DE10161920A1 - Diesel engine modular high pressure fuel reservoir - Google Patents
Diesel engine modular high pressure fuel reservoirInfo
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- F02M55/025—Common rails
Abstract
Description
Zur Kraftstoffversorgung selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen werden zunehmend Einspritzsysteme eingesetzt, die einen Hochdrucksammelraum (Common Rail) enthalten. Solche an Einspritzsystemen eingesetzte Hochdrucksammelräume können als geschmiedete Bauteile ausgebildet sein, sie können jedoch auch zwei geschmiedete Kugel- Halbschalen umfassen, die miteinander verschweißt sind. Seitens der Automobilindustrie werden heute Hochdrucksammelraum-Konfigurationen nachgefragt, die z. B. in den unterschiedlichsten Einbauräumen an der Verbrennungskraftmaschine unterzubringen sind und daher an die jeweiligen Einbauverhältnisse anzupassen sind.For the supply of fuel to self-igniting internal combustion engines injection systems are increasingly being used, which have a high-pressure plenum (common rail) contain. Such high-pressure plenums used on injection systems can be used as forged components, but they can also be two forged spherical Include half shells that are welded together. On the part of the automotive industry high-pressure manifold configurations are in demand today. Tie A wide variety of installation spaces are to be accommodated on the internal combustion engine and must therefore be adapted to the respective installation conditions.
WO 98/14700 hat einen Kraftstoffhochdruckspeicher zum Gegenstand. Der Kraftstoff hochdruckspeicher kommt an einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstofthochdruckpumpe zum Einsatz, welche den Kraftstoffhochdruckspeicher mit Kraftstoff versorgt. Aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher wird der Kraftstoff elektrisch gesteuerten Einspritzventilen zugeführt, die den Kraftstoff in die Brennräume einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine einspritzen. Der Kraftstoffhochdruckspeicher besteht aus einem langgestreckten, rohrartigen Körper aus Stahl, der mit Anschlüssen für die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr versehen ist. Die Anschlüsse sind als Anschlussstutzen ausgebildet, von denen je eine Verbindungsbohrung exzentrisch zur Achse des rohrartigen Körpers in diesen einmündet.WO 98/14700 relates to a high-pressure fuel accumulator. The Fuel high pressure accumulator comes on a fuel injection system Internal combustion engines with a high-pressure fuel pump are used, which the High-pressure fuel reservoir supplied with fuel. From the high-pressure fuel reservoir the fuel is supplied to electrically controlled injectors that put the fuel in inject the combustion chambers of a self-igniting internal combustion engine. The High-pressure fuel accumulator consists of an elongated, tubular body Steel provided with connections for fuel supply and fuel discharge. The connections are designed as connecting pieces, of which one each Connecting bore opens eccentrically to the axis of the tubular body in this.
DE 197 47 736 C1 hat einen Druckspeicher für Kraftstoffversorgungssysteme zum Gegenstand. Der Druckspeicher umfasst einen langgestreckten Hohlkörper, der einen Zulaufanschluss zur Verbindung mit einer Hochdruckpumpe sowie wenigstens zwei Ablaufanschlüsse zur Verbindung mit Einspritzventilen aufweist. Die Ablaufanschlüsse sind in wenigstens einem weiteren Endabschnitt des langgestreckten Hohlkörpers angeformt und in Bezug auf den langgestreckten Hohlkörper geometrisch identisch angeordnet. Die Endabschnitte können kegelförmig ausgebildet sein und spiegelbildlich zueinander ausgeformt werden. Auf die Endabschnitte können z. B. sechskantartige Aufsätze aufgeschraubt werden, wobei zur Abdichtung zwischen dem Hohlkörper ein Außenkegelabschnitte aufweisendes Dichtelement zum Einsatz kommt.DE 197 47 736 C1 has a pressure accumulator for fuel supply systems Object. The pressure accumulator comprises an elongated hollow body, the one Inlet connection for connection to a high pressure pump and at least two Has drain connections for connection to injectors. The drain connections are in at least one further end section of the elongated hollow body molded and geometrically identical with respect to the elongated hollow body arranged. The end sections can be conical and mirror images are molded to each other. On the end sections z. B. hexagonal Attachments are screwed on, being a seal between the hollow body Sealing element having outer cone sections is used.
EP 0 507 191 offenbart einen Hochdruckspeicher für Kraftstoff, der aus einem vorgefertigten Rohr besteht, auf welches Anschlussmuffen aufgeschoben sind, an welchen die Kraftstoffeinspritzventile bzw. der von der Kraftstofthochdruckpumpe kommende Hochdruckleitungsanschluss angebracht wird. Ein solcher Kraftstoffhochdruckspeicher ist verhältnismäßig teuer in der Herstellung und benötigt zudem wegen der aufzusetzenden Anschlussteile einen relativ großen Einbauraum. Er muss ferner sehr dickwandig ausgebildet werden, um den hohen Drücken bei den schwellenden Druckbelastungen, denen er ausgesetzt ist, Stand zu halten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass dickwandige Körper bei hohen schwellenden Druckbelastungen dazu neigen, zu reißen, insbesondere im Bereich von Wanddurchbrüchen und scharfkantigen Querschnittsänderungen.EP 0 507 191 discloses a high-pressure accumulator for fuel, which consists of a There is a prefabricated pipe, on which connection sleeves are pushed, on which the fuel injection valves or that coming from the high-pressure fuel pump High pressure line connection is attached. Such a high-pressure fuel reservoir is relatively expensive to manufacture and also required because of the to be put on Connection parts have a relatively large installation space. It must also be very thick-walled be trained to withstand the high pressures at the swelling pressure loads, to which he is exposed. Another disadvantage is that thick-walled bodies tend to tear at high swelling pressure loads, especially in the area of wall openings and sharp-edged Changes in cross section.
DE 196 47 049 A1 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem. Das Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine umfasst eine Kraftstofthochdruckpumpe, die einen Kraftstoffhochdruckspeicher mit Kraftstoff versorgt, aus dem der Kraftstoff elektrisch gesteuerten Einspritzventilen zur Einspritzung in die Brennräume einer selbstzündenden Brennkraftmaschine zugeführt wird. Der Kraftstoffhochdruckspeicher ist mit Anschlussbohrungen für die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr und mit Befestigungselementen versehen, und weist die Form einer Hohlkugel auf. Der hohlkugelförmig konfigurierte Kraftstoffhochdruckspeicher ist aus zwei geschmiedeten, hohlen Halbkugeln zusammengesetzt. Die beiden hohlen Halbkugeln sind an ihren ringförmig konfigurierten Berührungsflächen mittels einer Schweißnaht zusammengefügt.DE 196 47 049 A1 relates to a fuel injection system. The Fuel injection system for an internal combustion engine includes one High-pressure fuel pump that supplies fuel to a high-pressure fuel reservoir from which the fuel is electrically controlled injectors for injection into the Combustion chambers of a self-igniting internal combustion engine is supplied. The High pressure fuel accumulator is with connection holes for the fuel supply and the Fuel removal and provided with fasteners, and has the shape of a Hollow sphere on. The hollow high-pressure fuel accumulator is configured to be off put together two forged, hollow hemispheres. The two hollow hemispheres are welded on their ring-shaped contact surfaces together.
Den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen haftet der Nachteil an, dass diese nur mit größerem Aufwand an verschiedene Einbauräume an einer Verbrennungskraftmaschine anpassbar sind.The solutions known from the prior art have the disadvantage that they only with greater effort to different installation spaces on an internal combustion engine are customizable.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erlaubt die Trennung der Funktionen "Verteilen" und "Speichern". Die diese Funktionen verwirklichenden Bauteile eines Hochdruckspeichers lassen sich hinsichtlich ihrer Konstruktion, hinsichtlich ihrer Fertigungsparameter sowie im Hinblick auf die Auswahl des optimalen Werkstoffes optimieren. Dadurch werden die Probleme bei heutigen, in Serie gefertigten Hochdrucksammelräume, bei denen eine Trennung der Funktionen "Verteilen" und "Speichern" nicht gegeben ist, vermieden.The solution proposed according to the invention allows the functions to be separated "Distribute" and "Save". The components realizing these functions High-pressure storage can be in terms of their construction, in terms of their Manufacturing parameters and with regard to the selection of the optimal material optimize. This eliminates the problems with today's mass-produced High pressure collection rooms, in which a separation of the functions "distribute" and "Save" is not given, avoided.
Die Trennung der Funktionen und die dadurch bedingte Übertragung der Funktionen "Verteilen" und "Speichern" an das jeweilige Bauteil bietet darüber hinaus die Möglichkeit, Hochdruckspeicher bzw. Hochdrucksammelräume nach dem Baukastenprinzip aufzubauen. Der modulare Aufbau der Hochdrucksammelräume (Common Rails) gestattet in sehr einfacher Weise eine Anpassung von Baulänge und Anschlusslagen, um nur zwei Beispiele zu nennen, an kundenspezifische Anforderungen. Die Geometrie der Verteilkörper, die an den modular aufgebauten Hochdruckspeicherräumen zum Einsatz kommen, können sehr variabel sein, z. B. kubisch, sphärisch und stabförmig.The separation of functions and the resulting transfer of functions "Distribute" and "Save" to the respective component also offers the Possibility of high-pressure storage or high-pressure collection rooms after the Building the modular principle. The modular structure of the high-pressure collection rooms (Common Rails) allows the length and length to be adjusted in a very simple manner Connection layers, to name just two examples, to customer-specific requirements. The geometry of the distribution body attached to the modular High-pressure storage rooms are used, can be very variable, e.g. B. cubic, spherical and rod-shaped.
Die Aufteilung der Funktion "Speichern" kann durch ohne Querbohrungen ausgelegte, rohrartige Körper erhalten werden. Damit können diese hinsichtlich der Konstruktion, Fertigungsparameter und der Werkstoffauswahl und -ausnutzung optimal ausgelegt werden. Die Funktion "Verteilen" wird demgegenüber von in den unterschiedlichen Geometrien ausgebildeten Bauteilen übernommen, an die ein oder mehrere Speicherkörper angeschlossen sein können. Auch die Auslegung der die Funktion "Verteilen" erfüllenden Verteilerkörper erlaubt eine Optimierung der Konstruktion, der Fertigungsparameter und der Werkstoffauswahl hinsichtlich dieser funktionsspezifischen Kriterien. Der aus diesen Komponenten modular aufgebaute Hochdruckspeicher umfasst somit die Funktionen "Speichern" und "Verteilen" optimal erfüllende Bauelemente, da diese hinsichtlich ihrer auszuführenden Funktion optimal gestaltet werden können. Kompromissbehaftete Lösungen, die aufgrund einer fehlenden Trennung der Funktionen "Speichern" und "Verteilen" bisher eingesetzt werden, können durch die Lösung gemäß der vorgeschlagenen Erfindung nunmehr ersetzt werden.The "Save" function can be divided up by using tubular bodies can be obtained. This allows them to Manufacturing parameters and the material selection and utilization optimally designed become. The "distribute" function is different from that in the different Geometry-trained components to which one or more storage bodies can be connected. Also the interpretation of those fulfilling the "distribute" function Distribution body allows optimization of the design, the manufacturing parameters and the choice of materials with regard to these function-specific criteria. The one out of these Components of a modular high-pressure accumulator thus include the functions "Saving" and "distributing" optimally fulfilling components, since these with regard to their function to be performed can be optimally designed. Fused compromise Solutions due to a lack of separation of the functions "Save" and "Distribute" can be used so far, by the solution according to proposed invention will now be replaced.
Durch die Gestaltung eines Hochdruckspeicherraumes gemäß der vorgeschlagenen Lösung lassen sich unter Ausnutzung des Baukastenprinzipes unterschiedlich hinsichtlich ihrer Längenerstreckung und ihrer Bauraum beanspruchenden Außenabmessungen, spezifisch hinsichtlich ihrer Speichervolumina und Anschlussorientierungen an weitere Komponenten des Einspritzsystemes konfigurierte Hochdrucksammelräume realisieren, so dass den unterschiedlichsten Einbaugeometrien Rechnung getragen werden kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass mit einer geringen Anzahl unterschiedlicher, jeweils hinsichtlich ihrer Funktion optimierter Einzelteile eine große Variantenvielfalt von Kundenwünschen berücksichtigt werden kann.By designing a high-pressure storage space according to the proposed solution can be used differently with regard to their use of the modular principle Extent of length and their external dimensions that take up space, specifically with regard to their storage volumes and connection orientations to other components the configured high-pressure plenum so that the different installation geometries can be taken into account. Another The advantage of the solution proposed according to the invention is that with a low Number of different individual parts, each optimized with regard to their function large variety of customer requests can be taken into account.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen mehrteiligen Hochdruckspeicher mit kubisch konfiguriertem Verteilerkörper, Fig. 1 is a multi-part high-pressure accumulator with cubic configured manifold body,
Fig. 2 einen mehrteiligen Hochdruckspeicher mit sphärischem Ventilkörper und Fig. 2 shows a multi-part high-pressure accumulator with a spherical valve body and
Fig. 3 zwei mit einem rundstabförmigen Verteilerkörper verbundene rohrförmige Speicherkörper Fig. 3, two connected to a round bar-shaped distributor body tubular storage body
Fig. 1 zeigt einen mehrteiligen Hochdruckspeicher mit kubisch konfiguriertem Verteilerkörper. Fig. 1 shows a multi-part high-pressure accumulator with cubic configured manifold body.
Fig. 1 ist eine erste Ausführungsvariante eines mehrteilig ausgeführten Hochdruckspeichers 1 entnehmbar, der einen im Wesentlichen rohrartig konfigurierten Speicherkörper 2 und einen damit an einer Verbindungsstelle 4 verbundenen Verteilerkörper 5 aufweist. Der rohrförmig ausgebildete Speicherkörper 2 ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse 9 und umfasst eine Wandung 3, die in einer Wandstärke 25 ausgebildet ist. An der Verbindungsstelle 4 ist der rohrartig konfigurierte Speicherkörper 2 mit einem in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 kubisch ausgebildeten Verteilerkörper 5 verbunden. Der Verteilerkörper 5 - hier in Würfelform ausgebildet - umfasst an seinen jeweils in einem Winkel von 90° zueinander orientierten Flächen 7 Hochdruckanschlüsse 6, welche als Verbindungselemente ausgeführt sind. Die Hochdruckanschlüsse 6 sind auf den Flächen 7 des kubisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 jeweils mittig angeordnet, was eine gleichmäßige mechanische Belastung der einzelnen Flächen 7 zur Folge hat. An den als Hochdruckanschlüsse dienenden Verbindungsstellen 6 können Außengewinde angebracht sein, über welche die einzelnen Verbindungsstellen 6 in entsprechend ausgebildete Endabschnitte eines rohrartig konfigurierten Speicherkörpers 2 eingeschraubt werden können. Anstelle einer Schraubverbindung an der Verbindungsstelle 4 können der kubisch ausgebildete Verteilerkörper 5 und der Speicherkörper 2 auch miteinander verschweißt werden. An der Verbindungsstelle 4 kann neben einer Laserschweißstelle auch eine widerstands- oder reibgeschweißte Verbindung ausgebildet sein, ferner ist die Ausbildung der Verbindungsstelle 4 als Lötstelle möglich. Der Verteilerkörper 4 selbst kann als Gussteil ausgebildet werden z. B. in GGG, GTS oder in GS. Der Verteilerkörper 5 kann daneben auch als ein Schmiedeteil beschaffen sein; die einzelnen Flächen 7 des Verteilerkörpers 4 können auch aneinander auf dem Wege mittels eines thermischen Fügeverfahrens wie z. B. des Schweißens oder des Lötens miteinander verbunden sein. Bohrungen 8, welche die einzelnen Verbindungsstellen 6, die als Hochdruckanschlüsse dienen, jeweils durchsetzen, erlauben ein Abströmen des vom Speicherkörper 2 in das Innere des Verteilerkörpers 5 einströmenden Kraftstoffs in die Einspritzleitungen, die zu den jeweiligen, entsprechend der Zylinderzahl der selbstzündenden Brennkraftmaschine vorhandenen elektrisch ansteuerbaren Einspritzventile führen. Fig. 1 shows a first embodiment of a high-pressure accumulator 1 multipart executed is removable, having a substantially tube-like configured storage body 2 and an associated manifold 4 at a junction body 5. The tubular storage body 2 is symmetrical with respect to an axis of symmetry 9 and comprises a wall 3 which is designed with a wall thickness 25 . At the connection point 4 , the tube-like configured storage body 2 is connected to a distributor body 5 which is cubic in the embodiment variant according to FIG. 1. The distributor body 5 - here in the form of a cube - comprises 7 high-pressure connections 6 on its surfaces, each oriented at an angle of 90 ° to one another, which are designed as connecting elements. The high-pressure connections 6 are each arranged in the center on the surfaces 7 of the cubic distributor body 5 , which results in a uniform mechanical load on the individual surfaces 7 . At the connection points 6 serving as high-pressure connections, external threads can be attached, by means of which the individual connection points 6 can be screwed into appropriately designed end sections of a tubular body 2 configured in the manner of a tube. Instead of a screw connection at the connection point 4 , the cubically formed distributor body 5 and the storage body 2 can also be welded to one another. In addition to a laser welding point, a resistance or friction-welded connection can also be formed at the connection point 4 , and the connection point 4 can also be designed as a soldering point. The distributor body 4 itself can be formed as a casting z. B. in GGG, GTS or in GS. The distributor body 5 can also be designed as a forged part; the individual surfaces 7 of the distributor body 4 can also be joined together on the way by means of a thermal joining process such as. B. welding or soldering. Bores 8 , which each penetrate the individual connection points 6 , which serve as high-pressure connections, allow the fuel flowing from the storage body 2 into the interior of the distributor body 5 to flow into the injection lines, which can be electrically controlled to the respective ones corresponding to the number of cylinders of the self-igniting internal combustion engine Guide injectors.
Ein zum Speicherkörper 2 korrespondierender weiterer Speicherkörper 2 kann auf der dem Speicherkörper 2 gegenüberliegenden Seite 7 des kubisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 angeordnet werden, so dass sich die beiden Speicherkörper 2 in Bezug auf den kubisch ausgebildeten Verteilerkörper 5 einander gegenüberliegen. Anstelle der Längsanordnung der beiden rohrartig konfigurierten Speicherkörper 2 kann - je nach an der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine vorhandenen Einbauverhältnissen - ein weiterer rohrartig konfigurierter Speicherkörper 2 auch auf der oberen Fläche 7 des kubisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 angeordnet werden, so dass sich eine gewinkelte Anordnung der beiden rohrartigen Speicherkörper 2 in Bezug aufeinander ergibt. Nach Art eines Baukastensystems kann der mehrteilige Hochdruckspeicher 1 aus der ersten Komponente 2, d. h. mit dem die Speicherfunktion erfüllenden Komponente sowie der zweiten Komponente, d. h. dem Verteilerkörper 5, welcher die Verteilerfunktion übernimmt, entsprechend den Einbauverhältnissen im Zylinderkopfbereich einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine konfiguriert werden. A further storage body 2 corresponding to the storage body 2 can be arranged on the side 7 of the cubic distributor body 5 opposite the storage body 2 , so that the two storage bodies 2 lie opposite one another with respect to the cubically designed distributor body 5 . Instead of the longitudinal arrangement of the two tubular storage bodies 2 , depending on the installation conditions on the self-igniting internal combustion engine, a further tubular storage body 2 can also be arranged on the upper surface 7 of the cubic distributor body 5 , so that there is an angled arrangement of the two tubular storage bodies 2 results in relation to each other. In the manner of a modular system, the multi-part high-pressure accumulator 1 can be configured from the first component 2 , ie with the component fulfilling the storage function, and with the second component, ie the distributor body 5 , which takes over the distributor function, in accordance with the installation conditions in the cylinder head region of a self-igniting internal combustion engine.
Fig. 2 zeigt einen mehrteilig ausgebildeten Hochdruckspeicher mit sphärischem Verteilerkörper. Fig. 2 shows a multi-part high-pressure accumulator having a spherical distributor body.
Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, dass der Verteilerkörper 5 annähernd kugelförmig ausgebildet ist. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist der Verteilerkörper 5 in einer Ebene geschnitten. Der Verteilerkörper 5 umfasst jeweils in einem Winkel von 90° (vergleiche Bezugszeichen 18) versetzt, an der Außenseite zueinander angeordnete Verbindungsstellen 16. Die Verbindungsstellen können z. B. mit einem Außengewinde 17 versehen sein, so dass Hochdruckleitungen in einfacher Weise an diese angeschlossen werden können. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein rohrförmiger Speicherkörper 2 mit einer der Verbindungsstellen 16 an der Umfangsfläche des Verteilerkörpers 5 verbunden. Der Endbereich des rohrförmigen Speicherkörpers 2, der symmetrisch zur Symmetrieachse 9 ausgebildet ist, kann dazu mit einem Innengewinde 15 versehen werden, welches auf das korrespondierende Außengewinde 17 des Anschlusszapfens 16 aufgeschraubt wird. Beim Fügen des Verteilerkörpers 5 mit einem Speicherkörper 2 wird eine Abdichtung 36 durch die Anlage der kegelförmig ausgebildeten Auslaufstelle des Anschlusszapfens 16 mit dem entsprechenden Widerpart im Inneren des Speicherkörpers 2 gebildet. Das Vorsehen eines separaten Dichtelementes zur Abdichtung des Hohlraumes 10 im Inneren des Speicherkörpers 2 in Bezug auf den Anschlusszapfen 16 mit Außengewinde 17 ist nicht erforderlich.The illustration according to FIG. 2 shows that the distributor body 5 is approximately spherical. In the illustration of FIG. 2, the manifold body is cut in a Level 5. The distributor body 5 comprises, offset at an angle of 90 ° (see reference number 18 ), connecting points 16 arranged on the outside. The connection points can, for. B. be provided with an external thread 17 so that high pressure lines can be connected to them in a simple manner. In the illustration according to FIG. 2, a tubular storage body 2 is connected to one of the connection points 16 on the peripheral surface of the distributor body 5 . For this purpose, the end region of the tubular storage body 2 , which is symmetrical to the axis of symmetry 9 , can be provided with an internal thread 15 , which is screwed onto the corresponding external thread 17 of the connecting pin 16 . When joining the distributor body 5 with a storage body 2 , a seal 36 is formed by the conical outlet point of the connecting pin 16 bearing the corresponding counterpart in the interior of the storage body 2 . The provision of a separate sealing element for sealing the cavity 10 in the interior of the storage body 2 in relation to the connecting pin 16 with an external thread 17 is not necessary.
Dem in Fig. 2 dargestellten an der linken Seite des Verteilerkörpers 5 angeordneten rohrartigen Speicherkörper 2 kann auf der gegenüberliegenden Seite des Verteilerkörpers 5 am dort vorgesehenen Anschlusszapfen 16 mit Außengewinde 17 ein weiterer rohrförmig ausgebildeter Speicherkörper 2 gegenüberliegen. Die in der vertikalen Achse in Bezug auf den Verteilerkörper 5 einander gegenüberliegenden Anschlusszapfen 16, jeweils mit einem Außengewindeabschnitt 17 versehen, dienen dem Anschluss von Leitungen zu Einspritzventilen, die in der Darstellung gemäß Fig. 2 im Einzelnen nicht näher dargestellt sind.In Fig. 2 of the manifold body shown on the left side 5 arranged tubular storage body 2 may face on the opposite side of the manifold body 5 on the provided there connector pin 16 with an external thread 17, a further tubular trained storage body 2. The connection pins 16 , which are opposite each other in the vertical axis with respect to the distributor body 5 , each provided with an external thread section 17 , are used to connect lines to injection valves, which are not shown in detail in the illustration according to FIG. 2.
In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist im Inneren des Verteilerkörpers S. dessen Wandstärke größer bemessen ist als die Wandungsstärke der Wand 3 des rohrförmigen Speicherkörpers 2, ein sternförmig ausgebildetes Kanalsystem 14 ausgebildet. Das Zentrum des sternförmig ausgebildeten Kanalsystems 14 bildet eine Zentralbohrung 13, die senkrecht zur Zeichen ebene verläuft. Von der Zentralbohrung 13 aus zweigen die einzelnen, die Kanäle darstellenden Querbohrungen im Inneren des sphärischen Verteilerkörpers 5 ab. In the illustration of FIG. 2 is in the interior of the manifold body S. whose wall thickness sized larger than the wall thickness is formed of the wall 3 of the tubular reservoir body 2, a star-shaped formed channel system 14. The center of the star-shaped channel system 14 forms a central bore 13 , which is perpendicular to the plane of the drawing. The individual transverse bores in the interior of the spherical distributor body 5 branch off from the central bore 13 .
Der Vorteil dieser Ausführungsvariante ist darin zu erblicken, dass aufgrund der sphärischen Ausbildung des in Fig. 2 dargestellten Verteilerkörpers 5 eine günstige Druckverteilung und damit eine gleichmäßige mechanische Beanspruchung des Verteilerkörpers 5 erzielt werden kann. Auch dem in Fig. 2 dargestellten Verteilerkörper 5 wohnt eine große Stabilität inne, d. h. die Einspritzleitungen, die zu den Einspritzventilen führen, wie auch die am Verteilerkörper 5 anschließbaren rohrförmig ausgebildeten Speicherkörper 2, können entweder einander gegenüberliegend bzw. in einem Winkel von 90° zueinander am Verteilerkörper 5 aufgenommen werden.The advantage of this embodiment variant can be seen in the fact that, due to the spherical design of the distributor body 5 shown in FIG. 2, a favorable pressure distribution and thus a uniform mechanical stress on the distributor body 5 can be achieved. The distributor body 5 shown in FIG. 2 also has great stability, ie the injection lines leading to the injection valves, as well as the tubular storage bodies 2 which can be connected to the distributor body 5 , can either be located opposite one another or at an angle of 90 ° to one another be added to the distributor body 5 .
Dies gestattet eine jeweils an die Funktion "Speichern" optimal angepasste Ausbildung des Speicherkörpers 2 als auch an eine die Funktion "Verteilen" optimal gestaltende Auslegung des hier sphärisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5. Die jeweils funktions- und werkstoffoptimierten Komponenten des mehrteiligen Hochdruckspeichers 1 gestatten eine hohe Einbauflexibilität, wobei auf ein Dichtelement an den jeweiligen Verbindungsstellen 4 zwischen den Verbindungselementen 16, 17 des Verteilerkörpers 5 einerseits und dem Verbindungselement 15, d. h. dem Innengewinde im Endabschnitt 11 des rohrförmig ausgebildeten Speicherkörpers 2 verzichtet werden kann. Die Dichtwirkung sowohl an den Einspritzleitungen, die zu den Einspritzventilen führen, als auch die Dichtwirkung an den die Speicherkörper 2 mit dem Verteilerkörper 5 verbindenden Dichtstellen wird durch an den Verbindungselementen 16 ausgebildete Dichtflächen 36 erreicht, die mit jeweils korrespondierenden Dichtflächen im Bereich der Endabschnitte 11 im Inneren des Speicherkörpers 2 angeordnet sind.This allows the storage body 2 to be optimally adapted to the “save” function as well as to the design of the distribution body 5, which is spherical here, to optimally design the “distribute” function. The functionally and material-optimized components of the multi-part high-pressure accumulator 1 permit a high degree of installation flexibility, with a sealing element at the respective connection points 4 between the connecting elements 16 , 17 of the distributor body 5 on the one hand and the connecting element 15 , i.e. the internal thread in the end section 11 of the tubular storage body 2 can be dispensed with. The sealing effect both on the injection lines leading to the injection valves and the sealing effect on the sealing points connecting the storage bodies 2 to the distributor body 5 is achieved by sealing surfaces 36 formed on the connecting elements 16 , which have corresponding sealing surfaces in the region of the end sections 11 in each case Are arranged inside the storage body 2 .
Der Durchmesser der Hohlräume 10 im Inneren der rohrförmigen Speicherkörper 2 ist größer bemessen als der Durchmesser des Kanalsystemes 14, welches in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 sternförmig im Inneren des Verteilerkörpers 5 angeordnet ist, und mit einer diesen durchziehenden Zentralbohrung 13 in Verbindung steht. Neben der in Fig. 2 dargestellten, in einem Winkel von 90° zueinander angeordneten Ausbildung der Verbindungselemente 16 - hier mit Außengewindeabschnitt 17 versehen - lassen sich die je einzelnen Kanäle im Inneren des sphärisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 auch in anderen Winkelstellungen zueinander im Inneren des Verteilerkörpers 5 ausbilden, wodurch dessen mechanische Eigenschaften hinsichtlich der Schwellfestigkeit bei schwellenden Druckbelastungen nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass am Verteilerkörper 5, senkrecht zur Zeichenebene liegend, weitere Anschlüsse vorgesehen sein können, über welche der Verteilerkörper 5 weitere Einspritzventile mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, welcher aus dem Hohlraum 10 der rohrförmigen Speicherkörper 2 aus ansteht, versorgt. Daneben lässt sich auch ein Anschluss einer Hochdruckpumpe an einem der senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 2 verlaufenden Zentralbohrung 13 des sphärisch konfigurierten Verteilerkörpers 5 vorstellen.The diameter of the cavities 10 in the interior of the tubular storage body 2 is larger than the diameter of the channel system 14 , which in the embodiment variant according to FIG. 2 is arranged in a star shape inside the distributor body 5 , and is connected to a central bore 13 extending through it. In addition to the configuration of the connecting elements 16 shown here in FIG. 2 at an angle of 90 ° to one another - here provided with an external thread section 17 - the individual channels inside the spherical distributor body 5 can also be arranged in other angular positions relative to one another inside the distributor body 5 train, whereby its mechanical properties with regard to the swell strength at swelling pressure loads are only insignificantly impaired. For the sake of completeness, it should be mentioned that further connections can be provided on the distributor body 5 , lying perpendicular to the plane of the drawing, via which the distributor body 5 supplies further injection valves with fuel under high pressure, which is present from the cavity 10 of the tubular storage body 2 . In addition, a connection of a high-pressure pump to one of the central bores 13 of the spherically configured distributor body 5 , which is perpendicular to the drawing plane according to FIG. 2, can also be imagined.
Fig. 3 zeigt zwei mit einem rundstabförmig ausgebildeten Verteilerkörper verschraubte rohrförmige Speicherkörper. Fig. 3 shows two with a round rod-shaped distributor body screwed tubular storage body.
In Fig. 3 ist ein rundstabförmiger Verteilerkörper 20 dargestellt, der von einer zentralen Bohrung durchsetzt wird. Die Bohrung ist in einem Querschnitt 33 ausgebildet, der geringer ist als der Querschnitt 31, in dem die Innenräume 10 der beiden mit dem rundstabförmig ausgebildeten Verteilerkörper 20 verbundenen rohrförmigen Speicherkörper 27 bzw. 28 ausgebildet sind. Wie der Darstellung gemäß Fig. 3 weiter entnommen werden kann, ist in dieser weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens der rundstabförmig ausgebildete Verteilerkörper 20 mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Speicheranschlüssen 40 bzw. 41 versehen. Am ersten Speicheranschluss 40 ist der erste Speicherkörper 27 aufgenommen, während am zweiten Speicheranschluss 41 ein weiteres Speicherkörperbauteil, d. h. der zweite Speicherkörper 28 angeschlossen ist.In Fig. 3, a round bar-shaped distributor body 20 is shown, which is penetrated by a central bore. The bore is formed in a cross section 33 which is smaller than the cross section 31 in which the inner spaces 10 of the two tubular storage bodies 27 and 28 connected to the round rod-shaped distributor body 20 are formed. As can further be seen from the illustration according to FIG. 3, in this further embodiment variant of the idea on which the invention is based, the round-shaped distributor body 20 is provided with two storage connections 40 and 41 arranged opposite one another. The first storage body 27 is accommodated at the first storage connection 40 , while a further storage body component, ie the second storage body 28 , is connected to the second storage connection 41 .
In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 sind der erste Speicheranschluss 40 sowie der zweite Speicheranschluss 41 jeweils mit Außengewindeabschnitten, analog zur Darstellung der Verbindungselemente 16 gemäß Fig. 2 - versehen. Anstelle der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante der Verbindungselemente 40 bzw. 41 als verschraubbare Bauteilkomponenten, kann eine Verbindung des rohrförmig ausgebildeten ersten Speicherkörpers 27 und des ebenfalls rohrförmig ausgebildeten Speicherkörpers 28 auch über eine Schweißverbindung, d. h. eine stoffschlüssige Verbindung mit dem ersten Speicheranschluss 40 und dem zweiten Speicheranschluss 41 des rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörpers 20 in Frage kommen. Neben einem Verschweißen, welches durch das Laserschweißverfahren bzw. Widerstandsschweißverfahren oder auch des Reibschweißens erfolgen kann, steht als weiteres thermisches Fügeverfahren der Komponenten des Hochdruckspeichers 1, d. h. des ersten und des zweiten Speicherkörpers 27 bzw. 28 mit dem rundstabförmig ausgebildeten Verteilerkörper 20 das Löten zur Verfügung.In the embodiment variant according to FIG. 3, the first storage connection 40 and the second storage connection 41 are each provided with externally threaded sections, analogously to the representation of the connecting elements 16 according to FIG. 2. Instead of the embodiment variant of the connecting elements 40 and 41 as screwable component components shown in FIG. 3, the tubular first storage body 27 and the likewise tubular storage body 28 can also be connected via a welded connection, that is to say an integral connection with the first storage connection 40 and the second storage connection 41 of the round rod-shaped distributor body 20 come into question. In addition to welding, which can be carried out by the laser welding process or resistance welding process or also friction welding, soldering is available as a further thermal joining process of the components of the high-pressure accumulator 1 , that is to say the first and the second accumulator bodies 27 and 28 with the distributor body 20 in the form of a round bar ,
Der in Fig. 3 als rundstabförmig konfiguriertes Bauteil ausgebildete Verteilerkörper 20 kann als Gussteil in einer Wandstärke 35 ausgebildet werden, welche höher ist als die Wandstärke 25 des ersten Speicherkörpers 27 bzw. des weiteren Speicherkörpers 28. Der rundstabartig ausgebildete Speicherkörper 20 kann ein Gussteil (z. B. gefertigt aus GGG, GTS, GS) sein; darüber hinaus kann der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 auch als Schmiedeteil oder auf dem Wege des Zerspanens z. B. als Drehteil hergestellt werden. Der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 gemäß der Darstellung in Fig. 3 umfasst eine erste Ebene 21 und eine zweite Ebene 22, in der die Verteileranschlüsse 37, 38 und 39 liegen, von denen in der Darstellung gemäß Fig. 3 nur der erste Verteileranschluss 37 dargestellt ist. Die Anordnung der Verteileranschlüsse 37, 38, 39 und weiterer, hier nicht dargestellter Anschlüsse in den Ebenen 21 bzw. 22 gestattet es, entsprechend der axialen Baulänge 34 des rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörpers 20 bis zu 8 verschiedene Einspritzventile einer 8-Zylinder Verbrennungskraftmaschine zu beaufschlagen. Entsprechend der Zylinderzahl der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine, die mindestens 3 und bis zu 8 oder mehr Einzelzylinder umfassen kann, können unterschiedlich dimensionierte rundstabartig konfigurierte Verteilerkörper 20 eingesetzt werden.The distributor body 20 , which is configured as a round-rod-shaped component in FIG. 3, can be designed as a cast part with a wall thickness 35 that is higher than the wall thickness 25 of the first storage body 27 or of the further storage body 28 . The round rod-shaped storage body 20 can be a cast part (eg made from GGG, GTS, GS); In addition, the round rod-shaped distributor body 20 can also be used as a forged part or by machining z. B. can be produced as a turned part. The rod-like design manifold body 20 as shown in FIG. 3 includes a first plane 21 and second plane 22 in which the manifold ports 37, 38 and 39 are, of which only the first distribution terminal 37 is illustrated in the view of FIG. 3 , The arrangement of the distributor connections 37 , 38 , 39 and further connections (not shown here) in the levels 21 and 22 makes it possible to apply up to 8 different injection valves of an 8-cylinder internal combustion engine in accordance with the axial length 34 of the round rod-shaped distributor body 20 . According to the number of cylinders of the self-igniting internal combustion engine, which can comprise at least 3 and up to 8 or more individual cylinders, differently dimensioned round rod-like configured distributor bodies 20 can be used.
Die in den hier dargestellten Speicherkörpern 27 bzw. 28 aufnehmbaren Kraftstoffmengen können durch den Innendurchmesser 31 der Speicherkörper 27 bzw. 28 variiert werden, wobei die Wandstärke 25 dieser Speicherkörper 27 bzw. 28 stets so bemessen ist, dass eine ausreichende Hochdruckfestigkeit unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet ist. Hinsichtlich der Baulänge 26 der einzelnen hier dargestellten ersten Speicherkörper 27 bzw. des weiteren Speicherkörpers 28 steht ein weiterer Parameter hinsichtlich der Variation der Baulänge sowie hinsichtlich der Variation der Speichervolumina zur Verfügung. Mit einer geringen Anzahl von Einzelteilen lässt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene, das Baukastenprinzip verwirklichende Lösung eine große Variantenvielfalt zur Anpassung an individuelle Kundenwünsche realisieren.The fuel quantities that can be accommodated in the storage bodies 27 and 28 shown here can be varied by the inner diameter 31 of the storage bodies 27 and 28 , the wall thickness 25 of these storage bodies 27 and 28 being always dimensioned such that sufficient high pressure resistance is guaranteed under all operating conditions , With regard to the overall length 26 of the individual first storage bodies 27 or the further storage body 28 shown here , a further parameter is available with regard to the variation in the overall length and with regard to the variation in the storage volumes. With a small number of individual parts, the solution proposed according to the invention, which realizes the modular principle, enables a large variety of variants to be adapted to suit individual customer requirements.
Der erste Speicherkörper 27 bzw. der weitere, zweite Speicherkörper 28 sind aufgrund fehlender Querbohrungen geringerer Materialbelastung als der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 ausgesetzt. Diesem Umstand Rechnung tragend, kann sowohl der erste Speicherkörper 27 als auch der weitere Speicherkörper 28 hinsichtlich seines Fertigungsprozesses und hinsichtlich der Materialauswahl optimiert werden, so dass diese Bauteile an die spezifischen Erfordernisse der Funktion "Speichern" angepasst werden können, ohne Kompromisse hinsichtlich des Vorhaltens von Querbohrungen, die senkrecht zu den Hohlräumen 10 die Wandung der Speicherkörper 27 bzw. 28 zu berücksichtigen, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Varianten die eigentliche Funktion der Speicherkörper 27 bzw. 28 durch Verschneidungen hinsichtlich der Dauerfestigkeit erheblich schwächen.The first storage body 27 and the further, second storage body 28 are exposed to less material stress than the round bar-shaped distributor body 20 due to the lack of transverse bores. Taking this into account, both the first storage body 27 and the further storage body 28 can be optimized with regard to its manufacturing process and with regard to the material selection, so that these components can be adapted to the specific requirements of the "storage" function without compromising on the provision of Cross bores that take into account the wall of the storage bodies 27 and 28 perpendicular to the cavities 10 , which in the variants known from the prior art considerably weaken the actual function of the storage bodies 27 and 28 by intersections with regard to the fatigue strength.
In der Darstellung gemäß Fig. 3 sind die Stirnseiten des rohrförmig ausgebildeten ersten Speicherkörpers 27 bzw. des ebenfalls rohrförmig ausgebildeten weiteren, zweiten Speicherkörpers 28 mit Bezugszeichen 29 gekennzeichnet. Hinter der Stirnseite 29, d. h. vom rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörper 20 wegweisenden Bereich der Speicherkörper 27 bzw. 28 ist eine Querschnittserweiterung 30 ausgebildet, innerhalb der ein Innengewinde 15 analog zur Darstellung des Speicherkörpers 2 gemäß Fig. 2 aufgenommen sein kann.In the illustration according to FIG. 3, the end faces of the tubular first storage body 27 or of the further second storage body 28, which is also tubular, are identified by reference numerals 29 . Behind the end face 29 , that is to say from the area of the storage bodies 27 and 28 pointing away from the round rod-shaped distributor body 20 , a cross-sectional widening 30 is formed, within which an internal thread 15 can be accommodated analogously to the illustration of the storage body 2 according to FIG .
Der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 ist in einer stärkeren Materialstärke 35 ausgebildet, verglichen zur Materialstärke 25 der Wandung des ersten Speicherkörpers 27 bzw. des zweiten Speicherkörpers 28. Die Wandung des rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörpers 20 wird von senkrecht zu dessen Zentralbohrung verlaufenden Querbohrungen 32 durchsetzt, was bei der Dimensionierung dieses Bauteiles durch die Entkoppelung der Funktion "Speichern" und durch die Konzentration auf die Funktion "Verteilen" berücksichtigt werden kann. Im Vergleich zum Querschnitt der Hohlräume 10 des ersten Speicherkörpers 27 bzw. des weiteren, zweiten Speicherkörpers 28 ist der Querschnitt 33 der den rundstabartigen Verteilerkörper 20 durchziehenden Zentralbohrung geringer bemessen.The round rod-shaped distributor body 20 is formed in a thicker material thickness 35 compared to the material thickness 25 of the wall of the first storage body 27 or the second storage body 28 . The wall of the round rod-shaped distributor body 20 is penetrated by transverse bores 32 running perpendicular to its central bore, which can be taken into account in the dimensioning of this component by decoupling the "save" function and by concentrating on the "distribute" function. In comparison to the cross section of the cavities 10 of the first storage body 27 or of the further, second storage body 28 , the cross section 33 of the central bore which extends through the round rod-like distribution body 20 is smaller.
Allen Ausführungsvarianten gemäß der Fig. 1, 2 und 3 wohnt der Vorteil inne, dass über eine geringe Anzahl von Bauteilen eine hohe Variantenvielfalt erreicht werden kann. Es lassen sich unterschiedliche Speichervolumina eines mehrteiligen Hochdruckspeichers 1 durch Variation der Innendurchmesser 31 der Speicherkörper 2, 27 bzw. 28, die die erste Komponente des Hochdruckspeichers 1 darstellen, erzielen; ferner ist die axiale Länge 26 der ersten Komponenten, d. h. der Speicherkörper 2, 27 und 28 variabel. Ferner lassen sich mit der erfindungsgemäßen Lösung einem Verteilerkörper 2 bzw. 20 - sei er kubisch, sphärisch oder rundstabartig ausgebildet - mehrere Speicherkörper 2, 27 bzw. 28 zuordnen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Modul-Lösung eines Hochdruckspeichers 1 erlaubt darüber hinaus eine bessere Werkstoffausnutzung und eine insgesamt gesehen kostengünstigere Fertigung. All the design variants according to FIGS. 1, 2 and 3 have the advantage that a large number of variants can be achieved using a small number of components. Different storage volumes of a multi-part high-pressure accumulator 1 can be achieved by varying the inner diameters 31 of the storage bodies 2 , 27 and 28 , which represent the first component of the high-pressure accumulator 1 ; furthermore, the axial length 26 of the first components, ie the storage bodies 2 , 27 and 28, is variable. Furthermore, with the solution according to the invention, a distributor body 2 or 20 - be it cubic, spherical or round rod-like - can be assigned several storage bodies 2 , 27 or 28 . The module solution of a high-pressure accumulator 1 proposed according to the invention also allows better use of materials and overall less expensive production.
11
mehrteiliger Hochdruckspeicher
multi-part high-pressure accumulator
22
Speicherkörper
storage body
33
Wandung
wall
44
Verbindungsstelle
junction
55
Verteilerkörper
distributor body
66
Hochdruckanschluss (Verbindungselement)
High pressure connection (connecting element)
77
Fläche
area
88th
Bohrung
drilling
99
Symmetrieachse
axis of symmetry
1010
Hohlraum
cavity
1111
Endabschnitt
end
1212
Gewindeverbindung
threaded connection
1313
Zentralbohrung
central bore
1414
Bohrungssystem
drilling system
1515
Innengewinde
inner thread
1616
Anschlusszapfen (Verbindungselement)
Connection pin (connecting element)
1717
Außengewinde
external thread
1818
90°-Konfiguration
90 ° configuration
1919
Kreissegment
circular segment
2020
stabförmiger Verteilerkörper
rod-shaped distributor body
2121
erste Symmetrieebene
first plane of symmetry
2222
zweite Symmetrieebene
second plane of symmetry
2323
Symmetrielinie stabförmiger Verteilerkörper
Line of symmetry of rod-shaped distributor body
2424
Symmetrielinie rohrförmiger Speicherkörper
Line of symmetry of tubular storage body
2525
Wandstärke
Wall thickness
2626
Axiallänge
axial length
2727
erster Speicherkörper
first storage body
2828
weiterer, zweiter Speicherkörper
another, second storage body
2929
Stirnseite
front
3030
Querschnittserweiterung
Cross-sectional widening
3131
Querschnittsfläche
Cross sectional area
3232
Querbohrung
cross hole
3333
Querschnittszentralbohrung Verteilerkörper
Cross-sectional central bore distributor body
3434
Axiallänge Verteilerkörper
Axial length of distributor body
3535
Wandstärke Verteilerkörper
Wall thickness distribution body
3636
Dichtfläche
sealing surface
3737
erster Verteileranschluss (Verbindungselement)
first distributor connection (connecting element)
3838
zweiter Verteileranschluss (Verbindungselement)
second distributor connection (connecting element)
3939
dritter Verteileranschluss (Verbindungselement)
third distributor connection (connecting element)
4040
erster Speicheranschluss (Verbindungselement)
first storage connection (connecting element)
4141
zweiter Speicheranschluss (Verbindungselement)
second storage connection (connecting element)
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001161920 DE10161920A1 (en) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | Diesel engine modular high pressure fuel reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001161920 DE10161920A1 (en) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | Diesel engine modular high pressure fuel reservoir |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 2001-12-17 DE DE2001161920 patent/DE10161920A1/en not_active Ceased
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