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EP1403508A2 - Kraftstoffzufuhrzusammenbau - Google Patents

Kraftstoffzufuhrzusammenbau Download PDF

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EP1403508A2
EP1403508A2 EP03021338A EP03021338A EP1403508A2 EP 1403508 A2 EP1403508 A2 EP 1403508A2 EP 03021338 A EP03021338 A EP 03021338A EP 03021338 A EP03021338 A EP 03021338A EP 1403508 A2 EP1403508 A2 EP 1403508A2
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EP
European Patent Office
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fuel
fuel supply
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return
channel
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EP03021338A
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Fernando Sandoval
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Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • 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
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply assembly having a plurality of intersecting fuel supply openings and fuel injection openings and a common return flow channel, which connects the fuel inlet openings to a fuel reservoir, and a plurality of fuel injection nozzles arranged in the fuel injection openings, which have a return flow outlet, which guides excess fuel from the fuel injection nozzle, and one A plurality of fuel supply elements which are arranged in the fuel supply openings and each have a fuel supply channel which guides pressurized fuel to an associated fuel injection nozzle.
  • US-A-5,839,661 shows a diesel engine with a solenoid operated fuel injector.
  • Such an injector has a solenoid operated valve element and a needle valve.
  • the valve element enables fuel flow from a fuel inlet to a fuel outlet.
  • the needle valve is moved to open and close a nozzle through which fuel is injected. Excess fuel can leave such a fuel injection nozzle via a fuel outlet and reach a fuel reservoir via a return flow channel.
  • Known internal combustion engines often require that a separate fuel return channel in the engine block and a separate, external fuel line are provided for each fuel injection nozzle.
  • WO-A-99/35393 shows a fuel injector fed from the side.
  • the fuel is introduced into the fuel injection nozzle from a fuel supply element, which is arranged in a fuel supply opening, via a holding device.
  • a holder is provided which, together with the fuel supply opening, forms a reflux chamber, which with is connected to a return flow channel.
  • the object underlying the invention is seen in the simplification of known fuel delivery assemblies.
  • a fuel supply assembly which has a plurality of fuel injection openings, in each of which a fuel injection nozzle is arranged.
  • the internal combustion engine also has a plurality of fuel supply openings, in each of which a fuel supply element is provided.
  • Each fuel supply element engages in a side region of an associated fuel injection nozzle and supplies fuel under pressure in this.
  • An outer surface of the fuel supply element and an inner surface of each fuel supply bore form a return chamber which communicates with a fuel return channel.
  • a common fuel return channel connects the fuel supply ports to a single external return port, which can be connected to a single external fuel return line.
  • a fuel delivery assembly 10 having an engine block 12 to which a cylinder head 14 is attached.
  • the engine block 12 has a plurality of fuel injection openings 16, one of which is shown in FIG. 1.
  • Each fuel injection port 16 receives a conventional fuel injector 18 for injecting pressurized fuel into an engine cylinder (not shown).
  • the fuel injection nozzle 18 has a supply channel 19, a central axial bore 20 which receives a control piston (not shown) and a return flow channel 23.
  • a recess 21 is provided in one side of the fuel injection nozzle 18.
  • a radially extending feed channel 22 connects the recess 21 to the feed channel 19.
  • a radially extending backflow outlet 24 connects the backflow channel 23 to an outer surface of the fuel injector 18 and to an annular return chamber 26 which is between the fuel injector 18 and a wall or inner surface 28 of the Fuel injection opening 16 is provided.
  • a fuel injector is described in U.S. Patent No. 5,839,661 and has a solenoid operated valve (not shown) which controls fuel injection events and the connection of fuel return to the return passage 23.
  • a plurality of fuel supply openings 30 extend through the engine block 12, a pair of which is visible in FIG. 2.
  • Each fuel supply opening 30 has an axis that is substantially perpendicular to the axis of the corresponding fuel injection opening 16.
  • An inner end region of each fuel supply opening opens into or crosses a corresponding fuel injection opening 16.
  • Each fuel supply opening 30 has an outer region 32 with a thread and a larger diameter and an inner region 34 with a smaller diameter.
  • the engine block 12 also has a single fuel return channel 36, which is connected to all fuel supply openings 30 and which is connected to a single fuel return channel 37 and a single external or external fuel return line 38, which is connected to a fuel tank or a fuel reservoir 39 communicates.
  • a fuel supply element 40 is provided in each fuel supply opening 30.
  • Each fuel supply element 40 has a region 42 with a larger diameter with an external screw thread for a threaded connection with the corresponding region 32 of the fuel supply opening 30.
  • the fuel supply element 40 also has a region 44 with a smaller diameter, which is arranged displaceably in the region 34.
  • An annular groove 46 is provided in the area 44 to receive an annular sealing element 48.
  • the fuel supply element 40 has a central axial fuel supply channel 50 which extends through it. An outer end portion of the fuel supply passage 50 receives pressurized fuel from a fuel source (not shown).
  • An inner region or a tip 52 of the fuel supply element 40 is received by a wall of the recess 21 or engages in it, so that the fuel supply channel 50 is connected to the supply channels 19, 22.
  • the outer surface of the fuel supply element 40 and the wall of the fuel supply opening 30 form an axially extending annular return chamber 54, which is connected to the fuel return channel 36 and to the return chamber 26. In this way, a return path for excess fuel is provided through the return channel 24, the return chamber 26, the return chamber 54, the fuel return channel 36, the fuel return channel 37 and the return line 38.

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Abstract

Es wird ein Kraftstoffzufuhrzusammenbau (10) mit einem Motorblock (12) mit mehreren sich kreuzenden Kraftstoffzufuhröffnungen (30) und Kraftstoffeinspritzöffnungen (16) und einem gemeinsamen Rückflusskanal (36), der die Kraftstoffzufuhröffnungen (30) mit einem Kraftstoffreservoir verbindet, und einer Mehrzahl von in den Kraftstoffeinspritzöffnungen (16) angeordneten Kraftstoffeinspritzdüsen (18), welche einen Rückflussausgang (24) aufweisen, welcher überschüssigen Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzdüse (18) leitet, sowie einer Mehrzahl von in den Kraftstoffzufuhröffnungen (30) angeordneten Kraftstoffzufuhrelementen (40), welche jeweils einen Kraftstoffzufuhrkanal (50) aufweisen, welcher unter Druck stehenden Kraftstoff zu einer zugeordneten Kraftstoffeinspritzdüse (18) leitet, vorgeschlagen. Um den Aufbau des Kraftstoffzufuhrzusammenbaus zu vereinfachen, bilden eine Außenfläche jedes Kraftstoffzufuhrelements (40) und eine Innenfläche jeder Kraftstoffzufuhröffnung (30) eine Rückflusskammer (54), welche mit einem zugehörigen Rückflussausgang und mit dem gemeinsamen Rückflusskanal (36) in Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffzufuhrzusammenbau mit mehreren sich kreuzenden Kraftstoffzufuhröffnungen und Kraftstoffeinspritzöffnungen und einem gemeinsamen Rückflusskanal, der die Kraftstoffeinlassöffnungen mit einem Kraftstoffreservoir verbindet, und einer Mehrzahl von in den Kraftstoffeinspritzöffnungen angeordneten Kraftstoffeinspritzdüsen, welche einen Rückflussausgang aufweisen, welcher überschüssigen Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzdüse leitet, sowie einer Mehrzahl von in den Kraftstoffzufuhröffnungen angeordneten Kraftstoffzufuhrelementen, welche jeweils einen Kraftstoffzufuhrkanal aufweisen, welcher unter Druck stehenden Kraftstoff zu einer zugeordneten Kraftstoffeinspritzdüse leitet.
  • Die US-A-5,839,661 zeigt einen Dieselmotor mit einer solenoidbetätigten Kraftstoffeinspritzdüse. Solch eine Einspritzdüse weist ein solenoidbetätigtes Ventilelement und ein Nadelventil auf. Das Ventilelement ermöglicht einen Kraftstoffstrom von einem Kraftstoffeinlass zu einem Kraftstoffauslaß. Das Nadelventil wird bewegt, um eine Düse, durch die Kraftstoff eingespritzt wird, zu öffnen und zu schließen. Überschüssiger Kraftstoff kann eine derartige Kraftstoffeinspritzdüse über einen Kraftstoffauslass verlassen und über einen Rückflusskanal zu einem Kraftstoffreservoir gelangen. Bekannte Verbrennungsmotoren erfordern häufig, dass für jede Kraftstoffeinspritzdüse ein separater Kraftstoffrückflusskanal in dem Motorblock und eine separate, externe Kraftstofflaufleitung vorgesehen ist.
  • Die WO-A-99/35393 zeigt eine von seitwärts gespeiste Kraftstoffeinspritzdüse. Der Kraftstoff wird in die Kraftstoffeinspritzdüse von einem Kraftstoffzufuhrelement, welches in einer Kraftstoffzufuhröffnung angeordnet ist, über eine Haltevorrichtung eingebracht. Zwischen dem Kraftstoffzufuhrelement und der Kraftstoffzufuhröffnung ist ein Halter vorgesehen, welcher zusammen mit der Kraftstoffzufuhröffnung eine Rückflusskammer bildet, welche mit einem Rückflusskanal in Verbindung steht.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, wird in der Vereinfachung bekannter Kraftstoffzufuhrzusammenbauten gesehen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickelnde Merkmale aufgeführt sind.
  • Auf diese Weise wird ein Kraftstoffzufuhrzusammenbau zur Verfügung gestellt, welcher eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzöffnungen aufweist, in denen jeweils eine Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist. Der Verbrennungsmotor weist auch eine Mehrzahl von Kraftstoffzufuhröffnungen auf, in welchen jeweils ein Kraftstoffzufuhrelement vorgesehen ist. Jedes Kraftstoffzufuhrelement greift in einen Seitenbereich einer zugehörigen Kraftstoffeinspritzdüse ein und führt in diesem unter Druck stehenden Kraftstoff zu. Eine Außenfläche des Kraftstoffzufuhrelements und eine Innenfläche jeder Kraftstoffzufuhrbohrung bilden eine Rücklaufkammer, welche mit einem Kraftstoffrücklaufkanal in Verbindung steht. Ein gemeinsamer Kraftstoffrücklaufkanal verbindet die Kraftstoffzufuhröffnungen mit einem einzelnen externen Rücklaufanschluss, welcher an eine einzelne, externe Kraftstoffrücklaufleitung angeschlossen sein kann.
  • In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine vereinfachte Schnittdarstellung eines Kraftstoffeinspritzzusammenbaus gemäß der vorliegenden Erfindung und
    Fig. 2
    eine Ansicht entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1.
  • Es wird Bezug auf die Figuren 1 und 2 genommen, in denen ein Kraftstoffzufuhrzusammenbau 10 mit einem Motorblock 12, an welchem ein Zylinderkopf 14 angebracht ist, gezeigt wird. Der Motorblock 12 weist eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzöffnungen 16 auf, von denen eine in Figur 1 dargestellt ist. Jede Kraftstoffeinspritzöffnung 16 nimmt eine konventionelle Kraftstoffeinspritzdüse 18 auf, um unter Druck stehenden Kraftstoff in einen Motorzylinder (nicht gezeigt) einzuspritzen. Die Kraftstoffeinspritzdüse 18 weist einen Zufuhrkanal 19, eine zentrale Axialbohrung 20, welche einen Steuerkolben (nicht gezeigt) aufnimmt und einen Rückflusskanal 23 auf. In einer Seite der Kraftstoffeinspritzdüse 18 ist eine Aussparung 21 vorgesehen. Ein sich radial erstreckender Zufuhrkanal 22 verbindet die Aussparung 21 mit dem Zufuhrkanal 19. Ein sich radial erstreckender Rückflussausgang 24 verbindet den Rückflusskanal 23 mit einer Außenfläche der Kraftstoffeinspritzdüse 18 und mit einer ringförmigen Rücklaufkammer 26, welche zwischen der Kraftstoffeinspritzdüse 18 und einer Wand oder Innenfläche 28 der Kraftstoffeinspritzöffnung 16 vorgesehen ist. Solch eine Kraftstoffeinspritzdüse wird in dem US Patent mit der Nr. 5,839, 661 beschrieben und weist ein solenoidbetätigtes Ventil (nicht gezeigt) auf, welches Kraftstoffeinspritzereignisse und die Verbindung von Kraftstoffrückfluss zu dem Rückflusskanal 23 steuert.
  • Durch den Motorblock 12 erstreckt sich eine Mehrzahl von Kraftstoffzufuhröffnungen 30, von denen ein Paar in Figur 2 sichtbar ist. Jede Kraftstoffzufuhröffnung 30 weist eine Achse auf, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der korrespondierenden Kraftstoffeinspritzöffnung 16 ist. Ein innerer Endbereich jeder Kraftstoffzufuhröffnung öffnet sich in eine oder kreuzt eine korrespondierende Kraftstoffeinspritzöffnung 16. Jede Kraftstoffzufuhröffnung 30 weist einen äußeren Bereich 32 mit einem Gewinde und mit einem größeren Durchmesser und einen inneren Bereich 34 mit einem geringeren Durchmesser auf. Wie es am besten in Figur 2 gesehen werden kann, weist der Motorblock 12 auch einen einzelnen Kraftstoffrücklaufkanal 36 auf, welcher mit allen Kraftstoffzufuhröffnungen 30 in Verbindung steht und welcher mit einem einzelnen Kraftstoffrücklaufkanal 37 und einer einzelnen äußeren bzw. externen Kraftstoffrücklaufleitung 38 verbunden ist, welche mit einem Kraftstofftank bzw. einem Kraftstoffreservoir 39 in Verbindung steht.
  • In jeder Kraftstoffzufuhröffnung 30 ist ein Kraftstoffzufuhrelement 40 vorgesehen. Jedes Kraftstoffzufuhrelement 40 weist einen Bereich 42 mit einem größeren Durchmesser mit einem äußeren Schraubgewinde für eine Gewindeverbindung mit dem korrespondierenden Bereich 32 der Kraftstoffzufuhröffnung 30 auf. Das Kraftstoffzufuhrelement 40 weist auch einen Bereich 44 mit einem geringeren Durchmesser auf, welcher verschiebbar in dem Bereich 34 angeordnet ist. In dem Bereich 44 ist eine ringförmige Nut 46 vorgesehen, um ein ringförmiges Dichtelement 48 aufzunehmen. Das Kraftstoffzufuhrelement 40 weist einen zentralen axialen Kraftstoffzufuhrkanal 50 auf, welcher sich durch es hindurch erstreckt. Ein äußerer Endbereich des Kraftstoffzufuhrkanals 50 nimmt unter Druck stehenden Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle (nicht gezeigt) auf. Ein innerer Bereich oder eine Spitze 52 des Kraftstoffzufuhrelements 40 wird durch eine Wand der Aussparung 21 aufgenommen bzw. greift in diese ein, so dass der Kraftstoffzufuhrkanal 50 mit den Zufuhrkanälen 19, 22 verbunden ist. Die Außenfläche des Kraftstoffzufuhrelements 40 und die Wand der Kraftstoffzufuhröffnung 30 bilden eine sich axial erstreckende ringförmige Rücklaufkammer 54, welche mit dem Kraftstoffrücklaufkanal 36 und mit der Rücklaufkammer 26 verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Rücklaufpfad für überschüssigen Kraftstoff durch den Rücklaufkanal 24, die Rücklaufkammer 26, die Rücklaufkammer 54, den Kraftstoffrücklaufkanal 36, den Kraftstoffrücklaufkanal 37 und die Rücklaufleitung 38 zur Verfügung gestellt.
  • Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bestimmten Ausführungsform gezeigt wurde, sollte es deutlich sein, dass viele Alternativen, Veränderungen und Variationen für den Fachmann im Licht der vorstehenden Beschreibung offenkundig sein werden. Entsprechend ist es beabsichtigt, dass die Erfindung alle solche Alternativen, Veränderungen und Variationen umfasst, welche in den Geist und den Schutzbereich der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (4)

  1. Kraftstoffzufuhrzusammenbau (10) mit einem Motorblock (12) mit mehreren sich kreuzenden Kraftstoffzufuhröffnungen (30) und Kraftstoffeinspritzöffnungen (16) und einem gemeinsamen Rückflusskanal (36), der die Kraftstoffzufuhröffnungen (30) mit einem Kraftstoffreservoir verbindet, und einer Mehrzahl von in den Kraftstoffeinspritzöffnungen (16) angeordneten Kraftstoffeinspritzdüsen (18), welche einen Rückflussausgang (24) aufweisen, welcher überschüssigen Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzdüse (18) leitet, sowie einer Mehrzahl von in den Kraftstoffzufuhröffnungen (30) angeordneten Kraftstoffzufuhrelementen (40), welche jeweils einen Kraftstoffzufuhrkanal (50) aufweisen, welcher unter Druck stehenden Kraftstoff zu einer zugeordneten Kraftstoffeinspritzdüse (18) leitet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche jedes Kraftstoffzufuhrelements (40) und eine Innenfläche jeder Kraftstoffzufuhröffnung (30) eine Rückflusskammer (54) bilden, welche mit dem gemeinsamen Rückflusskanal (36) in Verbindung steht.
  2. Kraftstoffzufuhrzusammenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kraftstoffzufuhrelement (40) ein hohles, zylindrisches Element mit wenigstens einem Bereich (44) mit einem größeren Durchmesser und wenigstens einem Bereich mit einem kleineren Durchmesser aufweist, wobei der Bereich (44) mit dem größeren Durchmesser verschiebbar an der Innenfläche der Kraftstoffzufuhröffnung (30) angreift, und der Bereich mit dem kleineren Durchmesser und die Innenfläche der Kraftstoffzufuhröffnung (30) eine ringförmige Rückflusskammer (54) bilden.
  3. Kraftstoffzufuhrzusammenbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich des Bereichs mit dem geringeren Durchmesser (44) in einen Seitenbereich einer jeweiligen Kraftstoffeinspritzdüse (18) eingreift.
  4. Kraftstoffzufuhrzusammenbau nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine einzige Kraftstoffrückflussleitung (38), welche vorzugsweise außerhalb des Motorblocks (12) angeordnet ist und die den gemeinsamen Rückflusskanal (36) mit dem Kraftstoffreservoir (39) verbindet.
EP03021338A 2002-09-24 2003-09-20 Kraftstoffzufuhrzusammenbau Withdrawn EP1403508A3 (de)

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