohrs und ist lotrecht dazu. Außerdem ist die Y-Achse parallel zu der Mittellinie der Seitenwand, und der Winkel θ liegt in einem Bereich von 0 Grad bis 45 Grad.
In einigen Ausführungsformen ist der Einspritzvorrichtungsbecher über einen Verteilarm, der ein erstes Ende des Arms, das in die Außenfläche des Zuleitungsrohrs integriert ist, und ein zweites Ende des Arms, das in den Einspritzvorrichtungsbecher integriert ist, aufweist, mit der Außenfläche des Zuleitungsrohrs verbunden, und der Kraftstoffdurchlass verläuft durch den Verteilarm.
In einigen Ausführungsformen weist der Verteilarm eine ausreichende Länge auf, dass der Einspritzvorrichtungsbecher von dem Zuleitungsrohr beabstandet ist.
In einigen Ausführungsformen weist die Dichtungssitzregion in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Seitenwand eine Abmessung auf, die in einem Bereich von 150 Prozent bis 300 Prozent größer als eine entsprechende Abmessung der Dichtung liegt.
In einigen Aspekten weist eine Kraftstoffverteilerbaugruppe eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die auf der Kraftstoffverteilerstruktur gestützt wird, auf. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist ein Einspritzvorrichtungsgehäuse, ein Kraftstoffeinlassende, ein Kraftstoffauslassende gegenüber dem Kraftstoffeinlassende und eine Dichtung angeordnet an einer Außenfläche des Einspritzvorrichtungsgehäuses auf. Die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur weist ein Zuleitungsrohr, einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, und einen Kraftstoffdurchlass auf. Das Zuleitungsrohr weist ein erstes Ende des Zuleitungsrohrs, ein zweites Ende des Zuleitungsrohrs, das dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs gegenüberliegt, und eine Innenfläche des Zuleitungsrohrs, die einen Hauptkraftstoffkanal definiert, auf. Der Hauptkraftstoffkanal ist konzentrisch mit einer Längsachse des Zuleitungsrohrs. Die Längsachse des Zuleitungsrohrs erstreckt sich zwischen dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs und dem zweiten Ende des Zuleitungsrohrs. Der Einspritzvorrichtungsbecher weist eine Seitenwand, wobei eine Innenfläche der Seitenwand eine Bohrung definiert. Der Einspritzvorrichtungsbecher weist ein proximales Ende, das ein Ende der Seitenwand verschließt, und ein distales Ende, das dem proximalen Ende gegenüberliegt, auf. Das distale Ende ist offen, und eine Mittellinie der Seitenwand erstreckt sich durch das proximale Ende und das distale Ende. Die Bohrung weist ein offenes Ende, das mit dem distalen Ende übereinstimmt, und ein blindes Ende, das zwischen dem offenen Ende und dem proximalen Ende des Einspritzvorrichtungsbechers angeordnet ist, auf. Außerdem stellt der Kraftstoffdurchlass eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal her. Der Kraftstoffdurchlass entspricht einem Abschnitt eines Lochs, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.
In einigen Aspekten ist ein Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Metallknüppels; Erhitzen des Metallknüppels auf eine vorbestimmte Temperatur, die niedriger als die Schmelztemperatur des Metalls ist; Schmieden des erhitzen Metallknüppels zum Bereitstellen einer monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur. Die Kraftstoffverteilerstruktur weist ein Zuleitungsrohr und einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, auf. Der Einspritzvorrichtungsbecher weist eine zylindrische Seitenwand auf, und eine Innenfläche der Seitenwand definiert eine Bohrung. Der Einspritzvorrichtungsbecher weist ein proximales Ende, das ein Ende der Seitenwand verschließt, und ein distales Ende, das dem proximalen Ende gegenüberliegt, auf. Das distale Ende ist offen. Das Verfahren umfasst die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte: maschinelles Fertigen eines Hauptkraftstoffkanals in dem Zuleitungsrohr; maschinelles Fertigen einer Bohrung in dem Einspritzvorrichtungsbecher; und maschinelles Fertigen eines Kraftstoffdurchlasses in der Kraftstoffverteilerstruktur, der eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptkraftstoffdurchlass und der Bohrung herstellt. Der Kraftstoffdurchlass entspricht einem Abschnitt eines Lochs, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.
In einigen Ausführungsformen verläuft das Loch derart durch die Seitenwand des Einspritzvorrichtungsbechers, dass es sich durch eine dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand erstreckt und sich durch eine Seite der Seitenwand, die der dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand gegenüberliegt, erstreckt.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Innenfläche des Einspritzvorrichtungsbechers eine Dichtungssitzregion, die zum Aufnehmen einer Dichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung konfiguriert ist. Die Dichtungssitzregion ist zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende angeordnet, und der Schritt des maschinellen Fertigens eines Kraftstoffdurchlasses in der Kraftstoffverteilerstruktur umfasst das derartige Ausbilden des Lochs, dass es sich entlang einer geraden Linie erstreckt. Die gerade Linie weist a) einen ersten Linienabschnitt, der sich in einem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem proximalen Ende angeordnet ist, und b) einen zweiten Linienabschnitt, der sich in einem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem distalen Ende angeordnet ist, auf.
In einigen Ausführungsformen besteht der Schritt des maschinellen Fertigens eines Kraftstoffdurchlasses aus dem Herstellen eines einzelnen Lochs in der Kraftstoffverteilerstruktur, und das einzelne Loch ist durch die Bohrung unterbrochen und erstreckt sich durch jede von gegenüberliegenden Seiten des Kraftstoffeinspritzvorrichtungsbechers.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt des maschinellen Fertigens eines Kraftstoffdurchlasses in der Kraftstoffverteilerstruktur das Verwenden eines Funkenerosionsprozesses (EDM - Electrical Discharge Machining).
In einigen Ausführungsformen setzt der EDM-Prozess eine starre, gerade Elektrode ein.
In einigen Aspekten ist eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur zum Aufnehmen und Stützen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung relativ zu einem Zylinder eines Motors konfiguriert. Die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur weist ein Zuleitungsrohr mit einer Innenfläche, die einen Hauptkraftstoffkanal definiert, und einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, auf. Eine Innenfläche des Einspritzvorrichtungsbechers definiert eine Bohrung, die sich an einem Ende des Einspritzvorrichtungsbechers öffnet. Die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur weist einen Kraftstoffdurchlass auf, der eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal herstellt. Der Kraftstoffdurchlass entspricht einem Abschnitt eines Lochs, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seites des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur von 1, gezeigt mit einer in dem Einspritzvorrichtungsbecher angeordneten Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
3-5 sind jeweils eine Querschnittansicht eines Abschnittes von 2 entlang der Linie 3-3 von 2 gesehen.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes einer alternativen Ausführungsform der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur, gezeigt mit einer in dem Einspritzvorrichtungsbecher angeordneten Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
7 ist eine Querschnittansicht eines Abschnittes von 5 entlang der Linie 7-7 von 6 gesehen.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Bezugnehmend auf 1-3 ist eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur 2 zum Zuführen von Kraftstoff zu mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100, die den Kraftstoff direkt in die Zylinder eines Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) einspritzen, konfiguriert. Die Kraftstoffverteilerstruktur 2 weist ein Zuleitungsrohr 10 auf, das Hochdruckkraftstoff von einem Kraftstofftank oder einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) aufnimmt. Die Kraftstoffverteilerstruktur 2 weist einstückig ausgebildete Verteilarme 20 auf, die entlang der Länge des Zuleitungsrohrs 10 beabstandet sind und aus einer Außenfläche 14 des Zuleitungsrohrs 10 herausragen. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „einstückig (ausgebildet)“ als „aus einem Ganzen, ausgebildet als eine einzelne Einheit mit einem anderen Teil“ definiert. Jeder Verteilarm 20 ist zum Verteilen von unter Druck stehendem Kraftstoff an einen entsprechenden einzelnen Zylinder des Motors konfiguriert. Jeder Verteilarm 20 endet in einem einstückig ausgebildeten Einspritzvorrichtungsbecher 40, welcher zum Aufnehmen eines Einlassendes 108 einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 konfiguriert ist. Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 weist eine umlaufende Dichtung 106 angrenzend an das Einlassende 108 auf, und die Dichtung 106 bildet eine fluiddichte Abdichtung mit einer Innenfläche des entsprechenden Einspritzvorrichtungsbechers 40. Außerdem ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 unter Verwendung von Stiften, Klammern oder anderen ähnlichen mechanischen Befestigungsmitteln lösbar an dem Einspritzvorrichtungsbecher 40 gesichert. Der Kraftstoff wird über den Hauptkraftstoffkanal 15 des Zuleitungsrohrs 10 und die Kraftstoffdurchgänge 22 der entsprechenden Verteilarme 20 mit Hochdruck an eine Kraftstoffverteilungskammer 51, die innerhalb jedes Einspritzvorrichtungsbechers 40 definiert ist, bereitgestellt. Somit wird der Hochdruckkraftstoff, der in der Kraftstoffverteilerstruktur 2 aufgenommen wird, über eine/n entsprechende/n Verteilarm 20, Einspritzvorrichtungsbecher 40 und Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 direkt in jeden Zylinder des Motors verteilt. Die relative Geometrie des Zuleitungsrohrs 10, der Verteilarme 20 und der Einspritzvorrichtungsbecher 40 ist komplex und hängt von der Motorgeometrie und dem zur Verfügung stehenden Raum innerhalb des Motorsystems ab. Der Kraftstoffdurchlass 22 wird über einen EDM-Prozess, der das Ausbilden eines Eintrittslochs in einer Außenfläche 43 des Einspritzvorrichtungsbechers 40 umfasst, wie unten im Detail diskutiert, zwischen dem Hauptkraftstoffkanal 15 des Zuleitungsrohrs 10 und der Kraftstoffverteilungskammer 51 des Einspritzvorrichtungsbechers 40 ausgebildet.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 kann eine Hochdruckvorrichtung sein, die zur direkten Einspritzung in einen Zylinder eines Benzinmotors verwendet wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 kann ein längliches, im Allgemeinen röhrenförmiges Ventilgehäuse 102 aufweisen, das ein Einspritzventil (nicht gezeigt) stützt. Das Ventilgehäuse 102 ist eine längliche, im Allgemeinen röhrenförmige Struktur. Das Einlassende 108 des Ventilgehäuses 102 stellt einen Kraftstoffverbindungsnippel 109 bereit, der die sich umlaufend erstreckende O-Ring-Dichtung 106 aufweist. Das Auslassende 110 des Ventilgehäuses 102 liegt dem Einlassende 108 gegenüber und stellt einen Ventilsitz (nicht gezeigt) und eine Kraftstoffsprühöffnung oder -düse 112 bereit. Die Dichtung 106 kooperiert mit einer Innenfläche des Einspritzvorrichtungsbechers 40 zum Definieren der Hochdruck-Kraftstoffverteilungskammer 51 innerhalb des Einspritzvorrichtungsbechers 40.
Die Kraftstoffverteilerstruktur 2 weist das Zuleitungsrohr 10 auf, bei welchem es sich um ein längliches hohles Rohr handelt, das einen gemeinsamen Verteiler oder Krümmer bereitstellt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Zuleitungsrohr 10 zylindrisch, ist jedoch nicht darauf beschränkt, eine zylindrische Form zu haben. Das Zuleitungsrohr 10 weist ein erstes Ende 11 des Zuleitungsrohrs, ein zweites Ende 12 des Zuleitungsrohrs, das dem ersten Ende 11 des Zuleitungsrohrs gegenüberliegt, und eine Längsachse 16, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 11, 12 des Zuleitungsrohrs erstreckt, auf. Das Zuleitungsrohr 10 ist dickwandig, um hohe Kraftstoffdrücke aufzunehmen, und eine Innenfläche 13 des Zuleitungsrohrs definiert den Hauptkraftstoffkanal 15, durch welchen Kraftstoff von einem Kraftstofftank oder einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) zugeführt wird. Die Mittellinie des Hauptkraftstoffkanals 15 stimmt mit der Längsachse 16 des Zuleitungsrohrs überein. Das Material und die Abmessungen des Zuleitungsrohrs werden durch die Anforderungen der spezifischen Anwendung bestimmt. Zum Beispiel ist das Zuleitungsrohr 10 in einigen Ausführungsformen ein Rohr aus Edelstahl mit einem Rohrdurchmesser in der Größenordnung von 15 mm bis 30 mm und mit einer Wanddicke in der Größenordnung von 1,5 bis 4 mm. In einigen Ausführungsformen kann das Zuleitungsrohr 10 einen Vorsprung 19 aufweisen, der zum Aufnehmen eines Drucksensors konfiguriert ist. Ein Ende des Zuleitungsrohrs, zum Beispiel das erste Ende 11, kann derart geformt sein, dass es ein Einlassverbindungselement 18 bereitstellt, und das gegenüberliegende Ende, zum Beispiel das zweite Ende 12, ist geschlossen.
Die Kraftstoffverteilerstruktur 2 weist die Mehrzahl der Verteilarme 20 auf, die einstückig aus der Außenfläche 14 des Zuleitungsrohrs herausragen und eine einstückig ausgebildete Verbindung zwischen dem Zuleitungsrohr 10 und einem entsprechenden Einspritzvorrichtungsbecher 40 bereitstellen. Die Verteilarme 20 sind zum Bereitstellen von Hochdruckkraftstoff an die entsprechenden Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 100 über die Einspritzvorrichtungsbecher 40 konfiguriert. Die Anzahl der Verteilarme 20, die aus dem Zuleitungsrohr 10 herausragen, hängt von der Motorkonfiguration ab. Wenn zum Beispiel ein Vierzylindermotor verwendet wird, wird das Zuleitungsrohr 10 mit vier Verteilarmen 20 versehen, die entlang der Längsachse 16 beabstandet sind, und wenn ein Sechszylinder-Reihenmotor verwendet wird, wird das Zuleitungsrohr 10 mit sechs Verteilarmen 20 versehen, die entlang der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 beabstandet sind. Jeder Verteilarm 20 weist einen Kraftstoffdurchlass 22 auf, der mit dem Hauptkraftstoffkanal 15 in Verbindung steht, wie unten detaillierter diskutiert werden wird.
Jeder Einspritzvorrichtungsbecher 40 ist eine becherförmige Struktur, die am distalen Ende eines entsprechenden Verteilarms 20 angeordnet ist. Jeder Einspritzvorrichtungsbecher 40 weist eine zylindrische Seitenwand 41 auf, und eine Innenfläche 42 der Seitenwand 41 definiert eine Bohrung 47. Jeder Einspritzvorrichtungsbecher 40 weist ein proximales Ende 45, das aus dem entsprechenden Verteilarm 20 herausragt und ein Ende der Seitenwand 41 verschließt, und ein distales Ende 46, das dem proximalen Ende 45 gegenüberliegt, auf. Die Bohrung 47 schneidet das distale Ende 46. Insbesondere weist die Bohrung 47 ein offenes Ende 49, das mit dem distalen Ende 46 übereinstimmt, und ein blindes Ende 48, das zwischen dem offenen Ende 49 der Bohrung und dem proximalen Ende 45 des Einspritzvorrichtungsbechers angeordnet ist, auf. Bei Anwendungen, bei welchen die Kraftstoffverteilerstruktur 2 über einem Zylinderblock des Motors montiert ist, sind die Einspritzvorrichtungsbecher 40 nach unten offen. Eine Mittellinie 44 der Seitenwand 41 erstreckt sich durch das proximale und das distale Ende 45, 46 des Einspritzvorrichtungsbechers und ist lotrecht zu der Längsachse 16 des Zuleitungsrohrs 10.
Wenn das Einlassende 108 einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 in der Bohrung 47 des Einspritzvorrichtungsbechers 40 angeordnet ist, bildet die Dichtung 106, die an dem Einlassende 108 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen ist, eine fluidundurchlässige Abdichtung mit der Innenfläche der Seitenwand 42 innerhalb einer Dichtungssitzregion 50 der Bohrung 47. Die Dichtung 106 trennt den Innenraum des Kraftstoffeinspritzvorrichtungsbechers 40 in zwei separate Kammern 51, 52. Die erste Kammer, bezeichnet als die Kraftstoffverteilungskammer 51, ist zwischen der Dichtung 106, einem ersten Abschnitt 41(1) der Seitenwand 41 und dem blinden Ende 48 der Bohrung definiert. Der Kraftstoff wird über den Hauptkraftstoffkanal 15 des Zuleitungsrohrs 10 und den Kraftstoffdurchgang 22 des entsprechenden Verteilarms 20 an die Kraftstoffverteilungskammer 51 bereitgestellt. In der veranschaulichten Ausführungsform wird der Kraftstoff mit Hochdruck an die Kraftstoffverteilungskammer 51 bereitgestellt. Die zweite Kammer 52 ist zwischen der Dichtung 106, einem zweiten Abschnitt 41(2) der Seitenwand 41 und dem offenen Ende 49 der Bohrung definiert. Die zweite Kammer 52 ist zur Umgebung hin offen.
Bezugnehmend auf 2 und 4 ist die Dichtungssitzregion 50 zwischen und beabstandet von dem offenen Ende 49 der Bohrung und dem blinden Ende 48 der Bohrung angeordnet. Die Dichtungssitzregion 50 weist einen Durchmesser auf, der zum Aufnehmen der und Bilden einer fluidundurchlässigen Abdichtung mit der Dichtung 106 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung dimensioniert ist. Die Dichtungssitzregion 50 des Einspritzvorrichtungsbechers 40 weist eine Längsabmessung ℓ1 (z.B. eine Abmessung in einer Richtung, die parallel zu der Mittellinie 44 der Seitenwand ist) auf, die größer als die entsprechende Abmessung ℓ2 der Dichtung 106 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist. Die Längsabmessung ℓ1 der Dichtungssitzregion 50 ist derart ausgelegt, dass sie während des Betriebs der Kraftstoffverteilerstruktur 2 eine Längsbewegung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 innerhalb des Einspritzvorrichtungsbechers 40 aufnimmt. Die Längsbewegung kann aus Fahrzeugschwingungen, Motorvibrationen, Druckschwankungen innerhalb der Kraftstoffverteilungskammer 51 usw. resultieren. In einigen Ausführungsformen kann die Längsabmessung ℓ1 der Dichtungssitzregion 50 zum Beispiel in einem Bereich von 120 Prozent bis 300 Prozent der Längsabmessung der Dichtung 106 liegen.
Die Bohrung 47 von jedem Einspritzvorrichtungsbecher 40 weist eine Einspritzvorrichtungshalteregion 54 auf, die zwischen der Dichtungssitzregion 50 und dem distalen Ende 46 angeordnet ist. Die Einspritzvorrichtungshalteregion 54 weist einen größeren Durchmesser als die Dichtungssitzregion 50 auf und weist das offene Ende 49 der Bohrung auf. Ein Paar Durchgangslöcher 55 sind in der Seitenwand 41 innerhalb der Einspritzvorrichtungshalteregion 54 vorgesehen. Die Durchgangslöcher 55 sind parallel zueinander und befinden sich in einer Ebene 56, die lotrecht zu der Mittellinie 44 der Seitenwand ist. Die Durchgangslöcher 55 sind voneinander beabstandet und ein Durchgangsloch 55 ist auf jeder Seite der Mittellinie 44 der Seitenwand angeordnet. Jedes Durchgangsloch 55 ist derart geformt und dimensioniert, dass es einen Haltestift 58 in einer Press- oder Federpassung aufnimmt. Die Durchgangslöcher 55 sind derart angeordnet, dass sich, wenn eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 in der Bohrung 47 angeordnet ist und ein Haltestift 58 in jedem der Durchgangslöcher 55 angeordnet ist, die Haltestifte 58 auf jeder von gegenüberliegenden Seiten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 durch die Bohrung 47 erstrecken. Außerdem werden die Haltestifte 58 in einem Abschnitt mit verringertem Durchmesser 114 des Kraftstoffeinspritzvorrichtungsgehäuses 102 aufgenommen, wodurch die Haltestifte 58 mit dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser 114 des Kraftstoffeinspritzvorrichtungsgehäuses 102 zusammenwirken, um die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 in der Bohrung 47 zu halten. In anderen Ausführungsformen kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 100 mit einer externen Feder oder Klammer starr und „ungefedert“ gehalten werden, wodurch die Haltestifte 58 und die entsprechenden Durchgangslöcher 55 weggelassen werden können.
Bezugnehmend auf 5 weist jeder Verteilarm 20, wie zuvor erwähnt, den Kraftstoffdurchlass 22 auf, der eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptkraftstoffkanal 15 des Zuleitungsrohrs 10 und der Kraftstoffverteilungskammer 51 der Bohrung 47 des Einspritzvorrichtungsbechers 40 herstellt. Jeder Kraftstoffdurchlass 22 erstreckt sich linear und stimmt mit einer Referenzlinie 62 überein. Die Referenzlinie 62 weist einen ersten Linienabschnitt 62(1), der sich in einem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(1) befindet, und einen zweiten Linienabschnitt 62(2), der sich in einem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(2) befindet, auf. Außerdem weist die Referenzlinie 62 einen dritten Linienabschnitt 62(3), der eine Mittellinie des Kraftstoffdurchlasses 22 bereitstellt, und einen vierten Linienabschnitt 62(4), der sich in dem Hauptkraftstoffkanal 15 befindet, auf.
Der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(1) ist zwischen der Dichtungssitzregion 50 und dem proximalen Ende 45 des Einspritzvorrichtungsbechers angeordnet. Der erste Linienabschnitt 62(1) befindet sich in dem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(1) und erstreckt sich auf einer Seite des Einspritzvorrichtungsbechers 40 durch den ersten Abschnitt 41(1) der Seitenwand 41. In der veranschaulichten Ausführungsform befindet sich die eine Seite des Einspritzvorrichtungsbechers 40 auf einer Seite des Einspritzvorrichtungsbechers 40, die dem Zuleitungsrohr 10 zugewandt ist, z.B. befindet sich der Einspritzvorrichtungsbecher 40 auf der nach Innen gewandten Seite 53 des Einspritzvorrichtungsbechers.
Der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(2) ist zwischen der Dichtungssitzregion 50 und dem distalen Ende 46 des Einspritzvorrichtungsbechers angeordnet. Der zweite Linienabschnitt 62(2) befindet sich in dem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(2) und erstreckt sich auf einer Seite des Einspritzvorrichtungsbechers 40, die der nach Innen gewandten Seite 53 des Einspritzvorrichtungsbechers gegenüberliegt, durch den zweiten Abschnitt 41(2) der Seitenwand 41. In der veranschaulichten Ausführungsform befindet sich die gegenüberliegende Seite auf einer Seite des Einspritzvorrichtungsbechers 40, die von dem Zuleitungsrohr 10 weg weist, z.B. befindet sich der Einspritzvorrichtungsbecher 40 auf der nach Außen gewandten Seite 59 des Einspritzvorrichtungsbechers, wo die nach Außen gewandte Seite 59 des Einspritzvorrichtungsbechers.
Somit schneidet der erste Linienabschnitt 62(1) die Seitenwand 41 an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion 50 und dem blinden Ende 48 der Bohrung, und der zweite Linienabschnitt 62(2) schneidet die Seitenwand 41 an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion 50 und dem offenen Ende 49 der Bohrung.
Wie unten diskutiert, wird der Kraftstoffdurchlass 22 in der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur 2 durch das Ausbilden eines Lochs 60 in der Kraftstoffverteilerstruktur 2 ausgebildet. Das Loch 60 ist an der Linie 62 zentriert und stimmt mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Linienabschnitt 62(1), 62(2), 62(3) überein. Insbesondere verläuft das Loch 60 auf der nach Außen gewandten Seite 59 des Einspritzvorrichtungsbechers durch den zweiten Abschnitt 41(2) der Seitenwand 41. Das Loch 60 ist unterbrochen, wo die Linie 62 durch die Bohrung 47 verläuft, und das Loch 60 wird auf der nach Innen gewandten Seite 53 des Einspritzvorrichtungsbechers durch den ersten Abschnitt 41(1) der Seitenwand 41 fortgesetzt. Um eine Verbindung zwischen der Kraftstoffverteilungskammer 51 und dem Hauptkraftstoffkanal 15 herzustellen, verläuft das Loch 60 innerhalb des ersten Abschnittes des Einspritzvorrichtungsbechers 40(1) durch die nach Innen gewandte Seite 53 des Einspritzvorrichtungsbechers, z.B. an einer Stelle zwischen dem Dichtungssitzregion 50 und dem proximalen Ende 45 des Einspritzvorrichtungsbechers. Außerdem verläuft das Loch 60 durch die Länge des Verteilarms 20, der den Einspritzvorrichtungsbecher 40 mit dem Zuleitungsrohr 10 verbindet, und durch die Wand des Zuleitungsrohrs 10, derart, dass der Kraftstoffdurchlass 22 in Verbindung mit dem Hauptkraftstoffkanal 15 steht.
Um die abgedichtete Integrität der Kraftstoffverteilungskammer 51 aufrechtzuerhalten, kann das Loch 60 nur innerhalb des zweiten Abschnittes des Einspritzvorrichtungsbechers 40(2) durch die nach Außen gewandte Seite 59 des Einspritzvorrichtungsbechers verlaufen, z.B. an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion 50 und dem distalen Ende 46 des Einspritzvorrichtungsbechers, welcher der zweiten Kammer 52 entspricht, die zur Umgebung hin offen ist. Somit kann die Linie 62 in einem Winkel θ relativ zu der Mittellinie 44 der Seitenwand verlaufen. In einigen Ausführungsformen kann der Winkel θ Null sein, wodurch die Linie parallel zu der Mittellinie 44 der Seitenwand ist, und der Einspritzvorrichtungsbecher 40 liegt im Wesentlichen unter dem Zuleitungsrohr 10. Bei einem Winkel θ von Null kann die Mittellinie des Einspritzvorrichtungsbechers 44 in einer X-Richtung relativ zu der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 um eine Distanz entsprechend einem Durchmesser der Bohrung 47 versetzt sein. Wie hierin verwendet, erfolgen Verweise auf die X-Richtung und eine Y-Richtung in Bezug auf orthogonale Referenzachsen X und Y, die ihren Ursprung auf der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 haben. Die X- und die Y-Achse sind lotrecht zu der Mittellinie des Zuleitungsrohrs, und die Y-Achse ist parallel zu der Mittellinie des Einspritzvorrichtungsbechers 44.
Der maximale Winkel θ ist der Winkel, bei welchem das Loch 60 unmittelbar unterhalb der Dichtungssitzregion 50 durch die nach Außen gewandte Seite 59 des Einspritzvorrichtungsbechers verläuft und auch unmittelbar oberhalb der Dichtungssitzregion 50 durch die nach Innen gewandte Seite 53 des Einspritzvorrichtungsbechers verläuft. Somit ist der maximale Winkel θ durch die Geometrie des Einspritzvorrichtungsbechers 40, einschließlich des Bohrungsdurchmessers und der Längsabmessung der Dichtungssitzregion 50, begrenzt. In einigen Ausführungsformen kann der Winkel θ zum Beispiel in einem Bereich von 0 Grad bis 70 Grad liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Winkel θ in einem Bereich von 0 Grad bis 45 Grad liegen. Wenn der Winkel θ maximiert wird, kann der Einspritzvorrichtungsbecher 40 entlang der Seitenwand des Einspritzvorrichtungsbechers 41 positioniert werden. In dieser Konfiguration kann der Einspritzvorrichtungsbecher 40 in der Y-Richtung näher an der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 liegen und, relativ zu der Konfiguration des Einspritzvorrichtungsbechers 40, wenn der Winkel θ Null ist, weiter weg von der Mittellinie in der X-Richtung.
Der Kraftstoffdurchlass 22 wird in der Kraftstoffverteilerstruktur 22 ausgebildet, welche wiederum aus einem einzelnen Stück mit einstückig ausgebildeten Einspritzvorrichtungsbechern 40 ausgebildet wird, indem das Loch 60 in einem Winkel durch gegenüberliegende Seiten 53, 59 (oder 45, 46) des Einspritzvorrichtungsbechers 40 verläuft. Durch diese Konfiguration wird es möglich, den Einspritzvorrichtungsbecher 40 mit einem X- und einem Y-Versatz von der Mittellinie 16 des Zuleitungsrohrs 10 zu versehen. Zum Beispiel kann, in Bezug auf die Ausrichtung der in 2-5 veranschaulichten Kraftstoffverteilerstruktur, welche nicht einschränkend sein soll, der Einspritzvorrichtungsbecher 40 von der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 zu einer Seite und unterhalb der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 versetzt angeordnet werden. Da der Einspritzvorrichtungsbecher 40 mit einem X- und einem Y-Versatz relativ zu der langen Mittellinie 16 vorgesehen sein kann, haben die Motorenentwickler mehr Flexibilität beim Verpacken der Kraftstoffverteilerbaugruppe im Motor.
Außerdem kann die Kraftstoffverteilerstruktur 2, da die Kraftstoffverteilerstruktur 2 als eine einzelne, monolithische Struktur ausgebildet werden kann, einige herkömmliche Kraftstoffverteilervorrichtungen, bei welchen es sich um hartgelötete Mehrkomponentenbaugruppen handelt, direkt ersetzen. Mit anderen Worten, die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur 2 ist „rückwärtskompatibel“, wobei ein Fahrzeugmotor einem Upgrade unterzogen werden kann, wodurch der Kraftstoffdruck erhöht und die Anzahl der Teile verringert wird, mit begrenzter/n Neugestaltung und Tests des Zylinderkopfs, der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, der Drucksensoren, der Steuerleitungen und der elektrischen Kabelbäume usw., was dem Konstrukteur Zeit und Geld spart, während das Risiko ungetesteter Komponenten verringert wird. Die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur 2 gestattet eine Wiederverwendung von Ausrüstung und Prozessmaßnahmen. Darüber hinaus können durch das Bereitstellen einer monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur 2 mehrere Komponenten und ihre Befestigungsprozesse (Heftschweißen und Hartlöten) eliminiert werden, wodurch die Zahl und die Positionen möglicher Ausfälle und entsprechende Qualitätskontrollverfahren reduziert werden.
Bezugnehmend auf 6 und 7 ist eine alternative Ausführungsform der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur 200 ähnlich der oben in Bezug auf 1-5 beschriebenen Kraftstoffverteilerstruktur 2, und gleiche Elemente werden mit gleichen Referenzziffern bezeichnet. Die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur 200 unterscheidet sich darin von der vorherigen Ausführungsform, dass sie einen relativ längeren Verteilarm 220 und Kraftstoffdurchlass 222 aufweist. Zum Beispiel weist der Verteilarm 220 in der veranschaulichten Ausführungsform eine ausreichende Länge auf, dass der Einspritzvorrichtungsbecher 40 von dem Zuleitungsrohr 10 beabstandet ist. Vorteilhafterweise ist, da der Verteilarm 200 relativ lang ist, der X-Versatz des Einspritzvorrichtungsbechers 40 relativ größer im Vergleich zu der früheren Ausführungsform. Da der Einspritzvorrichtungsbecher 40 mit einem relativ größeren X-Versatz relativ zu der langen Mittellinie 16 versehen werden kann, haben die Motorenentwickler sogar noch mehr Flexibilität beim Verpacken der Kraftstoffverteilerbaugruppe in den Motor.
Bezugnehmend auf 8 wird die Kraftstoffverteilerstruktur 2, 200, welche das Zuleitungsrohr 10, die Verteilarme 20, 200 und die Einspritzvorrichtungsbecher 40 aufweist, in einem Schmiedeprozess als eine monolithische Struktur hergestellt. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Schmiedeprozess“ auf einen Formungsprozess, bei welchem ein Knüppel aus Metall erhitzt wird, bis er verformbar, jedoch nicht geschmolzen ist, und mechanisch in die gewünschte Form gebracht wird. Dies kann manuell erreicht werden, zum Beispiel durch Hämmern von Hand, oder durch eine Maschine, zum Beispiel durch kraftgetriebenes Hämmern, Hochdruckprägen oder -pressen. In der veranschaulichten Ausführungsform wird die Kraftstoffverteilerstruktur 2 unter Verwendung der folgenden Herstellungsschritte hergestellt.
In einem ersten Schritt (Schritt 200) wird ein Metallknüppel bereitgestellt. Der Knüppel ist eine Masse des Rohmaterials, das zum Ausbilden der Kraftstoffverteilerstruktur verwendet werden soll. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Material Edelstahl, zu anderen möglichen Materialien zählen jedoch auch, ohne Einschränkung darauf, kohlenstoffarmer, hochfester Stahl und hochfestes Aluminium.
Der Metallknüppel wird dann auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt (Schritt 202), die ausreichend ist, um ein Schmieden des Knüppels zu ermöglichen, und die niedriger als die Schmelztemperatur des Metalls ist. In einem Beispiel, bei welchem das zum Ausbilden des Knüppels verwendete Material Edelstahl ist, kann die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von 600 Grad Celsius bis 1000 Grad Celsius liegen, wie es der Prozess erfordert.
Im Anschluss an den Erhitzungsschritt wird der erhitzte Metallknüppel einem Schmiedeschritt unterzogen (Schritt 204), um eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur bereitzustellen. Die resultierende vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur weist eine unregelmäßige und komplexe Form auf, und es handelt sich dabei um einen massiven Körper (z.B. weist die vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur keine internen Leerräume auf). Die vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur weist einen massiven Zuleitungsrohrabschnitt und massive Auskragungen, die den Verteilarmabschnitten und den Einspritzvorrichtungsbecherabschnitten entsprechen, auf. Es kann notwendig sein, den Knüppel mehreren abwechselnden Heiz- und Schmiedeschritten zu unterziehen, bevor die vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur die gewünschte Form aufweist. Falls nötig kann überschüssiges Material von der vorläufigen Kraftstoffverteilerstruktur versäubert werden.
Die vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur wird dann maschinell bearbeitet, um die erforderlichen internen Hohlräume und/oder Durchgänge bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein erster Schritt des maschinellen Fertigens (Schritt 206) das Verwenden eines Spiralbohrers zum Ausbilden eines ersten Lochs in der vorläufigen Kraftstoffverteilerstruktur umfassen. Insbesondere wird das erste Loch in dem Zuleitungsrohrabschnitt ausgebildet und entspricht dem Hauptkraftstoffkanal 15. Das erste Loch ist ein geradliniges Loch, das sich entlang der Längsachse des Zuleitungsrohrs 16 erstreckt. In einigen Ausführungsformen ist das erste Loch ein Blindloch, das sich an einem Kraftstoffeinlass in das erste Ende 11 des Zuleitungsrohrs öffnet. In anderen Ausführungsformen ist das erste Loch ein Durchgangsloch, das sich sowohl am ersten als auch am zweiten Ende 11, 12 des Zuleitungsrohrs öffnet. Im Fall eines Durchgangslochs kann das erste Ende 11 des Zuleitungsrohrs zum Bereitstellen eines Kraftstoffeinlasses konfiguriert sein, und das zweite Ende 12 des Zuleitungsrohrs kann verstöpselt sein. Obwohl ein Spiralbohrer verwendet werden kann, ist der erste Schritt des maschinellen Fertigens 206 nicht darauf beschränkt, mit einem Spiralbohrer durchgeführt zu werden. Zum Beispiel kann das erste Loch in einigen Ausführungsformen auch unter Verwendung eines EDM-Prozesses oder eines anderen geeigneten maschinellen Fertigungsprozesses ausgebildet werden.
Ein zweiter Schritt des maschinellen Fertigens (Schritt 208) kann das Verwenden eines Spiralbohrers zum Ausbilden eines zweiten Lochs in der vorläufigen Kraftstoffverteilerstruktur umfassen. Insbesondere wird das zweite Loch in dem Einspritzvorrichtungsbecherabschnitt ausgebildet und entspricht der Einspritzvorrichtungsbecherbohrung 47. Das zweite Loch ist ein geradliniges Blindloch, das sich am distalen Ende 46 des Einspritzvorrichtungsbechers öffnet. Da die Bohrung 47 die Dichtungssitzregion 50 aufweist, die möglicherweise einen unterschiedlichen Durchmesser als die Einspritzvorrichtungshalteregion 54 aufweist, kann der zweite Schritt des maschinellen Fertigens 208 mehrere Unterschritte umfassen, bei welchen maschinelle Fertigungswerkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern eingesetzt werden. Obwohl ein Spiralbohrer verwendet werden kann, ist der zweite Schritt des maschinellen Fertigens 208 nicht darauf beschränkt, mit einem Spiralbohrer durchgeführt zu werden. Zum Beispiel kann das zweite Loch in einigen Ausführungsformen auch unter Verwendung eines EDM-Prozesses oder eines anderen geeigneten maschinellen Fertigungsprozesses ausgebildet werden.
Ein dritter Schritt des maschinellen Fertigens (Schritt 210) kann das Verwenden eines EDM-Prozesses zum Ausbilden eines dritten Lochs in der vorläufigen Kraftstoffverteilerstruktur umfassen. Insbesondere bildet das dritte Loch den Kraftstoffdurchlass 22 im Verteilarmabschnitt. Das dritte Loch ist ein geradliniges Durchgangsloch, das durch den Einspritzvorrichtungsbecherabschnitt und den Verteilarmabschnitt verläuft und die Bohrung 47 mit dem Hauptkraftstoffkanal 15 des Zuleitungsrohrs 10 verbindet. Insbesondere tritt das dritte Loch an einer Stelle entlang der nach Außen gewandten Seite des Einspritzvorrichtungsbechers in die vorläufige Struktur des Zuleitungsrohrs ein, die dem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(2) entspricht. Somit ist die Eintrittsstelle des dritten Lochs auf einer Seite des Einspritzvorrichtungsbecherabschnitts angeordnet, die vom Zuleitungsrohrabschnitt weg weist. Das dritte Loch erstreckt sich linear entlang der Linie 62 und verläuft an einer Stelle durch die nach Innen gewandte Seite 53 des Einspritzvorrichtungsbechers, die dem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers 40(2) entspricht. Die Linie 62 ist angemessen winklig ausgebildet, um die Dichtungssitzregion 50 zu vermeiden und sich durch den Verteilarmabschnitt zu erstrecken und den Hauptkraftstoffkanal 15 zu schneiden.
Ein rotierender EDM-Prozess, der eine starre, lineare (z.B. gerade) Elektrode einsetzt, wird zum Erzeugen des dritten Lochs verwendet, welcher vorteilhafterweise ein präzise und gleichmäßig dimensioniertes Loch bereitstellt, das frei von Schneidablagerungen ist. Obwohl das dritte Loch auch unter Verwendung anderer maschineller Fertigungsprozesse, wie z.B. Spiralbohren oder Laserschneiden, ausgebildet werden kann, können derartige Prozesse in einigen Fällen nachteilhafterweise Ablagerungen in dem Loch zurücklassen oder Grate innerhalb des Lochs erzeugen. Durch diesen Schritt wird der Kraftstoffdurchlass 22 ausgebildet, welcher sich entlang der geraden Linie 62 erstreckt. In einigen Ausführungsformen weist der Kraftstoffdurchlass 22 einen Nicht-Null-Winkel relativ zu der Mittellinie 44 des Einspritzbechers 40 auf, und das Eintrittsloch des dritten Schrittes des maschinellen Fertigens 210 ist in der Seitenwand 41 des Einspritzvorrichtungsbechers 40 angeordnet.
Ein vierter Schritt des maschinellen Fertigens (Schritt 212) kann das Verwenden eines Spiralbohrers zum Ausbilden eines vierten und eines fünften Lochs in der vorläufigen Kraftstoffverteilerstruktur umfassen. Insbesondere werden das vierte und das fünfte Loch im Einspritzvorrichtungsbecherabschnitt ausgebildet, und sie entsprechen den Durchgangslöchern 55, welche die Einspritzvorrichtungshaltestifte 58 aufnehmen. Das vierte und das fünfte Loch können gerade Durchgangslöcher sein.
Der erste, zweite, dritte und vierte Schritt des maschinellen Fertigens 206, 208, 210, 212 können in jeglicher Reihenfolge durchgeführt werden.
Im Anschluss an den ersten, zweiten, dritten und vierten Schritt des maschinellen Fertigens 206, 208, 210, 212 wird die maschinell gefertigte vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur einem chemischen Entgratungsschritt unterzogen (Schritt 214). Zum Beispiel kann die maschinell gefertigte vorläufige Kraftstoffverteilerstruktur in ein Galvanisierbad getaucht werden, das Grate und scharfe Kanten entfernt, und resultiert in der fertigen Kraftstoffverteilerstruktur 2, 200.
Obwohl die Kraftstoffverteilerstruktur 2 hierin als eine monolithische Struktur hergestellt aus einem Stück in einem Schmiedeprozess beschrieben ist, ist die Kraftstoffverteilerstruktur 2 nicht auf ihre Herstellung durch einen Schmiedeprozess beschränkt. Zum Beispiel kann die Kraftstoffverteilerstruktur auch durch andere Prozesse, wie z.B., jedoch nicht darauf beschränkt, Gießen oder Spritzgießen, als eine monolithische Struktur hergestellt werden.
Obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen eine Kraftstoffverteilerstruktur aufweisen, die Hochdruckkraftstoff über Kraftstoffeinspritzvorrichtungen direkt zu den Zylindern eines Motors zuführt, ist die Kraftstoffverteilerstruktur nicht auf eine Verwendung in einem Hochdruck-Direkteinspritzungs-Kraftstoffzuführsystem beschränkt. Zum Beispiel kann die Kraftstoffverteilerstruktur in anderen Ausführungsformen Kraftstoff auch bei einem relativ niedrigen Druck zuführen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Kraftstoffverteilerstruktur Kraftstoff indirekt zu den Zylindern zuführen, zum Beispiel über einen Ansauganschluss.
Selektive veranschaulichende Ausführungsformen der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur und ihres Herstellungsverfahrens sind oben ausführlicher beschrieben. Es sollte verstanden werden, dass hierin lediglich Strukturen beschrieben wurden, die für die Erklärung der Kraftstoffverteilerstruktur als notwendig erachtet werden. Von anderen herkömmlichen Strukturen, und denjenigen von Neben- und Hilfskomponenten des Hydraulikkreises, einschließlich der Rückgewinnungsvorrichtung, wird angenommen, dass sie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind und von diesem verstanden werden. Darüber hinaus sind, während oben Arbeitsbeispiele der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur und ihres Herstellungsverfahrens beschrieben wurden, die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur und ihr Herstellungsverfahren nicht auf die oben beschriebenen Arbeitsbeispiele beschränkt, sondern es können verschiedene Veränderungen am Design vorgenommen werden, ohne sich von der monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur und ihrem Herstellungsverfahren wie in den Ansprüchen dargelegt zu entfernen.

Claims

Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur, die zum Aufnehmen und Stützen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung konfiguriert ist, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Einspritzvorrichtungsgehäuse, ein Kraftstoffeinlassende, ein Kraftstoffauslassende gegenüber dem Kraftstoffeinlassende und eine Dichtung angeordnet an einer Außenfläche des Einspritzvorrichtungsgehäuses aufweist, wobei die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur Folgendes umfasst: ein Zuleitungsrohr; einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt; und einen Kraftstoffdurchlass, wobei das Zuleitungsrohr Folgendes aufweist: ein erstes Ende des Zuleitungsrohrs; ein zweites Ende des Zuleitungsrohrs, das dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs gegenüberliegt; und eine Innenfläche des Zuleitungsrohrs, die einen Hauptkraftstoffkanal definiert, der konzentrisch mit einer Längsachse des Zuleitungsrohrs ist, wobei sich die Längsachse des Zuleitungsrohrs zwischen dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs und dem zweiten Ende des Zuleitungsrohrs erstreckt, der Einspritzvorrichtungsbecher Folgendes aufweist: eine Seitenwand, wobei eine Innenfläche der Seitenwand eine Bohrung definiert; ein proximales Ende, das ein Ende der Seitenwand verschließt; und ein distales Ende, das dem proximalen Ende gegenüberliegt, wobei das distale Ende offen ist, wobei sich eine Mittellinie der Seitenwand durch das proximale Ende und das distale Ende erstreckt, und wobei die Bohrung ein offenes Ende aufweist, das mit dem distalen Ende übereinstimmt, die Bohrung ein blindes Ende angeordnet zwischen dem offenen Ende und dem proximalen Ende des Einspritzvorrichtungsbechers aufweist, und der Kraftstoffdurchlass eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal herstellt, wobei der Kraftstoffdurchlass einem Abschnitt eines Lochs entspricht, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Loch derart durch die Seitenwand des Einspritzvorrichtungsbechers verläuft, dass es sich durch eine dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand erstreckt und sich durch eine Seite der Seitenwand, die der dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand gegenüberliegt, erstreckt.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 1, wobei die Innenfläche der Seitenwand eine Dichtungssitzregion aufweist, welche die Dichtung aufnimmt, wenn eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in dem Einspritzvorrichtungsbecher angeordnet ist, wobei die Dichtungssitzregion zwischen dem offenen Ende und dem blinden Ende angeordnet ist, das Loch mit einer geraden Linie, die durch die Seitenwand verläuft, zusammenfällt und die gerade Linie Folgendes aufweist: a) einen ersten Linienabschnitt, der sich in einem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem proximalen Ende angeordnet ist, und b) einen zweiten Linienabschnitt, der sich in einem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem distalen Ende angeordnet ist.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 3, wobei die Dichtungssitzregion in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Seitenwand eine Abmessung aufweist, die größer als eine Abmessung der Dichtung in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Seitenwand ist, um so während des Betriebs der Kraftstoffverteilerstruktur eine Bewegung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung innerhalb des Einspritzvorrichtungsbechers aufzunehmen.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 3, wobei sich das Loch durch einen ersten Abschnitt der Seitenwand erstreckt und der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers den ersten Abschnitt der Seitenwand aufweist.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 3, wobei sich das Loch durch einen zweiten Abschnitt der Seitenwand erstreckt und der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers den zweiten Abschnitt der Seitenwand aufweist.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 3, wobei der erste Linienabschnitt die Seitenwand an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion und dem blinden Ende schneidet, und der zweite Linienabschnitt die Seitenwand an einer Stelle zwischen der Dichtungssitzregion und dem offenen Ende schneidet.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Loch mit einer geraden Linie, die durch die Seitenwand verläuft, zusammenfällt, die gerade Linie in einem Winkel θ relativ zu einer Y-Achse verläuft, die Y-Achse die Längsachse des Zuleitungsrohrs schneidet und lotrecht dazu ist, die Y-Achse parallel zu der Mittellinie der Seitenwand ist, und der Winkel θ in einem Bereich von 0 Grad bis 45 Grad liegt.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 1, wobei der Einspritzvorrichtungsbecher über einen Verteilarm, der ein erstes Ende des Arms, das in die Außenfläche des Zuleitungsrohrs integriert ist, und ein zweites Ende des Arms, das in den Einspritzvorrichtungsbecher integriert ist, aufweist, mit der Außenfläche des Zuleitungsrohrs verbunden ist, und der Kraftstoffdurchlass durch den Verteilarm verläuft.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 9, wobei der Verteilarm eine ausreichende Länge aufweist, dass der Einspritzvorrichtungsbecher von dem Zuleitungsrohr beabstandet ist.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur nach Anspruch 1, wobei die Dichtungssitzregion in einer Richtung parallel zu der Mittellinie der Seitenwand eine Abmessung aufweist, die in einem Bereich von 150 Prozent bis 300 Prozent größer als eine entsprechende Abmessung der Dichtung liegt.
Kraftstoffverteilerbaugruppe, die eine monolithische Kraftstoffverteilerstruktur und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gestützt auf der Kraftstoffverteilerstruktur umfasst, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Folgendes umfasst: ein Einspritzvorrichtungsgehäuse; ein Kraftstoffeinlassende; ein Kraftstoffauslassende gegenüber dem Kraftstoffeinlassende; und eine Dichtung angeordnet an einer Außenfläche des Einspritzvorrichtungsgehäuses, die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur Folgendes umfasst: ein Zuleitungsrohr; einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt; und einen Kraftstoffdurchlass, das Zuleitungsrohr Folgendes aufweist: ein erstes Ende des Zuleitungsrohrs; ein zweites Ende des Zuleitungsrohrs, das dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs gegenüberliegt; und eine Innenfläche des Zuleitungsrohrs, die einen Hauptkraftstoffkanal definiert, der konzentrisch mit einer Längsachse des Zuleitungsrohrs ist, wobei sich die Längsachse des Zuleitungsrohrs zwischen dem ersten Ende des Zuleitungsrohrs und dem zweiten Ende des Zuleitungsrohrs erstreckt, und der Einspritzvorrichtungsbecher Folgendes aufweist: eine Seitenwand, wobei eine Innenfläche der Seitenwand eine Bohrung definiert; ein proximales Ende, das ein Ende der Seitenwand verschließt; und ein distales Ende, das dem proximalen Ende gegenüberliegt, wobei das distale Ende offen ist, wobei sich eine Mittellinie der Seitenwand durch das proximale Ende und das distale Ende erstreckt, und wobei die Bohrung ein offenes Ende aufweist, das mit dem distalen Ende übereinstimmt, die Bohrung ein blindes Ende angeordnet zwischen dem offenen Ende und dem proximalen Ende des Einspritzvorrichtungsbechers aufweist, und der Kraftstoffdurchlass eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal herstellt, wobei der Kraftstoffdurchlass einem Abschnitt eines Lochs entspricht, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.
Verfahren zur Herstellung einer monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen eines Metallknüppels; Erhitzen des Metallknüppels auf eine vorbestimmte Temperatur, die niedriger als die Schmelztemperatur des Metalls ist; Schmieden des erhitzen Metallknüppels zum Bereitstellen einer monolithischen Kraftstoffverteilerstruktur, wobei die Kraftstoffverteilerstruktur ein Zuleitungsrohr und einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, aufweist, wobei der Einspritzvorrichtungsbecher Folgendes aufweist: eine zylindrische Seitenwand, wobei eine Innenfläche der Seitenwand eine Bohrung definiert, ein proximales Ende, das ein Ende der Seitenwand verschließt, und ein distales Ende, das dem proximalen Ende gegenüberliegt, wobei das distale Ende offen ist; maschinelles Fertigen eines Hauptkraftstoffkanals in dem Zuleitungsrohr; maschinelles Fertigen einer Bohrung in dem Einspritzvorrichtungsbecher; maschinelles Fertigen eines Kraftstoffdurchlasses in der Kraftstoffverteilerstruktur, der eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptkraftstoffdurchlass und der Bohrung herstellt, wobei der Kraftstoffdurchlass einem Abschnitt eines Lochs, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt, entspricht.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Loch derart durch die Seitenwand des Einspritzvorrichtungsbechers verläuft, dass es sich durch eine dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand erstreckt und sich durch eine Seite der Seitenwand, die der dem Zuleitungsrohr zugewandten Seite der Seitenwand gegenüberliegt, erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Innenfläche des Einspritzvorrichtungsbechers eine Dichtungssitzregion umfasst, die zum Aufnehmen einer Dichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung konfiguriert ist, die Dichtungssitzregion zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende angeordnet ist, und der Schritt des maschinellen Fertigens eines Kraftstoffdurchlasses in der Kraftstoffverteilerstruktur das derartige Ausbilden des Lochs umfasst, dass es sich entlang einer geraden Linie erstreckt, welche Folgendes aufweist: a) einen ersten Linienabschnitt, der sich in einem ersten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der erste Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem proximalen Ende angeordnet ist, und b) einen zweiten Linienabschnitt, der sich in einem zweiten Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers befindet, wobei der zweite Abschnitt des Einspritzvorrichtungsbechers zwischen der Dichtungssitzregion und dem distalen Ende angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des maschinellen Fertigens eines Kraftstoffdurchlasses aus dem Herstellen eines einzelnen Lochs in der Kraftstoffverteilerstruktur besteht und das einzelne Loch durch die Bohrung unterbrochen ist und sich durch jede von gegenüberliegenden Seiten des Kraftstoffeinspritzvorrichtungsbechers erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des maschinellen Fertigens eines Kraftstoffdurchlasses in der Kraftstoffverteilerstruktur das Verwenden eines Funkenerosionsprozesses (EDM - Electrical Discharge Machining) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der EDM-Prozess eine starre, gerade Elektrode einsetzt.
Monolithische Kraftstoffverteilerstruktur, die zum Aufnehmen und Stützen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung relativ zu einem Zylinder eines Motors konfiguriert ist, wobei die monolithische Kraftstoffverteilerstruktur Folgendes umfasst: ein Zuleitungsrohr mit einer Innenfläche, die einen Hauptkraftstoffkanal definiert; einen Einspritzvorrichtungsbecher, der einstückig aus einer Außenfläche des Zuleitungsrohrs herausragt, wobei eine Innenfläche des Einspritzvorrichtungsbechers eine Bohrung definiert, die sich an einem Ende des Einspritzvorrichtungsbechers öffnet; und einen Kraftstoffdurchlass, der eine Fluidverbindung zwischen der Bohrung und dem Hauptkraftstoffkanal herstellt, wobei der Kraftstoffdurchlass einem Abschnitt eines Lochs entspricht, das sich auf jeder von gegenüberliegenden Seiten des Einspritzvorrichtungsbechers durch den Einspritzvorrichtungsbecher erstreckt.