Geraeuschreduzierende Anordnung von Unterlegscheiben unter einer Einspritzduese

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektionsanordnung für den Zylinder einer Brennkraftmaschine, enthaltend einen am Zylinderkopf (4) des Zylinders angebrachten Kraftstoffinjektor (1). Zwischen den sich quer zur Längsachse (L) des Kraftstoffinjektors (1) erstreckenden Kontaktflächen von Kraftstoffinjektor einerseits und Zylinderkopf (4) andererseits ist ein Dämpfungsmaterial in Form einer Unterlegscheibe (5) angeordnet, um die Übertragung von Vibrationen und Schall zu unterdrücken.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektionsanordnung für den Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem am Zylinderkopf des Zylinders angebrachten Kraftstoffinjektor.

[0002] Eine Kraftstoffinjektionsanordnung der eingangs genannten Art ist aus der US 6 009 856 bekannt. Der Kraftstoffinjektor dient bei dieser Anordnung in bekannter Weise dazu, Kraftstoff in den Zylinderraum des Verbrennungsmotors zu injizieren. Bei modernen, sehr leistungsfähigen Kraftstoffinjektionssystemen treten während des Betriebs starke Vibrationen und Geräuschemissionen auf. Um diese Emissionen zu reduzieren, wird gemäß der US 6 009 856 vorgeschlagen, den Kraftstoffinjektor mittels einer elastischen, geräuschdämpfenden Masse in eine zylindrische Hülse einzubetten. Diese Hülse stützt sich mit ihrem unteren Stirnende am Zylinderkopf ab, während der Kraftstoffinjektor über Flansche und in Längsrichtung des Kraftstoffinjektors verlaufende Schrauben mit dem Zylinderkopf verschraubt wird. Je nach Stärke des Anziehens der Schrauben kann der Kraftstoffinjektor verschieden tief in die Einbettungsmasse in der Hülse hinein gedrückt werden. Insbesondere sind im montierten Zustand die Verschraubungen des Kraftstoffinjektors so fest angezogen, dass die zugehörigen Flansche auf dem oberen Stirnende der Hülse aufsitzen. Eine derartige Befestigung des Kraftstoffinjektors ist jedoch sehr aufwendig, da sie die komplette Einbettung des Kraftstoffinjektors in eine elastische Masse und deren Umschließung durch eine Hülse erfordert. Eine Erneuerung der Einbettung im Falle ihrer Beschädigung oder Alterung ist bei der vorbekannten Anordnung praktisch nicht möglich.

[0003] Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Kraftstoffinjektionsanordnung mit einer guten Geräuschdämmung bereitzustellen.

[0004] Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffinjektionsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

[0006] Die Kraftstoffinjektionsanordnung weist demnach einen Kraftstoffinjektor auf, welcher am Zylinderkopf des Zylinders einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den sich in der Regel quer - aber auch bis zu einem Winkel von 45° - zur Längsachse des Kraftstoffinjektors erstreckenden Kontaktflächen von Kraftstoffinjektor einerseits und Zylinderkopf andererseits ein Dämpfungsmaterial angeordnet ist.

[0007] Wenn der Kraftstoffinjektor mittels in axialer Richtung verlaufender Haltekräfte befestigt wird - zum Beispiel durch in Axialrichtung verlaufende Schrauben - stehen die sich quer zur Längsachse des Kraftstoffinjektors erstreckenden Kontaktflächen an Kraftstoffinjektor einerseits und Zylinderkopf andererseits unter einer im Wesentlichen senkrecht zu den Kontaktflächen verlaufenden Kraftbelastung. Diese senkrechte Kraftbelastung wird von dem Dämpfungsmaterial zwischen den Kontaktflächen aufgenommen bzw. weitergeleitet, wobei das Dämpfungsmaterial in vorteilhafter Weise einer reinen Kompression ohne Scherkräfte unterworfen ist.

[0008] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Trennfläche zwischen Kraftstoffinjektor und Zylinderkopf im Winkel von 45° zur Längsachse des Kraftstoffinjektors.

[0009] Vorzugsweise ist das Dämpfungsmaterial in Form einer Unterlegscheibe ausgebildet, wobei es den Kraftstoffinjektor ringförmig umgibt. Eine derartige ringförmige Ausbildung des Dämpfungsmaterials erlaubt eine besonders einfache und zugleich sichere Anbringung des Dämpfungsmaterials am Kraftstoffinjektor.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Dämpfungsmaterial aus mehreren Lagen. Insbesondere kann es aus vier bis sechs Lagen. Die Lagen können dabei aus unterschiedlichen oder aus denselben Materialien bestehen. Durch die Verwendung verschiedener Lagen des Dämpfungsmaterials kann die Dicke der Gesamtschicht je nach Bedarf eingestellt werden. Ferner kann durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien mit jeweils speziellen Eigenschaften ein bestimmtes gewünschtes Dämpfungsverhalten gezielt eingestellt werden.

[0011] Das schichtförmige Dämpfungsmaterial weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von ca. 2 bis 3 mm. Bei einem mehrlagigen Dämpfungsmaterial besteht dieses vorzugsweise aus verschiedenen Lagen gleicher Dicke, zum Beispiel aus fünf Lagen mit einer Dicke von jeweils 0,5 mm.

[0012] Bei dem Dämpfungsmaterial kann es sich um Metall, Gummi und/oder um einen Kunststoff, insbesondere um einen Tetrafluoräthylen-Werkstoff (Teflon®) handeln. Die verwendeten Materialien müssen einerseits das gewünschte Dämpfungsverhalten für Vibrationen und Geräusche, die im Kraftstoffinjektor erzeugt werden, aufweisen, zum anderen müssen sie mechanisch und thermisch hinreichend stabil sein, um den Belastungen standzuhalten, denen sie während des Betriebs der Kraftstoffinjektionsanordnung ausgesetzt sind. Die oben genannten Materialien haben sich in dieser Hinsicht als besonders vorteilhaft erwiesen.

[0013] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors mit einer Explosionsansicht der darin eingesetzten Kraftstoffinjektoren;

Fig. 2

einen Kraftstoffinjektor gemäß Figur 1 in der Seitenansicht;

Fig. 3

einen Querschnitt durch eine mehrlagige Unterlegscheibe zur Geräuschdämpfung.

[0014] Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Verbrennungsmotors. Bei der Darstellung sind die Kraftstoffinjektoren aus den zugehörigen Bohrungen im Zylinderkopf 4 entfernt, wobei stellvertretend ein Kraftstoffinjektor 1 in einer Explosionsansicht dargestellt ist, um die Art seiner Befestigung in den genannten Bohrungen zu illustrieren.

[0015] In Figur 2 ist der Kraftstoffinjektor 1 in einer vergrößerten Seitenansicht detaillierter dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass der Kraftstoffinjektor 1 im Wesentlichen zylindrisch mit einer Längsachse L aufgebaut ist. In Richtung dieser Längsachse L wird der Kraftstoffinjektor 1 in die Bohrungen des Zylinderkopfes 4 eingesetzt. Nach Anschlagen des verbreitert ausgebildeten Mittelabschnittes 6 des Kraftstoffinjektors 1 auf dem Rand der Bohrung im Zylinderkopf wird dieser mit Hilfe des Stoppers 3 am Zylinderkopf befestigt. Der Stopper 3 weist eine mittige Durchbrechung auf und sitzt mit den Rändern dieser Durchbrechung am oberen Stirnende des Kraftstoffinjektors 1 auf, um diesen mit einer Axialkraft (d.h. einer Kraft in Richtung der Längsachse L, siehe Pfeil in Figur 2) zu beaufschlagen.

[0016] Während beim Stand der Technik der Kraftstoffinjektor mit den Stirnflächen des verbreiterten Mittelabschnittes 6 auf entsprechenden Kontaktflächen am Rand der Bohrung im Zylinderkopf unmittelbar aufsitzt, wird erfindungsgemäß zwischen den genannten Kontaktflächen an Kraftstoffinjektor 1 einerseits und Zylinderkopf 4 andererseits ein Dämpfungselement in Form einer mehrlagigen Unterlegscheibe 5 oder alternativ 5a angeordnet. Eine derartige Unterlegscheibe lässt sich sehr leicht herstellen und am Kraftstoffinjektor 1 anbringen.

[0017] Figur 3 zeigt die Unterlegscheibe 5 bzw. 5a im Querschnitt. Zu erkennen ist, dass die Unterlegscheibe aus - im dargestellten Beispiel fünf - verschiedenen Lagen besteht, welche bei einer Einzeldicke von ca. 0,5 mm eine Gesamtdicke von ca. 2,5 mm ergeben. Die einzelnen Lagen können dieselben oder auch verschiedene Dicken aufweisen. Ferner können sie aus demselben oder aus verschiedenen Materialien bestehen, wobei die Unterlegscheibe 5 vorzugsweise aus Metall, Gummi und/oder einem Kunststoff wie z.B. Teflon hergestellt wird.

Ansprüche

1. Kraftstoffinjektionsanordnung für den Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem am Zylinderkopf des Zylinders angebrachten Kraftstoffinjektor,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktflächen von Kraftstoffinjektor (1) einerseits und Zylinderkopf (4) andererseits ein Dämpfungsmaterial (5) angeordnet ist.

2. Kraftstoffinjektionsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) den Kraftstoffinjektor (1) ringförmig umgibt.

3. Kraftstoffinjektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) aus mehreren Lagen, vorzugsweise aus fünf Lagen besteht.

4. Kraftstoffinjektionsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) eine Gesamtdicke von ca. 2.5 mm aufweist.

5. Kraftstoffinjektionsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial (5) Metall, Gummi und/oder einen Kunststoff, vorzugsweise Teflon, enthält.

Zeichnung