DE3905254A1 - Cooling device for fuel injection valves of an internal combustion engine - Google Patents

Cooling device for fuel injection valves of an internal combustion engine

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Abstract

For the purpose of optimising the action of a cooling device for fuel injection valves (7), in a housing (4), which contains a cooled-air duct (5) with cooled air flowing through its entire length, and which accommodates at least part of the injection valves (7), the fuel distributor (8) is also arranged in thermal contact with the cooled air (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cooling device according to the preamble of patent claim 1.

Bekanntlich führt die zunehmende spezifische Belastung von Ottomotoren mit Kraftstoff­ einspritzung insbesondere bei Verwendung als Antriebsmaschinen für Kraftfahrzeuge in Verbindung mit dem Trend zur Verkleinerung und Kapselung der Motorräume zu Schwie­ rigkeiten hinsichtlich der Vermeidung von Heißstart- und Heißanfahrproblemen, deren Ursache in der Dampfblasenbildung im Kraftstoff insbesondere im Bereich des Kraft­ stoffverteilers und der Einspritzventile zu sehen ist. Betrachtet man weiterhin den be­ vorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich bei Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, so hat der Trend zur Optimierung der Fahrzeugkarosserien hinsicht­ lich des Strömungswiderstands nicht nur die angesprochene Verkleinerung der Motorräu­ me, sondern auch die Vermeidung zusätzlicher Kühlluftöffnungen zur Folge.As is well known, the increasing specific load on gasoline engines with fuel leads injection especially when used as prime movers for motor vehicles in Combined with the trend to reduce and encapsulate the engine compartments to Schwie abilities to avoid hot start and hot start problems, their Cause in the formation of vapor bubbles in the fuel, especially in the area of the force distributor and the injection valves can be seen. If you continue to look at the be preferred application of the invention, namely in internal combustion engines for driving Motor vehicles, this is the trend towards optimizing vehicle bodies Lich the flow resistance not only the mentioned reduction of the engine compartment me, but also the avoidance of additional cooling air openings.

Die gattungsbildende Kühlvorrichtung nach dem DE-GM 87 10 359, FO1P 1/10, sieht ein die Einspritzventile tragendes Gehäuse vor mit einem ersten Kanal zur Zufuhr der Ver­ brennungsluft zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine und einem zweiten Kanal zur Zufuhr von Kühlluft zu den Einspritzventilen. Dabei ist der zweite Kanal, der einenends mit einer Kühlluftquelle in Verbindung steht, gleichsam mit Querstutzen versehen, die zu den einzelnen Einlaßventilen führen und dort Öffnungen ins Freie aufweisen, so daß die Kühlluft an der Stelle der Einlaßventile ins Freie austritt. Diese bekannte Kühlvor­ richtung arbeitet also zwar in vorteilhafter Weise mit Luft als Kühlmedium, stellt jedoch infolge der beschriebenen Lage der Austrittsöffnungen für die Kühlluft keine gleichmä­ ßige Kühlung aller Einspritzventile sicher und ist schließlich in ihrer Kühlwirkung auf den in den Einspritzventilen befindlichen Kraftstoff beschränkt.
The generic cooling device according to DE-GM 87 10 359, FO1P 1/10, provides a housing supporting the injectors with a first channel for supplying the combustion air to the combustion chambers of the internal combustion engine and a second channel for supplying cooling air to the injectors. The second channel, which is connected at one end to a cooling air source, is provided, as it were, with cross connectors which lead to the individual inlet valves and have openings to the outside, so that the cooling air exits to the outside at the location of the inlet valves. This known Kühlvor device thus works in an advantageous manner with air as the cooling medium, but due to the described position of the outlet openings for the cooling air does not ensure uniform cooling of all the injection valves and is ultimately limited in its cooling effect on the fuel located in the injection valves.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, also unter Wahrung der Vorteile einer Luftkühlung, zu schaffen, deren Kühlwirkung nicht auf die Einspritzventile beschränkt und außerdem hinsichtlich aller Einspritzventile vergleichmäßigt ist.The invention has for its object a cooling device according to the preamble of claim 1, i.e. while maintaining the advantages of air cooling, their cooling effect is not limited to the injectors and also in terms of of all injectors is evened out.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unter­ ansprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristic features len of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the sub Expectations.

Infolge der Tatsache, daß der Kühlluftkanal einen Kühlluftaustritt nur an seinem dem Kühllufteintritt gegenüberliegenden Ende, nicht aber im Bereich der einzelnen Einspritz­ ventile, aufweist, ist sichergestellt, daß alle Einspritzventile von derselben Kühlluftströ­ mung beaufschlagt sind. Diese Kühlluftströmung erfaßt infolge der erfindungsgemäßen Anordnung auch des die Einspritzventile mit Kraftstoff speisenden Kraftstoffverteilers innerhalb des Kühlluftkanals auch den Kraftstoffverteiler, so daß nicht nur der in den Einspritzventilen befindliche Kraftstoff gekühlt wird, sondern auch derjenige innerhalb des Kraftstoffverteilers.Due to the fact that the cooling air duct has a cooling air outlet only at its Cooling air inlet opposite end, but not in the area of the individual injection valves, ensures that all injectors from the same cooling air flows are acted upon. This cooling air flow is detected as a result of the invention Arrangement of the fuel distributor that feeds the injection valves with fuel inside the cooling air duct also the fuel distributor, so that not only the in the Injectors located fuel is cooled, but also the one inside of the fuel rail.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert, deren Fig. 1 einen Längsschnitt und deren Fig. 2 den in Fig. 1 bei II-II ange­ deuteten Querschnitt wiedergibt.An embodiment of the invention is hereinafter tert tert with reference to the drawing, Fig. 1 shows a longitudinal section and Fig. 2 shows the cross-section indicated in Fig. 1 at II-II.

Das aus den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 (siehe Fig. 2) längs der Trennebene 3 dicht zusammengesetzte Gehäuse 4 bildet sowohl den Kühlluftkanal 5 für die in diesem Aus­ führungsbeispiel einzelnen Saugrohren - die Saugrohranordnung ist mit 6 bezeichnet - zugeordneten Einspritzventile 7 bekannter und daher nicht zu beschreibender Bauart als auch den diese Ventile mit Kraftstoff versorgenden Kraftstoffverteiler 8. Dieser ist an seinem einen Ende mit dem Kraftstoffvorlauf 9 und an seinem anderen Ende mit dem Kraftstoffrücklauf 10 versehen, die Flußrichtung des Kraftstoffs ist an diesen Stellen durch Pfeile angedeutet. Der Verteiler 8 trägt am Ort jedes der Einspritzventile 7 einen Zulaufstutzen 11, der das Zulaufende des jeweiligen Ventils 7 dichtend aufnimmt und das Ventil über eine Klammer 12 in an sich bekannter Weise arretiert. Die Ventile er­ strecken sich zwischen diesen individuellen Zulaufstutzen 11 einerseits und Ventilauf­ nahmen 13 an der Saugrohrseite andererseits, wo ebenfalls durch O-Ringe für eine gute Abdichtung gesorgt ist. Diese Montage bzw. Halterung der Einspritzventile 7 wird durch die beschriebene zweiteilige Ausführung des Gehäuses 4 (Trennebene 3) möglich. The from the two housing parts 1 and 2 (see FIG. 2) along the parting plane 3 tightly assembled housing 4 forms both the cooling air channel 5 for the individual intake manifolds in this exemplary embodiment - the intake manifold arrangement is designated 6 - associated injection valves 7 are known and therefore not type to be described as well as the fuel distributor 8 supplying these valves with fuel. This is provided at one end with the fuel feed 9 and at the other end with the fuel return 10 , the direction of flow of the fuel is indicated by arrows at these points. At the location of each of the injection valves 7 , the distributor 8 carries an inlet connection 11 , which sealingly receives the inlet end of the respective valve 7 and locks the valve in a manner known per se via a bracket 12 . The valves he stretch between these individual inlet pipe 11 on the one hand and Ventilauf took 13 on the intake manifold side on the other hand, where a good seal is also ensured by O-rings. This assembly or mounting of the injection valves 7 is made possible by the described two-part design of the housing 4 (parting plane 3 ).

In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist dem Kühlkanal 5 an dem in Fig. 1 rechten Ende des Gehäuses 4 das Luftfördergebläse 14 zugeordnet, während eine Luftaustritts­ öffnung bei 15, das heißt an dem anderen, in der Figur linken Ende des Gehäuses 4 vor­ gesehen ist. Demgemäß ergibt sich in dem Kühlkanal 5 eine Kühlluftströmung entspre­ chend dem Pfeil 16, das heißt entgegen der Kraftstoffströmung im Kraftstoffverteiler 8. Außerdem werden alle Einspritzventile 7 derselben Kühlluftströmung ausgesetzt, so daß durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine weitgehend gleichmäßige Kühlung aller Ein­ spritzventile 7 erfolgt.In the illustrated embodiment, the cooling duct 5 is assigned to the air-conveying fan 14 at the right end of the housing 4 in FIG. 1, while an air outlet opening at 15 , that is to say at the other, left end of the housing 4 is seen in the figure. Accordingly, there is a cooling air flow in the cooling channel 5 accordingly arrow 16 , that is, against the fuel flow in the fuel rail 8th In addition, all the injection valves 7 are exposed to the same cooling air flow, so that a largely uniform cooling of all the injection valves 7 takes place through the device according to the invention.

In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fall einer Saugrohreinsprit­ zung (indirekte Einspritzung) angenommen. Grundsätzlich ist die Erfindung, wie Anspruch 6 zum Ausdruck bringt, auch bei direkter Kraftstoffeinspritzung in die Brennräume an­ wendbar, wobei man dann das Gehäuse 4 zur Befestigung an dem in Fig. 2 bei 17 an­ gedeuteten Zylinderkopf einrichten wird.In the exemplary embodiment shown in the figure, the case of an intake manifold injection (indirect injection) is assumed. Basically, the invention, as expressed in claim 6, can also be used in the case of direct fuel injection into the combustion chambers, in which case the housing 4 will be set up for attachment to the cylinder head indicated at 17 in FIG. 2.

Mit der Erfindung ist also eine mit Kühlluft arbeitende Kühlvorrichtung für Kraftstoff­ einspritzsysteme von Brennkraftmaschinen, insbesondere Antriebsmaschinen von Kraft­ fahrzeugen, geschaffen, die bei geringem Aufwand eine optimale Kühlwirkung entfaltet. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß, abhängig vom jeweiligen Einsatz­ fall, das in Fig. 1 mit 14 bezeichnete Gebläse auch entfallen kann, wenn sich eine hin­ reichende Kühlluftströmung beispielsweise durch Konvektion einstellt. Auch ist es mög­ lich, unter Verzicht auf die Klammern 12 die Einspritzventile über elastische Dichtungen federnd zwischen den Zulaufstutzen 11 und den Aufnahmen 13 einzuspannen.With the invention, a cooling device working with cooling air for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular prime movers of motor vehicles, is thus created, which develops an optimal cooling effect with little effort. In this context, it should be pointed out that, depending on the particular application, the blower designated by 14 in FIG. 1 can also be omitted if a cooling air flow reaching out occurs, for example, by convection. It is also pos sible to clamp the injectors resiliently via elastic seals between the inlet nozzle 11 and the receptacles 13 without the brackets 12 .

Claims (6)

1. Kühlvorrichtung für Kraftstoff-Einspritzventile einer Brennkraftmaschine mit einem einenends einen Kühllufteinlaß aufweisenden, Kühlluft zu den freiliegenden Bereichen der Einspritzventile liefernden Kühlluftkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der nur im Bereich seines anderen Endes mit einem Kühlluftaustritt (15) versehene Kühlluft­ kanal (5) auch einen die Einspritzventile (7) speisenden Kraftstoffverteiler (8) auf­ nimmt.1. Cooling device for fuel injection valves of an internal combustion engine with a cooling air inlet at one end, cooling air to the exposed areas of the injection valves supplying cooling air duct, characterized in that the cooling air duct ( 5 ) provided only in the region of its other end also has a cooling air outlet ( 15 ) a fuel distributor ( 8 ) which feeds the injection valves ( 7 ). 2. Kühlluftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlluftein­ laß ein Gebläse (14) zugeordnet ist.2. Cooling air device according to claim 1, characterized in that the cooling air inlet let a fan ( 14 ) is assigned. 3. Kühlluftvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl­ luftströmung (16) und die Kraftstoffströmung im Kraftstoffverteiler (8) einander entgegen gerichtet sind.3. Cooling air device according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling air flow ( 16 ) and the fuel flow in the fuel rail ( 8 ) are directed towards each other. 4. Kühlluftvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffverteiler (8) im wesentlichen durch einen mit Zulaufstutzen (11), die zu den einzelnen Einspritzventilen (7) führen, versehenen Kanal gebildet ist, der ein­ seitig in ein den Kühlluftkanal (5) umschließendes Gehäuse (4) eingearbeitet ist, das in Höhe der freiliegenden Bereiche der Einspritzventile (7) unterteilt (3) ist und in dem diese sich zwischen den Zulaufstutzen (11) einerseits und im Gehäuse (4) vorge­ sehenen Aufnahmen (13) für die Einspritzventile (7) andererseits erstrecken.4. Cooling air device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fuel distributor ( 8 ) is essentially formed by a channel provided with inlet pipe ( 11 ) leading to the individual injection valves ( 7 ), which is a side in one the cooling air duct ( 5 ) enclosing housing ( 4 ) is incorporated, which is subdivided ( 3 ) at the level of the exposed areas of the injection valves ( 7 ) and in which these are seen between the inlet connector ( 11 ) on the one hand and in the housing ( 4 ) ( 13 ) for the injection valves ( 7 ) on the other hand. 5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftkanal (5) und der Kraftstoffverteiler (8) in einem gemeinsamen Gehäuse (4) verlaufen, das zur Befestigung an einem Saugrohr (6) der Brennkraftmaschine einge­ richtet ist.5. Cooling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling air duct ( 5 ) and the fuel distributor ( 8 ) run in a common housing ( 4 ) which is designed for attachment to an intake manifold ( 6 ) of the internal combustion engine. 6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftkanal (5) und der Kraftstoffverteiler (8) in einem gemeinsamen Gehäuse (4) verlaufen, das zur Befestigung an einem Zylinderkopf (17) der Brennkraftmaschine eingerichtet ist.6. Cooling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling air duct ( 5 ) and the fuel distributor ( 8 ) run in a common housing ( 4 ) which is set up for attachment to a cylinder head ( 17 ) of the internal combustion engine.
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Date Code Title Description
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8139 Disposal/non-payment of the annual fee