Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine High pressure fuel injector for one
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine direkt einspritzende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer einendseitig mit einem Steckabschnitt in einem Anschlussstutzen eines Kraftstoff- Hochdruckspeichers und anderendseitig in einer Sitzbohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine gehaltenen Einspritzdüse, wobei dem Steckabschnitt und dem Anschlussstutzen wenigstens ein Dichtelement radial zwischengeordnet ist, gemäß der Gattung von Anspruch 1.The invention is based on a high-pressure fuel injection device for an internal combustion engine, in particular for a direct-injection, spark-ignition internal combustion engine, with at least one einendseitig with a plug-in portion in a connecting piece of a high-pressure fuel accumulator and the other end held in a seat bore of a cylinder head of the internal combustion engine injector, said Plug portion and the connecting piece at least one sealing element is radially interposed, according to the preamble of claim 1.
Eine gattungsgemäße Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist aus der EP 0 915 253 A2 bekannt. Dort ist das Dichtelement in einer umlaufenden Ringnut aufgenommen, welche im Steckabschnitt der Einspritzdüse, auch als Injektor bezeichnet, ausgebildet ist. Dadurch ist der Durchmesser des Steckabschnitts und damit auch die hydraulisch wirksame Fläche, auf welche der hydraulische Druck des im Kraftstoff- Hochdruckspeichers bevorrateten Kraftstoffs lastet, relativ groß. Infolgedessen ergibt sich eine relativ große Druckkraft, mit welcher die Einspritzdüse in die Sitzbohrung im Zylinderkopf gespannt wird, zumal diese Einspannung durch die Federkraft eines Federelements verstärkt wird. Durch die hohe
Einspannkraft der Einspritzdüse im Zylinderkopf wird allerdings die Übertragung von in der Einspritzdüse durch Öffnungs- und Schließvorgänge verursachtem Körperschall auf den Zylinderkopf und von dort auf weitere Fahrzeugteile begünstigt, von welchen der Körperschall als Luftschall in Form des sog. „Injektor-Tickerns" abgestrahlt wird.A generic high-pressure fuel injection device is known from EP 0 915 253 A2. There, the sealing element is received in a circumferential annular groove which is formed in the plug portion of the injection nozzle, also referred to as an injector. As a result, the diameter of the plug-in portion and thus also the hydraulically effective area on which the hydraulic pressure of the fuel stored in the high-pressure accumulator fuel is relatively large. As a result, there is a relatively large pressure force with which the injection nozzle is tensioned into the seat bore in the cylinder head, especially since this clamping is reinforced by the spring force of a spring element. By the high Clamping force of the injection nozzle in the cylinder head, however, the transfer of caused in the injection nozzle by opening and closing processes structure-borne noise on the cylinder head and from there to further vehicle parts favored, of which the structure-borne noise is emitted as airborne sound in the form of the so-called. "Injector ticker".
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass sie ein günstigeres Geräuschverhalten aufweist.The present invention is based on the object to further develop a high-pressure fuel injection device of the type mentioned in such a way that it has a more favorable noise behavior.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention this object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, das Dichtelement in einer im Anschlussstutzen ausgebildeten Ringkammer aufzunehmen, welche auf der vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher weg weisenden Seite durch eine das Dichtelement hintergreifende Ringschulter begrenzt ist. Weil das Dichtelement nun nicht mehr im Steckabschnitt der Einspritzdüse, sondern am Anschlussstutzen aufgenommen ist, kann der Durchmesser des Steckabschnitts und damit die hydraulisch wirksame Fläche kleiner ausfallen. Dies resultiert in einer geringeren Einspannkraft der Einspritzdüse in der Sitzbohrung des Zylinderkopfs und damit einer nachgiebigeren Lagerung, was die Übertragung von Körperschall reduziert. Die eventuell auf das Dichtelement wirkende, aus dem im Rail herrschenden Druck resultierende Druckkraft kann dann von der Ringschulter aufgenommen werden, gegen welche sich das Dichtelemen't abstützt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.The invention is based on the idea of accommodating the sealing element in a ring chamber formed in the connecting piece, which is delimited on the side facing away from the high-pressure fuel accumulator by an annular shoulder engaging behind the sealing element. Because the sealing element is no longer accommodated in the plug-in section of the injection nozzle, but on the connecting piece, the diameter of the plug-in section and thus the hydraulically effective area can be smaller. This results in a lower clamping force of the injector in the seat bore of the cylinder head and thus a more flexible storage, which reduces the transmission of structure-borne noise. The possibly acting on the sealing element, resulting from the pressure prevailing in the rail pressure force can be then picked up by the annular shoulder, against which the Dichtelemen 't supported. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the invention are possible.
Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform ist das Dichtelement in axialer Richtung gesehen zwischen einem hochdruckspeicherseitigen Absatz des Anschlussstutzens und einem Stützring gehalten. Der Stützring sorgt für eine definierte Lage des Dichtelements in der Ringkammer und verhindert schwingungsbedingte Verlagerungen. Weiterhin kann er auch die Druckkräfte aufnehmen, welche daraus resultieren, dass das Dichtelement mit dem Druck im Rail beaufschlagt ist . Die Ringschulter wird vorzugsweise durch einen an der Stirnfläche des Anschlussstutzens angesetzten Ring gebildet.According to a particularly preferable embodiment, the sealing element is seen in the axial direction between a high-pressure accumulator-side shoulder of the connecting piece and a support ring held. The support ring ensures a defined position of the sealing element in the annular chamber and prevents vibration-induced displacements. Furthermore, it can also absorb the pressure forces, which result from the fact that the sealing element is acted upon by the pressure in the rail. The annular shoulder is preferably formed by an attached to the end face of the connecting piece ring.
Zeichnungendrawings
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt . In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Querschnittsdarstellung eines Abschnitts einer Hochdruck- Kraftstoffeinspritzvorrichtung für direkt einspritzende, fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.An embodiment of the invention is shown in the drawing. In the drawing, the single figure shows a cross-sectional view of a portion of a high-pressure fuel injection device for direct-injection, spark-ignited internal combustion engine according to a preferred embodiment of the invention.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In der Figur ist der für die Erfindung wesentliche Abschnitt einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gezeigt, welche vorzugsweise in direkt einspritzenden, fremd gezündeten Brennkraftmaschinen eingesetzt wird.In the figure, the essential for the invention portion of a high-pressure fuel injection device 1 is shown, which is preferably used in directly injecting, externally ignited internal combustion engines.
Die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 beinhaltet in bekannter Weise einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher oder einThe high-pressure fuel injection device 1 includes in a known manner a high-pressure fuel storage or a
Rail 2, in welchem unter Hochdruck stehender Kraftstoff bevorratet wird. Zur Anbindung einer Einspritzdüse 4 ist derRail 2, in which under high pressure fuel is stored. For connection of an injection nozzle 4 is the
Kraftstoff-Hochdruckspeicher 2 mit einem Anschlussstutzen 6 versehen. Andererseits ist in einem Zylinderkopf 8 eine mit
dem Anschlussstutzen 6 koaxiale Sitzbohrung 10 ausgebildet, deren Durchmesser sich zu einem Brennraum 12 des Zylinders hin stufenartig oder wie hier trichterförmig reduziert, um ein Widerlager für die Einspritzdüse 4 zu bilden. Die Einspritzdüse 4 ist dann einendseitig mit einem Steckabschnitt 14 in dem Anschlussstutzen 6 des Kraftstoff- Hochdruckspeichers 2 und anderendseitig in der Sitzbohrung 10 des Zylinderkopfs 8 der Brennkraftmaschine gehalten. Der Steckabschnitt 14 der Einspritzdüse 4 ist beispielsweise glatt zylindrisch, wobei dem Steckabschnitt 14 und dem Anschlussstutzen 6 wenigstens ein Dichtelement 16 zwischengeordnet ist, welches das Innere des Rails 2 gegenüber der Umgebung dichtet. Dieses Dichtelement 6 ist in einer im Anschlussstutzen 6 ausgebildeten Ringkammer 18 aufgenommen, welche einerseits durch einen Absatz 20 begrenzt ist, welcher den Rand einer Durchgangsöffnung 22 bildet, die die Ringkammer 18 mit dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher 2 verbindet. Andererseits wird die Ringkammer 18 auf der vom Kraftstoff-Hochdruckspeicher 2 weg weisenden Seite durch eine das Dichtelement 16 hintergreifende Ringschulter 24 begrenzt . Durch die Ringschulter 24 entsteht ein hinterschnittener Querschnitt der Ringkammer 18. Sie kann in einem Ring 24 bestehen, der an die Stirnfläche des Anschlussstutzens 6 angesetzt ist. Die Durchgangsöffnung der Ringschulter 24 umschließt den Steckabschnitt 14 der Einspritzdüse 4 mit geringem Spiel, so dass die Ringkammer 18 bezogen auf die Umgebung eine im wesentlichen geschlossene Kammer darstellt. Besonders bevorzugt ist das Dichtelement 16 in axialer Richtung gesehen zwischen dem Absatz 20 des Anschlussstutzens 6 und einem Stützring 26 gehalten, welcher beispielsweise in eine in der radial inneren Umfangsflache des Anschluss- stutzens 6 ausgebildeten Nut eingesetzt ist. Das Dichtelement besteht beispielsweise in einem O-Ring 16.
Weil das Dichtelement 16 nun nicht mehr im Steckabschnitt 14 der Einspritzdüse, sondern am Anschlussstutzen 6 aufgenommen ist, kann der Durchmesser des Steckabschnitts 14 und damit die hydraulisch wirksame Fläche A, auf welche der Raildruck p wirkt, kleiner ausfallen. Dies resultiert in einer geringeren Einspannkraft der Einspritzdüse 4 in der Sitzbohrung 10 des Zylinderkopfs 8 und damit einer nachgiebigeren Lagerung, was die Übertragung von Kδrperschall reduziert .High-pressure fuel storage 2 provided with a connection piece 6. On the other hand, in a cylinder head 8 with a the connecting piece 6 coaxial seat bore 10 is formed, the diameter of which is reduced stepwise to a combustion chamber 12 of the cylinder or funnel-shaped here as to form an abutment for the injection nozzle 4. The injection nozzle 4 is then held at one end with a plug-in section 14 in the connecting piece 6 of the high-pressure fuel accumulator 2 and the other end in the seat bore 10 of the cylinder head 8 of the internal combustion engine. The plug portion 14 of the injector 4 is, for example, smooth cylindrical, wherein the plug portion 14 and the connecting piece 6 at least one sealing element 16 is interposed, which seals the interior of the rail 2 from the environment. This sealing element 6 is received in a formed in the connecting piece 6 annular chamber 18, which is bounded on the one hand by a paragraph 20, which forms the edge of a through hole 22 which connects the annular chamber 18 with the high-pressure fuel storage 2. On the other hand, the annular chamber 18 is bounded on the side facing away from the fuel high-pressure accumulator 2 side by an annular shoulder 24 engaging behind the sealing element 16. By the annular shoulder 24 creates an undercut cross-section of the annular chamber 18. It may consist in a ring 24 which is attached to the end face of the connecting piece 6. The passage opening of the annular shoulder 24 encloses the plug portion 14 of the injection nozzle 4 with little play, so that the annular chamber 18 is based on the environment is a substantially closed chamber. Particularly preferably, the sealing element 16 is held in the axial direction between the shoulder 20 of the connecting piece 6 and a support ring 26 which is inserted, for example, into a groove formed in the radially inner peripheral surface of the connecting piece 6. The sealing element consists, for example, in an O-ring 16. Because the sealing element 16 is no longer received in the plug-in section 14 of the injection nozzle, but on the connection piece 6, the diameter of the plug-in section 14 and thus the hydraulically effective area A, on which the rail pressure p acts, can be smaller. This results in a lower clamping force of the injection nozzle 4 in the seat bore 10 of the cylinder head 8 and thus a more flexible storage, which reduces the transmission of Kδrperschall.
Je nach Größe des Dichtelements 16 kann es hinter dem Absatz 20 des Anschlussstutzens 6 nach radial innen hervorragen und somit dem im Rail herrschenden Druck p ausgesetzt sein. Die hieraus resultierende Druckkraft wird dann vom Stützring 26 und/oder von der Ringschulter 24 aufgenommen, da sich das Dichtelement 16 gegen beide Elemente abstützen kann.
Depending on the size of the sealing element 16, it may protrude radially inwards behind the shoulder 20 of the connection piece 6 and thus be exposed to the pressure p prevailing in the rail. The resulting compressive force is then absorbed by the support ring 26 and / or by the annular shoulder 24, since the sealing element 16 can be supported against both elements.