DE102004037790B3

DE102004037790B3 - Kraftstoffverteiler

Info

Publication number: DE102004037790B3
Application number: DE200410037790
Authority: DE
Inventors: Uwe Bretag; Dirk Langhuber
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-08-04

Abstract

Es wird ein Kraftstoffverteiler 1 zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine 2 vorgeschlagen. Der Kraftstoffverteiler 1 weist ein Verteilerrohr 3 auf, welches durch eine Membran 6 in eine Kraftstoffkammer 7 und in eine Dämpferkammer 8 unterteilt ist. Die Kraftstoffkammer 7 besitzt einen Kraftstoffeinlass 4 und mehrere Injektorabgänge 5. Die Druckkammer 8 steht über eine Fluidleitung 10 mit der Brennkraftmaschine 2 in Verbindung. Der Druck in der Druckkammer 8 ist durch ein in die Fluidleitung 10 integriertes Magnetventil 12 in Abhängigkeit vom Betriebsdruck der Brennkraftmaschine 2 steuerbar.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
In Einspritzsystemen von Brennkraftmaschinen entstehen im Betrieb, beispielsweise durch das Öffnen und Schließen der Einspritzventile, Druckspitzen und damit Pulsationen. Diese können Geräusche verursachen und die Genauigkeit der Einspritzmenge negativ beeinflussen.

Durch die US 6,651,627 B2 zählt ein Kraftstoffverteiler mit einer Pulsationsdämpfung zum Stand der Technik. Der Kraftstoffverteiler weist ein Verteilerrohr zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff auf mit einem Kraftstoffeinlass und mehreren Injektorabgängen. Das Verteilerrohr wird durch eine Membrane in eine Kraftstoffkammer und eine Dämpferkammer unterteilt. Die Dämpferkammer absorbiert und dämpft die durch die Kraftstoffpumpe erzeugten Druckimpulse und Geräusche, indem sich die durch die Membrane gebildete Kammerwand elastisch verformt und die Schwingungen auf das in der Druckkammer befindliche gasförmige Fluid überträgt. Hierdurch wird Schwingungsenergie umgewandelt, wodurch die Druckschwingungen gedämpft werden. Die Dämpferkammer kann an eine externe Gasdruckquelle angeschlossen sein.

Weitere Vorschläge zur Pulsationsdämpfung in Einspritzsystemen sind in der DE 44 31 770 C2 oder der DE 199 34 357 A1 beschrieben.

Die EP 1 371 841 A2 offenbart eine Kraftstoffverteiler mit einer Dämpferkammer, wobei die Dämpferkammer über eine Leitung mit einem Druckregler und einem Kompressor sowie einer Luftversorgungseinrichtung verbunden ist. Hierbei sollen die Druckunterschiede zwischen der Luft- und Kraftstoffkammer im wesentlichen konstant gehalten werden.

Zum technologischen Hintergrund zählen ferner die in der EP 0 235 394 B1 , der JP 2002 061 552 AA , der JP 2003 106 238 AA oder der JP 2002 339 835 AA beschriebenen Kraftstoffverteiler, bei denen der Innendruck der Dämpferkammer nicht steuerbar ist.

Nachteilig bei den bekannten Vorschlägen ist, dass die Pulsationsdämpfung auf den gesamten Drehzahlbereich und das gesamte Kennlinienfeld einer Brennkraftmaschine angepasst sein muss. Folglich ist die Pulsationsdämpfung auf ein durchschnittliches Dämpfungsverhalten ausgelegt.

Der Erfindung liegt daher, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffverteiler mit einem verbesserten Pulsationsdämpfungsverhalten aufzuzeigen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Kraftstoffverteiler gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1.

Kerngedanke der Erfindung bildet die Maßnahme, dass der Druck in der Dämpferkammer je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine einstellbar ist. Demzufolge ist vorgesehen, dass die Dämpferkammer über eine Fluidleitung mit der Brennkraftmaschine kommuniziert und der Druck in der Druckkammer durch ein in die Fluidleitung integriertes Ventil in Abhängigkeit vom Betriebsdruck der Brennkraftmaschine steuerbar ist. Es erfolgt eine Anpassung der Pulsationsdämpfung im Kraftstoffverteiler auf die jeweils vorherrschenden Schwingungen im Kraftstoff.
Hierdurch kann ein auf den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine abgestimmtes Dämpfungsverhalten im Kraftstoffverteiler realisiert werden. Die auf der Hochdruckseite eines Kraftstoffeinspritzsystems auftretenden Druckschwingungen werden schnell und zuverlässig gedämpft, bevor zu hohe Druckamplituden in den Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems auftreten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 4.
Bei dem Ventil für die Drucksteuerung handelt es sich vorzugsweise um ein Magnetventil, welches über das elektronische Motorsteuerungsgerät (ECU) ansteuerbar ist.
Da erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Dämpferkammer mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, ist die Dämpferkammer zweckmäßigerweise gasbefüllt. Hierzu kann der Kammerinnendruck über das Magnetventil mit dem motorseitig vorhandenen Unterdruck beaufschlagt werden.
Je nach Anwendungsfall kann selbstverständlich auch ein Überdruck geregelt in die Dämpferkammer eingebracht werden.
Im Rahmen der Erfindung ist auch denkbar, dass die Dämpferkammer zumindest teilweise flüssigkeitsbefüllt ist. Hierdurch kann das Dämpfungsverhalten zusätzlich beeinflusst werden. Die quasi inkompressible Flüssigkeit in der Dämpferkammer wirkt dann mit einem Gasvolumen zusammen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der Abbildung ist technisch vereinfacht ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffverteiler 1 eines Speichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine 2 dargestellt. Der Kraftstoffverteiler 1 wird fachterminologisch auch als Common-Rail bezeichnet. Die Druckerzeugung und die Kraftstoffeinspritzung sind bei solchen Speichereinspritzsystemen voneinander gekoppelt. Eine separate Hochdruckpumpe erzeugt kontinuierlich Druck. Dieser unabhängig von der Einspritzfolge aufgebaute Druck steht im Kraftstoffverteiler 1 permanent zur Verfügung.
Der Kraftstoffverteiler 1 umfasst ein Verteilerrohr 3 mit einem Kraftstoffeinlass 4 und mehreren Injektorabgängen 5. Das Verteilerrohr 3 ist durch eine Membran 6 aus Edelstahl in eine Kraftstoffkammer 7 und eine Dämpferkammer 8 unterteilt. Der statisch komprimierte Kraftstoff wird im Verteilerrohr 2 bzw. der Kraftstoffkammer 7 gespeichert und über die Injektorabgänge 5 verteilt den Injektoren einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine 2 zur Verfügung gestellt.
An die Dämpferkammer 8 ist über einen Stutzen 9 eine Fluidleitung 10 angeschlossen. Diese steht mit der Unterdruckseite 11 der Brennkraftmaschine 2 in Verbindung.
In die Fluidleitung 10 ist ein Magnetventil 12 integriert, welches vom elektronischen Motorsteuergerät 13 (ECU) ansteuerbar ist.
Die Dämpferkammer 8 steht über die Fluidleitung 10 mit der Brennkraftmaschine 2 in Verbindung und ist über das Magnetventil 23 mit dem motorseitig anstehenden Unterdruck beaufschlagbar. Hierdurch kann da Dämpfungsverhalten der Dämpferkammer 8 im Verteilerrohr 3 auf den jeweiligen Betriebszustand und Betriebsdruck der Brennkraftmaschine abgestimmt werden. Die Dämpfungswirkung ist nicht mehr auf ein durchschnittliches Dämpfungsverhalten ausgelegt, da der Druck in der Dämpferkammer 8 entsprechend auf die verschiedenen Anregungsfrequenzen betriebsgerecht eingestellt wird. Auftretende Schwingungen werden kompensiert und Druckschwankungen im Speichereinspritzsystem gedämpft. Dadurch kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stabilisiert werden. Somit reduziert man Störgeräusche, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen.

1: Kraftstoffverteiler
2: Brennkraftmaschine
3: Verteilerrohr
4: Kraftstoffeinlass
5: Injektorabgang
6: Membran
7: Kraftstoffkammer
8: Dämpferkammer
9: Stutzen
10: Fluidleitung
11: Unterdruckseite
12: Magnetventil
13: Motorsteuergerät

Claims

Kraftstoffverteiler zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine (2), welcher ein Verteilerrohr (3) zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff aufweist mit einem Kraftstoffeinlass (4) und mehreren Injektorabgängen (5), wobei das Verteilerrohr (3) durch eine Membrane (6) in eine Kraftstoffkammer (7) und eine Dämpferkammer (8) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkammer (8) über eine Fluidleitung (10) mit der Brennkraftmaschine (2) in Verbindung steht und der Druck in der Dämpferkammer (8) durch ein in die Fluidleitung (10) integriertes Ventil (12) in Abhängigkeit vom Betriebsdruck der Brennkraftmaschine (2) steuerbar ist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (12) über die Motorsteuerung (13) ansteuerbar ist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkammer (8) zumindest teilweise gasbefüllt ist.
Kraftstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkammer zumindest teilweise flüssigkeitsbefüllt ist.