CN109219698A - 高压存储器和用于制造高压存储器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的、存储高压燃料的高压存储器(1)。所述高压存储器(1)包括存储器管(2)，该存储器管具有构造在存储器管(2)中的存储空间(3)。高压存储器(1)具有用于导入高压燃料的导入接口(7)和至少一个用于排出高压燃料的排出接口(4)。在存储空间(3)中布置有蜂巢结构(10)。

Description

高压存储器和用于制造高压存储器的方法
技术领域
本发明涉及一种高压存储器，尤其用于内燃机的喷射系统。此外，本发明涉及一种用于制造这种高压存储器的方法。
背景技术
高压存储器技术领域本发明涉及一种高压存储器，尤其供用于将高压燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射系统用，并且涉及一种用于制造这种高压存储器的方法。
从现有技术中已知高压存储器，例如从DE 10 2008 040 901A1已知。已知的高压存储器具有用于存储高压燃料的存储空间。此外，除了泵侧和喷油器侧接口外，还存在用于附装部件的接收部。通常，两个附装部件轨压传感器和压力调节阀或限压阀都附装到高压存储器上。
喷射系统，尤其高压存储器和喷射器，对压力振荡敏感，因为压力振荡会减少其所加载的部件的寿命。
发明内容
与现有技术相比，根据本发明的用于内燃机的高压存储器具有减小的负载并因此具有更长的使用寿命。
为此目的，高压存储器包括存储器管，该存储器管具有构造在存储器管中的存储空间。该高压存储器具有用于导入高压燃料的导入接口和至少一个用于排出高压燃料的排出接口。在存储空间中布置有蜂巢结构。
在快速流过存储空间期间蜂巢结构用作节流部，例如在排出接口打开的情况下存在快速流过，蜂巢结构因此衰减存储空间中的压力振荡，但也衰减排出接口下游的部件、例如用于将燃料喷射到内燃机中的喷射器中的压力振荡。通过衰减压力振荡减少了部件上的压力负荷，从而延长了部件的寿命。此外，蜂巢结构也可以构型为加固存储器管并从而提高高压存储器的强度。
在有利的构型中，存储器管和蜂巢结构一体地实施。由此可以省去费事的连接技术，并且高压存储器构造得特别坚硬。高压存储器通过3D打印方法制造，传统的铸造方法不适合这种情况。
在一个有利的改进方案中，蜂巢结构包括至少一个、但优选10至15个盘，其中，在每个盘中构成多个蜂巢状的空隙。由此，燃料流被各个盘阻尼。压力波在这些盘上部分地反射并相互叠加，使得压力振荡被减弱。有利地，每个盘分别以相同的轴向间距前后排列。由此，节流部位在存储空间的轴向上以相等的间距布置。存储空间中的压力振荡被均匀地衰减。
在有利的实施方案中，空隙具有规则六边形的基本形状。这是一种在重量相对较轻的情况下特别有利的节流几何形状。相比之下，圆孔在孔之间不具有恒定的腹板宽度，因此需要局部较多的材料堆积。
有利地，规则六边形的边长为0.75mm。这特别好地适合于基本上圆柱形的存储空间的大约10mm的直径。
在有利的替代实施方案中，蜂巢结构包含至少一个、但优选10至15个蜂巢杯托。在每个蜂巢杯托中构成多个蜂巢状空隙。由此，燃料流动受到起节流部位作用的各个蜂巢杯托的阻尼。压力波在蜂巢杯托处部分反射并相叠加，从而减弱压力振荡。流过存储空间的燃料流可以被蜂巢杯托非常有针对性地转向。
有利地，每个蜂巢杯托具有头部区域，该头部区域的直径相应于存储空间的直径，优选约为10mm。此外，每个蜂巢杯托具有缩窄的脚部区域。在此，沿着轴线的缩窄可以锥形地或弧形地走向。杯托形状是良好导流性、良好阻尼功能、高刚性和低重量的良好折衷。
在有利的改进方案中，蜂巢杯托这样布置，使得在每个头部区域分别与下一个蜂巢杯托的头部区域协同作用并且相应地每个脚部区域分别与接下来的蜂巢杯托的脚部区域协同作用。因此，蜂巢杯托串联布置，使得在流过两个相继布置的头部区域时发生压力振荡的强列衰减。此外，通过这种布置，高压存储器在轴向方向上的刚度也显著提高。
在有利的实施方案中，蜂巢杯托具有5mm的长度。由此，节流部位通过头部区域而在存储空间的轴向上以相等的间距布置。存储空间中的压力振荡被均匀地衰减。
在有利的实施方案中，空隙具有规则六边形的基本形状。这是一种在重量相对较轻的情况下特别有利的节流几何形状。相比之下，圆孔在孔之间不具有恒定的腹板宽度，因此需要局部较多的材料堆积。
有利地，规则六边形的边长为0.75mm。这特别好地适合于存储空间的大约10mm的直径。
上述高压存储器的制造采用3D打印方法进行，该方法使得这种几何形状的制造首先能够成本有利地实现。此时，尤其是存储器管和蜂巢结构的一体式实施是特别有利的，即一方面非常成本有利，另一方面具有高刚性。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明的实施例。附图中：
图1示意性地示出了从现有技术中已知的高压存储器的纵截面，
图2以立体视图示出了根据本发明的高压存储器的半模型的局部，其中仅示出了基本区域，
图3以立体视图示出了根据本发明的另一高压存储器作为半模型的局部，其中仅示出了基本区域。
具体实施方式
在图1的纵截面中，用1标记如从现有技术中已知的那样的管状高压存储器。高压存储器1具有存储器管2，存储器管2围绕存储空间3。高压存储器1设置用于内燃机的喷射系统，通常被称为轨。
在高压存储器1的存储器管2上构造有多个排出接口4，用于通往喷射器的燃料压力管线(未示出)。在存储器管2上还构造有通往未示出的高压泵的导入接口7。附加地，在存储器管2上构造有用于附装部件8和9的接收部5和6。附装部件8通常是用于获知存储空间3中的压力的轨压传感器。附装部件9是压力阀，优选是用于调节存储空间3中的压力的压力调节阀。压力阀9或者压力调节阀9例如构造为电磁阀并且具有未示出的电接头，用于与未示出的控制器或供电源连接。
用于压力阀9的接收开口6经由排出通道32与低压接口34连接，使得经由压力阀9溢流的燃料量可以被导送给低压回路。在此，排出通道32通到接收开口6中，使得当压力阀9放置到高压存储器1上时确保高压部分和低压部分(排出通道32)之间的密封。
在该示例中，压力阀9和轨压传感器8布置在高压存储器1的相互背离的端部上。在此，这些附装部件8,9在高压存储器1上的分布原则上可任意选择。
图2以纵向剖切立体视图示出了根据本发明的高压存储器1的一个局部。该高压存储器1特别适用于燃料喷射系统，例如共轨系统。高压下的燃料从未示出的高压泵经由未示出的导入接口输送到高压存储器1中，从高压存储器经由未示出的排出接口分配给未示出的喷射器，以喷射到内燃机的燃烧室中。
高压存储器1具有存储器管2，在存储器管中构造有用于存储处于高压下的燃料的存储空间3。由于来自高压泵的燃料的导入和燃料向喷射器的排出，在存储空间3中产生了与运行点相关的、具有压力振荡的燃料流动情况。
为了衰减这些压力振荡，在存储空间3中布置了蜂巢结构10。在图2的实施方案中，蜂巢结构10具有多个沿轴向相互间隔开的盘11，在这些盘中又分别构成多个蜂巢状的空隙12。在这种情况下，盘11优选布置成彼此相距至少5mm的间距a并且具有0.5mm的厚度b。此外，对于具有约10mm的直径D的存储空间3，蜂巢状的空隙12有利地分别具有边长s为0.75mm的规则六边形形状。蜂巢结构10在各个空隙12之间的腹板宽度u优选为0.55mm。
通过盘11，存储空间3被划分成各个腔室3a，3b等，这些腔室通过由蜂巢状空隙12形成的横截面减小部而彼此连接。因此，蜂巢状空隙12是轴向流动方向上的节流部，其有效地衰减在流过时可能出现的压力振荡。由此，高压存储器1内的以及下游喷射器内的最大压力峰值被衰减。相应地，这些组件的寿命提高。
有利地，存储器管2和蜂巢结构10一体地构成，使得不需要费事的连接技术。用于此的相应制造方法优选为3D打印方法；传统的铸造方法不适合这种几何形状的大批量制造。
图3以半模型立体图示出具有蜂巢结构10的高压存储器1的另一实施例，其中仅示出了基本区域。该实施例的蜂巢结构10包括轴向上相继排列的蜂巢杯托15，所述蜂巢杯托分别杯托形地构造有宽的头部区域17和强烈缩窄的脚部区域16。在此，各个蜂巢杯托15相继排列成使得一个脚部区域16总是与下一个蜂巢杯托15的另一脚部区域16协同作用并且一个头部区域17与下一个头部区域17协同作用。在存储空间3的各个端部处，那里的脚部区域16或头部区域17支撑在存储器管2的相应缩肩或端面上。
由于各个蜂巢杯托15形状锁合地相继排列，在该实施例中蜂巢结构10具有高刚性，因而在径向上和轴向方向上都提高了存储器管2和整个高压存储器1的强度。优选，各个蜂巢杯托15具有5mm的长度L，其中，有利地在存储空间3中相继排列10至15个蜂巢杯托15。此外，对于具有约10mm的直径D的存储空间3，蜂巢状空隙12有利地分别具有边长s为0.75mm的规则六边形形状。蜂巢结构10在各个空隙12之间的腹板宽度u优选为0.55mm。
通过3D打印方法一般能够实现蜂巢结构10的非常复杂的几何形状，尤其当蜂巢结构10与存储器管2一体实施时。上述实施例表明对于衰减存储空间3中的压力振荡特别有效，这是因为高压燃料由高压泵经由导入接口7周期性地输送并且燃料经由一个或多个排出接口4向喷射器冲击式排出引起的。

Claims (13)

1.用于内燃机的、存储高压燃料的高压存储器(1)，其中，所述高压存储器(1)包括存储器管(2)，该存储器管具有构造在存储器管(2)中的存储空间(3)，其中，高压存储器(1)具有用于导入高压燃料的导入接口(7)和至少一个用于排出高压燃料的排出接口(4)，其特征在于，在存储空间(3)中布置有蜂巢结构(10)。
2.根据权利要求1所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述存储器管(2)和所述蜂巢结构(10)一体地实施。
3.根据权利要求1或2所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述蜂巢结构(10)包括至少一个、优选10至15个盘(11)，其中，在每个盘(11)中构成多个蜂巢状的空隙(12)。
4.根据权利要求3所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述盘(11)分别以相同的轴向间距(a)彼此前后排列。
5.根据权利要求3或4所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述空隙(12)具有规则六边形的基本形状。
6.根据权利要求5所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述规则六边形的边长(s)为0.75mm。
7.根据权利要求1或2所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述蜂巢结构(10)包括至少一个、优选10至15个蜂巢杯托(15)，其中，在每个蜂巢杯托(15)中构成多个蜂巢状的空隙(12)。
8.根据权利要求7所述的高压存储器(1)，其特征在于，每个蜂巢杯托(15)具有头部区域(17)，所述头部区域的直径相应于所述存储空间(3)的直径，并且，每个蜂巢杯托(15)具有缩窄的脚部区域(16)。
9.根据权利要求8所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述蜂巢杯托(15)布置成使得每个头部区域(17)分别与一个头部区域(17)协同作用并且每个脚部区域(16)分别与一个脚部区域(16)协同作用。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述蜂巢杯托(15)具有5mm的长度(L)。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述空隙(12)具有规则六边形的基本形状。
12.根据权利要求11所述的高压存储器(1)，其特征在于，所述规则六边形的边长(s)为0.75mm。
13.用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的高压存储器(1)的方法，其中，所述存储器管(2)和所述蜂巢结构(10)一体地实施，其特征在于，所述高压存储器(1)以3D打印方法制造。
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