EP1715168A1 - Integriertes Einspritzsystem - Google Patents

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EP1715168A1
EP1715168A1 EP06114462A EP06114462A EP1715168A1 EP 1715168 A1 EP1715168 A1 EP 1715168A1 EP 06114462 A EP06114462 A EP 06114462A EP 06114462 A EP06114462 A EP 06114462A EP 1715168 A1 EP1715168 A1 EP 1715168A1
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EP
European Patent Office
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injection system
hood
cylinder head
core
internal combustion
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Application number
EP06114462A
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English (en)
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EP1715168B1 (de
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Richard Fritsche
Guenther Bartsch
Ingo Lenz
Bert Pingen
Walter Blume
Carsten Weber
Andrej Rawdin
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Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Publication date
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Priority to DE200450011493 priority patent/DE502004011493D1/de
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
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    • F02M61/166—Selection of particular materials
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    • 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
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    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9015—Elastomeric or plastic materials

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a cylinder head according to the preamble of claim 1.
  • the EP 0 445 355 B1 relates to an apparatus and method for casting cylinder heads for internal combustion engines, and more particularly to core assemblies and elements, casting methods using such core assemblies and elements, and products of these methods, as well as an apparatus having cylinder heads for internal combustion engines.
  • the core assembly includes an inlet core having a plurality of core support and positioning surfaces, a coolant jacket core provided for insertion into the core assembly, the coolant jacket core having a plurality of core positioning portions provided to connect to a plurality of core support members. or positioning of the inlet core for supporting and positioning the coolant jacket core to engage the inlet core.
  • the core assembly also includes an outlet core adapted for insertion into the core assembly, the outlet core having a plurality of core positioning portions provided to engage a plurality of core support and positioning surfaces of the inlet core for supporting and positioning the core Outlet core on the inlet core, and further comprising a plurality of elongated, Auslrawkern forming portions which extend through the coolant jacket core, the inlet core further having a plurality of elongated, inlet-forming portions which extend through the coolant jacket core when the coolant jacket core in the core assembly is inserted.
  • the coolant jacket core, the outlet core and the inlet core are each one-piece cores and positioned by their core support and positioning exactly to each other.
  • the method is intended to provide a one-piece coolant jacket core, a one-piece outlet core, and a one-piece inlet core, wherein the one-piece coolant jacket core, one-piece outlet core and one-piece inlet core are interleaved to be supported and positioned against one another by cut surfaces.
  • the cylinder head casting has a long cylinder block closing portion for closing a plurality of cylinders formed in a block of an internal combustion engine and providing an air inlet and an air outlet.
  • the cylinder block closing portion has a plurality of spaced head portions provided to close the plurality of cylinders in the block.
  • the cylinder block closing portion further forms a plurality of air intake passages transverse to the long cylinder block closing portion and communicating with the plurality of spaced head portions, and forming a cylinder head side portion and an air intake manifold cavity extending along the cylinder head casting extends between the plurality of transverse air intake passages and the side of the cylinder head casting.
  • the DE 198 01 171 C1 discloses a fuel injection device for a consisting of the crankcase, cylinder head and cylinder head cover multi-cylinder internal combustion engine, with stuck in receiving holes in the cylinder head and projecting into the combustion chamber of the engine to be supplied fuel injection valves and with a fuel injection valves and shielded by a housing part distribution strip.
  • the housing part is an outer and the cylinder head cover adjacent shielding.
  • the distributor strip accommodated in the shielding part is connected to the end regions of the fuel injection valves.
  • the longitudinal side wall of the cylinder head has, for a part of each fuel injection valve that is exposed from the receiving bore, exhaust nichelike indentations.
  • the injection system is attached laterally from the outside to the cylinder head or to an intake pipe.
  • the injection system is often located in a crash area of a motor vehicle and therefore must be increased Meet requirements for strength and ductility.
  • the injection system is extremely expensive from metallic components, such. As steel or aluminum assembled. The materials used also have a relatively high thermal conductivity, so that it may come to a fuel vapor bubble formation in the injection system.
  • hood in particular a valve cover or a valve cover with integration elements such as an intake system and the injection system in an extremely cost-intensive manner are designed as completely separate modules. An assembly of these two assemblies is extremely cumbersome and very expensive.
  • the US 5,533,485 discloses a fuel injection system for internal combustion engines with a high-pressure fuel pump, which promotes fuel from a low-pressure chamber in a high-pressure accumulator, which is connected via high pressure lines with projecting into the combustion chamber of the fuel to be supplied fuel injectors.
  • the high-pressure accumulation chamber is formed by a high pressure-resistant distribution strip, which is integrated in the wall of a cylinder head cover arranged on the internal combustion engine (valve cover).
  • the US 4,757,789 discloses a distribution strip attached to a valve cover. For fastening a plurality of screws is used, so that the distribution bar is sufficiently rigid and with sufficient resistance to vibration on the valve hood attached.
  • the invention has for its object to improve an internal combustion engine of the type mentioned with simple means to the effect that the injection system is crash-protected, the engine should be cheaper to produce at the same time.
  • the cylinder head is designed with its inlet ports such that the injection system between the intake ports and a cylinder head oil space is mountable, so that the injection system is arranged in a crash-protected interior
  • the injection system in the interior of the cylinder head between the cylinder head oil space and the intake ports are all critical, gasoline-carrying components crash-protected within the rigid cylinder head structure.
  • the injection system is virtually integrated in the cylinder head, which is surrounded on the one hand by the rigid or rigid cylinder head oil space and on the other hand by the rigid inlet channels.
  • the increased requirements for deformability can be omitted, which allows a much more cost-effective production.
  • the inlet ducts are produced in one piece with the cylinder head and are oriented in a direction away from the hood relative to a central axis.
  • the injection system has at least one injection nozzle and a supply strip, wherein the injection nozzle is arranged in an associated inlet channel.
  • the injection nozzle is preferably arranged with respect to a central axis at an acute angle, preferably at an angle of 15 °, in the inlet channel.
  • the injection system is preferably arranged on a "cold side" of the internal combustion engine, namely the inlet side, and can be favorably formed from a plastic.
  • a suitable plastic advantageously has a lower thermal conductivity than metal, so that the injection system heats up less quickly than in an embodiment of metal. This low heating advantageously reduces fuel vapor bubble formation in the injection system.
  • a common assembly consisting of hood and injection system is preferably made of a plastic according to the invention.
  • this common assembly can be arranged with its injection system in the crash-protected inner region between the intake ports and the cylinder head oil space.
  • the hood can, inter alia, take over the function of the intake air duct from an intake air collector to the cylinder head side intake duct.
  • the hood with the injection system preferably positively frictionally connected to the supply rail, in particular latched or screwed. It is also conceivable that the hood with the injection system, preferably integrally connected to the supply strip, in particular glued and / or welded. In a further embodiment, it is possible that an upper part of the injection system, in particular an upper part whose supply strip is integrated into the hood, wherein a lower part of the injection system, in particular its supply strip separately connectable to the hood, for example screwed, locked, glued and / or welded is.
  • the hood itself can be configured in one piece or in several parts.
  • the injection system preferably the supply rail with the hood is made in one piece.
  • FIG. 1 shows a cylinder head 1 of an internal combustion engine.
  • a four-cylinder internal combustion engine is shown, wherein the individual cylinders are arranged in series.
  • the cylinder head 1 is associated with an injection system 2, which will be explained in more detail below.
  • a hood 21, not shown in Figure 1 is connected, which will be explained in more detail below.
  • the cylinder head 1 is designed with its intake ports 3 such that the injection system 2 between the intake ports 3 and a cylinder head oil chamber 4 can be mounted.
  • the inlet ducts 3 are made in one piece with the cylinder head 1 and, based on a central axis X, are directed away from it in the direction of the hood. In the illustrated embodiment, the inlet channels 3 are pulled to "outside" and bent upwards. It can clearly be seen in FIG. 2 that the inlet channels 3 run quasi in accordance with a quadrant section.
  • the injection system 2 has at least one injection nozzle 6 and an unillustrated supply strip 23 (FIGS. 3 to 6). Since in the illustrated embodiment, a four-cylinder in-line engine is shown, is also each Inlet channel 3 corresponding to an injection nozzle 6 assigned.
  • the injection nozzle 6 is arranged with respect to the central axis X at an acute angle, preferably at an angle of 15 °, in the inlet channel 3.
  • the supply rail 23 supplies each of the injectors 6 with fuel which is injected into the intake passage 3.
  • the supply bar 23 is described in more detail below as the hood 21 below.
  • receptacles 7 are arranged in the respective inlet channel.
  • a crash-protected inner region 8 is formed between the intake ports 3 and the cylinder head oil space 4 .
  • the injection system 2 is arranged.
  • the injection system 2 is thus arranged on a "cold side" of the internal combustion engine and that on its inlet side.
  • a bulkhead 14 for closing the inner region 8 is provided on the last inlet channel 3 relative to the control side 9.
  • the injection system 2 is quasi integrated in the cylinder head 1 and enough crash-protected.
  • a reinforcing wall 15 can be arranged, which additionally protects the crash-protected inner area 8 (FIG. 7).
  • openings 20 for cooling the cylinder head 1 and / or the liquid drain of possibly accumulating liquid, such as water may be introduced.
  • such a wall may also be provided between the wall 11 adjacent to the inlet channel 3 and the wall 11 itself, which may also have the aforementioned openings, wherein in the wall 11, of course, no opening is provided.
  • the openings 20 are made relatively large in the illustrated embodiment, and can of course be made smaller than shown.
  • FIG. 2 shows a perspective side view of the cylinder head 1.
  • the injection system 2 the timing chain channel 12 and the bulkhead 14 are not shown in order to be able to represent the design of the interior region 8 more clearly.
  • FIG. 2 shows a gearwheel 16 arranged on the control side 9, which shows a camshaft 17 with cams 18 arranged thereon. The cams 18 serve to control respective valves.
  • spark plugs 19 are each offset laterally, as seen in the longitudinal direction of the cylinder head 1, with each spark plug 19 associated with each intake port 3 or combustion chamber.
  • FIG. 1 and 2 a four-cylinder in-line engine with two valves per combustion chamber is shown.
  • the invention is of course not limited to this embodiment, so that internal combustion engines with more or fewer cylinders, or other cylinder arrangements are ausgestaltetbar, which is also conceivable to use instead of a timing chain other Steuertrieb- or valve train concepts.
  • the advantageous embodiment can also be used in internal combustion engines having more valves in each combustion chamber.
  • FIG. 3 shows a cross section through the above-mentioned hood 21 with an associated injection system 2.
  • the injection system 2 has the supply strip 23 and the injection nozzle 6 arranged thereon.
  • the injection system 2 and the hood 21 are separate components, which are positively frictionally connected to each other, preferably latched, so that a one-piece component for mounting is formed.
  • the supply strip 23 is seen in cross-section as a hollow duct with an example circular wall 24 configured, the duct seen in cross section, of course, can have any other meaningful design.
  • the wall 24 are associated on both sides latching elements 26 which engage in counter-locking means 27 which are incorporated in the hood 21.
  • the locking elements 26 are seen in cross-section L-shaped with an L-web 28 and a perpendicular thereto arranged L-leg 29 configured. With his L-bridge 28, the respective latching element 26 is connected to an outer circumference of the wall 24. At a free end 31 of the L-leg 29 is seen in cross-section approximately mushroom-shaped locking head 32 which cooperates with its locking edges 33 with corresponding locking surfaces of the counter-locking means 27.
  • the counter-locking means 27 are designed as movable rods 34, so that they initially dodge at a latching with the locking elements 26 to then spring back to their original position, the locking edges 33 engage behind the locking surfaces kraftformschlüssig. In this position, the injection system 2 is sufficiently connected to the hood 21.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a possible connection of the hood 21 to the injection system 2.
  • a force-locking screw connection is shown in FIG.
  • the screw 37 is screwed into complementary threaded holes.
  • the tapped holes are made in lands which extend between the bars 34 so that the bars 34 are substantially rigid.
  • Figure 5 shows a further embodiment for connecting the hood 21 with the injection system 2.
  • the injection system 2 is designed with its supply strip 23 in two parts.
  • an upper part 38 of the supply strip 23 is made in one piece with the hood 21, wherein a lower part 39 of the supply strip 23 is made separately, wherein the lower part 39, the injection nozzle 6 is associated.
  • the supply bar 23 is formed in the connection of the upper part 38 with the lower part 39, so the connection of the lower part 39 with the hood 21, the supply bar 23 is formed.
  • the supply strip 23 is seen in this embodiment with its duct in cross-section oval designed.
  • the connection between the two parts 38 and 39 can be made with mutually corresponding connection surfaces 41.
  • Conceivable here is a screw, snap, adhesive or welded connection, wherein in Figure 5 by way of example an adhesive bond is shown.
  • FIG. 6 shows a component made entirely in one piece and consisting of the injection system 2, in particular its supply strip 23 and the hood 21.
  • the hood 21 may be referred to as a valve cover, which is connected in the embodiments according to Figures 3 to 6 with the inlet channel 3.
  • the hood 21 can thus u.a. take over the function of the intake air guide from an intake air collector, not shown, to the cylinder head side intake port 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf (1). Dem Zylinderkopf (1) ist ein Einspritzsystem (2) zugeordnet. Mit dem Zylinderkopf (1) ist eine Haube (21) verbindbar. Der Zylinderkopf (1) ist mit seinen Einlaßkanälen (3) derart ausgestaltet, daß das Einspritzsystem (2) zwischen den Einlaßkanälen (3) und einem Zylinderkopfölraum (4) montierbar ist. Das Einspritzsystem (2) ist derart mit der Haube (21) verbindbar, daß ein zur Montage einteiliges Bauelement gebildet ist. Die Haube (21) ist mit Einlaßkanälen (3) verbunden, die einstückig mit dem Zylinderkopf (1) hergestellt sind.
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die EP 0 445 355 B1 bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gießen von Zylinderköpfen für Verbrennungsmotoren, und insbesondere auf Kernanordnungen und -elemente, Gießverfahren, welche derartige Kernanordnungen und -elemente verwenden und Produkte dieser Verfahren, sowie eine Vorrichtung mit Zylinderköpfen für Verbrennungsmotoren.
  • Die Kernanordnung enthält einen Einlaßkern mit einer Mehrzahl an Kernstütz- und positionierflächen, einen Kühlmittelmantelkern, der zum Einfügen in die Kernanordnung vorgesehen ist, wobei der Kühlmittelmantelkern eine Mehrzahl an Kernstütz- bzw. positionierabschnitten aufweist, die vorgesehen sind, um in eine Mehrzahl an Kernstütz- bzw. positionierflächen des Einlaßkerns zum Stützen und Positionieren des Kühlmittelmantelkerns am Einlaßkern einzugreifen. Die Kernanordnung enthält aber auch einen Auslaßkern, der zum Einfügen in die Kernanordnung vorgesehen ist, wobei der Auslaßkern eine Mehrzahl an Kernstütz- bzw. positionierabschnitten aufweist, die vorgesehen sind, um in eine Mehrzahl an Kernstütz- und positionierflächen des Einlaßkerns zum Stützen und Positionieren des Auslaßkerns auf dem Einlaßkern einzugreifen, und ferner eine Mehrzahl an länglichen, auslaßausbildenden Abschnitten aufweist, die sich durch den Kühlmittelmantelkern erstrecken, wobei der Einlaßkern ferner eine Mehrzahl an länglichen, einlaßausbildenden Abschnitten aufweist, die sich durch den Kühlmittelmantelkern erstrecken, wenn der Kühlmittelmantelkern in die Kernanordnung eingefügt ist. Der Kühlmittelmantelkern, der Auslaßkern und der Einlaßkern sind jeweils einteilige Kerne und durch ihre Kernstütz- und positionierflächen exakt zueinander positioniert.
  • Das Verfahren soll einen einteiligen Kühlmittelmantelkern, einen einteiligen Auslaßkern und einen einteiligen Einlaßkern schaffen, wobei der einteilige Kühlmittelmantelkern, der einteilige Auslaßkern und der einteilige Einlaßkern verschachtelt vorgesehen sind, um aneinander durch Schnittflächen gestützt und positioniert zu werden.
  • Das Zylinderkopf-Gußteil weist einen langen Zylinderblock-Schließabschnitt zum Schließen einer Mehrzahl an Zylindern auf, die in einem Block eines Verbrennungsmotors ausgebildet sind, und zum Schaffen eines Lufteintritts und eines Luftaustritts vorgesehen ist. Der Zylinderblock-Schließabschnitt weist eine Mehrzahl an beabstandeten Kopfabschnitten auf, die vorgesehen sind, um die Mehrzahl an Zylindern im Block zu schließen. Der Zylinderblock-Schließabschnitt bildet ferner eine Mehrzahl an Lufteinlaßkanälen aus, die zum langen Zylinderblock-Schließabschnitt quer verlaufen und mit der Mehrzahl an beabstandeten Kopfabschnitten in Verbindung stehen, und einen Zylinderkopf-Seitenabschnitt sowie einen Luftansaugkrümmer-Hohlraum ausbildet, der sich längs dem Zylinderkopf-Gußteil zwischen der Mehrzahl an quer verlaufenden Lufteinlaßkanälen und der Seite des Zylinderkopf-Gußteils erstreckt.
  • Die DE 198 01 171 C1 offenbart eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine aus Kurbelgehäuse, Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube bestehende mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit in Aufnahmebohrungen im Zylinderkopf steckenden und in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Kraftstoffeinspritzventilen sowie mit einer die Kraftstoffeinspritzventile verbindenden und durch ein Gehäuseteil abgeschirmten Verteilerleiste. Das Gehäuseteil ist ein außen liegendes und der Zylinderkopfhaube benachbartes Abschirmteil. Die in dem Abschirmteil aufgenommene Verteilerleiste ist an den Endbereichen der Kraftstoffeinspritzventile angeschlossen. Die Längsseitenwand des Zylinderkopfes weist für ein aus der Aufnahmebohrung freiliegend herausragenden Teil jedes Kraftstoffeinspritzventiles abgasseitig nischenartige Einbuchtungen auf.
  • Bekannt ist, daß das Einspritzsystem seitlich von außen an dem Zylinderkopf oder an einem Ansaugrohr befestigt wird. Hierbei ist das Einspritzsystem häufig in einem Crash-Bereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet und muß daher erhöhten Anforderungen bezüglich Festigkeit und Verformbarkeit erfüllen. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, ist das Einspritzsystem äußerst kostenintensiv aus metallischen Bauteilen, wie z. B. Stahl oder Aluminium zusammengesetzt. Die verwendeten Materialien besitzen zudem eine relativ große Wärmeleitfähigkeit, so daß es zu einer Kraftstoffdampfblasenbildung in dem Einspritzsystem kommen kann.
  • Zudem werden die Haube, insbesondere eine Ventilhaube bzw. eine Ventilhaube mit Integrationselementen wie beispielsweise ein Ansaugsystem und das Einspritzsystem in äußerst kostenintensiver Weise als vollständig getrennte Baugruppen ausgeführt. Ein Zusammenbau dieser beiden Baugruppen ist äußerst umständlich und sehr kostenintensiv.
  • Die US 5,533,485 offenbart eine Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe, die Kraftstoff aus einem Niederdruckraum in einen Hochdrucksammelraum fördert, der über Hochdruckleitungen mit in den Brennraum der zu versorgenden Kraftstoffmaschine ragenden Einspritzventilen verbunden ist. Der Hochdrucksammelraum ist durch eine hochdruckfeste Verteilerleiste gebildet, die in die Wand eines an der Brennkraftmaschine angeordneten Zylinderkopfdeckels (Ventilhaube) integriert ist.
  • Die US 4,757,789 offenbart eine Verteilerleiste, die an einer Ventilhaube befestigt ist. Zur Befestigung wird eine Vielzahl an Schrauben verwendet, so dass die Verteilerleiste hinreichend steif und mit einer ausreichenden Widerstandsfähigkeit gegenüber Schwingungen an der Ventil haube befestigt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dahin gehend zu verbessern, daß das Einspritzsystem crashgeschützt ist, wobei der Verbrennungsmotor gleichzeitig kostengünstiger herstellbar sein soll.
  • Die Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhaft ist, daß der Zylinderkopf mit seinen Einlaßkanälen derart ausgestaltet ist, daß das Einspritzsystem zwischen den Einlaßkanälen und einem Zylinderkopfölraum montierbar ist, so daß das Einspritzsystem in einem crashgeschützten Innenbereich angeordnet ist
  • Mit der günstigen Anordnung des Einspritzsystems in dem Innenbereich des Zylinderkopfes zwischen dem Zylinderkopfölraum und den Einlaßkanälen liegen alle kritischen, benzinführenden Bauteile crashgeschützt innerhalb der steifen Zylinderkopfstruktur. Das Einspritzsystem ist quasi in dem Zylinderkopf integriert, wobei dieses einerseits durch den starren bzw., steifen Zylinderkopfölraum und andererseits durch die steifen Einlaßkanäle umgeben ist. Damit können auch die erhöhten Anforderungen an eine Verformbarkeit entfallen, wodurch eine erheblich kostengünstigere Produktion ermöglicht wird.
  • Günstig ist, wenn die Einlaßkanäle einstückig mit dem Zylinderkopf hergestellt sind und bezogen auf eine Mittelachse von dieser weg gerichtet in Richtung zur Haube verlaufen. Zweckmäßigerweise weist das Einspritzsystem zumindest eine Einspritzdüse und eine Versorgungsleiste auf, wobei die Einspritzdüse in einem zugeordneten Einlaßkanal angeordnet ist. Die Einspritzdüse ist bevorzugt bezogen auf eine Mittelachse in einem spitzen Winkel, vorzugsweise in einem Winkel von 15°, in dem Einlaßkanal angeordnet.
  • Das Einspritzsystem ist bevorzugt auf einer "kalten Seite" des Verbrennungsmotors, und zwar der Einlaßseite, angeordnet und kann Günstigerweise aus einem Kunststoff gebildet sein. Ein geeigneter Kunststoff weist vorteilhafterweise eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Metall auf, so daß sich das Einspritzsystem weniger schnell aufheizt, als bei einer Ausgestaltung aus Metall. Durch diese geringe Aufheizung wird vorteilhaft eine Kraftstoffdampfblasenbildung in dem Einspritzsystem verringert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verbrennungsmotors ist es günstig im Sinne der Erfindung, wenn das Einspritzsystem derart mit der Haube verbindbar ist, daß ein zur Montage einteiliges Bauelement gebildet ist.
  • Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine gemeinsame Baugruppe aus Metall zwar denkbar wäre, aus Kosten- und Gewichtsgründen jedoch nicht wünschenswert ist. Von daher wird erfindungsgemäß eine gemeinsame Baugruppe, bestehend aus Haube und Einspritzsystem bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt.
  • Vorteilhafterweise kann diese gemeinsame Baugruppe mit seinem Einspritzsystem in dem crashgeschützten Innenbereich zwischen den Einlaßkanälen und dem Zylinderkopfölraum angeordnet werden. Hierbei kann die Haube unter anderem die Funktion der Ansaugluftführung von einem Ansaugluftsammler zum zylinderkopfseitigen Einlaßkanal übernehmen.
  • Zweckmäßiger Weise kann die Haube mit dem Einspritzsystem, bevorzugt mit dessen Versorgungsleiste kraftformschlüssig verbunden, insbesondere verrastet oder verschraubt werden. Denkbar ist auch, daß die Haube mit dem Einspritzsystem, vorzugsweise mit dessen Versorgungsleiste stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt und/oder verschweißt wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, daß ein Oberteil des Einspritzsystems, insbesondere ein Oberteil dessen Versorgungsleiste in die Haube integriert ist, wobei ein Unterteil des Einspritzsystems, insbesondere dessen Versorgungsleiste separat mit der Haube verbindbar, beispielsweise verschraubt, verrastet, verklebt und/oder verschweißt ist. Die Haube selber kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Zudem ist es denkbar, daß das Einspritzsystem, vorzugsweise dessen Versorgungsleiste mit der Haube einteilig hergestellt ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Aufsicht auf einen Zylinderkopf,
    Fig. 2
    eine perspektivische Seitenansicht auf den Zylinderkopf aus Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch eine Haube mit einem Einspritzsystem,
    Fig. 4
    einen Querschnitt gemäß Figur 3 mit einer Verbindungsvariante,
    Fig. 5
    einen Querschnitt gemäß Figur 3 mit einem zweiteiligem Einspritzsystem,
    Fig. 6
    einen Querschnitt durch ein einteiliges Bauelement, und
    Fig. 7
    eine perspektivische Frontansicht des Zylinderkopfes aus Figur 2.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden, wobei die Figuren 1, 2 und 7 zur besonderen Darstellung eines crashgeschützten Innenbereiches dienen sollen.
  • Figur 1 zeigt einen Zylinderkopf 1 eines Verbrennungsmotors. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein vierzylindriger Verbrennungsmotor dargestellt, wobei die einzelnen Zylinder in Reihe angeordnet sind. Dem Zylinderkopf 1 ist ein Einspritzsystem 2 zugeordnet, welches weiter unten näher erläutert wird. Mit dem Zylinderkopf 1 ist eine in Figur 1 nicht dargestellte Haube 21 verbindbar, die weiter unten näher erläutert wird. Der Zylinderkopf 1 ist mit seinen Einlaßkanälen 3 derart ausgestaltet, daß das Einspritzsystem 2 zwischen den Einlaßkanälen 3 und einem Zylinderkopfölraum 4 montierbar ist.
  • Die Einlaßkanäle 3 sind einstückig mit dem Zylinderkopf 1 hergestellt und bezogen auf eine Mittelachse X von dieser in Richtung zur Haube verlaufend weg gerichtet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einlaßkanäle 3 nach "außen" gezogen und nach oben gebogen. In Figur 2 ist deutlich zu sehen, daß die Einlaßkanäle 3 quasi gemäß einem Viertelkreisabschnitt verlaufen.
  • Das Einspritzsystem 2 weist zumindest eine Einspritzdüse 6 und eine nicht dargestellte Versorgungsleiste 23 (Figuren 3 bis 6) auf. Da in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein vierzylindriger Reihenmotor dargestellt ist, ist auch jedem Einlaßkanal 3 entsprechend eine Einspritzdüse 6 zugeordnet. Die Einspritzdüse 6 ist bezogen auf die Mittelachse X in einem spitzen Winkel, vorzugsweise in einem Winkel von 15°, in dem Einlaßkanal 3 angeordnet. Die Versorgungsleiste 23 versorgt jede einzelne der Einspritzdüsen 6 mit Kraftstoff, der in den Einlaßkanal 3 eingespritzt wird. Die Versorgungsleiste 23 wird wie die Haube 21 weiter unten näher beschrieben.
  • Zur Aufnahme der Einspritzdüsen 6 sind in dem jeweiligen Einlaßkanal 3 Aufnahmen 7 angeordnet.
  • Durch die vorteilhafte Anordnung und Ausgestaltung der Einlaßkanäle 3 wird, wie in den Figuren 1 und 2 deutlich zu sehen ist, zwischen den Einlaßkanälen 3 und dem Zylinderkopfölraum 4 ein crashgeschützter Innenbereich 8 gebildet. In diesem Innenbereich 8 ist das Einspritzsystem 2 angeordnet. Vorteilhaft ist das Einspritzsystem 2 somit auf einer "kalten Seite" des Verbrennungsmotors und zwar auf dessen Einlaßseite angeordnet.
  • An einer zur Steuerseite 9 gegenüberliegenden Seite 13 ist an dem, bezogen auf die Steuerseite 9 letzten Einlaßkanal 3, eine Schottwand 14 zum Abschluß des Innenbereiches 8 vorgesehen. Somit ist das Einspritzsystem 2 quasi in dem Zylinderkopf 1 integriert und genügend crashgeschützt. Zwischen den jeweiligen Einlaßkanälen 3 kann in Längsrichtung des Zylinderkopfes 1 gesehen jeweils eine Verstärkungswand 15 angeordnet sein, welche den crashgeschützten Innenbereich 8 zusätzlich schützt (Figur 7). In der Wand 15 können Öffnungen 20 zur Kühlung des Zylinderkopfes 1 und/oder zum Flüssigkeitsablauf von sich möglicherweise ansammelnder Flüssigkeit, beispielsweise Wasser eingebracht sein. Selbstverständlich kann eine solche Wand auch zwischen dem zur Wand 11 benachbarten Einlaßkanal 3 und der Wand 11 selbst vorgesehen sein, welche ebenfalls die vorgenannten Öffnungen aufweisen kann, wobei in der Wand 11 natürlich keine Öffnung vorgesehen ist. Die Öffnungen 20 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel relativ groß ausgestaltet, und können selbstverständlich auch kleiner als dargestellt ausgeführt werden.
  • In Figur 2 ist eine perspektivische Seitenansicht des Zylinderkopfes 1 dargestellt. Im Unterschied zu Figur 1 ist hier das Einspritzsystem 2, der Steuerkettenkanal 12 sowie die Schottwand 14 nicht dargestellt, um die Ausgestaltung des Innenbereiches 8 deutlicher darstellen zu können. In Figur 2 ist ein an der Steuerseite 9 angeordnetes Zahnrad 16 dargestellt, welches eine Nockenwelle 17 mit daran angeordneten Nocken 18 zeigt. Die Nocken 18 dienen zum Steuern jeweiliger Ventile.
  • In der in den Figuren 1 und 2 gewählten Darstellung sind Zündkerzen 19 jeweils In Längsrichtung des Zylinderkopfes 1 gesehen seitlich beabstandet nach unten versetzt, wobei jedem Einlaßkanal 3 bzw. Brennraum eine Zündkerze 19 zugeordnet ist.
  • In den Figuren 1 und 2 ist ein Vierzylinder-Reihenmotor mit zwei Ventilen pro Brennraum dargestellt. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, so daß auch Verbrennungsmotoren mit mehr oder weniger Zylindern, oder auch anderen Zylinderanordnungen ausgestaltbar sind, wobei auch denkbar ist anstelle einer Steuerkette andere Steuertrieb- oder Ventiltriebkonzepte einzusetzen. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß die vorteilhafte Ausgestaltung auch bei Verbrennungsmotoren einsetzbar ist, die mehr Ventile im jeweiligen Brennraum aufweisen.
  • Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch die oben genannte Haube 21 mit einem damit verbundenen Einspritzsystem 2. Das Einspritzsystem 2 weist die Versorgungsleiste 23 und die daran angeordnet Einspritzdüse 6 auf. Das Einspritzsystem 2 und die Haube 21 sind separate Bauteile, die miteinander kraftformschlüssig verbunden, vorzugsweise verrastet sind, so daß ein zur Montage einteiliges Bauelement gebildet ist. Die Versorgungsleiste 23 ist im Querschnitt gesehen als hohler Leitungskanal mit einer beispielsweise runden Wandung 24 ausgestaltet, wobei der Leitungskanal im Querschnitt gesehen selbstverständlich jede andere sinnvolle Ausgestaltung aufweisen kann. Der Wandung 24 sind beidseitig Rastelemente 26 zugeordnet, die in Gegenrastmittel 27, die in der Haube 21 eingebracht sind eingreifen. Die Rastelemente 26 sind im Querschnitt gesehen L-förmig mit einem L-Steg 28 und einem senkrecht dazu angeordneten L-Schenkel 29 ausgestaltet. Mit seinem L-Steg 28 ist das jeweilige Rastelement 26 mit einem Außenumfang der Wandung 24 verbunden. An einem freien Ende 31 des L-Schenkels 29 ist ein im Querschnitt gesehen etwa pilzförmiger Rastkopf 32 angeordnet, der mit seinen Rastkanten 33 mit entsprechenden Rastflächen der Gegenrastmittel 27 zusammenwirkt. Die Gegenrastmittel 27 sind als bewegbare Stäbe 34 ausgestaltet, so daß diese bei einer Verrastung mit den Rastelementen 26 zunächst ausweichen, um anschließend in ihre Ausgangsposition zurück zu federn, wobei die Rastkanten 33 die Rastflächen kraftformschlüssig hintergreifen. In dieser Position ist das Einspritzsystem 2 genügend mit der Haube 21 verbunden.
  • In Figur 4 ist eine weitere Ausgestaltung einer möglichen Verbindung der Haube 21 mit dem Einspritzsystem 2 dargestellt. Im Unterschied zu der in Figur 3 dargestellten Verbindung ist in Figur 4 eine kraftformschlüssige Schraubverbindung dargestellt. An der Wandung 24 ist beidseitig ein Fortsatz 36 angeordnet, in dem eine Durchgangsöffnung für eine Schraube 37 eingebracht ist. Die Schraube 37 wird in komplementäre Gewindebohrungen eingeschraubt. Die Gewindebohrungen sind in Stegen eingebracht, die sich zwischen den Stäben 34 erstrecken, so daß die Stäbe 34 im wesentlichen starr sind.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung zur Verbindung der Haube 21 mit dem Einspritzsystem 2. Das Einspritzsystem 2 ist mit seiner Versorgungsleiste 23 zweiteilig ausgestaltet. Hierbei ist ein Oberteil 38 der Versorgungsleiste 23 einstückig mit der Haube 21 hergestellt, wobei ein Unterteil 39 der Versorgungsleiste 23 separat hergestellt ist, wobei dem Unterteil 39 die Einspritzdüse 6 zugeordnet ist. Bei der Verbindung des Oberteils 38 mit dem Unterteil 39, also der Verbindung des Unterteils 39 mit der Haube 21 wird die Versorgungsleiste 23 gebildet. Die Versorgungsleiste 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit ihrem Leitungskanal im Querschnitt gesehen oval ausgestaltet. Die Verbindung zwischen beiden Teilen 38 bzw. 39 kann mit einander korrespondierenden Verbindungsflächen 41 hergestellt werden. Denkbar ist hier eine Schraub-, Rast-, Kleb- oder Schweißverbindung, wobei in Figur 5 beispielhaft eine Klebverbindung dargestellt ist.
  • In Figur 6 ist ein gänzlich einteilig hergestelltes Bauelement, das aus dem Einspritzsystem 2, insbesondere seiner Versorgungsleiste 23 und der Haube 21 besteht, dargestellt.
  • Die Haube 21 kann als Ventilhaube bezeichnet werden, die in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 3 bis 6 mit dem Einlaßkanal 3 verbunden ist. Die Haube 21 kann somit u.a. die Funktion der Ansaugluftführung von einem nicht dargestellten Ansaugluftsammler zum zylinderkopfseitigen Einlaßkanal 3 übernehmen.

Claims (5)

  1. Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf (1), dem ein Einspritzsystem (2) zugeordnet ist, wobei mit dem Zylinderkopf (1) eine Haube (21) verbindbar ist und wobei das Einspritzsystem (2) derart mit der Haube (21) verbindbar ist, daß ein zur Montage einteiliges Bauelement gebildet ist
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Haube (21) derart mit Einlaßkanälen (3) verbunden ist, dass diese zur Ansaugluftführung dient, wobei die Einlaßkanäle (3) einstückig mit dem Zylinderkopf (1) hergestellt sind.
  2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Haube (21) kraftformschlüssig mit dem Einspritzsystem (2), vorzugsweise mit dessen Versorgungsleiste (23) verbunden ist.
  3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Haube (21) stoffschlüssig mit dem Einspritzsystem (2), vorzugsweise mit dessen Versorgungsleiste (23) verbunden ist.
  4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Haube (21) einteilig mit dem Einspritzsystem (2), vorzugsweise mit dessen Versorgungsleiste (23) gebildet ist.
  5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Bauelement aus einem Kunststoff gebildet ist.
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