DE102019207390A1 - Cylinder head for an internal combustion engine, method for assembling a cylinder head and use of a cylinder head - Google Patents

Cylinder head for an internal combustion engine, method for assembling a cylinder head and use of a cylinder head Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (2) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffrail (3) und wenigstens einem strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail (3) verbundenen Einspritzventil (1). Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftstoffrail (3) eine Kugelkopfaufnahme, in die eine Fluidauslassöffnung einmündet, und das Einspritzventil (1) einen Kugelkopf (4) mit einer Fluideinlassöffnung (5) aufweist, wobei der Kugelkopf (4) derart in der Kugelkopfaufnahme angeordnet ist, dass die Fluideinlassöffnung (5) in Überdeckung mit der Fluidauslassöffnung zur Herstellung der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail (3) und dem Einspritzventil (1) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfs (2) für eine Brennkraftmaschine sowie die Verwendung eines Zylinderkopfs (2).The invention relates to a cylinder head (2) for an internal combustion engine, having a fuel rail (3) and at least one injection valve (1) which is fluidically connected to the fuel rail (3). It is provided that the fuel rail (3) has a ball head receptacle into which a fluid outlet opening opens, and the injection valve (1) has a ball head (4) with a fluid inlet opening (5), the ball head (4) being arranged in this way in the ball head receptacle that the fluid inlet opening (5) is arranged in overlap with the fluid outlet opening to establish the fluidic connection between the fuel rail (3) and the injection valve (1). The invention also relates to a method for assembling a cylinder head (2) for an internal combustion engine and the use of a cylinder head (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffrail und wenigstens einem strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail verbundenen Einspritzventil. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfs für eine Brennkraftmaschine sowie die Verwendung eines Zylinderkopfs.The invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine, with a fuel rail and at least one injection valve that is fluidically connected to the fuel rail. The invention also relates to a method for assembling a cylinder head for an internal combustion engine and the use of a cylinder head.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 20 2015 000 804 U1 bekannt. Diese beschreibt einen Kraftstoffinjektor für Verbrennungsmotoren, umfassend einen im Wesentlichen achsensymmetrischen Injektorschaft, der wenigstens einen konvexen Oberflächenabschnitt für eine darauf auszuübende Niederhaltekraft aufweist, wobei der wenigstens eine konvexe Oberflächenabschnitt derart positioniert und angeordnet ist, dass eine im Wesentlichen axiale Niederhaltekraft auf den Schaft ausgeübt wird, indem eine im Wesentlichen ebene Belastungsfläche eines Injektors-Niederhalters auf den wenigstens einen konvexen Oberflächenabschnitt des Injektorschafts gedrückt wird.From the prior art, for example, is the document DE 20 2015 000 804 U1 known. This describes a fuel injector for internal combustion engines, comprising an essentially axially symmetrical injector shaft which has at least one convex surface section for a hold-down force to be exerted thereon, the at least one convex surface section being positioned and arranged in such a way that an essentially axial hold-down force is exerted on the shaft, in that an essentially flat loading surface of an injector hold-down device is pressed onto the at least one convex surface section of the injector shaft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Zylinderköpfen Vorteile aufweist, insbesondere eine strömungsgünstige und einfach herzustellende strömungstechnische Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil aufweist.It is the object of the invention to propose a cylinder head for an internal combustion engine which has advantages over known cylinder heads, in particular a fluidic connection between the fuel rail and the injection valve that is favorable in terms of flow and easy to produce.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftstoffrail eine Kugelkopfaufnahme, in die eine Fluidauslassöffnung einmündet, und das Einspritzventil einen Kugelkopf mit einer Fluideinlassöffnung aufweist, wobei der Kugelkopf derart in der Kugelkopfaufnahme angeordnet ist, dass die Fluideinlassöffnung in Überdeckung mit der Fluidauslassöffnung zur Herstellung der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil angeordnet ist.This is achieved according to the invention with a cylinder head for an internal combustion engine with the features of claim 1. It is provided that the fuel rail has a spherical head receptacle into which a fluid outlet opening opens, and the injection valve has a spherical head with a fluid inlet opening, the spherical head being arranged in the spherical head receptacle in such a way that the fluid inlet opening overlaps the fluid outlet opening to establish the fluidic connection between the fuel rail and the injection valve is arranged.

Die Brennkraftmaschine dient dem Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments, beispielsweise eines auf ein Antreiben eines Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. In letzterem Fall ist die Brennkraftmaschine Teil des Kraftfahrzeugs beziehungsweise diesem zugeordnet. Die Brennkraftmaschine weist als wesentliche Bestandteile ein Zylinderkurbelgehäuse und den Zylinderkopf auf, wobei das Zylinderkurbelgehäuse und der Zylinderkopf wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine gemeinsam begrenzen. In dem Zylinder liegt wenigstens ein Brennraum mit variablem Volumen vor, der von dem Zylinderkurbelgehäuse, dem Zylinderkopf und einem in dem Zylinderkurbelgehäuse verlagerbar angeordneten Kolben begrenzt ist.The internal combustion engine is used to provide a drive torque, for example a drive torque aimed at driving a motor vehicle. In the latter case, the internal combustion engine is part of the motor vehicle or assigned to it. The internal combustion engine has a cylinder crankcase and the cylinder head as essential components, the cylinder crankcase and the cylinder head jointly delimiting at least one cylinder of the internal combustion engine. In the cylinder there is at least one combustion chamber with a variable volume which is delimited by the cylinder crankcase, the cylinder head and a piston which is displaceably arranged in the cylinder crankcase.

Während eines Betriebs der Brennkraftmaschine werden in den Zylinder beziehungsweise den Brennraum Kraftstoff und Sauerstoff eingebracht und verbrannt. Das Einbringen des Kraftstoffs erfolgt mithilfe des Einspritzventils, welches hierzu strömungstechnisch an das Kraftstoffrail angeschlossen ist. In anderen Worten wird das Einspritzventil mittels des Kraftstoffrails mit Kraftstoff versorgt. Das Kraftstoffrail ist hierzu einerseits an das Einspritzventil und andererseits an eine Kraftstoffversorgung angeschlossen, welche den Kraftstoff unter einem bestimmten Druck bereitstellt und dem Kraftstoffrail zuführt. Beispielsweise wird die Kraftstoffversorgung derart betrieben, dass in dem Kraftstoffrail ein Druck von mindestens 350 bar oder mehr als 350 bar vorliegt. Besonders bevorzugt beträgt der Druck mindestens 400 bar, mindestens 450 bar oder mindestens 500 bar. Der in dem Kraftstoffrail vorliegende Druck kann auch als Kraftstoffdruck bezeichnet werden. During operation of the internal combustion engine, fuel and oxygen are introduced into the cylinder or the combustion chamber and burned. The fuel is introduced with the aid of the injection valve, which is fluidically connected to the fuel rail for this purpose. In other words, the injection valve is supplied with fuel by means of the fuel rail. For this purpose, the fuel rail is connected on the one hand to the injection valve and on the other hand to a fuel supply which makes the fuel available under a certain pressure and supplies it to the fuel rail. For example, the fuel supply is operated in such a way that a pressure of at least 350 bar or more than 350 bar is present in the fuel rail. The pressure is particularly preferably at least 400 bar, at least 450 bar or at least 500 bar. The pressure present in the fuel rail can also be referred to as fuel pressure.

Vorzugsweise sind dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine mehrere Einspritzventile zugeordnet, welche jeweils strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail verbunden sind. Das bedeutet, dass diese mehreren Einspritzventile, insbesondere alle Einspritzventile, über das Kraftstoffrail mit Kraftstoff versorgt werden, insbesondere unabhängig voneinander. Hierdurch wird ein gleichmäßiger, an den Einspritzventilen anliegender Kraftstoffdruck sichergestellt, sodass also die mehreren Einspritzventile mit demselben Kraftstoffdruck beaufschlagt werden. Jedes der mehreren Einspritzventile ist jeweils separat von den anderen der Einspritzventile strömungstechnisch an das Kraftstoffrail angeschlossen. Insoweit sind die Einspritzventile strömungstechnisch parallel mit diesem verbunden.Preferably, several injection valves are assigned to the cylinder head of the internal combustion engine, each of which is fluidically connected to the fuel rail. This means that these multiple injection valves, in particular all injection valves, are supplied with fuel via the fuel rail, in particular independently of one another. This ensures that the fuel pressure applied to the injection valves is uniform, so that the same fuel pressure is applied to the multiple injection valves. Each of the multiple injection valves is fluidically connected to the fuel rail separately from the other of the injection valves. To this extent, the injection valves are fluidically connected to it in parallel.

Aufgrund des in dem Kraftstoffrail vorliegenden hohen Kraftstoffdrucks ist es notwendig, die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil abzudichten. Hierzu könnte beispielsweise ein O-Ring verwendet werden und das Einspritzventil über eine Rohranbindung mit dem Kraftstoffrail verbunden werden. Eine solche Ausgestaltung ist jedoch platzaufwendig und bietet keine Möglichkeit, das Kraftstoffrail derart anzuordnen, dass eine Längsmittelachse des Einspritzventils durch das Kraftstoffrail verläuft, sodass das Kraftstoffrail das Einspritzventil übergreift beziehungsweise abdeckt. Hierdurch könnte jedoch eine äußerst platzgünstige Anordnung erzielt werden.Because of the high fuel pressure present in the fuel rail, it is necessary to seal off the fluidic connection between the fuel rail and the injection valve. For this purpose, for example, an O-ring could be used and the injection valve could be connected to the fuel rail via a pipe connection. However, such a configuration is space-consuming and does not offer the possibility of arranging the fuel rail in such a way that a longitudinal center axis of the injection valve runs through the fuel rail so that the fuel rail engages over or covers the injection valve. In this way, however, an extremely space-saving arrangement could be achieved.

Aus diesem Grund ist es vorgesehen, die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil über den Kugelkopf des Einspritzventils herzustellen, der in der Kugelkopfaufnahme des Kraftstoffrails angeordnet ist. Die Anordnung des Kugelkopfs in der Kugelkopfaufnahme ist hierbei derart realisiert, dass die Fluideinlassöffnung und die Fluidauslassöffnung in Überdeckung miteinander stehen, sodass aus der Fluidauslassöffnung austretendes Fluid beziehungsweise Kraftstoff durch die Fluideinlassöffnung eintritt und somit dem Einspritzventil zugeführt wird. Besonders vorteilhaft ist es selbstverständlich, wenn die Fluideinlassöffnung und die Fluidauslassöffnung vollständig miteinander fluchten, also in vollständiger Überdeckung zueinander stehen. Grundsätzlich ist jedoch bereits eine lediglich teilweise Überdeckung hinreichend, um die Beaufschlagung des Einspritzventils mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffrail sicherzustellen.For this reason, provision is made for the fluidic connection between the fuel rail and the injection valve to be established via the ball head of the injection valve, which is arranged in the ball head receptacle of the fuel rail. The arrangement of the spherical head in the spherical head receptacle is implemented in such a way that the fluid inlet opening and the fluid outlet opening are in overlap with one another, so that fluid or fuel emerging from the fluid outlet opening enters through the fluid inlet opening and is thus fed to the injection valve. It is of course particularly advantageous if the fluid inlet opening and the fluid outlet opening are completely aligned with one another, that is to say are in complete overlap with one another. In principle, however, only a partial overlap is sufficient to ensure that fuel from the fuel rail is applied to the injection valve.

Unter dem Kugelkopf ist ein Element zu verstehen, welches zumindest näherungsweise eine kugelförmige Gestalt aufweist. Beispielsweise ist der Kugelkopf im Längsschnitt bezüglich einer Längsmittelachse des Einspritzventils gesehen auf seiner dem Kraftstoffrail zugewandten Seite konisch oder teilkugelförmig. Analog hierzu kann der Kugelkopf auf seiner dem Kraftstoffrail abgewandten Seite entweder konisch oder teilkugelförmig sein. Es kann also beispielsweise eine Ausgestaltung des Einspritzventils realisiert sein, bei welchem der Kugelkopf einerseits eine teilkugelförmige und andererseits eine konische Gestalt aufweist. Der Kugelkopf kann jedoch auch beiderseitig konisch oder beiderseitig teilkugelförmig sein. Unter der Teilkugelform ist insbesondere eine Halbkugelform zu verstehen.The spherical head is to be understood as an element which has at least approximately a spherical shape. For example, the spherical head is conical or partially spherical on its side facing the fuel rail, viewed in longitudinal section with respect to a longitudinal center axis of the injection valve. Analogously to this, the spherical head can be either conical or partially spherical on its side facing away from the fuel rail. Thus, for example, an embodiment of the injection valve can be implemented in which the spherical head has a partially spherical shape on the one hand and a conical shape on the other. The ball head can, however, also be conical on both sides or partially spherical on both sides. The partially spherical shape is to be understood in particular as a hemispherical shape.

Insbesondere die Teilkugelform ermöglicht einen Toleranzausgleich zwischen dem Einspritzventil und dem Kraftstoffrail und insoweit eine besonders flexible Anordnung des Einspritzventils bezüglich des Kraftstoffrails. Beispielsweise ist es vorgesehen, zunächst das Einspritzventil an einem Basiselement des Zylinderkopfs anzuordnen und nachfolgend das Kraftstoffrail auf das Einspritzventil aufzusetzen und an dem Basiselement zu befestigen. Bereits durch die Befestigung des Kraftstoffrails an dem Basiselement wird das Kraftstoffrail derart an das Einspritzventil gedrängt, dass der Kugelkopf fluiddicht in der Kugelkopfaufnahme angeordnet ist, sodass eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil hergestellt ist. Durch die Anordnung des Kraftstoffrails über dem Einspritzventil beziehungsweise derart, dass eine Längsmittelachse des Einspritzventils durch das Kraftstoffrail verläuft, wird eine äußerst kompakte Ausgestaltung des Zylinderkopfs erzielt.In particular, the partially spherical shape enables tolerance compensation between the injection valve and the fuel rail and, in this respect, a particularly flexible arrangement of the injection valve with respect to the fuel rail. For example, it is provided to initially arrange the injection valve on a base element of the cylinder head and then to place the fuel rail on the injection valve and to fasten it to the base element. Already by fastening the fuel rail to the base element, the fuel rail is forced against the injection valve in such a way that the ball head is arranged in a fluid-tight manner in the ball head receptacle, so that a fluid-tight connection is established between the fuel rail and the injection valve. By arranging the fuel rail above the injection valve or in such a way that a longitudinal center axis of the injection valve runs through the fuel rail, an extremely compact design of the cylinder head is achieved.

Beispielsweise bestehen der Kugelkopf und zumindest derjenige Bereich des Kraftstoffrails, an welchem der Kugelkopf anliegt, aus demselben Material, beispielsweise aus Metall. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kugelkopf und der Bereich des Kraftstoffrails aus unterschiedlichen Materialien bestehen, insbesondere aus unterschiedlichen Metallen beziehungsweise Metalllegierungen. Selbstverständlich können der Kugelkopf und/oder der Bereich des Kraftstoffrails, an welchem der Kugelkopf anliegt, mit einer Beschichtung versehen sein, insbesondere einer dichtenden und/oder ein Gleiten des Kugelkopfs bezüglich des Kraftstoffrails ermöglichenden Beschichtung. Unter letzterem ist eine Beschichtung zu verstehen, die derart ausgestaltet ist, dass zwischen dem Kraftstoffrail und dem Kugelkopf eine geringere Reibung, insbesondere eine geringere Haftreibung und/oder Gleitreibung, vorliegt als ohne die Beschichtung.For example, the ball head and at least that region of the fuel rail on which the ball head rests are made of the same material, for example metal. However, it can also be provided that the ball head and the area of the fuel rail consist of different materials, in particular of different metals or metal alloys. Of course, the ball head and / or the area of the fuel rail on which the ball head rests can be provided with a coating, in particular a coating that seals and / or enables the ball head to slide with respect to the fuel rail. The latter is to be understood as a coating which is designed in such a way that there is less friction, in particular less static friction and / or sliding friction, between the fuel rail and the ball head than without the coating.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass an dem Kugelkopf auf der dem Kraftstoffrail abgewandten Seite ein schwimmend an dem Einspritzventil gelagerter Stützring angreift, der den Kugelkopf in Richtung des Kraftstoffrails drängt. Der Stützring umgreift den Kugelkopf in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Einspritzventils vorzugsweise vollständig. Er liegt auf der dem Kraftstoffrail abgewandten Seite des Kugelkopfs an diesem an und drängt den Kugelkopf in Richtung des Kraftstoffrails beziehungsweise an das Kraftstoffrail, nämlich derart, dass der Kugelkopf in der Kugelkopfaufnahme fluiddicht gehalten ist. Der Stützring ist an dem Einspritzventil schwimmend gelagert, also nicht starr an dem Einspritzventil oder dem Kugelkopf befestigt. Vielmehr ist der Stützring bezüglich des Kugelkopfs verlagerbar und/oder verkippbar, sodass ein Toleranzausgleich des Einspritzventils bezüglich des Kraftstoffrails zugelassen ist. Mithilfe des Stützrings wird eine zuverlässige und fluiddichte Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil realisiert.Provision is preferably made for a support ring which is floatingly mounted on the injection valve and which presses the ball head in the direction of the fuel rail to act on the ball head on the side facing away from the fuel rail. The support ring preferably completely surrounds the ball head in the circumferential direction with respect to the longitudinal center axis of the injection valve. It rests on the side of the ball head facing away from the fuel rail and urges the ball head in the direction of the fuel rail or against the fuel rail, namely in such a way that the ball head is held in a fluid-tight manner in the ball head receptacle. The support ring is floatingly mounted on the injection valve, that is, not rigidly attached to the injection valve or the ball head. Rather, the support ring can be displaced and / or tilted with respect to the ball head, so that tolerance compensation of the injection valve with respect to the fuel rail is permitted. With the help of the support ring, a reliable and fluid-tight connection between the fuel rail and the injection valve is realized.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Schaft des Einspritzventils und der Kugelkopf einstückig und/oder materialeinheitlich ausgestaltet sind. Hierdurch wird eine kompakte und besonders fluiddichte Ausgestaltung realisiert.A further development of the invention provides that a shaft of the injection valve and the ball head are designed in one piece and / or made of the same material. This realizes a compact and particularly fluid-tight design.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kugelkopf auf seiner dem Stützring zugewandten Seite konisch oder teilkugelförmig ist und mit dieser Seite in eine konische oder teilkugelförmige Stützaufnahme des Stützrings eingreift. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die dem Stützring zugewandte Seite des Kugelkopfs konisch und die Stützaufnahme des Stützrings teilkugelförmig oder umgekehrt die Seite des Kugelkopfs teilkugelförmig und die Stützaufnahme konisch ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung liegt besonders bevorzugt zwischen dem Kugelkopf und dem Stützring lediglich ein Linienkontakt vor, nämlich insbesondere in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Einspritzventils durchgehend. Hierdurch wird ein besonders guter Toleranzausgleich erzielt. Alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass die dem Stützring zugewandte Seite des Kugelkopfs sowie die Stützaufnahme dieselbe Form aufweisen, also beide konisch oder beide teilkugelförmig sind. In diesem Fall kann ein Flächenkontakt zwischen dem Kugelkopf und dem Stützring realisiert sein, welcher eine besonders zuverlässige Befestigung des Einspritzventils an dem Kraftstoffrail bewi rkt.A further development of the invention provides that the ball head is conical or part-spherical on its side facing the support ring and engages with this side in a conical or part-spherical support seat of the support ring. Here it can be provided that the side of the ball head facing the support ring is conical and the support seat of the support ring is partially spherical or, conversely, the side of the ball head is partially spherical and the support seat is conical. In such a configuration, there is particularly preferably only a line contact between the spherical head and the support ring, namely in particular continuous in the circumferential direction with respect to the longitudinal center axis of the injection valve. A particularly good tolerance compensation is achieved in this way. Alternatively, it can of course be provided that the side of the ball head facing the support ring and the Support receptacle have the same shape, so both are conical or both are part-spherical. In this case, surface contact can be implemented between the ball head and the support ring, which ensures particularly reliable fastening of the injection valve to the fuel rail.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Stützaufnahme in eine zylindrische Führungsaufnahme des Stützrings übergeht, in welcher der Schaft des Einspritzventils mit Spiel in radialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Schafts angeordnet ist. Die Stützaufnahme schließt sich insoweit an die Führungsaufnahme an, insbesondere mittelbar. Die Führungsaufnahme ist zylindrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch ausgestaltet, weist also in ihrer Längsrichtung konstante Abmessungen in radialer Richtung beziehungsweise einen konstanten Durchmesser auf. In der Führungsaufnahme ist der Schaft des Einspritzventils angeordnet, an welchem der Kugelkopf angeordnet ist. Bevorzugt sind der Schaft des Einspritzventils und der Kugelkopf einstückig und materialeinheitlich ausgestaltet. Die Führungsaufnahme weist in radialer Richtung größere Abmessungen auf als der Schaft des Einspritzventils, sodass dieser mit Spiel in der Führungsaufnahme vorliegt. Hierdurch wird ein zuverlässiger Toleranzausgleich des Einspritzventils bezüglich des Kraftstoffrails sichergestellt.A further development of the invention provides that the support receptacle merges into a cylindrical guide receptacle of the support ring, in which the shaft of the injection valve is arranged with play in the radial direction with respect to a longitudinal center axis of the shaft. The support seat follows the guide seat, in particular indirectly. The guide receptacle is cylindrical, preferably circular-cylindrical, that is, in its longitudinal direction, has constant dimensions in the radial direction or a constant diameter. The shaft of the injection valve on which the ball head is arranged is arranged in the guide seat. The shaft of the injection valve and the spherical head are preferably designed in one piece and of the same material. The guide receptacle has larger dimensions in the radial direction than the shaft of the injection valve, so that it is present with play in the guide receptacle. This ensures reliable tolerance compensation of the injection valve with respect to the fuel rail.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stützring auf seiner dem Kugelkopf abgewandten Seite an einem an dem Kraftstoffrail befestigten Stützelement schwimmend anliegt, das ihn in Richtung des Kraftstoffrails drängt. Der schwimmend an dem Einspritzventil gelagerte Stützring stützt sich insoweit an dem Stützelement ab und wird von dem Stützelement in Richtung des Kraftstoffrails gedrängt. Das Stützelement greift insoweit über den Stützring, insbesondere ausschließlich über den Stützring, an dem Kugelkopf an und drängt diesen in die Kugelkopfaufnahme beziehungsweise an das Kraftstoffrail. Das Stützelement ist hierbei an dem Kraftstoffrail befestigt, insbesondere unmittelbar. Beispielsweise ist das Stützelement mittels eines Bolzens oder einer Schraube an dem Kraftstoffrail befestigt, wobei der Bolzen beziehungsweise die Schraube einerseits unmittelbar an dem Stützelement und andererseits unmittelbar an dem Kraftstoffrail angreift.A further development of the invention provides that the support ring on its side facing away from the ball head rests in a floating manner on a support element fastened to the fuel rail, which supports it in the direction of the fuel rail. The support ring, which is mounted in a floating manner on the injection valve, is supported on the support element and is pushed by the support element in the direction of the fuel rail. In this respect, the support element engages the ball head via the support ring, in particular exclusively via the support ring, and forces it into the ball head receptacle or onto the fuel rail. The support element is attached to the fuel rail, in particular directly. For example, the support element is fastened to the fuel rail by means of a bolt or a screw, the bolt or the screw engaging directly on the support element on the one hand and directly on the fuel rail on the other.

Durch Anziehen des Bolzens beziehungsweise der Schraube kann vorzugsweise das Stützelement in Richtung des Kraftstoffrails verlagert und somit der Kugelkopf an das Kraftstoffrail gedrängt werden, sodass nachfolgend die fluiddichte Verbindung zwischen dem Einspritzventil und dem Kraftstoffrail hergestellt ist. Der Stützring liegt schwimmend an dem Stützelement an. Hierunter ist wiederum zu verstehen, dass das Stützelement eine Verlagerung des Stützrings zumindest in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Einspritzventils zulässt. Hierdurch ist ein zuverlässiger Toleranzausgleich zwischen dem Einspritzventil und dem Kraftstoffrail sichergestellt.By tightening the bolt or the screw, the support element can preferably be displaced in the direction of the fuel rail and thus the ball head can be pushed against the fuel rail, so that the fluid-tight connection between the injection valve and the fuel rail is subsequently established. The support ring is floating on the support element. This in turn is to be understood as meaning that the support element allows the support ring to be displaced at least in the radial direction and / or in the circumferential direction with respect to the longitudinal center axis of the injection valve. This ensures reliable tolerance compensation between the injection valve and the fuel rail.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zylinderkopf über ein Basiselement verfügt, das eine Ventilaufnahme aufweist, in dem das Einspritzventil angeordnet ist, und an dem das Kraftstoffrail befestigt ist, wobei das Stützelement sich an wenigstens einer Abstützstelle an dem Basiselement abstützt. Das Basiselement ist vorzugsweise deckelartig ausgebildet und an dem Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigt, nämlich derart, dass es dieses übergreift. Insbesondere ist das Basiselement derart ausgestaltet, dass es den wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine wenigstens teilweise begrenzt. Beispielsweise bildet das Basiselement ein Zylinderdach dieses Zylinders aus. Besonders bevorzugt gilt dies für mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine, insbesondere alle Zylinder der Brennkraftmaschine.A further development of the invention provides that the cylinder head has a base element which has a valve receptacle in which the injection valve is arranged and to which the fuel rail is attached, the support element being supported at at least one support point on the base element. The base element is preferably designed like a cover and fastened to the cylinder crankcase of the internal combustion engine, namely in such a way that it overlaps it. In particular, the base element is designed such that it at least partially delimits the at least one cylinder of the internal combustion engine. For example, the base element forms a cylinder roof of this cylinder. This applies particularly preferably to several cylinders of the internal combustion engine, in particular all cylinders of the internal combustion engine.

In dem Basiselement ist die wenigstens eine Ventilaufnahme ausgebildet, in welchem das Einspritzventil angeordnet ist. Liegen mehrere Einspritzventile vor, so ist bevorzugt für jedes dieser mehreren Einspritzventile eine solche Ventilaufnahme in dem Basiselement ausgebildet. Weiterhin ist an dem Basiselement das Kraftstoffrail befestigt. Bevorzugt ist das Kraftstoffrail mit dem Basiselement verschraubt, vorzugsweise mittels mehrerer Bolzen oder Schrauben. Das Basiselement weist die wenigstens eine Abstützstelle auf, an welchem sich das Stützelement abstützt. Beispielsweise verfügt das Basiselement hierzu über einen Abstandshalter, auf welchem das Stützelement aufliegt. Der Abstandshalter liegt beispielsweise in Form einer Schraube beziehungsweise eines Bolzens vor, insbesondere als Kugelkopfschraube.The at least one valve receptacle in which the injection valve is arranged is formed in the base element. If there are several injection valves, then such a valve receptacle is preferably formed in the base element for each of these several injection valves. Furthermore, the fuel rail is attached to the base element. The fuel rail is preferably screwed to the base element, preferably by means of a plurality of bolts or screws. The base element has the at least one support point on which the support element is supported. For example, for this purpose the base element has a spacer on which the support element rests. The spacer is, for example, in the form of a screw or a bolt, in particular as a spherical head screw.

Das Stützelement und das Basiselement sind derart ausgebildet und derart zueinander angeordnet, dass sich das Stützelement lediglich an der Abstützstelle abstützt, also nicht starr mit dem Basiselement verbunden ist. Das Stützelement ist insoweit lediglich auf die Abstützstelle aufgelegt. Das Stützelement und die Abstützstelle können derart ausgestaltet sein, dass das Stützelement in vertikaler Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Abstandshalters beziehungsweise der Kugelkopfschraube lediglich abgestützt ist, sodass es das Stützelement auf Abstand zu dem Basiselement hält, jedoch in die von dem Basiselement abgewandte Richtung von der Abstützstelle ohne weiteres abgehoben werden kann.The support element and the base element are designed and arranged with respect to one another in such a way that the support element is only supported at the support point, that is to say is not rigidly connected to the base element. The support element is only placed on the support point. The support element and the support point can be designed such that the support element is only supported in the vertical direction with respect to a longitudinal center axis of the spacer or the spherical head screw, so that it keeps the support element at a distance from the base element, but in the direction away from the base element from the support point can be picked up easily.

Zusätzlich kann es in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Stützelement und die Abstützstelle derart ausgestaltet sind, dass das Stützelement bezüglich des Basiselements in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse des Abstandshalters festgelegt ist. Hierzu ist - wie bereits erwähnt - der Abstandshalter beispielsweise als Kugelkopfschraube ausgestaltet, wobei ein Kugelkopf dieser Kugelkopfschraube in eine Aufnahme des Stützelements formschlüssig eingreift. Die beschriebene Ausgestaltung des Zylinderkopfs ermöglicht einen besonders effektiven Toleranzausgleich zwischen dem Einspritzventil und dem Kraftstoffrail.In addition, it can be provided in a preferred embodiment that the support element and the support point are designed such that the support element in relation to the base element in radial direction is set with respect to the longitudinal center axis of the spacer. For this purpose - as already mentioned - the spacer is designed, for example, as a spherical head screw, a spherical head of this spherical head screw engaging positively in a receptacle of the support element. The configuration of the cylinder head described enables particularly effective tolerance compensation between the injection valve and the fuel rail.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Stützelement an einer Befestigungsstelle an dem Kraftstoffrail befestigt ist, wobei die Abstützstelle und die Befestigungsstelle auf gegenüberliegenden Seiten einer parallel zu einer Längsmittelachse des Kraftstoffrails verlaufenden gedachten Ebene angeordnet sind. Das Stützelement stützt sich also einerseits an der Abstützstelle an dem Basiselement ab und ist andererseits an der Befestigungsstelle an dem Kraftstoffrail befestigt, welches seinerseits an dem Stützelement befestigt ist. Die Abstützstelle und die Befestigungsstelle sind auf gegenüberliegenden Seiten der gedachten Ebene angeordnet, also beispielsweise die Abstützstelle auf einer ersten Seite der Ebene und die Befestigungsstelle auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Ebene.A further development of the invention provides that the support element is fastened to a fastening point on the fuel rail, the support point and the fastening point being arranged on opposite sides of an imaginary plane running parallel to a longitudinal center axis of the fuel rail. The support element is thus supported on the one hand at the support point on the base element and on the other hand is fastened to the fastening point on the fuel rail, which in turn is fastened to the support element. The support point and the fastening point are arranged on opposite sides of the imaginary plane, so for example the support point on a first side of the plane and the fastening point on a second side of the plane opposite the first side.

Die gedachte Ebene verläuft parallel zu der Längsmittelachse des Kraftstoffrails. Zusätzlich oder alternativ ist sie parallel zu einer Ebene angeordnet, welche eine Längsmittelachse des wenigstens einen Zylinders oder bevorzugt mehrere Längsmittelachsen mehrerer Zylinder der Brennkraftmaschine in sich aufnimmt. Hieraus ergibt sich eine Ausgestaltung des Zylinderkopfs, bei welcher das Stützelement einerseits der Ebene von dem Basiselement abgestützt und in Richtung des Kraftstoffrails gedrückt wird und andererseits in Richtung der Befestigungsstelle beziehungsweise des Kraftstoffrails gezogen wird. Die Befestigung des Stützelements an dem Kraftstoffrail erfolgt bevorzugt mittels einer Schraube oder eines Bolzens. In anderen Worten sind das Stützelement und das Kraftstoffrail miteinander verschraubt, wobei die Schraube beziehungsweise der Bolzen einerseits unmittelbar an dem Stützelement und andererseits unmittelbar an dem Kraftstoffrail angreift. Hierdurch wird ein besonders effektiver Toleranzausgleich erzielt.The imaginary plane runs parallel to the longitudinal center axis of the fuel rail. Additionally or alternatively, it is arranged parallel to a plane which accommodates a longitudinal center axis of the at least one cylinder or, preferably, a plurality of longitudinal center axes of several cylinders of the internal combustion engine. This results in an embodiment of the cylinder head in which the support element is supported on the one hand in the plane of the base element and pressed in the direction of the fuel rail and on the other hand is drawn in the direction of the fastening point or the fuel rail. The support element is preferably fastened to the fuel rail by means of a screw or a bolt. In other words, the support element and the fuel rail are screwed together, the screw or the bolt engaging directly on the support element on the one hand and directly on the fuel rail on the other hand. A particularly effective tolerance compensation is achieved in this way.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Stützelement auf der der Befestigungsstelle zugewandten Seite der gedachten Ebene von dem Zylinderkopf, insbesondere dem Basiselement des Zylinderkopfs, beabstandet angeordnet ist. Das Stützelement wird also lediglich auf der der Befestigungsstelle abgewandten Seite der Ebene von dem Basiselement abgestützt, insbesondere lediglich an der wenigstens einen Abstützstelle. Auf der der Befestigungsstelle zugewandten Seite der Ebene, besonders bevorzugt abseits der wenigstens einen Abstützstelle, ist das Stützelement von dem Zylinderkopf beabstandet angeordnet, berührt diesen also nicht. Hierdurch wird eine zuverlässige Befestigung des Einspritzventils bezüglich des Kraftstoffrails und die Herstellung einer zuverlässigen fluiddichten Verbindung realisiert.A further development of the invention provides that the support element is arranged at a distance from the cylinder head, in particular the base element of the cylinder head, on the side of the imaginary plane facing the fastening point. The support element is thus supported by the base element only on the side of the plane facing away from the fastening point, in particular only on the at least one support point. On the side of the plane facing the fastening point, particularly preferably away from the at least one support point, the support element is arranged at a distance from the cylinder head, ie it does not touch it. This realizes a reliable fastening of the injection valve with respect to the fuel rail and the production of a reliable fluid-tight connection.

Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, nämlich einem Zylinderkopf gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Der Zylinderkopf soll also ein Kraftstoffrail und wenigstens ein strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail verbundenes Einspritzventil aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftstoffrail eine Kugelkopfaufnahme, in die eine Fluidauslassöffnung einmündet, und das Einspritzventil einen Kugelkopf mit einer Fluideinlassöffnung aufweist, wobei der Kugelkopf derart in der Kugelkopfaufnahme angeordnet ist, dass die Fluideinlassöffnung in Überdeckung mit der Fluidauslassöffnung zur Herstellung der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil angeordnet ist.The invention of course also relates to an internal combustion engine with a cylinder crankcase and a cylinder head, namely a cylinder head according to the statements in the context of this description. The cylinder head should therefore have a fuel rail and at least one injection valve that is fluidically connected to the fuel rail. It is provided that the fuel rail has a spherical head receptacle into which a fluid outlet opening opens, and the injection valve has a spherical head with a fluid inlet opening, the spherical head being arranged in the spherical head receptacle in such a way that the fluid inlet opening overlaps the fluid outlet opening to establish the fluidic connection between the fuel rail and the injection valve is arranged.

Hinsichtlich möglicher vorteilhafter Ausgestaltungen des Zylinderkopfs beziehungsweise der Brennkraftmaschine wird auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.With regard to possible advantageous configurations of the cylinder head or the internal combustion engine, reference is made to the statements in the context of this description.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfs für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Zylinderkopfs gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei der Zylinderkopf über ein Kraftstoffrail und wenigstens ein strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail verbundenes Einspritzventil verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftstoffrail eine Kugelkopfaufnahme, in die eine Fluidauslassöffnung einmündet, und das Einspritzventil einen Kugelkopf mit einer Fluideinlassöffnung aufweist, wobei der Kugelkopf derart in der Kugelkopfaufnahme angeordnet wird, dass die Fluideinlassöffnung in Überdeckung mit der Fluidauslassöffnung zur Herstellung der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail und dem Einspritzventil angeordnet wird.The invention further relates to a method for assembling a cylinder head for an internal combustion engine, in particular a cylinder head according to the statements within the scope of this description, the cylinder head having a fuel rail and at least one injection valve fluidically connected to the fuel rail. It is provided that the fuel rail has a spherical head receptacle into which a fluid outlet opening opens, and the injection valve has a spherical head with a fluid inlet opening, the spherical head being arranged in the spherical head receptacle in such a way that the fluid inlet opening overlaps the fluid outlet opening to establish the fluidic connection between the fuel rail and the injection valve is arranged.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Verfahren zu ihrem Montieren können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure or such a design of the internal combustion engine have already been pointed out. Both the internal combustion engine and the method for assembling it can be developed in accordance with the explanations in this description, so that reference is made to them in this respect.

Die Erfindung betrifft schließlich die Verwendung eines Zylinderkopfs für eine Brennkraftmaschine, nämlich eines Zylinderkopfs gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, bei einem in dem Kraftstoffrail vorliegenden Kraftstoffdruck von mindestens 350 bar. Besonders bevorzugt ist der Kraftstoffdruck größer als 350 bar, insbesondere beträgt er mindestens 400 bar, mindestens 450 bar oder mindestens 500 bar. Hinsichtlich möglicher vorteilhafter Ausgestaltungen des Zylinderkopfs und der Brennkraftmaschine wird auf die weiteren Ausführungen dieser Beschreibung verwiesen.The invention finally relates to the use of a cylinder head for an internal combustion engine, namely a cylinder head according to FIGS Explanations within the scope of this description, with a fuel pressure of at least 350 bar in the fuel rail. The fuel pressure is particularly preferably greater than 350 bar, in particular it is at least 400 bar, at least 450 bar or at least 500 bar. With regard to possible advantageous configurations of the cylinder head and the internal combustion engine, reference is made to the further statements of this description.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Einspritzventils, welches zur strömungstechnischen Verbindung mit einem Kraftstoffrail einen Kugelkopf aufweist,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung aus dem Einspritzventil und dem Kraftstoffrail, wobei zusätzlich ein Basiselement eines Zylinderkopfs für eine Brennkraftmaschine gezeigt ist,
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Bereich der Anordnung gemäß der 2,
  • 4 eine schematische Darstellung des Zylinderkopfs bei einem ersten Montageschritt,
  • 5 eine schematische Darstellung des Zylinderkopfs bei einem zweiten Montageschritt, sowie
  • 6 eine schematische Darstellung des Zylinderkopfs bei einem dritten Montageschritt.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without restricting the invention. It shows:
  • 1 a schematic representation of an injection valve which has a spherical head for the fluidic connection with a fuel rail,
  • 2 a schematic representation of an arrangement of the injection valve and the fuel rail, wherein a base element of a cylinder head for an internal combustion engine is also shown,
  • 3 a schematic sectional view through a region of the arrangement according to FIG 2 ,
  • 4th a schematic representation of the cylinder head in a first assembly step,
  • 5 a schematic representation of the cylinder head in a second assembly step, and
  • 6th a schematic representation of the cylinder head in a third assembly step.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Einspritzventils 1 für einen Zylinderkopf 2 einer Brennkraftmaschine (hier nicht näher dargestellt). Das Einspritzventil 1 verfügt auf seiner später einem Kraftstoffrail 3 des Zylinderkopfs 2 zugewandten Seite über einen Kugelkopf 4, der eine Fluideinlassöffnung 5 aufweist. Auf der später dem Kraftstoffrail 3 abgewandten Seite des Kugelkopfs 4 liegt ein Stützring 6 an dem Kugelkopf 4 an. Der Stützring 6 ist hierbei schwimmend an dem Einspritzventil 1 gelagert. Der Stützring 6 stützt sich auf seiner dem Kugelkopf 4 beziehungsweise dem Kraftstoffrail 3 abgewandten Seite an einem Stützelement 7 ab, mittels welchem das Einspritzventil 1 schlussendlich an den Zylinderkopf 2 und dem Kraftstoffrail 3 befestigt ist. Auf seiner dem Kugelkopf 4 abgewandten Seite verfügt das Einspritzventil 1 über eine Einspritzdüse 8, durch welche ein an der Fluideinlassöffnung 5 bereitgestelltes Fluid, nämlich Kraftstoff, in einen Zylinder der Brennkraftmaschine beziehungsweise einen Brennraum des Zylinders einbringbar ist.The 1 shows a schematic representation of an injection valve 1 for a cylinder head 2 an internal combustion engine (not shown here). The injector 1 later has a fuel rail 3 of the cylinder head 2 facing side via a ball head 4th having a fluid inlet port 5 having. On the later the fuel rail 3 facing away from the ball head 4th there is a support ring 6th on the ball head 4th at. The support ring 6th is here floating on the injection valve 1 stored. The support ring 6th leans on his ball head 4th or the fuel rail 3 remote side on a support element 7th from, by means of which the injection valve 1 finally to the cylinder head 2 and the fuel rail 3 is attached. On his ball head 4th facing away from the injection valve 1 via an injection nozzle 8th , through which a at the fluid inlet port 5 provided fluid, namely fuel, can be introduced into a cylinder of the internal combustion engine or a combustion chamber of the cylinder.

Die 2 zeigt schematisch eine Anordnung des Einspritzventils 1 und des Kraftstoffrails 3. Zusätzlich sind zwei Abstandshalter 9 eines Basiselements 10 des Zylinderkopfs 2 zu erkennen. Das Einspritzventil 1 ist derart angeordnet, dass seine Längsmittelachse 11 das Kraftstoffrail 3 schneidet, also durch dieses hindurch verläuft. Das Kraftstoffrail 3 ist an dem Basiselement 10 des Zylinderkopfs 2 befestigt, bevorzugt mittels wenigstens einer hier nicht dargestellten Schraube beziehungsweise eines Bolzens. Erkennbar ist eine Befestigungsöffnung 12 für diese Schraube beziehungsweise diesen Bolzen.The 2 shows schematically an arrangement of the injection valve 1 and the fuel rail 3 . There are also two spacers 9 of a base element 10 of the cylinder head 2 to recognize. The injector 1 is arranged such that its longitudinal central axis 11 the fuel rail 3 cuts, i.e. runs through it. The fuel rail 3 is on the base element 10 of the cylinder head 2 attached, preferably by means of at least one screw, not shown here, or a bolt. A fastening opening can be seen 12 for this screw or this bolt.

Das Stützelement 7, mittels welchem das Einspritzventil 1 an den Kraftstoffrail 3 gehalten und befestigt ist, stützt sich einerseits auf den Abstandshalter 9 auf. Andererseits ist es an dem Kraftstoffrail befestigt, nämlich mittels einer Schraube 13 beziehungsweise eines Bolzens. Mittels der Schraube 13 beziehungsweise des Bolzens wird das Stützelement 7 derart in Richtung des Kraftstoffrails 3 gezogen, dass der Kugelkopf 4 des Einspritzventils 1 in dichtendem Anlagekontakt mit dem Kraftstoffrail 3 steht. Entsprechend liegt eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Einspritzventil 1 und dem Kraftstoffrail 3 vor.The support element 7th , by means of which the injection valve 1 to the fuel rail 3 is held and attached, is based on the one hand on the spacer 9 on. On the other hand, it is attached to the fuel rail, namely by means of a screw 13 or a bolt. Using the screw 13 or the bolt is the support element 7th such in the direction of the fuel rail 3 pulled that the ball head 4th of the injector 1 in sealing contact with the fuel rail 3 stands. Accordingly, there is a fluid-tight connection between the injection valve 1 and the fuel rail 3 in front.

Die 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch die Anordnung der 2. Die Längsmittelachse 11 des Einspritzventils 1 liegt vorzugsweise in einer gedachten Ebene, welche gleichsam eine Längsmittelachse 14 des Kraftstoffrails 3 aufnimmt oder zumindest parallel zu dieser verläuft. Einerseits der gedachten Ebene stützt sich das Stützelement 7 an dem wenigstens einen Abstandshalter 9 ab, wohingegen es auf dieser Seite gegenüberliegenden zweiten Seite an dem Kraftstoffrail 3 befestigt ist, nämlich mittels der Schraube 13 beziehungsweise dem Bolzen. Auf der Seite, auf welcher das Stützelement 7 an dem Kraftstoffrail 3 befestigt ist, ist es bevorzugt von dem Basiselement 10 des Zylinderkopfs 2 beabstandet angeordnet, steht also nicht mit diesem in Berührkontakt.The 3 shows a schematic sectional view through the arrangement of FIG 2 . The longitudinal central axis 11 of the injector 1 preferably lies in an imaginary plane which, as it were, has a longitudinal center axis 14th of the fuel rail 3 receives or at least runs parallel to this. The support element is supported on one side of the imaginary plane 7th on the at least one spacer 9 from, whereas it is on this side opposite the second side on the fuel rail 3 is attached, namely by means of the screw 13 or the bolt. On the side on which the support element 7th on the fuel rail 3 is attached, it is preferably from the base member 10 of the cylinder head 2 arranged at a distance, so is not in touch with this.

Es ist erkennbar, dass sich der Stützring 6 lediglich bereichsweise an dem Stützelement 7 abstützt, also in Umfangsrichtung nicht durchgehend. Beispielsweise stützt sich der Stützring 6 lediglich auf derjenigen Seite der gedachten Ebene an dem Stützelement 7 ab, auf welcher sich das Stützelement 7 an dem Basiselement 10 abstützt. Auf der jeweils anderen Seite der Ebene ist hingegen der Stützring 6 von dem Stützelement 7 beabstandet angeordnet. Hierdurch wird ein hervorragender Toleranzausgleich zwischen dem Einspritzventil 1 und dem Kraftstoffrail 3 ermöglicht.It can be seen that the support ring 6th only partially on the support element 7th supported, so not continuously in the circumferential direction. For example, the support ring is supported 6th only on that side of the imaginary plane on the support element 7th on which the support element 7th on the base element 10 supports. On the other hand, the support ring is on the other side of the plane 6th from the support element 7th spaced apart. This creates an excellent tolerance compensation between the injection valve 1 and the fuel rail 3 enables.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung des Zylinderkopfs 2 bei einem ersten Montageschritt. In diesem werden das wenigstens eine Einspritzventil (in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Einspritzventile 1), in korrespondierenden Ausnehmungen des Basiselements 10 angeordnet. Dies erfolgt derart, dass sich das Stützelement 7 auf dem wenigstens einen Abstandshalter 9 des Basiselements 10 abstützt. Auf dem Stützelement 7 stützt sich wiederum der Stützring 6 und an diesem der Kugelkopf 4 des Einspritzventils 1 ab. Es ist erkennbar, dass an dem Stützelement 7 bereits die Schraube 13 beziehungsweise der Bolzen befestigt ist.The 4th shows a schematic representation of the cylinder head 2 in the first assembly step. In this one there will be at least one Injection valve (in the exemplary embodiment shown here, several injection valves 1 ), in corresponding recesses in the base element 10 arranged. This is done in such a way that the support element 7th on the at least one spacer 9 of the base element 10 supports. On the support element 7th in turn, the support ring is supported 6th and on this the ball head 4th of the injector 1 from. It can be seen that on the support element 7th already the screw 13 or the bolt is attached.

Die 5 zeigt eine schematische Darstellung des Zylinderkopfs 2 in einem zweiten Montageschritt, welcher sich an den ersten Montageschritt anschließt. In diesem wird das Kraftstoffrail 3 auf das wenigstens eine Einspritzventil 1 aufgesetzt und an dem Basiselement 10 des Zylinderkopfs 2 befestigt, nämlich mittels wenigstens einer Schraube 15. Dabei wird die Schraube 13 derart angeordnet, dass sie eine Aufnahmeöffnung 16 des Kraftstoffrails 3 durchgreift. Letztendlich ist nun bereits das wenigstens eine Einspritzventil 1 zuverlässig an dem Kraftstoffrail 3 beziehungsweise dem Basiselement 10 gehalten, weil das Kraftstoffrail 3 das Einspritzventil 1 an dem Basiselement 10 hält beziehungsweise es in Richtung des Basiselements 10 drängt.The 5 shows a schematic representation of the cylinder head 2 in a second assembly step, which follows the first assembly step. This is where the fuel rail 3 on the at least one injection valve 1 placed on and on the base element 10 of the cylinder head 2 attached, namely by means of at least one screw 15th . Thereby the screw 13 arranged so that they have a receiving opening 16 of the fuel rail 3 takes action. Ultimately, that is already at least one injection valve 1 reliable on the fuel rail 3 or the base element 10 kept because the fuel rail 3 the injector 1 on the base element 10 or holds it in the direction of the base element 10 urges.

Die 6 zeigt eine schematische Darstellung des Zylinderkopfs 2 in einem dritten Montageschritt, welcher auf den zweiten Montageschritt folgt. In diesem wird auf die Schraube 13 eine Mutter 17 aufgesetzt und festgezogen, nämlich bis das Einspritzventil 1 beziehungsweise sein Kugelkopf 4 vollständig an das Kraftstoffrail 3 herangezogen ist, sodass es fluiddicht an diesem anliegt.The 6th shows a schematic representation of the cylinder head 2 in a third assembly step, which follows the second assembly step. This is on the screw 13 A mother 17th put on and tightened, namely up to the injector 1 or his ball head 4th completely to the fuel rail 3 is used so that it is fluid-tight against this.

Die beschriebene Ausgestaltung des Zylinderkopfs 2 ermöglicht zum einen eine einfache Montage und zum anderen eine platzsparende Ausgestaltung. Weiterhin wird auf zuverlässige Art und Weise ein Toleranzausgleich zwischen dem Einspritzventil 1 und dem Kraftstoffrail 3 realisiert.The described configuration of the cylinder head 2 enables simple assembly on the one hand and a space-saving design on the other. Furthermore, a tolerance compensation between the injection valve is achieved in a reliable manner 1 and the fuel rail 3 realized.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
EinspritzventilInjector
22
ZylinderkopfCylinder head
33
KraftstoffrailFuel rail
44th
KugelkopfBall head
55
FluideinlassöffnungFluid inlet port
66
StützringSupport ring
77th
StützelementSupport element
88th
EinspritzdüseInjector
99
AbstandshalterSpacers
1010
BasiselementBase element
1111
LängsmittelachseLongitudinal central axis
1212
BefestigungsöffnungMounting hole
1313
Schraubescrew
1414th
LängsmittelachseLongitudinal central axis
1515th
Schraubescrew
1616
AufnahmeöffnungReceiving opening
1717th
Muttermother

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 202015000804 U1 [0002]DE 202015000804 U1 [0002]

Claims (10)

Zylinderkopf (2) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffrail (3) und wenigstens einem strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail (3) verbundenen Einspritzventil (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffrail (3) eine Kugelkopfaufnahme, in die eine Fluidauslassöffnung einmündet, und das Einspritzventil (1) einen Kugelkopf (4) mit einer Fluideinlassöffnung (5) aufweist, wobei der Kugelkopf (4) derart in der Kugelkopfaufnahme angeordnet ist, dass die Fluideinlassöffnung (5) in Überdeckung mit der Fluidauslassöffnung zur Herstellung der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail (3) und dem Einspritzventil (1) angeordnet ist, wobei an dem Kugelkopf (4) auf der dem Kraftstoffrail (3) abgewandten Seite ein schwimmend an dem Einspritzventil (1) gelagerter Stützring (6) angreift, der den Kugelkopf (4) in Richtung des Kraftstoffrails (3) drängt.Cylinder head (2) for an internal combustion engine, with a fuel rail (3) and at least one injection valve (1) fluidically connected to the fuel rail (3), characterized in that the fuel rail (3) has a spherical head receptacle into which a fluid outlet opening opens, and that Injection valve (1) has a spherical head (4) with a fluid inlet opening (5), the spherical head (4) being arranged in the spherical head receptacle in such a way that the fluid inlet opening (5) overlaps the fluid outlet opening to establish the fluidic connection between the fuel rail ( 3) and the injection valve (1), with a support ring (6) floating on the injection valve (1) engaging the ball head (4) on the side facing away from the fuel rail (3), which supports the ball head (4) in the the fuel rail (3) urges. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaft des Einspritzventils und der Kugelkopf einstückig und/oder materialeinheitlich ausgestaltet sind.Cylinder head after Claim 1 , characterized in that a shaft of the injection valve and the ball head are designed in one piece and / or made of the same material. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (4) auf seiner dem Stützring (6) zugewandten Seite konisch oder teilkugelförmig ist und mit dieser Seite in eine konische oder teilkugelförmige Stützaufnahme des Stützrings (6) eingreift.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the ball head (4) is conical or part-spherical on its side facing the support ring (6) and engages with this side in a conical or part-spherical support seat of the support ring (6). Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützaufnahme in eine zylindrische Führungsaufnahme des Stützrings (6) übergeht, in welcher der Schaft des Einspritzventils (1) mit Spiel in radialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Schafts angeordnet ist.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the support receptacle merges into a cylindrical guide receptacle of the support ring (6), in which the shaft of the injection valve (1) is arranged with play in the radial direction with respect to a longitudinal center axis of the shaft. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (6) auf seiner dem Kugelkopf (4) abgewandten Seite an einem an dem Kraftstoffrail (3) befestigten Stützelement (7) schwimmend anliegt, das ihn in Richtung des Kraftstoffrails (3) drängt.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the support ring (6) on its side facing away from the ball head (4) rests in a floating manner on a support element (7) fastened to the fuel rail (3), which supports it in the direction of the fuel rail (3). urges. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (2) über ein Basiselement (10) verfügt, das eine Ventilaufnahme aufweist, in dem das Einspritzventil (1) angeordnet ist, und an dem das Kraftstoffrail (3) befestigt ist, wobei das Stützelement (7) sich an wenigstens einer Abstützstelle an dem Basiselement (10) abstützt.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder head (2) has a base element (10) which has a valve seat in which the injection valve (1) is arranged and to which the fuel rail (3) is attached, wherein the support element (7) is supported on at least one support point on the base element (10). Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (7) an einer Befestigungsstelle an dem Kraftstoffrail (3) befestigt ist, wobei die Abstützstelle und die Befestigungsstelle auf gegenüberliegenden Seiten einer parallel zu einer Längsmittelachse (14) des Kraftstoffrails (3) verlaufenden gedachten Ebene angeordnet sind.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the support element (7) is fastened to a fastening point on the fuel rail (3), the support point and the fastening point on opposite sides of a parallel to a longitudinal center axis (14) of the fuel rail (3) extending imaginary plane are arranged. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (7) auf der der Befestigungsstelle zugewandten Seite der gedachten Ebene von dem Zylinderkopf (2) beabstandet angeordnet ist.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the support element (7) is arranged at a distance from the cylinder head (2) on the side of the imaginary plane facing the fastening point. Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfs (2) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Zylinderkopfs (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zylinderkopf (2) über ein Kraftstoffrail (3) und wenigstens ein strömungstechnisch mit dem Kraftstoffrail (3) verbundenes Einspritzventil (1) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffrail (3) eine Kugelkopfaufnahme, in die eine Fluidauslassöffnung einmündet, und das Einspritzventil (1) einen Kugelkopf (4) mit einer Fluideinlassöffnung (5) aufweist, wobei der Kugelkopf (4) derart in der Kugelkopfaufnahme angeordnet wird, dass die Fluideinlassöffnung (5) in Überdeckung mit der Fluidauslassöffnung zur Herstellung der strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffrail (3) und dem Einspritzventil (1) angeordnet wird.Method for assembling a cylinder head (2) for an internal combustion engine, in particular a cylinder head (2) according to one or more of the preceding claims, wherein the cylinder head (2) is connected via a fuel rail (3) and at least one injection valve fluidically connected to the fuel rail (3) (1), characterized in that the fuel rail (3) has a spherical head receptacle into which a fluid outlet opening opens, and the injection valve (1) has a spherical head (4) with a fluid inlet opening (5), the spherical head (4) in such a way the ball head receptacle is arranged so that the fluid inlet opening (5) is arranged in overlap with the fluid outlet opening for establishing the fluidic connection between the fuel rail (3) and the injection valve (1). Verwendung eines Zylinderkopfs (2) für eine Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, bei einem in dem Kraftstoffrail 3 vorliegenden Kraftstoffdruck von mindestens 350 bar.Use of a cylinder head (2) for an internal combustion engine according to one or more of the Claims 1 to 8th with a fuel pressure of at least 350 bar in the fuel rail 3.
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