DE102005009740A1

DE102005009740A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102005009740A1
Application number: DE200510009740
Authority: DE
Inventors: Thomas FÜRST
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2006-09-07

Abstract

Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung zeichnet sich durch eine besonders schallentkoppelnde Bauweise aus. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung umfasst wenigstens ein Brennstoffeinspritzventil (1), eine Aufnahmebohrung (9) für das Brennstoffeinspritzventil (1) in einem Zylinderkopf (17) und eine Brennstoffverteilerleitung (4) mit einem Ausschlussstutzen (6), in den das Brennstoffeinspritzventil (1) teilweise überlappend eingebracht ist. Ein Verbindungskörper (18) ist derart in der Aufnahmebohrung (9) angeordnet, dass das Brennstoffeinspritzventil (1) so in dem Verbindungskörper (18) gehalten ist, dass das Brennstoffeinspritzventil (1) und der Verbindungskörper (18) anlagefrei zu allen nicht achsparallel zum Brennstoffeinspritzventil (1) verlaufenden Flächen bzw. Wandungen der Aufnahmebohrung (9) des Zylinderkopfes (17) eingebracht sind. Der Verbindungskörper (18) ist dazu unmittelbar an dem Anschlussstutzen (6) der Brennstoffverteilerleitung (4) angebracht. DOLLAR A Das Brennstoffeinspritzventil (1) eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Bekannt ist bereits aus der DE 101 08 193 A1 eine Befestigungsvorrichtung zur wechselseitigen Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine und des Brennstoffeinspritzventils an einer Brennstoffverteilerleitung. Die Befestigungsvorrichtung umfasst eine Hülse, die zwischen einer Schulter der Brennstoffverteilerleitung und einer Schulter des Brennstoffeinspritzventils eingespannt ist und aus einem elastischen Material ausgebildet ist. Die Hülse kann aufgrund ihrer rohrförmigen Struktur die Niederhaltekräfte nur bedingt wirksam auf das Brennstoffeinspritzventil übertragen. Die durch die Schultern von Brennstoffeinspritzventil und Brennstoffverteilerleitung beanspruchten Flächen der als Niederhalter dienenden Hülse stellen die bei der Herstellung des Rohlings der Hülse fertigungsbedingt entstehenden Schnittkanten dar. Das Brennstoffeinspritzventil ist in eine Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes eingebracht und stützt sich gegen einen Stützring ab, der an einer radial verlaufenden Schulter der Aufnahmebohrung aufliegt. Der Stützring ist zum Brennstoffeinspritzventil hin abgerundet ausgebildet und dient als Lagerstelle des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes. Der Stützring kann aus einem elastischen Material bestehen und sorgt für eine Zentrierung und eine geringfügige Ausgleichsbewegung des Brennstoffeinspritzventils in der Aufnahmebohrung. Die Kippbewegung ermöglicht einen radialen Toleranzausgleich zwischen Brennstoffeinspritzventil und Brennstoffverteilerleitung. Über eine zusätzliche Verspannung der Brennstoffverteilerleitung am Zylinderkopf mittels Schrauben wird die Hülse eingespannt. Dabei entsteht eine Federkraft, die auf das Brennstoffeinspritzventil wirkt und dieses gegen den Verbrennungsdruck niederhält. Dieser Aufbau hat zur Folge, dass sowohl durch die Niederhaltekraft als auch durch den in der Brennstoffverteilerleitung innen anliegenden Hochdruck des Brennstoffs das Brennstoffeinspritzventil derart über den Stützring in den Zylinderkopf gedrückt wird, dass eine unerwünscht hohe Körperschallübertragung vom Brennstoffeinspritzventil in den Zylinderkopf erfolgt, die in negativer Weise deutlich hörbar sein kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Körperschallübertragung vom Brennstoffeinspritzventil in den Zylinderkopf deutlich reduziert ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Brennstoffeinspritzventil direkt an die Brennstoffverteilerleitung über einen Verbindungskörper angebunden ist, aber weitgehend von der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes abgekoppelt ist. Das Brennstoffeinspritzventil ist in der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes derart angeordnet, dass es anlagefrei zu allen nicht achsparallel zum Brennstoffeinspritzventil verlaufenden Flächen bzw. Wandungen der Aufnahmebohrung eingebracht ist.

Der erfindungsgemäße Verbindungskörper ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Kippbewegung des Brennstoffeinspritzventils zum radialen Toleranzausgleich zwischen Zylinderkopf und Brennstoffverteilerleitung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzvorrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, zusätzlich zur Entkopplung des Brennstoffeinspritzventils vom Zylinderkopf Dämpfungsscheiben im Verbindungsbereich von Brennstoffverteilerleitung und Zylinderkopf vorzusehen. Diese Dämpfungsscheiben können einfach oder doppelt im Bereich jeder Verschraubung der Brennstoffverteilerleitung am Zylinderkopf eingesetzt werden, so dass das Hochdruckeinspritzsystem zum Zylinderkopf hin noch wirksamer entkoppelt und schallisolierter ist.

Von Vorteil ist es, den Niederhalter als Stanz-Biege-Teil auszuführen und derart zu formen und in der Brennstoffeinspritzvorrichtung zu verbauen, dass die durch Biegespannung beanspruchten Flächen der Schrägabschnitte und Anlageabschnitte des Niederhalters senkrecht zu den Schnittkanten verlaufen, die beim Herauslösen des Rohlings für den Niederhalter aus dem entsprechenden Blech entstehen. Auf diese Weise lässt sich die dauerhafte Belastbarkeit der auf Biegung beanspruchten Abschnitte des Niederhaltebügels des Niederhalters erhöhen und eine optimale Niederhaltekraft auf das Brennstoffeinspritzventil zur sicheren Fixierung in der Aufnahmebohrung erzielen.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt 1 eine teilweise dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einem an einer Brennstoffverteilerleitung angebundenen und von einem Zylinderkopf körperschallmäßig abgekoppelten Brennstoffeinspritzventil.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen in einer Seitenansicht dargestellt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist Teil einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung. Mit einem stromabwärtigen Ende ist das Brennstoffeinspritzventil 1, das in Form eines direkt einspritzenden Einspritzventils zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ausgeführt ist, in eine Aufnahmebohrung 9 eines nur schematisch angedeuteten Zylinderkopfes 17 eingebaut. Ein Dichtring 2, insbesondere aus Teflon^®, sorgt für eine optimale Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 17.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an seinem zulaufseitigen Ende 3 eine Steckverbindung zu einer Brennstoffverteilerleitung 4 auf, die durch einen Dichtring 5 zwischen einem Anschlussstutzen 6 der Brennstoffverteilerleitung 4, der im Schnitt dargestellt ist, und einem Zulaufstutzen 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschlussstecker 8 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.
Um das Brennstoffeinspritzventil 1 und die Brennstoffverteilerleitung 4 radialkraftfrei voneinander zu beabstanden und das Brennstoffeinspritzventil 1 sicher in der Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 17 niederzuhalten, ist ein Niederhalter 10 zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und dem Anschlussstutzen 6 vorgesehen. Der Niederhalter 10 ist als bügelförmiges Bauteil ausgeführt, z.B. als Stanz-Biege-Teil. Der Niederhalter 10 weist ein teilringförmiges Grundelement 11 auf, wobei sich dieses Grundelement 11, das nicht um 360° umläuft, sondern z.B. nur eine Erstreckung von ca. 250° bis 320° besitzt, an einer Schulter 12 des Brennstoffeinspritzventils 1 abstützt. Mit einem von dem ebenen Grundelement 11 aus abgebogenen, axial nachgiebigen Niederhaltebügel 13 liegt der Niederhalter 10 an einer stromabwärtigen Endfläche 14 des Anschlussstutzens 6 an der Brennstoffverteilerleitung 4 im eingebauten Zustand an. Der Anschlussstutzen 6 der Brennstoffverteilerleitung 4 weist an seinem stromabwärtigen Ende einen teilweise ringförmig umlaufenden, überstehenden Kragen 15 auf, an dem die Endfläche 14 zur Anlage des Niederhalters 10 mit seinem Niederhaltebügel 13 ausgebildet ist. Im Bereich des elektrischen Anschlusssteckers 8 ist der Niederhalter 10 unterbrochen, wobei der Niederhalter 10 an sich ein geschlossenes Bügelelement bildet, da der Niederhaltebügel 13 endlos mit dem Grundelement 11 verbunden ist. Auf diese Weise kann der Niederhalter 10 das Brennstoffeinspritzventil 1 umschließen und ermöglicht trotzdem das Durchragen des elektrischen Anschlusssteckers 8. Der Niederhaltebügel 13 ragt mit seinen federnden Bügeln vom Anschlussstecker 8 weg.
Der Niederhalter 10 wird z.B. mittels Stanzen, Erodieren oder Laserschneiden aus Blechen aus Federstahl bzw. Edelstahl (mit einer Dicke von ca. 1,5 mm) herausgelöst und nachfolgend mittels Biegen in die gewünschte Form gebracht. Der Niederhalter 10 hat den Vorteil, dass die durch Biegespannung beanspruchten Flächen des Niederhalters 10, insbesondere Schrägabschnitte und Anlageabschnitte senkrecht zu Schnittkanten verlaufen, die bei dem Herauslösen des Rohlings für den Niederhalter 10 aus dem entsprechenden Blech definiert werden.
Bei bekannten Brennstoffeinspritzvorrichtungen sind Brennstoffeinspritzventile derart in Aufnahmebohrungen eines Zylinderkopfes eingebaut, dass diese unmittelbar oder indirekt über Stützringe an radial verlaufenden Schultern der Aufnahmebohrungen anliegen. Ein solcher Aufbau hat zur Folge, dass sowohl durch die Niederhaltekraft von federnden Niederhaltern und Verschraubungen oder Verspannungen der Brennstoffverteilerleitung am Zylinderkopf als auch durch den in der Brennstoffverteilerleitung innen anliegenden Hochdruck des Brennstoffs das Brennstoffeinspritzventil derart in den Zylinderkopf gedrückt wird, dass eine unerwünscht hohe Körperschallübertragung vom Brennstofeinspritzventil in den Zylinderkopf erfolgt, die in negativer Weise deutlich hörbar sein kann.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Körperschallübertragung vom Brennstoffeinspritzventil 1 in den Zylinderkopf 17 deutlich reduziert. Dies wird dadurch erreicht, dass das Brennstoffeinspritzventil 1 direkt an die Brennstoffverteilerleitung 4 über einen Verbindungskörper 18 angebunden ist, aber weitgehend von der Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 17 abgekoppelt ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 17 derart angeordnet, dass es anlagefrei zu allen nicht achsparallel zum Brennstoffeinspritzventil 1 verlaufenden Flächen bzw. Wandungen der Aufnahmebohrung 9 eingebracht ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist dazu in den Verbindungskörper 18 eingehängt. Der Verbindungskörper 18 ist rohrförmig ausgeführt und besitzt zum Durchgreifen des Anschlusssteckers 8 des Brennstoffeinspritzventils 1 eine Ausnehmung 19. An einer Gehäuseschulter 20 wird das Brennstoffeinspritzventil 1 von einem Haltekragen 21 oder mehreren Haltekragensegmenten des Verbindungskörpers 18 untergriffen, so dass das Brennstoffeinspritzventil 1 gegenüber einer radial verlaufenden Schulter 22 der Aufnahmebohrung 9 beabstandet frei hängt. Der Haltekragen 21 oder die mehreren Haltekragensegmenten des Verbindungskörpers 18, die das Brennstoffeinspritzventil 1 untergreifen, sind zur Gehäuseschulter 20 hin z.B. abgerundet ausgeführt, während die Gehäuseschulter 20 am Brennstoffeinspritzventil 1 beispielsweise konisch verläuft.
Bis auf den ringförmigen Materialkontakt des Dichtrings 2 in achsparalleler Erstreckung des Brennstoffeinspritzventils 1 zur Aufnahmebohrung 9 liegt kein weiterer direkter Körperkontakt von Brennstoffeinspritzventil 1 bzw. indirekter Körperkontakt des Brennstoffeinspritzventils 1 über den Verbindungskörper 18 mit dem Zylinderkopf 17 vor. Der Dichtring 2 sorgt dabei selbst für eine gute Dämpfung der Körperschallübertragung. Auf der der Ausnehmung 19 gegenüberliegenden Seite weist der Verbindungskörper 18 eine weitere z.B. schlitzartige Öffnung 23 auf, in die der Kragen 15 des Anschlussstutzens 6 ebenso wie in die Ausnehmung 19 zur sicheren Befestigung des Brennstoffeinspritzventils 1 bzw. des Verbindungskörpers 18 an der Brennstoffverteilerleitung 4 eingreift.
Die Brennstoffverteilerleitung 4 ist mittels Verbindungsmitteln 25, im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Schrauben, an dem Zylinderkopf 17 befestigt. Besonders vorteilhaft ist es, zusätzlich zur Entkopplung des Brennstoffeinspritzventils 1 vom Zylinderkopf 17 Dämpfungsscheiben 26 in diesem Verbindungsbereich von Brennstoffverteilerleitung 4 und Zylinderkopf 17 vorzusehen. Diese Dämpfungsscheiben 26 können im Bereich unterhalb des Schraubenkopfes mit einer Auflage unmittelbar an der Brennstoffverteilerleitung 4 und/oder mit einer Auflage unmittelbar am Zylinderkopf 17 angeordnet sein, so dass das Hochdruckeinspritzsystem bestehend aus Brennstoffverteilerleitung 4 und mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 zum Zylinderkopf 17 hin noch wirksamer entkoppelt und besser schallisoliert ist. Gegenüber bekannten Lösungen kann die ausgeübte Kraft über die Verbindungsmittel 25 reduziert werden, da die auf das Brennstoffeinspritzventil 1 wirkende Kraft des unter hohem Druck stehenden Brennstoffs durch den erfindungsgemäßen Verbindungskörper 18 direkt an der Verbindungsstelle von Brennstoffeinspritzventil 1 und Brennstoffverteilerleitung 4 formschlüssig aufgenommen und nicht über die Verbindungsmittel 25 geleitet wird.

Claims

Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Brennstoffeinspritzventil (1), einer Aufnahmebohrung (9) für das Brennstoffeinspritzventil (1) in einem Zylinderkopf (17), einer Brennstoffverteilerleitung (4) mit einem Anschlussstutzen (6), in den das Brennstoffeinspritzventil (1) teilweise überlappend eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungskörper (18) derart angeordnet ist, dass das Brennstoffeinspritzventil (1) so in ihm gehalten ist, dass das Brennstoffeinspritzventil (1) und der Verbindungskörper (18) anlagefrei zu allen nicht achsparallel zum Brennstoffeinspritzventil (1) verlaufenden Flächen bzw. Wandungen der Aufnahmebohrung (9) des Zylinderkopfes (17) eingebracht sind.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (18) unmittelbar an dem Anschlussstutzen (6) der Brennstoffverteilerleitung (4) angebracht ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (18) rohrförmig ausgeführt ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (18) einen Haltekragen (21) oder mehrere Haltekragensegmente aufweist, mit denen das Brennstoffeinspritzventil (1) untergriffen ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekragen (21) oder die Haltekragensegmente des Verbindungskörpers (18) an einer Gehäuseschulter (20) des Brennstoffeinspritzventils (1) angreifen.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekragen (21) oder die Haltekragensegmente des Verbindungskörpers (18) zur Gehäuseschulter (20) hin abgerundet ausgeführt sind, während die Gehäuseschulter (20) am Brennstoffeinspritzventil (1) konisch verläuft.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (6) an seinem stromabwärtigen Ende einen teilweise ringförmig umlaufenden, überstehenden Kragen (15) aufweist, der an dem Verbindungskörper (18) in eine Öffnung (23) eingreift.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilerleitung (4) mittels Verbindungsmitteln (25) an dem Zylinderkopf (17) befestigt ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungsmittel (25) jeweils wenigstens eine Dämpfungsscheibe (26) vorgesehen ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsscheiben (26) mit einer Auflage unmittelbar an der Brennstoffverteilerleitung (4) und/oder mit einer Auflage unmittelbar am Zylinderkopf (17) angeordnet sind.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Niederhalter (10) zwischen einer Schulter (12) des Brennstoffeinspritzventils (1) und einer Endfläche (14) des Anschlussstutzens (6) eingespannt ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (10) ein teilringförmiges Grundelement (11) aufweist, von dem sich aus abgebogen ein axial nachgiebiger Niederhaltebügel (13) erstreckt.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhaltebügel (13) an der Endfläche (14) des Anschlussstutzens (6) anliegt.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (10) als Stanz-Biege-Teil ausgeführt ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (10) in Umfangsrichtung gesehen einen offenen Bereich besitzt, der ebenso wie eine Ausnehmung (19) des Verbindungskörpers (18) von einem Anschlussstecker (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) durchragt ist.