CZ296982B6

CZ296982B6 - Vysokotlaký zásobník paliva

Info

Publication number: CZ296982B6
Application number: CZ20011575A
Authority: CZ
Inventors: Frank@Kurt; Boecking@Friedrich
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2006-08-16
Also published as: US6615800B1; EP1129285A1; WO2001018385A1; DE50011562D1; EP1129285B1; JP2003508682A; DE19942855A1; CZ20011575A3

Abstract

Zásobník paliva sestává ze skríne (1), v jejímz vnitrním prostoru je umísteno tlumicí ústrojí kmitu, a která je opatrena pripojovacími otvory (5, 6, 7, 8, 9, 10), zejména pripojovacími otvory pro prívod a odvod paliva, jakoz i pripojovacími otvory pro cidla, ventily atd. Tlumicí ústrojí kmitu je tvoreno alespon jedním sroubovitým plechem (14), nebo osou (16) s na ní usporádanými derovanými prícnými stenami (17), nebo dráteným smotkem (20) nebo alespon jedním plechovým pásem (22) s pruchozími otvory (23, 24) nebo masivními kolíky (42) a/nebo dutými cepy (44).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vysokotlakého zásobníku paliva pro vstřikovací systém paliva se společným zásobníkem paliva, nazývaný Common-Rail, spalovacího motoru, sestávající ze skříně, v jejímž vnitřním prostoru je umístěno tlumicí ústrojí kmitů, a která je opatřena připojovacími otvory, zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i připojovacími otvory pro čidla, ventily atd.

Dosavadní stav techniky

Ve společném vstřikovacím systému, nazývaném Common-Rail, dopravuje vysokotlaké čerpadlo, popřípadě za pomoci předřazeného dopravního čerpadla, vstřikované palivo z nádrže do centrálního vysokotlakého zásobníku paliva, který je označován jako Common-Rail. Od tohoto zásobníku vedou vysokotlaká potrubí k jednotlivých 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 vysokotlakého zásobníku paliva je vytváření tlaku a vstřikování od sebe navzájem odděleno.

Obvyklý vysokotlaký zásobník paliva je popsán například ve spise DE 196 40 480. Tento známý vysokotlaký 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, zejména 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.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit vysokotlaký zásobník paliva výše uvedeného druhu s vyšší pevností a delší životností než známé vysokotlaké zásobníky paliva. Vysokotlaký zásobník paliva podle vynálezu by měl mít dále ještě jednoduché provedení a měl by být ekonomicky výhodně vyrobitelný.

Uvedený úkol splňuje vysokotlaký zásobník paliva pro vstřikovací systém paliva se společným zásobníkem paliva, nazývaný Common-Rail, spalovacího motoru, sestávající ze skříně, v jejímž vnitřním prostoru je umístěno tlumicí ústrojí kmitů, a která je opatřena připojovacími otvory, zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i připojovacími otvory pro čidla, ventily atd., podle vynálezu, jehož podstatou je, že tlumicí ústrojí kmitů je tvořeno alespoň jedním šroubovitým plechem, nebo osou s na ní uspořádanými děrovanými příčnými stěnami, nebo drátěným smotkem nebo alespoň jedním plechovým pásem s průchozími otvory nebo masivními kolíky a/nebo dutými čepy.

Pomocí tlumicího ústrojí kmitů lze podstatně zmenšit objem vysokotlakého zásobníku paliva. Tím se utlumí horní harmonické vznikající při provozu, čímž se zvýší odolnost vysokotlakého zásobníku paliva vůči vysokým tlakům. Použitím tlumicího ústrojí kmitů se brání šíření tlako

-1 CZ 296982 B6 vých vln ve vysokotlakém zásobníku paliva. Tlumicí ústrojí kmitů může být vytvořeno různě. Například je možné, aby bylo tvořeno samostatnými díly, jak je výše uvedeno. Je však rovněž možné vytvořit toto tlumicí ústrojí kmitů v jednom kuse s vysokotlakýn zásobníkem paliva.

Vnitřní prostor, v němž je vloženo tlumicí ústrojí kmitů, může být vytvořen například jako díra. Tato díra může být vytvořena buď jako průchozí díra, nebo jako slepá díra. Jeden, popřípadě oba otevřené konce této díry mohou být po vložení tlumicího ústrojí kmitů vysokotlakově uzavřeny odpovídajícími uzavíracími elementy. Alternativně může být vnitřní prostor tvořen kulovým prostorem. U kulového vnitřního prostoru se umožní vložení tlumicího ústrojí kmitů vytvořením dvoudílné skříně.

Při uspořádání tlumicího ústrojí kmitů je nutno dbát na skutečnost, že tímto tlumicím ústrojím kmitů se zmenší objem vysokotlakého zásobníku paliva. Z tohoto důvodu mají přednost tlumicí ústrojí kmitů s malým objemem.

Podle zvlášť výhodného provedení vynálezu vyčnívají kolíky a/nebo čepy vyčnívají skrz připojovací otvory a/nebo skrz přídavné otvory do vnitřního prostoru skříně. Tlumicí ústrojí kmitů mohou být například z vnějšku přišroubována nebo přivařena k vysokotlakému zásobníku paliva. Rozmístění tlumicích ústrojí kmitů ve vysokotlakém zásobníku může být podle potřeby rovnoměrné nebo nerovnoměrné.

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

Další zvlášť výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že vychylovací píst je opatřen průchozím otvorem. Tento průchozí otvor zabezpečuje, že se může uskutečňovat statické vyrovnávání tlaku mezi prostřednictvím vychylovacím pístem oddělenými oblastmi vysokotlakého zásobníku paliva, popřípadě pouzdra.

Další zvlášť 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 vychylovací pohyb pístu při tlakovém rázu vzniklém ve vysokotlakém zásobníku paliva se uskuteční proti pružině.

Další výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že vychylovací píst je prostřednictvím pružiny předepjat proti zdvihovému dorazu. Tím se dosáhne toho, že v závislosti na tlakové diferenci jsou tlumeny jen tlakové rázy od určité velikosti.

Přehled obrázků 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.

-2CZ 296982 B6

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

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

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn vysokotlaký zásobník paliva, který má podlouhlou trubkovou skříň 1.

V této trubkové skříni 1 vytváří průchozí díra vnitřní prostor 2, neboli zásobní prostor pro palivo. Průchozí díra je na obou svých koncích prostřednictvím uzavíracích zátek 3 a 4, například šroubovacích, tlakotěsně uzavřena. Mimoto je skříň 1 opatřena řadou připojovacích otvorů 5, 6, 7, 8, 9, 10. Tyto připojovací otvory 5, 6, 7, 8, 9, 10 jsou vytvořeny pro spojení vysokotlakého zásobníku paliva s vysokotlakým čerpadlem a s jednotlivými injektory. Mimoto je na skříni 1 upraveno více upevňovacích elementů 11, 12, 13, které jsou vytvořeny pro upevnění vysokotlakého zásobníku paliva na motoru.

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

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

Z obr. 3 je patrné, že tlumicí ústrojí kmitů může mít také 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 kmitů, které je tvořeno drátěným smotkem 20. Tento drátěný smotek 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 kmitů, které je znázorněno na obr. 5, je tvořeno plechovým pásem 22, který je opatřen řadou otvorů, ze kterých jsou na obr. 5 jako příklad znázorněny jen dva průchozí otvory 23 a 24. Přitom se tyto průchozí 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 obsažené ve vysokotlakém zásobníku paliva.

Tlumicí ústrojí kmitů, které je znázorněno na obr. 6, je tvořeno trubkou 30 z plechu. V této trubce 30 je uspořádáno více otvorů 31, 32, 33. Mimoto je z plášťové 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 vysokotlakého zásobníku paliva podle vynálezu odpovídá do značné míry příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 1. Pro jednoduchost jsou proto

-3 CZ 296982 B6 pro označení shodných částí použity shodné vztahové značky. Aby se zabránilo opakování, poukazuje se 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 tvořící vnitřní prostor 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 zátky 43. Dále jsou do připojovacích otvorů 5, 6, 7 a 8 uloženy čepy 44. Tyto čepy 44 zasahují, stejně jako kolík 42, do průchozí díry tvořící vnitřní prostor 2. Na rozdíl od 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 1 dalšího příkladu provedení vysokotlakého zásobníku paliva podle vynálezu v podélném řezu. Tato skříň 1 má průchozí díru tvořící vnitřní prostor 2, která je na jednom konci uzavřena prostřednictvím uzavírací zátky 3. Tento otvor, to znamená průchozí díra, je spojen prostřednictvím více přípojek s vysokotlakým čerpadlem a s jednotlivými injektory. Na obr. 8 je z důvodu přehlednosti znázorněn jen jeden připojovací otvor 5.

V průchozí díře je vratně pohyblivě uložen vychylovací píst 50. Mezi tímto vychylovacím pístem 50 a uzavírací zátkou 3 je uspořádána pružina 51. Vychylovací píst 50 je opatřen axiálním průchozím otvorem 52. Na tom konci průchozího otvoru 52, který je přivrácený k pružině 51, je upravena zapuštěná plocha zahloubení 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 zahloubení 55 pro podporu proudění.

Prostřednictvím průchozího otvoru 52 ve vychylovacím pístu 50 může být uskutečňováno statické vyrovnávání tlaku. Zapuštěná plocha zahloubení 55 pro podporu proudění na vstupu průchozího otvoru 52 vytváří podporu proudění v jednom směru. Při tlakovém rázu na straně vychylovacího pístu 50 odvrácené od pružiny 51 je vychylovací píst 51 vykývnut proti síle tlačné pružiny 51. Množství paliva, které je na straně pružiny 51, je přitom prostřednictvím průchozího otvoru 52 stlačeno na té straně vychylovacího pístu 50, která je odvrácena od pružiny 51. Prostřednictvím průchozího otvoru 52 ve vychylovacím pístu 50 lze uskutečňovat statické vyrovnávání tlaku. Zapuštěná plocha zahloubení 55 pro podporu proudění na vstupu průchozího otvoru 52 vytváří příznivé ovlivnění proudění v jednom směru. Při tlakovém rázu na té straně vychylovacího pístu 50, která je odvrácena od pružiny 51, je vychylovací 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 vychylovacího pístu 50, která je odvrácena od pružiny 51.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 9, je vychylovací píst 50 v dosednutí proti zdvihovému dorazu 60. Mimoto je pružina 51 předepnuta proti vychylovacímu pístu 50. U tohoto příkladu provedení jsou tlakové rázy tlumeny jen od určitého tlakového rozdílu. U tohoto příkladu provedení je mimoto ještě na vychylovacím pístu 50 vytvořeno vedení 61, které se vytváří zmenšením vnějšího průměru vychylovacího pístu50.

U příkladu provedení, který je znázorněn na obr. 10, je tlumicí ústrojí kmitů integrováno do pouzdra 65, které je našroubováno na připojovací otvor 5 vysokotlakého zásobníku paliva. Prostřednictvím uzavírací šroubové zátky 66 je pouzdro 65 utěsněno vzhledem k okolnímu prostředí.

V tomto pouzdru 65 je vratně pohyblivě uložen vychylovací píst 50. Mezi tímto vychylovacím pístem 50 a uzavírací šroubovou zátkou 66 je upravena tlačná pružina 51. Jinak pracuje vychylovací píst 50 stejně jako vychylovací píst 50 uložený v průchozí díře tvořící vnitřní prostor 2. Vychylovací píst 50, který je znázorněn na obr. 10, má přesně stejně jako v předcházejícím

-4CZ 296982 B6 popsané vychylovací písty 50 průchozí otvor 52 se zapuštěnou plochou zahloubení 55 pro podporu proudění.

Prostřednictvím parametrů tlakové plochy, pružinové tuhosti, pružinového předpětí, průměrů vnitřních otvorů a zaoblení otvorů lze optimalizovat funkci tlumicího ústrojí kmitů.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Vysokotlaký zásobník paliva pro vstřikovací systém paliva se společným zásobníkem paliva, nazývaný Common-Rail, spalovacího motoru, sestávající ze skříně (1), v jejímž vnitřním prostoru je umístěno tlumicí ústrojí kmitů, a která je opatřena připojovacími otvory (5, 6, 7, 8, 9, 10), zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i připojovacími otvory pro čidla, ventily atd., vyznačující se t í m , že tlumicí ústrojí kmitů je tvořeno alespoň jedním šroubovitým plechem (14), nebo osou (16) s na ní uspořádanými děrovanými příčnými stěnami (17), nebo drátěným smotkem (20) nebo alespoň jedním plechovým pásem (22) s průchozími otvory (23, 24) nebo masivními kolíky (42) a/nebo dutými čepy (44).

2. Vysokotlaký zásobník paliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že kolíky (42) a/nebo čepy (44) vyčnívají skrz připojovací otvory (5, 6, 7, 8, 9, 10) a/nebo skrz přídavné otvory (41) do vnitřního prostoru (2) skříně (1).

3. Vysokotlaký zásobník paliva pro vstřikovací systém paliva se společným zásobníkem paliva, nazývaný Common-Rail, spalovacího motoru, 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., přičemž vysokotlaký zásobník paliva je opatřen tlumicím ústrojím kmitů, a přičemž vysokotlaký zásobník paliva obsahuje skříň (1) s vnitřním prostorem (2), v němž je umístěno tlumicí ústrojí kmitů, vyznačující se tím, že tlumicí ústrojí kmitů je tvořeno alespoň jedním vychylovacím pístem (50), proti pružině (51) vratně pohyblivě uloženým ve vysokotlakém zásobníku paliva.

4. Vysokotlaký zásobník paliva pro vstřikovací systém paliva se společným zásobníkem paliva, nazývaný Common-Rail, spalovacího motoru, s více připojovacími otvory (5, 6, 7, 8, 9, 10), zejména připojovacími otvory pro přívod a odvod paliva, jakož i připojovací otvory pro čidla a ventily atd., přičemž vysokotlaký zásobník paliva je opatřen tlumicím ústrojím kmitů, vyznačující se tím, že tlumicí ústrojí kmitů je tvořeno alespoň jedním vychylovacím pístem (50), proti pružině (51) vratně pohyblivě uloženým v alespoň jednom pouzdru (65), které je umístěno na vysokotlakém zásobníku paliva.

5. Vysokotlaký zásobník paliva podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že vychylovací píst (50) je opatřen průchozím otvorem (52).

6. Vysokotlaký zásobník paliva podle nároku 5, vyznačující se tím , že strana průchozího otvoru (52) přivrácená k pružině (51) je opatřena zahloubením (55) pro podporu proudění.

7. Vysokotlaký zásobník paliva podle jednoho z nároků 3 až 6, v y z n a č u j í c í se tím, že vychylovací píst (50) je předepnut pružinou (51) k dorazu (60) zdvihu.