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Technisches
Gebiet
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Zur Kraftstoffversorgung von Brennräumen, z.
B. bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen werden Einspritzsysteme verwendet, welche
einen zentralen Druckspeicher (Common Rail) aufweisen, über den
hochkomprimierter Kraftstoff den jeweiligen Injektoren der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird.
Ein möglichst
hoher Einspritzdruck ist generell bei derartigen Verbrennungskraftmaschinen von
Vorteil, da hierdurch erhöhte
Motorleistungen und reduzierte Emissionen möglich werden.
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Bei den heute bekannten Einspritzsystemen zur
Kraftstoffversorgung von Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt,
einen zentralen Druckspeicher in Form eines Rohres auszubilden,
welcher über Hochdruckleitungen
mit den jeweiligen Injektoren des Motors verbunden ist und über eine
Kraftstoffpumpe mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank versorgt wird.
Ein beispielsweise als Hochdruckspeicher dienendes Rohr wird bekanntermaßen parallel
und längs
eines Zylinderkopfes einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine
angeordnet. Die Rohrwände
umschließen
das Speichervolumen des Kraftstoff-Hochdruckspeichers, über welchen
zentral ein gemeinsamer Hochdruck für die jeweiligen Injektoren erzeugt
wird, welche den Kraftstoff in die jeweiligen Brennräume der
Verbrennungskraftmaschine einspritzen. Der Einspritzdruck variiert
hierbei vorteilhafterweise, abhängig
von der Last und der Drehzahl der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine.
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Ein bekanntes Kraftstoff-Einspritzsystem
ist in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 10 970 A1 offenbart.
Der Kraftstoff wird hier über
eine Förderpumpe
aus einem Tank in einen zentralen Druckspeicherraum gefördert und
von diesem über
eine Mehrzahl von Hochdruckleitungen jeweiligen Injektoren zur Einspritzung
in die Brennräume
der Verbrennungskraftmaschine geleitet. Der Druckspeicherraum des
Kraftstoffspeichers wird durch die Wände des Rohres begrenzt. Zur
weiteren Erhöhung
des Einspritzdrucks kann zwischen dem Kraftstoffspeicher und den
Injektoren eine weitere Druckübersetzungseinheit
vorgesehen sein. Nachteilig bei diesem Kraftstoff-Einspritzsystem
ist, dass der Kraftstoffspeicher, der an der Außenseite und in der Nähe der jeweiligen
Zylinder des Zylinderkopfes angeordnet ist, einen zusätzlichen
Raumbedarf im Motorraum erfordert. Des Weiteren ist bei derartigen
Kraftstoffspeichern die maximale Höhe des Druckniveaus begrenzt,
abhängig
von den Wanddicken des den Speicherraum bildenden Rohres und den
jeweiligen Verbindungsleitungen.
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Angesichts weiter steigender Anforderungen an
die Emissions- und Geräuschentwicklung
von Verbrennungskraftmaschinen sind weitere Maßnahmen am Einspritzsystem
erforderlich, um die in naher Zukunft zu erwartenden verschärften Grenzwerte
zu erfüllen.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung eines Kraftstoff-Einspritzsystems
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 wird vorteilhafterweise der erforderliche Bauraum für das Einspritzsystem
reduziert. Das Kraftstoff-Einspritzsystem gemäß der vorgschlagenen Lösung lässt sich
sowohl an selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen
als auch an direkt einspritzenden Benzinmotoren einsetzen. Beim
Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Kraftstoff-Einspritzsystems an selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen
wird der Kraftstoffspeicher als Kraftstoffhochdruckspeicher ausgelegt,
um dem geforderten Drücken
standzuhalten. Beim Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzsystem
an direkteinspritzenden Benzinmotoren kann der Kraftstoffspeicher
mit einer Wandstärke ausgelegt
werden, die dem dort geforderten, niedrigeren Kraftstoffdruckniveau
Rechnung trägt.
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Dadurch, dass der Kraftstoffspeicher
mindestens teilweise in dem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine
integriert ist, kann der außenliegende
Druckspeicher in Form eines Rohres von bisher bekannten, bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen eingesetzten Systemen entfallen. Des
Weiteren ist durch die integrierte Ausbildung des Speicherraums
des Kraftstoffspeichers im Inneren des Zylinderkopfes keine aufwändige Befestigung des
Speichers und der Verbindungsrohre erforderlich. Weiterhin vorteilhaft
ist, dass der Kraftstoffspeicher direkt in der Nähe der jeweiligen Injektoren
angeordnet werden kann, wodurch die hochdruckseitigen Verbindungswege
vom Kraftstoffspeicher bis in den jeweiligen Brennraum über die
Injektoren reduziert sind. Der im Zylinderkopf von Verbrennungskraftmaschinen
vorhandene Raum wird auf diese Weise optimal im Hinblick auf die
Realisierung eines Kraftstoff-Einspritzsystems ausgenutzt. Die Zu-
und Ableitungen von dem Kraftstoffspeicher sind ebenfalls vorteilhafterweise
in dem Zylinderkopf des Motors ausgebildet. Alternativ kann der
Speicherraum des Kraftstoffspeichers direkt an die jeweiligen Injektoren
angeordnet sein, so dass die hochdruckseitigen Verbindungsleitungen
vollständig
entfallen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist, dass die in dem Kraftstoffspeicher herrschenden hohen Drücke von
dem gesamten Material des Zylinderkopfes, welches den darin integrierten
Speicherraum umgibt, mit aufgefangen werden. Die entstehenden Spannungen
in dem Speicherraum müssen
so nicht nur von der direkten Wandung eines rohrförmigen Kraftstoffspeichers
aufgefangen werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist der Kraftstoffspeicher durch eine Ausnehmung in
dem Zylinderkopf gebildet. Die Form und Größe der Ausnehmung kann entsprechend
dem jeweiligen, erforderlichen Speichervolumen variieren. Somit
kann durch einfaches Vorsehen einer Ausnehmung in dem Material des
Zylinderkopfes der Kraftstoffspeicher direkt und in der Nähe der jeweiligen
Injektoren des Einspritzsystems angeordnet werden. Zusätzliche
Befestigungen für
den Kraftstoffspeicher entfallen vollständig. Vorzugsweise ist die
Ausnehmung des Kraftstoffspeichers eine zylindrische, längliche
Ausnehmung in der Nähe
und entlang der in der Regel in einer Reihe angeordneten Injektoren.
Die Verbindungswege der Hochdruckleitungen zu den jeweiligen Injektoren
sind hierdurch möglichst
kurz und in ihrer Länge
jeweils gleich. Nach einer diesbezüglichen, vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung sind die Hochdruckleitungen, welche den Kraftstoffspeicher
mit den jeweiligen Injektoren verbinden, als Verbindungskanäle integral
in dem Material des Zylinderkopfes ausgebildet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftstoffspeicher als eine zylindrisch,
längliche
Bohrung in dem Zylinderkopf ausgebildet. Durch Bohren kann die Form
und Lage des Kraftstoffspeichers präzise hergestellt werden und
möglichst
nah an den jeweiligen Aufnahmebohrungen für die Injektoren, über welche
der Kraftstoff den Brennräumen
eingespritzt wird, angeordnet werden. Alternativ hierzu ist der
Kraftstoffspeicher durch ein Einlegteil beim Gießen des Zylinderkopfes gebildet.
Die Herstellung ist hierdurch äußerst einfach
und erfordert keine zusätzlichen
Bearbeitungsschritte.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftstoffspeicher beispielsweise
bei Common-Rail-Einspritzsystemen für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen
durch ein zylindrisches Rohr gebildet, welches in einer entsprechenden
Bohrung oder Ausnehmung in dem Zylinderkopf des Motors integriert
ist. Die Spannungen und Belastungen durch den hochkomprimierten Kraftstoff
werden so vorteilhafterweise durch das gesamte, das Speicherrohr
umgebende Material des Zylinderkopfes aufgenommen. Das zylindrische
Rohr kann stirnseitig mit entsprechenden Anschlusseinrichtungen
und Verbindungsstellen versehen sein, wodurch die Herstellung und
Montage vereinfacht wird.
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Der erfindungsgemäße Zylinderkopf mit den Merkmalen
des Anspruchs 11, der zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, im
Zusammenhang mit einem Kraftstoff-Einspritzsystem vorgesehen ist, weist einen
Kraftstoffspeicher und jeweilige Hochdruckleitungen auf, die mindestens
teilweise integriert in dem Zylinderkopf ausgebildet sind. Unter
integrierter Ausbildung wird vorliegend verstanden, dass der Speicherraum
des Kraftstoffspeichers und/oder die Hochdruckleitungen durch Ausnehmungen
oder Bohrungen in dem Material des Zylinderkopfes des Motors selbst
vorgesehen sind. Hierdurch ist das erforderliche Bauvolumen des
Einspritzsystems im Motorraum reduziert und zusätzliche Befestigungsvorrichtungen für einen
separaten, außenliegenden
Hochdruckspeicher entfallen. Die Ausnehmungen und Kanäle von Hochdruck-Verbindungsleitungen
sowie des Speichervolumens des Kraftstoff-Hochdruckspeichers bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen z. B., können dabei vorteilhafterweise
durch Einlegekerne beim Gießen
des Zylinderkopfes realisiert werden oder alternativ durch zylindrische
Bohrungen oder einer Kombination von beiden.
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Zeichnung
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend
eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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l eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Kraftstoff-Einspritzsystems
gemäß der Erfindung
mit einem Kraftstoffspeicher in Form einer Ausnehmung in dem Zylinderkopf;
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2 eine
Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Kraftstoff-Einspritzsystems
gemäß der Erfindung
mit einem in dem Zylinderkopf integrierten Kraftstoffspeicher direkt
neben jeweiligen Injektoren.
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Ausführungsformen
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In 1 ist
schematisch eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems
mit einem als Ausnehmung in einem Zylinderkopf integrierten Kraftstoffspeicher
dargestellt. Bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen ist der Kraftstoffpeicher als Hochdruckspeicherraum
(Common-Rail) ausgeführt;
bei direkteinspritzenden Benzinmotoren ist der Kraftstoffspeicher für ein niedrigeres
Druckniveau ausgelegt. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoff-Einspritzsystem
lässt sich
sowohl bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen als auch bei direkteinspritzenden Benzinmotoren
einsetzen.
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Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 11 mittels
einer Förderpumpe 2 gefördert und
komprimiert in einem zentralen Kraftstoffspeicher 1 bereitgestellt,
der bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen als Kraftstoffhochdruckspeicher ausgelegt
ist, um von hier den Brennräumen 38 des
Motors zugeführt
zu werden. Der von der Förderpumpe 2 geförderte Kraftstoff
gelangt über
einen Dichtungskörper 9 in
den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1,
der erfindungsgemäß als eine
Ausnehmung 6 im Inneren und integriert in einem Zylinderkopf 5 einer
Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Die den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1 -im
Falle von selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen bzw. den Kraftstoffspeicher bei direkteinspritzenden
Benzinmotoren- bildende Ausnehmung 6 ist in in 1 dargestellten Ausführungsform
als eine längliche,
zylindrische Ausnehmung 6 beschaffen, welche in der Nähe und parallel
zu in Reihe hintereinanderliegend angeordneten Kraftstoffinjektoren 3 angeordnet
ist. Der Kraftstoffspeicher 1 ist über Hochdruckleitungen 4 mit
den jeweiligen Kraftstoffinjektoren 3 zur Weiterleitung
des komprimierten Kraftstoffes verbunden. Die Hochdruckleitungen 4 sind
in der dargestellten Ausführungsform
gemäß 1 ebenfalls als in den Zylinderkopf 5 integrierte
Verbindungskanäle 7 ausgeführt. Die
Ausnehmung 6 sowie die Verbindungskanäle 7, welche die Hochdruckleitungen 4 bilden, sind
in der dargestellten Ausführungsform
als Einlegekerne während
des Gießvorganges
des Zylinderkopfs 5 der Verbrennungskraftmaschine herstellbar. Alternativ
können
sie ebenso durch nachträgliches Bohren
des Zylinderkopfes 5 realisiert werden. Alternativ können sie
ebenso durch nachträgliches
Bohren des Zylinderkopfes 5 realisiert sein.
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Das von der Förderpumpe 2 aus dem
Kraftstofftank 11 geförderte
Kraftstoffvolumen gelangt in einen Hochdruckleitungsabschnitt 12,
in welchem der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in Kraftstoff-Förderrichtung 13 gefördert wird.
Am Zylinderkopf 5 ist an der Eintrittsstelle des Kraftstofihochdruckleitungsabschnittes 12 in
diesen der Dichtkörper 9 vorgesehen,
durch welchen das unter hohem Druck stehende Kraftstoffvolumen in
die zylindrische Ausnehmung 6 innerhalb des Zylinderkopfes 5 einer selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschine einströmt.
Eine Innenwandung 14 der zylindrischen Ausnehmung 6 wird
unmittelbar durch den Werkstoff des Zylinderkopfes 5 dargestellt.
Bei Herstellung des Zylinderkopfes 5 der Verbrennungskraftmaschine
im Wege des Gießverfahrens
kann die zylindrische Ausnehmung 6 beispielsweise durch
einen Einlegekern hergestellt werden, dessen Ziehrichtung durch
das Bezugszeichen 39 in 1 angedeutet
ist. Eine Oberflächenbearbeitung
der Innenwandung 14 der zylindrischen Ausnehmung 6 kann
unterbleiben, wenn der in Ziehrichtung 39 aus dem Zylinderkopf 5 entfernbare
Einlegekern mittels eines Trennmittels vorbehandelt wird.
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In einem mit Bezugszeichen 19 bezeichneten
Abstand von der einlaßseitigen
Stirnseite der zylindrischen Ausnehmung 6 befindet sich
ein erster Abzweig 17 zu dem Kraftstoffinjektor 3.
Der Abstand 19 zwischen dem ersten Abzweig 17 und
der einlaßseitigen
Stirnseite der zylindrischen Ausnehmung 6 ist abhängig vom
Druckniveau, mit welchem die als Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1 (im
Falle von selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen) bzw. die als Kraftstoffspeicher 1 (im
Falle direkteinspritzender Benzinmotoren) dienende zylindrische
Ausnehmung 6 über
die Förderpumpe 2 beaufschlagt
wird. Dem ersten Abzweig 17 zum Kraftstoffinjektor 3 folgt
ein weiterer, zweiter Abzweig 18 zu einem weiteren Kraftstoffinjektor 3.
Die Symmetrieachsen der Kraftstoffinjektoren 3, die entsprechend
der Zylinderzahl der mit Kraftstoff zu versorgenden Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine
vorgesehen sind, ist mit Bezugszeichen 16 gekennzeichnet.
Die Kraftstoffinjektoren 3 werden jeweils in Befestigungsöffnungen 10,
die im Zylinderkopf 5 ausgebildet sind, eingelassen.
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In vorteilhafter Weise können in
das Material des Zylinderkopfes 5 Einsatzstücke 15 eingesetzt werden,
die die Hochdruckleitungen 4 zwischen dem Innenraum des
Kraftstoff-Hochdruckspeichers 1 bzw. des
Kraftstoffspeichers und den Kraftstoffinjektoren 3 darstellen, über welche
diese mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt werden.
Im Vergleich zu bisher bekannten Außen liegenden Kraftstoff-Hochdruckspeichern
ist die Länge
der Hochdruckleitungen 4 extrem kurz, so dass das im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1 bzw.
Kraftstoffspeicher (d. h. die zylindrische Ausnehmung 6)
herrschende hohe Druckniveau unmittelbar am Kraftstoffinjektor 3 ansteht.
Die Einsatzstücke 15 können ebenfalls
durch Einlegekerne hergestellt werden, die beim Gießen des
Zylinderkopfes 5 an den entsprechenden Stellen im Formwerkzeug
angeordnet werden können.
Die die Hochdruckleitungen 4 bildenden, im wesentlichen zylindrisch
konfigurierten Einsatzstücke 15,
umfassen jeweils Verbindungskanäle 7,
die in einem eine ausreichende Kraftstoffversorgung erlaubenden Durchmesser
ausgebildet sind.
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In vorteilhafter Weise wird durch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Lösung
erreicht, dass das die zylindrische Ausnehmung 6 innerhalb
des Zylinderkopfes 5 begrenzende Material zur Aufnahme der
im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1 bzw. im Kraftstoffspeicher
herrschenden Druckkräfte
herangezogen werden kann. Gleiches gilt für das die Einsatzstücke 15 sowie
die Kraftstoffinjektoren 3 umgebende Material des Zylinderkopfes 5 der
selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschine. Die durch den im Inneren der zylindrischen
Ausnehmung 6 herrschenden Hochdruck entstehenden Spannungen
werden nicht nur über
die direkten Wandungen des Hochdruckspeichers, wie bei bisherigen
außerhalb
des Zylinderkopfes 5 angeordneten Speicherräumen üblich, aufgenommen,
sondern durch das gesamte umgebende Material des Zylinderkopfes 5 aufgefangen. Durch
die Schwindung des Materials des Zylinderkopfes 5 beim
Gießvorgang
werden Eigenspannungen induziert, welche zur Spannungsverminderung beitragen.
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In 2 ist
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung in Schnittansicht dargestellt mit einem in den Zylinderkopf
integrierten Kraftstoffspeicher, der sich entlang der in diesem
angeordneten Injektoren erstreckt.
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Die Kraftstoff-Hochdruckzuführung zu
den Kraftstoffinjektoren gemäß dieser
Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung umfasst
einen Kraftstoffspeicher 1, welcher durch ein zylindrisches
Rohr 8 gebildet wird, welches in der Nähe der Kraftstoffinjektoren 3 in
einer in der Abmessung entsprechenden Ausnehmung 6 bzw.
40 des Zylinderkopfes 5 der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine
eingelassen ist. Der durch das zylindrische Rohr 8 gebildete
Kraftstoffspeicher 1 ist über Dichtkörper 9 direkt mit
den jeweiligen Kraftstoffinjektoren 3 verbunden, so dass
separate Verbindungskanäle
oder Leitungen nicht erforderlich sind.
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Der in 2 beispielhaft
dargestellte Injektor 3 ist in einer Befestigungsöffnung 10 in
den Zylinderkopf 5 eingesetzt.
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Wie dem in 2 in Schnittdarstellung dargestellten
weiteren Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
entnommen werden kann, wird der Kraftstoffinjektor 3 in
die Befestigungsöffnung 10 des
Zylinderkopfes 5 eingeführt.
Dabei liegt die Wandung 21 des Injektorkörpers 20 des
Kraftstoffinjektors 3 an dem die Befestigungsöffnung 10 begrenzenden
Material des Zylinderkopfes 5 an. Um das Einführen des
einen seitlichen Anschlussflansch enthaltenden Injektorkörpers 20 in
die Befestigungsöffnung 10 zu
erleichtern, ist die Befestigungsöffnung 10 in ihrem
oberen Bereich in einem vergrößerten Querschnitt
ausgebildet, im Vergleich zum Querschnitt des Injektorkörpers 20 unterhalb des
in den Zylinderkopf 5 integrierten Kraftstoffspeichers 1,
der bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen als Hochdruckspeicherraum und bei direkteinspritzenden
Benzinmotoren als Speicherraum ausgelegt ist, der durch ein niedrigeres
Kraftstoffdruckniveau beaufschlagt ist. In einem seitlich am Injektorkörper 20 ausgebildeten
Anschlußbereich
verläuft
unter einem Winkel 23 zur Symmetrieachse 16 des
Injektorkörpers 20 eine
Hochdruckbohrung 22. Die Hochdruckbohrung 22 läuft im Injektorkörper 20 in
einer an diesem angeformten injektorseitigen Ausformung 24 aus.
Die injektorseitige Ausformung 24 umschließt die Oberseite
des Dichtkörpers 9,
der seinerseits von einer zur Hochdruckbohrung 22 fluchtenden
Durchgangsbohrung 25 durchzogen ist. Unterhalb des Dichtkörpers 9 verläuft – senkrecht
zur in 2 wiedergegebenen
Zeichenebene – der
Kraftstoffspeicher 1 in Gestalt eines in den Zylinderkopf 5 integrierten
zylindrischen Rohres B. Über
dessen axiale Länge
verteilt, umfasst das als Kraftstoffspeicher 1 dienende
zylindrische Rohr 8 mehrere an seiner Umfangsfläche ausgebildete
speicherseitige Ausnehmungen 26. Die speicherseitigen Ausnehmungen 26 sind
an der Umfangsfläche
des zylindrischen Rohres 8 in einer der Anzahl der mit
Kraftstoff zu versorgenden Kraftstoffinjektoren 3 entsprechenden
Anzahl ausgebildet. Die Dichtkörper 9 stellen
die Verbindungselemente zwischen dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1 und dem
Injektorkörper 20 des
Kraftstoffinjektors 3 dar.
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Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsvariante ist das als
Kraftstoffspeicher 1 fungierende zylindrische Rohr 8,
dessen Wandung mit Bezugszeichen 41 bezeichnet ist, in
eine sich senkrecht zur Zeichenebene gemäß 2 erstreckende Öffnung 40 eingelassen.
Bei der Öffnung 40 kann
es sich um einen in 1 dargestellte
zylindrische Ausnehmung 6 oder um eine in den Zylinderkopf 5 beispielsweise
einer selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschine eingebrachte Längsbohrung handeln. In analoger
Weise können
die zylinderische Ausnehmung 6 in den Zylinderkopf 5 eines
direkteinspritzenden Benzinmotors eingelassen sein. Die Wandung 41 des
zylindrischen Rohres 8 ist nahezu vollständig vom
Material 42 des Zylinderkopfes 5 der Verbrennungskraftmaschine
umgeben, welches die entstehenden Materialspannungen bei Beaufschlagung des
zylindrischen Rohres 8 mit unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff aufnimmt. Das zylindrische Rohr 8 umschließt einen
mit Bezugszeichen 27 gekennzeichneten Hohlraum, der über die
in 1 dargestellte Kraftstoff-Förderpumpe 2 mit
unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt wird. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
können in
vorteilhafter Weise höhere
Drücke
im Kraftstoffspeicher 1 dargestellt werden, da das diesen
umgebende Material des Zylinderkopfes 5 insgesamt zur Aufnahme
von Spannungen genutzt werden kann. Mit dem in den Zylinderkopf 5 integrierten
Kraftstoffspeicher 1 gemäß der Erfindung wird weniger
Bauraum außerhalb
des Zylinderkopfes benötigt,
da ein bisher außenliegender,
rohrförmiger
Hochdruckspeicherraum bei selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen
und entsprechende Zuführ-
und Hochdruckleitungen entfallen können.
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Der Injektorkörper 20 des Kraftstoffinjektors 3 wird über einen
Spannkörper 29 im
Zylinderkopf 5 befestigt. Der Spannkörper 29 umfasst einen
Aufnahmeabschnitt 35, der den Kopfbereich des Injektorkörpers 20 des
Kraftstoffinjektors 3 übergreift.
Am Injektorkörper 20 ist
unterhalb von dessen Kopfbereich eine ringförmig konfigurierte Anlagefläche 28 ausgebildet,
an welcher der Spannkörper 29 anliegt
und den Injektorkörper 20 in
eine an dessen düsenseitigen
Ende vorgesehene ausgebildete Anlagefläche 36 drückt. Auch
der Injektorkörper 20 des
Kraftstoffinjektors 3 ist nahezu vollständig vom Werkstoff des Zylinderkopfes 5,
entweder einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine
oder eines direkteinspritzenden Benzinmotors umgeben. Der Spannkörper 29 umfasst
eine Bohrung 30 für
eine Spannschraube 31. Mittels der Spannschraube 31 wird
der Spannkörper 29 am
Zylinderkopf 5 befestigt. Der Spannkörper 29 umfasst darüber hinaus
ein Auflager 33, welches eine Rundung 34 umfasst.
Die Rundung 34 des Auflagers 33 am Spannkörper 29 stützt sich auf
einer Planfläche 32 des
Zylinderkopfes 5 ab. Durch die vorgeschlagene Befestigungsmöglichkeit kann
der Injektorkörper 20 des
Kraftstoffinjektors 3 nach Lösen der Spannschraube 31 und
Entfernen des Spannkörpers 29 mittels
eines Werkzeuges, welches die ringförmig verlaufende Anlagefläche 28 des Injektorkörpers 20 untergreift,
sehr einfach vom Zylinderkopf 5 der Verbrennungskraftmaschine
demontiert werden.
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Am düsenseitigen Ende des Injektorkörpers 20 befinden
sich ein oder mehrere Einspritzöffnungen 37,
welche durch ein in der Schnittdarstellung in 2 nicht dargestelltes Einspritzventilglied
des Kraftstoffinjektors 3 geöffnet bzw. verschlossen werden.
Die Einspritzöffnungen 37 am
düsenseitigen Ende
des Injektorkörpers 20 des
Kraftstoffinjektors 3 beaufschlagen einen in 2 skizzenhaft angedeuteten
Brennraum 38 einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine
mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff.
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Sowohl bei der in 1 dargestellten Ausführungsvariante als auch bei
der in 2 dargestellten
Ausführungsvariante
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Kraftstoffspeichers 1, wird der im Zylinderkopf 5 einer
Verbrennungskraftmaschine bisher ungenutzte Bauraum in vorteilhafter
Weise ausgenutzt. Die durch den in einem Kraftstoffspeicher 1 im Falle
des Einsatzes bei einer selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen herrschenden hohen Drücke verursachten Spannungen,
werden nach der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
nicht mehr lediglich durch die Wandung des in diesem Falle als Kraftstoff-Hochdruckspeichers 1 ausgelegten
Kraftstoffspeichers aufgenommen. Gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante
der vorgeschlagenen Lösung
kann ein Kraftstoff-Hochdruckspeicher 1 als Ausnehmung 6 gebildet
werden. Gemäß der zweiten
Ausführungsvariante
ist die Wandung 41 des zylindrischen Rohres 8 nahezu
vollständig
vom Werkstoff 42 des Zylinderkopfes 5 umschlossen,
so dass der Werkstoff 42, der die Wandung 41 des
zylindrischen Rohres 8 umschließt zur Aufnahme von Spannungen
herangezogen werden kann. Darüber
hinaus können
mittels der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
gemäß beider
Ausführungsvarianten
Befestigungseinrichtungen für
einen außenliegenden
Kraftstoffspeicher am Zylinderkopf 5 der Verbrennungskraftmaschine
sowie der dafür
benötigte
Bauraum außerhalb
des Zylinderkopfes 5 eingespart werden. Ferner ist durch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Lösung
eine besonders einfache Montage- bzw. Demontage der Kraftstoffinjektoren 3 bzw.
der Injektorkörper 20 der
Kraftstoffinjektoren 3 gegeben. Aufgrund des die Injektorkörper 20 der Kraftstoffinjektoren 3 umgebenden
Materials des Zylinderkopfes 5 kann eine gleichmäßige Wärmeabfuhr in
das Material des Zylinderkopfes 5 einer selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschine erfolgen.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Integration
eines Kraftstoffspeichers in einen Zylinderkopf 5 einer
Verbrennungskraftmaschine, sei es eine selbstzündende Verbrennungskraftmaschine,
sei eines ein direkteinspritzender Benzinmotor, nutzt bei beiden
Typen von Verbrennungskraftmaschinen unter Vornahme geringer Änderungen
hinsichtlich des herrschenden Betriebsdruckniveaus, d. h. des Kraftstoffdruckes,ungenutzten
Bauraum am Zylinderkopf 5.
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- 1
- Kraftstoffspeicher
- 2
- Kraftstoff-Förderpumpe
- 3
- Kraftstoffinjektor
- 4
- Hochdruckleitungen
- 5
- Zylinderkopf
- 6
- zylindrische
Ausnehmung
- 7
- Verbindungskanäle
- 8
- zylindrisches
Rohr
- 9
- Dichtkörper
- 10
- Befestigungsöffnungen
- 11
- Kraftstofftank
- 12
- Hochdruckleitungsabschnitt
- 13
- Kraftstoff-Förderrichtung
- 14
- Innenwandung
zylindrische Ausnehmung
- 15
- Einsatzstück
- 16
- Symmetrieachse
Kraftstoffinjektor 3
- 17
- erster
Abzweig
- 18
- zweiter
Abzweig
- 19
- Abstand
zur Stirnseite zylindrischer Ausnehmungen 6
- 20
- Injektorkörper
- 21
- Wandung
Injektorkörper
- 22
- Hochdruckbohrung
- 23
- Winkel
- 24
- Injektorseitige
Ausformung
- 25
- Durchgangsbohrung
Dichtkörper
9
- 26
- Speicherseitige
Ausnehmung für
Dichtkörper 9
- 27
- Hohlraum
- 28
- Anlagefläche Injektorkörper
- 29
- Spannkörper
- 30
- Bohrung
Spannkörper
- 31
- Spannschraube
- 32
- Planfläche Zylinderkopf
- 33
- Auflager
Spannkörper
- 34
- Rundung
- 35
- Aufnahme
für Injektorkopf
- 36
- Anlagefläche düsenseitiges
Injektorkörperende
- 37
- Einspritzöffnung
- 38
- Brennraum
- 39
- Zielrichtung
Einlegekern
- 40
- Zylinderkopfseitige Öffnung für zylindrisches Rohr
- 41
- Rohrwandung
- 42
- Umgebendes
Zylinderkopfinaterial