EP1223337A1 - Geraeuschreduzierende Anordnung von Unterlegscheiben unter einer Einspritzduese - Google Patents

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EP1223337A1 EP01100697A EP01100697A EP1223337A1 EP 1223337 A1 EP1223337 A1 EP 1223337A1 EP 01100697 A EP01100697 A EP 01100697A EP 01100697 A EP01100697 A EP 01100697A EP 1223337 A1 EP1223337 A1 EP 1223337A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions

  • the invention relates to a fuel injection arrangement for the cylinder of an internal combustion engine with one on the cylinder head of the cylinder attached fuel injector.
  • a fuel injection arrangement of the type mentioned is known from US 6 009 856.
  • the fuel injector is used in this arrangement in a known manner to fuel to inject into the cylinder space of the internal combustion engine.
  • strong vibrations occur during operation and noise emissions.
  • US 6 009 856 the fuel injector by means of an elastic, noise-damping Embed the mass in a cylindrical sleeve. This sleeve is supported with its lower front end on the cylinder head, while the fuel injector over flanges and in the longitudinal direction of the fuel injector is screwed to the cylinder head.
  • the fuel injector can be different pressed deep into the potting compound in the sleeve become.
  • the screw connections are in the assembled state of the fuel injector so tight that the associated flanges on the top end of the sleeve seated.
  • Such attachment of the fuel injector is very complex since it is completely embedded the fuel injector into an elastic mass and their Enclosure required by a sleeve. A renewal of the Embedding in the event of their damage or aging is included the previously known arrangement practically not possible.
  • the fuel injection arrangement accordingly has a fuel injector on which one on the cylinder head of the cylinder Internal combustion engine is attached.
  • the arrangement is thereby characterized that between the usually across - but also up to an angle of 45 ° - to the longitudinal axis of the fuel injector extending contact surfaces of Fuel injector on the one hand and cylinder head on the other a damping material is arranged.
  • Holding forces is fixed - for example by in Axial screws - they are at right angles contact surfaces extending to the longitudinal axis of the fuel injector on the fuel injector on the one hand and the cylinder head on the other under a substantially perpendicular to the contact areas current load.
  • This vertical Force load is from the damping material between the Contact areas added or forwarded, the Damping material advantageously a pure compression is subjected to shear forces.
  • the damping material is preferably in the form of a washer formed, wherein the fuel injector is annular surrounds.
  • Such an annular formation of the Damping material allows a particularly simple and at the same time secure attachment of the damping material to the fuel injector.
  • the damping material from several layers.
  • the layers can be different or consist of the same materials.
  • By using different layers of damping material can change the thickness of the entire layer as needed can be set. Furthermore, by using different Materials with special properties set a specific desired damping behavior become.
  • the layered damping material preferably has one Overall thickness of approx. 2 to 3 mm. With a multi-layer damping material this preferably consists of different ones Layers of the same thickness, for example from five layers with one Thickness of 0.5 mm each.
  • the damping material can be metal, rubber and / or a plastic, in particular a tetrafluoroethylene material Act (Teflon®).
  • Teflon® tetrafluoroethylene material Act
  • the materials used must have the desired damping behavior for vibrations and noises generated in the fuel injector must have, on the other hand, they must be mechanical and be thermally sufficiently stable to withstand the loads to withstand which they during the operation of the fuel injection assembly are exposed. The above materials have been particularly beneficial in this regard proved.
  • Figure 1 shows a side view of an internal combustion engine.
  • the fuel injectors are from the associated ones Bores in the cylinder head 4 removed, being representative a fuel injector 1 in an exploded view is shown to the type of its attachment in the illustrated holes.
  • the fuel injector 1 is an enlarged Side view shown in more detail. It can be seen that the fuel injector 1 is essentially cylindrical is constructed with a longitudinal axis L. Towards this The longitudinal axis L becomes the fuel injector 1 in the bores of the cylinder head 4 used. After striking the broadened trained middle section 6 of the fuel injector 1 on the edge of the hole in the cylinder head this becomes attached to the cylinder head using the stopper 3.
  • the Stopper 3 has a central opening and sits with the edges of this opening at the top of the front Fuel injector 1 to this with an axial force (i.e. a force in the direction of the longitudinal axis L, see arrow in Figure 2).
  • Figure 3 shows the washer 5 and 5a in cross section. It can be seen that the washer from - in the shown Example five - there are different layers with a single thickness of approx. 0.5 mm, a total thickness of 2.5 mm.
  • the individual layers can be the same or also have different thicknesses. Furthermore, they can consist of the same or different materials, whereby the washer 5 is preferably made of metal, rubber and / or a plastic such as Teflon is made.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektionsanordnung für den Zylinder einer Brennkraftmaschine, enthaltend einen am Zylinderkopf (4) des Zylinders angebrachten Kraftstoffinjektor (1). Zwischen den sich quer zur Längsachse (L) des Kraftstoffinjektors (1) erstreckenden Kontaktflächen von Kraftstoffinjektor einerseits und Zylinderkopf (4) andererseits ist ein Dämpfungsmaterial in Form einer Unterlegscheibe (5) angeordnet, um die Übertragung von Vibrationen und Schall zu unterdrücken. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektionsanordnung für den Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem am Zylinderkopf des Zylinders angebrachten Kraftstoffinjektor.
Eine Kraftstoffinjektionsanordnung der eingangs genannten Art ist aus der US 6 009 856 bekannt. Der Kraftstoffinjektor dient bei dieser Anordnung in bekannter Weise dazu, Kraftstoff in den Zylinderraum des Verbrennungsmotors zu injizieren. Bei modernen, sehr leistungsfähigen Kraftstoffinjektionssystemen treten während des Betriebs starke Vibrationen und Geräuschemissionen auf. Um diese Emissionen zu reduzieren, wird gemäß der US 6 009 856 vorgeschlagen, den Kraftstoffinjektor mittels einer elastischen, geräuschdämpfenden Masse in eine zylindrische Hülse einzubetten. Diese Hülse stützt sich mit ihrem unteren Stirnende am Zylinderkopf ab, während der Kraftstoffinjektor über Flansche und in Längsrichtung des Kraftstoffinjektors verlaufende Schrauben mit dem Zylinderkopf verschraubt wird. Je nach Stärke des Anziehens der Schrauben kann der Kraftstoffinjektor verschieden tief in die Einbettungsmasse in der Hülse hinein gedrückt werden. Insbesondere sind im montierten Zustand die Verschraubungen des Kraftstoffinjektors so fest angezogen, dass die zugehörigen Flansche auf dem oberen Stirnende der Hülse aufsitzen. Eine derartige Befestigung des Kraftstoffinjektors ist jedoch sehr aufwendig, da sie die komplette Einbettung des Kraftstoffinjektors in eine elastische Masse und deren Umschließung durch eine Hülse erfordert. Eine Erneuerung der Einbettung im Falle ihrer Beschädigung oder Alterung ist bei der vorbekannten Anordnung praktisch nicht möglich.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Kraftstoffinjektionsanordnung mit einer guten Geräuschdämmung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffinjektionsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Kraftstoffinjektionsanordnung weist demnach einen Kraftstoffinjektor auf, welcher am Zylinderkopf des Zylinders einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den sich in der Regel quer - aber auch bis zu einem Winkel von 45° - zur Längsachse des Kraftstoffinjektors erstreckenden Kontaktflächen von Kraftstoffinjektor einerseits und Zylinderkopf andererseits ein Dämpfungsmaterial angeordnet ist.
Wenn der Kraftstoffinjektor mittels in axialer Richtung verlaufender Haltekräfte befestigt wird - zum Beispiel durch in Axialrichtung verlaufende Schrauben - stehen die sich quer zur Längsachse des Kraftstoffinjektors erstreckenden Kontaktflächen an Kraftstoffinjektor einerseits und Zylinderkopf andererseits unter einer im Wesentlichen senkrecht zu den Kontaktflächen verlaufenden Kraftbelastung. Diese senkrechte Kraftbelastung wird von dem Dämpfungsmaterial zwischen den Kontaktflächen aufgenommen bzw. weitergeleitet, wobei das Dämpfungsmaterial in vorteilhafter Weise einer reinen Kompression ohne Scherkräfte unterworfen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Trennfläche zwischen Kraftstoffinjektor und Zylinderkopf im Winkel von 45° zur Längsachse des Kraftstoffinjektors.
Vorzugsweise ist das Dämpfungsmaterial in Form einer Unterlegscheibe ausgebildet, wobei es den Kraftstoffinjektor ringförmig umgibt. Eine derartige ringförmige Ausbildung des Dämpfungsmaterials erlaubt eine besonders einfache und zugleich sichere Anbringung des Dämpfungsmaterials am Kraftstoffinjektor.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Dämpfungsmaterial aus mehreren Lagen. Insbesondere kann es aus vier bis sechs Lagen. Die Lagen können dabei aus unterschiedlichen oder aus denselben Materialien bestehen. Durch die Verwendung verschiedener Lagen des Dämpfungsmaterials kann die Dicke der Gesamtschicht je nach Bedarf eingestellt werden. Ferner kann durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien mit jeweils speziellen Eigenschaften ein bestimmtes gewünschtes Dämpfungsverhalten gezielt eingestellt werden.
Das schichtförmige Dämpfungsmaterial weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von ca. 2 bis 3 mm. Bei einem mehrlagigen Dämpfungsmaterial besteht dieses vorzugsweise aus verschiedenen Lagen gleicher Dicke, zum Beispiel aus fünf Lagen mit einer Dicke von jeweils 0,5 mm.
Bei dem Dämpfungsmaterial kann es sich um Metall, Gummi und/oder um einen Kunststoff, insbesondere um einen Tetrafluoräthylen-Werkstoff (Teflon®) handeln. Die verwendeten Materialien müssen einerseits das gewünschte Dämpfungsverhalten für Vibrationen und Geräusche, die im Kraftstoffinjektor erzeugt werden, aufweisen, zum anderen müssen sie mechanisch und thermisch hinreichend stabil sein, um den Belastungen standzuhalten, denen sie während des Betriebs der Kraftstoffinjektionsanordnung ausgesetzt sind. Die oben genannten Materialien haben sich in dieser Hinsicht als besonders vorteilhaft erwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors mit einer Explosionsansicht der darin eingesetzten Kraftstoffinjektoren;
Fig. 2
einen Kraftstoffinjektor gemäß Figur 1 in der Seitenansicht;
Fig. 3
einen Querschnitt durch eine mehrlagige Unterlegscheibe zur Geräuschdämpfung.
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Verbrennungsmotors. Bei der Darstellung sind die Kraftstoffinjektoren aus den zugehörigen Bohrungen im Zylinderkopf 4 entfernt, wobei stellvertretend ein Kraftstoffinjektor 1 in einer Explosionsansicht dargestellt ist, um die Art seiner Befestigung in den genannten Bohrungen zu illustrieren.
In Figur 2 ist der Kraftstoffinjektor 1 in einer vergrößerten Seitenansicht detaillierter dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass der Kraftstoffinjektor 1 im Wesentlichen zylindrisch mit einer Längsachse L aufgebaut ist. In Richtung dieser Längsachse L wird der Kraftstoffinjektor 1 in die Bohrungen des Zylinderkopfes 4 eingesetzt. Nach Anschlagen des verbreitert ausgebildeten Mittelabschnittes 6 des Kraftstoffinjektors 1 auf dem Rand der Bohrung im Zylinderkopf wird dieser mit Hilfe des Stoppers 3 am Zylinderkopf befestigt. Der Stopper 3 weist eine mittige Durchbrechung auf und sitzt mit den Rändern dieser Durchbrechung am oberen Stirnende des Kraftstoffinjektors 1 auf, um diesen mit einer Axialkraft (d.h. einer Kraft in Richtung der Längsachse L, siehe Pfeil in Figur 2) zu beaufschlagen.
Während beim Stand der Technik der Kraftstoffinjektor mit den Stirnflächen des verbreiterten Mittelabschnittes 6 auf entsprechenden Kontaktflächen am Rand der Bohrung im Zylinderkopf unmittelbar aufsitzt, wird erfindungsgemäß zwischen den genannten Kontaktflächen an Kraftstoffinjektor 1 einerseits und Zylinderkopf 4 andererseits ein Dämpfungselement in Form einer mehrlagigen Unterlegscheibe 5 oder alternativ 5a angeordnet. Eine derartige Unterlegscheibe lässt sich sehr leicht herstellen und am Kraftstoffinjektor 1 anbringen.
Figur 3 zeigt die Unterlegscheibe 5 bzw. 5a im Querschnitt. Zu erkennen ist, dass die Unterlegscheibe aus - im dargestellten Beispiel fünf - verschiedenen Lagen besteht, welche bei einer Einzeldicke von ca. 0,5 mm eine Gesamtdicke von ca. 2,5 mm ergeben. Die einzelnen Lagen können dieselben oder auch verschiedene Dicken aufweisen. Ferner können sie aus demselben oder aus verschiedenen Materialien bestehen, wobei die Unterlegscheibe 5 vorzugsweise aus Metall, Gummi und/oder einem Kunststoff wie z.B. Teflon hergestellt wird.

Claims (5)

  1. Kraftstoffinjektionsanordnung für den Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem am Zylinderkopf des Zylinders angebrachten Kraftstoffinjektor,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktflächen von Kraftstoffinjektor (1) einerseits und Zylinderkopf (4) andererseits ein Dämpfungsmaterial (5) angeordnet ist.
  2. Kraftstoffinjektionsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) den Kraftstoffinjektor (1) ringförmig umgibt.
  3. Kraftstoffinjektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) aus mehreren Lagen, vorzugsweise aus fünf Lagen besteht.
  4. Kraftstoffinjektionsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) eine Gesamtdicke von ca. 2.5 mm aufweist.
  5. Kraftstoffinjektionsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) Metall, Gummi und/oder einen Kunststoff, vorzugsweise Teflon, enthält.
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