EP1674711A1

EP1674711A1 - Aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine mit einer Common-Rail-Einspritzanlage

Info

Publication number: EP1674711A1
Application number: EP05025147A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Jung; Udo Fakler
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: DE102004058350A1; EP1674711B1; US7370639B2; US20060118088A1; DE502005000610D1

Abstract

Bei Verwendung einer Brennkraftmaschine mit Common-Rail-Einspritzanlagen in sicherheitsrelevanten Bereichen besteht die Notwendigkeit, den Hochdruckbereich der Einspritzanlage hinsichtlich des Austretens von unter hohem Druck stehendenden Kraftstoffes abzusichern. Handelt es sich bei der Brennkraftmaschine um eine aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine, weist diese für die Ladeluftverteilung üblicherweise ein Ladeluftrohr auf, das in einem Bereich parallel zum Zylinderkopf an diesem angeordnet ist und eine die Ladeluft führende Kammer im Ladeluftrohr mit den Lufteinlassöffnungen des Zylinderkopfes gasdicht verbindet. Um die notwendige Absicherung zu erreichen wird vorgeschlagen, im Ladeluftrohr eine von der Ladeluftkammer getrennte zweite Kammer vorzusehen, die über einen abnehmbaren Deckel verfügt und darin den Kraftstoffhochdruckspeicher und die Einspritzleitungen anzuordnen. Dazu ist die zweite Kammer mit entsprechenden, im Bedarfsfall abgedichteten Durchbrüchen versehen, die eine Verbindung des Kraftstoffhochdruckspeichers mit der Kraftstoffhochdruckpumpe einerseits und der Einspritzleitungen mit dem Zylinderkopf andererseits ermöglichen. Die zweite Kammer umschließt bei geschlossenem Deckel den Kraftstoffhochdruckspeicher, die Einspritzleitungen und die Kraftstoffanschlüsse am Zylinderkopf so, dass im Falle von Leckagen austretender Kraftstoff in die zweite Kammer fließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine mit einer Common-Rail-Einspritzanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zur besseren Kraftstoffausnutzung und Optimierung es Schadstoffausstoßes bei Dieselbrennkraftmaschinen kommen verstärkt Common-Rail-Einsspritzanlagen zum Einsatz. Der bei solchen Kraftstoffeinspritzanlagen von Last und Drehzahl unabhängige erreichbare sehr hohe Systemdruck erlaubt eine optimale Steuerung des Einspritzvorganges. In Verbindung mit einer entsprechenden Charakteristik der Aufladung ergibt sich so eine Optimierung der Verbrennung in allen Lastbereichen.
Den vorstehend beschriebenen Vorteilen von Common-Rail-Einspritzanlagen steht jedoch der Nachteil entgegen, dass die bereits angesprochenen sehr hohen Einspritzdrücke, die heute zwischen 1500 bar und 2000 bar betragen und bei zukünftigen Systemen sogar noch darüber liegen werden, beherrscht werden müssen. Dies bedeutet, dass vor allem im Kraftstoff-Hochdruckbereich, also im Kraftstoffhochdruckspeicher und in den Einspritzleitungen der Einspritzanlage, eine außerordentlich hohe Materialbeanspruchung gegeben ist. Werden Motoren mit solchen Einspritzanlagen in sicherheitsrelevanten Bereichen eingesetzt, ist es unabdingbar, sicherzustellen, dass bei einem Bruch oder einer Leckage im Hochdruckbereich der Einspritzanlage unter hohem Druck eventuell als feiner Nebel austretender Kraftstoff sicher aufgefangen wird, ohne in die Umgebung zu gelangen, um eine Entzündung und damit eine explosionsartige Verbrennung zu vermeiden.
Um dies zu erreichen ist es aus der DE 197 16 513 C2 bereits bekannt, eine Kapselung des Kraftstoffspeichers und der Einspritzleitungen vorzusehen. Die Kapselung erfolgt dabei so, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher in einem Kanal aufgenommen angeordnet ist, der zumindest teilweise von Wandungen des Kurbelgehäuses gebildet ist. Das beschriebene System erlaubt zwar eine sichere Kapselung des gefährdeten Bereiches der Einspritzanlage, hat aber in der praktischen Anwendung wesentliche Nachteile. Eine Anordnung im oder am Kurbelgehäuse bedingt eine entsprechende Gestaltung des Kurbelgehäuses, so dass Eingriffe in die konstruktive Gestaltung dieses komplexen, sehr teueren und oft über mehrere Motorgenerationen beibehaltenen oder für eine Reihen unterschiedlicher Motoren mit unterschiedlichen Einspritzsystemen eingesetzten Bauteils unumgänglich sind. Insbesondere eine eventuelle Nachrüstung eines bereits in Serie gefertigten Motors mit einer Kapselung hätte eine kostenintensive Neugestaltung des Kurbelgehäuses zur Folge. Darüber hinaus ist der Bereich des Kurbelgehäuses schwingungstechnisch äußerst ungünstig für die Anbringung des Hochdruckspeichers, weil dies durch die im Kurbelgehäuse bewegten großen Massen zu einer erhöhten Schwingungsbelastung des Kraftstoffhochdruckspeichers und der damit verbundenen Einspritzleitungen führt, was aufgrund der ohnehin hohen Materialbelastung unbedingt zu vermeiden ist. Weiterhin erschwert die bekannte Anordnung ein Sammeln, Ableiten und Detektieren von austretendem Kraftstoff, weil sich mehrere unterschiedliche Bereiche herausbilden, in denen sich ausgetretener Kraftstoff sammeln kann.
Aus der EP 0 690 221 A1 ist weiterhin eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt, bei der ein von einer Kraftstoffhochdruckpumpe versorgter Kraftstoffhochdruckspeicher in die Wand eines an einer Brennkraftmaschine angeordneten Zylinderkopfdeckels integriert ist. Von dem Kraftstoffhochdruckspeicher führen Einspritzleitungen zu den im Zylinderkopf angeordneten Einspritzventilen. Vorteilhaft soll dabei sein, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher gegen Schwingungen und Beschädigungen geschützt angeordnet ist. Die beschriebene Anordnung weist jedoch den wesentlichen Nachteil auf, dass bei einer Demontage des Zylinderkopfdeckels, die zu Wartungszwecken relativ häufig erfolgen muss, jeweils alle Verbindungen des Kraftstoffhochdruckspeichers zu den Einspritzleitungen bzw. zu der Kraftstoffhochdruckpumpe gelöst werden müssen. Dies ist aber, wegen der Sensibilität der Verbindungen, sowohl hinsichtlich der beim Anschrauben in den Leitungen auftretenden Spannungszustände als auch wegen der hohen Ansprüche an die Reinhaltung des Systems, unbedingt zu vermeiden. Darüber hinaus ist eine vollständige Kapselung der Einspritzleitungen nicht möglich, weil der Anschluss der Einspritzleitungen bei bereits aufgesetztem Zylinderkopfdeckel erfolgen muss, also entsprechende Montageöffnungen unumgänglich sind. Weiterhin nachteilig ist es bei der beschriebenen Anordnung, dass ein Einsatz bei Einzelzylinderköpfen, wie sie bei Dieselbrennkraftmaschinen häufig vorkommen, nicht erfolgen kann.
Eine weitere aus der DE 75 15 413 U1 bekannte Anordnung zeigt eine Brennkraftmaschine, bei der sämtliche zur Kraftstoffversorgung notwendigen Leitungen in einem Strangpressprofil parallel zueinander angeordnet sind. Das Strangpressprofil kann dabei in eine Motorverkleidung oder in eine Kühlluftführung integriert sein. Vorteil dieser Anordnung soll sein, dass eine übersichtliche, betriebssichere, leicht montierbare und raumsparende Anordnung der Kraftstoffleitungen geschaffen wird. Nachteilig ist es indes, dass auch in diesem Fall bei der für Wartungszwecke notwendigen Demontage der Motorverkleidung sämtliche Kraftstoffverbindungen zum Motor gelöst werden müssen, was, wie bereits vorstehend ausgeführt, insbesondere bei den Hochruckverbindungen von Common-Rail-Einspritzanlagen unbedingt zu vermeiden ist. Ein Einsatz in Verbindung mit Einzelzylinderköpfen scheidet ebenfalls aus. Darüber hinaus eignet sich ein Strangpressprofil nicht für einen Kraftstoffhochdruckspeicher, die Festigkeitswerte eines solchen Strangpressprofils reich hinsichtlich der zu beherrschenden Drücke bei weitem nicht aus.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Common-Rail-Einspritzanlage so auszugestalten, dass der Hochdruckbereich der Einspritzanlage sicher gekapselt und schwingungstechnisch günstig angeordnet ist, ohne hinsichtlich der Anordnung und Kapselung des Hochdruckspeichers sowie der Einspritzleitungen konstruktiv in Kurbelgehäuse oder Zylinderkopf eingreifen zu müssen und ohne dass die Kapselung im montierten Zustand die Wartung oder Reparatur der Brennkraftmaschine negativ beeinflusst.
Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei der Lösung der Aufgabe wurde von der Überlegung ausgegangen, dass eine Anordnung des Kraftstoffhochdruckspeichers am bzw. im Kurbelgehäuse oder am bzw. im Zylinderkopf wegen der dann notwendigen konstruktiven Eingriffe in diese Bauteile insbesondere dann nicht in Frage kommt, wenn diese Bauteile für eine Reihe unterschiedlicher Motoren mit unterschiedlichen Einspritzsystemen eingesetzt werden sollen oder wenn über mehrere Motorgenerationen verwendete Motorkonzepte ohne Änderung dieser Bauteile umzurüsten sind. Ausgehend von dieser Überlegung wurde gefunden, dass eine Anordnung in einer am Ladeluftrohr angeformten zusätzlichen Kammer eine Reihe von Vorteilen auf sich vereinigt. Insbesondere wird jeder Eingriff am Kurbelgehäuse oder am Zylinderkopf vermieden, lediglich das Ladeluftrohr, als relativ kostengünstiges Anbauteil ist anzupassen. Weiterhin ist das Ladeluftrohr, durch die bauliche Trennung von den stark schwingenden Bereichen der Brennkraftmaschine, ein vergleichsweise schwingungsarmer Bereich. Durch die Anordnung des Ladeluftrohres auf der kalten Seite der Brennkraftmaschine an den Ansaugöffnungen des Zylinderkopfes ist es weiter in vorteilhafter Weise möglich, die Einspritzleitungen sehr kurz zu gestalten, wodurch hohe Schwingungsamplituden vermieden werden. Weiter gehört das Ladeluftrohr zu den von Wartungs- und Reparaturarbeiten am wenigsten betroffenen Bereichen der Brennkraftmaschine wodurch eine unnötige Demontage von Kraftstoffhochdruckspeicher und Einspritzleitungen vermieden werden kann. So könnte, einen durchgehenden Zylinderkopf vorausgesetzt, dieser demontiert werden, ohne dass zuvor der Kraftstoffhochdruckspeicher oder die Einspritzleitungen abgebaut werden müssten. Weiter bilden Ladeluftrohr, Kraftstoffhochdruckspeicher und Einspritzleitungen eine vormontierbare Baueinheit was den Montageaufwand bei der Endmontage der Brennkraftmaschine vorteilhaft minimieren kann. Durch das Vorsehen eines abnehmbaren Deckels, mit dem die zweite Kammer des Ladeluftrohres verschließbar ist, bleiben der Kraftstoffhochdruckspeicher und die Einspritzleitungen uneingeschränkt zugänglich, so dass Wartungs- oder Reparaturarbeiten ungehindert erfolgen können. Als besonders vorteilhaft ist weiter anzusehen, dass die erfindungsgemäße Anordnung sowohl bei Reihenmotoren als auch bei V-Motor, jeweils mit Einzelzylinderköpfen oder durchgehenden Zylinderköpfen, mithin also bei den unterschiedlichsten Motoren eingesetzt werden kann und die Nachrüstung bereits in Serie gefertigter Motoren ohne jeden Eingriff am Motorblock möglich ist.
Durch die Befestigung des Kraftstoffhochdruckspeichers in der zweiten Kammer des Ladeluftrohres lässt sich diese vorteilhaft so gestalten und abdichten, dass bestimmte Bereiche des Kraftstoffhochdruckspeichers, die wenig bruchgefährdet sind bzw. die auch bei auf die zweite Kammer aufgesetztem Deckel zugänglich bleiben sollen, von der Kapselung ausgenommen sind.
Um zu vermieden, dass eventuell austretender Kraftstoff sich an unterschiedlichen Stellen ansammeln kann, ist die zweite Kammer in einfacher und damit vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sich eventuell ausströmender Kraftstoff bei allen im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine vorkommenden Gebrauchslagen an einer Stelle sammelt, die geodätisch am tiefsten liegt.
Das Vorsehen einer Ablauföffnung, besonders vorteilhaft an der geodätisch tiefsten Stelle, erlaubt das sichere Abführen von ausgetretenem Kraftstoff aus der zweiten Kammer. Dies kann dann von besonderer Wichtigkeit sein, wenn aus Sicherheitsgründen - z. B. bei Schiffsmotoren - der Berieb der Brennkraftmaschine trotz z. B. einer gebrochenen Einspritzleitung aufrechterhalten werden muss.
Das Anbringen eines Kraftstoffsensors in der zweiten Kammer des Ladeluftrohres, besonders vorteilhaft an der geodätisch tiefsten Stelle, erlaubt ein sicheres Detektieren von ausgetretenem Kraftstoff, auch bei kleinsten Mengen und schafft damit die Voraussetzung, eine Alarmierung bei Eintritt dieses Ereignisses durchführen zu können.
Die zweite Kammer des Ladeluftrohres ist gegenüber der Umgebung vorteilhaft in den Bereichen und bezüglich der Durchführungen abgedichtet, die so angeordnet sind, dass austretender oder ausgetretener Kraftstoff in den anzunehmenden Betriebslagen der Brennkraftmaschine durch diese unkontrolliert aus der zweiten Kammer entweichen könnte.
Neben den vorstehend erwähnten Vorteilen ergeben sich weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung in Verbindung mit den Beispielen, die nachfolgend unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1: Eine schematische Darstellung der wesentlichen Bauteile in ihrer räumlichen Zuordnung zueinander
Fig. 2: Eine Darstellung eines Ladeluftrohres senkrecht zu seiner Längsachse gesehen
Fig. 3: Eine Darstellung des Ladeluftrohres aus Fig. 2 parallel zu seiner Längsachse gesehen

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Anordnung soll zunächst mit Hilfe der Fig. 1 eine Übersicht über die räumliche Zuordnung der einzelnen Bauteile zueinander gegeben werden. Die in Fig. 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 mit ihrem Kurbelgehäuse 2 und dem daran angeordneten Zylinderkopf 3 ist im Falle des gewählten Beispiels ein mit Blickrichtung parallel zur Längsachse dargestellter Reihenmotor mit durchgehendem Zylinderkopf. Wie bereits oben ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Anordnung nicht auf diesen Motorentyp begrenzt, es könnte sich ebenso um einen V-Motor handeln und statt des im Beispiel gezeigten durchgehenden Zylinderkopfes könnten ebenso separate Zylinderköpfe oder jeweils mehrere Zylinder umfassende Zylinderköpfe am Kurbelgehäuse angeordnet sein. Gemäß der Darstellung nach Fig. 1 ist am Zylinderkopf 3, neben der Zylinderkopfhaube 3a, ein Ladeluftrohr 4 angeordnet, das eine erste Kammer 5 umfasst, die die Ladeluft führt und eine zweite Kammer 6 aufweist, in der ein Kraftstoffhochdruckspeicher 7 mit daran angeschlossenen Einspritzleitungen 8 angeordnet ist. Die Einspritzleitungen 8 verbinden den Kraftstoffhochdruckspeicher 7 mit Kraftstoffanschlüssen 9 am Zylinderkopf 3, die die Ladeluft führende, parallel zur Längsachse der Brennkraftmaschine 1 verlaufende erste Kammer 5 ist über dazu quer verlaufende Ansaugkanäle 10 mit korrespondierenden Ansaugöffnungen (nicht dargestellt) im Zylinderkopf 3 verbunden. Parallel zur Längsachse des Ladeluftrohres 4 verlaufend und mit einem Teil seiner Wandungen unmittelbar zu diesem benachbart, ist ein Kühlmittelrohr 11 angeordnet, das mit Kühlmittelkanälen (nicht dargestellt) im Zylinderkopf 3 verbunden ist. Um den Zugang zur zweite Kammer 6 des Ladeluftrohres 4 zu ermöglichen weist diese auf ihrer dem Zylinderkopf 3 abgewanden Längsseite einen Deckel 12 auf. Die Zuführung der Ladeluft zu der ersten Kammer 5 erfolgt mittels eines aus Fig. 2 ersichtlichen Ladeluftanschlusses 13, der mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Aufladeeinrichtung der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Ladeluftrohr 4 ist in Fig. 2, in einer Aufsicht senkrecht zu seiner Längsachse, mit Blickrichtung auf die Deckelseite, detaillierter gezeigt. Der Deckel 12 ist in dieser Darstellung abgenommen, die Lage des Zylinderkopfes 3 und der daran angeordneten Zylinderkopfhaube 3a ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet.
Von der im oberen Teil der Darstellung erkennbaren, mit einem Ladeluftanschluss 13 versehenen ersten Kammer 5 erstrecken sich, nach unten, hinten verlaufend, die Ansaugkanäle 10, die bogenförmig in den in der Fig. 2 hinter dem Ladeluftrohr 4 liegenden Zylinderkopf 3 münden. Zur Befestigung des Ladeluftrohres 4 am Zylinderkopf 3 sind, ebenso wie bei konventionellen Ladeluftrohren, Durchgangsbohrungen 14 in der dem Zylinderkopf 3 benachbarten Wandung des Ladeluftrohres 4 angeordnet, die mit entsprechenden Gewindebohrungen (nicht dargestellt) im Zylinderkopf 3 korrespondieren, die eigentliche Befestigung erfolgt durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind in Fig. 2 nur einige der Durchgangsbohrungen 14 und nur ein Teil der Ansaugkanäle 10 mit Bezugszeichen versehen.
Unterhalb der ersten Kammer 5, durch den umlaufenden Dichtkragen 15 gut erkennbar, befindet sich die zweite Kammer 6 des Ladeluftrohres 4. Der unteren Teil der zweiten Kammer 6 ist so gestaltet, dass bestimmte Teile des dort angeordneten Kraftstoffhochdruckspeichers 7 über den Dichtkragen 15 hinaus ragen, also bei aufgesetztem Deckel von außen zugänglich sind. Dort wo der Kraftstoffhochdruckspeicher 7 die Wandung der zweiten Kammer 6 durchragt, können in der Zeichnung nicht dargestellte Dichtungen vorgesehen sein. Die Befestigung des Kraftstoffhochdruckspeichers 7 im unteren Teil der zweiten Kammer 6 erfolgt über an den Kraftstoffhochdruckspeicher 7 angeformte Befestigungslaschen 16, die mit Durchgangslöchern 17 versehen und mittels Befestigungsschrauben 18 in entsprechenden Gewindebohrungen (nicht dargestellt) des Ladeluftrohres 4 gehalten sind.
Zur Verbindung des Kraftstoffhochdruckspeichers 7 mit dem Zylinderkopf 3 sind am Kraftstoffhochdruckspeicher 7, in den freien Teil der zweiten Kammer 6 hinein ragend, Anschlussverschraubungen 19 vorgesehen, die mittels der Einspritzleitungen 8, 8a die Verbindung zu den am Zylinderkopf 3 angeordneten Kraftstoffanschlüssen 9 herstellen. Aus Gründen der besseren Übersicht sind in der Fig. 2 nur zwei der insgesamt sechs Einspritzleitungen dargestellt. Zugänglich sind die am Zylinderkopf 3 angeordneten Kraftstoffanschlüsse 9 über entsprechende Durchbrüche 20 in der dem Zylinderkopf 3 zugewandten Wandung der zweite Kammer 6 des Ladeluftrohres 4. Die Abdichtung der Durchbrüche 20 erfolgt durch die dahinter liegenden Teile des Zylinderkopfes 3 und gegebenenfalls um die Durchbrüche 20 verlaufende Dichtungen (nicht dargestellt).
Aus konstruktiven Gründen lässt es sich nicht immer realisieren, dass die zweite Kammer 6 alle Kraftstoffanschlüsse 9 umfasst, ein solcher Fall ist in der Fig. 2 links dargestellt. Der außerhalb der zweiten Kammer 6 des Ladeluftrohres 4 liegende, am Zylinderkopf 3 angeordnete Kraftstoffanschluss 9a ist mittels einer doppelwandigen Einspritzleitung 8a über eine der Anschlussverschraubungen 19 mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher 7 verbunden. Der bei der doppelwandigen Einspritzleitung 8a zwischen der inneren eigentlichen Einspritzleitung und dem umgebenden Außenrohr gebildete Zwischenraum mündet, wie in Fig. 2 vereinfacht dargestellt, über einen Anschluss 21 in die zweite Kammer 6 des Ladeluftrohres 4, so dass eventuell in diesen Zwischenraum austretender Kraftstoff in die zweite Kammer 6 abgeleitet wird. Doppelwandig ausgeführte Einspritzleitungen und ihre Anschlüsse sind in der Kraftfahrzeugtechnik hinlänglich bekann, so dass es bei der in Fig. 2 gezeigten Prinzipdarstellung bleiben kann.
Wie bereits oben ausgeführt, ist der Kraftstoffhochdruckspeicher 7 so in der zweiten Kammer 6 des Ladeluftrohres 4 angeordnet, dass bestimmte Teile des Kraftstoffhochdruckspeichers 7 außerhalb der zweiten Kammer 6 liegen. Es handelt sich dabei einerseits um ein in der Fig. 2 rechts dargestelltes Überdruckventil 22 und den damit verbundenen Ablassstutzen 23 und andererseits um den in der Fig. 2 links dargestellten Hochdruckanschluss 24 des Kraftstoffhochdruckspeichers 7. Der Ablassstutzen 23 des Überdruckventils 22 ist über eine Leitungsverbindung 25 mit einem Auffangbehälter 26 für aus dem Einspritzsystem zurückgeführten Kraftstoff verbunden, der Hochdruckanschluss 24 weist über eine Kraftstoffhochdruckleitung 27 eine Verbindung zu einer den Kraftstoffhochdruck erzeugenden Kraftstoffhochdruckpumpe 28 auf. Auch im Falle der Kraftstoffhochdruckleitung 27 handelt es sich, wie in Fig. 2 vereinfacht dargestellt, um eine Doppelwandig ausgeführte Leitung. Der Zwischenraum zwischen der eigentlichen Hochdruckleitung und dem umgebenden Außenrohr ist, wie durch den mit 29 bezeichneten Pfeil angedeutet, ebenfalls mit der zweiten Kammer 6 des Ladeluftrohres 3 verbunden. Zur Erfassung der Druckverhältnisse im Kraftstoffhochdruckspeicher 7 kann an diesem ein Drucksensor 31 angeordnet sein, dessen elektrische Anschlüsse (nicht dargestellt) an geeigneter Stelle durch die Wandung der zweiten Kammer 6 geführt sind. Je nach Lage ist eine solche Leitungsdurchführung gegebenenfalls abzudichten.
Zur Befestigung des in Fig. 2 nicht dargestellten Deckels 12 sind in der zweiten Kammer 6 Gewindebohrungen 30 angeordnet, diese korrespondieren mit im Deckel 12 angeordneten Durchgangslöchern (nicht dargestellt), so dass sich der Deckel mittels Schrauben (nicht dargestellt) auf das Ladeluftrohr aufschrauben lässt und die zweite Kammer 6 entlang des Dichtkragens 15 verschließt, dabei kann zwischen Deckel 12 und Dichtkragen 15 eine Weichstoffdichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
Das kontrollierte Abführen von aus dem Hochdruckbereich des Einspritzsystems ausgelaufenem, in die zweite Kammer 6 des Ladeluftrohres 4 eingeströmtem Kraftstoff ist nachfolgend in Verbindung mit Fig. 3 erläutert. Die Fig. 3 zeigt die in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Anordnung in Seitenansicht mit Blickrichtung von rechts, der Deckel 12 ist aufgesetzt, die Anordnung ist im Deckelbereich ausgebrochen dargestellt.
Wie aus der Darstellung in Fig. 3 ersichtlich, ist am Deckel 12 ein Ablaufstutzen 32 angeordnet. Dieser weist über eine Rücklaufleitung 33 eine Verbindung mit dem Auffangbehälter 26 auf, so dass, im Falle des Austretens von Kraftstoff aus dem Hochdrucksystem der Einspritzanlage, der ausgetretene Kraftstoff in den Auffangbehälter 26 abfließt. Bei dem Auffangbehälter 26 handelt es sich im Beispiel um den Auffangbehälter, in den auch der regulär aus dem Einspritzsystem zurücklaufende Kraftstoff eingeleitet wird, es kann aber abweichend zum dargestellten Beispiel auch ein separater Auffangbehälter sein. Der Ablaufstutzen 32 ist an der geodätisch tiefsten Stelle der zweiten Kammer 6 angeordnet, so dass sich kein Kraftstoff in der zweiten Kammer 6 ansammeln kann. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die zweite Kammer 6 selbstverständlich so gestaltet ist, dass die Innenkontur ihrer Wandung stetig zum Ablaufstutzen hin fällt. Weichen die zulässigen und tatsächlichen Gebrauchslagen der Brennkraftmaschine sehr stark von der horizontalen ab - wobei unterstellt ist, dass sich in der horizontalen Gebrauchslage auch das Ladeluftrohr 4 oder zumindest dessen zweite Kammer 6 in der Horizontalen befindet - ist unter solchen Umständen die Innenwandung der zweiten Kammer 6 so auszubilden, dass sich ein auf den Ablaufstutzen hin laufender Trichter ergibt. Derartige Verhältnisse liegen beispielsweise dann vor, wenn die Brennkraftmaschine in ein Wasserfahrzeug oder in ein im extremen Gelände verwendetes Fahrzeug, z. B. eine Pistenraupe, eingebaut ist.
Zur Erkennung von aus dem Hochdruckbereich des Einspritzsystems austretendem Kraftstoff ist im Ablaufstutzen 32 ein Kraftstoffsensor 34 angeordnet und über Leitungen 35 mit einer Auswerteschaltung 36, die Teil einer Motorsteueranlage sein kann, verbunden. Die Auswerteschaltung 36 wirkt auf eine Alarmeinrichtung 37, die im Falle des Austretens von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich des Einspritzsystems die Alarmierung bewerkstelligt. Selbstverständlich lässt sich in einem solchen Fall auch mittels der Auswerteschaltung 36 eine Notabschaltung der Brennkraftmaschine durchführen, wenn dies zulässig ist.
Abweichend vom vorstehend beschriebenen Beispiel besteht bei den doppelwandig ausgeführten Leitungen, also der Einspritzleitung 8a und der Kraftstoffhochdruckleitung 27, auch die Möglichkeit, den Zwischenraum zwischen der jeweiligen eigentlichen Hochdruckleitung und dem Außenrohr nicht mit der zweiten Kammer 6 des Ladeluftrohres 4 zu verbinden, sondern mit der Rücklaufleitung 33 zusammenzuführen. In einem solchen Fall ist der Kraftstoffsensor stromab zu dieser Zusammenführung anzuordnen. Weiterhin besteht natürlich auch die Möglichkeit, für die Einspritzleitung 8a und die Kraftstoffhochdruckleitung 27 bzw. deren jeweilige Zwischenräume oder nachgeschaltete Leitungen jeweils separate Kraftstoffsensoren vorzusehen und die besagten Zwischenräume direkt mit dem Auffangbehälter 26 zu verbinden.
Weiterhin lässt sich das in Verbindung mit den Zeichnungen beschriebene Ausführungsbeispiel dahingehend variieren, dass, um Material, Gewicht und Platz einzusparen, Teile der Wandung der zweiten Kammer 6 durch benachbarte Bauteile gebildet werden. In Frage kommt dabei z. B. der Bereich der zweiten Kammer 6, der unmittelbar an das Kühlmittelrohr 11 angrenzt. In diesem Bereich kann die Wandung der Kammer 6 entfallen und durch die Wandung des Kühlmittelrohres 11 ersetzt werden. Nachdem dieser Bereich die zweite Kammer 6 des Ladeluftrohres 4 nach oben abschließt, erübrigen sich zusätzliche Dichtmaßnahmen.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungen lassen sich selbstverständlich mit dem Fachmann zugänglichem Fachwissen auf vielfältige Weise ausgestalten, ohne den grundlegenden erfinderischen Gedanken zu verlassen, es kommt diesen Ausführungsformen somit nur Beispielcharakter zu.

Claims

Aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Ladeluftrohr für die Ladeluftverteilung wobei
- die Brennkraftmaschine (1) wenigstens eine Zylinderbank mit mehreren in Reihe angeordneten Zylindern aufweist,

- der Zylinderbank wenigstens ein Zylinderkopf (3) zugeordnet ist,

- dem wenigstens eine Zylinderkopf (3) eine oder mehrere Zylindern zugeordnet sind,

- die Lufteinlassöffnungen des wenigstens einen Zylinderkopfes (3) mit einer die Ladeluft führenden ersten Kammer (5) des Ladeluftrohres (4) gasdicht verbunden sind,

- die Brennkraftmaschine (1) eine Common-Rail-Einspritzanlage aufweist, die über wenigstens einen Kraftstoffhochdruckspeicher (7) verfügt, dem jeweils eine Mehrzahl von Zylindern zugeordnet sind und der einerseits über eine Kraftstoffhochdruckleitung (27) mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (28) und andererseits über Einspritzleitungen (8) mit an dem Zylinderkopf (3) angeordneten, jeweils einem Zylinder zugeordneten Kraftstoffanschlüssen (9) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Ladeluftrohr (4) wenigstens eine, von der ersten Kammer (5) getrennte zweite Kammer (6) aufweist,

- die zweite Kammer (6) über einen abnehmbaren Deckel (12) verfügt,

- in der zweiten Kammer (6) Befestigungseinrichtungen vorgesehen sind, mittels der der Kraftstoffhochdruckspeicher (7) in der zweiten Kammer (6) befestigbar ist,

- in der zweiten Kammer (6) eine erste Durchführung vorgesehen ist, durch die die erste Kraftstoffhochdruckleitung (27) und der Kraftstoffhochdruckspeicher (7) miteinander verbindbar sind,

- in der zweiten Kammer (6), dem Zylinderkopf (3) zugewandt, wenigstens eine zweite Durchführung vorgesehen ist, durch die die Einspritzleitungen (8) mit den an dem Zylinderkopf (3) angeordneten Kraftstoffanschlüssen (9) verbindbar sind,

- die zweite Kammer (6) bei geschlossenem Deckel (12) den Kraftstoffhochdruckspeicher (7), die Einspritzleitungen (8) und die Kraftstoffanschlüsse (9) so umschließt, dass, im Falle von Leckagen an dem Kraftstoffhochdruckspeicher (7) und/ oder den Einspritzleitungen und/ oder den Kraftstoffanschlüssen (9), austretender Kraftstoff in die zweite Kammer (6) fließt.
Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladeluftrohr (4) an dem wenigstens einen Zylinderkopf (3) befestigt ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchführung durch eine Öffnung in der zweiten Kammer (6) gebildet ist, die ein Teil des Kraftstoffhochdruckspeichers (7) durchragt.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (6) so ausgebildet ist, dass sie eine, in allen im Normalbetrieb vorkommenden Gebrauchslagen der Brennkraftmaschine (1) gleiche geodätisch tiefste Stelle aufweist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Kammer (6) eine Öffnung zum Abführen von bei Leckage in die zweite Kammer (6) austretendem Kraftstoff vorgesehen ist.
Dieselbrennkraftmaschine den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung zum Abführen von bei Leckagen austretendem Kraftstoff an der geodätisch tiefsten Stelle angeordnet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Kammer (6) ein Kraftstoffsensor (34) angeordnet ist, mittels dem die Anwesenheit von freiem Kraftstoff in der zweiten Kammer (6) detektierbar ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffsensor (34) an der geodätisch tiefsten Stelle angeordnet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffsensor (34) in der Öffnung zum Abführen von bei Leckage austretendem Kraftstoff angeordnet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchführung gegenüber dem das Ladeluftrohr (4) umgebenden Raum abgedichtet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Durchführung (Durchbrüche 20) gegenüber dem das Ladeluftrohr (4) umgebenden Raum abgedichtet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche der zweite Durchführung (Durchbrüche 20) durch Teile des wenigstens einen Zylinderkopfes (3) gebildet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wandung der zweiten Kammer (6) des Ladeluftrohres (4) durch ein dem Ladeluftrohr (4) benachbartes an den Zylinderkopf (3) angebautes Bauteil gebildet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bauteil ein Kühlmittelrohr (11) ist das zur Kühlung der Brennkraftmaschine (1) verwendetes Kühlmittel führt.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Kammer (6) wenigstens eine dritte Durchführung vorgesehen ist, durch die ein Überdruckventil (22) des Kraftstoffhochdruckspeichers (7) von außen zugänglich ist.
Dieselbrennkraftmaschine, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine dritte Durchführung gegenüber dem das Ladeluftrohr (4) umgebenden Raum abgedichtet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Kammer (6) wenigstens eine Kabeldurchführung vorgesehen ist, durch die wenigstens ein in der zweiten Kammer (6) angeordneter Sensor mit einer außerhalb der zweiten Kammer (6) angeordneten Steuereinrichtungen verbindbar ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kabeldurchführung gegenüber dem das Ladeluftrohr (4) umgebenden Raum abgedichtet ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffsensor (34) mit einer Auswerteeinrichtung (36) verbunden ist.
Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (36) mit einer Alarmeinrichtung (37) verbunden ist.