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Die
Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Eine
solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die
EP 1 162 364 A bekannt. Diese
Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist einen Hochdruckspeicher auf,
in dem Kraftstoff unter Hochdruck gespeichert ist. Vom Hochdruckspeicher
führt wenigstens
eine Leitung ab zu wenigstens einem Injektor, durch den Kraftstoff
an der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Im Strömungsweg
des Kraftstoffs vom Hochdruckspeicher in die wenigstens eine Leitung
ist ein im Querschnitt verengter Durchflussbereich vorgesehen, an
den sich zum Hochdruckspeicher hin ein sich im Querschnitt erweiternder
Einströmbereich
anschließt
und an den sich zur Leitung hin ein sich im Querschnitt erweiternder
Ausströmbereich
anschließt.
Der Einströmbereich
und der Ausströmbereich
sind jeweils konisch ausgebildet, wobei der Ausströmbereich
deutlich länger
ausgebildet ist als der Einströmbereich
und der Kegelwinkel des Ausströmbereichs
deutlich kleiner ist als der Kegelwinkel des Einströmbereichs.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass Druckwellen aus der Leitung
vom Injektor in den Hochdruckspeicher gedämpft werden, während die
Kraftstoffströmung
aus dem Hochdruckspeicher in die Leitung zum Injektor nur wenig
beeinflusst wird. Um den Druckverlust bei der Kraftstoffströmung aus
dem Hochdruckspeicher zum Injektor möglichst gering zu halten muss
der Ausströmbereich
eine möglichst
große
Länge aufweisen.
Der verengte Durchflussbereich sowie der Ein- und Ausströmbereich
sind bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung entweder
an einem zwischen dem Hochdruckspeicher und der Leitung eingefügten Bauteil
oder in einer Wandung des Hochdruckspeichers ausgebildet. Bei Verwendung
des zusätzlichen Bauteils
erfordert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung einen großen Bauraum
und bei Anordnung des verengten Durchflussbereichs in der Wandung
des Hochdruckspeichers können
der Ein- und Ausströmbereich
nur sehr kurz ausgebildet werden oder die Wandung des Hochdruckspeichers
muss mit großer Wandstärke ausgeführt werden,
was zu einem hohen Gewicht des Hochdruckspeichers führt.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass das Bauteil mit einer relativ großen Länge ausgeführt werden
kann, was wiederum einen Ausströmbereich
mit großer
Länge ermöglicht,
ohne dass der Bauraum der Kraftstoffeinspritzeinrichtung vergrößert wird.
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In
den abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung
angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch
2 ermöglicht
eine einfache Befestigung des Bauteils im Hochdruckspeicher. Die
Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 3 bis
6 ermöglichen
eine Verringerung des Druckverlusts bei der Kraftstoffströmung aus
dem Hochdruckspeicher in die Leitung.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
in schematischer Darstellung, 2 einen Hochdruckspeicher
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in vergrößerter Darstellung in einem
Querschnitt entlang Linie II-II in 1 und 3 in
vergrößerter Darstellung
einen in 2 mit III bezeichneten Ausschnitt
des Hochdruckspeichers.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise
eine selbstzündende
Brennkraftmaschine und weist wenigstens einen oder mehrere Zylinder 6 auf,
von denen in 1 nur einer dargestellt ist.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Förderpumpe 10 auf,
durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 12 zu einer Hochdruckpumpe 14 gefördert wird.
Durch die Hochdruckpumpe 14 wird Kraftstoff über wenigstens
eine hydraulische Leitung 15 unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher 16 gefördert. Mit
dem Hochdruckspeicher 16 sind über hydraulische Leitungen 18 an
den Zylindern 6 der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 20 verbunden.
An jedem Injektor 20 ist jeweils ein Steuerventil 22 angeordnet,
mittels dem der Injektor 20 zu einer Kraftstoffeinspritzung
geöffnet
werden kann bzw. zur Beendigung einer Kraftstoffeinspritzung geschlossen
werden kann. Die Steuerventile 22 der Injektoren 20 sind mit
einer elektronischen Steuereinrichtung 24 verbunden und
werden durch diese abhängig
von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine angesteuert. Die Steuerventile 22 können jeweils
einen elektromagnetischen oder einen piezoelektrischen Aktor aufweisen.
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Der
Hochdruckspeicher 16 ist beispielsweise rohrförmig ausgebildet
und die Leitungen 18 zu den Injektoren 20 führen vom
Umfang des Hochdruckspeichers 16 ab. Der Hochdruckspeicher 16 ist
in seinem Volumen auf die Erfordernisse der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
abgestimmt und dessen Wandstärke
a ist derart bemessen, dass der Hochdruckspeicher 16 die
erforderliche Festigkeit aufweist. Die Leitungen 18 sind
in bekannter Weise beispielsweise als Metallrohre mit ausreichender
Festigkeit ausgeführt und
sind beispielsweise mittels Schraubverbindungen am Hochdruckspeicher 16 angeschlossen.
Die Leitungen 18 weisen an ihren am Hochdruckspeicher 16 angeschlossenen
Enden einen Innendurchmesser d1 auf, der beispielsweise zwischen
etwa 2,3 und 2,7 mm, vorzugsweise etwa 2,5 mm betragen kann.
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Der
Strömungsweg
des Kraftstoffs aus dem Hochdruckspeicher 16 in jeweils
eine der Leitungen 18 zu einem der Injektoren 20 verläuft durch
ein Bauteil 30. Im Bauteil 30 ist ein Durchflusskanal 32 gebildet,
der einen verengten Durchflussbereich 34 aufweist, an den
sich zum Hochdruckspeicher 16 hin ein sich in seinem Querschnitt
vergrößernder
Einströmbereich 36 anschließt. Zur
Leitung 18 hin schließt sich
an den verengten Durchflussbereich 34 ein sich in seinem
Querschnitt vergrößernder
Ausströmbereich 38 an.
Der verengte Durchflussbereich 34 ist vorzugsweise durch
eine Bohrung gebildet, die beispielsweise einen Durchmesser d2 zwischen
etwa 0,3 und 0,7 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm aufweist. Die
Länge 12
des verengten Durchflussbereichs 34 in Längsrichtung
des Durchflusskanals 32 beträgt etwa 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise
etwa 1 mm. Der Einströmbereich 36 ist
mit kreisförmigem
Querschnitt ausgebildet und vorzugsweise gerundet ausgebildet, so
dass sich dessen Durchmesser ausgehend vom Durchmesser d2 des verengten Durchflussbereichs 34 trompetenförmig vergrößert. Der Einströmbereich 36 ist
beispielsweise mit einem Radius r zwischen etwa 0,3 und 0,7 mm,
vorzugsweise von etwa 0,5 mm gerundet. Die Länge 13 des Einströmbereichs 36 beträgt beispielsweise
etwa 0,3 bis 0,7 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm. Der Ausströmbereich 38 ist
mit kreisförmigem
Querschnitt ausgebildet und vorzugsweise derart ausgebildet, dass
dieser sich ausgehend vom Durchmesser d2 des verengten Durchflussbereichs 34 zumindest
annähernd konisch
in seinem Durchmesser vergrößert. Der
Konuswinkel α des
Ausströmbereichs 38 beträgt beispielsweise
zwischen etwa 5° und
10°, vorzugsweise zwischen
etwa 6° und
8°, insbesondere
etwa 8°.
Der Ausströmbereich 38 vergrößert sich
in seinem Durchmesser zu seinem in die Leitung 18 mündenden Ende
hin auf einen Durchmesser d4, der zumindest annähernd so groß ist wie
der Innendurchmesser d1 der Leitung 18. Der Durchmesser
d4 des Ausströmbereichs 38 beträgt dabei
zumindest 80% des Innendurchmessers d1 der Leitung 18 und
ist vorzugsweise gleich dem Innendurchmesser d1. Die Länge 14 des
Ausströmbereichs 38 in
Längsrichtung
beträgt dabei
zwischen etwa 12 und 15 mm, vorzugsweise etwa 14 mm. Die gesamte
Länge L
des Bauteils in Längsrichtung
beträgt
beispielsweise zwischen etwa 12 und 20 mm.
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Durch
die gerundete Ausbildung des Einströmbereichs 36 wird
ein Einströmen
von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 16 in den verengten Durchflussbereich 34 mit
geringem Strömungsverlust erreicht.
Durch die vorstehend erläuterte
Ausbildung des Ausströmbereichs 38,
der sich in seinem Durchmesser d4 bis etwa auf den Innendurchmesser
d1 der Leitung 18 vergrößert, wird
eine optimale Druckrückgewinnung
nach dem verengten Durchflussbereich 34 erreicht, so dass
der Kraftstoff durch den Injektor 20 mit hohem Druck eingespritzt
werden kann. Der Durchflusskanal 32 im Bauteil 30 ermöglicht somit
eine Kraftstoffströmung
aus dem Hochdruckspeicher 16 in die Leitung 18 zum
Injektor 20 mit geringen Verlusten. In der entgegengesetzten
Strömungsrichtung
aus der Leitung 18 in den Hochdruckspeicher 16 werden
im Durchflusskanal 32 wesentlich größere Verluste für die Strömung verursacht,
wodurch eine Ausbreitung von Druckwellen aus der Leitung 18 in den
Hochdruckspeicher 16 vermieden oder zumindest verringert
wird.
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Das
Bauteil 30 ist zumindest im wesentlichen innerhalb des
Hochdruckspeichers 16 angeordnet, wie dies in 2 dargestellt
ist. Der Hochdruckspeicher 16 weist in seinem Umfang in
einer Wandung 40 für
jede Leitung 18 eine Öffnung 42,
beispielsweise in Form einer Bohrung auf, durch die das Bauteil 30 von außen in den
Hochdruckspeicher 16 eingesetzt ist. Das Bauteil 30 reicht
mit seinem Ende, an dem der Einströmbereich 36 mündet, bis
nahe an die der Öffnung 42 gegenüberliegende
Wandung 40, wobei jedoch zwischen dem Bauteil 30 und
der Wandung 40 ein ausreichend großer Durchflussquerschnitt verbleibt,
durch den Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 16 in den
Durchflusskanal 32 einströmen kann. Das Bauteil 30 ist
beispielsweise mit seinem Endbereich, in dem der Ausströmbereich 38 angeordnet
ist, in der Öffnung 42 des
Hochdruckspeichers 16 befestigt. Das Bauteil 30 ist
vorzugsweise in seinem Endbereich in die Öffnung 42 eingepresst
und dadurch am Hochdruckspeicher 16 befestigt.
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Durch
die Anordnung des Bauteils 30 im Hochdruckspeicher 16 ist
dieses sowohl auf seiner Außenseite
als auch auf seiner Innenseite im Durchflusskanal 32 von
Hochdruck beaufschlagt, so dass das Bauteil 30 nicht hochdruckfest
ausgeführt
zu sein braucht, sondern nur eine ausreichende Festigkeit für die resultierende
Belastung aus einer Druckdifferenz zwischen dessen Außenseite
und dessen Innenseite aufzuweisen braucht. Das Bauteil 30 kann beispielsweise
durch Gießen
oder Sintern hergestellt werden.