Kraftstoffverteilergehäuse für eine Brennkraftmaschine

Abstract

 Das Unterteil eines Luftsammlers einer Brennkraftmaschine ist gleichzeitig als Kraftstoffverteilergehäuse ausgebildet. Alle kraftstoffzu- und -abfüh­renden Leitungen etc. sind gemeinsam mit Einspritzventilen und mit durch Drehklappen absperrbaren Abschnitten der Saugleitungen in das Kraftstoffver­teilergehäuse integriert. Das Kraftstoffverteilergehäuse ist als Sand- oder Druckgußteil oder als Kunststoffteil herstellbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffverteilergehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der US-PS 4576131 ist ein Einlaßsystem für ein Luft-Kraftstoffgemisch einer Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßventilen pro Zylinder bekannt. Hier­bei führt aus einem Luftsammler jeweils ein Ansaugrohr zu jedem Zylinder. Unmittelbar vor dem Eintritt in den Zylinderkopf teilt sich jedes Ansaugrohr in zwei parallel verlaufende Abschnitte, die zu den beiden Einlaßventilen eines jeden Zylinders führen. In jeweils einem oder in beiden Abschnitten ist eine Drosselklappe angeordnet. Außerhalb und getrennt vom Luftsammler ist eine entlang der Brennkraftmaschine verlaufende Kraftstoffleitung ange­ordnet, an der für jeden Zylinder ein Einspritzventil angeordnet ist, welches in das Ansaugrohr vor der Teilung in die zwei Abschnitte mündet. In der EP-0102169 ist ein Einlaßsystem für ein Luft-Kraftstoffgemisch einer Brennkraftmaschine offenbart, bei dem im V von sich kreuzenden Ansaugrohren ein gegossenes Profil angeordnet ist. Innerhalb dieses Profiles verlaufen Leitungen zur Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff zu einzelnen Einspritzven­tilen, die den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Das Profil ist als separates Bauteil an die Ansaugrohre geschraubt.

[0002] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kompaktes Kraftstoffvertei­lergehäuse zu schaffen, welches vorhandenen Bauraum optimal nutzt, leicht und kostengünstig herstellbar ist sowie eine zeit- und kostensparende Mon­tage ermöglicht.

[0003] Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch Anwendung der im Hauptanspruch ange­gebenen Merkmale. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Unteranspüchen benannt.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffverteilergehäuse ist als Unterteil eines Luftsammlers ausgebildet und integriert dabei vorteilhafterweise als Kanäle verlaufende Abschnitte der zu den im Zylinderkopf angeordneten Einlaßkanälen verlaufenden Saugleitungen, Drosselorgane zum Absperren dieser Kanäle, sämtliche zur Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff erforderlichen Leitungen sowie Aufnahmen für in das Kraftstoffverteilergehäuse einsteckbare Einspritzventile.

[0004] Dieses Kraftstoffverteilergehäuse weist eine kompakte Form auf und ist be­sonders vorteilhaft in dem im V einer Brennkraftmaschine mit V-förmiger Zy­linderanordnung vorhanden Bauraum anzuordnen. Die vertikal zwischen der dem Oberteil des Luftsammlers zugewandten Oberseite und der Unterseite des Kraftstoffverteilergehäuses verlaufenden Kanäle sind in zwei Reihen zusam­mengefaßt, die die äußeren, in Längserstreckung verlaufenden Berandungen des Kraftstoffverteilergehäuses bilden. Mittig zwischen diesen und parallel dazu verläuft benachbart der Unterseite ein der Zufuhr von Kraftstoff dienender Vorlauf. Beidseitig gleich beabstandet zum Vorlauf und benachbart der Ober­seite verläuft jeweils ein einer Reihe zugeordneter Rücklauf zur Abfuhr von Kraftstoff.
Vorlauf und Rücklauf sind jeweils über eine flächige Rippe miteinander ver­bunden, in denen die Aufnahmen für die Einspritzventile integriert sind. Das Kraftstoffverteilergehäuse weist somit im Querschnitt zwischen den verti­kalen Reihen der Kanäle eine V-förmige Gestalt auf und nutzt den zwischen den Reihen befindlichen Bauraum optimal aus.
Die V-förmige Gestalt und eine zusätzliche, auf der Ober- und Unterseite an­gebrachte Verrippung macht das Kraftstoffverteilergehäuse unempfindlich ge­genüber den thermisch bedingten, mechanischen Spannungen im V der Brenn­kraftmaschine.
Die Integration der mit hoher Frequenz arbeitenden Einspritzventile in einen zentralen Bereich eines steifen Gehäuses reduziert die Schallabstrahlung deutlich.
Gemäß der Ansprüche 6 und 7 weisen die beiden Reihen einen Längsversatz zueinander auf, der dem Versatz der beiden Zylinderreihen einer V-Brennkraftmaschine zueinander entspricht. Der durch den Längsversatz ent­stehende Bereich wird an einem Ende des Kraftstoffverteilergehäuses durch eine Halterung für einen Kraftstoffdruckregler genutzt.
Das Kraftstoffverteilergehäuse wird durch die zweimal entlang seiner Längserstreckung durch Vor- und Rücklauf fließende Kraftstoffmenge gekühlt. Das erfindungsgemäße Kraftstoffverteilergehäuse macht die üblicherweise ver­wendeten separaten Bauteile zur Zu- und Abfuhr von Kraftstoff sowie deren Befestigungselemente überflüssig. Weiterhin ist das Kraftstoffverteilerge­häuse einteilig als leichtgewichtiges Sandguß- oder Druckgußteil aus Alumi­nium in großen Stückzahlen kostengünstig herstellbar, maschinell bearbeitbar und leicht zu montieren. Vor der Montage kann das Kraftstoffverteilergehäuse vollständig bestückt einer Dichtigkeitsprüfung unterzogen werden. Es vermeidet somit von vornherein den Aufwand, der üblicherweise bei der Nachbesserung durch erneuten Aus- und Einbau entsteht.

[0005] Zur weiteren Reduzierung des Gewichtes oder bei Verwendung von gegenüber Aluminium aggressiven Kraftstoffqualitäten ist das gesamte Kraftstoffvertei­lergehäuse auch aus Kunststoff herstellbar. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung im folgenden näher erläutert.
Es zeigt

Fig.1 eine Draufsicht eines Kraftstoffverteilergehäuses,

Fig.2 eine Ansicht des Kraftstoffverteilergehäuses von unten,

Fig.3 eine Ansicht des Richtungspfeiles R gemäß Fig. 1,

Fig.4 ein Schnitt entlang der Linie IV - IV gemäß Fig.1,

Fig.5 ein Schnitt entlang der Linie V - V gemäß Fig.1,

Fig.6 ein Schnitt entlang der Linie VI - VI gemäß Fig. 1,

Fig.7 eine Ansicht des Richtungspfeiles X gemäß Fig.1

[0006] Ein Luftsammler 1 einer nicht näher gezeigten 6-zylindrigen V-­Brennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder besteht aus einem nur an­gedeuteten Oberteil 2 und einem gleichzeitig als Kraftstoffverteilergehäuse 3 wirkenden Unterteil 4. Aus ersten Abschnitten 5 und zweiten Abschnitten 6 bestehende Saugleitungen 7 führen einen Luftstrom aus dem Oberteil 2 zu den in den Zylinderköpfen angeordneten Einlaßkanälen 8. Die zweiten Abschnitte 6 verlaufen im Kraftstoffverteilergehäuse 3 zwischen dessen Oberseite 9 und Unterseite 10 als Kanäle 11. Diese Kanäle 11 sind in Reihen 12,13 parallel zueinander verlaufend zusammengefaßt, wobei die Reihen 12,13 die äußeren, längsverlaufenden Berandungen 14 des Kraftstoffverteilergehäuses 3 bilden. Zwischen den Reihen 12,13 verläuft mittig und eng benachbart der Unterseite 10 ein der Zufuhr von Kraftstoff dienenden Vorlauf 15. Beidseitig gleich beabstandet zum Vorlauf 15 und benachbart der Oberseite 9 verläuft entlang jeder Reihe 12,13 ein Rücklauf 16 zur Abfuhr von Kraftstoff. Zwischen jedem Rücklauf 16 und dem Vorlauf 15 erstreckt sich längs des Kraftstoffverteiler­gehäuses 3 eine flächige Rippe 17.
Das Kraftstoffverteilergehäuse 3 weist somit quer zu seiner Längserstreckung eine M-förmige Gestalt auf, bedingt durch die als Berandung 14 vertikal stehenden Reihen 12,13 und die dazwischen angeordneten, V-förmig zueinander stehenden Rippen 17.

[0007] Entlang der Reihen 12,13 sind jeweils zwei Kanäle 11 zu insgesamt drei Paaren 20 zusammengefaßt, wobei jeweils ein Paar 20 einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet ist. Aufgrund des Versatzes der beiden Zylin­derreihen in Längsrichtung der Brennkraftmaschine weisen die Reihen 12,13 einen Längsversatz L bezüglich der Längserstreckung des Kraftstoffverteiler­gehäuses 3 auf, wie aus Fig.1 und 2 ersichtlich. Der Längsversatz L ent­spricht ungefähr dem äußeren Durchmesser DA eines Kanales 11.

[0008] Jeweils ein Kanal 11 eines Paares 20 ist über eine Drehklappe 21 zur Steue­rung des zu den Einlaßkanälen 8 geführten Luftstromes absperrbar. Die Dreh­klappen 21 einer Reihe 12,13 sind auf einer gemeinsamen Achse 22 angeordnet. Die Achsen 22 durchdringen mittig alle Kanäle 11 der Reihen 12,13. Die Ver­stellung aller Drehklappen 21 erfolgt synchron in bekannter Weise über einen Betätigungsmechanismus 23, bestehend aus einer Druckdose 24 und einem auf beide Achsen 22 wirkenden Gestänge 25, auf den nicht näher eingegangen wird und der an einem Ende 26 des Kraftstoffverteilergehäuses 3 befestigt ist.

[0009] Die Zufuhr von Kraftstoff erfolgt über eine senkrecht von oben in den Vor­lauf 15 verlaufende Bohrung 27 am Ende 26 des Kraftstoffverteilergehäuses 3. Jedem Paar 20 ist eine Aufnahme 28 für ein Einspritzventil zugeordnet, wobei diese Aufnahmen 28 die Rippen 17 nahezu senkrecht durchdringen und mit einer unteren Öffnung 29 schräg im Bereich der Unterseite 10 in den Kanal 11 des Paares 20 münden, der keine Drehklappe 21 aufweist. Die beiden Aufnahmen 28′, die der dem Ende 26 gegenüberliegenden Seite benachbart sind, stehen über kurze, senkrecht zum Vorlauf 15 verlaufende Bohrungen 30 mit dem Vor­lauf 15 in Verbindung. Die Aufnahmen 28 sind bezüglich der Rückläufe 16 so angeordnet, daß jeder Rücklauf 16 die Aufnahmen 28 einer Reihe 12,13 tangen­tial schneidet, wie aus Figur 4 ersichtlich.

[0010] In einem am Ende 26 des Kraftstoffverteilergehäuses 3 durch den Längsversatz L entstehenden Bereich 35 ist eine vertikal verlaufende Halterung 36 für ei­nen Kraftstoffdruckregler 37 (Fig. 3) in der Reihe 12 angeordnet. Eine als Bohrung ausgeführte, im wesentlichen quer im Kraftstoffverteilergehäuse 3 verlaufende Leitung 38 ist so angeordnet, daß sie beide Rückläufe 16 und die Halterung 36 miteinander verbindet. Die Leitung 38 schneidet dabei die Halterung 36 tangential an (Fig.6).
Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, erweitert sich die Innenkontur der Kanäle 11 von einem ersten, in der Unterseite 10 liegenden Durchmesser D1 aus in Richtung auf die Oberseite 9 konisch auf einen Durchmesser D2. Daran an­schließend weist die Innenkontur einen zylindrischen Bereich 39 mit dem Durchmesser D2 auf, der mittig von der Achse 22 durchdrungen wird. Oberhalb des Bereiches 39 erweitert sich die Innenkontur über eine Stufe 40 in einen bis zur Oberseite 9 führenden, zylindrischen Abschnitt 41 mit dem Durchmes­ser D3.
Die Erweiterung der Kanäle 11 im Bereich der Achsen 22 ist erforderlich, um die ansonsten durch die Achsen 22 verringerte Querschnittsfläche der Kanäle 11 zu kompensieren. In den Abschnitt 41 ist eine Buchse 42 eingesetzt die sich auf der Stufe 40 abstützt und deren zylindrische Außenfläche den Durch­messer D3 aufweist und deren konische Innenfläche sich von dem in der Ober­seite 9 liegenden Durchmesser D1 bis auf den Durchmesser D2 des Bereiches 39 erweitert.
Durch die Verwendung der Buchsen 42 ist eine gußgerechte Gestaltung der In­nenkontur der Kanäle 11 möglich und die notwendige Erweiterung des Durchmes­sers der Abschnitte 41 von D1 auf D2 muß nicht durch eine aufwendige, ko­nische Gestaltung erfolgen.

[0011] Entlang der Reihen 12,13 sind Pfeifen 43 zur Aufnahme von Schrauben an das Kraftstoffverteilergehäuse 3 angegossen, mit denen das Kraftstoffverteiler­gehäuse 3 an der Brennkraftmaschine befestigt wird. Zwischen den Reihen 12,13 auf der Oberseite 9 und der Unterseite 10 sind quer verlaufende Rippen 44 zur Aussteifung des Kraftstoffverteilergehäuses 3 angeordnet. Das Kraft­stoffverteilergehäuse 3 ist einteilig im Sandguß- oder Druckgußverfahren hergestellt und in wenigen Schritten automatisch zu bearbeiten. Die nach dem Bohren offenen Enden der Vor- und Rückläufe 15,16, der Bohrungen für die Achsen 22 sowie der Leitung 38 sind mit Stopfen 45 verschlossen.

[0012] Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird von den Zylindern der Brennkraftma­schine ein Luftstrom aus dem Oberteil 2 des Luftsammlers 1 über die ersten Abschnitte 5 der Saugleitungen 7 und die zweiten Abschnitte 6 im Kraftstoffverteilergehäuse 3 und von dort durch die Einlaßkanäle 8 in die Brennkammern der Zylinder gesaugt.
Kraftstoff wird unter Druck mittels der Bohrung 27 in den Vorlauf 15 einge­speist und strömt entlang des Vorlaufes 15 über die Bohrungen 30 zu den nicht gezeigten Einspritzventilen in den Aufnahmen 28′. Der nicht von den in den Aufnahmen 28′ angeordneten Einspritzventilen benötigte, überschüssige Anteil des Kraftstoffes wird über an den Einspritzventilen angeordnete Ring­kanäle zu den Rückläufen 16 geleitet und strömt zu den übrigen Aufnahmen 28. Der Kraftstoff zirkuliert jeweils in den Ringkanälen der Einspritzventile und wird um die benötigte Menge reduziert über den jeweiligen Rücklauf 16 der nächsten Aufnahme 28 zugeführt. Am vorderen Ende 26 des Kraftstoffver­teilergehäuses 3 wird mittels der Leitung 38 der überschüssige Anteil des Kraftstoffes dem Kraftstoffdruckregler 37 in der Halterung 36 zugeführt. Der vom Kraftstoffdruckregler 37 freigegebene Kraftstoff wird über eine zentrale Bohrung 46 und einen an der Unterseite 10 des Kraftstoffverteilergehäuses 3 angeordneten Stutzen 47 abgeführt.

Ansprüche

1. Kraftstoffverteilergehäuse für eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit V-förmiger Zylinder-Anordnung, mit einem Vorlauf zur Zufuhr und einem Rücklauf zur Abfuhr von Kraftstoff und mit Aufnahmen für Einspritzventile, wobei sich das Kraftstoffverteilergehäuse entlang der Brennkraftmaschine er­streckt, die einen Luftsammler aufweist, in dem erste und zweite Abschnitte von Saugleitungen mit Drosselorganen angeordnet sind, und die Saugleitungen einen Luftstrom vom Luftsammler zu Einlaßkanälen im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine führen, wobei den zweiten Abschnitten der Saugleitungen Einspritzventile zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffverteilergehäuse (3) ein Unterteil (4) für den Luftsammler (1) bildet, und die zweiten als Kanäle (11) ausgeführten Abschnitte (6) der Saugleitungen (7) aufweist, die zwischen der Oberseite (9) und der Unterseite (10) des Kraftstoffverteilergehäuses (3) quer zum Vorlauf (15) und zum Rücklauf (16) angeordnet und mit den Drosselorganen absperrbar sind und die in parallel verlaufenden Reihen (12,13) zusammengefaßt, die äußeren, längsverlaufenden Berandungen (14) des Kraftstoffverteilergehäuses (3) bilden, und in paralleler Anordnung zwischen den Reihen (12,13) der Vorlauf (15), Rücklauf (16) und die Aufnahmen (28) angeordnet sind.

2. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittig zwischen den Reihen (12,13) der Vorlauf (15) eng benachbart der Un­terseite (10) angeordnet ist und daß beidseitig gleich beabstandet zum Vor­lauf (15) und benachbart der Oberseite (9) jeweils ein einer der Reihen (12,13) zugeordneter Rücklauf (18) angeordnet ist, wobei die Rückläufe (16) über flächige Rippen (17) mit dem Vorlauf (15) verbunden sind, derart, daß das Kraftstoffverteilergehäuse (3) quer zu seiner Längserstreckung zwischen den Reihen (12,13) im wesentlichen eine V-förmige Gestalt aufweist.

3. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Kanäle (11) entlang der Reihen (12,13) zu einem Paar (20) zusammengefaßt sind, das einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet ist und die sich entlang der Reihen (12,13) erstrecken.

4. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kanal (11) jedes Paares (20) mit einer als Drosselorgan wir­kenden Drehklappe (21) absperrbar ist, und daß die Drehklappen (21) auf Ach­sen (22) befestigt sind, die parallel zum Vorlauf (15) angeordnet alle Kanä­le (11) einer Reihe (12,13) durchdringen.

5. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Paar (20) von Kanälen (11) mindestens eine Aufnahme (28) zugeordnet ist, wobei die Aufnahmen (28) die Rippen (17) nahezu senkrecht durchdringen und untere Öffnungen (29) der Aufnahmen (28) im Bereich der Unterseite (10) in die Kanäle (11) münden.

6. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Reihen (12,13) gegenüber der anderen Reihe (12,13) einen Längsver­satz (L) aufweist, der ungefähr dem äußeren Durchmesser (DA) eines Kanales (11) entspricht.

7. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende (26) des Kraftstoffverteilergehäuses (3) in einem durch den Längsversatz (L) entstehenden Bereich (35) eine Halterung (36) für einen Kraftstoffdruckregler (37) angeordnet ist.

8. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine benachbart dem Ende (26) im wesentlichen quer im Kraftstoffverteilerge­häuse (3) verlaufende Leitung (38) so angeordnet ist, daß sie die Rückläufe (16) und die Halterung (36) miteinander verbindet.

9. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorlauf (15) und Rücklauf (16) als Bohrungen ausgeführt sind, wobei der Rücklauf (16) die Aufnahmen (28) tangential schneidend angeordnet ist und der Vorlauf (15) über kurze, senkrecht zum Vorlauf (15) angeordnete Boh­rungen (30) mit den Aufnahmen (28′) verbunden ist.

10. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenkontur der Kanäle (11) von einem ersten, in der Unterseite (10) liegenden Durchmesser (D1) aus in Richtung auf die Oberseite (9) ko­nisch erweitern, daran anschließend einen zylindrischen Bereich (39) mit ei­nem Durchmesser (D2) aufweisen, der von der Achse (22) durchdrungen wird, und daß sich die Innenkontur an den Bereich (39) anschließend bis zur Ober­seite (9) in einen zylindrischen Abschnitt (41) mit einem Durchmesser (D3) erweitert.

11. Kraftstoffverteilergehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im zylindrischen Abschnitt (41) des Kanals (11) eine Buchse (42) eingesetzt ist, deren zylindrische Außenfläche den Durchmesser (D3) aufweist und deren konische Innenfläche sich von dem in der Oberseite (9) liegenden Durchmesser (D1) bis auf den an den Bereich (39) angrenzenden Durchmesser (D2) erwei­tert.

Zeichnung