EP1003965B1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1003965B1
EP1003965B1 EP99911578A EP99911578A EP1003965B1 EP 1003965 B1 EP1003965 B1 EP 1003965B1 EP 99911578 A EP99911578 A EP 99911578A EP 99911578 A EP99911578 A EP 99911578A EP 1003965 B1 EP1003965 B1 EP 1003965B1
Authority
EP
European Patent Office
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metal ring
injection valve
fuel injection
nozzle body
fuel injector
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99911578A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1003965A1 (de
Inventor
Martin Maier
Christian Preussner
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1003965A1 publication Critical patent/EP1003965A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1003965B1 publication Critical patent/EP1003965B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/22—Fuel-injection apparatus with bimetallic or memory shape alloy elements

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector with a nozzle body which direct injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine in a Location bore of a cylinder head of the internal combustion engine can be used.
  • the invention relates to a fuel injector of the genus Main claim.
  • fuel injectors are for example from the DE 30 00 061 C2 and GB-PS 759 524 known.
  • DE 30 00 061 C2 discloses to provide a heat apron sleeve on the nozzle body of the fuel injector.
  • a flange of the heat protection sleeve is in an inner groove of the fuel injector inserted and by means of a sealing ring against the receiving bore of the cylinder head sealed.
  • the heat protection sleeve has an annular, inwardly bent collar on which there is an elastic heat protection ring supported.
  • the heat protection ring is between the spray-side end of the nozzle body of the fuel injector and the annular, inwardly bent collar of the Heat protection sleeve arranged.
  • a metal ring is in a groove arranged a nozzle body of the fuel injector and in contact with the bore of the cylinder head fitted.
  • a disadvantage of these known fuel injection valves is that the thermal Coupling between the nozzle body and the cylinder head is not yet entirely satisfactory is solved because the radial compression due to the maximum permissible assembly forces is limited. There is therefore a risk during the operation of the internal combustion engine overheating of the nozzle body and so-called coking.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of The main claim has the advantage that a good thermal connection of the Fuel injector on the cylinder head with easy assembly of the fuel injector is possible.
  • the fuel injector can be easily inserted into the mounting hole and nevertheless ensures a sufficiently large radial compression between the used fuel injector and the cylinder head, which makes a good thermal coupling is guaranteed.
  • the metal ring only deforms when it is reached the required temperature during operation of the internal combustion engine.
  • the outer diameter of the metal ring is advantageously less than before heating the diameter of the location hole. This measure enables easy Assembly of the fuel injector in the location hole.
  • the Metal ring before inserting the fuel injector into the mounting hole the nozzle body attached or attached to this. It usually prevails Room temperature.
  • the fuel injector reaches when the internal combustion engine is operating Temperatures up to about 200 ° C. At this temperature, however, a Coking occurs. Due to the deformation of the metal ring when the The fuel injector deforms after the internal combustion engine is started up Metal ring and causes a radial compression of the fuel injector in the Location hole in such a way that a good thermal connection to the cylinder head he follows. This transfers heat from the fuel injector through the cylinder head derived, causing the operating temperature of the fuel injector to be below 150 ° C can be lowered, thereby avoiding coking.
  • the metal ring is in one Groove of the nozzle body arranged. This makes it even easier Applicability of the fuel injector in the receiving bore and a safe ensures axial retention of the metal ring on the fuel injector.
  • the metal ring attached to an outer wall of the nozzle body by a fastener.
  • the Fastening means can, for example, by welding, by clamping, be formed by rivets, screws, etc.
  • the metal ring is preferably made of bimetal.
  • the metal ring consists of a metal Shape memory (memory metal).
  • the metal ring in the Temperature range of the room temperature has a diameter that is smaller than that Diameter of the receiving bore of the fuel injector is while it is in the Operating temperature range of the fuel injector a correspondingly larger Has a diameter that ensures the required radial compression.
  • the metal ring consists of a metal a coefficient of thermal expansion that is different from the coefficient of thermal expansion of the nozzle body is different. When heated to the operating temperature, it expands the metal ring, however, if it is arranged in the groove of the nozzle body, only dodge in the radial direction towards the mounting hole and thus represents the radial one Pressing forth. The same applies to the case where the metal ring is on or near its outer edges is attached to the nozzle body, since that between the attachments lying intermediate area of the metal ring when heated to the operating temperature only can dodge in the radial direction to the mounting hole.
  • the metal ring can be at least partially soft Metal coated to better match the fuel injector or to allow the mounting hole of the cylinder head.
  • a sectional view of a fuel injector 1 is shown, which in a Receiving bore 2 of a cylinder head 4 shown in excerpt is arranged.
  • the receiving bore 2 of the cylinder head 4 is a stepped bore formed, which are symmetrical to their longitudinal axis up to a combustion chamber 3 Internal combustion engine extends.
  • the fuel injector 1 is in this Receiving hole 2 is used and is used to inject fuel directly into the Combustion chamber 3 of the internal combustion engine.
  • the fuel passes through the combustion chamber 3 facing end of the fuel injector 1 in the combustion chamber 3.
  • the part of the fuel injection valve 1 facing the combustion chamber 3 is by a Nozzle body 5 formed.
  • a circumferential groove 7 of the nozzle body 5 is a metal ring 6 arranged, a thermal during operation of the internal combustion engine Connection of the fuel injector 1 to the cylinder head 4 guaranteed.
  • Im in the Fig. 1 example is the groove 7 with the metal ring 6 near the arranged spray-side end of the nozzle body 5. This arrangement is a efficient removal of the combustion engine 3 when the internal combustion engine is operating Spray-side end of the fuel injector 1 heat from Fuel injector 1 ensured on the cylinder head 4.
  • the metal ring 6 is such deformed that the fuel injector 1 presses radially in the receiving bore 2 is. Since the metal ring before heating or before reaching the operating temperature has a smaller diameter m than after heating (diameter M), that can Fuel injector 1 can be easily inserted into the receiving bore 2.
  • Heating causes a sufficiently large radial compression, so that a good one Heat transfer between the fuel injection valve 1 and the cylinder head 4 is ensured.
  • the fit of the metal ring 6 to the receiving bore 2 of the Cylinder head 4 in the operating state corresponds to a transition fit.
  • Fig. 2 is the partial section II of Fig. 1 for a first embodiment of the Metal ring 6 shown, in which it consists of a bimetal.
  • the fuel injector 1 facing inner part 9 of the metal ring 6 is there for example made of steel and the outer part 8 of the metal ring 6 consists z. B. from Aluminum. 2 shows the operating state in which the internal combustion engine is in operation and the fuel injector 1 and thus also the metal ring 6 are warmed accordingly.
  • the metal ring 6 is deformed in this state, that it has an area with a largest outer diameter M, as in FIG is recognizable.
  • This largest outside diameter M would be if the fuel injector 1 would not be inserted into the receiving bore 2, larger than the diameter D of the Receiving hole 2 of the fuel injector 1, so that in the inserted state correspondingly large radial compression of the fuel injector in the Location hole 2 is ensured.
  • Fig. 3 is the partial section II of Fig. 1 for a second embodiment of the Metal ring 6 shown.
  • the metal ring 6 consists of a metal 10 with a shape memory or the metal ring 6 is made of one Memory metal that is produced when heated in a particular Temperature range always takes the same shape.
  • 3 is the State of the metal ring 6 before reaching the operating temperature, d. H. at room temperature shown. In this state, the largest diameter m of the metal ring 6 is smaller than the diameter D of the receiving bore so that the fuel injector 1 easily in the mounting hole 2 can be used.
  • the Diameter m at room temperature smaller than the outside diameter of the nozzle body 5 outside the groove 7, but it could also be a little larger, as long as it is smaller than that Diameter D of the receiving bore 2.
  • the metal ring 6 which is made of a metal, deforms 10 with shape memory so that the area with the largest Diameter receives a diameter M which, when not in use Fuel injector 1 is larger than the diameter D of the receiving bore 2. In this way, as shown in Fig. 4. a sufficiently large radial Pressing achieved with the cylinder head 4, since the metal ring 6 on the wall of the Receiving hole 2 is present so that good heat transfer is guaranteed.
  • the metal ring 6 can also be made of a metal with a coefficient of thermal expansion different from the coefficient of thermal expansion of the nozzle body 5, for example greater than This is.
  • the metal ring is clamped in the groove 7 via positive locking, expands when heated and, since it cannot deflect lengthways, a radial compression in the receiving bore 2 ago.
  • the metal ring 6 of the exemplary embodiments explained is ideally designed such that that it has areas with a diameter even in the heated or hot operating state has, which is smaller than the diameter of the nozzle body 5, so that the metal ring 6th is still held in the groove 7. Furthermore, the metal ring 6 of the first and the second exemplary embodiment if it is in the region of the room temperature or is cold, a diameter m that is smaller than the diameter D of the Location hole 2 is so that the fuel injector 1 easily into the Location hole 2 can be used.
  • 5 and 6 is another embodiment of the present invention shown.
  • 5 and 6 show a partial section of a Fuel injector 1 corresponding to that shown in FIG. 1 Fuel injector is inserted into a receiving bore 2 of a cylinder head 4.
  • the section shown in FIGS. 5 and 6 corresponds to section 2 of FIG. 1, wherein in this case the nozzle body 5 has no groove 7 for holding the metal ring 6.
  • the metal ring 6 of the present embodiment is shown in FIG Form of rivets 11 attached to an outer wall of the nozzle body 5. As in FIG. 5 and 6 can be seen, the metal ring 6 is close to its upper edge with the Nozzle body 5 connected. In Fig. 5 the case is shown in which the Fuel injector is in the room temperature range.
  • the metal ring 6 has a diameter m which is smaller than the diameter D of the Location hole 2 so that the fuel injector 1 easily in the Location hole 2 can be used.
  • the Fuel injection valve and thus the metal ring 6 to the operating temperature deforms the metal ring 6, as shown in Fig. 6, in the same way as under 2 and 4 was explained, so that a radial compression with the Cylinder head 4 is reached.
  • the metal ring 6 made of a bimetal or a metal with shape memory.
  • the Deform metal ring 6 when heated to the operating temperature so that the required radial pressing with cylinder head 4 is achieved.
  • the Metal ring 6 consists of a metal that has a coefficient of thermal expansion which differs from the coefficient of thermal expansion of the nozzle body 5 differs, the metal ring 6 must be fixed in the vicinity of its two edge areas be connected to the outer wall of the nozzle body 5.
  • the is advantageously Coefficient of thermal expansion of the metal ring 6 is greater than that of the nozzle body 5 Heating to the operating temperature deforms the middle area of the Metal ring 6 in the radial direction towards the receiving bore 2, whereby a radial Pressing can be achieved.
  • Both embodiments of the metal ring 6 can be made with a soft metal be coated to better align with the groove 7 of the nozzle body 5 and to allow the receiving bore 2 of the cylinder head 4.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Düsenkörper, das zur direkten Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine in eine Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine einsetzbar ist.
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Brennstoffeinspritzventile sind beispielsweise aus der DE 30 00 061 C2 und der GB-PS 759 524 bekannt. In der DE 30 00 061 C2 ist offenbart, eine Wärmeschurzhülse an dem Düsenkörper des Brennstoffeinspritzventils vorzusehen. Ein Flansch der Wärmeschutzhülse ist in eine Innenrille des Brennstoffeinspritzventils eingesetzt und mittels eines Dichtrings gegen die Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes abgedichtet. Am abspritzseitigen Ende weist die Wärmeschutzhülse einen ringförmigen, nach innen gebogenen Kragen auf, an welchem sich ein elastischer Wärmeschutzring abstützt. Der Wärmeschutzring ist zwischen dem abspritzseitigen Ende des Düsenkörpers des Brennstoffeinspritzventils und dem ringförmigen, nach innen gebogenen Kragen der Wärmeschutzhülse angeordnet.
Bei der aus der GB-PS 759 524 bekannten Brennstoffeinspritzdüse ist ein zwischen einer Stirnfläche des Düsenkörpers und einem Kragen einer Spannmutter eingelegtes, nachgiebiges Wärmeschutzglied als scheibenförmiger Wärmeschutzring aus einem wärmeisolierenden Werkstoff gebildet. Um die von dem Kragen und von dem Düsenkörper nicht bedeckte Innenseite des Wärmeschutzrings vor dem Angriff von Verbrennungsgasen zu schützen, ist diese Innenseite von einem aus einem dünnen Metallblech geformten Ring U-förmigen Querschnitts eingefaßt.
Gemäß der JP-A-09 126 089 ist ein Metallring in einer Nut einer Düsenkörpers des Brennstoffeinspritzventils angeordnet und in Kontakt mit der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfs eingepaßt.
Nachteilig bei diesen bekannten Brennstoffeinspritzventilen ist, daß die thermische Kopplung zwischen dem Düsenkörper und dem Zylinderkopf noch nicht ganz befriedigend gelöst ist, da die radiale Verpressung aufgrund der maximal zulässigen Montagekräfte begrenzt ist. Es besteht daher während des Betriebes der Brennkraftmaschine das Risiko einer Überhitzung des Düsenkörpers und einer sogenannten Verkokung.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine gute thermische Anbindung des Brennstoffeinspritzventils an den Zylinderkopf bei gleichzeitiger einfacher Montierbarkeit des Brennstoffeinspritzventils möglich ist. Durch den an dem Düsenkörper angeordneten Metallring, der sich bei Erwärmung verformt und nach dem Einsetzen des Brennstoffeinspritzventils in die Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes erst bei Erwärmung eine radiale Verpressung des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung bewirkt, kann das Brennstoffeinspritzventil leicht in die Aufnahmebohrung eingesetzt werden und gewährleistet trotzdem eine ausreichend große radiale Verpressung zwischen dem eingesetzten Brennstoffeinspritzventil und dem Zylinderkopf, wodurch eine gute thermische Kopplung gewährleistet ist. Der Metallring verformt sich erst dann, wenn er bei Betrieb der Brennkraftmaschine die erforderliche Temperatur erreicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhafterweise ist der Außendurchmesser des Metallrings vor Erwärmung kleiner als der Durchmesser der Aufnahmebohrung. Diese Maßnahme ermöglicht eine leichte Montage des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung. Typischerweise wird der Metallring vor dem Einsetzen des Brennstoffeinspritzventiles in die Aufnahmebohrung auf den Düsenkörper aufgesetzt bzw. an diesem befestigt. Dabei herrscht in der Regel Raumtemperatur. Bei Betrieb der Brennkraftmaschine erreicht das Brennstoffeinspritzventil Temperaturen von bis zu etwa 200 ° C. Bei dieser Temperatur kann jedoch eine Verkokung auftreten. Durch die Verformung des Metallringes bei der Erwärmung des Brennstoffeinspritzventils nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine verformt sich der Metallring und bewirkt eine radiale Verpressung des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung dergestalt, daß eine gute thermische Anbindung an den Zylinderkopf erfolgt. Hierdurch wird Wärme von dem Brennstoffeinspritzventil über den Zylinderkopf abgeleitet, wodurch die Betriebstemperatur des Brennstoffeinspritzventils bis unter 150 ° C abgesenkt werden kann, wodurch eine Verkokung vermieden wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Metallring in einer Nut des Düsenkörpers angeordnet. Hierdurch ist insbesondere eine noch leichtere Einsetzbarkeit des Brennstoffeinspritzventils in die Aufnahmebohrung und eine sichere axiale Halterung des Metallringes an dem Brennstoffeinspritzventil gewährleistet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Metallring durch ein Befestigungsmittel an einer Außenwand des Düsenkörpers befestigt. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise durch eine Schweißung, durch eine Klemmung, durch Nieten, durch Schrauben etc. gebildet sein.
In einer Ausgestaltung besteht der Metallring vorzugsweise aus Bimetall. Beispielsweise ist dabei das Material des Metallrings auf seiner dem Düsenkörper zugewandten Innenseite Stahl und auf seiner dem Düsenkörper abgewandten Außenseite Aluminium.
In einer alternativen Ausgestaltung besteht der Metallring aus einem Metall mit Formerinnerungsvermögen (Memory Metall). In diesem Fall hat der Metallring im Temperaturbereich der Raumtemperatur einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der Aufnahmebohrung des Brennstoffeinspritzventiles ist, während er im Betriebstemperaturbereich des Brennstoffeinspritzventils einen entsprechend größeren Durchmesser aufweist, der die erforderliche radiale Verpressung gewährleistet.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung besteht der Metallring aus einem Metall mit einem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten, der von dem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten des Düsenkörpers verschieden ist. Bei Erwärmung auf die Betriebstemperatur dehnt sich der Metallring aus, kann jedoch, wenn er in der Nut des Düsenkörpers angeordnet ist, nur in radialer Richtung zur Aufnahmebohrung hin ausweichen und stellt somit die radiale Verpressung her. Das gleiche gilt für den Fall, in dem der Metallring an oder in der Nähe seiner Außenränder am Düsenkörper befestigt ist, da der zwischen den Befestigungen liegende Zwischenbereich des Metallringes bei Erwärmung auf die Betriebstemperatur nur in radialer Richtung zur Aufnahmebohrung hin ausweichen kann.
Bei allen Ausgestaltungen kann der Metallring zumindest teilweise mit einem weichen Metall beschichtet sein, um eine bessere Angleichung an das Brennstoffeinspritzventil bzw. die Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes zu ermöglichen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
ein in eine Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes eingesetztes, erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil in einer teilweise geschnittenen schematische Darstellung,
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1, wobei der Metallring aus Bimetall besteht, und sich das Brennstoffeinspritzventil auf Betriebstemperatur befindet,
Fig. 3
eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1, wobei der Metallring aus einem Metall mit Formerinnerungsvermögen besteht und sich das Brennstoffeinspritzventil auf Raumtemperatur befindet, und
Fig. 4
eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1, wobei der Metallring aus einem Metall mit Formerinnerungsvermögen besteht und sich das Brennstoffeinspritzventil auf Betriebstemperatur befindet.
Fig. 5
eine dem Ausschnitt II der Fig. 2 bis 4 entsprechende Darstellung, bei der Metallring an einer Außenwand des Düsenkörpers des Zylinderkopfes durch Nieten befestigt ist und wobei sich das Brennstoffeinspritzventil auf Raumtemperatur befindet, und
Fig. 6
eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, wobei sich das Brennstoffeinspritzventil auf Betriebstemperatur befindet.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Brennstoffeinspritzventils 1 dargestellt, das in einer Aufnahmebohrung 2 eines auszugsweise geschnitten dargestellten Zylinderkopfes 4 angeordnet ist. Die Aufnahmebohrung 2 des Zylinderkopfes 4 ist als Stufenbohrung ausgebildet, die sich symmetrisch zu ihrer Längsachse bis zu einem Brennraum 3 einer Brennkraftmaschine erstreckt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in diese Aufnahmebohrung 2 eingesetzt und dient dem direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum 3 der Brennkraftmaschine. Der Brennstoff tritt dabei über das dem Brennraum 3 zugewandte Ende des Brennstoffeinspritzventils 1 in den Brennraum 3 ein.
Der dem Brennraum 3 zugewandte Teil des Brennstoffeinspritzventiles 1 ist durch einen Düsenkörper 5 gebildet. In einer umlaufenden Nut 7 des Düsenkörpers 5 ist ein Metallring 6 angeordnet, der während des Betriebes der Brennkraftmaschine eine thermische Anbindung des Brennstoffeinspritzventils 1 an den Zylinderkopf 4 gewährleistet. Im in der Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Nut 7 mit dem Metallring 6 in der Nähe des abspritzseitigen Endes des Düsenkörpers 5 angeordnet. Durch diese Anordnung ist eine effiziente Abfuhr der bei Betrieb der Brennkraftmaschine vom Brennraum 3 auf das abspritzseitige Ende des Brennstoffeinspritzventils 1 übertretenden Wärme vom Brennstoffeinspritzventil 1 auf den Zylinderkopf 4 sichergestellt.
In der in Fig. 1 dargestellten Ansicht befindet sich das Brennstoffeinspritzventil 1 und damit auch der Metallring 6 auf Betriebstemperatur. Der Metallring 6 ist dabei dergestalt verformt, daß das Brennstoffeinspritzventil 1 in der Aufnahmebohrung 2 radial verpreßt ist. Da der Metallring vor Erwärmung bzw. vor Erreichen der Betriebstemperatur einen geringeren Durchmesser m aufweist als nach Erwärmung (Durchmesser M), kann das Brennstoffeinspritzventil 1 leicht in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzt werden. Durch entsprechende Auswahl der Materialien bzw. der Form des Metallringes 6 wird nach Erwärmung eine ausreichend große radiale Verpressung bewirkt, so daß ein guter Wärmeübergang zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Zylinderkopf 4 sichergestellt ist. Die Passung des Metallringes 6 zur Aufnahmebohrung 2 des Zylinderkopfes 4 im Betriebszustand entspricht dabei einer Übergangspassung.
In Fig. 2 ist der Teilausschnitt II von Fig. 1 für ein erstes Ausführungsbeispiel des Metallrings 6 dargestellt, in dem dieser aus einem Bimetall besteht. Der dem Brennstoffeinspritzventil 1 zugewandte innere Teil 9 des Metallrings 6 besteht dabei beispielsweise aus Stahl und der äußere Teil 8 des Metallrings 6 besteht dabei z. B. aus Aluminium. In Fig. 2 ist der Betriebszustand dargestellt, bei dem die Brennkraftmaschine in Betrieb ist und das Brennstoffeinspritzventil 1 und damit auch der Metallring 6 entsprechend erwärmt sind. Der Metallring 6 ist in diesem Zustand dergestalt verformt, daß er einen Bereich mit einem größten Außendurchmesser M aufweist, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Dieser größte Außendurchmesser M wäre, wenn das Brennstoffeinspritzventil 1 nicht in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzt wäre, größer als der Durchmesser D der Aufnahmebohrung 2 des Brennstoffeinspritzventils 1, so daß im eingesetzten Zustand eine entsprechend große radiale Verpressung des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung 2 sichergestellt ist.
In Fig. 3 ist der Teilausschnitt II von Fig. 1 für ein zweites Ausführungsbeispiel des Metallrings 6 dargestellt. Im zweiten Ausführungsbeispiel besteht der Metallring 6 aus einem Metall 10 mit einem Formerinnerungsvermögen bzw. ist der Metallring 6 aus einem Memory Metall hergestellt, das bei einer Erwärmung in einem bestimmten Temperaturbereich immer wieder die gleiche Form annimmt. In Fig. 3 ist dabei der Zustand des Metallrings 6 vor Erreichen der Betriebstemperatur, d. h. bei Raumtemperatur dargestellt. In diesem Zustand ist der größte Durchmesser m des Metallringes 6 kleiner als der Durchmesser D der Aufnahmebohrung, so daß das Brennstoffeinspritzventil 1 leicht in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzt werden kann. Im gezeigten Beispiel ist der Durchmesser m bei Raumtemperatur kleiner als der Außendurchmesser des Düsenkörpers 5 außerhalb der Nut 7, er könnte aber auch etwas größer sein, solange er kleiner als der Durchmesser D der Aufnahmebohrung 2 ist.
Bei Erreichen der Betriebstemperatur verformt sich der Metallring 6, der aus einem Metall 10 mit Formerinnerungsvermögen besteht, dergestalt, daß der Bereich mit dem größten Durchmesser einen Durchmesser M erhält, der im nicht eingesetzten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 größer als der Durchmesser D der Aufnahmebohrung 2 ist. Auf diese Weise wird, wie in Fig. 4 dargestellt ist. eine ausreichend große radiale Verpressung mit dem Zylinderkopf 4 erreicht, da der Metallring 6 an der Wandung der Aufnahmebohrung 2 anliegt, so daß eine gute Wärmeübertragung gewährleistet ist.
Alternativ zu dem Metall mit Formerinnerungsvermögen kann der Metallring 6 auch aus einem Metall mit einem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten bestehen, der verschieden von dem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten des Düsenkörpers 5, beispielsweise größer als dieser, ist. Der Metallring ist in diesem Fall in der Nut 7 über Formschluß verspannt, dehnt sich bei Erwärmung aus und stellt, da er nicht in Längsrichtung ausweichen kann, eine radiale Verpressung in der Aufnahmebohrung 2 her.
Der Metallring 6 der erläuterten Ausführungsbeispiele ist idealerweise derart ausgebildet, daß er selbst im erwärmten bzw. heißen Betriebszustand Bereiche mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Düsenkörpers 5 ist, so daß der Metallring 6 weiterhin in der Nut 7 gehalten ist. Weiterhin weist der Metallring 6 des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels, wenn er sich im Bereich der Raumtemperatur befindet bzw. kalt ist, einen Durchmesser m auf, der kleiner als der Durchmesser D der Aufnahmebohrung 2 ist, so daß das Brennstoffeinspritzventil 1 leicht in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzt werden kann.
In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fig. 5 und 6 zeigen dabei einen Teilausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils 1, das entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten Brennstoffeinspritzventil in eine Aufnahmebohrung 2 eines Zylinderkopfes 4 eingesetzt ist. Der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausschnitt entspricht dem Ausschnitt 2 von Fig. 1, wobei der Düsenkörper 5 in diesem Fall keine Nut 7 zum Halten des Metallringes 6 aufweist. Der Metallring 6 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist durch ein Befestigungsmittel in Form von Nieten 11 an einer Außenwand des Düsenkörpers 5 befestigt. Wie in den Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, ist der Metallring 6 in der Nähe seines oberen Randes fest mit dem Düsenkörper 5 verbunden. In Fig. 5 ist der Fall dargestellt, in dem sich das Brennstoffeinspritzventil im Bereich der Raumtemperatur befindet. In diesem Zustand weist der Metallring 6 einen Durchmesser m auf, der kleiner als der Durchmesser D der Aufnahmebohrung 2, so daß das Brennstoffeinspritzventil 1 problemlos in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzt werden kann. Bei Erwärmung des Brennstoffeinspritzventils und somit des Metallringes 6 auf die Betriebstemperatur verformt sich der Metallring 6, wie in Fig. 6 dargestellt ist, in gleicher Weise wie unter Bezug auf die Fig. 2 und 4 erläutert wurde, so daß eine radiale Verpressung mit dem Zylinderkopf 4 erreicht wird. Es ist anzumerken, daß der in den Fig. 5 und 6 dargestellte Fall, in dem der Metallring 6 nur in der Nähe eines Randes mit dem Düsenkörper 5 verbunden ist, erfordert, daß der Metallring 6 aus einem Bimetall oder aus einem Metall mit Formerinnerungsvermögen besteht. Nur in diesen beiden Fällen kann sich der Metallring 6 bei Erwärmung auf die Betriebstemperatur dergestalt verformen, daß die erforderliche radiale Verpressung mit Zylinderkopf 4 erreicht wird. Für den Fall, daß der Metallring 6 aus einem Metall besteht, das einen Wärme-Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von dem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten des Düsenkörpers 5 unterscheidet, muß der Metallring 6 in der Nähe seiner beiden Randbereiche jeweils fest mit der Außenwand des Düsenkörpers 5 verbunden sein. Vorteilhafterweise ist der Wärme-Ausdehnungskoeffizient des Metallrings 6 größer als der des Düsenkörpers 5. Bei Erwärmung auf die Betriebstemperatur verformt sich dabei der mittlere Bereich des Metallringes 6 in radialer Richtung zur Aufnahmebohrung 2 hin, wodurch eine radiale Verpressung erreicht werden kann.
Beide Ausführungsformen des Metallringes 6 können mit einem weichem Metall beschichtet werden, um eine bessere Angleichung an die Nut 7 des Düsenkörpers 5 und die Aufnahmebohrung 2 des Zylinderkopfes 4 zu ermöglichen.

Claims (9)

  1. Brennstoffeinspritzventil (1) mit einem Düsenkörper (5), das zur direkten Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum (3) einer Brennkraftmaschine in eine Aufnahmebohrung (2) eines Zylinderkopfes (4) der Brennkraftmaschine einsetzbar ist,
    gekennzeichnet durch
    einen an dem Düsenkörper (5) angeordneten Metallring (6), der sich bei Erwärmung verformt und nach dem Einsetzen des Brennstoffeinspritzventils (1) in die Aufnahmebohrung (2) erst bei Erwärmung eine radiale Verpressung des Brennstoffeinspritzventils (1) in der Aufnahmebohrung (2) bewirkt.
  2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Metallrings (6) vor Erwärmung kleiner als der Durchmesser der Aufnahmebohrung (2) ist.
  3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) in einer Nut (7) des Düsenkörpers (5) angeordnet ist.
  4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) durch ein Befestigungsmittel (11) an einer Außenwand des Düsenkörpers (5) befestigt ist.
  5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) aus einem Bimetall (8, 9) besteht.
  6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) auf seiner dem Düsenkörper (5) zugewandten Innenseite aus Stahl (9), und auf seiner dem Düsenkörper (5) abgewandten Außenseite aus Aluminium (8) besteht.
  7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) aus einem Metall (10) mit Formerinnerungsvermögen besteht.
  8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) aus einem Metall mit einem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten besteht, der von dem des Düsenkörpers (5) verschieden ist.
  9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (6) zumindest teilweise mit einem weichen Metall beschichtet ist.
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