DE19581050B3

DE19581050B3 - Verbrennungsgasdichtanordnung für Brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE19581050B3
Application number: DE19581050T
Authority: DE
Inventors: E. Eugene Bruning
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: GB9601808D0; US5487368A; JPH09503271A; GB2295856A; GB2295856B; DE19581050T1; WO1996004476A1

Abstract

Verbrennungsgasdichtanordnung (10) für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (12), die in einem Motor (18) eingebaut ist, wobei die Verbrennungsgasdichtanordnung (10) folgendes aufweist: ein Motorglied (22); eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (12), wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung (12) ein Düsengehäuse (30) und einen Düsenspitzenteil (32) umfaßt, wobei das Düsengehäuse (30) eine axiale Öffnung (56, 58) umfaßt durch die sich die Düsenspitze (32) erstreckt; und eine flexible, ringförmige Dichtung (26), die zwischen dem Düsengehäuse (30) und dem Motorglied (22) angeordnet ist, wobei das Düsengehäuse (30) und das Motorglied (22) jeweils gegenüberliegende, ringförmige Sitzteile (62, 64) definiert, deren Oberflächen axial in Kontakt miteinander gedrückt werden, wobei mindestens einer der Sitzteile (62) des Düsengehäuses (30) und des Motorglieds (22) eine ringförmige Nut (66) definiert, wobei die flexible, ringförmige Dichtung (26) in der ringförmigen Nut (66) angeordnet ist und in abdichtender Weise durch die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile (62, 64) zusammengedrückt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Brennstoffeinspritzvorrichtungen und insbesondere auf eine Verbrennungsgasdichtung zwischen der Einspritzvorrichtung und einem Motorzylinderkopf.
Stand der Technik
Eine typische Installation einer Brennstoffeinpritzvorrichtung ist beispielsweise in US 5,297,523 gezeigt. Die Einspritzvorrichtung ist in einer Bohrung eines Motorzylinderkopfes angeordnet und ist mit dem Zylinderkopf mittels einer Klemme verbunden.
Es ist wünschenswert, eine kostengünstige Dichtung vorzusehen zum Verhindern, daß Hochdruckverbrennungsgase, die aus einer Motorverbrennungskammer stammen, an dem Übergang zwischen der Einspritzvorrichtung und der Zylinderkopfbohrung lecken. Es ist auch wünschenswert, eine kostengünstige Anpassung neuer oder anderer Brennstoffeinspritzvorrichtungen an einen vorhandenen Zylinderkopf eines Motors zu erleichtern. Andere bekannte Arten des Einbaus einer Brennstoffeinspritzvorrichtung in einem Zylinderkopf sind gezeigt in US 4,589,596 und in US 5,044,340 .
Aus AT 385 819 B ist ein Kraftstoff-Einspritzaggregat für je einen Zylinder eines Dieselmotors bekannt, bestehend aus einer Einspritzdüse und einer Kolbenpumpe mit einer den Pumpenkolben aufnehmenden, in einem Gehäuse angeordneten Zylinderbüchse, die wenistens eine vom Pumpenkolben gesteuerte Durchströmöffnung zu einem vom Gehäuse gebildeten Kraftstoff-Versorgungsraum mit getrennten Zu- und Abflußleitungen aufweist, in dem im Bereich der Durchströmöffnung eine den Kraftstoff-Versorgungsraum in zwei miteinander verbundene Kammern unterteilende Prallschutzhülse vorgesehen ist, wobei ferner der Kraftstoff-Versorgungsraum in an sich bekannter Weise getrennte Zu- und Abflussleitungen besitzt und dass die Zuflussleitung in die eine an der einen Seite der Prallschutzwand liegende Kammer mündet und die Abflussleitung von der anderen auf der anderen Wandseite angeordneten Kammer ausgeht.
US 3,125,078 A offenbart ein Brennstoffliefersystem, bei dem eine Einspritzvorrichtung einen langgestreckten Körper, eine Düse in Form eines sich verjüngenden Napfs sowie einen Hülse aufweist, wobei die Hülse die Düse und einen Großteil des Körpers umgibt. Der Körper ist in einer Längsbohrung im Zylinderkopf aufgenommen. Das untere Ende der Längsbohrung ist verjüngt, um einen Sitz für das untere Ende des Einspritzvorrichtungskörpers vorzusehen, welcher ebenfalls verjüngt ist. Eine Klemme hälte die Einspritzvorrichtung in ihrem Sitz.
US 3,334,617 A offenbart einen Motor mit einer Rohrdichtung für eine Einspritzvorrichtung.
US 4,246,877 A offenbart Diesel-Einspritzvorrichtungen mit einem sich verjüngenden Dicht- und Klemmelement, das gegen eine Innenwand eines Rohrs der Einspritzvorrichtung anliegt und abdichtet.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu lösen.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verbrennungsgasdichtanordnung offenbart, die geeignet ist für eine in einem Zylinderkopf eines Motors eingebaute Brennstoffeinspritzvorrichtung. Die Dichtanordnung umfaßt ein Motorglied, ein Einspritzvorrichtungsgehäuse, das in dem Motorglied angeordnet ist, und eine flexible, ringförmige Dichtung, die zwischen dem Gehäuse und dem Motorglied angeordnet ist. Das Gehäuse und das Motorglied definieren jeweils gegenüberliegende Sitzteile, deren Oberflächen axial in Kontakt miteinander gedrückt werden. Mindestens einer der Sitzteile des Gehäuses und des Motorgliedes definiert eine ringförmige Nut, in der die flexible, ringförmige Dichtung angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Düsenteil einer Brennstoffeinspritzvorrichtung offenbart. Der Düsenteil weist ein Düsengehäuse mit einem kegelstumpfförmigen Sitzteil auf, welcher geeignet ist, gegen ein Motorglied, wie beispielsweise einen Adapter oder einen Motorzylinderkopf, anzulegen bzw. zu sitzen. Der Sitzteil des Gehäuses definiert eine ringförmige Nut, die geeignet ist, zur Aufnahme einer flexiblen, ringförmigen Dichtung.
Die Verbrennungsgasdichtanordnung verhindert, daß unter Druck gesetztes Verbrennungsgas, welches aus einer Motorverbrennungskammer stammt, am Übergang zwischen dem Einspritzvorrichtungsgehäuse und dem Zylinderkopf leckt. Die Verbrennungsgasdichtanordnung erleichtert auch eine kostengünstige Nachrüstung oder Anpassung neuer oder anderer Brennstoffeinspritzvorrichtungen an einen vorhandenen Zylinderkopf eines Motors.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische teilweise Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Einspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische vergrößerte Teilansicht der Einspritzvorrichtung von 1, und zwar im eingebauten Zustand in einem beispielhaften Verbrennungsmotor.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Bezugnehmend auf die 1 und 2, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente oder Merkmale in allen Figuren bezeichnen, ist darin ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Verbrennungsgasdichtanordnung 10 gezeigt, die geeignet ist für eine Direkteinspritzungsbrennstoffeinspritzvorrichtung 12, die in einer Einspritzbohrung 14 eingebaut ist, welche durch einen Zylinderkopf 16 eines Verbrennungsmotors 18 definiert wird. Aus Gründen der Bezugnahme besitzt die Einspritzvorrichtung 12 eine Längsachse 20. Die Einspritzvorrichtung 12 kann beispielsweise eine Einheitspumpe und Einspritzdüse sein. Alternativ dazu kann die Einspritzvorrichtung 12 eine Einspritzdüse sein, die geeignet ist mit einer separaten Brennstoffleitung (nicht gezeigt) mit einer Hochdruckbrennstoffpumpe (nicht gezeigt) verbunden zu werden.
Die Verbrennungsgasdichtanordnung 10 umfaßt einen hohlen Adapter oder ein Motorglied 22, einen Düsenteil 24 der Einspritzvorrichtung 12 und eine flexible, ringförmige Dichtung oder Dichtmittel 26. Der Adapter 22 ist in der Einspritzvorrichtungsbohrung 14 angeordnet und ist in der Lage, mit dem Zylinderkopf 16 beispielsweise mittels einer geschraubten Verbindung 28 verbunden zu werden.
Der Düsenteil 24 der Einspritzvorrichtung 12 ist in dem Adapter 22 angeordnet. Der Düsenteil 24 umfaßt ein hohles Gehäuse 30 und eine Düsensprühspitze 32. Das Gehäuse 30 und der Adapter 22 definieren jeweils eine koaxiale Öffnung 56, 58, durch die sich die Düsensprühspitze 32 erstreckt.
Die flexible, ringförmige Dichtung 26 ist in abdichtender Weise sowohl axial als auch radial zwischen dem Gehäuse 30 und dem Adapter 22 angeordnet. Vorzugsweise ist die flexible ringförmige Dichtung 26 eine O-Ring-Dichtung, die aus einem Elastomer-Material gebildet ist. Vorzugsweise ist das Material ein Fluorcarbon-Elastomer, wie beispielsweise Viton^®, das sowohl gegenüber dauerhaften als auch kurzzeitigen hohen Temperaturen beständig ist, die während des Motorbetriebs auftreten.
Das Gehäue 30 und der Adapter 22 definieren jeweils gegenüberliegende, komplementäre bzw. entsprechende, ringförmige Sitzteile 62, 64, die einander kontaktieren. Alternativ dazu kann das Gehäuse 30 einen äußeren kegelstumpfförmigen Sitzteil 62 besitzen, der in der Lage ist, direkt gegen einen komplementären bzw. entsprechenden Sitzteil eines anderen Motorglieds, wie beispielsweise des Zylinderkopfes 16 selbst, anzuliegen bzw. zu sitzen. Vorzugsweise sind die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile 62, 64 kegelstumpfförmig, um eine Kegelstumpfoberfläche zu definieren mit einem eingeschlossenen Winkel von weniger oder gleich 180°. Wie in 2 gezeigt ist, definieren beispielsweise die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile 62, 64 und die Längsachse 20 einen eingeschlossenen Winkel A von ungefähr 60°.
Mindestens einer der ringförmigen Sitzteile 62, 64 des Gehäuses 30 und des Adapters 22 definiert eine ringförmige Nut oder Ausnehmung 66. Vorzugsweise definiert der ringförmige Sitzteil 62 des Gehäuses 30 allein die ringförmige Nut 66, und zwar aus Kostengründen und zum leichteren Zusammenbau. Die flexible, ringförmige Dichtung 26 ist in anschmiegender Weise um das Gehäuse 30 herum in der ringförmigen Nut 66 angeordnet und ist in abdichtender Weise durch die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile 62, 64 zusammengedrückt.
Vorzugsweise umfaßt die Verbrennungsgasdichtanordnung 10 ferner wegen verminderter Herstellungskosten und erleichtertem Zusammenbau eine allgemein flache Dichtscheibe oder ein ringförmiges Glied 68. Die Dichtscheibe 68 ist in abdichtender Weise axial zwischen dem Adapter 22 und dem Zylinderkopf 16 angeordnet. Vorzugsweise ist die Dichtscheibe 68 aus einem verformbaren Metall, wie beispielsweise einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gebildet.
Industrielle Anwendbarkeit
Um die Verbrennungsgasdichtanordnung 10 zusammenzubauen, wird die Dichtscheibe 68 in der Zylinderkopfbohrung 14 angeordnet. Dann wird der Adapter 22 in der Zylinderkopfbohrung 14 angeordnet und mittels Gewinde an dem Zylinderkopf 16 bei 28 verbunden. Die flexible, ringförmige Dichtung 26 wird in der ringförmigen Nut 66 angeordnet und dann wird der Düsenteil 24 der Einspritzvorrichtung 12 in dem Adapter 22 angeordnet. Die Einspritzvorrichtung 12 wird dann an dem Zylinderkopf 16 mittels einer entfernbaren Klemme (nicht gezeigt) gesichert bzw. befestigt. Beispiele geeigneter Klemmen sind in der oben genannten US 5,297,523 gezeigt.
Die Verbrennungsgasdichtanordnung 10 verhindert, daß unter Druck gesetztes Verbrennungsgas, das aus einer (nicht gezeigten) Motorverbrennungskammer stammt, an dem Übergang zwischen dem Einspritzvorrichtungsgehäuse 30 und dem Zylinderkopf 16 leckt. Die Verbrennungsgasdichtanordnung 10 erleichtert auch eine kostengünstige Nachrüstung oder Anpassung neuer oder anderer Brennstoffeinspritzvorrichtungen an einen vorhandenen Zylinderkopf eines Motors. Die Geometrie des Adapters 22 kann variabel ausgewählt werden, um neue oder andere Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufzunehmen bzw. zu berücksichtigen. Beispielsweise können derartige neue oder andere Brennstoffeinspritzvorrichtungen hydraulisch betätigte Einspritzvorrichtungen sein, durch die herkömmliche, mechanisch betätigte Einspritzvorrichtungen ersetzt werden. Der Adapter 22 kann auch die Einpritzvorrichtung 12 strömungsmittelmäßig von einem oder mehreren Kühlmitteldurchlässen 70 isolieren oder abdichten, die in dem Zylinderkopf 16 definiert sind.
Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können erhalten werden aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche.

Claims

Verbrennungsgasdichtanordnung (10) für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (12), die in einem Motor (18) eingebaut ist, wobei die Verbrennungsgasdichtanordnung (10) folgendes aufweist: ein Motorglied (22); eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (12), wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung (12) ein Düsengehäuse (30) und einen Düsenspitzenteil (32) umfaßt, wobei das Düsengehäuse (30) eine axiale Öffnung (56, 58) umfaßt durch die sich die Düsenspitze (32) erstreckt; und eine flexible, ringförmige Dichtung (26), die zwischen dem Düsengehäuse (30) und dem Motorglied (22) angeordnet ist, wobei das Düsengehäuse (30) und das Motorglied (22) jeweils gegenüberliegende, ringförmige Sitzteile (62, 64) definiert, deren Oberflächen axial in Kontakt miteinander gedrückt werden, wobei mindestens einer der Sitzteile (62) des Düsengehäuses (30) und des Motorglieds (22) eine ringförmige Nut (66) definiert, wobei die flexible, ringförmige Dichtung (26) in der ringförmigen Nut (66) angeordnet ist und in abdichtender Weise durch die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile (62, 64) zusammengedrückt wird.
Verbrennungsgasdichtanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile (62, 64) kegelstumpfförmig sind.
Verbrennungsgasdichtanordnung (10) für einen Verbrennnungsmotor (18) mit einem Zylinderkopf (16), der eine Einspritzvorrichtungsbohrung (14) definiert, wobei die Verbrennungsgasdichtanordnung (10) folgendes aufweist: einen hohlen Adapter (22) der in der Einspritzvorrichtungsbohrung (14) positioniert ist und in der Lage ist, mit dem Zylinderkopf (16) verbunden zu werden; eine Einspritzvorrichtung (12), die in dem Adapter (22) positioniert ist, wobei die Einspritzvorrichtung (12) ein hohles Gehäuse (30) und eine Düsenspitze (32) besitzt, wobei das Düsengehäuse (30) und der Adapter (22) jeweils eine Öffnung (56, 58) definieren, durch die sich die Düsenspitze (32) erstreckt; und eine flexible O-Ring-Dichtung (26), die zwischen dem Gehäuse (30) und dem Adapter (22) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (30) und der Adapter (22) jeweils gegenüberliegende, komplementäre bzw. entsprechende, ringförmige Sitzteile (62, 64) definieren, deren Oberflächen axial in Kontakt miteinander gedrückt werden, wobei mindestens einer der Sitzteile (62, 64) des Gehäuses (30) und des Adapters (22) eine ringförmige Nut (66) definiert, wobei die O-Ring-Dichtung (26) in der ringförmigen Nut (66) angeordnet ist und in abdichtender Weise durch die ringförmigen Sitzteile (62, 64) zusammengedrückt wird.
Verbrennungsgasdichtanordnung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Anordnung ferner eine Dichtungsscheibe (68) umfaßt, die in abdichtender Weise zwischen dem Adapter (22) und dem Zylinderkopf (16) angeordnet ist.
Verbrennungsgasdichtanordnung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Einspritzvorrichtung (12) eine Längsachse (20) besitzt, wobei die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile (62, 64) des Gehäuses (30) und des Adapters (22) eine Kegelstumpfoberfläche definieren.
Verbrennungsgasdichtanordnung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Einspritzvorrichtung (12) eine Längsachse (20) besitzt, wobei die gegenüberliegenden, ringförmigen Sitzteile (62, 64) und die Längsachse (20) einen eingeschlossenen Winkel von ungefähr 60° definieren.
Brennstoffeinspritzvorrichtung (12) mit einem Düsenteil (24), wobei der Düsenteil (24) ein hohles Gehäuse (30) und eine Düsenspitze (32) aufweist, welche mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtungssprühzumeßöffnung definiert, wobei das Gehäuse (30) eine Öffnung definiert, durch die sich die Düsenspitze (32) erstreckt, wobei das Gehäuse (30) einen äußeren kegelstumpfförmigen Sitzteil (62) besitzt, dessen Oberfläche gegen eine entsprechende Oberfläche eines Motorglieds (22) oder eines Adapters (22) sitzen bzw. anliegen kann, wobei der Sitzteil (62) des Gehäuses (30) eine ringförmige Nut (66) definiert, die geeignet ist zur Aufnahme einer flexiblen, ringförmigen Verbrennungsgasdichtung (26).