CZ20011575A3

CZ20011575A3 - Vysokotlakový zásobník paliva

Info

Publication number: CZ20011575A3
Application number: CZ20011575A
Authority: CZ
Inventors: Kurt Frank; Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-03-13
Also published as: JP2003508682A; EP1129285B1; DE19942855A1; EP1129285A1; WO2001018385A1; US6615800B1; DE50011562D1; CZ296982B6

Description

Oblast_techniky

Vynález se týká vysokotlakového zásobníku paliva pro společný vstřikovací systém spalovacího motoru, nazývaný Common-Rail, s více připojovacími otvory, zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i s připojovacími otvory pro čidla a ventily atd.

Dosavadní_stav_techniky

Ve společném vstřikovacím systému, nazývaným CommonRail, dopravuje vysokotlakové čerpadlo, případně za pomoci předřazeného dopravního čerpadla, vstřikované palivo z nádrže do centrálního vysokot1akového zásobníku paliva, který je označován jako Common-Rail. Od tohoto zásobníku vedou vysokotlaková potrubí k jednotlivým injektorům, které jsou přiřazeny k válcům motoru. Tyto injektory jsou v závislosti na provozních parametrech spalovacího motoru jednotlivě ovládány elektronikou motoru, aby bylo vstřikováno palivo do spalovacího prostoru spalovacího motoru. Prostřednictvím vysokotlakového zásobníku paliva je vytváření tlaku a vstřikování od sebe navzájem odděleno.

Obvyklý vysokotlakový zásobník paliva je například popsán v DE 196 40 480. Tento známý vysokotlakový zásobník paliva sestává z podélného trubkového tělesa s více přípojkami pro napájení vstřikovacích ventilů paliva, které jsou také označeny jako injektory. Toto trubkové těleso má současně funkci tlumení kmitů prostřednictvím svého objemu a funkci rozdělování paliva prostřednictvím přípojek. Vždy podle úpravy v systému vznikají, zejméná při malém vnitřním průměru trubky a při velké délce trubky tlaková kmitání.

• ·

Tato tlaková kmitání vedou k tomu, že některé injektory v důsledku vytvoření stojící vlny málo vstřikují. Mimoto mohou vést vratně se pohybující tlakové vlny k tomu, že injektory vstřikují střídavě nebo pravděpodobně příliš malá množství paliva. Aby bylo možné v systému utlumit kmity, je potřebný relativně velký objem. Tento velký objem přitom zatěžuje a prodražuje ve vysokém tlaku odolné vytvoření systému.

stata_vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit vysokotlakový zásobník paliva v úvodu uvedeného druhu s vyšší pevností a s delší životností než mají obvyklé vysokotlakové zásobníky paliva. Tento vysokotlakový zásobník paliva podle vynálezu však má mít ještě jednoduchou konstrukci a má být ekonomicky výhodně zhotovitelný.

Vytčený úkol se řeší u vysokotlakového zásobníku paliva pro společný vstřikovací systém spalovacího motoru, nazývaný Common-Rail, s více připojovacími otvory, zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i s připojovacími otvory pro čidla a ventily atd. tím, že je vysokotlakový zásobník paliva opatřen tlamicím ústrojím kmitů. Prostřednictvím tohoto tlumicího ústrojí kmitů lze zřetelně redukovat objem vysokotlakového zásobníku paliva. Tím jsou utlumeny v provozu vznikající horní kmity, čímž se zvětší vysokotlaková odolnost vysokotlakového zásobníku paliva.

Zvláště výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že tlumicí ústrojí kmitů je vytvořeno narušujícími geometriemi. Prostřednictvím těchto narušujících geometrií je nejméně omezeno rozšiřování tlakových vln ve vysokotlakovém zásobníku paliva. Tyto narušující geometrie mohou být vytvořeny

různě. Tak je například možné, aby tyto narušující geometrie byly vytvořeny samostatnými součástmi. Je však také možné vytvořit narušující geometrie s vysokotlakovým zásobníkem paliva jako jeden kus.

Zvláště výhodné vytvoření vynálezu spočívá v tom, že vysokotlakový zásobník paliva má skříň s vnitřním prostorem, ve kterém jsou uloženy narušující geometrie. Tento vnitřní prostor může být vytvořen například průchozí dírou. Přitom může být vytvořena jak průchozí dífa, tak také slepá díra. Otevřený konec, případně otevřené konce díry mohou být po nasazení narušujících geometrií vysokotlakově utěsněny a uzavřeny odpovídajícími uzavíracími elementy. Alternativně může být vnitřní prostor vytvořen ve tvaru koule. Při vytvoření vnitřního prostoru ve tvaru koule se umožní nasazení narušujících geometrií prostřednictvím dvoudílné skříně.

Další výhodné vytvoření spočívá v tom, že narušující geometrie jsou tvořeny nejméně jedním zvlněným plechem, osou s na ní uspořádanými a otvory opatřenými příčnými stěnami, drátěným navinutým pásem, nejméně jedním plechovým pásem s otvory a/nebo trubkou s otvory. Při uspořádání narušujících geometrií je třeba dbát na tu skutečnost, že prostřednictvím narušujících geometrií se zmenšuje objem vysokotlakového zásobníku paliva. Z tohoto důvodu mají přednost narušující geometrie s malým objemem.

Další zvláště výhodné vytvoření vynálezu spočívá v tom, že narušující geometrie zasahují zvnějšku do vnitřního prostoru skříně skrz připojovací otvory nebo skrz přídavné připojovací otvory. Narušující geometrie mohou být například zvnějšku přišroubovány nebo přivařeny na vysokotlakový zásobník paliva. Rozdělení narušujících geometrií ve vysbkotlakovém zásobníku paliva může být podle potřeby pravidelné nebo nepravidelné.

Další výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že tlumicí ústrojí kmitů je tvořeno nejméně jedním vybočujícím pístem, který je ve vysokotlakovém zásobníku paliva vratně pohyblivý proti pružině. Prostřednictvím vybočujícího pístu se umožní aktivní tlumení kmitů. Tím mohou být dosaženy ještě lepší výsledky, než pasivním tlumením kmitů, které bylo popsáno v předcházejícím.

Další výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že tlumicí ústrojí kmitů je tvořeno nejméně jedním vybočujícím pístem, který je uložen vratně pohyblivě proti pružině v nejméně jednom pouzdře, které je upraveno na vysokotlakovém zásobníku paliva. Toto provedení poskytuje tu výhodu, že se zjednoduší montáž vybočujícího pístu. Mimoto lze toto provedení také bez zvláštních změn využít na obvyklém vysokotlakovém zásobníku paliva.

Další zvláště výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že vybočující píst je opatřen průchozím otvorem. Tento průchozí otvor zabezpečuje, že se může uskutečňovat statické vyrovnávání tlaku mezi prostřednictvím vybočujícím pístem oddělenými oblastmi vysokotlakového zásobníku paliva, případně pouzdra.

Další zvláště výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že k pružině přivrácená strana průchozího otvoru je opatřena ústrojím pro podporu proudění. U ústrojí pro podporu proudění se může jednat například o zaoblení nebo zahloubení. Opačná strana průchozího otvoru může být vytvořena s ostrou hranou. Tím se dosáhne toho, že vybočující pohyb pístu při tlakovém rázu vzniklém ve vysokotlakovém zásobníku paliva se uskuteční proti pružině.

Další výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že vy-

bodující píst je prostřednictvím pružiny předepjat proti zdvihovému dorazu. Tím se dosáhne tohp, že v závislosti na tlakové diferenci jsou tlumeny jen tlakové rázy od určité velikosti.

PĚ£llled_2brázků_na_ výkresech

Další výhody, znaky a detaily vynálezu vyplývají z následujícího popisu, ve kterém je detailně popsáno více příkladů provedení ve spojení s výkresovou částí. Přitom mohou být znaky uvedené v nárocích a popise podstatné pro vynález vždy jednotlivě nebo v libovolných kombinacích.

Na obr. 1 je v podélném řezu schematicky znázorněn první příklad provedení vysokotlakového zásobníku paliva podle vynálezu.

Na obr. 2 až obr. 6 jsou znázorněny v samostatném vyobrazení různé varianty provedení tlumicího ústrojí kmitů použitého na obr. 1.

Na obr. 7 je znázorněn v podélném řezu druhý příklad provedení vysokotlakového zásobníku paliva podle vynálezu.

Na obr. 8 až obr. 10 je znázorněn vždy jeden výřez dalšího příkladu provedení vysokotlakového zásobníku paliva podle vynálezu.

££í-1_-X-E-2Σ£-22í_ΣΣ2_1222

Na obr. 1 je znázorněn vysokotlakový zásobník paliva, který má podlouhlou trubkovou skříň L· V této trubkové skříni j_ vytváří průchozí díra 2 zásobní prostor pro palivo.

Průchozí díra 2 je na svých obou koncích prostřednictvím uzavíracích šroubových zátek 3 a 4 tlakotesně uzavřena. Mimoto je skříň jl opatřena řadou připojovacích otvorů 5, 6, 7, 8, 9 , 10. Tyto připojovací otvory 5, 6, 7, 8, 9, 10 jsou vytvořeny pro spojení vysokotlakového zásobníku paliva s vysokotlakovým čerpadlem a s jednotlivými injektory. Mimoto je na skříni upraveno více upevňovacích elementů 11. 12. 13. které jsou vytvořeny pro upevnění vysokotlakového zásobníku paliva na motoru.

V průchozí díře 2 je upnuto tlumicí ústrojí 14 kmitů mezi oběma uzavíracími šroubovými zátkami 3a 4. Je samozřejmé, že toto tlumicí ústrojí 14 kmitů může být upnuto také jen na jedné straně, případně se může radiálně podepírat.

Na obr. 2 až obr. 6 jsou znázorněny různé varianty tlumicího ústrojí 14 kmitů. Na obr. 2 je znázorněno tlumicí ústrojí 14 kmitů z obr. 1 v samostatné poloze. Jak je zde patrno, jedná se zde u tlumicího ústrojí 14 kmitů o zvlněný plech.

Z obr. 3 je patrno, že tlumicí ústrojí 14 kmitů může také mít osu 16, na které jsou uspořádány v rovnoměrném odstupu příčné stěny 17. Aby se umožnil průchod paliva, je v příčných stěnách 17 upraveno více otvorů 18.

Na obr. 4 je znázorněno tlumicí ústrojí 14 kmitů, které je tvořeno drátěným navinutým pásem 20. Tento drátěný navinutý pás 20 obsahuje více drátů, které jsou navzájem nepravidelně zapleteny. Přitom je mezi jednotlivými dráty upraveno dostatek volného prostoru, aby se umožnil průchod paliva.

Tlumicí ústrojí 14 kmitů, které je znázorněno na obr, 5, je vytvořeno plechovým pásem 22, který je opatřen řadou otvorů, ze kterých jsou na obr. 5 jako příklad znázorněny jen dva otvory 23 a 24. Přitom se tyto otvory 23 a 24 vytvářejí sklopením plechových kusů 25 a 26 navenek. Tyto navenek sklopené plechové kusy 25 a 26 vytvářejí rozváděči lopatky pro palivo, které je obsqženo ve vysokotlakovém zásobníku paliva.

♦ · <

• ·· · ··· · · · · • * · ····· ♦· · • · · · · 9 · · · b · • · · · · · b ♦ · ·»· ·· ·« ··· ·· ·· ·

Tlumicí ústrojí 14 kmitů, které je znázorněno na obr. 6, je vytvořeno trubkou 30 z plechu. V této trubce 30 je uspořádáno více otvorů 31, 32, 33. Mimoto je z plástové plochy trubky 30 sklopeno navenek více jazyků 34, 35, 36. Otvory 31, 32, 33 slouží pro průchod paliva. Jazyky 34, 35, 36 vytvářejí rozváděči lopatky pro palivo.

Na obr. 7 znázorněný příklad provedení vysokotlakového zásobníku paliva podle vynálezu odpovídá do značné míry příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 1. Pro jednoduchost jsou proto pro označení shodných částí použity shodné vztahové znaky. Aby se zabránilo opakování, tak se poukazuje na předcházející popis příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 1.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 7, se dosahuje tlumení kmitů řadou podélných tlumicích elementů, které v radiálním směru zasahují do průchozí díry 2. Jeden z těchto podélných tlumicích elementů je tvořen kolíkem 42, který je uložen v přídavném připojovacím otvoru 41. Tento kolík 42 může být do přídavného připojovacího otvoru 41 zašroubován, zavařen, zaletován nebo zalícován. Navenek je přídavný připojovací otvor 41 vysokotlakově těsně uzavřen prostřednictvím uzavírací šroubové zátky 43. Dále jsou do připojovacích otvorů 5, 6, 7 a 8 uloženy čepy 44. Tyto čepy 44 zasahují, stejně tak jako kolík 42, do průchozí díry 2^. Na rozdíl ke kolíku 42 jsou však tyto čepy 44 opatřeny vždy jedním vnitřním otvorem 45. Tento vnitřní otvor 45 umožňuje

průtok paliva a tím také funkci připojovacích otvorů 5, 6 7 a 8.

Na obr. 8 je znázorněna jen část trubkové skříně dalšího příkladu provedení vysokotlakového zásobníku paliva podle vynálezu v podélném řezu. Tato skříň χ má průchozí díru 2, která je na jednom konci uzavřena prostřednictvím uzavírací šroubové zátky 3. Tento otvor, to je průchozí díra 2, je spojena prostřednictvím více přípojek s vysokotlakovým čerpadlem a s jednotlivými injektory. Na obr. 8 je z důvodů přehlednosti znázorněn jen jeden připojovací otvor 5.

V průchozí díře 2 je vratně pohyblivě uložen vybočující píst 50. Mezi tímto vybočujícím pístem 50 a mezi uzavírací šroubovou zátkou\3 je uspořádána pružina 51. Vybočující píst 50 je opatřen axiálním průchozím otvorem 52. Na tom konci průchozího otvoru 52, který je přivrácený k pružině 51, je upravena zapuštěná plocha ústrojí 55 pro podporu proudění. Na tom konci, který je odvrácený od pružiny 51, je průchozí otvor 52 vytvořen s ostrou hranou. Z toho vyplývá, že prstencová plocha 54 je na straně odvrácené od pružiny 51 o něco větší než na straně se zapuštěnou plochou ústrojí 55 pro podporu proudění.

Prostřednictvím průchozího otvoru 52 ve vybočujícím pístu 50 může být uskutečňováno statické vyrovnávání tlaku. Zapuštěná plocha ústrojí 55 pro podporu proudění na vstupu průchozího otvoru 52 vytváří podporu proudění v jednom směru. Při tlakovém rázu na straně vybočujícího pístu 50 odvrácené od pružiny 51 je vybočující píst 50 vykývnut proti síle tlačné pružiny 51. Množství paliva, které je na straně pružiny 51, je přitom prostřednictvím průchozího otvoru 52 stlačeno na té straně vybočujícího pístu 50, která je odvrácená od pružiny 51.


• 44		• 4	• 4 44	• 4	4
• · · ·	4	•	4	4 4	• ·
4 · ·	4		♦ 44	4 4	4
• 4 4 ·	•	•	4 4	4 4	4
4 4 ·	4	4	•	4 4	•
44 4 4 4		• 4	• 44	4 4	··

Prostřednictvím průchozího otvoru 52 ve vybočujícím pístu 50 lze uskutečňovat statické vyrovnávání tlaku. Zapuštěná plocha ústrojí 55 pro podporu proudění na vstupu průdhozího otvoru 52 vytváří příznivé ovlivnění proudění v jednom směru. Při tlakovém rázu na té straně vybočujícího pístu 50, která je odvrácená od pružiny 51, je vybočující píst 50 vykývnut proti síle tlačné pružiny 51. Množství paliva, které je na pružinové straně, je přitom skrz průchozí otvor 52 stlačeno na té straně vybočujícího pístu 50, která je odvrácená od pružiny 51.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 9, je vybočující píst 50 v dosednutí proti zdvihovému dorazu 60. Mimoto je pružina 51 předepjata proti vybočujícímu pístu 50. U tohoto příkladu provedení jsou tlakové rázy tlumeny jen od určitého tlakového rozdílu. U tohoto příkladu provedení je mimoto ještě na vybočujícím pístu 50 vytvořeno vedení 61, které se vytváří zmenšením vnějšího průměru vybočujícího pístu 50.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 10, je tlumicí ústrojí 14 kmitů integrováno do pouzdra 65, které je našroubováno na připojovací otvor 5 vysokotlakového zásobníku paliva. Prostřednictvím uzavírací šroubové zátky 66 je pouzdro 65 utěsněno vzhledem k okolnímu prostředí. V tomto pouzdru 65 je vratně pohyblivě uložen vybočující píst 50. Mezi tímto vybočujícím pístem 50 a mezi uzavírací šroubovou zátkou 66 je upravena tlačná pružina 51. Jinak pracuje vybočující píst 50 přesně stejně jako vybočující píst 50 uložený v průchozí díře 2. Vybočující píst 50, který je znázorněn na obr. 10, má přesně stejně jako v předcházejícím popsané vybočující písty 50 průchozí otvor 52 se zapuštěnou plochou ústrojí 55 pro podporu proudění.

Prostřednictvím parametrů tlakové plochy, pružinové

• · · • · • *	··	• • • ·	• · · · • • ·· •	·« ♦ · * · • · ·	• ·
9 • •	• • •
			··	« · ·	• ·.	··

tuhosti, pružinového předpětí, průměrů vnitřních otvorů a zaoblení otvorů lze optimalizovat funkci tlumicího ústrojí kmitů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vysokotlakový zásobník paliva pro společný vstřikovací systém spalovacího motoru, nazývaný Common-Rail, s více připojovacími otvory (5, 6, 7, 8, 9, 10), zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i připojovacími otvory pro čidla a ventily atd., vyznačující se tím, že vysokotlakový zásobník paliva je opatřen tlumicím ústrojím (14) kmitů.
2. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumicí ústrojí (14) kmitů je vytvořeno narušujícími geometriemi.
3. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 2, vyznačující se tím, že vysokotlakový zásobník paliva má skříň (1) s vnitřním prostorem, ve kterém jsou uloženy narušující geometrie.
4. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že narušující geometrie jsou tvořeny nejméně jedním zvlněným plechem, osou (16) s na ní uspořádanými a otvory (18) opatřenými příčnými stěnami (17), drátěným navinutým pásem (20), nejméně jedním plechovým pásem (22) s otvory (23, 24) a/nebo trubkou (30) s otvory (31, 32, 33).

»
5. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že narušující geometrie zasahují zvnějšku do vnitřního prostoru skříně (1) skrz připojovací otvory (5, 6, 7, 8, 9, 10) nebo skrz přídavné připojovací otvory (41).
6. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlumicí ústrojí (14) kmi12

0. 0· 00 >00» 0 0 0 00 · 0 • 0 0 0 0 • 0 • 0 0 0 0 • 00 • 0 0 ' · '0 · · • 0 0. 0 0 0 0 • 0 ·' 0 0 • 0 0 • 00 0 0 0 0 0 • * · 0 ·. 00

tů je tvořeno nejméně jedním vybočujícím pístem (50)/ který je ve vysokotlakovém zásobníku paliva vratně pohyblivý proti pružině (51).
7. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 1, vyznačující se t í m , že tlumicí ústrojí (14) kmitů je tvořeno nejméně jedním vybočujícím pístem (50), který je uložen vratně pohyblivě proti pružině (51) v nejméně jednom pouzdře (65), které je upraveno na vysokotlakovém zásobníku paliva.
8. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že vybočující píst (50) je opatřen průchozím otvorem (52).
9. Vysokotlakový zásobník paliva podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, žek pružině (51) přivrácená strana průchozího otvoru (52) je opatřena ústrojím (55) pro podporu proudění.
10. Vysokotlakový zásobník paliva podle jednoho z nároků 6 až 10, vyznačující se tím, že vybočující píst (50) je prostřednictvím pružiny (51) předepjat proti zdvihovému dorazu (60).