DE102022114255A1

DE102022114255A1 - Einsatzvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE102022114255A1
Application number: DE102022114255.8A
Authority: DE
Inventors: Brett Heher; Kevin Paul Bailey; Manuel Licon Flores; Adam Edgar Klingbeil; John Patrick Dowell
Original assignee: Transportation IP Holdings LLC
Current assignee: Transportation IP Holdings LLC
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-01-12
Also published as: US20230012000A1; AU2022203224A1; US11608803B2; CN115596587A

Abstract

Eine Einsatzvorrichtung umfasst einen ersten Kopplungskörper, der in einen Motorzylinderkopf eingesetzt ist. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um eine Mittelachse, um ein erstes Innenvolumen des ersten Kopplungskörpers zu definieren, das so geformt ist, dass es eine distale Spitze einer Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt. Die Einsatzvorrichtung umfasst einen zweiten Mischkörper, der mit dem ersten Kopplungskörper gekoppelt ist und sich um die Mittelachse erstreckt. Der zweite Mischkörper umfasst Leitungen, die Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzdüse und Luft von einer Brennkammer empfangen, den Kraftstoff mit der Luft kombinieren und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer leiten. Der erste Kopplungskörper weist eine erste Endfläche auf, die positioniert ist, um dem Zylinderkopf zugewandt zu sein, und der erste Kopplungskörper ist verjüngt, so dass ein Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers in Richtung der ersten Endfläche größer ist als in Richtung des zweiten Mischkörpers.

Description

Staatliche Lizenzrechte
Diese Erfindung wurde mit staatlicher Unterstützung im Rahmen der Kooperationsvereinbarung DEEE0009199 gemacht, die vom Amt für Energieeffizienz und erneuerbare Energien vergeben wurde. Die Regierung hat bestimmte Rechte an der Erfindung.
Technisches Gebiet.
Der hierin beschriebene Gegenstand betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Mischen von Kraftstoff und Luft in ein Kraftstoff-Luft-Gemisch vor dem Einspritzen des Gemischs in Motorzylinder.
Erörterung über Technik.
Bei einem Kompressionszündungsmotor kann Kraftstoff direkt in komprimierte heiße Gase wie Luft oder eine Mischung aus Luft und rückgeführtem Abgas eingespritzt werden. Der Kraftstoff vermischt sich mit diesen Zylindergasen in der Nähe der Einspritzstelle des Kraftstoffs in die Zylinder des Motors. Wenn sich der relativ kühle Brennstoff mit den Gasen höherer Temperatur mischt, erreicht das resultierende Gemisch eine Temperatur, die für die Zündung ausreicht. Dies kann ein dynamisches Ereignis sein und Kraftstoff kann gezündet werden und am Kopf einer Kraftstoffsprühwolke brennen, während Kraftstoff weiterhin in das andere Ende der Sprühwolke eingespritzt wird.
Da die Temperatur der in dem eingespritzten Kraftstoff mitgeführten Gase erhöht bleibt, kann die Verzögerung zwischen der Einspritzung des Kraftstoffs und der Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem Zylinder verringert werden. Dies kann dazu führen, dass die Kraftstoffsprühwolke vor der anfänglichen Zündung ein suboptimales Kraftstoff-Luft-Mischverhältnis aufweist, was Ruß erzeugen kann. Die Erzeugung und der daraus resultierende Aufbau von Ruß kann die Leistung des Motors verschlechtern und schließlich eine Reinigung oder andere Reparatur des Motors erfordern. Zusätzlich können bestimmte Vorschriften oder Gesetze einschränken, wie viel Feinstaub oder andere Emissionen von Motoren erzeugt werden können.
Zwischen Kraftstoffeinspritzdüsen und Brennkammern von Motorzylindern können Einsatzvorrichtungen angeordnet werden, um Kraftstoff und Luft zu mischen, bevor das Gemisch aus Kraftstoff und Luft in die Brennkammern geleitet wird. Diese Einsatzvorrichtungen können extremen Temperaturen ausgesetzt sein, die mechanische Belastungen auf die Einsatzvorrichtungen ausüben können, da diese Vorrichtungen andere Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) aufweisen als die Zylinderköpfe, mit denen die Einsatzvorrichtungen gekoppelt sind. Diese Beanspruchung kann die Einsatzvorrichtungen und/oder Zylinderköpfe beschädigen oder zerstören. Dementsprechend besteht ein Bedarf an Einsatzvorrichtungen, die diese Spannungen reduzieren oder eliminieren, um die Nutzungsdauer der Einsatzvorrichtungen zu erhöhen.
Außerdem können die Einsatzvorrichtungen Leitungen umfassen, durch die Kraftstoff von Kraftstoffeinspritzdüsen empfangen wird. Die Leitungen können aufgrund der geringen Abstände zwischen den Kraftstoffeinspritzdüsen und den Einsatzvorrichtungen schwierig mit Löchern in den Kraftstoffeinspritzdüsen auszurichten sein, aus denen der Kraftstoff ausgestoßen wird. Eine Fehlausrichtung der Leitungen der Einsatzvorrichtungen und Löcher in den Kraftstoffeinspritzdüsen kann den Kraftstofffluss in die Motorzylinder stören und den Betrieb der Zylinder beeinträchtigen. Daher besteht ein weiterer Bedarf an einer Möglichkeit, die Leitungen der Einsatzvorrichtungen mit Löchern in Kraftstoffeinspritzdüsen auszurichten.
Kurze Beschreibung
In einem Beispiel wird eine Einsatzvorrichtung bereitgestellt, die einen ersten Kopplungskörper umfasst, der so geformt ist, dass er in eine Aufnahme eines Zylinderkopfs eines Motorzylinders eingesetzt werden kann. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um eine Mittelachse, um ein erstes Innenvolumen des ersten Kopplungskörpers zu definieren, das so geformt ist, dass es eine oder mehrere distale Spitzen einer Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt. Die Einsatzvorrichtung umfasst auch einen zweiten Mischkörper, der mit dem ersten Kopplungskörper gekoppelt ist und sich um die Mittelachse herum erstreckt. Der zweite Mischkörper umfasst Leitungen, die dazu konfiguriert sind, von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgegebenen Kraftstoff und Luft aus der Brennkammer aufzunehmen, den Kraftstoff mit der Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu kombinieren und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motorzylinders zu leiten. Der erste Kopplungskörper hat eine erste Endfläche, die positioniert ist, um dem Zylinderkopf zugewandt zu sein, und der erste Kopplungskörper ist verjüngt, so dass ein Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers in Richtung der ersten Endfläche größer ist als in Richtung des zweiten Mischkörpers.
In einem anderen Beispiel wird eine Einsatzvorrichtung bereitgestellt, die einen ersten Körper umfasst, der so geformt ist, dass er mit einer Zylinderkopfaufnahme zusammenpasst. Der erste Körper ist so geformt, dass er eine Spitze einer Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt, aus der Kraftstoff ausgestoßen wird. Die Einsatzvorrichtung umfasst auch einen zweiten Körper, der einstückig mit dem ersten Körper ausgebildet ist. Der zweite Körper kann Leitungen umfassen, die dazu konfiguriert sind, den von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgestoßenen Kraftstoff aufzunehmen, den Kraftstoff mit Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mischen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Brennkammer eines Motorzylinders zu leiten. Der erste Körper kann eine oder mehrere innere Kammern umfassen, die es dem ersten Körper ermöglichen, sich zu biegen und thermische Spannungen in dem ersten Körper zu reduzieren, wenn sich der erste Körper thermisch ausdehnt.
In einem anderen Beispiel wird eine andere Einsatzvorrichtung bereitgestellt. Die Einsatzvorrichtung umfasst einen ersten Körper, der so geformt ist, dass er in eine Aufnahme eines Zylinderkopfs eines Motorzylinders eingesetzt werden kann, und einen zweiten Körper, der mit dem ersten Körper gekoppelt ist und Leitungen beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, von einer Kraftstoffeinspritzdüse ausgegebenen Kraftstoff aufzunehmen, den Kraftstoff mit in den zweiten Körper gesaugter Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mischen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Brennkammer des Motorzylinders zu leiten. Der erste Körper und/oder der zweite Körper umfassen eine ebene Innenfläche, die so angeordnet ist, dass sie mit einem entsprechenden ebenen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenpasst, um den Kraftstoffausstoß von der Kraftstoffeinspritzdüse mit den Leitungen in dem zweiten Körper auszurichten.
Figurenliste
Der Gegenstand der Erfindung kann aus der Lektüre der folgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstanden werden, wobei unten:

1 eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Einsatzvorrichtung veranschaulicht, die mit einem Zylinderkopf eines Motorzylinders in einem Motor gekoppelt ist;
2 eine perspektivische Draufsicht eines Beispiels der in 1 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
3 eine perspektivische Unteransicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
4 eine Seitenansicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
5 eine Draufsicht auf die in 2 gezeigte Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
6 eine Unteransicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
7 eine Querschnittsansicht eines Beispiels der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht, die mit einem Zylinderkopf eines Motorzylinders gekoppelt ist;
8 eine weitere Querschnittsansicht eines Beispiels der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht, die mit dem Zylinderkopf des Motorzylinders gekoppelt ist;
9 eine Querschnittsansicht der Einsatzvorrichtung entlang der in 4 gezeigten Linie 8-8 veranschaulicht;
10 eine perspektivische Draufsicht eines anderen Beispiels einer Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
11 eine perspektivische Unteransicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
12 eine Seitenansicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
13 eine Draufsicht auf die in 10 gezeigte Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
14 eine Unteransicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
15 eine Querschnittsansicht eines Beispiels der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht, die mit einem Zylinderkopf eines Motorzylinders gekoppelt ist;
16 eine perspektivische Draufsicht auf ein weiteres Beispiel einer Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
17 eine perspektivische Unteransicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
18 eine Seitenansicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
19 eine Draufsicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
20 eine Unteransicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht;
21 ein weiteres Beispiel einer Einsatzvorrichtung veranschaulicht; und
22 eine Querschnittsansicht der in 21 gezeigten Einsatzvorrichtung veranschaulicht, die mit einem Zylinderkopf gekoppelt ist.

Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen des hierin beschriebenen Gegenstands beziehen sich auf Einsatzvorrichtungen und -verfahren, die Kraftstoff und Gas (z.B. Luft) in ein Kraftstoff-und-Gas- (oder Kraftstoff-und-Luft-)Gemisch mischen, das dann in Motorzylinder geleitet wird. Die Einsatzvorrichtungen können eine Zündverzögerung des Kraftstoffs beeinflussen und/oder steuern (z.B. durch Verzögern der Zündung relativ zum Zeitpunkt der Einspritzung). Die Zündsteuerung kann ermöglichen, dass ein anderes (z.B. magereres) Kraftstoff-Luft-Gemisch erreicht wird, bevor das Gemisch an einem Verbrennungsbereich ankommt, um sich zu zünden oder zu verbrennen. Mehrere Konzepte werden hierin beschrieben, die diese Modifikation des Kraftstoffverbrennungsereignisses erleichtern. Obwohl Rohre und Kanäle in einigen Anordnungen verwendet werden können, definieren andere Einsatzvorrichtungen Kanäle, Strömungswege, Leitungen und dergleichen und umfassen weder eine Rohrstruktur noch eine Kanalstruktur innerhalb der Brennkammer eines Zylinders. Es hat sich gezeigt, dass einige Vorrichtungen mit Rohren oder Kanälen unter katastrophalen Ausfällen leiden, wie z.B. Explosionen, die innerhalb der Rohre auftreten.
Unter Bezugnahme auf einige dieser Konzepte können die Einsatzvorrichtungen in Zylinderköpfen zwischen Kraftstoffeinspritzdüsen und Kolben innerhalb von Motorzylindern platziert werden oder können oben auf den Kolben angeordnet werden. Die Einsatzvorrichtungen können eine Heißgasmenge steuern (z.B. reduzieren), die in einen eingespritzten Brennstoffstrom mitgerissen wird. Eine Kraftstoffeinspritzdüse kann den Kraftstoff einspritzen und kann eine Düse aufweisen, die mehrere Kraftstoffströme bildet. Durch das Hinzufügen dieser Einsatzvorrichtungen haben der Kraftstoff und die Luft möglicherweise mehr Zeit, sich zu vermischen, bevor sie in den Motorzylindern gezündet werden. Zusätzlich kann das Verhältnis von Kraftstoff zu Gas/Luft gesteuert werden, was die Erzeugung bestimmter Abgasprodukte (z.B. Ruß, NOx) während des Verbrennungsprozesses verringern oder eliminieren kann. Die hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Einsatzvorrichtungen können auch als Mischstrukturen oder Mischanordnungen bezeichnet werden.
Durch Hinzufügen dieser Einsatzvorrichtungen zu Motoren können die Vorrichtungen mit dem heißen Gas und der Luft in Kontakt kommen, um als Wärmesenke zu wirken. Auf diese Weise können die Einsatzvorrichtungen das zuvor heiße Gas/die zuvor heiße Luft lokal kühlen, wenn das Gas/die Luft in eine Brennstoffstromfahne innerhalb der Einsatzvorrichtungen eingebracht, mitgerissen und/oder zusammen mit dieser mitgerissen wird. Die Einsatzvorrichtungen können die Gase kühlen, die in Kraftstoffströmen mitgerissen werden können, die in die Zylinder eingespritzt werden. Ein kühleres Gemisch kann die Zündung verzögern und dadurch eine Menge an erzeugtem Ruß verringern oder die Erzeugung von Ruß insgesamt verhindern. Verschiedene Ausführungsformen der Einsatzvorrichtungen können als eine Rußreduktionsanordnung oder eine Motoranordnung bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, umfassen die Begriffe Gas oder Gase Luft, eine Kombination aus Luft und rückgeführtem Abgas (EGR), eine Kombination aus Luft und anderen Verdünnungsmitteln (z.B. Wasserdampf, CO2 und/oder N2 usw.), Luft, die modifiziert wurde, um die Sauerstoffkonzentration zu ändern, und eine Kombination aus irgendeinem der Vorhergehenden mit angesaugtem Erdgas.
Alternativ können eine oder mehrere Ausführungsformen der Einsatzvorrichtungen Kanäle umfassen, die mit Auslässen einer Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet sind, um eine kanalisierte Kraftstoffeinspritzdüse zu bilden. Die Kraftstoffeinspritzdüsenauslässe können mit den Kanälen innerhalb der Einsatzvorrichtungen ausgerichtet sein und sich durch diese hindurch erstrecken (vom Innenvolumen zur Außenfläche der Einsatzvorrichtung).
Wie hierin beschrieben, umfassen verschiedene Ausführungsformen der Einsatzvorrichtungen Merkmale oder Konstruktionen, die mechanische Spannungen reduzieren oder eliminieren, die durch die erhöhten Temperaturen verursacht werden, denen die Einsatzvorrichtungen ausgesetzt sind. Eine Reduzierung dieser Spannungen kann die Nutzungsdauer der Einsatzvorrichtungen und/oder Zylinderköpfe erhöhen.
Die Einsatzvorrichtung kann unter Verwendung von dreidimensionalem Drucken, direktem Metall-Lasersintern oder dergleichen additiv hergestellt werden. Die Einsatzvorrichtung kann aus dem gleichen Material oder einer Kombination von Materialien gebildet sein. Die Einsatzvorrichtung kann ein homogener Körper sein, der über den gesamten Vorrichtungskörper eine konsistente Formulierung und Dichte aufweist. Beispielsweise können die relativen Mengen oder das Verhältnis von Gewichten, Volumina oder sowohl Gewichten als auch Volumina von Materialien, die verwendet werden, um die Einsatzvorrichtung zu bilden, über die gesamte Einsatzvorrichtung unabhängig von der Größe oder Form irgendeines Teils der Einsatzvorrichtung gleich sein. Alternativ kann die Einsatzvorrichtung ein inhomogener Körper sein, wobei sich die relativen Mengen oder Verhältnisse von Gewichten, Volumina oder sowohl Gewichten als auch Volumina von Materialien an unterschiedlichen Stellen der Einsatzvorrichtung unterscheiden. Die Einsatzvorrichtung kann insofern monolithisch sein, als die Einsatzvorrichtung als einstückiger Körper ausgebildet ist und nicht durch Bilden separater Teile erzeugt wird, die später zusammengefügt werden, um die Einsatzvorrichtung zu bilden. Die Körper der monolithischen Einsatzvorrichtung können einstückig miteinander als ein einziger Körper ausgebildet werden. Der monolithische Aspekt oder die Beschaffenheit der Einsatzvorrichtung kann durch das Fehlen jeglicher Nähte oder Schnittstellen zwischen verschiedenen Teilen, die miteinander verbunden sind, um die Einsatzvorrichtung zu bilden, identifiziert oder verifiziert werden. Alternativ muss die Einsatzvorrichtung kein monolithischer Körper sein, da die Einsatzvorrichtung aus mehreren separaten Stücken gebildet ist, die später zusammengefügt werden, um die Einsatzvorrichtung zu bilden. Der nicht-monolithische Aspekt oder die Natur der Einsatzvorrichtung kann durch Nähte oder Schnittstellen zwischen verschiedenen Teilen identifiziert oder verifiziert werden, die miteinander verbunden sind, um die Einsatzvorrichtung zu bilden.
Der additive Herstellungsprozess zum Bilden der Einsatzvorrichtung kann das sequentielle Aufbauen des Vorrichtungskörpers Schicht für Schicht umfassen. Geeignete Prozesse umfassen zum Beispiel selektives Laserschmelzen (oder Sintern) und Binder-Jetting. Selektives Laserschmelzen umfasst das Abscheiden einer Pulverschicht auf einer Bauplatte und das Schmelzen ausgewählter Teile der Leistung mit einem Ytterbium-Faserlaser, der ein Computer-Aided-Design-(CAD)-Muster oder eine Datei scannt. Binder Jetting erzeugt ein Teil durch Interkalieren von Metallpulver und Polymerbindemittel, das die Partikel und Schichten ohne die Verwendung von Lasererwärmung miteinander verbindet.
Unterschiedliche Teile der Einsatzvorrichtung können aus unterschiedlichen Materialien additiv gefertigt werden. Zum Beispiel kann der Abschnitt der Einsatzvorrichtung, der an den Zylinderkopf eines Motorzylinders angrenzt oder ihn berührt, aus einem ersten Material (z.B. Metall oder Metalllegierung, Polymer, Keramik usw.) mit einem CTE gebildet sein, der gleich oder näher an dem CTE des Zylinderkopfs ist, während ein anderer Abschnitt des Einsatzvorrichtung, die nicht an dem Zylinderkopf anliegt oder ihn berührt, kann aus einem anderen Material mit einem CTE gebildet sein, der sich von dem CTE des Zylinderkopfs unterscheidet oder weiter davon entfernt ist (weiter entfernt vom CTE des Zylinderkopfs als der Abschnitt der Einsatzvorrichtung, der den Zylinderkopf berührt).
Die Einsatzvorrichtung kann so gestaltet sein, dass sie eine Form hat, die eine Presspassung zwischen der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf bereitstellt. Die Form der Einsatzvorrichtung, die die Presspassung bereitstellt, kann eine Verjüngung aufweisen, um die Größe der Pressung zu steuern (z.B. die Kraft, die durch die Einsatzvorrichtung auf den Zylinderkopf ausgeübt wird). Zum Beispiel kann die sich verjüngende Form der Einsatzvorrichtung einen geringeren Druck oder eine geringere Kraft gegen den Zylinderkopf an Stellen bereitstellen, die näher an der Brennkammer liegen (wo die Temperaturen höher sein können), und größere Drücke oder Kräfte gegen den Zylinderkopf an Stellen, die weiter von der Brennkammer entfernt sind (wo Temperaturen zweitrangig sein können).
Die Einsatzvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie einen inneren Ausschnitt oder eine innere Tasche aufweist, die ein Biegen der Einsatzvorrichtung im Bereich der Presspassung ermöglicht (z.B. an Stellen, die sich seitlich zwischen dem Zylinderkopf und einem Innenvolumen der Einsatzvorrichtung befinden). Wenn sich die Einsatzvorrichtung erwärmt, kann sich die Einsatzvorrichtung thermisch ausdehnen und ein Biegen der Einsatzvorrichtung kann durch den inneren Ausschnitt oder die innere Tasche absorbiert werden, um die Belastung durch die Wärmeausdehnung der Einsatzvorrichtung zu verringern.
Zwischen der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf kann eine Hülse aus einem duktilen Material angeordnet (z.B. gepresst) werden. Die Hülse kann Wärmeausdehnungsspannungen im Zylinderkopf reduzieren, die durch die Unterschiede im CTE zwischen der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf verursacht werden. Die Hülse kann optional auf oder in die Einsatzvorrichtung eingefädelt werden und an einer Schulter am Zylinderkopf anliegen. Die Hülse kann die Kraftstoffeinspritzdüse stützen und die Einsatzvorrichtung relativ zur Kraftstoffeinspritzdüse in Position halten.
Die Kraftstoffeinspritzdüse kann eine ebene Oberfläche an einem Außenumfang der Kraftstoffeinspritzdüse aufweisen. Die Einsatzvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie eine Passfläche auf einer Außenfläche aufweist. Diese ebenen Oberflächen der Kraftstoffeinspritzdüse und der Einsatzvorrichtung können miteinander zusammenpassen, um Löcher oder Leitungen in der Einsatzvorrichtung (durch die Kraftstoff-Luft-Gemische durch und aus der Einsatzvorrichtung strömen) mit Löchern in der Kraftstoffeinspritzdüse auszurichten, durch die Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzdüse in die Einsatzvorrichtung ausgestoßen wird.
1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Einsatzvorrichtung 100, die mit einem Zylinderkopf 300 eines Motorzylinders 302 in einem Motor gekoppelt ist. Die Einsatzvorrichtung kann an einer Stelle zwischen einer Kraftstoffeinspritzdüse 304 und einer Krone 306 eines Kolbens 308 in dem Zylinder mit dem Zylinderkopf gekoppelt sein. Der Kolben bewegt sich während des Betriebs des Motors auf die Kraftstoffeinspritzdüse zu und von dieser weg oder in der Perspektive von 1 nach oben und unten. In der dargestellten Ausführungsform kann die Einsatzvorrichtung stationär sein, da die Mischstruktur an dem Zylinderkopf montiert oder anderweitig daran befestigt sein kann. Der Kolben bewegt sich sowohl auf die Kraftstoffeinspritzdüse als auch auf die stationäre Einsatzvorrichtung zu und von dieser weg. In einer Ausführungsform kann die Einsatzvorrichtung befestigt oder anderweitig mit dem Kolbenboden verbunden oder in diesen eingebaut sein, so dass sich die Einsatzvorrichtung mit dem Kolben auf die Kraftstoffeinspritzdüse zu und von ihr weg bewegt.
Im Betrieb spritzt die Kraftstoffeinspritzdüse einen oder mehrere Kraftstoffströme in das zentrale Volumen des Körpers der Einsatzvorrichtung ein. Während des Betriebs fließen die Kraftstoffströme von der Kraftstoffeinspritzdüse durch ein zentrales Volumen der Einsatzvorrichtung. Der der Kraftstoffeinspritzdüse zugeführte Druck kann bewirken, dass der gesamte oder im Wesentlichen der gesamte (z.B. mindestens 90 %) Kraftstoff durch die Leitungen der Einsatzvorrichtung strömt (nach dem Mischen mit Gasen, wie hierin beschrieben).
Wenn der Kraftstoff in das Innenvolumen der Einsatzvorrichtung fließt, zieht der sich bewegende Kraftstoff Gase durch Luftkanäle in der Vorrichtung (z.B. eine Öffnung entlang der Oberseite der Einsatzvorrichtung, wie etwa die Seite der Einsatzvorrichtung, die vom Kolben weg und im Allgemeinen in Richtung der Kraftstoffeinspritzdüse zeigt; Öffnungen über den Kraftstoffdurchgängen; Öffnungen unter den Kraftstoffdurchgängen; usw.). Die Gase, die relativ heiß sein können, können durch das Innere der Einsatzvorrichtung gezogen werden, so dass sich die heißen Gase von außerhalb der Einsatzvorrichtung nach innen in ein zentrales Volumen der Einsatzvorrichtung bewegen.
Die Einsatzvorrichtung kann die einströmende Luft kühlen, indem sie als Wärmesenke fungiert und/oder die Verweilzeit der Luft verlängert (z.B. die Zeitdauer, während der die Luft durch die Einsatzvorrichtung strömt, sich mit Kraftstoff vermischt und in den Motorzylinder eintritt). Die zumindest teilweise gekühlten Gase werden dann in der Brennstoffströmung in der Einsatzvorrichtung mitgerissen, um ein Brennstoff-und-Gas-Gemisch innerhalb der Einsatzvorrichtung zu bilden. Dieses Kraftstoff-und-Gas-Gemisch kann gebildet werden, bevor der Kraftstoff oder das Gas in die Brennkammer des Zylinders eintritt. Der Brennstoff und das Gas vermischen sich zu dem Brennstoff-und-Gas-Gemisch, das über eine oder mehrere Gemischleitungen aus der Einsatzvorrichtung strömt. Das Kraftstoff-Gas-Gemisch strömt dann in die Brennkammer des Zylinders. Dieses Kraftstoff-und-Gas-Gemisch kann kühler sein als Kraftstoff-und-Gas-Gemische, die nicht durch die Einsatzvorrichtung strömen oder sich darin vermischen, was die Zündung in der Kammer des Zylinders verzögern und die Rußbildung verhindern oder reduzieren kann, wie hierin beschrieben.
Optional können die Leitungen so ausgerichtet sein, dass sie das Kraftstoff-und-Gas-Gemisch weiter in die Brennkammer des Zylinders leiten, sodass das Kraftstoff-und-Gas-Gemisch weiter in die Brennkammer eindringt (z.B. verglichen mit dem Leiten des Brennstoffs und Gases in die Brennkammer, ohne den Brennstoff und das Gas unter Verwendung der Einsatzvorrichtung zu mischen). Zum Beispiel kann das Mischen des Brennstoffs und des Gases in der Einsatzvorrichtung und dann das Leiten des Brennstoff-und-Gas-Gemisches in die Brennkammer unter Verwendung der Einsatzvorrichtung die Kombination aus Masse und Geschwindigkeit des Gemischstrahls relativ zu der Masse und Geschwindigkeit ändern, die der Brennstoff-und Gasstrahl getrennt hätten, ohne den Brennstoff und das Gas in der Einsatzvorrichtung vorzumischen. Zum Beispiel kann der Strahl mit der Mischstruktur begrenzter (z.B. schmaler) sein als der Strahl ohne die Einsatzvorrichtung. Außerdem kann der Strahl eine geringere anfängliche Massenmitnahme, aber eine höhere Geschwindigkeit relativ zu dem Strahl ohne die Einsatzvorrichtung aufweisen. Ohne die Einsatzvorrichtung könnte der Strahl früher mehr Gase im Strömungsweg mitreißen, die eine hohe Masse innerhalb des Bereichs des Sprays aufweisen würden und das Spray verteilen würden, was zu einer geringeren Geschwindigkeit und einem geringeren Eindringen in den Zylinder führen würde. Die stärker konzentrierte, höhere Geschwindigkeit des Gemischs durch die Einsatzvorrichtung bewirkt, dass das Gemisch weiter in die Brennkammer zu Stellen eintritt, die weiter von der Einsatzvorrichtung entfernt sein können (relativ dazu, dass die Einsatzvorrichtung nicht verwendet wird). Wenn das Eindringen des Gemischs in die Brennkammer zunimmt, kann die Rußoxidation innerhalb der Brennkammer verstärkt werden, was die Rußmenge in dem Motorzylinder eliminieren oder verringern kann.
2 veranschaulicht eine perspektivische Draufsicht eines Beispiels einer Einsatzvorrichtung 100, die in 1 gezeigt ist. 3 veranschaulicht eine perspektivische Unteransicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung. 4 veranschaulicht eine Seitenansicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung. 5 veranschaulicht eine Draufsicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung. 6 veranschaulicht eine Unteransicht der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung. 7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Beispiels der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung, die mit einem Zylinderkopf 602 eines Motorzylinders 604 gekoppelt ist. 8 veranschaulicht eine weitere Querschnittsansicht eines Beispiels der in 2 gezeigten Einsatzvorrichtung, die mit dem Zylinderkopf des Motorzylinders gekoppelt ist.
Die Einsatzvorrichtung umfasst einen ersten Kopplungskörper 102 , der geformt ist, um in eine Aufnahme 600 (in 7 gezeigt) des Zylinderkopfs des Motorzylinders eingesetzt zu werden. Der erste Kopplungskörper kann eine allgemein zylindrische Form mit einer Verjüngung haben, wie unten beschrieben. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um eine Mittelachse 104 der Einsatzvorrichtung herum. Diese Mittelachse kann sich entlang oder parallel zu der Länge einer Kraftstoffeinspritzdüse 304 (wie in 7 gezeigt) erstrecken. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um die Einsatzvorrichtung herum und definiert ein erstes Innenvolumen 106. Beispielsweise kann der erste Kopplungskörper ein ringförmiger Körper sein, der das erste Innenvolumen umgibt. Während der erste Kopplungskörper als kreisförmig gezeigt ist, kann der erste Kopplungskörper alternativ keine kreisförmige Form haben. Beispielsweise kann der erste Kopplungskörper eine oder mehrere lineare Seiten umfassen.
Dieses erste Innenvolumen ist so geformt, dass es eine distale Spitze 606 (in 7 gezeigt) der Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt. Wie in 7 gezeigt, kann das erste Innenvolumen groß genug sein, um die distale Spitze und eine Hülse 616 (unten beschrieben) aufzunehmen, ohne dass zusätzliches Volumen oder Raum innerhalb des ersten Innenvolumens vorhanden ist. Alternativ kann das erste Innenvolumen größer sein, so dass ein oder mehrere offene Volumina oder Zwischenräume zwischen zwei oder mehreren des ersten Kopplungskörpers, der Hülse und der Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet sind.
Die Einsatzvorrichtung umfasst auch einen zweiten Mischkörper 108, der mit dem ersten Kopplungskörper gekoppelt ist. Der zweite Mischkörper kann optional auch als zweiter Leitkörper bezeichnet werden. Der erste und der zweite Körper der Einsatzvorrichtung können unterschiedliche Abschnitte eines einzelnen, monolithischen Körpers sein oder können getrennte Teile sein, die separat geformt, aber später zusammengefügt werden. Der zweite Mischkörper erstreckt sich um die Mittelachse des Einsatzes herum. Der zweite Mischkörper kann eine sich nach außen erweiternde Form oder Schwalbenschwanzform haben, so dass der zweite Mischkörper von einem kleineren Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers zu einem größeren Außendurchmesser des zweiten Mischkörpers übergeht.
Der zweite Mischkörper umfasst Leitungen 110, die konfiguriert (z.B. geformt und/oder positioniert) sind, um von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgegebenen Kraftstoff aufzunehmen. Die Leitungen können als Mischungsleitungen bezeichnet werden. Die Leitungen können sich von einer inneren Fläche oder Innenfläche 114 der Einsatzvorrichtung zu der äußeren Fläche oder Außenfläche 108 der Einsatzvorrichtung erstrecken. Die Innenfläche des Einsatzkörpers kann die Mittelachse der Einsatzvorrichtung umgeben oder sich anderweitig um sie herum erstrecken und ihr zugewandt sein. Die Leitungen können mit Kraftstoffsprühlöchern 612 (in 7 gezeigt) der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet sein, so dass aus den Löchern ausgestoßener Kraftstoff in die Leitungen in dem zweiten Mischkörper geleitet wird. Die Leitungen und Löcher können so ausgerichtet sein, dass die Richtung oder Bewegungsbahn des Kraftstoffs nicht geändert werden muss, damit der Kraftstoff in und durch die Leitungen und aus der Einsatzvorrichtung fließen oder strömen kann.
Die Leitungen können auch Gas (z.B. Luft) von außerhalb der Einsatzvorrichtung empfangen. Beispielsweise kann Luft über eine zweite Endfläche 300 der Einsatzvorrichtung und in die Innenvolumina der Einsatzvorrichtung strömen. Die zweite Endfläche ist der Brennkammer zugewandt und liegt einer ersten Endfläche 308 gegenüber (die im Allgemeinen von der Brennkammer weg und in Richtung der Kraftstoffeinspritzdüse weist). Die Luft kann durch den Kraftstoffstrom in und durch die Leitungen der Einsatzvorrichtung in das erste Innenvolumen gezogen werden. Die Leitungen können so geformt sein, dass sie den Brennstoff und die Luft in den Leitungen zu einem Brennstoff-Luft-Gemisch mischen. Beispielsweise kann jede der Leitungen eine reduzierte Größe (z.B. Innendurchmesser) relativ zum Innenvolumen der Einsatzvorrichtung aufweisen. Diese verringerte Größe kann dazu beitragen, den Kraftstoff und die Luft mit einem gewünschten oder bestimmten Kraftstoff-Luft-Verhältnis in das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mischen. Eine Änderung der Länge der Leitungen, des Innendurchmessers der Leitungen oder dergleichen kann dieses Verhältnis ändern.
Optional können eine oder mehrere der Leitungen Gas (z.B. Luft) von außerhalb der Einsatzvorrichtung empfangen, das dann in das Innenvolumen der Einsatzvorrichtung und dann über eine oder mehrere andere Leitungen aus der Einsatzvorrichtung strömt. Es können mehr Leitungen um den Außenumfang des zweiten Mischkörpers herum vorhanden sein, als Löcher der Kraftstoffeinspritzdüse (durch die Kraftstoff ausgestoßen wird) vorhanden sind. Die Leitungen, die nicht mit den Löchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet sind, können Luft von außerhalb der Einsatzvorrichtung aufnehmen und in das Innenvolumen der Einsatzvorrichtung leiten.
Die Leitungen können von den Innenflächen oder dem Innenvolumen der Einsatzvorrichtung in Richtung nach unten zur Außenfläche der Einsatzvorrichtung abgewinkelt sein. Diese abgewinkelte Richtung kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch (oder Kraftstoff-Luft-Gemisch) in den Leitungen in eine Brennkammer 610 (in 7 gezeigt) des Motorzylinders 604 (in 7 gezeigt) leiten. Wahlweise können die Leitungen nicht nach unten abgewinkelt sein.
Wie in 8 gezeigt, kann der erste Kopplungskörper eine sich verjüngende Form haben, um Spannungen zwischen der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf zu kontrollieren. Der erste Kopplungskörper kann verjüngt sein, indem der erste Kopplungskörper an der ersten Endfläche breiter ist als an der Grenzfläche zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem zweiten Mischkörper, wie in 7 gezeigt. Ein Außendurchmesser 301 des ersten Kopplungskörpers kann an verschiedenen Stellen entlang der Länge des ersten Kopplungskörpers unterschiedlich sein, um diese verjüngte Form bereitzustellen. Beispielsweise kann der Außendurchmesser an Stellen entlang der Länge des ersten Kopplungskörpers am größten sein, die näher an der ersten Endfläche sind, und kann an Stellen entlang der Länge des ersten Kopplungskörpers kürzer sein, die weiter von der ersten Endfläche und näher an dem zweiten Mischkörper sind. Die sich verjüngende Form kann bewirken, dass der durch die Presspassung zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf erzeugte Druck entlang der Außenfläche des ersten Kopplungskörpers (der mit dem Zylinderkopf in Eingriff steht oder ihn berührt) an Stellen größer ist, die näher an der ersten Endfläche liegen, und kleiner an Stellen ist, die weiter von der ersten Endfläche entfernt (und näher an dem zweiten Mischkörper) sind. Zum Beispiel kann der erste Kopplungskörper während des Betriebs des Motorzylinders an Stellen, die näher an der Brennkammer des Motorzylinders liegen, auf heißere Temperaturen erwärmt werden als an Stellen, die weiter von der Brennkammer entfernt sind. Dadurch kann sich der erste Kopplungskörper an Stellen, die näher am zweiten Mischkörper liegen, stärker thermisch ausdehnen und der Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers stärker vergrößern als an Stellen, die weiter vom zweiten Mischkörper entfernt sind. Während eine oder mehrere hier gezeigte und beschriebene Ausführungsformen beinhalten, dass die Einsatzvorrichtung an oder mit dem Zylinderkopf montiert wird, sind nicht alle Ausführungsformen auf diese Weise beschränkt. Mindestens eine Ausführungsform der Einsatzvorrichtungen kann in einer Laufbuchse eines Motorzylinders montiert werden.
Diese sich verjüngende Form sorgt für einen Übergang von (a) einer Spielpassung zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf an oder näher an der Grenzfläche zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem zweiten Mischkörper zu (b) der Press- oder Übergangspassung zwischen dem ersten Kopplungskörper und den Zylinderkopf an oder näher an der ersten Endfläche des ersten Kopplungskörpers. Das Verjüngen des ersten Kopplungskörpers kann ermöglichen, dass diese Wärmeausdehnung auftritt, ohne übermäßigen Druck oder übermäßige Spannungen zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf zu erzeugen, die den Zylinderkopf oder den ersten Kopplungskörper brechen oder anderweitig beschädigen würden. Die sich verjüngende Form kann ermöglichen, dass das erste Ende des ersten Kopplungskörpers die Presspassungs- oder Übergangspassungskopplung zwischen der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf aufrechterhält, ohne die Einsatzvorrichtung und den Zylinderkopf zu beschädigen, während das zweite Ende des ersten Kopplungskörpers expandieren kann, ohne den Zylinderkopf zu berühren (oder, wenn Kontakt hergestellt wird, wird die erzeugte Spannung oder der erzeugte Druck relativ dazu reduziert, dass der erste Kopplungskörper nicht verjüngt ist).
In dem veranschaulichten Beispiel ist eine Hülse 616 um die Kraftstoffeinspritzdüse herum angeordnet, wobei die distale Spitze der Kraftstoffeinspritzdüse aus einem zweiten Ende der Hülse herausragt (wie in 7 gezeigt). Die Hülse kann aus einem duktilen Material gebildet sein, wie etwa einem oder mehreren Metallen oder Metalllegierungen. Alternativ kann die Hülse aus einem anderen Materialtyp gebildet werden. Die Hülse umfasst gebogene Abschnitte, die Schultern 617 bilden, die auf Stufen 619 innerhalb des Zylinderkopfs ruhen.
Die Hülse kann ein Kühlmittel (z.B. Wasser oder ein anderes Kühlmedium) außerhalb der Kraftstoffeinspritzdüse und zwischen der Kraftstoffeinspritzdüse und Innenflächen der Hülse zurückhalten. Das zweite Ende der Hülse ist zwischen dem ersten Kopplungskörper der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf angeordnet. Dieses zweite Ende der Hülse kann Wärmeausdehnungsspannungen im Zylinderkopf reduzieren, die durch die Unterschiede im CTE zwischen der Einsatzvorrichtung und dem Zylinderkopf verursacht werden. Beispielsweise kann die Hülse zusammengedrückt werden, um eine Ausdehnung der Einsatzvorrichtung zu absorbieren.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet das zweite Ende der Hülse Außengewinde 614. Diese Außengewinde ragen von der Hülse nach außen in Richtungen ab, die von der Mittelachse der Einsatzvorrichtung weg gerichtet sind. Wie in den 2, 3 und 7 gezeigt, beinhaltet die Innenfläche des ersten Kopplungskörpers der Einsatzvorrichtung Innengewinde 118. Alternativ kann die Innenfläche des zweiten Mischkörpers der Einsatzvorrichtung das Innengewinde aufweisen. Diese Innengewinde stehen von der Innenfläche des ersten Kopplungskörpers nach innen in Richtungen vor, die auf die Mittelachse der Einsatzvorrichtung ausgerichtet sind. Die Innen- und Außengewinde sind so geformt, dass sie zueinander passen. Hülse und Einsatzeinrichtung können miteinander verbunden und aneinander befestigt werden, indem die Einsatzeinrichtung auf die Hülse geschraubt wird und/oder die Hülse in die Einsatzeinrichtung geschraubt wird. Die Hülse kann das Kraftstoffeinspritzventil tragen und die Einsatzvorrichtung unter Verwendung dieser Gewindeverbindung relativ zum Kraftstoffeinspritzventil in Position halten.
Unter weiterer Bezugnahme auf die in den 2 bis 8 gezeigte Einsatzvorrichtung veranschaulicht 9 eine Querschnittsansicht der Einsatzvorrichtung entlang der in 4 gezeigten Linie 8-8. Die Innenfläche der Einsatzvorrichtung kann eine Positionierungsfläche 116 beinhalten. Die Positionierungsfläche ist ein Teil der Innenfläche, der eben oder ebener als ein oder mehrere andere Teile (oder der gesamte Rest) der Innenfläche ist. Die Innenfläche kann kreisförmige Formen oder Wege 801 entlang Umfängen der Innenfläche in verschiedenen Abständen entlang der Mittelachse der Einsatzvorrichtung bilden. Die Positionierungsfläche kann eine ebene Fläche sein, die von der Innenfläche gebildet wird, die nicht wie die kreisförmigen Formen oder Wege gekrümmt ist, wie in 9 gezeigt.
Die Positionierungsfläche kann an einer Position entlang des Umfangs der Innenfläche angeordnet sein, die auf Positionen der Leitungen in dem Einsatzkörper basiert. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann eine komplementäre Positionierungsfläche 800 an einer Position umfassen, die auf Positionen der Löcher basiert, durch die Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgestoßen wird. Die Positionierungsflächen der Einsatzvorrichtung und der Kraftstoffeinspritzdüse können miteinander zusammenpassen, um eine Drehposition des ersten Kopplungskörpers auf eine bestimmte Ausrichtung innerhalb des Zylinderkopfs auszurichten. Diese vorgesehene Ausrichtung kann die Gemischleitungen der Einsatzvorrichtung mit den Löchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausrichten. Wenn zum Beispiel die Positionierungsfläche der Einsatzvorrichtung mit der Positionierungsfläche der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenpasst, werden die Leitungen der Einsatzvorrichtung mit den Löchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet. Während des Einbaus der Einsatzvorrichtung kann das Zusammenpassen der Positionierungsflächen gegeneinander erfasst oder gefühlt werden, wodurch sichergestellt wird, dass die Einsatzvorrichtung richtig mit der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet ist.
10 veranschaulicht eine perspektivische Draufsicht eines weiteren Beispiels einer Einsatzvorrichtung 900. Die Einsatzvorrichtung 900 kann die in 1 gezeigte Einsatzvorrichtung 100 darstellen. 11 veranschaulicht eine perspektivische Unteransicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung. 12 veranschaulicht eine Seitenansicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung. 13 veranschaulicht eine Draufsicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung. 14 veranschaulicht eine Unteransicht der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung. 15 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Beispiels der in 10 gezeigten Einsatzvorrichtung, die mit einem Zylinderkopf 1402 eines Motorzylinders 1404 gekoppelt ist.
Die Einsatzvorrichtung 900 kann der Einsatzvorrichtung 100 ähnlich sein. Beispielsweise kann die Einsatzvorrichtung 900 einen ersten Kopplungskörper 902 mit der Endfläche 112 und einen zweiten Mischkörper 908 mit den Leitungen 110 beinhalten. Der erste Kopplungskörper und der zweite Mischkörper können sich um eine Mittelachse 904 erstrecken und ein zentrales Innenvolumen 906 definieren. Der erste Kopplungskörper umfasst eine Innenfläche 914, die das oben beschriebene Innengewinde 118 aufweisen kann. Die Einsatzvorrichtung kann mit dem Zylinderkopf gekoppelt sein, um Kraftstoff und Luft aufzunehmen und zu mischen, bevor das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motorzylinders geleitet wird, wie oben beschrieben.
Ein Unterschied zwischen den Einsatzvorrichtungen 100, 900 ist das Vorhandensein von Außengewinden 918 entlang einer Außenfläche des ersten Kopplungskörpers der Einsatzvorrichtung 900. Die Außengewinde können von dem ersten Kopplungskörper in von der Mittelachse wegweisende Richtungen nach außen vorstehen. Wie in 15 gezeigt, wird die Einsatzvorrichtung in einer Aufnahme 1400 des Zylinderkopfs 1402 aufgenommen. Im Gegensatz zu dem in 7 gezeigten Zylinderkopf 602 kann der Zylinderkopf 1402 Innengewinde 1406 enthalten, die nach innen vorstehen (z.B. in Richtung der Einsatzvorrichtung und aufeinander zu). Das Außengewinde der Einsatzvorrichtung kann mit dem Innengewinde des Zylinderkopfs zusammenpassen, um die Einsatzvorrichtung am Zylinderkopf zu befestigen.
16 veranschaulicht eine perspektivische Draufsicht eines weiteren Beispiels einer Einsatzvorrichtung 1500. Die Einsatzvorrichtung 1500 kann die in 1 gezeigte Einsatzvorrichtung 100 repräsentieren. 17 veranschaulicht eine perspektivische Unteransicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung. 18 veranschaulicht eine Seitenansicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung. 19 veranschaulicht eine Draufsicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung. 20 veranschaulicht eine Unteransicht der in 16 gezeigten Einsatzvorrichtung.
Ähnlich wie die Einsatzvorrichtung 100 umfasst die in den 16 bis 21 gezeigte Einsatzvorrichtung einen sich verjüngenden ersten Kopplungskörper 1502, der so geformt ist, dass er in die Aufnahme des Zylinderkopfs des Motorzylinders eingesetzt werden kann. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um eine Mittelachse 1504 der Einsatzvorrichtung herum. Diese Mittelachse kann sich entlang oder parallel zu der Länge der Kraftstoffeinspritzdüse erstrecken, während die Einsatzvorrichtung mit dem Zylinderkopf gekoppelt ist. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um die Einsatzvorrichtung herum und definiert ein erstes Innenvolumen 1506 ähnlich dem ersten Kopplungskörper 102 und dem ersten Innenvolumen 106. Dieses erste Innenvolumen ist so geformt, dass es die distale Spitze der Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt. Wie in 21 gezeigt, kann das erste Innenvolumen groß genug sein, um die distale Spitze der Kraftstoffeinspritzdüse und die Hülse aufzunehmen, ähnlich wie bei der Einsatzvorrichtung 100. Alternativ kann das erste Innenvolumen größer sein, so dass ein oder mehrere offene Volumina oder Lücken zwischen zwei oder mehreren des ersten Kopplungskörpers, der Hülse und der Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet sind.
Die Einsatzvorrichtung 1500 umfasst auch einen zweiten Mischkörper 1508 , der mit dem ersten Kopplungskörper gekoppelt ist. Der zweite Mischkörper kann optional auch als zweiter Leitkörper bezeichnet werden. Der erste und der zweite Körper der Einsatzvorrichtung können unterschiedliche Abschnitte eines einzelnen, monolithischen Körpers sein oder können getrennte Teile sein, die separat geformt, aber später zusammengefügt werden. Der zweite Mischkörper erstreckt sich um die Mittelachse des Einsatzes herum. Der zweite Mischkörper hat eine sich nach außen erweiternde Form oder Schwalbenschwanzform, so dass der zweite Mischkörper von einem kleineren Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers zu einem größeren Außendurchmesser des zweiten Mischkörpers übergeht.
Der zweite Mischkörper beinhaltet die oben beschriebenen Leitungen 110 und zusätzliche Leitungen 1510. In einer Ausführungsform sind die Leitungen 1510 Luft- oder Gasleitungen, durch die Luft von außerhalb der Einsatzvorrichtung empfangen wird. Diese Luft strömt durch die Luftleitungen in das Innenvolumen der Einsatzvorrichtung, nimmt Kraftstoff mit, der von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgestoßen wird, und verlässt die Einsatzvorrichtung durch die Leitungen 110 (die als Gemischleitungen bezeichnet werden können) als Kraftstoff/Luft Mischung. Wie die Gemischleitungen können sich die Luftleitungen von einer inneren Fläche oder Innenfläche 1514 der Einsatzvorrichtung zu einer äußeren Fläche oder Außenfläche 1508 der Einsatzvorrichtung erstrecken. Die Innenfläche des Einsatzkörpers kann die Mittelachse der Einsatzvorrichtung umgeben oder sich anderweitig um sie herum erstrecken und ihr zugewandt sein. Die Gemischleitungen können mit den Löchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet sein, so dass aus den Löchern ausgestoßener Kraftstoff in die Gemischleitungen in dem zweiten Mischkörper geleitet wird, wie oben beschrieben.
Wie in den 16 und 19 gezeigt, kann die Einsatzvorrichtung eine Positionierungsfläche 1516 enthalten, die ähnlich oder identisch mit der Positionierungsfläche ist. Wie oben beschrieben, kann diese Positionierungsfläche mit der komplementären Positionierungsfläche des Kraftstoffeinspritzventils zusammenwirken oder zusammenpassen, um die Gemischleitungen der Einsatzvorrichtung mit den Löchern des Kraftstoffeinspritzventils auszurichten.
Die Einsatzvorrichtung kann innere Taschen oder Ausschnitte 1518 umfassen, die Innenkammern in der Einsatzvorrichtung definieren. Wie in den 16 und 19 gezeigt, können die Taschen oder Ausschnitte Hohlräume sein, die sich von einer ersten Endfläche 1512 der Einsatzvorrichtung nach innen in die Einsatzvorrichtung erstrecken. Die erste Endfläche kann nach oben in Richtung der Kraftstoffeinspritzdüse weisen. Die inneren Taschen oder Ausschnitte sind Hohlräume im ersten Kopplungskörper, die sich von der ersten Endfläche in Richtung, aber nicht bis zum zweiten Mischkörper in die Einsatzvorrichtung erstrecken können. Alternativ können die inneren Taschen oder Ausschnitte Hohlräume im ersten Kopplungskörper sein, die sich von der ersten Stirnfläche bis zum zweiten Mischkörper in die Einsatzvorrichtung hinein erstrecken. In einer anderen Ausführungsform können die inneren Taschen oder Ausschnitte Hohlräume im ersten Kopplungskörper sein, die sich zwischen der ersten Endfläche und dem zweiten Mischkörper befinden, aber entlang der ersten Endfläche nicht offen sind(im Gegensatz zu der in den 16 und 19 gezeigten Ausführungsform).
Die inneren Taschen oder Ausschnitte ermöglichen es dem ersten Kopplungskörper, sich nach innen und/oder um innere Taschen oder Ausschnitte herum zu biegen. Dies kann thermische Spannungen in dem ersten Kopplungskörper reduzieren, wenn sich der erste Kopplungskörper thermisch ausdehnt. Beispielsweise kann sich die Einsatzvorrichtung thermisch stärker ausdehnen als der Zylinderkopf. Die zunehmende Größe der Einsatzvorrichtung kann absorbiert werden, indem die Einsatzvorrichtung nach innen in die Hohlräume gebogen wird, die durch die inneren Taschen oder Ausschnitte erzeugt werden.
21 veranschaulicht ein weiteres Beispiel einer Einsatzvorrichtung 2100. 22 veranschaulicht eine Querschnittsansicht der in 21 gezeigten Einsatzvorrichtung, die mit einem Zylinderkopf 2202 gekoppelt ist. Ähnlich wie die anderen hierin beschriebenen Einsatzvorrichtungen umfasst die in den 21 und 22 gezeigte Einsatzvorrichtung einen ersten Kopplungskörper 2102, der konfiguriert ist, um die distale Spitze der Kraftstoffeinspritzdüse aufzunehmen, und einen zweiten Mischkörper 2104 mit den Gemischleitungen 110, durch die das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motorzylinders geleitet wird.
Die Einsatzvorrichtung umfasst eine Ausrichtungsaufnahme 2106, in der ein Ausrichtungsstift oder -keil 2108 angeordnet ist. Alternativ kann der Ausrichtungsstift oder -keil additiv mit der Einsatzvorrichtung gebildet werden, so dass die Einsatzvorrichtung und der Ausrichtungsstift oder -keil ein einzelner, monolithischer Körper sind. Der Zylinderkopf kann eine komplementäre Ausrichtungsaufnahme 2110 beinhalten. Die Ausrichtungsaufnahmen der Einsatzvorrichtung und des Zylinderkopfs können gegenüberliegende Enden desselben länglichen Ausrichtungsstifts oder -keils aufnehmen, um eine Drehposition des ersten Kopplungskörpers auf eine bestimmte Ausrichtung innerhalb des Zylinderkopfs auszurichten. Diese vorgesehene Ausrichtung kann die Gemischleitungen der Einsatzvorrichtung mit den Löchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausrichten.
Beispielsweise kann sich die Aufnahme in der Einsatzvorrichtung an einer Position auf dem zweiten Mischkörper befinden, die auf Positionen der Leitungen in dem Einsatzkörper basiert. Die Aufnahme im Zylinderkopf kann sich auch an einer Position befinden, die auf Positionen der Löcher der Kraftstoffeinspritzdüse basiert. Der Ausrichtungsstift oder -keil kann in beiden Aufnahmen aufgenommen werden (oder kann in der Aufnahme des Zylinderkopfes aufgenommen werden), um die Leitungen der Einsatzvorrichtung mit den Löchern der Kraftstoffeinspritzdüse auszurichten.
Ein Verfahren zum Bilden einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Einsatzvorrichtungen kann das Abscheiden oder Drucken einer ersten Schicht eines Materials auf einer Bauoberfläche umfassen. Das Verfahren kann auch das sequentielle Abscheiden oder Drucken einer oder mehrerer aufeinanderfolgender Schichten des Materials auf der ersten Schicht und/oder übereinander umfassen. Dieser Vorgang kann fortgesetzt werden, bis die Bildung der Einsatzvorrichtung abgeschlossen ist.
In einem Beispiel wird eine Einsatzvorrichtung bereitgestellt, die einen ersten Kopplungskörper umfasst, der so geformt ist, dass er in eine Aufnahme eines Zylinderkopfs eines Motorzylinders eingesetzt werden kann. Der erste Kopplungskörper erstreckt sich um eine Mittelachse, um ein erstes Innenvolumen des ersten Kopplungskörpers zu definieren, das so geformt ist, dass es eine distale Spitze einer Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt. Die Einsatzvorrichtung umfasst auch einen zweiten Mischkörper, der mit dem ersten Kopplungskörper gekoppelt ist und sich um die Mittelachse herum erstreckt. Der zweite Mischkörper umfasst Leitungen, die dazu konfiguriert sind, von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgegebenen Kraftstoff und Luft aus der Brennkammer aufzunehmen, den Kraftstoff mit der Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu kombinieren und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motorzylinders zu leiten. Der erste Kopplungskörper weist eine erste Endfläche auf, die positioniert ist, um dem Zylinderkopf zugewandt zu sein, und der erste Kopplungskörper ist verjüngt, so dass ein Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers in Richtung der ersten Endfläche größer ist als in Richtung des zweiten Mischkörpers.
Optional ist der erste Kopplungskörper so geformt, dass er eine Presspassung zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf bereitstellt. Der erste Kopplungskörper kann so geformt sein, dass er die Presspassung mit einem niedrigeren Pressdruck zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf an Stellen näher oder näherliegend an der Brennkammer als an anderen Stellen näher oder näherliegend an der ersten Endfläche bereitstellt. Der erste Kopplungskörper und der zweite Leitkörper können unterschiedliche Teile eines einzigen Körpers sein, der keine Nähte oder Schnittstellen zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem zweiten Leitkörper aufweist. Der erste Kopplungskörper kann eine oder mehrere Innenkammern umfassen. Der erste Kopplungskörper kann so konfiguriert sein, dass er sich um die eine oder die mehreren Innenkammern herum biegt und die Wärmespannung im ersten Kopplungskörper verringert, wenn sich der erste Kopplungskörper thermisch ausdehnt.
Der erste Kopplungskörper und/oder der zweite Mischkörper können eine um die Mittelachse verlaufende Innenfläche aufweisen. Die Innenfläche kann eine Positionierungsfläche umfassen, die positioniert ist, um mit einer entsprechenden ebenen Fläche der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenzupassen. Die Positionierungsfläche kann relativ zu den Leitungen in dem zweiten Leitkörper so positioniert werden, dass die Leitungen mit Kraftstoffsprühlöchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet sind, während die Positionierungsfläche mit der ebenen Oberfläche der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenpasst. Der erste Kopplungskörper und/oder der zweite Mischkörper können eine Innengewindefläche aufweisen, die so geformt ist, dass sie mit einer Außengewindefläche einer Hülse zusammenpasst, in der die Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist. Der erste Kopplungskörper kann eine Außengewindefläche aufweisen, die so geformt ist, dass sie mit einer Innengewindefläche des Zylinderkopfs zusammenpasst.
In einem anderen Beispiel wird eine Einsatzvorrichtung bereitgestellt, die einen ersten Körper umfasst, der so geformt ist, dass er mit einer Zylinderkopfaufnahme zusammenpasst. Der erste Körper ist so geformt, dass er eine Spitze einer Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt, aus der Kraftstoff ausgestoßen wird. Die Einsatzvorrichtung umfasst auch einen zweiten Körper, der einstückig mit dem ersten Körper ausgebildet ist. Der zweite Körper kann Leitungen umfassen, die dazu konfiguriert sind, den von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgestoßenen Kraftstoff aufzunehmen, den Kraftstoff mit Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mischen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Brennkammer eines Motorzylinders zu leiten. Der erste Körper kann eine oder mehrere innere Kammern umfassen, die es dem ersten Körper ermöglichen, sich zu biegen und thermische Spannungen in dem ersten Körper zu reduzieren, wenn sich der erste Körper thermisch ausdehnt.
Optional hat der erste Körper eine sich verjüngende Form, so dass ein Außendurchmesser des ersten Körpers an Stellen größer ist, die weiter von dem zweiten Körper entfernt sind, als an ersten Stellen, die näher an dem zweiten Körper liegen. Die sich verjüngende Form des ersten Körpers kann eine Presspassung zwischen dem ersten Körper und einem Motorzylinderkopf mit einem geringeren Presssitz zwischen dem ersten Körper und dem Motorzylinderkopf an den Stellen bereitstellen, die weiter von dem zweiten Körper entfernt sind als an den Stellen die näher am zweiten Körper sind. Der erste Körper und der zweite Körper können unterschiedliche Abschnitte eines einzelnen additiv hergestellten Körpers sein, der keine Nähte oder Schnittstellen zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper aufweist.
In einem anderen Beispiel wird eine andere Einsatzvorrichtung bereitgestellt. Die Einsatzvorrichtung beinhaltet einen ersten Körper, der geformt ist, um in eine Aufnahme eines Zylinderkopfs eines Motorzylinders eingeführt zu werden, und einen zweiten Körper, der mit dem ersten Körper gekoppelt ist und Leitungen beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, von einer Kraftstoffeinspritzdüse ausgegebenen Kraftstoff zu empfangen, den Kraftstoff mit in den zweiten Körper gesaugter Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mischen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Brennkammer des Motorzylinders zu leiten. Der erste Körper und/oder der zweite Körper umfassen eine ebene Innenfläche, die so angeordnet ist, dass sie mit einem entsprechenden ebenen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenpasst, um die Ausgabe von Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzdüse mit den Leitungen in dem zweiten Körper auszurichten.
Optional kann der erste Körper eine sich verjüngende Form mit einem größeren Außendurchmesser an ersten Stellen haben, die weiter von dem zweiten Körper entfernt sind, als einem kleineren Außendurchmesser an Stellen, die näher an dem zweiten Körper sind. Der erste Körper und der zweite Körper können unterschiedliche Abschnitte eines einzelnen additiv hergestellten Körpers sein, der keine Nähte oder Schnittstellen zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper aufweist. Der erste Körper kann einen oder mehrere innere Ausschnitte oder Taschen umfassen, die es dem ersten Körper ermöglichen, sich zu biegen und thermische Spannungen im ersten Körper zu reduzieren, wenn sich der erste Körper thermisch ausdehnt. Der erste Körper und/oder der zweite Körper können eine Innengewindefläche aufweisen, die so geformt ist, dass sie mit einer Außengewindefläche einer Hülse zusammenpasst, in der die Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist. Der erste Körper kann eine Außengewindefläche aufweisen, die so geformt ist, dass sie mit einer Innengewindefläche des Zylinderkopfs zusammenpasst.
In einer Ausführungsform können die verschiedenen Körper, die in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen oder Figuren beschrieben wurden, miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann der erste Körper 102 mit einem oder mehreren der zweiten Körper 108, 908, 1508, 2104 kombiniert werden, um eine Einsatzvorrichtung zu bilden, der erste Körper 902 kann mit einem oder mehreren der zweiten Körper 108, 908, 1508, 2104 kombiniert werden, um eine Einsatzvorrichtung zu bilden, der erste Körper 1502 kann mit einem oder mehreren der zweiten Körper 108, 908, 1508, 2104 kombiniert werden, um eine Einsatzvorrichtung zu bilden, oder der erste Körper 2102 kann mit einem oder mehreren der zweiten Körper 108, 908, 1508, 2104 kombiniert werden, um eine Einsatzvorrichtung zu bilden. Optional können die relativen Positionen des ersten und des zweiten Körpers vertauscht werden. Beispielsweise kann sich der zweite Körper 108 in der Position des ersten Körpers 102 und der erste Körper 102 in der Position des zweiten Körpers 108 befinden, der zweite Körper 908 kann sich in der Position des ersten Körpers 902 befinden, und der erste Körper 902 kann sich an der Position des zweiten Körpers 908 befinden und so weiter. Zusätzlich kann der erste Körper einer Ausführungsform mit dem zweiten Körper der anderen Ausführungsform kombiniert werden, und die Positionen des ersten Körpers und des zweiten Körpers miteinander vertauscht werden.
Die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ schließen Bezugnahmen auf den Plural ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. „Optional“ oder „wahlweise“ bedeutet, dass das nachfolgend beschriebene Ereignis oder der Umstand eintreten kann oder nicht, und dass die Beschreibung Fälle enthalten kann, in denen das Ereignis eintritt, und Fälle, in denen es nicht eintritt. Annäherungssprache, wie sie hier in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, kann angewendet werden, um jede quantitative Darstellung zu modifizieren, die zulässigerweise variieren könnte, ohne zu einer Änderung der Grundfunktion zu führen, auf die sie sich beziehen kann. Dementsprechend ist ein Wert, der durch einen Begriff oder Begriffe wie „etwa“, „im Wesentlichen“ und „ungefähr“ modifiziert wird, möglicherweise nicht auf den angegebenen genauen Wert beschränkt. Zumindest in einigen Fällen kann die Annäherungssprache der Genauigkeit eines Instruments zum Messen des Werts entsprechen. Hier und in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen können Bereichsbeschränkungen kombiniert und/oder ausgetauscht werden, solche Bereiche können identifiziert werden und umfassen alle darin enthaltenen Unterbereiche, es sei denn, der Kontext oder die Sprache geben etwas anderes an.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Ausführungsformen zu offenbaren, einschließlich des besten Modus, und um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen zu praktizieren, einschließlich der Herstellung und Verwendung beliebiger Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung beliebiger integrierter Verfahren. Die Ansprüche definieren den patentierbaren Umfang der Offenbarung und schließen andere Beispiele ein, die dem Durchschnittsfachmann einfallen. Solche anderen Beispiele sollen im Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie Strukturelemente aufweisen, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente Strukturelemente mit unwesentlichen Abweichungen von der wörtlichen Sprache der Ansprüche umfassen.

Claims

Einsatzvorrichtung, umfassend: einen ersten Kopplungskörper, der geformt ist, um in eine Aufnahme eines Zylinderkopfs eines Motorzylinders eingesetzt zu werden, wobei sich der erste Kopplungskörper um eine Mittelachse erstreckt, um ein erstes Innenvolumen des ersten Kopplungskörpers zu definieren, das so geformt ist, dass es eine distale Spitze einer Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt; und einen zweiten Mischkörper, der mit dem ersten Kopplungskörper gekoppelt ist und sich um die Mittelachse erstreckt, wobei der zweite Mischkörper Leitungen enthält, die dazu konfiguriert sind, von der Kraftstoffeinspritzdüse ausgegebenen Kraftstoff und Luft aus der Brennkammer aufzunehmen, den Kraftstoff mit der Luft zu einem Kraftstoff-Luft-Gemisch zu kombinieren und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motorzylinders zu leiten, wobei der erste Kopplungskörper eine erste Endfläche aufweist, die positioniert ist, um dem Zylinderkopf zugewandt zu sein, und der erste Kopplungskörper verjüngt ist, so dass ein Außendurchmesser des ersten Kopplungskörpers in Richtung der ersten Endfläche größer ist als in Richtung des zweiten Mischkörpers.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Kopplungskörper so geformt ist, dass er eine Presspassung zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf bereitstellt.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste Kopplungskörper so geformt ist, dass er die Presspassung mit einem niedrigeren Presssitz zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem Zylinderkopf an zweiten Stellen in Richtung der Brennkammer als an ersten Stellen in Richtung der ersten Endfläche bereitstellt.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Kopplungskörper und der zweite Führungskörper unterschiedliche Abschnitte eines einzelnen Körpers sind, der keine Nähte oder Schnittstellen zwischen dem ersten Kopplungskörper und dem zweiten Führungskörper aufweist.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Kopplungskörper eine oder mehrere Innenkammern umfasst.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Kopplungskörper so konfiguriert ist, dass er sich um die eine oder die mehreren Innenkammern herum biegt und die thermische Belastung im ersten Kopplungskörper verringert, wenn sich der erste Kopplungskörper thermisch ausdehnt.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei einer oder mehrere des ersten Kopplungskörpers oder des zweiten Mischkörpers eine Innenfläche beinhalten, die sich um die Mittelachse erstreckt, wobei die Innenfläche eine Positionierungsfläche umfasst, die positioniert ist, um mit einer entsprechenden ebenen Fläche der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenzupassen.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Positionierungsfläche relativ zu den Leitungen in dem zweiten Leitkörper positioniert ist, so dass die Leitungen mit Kraftstoffsprühlöchern der Kraftstoffeinspritzdüse ausgerichtet sind, während die Positionierungsfläche mit der ebenen Fläche der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenpasst.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei einer oder mehrere des ersten Kopplungskörpers oder des zweiten Mischkörpers eine Innengewindefläche aufweisen, die so geformt ist, dass sie mit einer Außengewindefläche einer Hülse zusammenpasst, in der die Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist.
Einsatzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Kopplungskörper eine Außengewindefläche umfasst, die so geformt ist, dass sie mit einer Innengewindefläche des Zylinderkopfs zusammenpasst.