DE10049285A1

DE10049285A1 - Hochdruckleitung mit wechselndem Innendurchmesser

Info

Publication number: DE10049285A1
Application number: DE2000149285
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-18
Also published as: WO2002029239A1

Abstract

Es wird ein Hochdruckleitung für Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, bei welcher der Innendurchmesser (5) in Strömungsrichtung wechselt, so dass an den dadurch entstehenden Absätzen (13) eine Teilreflektion von Druckwellen, welche die Hochdruckleitung (1) bspw. vom Injektor in Richtung eines Common-Rails durchlaufen, erfolgt. Durch die Teilreflektion der Druckwellen werden die von den Druckwellen verursachten zeitlichen Druckschwankungen am Injektor verringert oder durch Interferenzeffekte sogar vollständig ausgelöscht. Dadurch kann die Kraftstoffzumessung mit größerer Genauigkeit erfolgen, so dass sich Lauf- und Verbrauchsverhalten der mit der erfindungsgemäßen Hochdruckleitung (1) ausgestatteten Brennkraftmaschine verbessern.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckleitung für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit einer Längsrichtung mit einem Außendurchmesser und mit einem Innendurchmesser.

Hochdruckleitungen nach dem Stand der Technik bestehen aus einem Stahlrohr, dessen Außen- und Innendurchmesser konstant ist. Bei Dieselmotoren, insbesondere Dieselmotoren mit Common-Rail-Technik, wird der Einspritzvorgang in mehrere Einspritzungen, z. B. mit einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung zerlegt. Durch die Entnahme von Kraftstoff aus der Hochdruckleitung bei der Voreinspritzung entsteht eine Druckwelle, die sich in der Hochdruckleitung vom Injektor zum Common-Rail fortpflanzt und an der Verbindungsstelle vom Common-Rail zur Hochdruckleitung reflektiert wird.

Wenn die reflektierte Druckwelle den Injektor wieder erreicht, ändert sich der Druck am Injektor. Diese zeitabhängigen Druckänderungen oder Modulationen des lokalen Drucks am Injektor führen dazu, dass bei gleichem Druck im Common-Rail und gleicher Ansteuerdauer des Injektors die in den Brennraum eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit des zeitlichen Abstands von Voreinspritzung und Haupteinspritzung variiert. Der dadurch hervorgerufene systematische Fehler bei der eingespritzten Kraftstoffmenge addiert sich zu den durch Bauteiltoleranzen und sonstigen Streuungen verursachten Fehler und führt zu verminderter Laufruhe, erhöhtem Verbrauch, verschlechterten Abgaswerten der Brennkraftmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Hochdruckleitung bereitzustellen, bei welcher die durch Druckwellen induzierten Modulationen des Kraftstoffdrucks am Injektor verringert werden und somit eine Verbesserung der Laufruhe, des Verbrauchsverhaltens und der Abgaswerte der mit der erfindungsgemäßen Hochdruckleitung ausgestatteten Brennkraftmaschine erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hochdruckleitung für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit einer Längsrichtung, mit einem Außendurchmesser und mit einem Innendurchmesser, dadurch gekennzeichnet, das sich mindestens in einem Abschnitt der Hochdruckleitung der Innendurchmesser in Längsrichtung ändert.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Hochdruckleitung wird die von der Voreinspritzung ausgelöste Druckwelle von den Änderungen des Innendurchmessers teilweise reflektiert, so dass der Betrag der Modulation verringert wird und bei geeigneten Abständen der Innendurchmesseränderungen in der Hochdruckleitung durch Interferenzen die Modulationen vollständig unterdrückt werden. Dadurch wird der systematische Mengenfehler, der aus der Modulation des Drucks am Injektor durch die von der Einspritzung ausgelöste Druckwelle deutlich verringert oder sogar vollständig aufgehoben und die aufgabengemäßen Vorteile wie verbesserte Laufruhe, geringerer Kraftstoffverbrauch und verbessertes Emissionsverhalten erreicht.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser zwei Werte annimmt, und dass die Änderung des Innendurchmessers sprunghaft erfolgt, so dass eine besonders wirkungsvolle Teilreflektion der Druckwellen stattfindet.

Bei einer anderen Variante der Erfindung ändert sich der Innendurchmesser in Längsrichtung stetig, so dass die Drosselwirkungen der Änderungen des Innendurchmessers verringert werden.

Durch periodische Wiederholungen der Änderung des Innendurchmessers kann die Druckwelle in viele teilreflektierte Druckwellen aufgelöst werden und es können, bei geeignet gewählten Abständen der Änderungen des Innendurchmessers, durch Interferenzen das vollständige Auslöschen der Druckwellen am Injektor erzielt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Änderung des Innendurchmessers in Längsrichtung und der entgegengesetzten Richtung gleich ist, so dass die Herstellung der erfindungsgemäßen Hochdruckleitung vereinfacht wird.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hochdruckleitung ein äußeres Hüllrohr und einen oder mehrere Einsätze aufweist, dass der Außendurchmesser des oder der Einsätze dem Innendurchmesser des Hüllrohrs entspricht, und dass der Innendurchmesser des oder der Einsätze sich in Längsrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ändert, so dass die vom Kraftstoffdruck auf die Hochdruckleitung ausgeübten Kräfte vom Hüllrohr aufgenommen werden können und die hydraulischen Eigenschaften der Hochdruckleitung von dem oder den Einsätzen bestimmt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Zeichnung

Es zeigen:

Fig. 1 eine Hochdruckleitung nach dem Stand der Technik im Längsschnitt,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckleitung im Längsschnitt,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckleitung im Längsschnitt und

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckleitung im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer Hochdruckleitung 1 nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Hochdruckleitung 1 weist einen Außendurchmesser 3 und einen Innendurchmesser 5 auf. Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt einer Hochdruckleitung wird vom Kraftstoff in Richtung des Pfeils 7 durchströmt. D. h., dass das linke Ende der Hochdruckleitung 1 mit einem nicht dargestellten Common- Rail verbunden ist und das rechte Ende der Hochdruckleitung 1 mit einem nicht dargestellten Injektor verbunden ist.

In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckleitung 1 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel springt der Innendurchmesser 5 in der Längsrichtung der Hochdruckleitung 1 gesehen zwischen einem kleineren Wert 9 und einem größeren Wert 11 periodisch hin und her. Die dabei entstehenden Absätze 13 reflektieren die Druckwellen, welche in Richtung des Pfeils 15 durch die Hochdruckleitung 1 laufen können, teilweise, so dass sich die Ampitude der Druckwelle zumindest verringert. Eine solche Druckwelle kann bspw. durch eine Voreinspritzung des nicht dargestellten Injektors ausgelöst werden. Im Ergebnis führen die Teilreflektionen der nicht dargestellten Druckwelle an den Absätzen 13 dazu, dass der Druck am ebenfalls nicht dargestellten Injektor nur noch in geringerem Umfang moduliert, wenn der Common-Rail-Druck konstant gehalten wird. D. h. die durch die Voreinspritzung ausgelösten Druckschwankungen am Injektor werden durch die Teilreflektionen teilweise oder sogar ganz in Folge von Interferenzen ausgelöscht.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckleitung 1 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ändert sich der Innendurchmesser 5 der Hochdruckleitung 1 unsymmetrisch. In Richtung des Pfeils 15 gesehen findet die Durchmesseränderung vom größeren Wert 11 auf den kleineren Wert 9 sprunghaft statt und geht stetig vom kleineren Wert 9 zum größeren Wert 11 über. In Richtung des Pfeils 7 gesehen ändert sich der Innendurchmesser 5 vom größeren Wert 11 zum kleineren Wert 9 stetig und anschließend sprunghaft vom kleineren Wert 9 zum größeren Wert 11. Durch diese Ausgestaltung können die Drosselwirkungen, welche sich durch die Verengungen des Innendurchmessers 5 der Hochdruckleitung 1 in Richtung des Pfeils 7 ergeben, verringert werden.

In einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Hochdruckleitung 1 in ein Hüllrohr 17 und mehrere Einsätze 19 aufgeteilt. Das Hüllrohr 17 übernimmt die vom Kraftstoffdruck hervorgerufenen Kräfte in Längs- und Umfangsrichtung, während die Einsätze 19 die gewünschten hydraulischen Eigenschaften der Hochdruckleitung 1 erzeugen. Wenn zwischen den Einsätzen 19 nicht dargestellte Kugeln mit Mittenbohrung angeordnet werden und die Stirnseiten der Einsätze kalottenförmig ausgeführt werden, können Hochdruckleitungen nach Fig. 4 auch gebogen werden.

Die Änderungen des Innendurchmessers 5 kann auch durch das Anbringen von Sicken erfolgen. Diese nicht dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckleitung 1 kann ähnlich wie ein Metallfaltenbalg hergestellt werden.

Claims

1. Hochdruckleitung für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Längsrichtung, mit einem Außendurchmesser (3) und mit einem Innendurchmesser (5), dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens in einem Abschmitt der Hochdruckleitung (1) der Innendurchmesser (5) in Längsrichtung ändert.

2. Hochdruckleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (5) zwei Werte (9, 11) annimmt, und dass die Änderung des Innendurchmessers (5) sprunghaft erfolgt.

3. Hochdruckleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (5) sich in Längsrichtung stetig ändert.

4. Hochdruckleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Änderung des Innendurchmessers (5) periodisch wiederholt.

5. Hochdruckleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Innendurchmessers (5) in Längsrichtung und der entgegengesetzten Richtung gleich ist.

6. Hochdruckleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung (1) ein äußeres Hüllrohr (17) und einen oder mehrere Einsätze (19) aufweist, dass der Außendurchmesser des oder der Einsätze (19) dem Innendurchmesser des Hüllrohrs (17) entspricht, und dass Innendurchmesser des oder der Einsätze (19) sich in Längsrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ändert.