Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Die Erfindung geht von der US 4,046,128 aus. In dieser ist ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine nach dem Diesel-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschine, beschrieben. Die Brennstotfeinspritzkomponenten sind von einer Schutzabdeckung abgedeckt und mit öldichten Dichtungen gegenüber der. Umgebung abgedichtet. Ziel dieser Anordnung ist es, die Einspritzkomponenten gegen Schmieröl im Zylinderkopf zu schützen.
Durch die zukünftige Gesetzgebung wird die zulässige Kohlenwasserstoff-Emission (HC-Emissionen) von Kraftfahrzeugen stark eingeschränkt.
Kohlenwasserstoffe sind derzeit der Hauptbestandteil von Brennstoff für Brennkraftmaschinen. An Kraftstoffeinspritzsystemen entstehen HC-Emissionen durch Undichtigkeiten an Verbindungsstellen und Diffusion von Kraftstoffbestandteilen durch Kunststoffe und Elastomere wie beispielsweise Kraftstoffschläuchen und Dichtungen hindurch.
Um diese Emissionen zu reduzieren werden Leitungen, Schläuche, Membranen und Dichtungen soweit wie möglich durch metallische Varianten ersetzt und/oder höherwertiger, das heißt diffusionsdichter ausgeführt und ihre Zahl bzw. Längen soweit wie möglich reduziert.
Nachteilig wirkt sich bei einem Kraftstoffeinspritzsystem, wie in der DE 40 02 393 beschrieben, aus, dass bei Reparaturen Verbindungen gelöst und wiederhergestellt werden müssen und dadurch, auch bei Verwendung neuer Dichtelemente und Schläuche, eine Erhöhung der HC-Emission möglich ist.
Aufgabe ist es, ein Kraftstoffeinspritzsystem darzustellen, welches für die Laufzeit der Brennkraftmaschine gleichbleibend niedrige HC-Emissionen der brennkraftmaschinennahen Komponenten gewährleistet und einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die brennstoffführenden, brennkraftmaschinennahen Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems setzen sich heute aus einer oder mehreren Kraftstoffverteilerleisten mit Kraftstoffzulauf und Kraftstoffrücklauf, mindestens einem Einspritzventil und mindestens einem Kraftstoffdruckregler und deren Befestigungs- und Dichtelemente zusammen.
Besonders vorteilhaft zeigt sich bei dieser Lösung, dass alle bisher eingesetzten Werkstoffe und Technologien für heute verwendete Kraftstoffeinspritzsysteme weiterhin verwendet werden können. Hierdurch werden Entwicklungszeiten und Entwicklungsgelder für neue Entwicklungstätigkeiten gespart. Das bedeutet auch, dass die bisher eingesetzten Kraftstoff-Einspritzanlagen entweder in unveränderter oder in nur minimal abgeänderter Form weiterhin in die Fahrzeuge eingebaut oder verbaut werden können. Durch den Einsatz von bisher bekannten Werkstoffen und Technologien werden zukünftige Qualitätsrisiken und damit auch Qualitätskosten reduziert oder ganz vermieden. Als Gehäuse- und Deckelmaterial werden die heute für Sauganlagen üblichen Kunststoffe eingesetzt, deren Dauerhaltbarkeit und Dauerdichtigkeit bereits hervorragend bekannt sind.
Reparaturen sind durch Anspruch 2 problemlos an allen brennkraftmaschinennahen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems in einfacher Weise durchführbar. Der Austausch sämtlicher brennkraftmaschinennahen Komponenten bei Defekten ist zur Sicherstellung der Systemdichtheit ist nicht notwendig.
Durch Anspruch 3 werden Reparaturen nochmals einfacher und kostengünstiger, da der Deckel mehrmals montiert werden kann. Als Dichtungsmaterialien kommen wieder bereits bekannte und handelsübliche Materialien wie Silikon-Kautschuk oder Polyurethan-Kautschuk zum Einsatz.
Positiv gestaltet sich nach Anspruch 4, dass sich keine aus dem brennkraftmaschinennahen Kraftstoffeinspritzsystem ausdiffundierten Kohlenwasserstoffe im Innenraum der Kapsel ansammeln, da diese beim Betrieb der Brennkraftmaschine durch den Unterdruck im Saugkanal sofort abgesaugt und zur Verbrennung der Brennkraftmaschine zugeführt werden.
HC-Emissionen, aus Öffnungen in der Kapsel, aus denen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems herausgeführt sind, werden durch Anspruch 5 verhindert. Diese Verbindungsstellen sind für Undichtigkeiten aufgrund von beispielsweise mechanischen Schwingungen oder Thermospannungen besonders anfällig. Als Dichtungsmaterialien kommen beispielsweise bekannte und handelsübliche Materialien wie Silikon-Kautschuk oder Polyurethan-Kautschuk zum Einsatz.
Nach Anspruch 6 werden Herstell- und Montagekosten eingespart. Sauganlage und Gehäuse werden aus dem selben Material in nur einem Arbeitsgang, zum Beispiel im Spritzgußverfahren, hergestellt. Diese Lösung zeichnet sich durch besondere Wirtschaftlichkeit aus.
Nach Anspruch 7 ist besonders vorteilhaft, dass auch direkt einspritzende Brennkraftmaschinen, bei denen die Kraftstoffeinspritzventile direkt am Kopf verbaut sind, mit einer solchen einfachen Lösung aus- und nachgerüstet werden können, wodurch auch hier Herstell- und Entwicklungskosten gespart werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 zeigt die heute üblicherweise für eine Brennkraftmaschine verwendeten brennkraftmaschinennahen Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems. Diese bestehen aus einem Kraftstoffverteilerkanal 1, mit einem Kraftstoffzulauf 2 und einem Kraftstoffablauf 3, einem Kraftstoffdruckregler 4 und vier Kraftstoffeinspritzventilen 5, 5'. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 5, 5' ist mit einem Befestigungselement 6, 6' an den Kraftstoffverteilerkanal 1 befestigt. Die elektrische Ansteuerung erfolgt über eine elektrische Zuleitung 7. In der Nähe der Kraftstoffaustrittsdüse 8, 8' dient ein Dichtelement 9, 9' zusätzlich zur mechanischen Befestigung des Systems.
Für Fig. 2, die eine Schnittzeichnung durch ein gekapseltes brennkraftmaschinennahes Kraftstoffeinspritzsystem zeigt, gelten die Bezugszeichen aus Fig. 1. Der Kraftstoffverteilerkanal 1 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 5 in einen Saugkanal 10 einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingebaut. Das Kraftstoffeinspritzventil 5 ist mit dem Befestigungselement 6 in den Kraftstoffverteilerkanal 1 und mit dem Dichtelement 9 in eine Bohrung 11 des Saugkanals 10 eingepreßt. Die elektrische Zuleitung 7 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 5 durch eine nicht sichtbare lösbare Verbindung verbunden.
Eine Kapsel 12 umschließt die brennkraftmaschinennahen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems, auch die hier nicht erkennbaren, wie Kraftstoffzulauf, Kraftstoffablauf und Kraftstoffdruckregler. Die Kapsel 12 wird im wesentlichen aus dem Saugkanal 10, einem Gehäuse 13 und einem Deckel 14 gebildet. Das Gehäuse 13 ist einstückig mit dem Saugkanal 10 hergestellt. Zwischen Gehäuse 13 und Deckel 14 ist eine umlaufende Dichtebene mit Dichtung 15. Die Verbindung von Gehäuse 13 und Deckel 14 ist lösbar, damit jederzeit eine Reparatur an den brennkraftmaschinennahen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems durchgeführt werden kann. Um höhere HC-Konzentrationen im Innenraum der Kapsel 12 zu vermeiden, ist der Innenraum durch ein Hohlprofil 16 mit dem Saugkanal 10 verbunden. Die Kapsel 12 und sämtliche Abdichtungen sind für Kohlenwasserstoffe diffusionsdicht.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante besteht darin, die Kapsel 12 und die notwendigen Abdichtungen an einen Zylinderkopf zu befestigen, um auch bei zylindemaher Einspritzung oder direkter Einspritzung in den Brennraum die HC-Emissionen zu minimieren.