DE202015101915U1

DE202015101915U1 - Injection valve for an internal combustion engine of a motor vehicle

Info

Publication number: DE202015101915U1
Application number: DE202015101915.7U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2025-04-18

Abstract

Einspritzventil (1) für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühlvorrichtung zur Kühlung des Einspritzventils (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung eine Thermosiphon-Kühlvorrichtung (5) ist.Injection valve (1) for an internal combustion engine of a motor vehicle with a cooling device for cooling the injection valve (1), characterized in that the cooling device is a thermosyphon cooling device (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühlvorrichtung zur Kühlung des Einspritzventils. The invention relates to an injection valve for an internal combustion engine of a motor vehicle with a cooling device for cooling the injection valve.

Ein Einspritzventil (auch Einspritzdüse) ist ein Ventil, das an einer Brennkraftmaschine, wie einem Otto- oder einem Dieselmotor, zum Antrieb des Kraftfahrzeugs Kraftstoff in den Ansaugtrakt (PFI – Saugrohreinspritzung) oder den Verbrennungsraum (DI – Direkteinspritzung) der Brennkraftmaschine einspritzt. Bei der Direkteinspritzung wird mit dem Einspritzventil Kraftstoff direkt in den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine eingespritzt, während bei der Saugrohreinspritzung eine Gemischbildung nicht im Brennraum, sondern vor dem Einlassventil, z.B. hinter einer Drosselklappe, erfolgt.An injection valve (also injector) is a valve that injects fuel to the internal combustion engine, such as a gasoline or a diesel engine for driving the motor vehicle in the intake (PFI - intake manifold) or the combustion chamber (DI - direct injection) of the internal combustion engine. In the direct injection, fuel is injected directly into the combustion chamber of the internal combustion engine with the injection valve, while in the intake manifold injection, a mixture formation not in the combustion chamber, but in front of the inlet valve, e.g. behind a throttle valve, takes place.

Aus der US 2014/0116393 A1 ist ein System mit einem Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine bekannt. Es ist eine Hauptkühlleitung vorgesehen, durch die Kühlmittel durch die Brennkraftmaschine zirkulieren kann. Ferner ist eine Hilfskühlleitung vorgesehen, die die Hauptkühlleitung mit dem Einspritzventil kühlmittelführend verbindet.From the US 2014/0116393 A1 For example, a system having an injection valve for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine is known. There is provided a main cooling line through which coolant can circulate through the internal combustion engine. Furthermore, an auxiliary cooling line is provided which connects the main cooling line to the injection valve in a coolant-carrying manner.

Aus der US 8,078,386 B2 ist ein Verfahren zum Steuern der Kraftstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine bekannt, die mittels Saugrohreinspritzung und Direkteinspritzung betrieben werden kann. Es wird eine zweiten Kraftstoffart aus einem zweiten Tank zu einem Direkteinspritzventil und eine erste Kraftstoffart aus einem ersten Tank zu der Saugrohreinspritzeinrichtung zugeführt. Ansprechend auf einen ungeeigneten Kraft-stoff wird die erste Kraftstoffart von dem ersten Tank dem Direkteinspritzventil zugeführt. In Antwort auf das Empfangen einer Anzeige einer Falschversorgung kann die Direkteinspritzung mit der zweiten Kraftstoffart versorgt werden. Durch Zuführen von zumindest etwas Kraftstoff zu dem Direkteinspritzventil von der anderen Art kann Kraftstoff unter verschiedenen Bedingungen zugeführt werden, um das Direkteinspritzventil zu kühlen. From the US 8,078,386 B2 For example, there is known a method of controlling fuel delivery to an internal combustion engine that can be operated by port injection and direct injection. A second type of fuel is supplied from a second tank to a direct injection valve and a first type of fuel from a first tank to the intake manifold injector. In response to an inappropriate fuel, the first type of fuel is supplied from the first tank to the direct injection valve. In response to receiving an indication of a malfunction, the direct injection may be supplied with the second fuel. By supplying at least some fuel to the direct injection valve of the other type, fuel may be supplied under various conditions to cool the direct injection valve.

Die US 6,718,954 B2 offenbart eine Vorrichtung zum Kühlen von Kraftstoff mittels einer Kaltseite einer thermoelektrischen Einheit vor dem Eintritt des Kraftstoffs in Kraftstoff-Förderkomponenten, wie z. B. Injektoren, Vergaser und Drosselklappen. Ein Überschuss an Kühlenergie ist ausreichend, um die Kraftstoff-Förderkomponenten zu kühlen, um einen Kühlpuffer zu versorgen und eine Reabsorption von Wärme zu verhindern, nachdem der Kraftstoff gekühlt wurde. Die heiße Seite der thermoelektrischen Einheit wird durch ein zweites Kühlflüssigkeitssystem separat und getrennt von dem Hauptkühlfluidsystem für den Motorblock gekühlt. Es wird überschüssiger Kraftstoff durch einen Kraftstoffumgehungsdruckregler zu einer Kraftstoffumgehungsleitung geleitet, und der überschüssige Kraftstoff wird zur Kühlflüssigkeit, die in einen Kraftstofftank zurückgeführt wird.The US 6,718,954 B2 discloses a device for cooling fuel by means of a cold side of a thermoelectric unit prior to the entry of the fuel into fuel delivery components, such. As injectors, carburetors and throttle valves. An excess of cooling energy is sufficient to cool the fuel delivery components to supply a cooling buffer and prevent reabsorption of heat after the fuel has cooled. The hot side of the thermoelectric unit is cooled by a second cooling fluid system separately and separate from the main cooling fluid system for the engine block. Excess fuel is directed by a bypass fuel pressure regulator to a fuel bypass line, and the excess fuel becomes the cooling fluid that is returned to a fuel tank.

Aus der US 2008/0196700 A1 ist ein Kraftstoffkühlsystem für einen Dieselmotor mit einer Reihe von Zylindern, einem Kraftstoffvorratstank und einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem bekannt. Das System umfasst eine Kraftstoffverteilerschaltung zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratstank zu den Zylindern, einen Kraftstoffrecyclingkreislauf für das Recycling von nicht-eingespritzten Kraftstoff, einen Temperatursensor zum Erfassen der Kraftstofftemperatur, ein Kraftstoffkühlmittelwärmeaustauschsystem zum Kühlen des Kraftstoffes, wobei ferner ein Kühlmittelbehälter, eine elektrische Kühlmittelpumpe und ein Wärmeaustauschverteiler vorgesehen sind. Außerdem ist ein Mechanismus zur Steuerung des elektrischen Kühlmittelpumpenbetriebs und ein Luftkühlmittelwärmeaustauschsystem vorgesehen, dass mit dem Kraftstoffkühlmittelwärmeaustauschsystem zum Kühlen des Kraftstoffes gekoppelt ist, um das Kühlmittel zu kühlen, wobei das Luftkühlmittelwärmeaustauschsystem Fahrzeugstauluft ausgesetzt ist. Des Weiteren sind ein Wärmeaustauschverteiler und ein Lüfter sowie ein Mechanismus zur Steuerung des Lüfters vorgesehen.From the US 2008/0196700 A1 For example, a fuel cooling system for a diesel engine having a number of cylinders, a fuel storage tank, and a common rail fuel injection system is known. The system includes a fuel rail circuit for delivering fuel from the fuel storage tank to the cylinders, a fuel recycling circuit for uninjected fuel recycling, a temperature sensor for detecting the fuel temperature, a fuel coolant heat exchange system for cooling the fuel, further comprising a coolant reservoir, an electrical coolant pump, and a heat exchange manifold are provided. Also provided is a mechanism for controlling the electric coolant pump operation and an air coolant heat exchange system coupled to the fuel coolant heat exchange system for cooling the fuel to cool the coolant, the air coolant heat exchange system being exposed to vehicle ram air. Furthermore, a heat exchange manifold and a fan and a mechanism for controlling the fan are provided.

Aus der US 2010/0084489 A1 ist eine Steueranordnung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt. Ein Leckagepfad kanalisiert Leckagekraftstoff, der von einem Einlass stammt, zu einem Kraftstoffabflussanschluss. Die Steueranordnung weist einen Einzeltank auf, der den Einlass versorgt, und weist einen Kühlmittelanschluss mit einer Mehrzahl von Einspritzventilen auf, und sammelt Kraftstoff von dem Kraftstoffabflussanschluss der Mehrzahl der Einspritzventile.From the US 2010/0084489 A1 a control arrangement for a fuel injection device is known. A leakage path channels leakage fuel that originates from an inlet to a fuel drain port. The control assembly includes a single tank that supplies the inlet, and has a coolant port with a plurality of injectors, and collects fuel from the fuel drain port of the plurality of injectors.

Aus der US 8,056,537 B2 ist eine Brennkraftmaschine, wie ein Dieselmotor mit Direkteinspritzung, bekannt. Das Einspritzventil gemäß der US 8,056,537 B2 weist einen ersten und einem zweiten Eingang sowie eine Aktuatorbaugruppe zur Ventilbetätigung auf. Ferner ist ein Kühlsystem zum Kühlen der Aktuatorbaugruppe vorgesehen, die mit einem Kraftstoffsystem gekoppelt ist. Das Kühlsystem ist ausgebildet, Kühlflüssigkeit über eine Wärmetauscherfläche der Aktuatorbaugruppe zu führen, um Wärmeenergie auszutauschen. From the US 8,056,537 B2 For example, an internal combustion engine, such as a direct injection diesel engine, is known. The injection valve according to the US 8,056,537 B2 has a first and a second input and an actuator assembly for valve actuation. Furthermore, a cooling system for cooling the actuator assembly is provided, which is coupled to a fuel system. The cooling system is configured to guide coolant over a heat exchange surface of the actuator assembly to exchange heat energy.

Aus der DE 11 2004 000 701 T5 (= US 7,021,558 B2 ) ist ein Einspritzventil zum Einspritzen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine bekannt. Ein Düsenventilelement weist einen Längsdurchgang auf, der ein äußeres Ende zur Abführung eines Kühlfluidstromes und ein inneres Ende zur Aufnahme eines Kühlfluidstromes aufweist. Ferner weist das Düsenventilelement einen Querdurchgang auf, der sich neben dem inneren Ende des Längsdurchgangs befindet und sich quer zwischen dem Längsdurchgang und der Düsenbohrung erstreckt. Im Betrieb strömt Kühlmittelmenge in die Düsenbohrung, durch den Querdurchgang in den Längsdurchgang und entlang des Längsdurchgangs, um das Düsenventilelement zu kühlen.From the DE 11 2004 000 701 T5 (= US 7,021,558 B2 ) is an injection valve for injecting pressurized fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine known. A nozzle valve element has a longitudinal passage having an outer end for discharging a cooling fluid flow and an inner end for receiving a cooling fluid flow. Furthermore, the Nozzle valve member has a transverse passage located adjacent the inner end of the longitudinal passage and extending transversely between the longitudinal passage and the nozzle bore. In operation, the amount of coolant flows into the nozzle bore, through the transverse passage in the longitudinal passage and along the longitudinal passage, to cool the nozzle valve member.

Bekannt sind demnach auch Dual Fuel Fahrzeuge, bei welchen zwei unterschiedliche Kraftstoffe zur Brennkraftmaschine geleitet werden, wobei die Brennkraftmaschine zeitweilig mit dem einen und dann zeitweilig mit dem anderen Kraftstoff betrieben wird. Zum einen kann dies herkömmlicher Otto- oder Dieselkraftstoff sein. Zum anderen kann dies ein gasförmiger Kraftstoff sein. Das Fahrzeug kann so mit dem herkömmlichen Kraftstoff betrieben werden, wenn der Gastank leer ist und eine Nachfüllstation nicht erreichbar ist. Die Reichweite des Fahrzeuges wird so im Vergleich zu lediglich mit gasförmigen Kraftstoffen betriebenen Fahrzeugen erweitert. Der herkömmliche Kraftstoff wird günstiger Weise direkt in den Brennraum eingespritzt, während der gasförmige Kraftstoff in den Ansaugtrakt eingeleitet wird. Insofern erfolgt bei einem als flexible fuel, oder auch als dual fuel ausgebildeten Kraftfahrzeug oder einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die sowohl mit Saugrohreinspritzung als auch mit Direkteinspritzung der Brennkraftmaschine betrieben wird, nicht immer eine Durchströmung des Einspritzventils mit herkömmlichen Kraftstoff, so dass eine Kühlwirkung des Einspritzventils durch strömenden Kraftstoff ausbleibt. Denn das Einspritzventil zum direkten Einspritzen des herkömmlichen Kraftstoffs ist aufgrund des Betriebes der Brennkraftmaschine mittels des gasförmigen Kraftstoffs (also z. B. CNG, LNG, Methanol, Ethanol, Erdgas) inaktiv, wird also nicht mit Kraftstoff durchströmt. Wird das Einspritzventil nicht gekühlt, kann die Temperatur an dessen Spitze aber auch an den Dichtungen über einen Grenzwert steigen, wodurch im weiteren Betrieb Fehlfunktionen auftreten können. Zudem kann sich noch Kraftstoff in dem Einspritzventil befinden, welches der erheblichen Temperaturbelastung ausgesetzt ist. So kann sich der gefangene Kraftstoff aufwärmen, und aufgrund der Hitzeeinwirkung cracken und/oder vaporisieren, also verdampfen, was natürlich von den herrschenden Druckverhältnissen und Temperaturbedingungen abhängig ist.Also known are dual fuel vehicles in which two different fuels are passed to the engine, the engine is temporarily operated with one and then temporarily with the other fuel. On the one hand, this can be conventional petrol or diesel fuel. On the other hand, this can be a gaseous fuel. The vehicle can thus be operated with the conventional fuel when the gas tank is empty and a refill station is unreachable. The range of the vehicle is thus extended compared to only operated with gaseous fuels vehicles. The conventional fuel is conveniently injected directly into the combustion chamber while the gaseous fuel is introduced into the intake tract. In this respect, in a vehicle designed as flexible fuel, or as a dual fuel motor vehicle or a motor vehicle with an internal combustion engine, which is operated both with intake manifold injection and direct injection of the internal combustion engine, not always a flow through the injector with conventional fuel, so that a cooling effect of Injector fails due to flowing fuel. Because the injector for direct injection of the conventional fuel is inactive due to the operation of the internal combustion engine by means of the gaseous fuel (ie, for example, CNG, LNG, methanol, ethanol, natural gas), so it is not traversed with fuel. If the injection valve is not cooled, the temperature at its tip but also at the seals may rise above a limit, which may cause malfunction in further operation. In addition, there may still be fuel in the injection valve, which is exposed to the considerable temperature load. Thus, the trapped fuel can warm up, and crack and / or vaporize due to the action of heat, ie evaporate, which of course depends on the prevailing pressure conditions and temperature conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das eine Kühlvorrichtung mit verbesserter Kühlwirkung aufweist.The invention has for its object to provide an injection valve for an internal combustion engine of a motor vehicle having a cooling device with improved cooling effect.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Einspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Kühlvorrichtung eine Thermosiphon-Kühlvorrichtung ist. Günstiger Weise weist das Einspritzventil die Thermosiphon-Kühlvorrichtung auf, welches Einspritzventil herkömmlichen Kraftstoff direkt in den Brennraum einspritzt.According to the invention the object is achieved by an injection valve having the features of claim 1, wherein the cooling device is a thermosiphon cooling device. Conveniently, the injection valve has the thermosyphon cooling device, which injection valve injects conventional fuel directly into the combustion chamber.

Bei der Thermosiphon-Kühlvorrichtung handelt sich um ein geschlossenes Kühlsystem ohne Pumpe. Eine Zirkulation des Kühlmediums, hier Kraftstoff, also bevorzugt flüssiger Kraftstoff wie Diesel- oder Ottokraftstoff wird allein durch die Wirkung der Schwerkraft bewirkt. Durch die geringere spezifische Dichte des wärmeren Mediums ist es leichter als das kältere Medium, demzufolge steigt das wärmere nach oben und das kältere sinkt nach unten. Aufgrund des Betriebes der Brennkraftmaschine im Gasmodus wird das Kühlmedium, also der Otto- oder Dieselkraftstoff im inaktiven Einspritzventil erwärmt und somit leichter. Es steigt somit im Einspritzventil nach oben. Dort wird das Kühlmedium abgekühlt und mithin schwerer. Es sinkt in Richtung zur Spitze des Einspritzventils herab und der gesamte Prozess wiederholt sich. Der Vorteil der Thermosiphon-Kühlvorrichtung ist der einfache Aufbau ohne Pumpe. Ferner kann sich eine schwerkraftbedingte Zirkulation des Kühlmediums auch ohne Zufluss von dem Kühlmittel, d. h. ohne Kraftstoffzufluss einstellen und eine Kühlung bewirken. Somit wird auch ein inaktives, d. h. nicht betriebenes und daher nicht von kühlendem Kraftstoff durchgeflossenes Einspritzventil gekühlt. The thermosyphon cooling device is a closed cooling system without a pump. A circulation of the cooling medium, here fuel, so preferably liquid fuel such as diesel or gasoline fuel is caused solely by the action of gravity. Due to the lower specific gravity of the warmer medium, it is lighter than the colder medium, consequently the warmer rises and the colder drops down. Due to the operation of the internal combustion engine in the gas mode, the cooling medium, ie the gasoline or diesel fuel is heated in the inactive injection valve and thus easier. It thus rises in the injector upwards. There, the cooling medium is cooled and therefore heavier. It descends towards the tip of the injector and the entire process repeats itself. The advantage of the thermosyphon cooling device is the simple construction without a pump. Furthermore, a gravity-induced circulation of the cooling medium can also be without inflow from the coolant, d. H. set without fuel flow and cause cooling. Thus, an inactive, d. H. not operated and therefore not flowed through by cooling fuel injection valve cooled.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Thermosiphon-Kühlvorrichtung ein Speichervolumen auf. Eine erste Leitung innerhalb des Einspritzventils ist mit einer Kraftstoffzuführung verbunden. In dem Speichervolumen kann der erwärmte Kraftstoff aufsteigen, wobei gleichzeitig der gekühlte Kraftstoff wieder absinken kann. Dabei ist zielführend, wenn der Querschnitt des Speichervolumens, welches auch als Ringleitung bezeichnet werden könnte, so angepasst ausgeführt ist, dass ein gleichzeitiges Aufsteigen und Absinken möglich ist. According to one embodiment of the invention, the thermosyphon cooling device has a storage volume. A first conduit within the injector is connected to a fuel supply. In the storage volume, the heated fuel can ascend, at the same time the cooled fuel can fall again. It is expedient if the cross section of the storage volume, which could also be referred to as a loop, is adapted so that a simultaneous rising and falling is possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Leitung und das Speichervolumen konzentrisch zueinander angeordnet. Durch diese Anordnung wird eine besonders gute thermische Kopplung insbesondere des Speichervolumens bei kompakter Bauform des Einspritzventils erreicht. So wird die Kühlwirkung der Kühlvorrichtung nochmals verbessert.According to a further embodiment of the invention, the first line and the storage volume are arranged concentrically with each other. By this arrangement, a particularly good thermal coupling, in particular of the storage volume is achieved with a compact design of the injector. Thus, the cooling effect of the cooling device is further improved.

Zielführend ist das Speichervolumen mit der ersten Leitung mediumleitend verbunden. Günstig ist, wenn die erste Leitung im Bereich der Spitze des Einspritzventils mit dem Speichervolumen verbunden ist. Zweckmäßig ist, wenn das Speichervolumen die erste Leitung mantelartig umfasst.Zielführend the storage volume is connected to the first line medium conducting. It is favorable if the first line in the region of the tip of the injection valve is connected to the storage volume. It is expedient if the storage volume comprises the first conduit like a jacket.

Möglich ist noch, das Speichervolumen extern zu kühlen, dazu kann zum Beispiel Kühlmittel der Brennkraftmaschine herangezogen werden.It is still possible to cool the storage volume externally, this can be used, for example, coolant of the internal combustion engine.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Speichervolumen innerhalb des Einspritzventils außenseitig, also mit seiner äußeren Wand nah an einem äußeren Umfang des Grundkörpers angeordnet ist. Somit kann das Speichervolumen Wärmeenergie auch nach außen abgegeben, was eine verbesserte Abkühlung des Kraftstoffes bewirkt und damit die Kühlwirkung der Kühlvorrichtung unterstützt. Advantageously, it is provided that the storage volume within the injection valve is arranged on the outside, ie with its outer wall close to an outer circumference of the base body. Thus, the storage volume heat energy also discharged to the outside, which causes an improved cooling of the fuel and thus supports the cooling effect of the cooling device.

In bevorzugter Ausgestaltung weist das Einspritzventil zumindest ein Kühlelement auf, das thermisch leitend mit der Thermosiphon-Kühlvorrichtung, also mit dessen Speichervolumen verbunden ist. Hierdurch wird die Abkühlung des Kraftstoffs nochmals verbessert und die Kühlwirkung der Kühlvorrichtung ebenfalls unterstützt. Das Kühlelement kann in möglicher Ausgestaltung Rippen aufweisen, welche um das Einspritzventil, also um dessen Grundkörperaußenumfang herum außenseitig angeordnet sind. Die Rippen vergrößern die effektive Oberfläche des Einspritzventils, so dass die Kühlwirkung zur Kühlung des warmen Kraftstoffs in dem Speichervolumen weiter verbessert wirdIn a preferred embodiment, the injection valve has at least one cooling element, which is thermally conductively connected to the thermosyphon cooling device, ie with its storage volume. As a result, the cooling of the fuel is further improved and the cooling effect of the cooling device also supported. In a possible embodiment, the cooling element may have ribs which are arranged on the outside around the injection valve, that is to say around its main body outer circumference. The ribs increase the effective surface area of the injection valve so that the cooling effect for cooling the warm fuel in the storage volume is further improved

In weiter möglicher Ausgestaltung kann vorgesehen sein, den oberen Bereich des Einspritzventils aktiv mit Kühlmittel zu kühlen. Dazu kann als Kühlmittel Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zugeführt werden. Insbesondere wird es möglich sein, Kühlmittel der Brennkraftmaschine heranzuführen, so dass der obere Bereich, eventuell zusammen mit dem Speichervolumen, und/oder auch die Rippen, und/oder der äußere Bereich des Einspritzventils mit dem Kühlmittel gekühlt werden.In a further possible embodiment can be provided to actively cool the upper portion of the injector with coolant. For this purpose, fuel can be supplied as a coolant from the fuel tank. In particular, it will be possible to introduce coolant of the internal combustion engine, so that the upper region, possibly together with the storage volume, and / or the ribs, and / or the outer region of the injection valve to be cooled with the coolant.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Kraftstoff in dem passiven Einspritzventil zwar nur minimal gekühlt, jedoch stellt die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine sehr preiswerte Möglichkeit zur Kühlung des in dem Einspritzventil gefangenen Kraftstoffs dar, wobei die Kühlung so ausreichend ist, dass kritische Temperaturbeträge des gefangenen Kraftstoffs vermeidbar sind. Die Vorrichtung kann natürlich auch wirksam sein, wenn das Einspritzventil aktiv ist. Dies insbesondere deswegen, weil die Verbindung der ersten Leitung mit dem Speichervolumen stets also sowohl im passiven Zustand als auch im aktiven Zustand aufrechterhalten ist. So kann das Einspritzventil mit der erfindungsgemäßen Anordnung auch im aktiven Zustand gekühlt werden. Dies wirkt sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch und auf die Leistungsentwicklung der Brennkraftmaschine aus. Although the fuel is only minimally cooled in the passive injection valve by means of the embodiment according to the invention, the embodiment according to the invention represents a very inexpensive possibility for cooling the fuel trapped in the injection valve, the cooling being sufficient so that critical temperature amounts of the trapped fuel can be avoided , Of course, the device can also be effective when the injection valve is active. This is particularly because the connection of the first line to the storage volume is always maintained both in the passive state and in the active state. Thus, the injection valve can be cooled with the inventive arrangement in the active state. This has a positive effect on the fuel consumption and the performance of the engine.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Dual Fuel Fahrzeugen, bei welchen zwei unterschiedliche Kraftstoffe zur Brennkraftmaschine geleitet werden, wobei die Brennkraftmaschine zeitweilig mit dem einen und dann zeitweilig mit dem anderen Kraftstoff betrieben wird. Zum einen kann dies herkömmlicher Otto- oder Dieselkraftstoff sein. Zum anderen kann dies ein gasförmiger Kraftstoff sein. Das Fahrzeug kann so mit dem herkömmlichen Kraftstoff betrieben werden, wenn der Gastank leer ist und eine Nachfüllstation nicht erreichbar ist. Die Reichweite des Fahrzeuges wird so im Vergleich zu lediglich mit gasförmigen Kraftstoffen betriebenen Fahrzeugen erweitert. Der herkömmliche Kraftstoff wird günstiger Weise direkt in den Brennraum eingespritzt, während der gasförmige Kraftstoff in den Ansaugtrakt eingeleitet wird. Insofern erfolgt bei einem als flexible fuel, oder auch als dual fuel ausgebildeten Kraftfahrzeug oder einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die sowohl mit Saugrohreinspritzung als auch mit Direkteinspritzung der Brennkraftmaschine betrieben wird, nicht immer eine Durchströmung des Einspritzventils mit herkömmlichen Kraftstoff, wobei eine Kühlwirkung des Einspritzventils durch strömenden Kraftstoff ausbleibt. Denn das Einspritzventil zum direkten Einspritzen des herkömmlichen Kraftstoffs ist aufgrund des Betriebes der Brennkraftmaschine mittels des gasförmigen Kraftstoffs (also z. B. CNG, LNG, Methanol, Ethanol, Erdgas) inaktiv, wird also nicht mit Kraftstoff durchströmt. Bei der Erfindung jedoch wird das passive Einspritzventil, also der darin gefangene Kraftstoff hinreichend gekühlt.The invention is particularly advantageous in dual fuel vehicles, in which two different fuels are passed to the engine, wherein the internal combustion engine is temporarily operated with one and then temporarily with the other fuel. On the one hand, this can be conventional petrol or diesel fuel. On the other hand, this can be a gaseous fuel. The vehicle can thus be operated with the conventional fuel when the gas tank is empty and a refill station is unreachable. The range of the vehicle is thus extended compared to only operated with gaseous fuels vehicles. The conventional fuel is conveniently injected directly into the combustion chamber while the gaseous fuel is introduced into the intake tract. In this respect, in a vehicle designed as a flexible fuel, or as a dual fuel or a motor vehicle with an internal combustion engine, which is operated with intake manifold injection as well as direct injection of the internal combustion engine, not always a flow through the injector with conventional fuel, wherein a cooling effect of the injection valve due to flowing fuel. Because the injector for direct injection of the conventional fuel is inactive due to the operation of the internal combustion engine by means of the gaseous fuel (ie, for example, CNG, LNG, methanol, ethanol, natural gas), so it is not traversed with fuel. In the invention, however, the passive injection valve, so the fuel trapped therein is sufficiently cooled.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich. It should be noted that the features listed in the following description as well as measures in any technically meaningful way can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigt die einzigeFurther advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. It shows the only one

1 ein Einspritzventil in schematischer Darstellung. 1 an injection valve in a schematic representation.

1 zeigt ein Einspritzventil 1 für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wie z.B. eines PKWs. 1 shows an injection valve 1 for an internal combustion engine of a motor vehicle, such as a car.

Das Einspritzventil 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der sich von einem in der Zeichnungsebene oberen Bereich 3 in Richtung zu einer dazu gegenüberliegenden Spitze 4 des Einspritzventils 1 erstreckt. Die Spitze 4 des Einspritzventils 1 ist in 1 lediglich prinzipiell dargestellt. Das Einspritzventil 1 weist eine Kühlvorrichtung auf, welche eine Thermosiphon-Kühlvorrichtung 5 ist.The injection valve 1 has a basic body 2 up, extending from an upper level in the drawing plane 3 towards a point opposite to it 4 of the injection valve 1 extends. The summit 4 of the injection valve 1 is in 1 only shown in principle. The injection valve 1 has a cooling device, which is a thermosiphon cooling device 5 is.

An dem Grundkörper 2 ist außenseitig ein Kühlelement 6 angeordnet, welches in der dargestellten Ausgestaltung als Kühlrippen 7 ausgeführt ist. Innenseitig weist der Grundkörper eine erste, also innere Leitung 8 und ein dieses umfassendes, Speichervolumen 9 auf. Durch die innere Leitung 8 wird Kraftstoff zu der Spitze des Einspritzventils 1 geleitet bzw. gefördert. Ist das Einspritzventil 1 aktiv wird dieses durch den Kraftstofffluss genügend gekühlt, wobei überwiegend in der inneren Leitung 8 Kraftstoff in Richtung zur Spitze 4 strömt. Wie in 1 erkennbar, ist die erste Leitung 8, also die innere Leitung 8 von dem Speichervolumen 9 mantelartig umfasst.At the base body 2 is a cooling element on the outside 6 arranged, which in the illustrated embodiment as cooling fins 7 is executed. On the inside, the main body has a first, so inner line 8th and a comprehensive storage volume 9 on. Through the inner pipe 8th Fuel is the tip of the injector 1 directed or promoted. Is the injector 1 actively this is sufficiently cooled by the fuel flow, being predominantly in the inner pipe 8th Fuel towards the top 4 flows. As in 1 recognizable, is the first line 8th So the inner line 8th from the storage volume 9 covers like a coat.

Das Speichervolumen 9 ist erkennbar sehr nah an einem Außenumfang des Grundkörpers 2 angeordnet. Möglich ist auch, wenn das Speichervolumen 9 mit seiner äußeren Wand zumindest abschnittsweise den Außenumfang des Grundkörpers 2 bildet. So hätte das Speichervolumen 9 über seine äußere wand direkten Kontakt mit der Umgebung.The storage volume 9 is recognizable very close to an outer periphery of the body 2 arranged. It is also possible if the storage volume 9 with its outer wall at least partially the outer circumference of the body 2 forms. So would have the storage volume 9 via its outer wall direct contact with the environment.

Ist das Einspritzventil passiv, unterbleibt eine Kraftstoffströmung durch die innere Leitung 8. Hier setzt die Erfindung zur Kühlung des Einspritzventils, also des darin gefangenen Kraftstoffs an, wenn die Brennkraftmaschine dennoch betrieben wird, wozu ein anderer Kraftstoff genutzt wird. If the injector is passive, there is no fuel flow through the inner conduit 8th , This is where the invention for cooling the injector, so the trapped fuel in it, when the internal combustion engine is still operated, including a different fuel is used.

Ist das Einspritzventil 1 inaktiv, also passiv, wird der in dem Speichervolumen 9 gefangene Kraftstoff durch die Wärmeeinwirkung der in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine erwärmt, und steigt von der Spitze 4 des Einspritzventils 1 in Richtung zum oberen Bereich 3, also zum Kopfbereich. Dort kühlt sich der gefangene Kraftstoff ab und sinkt innerhalb des Speichervolumens wieder in Richtung zur Spitze 4.Is the injector 1 inactive, so passive, is in the storage volume 9 caught fuel heated by the heat of the engine in operation, and rises from the top 4 of the injection valve 1 towards the upper area 3 So, to the head area. There, the trapped fuel cools and sinks within the storage volume back toward the top 4 ,

Der in dem Speichervolumen 9 befindliche erwärmte Kraftstoff gibt dabei bereits einen Teil seiner aufgenommenen Wärme an den Grundkörper 2 nach außen ab, wodurch bereits eine gewisse Kühlwirkung erzeugt wird, wobei der abgekühlte Kraftstoff in Richtung zur Spitze des Einspritzventils 1 geleitet wird. The one in the storage volume 9 Heated fuel located already gives part of its absorbed heat to the body 2 to the outside, whereby already a certain cooling effect is generated, wherein the cooled fuel toward the tip of the injection valve 1 is directed.

So ist ein antriebsfreier, also pumpenfreier Kühlmittelkreislauf gebildet ist. Das Kühlmittel ist dabei Kraftstoff herkömmlicher Art, also Diesel- oder Ottokraftstoff. Thus, a drive-free, so pump-free coolant circuit is formed. The coolant is conventional fuel, ie diesel or gasoline.

Die Kühlwirkung wird verbessert, indem das Speichervolumen 9 in seinem Volumen, also auch in seiner äußeren Oberfläche entsprechend anpassbar ist, so dass eine Kühlwirkung des in dem Speichervolumen 9 befindlichen Kraftstoffs erreichbar ist. Das Speichervolumen 9 ist also Bestandteil der Thermosiphon-Kühlvorrichtung 5.The cooling effect is improved by the storage volume 9 in its volume, so also in its outer surface is correspondingly adaptable, so that a cooling effect of the in the storage volume 9 located fuel is reached. The storage volume 9 is therefore part of the thermosyphon cooling device 5 ,

Weiter zeigt 1, dass die Kühlelemente 6 in der Ausgestaltung als Kühlrippen 7 an einer Umfangsfläche des Grundkörpers 2 angeordnet sind, welche die wirksame Oberfläche vergrößern. So ist die Kühlwirkung nochmals verbessert.Next shows 1 that the cooling elements 6 in the embodiment as cooling fins 7 on a circumferential surface of the base body 2 are arranged, which increase the effective surface area. So the cooling effect is improved again.

Weiter kann vorgesehen sein, die äußere Oberfläche des Grundkörpers 2, eventuell sogar auch extern mit Kühlmittel der in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine zu kühlen. So kann die Kühlwirkung weiter verbessert werden.It can further be provided, the outer surface of the body 2 , possibly even externally with coolant of the internal combustion engine in operation. Thus, the cooling effect can be further improved.

Natürlich kann auch das Speichervolumen 9 extern, also zum Beispiel ebenfalls mittels des Kühlmittels der Brennkraftmaschine gekühlt werden, um die Kühlwirkung weiter zu verbessern. In 1 ist noch eine an dem oberen Bereich 3 angeordnete Dichtvorrichtung 10 erkennbar, welche von der ersten Leitung 8 durchgriffen wird. Die erste Leitung 8 steht mit einer Kraftstoffzuführung in Verbindung, welche Kraftstoff zum Einspritzventil 1 fördert, wenn dieses aktiv ist.Of course, also the storage volume 9 externally, so for example also be cooled by means of the coolant of the internal combustion engine to further improve the cooling effect. In 1 there is another one at the top 3 arranged sealing device 10 recognizable, which of the first line 8th is penetrated. The first line 8th communicates with a fuel supply, which fuel to the injection valve 1 promotes, if this is active.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Einspritzventil Injector
22: Grundkörper body
33: Oberer Bereich upper area
44: Spitze top
55: Thermosiphon-Kühlvorrichtung Thermosiphon cooler
66: Kühlelement cooling element
77: Kühlrippen cooling fins
88th: Erste, also innere Leitung First, so inner leadership
99: Speichervolumen storage volume
1010: Dichtvorrichtung sealing device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014/0116393 A1 [0003]
US8078386 B2 [0004]
US Pat. No. 6,718,954 B2 [0005]
US 2008/0196700 A1 [0006]
US 2010/0084489 A1 [0007]
US8056537 B2 [0008, 0008]
DE 112004000701 T5 [0009]
US 7021558 B2 [0009]

Claims

Injection valve ( 1 ) for an internal combustion engine of a motor vehicle with a cooling device for cooling the injection valve ( 1 ), characterized in that the cooling device comprises a thermosyphon cooling device ( 5 ).

Injection valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the thermosyphon cooling device ( 5 ) a first line ( 8th ) and a storage volume ( 9 ) having.

Injection valve ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the thermosyphon cooling device ( 5 ) a first line ( 8th ) and a storage volume ( 9 ), which are arranged concentrically with each other.

Injection valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosyphon cooling device ( 5 ) a storage volume ( 9 ) which has a first line ( 8th ) communicates with the medium.

Injection valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosyphon cooling device ( 2 ) a cooling element ( 6 . 7 ) having.