EP2004985B1 - Leitungsverbindung einer kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Leitungsverbindung einer kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine Download PDF

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EP2004985B1
EP2004985B1 EP07704539.1A EP07704539A EP2004985B1 EP 2004985 B1 EP2004985 B1 EP 2004985B1 EP 07704539 A EP07704539 A EP 07704539A EP 2004985 B1 EP2004985 B1 EP 2004985B1
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EP
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pressure line
high pressure
injector
opening
fuel injection
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EP07704539.1A
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Thomas Pauer
Friedrich Boecking
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/004—Joints; Sealings
    • F02M55/005—Joints; Sealings for high pressure conduits, e.g. connected to pump outlet or to injector inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, as in WO 94/20746 disclosed.
  • Such a fuel injection device is characterized by the EP 1 260 704 A known.
  • This fuel injection device has at least one high-pressure line and an injector connected thereto, through which fuel is injected in a cylinder of the internal combustion engine.
  • the high-pressure line has an opening in its periphery for each injector, which communicates with an inlet bore running in a housing of the injector via an additional connection line.
  • the connecting line is connected on the one hand to the high-pressure line and on the other hand to the housing of the injector. Because of the additional connecting line provided for each injector, this known fuel injector requires a great deal of manufacturing and assembly work.
  • the fuel injection device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the high-pressure line can be fastened directly to a housing of the injector and thus no additional connection line is required and thus the Manufacturing and assembly costs of the fuel injection device is reduced.
  • the embodiment of claim 1 and 2 allows a secure seal the transition from the opening of the high pressure line to the mouth of the inlet bore without an additional sealing element is required.
  • the embodiment according to claim 4 allows a reduction in the load of the high-pressure line.
  • the embodiment according to claim 5 enables a stiffening of the high-pressure line in its connection region with the injector and also an attenuation of pressure oscillations in the high-pressure line and / or in the connection to the injector.
  • FIG. 1 a fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation in a side view.
  • FIG. 2 the part of the fuel injection device in section along line II-II in FIG. 1 according to a first embodiment
  • FIG. 3 the part in a section along line VI-VI in FIG. 2
  • FIG. 4 the part in section along line II-II in FIG. 1 according to a modified embodiment.
  • a fuel injection device for an internal combustion engine preferably a motor vehicle is shown.
  • the internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine and has a plurality of cylinders 6, which may be arranged in series or v-shaped.
  • the fuel injection device has a feed pump 10, is conveyed by the fuel from a reservoir 12 to at least one high-pressure pump 14.
  • fuel is conveyed under high pressure to injectors 16, wherein on each cylinder 6 each have an injector 16 is arranged, is injected through the fuel into the cylinder.
  • Each injector 16 includes a fuel injector and an electrically actuated actuator that controls the opening and closing of the fuel injector and thus fuel injection.
  • a high pressure line 20 Connected to the high pressure pump 14 is a high pressure line 20 through which the fuel delivered by the high pressure pump 14 is directed to the injectors 16. It can be provided that a single continuous high-pressure line 20 connects all the injectors 16 with the high-pressure pump 14 and the injectors 16 with each other. In an internal combustion engine with a V-shaped cylinder arrangement, the injectors 16 are one Cylinder bank by a respective high pressure line 20 to the high pressure pump 14 and interconnected. Alternatively, it can also be provided that a plurality of separate high-pressure lines 20 are provided which connect at least one injector 16 with the high-pressure pump 14 and / or at least two adjacent injectors 16 with each other. The tubular high pressure line 20 is directly connected to each injector 16, wherein several embodiments for the connection of the high pressure line 20 to the injector 16 are described below.
  • FIGS. 2 and 3 the connection of the high pressure line 20 is shown with the injector 16 according to a first embodiment.
  • a U-shaped receptacle 56 is provided for the high-pressure line 20, which is, however, open to the outside of the injector 16 facing away from the combustion chamber.
  • the receptacle 56 is formed as a slot in a circular cylindrical projection 58 of the housing 24 of the injector 16.
  • On the inner surface 60 of the housing 24 at the bottom of the receptacle 56 leads to the fuel injection valve leading inlet bore 30.
  • the outwardly facing end portion of the lug 58 is provided with an external thread 64.
  • the opening 22 in the high pressure line 20 is formed such that it widens outwards at least approximately conically.
  • the high pressure line 20 is inserted from the outside into the receptacle 56, wherein the opening 22 is placed on the surrounding the inlet bore 30 of the injector 16 collar 62.
  • the high pressure line 20 is held in the receptacle 56 by a clamping element 66 which is formed as a screwed onto the external thread 64 of the lug 58 clamping nut, which acts at least indirectly on the high pressure line 20.
  • a support member 68 is arranged, which on the one hand adapted to the surface of the high pressure line 20 has a concave depression and which allows a rotational movement of the clamping nut 66 with respect to the high pressure line 20.
  • an insert 70 in which at least one, a defined flow cross-section defining throttle point is formed.
  • a stiffening of the high pressure line 20 is achieved in the connection region with the injector 16.
  • a throttle point 72 is arranged in the connection of the high-pressure line 20 with the inlet bore 30 of the injector 16.
  • at least one throttle point 74 is arranged in the passage through the high-pressure line 20, which is particularly expedient when a plurality of injectors 16 are connected to one another by the high-pressure line 20.
  • a throttling point 74 is arranged in the insert 70 both before and after the opening 22. Through the throttle points 72,74, the propagation of pressure waves in the high pressure line 20 and between the injector 16 and the high pressure line 20 can be prevented or at least damped.
  • the insert 70 in the high pressure line 20 may also be provided in the first or second embodiment.
  • the opening 22 in the high-pressure line 20 is arranged centrically to the longitudinal axis 21 of the high-pressure line 20.
  • the opening 22 in the high-pressure line 20 is arranged eccentrically to the longitudinal axis 21.
  • the opening 22 is arranged such that it extends at least approximately tangentially to the inner wall of the high-pressure line 20.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1, wie in der WO 94/20746 offenbart.
  • Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die EP 1 260 704 A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist wenigstens eine Hochdruckleitung und einen mit dieser verbundenen Injektor auf, durch den in einem Zylinder der Brennkraftmaschine Kraftstoff eingespritzt wird. Die Hochdruckleitung weist in ihrem Umfang für jeden Injektor eine Öffnung auf, die mit einer in einem Gehäuse des Injektors verlaufenden Zulaufbohrung über eine zusätzliche Verbindungsleitung in Verbindung steht. Die Verbindungsleitung ist dabei einerseits mit der Hochdruckleitung und andererseits mit dem Gehäuse des Injektors verbunden. Wegen der für jeden Injektor vorgesehenen zusätzlichen Verbindungsleitung erfordert diese bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung einen großen Fertigungs- und Montageaufwand.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Hochdruckleitung direkt an einem Gehäuse des Injektors befestigbar ist und somit keine zusätzliche Verbindungsleitung erforderlich ist und somit der Fertigungs- und Montageaufwand der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verringert ist.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 1 und 2 ermöglicht eine sichere Abdichtung des Übergangs von der Öffnung der Hochdruckleitung zur Mündung der Zulaufbohrung ohne dass ein zusätzliches Dichtelement erforderlich ist. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine Verringerung der Belastung der Hochdruckleitung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine Versteifung der Hochdruckleitung in deren Verbindungsbereich mit dem Injektor und außerdem eine Dämpfung von Druckschwingungen in der Hochdruckleitung und/oder in der Verbindung zum Injektor.
    • Offenbarung der Erfindung Zeichnung
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht. Figur 2 den Teil der Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 3 den Teil in einem Schnitt entlang Linie VI-VI in Figur 2 und Figur 4 den Teil im Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1 gemäß einer modifizierten Ausführung.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Figuren 1 bis 4 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine und weist mehrere Zylinder 6 auf, die in Reihe oder v-förmig angeordnet sein können. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Förderpumpe 10 auf, durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 12 zu wenigstens einer Hochdruckpumpe 14 gefördert wird. Durch die Hochdruckpumpe 14 wird Kraftstoff unter Hochdruck zu Injektoren 16 gefördert, wobei an jedem Zylinder 6 jeweils ein Injektor 16 angeordnet ist, durch den in den Zylinder Kraftstoff eingespritzt wird. Jeder Injektor 16 umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil und einen elektrisch betätigten Aktor, durch den das Öffnen und Schließen des Kraftstoffeinspritzventils und damit die Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird.
  • Mit der Hochdruckpumpe 14 ist eine Hochdruckleitung 20 verbunden, durch die der von der Hochdruckpumpe 14 geförderte Kraftstoff zu den Injektoren 16 geleitet wird. Es kann vorgesehen sein, dass eine einzige durchgehende Hochdruckleitung 20 alle Injektoren 16 mit der Hochdruckpumpe 14 und die Injektoren 16 untereinander verbindet. Bei einer Brennkraftmaschine mit v-förmiger Zylinderanordnung sind dabei die Injektoren 16 einer Zylinderbank durch jeweils eine Hochdruckleitung 20 mit der Hochdruckpumpe 14 und untereinander verbunden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass mehrere separate Hochdruckleitungen 20 vorgesehen sind, die wenigstens einen Injektor 16 mit der Hochdruckpumpe 14 und/oder wenigstens zwei benachbarte Injektoren 16 miteinander verbinden. Die rohrförmig ausgebildete Hochdruckleitung 20 ist mit jedem Injektor 16 direkt verbunden, wobei nachfolgend mehrere Ausführungsbeispiele für die Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit dem Injektor 16 beschrieben werden.
  • In den Figuren 2 und 3 ist die Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit dem Injektor 16 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Am Gehäuse 24 des Injektors 16 ist dabei eine u-förmige Aufnahme 56 für die Hochdruckleitung 20 vorgesehen, die jedoch zu der dem Brennraum abgewandten Außenseite des Injektors 16 hin offen ist. Die Aufnahme 56 ist als Schlitz in einem kreiszylinderförmigen Ansatz 58 des Gehäuses 24 des Injektors 16 ausgebildet. An der Innenfläche 60 des Gehäuses 24 am Boden der Aufnahme 56 mündet die zum Kraftstoffeinspritzventil führende Zulaufbohrung 30. Die Mündung der Zulaufbohrung 30 an der Innenfläche 60 ist von einem sich zumindest annähernd konisch verjüngenden Kragen 62 umgeben. Der nach außen weisende Endbereich des Ansatzes 58 ist mit einem Außengewinde 64 versehen.
  • Die Öffnung 22 in der Hochdruckleitung 20 ist derart ausgebildet, dass diese sich nach außen zumindest annähernd konisch erweitert. Die Hochdruckleitung 20 ist von außen in die Aufnahme 56 eingefügt, wobei deren Öffnung 22 auf den die Zulaufbohrung 30 des Injektors 16 umgebenden Kragen 62 aufgesetzt ist. Die Hochdruckleitung 20 wird in der Aufnahme 56 durch ein Spannelement 66 gehalten, das als eine auf das Außengewinde 64 des Ansatzes 58 aufgeschraubte Spannmutter ausgebildet ist, die zumindest mittelbar auf die Hochdruckleitung 20 wirkt. Zwischen der Spannmutter 66 und der Hochdruckleitung 20 ist ein Stützelement 68 angeordnet, das einerseits an die Oberfläche der Hochdruckleitung 20 angepasst eine konkave Vertiefung aufweist und das eine Drehbewegung der Spannmutter 66 bezüglich der Hochdruckleitung 20 ermöglicht. Beim Aufschrauben der Spannmutter 66 auf das Außengewinde des Ansatzes 58 wird über das Stützelement 68 die Hochdruckleitung 20 in die Aufnahme 56 gepresst, wobei durch die konische Ausbildung des Kragens 62 und der Öffnung 22 eine Abdichtung des Übergangs von der Hochdruckleitung 20 zur Zulaufbohrung 30 sichergestellt wird.
  • Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt kann in der Hochdruckleitung 20 im Bereich von deren Verbindung mit dem Injektor 16 ein Einsatz 70 angeordnet sein, in dem wenigstens eine, einen definierten Durchflussquerschnitt bestimmende Drosselstelle gebildet ist. Durch den Einsatz 70 wird außerdem eine Versteifung der Hochdruckleitung 20 in deren Verbindungsbereich mit dem Injektor 16 erreicht. Es kann dabei vorgesehen sein, dass eine Drosselstelle 72 in der Verbindung der Hochdruckleitung 20 mit der Zulaufbohrung 30 des Injektors 16 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Drosselstelle 74 im Durchgang durch die Hochdruckleitung 20 angeordnet ist, was insbesondere zweckmäßig ist, wenn durch die Hochdruckleitung 20 mehrere Injektoren 16 miteinander verbunden werden. Es kann vorgesehen sein, dass im Einsatz 70 sowohl vor als auch nach der Öffnung 22 jeweils eine Drosselstelle 74 angeordnet ist. Durch die Drosselstellen 72,74 kann die Ausbreitung von Druckwellen in der Hochdruckleitung 20 und zwischen dem Injektor 16 und der Hochdruckleitung 20 verhindert oder zumindest gedämpft werden. Der Einsatz 70 in der Hochdruckleitung 20 kann auch beim ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.
  • Bei der Ausführung gemäß den Figuren 2 und 3 ist die Öffnung 22 in der Hochdruckleitung 20 zentrisch zur Längsachse 21 der Hochdruckleitung 20 angeordnet. Bei einer in Figur 7 dargestellten modifizierten Ausführung ist die Öffnung 22 in der Hochdruckleitung 20 exzentrisch zur Längsachse 21 angeordnet. Vorzugsweise ist die Öffnung 22 derart angeordnet, dass sie zumindest annähernd tangential zur Innenwand der Hochdruckleitung 20 verläuft. Durch diese Anordnung der Öffnung 22 kann die Belastbarkeit, insbesondere die Druckbelastbarkeit der Hochdruckleitung 20 gegenüber einer zentrischen Anordnung verbessert sein.

Claims (5)

  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Hochdruckleitung (20) durch die Kraftstoff zu wenigstens einem Injektor (16) zugeführt wird, wobei die Hochdruckleitung (20) in ihrem Umfang zur Verbindung mit dem Injektor (16) eine Öffnung (22) aufweist, die zumindest mittelbar mit einer in einem Gehäuse (24) des Injektors (16) verlaufenden Zulaufbohrung (30) in Verbindung steht, wobei das Gehäuse (24) des Injektors (16) einen nach außen weisenden zylinderförmigen Ansatz (58) aufweist, in dem eine schlitzförmige Aufnahme (56) gebildet ist, in die die Hochdruckleitung (20) quer zu ihrer Längserstreckung eingefügt ist, wobei die Aufnahme (56) auf der der Mündung der Zulaufbohrung (30) gegenüberliegenden Seite offen ist, und wobei die Hochdruckleitung (20) mittels eines am Gehäuse (24) des Injektors (16) befestigten Spannelements (66,) derart in der Aufnahme (56) fixierbar ist, dass der Übergang von der Öffnung (22) der Hochdruckleitung (20) zur Mündung der Zulaufbohrung (30) in der Aufnahme (56) abgedichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement als eine auf das Außengewinde (64) des Ansatzes (58) aufgeschraubte Spannmutter (66) ausgebildet ist, die zumindest mittelbar auf die Hochdruckleitung (20) wirkt, und dass das Gehäuse (24) des Injektors (16) ein die Mündung der Zulaufbohrung (30) umgebenden Kragen (62) bildet, auf den die Hochdruckleitung (20) mit ihrer Öffnung (22) aufgesetzt ist.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spannmutter (66) und der Hochdruckleitung (20) ein Stützelement (68) angeordnet ist, das auf seiner der Hochdruckleitung (20) zugewandten Seite der Form der Hochdruckleitung (20) angepasst ist und gegenüber dem die Spannmutter (66) drehbar ist.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (62) des Gehäuses (24) des Injektors (16) und die Öffnung (22) der Hochdruckleitung (20) jeweils zumindest annähernd konisch ausgebildet sind.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (22) in der Hochdruckleitung (20) exzentrisch zur Längsachse (21) der Hochdruckleitung (20) angeordnet ist, insbesondere derart, dass die Öffnung (22) zumindest annähernd tangential zur Innenwand der Hochdruckleitung (20) in diese mündet.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hochdruckleitung (20) im Bereich von deren Verbindung mit dem Injektor (16) ein Einsatz (70) vorgesehen ist, in dem wenigstens eine Drosselstelle (72,74) zur Bildung eines definierten Durchflussquerschnitts durch die Hochdruckleitung (20) und/oder zur Zulaufbohrung (30) des Injektors (16) ausgebildet ist.
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