DE19915792A1 - Fuel feed system for internal combustion engine has fuel feed passage leading to fuel injection valve provided in cylinder head or rocker cover connected to it, and runs perpendicularly to longitudinal axis of fuel injection valve - Google Patents
Fuel feed system for internal combustion engine has fuel feed passage leading to fuel injection valve provided in cylinder head or rocker cover connected to it, and runs perpendicularly to longitudinal axis of fuel injection valveInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffzuführsystem für eine Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a fuel supply system for an internal combustion engine according to that in the preamble of Claim 1 defined art.
Aus der EP 03 08 467 B1 ist ein Kraftstoffzuführsystem bekannt, welches eine an einem Zylinderkopf angebrach te Verteilerleiste aufweist. Bei diesem Kraftstoffzu führsystem werden sowohl Kraftstoff als auch Luft un ter Druck zu Einblaseventilen geführt; welche in dem Zylinderkopf angeordnet sind. Die Verteilerleiste weist hierzu entsprechende Kraftstoffleitungen und Luftleitungen zu den Einblaseventilen auf.EP 03 08 467 B1 describes a fuel supply system known, which one attached to a cylinder head te distribution strip. With this fuel guidance system, both fuel and air pressure led to injection valves; which in the Cylinder head are arranged. The distribution bar has corresponding fuel lines and Air lines to the injection valves.
Bei diesem bekannten System ist jedes Einblaseventil mit einem elektromagnetisch betätigten Kraftstoffein spritzventil versehen, welchem der Kraftstoff aus den Kraftstoffleitungen zugeführt wird und welches den Kraftstoff je nach Bedarf in eine sich innerhalb des Einblaseventils befindliche Mischkammer abgibt. Nach diesem Abgeben des Kraftstoffs wird der in der Misch kammer befindliche Kraftstoff mit komprimierter Luft aufbereitet und teilweise verdampft. Dieser aufberei tete Kraftstoff wird dann einem Abgabebereich des Ein blaseventils zugeführt, welcher ein elektromagnetisch betätigtes Ventil umfaßt. Befindet sich das Einblase ventil in seiner Offenstellung, so wird mit relativ geringem Druck (z. B. 7 bis 8 bar) das in der Mischkam mer sich befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Einblaseventil direkt in die Brennkammer eingeblasen.In this known system, each injection valve with an electromagnetically operated fuel spray valve, which the fuel from the Fuel lines is supplied and which the Fuel as needed within one within the Blowing valve located mixing chamber releases. To this dispensing of fuel becomes the one in the mix Chamber fuel with compressed air processed and partially evaporated. This clean up Fuel is then a delivery area of the one Blower valve supplied, which is an electromagnetic actuated valve includes. There is the blowing valve in its open position, so with relative low pressure (e.g. 7 to 8 bar) in the mixing chamber Any fuel / air mixture from the Blow-in valve blown directly into the combustion chamber.
Die Verteilerleiste dieses Kraftstoffverteilersystems dient sowohl zur Zufuhr von Kraftstoff als auch zur Luftversorgung der Einblaseventile bzw. der Kraftstof feinspritzventile, wodurch sich ein sehr kompliziertes und nur unter hohem Fertigungsaufwand herstellbares Bauteil ergibt.The distribution rail of this fuel rail system serves both for the supply of fuel and for Air supply for the injection valves or the fuel fine injection valves, which is a very complicated and only producible with a high manufacturing effort Component results.
Durch die gemeinsame Zufuhr von Kraftstoff und Luft in der gemeinsamen Verteilerleiste kann es bei niedrigen Temperaturen in den Luftleitungen der Verteilerleiste, z. B. nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine, durch den kalten Kraftstoff in der Verteilerleiste zu Kon densatbildung und zu einer Vereisung des in den Luft leitungen enthaltenen Wassers kommen. Eine solche Ver eisung führt unter Umständen zu Startproblemen bei der Brennkraftmaschine.By supplying fuel and air together The common manifold can do it at low Temperatures in the air ducts of the distributor strip, e.g. B. after starting the engine, by the cold fuel in the fuel rail to Kon formation of condensate and icing in the air pipes contained water come. Such a ver Under certain circumstances, freezing leads to start problems with the Internal combustion engine.
Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Kraftstoffzu führsystems, welcher sich durch die räumliche Nähe der Luftleitungen zu den Kraftstoffleitungen in der Ver teilerleiste ergibt, ist, daß bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine eine Erwärmung des Kraftstoffs durch die komprimierte und erwärmte Luft in den Luft leitungen erfolgen kann. Da an der Verteilerleiste eine Rücklaufleitung für den Kraftstoff vorgesehen ist, kann dieser erwärmte und in einen Kraftstofftank zurückströmende Kraftstoff zu einer Erwärmung der ge samten Kraftstoffmenge führen. Dies resultiert in ei ner erhöhten Verdampfung des Kraftstoffs in dem Tank, was letztendlich zu einer höheren Belastung eines in dem Tank vorhandenen Verdunstungs-Rückhaltesystems für den Kraftstoff führt.Another disadvantage of the fuel described guidance system, which is characterized by the spatial proximity of the Air lines to the fuel lines in the ver divider bar results, is that in normal operation the Internal combustion engine heating the fuel through the compressed and heated air in the air lines can be done. Because on the distribution board a return line for the fuel is provided is, this can be heated and placed in a fuel tank backflowing fuel to warm the ge lead the entire amount of fuel. This results in egg increased evaporation of the fuel in the tank, which ultimately results in a higher burden on one Evaporation retention system for the tank runs the fuel.
Zum allgemeinen Stand der Technik bezüglich Kraft stoffzuführsystemen für Brennkraftmaschinen wird des weiteren auf die EP 02 42 370 B1, die JP 1-138367 (A) sowie die JP 1-224450 (A) verwiesen.The general state of the art regarding force fuel supply systems for internal combustion engines is the further to EP 02 42 370 B1, JP 1-138367 (A) as well as JP 1-224450 (A).
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraft stoffzuführsystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welcher die oben genannten Nachteile vermieden werden können und durch welches eine Verein fachung von Bauteilen erreicht werden kann.It is an object of the present invention, a force fuel supply system for an internal combustion engine create, in which the above disadvantages can be avoided and by which an association components can be achieved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this task is characterized by the drawing part of claim 1 mentioned features solved.
Durch den erfindungsgemäßen Kanal in dem Zylinderkopf oder in einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Teil ergibt sich eine konstruktiv sehr einfache Lösung zur Zuführung von Kraftstoff in das wenigstens eine Kraft stoffeinspritzventil, welches dem wenigstens einen Einblaseventil zugeordnet ist.Through the channel according to the invention in the cylinder head or in a part connected to the cylinder head there is a structurally very simple solution for Supply of fuel in the at least one force fuel injector, which the at least one Intake valve is assigned.
Des weiteren wird durch die erfindungsgemäße Lösung der Wärmeübergang von der verdichteten Luft in den Kraftstoff vermieden, wodurch der ansonsten problema tische Wärmeeintrag der Luft in den Kraftstofftank verhindert werden kann. Auch Kondensatbildung oder Vereisung im kalten Zustand der Brennkraftmaschine können erfindungsgemäß vermieden werden.Furthermore, the solution according to the invention the heat transfer from the compressed air into the Avoided fuel, causing the otherwise problema table heat input of air into the fuel tank can be prevented. Also condensation or Icing when the internal combustion engine is cold can be avoided according to the invention.
Um auf zusätzliche Bearbeitungsschritte verzichten zu können, kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bei mehreren vorgesehenen Einblaseventi len und zugeordneten Kraftstoffeinspritzventilen der Kanal in dem Zylinderkopf oder in dem mit dem Zylin derkopf verbundenen Teil so angeordnet sein, daß er mit sämtlichen Aufnahmebohrungen der Kraftstoffein spritzventile verbunden ist.To avoid additional processing steps can, in an advantageous embodiment of the invention in several provided Einventeventi len and associated fuel injectors Channel in the cylinder head or in the one with the cylinder the head connected part must be arranged so that it with all mounting holes of the fuel spray valves is connected.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Un teransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei spielen.Further advantageous refinements and developments gene of the invention result from the remaining Un claims and from the following based on the Drawing shown in principle play.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemä ßen Kraftstoffzuführsystems mit einem Zylin derkopf und einer an dem Zylinderkopf ange brachten Zylinderkopfhaube; Fig. 1 a first embodiment of the inventive fuel supply system SEN The head with a Zylin and brought attached to the cylinder head the cylinder head cover;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsge mäßen Kraftstoffzuführsystems mit einem Zylin derkopf und einer an dem Zylinderkopf ange brachten Zylinderkopfhaube; und Figure 2 shows a second embodiment of the fuel supply system according to the invention with a cylinder head and a cylinder head cover attached to the cylinder head; and
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des erfindungsge mäßen Kraftstoffzuführsystems, bei welchem le diglich der Kanal zur Zuführung von Kraftstoff im Schnitt dargestellt ist. Fig. 3 shows a third embodiment of the fuel supply system according to the invention, in which the channel for supplying fuel is shown in section.
Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf 1 einer in ihrer Ge samtheit nicht dargestellten Brennkraftmaschine mit einer auf dem Zylinderkopf 1 angebrachten Zylinder kopfhaube 2. Zwischen dem Zylinderkopf 1 und der Zy linderkopfhaube 2 befindet sich eine Trennfläche 3. Fig. 1 shows a cylinder head 1 of a Ge in their totality internal combustion engine, not shown, with a mounted on the cylinder head 1, the cylinder head cover 2. Between the cylinder head 1 and the cylinder head cover 2 there is an interface 3 .
Der Zylinderkopf 1 weist des weiteren Nockenwellenla ger 4 mit einer darin angeordneten Nockenwelle 5 auf. Weiterhin befinden sich in dem Zylinderkopf 1 Einbla seventile 6 mit jeweils darüber angeordneten Kraft stoffeinspritzventilen 7. Unterhalb einer weiteren Trennfläche 8 zu einem nicht dargestellten Kurbelge häuse befinden sich in an sich bekannter Weise Brenn räume 9, in welche ein Kraftstoff-Luft-Gemisch einge spritzt wird. Im vorliegenden Fall sind mehrere Brenn räume 9 und somit mehrere Einblaseventile 6 mit zuge ordneten Kraftstoffeinspritzventilen 7 vorgesehen, der Übersichtlichkeit halber ist jedoch jeweils nur eines der Elemente 6, 7 und 9 dargestellt. Die Einblaseven tile sind zum Einblasen von Kraftstoff in die Brenn räume 9 mittels eines unter Druck stehenden gasförmi gen Mediums vorgesehen, wobei der Kraftstoff den Ein blaseventilen 6 mittels der Kraftstoffeinspritzventile 7 zugeführt wird. Zur Zündung des den Brennräumen 9 eingeblasenen Kraftstoff-Luft-Gemisches sind in dem Zylinderkopf 1 mehrere Zündkerzen 10 angebracht, von denen jedoch ebenfalls nur eine dargestellt ist.The cylinder head 1 further has Nockenwellenla ger 4 with a camshaft 5 arranged therein. Furthermore, 1 Einla seventile 6 are located in the cylinder head 1 each with fuel injectors 7 arranged above it. Below a further interface 8 to a crankcase, not shown, there are combustion chambers 9 in a manner known per se, into which a fuel-air mixture is injected. In the present case, a plurality of combustion chambers 9 and thus a plurality of injection valves 6 with associated fuel injection valves 7 are provided, but for the sake of clarity only one of the elements 6 , 7 and 9 is shown in each case. The Einblaseven tile are provided for blowing fuel into the combustion chambers 9 by means of a pressurized gaseous medium, the fuel being supplied to the blow valves 6 by means of the fuel injection valves 7 . To ignite the fuel-air mixture blown into the combustion chambers 9, a plurality of spark plugs 10 are fitted in the cylinder head 1 , but only one of these is also shown.
Um den Kraftstoff auf die oben beschriebene Art und Weise an die Brennräume 9 abgeben zu können, wird die ser über einen Kanal 11 dem Kraftstoffeinspritzventil 7 bzw. sämtlichen Kraftstoffeinspritzventilen 7 zuge führt. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 7 gibt den Kraftstoff in an sich bekannter Weise an eine Misch kammer 12 weiter, welche in jedem Einblaseventil 6 ausgebildet ist. Die Mischkammer 12 des Einblaseven tils 6 ist durch gestrichelte Linien angedeutet, um eine Übersichtlichkeit zu gewährleisten.In order to be able to deliver the fuel to the combustion chambers 9 in the manner described above, the water is supplied via a channel 11 to the fuel injection valve 7 or all the fuel injection valves 7 . Each fuel injection valve 7 passes the fuel in a conventional manner to a mixing chamber 12 which is formed in each injection valve 6 . The mixing chamber 12 of the inlet valve 6 is indicated by dashed lines to ensure clarity.
In den Mischkammern 12 wird der Kraftstoff mit dem unter Druck stehenden gasförmigen Medium, in diesem Fall mit Luft, welche über einen Kanal 13 in die je weilige Mischkammer 12 eingeleitet wird, vermischt und in die Brennräume 9 eingeblasen. Aufbau und Funktion derartiger Einblaseventile 6 sind beispielsweise auch aus dem SAE-Paper 98P-136, 1988, Rodney Houston, Geof frey Cathcart, Orbital Engine Company, Western Austra lia, "Combustion an Emissions Characteristics of Or bital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automotive Direct Injected 4-Stroke-Engines", Seiten 1-12 bekannt und werden daher im folgenden nicht näher erläutert.In the mixing chambers 12 , the fuel is mixed with the pressurized gaseous medium, in this case with air, which is introduced into the respective mixing chamber 12 via a channel 13 and blown into the combustion chambers 9 . The structure and function of such injection valves 6 are also described, for example, in SAE paper 98P-136, 1988, Rodney Houston, Geoffrey Cathcart, Orbital Engine Company, Western Australia, "Combustion an Emissions Characteristics of Orbital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automotive Direct Injected 4-Stroke Engines ", pages 1-12 and are therefore not explained in more detail below.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 befindet sich der Kanal 11 zur Zufuhr des Kraftstoffs in der Zylinder kopfhaube 2 und ist einstückig mit derselben ausgebil det bzw. wurde beim Herstellen der nicht dargestellten Gießform für die Zylinderkopfhaube 2 bereits mit be rücksichtigt. Alternativ zur Herstellung durch ein Gießverfahren kann der Kanal 11 auch durch mechanische Bearbeitung entstehen.In the embodiment of FIG. 1, the fuel channel 11 is for the supply in the cylinder head cover 2 and is integral therewith det ausgebil or has already been taken into account in making the mold, not shown for the cylinder head cover 2 with BE. As an alternative to the production by a casting process, the channel 11 can also be created by mechanical processing.
Da wie oben beschrieben mehrere Brennräume 9 und somit mehrere Einblaseventile 6 und daran angeordnete Kraft stoffeinspritzventile 7 vorhanden sind, ist der Kanal 11 so ausgebildet, daß er den Kraftstoffzugang zu al len Kraftstoffeinspritzventilen 7 ermöglicht. Jeweili ge Aufnahmebohrungen 14 zu den Kraftstoffeinspritzven tilen 7 sind dabei so ausgebildet, daß der Querschnitt des Kanals 11 jeweils nur unwesentlich verringert wird und somit ein uneingeschränkter Kraftstofffluß zu al len Einblaseventilen 6 erfolgen kann. Hierzu verläuft der Kanal 11 im wesentlichen senkrecht zu Längsachsen 15 der Einblaseventile 6 bzw. der Kraftstoffeinspritz ventile 7 in Längsrichtung der Zylinderkopfhaube 2.Since, as described above, a plurality of combustion chambers 9 and thus a plurality of injection valves 6 and disposed thereon fuel injection valves 7 are present, the channel 11 is formed so that it enables the fuel access to al l the fuel injection valves. 7 Each receiving holes 14 to the fuel injection valves 7 are designed so that the cross section of the channel 11 is only slightly reduced and thus an unrestricted fuel flow to al len blow valves 6 can take place. For this purpose, the channel 11 extends substantially perpendicular to the longitudinal axes 15 of the injection valves 6 and the fuel injection valves 7 in the longitudinal direction of the cylinder head cover 2 .
Die Trennfläche 3 zwischen dem Zylinderkopf 1 und der Zylinderkopfhaube 2 verläuft ebenfalls senkrecht zu den Längsachsen 15 der Einblaseventile 6 bzw. der Kraftstoffeinspritzventile 7, um eine unproblematische Montage der Einblaseventile 6 mit den Kraftstoff einspritzventilen 7 zu ermöglichen. Des weiteren ver läuft die Trennfläche 3 durch eine Mittelachse 16 der Nockenwelle 5, um hier ebenfalls eine einfache Montage sicherzustellen.The separating surface 3 between the cylinder head 1 and the cylinder head cover 2 also extends perpendicular to the longitudinal axes 15 of the injection valves 6 or the fuel injection valves 7 , in order to enable unproblematic assembly of the injection valves 6 with the fuel injection valves 7 . Furthermore, the dividing surface 3 runs through a central axis 16 of the camshaft 5 , in order to likewise ensure simple assembly here.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer geänderten Zylinderkopfhaube 2. Hierbei ist der Kanal 11 über mehrere röhrenförmige Verbindungselemente 17 mit den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 7 der entsprechenden Einblaseventile 6 verbunden. Die röh renförmigen Verbindungselemente 17 stellen die Verbin dung zu den Aufnahmebohrungen 14 sicher und gewährlei sten somit eine wie oben beschriebene Kraftstoffzu fuhr. Auch hier verläuft der Kanal 11 über die gesamte Länge der Zylinderkopfhaube 2, wodurch eine Kraft stoffzufuhr zu allen Einblaseventilen 6 der Brenn kraftmaschine ermöglicht wird. Fig. 2 shows another embodiment with a modified cylinder head cover 2. Here, the channel 11 is connected to the respective fuel injection valves 7 of the corresponding injection valves 6 via a plurality of tubular connecting elements 17 . The tubular ren-shaped connecting elements 17 ensure the connec tion to the receiving holes 14 and thus ensure a fuel supply as described above. Here, too, the channel 11 runs over the entire length of the cylinder head cover 2 , whereby a fuel supply to all the injection valves 6 of the internal combustion engine is made possible.
Bei beiden Ausführungsformen ist der Kanal 11 durch Dichtelemente 18 gegenüber der Zylinderkopfhaube 2 abgedichtet.In both embodiments, the channel 11 is sealed off from the cylinder head cover 2 by sealing elements 18 .
In nicht dargestellter Weise könnte der Kanal 11 auch jeweils direkt in dem Zylinderkopf 1 angebracht sein, wobei in einem solchen Fall eine entsprechende Zulei tung zu den Aufnahmebohrungen 14 der Kraftstoffein spritzventile 7 vorgesehen wäre oder der Kanal 11 di rekt an die Aufnahmebohrungen 14 anschließen würde. In allen genannten Fällen ist der Kanal 11 zur Zufuhr des Kraftstoffs von dem Kanal 13 zur Zufuhr des gasförmi gen Mediums getrennt, was eine Erwärmung des Kraft stoffs und somit eine unerwünschte Ausdehnung dessel ben in einem nicht dargestellten Kraftstofftank ver hindert. Des weiteren kann bei niedrigen Temperaturen in dem Kanal 13 zur Zuführung des gasförmigen Mediums eine durch kalten Kraftstoff hervorgerufene Kondensat bildung bzw. Vereisung des in dem Kanal 13 enthaltenen Wassers vermieden.In a manner not shown, the channel 11 could also be mounted directly in the cylinder head 1 , in which case a corresponding supply line to the receiving bores 14 of the fuel injection valves 7 would be provided or the channel 11 would connect directly to the receiving bores 14 . In all of the cases mentioned, the channel 11 for supplying the fuel is separated from the channel 13 for supplying the gaseous medium, which prevents heating of the fuel and thus undesirable expansion of the same in a fuel tank (not shown). Furthermore, at low temperatures in the channel 13 for supplying the gaseous medium, condensation caused by cold fuel or icing of the water contained in the channel 13 can be avoided.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Kanals 11 dar gestellt, welche Verwendung findet, wenn es nicht mög lich ist, die Aufnahmebohrungen 14 so zu gestalten, daß der Querschnitt des Kanals 11 nicht behindert wird, was beispielsweise bei knappen Einbauverhältnis sen der Fall sein kann. Um jede Aufnahmebohrung 14 ist in diesem Fall ein Ringspalt 19 angebracht, welcher ein ungehindertes Strömen des Kraftstoffs in den Kanal 11 ermöglicht.In Fig. 3 an embodiment of the channel 11 is provided, which is used when it is not possible to design the receiving holes 14 so that the cross section of the channel 11 is not hindered, which may be the case, for example, with a tight installation ratio can. In this case, an annular gap 19 is provided around each receiving bore 14 , which enables the fuel to flow freely into the channel 11 .
Bei der Anbringung des Kanals 11 direkt in dem Zylin derkopf 1 kann es aus kühlungstechnischen Gesichts punkten sinnvoll sein, den Kanal 11 direkt im Bereich eines im vorliegenden Fall nicht dargestellten Kühl wasserkanals anzubringen. Bei Brennkraftmaschinen mit separaten Nockenwellengehäusen zur Aufnahme der Noc kenwelle 5 kann der Kanal 11 selbstverständlich auch in diesem Nockenwellengehäuse angeordnet sein.When attaching the channel 11 directly in the cylinder head 1 , it can be useful from a cooling point of view to attach the channel 11 directly in the area of a cooling water channel, not shown in the present case. In internal combustion engines with separate camshaft housings for receiving the cam shaft 5 , the channel 11 can of course also be arranged in this camshaft housing.
Der Kanal 11 könnte in nicht dargestellter Weise auch als Nut in dem Zylinderkopf 1 oder der Zylinderkopf haube 2 ausgebildet sein, wobei in diesem Fall das jeweilige andere Teil durch Abdeckung der Nut für das Entstehen des Kanals 11 sorgen würde.The channel 11 could be formed in a manner not shown as a groove in the cylinder head 1 or the cylinder head cover 2 , in which case the other part would cover the groove for the creation of the channel 11 .
Claims (15)
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Publications (1)
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DE1999115792 Withdrawn DE19915792A1 (en) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Fuel feed system for internal combustion engine has fuel feed passage leading to fuel injection valve provided in cylinder head or rocker cover connected to it, and runs perpendicularly to longitudinal axis of fuel injection valve |
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8130 | Withdrawal |