DE4016190C2 - Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Zylinderköpfe aus der US-PS 3 845 748 bekannt, bei denen die Kraftstoffzufuhr zum Einspritzventil über eine durch den Zylinderkopf geführte Leitung erfolgt, die in einer Rohrverschalung angeordnet ist und mit dem Einspritzventil über eine Druckschraube verspannt wird. Hierbei wird eine kegelige Spitze des Rohrendes von einer entsprechenden Öffnung im Ventilkörper aufge­ nommen. Das andere Ende der Leitung ist mit einer Ein­ spritzpumpe, die etwa, parallel liegend zum Ventil angeordnet ist, verbunden. Desweiteren ist aus der DE 31 28 523 A1 eine Verbindungsleitung zwischen einem Ein­ spritzventil und einer Einspritzpumpe bekannt, die aus einem Rohr und einer anschließenden Leitung besteht, welche miteinander verspannt werden. Aufgrund der Lage der Einspritzpumpe zum Ventil ist die von der Pumpe abgehende freiliegende Leitung rechtwinklig abgebogen. Diese Art von Leitungen haben durch eine geringe Ela­ stizität den Nachteil, daß Vibrationen häufig zu Be­ schädigungen der Pumpe bzw. des Ventils führen können bzw. durch die relativ freibewegliche Anordnung der Leitung ist eine dichte Verbindung im Anschlußbereich der Leitung zum Rohr nicht vollständig gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine. Kraftstoffleitung zwischen einem Einspritzventil und einer Einspritzpumpe zu schaffen, die bei einer Montage Abweichungen der verschiedenen Anschlußpunkte überbrückt und elastische Bewegungen zwischen Einspritzpumpe und Zylinderkopf in Grenzen zuläßt, ohne daß Undichtigkeiten zwischen den Leitungen sowie zur Einspritzdüse und zur Pumpe auf­ treten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Kraftstoffleitung gerade Leitungsteile umfaßt, die spannbare Druckstücke bilden und die Einspritzpumpe mit dem Einspritzventil ver­ binden. Die dichte Verbindung der Rohrleitungen mit den Aggregaten und untereinander erfolgt in baulich ein­ facher Weise über einen zentralen Spannbolzen in einem Aufnahmegehäuse am Zylinderkopf. Hierdurch wird insbe­ sondere aufgrund einer speziellen Verbindung zwischen den Leitungen und Aggregaten über planparallele Dichtflächen einerseits und planen bzw. kugelförmigen Druckelementen andererseits eine gewisse Elastizität bzw. Beweglichkeit der beiden Leitungen zueinander er­ zielt, wodurch Motordeformationen und Relativbewegungen zwischen Pumpe und Zylinderkopf ausgleichbar sind, ohne daß Dichtungsprobleme auftreten können.

Der Zylinderkopf übernimmt durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der beiden Leitungen die Krafteinleitung für die Verbindung der Leitungen untereinander und mit dem Einspritzventil und mit der Einspritzpumpe.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß bei Höchstdruckverbindungen ebene Dichtflächen erforderlich sind. Diese haben genau auf die Druckkräfte ausgelegte Ringflächen, die zwar ein geringfügiges elastopla­ stisches Deformieren gestatten, aber unter den notwen­ digen Vorspannkräften ein Setzen im größeren Maße nicht aufweisen. Um diese ebenen Dichtflächen gezielt einzu­ setzen, muß darauf geachtet werden, daß diese Flächen im Montagezustand so planparallel wie möglich aufein­ ander treffen können. Aus diesem Grund wird das Radial­ druckstück im Zylinderkopf genau geführt, um seine rechtwinklige Lage gegenüber der Achse des Einspritz­ ventils im Zylinderkopf zu erzwingen. Ebenso wird die Länge des Radialdruckstückes gegenüber der Einspritz­ pumpe so bestimmt, daß das Querdruckstück exakt recht­ winklig zum Radialdruckstück verläuft. Toleranzunter­ schiede können in Hoch- und Querrichtung durch Rutschen auf den ebenen Dichtflächen ohne weiteres aufgenommen werden. Auch in Querrichtung ist am Einspritzventil selbst durch leichtes Drehen desselben eine Anpassung dieser Flächen ohne weiteres möglich. Der Toleranzaus­ gleich in Querrichtung bezüglich des Zusammentreffens von Radialdruckstück und Querdruckstück wird dadurch erzielt, daß neben der exakten maßlichen Abstimmung sowohl die Anpaßfläche am Querdruckstück sehr elastisch ausgeführt wird, als auch die Durchmessergestaltung des Radialdruckstückes außerhalb der Führung im Zylinder­ kopf in seinem zylindrischen Teil zum Querdruckstück hin sehr elastisch gestaltet wird.

Gegenüber den im Motorbetrieb auftretenden low-cycle and high-cycle-Beanspruchungen ist in den Radialdruck­ stücken und im Querdruckstück eine hinreichende Ela­ stizität zum gegenseitigen Anpassen gegeben. Das vor­ zugsweise am Zylinderkopf angegossene zylinderförmige Aufnahmegehäuse ist in seiner Form so gestaltet, daß es beim Wachsen des Radialdruckstücks unter der Wärme des Schweröls gegenüber dem kälteren Zylinderkopf als Rohrfeder elastisch nachgeben kann. Ebenfalls ist aus diesem Grund das pumpenseitige Aufnahmegehäuse, welches das Querdruckstück eingespannt hält, als Rohrfeder ausgeführt. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung können aber auch die Druck- und Spannschrauben mit Federungseigenschaften, wie z. B. durch Tellerfedern, geprägt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf die als Radial- und Querdruckstück ausgebildete Verbindungs­ leitung zwischen Pumpe und Einspritz­ ventil,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Spann­ verbindung des Querdruckstücks durch eine Druckschraube an einer Pumpe mit planen Dicht- und Preßflächen,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Verbin­ dung zwischen der Pumpe mit Konusaufnahme am Querdruckstück,

Fig. 4 eine Darstellung des Radialdruckstücks mit Verbindung zum Querdruckstück,

Fig. 5 eine Darstellung des als Rohrfeder ausge­ bildeten pumpenseitigen Aufnahmegehäuses und

Fig. 6 eine Draufsicht zu Fig. 5.

Eine Brennkraftmaschine umfaßt einen Zylinderkopf 1 mit einem integrierten Einspritzsystem, das im wesentlichen ein Einspritzventil 2 und eine Einspritzpumpe 3 umfaßt. Diese ist unmittelbar benachbart eines am Zylinderkopf 1 angegossenen Aufnahmegehäuses 4 angeordnet, das einen Aufnahmekanal 5 für eine zur Pumpe 3 geführte, aus einem Querdruckstück 6 bestehende Leitung 7 aufweist und in einem Pumpengehäuse 3a, 3b mittels einer Spann­ schraube 8 vorgespannt gehalten ist. Mit diesem Quer­ druckstück 6 ist eine zum Einspritzventil 2 geführte weitere, aus einem Radialdruckstück 9 bestehende Leitung 10 im zusammentreffenden Eckbereich 11 der beiden Leitungen 7 und 10 verbunden und über die Spann­ schraube 8 flüssigkeitsdicht zusammengespannt.

Die Druckstücke 6 und 9 sind rechtwinklig zueinander angeordnet, wobei das Radialdruckstück 9 in einer Bohrung 12 des Zylinderkopfes 1 bis zum Einspritzventil 2 geführt ist. Es mündet mit seinem dem Ventil 2 abge­ kehrten freien Ende 13 in das angegossene Gehäuse 4. Ausgehend von diesem Gehäuse 4 verläuft das Querdruck­ stück 6 bis zum Pumpengehäuse 3a, 3b, indem es mit seinem freien Ende 13a über eine Druckschraube 15 gegen ein Pumpenelement 16 gespannt ist. Das Aufnahmegehäuse 4 ist mit dem Pumpengehäuse 3a, 3b über eine Schiebe­ hülse 17 verbunden, durch das auch das Querdruckstück 6 gekapselt verläuft.

Das Radialdruckstück 9 weist am Umfang im Abstand an­ geordnete Umfangsringe 18 auf, die es in der Bohrung 12 exakt positionieren, wobei über die koaxial zu diesem Druckstück 9 angeordnete Spannschraube 8 im Zusammen­ wirken mit der Druckschraube 15 im Pumpengehäuse 3a, 3b eine genaue Lage der Druckstücke 6,9 im rechten Winkel zueinander festgelegt ist.

Die Leitungsverbindung erfolgt über plane Dichtflächen 19, 20, die jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind, wie z. B. in Fig. 4 näher dargestellt ist. Ebenso sind die Dichtflächen 21, 22 zwischen Einspritzventil 2 und Radialdruckstück 9 und die Dichtflächen 23, 24 zwischen dem Querdruckstück 6 und der Pumpe 3 ausge­ bildet.

Das Aufnahmegehäuse 4 sowie das Pumpengehäuse 3b bilden sogenannte Rohrfedern, die aufgrund ihrer definierten Ausbildung als im Querschnitt rohrförmige Elemente, in gewissen Grenzen elastisch nachgiebig sind, insbeson­ dere bei einer Längung des Radialdruckstückes 9 bzw. des Querdruckstückes 6.

Die aus den Druckstücken 6 und 9 gebildeten Leitungen 7 und 10 sind von der Pumpe 3 bis zum Einspritzventil 2 entweder über die Gehäuse 3a, 3b, 4 und über die Schiebe­ hülse 17 sowie über die Bohrung 12 im Zylinderkopf 1 gekapselt, so daß ein Austritt von Medium nach außen unterbunden wird.

Die Spann- bzw. Druckschrauben 8 und 15 spannen die Druckstücke 6 und 9 über plane Stirnflächen 25, 26. Nach einer weiteren Ausführung können in der Stirnfläche der Schraube 8 und 15 auch Kugelelemente, was nicht näher gezeigt ist, angeordnet sein, die dann dem Druckstück 6 und 9 zugerichtet sind.

Der Anschluß des Querdruckstücks 6 an der Einspritz­ pumpe 3 kann, wie in Fig. 2 und 3 näher dargestellt ist, in verschiedenen Formen gewählt werden. Vorzugs­ weise wird auch hier eine ebene Hochdruckdichtung ein­ gesetzt, es ist aber auch eine gehärtete Konusverbin­ dung (Konus 16a) vorstellbar. Auch hier ist das Gehäuse 3a vorzugsweise als Rohrfeder gestaltet. Es kann jedoch auch die Druckschraube 15 elastische Eigenschaften zu­ geordnet bekommen.

Claims (12)

1. Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem und einer getrennt gelagerten Einspritzpumpe, die über eine Kraftstoffleitung mit einem Einspritzventil im Zylinderkopf verbunden ist und diese Leitung mit dem Ventil und der Einspritzpumpe über ein An­ schlußstück gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitung zwei rechtwinklig zuein­ ander angeordnete, aus geraden Druckstücken (6, 9) bestehende Leitung (7, 10) umfaßt, wobei das mit der Pumpe (3) verbundene Querdruckstück (6) im zusam­ mentreffenden Eckbereich (11) über eine plane Dichtfläche (19), an das im Zylinderkopf (1) ange­ ordnete Radialdruckstück (9) mittels einer korre­ spondierenden parallelen Dichtfläche (20) ange­ schlossen ist, welches in einem an den Zylinderkopf (1) angegossenem Aufnahmegehäuse (4) über eine Spannschraube (8) zusammengehalten und zur benach­ barten Pumpe (3) über eine Schiebehülse (17) zwischen einem Pumpengehäuse (3a, 3b) und dem Auf­ nahmegehäuse (4) herausgeführt ist und daß die beiden Gehäuse (4, 3a, 3b) als Rohrfedern ausgebildet sind und die Druckstücke (6, 9) elastisch federnd halten.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das am Zylinderkopf (1) angegossene Aufnahmegehäuse (4) sowie das weitere Aufnahmege­ häuse (3a, 3b) im Querschnitt rohrförmig ausgeführt ist und die Wandungen der Gehäuse (4, 3a, 3b) defi­ niert ausgebildete elastische Wandungen umfassen.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schiebehülse (17) dicht ver­ bunden mit den Aufnahmegehäusen (4, 3a, 3b) angeord­ net ist und eine Verschalung für das Querdruckstück (6) bzw. das Radialdruckstück (9) bildet.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Radial­ druckstück (9) und dem Querdruckstück (6) bestehen­ den Leitungen (7, 10) von der Pumpe (3) bis zum Einspritzventil (2) kapselnd umschlossen im Zylin­ derkopf (1) über das Aufnahmegehäuse (4), die Schiebehülse (17) und durch das weitere pumpensei­ tige Aufnahmegehäuse (3a, 3b) angeordnet sind.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (8) im Eckbereich (11) der beiden Druckstücke (6, 9) koaxial zum Radialdruckstück (9) angeordnet ist und zwischen der Schraube (8) und dem Radialdruckstück (9) das freie Ende (13b) des Querdruckstückes (6) eingespannt gehalten ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschraube (15) am Gehäuse (3a, 3b) der Einspritzpumpe (3) dem endseitigen Anschlußstück des Querdruckstückes (6) am freien Ende (13a) radial gegenübersteht und dieses freie Ende (13a) zwischen der Schraube (15) und einem Konus (16a) der Pumpe (3) eingespannt gehalten ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druck­ schraube (15) bzw. der Spannschraube (8) und dem jeweiligen Anschlußstück am freien Ende (13a, 13b) des Querdruckstückes (6) ein Kugelelement angeord­ net ist, das aus einem verschleißfesten Material besteht.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die planen Dicht­ flächen (19, 20, 21, 22, 23, 24) im Verbindungsbereich der Druckstücke (6, 9) untereinander sowie an der Pumpe (3) und am Einspritzventil (2) definiert elastoplastische Ringflächen aufweisen.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialdruckstück (9) über im Abstand angeordnete erhabene Umfangs­ ringe (18) in einer Bohrung (12) des Zylinderkopfes (1) zentriert gehalten ist.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens der dem Einspritzventil zugewandte Umfangsring (18) elastisch ausgeführt ist.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann- und Druckschrauben (8, 15) in axialer Richtung elastisch ausgebildet sind.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schrauben (8, 15) und den Druckstücken (6, 9) Tel­ lerfedern zur elastischen axialen Nachgiebigkeit angeordnet sind.