DE3141070C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Kühlung einer Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Bei Dieselmotoren, und zwar insbesondere bei mit Schweröl betrie­ benen Dieselmotoren, ist es notwendig und bekannt, eine Kühlung der Einspritzdüsen vorzunehmen. Diese Düsenkühlung erfolgt oft­ mals mittels kalten Wassers oder Gasöls, was in der Praxis zu einer sogenannten Kaltkorrosion der Düsen geführt hat. Aus diesem Grunde ging man dazu über, z.B. das zur Kühlung der Düsenhalter dienende Gasöl, beispielsweise mit Hilfe des Motorkühlwassers, zu erwärmen. Dies führte jedoch dazu, daß teilweise der Siedepunkt des Gasöls erreicht wurde, so daß Störungen in der Kühlung der Düsen auftraten. Aus diesem Grunde hat man versucht, in völlig geschlossenen Düsenkühlsystemen Öl mit höherer Temperaturfestig­ keit, also insbesondere auch höherem Siedepunkt, einzusetzen, wo­ für auch beispielsweise Motoröl eingesetzt wurde, wie dies z.B. aus der am 15. Mai 1952 bekanntgemachten DE-Anmeldung M 10070 Ia/46c² zu entnehmen ist, in der die Verwendung eines Betriebsmittels der Brennkraftmaschine in Form von Wasser, Schmieröl oder Kraftstoff als Kühlmittel in einem gesonderten Kühlmittelkreislauf angegeben ist. Der generelle konstruktive Aufwand für ein in sich geschlossenes Düsenkühlsystem ist jedoch beträchtlich.

Ferner ist aus der DE-PS 7 21 753 eine Kühlung einer Kraftstoff­ einspritzdüse gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebe­ nen Art bekannt, wobei der Düsenhalter der Einspritzdüse mit ei­ ner Kühlflüssigkeit, und zwar vorzugsweise Kraftstoff oder nicht näher bezeichnetem Öl, beaufschlagt wird. Mangels näherer Hin­ weise und der Alternativangabe Kraftstoff oder Öl kann davon aus­ gegangen werden, daß kaltes Öl oder kalter Kraftstoff in einem gesonderten Kreislauf eingesetzt wird, wie es in der Praxis be­ kannt ist, was jedoch zu der bereits erwähnten Kalt-Erosion der Düsen führen kann.

Außerdem ist es aus der GB-PS 8 40 588 bekannt, bei einem luftge­ kühlten Dieselmotor eine Einspritzdüse mit Hilfe eines Schmieröl­ kreislaufs im Schmierölsystem der Brennkraftmaschine zu kühlen. Dies geschieht hier jedoch dadurch, daß das zur Schmierung der Kipphebel der Ventile eingesetzte Motorenöl aus dem Kipphebelbe­ reich in eine Auffangwanne im Zylinderkopf abläuft, von wo es über eine Bohrung zu einer zweiten Wanne im Zylinderkopf fließt, die von einer Einspritzdüse durchsetzt wird. Aus dieser zweiten Auffangwanne läuft das Schmieröl dann nach der Überlaufmethode über eine einen gewissen Ölstand garantierende Überlaufbohrung wieder in das Kurbelgehäuse ab. Bei dieser Lösung ist eine wirk­ same Düsenkühlung aber aufgrund der unzureichenden Strömungsge­ schwindigkeit des Motorenöls kaum möglich. Außerdem ist die Ein­ formung der erforderlichen Auffangwannen raum- und fertigungs­ aufwendig. Das gleiche gilt auch für die erforderlichen Boh­ rungen.

Aus der DE-PS 5 80 033 ist es überdies bekannt, bei einer Brenn­ kraftmaschine mit wassergekühltem Zylinderkopf Schutzrohre für die jeweilige Einspritzdüse durch den Kühlwasserraum des Zylin­ derkopfes hindurchzuführen. In jedem Schutzrohr, in das eine Ein­ spritzdüse eingesetzt ist, ist außerhalb um das einspritzseitige Ende der Einspritzdüse ein ringförmiger Kühlraum angeordnet, in den eine Zuführung für kaltes, vom Kühlsystem für den Zylinderkopf unabhängiges Kühlwasser einmündet. Lediglich austrittsseitig hat der Kühlraum einen Anschluß an den Kühlwasserraum des Zylinder­ kopfes, in den nach dem Umfließen der Einspritzdüse das Kühlwasser für die Düse austritt und auf diese Weise mit dem Kühlsystem für den Zylinderkopf zusammengeführt ist. Auch diese Konstruktion ist somit relativ aufwendig. Außerdem weist die Einspritzdüse selbst keine Kühlkanäle auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Kühlung einer Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine der gattungs­ gemäßen Art so weiterzubilden, daß eine wirksame Düsenkühlung mit konstruktiv und fertigungstechnisch möglichst geringem Aufwand erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß entsprechend den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Da­ durch daß der Vorlaufkanal in der Einspritzdüse unmittelbar an das Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, kann trotz erreichter intensiver Kühlung der Düse dennoch, wie auch beim Gegenstand der GB-PS 8 40 588 auf eine zusätzliche Pumpe, einen zusätzlichen Ölbehälter und eine zusätzliche Tem­ periereinrichtung für das Öl verzichtet werden und wird ein be­ trächtlicher Leistungsaufwand gegenüber einer geschlossenen Dü­ senkühleinrichtung vermieden. Ein weiterer Vorteil liegt ins­ besondere darin, daß das Öl aus dem Düsenhalter auf den Zylin­ derkopf frei austreten kann, von wo es ohne besondere Führungs­ bohrungen zusammen mit dem für die Schmierung der Ventiltriebe eingesetzten Öl in die Ölwanne des Motors ablaufen kann. Insge­ samt sind überdies nur kurze Leitungen zu den Düsenhaltern not­ wendig, da ja ohnehin eine Ölversorgung im Zylinderkopfbereich vorhanden ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 wird erreicht, daß das zur Düsenkühlung eingesetzte Motoröl eine verhältnismäßig hohe Tem­ peratur hat, so daß die Düsen nicht zu weit heruntergekühlt, son­ dern in einem mittleren Temperaturbereich temperiert werden, was insbesondere beim Einsatz von Schweröl als Kraftstoff bedeutsam ist.

Aus Anspruch 3 ergibt sich eine konstruktiv einfache Maßnahme, um das Schmieröl zur Kühlung bzw. Temperierung dem bzw. den Vorlauf­ kanälen in der Einspritzdüse im Bereich des Düsenhalters zuzu­ führen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit deren Schmierölsystem,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil eines im Bereich der Schnittlinie II-II in Fig. 3 geschnittenen Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine mit eingebauter Einspritzdüse und

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch den Zylinderkopf mit einge­ bauter Einspritzdüse gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2.

Der in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Verbrennungs-Motor mit Kraftstoffeinspritzung weist in üblicher Weise eine Motorölpumpe 1 auf, die über eine Saugleitung 2 aus der Ölwanne 3 des Motors dessen Schmieröl absaugt und über eine Leitung 4 einem Ölkühler 5 zuführt, von wo es nach Durchlaufen eines Ölfilters 6 verschiede­ nen Schmierstellen zugeführt wird, von wo aus es wieder in die Ölwanne 3 abläuft. Derartige Schmierstellen sind beispielsweise auch im Zylinderkopf 7, wo beispielsweise der Ventiltrieb 8 zu schmieren ist. Auch aus dem Zylinderkopf 7 läuft daher das Motor­ öl in die Ölwanne 3 ab.

Vor dem Ölkühler 5 zweigt eine Kühlöl-Verteilerleitung 9 ab, die sich längs des Motors erstreckt. Für jeden Zylinderkopf 7 zweigt eine Kühlöl-Zuflußleitung 10 aus dieser Verteilerleitung 9 ab, die an einem Kühlöl-Zuflußkanal 11 im Zylinderkopf 7 angeschlos­ sen ist. An diesen ist (vgl. Fig. 2 und 3) mittels eines Stutzens 12 ein Rohr 13 angeschlossen, das in einer Kühlöl-Zuflußbohrung 14 eines Formflansches 15 endet, der ringartig auf dem Düsenhal­ ter 16 einer Kraftstoffeinspritzdüse 17 angeordnet ist, von der nur der obere Teil dargestellt ist.

Der Düsenhalter 16 der Kraftstoffeinspritzdüse 17 ist in üblicher Weise in einer Bohrung 18 im Zylinderkopf 7 angeordnet, die zum zugehörigen Zylinder führt. Der Formflansch 15 liegt auf einer entsprechenden Sitzfläche 19 auf dem Zylinderkopf 7 auf und ist an diesem mittels Schrauben 20 befestigt. Er weist einen nach unten vorspringenden Dichtungsbund 21 auf, in dem eine gegen den Zylinderkopf 7 abdichtende Ringdichtung 22 angeordnet ist.

An seiner Innenseite ist der Formflansch 15 mit einem umlaufen­ den, nach innen offenen Ringkanal 23 versehen, in den die Kühl­ öl-Zuflußbohrung 14 etwa tangential einmündet (vgl. Fig. 2).

Oberhalb dieses Ringkanals 23 ist zwischen Düsenhalter 16 und Formflansch 15 ebenfalls eine Ringdichtung 24 angeordnet.

Im Düsenhalter 16 sind durch an ihren Enden verschlossene Bohrun­ gen gebildete, sich achsparallel und im wesentlichen über die Länge des Düsenhalter 16 erstreckende Kühlöl-Vorlaufkanäle 25 und Kühlöl-Rücklaufkanäle 26 ausgebildet. In die Kühlöl-Vorlauf­ kanäle 25 münden aus dem Ringkanal 23 Anschlußkanäle 27 ein, wäh­ rend aus den Kühlöl-Rücklaufkanälen Auslaufkanäle 28 oberhalb des Formflansches 15 frei auf den Zylinderkopf 7, also unter die Zy­ linderkopfhaube 29 ausmünden. Das von der Motorölpumpe 1 über die Leitung 4, die Kühlöl-Verteilerleitung 9, die Kühlöl-Zuflußlei­ tung 10, den Kühlöl-Zuflußkanal 11 und das Rohr 13 zugeführte Mo­ toröl durchfließt also entsprechend den Richtungspfeilen 30 den Düsenhalter 16 im wesentlichen über seine gesamte Länge und strömt frei unter die Zylinderkopfhaube 29 aus, von wo es in der üblichen Weise zur Ölwanne 3 zurückgeleitet wird.

Claims (3)

1. Kühlung einer Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftma­ schine, wobei die Brennkraftmaschine ein zentrales Schmieröl­ system mit einer Motorölpumpe und die mit ihrem Düsenhalter im Zylinderkopf befestigte Einspritzdüse wenigstens einen von Kühlöl durchströmten Vorlauf- bzw. Rücklaufkanal aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorlaufkanal (25) an das zugleich zur Küh­ lung der Kraftstoffeinspritzdüse (17) verwendete Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen ist und der somit ebenfalls von Schmieröl durchströmte Rücklaufkanal (26) frei auf den Zylin­ derkopf (7) ausmündet.

2. Kühlung einer Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, wobei der Motorölpumpe im Schmierölsystem ein Ölkühler nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlaufkanal (25) in der Kraftstoffeinspritzdüse (17) zwischen der Motorölpumpe (1) und dem Ölkühler (5) an das Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.

3. Kühlung einer Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölzufuhr zu dem wenigstens einen Vorlaufkanal (25) über einen separaten, am Zylinderkopf (7) befestigten und sowohl gegenüber dem Düsenhalter (16) der Ein­ spritzdüse (17) als auch gegenüber dem Zylinderkopf (7) abgedich­ teten Formflansch (15) erfolgt, und daß der wenigstens eine Rück­ laufkanal (26) über einen von diesem abgehenden Auslaufkanal (28) frei am Umfang des Düsenhalters (16) ausmündet.