DE102019105537A1

DE102019105537A1 - Sleeve for passing water around an injector into a combustion chamber

Info

Publication number: DE102019105537A1
Application number: DE102019105537.7A
Authority: DE
Inventors: Mike Souren; Tobias Voßhall
Original assignee: FEV Europe GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2019-04-18
Also published as: DE102018105172A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hülse (2; 102), aufweisend einen ersten Durchtritt (7) zum Einsetzen einer Einspritzdüse (8) eines Injektors (9) eines Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff als ein erstes Medium in einen Brennraum (10) einer Verbrennungskraftmaschine, einen in einem in einem Zylinderkopf (1) eingebauten Zustand der Hülse (2; 102) zum Brennraum (10) zugewandten ersten Wandabschnitt (11), wobei die Hülse (2; 102) zumindest einen Hohlraum (13) zum Durchleiten eines zweiten von dem ersten Medium unterschiedlichen Mediums durch die Hülse (2; 102) und zumindest einen Zulauf (12) zum Einleiten des zweiten Mediums in den Hohlraum (13) aufweist, der erste Durchtritt (7) in dem ersten Wandabschnitt (11) verläuft und der erste Wandabschnitt (11) zumindest einen zweiten Durchtritt (14) zum Einleiten des zweiten Mediums von dem Hohlraum (13) in den Brennraum (10) aufweist.

The invention relates to a sleeve (2, 102), comprising a first passage (7) for inserting an injection nozzle (8) of an injector (9) of an injection system for injecting fuel as a first medium into a combustion chamber (10) of an internal combustion engine in a state of the sleeve (2; 102) installed in a cylinder head (1) facing the combustion chamber (10), the sleeve (2; 102) at least one cavity (13) for passing a second one of the first Medium of different medium through the sleeve (2, 102) and at least one inlet (12) for introducing the second medium into the cavity (13), the first passage (7) in the first wall portion (11) and the first wall portion (11) extends ( 11) has at least one second passage (14) for introducing the second medium from the cavity (13) into the combustion chamber (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Dosiereinheit zum Dosieren von Wasser in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Hülse, die eine Einspritzdüse eines Injektors umhüllt.The invention relates to a cylinder head of an internal combustion engine with a metering unit for metering water into a combustion chamber of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a sleeve which encloses an injection nozzle of an injector.

Ein derartiger Zylinderkopf ist bekannt, wobei das Wasser zum Kühlen des Brennraums in den Brennraum eingespritzt werden kann. Des Weiteren sind Hülsen bekannt, die eine Einspritzdüse eines Injektors umhüllen und Wasser zur Kühlung des Injektors durchleiten. Bei modernen Verbrennungskraftmaschinen, die mit dem bekannten Zylinderkopf ausgestattet sind, soll häufig ein möglichst großes Verhältnis zwischen einem Kolbenhub und einem Zylinderdurchmesser der Verbrennungskraftmaschinen erreicht werden. Zusätzlich weisen die Verbrennungskraftmaschinen mehrere Ventile für einen Zylinder auf. Durch das große Verhältnis zwischen dem Kolbenhub und dem Zylinderdurchmesser wird ein zur Verfügung stehender Platz in einem Brennraumdach des Zylinderkopfes derart gering, dass Möglichkeiten von Orten, wo das Wasser eingespritzt werden kann, sehr begrenzt sind. Dadurch kann die Dosiereinheit nur schwer an einem optimalen Ort zur Einspritzung des Wassers verbaut werden.Such a cylinder head is known, wherein the water for cooling the combustion chamber can be injected into the combustion chamber. Furthermore, sleeves are known which envelop an injector of an injector and pass water to cool the injector. In modern internal combustion engines, which are equipped with the known cylinder head, often the largest possible ratio between a piston stroke and a cylinder diameter of the internal combustion engines should be achieved. In addition, the internal combustion engines have multiple valves for a cylinder. Due to the large ratio between the piston stroke and the cylinder diameter becomes an available space in a combustion chamber roof of the cylinder head so small that possibilities of places where the water can be injected, are very limited. This makes it difficult to install the dosing unit at an optimum location for injecting the water.

Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zylinderkopf bereitzustellen, der mehr Möglichkeiten für einen Ort bietet, an dem das Wasser in einen Brennraum eingespritzt werden kann.Based on this, it is the object of the present invention to provide a cylinder head, which offers more possibilities for a place where the water can be injected into a combustion chamber.

Diese Aufgabe wird mit einem Zylinderkopf mit den Merkmalen des Anspruches 8, einer Hülse mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Injektor mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zylinderkopfes und der Hülse sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a cylinder head having the features of claim 8, a sleeve with the features of claim 1 and an injector with the features of claim 10. Advantageous embodiments of the cylinder head and the sleeve are the subject of the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Zylinderkopf, aufweisend eine Hülse, ein Brennraumdach mit einer Ausnehmung zum Einführen der Hülse in den Zylinderkopf, eine Aufnahme zum Fixieren der Hülse und einen Kanal zum Durchleiten eines zweiten Mediums, der in einen Zulauf der Hülse mündet, vorgeschlagen.To achieve the object, a cylinder head, comprising a sleeve, a combustion chamber roof with a recess for inserting the sleeve into the cylinder head, a receptacle for fixing the sleeve and a channel for passing a second medium, which opens into an inlet of the sleeve proposed.

Die Hülse hat einen ersten Durchtritt zum Einsetzen einer Einspritzdüse eines Injektors eines Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff als ein erstes Medium in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine und einen in einem in dem Zylinderkopf eingebauten Zustand der Hülse zum Brennraum zugewandten ersten Wandabschnitt. Weiterhin weist die Hülse zumindest einen Hohlraum zum Durchleiten des zweiten von dem ersten Medium unterschiedlichen Mediums durch die Hülse und zumindest den Zulauf zum Einleiten des zweiten Mediums in den Hohlraum auf. Der erste Wandabschnitt weist zumindest einen zweiten Durchtritt zum Einleiten des zweiten Mediums von dem Hohlraum in den Brennraum auf, wobei der erste Durchtritt und der zweite Durchtritt durch den ersten Wandabschnitt hindurch verlaufen.The sleeve has a first passage for inserting an injection nozzle of an injector of an injection system for injecting fuel as a first medium into a combustion chamber of an internal combustion engine and a first wall portion facing the combustion chamber in a state installed in the cylinder head. Furthermore, the sleeve has at least one cavity for passing the second medium different from the first medium through the sleeve and at least the inlet for introducing the second medium into the cavity. The first wall section has at least one second passage for introducing the second medium from the cavity into the combustion chamber, wherein the first passage and the second passage extend through the first wall section.

Mit der Einspritzdüse ist ein vorderer Teil des Injektors gemeint, aus dem der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt werden kann. Der erste Durchtritt ist derart beschaffen, dass die Einspritzdüse bei dem Einsetzen der Einspritzdüse zumindest soweit durch den ersten Durchtritt bewegt werden kann, dass mit der Einspritzdüse eine Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum möglich ist. Vorteilhafterweise schließt eine in einem in dem Zylinderkopf eingebauten Zustand des Injektors zum Brennraum zugewandte Fläche der Einspritzdüse eben mit dem ersten Wandabschnitt ab. In einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass die Einspritzdüse in dem eingebauten Zustand des Injektors und der Hülse aus dem ersten Durchtritt herausragt.By the injector is meant a front part of the injector from which the fuel can be injected into the combustion chamber. The first passage is such that the injection nozzle can be moved at least as far as through the first passage at the onset of the injection nozzle that injection of the fuel into the combustion chamber is possible with the injection nozzle. Advantageously, in a built in the cylinder head state of the injector to the combustion chamber facing surface of the injector just concludes with the first wall portion. In a further variant, it can be provided that the injection nozzle protrudes from the first passage in the installed state of the injector and the sleeve.

Der zweite Durchtritt eignet sich zum Einspritzen des zweiten Mediums, insbesondere von Wasser, in den Brennraum. Bevorzugt ist der zweite Durchtritt nicht dazu geeignet, Kraftstoff in den Brennraum für eine Verbrennung nach dem Stand der Technik zu leiten. Damit ist gemeint, dass ein Durchmesser des zweiten Durchtrittes deutlich von einem Durchmesser eines Durchtrittes der Einspritzdüse zum Einspritzen des Kraftstoffes abweicht. Diese Abweichung bewirkt, dass ein Kraftstoff, der durch den zweiten Durchtritt in den Brennraum eingespritzt würde, eine Spraycharakteristik mit einem deutlich größeren mittleren Tröpfchendurchmesser hätte. Dieser größere Tröpfchendurchmesser würde zu einer Verbrennung des Kraftstoffes führen, die nicht dem Stand der Technik entspricht, d.h. zu hohe Emissionswerte hervorrufen würde.The second passage is suitable for injecting the second medium, in particular water, into the combustion chamber. Preferably, the second passage is not adapted to direct fuel into the combustion chamber for combustion of the prior art. This means that a diameter of the second passage differs significantly from a diameter of a passage of the injection nozzle for injecting the fuel. This deviation causes a fuel that would be injected through the second passage into the combustion chamber to have a spray characteristic with a significantly larger average droplet diameter. This larger droplet diameter would result in combustion of the fuel which is not prior art, i. would cause too high emission levels.

Der erste Durchtritt und bevorzugt die Einspritzdüse können jeweils eine ringförmige Fase haben, wobei bevorzugt die beiden Fasen im eingebauten Zustand der Hülse und des Injektors aneinander grenzen. Hierdurch kann ein Fügewerkzeug, wie beispielsweise ein Laser zum Schweißen, leicht an eine Stelle zum Verbinden der Einspritzdüse mit dem ersten Wandabschnitt positioniert werden, da die beiden Fasen eine Ausnehmung ausbilden, die leicht haptisch oder optisch erkannt werden kann.The first passage and preferably the injection nozzle may each have an annular chamfer, wherein preferably the two chamfers adjoin one another in the installed state of the sleeve and the injector. In this way, a joining tool, such as a laser for welding, can be easily positioned at a location for connecting the injection nozzle with the first wall portion, since the two chamfers form a recess that can be easily recognized haptically or optically.

Der erste Wandabschnitt stellt denjenigen Teil der Hülse dar, der sich in dem eingebauten Zustand der Hülse am nächsten zu dem Brennraum befindet. Die Hülse hat weiterhin einen zweiten Wandabschnitt, der sich im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Hülse erstreckt und zumindest einen horizontalen Bereich um einen unteren Teil des Injektors, bevorzugt um die gesamte Einspritzdüse, in dem eingebauten Zustand des Injektors und der Hülse begrenzt. Der horizontale Bereich verläuft in Ebenen, die senkrecht zu der Längsachse der Hülse ausgerichtet sind.The first wall portion represents that part of the sleeve, which is in the installed state of the sleeve closest to the combustion chamber. The sleeve further has a second wall portion which is substantially parallel to a Longitudinal axis of the sleeve extends and at least a horizontal area around a lower part of the injector, preferably around the entire injection nozzle, limited in the installed state of the injector and the sleeve. The horizontal region extends in planes that are oriented perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve.

Der Hohlraum kann auf einer gegenüber dem ersten Wandabschnitt angeordneten Seite der Hülse in einem unverbauten Zustand der Hülse offen ausgebildet sein. Möglich ist jedoch auch, dass die Hülse auf dieser Seite einen dritten Wandabschnitt hat, der den Hohlraum in Richtung der Längsachse zumindest teilweise begrenzt. In diesem Fall hat der dritte Wandabschnitt einen weiteren Durchtritt zum Durchführen der Einspritzdüse.The cavity may be formed open on a side of the sleeve opposite the first wall section in an unobstructed state of the sleeve. However, it is also possible that the sleeve on this side has a third wall portion which limits the cavity in the direction of the longitudinal axis at least partially. In this case, the third wall portion has another passage for passing the injection nozzle.

Der Zulauf kann durch eine seitliche Bohrung in dem zweiten Wandabschnitt der Hülse ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist der Zulauf an einem dem ersten Wandabschnitt gegenüber liegenden Ende der Hülse angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Zulauf einer geringeren Temperatur im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ausgesetzt wird, da er in einem Abstand zu dem Brennraum positioniert ist.The inlet may be formed by a lateral bore in the second wall portion of the sleeve. Advantageously, the inlet is arranged on an end of the sleeve opposite the first wall section. This has the advantage that the inlet is exposed to a lower temperature during operation of the internal combustion engine, since it is positioned at a distance from the combustion chamber.

Das zweite Medium kann Wasser, wie zum Beispiel destilliertes Wasser, Abgaskondensat, Regenwasser, Klimaanlagenkondensat oder Wasser von einer Oberfläche eines Karosserieteils eines Kraftfahrzeugs sein. Weiterhin kann das zweite Medium eine Emulsion aus Wasser und Kraftstoff oder aus Wasser und Bioethanol umfassen. Des Weiteren kann das zweite Medium auch Bioethanol sein. In jedem Fall ist das zweite Medium zum Kühlen des Brennraumes geeignet.The second medium may be water, such as distilled water, exhaust gas condensate, rainwater, air conditioning condensate, or water from a surface of a body panel of a motor vehicle. Furthermore, the second medium may comprise an emulsion of water and fuel or of water and bioethanol. Furthermore, the second medium may also be bioethanol. In any case, the second medium is suitable for cooling the combustion chamber.

Die Hülse gibt im eingebauten Zustand der Hülse und des Injektors Austrittslöcher der Einspritzdüse des Injektors frei. Dadurch wird mit der erfindungsgemäßen Hülse und dem erfindungsgemäßen Zylinderkopf eine Zerstäubungscharakteristik der Einspritzdüse nicht verändert. Aus diesem Grund können gewöhnliche Injektoren mit der vorgeschlagenen Hülse und dem vorgeschlagenen Zylinderkopf verwendet werden.The sleeve releases in the installed state of the sleeve and the injector outlet holes of the injector of the injector. As a result, a sputtering characteristic of the injection nozzle is not changed with the sleeve according to the invention and the cylinder head according to the invention. For this reason, ordinary injectors can be used with the proposed sleeve and the proposed cylinder head.

Der erfindungsgemäße Zylinderkopf und die erfindungsgemäße Hülse haben nun folgenden Vorteil. Dadurch, dass die Hülse den Hohlraum zum Durchleiten und den Zulauf zum Einleiten des zweiten Mediums aufweist, kann die Dosiereinheit in einem Abstand zum Brennraum angeordnet werden. Dieser Abstand kann durch den mit Hilfe des Zylinderkopfes bereitgestellten Kanal noch weiter vergrößert werden. Der Abstand bewirkt, dass die Dosiereinheit nicht mehr im Bereich des Brennraumdaches angeordnet werden muss, wodurch mehr Platz im Bereich des Brennraumdaches geschaffen wird. Dies ermöglicht es, mehr Orte zu finden, wo der Injektor und vorzugsweise einen weiterer Injektor und mehrere Ventile eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine und vor allem der zweite Durchtritt zum Einspritzen des zweiten Mediums in dem Brennraumdach angeordnet werden können.The cylinder head according to the invention and the sleeve according to the invention now have the following advantage. Characterized in that the sleeve has the cavity for passing and the inlet for introducing the second medium, the metering unit can be arranged at a distance from the combustion chamber. This distance can be further increased by the provided with the help of the cylinder head channel. The distance causes the metering unit no longer has to be arranged in the region of the combustion chamber roof, whereby more space is created in the region of the combustion chamber roof. This makes it possible to find more places where the injector and preferably another injector and a plurality of valves of a cylinder of the internal combustion engine and especially the second passage for injecting the second medium can be arranged in the combustion chamber roof.

Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Hülse und den erfindungsgemäßen Zylinderkopf die Möglichkeit geschaffen, die Dosiereinheit in Form eines gewöhnlichen Ventils auszubilden. Dies liegt insbesondere daran, dass eine Temperatur des Zylinderkopfes im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit zunehmendem Abstand vom Brennraum deutlich absinkt. Die Dosiereinheit kann hierbei über den Kanal mit dem Zulauf verbunden sein und in einem Bereich des Zylinderkopfes angeordnet sein, der eine höchstens halb so hohe Betriebstemperatur wie der Injektor hat.Furthermore, the possibility is created by the sleeve according to the invention and the cylinder head according to the invention to form the metering unit in the form of a conventional valve. This is due in particular to the fact that a temperature of the cylinder head during operation of the internal combustion engine decreases significantly with increasing distance from the combustion chamber. The dosing unit can in this case be connected via the channel to the inlet and arranged in a region of the cylinder head which has a maximum half the operating temperature of the injector.

Die Ausnehmung kann in Form einer Bohrung in den Zylinderkopf ausgestaltet sein, in die die Hülse und bevorzugt auch der Injektor eingesetzt werden kann. In der Ausnehmung ist die Hülse vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Zylinderkopf verbunden, wobei eine stoffschlüssige Verbindung mittels Schweißen, insbesondere Laserschweißen, hergestellt sein kann.The recess may be configured in the form of a bore in the cylinder head into which the sleeve and preferably also the injector can be inserted. In the recess, the sleeve is preferably materially connected to the cylinder head, wherein a cohesive connection by means of welding, in particular laser welding, can be made.

Dabei kann die Hülse derart beschaffen sein, dass sie im eingebauten Zustand den Injektor stützt. Dazu kann die Hülse vorteilhaft Zentrierelemente aufweisen, um eine exakte Position des Injektors in Bezug zur Hülse vorzugeben.In this case, the sleeve may be such that it supports the injector in the installed state. For this purpose, the sleeve may advantageously have centering elements in order to predetermine an exact position of the injector in relation to the sleeve.

Die Aufnahme zum Fixieren der Hülse kann in Form eines Gewindes oder konisch zulaufenden Durchtrittes gebildet sein. Um die Hülse gegenüber dem Brennraum genügend abzudichten, kann die Hülse in diesen beiden Fällen zusätzlich an der Aufnahme verklebt werden. Fixieren meint, dass die Aufnahme zumindest eine Bewegungsrichtung der Hülse blockiert. So kann die Aufnahme auch eine Kante oder ein Vorsprung sein.The receptacle for fixing the sleeve may be formed in the form of a thread or tapered passage. In order to adequately seal the sleeve with respect to the combustion chamber, the sleeve can additionally be glued to the receptacle in these two cases. Fixing means that the receptacle blocks at least one direction of movement of the sleeve. So the recording can also be an edge or a projection.

Im eingebauten Zustand weist die Hülse gegenüber dem Injektor eine druckdichte Verbindung auf. Diese Verbindung kann stoff-, form- oder kraftschlüssig sein. Dabei kann der Injektor mit der Hülse, bevorzugt an dem ersten Wandabschnitt, verschweißt sein. Des Weiteren kann die Verbindung in Form eines Gewindes ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass der Injektor in den ersten Durchtritt hineingepresst ist. In beiden letzteren Fällen ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Injektor mit der Hülse an der Stelle der Verbindung verklebt ist, um die Verbindung gegenüber einem Innendruck in dem Brennraum abzudichten. Ein Abdichten dieser Verbindung kann auch mithilfe eines hitzefesten Dichtungsringes, wie beispielsweise eines O-Ringes oder eines Teflonringes, erzielt werden.When installed, the sleeve has a pressure-tight connection with respect to the injector. This compound can be material, positive or non-positive. In this case, the injector can be welded to the sleeve, preferably on the first wall section. Furthermore, the connection may be in the form of a thread. It is also possible that the injector is pressed into the first passage. In both latter cases, it is advantageously provided that the injector is glued to the sleeve at the location of the connection in order to seal the connection against an internal pressure in the combustion chamber. Sealing of this connection can also be achieved by means of a heat-resistant sealing ring, such as an O-ring or a Teflon ring can be achieved.

Die Dosiereinheit ist an ein Steuergerät angeschlossen, wobei mit Hilfe des Steuergerätes und der Dosiereinheit vorzugsweise diskontinuierlich das zweite Medium in den Hohlraum eingespritzt werden kann. Der Hohlraum leitet das zweite Medium durch den zweiten Durchtritt hin zu dem Brennraum, in den es dann eingespritzt wird. Das zweite Medium ist vorzugsweise in einem Tank gespeichert, der eine Verbindung zu der Dosiereinheit hat. Mittels einer Pumpe wird vorzugsweise kontinuierlich ein Druck in dem Tank aufgebaut.The dosing unit is connected to a control unit, wherein the second medium can be injected into the cavity with the aid of the control unit and the dosing unit, preferably discontinuously. The cavity directs the second medium through the second passage to the combustion chamber into which it is then injected. The second medium is preferably stored in a tank having a connection to the dosing unit. By means of a pump, a pressure is preferably continuously built up in the tank.

In einer vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass der erste Durchtritt zentral durch den ersten Wandabschnitt verläuft und der zweite Durchtritt in einer radialen Richtung des ersten Wandabschnittes weiter außen als der erste Durchtritt angeordnet ist. Mit „zentral verlaufen“ ist hierbei ein Verlaufen entlang einer Trägheitsachse des ersten Wandabschnittes gemeint, die sich senkrecht zu der radialen Richtung des ersten Wandabschnittes erstreckt. Bei dieser Variante umgibt der Hohlraum einen unteren Teil des Injektors, an dem die Einspritzdüse angeordnet ist. Dadurch kann das zweite Medium den Injektor besser kühlen, wenn es durch den Hohlraum geleitet wird, wodurch der Injektor einer geringeren thermischen Belastung ausgesetzt ist.In an advantageous variant, it is provided that the first passage extends centrally through the first wall section and the second passage is arranged further outward than the first passage in a radial direction of the first wall section. By "centrally extending" is meant a bleeding along an axis of inertia of the first wall section, which extends perpendicular to the radial direction of the first wall section. In this variant, the cavity surrounds a lower part of the injector on which the injection nozzle is arranged. This allows the second medium to better cool the injector as it passes through the cavity, exposing the injector to less thermal stress.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Wandabschnitt zumindest einen dritten Durchtritt auf, der in dem ersten Wandabschnittes radial weiter außen als der erste Durchtritt angeordnet ist und durch den ersten Wandabschnitt hindurch verläuft. Dies bietet die Möglichkeit, das zweite Medium besser in dem Brennraum zu verteilen. Vorzugsweise weisen der zweite und der dritte Durchtritt verschiedene Durchmesser auf, um unterschiedliche Volumenströme des zweiten Mediums an verschiedenen Orten des Brennraumes zu realisieren.In a further embodiment, the first wall section has at least one third passage, which is arranged radially further outside than the first passage in the first wall section and extends through the first wall section. This offers the possibility to distribute the second medium better in the combustion chamber. Preferably, the second and the third passage have different diameters in order to realize different volume flows of the second medium at different locations of the combustion chamber.

In einer weiteren Ausführungsform hat der erste Wandabschnitt mehrere weitere auf einem Kreisring um den ersten Durchtritt angeordnete Durchtritte zum Einspritzen des zweiten Mediums in den Brennraum. Der Kreisring ist bevorzugt etwa 0,3 bis 0,5 mm breit, während ein Durchmesser der Einspritzdüse etwa 8 mm beträgt. Der zweite, dritte und die weiteren Durchtritte können in den ersten Wandabschnitt mittels Lasern oder Erodieren eingearbeitet sein.In a further embodiment, the first wall section has a plurality of further passages arranged on a circular ring around the first passage for injecting the second medium into the combustion chamber. The circular ring is preferably about 0.3 to 0.5 mm wide, while a diameter of the injection nozzle is about 8 mm. The second, third and the further passages can be incorporated into the first wall section by means of lasers or erosion.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zweite Durchtritt entlang einer ersten Richtung in dem ersten Wandabschnitt und der dritte Durchtritt entlang einer zweiten Richtung in dem ersten Wandabschnitt verlaufen. Die erste Richtung ist bei dieser Ausgestaltung unterschiedlich zur zweiten Richtung. Mit der Hülse gemäß dieser Ausgestaltung kann das zweite Medium in verschiedene Richtungen des Brennraumes verteilt werden. Somit kann eine bessere und vor allem variablere Kühlung des Brennraumes ermöglicht werden.As part of a further embodiment, it is provided that the second passage extend along a first direction in the first wall section and the third passage in a second direction in the first wall section. The first direction is different in this embodiment to the second direction. With the sleeve according to this embodiment, the second medium can be distributed in different directions of the combustion chamber. Thus, a better and above all more variable cooling of the combustion chamber can be made possible.

Die Hülse ist bevorzugt im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wodurch die Ausnehmung und die Aufnahme in dem Zylinderkopf sehr leicht hergestellt werden können. Bei dieser Variante der Hülse bilden näherungsweise der zweite Wandabschnitt eine Mantelfläche und der erste Wandabschnitt einen Boden eines Zylinders aus. Die Ausnehmung kann in diesem Fall durch eine einfache Bohrung erstellt werden. Vorteilhafterweise weist der zweite Wandabschnitt zumindest einen Querschnitt auf, der senkrecht zur Längsachse der Hülse ausgerichtet ist und von einer Kreisform abweicht. Dies bewirkt, dass die Hülse im eingebauten Zustand nicht gegenüber dem Zylinderkopf drehbar ist. Hierdurch kann die Hülse nur in einer einzigen Position in Bezug zu dem Zylinderkopf in den Zylinderkopf eingebaut werden. Dadurch kann eine exakte Orientierung des zweiten und vorzugsweise des dritten Durchtrittes in Bezug zu dem Brennraum erzielt werden. Der Querschnitt kann einen senkrecht zur Längsachse der Hülse nach außen abstehenden Fortsatz haben. Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass der Querschnitt im Ganzen eine leicht ovale Form hat. In jedem Fall ist der Querschnitt nicht punktsymmetrisch zur Längsachse der Hülse. Die Ausgestaltung mit dem nicht-kreisförmigen Querschnitt kann auch mit der Variante, bei welcher die Hülse im Wesentlichen zylinderförmig ist, kombiniert werden. Die Hülse ist in diesem Fall nur in einem engen Bereich um den Querschnitt nicht zylinderförmig.The sleeve is preferably formed substantially cylindrical, whereby the recess and the receptacle in the cylinder head can be made very easily. In this variant of the sleeve approximately the second wall section form a lateral surface and the first wall section forms a bottom of a cylinder. The recess can be created in this case by a simple hole. Advantageously, the second wall section has at least one cross section, which is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve and deviates from a circular shape. This causes the sleeve in the installed state is not rotatable relative to the cylinder head. As a result, the sleeve can be installed only in a single position with respect to the cylinder head in the cylinder head. As a result, an exact orientation of the second and preferably of the third passage in relation to the combustion chamber can be achieved. The cross-section may have a perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve projecting outward extension. Another possibility provides that the cross section as a whole has a slightly oval shape. In any case, the cross section is not point symmetrical to the longitudinal axis of the sleeve. The embodiment with the non-circular cross-section can also be combined with the variant in which the sleeve is substantially cylindrical. The sleeve is in this case not cylindrical in a narrow area around the cross section.

Eine weitere Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der zweite Wandabschnitt in Richtung der Längsachse der Hülse von dem Zulauf bis zu dem ersten Wandabschnitt einen konischen Verlauf aufweist. Der konische Verlauf ermöglicht ein Einpressen der Hülse in den Zylinderkopf. Bei dieser Ausgestaltung ist die Aufnahme vorzugsweise ebenfalls konisch ausgebildet.A further embodiment may be provided, that the second wall section in the direction of the longitudinal axis of the sleeve from the inlet to the first wall portion has a conical shape. The conical shape allows the sleeve to be pressed into the cylinder head. In this embodiment, the receptacle is preferably also conical.

Zur besseren Verteilung des zweiten Mediums in dem Brennraum weist der Zylinderkopf vorzugsweise eine zweite Ausnehmung zum Einführen einer zweiten Hülse in den Zylinderkopf, eine zweite Aufnahme zum Fixieren der zweiten Hülse und die zweite Hülse, die in der zweiten Aufnahme angeordnet ist, auf. Die zweite Hülse ist vorzugsweise nach einer der oben beschriebenen Varianten der vorgeschlagenen Hülse ausgebildet.For better distribution of the second medium in the combustion chamber, the cylinder head preferably has a second recess for inserting a second sleeve in the cylinder head, a second receptacle for fixing the second sleeve and the second sleeve, which is arranged in the second receptacle on. The second sleeve is preferably designed according to one of the variants of the proposed sleeve described above.

Die zweite Hülse ist mit einem zweiten Kanal in dem Zylinderkopf zum Durchleiten des zweiten Mediums verbunden, wobei der zweite Kanal in einen Zulauf der zweiten Hülse mündet. In vorteilhafter Weise ist eine Längsachse der Hülse vertikal und eine zweite Längsachse der zweiten Hülse in einem Winkel zur Horizontalen von etwa 30° ausgerichtet. Die horizontale Richtung verläuft parallel zu einer Fläche, mit der der Zylinderkopf eine Zylinderkopfdichtung im eingebauten Zustand des Zylinderkopfes berührt.The second sleeve is connected to a second channel in the cylinder head for passing the second medium, wherein the second channel opens into an inlet of the second sleeve. In an advantageous manner Way is a longitudinal axis of the sleeve vertically and a second longitudinal axis of the second sleeve at an angle to the horizontal of about 30 ° aligned. The horizontal direction is parallel to a surface with which the cylinder head touches a cylinder head gasket in the installed state of the cylinder head.

Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Injektor eines Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff als ein erstes Medium in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen. Der Injektor zeichnet sich dadurch aus, dass er in einem Bereich einer Einspritzdüse des Injektors eine Hülse nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen aufweist. Bei dieser Ausgestaltung sind der Injektor und die Hülse als ein einstückiges Bauteil ausgebildet.To solve the problem, an injector of an injection system for injecting fuel as a first medium into a combustion chamber of an internal combustion engine is also proposed. The injector is characterized in that it has in a region of an injection nozzle of the injector a sleeve according to one of the embodiments described above. In this embodiment, the injector and the sleeve are formed as a one-piece component.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Figuren. Dabei bezeichnet ein mehrfach verwendetes Bezugszeichen dieselbe Komponente. Die Figuren zeigen schematisch in:

1 eine Schnittansicht eines Ausschnittes eines Zylinderkopfes mit einem Injektor und einer Hülse zum Durchleiten von Wasser,
2 eine perspektivische Ansicht der geschnittenen Hülse nach 1 und einer Einspritzdüse des Injektors nach 1,
3 eine perspektivische Ansicht der geschnittenen Hülse nach 1,
4 eine perspektivische Ansicht einer geschnittenen weiteren Hülse.

Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description and from the figures. In this case, a reference symbol used repeatedly denotes the same component. The figures show schematically in:

1 a sectional view of a section of a cylinder head with an injector and a sleeve for passing water,
2 a perspective view of the cut sleeve after 1 and an injector of the injector 1 .
3 a perspective view of the cut sleeve after 1 .
4 a perspective view of a cut further sleeve.

1 zeigt einen Zylinderkopf 1, aufweisend eine Hülse 2, ein Brennraumdach 3 mit einer Ausnehmung 4 zum Einführen der Hülse 2 in den Zylinderkopf 1, eine Aufnahme 5 zum Fixieren der Hülse 2 und einen Kanal 6 zum Durchleiten eines zweiten Mediums, welches zu einem Kraftstoff als ein erstes Medium verschieden ist. 1 shows a cylinder head 1 comprising a sleeve 2 , a combustion chamber roof 3 with a recess 4 for inserting the sleeve 2 in the cylinder head 1 , a recording 5 for fixing the sleeve 2 and a channel 6 for passing a second medium different from a fuel as a first medium.

2 zeigt die Hülse 2, aufweisend einen ersten Durchtritt 7 zum Einsetzen einer Einspritzdüse 8 eines Injektors 9 eines Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff in einen in 1 gezeigten Brennraum 10 einer Verbrennungskraftmaschine, einen in einem in dem Zylinderkopf 1 eingebauten Zustand der Hülse 2 zum Brennraum 10 zugewandten ersten Wandabschnitt 11. Die Hülse weist weiterhin zumindest einen Zulauf 12 zum Einleiten des zweiten Mediums in einen Hohlraum 13 der Hülse 2 auf. Der Hohlraum 13 eignet sich zum Durchleiten des zweiten Mediums durch die Hülse 2. Der erste Wandabschnitt 11 hat zumindest einen zweiten Durchtritt 14 zum Einleiten des zweiten Mediums von dem Hohlraum 13 in den Brennraum 10. Der erste Durchtritt 7 und der zweite Durchtritt 14 erstrecken sich durch den ersten Wandabschnitt 11 hindurch. 2 shows the sleeve 2 having a first pass 7 for inserting an injection nozzle 8th an injector 9 an injection system for injecting fuel into an in 1 shown combustion chamber 10 an internal combustion engine, one in one in the cylinder head 1 built-in state of the sleeve 2 to the combustion chamber 10 facing first wall section 11 , The sleeve also has at least one inlet 12 for introducing the second medium into a cavity 13 the sleeve 2 on. The cavity 13 is suitable for passing the second medium through the sleeve 2 , The first wall section 11 has at least a second passage 14 for introducing the second medium from the cavity 13 in the combustion chamber 10 , The first passage 7 and the second passage 14 extend through the first wall section 11 therethrough.

Aus 2 ist weiterhin ersichtlich, dass der erste Durchtritt 7 zentral durch den ersten Wandabschnitt 11 verläuft und der zweite Durchtritt 14 in einer radialen Richtung 15 des ersten Wandabschnittes 11 weiter außen als der erste Durchtritt 7 angeordnet ist. Des Weiteren weist der erste Wandabschnitt 11 zumindest einen dritten Durchtritt 16 auf, der in dem ersten Wandabschnitt 11 radial weiter außen als der erste Durchtritt 7 angeordnet ist. 2 stellt eine Variante dar, bei welcher die Hülse 2 mit dem Injektor 9, bevorzugt mittels einer Schweißnaht 25, fest verbunden ist. Die Hülse 2 und der Injektor 9 bilden bei dieser Variante eine bauliche Einheit aus, die als Ganzes in dem Zylinderkopf 1 verbaut werden kann.Out 2 is further evident that the first passage 7 centrally through the first wall section 11 runs and the second passage 14 in a radial direction 15 of the first wall section 11 farther out than the first passage 7 is arranged. Furthermore, the first wall section 11 at least a third passage 16 on in the first wall section 11 radially outward than the first passage 7 is arranged. 2 represents a variant in which the sleeve 2 with the injector 9 , preferably by means of a weld 25 , is firmly connected. The sleeve 2 and the injector 9 form in this variant of a structural unit, as a whole in the cylinder head 1 can be installed.

3 zeigt die Hülse 2 aus 1 und 2 ohne den Injektor 9. 3 shows the sleeve 2 out 1 and 2 without the injector 9 ,

4 zeigt eine Ausgestaltung einer zweiten Hülse 102. Die zweite Hülse 102 weist genau wie die Hülse 2 den Zulauf 12, den ersten Durchtritt 7, den zweiten Durchtritt 14, den Hohlraum 13 und den ersten Wandabschnitt 11 auf. Im Gegensatz zur Hülse 2 hat die zweite Hülse 102 einen dritten Durchtritt 116 zum Durchleiten des zweiten Mediums, der in dem ersten Wandabschnitt 11 entlang einer zweiten Richtung 117 verläuft. Ein Verlauf des zweiten Durchtrittes 14 in dem ersten Wandabschnitt 11 kann durch eine erste Richtung 118 beschrieben werden. Bei der in 4 gezeigten zweiten Hülse 102 ist die zweite Richtung 117 unterschiedlich zur ersten Richtung 118. Des Weiteren hat die zweite Hülse 102 einen vierten Durchtritt 122 zum Durchleiten des zweiten Mediums, wobei ein Durchmesser des vierten Durchtrittes 122 kleiner als ein Durchmesser des dritten Durchtrittes 116 und des zweiten Durchtrittes 14 ist. 4 shows an embodiment of a second sleeve 102 , The second sleeve 102 just like the sleeve 2 the inlet 12 , the first passage 7 , the second passage 14 , the cavity 13 and the first wall section 11 on. In contrast to the sleeve 2 has the second sleeve 102 a third passage 116 for passing the second medium, in the first wall section 11 along a second direction 117 runs. A course of the second passage 14 in the first wall section 11 can go through a first direction 118 to be discribed. At the in 4 shown second sleeve 102 is the second direction 117 different from the first direction 118 , Furthermore, the second sleeve has 102 a fourth pass 122 for passing the second medium, wherein a diameter of the fourth passage 122 smaller than a diameter of the third passage 116 and the second passage 14 is.

Während die Hülse 2 vollständig zylinderförmig ausgebildet ist, hat die zweite Hülse 102 einen zweiten Wandabschnitt 119 mit zumindest einem Querschnitt 120, der senkrecht zur Längsachse 121 der zweiten Hülse 102 ausgerichtet ist und von einer Kreisform abweicht. Der zweite Wandabschnitt 119 erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse 121 der zweiten Hülse 102. Der Querschnitt 120 hat eine leicht ovale Form und ist in 4 an einer Schnittfläche, an der die zweite Hülse 102 für das in 4 gezeigte Schnittbild geschnitten ist, sichtbar. Abgesehen von einem Bereich um den Querschnitt 120 ist die zweite Hülse 102 zylinderförmig ausgebildet und hat daher im Gesamten eine im Wesentlichen zylindrische Form.While the sleeve 2 is completely cylindrical, has the second sleeve 102 a second wall section 119 with at least one cross section 120 which is perpendicular to the longitudinal axis 121 the second sleeve 102 is aligned and deviates from a circular shape. The second wall section 119 extends substantially in the direction of the longitudinal axis 121 the second sleeve 102 , The cross section 120 has a slightly oval shape and is in 4 at a sectional area at which the second sleeve 102 for the in 4 Sectional view is cut, visible. Apart from an area around the cross section 120 is the second sleeve 102 cylindrically shaped and therefore has a substantially cylindrical shape as a whole.

1 zeigt, dass der Zylinderkopf 1 eine Dosiereinheit 19 zum Dosieren des zweiten Mediums aufweist. Die Dosiereinheit 19 ist über den Kanal 6 mit dem Zulauf 12 verbunden und in einem Bereich 22 des Zylinderkopfes 1 angeordnet, der eine höchstens halb so hohe Betriebstemperatur wie der Injektor hat. Mit der Betriebstemperatur ist eine Temperatur gemeint, die der Injektor 9 bzw. der Bereich 22 während eines Betriebes einer Verbrennungskraftmaschine, deren Bestandteil der Zylinderkopf 1 sein kann, im zeitlichen Mittel annimmt. 1 shows that the cylinder head 1 a dosing unit 19 for dosing the second medium. The dosing unit 19 is over the channel 6 with the feed 12 connected and in one area 22 of the cylinder head 1 arranged, which has a maximum half the operating temperature of the injector. By operating temperature is meant a temperature that the injector 9 or the area 22 during operation of an internal combustion engine, whose component is the cylinder head 1 can be, on a temporary basis.

1 zeigt weiterhin, dass in dem Zylinderkopf 1 die zweite Hülse 102 mit Hilfe einer zweiten Aufnahme 105 aufgenommen ist, die zumindest eine Bewegung der zweiten Hülse 102 in Richtung des Brennraums 10 blockiert. Die zweite Hülse 102 umgibt eine Einspritzdüse 108 eines weiteren Injektors 109. Über einen weiteren Kanal 106 des Zylinderkopfes 1 ist der Hohlraum 13 der zweiten Hülse 102 mit einer zweiten Dosiereinheit 119 verbunden. Sowohl die Dosiereinheit 19 als auch die zweite Dosiereinheit 119 sind mit Hilfe eines in 1 nicht dargestellten Steuergerätes steuerbar, so dass das zweite Medium vorzugsweise diskontinuierlich in die Hohlräume 13 der Hülse 2 bzw. der zweiten Hülse 102 zugeführt werden kann. Die Dosiereinheiten 19, 119 sind mit einem Behälter für das zweite Medium verbunden. Der Behälter ist vorzugsweise ein Druckbehälter. 1 also shows that in the cylinder head 1 the second sleeve 102 with the help of a second shot 105 is received, the at least one movement of the second sleeve 102 in the direction of the combustion chamber 10 blocked. The second sleeve 102 surrounds an injection nozzle 108 another injector 109 , About another channel 106 of the cylinder head 1 is the cavity 13 the second sleeve 102 with a second dosing unit 119 connected. Both the dosing unit 19 as well as the second dosing unit 119 are using an in 1 not shown control unit, so that the second medium preferably discontinuously into the cavities 13 the sleeve 2 or the second sleeve 102 can be supplied. The dosing units 19 . 119 are connected to a container for the second medium. The container is preferably a pressure vessel.

In vorteilhafter Weise ist die Dosiereinheit 19 von einem ersten Kühlkanal 20 und die zweite Dosiereinheit 119 von einem zweiten Kühlkanal 21 umgeben, so dass die Dosiereinheiten 19, 119 eine deutlich geringere Betriebstemperatur im Vergleich zu den Injektoren 9, 109 annehmen. Vorteilhafterweise ist ein erster Abstand zwischen dem ersten Kühlkanal 20 und dem Injektor 9 mindestens drei Mal so groß wie ein zweiter Abstand zwischen dem ersten Kühlkanal 20 und der Dosiereinheit 19, um die deutlich niedrigere Betriebstemperatur der Dosiereinheit 19 zu erzielen.Advantageously, the dosing unit 19 from a first cooling channel 20 and the second dosing unit 119 from a second cooling channel 21 surrounded so that the dosing units 19 . 119 a significantly lower operating temperature compared to the injectors 9 . 109 accept. Advantageously, a first distance between the first cooling channel 20 and the injector 9 at least three times as large as a second distance between the first cooling channel 20 and the dosing unit 19 to the much lower operating temperature of the dosing unit 19 to achieve.

Während die Aufnahme 5 kantenförmig ist, ist die Aufnahme 105 in Form eines Vorsprungs ausgebildet. Daraus ergibt sich, dass die Hülse 2 brennraumseitig und die zweite Hülse 102 nicht brennraumseitig montiert werden können. Die Hülse 2 ist vorzugsweise brennraumseitig in die Ausnehmung 4 einschiebbar und kann anschließend an der Aufnahme 5 mit dem Zylinderkopf 1 verschweißt werden. Eine andere Variante kann vorsehen, dass die Hülse 2 in die Ausnehmung 4 geschraubt wird, wobei die Ausnehmung 4 in diesem Fall ein Gewinde aufweist.While the recording 5 is edged, is the recording 105 formed in the form of a projection. It follows that the sleeve 2 combustion chamber side and the second sleeve 102 can not be mounted on the combustion chamber side. The sleeve 2 is preferably the combustion chamber side in the recess 4 retractable and can then be attached to the recording 5 with the cylinder head 1 be welded. Another variant may provide that the sleeve 2 into the recess 4 is screwed, with the recess 4 in this case has a thread.

Claims

A sleeve (2; 102) comprising a first passage (7) for inserting an injector (8) of an injector (9) of an injection system for injecting fuel as a first medium into a combustion chamber (10) of an internal combustion engine, one in one Cylinder head (1) installed state of the sleeve (2; 102) facing the combustion chamber (10) first wall portion (11), at least one cavity (13) for passing a second medium different from the first medium through the sleeve (2; 102) and at least one inlet (12) for introducing the second medium into the cavity (13), wherein the first wall section (11) has at least one second passage (14) for introducing the second medium from the cavity (13) into the combustion chamber (10) and the first passage (7) and the second passage (14) pass through the first wall section (11).

Sleeve (2, 102) after Claim 1 , characterized in that the first passage (7) extends centrally through the first wall section (11) and the second passage (14) in a radial direction (15) of the first wall section (11) further outside than the first passage (7) is.

Sleeve (2, 102) after Claim 1 or 2 , characterized in that the first wall section (11) has at least one third passage (16; 116) which is arranged radially further outward than the first passage (7) in the first wall section (11).

Sleeve (102) after Claim 3 characterized in that the second passage (14) extends along a first direction (118) in the first wall section (11) and the third passage (116) along a second direction (117) in the first wall section (11) and the first Direction (118) is different from the second direction (117).

Sleeve (2; 102) according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (2; 102) is substantially cylindrical.

Sleeve (102) according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (102) has a second wall section (119) extending substantially in the direction of its longitudinal axis (121) and the second wall section (119) has at least one cross section (120). has, which is perpendicular to the longitudinal axis (121) of the sleeve (102) aligned and deviates from a circular shape.

Sleeve (2; 102) according to one of the preceding claims, characterized in that the second wall section (119) extends in the direction of the longitudinal axis (121) of the sleeve (2; 102) from the inlet (12) to the first wall section (11). has a conical shape.

Cylinder head (1) comprising a sleeve (2; 102) according to one of the preceding Claims 1 to 7 a combustion chamber roof (3) with a recess (4) for inserting the sleeve (2, 102) into the cylinder head (1), a receptacle (5, 105) for fixing the sleeve (2, 102) and a channel (6, 106) for passing of the second medium, which opens into the inlet (12) of the sleeve (2, 102).

Cylinder head (1) to Claim 8 , characterized in that the cylinder head (1) has a metering unit (19, 119) for metering the second medium, wherein the metering unit (19, 119) via the channel (6, 106) is connected to the inlet (12) and in a region of the cylinder head (1) is arranged, which has a maximum half the operating temperature of the injector (9).

Injector (9) of an injection system for injecting fuel as a first medium into a combustion chamber (10) of an internal combustion engine, wherein the injector in a region of an injection nozzle (8) of the injector (9) has a sleeve (2; 102) according to any one of Claims 1 to 7 having.