DE69933173T2

DE69933173T2 - Kraftstoffzufuhreinrichtung

Info

Publication number: DE69933173T2
Application number: DE69933173T
Authority: DE
Inventors: Adrian Mark Sittingbourne Kent Greaney; Alan Conway Maidstone Kent Green
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Operations Luxembourg SARL
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2019-07-17
Also published as: EP0974749A2; US6279540B1; EP0974749A3; DE69933173D1; GB9816264D0; EP0974749B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzufuhreinrichtung, um Kraftstoff unter einem hohen Druck einem Kraftstoffeinspritzventil zuzuführen, das in einer in einem Zylinderkopf eines Motors vorgesehenen Bohrung angeordnet ist, wobei Kraftstoff durch den Zylinderkopf dem Einspritzventil zugeführt wird.
In einer bekannten Anordnung ist ein Einspritzventil mit einem konischen Dichtsitz versehen, wobei der Dichtsitz durch eine in dem Zylinderkopf vorgesehene Bohrung oder Öffnung zugänglich ist, welche Bohrung bzw. Öffnung sich in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Achse des Dichtsitzes erstreckt. In der Bohrung ist ein Verbindungsstück befestigt, welches Verbindungsstück einen langgestreckten oder länglichen, rohrförmigen Bereich umfasst, der an dem in dem Einspritzventil vorgesehenen Dichtsicht angreift. Während des Gebrauchs wird dem Einspritzventil Kraftstoff durch das Verbindungsstück zugeführt.
Herstellungstoleranzen können dazu führen, dass der konische Dichtsitz und die Bohrung nicht miteinander fluchten, in welchem Fall eine Undichtigkeit zwischen dem Einspritzventil und dem Verbindungsstück auftreten kann oder die auf das Verbindungsstück wirkende zusätzliche Belastung zum Vermeiden einer solchen Undichtigkeit zu einem vorzeitigen Versagen des Verbindungsstückes führen kann. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungsstück zu schaffen, bei dem diese Nachteile verringert oder vermieden werden.
Die DE-A-19543506 beschreibt ein Mittel zum Verbinden einer Kraftstoffleitung mit dem Kraftstoffeinlass eines Kraftstoffeinspritzventils. Das in der DE-A-19543506 beschriebene Mittel besteht aus einem zweiteiligen Verbindungsstück. Ein erstes Stück ist eine Kraftstoffleitung, die eine Öffnung in dem Kraftstoffeinspritzventil kontaktiert. Ein zweites Stück ist eine Klaue oder Kralle, die die Kraftstoffleitung mit dem ersten Stück verbindet und mittels einer Schraubbefestigung in dem Zylinderkopf verankert ist. Die ersten und zweiten Teile definieren somit einen Kraftstoffströmungsdurchlass in das Kraftstoffeinspritzventil, sind allerdings miteinander nur durch die Druckkraft der Schraubbefestigung verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffzufuhreinrichtung für einen Motor geschafften, umfassend ein Kraftstoffeinspritzventil, das innerhalb einer Bohrung eines Zylinderkopfes eines Motors angeordnet werden soll, ein Verbindungsstück, das in einer in dem Zylinderkopf des Motors vorgesehenen Öffnung aufgenommen werden soll, und einen Einlassadapter, der innerhalb der Öffnung befestigt oder gesichert werden soll, wobei das Verbindungsstück ein rohrförmiges Element aufweist, welches während des Betriebes innerhalb der Öffnung aufgenommen werden soll, wobei das rohrförmige Element ein erstes und ein zweites Ende besitzt und das erste Ende so geformt ist, dass es mit einem ersten Sitz, der Teil des Kraftstoffeinspritzventils ist, zusammenwirken kann, während das zweite Ende so geformt ist, dass es mit einem inneren Ende des Einlassadapters zusammenwirken kann, wobei der Einlassadapter und das rohrförmige Element einen Strömungsdurchlass derart umgrenzen, dass Kraftstoff unter Druck dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzufuhreinrichtung weiterhin ein elastisches oder biegsames Hülsenelement oder eine Federklemme aufweist, wobei ein Ende des elastischen oder biegsamen Hülsenelementes oder der Federklemme auf dem inneren Ende des Einlassadapterelementes so angebracht ist, dass es bzw. sie einen Teil davon aufnimmt, und wobei das andere Ende des elastischen oder biegsamen Hülsenelementes oder der Federklemme einen Teil des zweiten Endes des rohrförmigen Elementes aufnimmt, wodurch das rohrförmige Element an dem Einlassadapter befestigt wird, derart, dass eine gelenkige Verbindung zwischen beiden möglich ist, um die Missausrichtung zwischen der Öffnung und dem Sitz des Kraftstoffeinspritzventils auszugleichen, wenn der Einlassadapter in der Öffnung befestigt ist und eine Drucklast auf das rohrförmige Element aufgebracht wird, um Dichtungen zwischen dem Einlassadapter und dem rohrförmigen Element und zwischen dem rohrförmigen Element und dem Dichtsitz des Kraftstoffeinspritzventils auszubilden.
Das zweite Ende des rohrförmigen Elementes definiert in geeigneter Weise einen Dichtsitz und der Einlassadapter umfasst einen Endbereich, der für ein Angreifen an dem Dichtsitz geformt ist.
Das Verbindungsstück beinhaltet in geeigneter Weise ein Filter, das dazu geeignet ist, Schmutzpartikel aus der Kraftstoffströmung in Richtung des Einspritzventils handzuhaben. Das Filter kann die Form eines Spaltfilterelementes besitzen, das in dem Einlassadapter oder dem rohrförmigen Element angeordnet ist.
Das Verbindungsstück beinhaltet in geeigneter Weise eine Dichtungsanordnung, wobei das Verbindungsstück gegenüber dem Zylinderkopf abgedichtet ist und die Öffnung und das rohrförmige Element einen Strömungsweg für Kraftstoff definieren, wobei Kraftstoff unter einem verhältnismäßig geringen Druck von dem Einspritzventil in ein Niederdruckreservoir zurückgeleitet werden kann.
Der Einlassadapter und/oder das rohrförmige Element können mit einem Bereich von teils kugelförmiger Gestalt versehen sein, wodurch ein gewisses Maß einer Drehung zwischen dem Einlassadapter und dem rohrförmigen Element ermöglicht wird.
Die Erfindung wird im Weiteren beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
die 1 eine Schnittansicht ist, die ein Verbindungsstück gemäß einer Ausführungsform während der Verwendung darstellt und die 2 eine zu der 1 ähnliche Ansicht ist, die ein bekanntes Verbindungsstück darstellt. Die 1 zeigt ein Verbindungsstück 10 zum Gebrauch bei einer Verbindung einer Kraftstoffzufuhr mit einem Kraftstoffeinspritzventil 12, das in einer in einem Zylinderkopf 14 ausgebildeten Bohrung oder Öffnung angeordnet ist. Das Einspritzventil 12 ist von der Art, die einen an seiner Seite ausgebildeten Dichtsitz 16 beinhaltet, wobei sich der Dichtsitz 16 in einem Kraftstoffzufuhrdurchlass 18 öffnet, durch den während der Verwendung Kraftstoff in Richtung des Auslasses des Einspritzventils 12 zugeführt wird. Der Zylinderkopf 14 ist mit einer Öffnung oder einer Bohrung 20 versehen, die sich in einer in Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Einspritzventils 12 erstreckt, wobei die Bohrung bzw. Öffnung derart positioniert ist, dass der Dichtsitz 16 durch die Bohrung bzw. Öffnung 20 zugänglich ist, wenn das Einspritzventil 12 korrekt innerhalb des Zylinderkopfes angeordnet ist.
Das Verbindungsstück 10 umfasst ein rohrförmiges Element 22 mit einem ersten Ende, das für einen Eingriff an dem Dichtsitz geformt ist, und mit einem zweiten Ende, das derart geformt ist, dass es einen kegelstumpfförmigen Dichtsitz 24 bildet. Ein Einlassadapter 26 ist teilweise in einem Ende der Bohrung bzw. Öffnung 20 angeordnet, wobei der Einlassadapter 26 einen inneren Endbereich 28 beinhaltet, der für ein Eingreifen in dem Dichtsitz 24 geformt ist.
Der Einlassadapter 26 beinhaltet einen äußeren Schraubgewindeabschnitt 30, der dazu geeignet ist, mit einem in dem Endbereich der Bohrung bzw. Öffnung 20 ausgebildeten Schraubgewinde zusammenzuwirken. Während des Gebrauchs ist der Einlass 26 in dem äußeren Ende der Bohrung bzw. Öffnung 20 befestigt, wobei das innere Ende 28 des Einlassadapters 26 an dem Dichtsitz 24 des rohrförmigen Elementes 22 angreift und auf das rohrförmige Element 22 eine Druckkraft ausübt, um eine Dichtung zwischen dem rohrförmigen Element 22 und dem Dichtsitz des Einspritzventils und zwischen dem Einlassadapter 26 und dem rohrförmigen Element auszubilden.
Das rohrförmige Element 22 und der Einlassadapter 26 umfassen jeweils sich axial erstreckende Durchlässe, die zusammen einen Strömungsweg ausbilden, durch den Kraftstoff von einer Hochdruckkraftstoffleitung 34, die mittels einer gewöhnlichen Rohrbefestigung 36 an dem Einlassadapter 26 befestigt ist, durch das Verbindungsstück zu dem Zufuhrdurchlass 18 des Einspritzventils strömen kann. Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst der sich axial erstreckende Durchlass des Einlassadapters 26 einen Bereich von vergrößertem Durchmesser, der ein Kantenfilterelement 38 aufnimmt, das dazu geeignet ist, Schmutzpartikel in der Kraftstoffströmung in Richtung des Einspritzventils 12 zu handhaben, beispielsweise durch Zerbrechen derartiger Verschmutzungen in Verschmutzungen von einer annehmbaren kleinen Größe.
Das rohrförmige Element 22 und die Bohrung 20 bilden zusammen eine ringförmige Kammer 40 aus, die während des Gebrauchs mit einer Niederdruckablaufkammer (nicht dargestellt) verbunden ist, die zwischen dem Einspritzventil 12 und der das Einspritzventil 12 enthaltenden Bohrung angeordnet ist, und mit der Ablaufdurchlässe des Einspritzventils 12 verbunden sind. Der Zylinderkopf 14 beinhaltet in geeigneter Weise einen Durchlass 42, der mit der Kammer 40 verbunden ist, wobei der Durchlass 42 ermöglicht, dass Kraftstoff unter einem geringen Druck von dem Einspritzventil 12 durch die Kammer 40 zu einem Niederdruckkraftstoffreservoir entweichen kann. Von dem Schraubgewindebereich 30 nach innen gerichtet umfasst der Einlassadapter 26 eine Ausnehmung, die ein ringförmiges Dichtelement 32 aufnimmt. Dieses ist dazu geeignet, eine im Wesentlichen fluiddichte Dichtung zwischen dem Einlassadapter 26 und der Wandung des Zylinderkopfes 14, die die Bohrung 20 ausbildet, auszubilden. Es ist vorteilhaft, dass das Vorsehen des Dichtelementes 32 ein Entweichen von Kraftstoff aus der Kammer 40 durch das Ende der Bohrung 20 verhindert oder einschränkt.
Um eine Montage zu vereinfachen, ist eine flexible Hülse 44 oder eine Federklemme in geeigneter Weise auf dem inneren Ende des Einlassadapters 26 befestigt, wobei die Hülse 44 oder die Federklemme einen Teil des zweiten Endes des rohrförmigen Elementes 22 aufnimmt, wodurch das rohrförmige Element 22 lose an dem Einlassadapter 26 befestigt wird. Während der Montage wird, nachdem das Einspritzventil in dem Zylinderkopf 14 angeordnet wurde, die Einheit aus dem rohrförmigen Element 22 und dem Einlassadapter 26 in die Bohrung 20 eingesetzt und das erste Ende des rohrförmigen Elementes 20 für ein Angreifen an dem Dichtsitz 16 platziert. Der Einlassadapter 26 wird relativ zu dem Zylinderkopf 14 gedreht, um eine Druckkraft auf das rohrförmige Element auszuüben, um eine Dichtwirkung zwischen dem Einlassadapter 26 und dem rohrförmigen Element 22 und zwischen rohrförmigen Element 22 und dem Dichtsitz 16 auszubilden. Es ist vorteilhaft, dass die Hülse 44 oder die Federklemme eine Drehung zwischen dem rohrförmigen Element 22 und dem Einlassadapter 26 ermöglicht, wodurch das rohrförmige Element 22 nicht bezüglich des Einlassadapters 26 coaxial sein muss, wobei das rohrförmige Element 22 eine Stellung einnimmt, in der ein Ausgleich einer Missausrichtung zwischen der Bohrung 20 und dem Dichtsitz 16 erzielt wird.
Die in der 2 dargestellte Anordnung, die nicht Teil der Erfindung ist, unterscheidet sich von der der 1 dadurch, dass die Hülse 44 entfällt, das Filterelement 38 in einem Teil des sich axial erstreckenden Durchlasses des rohrförmigen Elementes angeordnet ist, und das Dichtelement 32 durch das rohrförmige Element 22 getragen wird, anstatt durch den Einlassadapter 26. Während der Montage dieser Anordnung wird das Einspritzventil 12 in dem Zylinderkopf 14 angeordnet und das rohrförmige Element 22 in die Bohrung 20 eingesetzt. Das rohrförmige Element 22 umfasst einen sich nach außen erstreckenden Zahn oder eine Rippe 22a, der in einer entsprechenden Ausnehmung angeordnet ist, die in der Bohrung 20 ausgebildet ist, um eine Drehbewegung des rohrförmigen Elementes 22 relativ zu der Bohrung 20 einzuschränken. Nach dem Einsetzen des rohrförmigen Elementes 22 wird der Einlassadapter 26 an dem äußeren Endbereich der Bohrung 20 befestigt, wobei der Einlassadapter 26 relativ zu dem Zylinderkopf gedreht wird, um eine Druckbelastung auf das rohrförmige Element 22 auszuüben, um die notwendige Dichtwirkung zwischen dem rohrförmigen Element 22 und dem Dichtsitz 16 und zwischen dem rohrförmigen Element 22 und dem Einlassadapter 26 auszubilden.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform können das rohrförmige Element 22 und der Einlassadapter 26 aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein oder können auf unterschiedlichen Weisen wärmebehandelt sein, um von unterschiedlicher Festigkeit zu sein. Im Ergebnis kann eine plastische Deformation einer dieser Komponenten auftreten, die die Dichtwirkung verbessert, die zum Vermeiden eines Austretens von Kraftstoff gebildet sein muss. Das rohrförmige Element 22 kann beispielsweise dazu geeignet sein, sich sowohl an dem Eingriffspunkt zwischen dem rohrförmigen Element 22 und dem Dichtsitz 16 als auch an dem Eingriffspunkt zwischen dem rohrförmigen Element 22 und dem Einlassadapter 26 zu deformieren. Da das rohrförmige Element von verhältnismäßig einfacher Form ist, kann das rohrförmige Element im Falle einer Wartung für einen Austausch bestimmt sein.
Offensichtlich kann die in der 1 dargestellte Anordnung modifiziert werden. Derartige Modifikationen fallen in den Bereich der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist. Obwohl sich in der dargestellten Ausführungsform die Bohrung 20 im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Einspritzventils erstreckt, ist es offensichtlich, dass dieses nicht der Fall sein muss und die Erfindung ebenfalls bei Anordnungen anwendbar ist, in denen die Bohrung 20 und die Achse des Einspritzventils 12 sich in einem anderen Winkel als 90° schneiden.

Claims

Kraftstoffzufuhreinrichtung für einen Motor, umfassend ein Kraftstoffeinspritzventil (12), das innerhalb einer Bohrung eines Motorzylinderkopfs (14) angeordnet werden soll, ein Verbindungsstück (10), das in einer in dem Motorzylinderkopf (14) vorgesehenen Öffnung (20) in der Bohrung aufgenommen werden soll, und ein Einlassadapter (26), der innerhalb der Öffnung (20) befestigt oder gesichert werden soll, wobei das Verbindungsstück (10) ein rohrförmiges Element (22) aufweist, welches während des Betriebs innerhalb der Öffnung (20) aufgenommen werden soll, wobei das rohrförmige Element (22) ein erstes und ein zweites Ende besitzt und das erste Ende so geformt ist, dass es mit einem ersten Dichtsitz (16), der Teil des Kraftstoffeinspritzventils (12) ist, zusammenwirken kann, während das zweite Ende so geformt ist, dass es mit einem inneren Ende des Einlassadapters (26) zusammenwirken kann, wobei der Einlassadapter (26) und das rohrförmige Element (22) einen Strömungsdurchlass derart umgrenzen, dass Kraftstoff unter Druck dem Kraftstoffeinspritzventil (12) zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzufuhreinrichtung weiterhin ein elastisches oder biegsames Hülsenelement (44) oder eine Federklemme aufweist, wobei ein Ende des elastischen oder biegsamen Hülsenelements (44) oder der Federklemme auf dem inneren Ende des Einlassadapters (26) so angebracht ist, dass es bzw. sie einen Teil davon aufnimmt, und wobei das andere Ende des elastischen oder biegsamen Hülsenelements (44) oder der Federklemme einen Teil des zweiten Endes des rohrförmigen Elements (22) aufnimmt, wodurch das rohrförmige Element (22) an dem Einlassadapter (26) gesichert wird, derart, dass eine gelenkige Verbindung zwischen beiden möglich ist, um die Abweichung von der Normalausrichtung zwischen der Öffnung (20) und dem Dichtsitz (16) des Kraftstoffeinspritzventils (12) auszugleichen, wenn der Einlassadapter 26 in der Öffnung (20) befestigt und eine Drucklast auf das rohrförmige Element (22) aufgebracht wird, um Dichtungen zwischen dem Einlassadapter (26) und dem rohrförmigen Element (22) und zwischen dem rohrförmigen Element (22) und dem Dichtsitz (16) des Kraftstoffeinspritzventils (12) auszubilden.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassadapter (26) so ausgebildet ist, dass er das rohrförmige Element (22) derart an das Kraftstoffeinspritzventil (12) klemmt oder gegen dieses spannt, dass fluiddichte Abdichtungen zwischen dem Einlassadapter (26) und dem rohrförmigen Element (22) und zwischen dem rohrförmigen Element (22) und dem Kraftstoffeinspritzventil (12) gebildet werden.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des rohrförmigen Elements (22) einen zweiten Dichtsitz (24) bildet und der Einlassadapter (26) einen Endbereich (28) umfasst, der so geformt ist, dass er an dem zweiten Dichtsitz (24) zur Anlage oder in Angriff gelangen kann.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens entweder der Einlassadapter (26) oder das rohrförmige Element (22) mit einem Bereich mit teilkugelförmiger Gestalt ausgestattet ist, der ein (gewisses) Ausmaß an Gelenkigkeit zwischen dem Einlassadapter (26) und dem rohrförmigen Element (22) erlaubt.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Dichtungsanordnung (32), durch welche der Verbindungsstück (10) während des Betriebs an dem Zylinderkopf (14) dichtend angebracht werden soll, wobei die Öffnung (20) und das rohrförmige Element (22) während des Betriebs einen Strömungsweg für Kraftstoff bilden, durch welchen Kraftstoff mit relativ geringem Druck von dem Kraftstoffeinspritzventil (12) zu einem Niederdruckkraftstoffbehälter für Kraftstoff zurückgeführt werden kann.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassadapter (26) ein ringförmiges Dichtelement (32) trägt, das so ausgestaltet ist, dass es eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Einlassadapter (26) und dem Zylinderkopf (14) ausbildet.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Filter (38), der angeordnet ist, um mit Verunreinigungsteilchen im Strom des Kraftstoffs in Richtung des Kraftstoffeinspritzventils (12) bestimmungsgemäß umzugehen.
Kraftstoffzufuhreinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter ein Kantenfilterelement (38) aufweist, das sich innerhalb des Einlassadapters (26) oder des rohrförmigen Elements (22) befindet.