DE4315233A1 - Direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit einem im Zylinderkopf zwischen Gaswechselventilen angeordneten Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine direkteinspritzende Brennkraftma­ schine mit einem im Zylinderkopf zwischen Gaswechselventilen angeordneten Kraftstoffeinspritzventil nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei Kraftstoffeinspritzventilen sowie bei Leitungsverbindungen besteht die Gefahr, daß im Laufe des Betriebes Undichtheiten auftreten, durch die Kraftstoff in den über dem Zylinderkopf gelegenen Ölraum eindringen und sich dort mit dem Schmieröl vermischen kann.

Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, ist gemäß der DE-PS 9 02 200 bereits eine Ausführung vorgeschlagen, bei der das Kraft­ stoffeinspritzventil von dem Ölraum der Brennkraftmaschine vollständig getrennt ist. Ein Schutzrohr bzw. eine Dichthülse ist in den Zylinderkopf zwischen den parallel zueinander lie­ genden Gaswechselventilen fest eingeschraubt, erstreckt sich durch den Ölraum und ragt aus der Zylinderkopfhaube heraus. Die Dichthülse ist außerdem mit der Zylinderkopfhaube verschraubt und durch eine Kontermutter gesichert. In der Dichthülse be­ findet sich das Einspritzventil, dessen im Freien liegender und Kraftstoffleitungsanschlüsse aufweisender Ventilkopf mit einer mit der Dichthülse fest verbundenen Überwurfmutter oder einem Flansch verschraubt ist. Durch die Schraubverbindung wird das Einspritzventil auf einen durch einen an der Dichthülse ange­ ordneten Innenbund gebildeten Sitz gepreßt.

Bei dieser Ausführung wird die Dichthülse bei auftretenden ho­ hen Brennraumdrücken auf Zug beansprucht, so daß ein Kraft­ stoffübertritt vom Brennraum in den Ölraum über die Schraub­ verbindung von Dichthülse und Zylinderkopf auf Dauer nicht auszuschließen ist.

Ferner ist aus der DE-GM 17 84 494 ein Kraftstoffeinspritzven­ til in einer Außenhülse bekannt, welche weitgehend im Zylin­ derkopf steckt und mit ihrem freien Ende ebenso wie das Ein­ spritzventil im Ölraum mündet. Somit liegt auch der Kraft­ stoffleitungsanschluß im Ölraum. Bei dieser Ausführung, aber auch bei der aus der EP 0 471 624 A2 bekannten Ausführung, be­ steht der Nachteil, daß im Falle einer Leckage - beispielsweise am Kraftstoffleitungsanschluß - austretender Kraftstoff in den Ölkreislauf gelangt und zu erheblichen Betriebsstörungen der Brennkraftmaschine führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer di­ rekteinspritzenden Brennkraftmaschine nach der DE-PS 9 02 200 bauaufwandarme und platzsparende Maßnahmen vorzusehen, durch die das Eindringen von Kraftstoff in den zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube liegenden Ölraum zuverlässig vermieden wird, wobei diese Maßnahmen auch für Brennkraftmaschinen in Vierventilanordnung pro Zylinder und mit zueinander wenig ge­ neigten Gaswechselventilen bzw. sehr engem V-Winkel der Ventile bis hin zur parallelen Anordnung dieser Ventile und auch bei Ausführung des Zylinderkopfes in Leichtbauweise geeignet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Durch die besondere Anordnung und Ausbildung der für das Ein­ spritzventil vorgesehenen Befestigungsmaßnahmen ergibt sich eine kompakte, platzsparende Bauausführung bei zuverlässiger Abdichtung aufgrund der stets auf Druck beanspruchten Dicht­ hülse und des Einspritzventiles. Die im Ölraum eingesetzte Spannpratze gewährleistet über die Dichthülse einen festen Sitz des Einspritzventiles im Zylinderkopf sowie eine leckagefreie Trennung zwischen Einspritzventil und Ölraum, die noch durch die Dichtanordnung im zylinderkopfnahen Bereich sowie durch die Dichtung in der Zylinderkopfhaube verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Ausführung ist auch für solche Brenn­ kraftmaschinen geeignet, die einen Zylinderkopf im Leichtme­ tallbauweise und ein Einspritzventil in Stahlausführung auf­ weisen. Die bei Temperaturänderungen auftretenden unterschied­ lichen Längenausdehnungen wirken sich hinsichtlich der zuver­ lässigen Abdichtung bzw. Trennungsmaßnahmen nicht nachteilig aus.

Ferner sind durch die schlanke Befestigungsart enge V-Winkel der Gaswechselventile auch bei einer Brennkraftmaschine in Vierventiltechnik pro Zylinder realisierbar, ebenso eine par­ allele Anordnung der Gaswechselventile untereinander mit dem Vorteil einer Schadraumminimierung im Brennraum.

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

Fig. 1 den Erfindungsgegenstand im oberen Teil einer im Querschnitt dargestellten Brennkraftmaschine,

Fig. 2 den Erfindungsgegenstand nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 den Erfindungsgegenstand in der im Längsschnitt dargestellten Brennkraftmaschine.

Eine luftverdichtende direkteinspritzende Brennkraftmaschine 1 mit jeweils zwei Einlaß- und Auslaßventilen 2, 3 für jeden Zy­ linder 4 sowie zwei obenliegenden Nockenwellen 5, 6, die über Schwinghebel 7, 8 die in einem engen V-Winkel zueinander ange­ ordneten Einlaß- und Auslaßventile 2, 3 antreiben, weist im leichtmetallausgeführten Zylinderkopf 9 eine zwischen den Ven­ tilen stufig ausgebildete Aufnahmebohrung 10 für ein einsteck­ bares Kraftstoffeinspritzventil 11 auf, dessen Düsenkörper 12 im durchmessermäßig kleineren Bohrungsabschnitt 10a und dessen Düsenhalter 13 im durchmessermäßig größeren Bohrungsabschnitt 10b steckt. Der einen Sitz für das Einspritzventil 11 bildende Absatz zwischen den Bohrungsabschnitten 10a, 10b ist mit 14 bezeichnet.

Das Einspritzventil 11 durchdringt den zwischen Zylinderkopf 9 und Zylinderkopfhaube 15 liegenden Ölraum 16 sowie die Zylin­ derkopfhaube 15. Somit ist der Kraftstoffleitungsanschluß 17 außerhalb des Ölraumes 16 angeordnet.

Das Einspritzventil 11 ist von einer langgestreckten Dichthülse 18 umgeben, die vom Zylinderkopf 9 ausgehend sich durch die Zylinderkopfhaube 15 hindurch erstreckt. Die obere Hälfte der Dichthülse 18 ist als dünnwandiger Hülsenabschnitt 18a und die untere Hälfte als dickwandiger Hülsenabschnitt 18b ausgebildet. Das obere Ende dieses Hülsenabschnittes 18b weist diametral gegenüberliegende Vorsprünge 19, 20 auf, die als Druckschulter für ein als Spannpratze 21 ausgebildetes Befestigungsmittel dienen.

Die Spannpratze 21 ist gabelförmig ausgeführt und liegt mit ihren Zinken 22, 23 auf den Vorsprüngen 19, 20 auf. Der dick­ wandige Hülsenabschnitt 18b ist im unteren Bereich mit einem Innenbund 24 versehen, der sich an einem Stützring 25 abstützt, welcher in einer Ringnut 26 im Einspritzventil 11 axialfest gelagert ist.

Die Spannpratze 21 wirkt als einarmiger Hebel, der sich einer­ seits an einem am Zylinderkopf 9 angeformten Höcker 27 (Fig. 3) abstützt und andererseits durch eine Spannschraube 28 über die Dichthülse 18 das Einspritzventil 11 unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 29 auf seinen Sitz in der Aufnahmebohrung 10 preßt.

Der Zylinderkopf 9 ist mit einem das Einspritzventil 11 umge­ benden Kragen 30 versehen, der außenwandig eine Ringnut 31 für einen Dichtring 32 aufweist, welcher an dem unterhalb des In­ nenbundes 24 liegenden und in diesem Bereich eine Innendurch­ messervergrößerung 18c aufweisenden Hülsenabschnitt 18b an­ liegt. Die Dichthülse 18 weist an ihrem dem Zylinderkopf 9 zu­ gewandten Ende einen Sicherheitsabstand zum Zylinderkopf 9 auf (Fig. 1), um einen leckagefreien Sitz des Einspritzventiles 11 sicherzustellen.

Die zylinderkopfhaubenseitige Abdichtung besteht aus einem Dichtring 33 als O-Ring oder Radialwellendichtring, der zwi­ schen dem dünnwandigen Hülsenteil 18a der Dichthülse 18 und der Zylinderkopfhaube liegt, die an dieser Stelle zu einem einwärts ragenden Ring 34 geformt ist.

Claims (6)

1. Direkteinspritzende Brennkraftmaschine mit einem im Zylin­ derkopf zwischen Gaswechselventilen angeordneten Kraftstoff­ einspritzventil, mit einer das Einspritzventil umgebenden, vom Zylinderkopf aufragenden und die Zylinderkopfhaube durchdrin­ genden langgestreckten Dichthülse, die das Einspritzventil von einem von Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube begrenzten Ölraum trennt, sowie mit einem Befestigungsmittel zur Lagefixierung des Einspritzventiles, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel aus einer im Ölraum (16) unterge­ brachten Spannpratze (21) besteht und das Einspritzventil (11) über die ständig auf Druck beanspruchte Dichthülse (18) auf einen Sitz im Zylinderkopf (9) abdichtend drückt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichthülse (18) aus einem die Zylinderkopfhaube (15) durchdringenden dünnwandigen Hülsenabschnitt (18a) sowie einem dem Zylinderkopf (9) zugewandten dickwandigen Hülsenab­ schnitt (18b) zusammensetzt, wobei der Übergang dieser Hülsen­ abschnitte (18a, 18b) durch eine als Abstützung für die Spann­ pratze (21) dienende Druckschulter (19, 20) gebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannpratze (21) gabelförmig ausgebildet ist und mit ihren zwei Zinken (22, 23) auf der entsprechend angepaßten Druckschulter (19, 20) aufliegt.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (11) eine in axialer Richtung wirkende Abstützfläche aufweist, an der sich ein an dem dickwandigen Hülsenabschnitt (18b) angeordneter Innenbund (24) abstützt.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche durch einen in einer Umfangsnut (26) des Einspritzventiles (11) axialfest gelagerten Stützring (25) ge­ bildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dickwandige Hülsenabschnitt (18b) unterhalb seines In­ nenbundes eine bis zum freien Ende reichende Innendurchmesser­ vergrößerung (18c) aufweist, zwischen der und einem das Ein­ spritzventil (11) umgebenden Kragen (30) am Zylinderkopf (9) ein Radialdichtring (32) vorgesehen ist.