EP1264102B1 - Kapsel für ein einspritzsystem - Google Patents
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- EP1264102B1 EP1264102B1 EP01915244A EP01915244A EP1264102B1 EP 1264102 B1 EP1264102 B1 EP 1264102B1 EP 01915244 A EP01915244 A EP 01915244A EP 01915244 A EP01915244 A EP 01915244A EP 1264102 B1 EP1264102 B1 EP 1264102B1
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- fuel
- injection system
- capsule
- internal combustion
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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
- F02M61/145—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors the injection nozzle opening into the air intake conduit
-
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
- F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
- F02M69/465—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down of fuel rails
Definitions
- the invention relates to an injection system according to the preamble of the claim 1 mentioned type.
- the invention is based on US 4,046,128.
- a cylinder head for one Internal combustion engine in particular a working on the diesel principle internal combustion engine, described.
- the Brennstotfeinspritzkomponenten are of a Protective cover covered and with oil-tight seals against the. Surroundings sealed. The aim of this arrangement is to inject the injection components against To protect lubricating oil in the cylinder head.
- Hydrocarbons are currently the main component of fuel for internal combustion engines.
- Fuel injection systems produce HC emissions Leakage at joints and diffusion of fuel components by plastics and elastomers such as fuel hoses and Seals through.
- a disadvantage is a fuel injection system, as in DE 40 02 393 described that when repairs solved and restored connections must be and thereby, even when using new sealing elements and Hoses, an increase in HC emission is possible.
- Task is to represent a fuel injection system, which for the term the internal combustion engine consistently low HC emissions of the engine near Guaranteed components and easy to produce.
- the fuel-carrying, engine-related components of a fuel injection system today consist of one or more fuel rail with fuel inlet and fuel return, at least one injector and at least one fuel pressure regulator and its mounting and Sealing elements together.
- HC emissions from openings in the capsule that make up components of the fuel injection system are led out are prevented by claim 5. These Junctions are for leaks due to, for example, mechanical Vibrations or thermal stresses particularly vulnerable.
- sealing materials For example, known and commercially available materials such as silicone rubber or polyurethane rubber used.
- Suction system and Housings are made of the same material in just one operation, for example by injection molding. This solution is characterized by special Economy out.
- Fig. 1 shows the today usually used for an internal combustion engine Internal combustion engine components of a fuel injection system. These consist of a fuel rail 1, with a fuel inlet 2 and a Fuel outlet 3, a fuel pressure regulator 4 and four fuel injection valves 5, 5 '. Each fuel injection valve 5, 5 'is provided with a fastener 6, 6 'attached to the fuel rail 1. The electrical control takes place via an electrical supply line 7. In the vicinity of the fuel outlet nozzle 8, 8 'is used a sealing element 9, 9 'in addition to the mechanical fastening of the system.
- Fig. 2 which is a sectional view through an enclosed combustion engine close Fuel injection system shows, the reference numerals of Fig. 1. apply the Fuel rail 1 is connected to the fuel injection valve 5 in a suction channel 10 installed an internal combustion engine, not shown here.
- the fuel injector 5 is with the fastener 6 in the fuel rail 1 and pressed with the sealing element 9 in a bore 11 of the suction channel 10.
- the electrical supply line 7 is connected to the fuel injection valve 5 by a non-visible detachable connection connected.
- a capsule 12 encloses the components of the fuel injection system close to the engine, also the unrecognizable here, such as fuel intake, fuel flow and fuel pressure regulator.
- the capsule 12 is essentially made of the Suction channel 10, a housing 13 and a lid 14 is formed.
- the housing 13 is made in one piece with the suction channel 10.
- Between housing 13 and cover 14 is a circumferential sealing plane with seal 15.
- the connection of housing 13 and cover 14 is detachable, so anytime a repair to the engine near Components of the fuel injection system are performed can.
- the interior is connected by a hollow section 16 with the suction channel 10.
- the Capsule 12 and all seals are diffusion-tight for hydrocarbons.
- Another embodiment variant is the capsule 12 and the necessary To attach seals to a cylinder head, even at cylindemaher Injection or direct injection into the combustion chamber, the HC emissions minimize.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art.
Die Erfindung geht von der US 4,046,128 aus. In dieser ist ein Zylinderkopf für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere eine nach dem Diesel-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschine,
beschrieben. Die Brennstotfeinspritzkomponenten sind von einer
Schutzabdeckung abgedeckt und mit öldichten Dichtungen gegenüber der. Umgebung
abgedichtet. Ziel dieser Anordnung ist es, die Einspritzkomponenten gegen
Schmieröl im Zylinderkopf zu schützen.
Durch die zukünftige Gesetzgebung wird die zulässige Kohlenwasserstoff-Emission
(HC-Emissionen) von Kraftfahrzeugen stark eingeschränkt.
Kohlenwasserstoffe sind derzeit der Hauptbestandteil von Brennstoff für Brennkraftmaschinen.
An Kraftstoffeinspritzsystemen entstehen HC-Emissionen durch
Undichtigkeiten an Verbindungsstellen und Diffusion von Kraftstoffbestandteilen
durch Kunststoffe und Elastomere wie beispielsweise Kraftstoffschläuchen und
Dichtungen hindurch.
Um diese Emissionen zu reduzieren werden Leitungen, Schläuche, Membranen und
Dichtungen soweit wie möglich durch metallische Varianten ersetzt und/oder höherwertiger,
das heißt diffusionsdichter ausgeführt und ihre Zahl bzw. Längen soweit
wie möglich reduziert.
Nachteilig wirkt sich bei einem Kraftstoffeinspritzsystem, wie in der DE 40 02 393
beschrieben, aus, dass bei Reparaturen Verbindungen gelöst und wiederhergestellt
werden müssen und dadurch, auch bei Verwendung neuer Dichtelemente und
Schläuche, eine Erhöhung der HC-Emission möglich ist.
Aufgabe ist es, ein Kraftstoffeinspritzsystem darzustellen, welches für die Laufzeit
der Brennkraftmaschine gleichbleibend niedrige HC-Emissionen der brennkraftmaschinennahen
Komponenten gewährleistet und einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Die brennstoffführenden, brennkraftmaschinennahen Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems
setzen sich heute aus einer oder mehreren Kraftstoffverteilerleisten
mit Kraftstoffzulauf und Kraftstoffrücklauf, mindestens einem Einspritzventil
und mindestens einem Kraftstoffdruckregler und deren Befestigungs- und
Dichtelemente zusammen.
Besonders vorteilhaft zeigt sich bei dieser Lösung, dass alle bisher eingesetzten
Werkstoffe und Technologien für heute verwendete Kraftstoffeinspritzsysteme weiterhin
verwendet werden können. Hierdurch werden Entwicklungszeiten und Entwicklungsgelder
für neue Entwicklungstätigkeiten gespart. Das bedeutet auch, dass
die bisher eingesetzten Kraftstoff-Einspritzanlagen entweder in unveränderter oder
in nur minimal abgeänderter Form weiterhin in die Fahrzeuge eingebaut oder verbaut
werden können. Durch den Einsatz von bisher bekannten Werkstoffen und
Technologien werden zukünftige Qualitätsrisiken und damit auch Qualitätskosten
reduziert oder ganz vermieden. Als Gehäuse- und Deckelmaterial werden die heute
für Sauganlagen üblichen Kunststoffe eingesetzt, deren Dauerhaltbarkeit und Dauerdichtigkeit
bereits hervorragend bekannt sind.
Reparaturen sind durch Anspruch 2 problemlos an allen brennkraftmaschinennahen
Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems in einfacher Weise durchführbar. Der
Austausch sämtlicher brennkraftmaschinennahen Komponenten bei Defekten ist
zur Sicherstellung der Systemdichtheit ist nicht notwendig.
Durch Anspruch 3 werden Reparaturen nochmals einfacher und kostengünstiger,
da der Deckel mehrmals montiert werden kann. Als Dichtungsmaterialien kommen
wieder bereits bekannte und handelsübliche Materialien wie Silikon-Kautschuk oder
Polyurethan-Kautschuk zum Einsatz.
Positiv gestaltet sich nach Anspruch 4, dass sich keine aus dem brennkraftmaschinennahen
Kraftstoffeinspritzsystem ausdiffundierten Kohlenwasserstoffe im Innenraum
der Kapsel ansammeln, da diese beim Betrieb der Brennkraftmaschine durch
den Unterdruck im Saugkanal sofort abgesaugt und zur Verbrennung der Brennkraftmaschine
zugeführt werden.
HC-Emissionen, aus Öffnungen in der Kapsel, aus denen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems
herausgeführt sind, werden durch Anspruch 5 verhindert. Diese
Verbindungsstellen sind für Undichtigkeiten aufgrund von beispielsweise mechanischen
Schwingungen oder Thermospannungen besonders anfällig. Als Dichtungsmaterialien
kommen beispielsweise bekannte und handelsübliche Materialien
wie Silikon-Kautschuk oder Polyurethan-Kautschuk zum Einsatz.
Nach Anspruch 6 werden Herstell- und Montagekosten eingespart. Sauganlage und
Gehäuse werden aus dem selben Material in nur einem Arbeitsgang, zum Beispiel
im Spritzgußverfahren, hergestellt. Diese Lösung zeichnet sich durch besondere
Wirtschaftlichkeit aus.
Nach Anspruch 7 ist besonders vorteilhaft, dass auch direkt einspritzende Brennkraftmaschinen,
bei denen die Kraftstoffeinspritzventile direkt am Kopf verbaut sind,
mit einer solchen einfachen Lösung aus- und nachgerüstet werden können, wodurch
auch hier Herstell- und Entwicklungskosten gespart werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
in zwei Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
- Fig. 1:
- brennkraftmaschinennahe Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems;
- Fig. 2:
- Schnittzeichnung eines gekapselten Kraftstoffeinspritzsystems.
Fig. 1 zeigt die heute üblicherweise für eine Brennkraftmaschine verwendeten
brennkraftmaschinennahen Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems. Diese
bestehen aus einem Kraftstoffverteilerkanal 1, mit einem Kraftstoffzulauf 2 und einem
Kraftstoffablauf 3, einem Kraftstoffdruckregler 4 und vier Kraftstoffeinspritzventilen
5, 5'. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 5, 5' ist mit einem Befestigungselement
6, 6' an den Kraftstoffverteilerkanal 1 befestigt. Die elektrische Ansteuerung erfolgt
über eine elektrische Zuleitung 7. In der Nähe der Kraftstoffaustrittsdüse 8, 8' dient
ein Dichtelement 9, 9' zusätzlich zur mechanischen Befestigung des Systems.
Für Fig. 2, die eine Schnittzeichnung durch ein gekapseltes brennkraftmaschinennahes
Kraftstoffeinspritzsystem zeigt, gelten die Bezugszeichen aus Fig. 1. Der
Kraftstoffverteilerkanal 1 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 5 in einen Saugkanal
10 einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingebaut. Das Kraftstoffeinspritzventil
5 ist mit dem Befestigungselement 6 in den Kraftstoffverteilerkanal 1 und
mit dem Dichtelement 9 in eine Bohrung 11 des Saugkanals 10 eingepreßt. Die
elektrische Zuleitung 7 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 5 durch eine nicht sichtbare
lösbare Verbindung verbunden.
Eine Kapsel 12 umschließt die brennkraftmaschinennahen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems,
auch die hier nicht erkennbaren, wie Kraftstoffzulauf, Kraftstoffablauf
und Kraftstoffdruckregler. Die Kapsel 12 wird im wesentlichen aus dem
Saugkanal 10, einem Gehäuse 13 und einem Deckel 14 gebildet. Das Gehäuse 13
ist einstückig mit dem Saugkanal 10 hergestellt. Zwischen Gehäuse 13 und Deckel
14 ist eine umlaufende Dichtebene mit Dichtung 15. Die Verbindung von Gehäuse
13 und Deckel 14 ist lösbar, damit jederzeit eine Reparatur an den brennkraftmaschinennahen
Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems durchgeführt werden
kann. Um höhere HC-Konzentrationen im Innenraum der Kapsel 12 zu vermeiden,
ist der Innenraum durch ein Hohlprofil 16 mit dem Saugkanal 10 verbunden. Die
Kapsel 12 und sämtliche Abdichtungen sind für Kohlenwasserstoffe diffusionsdicht.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante besteht darin, die Kapsel 12 und die notwendigen
Abdichtungen an einen Zylinderkopf zu befestigen, um auch bei zylindemaher
Einspritzung oder direkter Einspritzung in den Brennraum die HC-Emissionen zu
minimieren.
- 1
- Kraftstoffverteilerkanal
- 2
- Kraftstoffzulauf
- 3
- Kraftstoffablauf
- 4
- Kraftstoffdruckregler
- 5, 5'
- Kraftstoffeinspritzventil
- 6, 6'
- Befestigungselement
- 7
- Elektrische Zuleitung
- 8, 8'
- Kraftstoffaustrittsdüse
- 9, 9'
- Dichtelement
- 10
- Saugkanal
- 11
- Bohrung
- 12
- Kapsel
- 13
- Gehäuse
- 14
- Deckel
- 15
- Dichtebene mit Dichtung
- 16
- Hohlprofil
Claims (6)
- Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffverteilerkanal (1), der über einen Kraftstoffzulauf (2) und Kraftstoffablauf (3) verfügt und an dem mindestens ein Kraftstoffeinspritzventil (5, 5') angeordnet ist, wobei alle brennkraftmaschinennahen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems in einer für Kohlenwasserstoff diffusionsdichten Kapsel (12) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Kapsel (12) über mindestens ein, für Kohlenwasserstoffe diffusionsdichtes Hohlprofil (16), mit mindestens einem Saugkanal (10) der Brennkraftmaschine verbunden ist. - Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel (12) aus einem Gehäuse (13) und einem Deckel (14) zusammengesetzt ist. - Kraftstoffeinspritzsystem nach einem zuvor genannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) mit dem Deckel (14) über eine lösbare, für Kohlenwasserstoffe diffusionsdichte Verbindung, verschlossen ist. - Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) und der Deckel (14), gegenüber allen, aus ihnen herausgeführten Komponenten, für Kohlenwasserstoffe diffusionsdicht abgedichtet ist. - Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) einstückig mit einer Sauganlage für eine Brennkraftmaschine ist. - Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) an einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, für Kohlenwasserstoffe diffusionsdicht, anordbar ist.
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