DE69815084T2

DE69815084T2 - Vorrichtung zur befestigung einer kraftstoffeinspritzdüse am zylinderkopf einer brennkraftmaschine und verfahren zur montage dieser kraftstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE69815084T2
Application number: DE69815084T
Authority: DE
Inventors: Didier Girard
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: EP0970307B1; US6170467B1; FR2763649B1; CN1226951A; EP0970307A1; CN1085301C; JP4022264B2; FR2763649A1; ES2199442T3; WO1998053197A1; BR9804900A; DE69815084D1; JP2000515610A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Kraftstoff-Einspritzdüse an einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors und ein Verfahren zur Montage der Einspritzdüse.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Befestigung einer Einspritzdüse, die den Zylinderkopf durchquert und aus diesem an einer unteren Fläche austritt, die einen vertikalen Zylinder des Motors bedeckt, und an einer zugänglichen oberen Fläche aus dem Zylinderkopf vorspringt.
Es sind bereits Vorrichtungen zur Befestigung solcher Einspritzdüsen bekannt, bei denen die Einspritzdüse durch einen Gleitflansch, der an einem oberen Zylinderkopf-Abschnitt angeschraubt ist, am Boden einer Aufnahme, auch Schacht genannt, aufliegend gehalten wird, die in einem unteren Zylinderkopf-Abschnitt vorgesehen ist. Der Flansch umgibt den Körper der Einspritzdüse und stützt sich auf einen vorspringenden Abschnitt einer ringförmigen Leiste, die in einem peripherischen Hals des Körpers der Einspritzdüse angeordnet ist.
Der größte Nachteil solcher Vorrichtungen besteht darin, dass der Flansch den Körper der Einspritzdüse relativ weit von der Auflagefläche der Einspritzdüse am Boden entfernt hält, was ein Knicken des Körpers der Einspritzdüse bewirken kann, das seiner Zuverlässigkeit abträglich ist. Außerdem nimmt eine solche Vorrichtung aufgrund der Befestigung des Flanschs an der zugänglichen Oberseite des Zylinderkopfs viel Platz in der Höhe der Einspritzdüse in Anspruch.
Aus dem Patent DE 43 15 233 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die oben erwähnten Nachteile behoben sind. Bei dieser sind die Befestigungsmittel im Zylinderkopf in einer Kammer integriert, die mechanische Organe zur Betätigung von Ventilen enthält, und weisen eine zylindrische Scheide auf, die den Körper der Einspritzdüse umgibt und die Auflage an der ringförmigen Leiste sicherstellt, die an der Einspritzdüse relativ nahe am Boden des Schachts angeordnet ist. Diese Scheide ist durch eine Gabel am Zylinderkopf befestigt, wobei sich die Gabel unter der Wirkung des Anziehens einer Schraube im Zylinderkopf auf zwei äußeren Querflügeln der Scheide abstützt.
Eine solche Vorrichtung erfordert relativ komplexe, kostspielige Dichtungsmittel und das Abmontieren der Einspritzdüse erweist sich als schwierig, insbesondere, wenn der Zylinderkopf mit einer Nockenwelle versehen ist, die seinen oberen Abschnitt durchläuft.
Aus der DE-A-19646920 ist eine Vorrichtung zur Befestigung einer Kraftstoff-Einspritzdüse am Zylinderkopf eines Motors bekannt, die aus einer Gabel mit zwei Zweigen besteht, wobei die Gabel in der Kammer unter einer Nockenwelle angeordnet ist, zu der sie senkrecht verläuft, und mit zwei Schrauben am Zylinderkopf befestigt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art vorzuschlagen, die die erwähnten Nachteile behebt.
Gegenstand der Erfindung ist zu diesem Zweck ein Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf, einem Nockenwellenträger, der auf einer oberen Fläche des Zylinderkopfs ruht und mit dieser Fläche eine Kammer festlegt, die mechanische Organe zur Betätigung von Ventilen enthält, und mit einer Kraftstoff-Einspritzdüse, die den Nockenwellenträger und den Zylinderkopf durchquert und dabei von einer Befestigungsvorrichtung in Auflage am Boden eines Schachts des Zylinderkopfs gehalten wird, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Gabel mit zwei Zweigen in der Kammer unter einer Nockenwelle aufweist, zu der sie quer verläuft, und mit einer Schraube am Zylinderkopf befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse mit zwei Flügeln versehen ist, die symmetrisch an der Peripherie des Körpers der Einspritzdüse und im Wesentlichen im gleichen Abstand zu seinen Enden angeordnet sind, und dadurch, dass die beiden Zweige der Gabel auf den Flügeln der Einspritzdüse aufliegen. Es folgen einige interessante Anordnungen der Erfindung:

– Die Zweige legen miteinander einen Raum fest, der die Flügel der Einspritzdüse nur hindurchlässt, wenn diese um etwa eine Vierteldrehung gegenüber ihrer Benutzungsposition gedreht ist.
– Der Körper der Einspritzdüse umfasst ein breites zylindrisches Teilstück, das in dichter Weise in einer Bohrung des Nockenwellenträgers aufgenommen wird, deren Durchmesser ausreichend groß ist, damit die Flügel hindurchpassen.
– Der Nockenwellenträger weist im rechten Winkel zur Befestigungsschraube der Gabel einen Kanal für den Durchgang eines Werkzeugs zum Festziehen der Schraube auf.
– Der Schacht ist aus einem Rohr gebildet, das starr am Zylinderkopf befestigt ist und eine Kühlflüssigkeit enthaltende Kammer im Zylinderkopf durchquert.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage einer Vorrichtung zur Befestigung einer Kraftstoff-Einspritzdüse entsprechend der oben beschriebenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass

– die Gabel und ihre Schraube an ihren Platz gebracht werden, ohne sie festzuziehen, und danach der Nockenwellenträger am zuvor mit Ventilen und mechanischen Organen zu ihrer Betätigung ausgestatteten Zylinderkopf,
– der Körper der Einspritzdüse in eine geeigneten Bohrung des Nockenwellenträgers eingeführt wird und dabei die Mittelachse der Flügel des Körpers parallel zu den Zweigen der Gabel angeordnet wird, bis die Einspritzdüse am Boden des Schachts aufliegt, wobei sich die Flügel dann unter der Gabel befinden,
– die Einspritzdüse über ihren Kopf um ungefähr eine Vierteldrehung gedreht wird, sodass die Mittelachse der Flügel senkrecht zu den Zweigen positioniert ist,
– und dass die Einspritzdüse in der so erhaltenen Benutzungsposition befestigt wird, indem die Befestigungsschraube der Gabel angezogen wird.

Die oben erwähnten sowie andere Merkmale der Erfindung werden deutlicher bei der Lektüre der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine vertikale Ebene eines Zylinderkopfs eines Verbrennungsmotors, der mit einer Einspritzdüse ausgestattet ist, die durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung befestigt ist;
2 einen maßstäblich vergrößerten Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung der Einspritzdüse;
3 bis 5 perspektivische Ansichten einer Einspritzdüse und der Befestigungsvorrichtung, die die verschiedenen Schritte zur Montage der Einspritzdüse veranschaulichen.
In 1 ist der obere Abschnitt eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung dargestellt, bestehend aus einem Zylinderkopf 1 mit einer horizontalen unteren Fläche 2, die einen Zylinderblock des Motors bedecken kann, und mit einer oberen Fläche 3, auf der ein Nockenwellenträger 4 ruht, der über Befestigungsschrauben 5 am Zylinderkopf 1 befestigt ist.
Der Nockenwellenträger 4 dient als Lager für mindestens eine Nockenwelle 6, die oberhalb der oberen Fläche 3 des Zylinderkopfs in einer Aushöhlung 7 des Nockenwellenträgers 4 angeordnet ist, wobei die Aushöhlung einen Teil einer Kammer 8 bildet, die zwischen dem Nockenwellenträger und dem Zylinderkopf festgelegt ist und klassische mechanische Organe zur Steuerung von Ventilen enthält. Eine Zylinderkopfhaube 9 ist an einer oberen Fläche 10 des Nockenwellenträgers angeordnet.
Der Nockenwellenträger 4 besitzt eine Bohrung 11 für den Durchgang des Körpers 12 einer Kraftstoff-Einspritzdüse von im Allgemeinen zylindrischer Form entlang einer vertikalen Achse.
Der Körper 12 der Einspritzdüse besitzt zum einen einen unteren Abschnitt 13, der in einer im Zylinderkopf 1 gebildeten Aussparung 14, auch Schacht genannt, angeordnet ist, und zum anderen einen oberen Abschnitt 15, der den Kopf der Einspritzdüse bildet und so aus der Haube vorspringt, dass er zugänglich ist.
Der Körper 12 der Einspritzdüse besitzt an seinem unteren Abschnitt 13 eine radiale Schulter 16, die klassischerweise unter Zwischenschaltung einer Dichtungsscheibe 17 aus Kupfer am Boden 18 des Schachts aufliegt.
Erfindungsgemäß ist die Einspritzdüse 12 mit Hilfe einer Gabel 20 mit zwei Zweigen 20a, 20b, am Zylinderkopf 1 befestigt, wobei die Zweige zu beiden Seiten des Körpers 12 der Einspritzdüse an zwei radialen Flügeln 21, 22, aufliegen, die symmetrisch an der Peripherie des Körpers 12 der Einspritzdüse angeordnet sind und sich in der Benutzungsposition senkrecht zu den Zweigen erstrecken.
Der von den Zweigen 20a, 20b festgelegte Raum ist groß genug, dass die parallel zu den Zweigen ausgerichteten Flügel 21, 22 bei der Montage hindurchpassen.
Die Flügel 21, 22 sind am Körper 12 der Einspritzdüse im Wesentlichen im gleichen Abstand zu den Enden 15, 13 befestigt, wodurch das Knicken des Körpers verringert wird, wenn er axial durch Festziehen der Gabel zusammengedrückt wird.
Die Gabel 20 liegt an ihrem den Zweigen gegenüberliegendem Ende 23, wie in 2 ersichtlich, an einem Klötzchen 24 auf, das durch Aufschrumpfen in einer Senkung 25 in der oberen Fläche 3 des Zylinderkopfs angeordnet ist, wodurch das Dichtstemmen von diesem beim Festziehen der Vorrichtung verhindert wird.
Die Gabel 20 wird im Wesentlichen in ihrer Mitte von einer Befestigungsschraube 26 durchquert, die die Zweige der Gabel an die Flügel 21, 22 andrücken und so den Körper 12 der Einspritzdüse am Zylinderkopf 1 halten kann.
Eine Scheibe 27 ist zwischen den Kopf der Schraube 26 und die Gabel 20 geschaltet. Diese Scheibe umfasst eine kegelstumpfförmige Fläche 28, die mit einer kegelstumpfförmigen Bohrung 34 in der Gabel derart zusammenwirkt, dass die Schraube 26 und das Loch der Gabel, wie in 2 ersichtlich, koaxial sind.
Eine Scheibe 35, auch unverlierbare Scheibe genannt, ist an der Schraube 26 befestigt, und zwar auf der Höhe des Bodens des Gewindegrunds ihres Gewindes; dies ermöglicht, die Einheit aus Schraube und Gabel fest zu verbinden.
Der Körper 12 der Einspritzdüse umfasst zwischen seinem Kopf 15 und den Flügeln 21, 22 ein breites zylindrisches Teilstück 12a, das mit Hilfe von Ringdichtungen 29, 30 in dichter Weise in der Bohrung 11 des Nockenwellenträgers aufgenommen ist. Der Durchmesser D der Bohrung und des Teilstücks 12a ist größer als die Ausdehnung zwischen den Enden der Flügel, sodass diese bei ., der Montage der Einspritzdüse hindurchpassen.
Die Einspritzdüse wird mit Hilfe der Gabel 20 folgendermaßen am Zylinderkopf 1 befestigt: Zunächst werden die Gabel 20 und ihre Schraube 26 sowie der Nockenwellenträger 4 und die mechanischen Organe zur Steuerung von Ventilen am Zylinderkopf montiert.
In einem ersten Schritt wird der Körper 12 der Einspritzdüse in die Bohrung 11 des Nockenwellenträgers 4 eingefügt, wobei die Mittelachse Q der Flügel 21, 22 parallel zu den Zweigen angeordnet wird, wie in den 3 und 4 ersichtlich, bis die Einspritzdüse am Boden 18 des Schachts 14 aufliegt, wobei sich die Flügel 21, 22 dann unter der Gabel befinden.
Dann wird über den Kopf 15 der Einspritzdüse ungefähr eine Vierteldrehung des Körpers 12 von dieser ausgeführt, wie in 5 ersichtlich, sodass die Mittelachse Q der Flügel 21, 22 senkrecht zu den Zweigen 20a, 20b verläuft.
Schließlich wird die Befestigungsschraube 26, die den Halt der Einspritzdüse in der Benutzungsposition am Boden 18 des Schachts 14 sicherstellt, mit Hilfe eines Werkzeugs festgezogen, das einen vertikalen Kanal 31 im Nockenwellenträger 4 im rechten Winkel zur Befestigungsschraube 26 durchläuft.
Der Kanal 31 wird dann von einem Deckel 32 oder einem anderen Mittel gleicher Wirkung verschlossen, das für Dichtheit sorgt. In einem letzten Schritt wird der Nockenwellenträger 4 mit der Haube 9 bedeckt.
In einer vorteilhaften Anordnung ist der Schacht 14 der Einspritzdüse aus einem Rohr gebildet, das beispielsweise durch Aufschrumpfen am Zylinderkopf befestigt ist und eine Kammer 33 für Kühlflüssigkeit im Zylinderkopf 1 durchquert, wodurch im unteren Abschnitt 13 des Körpers 12 der Einspritzdüse für einen guten thermischen Austausch mit dieser Flüssigkeit gesorgt ist.
Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie, wie in 2 erkennbar, weniger Platz in der Kammer einnimmt, insbesondere dank der Anordnung der Gabel 20, die unter einer Nockenwelle senkrecht zu dieser angeordnet ist, und dass für einen stabilen Halt der Einspritzdüse mit minimalem Knicken gesorgt ist, das der Zuverlässigkeit der Einspritzdüse abträglich ist.
Außerdem ist diese Anordnung nicht nur leicht herzustellen und kostengünstig, sondern ermöglicht auch eine leichte Montage und ein leichtes Abmontieren der Einspritzdüse, da hierzu nur eine begrenzte Anzahl von Teilen in der Umgebung der Einspritzdüse betätigt werden müssen.

Claims

Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf (1), einem Nockenwellenträger (4), der auf einer oberen Fläche des Zylinderkopfs (1) ruht und mit dieser Fläche eine Kammer (8) festlegt, die mechanische Organe (6) zur Betätigung von Ventilen enthält, und mit einer Kraftstoff-Einspritzdüse, die den Nockenwellenträger (4) und den Zylinderkopf (1) durchquert und dabei von einer Befestigungsvorrichtung in Auflage am Boden (18) eines Schachts (14) des Zylinderkopfs (1) gehalten wird, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Gabel (20) mit zwei Zweigen (20a, 20b) aufweist, die in der Kammer (8) unter einer Nockenwelle (6) angeordnet ist, quer zu dieser Welle (6) verläuft und mit einer Schraube (26) am Zylinderkopf befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse mit zwei Flügeln (21, 22) versehen ist, die symmetrisch an der Peripherie des Körpers (12) der Einspritzdüse und im Wesentlichen im gleichen Abstand zu den Enden (15, 13) angeordnet sind, und dass die beiden Zweige (20a, 20b) der Gabel auf den Flügeln (21; 22) der Einspritzdüse aufliegen.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweige (20a, 20b) miteinander einen Raum festlegen, der die Flügel (21, 22) der Einspritzdüse nur hindurchlässt, wenn diese um etwa eine Vierteldrehung gegenüber ihrer Benutzungsposition gedreht ist.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (12) der Einspritzdüse ein breites zylindrisches Teilstück (12a) umfasst, das in dichter Weise in einer Bohrung (11) des Nockenwellenträgers (4) aufgenommen ist, deren Durchmesser (D) ausreichend groß ist, damit die Flügel (21, 22) hindurchpassen.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenträger (4) im rechten Winkel zur Befestigungsschraube (26) der Gabel (20) einen Kanal (31) für den Durchgang eines Werkzeugs zum Festziehen der Schraube aufweist.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schacht (14) aus einem Rohr gebildet ist, das am Zylinderkopf (1) befestigt ist und eine Kühlflüssigkeit enthaltende Kammer (33) im Zylinderkopf durchquert.
Verfahren zur Montage einer Kraftstoff-Einspritzdüse in einem Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Gabel (20) und ihre Schraube (26) an ihren Platz gebracht werden, ohne sie festzuziehen, und danach der Nockenwellenträger am zuvor mit Ventilen und mechanischen Organen zu ihrer Betätigung ausgestatteten Zylinderkopf, – der Körper der Einspritzdüse in eine geeigneten Bohrung (11) des Nockenwellenträgers eingeführt wird und dabei die Mittelachse (Q der Flügel (21, 22) parallel zu den Zweigen (20a, 20b) angeordnet wird, bis die Einspritzdüse am Boden (18) des Schachts aufliegt, wobei sich die Flügel dann unter der Gabel befinden, – die Einspritzdüse über ihren Kopf (15) um ungefähr eine Vierteldrehung gedreht wird, sodass die Mittelachse (Q der Flügel (21, 22) senkrecht zu den Zweigen (20a, 20b) positioniert ist, – und dass die Einspritzdüse in der so erhaltenen Benutzungsposition befestigt wird, indem die Befestigungsschraube (26) der Gabel angezogen wird.