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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung bezieht sich auf Kraftstoffinjektordichtungsanordnungen für Verbrennungsmotoren.
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HINTERGRUND
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Ein Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffinjektor kann eine Verbrennungsdichtung benötigen, um Verbrennungsgase in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors abzuhalten, in eine den Kraftstoffinjektor umgebende Passage zu strömen. Eine Herausforderung bei derartigen Dichtungen ist, dass sie ineffizient beim Transportieren oder Übertragen von Hitze weg von einem Düsengehäuse des Kraftstoffinjektors sein können, oder, wenn derartige Dichtungen Hitze von einem distalen Ende eines Düsenelementgehäuses weg transportieren, die Dichtungen unzureichende Widerstandskraft haben können, um einem Nachgeben standzuhalten, was schließlich Leckagen ermöglichen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Offenbarung stellt einen Verbrennungsmotor mit einer Kraftstoffinjektoranordnung zur Montage in einem Motorzylinderkopf bereit, welche eine Motorzylinderkopfabdichtungsoberfläche, einen Kraftstoffinjektorkörper und eine Injektordichtungsanordnung aufweist. Der Kraftstoffinjektorkörper weist eine longitudinale Achse, ein Düsenelementgehäuse und einen Düsenhalter auf. Die Injektordichtungsanordnung ist zwischen dem Kraftstoffinjektorkörper und dem Motorzylinderkopf positioniert und die Injektordichtungsanordnung weist eine aus einem ersten Material gebildete Dichtungskomponente, wobei die Dichtungskomponente in einem Raum positioniert ist, welcher longitudinal zwischen dem Kraftstoffinjektorkörper und der Motorzylinderkopfabdichtungsoberfläche zum Aufnehmen einer Kraftstoffinjektorklemmkraft ausgebildet ist, und eine wärmeleitfähige Komponente auf, die aus einem zweiten Material gebildet ist, welches anders ist als das erste Material, wobei das zweite Material eine höhere Wärmeleitfähigkeit hat als das erste Material, und wobei die wärmeleitfähige Komponente radial zwischen dem Düsenelementgehäuse und der Dichtungskomponente positioniert ist, um Hitze von dem Düsenelementgehäuse zu der Dichtungskomponente zu übertragen.
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Diese Offenbarung stellt auch einen Verbrennungsmotor bereit, welcher eine Montagebohrung, einen in der Montagebohrung positionierten Kraftstoffinjektor und eine Injektordichtungsanordnung aufweist. Die Montagebohrung hat eine longitudinale Achse, welche in einem Bereich des Motors ausgebildet ist, und weist eine Abdichtungsoberfläche auf, die in einem ersten Winkel mit Bezug auf die longitudinale Achse ausgebildet ist. Der Kraftstoffinjektor ist in der Montagebohrung positioniert und der Kraftstoffinjektor weist einen Injektorkörper auf, welcher ein Düsengehäuse hat. Die Injektordichtungsanordnung weist einen Abdichtungsring und eine Hitzeübertragungshülse auf. Der Abdichtungsring ist longitudinal zwischen dem Injektorkörper und der Abdichtungsoberfläche positioniert, um eine erste Fluiddichtung zwischen dem Abdichtungsring und der Abdichtungsoberfläche herzustellen. Die Hitzeübertragungshülse weist ein erstes Ende der Hitzeübertragungshülse, ein zweites Ende der Hitzeübertragungshülse, eine innere Oberfläche der Hitzeübertragungshülse und eine äußere Oberfläche der Hitzeübertragungshülse auf. Die Hitzeübertragungshülse ist bemessen und dimensioniert, um in der Montagebohrung benachbart zu dem Düsengehäuse positionierbar zu sein. Die innere Oberfläche der Hitzeübertragungshülse ist dimensioniert, um eine radiale Kraft nach innen auf das Düsengehäuse an dem zweiten Ende der Hitzeübertragungshülse auszuüben und die äußere Oberfläche der Hitzeübertragungshülse ist dimensioniert, um eine radiale Kraft nach außen auf den Abdichtungsring an dem ersten Ende der Hitzeübertragungshülse auszuüben.
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Diese Offenbarung stellt auch einen Verbrennungsmotor bereit, welcher einen Motorkörper, einen Kraftstoffinjektor, eine Abstandshalterkomponente und eine thermisch leitfähige Komponente aufweist. Der Motorkörper weist eine Verbrennungskammer und eine Montagebohrung auf. Der Kraftstoffinjektor ist in der Montagebohrung positioniert und weist eine longitudinale Achse und ein distales Ende auf. Die Abstandshalterkomponente ist longitudinal zwischen dem Kraftstoffinjektor und dem Motorkörper an einer von dem distalen Ende beabstandeten longitudinalen Entfernung positioniert. Die thermisch leitfähige Komponente ist in Kontakt mit dem distalen Ende und mit der Abstandshalterkomponente und ist in von dem Motorkörper beabstandeter radialer Entfernung und in von dem Kraftstoffinjektor beabstandeter radialer Entfernung in einer Region positioniert, welche sich zwischen dem distalen Ende und der Abstandshalterkomponente erstreckt.
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Vorteile und Merkmale der Ausführungsformen von dieser Offenbarung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen, beim Betrachten in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, offensichtlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht einer Injektordichtungsanordnung gemäß einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Injektordichtungsanordnung in ihre Position in einer Motormontagebohrung eingefügt ist.
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Injektordichtungsanordnung von 1.
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3 ist eine Querschnittsansicht einer Injektordichtungsanordnung gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Injektordichtungsanordnung in ihre Position in einer Motormontagebohrung eingefügt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine exemplarische Ausführungsform einer Injektordichtungsanordnung, welche generell in den 1 und 2 mit 10 bezeichnet ist, weist eine Dichtungskomponente, Abdichtungsring oder Abstandshalterkomponente 12, die/der aus einem ersten Material gebildet ist, und eine Hitzeübertragungshülse, innere Hitzeübertragungshülse oder thermisch leitfähige Komponente 14, die aus einem zweiten Material gebildet ist, welches von dem ersten Material verschieden ist, zum Positionieren in einer Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 auf, welche in einem Bereich, zum Beispiel einem Zylinderkopf 18, von einem Motorkörper 19 eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist. Obwohl der Abdichtungsring 12 und die thermisch leitfähige Komponente 14 als verschiedene oder separate Komponenten ausgebildet sind, sind sie in der beispielhaften Ausführungsform miteinander verbunden, um die Injektordichtungsanordnung 10 zu bilden, wie hier unten detaillierter beschrieben. Der Zylinderkopf 18 weist eine innere Oberfläche 20 auf, welche die Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 ausbildet. Der Verbrennungsmotor weist auch einen in der Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 positionierten Kraftstoffinjektor 22 auf, welcher eine periphere äußere Oberfläche 24 aufweist. Die innere Oberfläche 20 der Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 und die äußere Oberfläche 24 des Kraftstoffinjektors 22 bilden einen Ringspalt oder -passage 26, welche sich radial zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und dem Zylinderkopf 18 erstreckt. Der Motorkörper 19, welcher den Zylinderkopf 18 aufweist, weist auch einen Motorblock 40 auf, an welchem der Zylinderkopf 18 angebracht ist. Der Motorblock 40 weist einen oder mehrere Zylinder 42 und in jedem der Zylinder 42 einen Kolben 44 auf, welcher zur reziproken Bewegung in jedem der Zylinder 42 positioniert ist. Während longitudinaler Bewegung des Kolbens 44 in Richtung des Kraftstoffinjektors 22, injiziert der Kraftstoffinjektor 22 Kraftstoff in eine Verbrennungskammer 46, welche durch den Bereich des Zylinders 42 ausgebildet ist, der sich von dem Kolben 44 zu dem Zylinderkopf 18 erstreckt.
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Der Verbrennungsprozess muss von dem Ringspalt oder -passage 26 abgetrennt sein, wobei sonst ein Schaden am Kraftstoffinjektor 22, Zylinderkopf 18 und anderen Komponenten des Verbrennungsmotors auftreten kann. Obwohl es bekannt ist, eine Dichtung zwischen einem Kraftstoffinjektor und einem Zylinderkopf zu positionieren, haben derartige Dichtungen eine Reihe von Herausforderungen. Zum Beispiel muss die Dichtung in der Lage sei, eine Kraftstoffinjektorklemmlast zu tragen, um strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten, wenn zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und dem Zylinderkopf 18 geklemmt. Während die Injektordichtungsanordnung 10 den Kernvorteil des Verbrennungsabdichtens erreicht, kombiniert sie in vorteilhafter Weise das Verbrennungsabdichten mit einer erweiterten Fähigkeit, Hitze von dem distalen Ende des Kraftstoffinjektors 22 zu leiten, zu übertragen oder abzutransportieren, um die Zuverlässigkeit des Kraftstoffinjektors 22 aufrechtzuerhalten. Die Injektordichtungsanordnung 10 geht diese Herausforderungen durch Herstellen des Abdichtungsrings 12 aus einem Metall, das in der Lage ist, den Kraftstoffinjektorklemmlasten standzuhalten, welche durch den Kraftstoffinjektor 22 in den Abdichtungsring 12 und dann in den Zylinderkopf 18 übermittelt werden, und durch Herstellen der separaten Hitzeübertragungshülse 14 aus einem Metall, das eine höhere thermische Leitfähigkeit hat als das Material des Abdichtungsrings 12, an. Zusätzlich ist der Kontakt zwischen dem Abdichtungsring 12, der Hitzeübertragungshülse 14, dem Kraftstoffinjektor 22 und dem Zylinderkopf 18 optimiert, Hitze von dem distalen Ende des Kraftstoffinjektors 22 nach oben zu einem Kühlerbereich des Kraftstoffinjektors 22 zu übertragen, wobei ein thermischer Pfad für Hitze von dem distalen Ende des Kraftstoffinjektors 22 bereitgestellt ist.
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Durchweg diese Beschreibung, sind nach innen, distal und nahe longitudinal in der Richtung der Verbrennungskammer 46. Nach außen, proximal und weit sind longitudinal weg von der Richtung der Verbrennungskammer 46.
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Der Kraftstoffinjektor 22 weist eine Vielzahl von Komponenten auf, die einen Injektorkörper 28 aufweisen, in welchem eine Nadel oder Düsenventilelement 30 positioniert ist. Der Kraftstoffinjektor 22 weist andere Elemente auf, welche einen Aktuator (nicht gezeigt) aufweisen. Der Injektorkörper 28 weist ein Düsenelementgehäuse 32 und einen Gehäusehalter 36 auf, welcher das Düsenelementgehäuse 32 an dem Kaftstoffinjektor 22 anbringt. Der Injektorkörper 28 weist auch einen Düsenelementhohlraum 38 auf, in welchem das Düsenventilelement 30 zur reziproken Bewegung entlang einer longitudinalen Krafstoffinjektorachse 60 positioniert ist. Das Düsenelementgehäuse 32 weist einen Düsengehäusedurchmesser auf.
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Der Ringspalt oder -passage 26 ist simpel, einfach und zuverlässig von der Verbrennungskammer 46 abgedichtet, um den Ringspalt oder -passage 26 von der Verbrennungskammer 46, durch Einfügen der Injektordichtungsanordnung 10 zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und einem Bereich des Verbrennungsmotors, zum Beispiel dem Zylinderkopf 18, zu isolieren. Im Besonderen ist der Abdichtungsring 12 longitudinal zwischen dem Injektorkörper 28 und einer Abdichtungsoberfläche positioniert, welche in der Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 ausgebildet ist. Die Injektordichtungsanordnung 10 stellt eine Metall zu Metall Verbrennungsdichtung mit ausreichend hohen Kontaktdrücken bereit, den Abdichtungsring 12 in Abdichtungskontakt gegen die innere Oberfläche 20 der Injektormontagebohrung 16 zu dehnen und dann diesen Kontaktdruck mit der Kraft von dem Montage- oder Sicherungssystems (nicht gezeigt) des Kraftstoffinjektors 22 aufrechtzuerhalten. Das heißt, der Klemm- oder Sicherungslast des Injektors zum Sichern des Kraftstoffinjektors 22 in der Montagebohrung 16 wird zugetraut, eine Abdichtungskraft auf den Abdichtungsring 12 aufzubringen. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Injektormontagebohrung 16 eine Abdichtungsoberfläche 80 auf, die in einem Winkel zur longitudinalen Achse 60 positioniert ist, dadurch eine konische Abdichtungsoberfläche bereitstellt, und der Abdichtungsring 12 weist eine abgewinkelte Abdichtungsringoberfläche 82 auf, die die abgewinkelte Bohrungsoberfläche 80 kontaktiert, wenn der Abdichtungsring 12 longitudinal zwischen dem Injektorkörper 28 und der Abdichtungsoberfläche 80 in der Injektormontagebohrung 16 positioniert ist. Der Kontakt zwischen der abgewinkelten Abdichtungsringoberfläche 82 und der Abdichtungsoberfläche 80 bildet eine Fluiddichtung. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die abgewinkelte Bohrungsoberfläche 80 in einem vollen Winkel ungefähr 90 Grad und die abgewinkelte Abdichtungsringoberfläche 82 ist in einem vollen Winkel ungefähr 87,25 Grad, das ein Winkel von ungefähr 43,625 Grad bezüglich der longitudinalen Achse 60 ist. Die Klemmlast, welche den Kraftstoffinjektor 22 in der Injektormontagebohrung 16 hält, überträgt Last durch einen Lastpfad, welcher eine Ringkontaktlinie 84 zwischen der abgewinkelten Bohrungsoberfläche 80 und der abgewinkelten Abdichtungsringoberfläche 82 aufweist, wobei eine Fluiddichtung zwischen dem Abdichtungsring 12 und dem Motorkörper 19 gebildet ist.
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Zusätzlich zum Bilden einer Fluiddichtung zwischen dem Abdichtungsring 12 und dem Motorkörper 19 bildet der Abdichtungsring 12 eine Fluiddichtung mit dem Injektorkörper 28. Im Besonderen weist der Abdichtungsring 12 eine proximale Abdichtungsringendoberfläche 76 auf und der Injektorkörper 28 weist eine Injektorkörperoberfläche 86 auf, und die Klemmlast, welche eine Fluiddichtung zwischen dem Abdichtungsring 12 und dem Motorkörper 19 bildet, bildet auch einen Lastpfad durch die proximale Abdichtungsringendoberfläche 76 und die Injektorkörperoberfläche 86, um eine Fluiddichtung zwischen der proximalen Abdichtungsringendoberfläche 76 und der Injektorkörperoberfläche 86 herzustellen.
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Der Abdichtungsring 12 ist bemessen, so dimensioniert und aus einem geeigneten Material gebildet, dass der Abdichtungsring 12 seine strukturelle Integrität unter der Klemmlast von dem Montage- oder Sicherungssystem des Kraftstoffinjektors 22 behält. Der Abdichtungsring 12 ist im Allgemeinen kreisförmig und weist eine sich longitudinal erstreckende zentrale Ringpassage 48 auf, die einen durch einen unteren Ringspaltwandbereich 50 ausgebildeten ersten Ringdurchmesser 52, einen größeren, durch einen oberen Ringspaltwandbereich 56 ausgebildeten zweiten Ringdurchmesser 54 und einen Stufen- oder Übergangsbereich 58 hat, welcher zwischen dem unteren Ringwandbereich 50 und dem oberen Ringwandbereich 56 positioniert ist. Der obere Ringwandbereich 56 hat eine longitudinale Länge 72. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Abdichtungsring 12 aus einem einzelnen, einheitlichen Stück gebildet. Obwohl der Abdichtungsring 12 aus mehreren Stücken gebildet sein kann, ist ein einzelnes Stück leichter auszubilden und zu montieren im Gegensatz zu zwei oder mehreren Stücken. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Abdichtungsring 12 aus einem rostfreien Stahlmaterial gebildet, welches ein SAE 303 Edelstahl sein kann. Zusätzlich zu den anderen durch den Abdichtungsring 12 bereitgestellten Vorteilen, stellt das Material des Abdichtungsrings 12 eine thermische Barriere zu der Verbrennungshitze von der Verbrennungskammer 46 bereit.
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Der Abdichtungsring 12 weist die proximale Ringendoberfläche 76 und eine abgewinkelte Abdichtungsringoberfläche 82 auf. Wie hier oben beschrieben, ist die proximale Endoberfläche 76 bemessen und dimensioniert, um eine Fluiddichtung mit dem Kraftstoffinjektorkörper 28 zu bilden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die proximale Endoberfläche 76 eine flache, planare Oberfläche, welche an ein distales Ende des Gehäusehalters 36 angrenzt oder es kontaktiert, welcher eine flache, planare Injektorkörperoberfläche 86 hat, die sich an die proximale Endoberfläche 76 anfügt.
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Die Hitzeübertragungshülse 14 ist bemessen, dimensioniert und aus einem geeigneten Material gebildet, um, wenn in eine Eingriffspassung mit einer anderen Komponente, wie zum Beispiel dem Düsenelementgehäuse 32 oder dem Abdichtungsring 12 gezwungen, nachzugeben. Die Hitzeübertragungshülse 14 ist eine Komponente, die von dem Abdichtungsring 12 verschieden hergestellt oder separat ausgebildet ist, aus einem Material, welches verschieden ist von dem Material des Abdichtungsrings 12. Der Zweck von den zwei verschiedenen Materialien ist, in vorteilhafter Weise ein Material, welches eine ausreichende strukturelle oder lasttragende Widerstandskraft hat, um die signifikante Klemmlast aufzunehmen, die benötigt wird, den Kraftstoffinjektor 22 im Zylinderkopf 18 zu sichern, mit einer erhöhten thermischen Leitfähigkeit zu kombinieren, um Hitze von einem distalen Ende des Düsenelementgehäuses 32 in Richtung eines oberen Bereichs des Kraftstoffinjektors 22, der kälter ist als das distale Ende des Düsenelementgehäuses 32, zu transportieren, zu übertragen oder abzutransportieren. Der Vorteil an dieser Hitzeübertragung ist, dass sie die Temperatur im distalen Ende des Düsenelementgehäuses 32 reduziert, wobei Düsenspitzentemperaturen und die Zersetzung von Kraftstoff reduziert werden, welcher Ablagerungen auf dem Düsenelementgehäuse 32 verursachen kann. Diese Ablagerungen können zu ungleichmäßigen Sprühmustern von dem Kraftstoffinjektor 22 sowie einem Drift in der Quantität des injizierten Kraftstoffs beitragen. Die Hitzeübertragungshülse 14 weist ein distales Ende 62, ein proximales Ende oder Kopfbereich 64 und einen sich longitudinal erstreckenden Bereich 66 auf, welcher das distale Ende 62 mit dem proximalen Ende 64 verbindet, um das proximale Ende 64 in einer von dem distalen Ende 62 beabstandeten longitudinalen Entfernung zu positionieren. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Hitzeübertragungshülse 14 aus einem einzelnen einheitlichen Stück gebildet. Obwohl die Hitzeübertragungshülse 14 aus mehreren Stücken gebildet sein kann, ist ein einzelnes Stück einfacher auszubilden und zu montieren, im Gegensatz zu zwei oder mehreren Stücken.
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Das distale Ende 62 hat eine innere Oberfläche 63 an einem Durchmesser 68 des distalen Endes, welcher kleiner ist als der Durchmesser des Düsengehäuses. Während Montage des Kraftstoffinjektors 22, wenn die Hitzeübertragungshülse 14 auf dem Düsenelementgehäuse 32 positioniert ist, ist die innere Oberfläche 63 benachbart zu, fügt sich an, grenzt an oder steht der peripheren äußeren Oberfläche des Düsenelementgehäuses 32 gegenüber und die Hitzeübertragungshülse 14 erreicht eine Eingriffspassung mit dem Düsenelementgehäuse 32, da der Durchmesser 68 des distalen Endes kleiner ist als der Durchmesser des Düsengehäuses. Des Weiteren, da die Hitzeübertragungshülse 14 aus einem Material hergestellt ist, das weicher oder schwächer ist als das Material des Düsenelementgehäuses 32, gibt die Hitzeübertragungshülse 14 nach oder biegt sich während der Montage, anstatt signifikantes Verzerren oder Nachgeben des Düsenelementgehäuses 32 zu bewirken. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Hitzeübertragungshülse 14 aus einem Kupfermaterial gebildet, welches in der beispielhaften Ausführungsform entweder UNS C15100 oder UNS C15000 ist und einen H01-Härtegrad aufweist. Es soll verstanden werden, dass andere Materialien, die eine geeignete thermische Leitfähigkeit und eine geeignete Dehngrenze haben, auch verwendet werden können.
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Das proximale Ende 64 weist einen äußeren proximalen Enddurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser 52 des ersten Rings und größer sein kann als der Durchmesser 54 des zweiten Rings. Das proximale Ende 64 weist ferner eine periphere oder äußere Ringoberfläche 70 auf. Wenn der äußere proximale Durchmesser des proximalen Endes 64 größer ist als der Durchmesser 54 des zweiten Rings, dann ist, wenn die Hitzeübertragungshülse 14 in den Abdichtungsring 12 von einem proximalen Ende des Abdichtungsrings 12 eingefügt ist, die periphere Oberfläche 70 benachbart zu, gegenüberliegend zu, angrenzend an oder fügt sich an den oberen Ringwandbereich 56 und bildet eine Eingriffs- oder Presspassung mit dem oberen Ringwandbereich 56. Das proximale Ende 64 weist eine longitudinale Länge auf, die geringer ist als die longitudinale Länge 72 des oberen Ringwandbereichs, so dass, wenn die Hitzeübertragungshülse 14 in den Abdichtungsring 12 eingefügt ist und die Injektordichtungsanordnung 10 zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und dem Zylinderkopf 18 positioniert ist, die Hitzeübertragungshülse 14 in der Lage ist, sich longitudinal zu bewegen, wegen eines Spalts 74, welcher longitudinal zwischen dem Injektorkörper 28 und dem proximalen Ende der Hitzeübertragungshülse 14 positioniert sein kann, oder longitudinal zwischen einem distalen Ende des proximalen Endes 64 und dem Stufen- oder Übergangsbereich 58 positioniert sein kann oder der Spalt 74 kann in beiden Orten sein. Der Zweck des Spalts 74 ist, die signifikanten Klemmlasten, welche von dem Injektorkörper 28 durch den Abdichtungsring 12 in den Zylinderkopf 18 übermittelt werden, daran zu hindern, durch die Hitzeübertragungshülse 14 übermittelt zu werden. Es sollte auch von der Beschreibung des proximalen Endes 64 und der Länge 72 offensichtlich sein, dass der Kopfbereich 64 zwischen dem Injektorkörper 28 und dem Stufenbereich 58 eingefangen ist.
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Ein sich longitudinal erstreckender Bereich 66 verbindet das distale Ende 62 mit dem proximalen Ende 64. Der sich longitudinal erstreckende Bereich 66 ist in einer von dem Motorkörper 19, zum Beispiel dem Zylinderkopf 18, beabstandeten radialen Entfernung, und in einer von dem Kraftstoffinjektor 22, zum Beispiel dem Düsenelementgehäuse 32, beabstandeten radialen Entfernung. Ein Zweck des Beabstandens des sich longitudinal erstreckenden Bereichs 66 von dem Kraftstoffinjektor 22 ist, die erforderliche Montagekraft zum Pressen der Hitzeübertragungshülse 14 auf den Kraftstoffinjektor 22 zu reduzieren, das andererseits bewirken könnte, dass die Hitzeübertragungshülse sich unter der Montage- oder Installationskraft verzerrt. Der sich longitudinal erstreckende Bereich 66 kann einen Durchmesser haben, der größer ist als der Durchmesser 52 des ersten Rings, wo die äußere Oberfläche des sich longitudinal erstreckenden Bereichs 66 benachbart zu, gegenüberliegend zu, angrenzend an ist oder sich anfügt an den unteren Ringwandbereich 50, das somit bewirken würde, dass der sich longitudinal erstreckende Bereich 66 in einer Press- oder Eingriffspassung mit dem unteren Ringwandbereich 50 ist. Die Hitzeübertragungshülse 14 kann in einer Press- oder Eingriffspassung mit dem unteren Ringwandbereich 50, mit dem oberen Ringwandbereich 56 oder mit beiden des unteren Ringwandbereichs 50 und des oberen Ringwandbereichs 56 sein. Ein Vorteil eine Komponente, das heißt den Abdichtungsring 12 als eine Dichtung zu verwenden und die Klemmkräfte, welche den Kraftstoffinjektor 22 in dem Zylinderkopf 18 halten, und eine zweite Komponente, das heißt die Hitzeübertragungshülse 14 an einem Ort aufzunehmen, der sich von einem distalen Ende des Düsenelementgehäuses 32 zu dem Abdichtungsring 12 erstreckt, ist, dass die Injektordichtungsanordnung 10 den Kernvorteil des Verbrennungsabdichtens kombiniert mit einer Hitzeübertragungsfunktion erreicht. Die Hitze wird von der Hitzeübertragungshülse 14 an dem distalen Ende des Düsenelementgehäuses 32 aufgenommen und die Hitze wird leicht von der Hitzeübertragungshülse 14 in den Abdichtungsring 12 geleitet, wo die Hitze dann in den Kraftstoffinjektorkörper 28, zum Beispiel den Gehäusehalter 36, fließen kann. Ein anderer Vorteil betreffend diesen Kontakt ist, dass es einfacher ist, vor dem Anbringen des Abdichtungsrings 12 und der Hitzeübertragungshülse 14 an dem Kraftstoffinjektor 22, den Abdichtungsring 12 und die separate Hitzeübertragungshülse 14 als eine Anordnung zu montieren, an Stelle eines individuellen Anbringens jeder Komponente an dem Kraftstoffinjektor 22.
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Jetzt bezugnehmend auf 3, wird eine zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Elemente, welche die gleichen sind wie in der ersten Ausführungsform, sind gleich nummeriert wie in der ersten Ausführungsform und sind in dieser Ausführungsform nur der Klarheit halber beschrieben. Eine zweite exemplarische Ausführungsform einer Injektordichtungsanordnung, generell mit 110 in 3 bezeichnet, weist eine Dichtungskomponente, einen Abdichtungsring oder Abstandshalterkomponente 12 und eine Hitzeübertragungshülse, innere Hitzeübertragungshülse oder thermisch leitfähige Komponente 114 zum Positionieren in einer Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 auf, welche in einem Bereich, zum Beispiel einem Zylinderkopf 18 von einem Motorkörper 19 des Verbrennungsmotors ausgebildet ist. Der Zylinderkopf 18 weist eine innere Oberfläche 20 auf, welche die Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 bildet. Der Verbrennungsmotor weist auch einen in der Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 positionierten Kraftstoffinjektor 22 auf, welcher eine periphere äußere Oberfläche 24 aufweist. Die innere Oberfläche 20 der Kraftstoffinjektormontagebohrung 16 und die äußere Oberfläche 24 des Kraftstoffinjektors 22 bilden einen Ringspalt oder -passage 26, welche sich radial zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und dem Zylinderkopf 18 erstreckt.
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Der Kraftstoffinjektor 22 weist eine Vielzahl von Komponenten auf, die einen Injektorkörper 28 aufweisen, in welchem ein Nadel oder Düsenventilelement 30 positioniert ist. Der Injektorkörper 28 weist ein Düsenelementgehäuse 32 und einen Gehäusehalter 36 auf, welcher das Düsenelementgehäuse 32 am Kraftstoffinjektor 22 anbringt. Der Injektorkörper 28 weist auch einen Düsenelementhohlraum 38 auf, in welchem das Düsenventilelement 30 zur reziproken Bewegung entlang einer longitudinalen Kraftstoffinjektorachse 160 positioniert ist. Das Düsenelementgehäuse 32 weist einen Düsengehäusedurchmesser auf.
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Der Ringspalt oder -passage 26 ist simpel, einfach und zuverlässig von einer Verbrennungskammer 46 abgedichtet, um den Ringspalt oder die -passage 26 von der Verbrennungskammer 46 durch Einfügen der Injektordichtungsanordnung 110 zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und einem Bereich Verbrennungsmotors, zum Beispiel dem Zylinderkopf 18, zu isolieren. Die Injektordichtungsanordnung 110 stellt eine Metall zu Metall Verbrennungsdichtung mit Kontaktdrücken bereit, die hoch genug sind, den Abdichtungsring 12 in Abdichtungskontakt gegen die innere Oberfläche 20 der Injektormontagebohrung 16 zu dehnen und dann diesen Kontaktdruck mit der Kraft von dem Montage- oder Sicherungssystems (nicht gezeigt) des Kraftstoffinjektors 22 aufrechtzuerhalten. Das heißt, die Klemm- oder Sicherungslast des Injektors zum Sichern des Kraftstoffinjektors 22 in der Montagebohrung 16 wird zugetraut, eine Abdichtungskraft auf den Abdichtungsring 12 aufzubringen. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Injektormontagebohrung 16 eine abgewinkelte Oberfläche 80 auf und der Abdichtungsring 12 weist eine abgewinkelte Abdichtungsringoberfläche 82 auf, welche die abgewinkelte Bohrungsoberfläche 80 kontaktiert, wenn die Injektordichtungsanordnung 110 in der Injektormontagebohrung 16 positioniert ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die abgewinkelte Bohrungsoberfläche 80 in einem vollen Winkel ungefähr 90 Grad und die abgewinkelte Abdichtungsringoberfläche 82 ist in einem vollen Winkel ungefähr 87,25 Grad. Die Klemmlast, welche den Kraftstoffinjektor 22 in der Injektormontagebohrung 16 hält, bewirkt eine Ringkontaktlinie 84 zwischen der abgewinkelten Bohrungsoberfläche 80 und der abgewinkelten Abdichtungsringoberfläche 82, wobei eine Fluiddichtung zwischen dem Abdichtungsring 12 und dem Motorkörper 19 gebildet ist. Der Abdichtungsring 12 ist konfiguriert wie vorher beschrieben.
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Die Hitzeübertragungshülse 114 ist bemessen, dimensioniert und aus einem geeigneten Material gebildet, um nachzugeben, wenn in eine Eingriffspassung mit einer anderen Komponente, zum Beispiel dem Düsenelementgehäuse 32 oder dem Abdichtungsring 12, gezwungen. Die Hitzeübertragungshülse 114 weist ein distales Ende 162, ein proximales Ende 164 und einen sich longitudinal erstreckenden Bereich 166 auf, der das distale Ende 162 mit dem proximalen Ende 164 verbindet.
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Das distale Ende 162 hat einen Durchmesser 168 des distalen Endes, welcher kleiner ist als der Düsengehäusedurchmesser, und eine innere Oberfläche 163. Während Montage des Kraftstoffinjektors 22, wenn die Hitzeübertragungshülse 114 auf dem Düsenelementgehäuse 32 positioniert ist, erreicht die Hitzeübertragungshülse 114 eine Eingriffspassung mit dem Düsenelementgehäuse 32, da die innere Oberfläche 163 benachbart ist zu, sich anfügt an, angrenzt an oder gegenüber liegt von der peripheren äußeren Oberfläche des Düsenelementgehäuses 32 und da der Durchmesser 168 des distalen Endes kleiner ist als der Düsengehäusedurchmesser. Ferner, da die Hitzeübertragungshülse 114 aus einem Material gebildet ist, das weicher oder schwächer ist als das Material des Düsenelementgehäuses 32, gibt die Hitzeübertragungshülse 114 nach oder biegt sich während der Montage anstatt signifikantes Verzerren oder Nachgeben des Düsenelementgehäuses 32 zu bewirken. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Hitzeübertragungshülse 114 aus einem Kupfermaterial gebildet, welches in der beispielhaften Ausführungsform entweder UNS C15100 oder UNS C15000 ist und einen H01 Härtegrad aufweist. Es soll verstanden werden, dass andere Materialien, welche eine geeignete thermische Leitfähigkeit und eine eine geeignete Dehngrenze haben, auch verwendet werden können.
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Das proximale Ende 164 weist einen äußeren proximalen Enddurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser 52 des ersten Rings und größer sein kann als der Durchmesser 54 des zweiten Rings. Das proximale Ende 164 weist ferne eine periphere oder äußere Ringoberfläche 70 auf. Wenn der äußere proximale Enddurchmesser des proximalen Endes 164 größer ist als der Durchmesser 54 des zweiten Rings, dann bildet, wenn die Hitzeübertragungshülse 114 in den Abdichtungsring 12 eingefügt ist, die periphere Oberfläche 70 eine Eingriffs- oder Presspassung mit dem oberen Ringwandbereich 56. Das proximale Ende 164 weist eine longitudinale Länge auf, welche geringer ist als die longitudinale Länge 72 des oberen Ringwandbereichs 56, so dass, wenn die Hitzeübertragungshülse 114 in dem Abdichtungsring 12 eingefügt ist und die Injektordichtungsanordnung 110 zwischen dem Kraftstoffinjektor 22 und dem Zylinderkopf 18 positioniert ist, die Hitzeübertragungshülse 114 in der Lage ist sich longitudinal zu bewegen, wegen eines Spalts 74, welcher longitudinal zwischen dem Injektorkörper 28 und dem proximalen Ende der Hitzeübertragungshülse 114 positioniert sein kann oder longitudinal zwischen einem distalen Ende des proximalen Endes 64 und einem Übergangsbereich 58 longitudinal positioniert sein kann oder der Spalt 74 kann in beiden Orten sein. Der Zweck des Spalts 74 ist oben beschrieben worden.
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Ein sich longitudinal erstreckende Bereich 166 verbindet das distale Ende 162 mit dem proximalen 164. Der sich longitudinal erstreckende Bereich 166 ist in einer von dem Motorkörper 19, zum Beispiel dem Zylinderkopf 18, beabstandeten Entfernung und in einer von dem Kraftstoffinjektor 22, zum Beispiel dem Düsenelementgehäuse 32, beabstandeten Entfernung. Der sich longitudinal erstreckende Bereich 166 kann einen Durchmesser haben, welcher größer ist als der Durchmesser 52 des ersten Rings, wo der sich longitudinal erstreckende Bereich 166 benachbart ist zu, gegenüber liegt zu, angrenzt an, oder sich anfügt an den Wandbereich 50, das somit bewirken würde, dass der sich longitudinal erstreckende Bereich 166 in einer Press- oder Eingriffspassung mit dem unteren Ringwandbereich 50 ist. Die Hitzeübertragungshülse 114 kann in einer Eingriffs- oder Presspassung mit dem unteren Ringwandbereich 50, mit dem oberen Ringwandbereich 56 oder mit beiden, dem unteren Ringwandbereich 50 und dem oberen Ringwandbereich 56, sein. Ein Vorteil des Kontakts zwischen der Hitzeübertragungshülse 114 und dem Abdichtungsring 12 ist, dass Hitze leicht von der Hitzeübertragungshülse 114 in den Abdichtungsring 12 geleitet wird, wo die Hitze dann in den Kraftstoffinjektorkörper 28 fließen kann. Ein Vorteil des Presspassungskontakts ist, dass es einfacher ist, den Abdichtungsring 12 an die separate Hitzeübertragungshülse 114 zu montieren, anstatt die Hitzeübertragungshülse 114 auf dem Düsenelementgehäuse 32 zu positionieren und dann den Abdichtungsring 12 an die Hitzeübertragungshülse 114 anzubringen.
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Das proximale 164 weist auch einen inneren Durchmesser 178 auf, welcher in dieser Ausführungsform kleiner ist als der äußere Durchmesser des Düsenelementgehäuses 32, und eine innere Ringoberfläche 179. Das Resultat von dieser Dimensionierung ist, dass die innere Oberfläche 179 des proximalen Endes 164 von der Hitzeübertragungshülse 114 in einer Press- oder Eingriffspassung mit dem Düsenelementgehäuse 32 ist. Somit ist die Hitzeübertragungshülse 114 in einer Press- oder Eingriffspassung mit dem Düsenelementgehäuse 32 an dem distalen Ende 162 und an dem proximalen Ende 164, und in einer Press- oder Eingriffspassung mit dem Abdichtungsring 12, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Wahl der Orte für die Eingriffspassungen werden von dem Bedürfnis, die Hitzeübertragungshülse 114 bezüglich des Düsenelementgehäuses 32 und des Abdichtungsrings 12 zu sichern, abhängig sein.
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Obwohl verschiedene Ausführungsformen von dieser Offenbarung gezeigt und beschrieben worden sind, wird es verstanden, dass diese Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Die Ausführungsformen können verändert, abgewandelt und weiterführend von einem Fachmann angewendet werden. Daher sind diese Ausführungsformen nicht auf die vorher gezeigten und beschriebenen Details beschränkt, sondern umfassen auch alle solche Änderungen oder Abwandlungen.
