DE102008017151B3

DE102008017151B3 - Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008017151B3
Application number: DE102008017151A
Authority: DE
Inventors: Christoph Klesse; Thomas Riedel; Wolfgang Stapf; Björn von Willmann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-04-04
Also published as: CN101983285A; WO2009121662A1; US8616183B2; KR20100125477A; US20110023831A1; KR101486726B1; CN101983285B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kraftstoffverteiler (2), in dessen Innenraum (4) ein Hochdruckspeicher ausgebildet ist, wobei in den Innenraum (4) Querbohrungen (6) einmünden, die über Anschlussstutzen (8a, 8b) mit Druckleitungen (10) für den Kraftstoffzu- und -ablauf verbunden sind. Es wird vorgeschlagen, dass am stirnseitigen Ende des Kraftstoffverteilers (2) ein Hochdrucksensor (30) angeordnet ist, der über eine Messbohrung (30c) mit dem Innenraum (4) verbunden ist, und dass ein Dauermagnetring an dem dem Hochdrucksensor (3) zugeordneten stirnseitigen Ende des Innenraums (4) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Kraftstoffeinspritzsysteme bekannt, bei denen der Kraftstoff für die den einzelnen Zylindern zugeordneten Injektoren zentral aus einem Kraftstoffspeicher – auch als „Common-Rail" bezeichnet – zur Verfügung gestellt wird. Bei Dieselbrennkraftmaschinen wird dabei der Kraftstoff mit Hilfe einer Hochdruckpumpe im Common Rail auf bis zu 1800 bar komprimiert.
Dabei werden die Hochdruckpumpen, die bspw. als Radial-, oder Reihenkolbenpumpen ausgebildet sind, mechanisch hoch belastet, so dass die Gefahr besteht, dass insbesondere im Bereich der Kolben mechanischer Abrieb entsteht, der über die Kraftstoffzufuhrleitung und den Kraftstoffspeicher zu den Einspritzventilen gelangt. Moderne Common Rail Systeme sind auf der anderen Seite aufgrund ihrer sehr kleinen Fertigungstoleranzen, z. B. beträgt das Kolbenspiel einer Common Rail Hochdruckpumpe 2 bis 4 μm, während das Führungsspiel einer Injektordüsennadel weniger als 2 μm beträgt, sehr empfindlich gegenüber Verschmutzung.
Ist am Kraftstoffverteiler ein Hochdrucksensor angeordnet, so besteht auch hier die Gefahr, dass metallische Partikel die Bohrung zur Messfläche des Sensors verstopfen.
Speziell metallische Partikel, die entweder durch den Fertigungs- und Montageprozess oder durch Verschleiß und Abrieb der bewegten Bauteile über die Laufzeit innerhalb eines Common Rail-Systems entstehen, können zum Ausfall des Systems führen.
Aus diesem Grund sind derartige Common Rail Einspritzsysteme durch diverse Filtersysteme geschützt. So werden beispielsweise Filter im Kraftstoffzulauf, innerhalb der Hochdruckpumpe und vor den Injektoren sogenannte Stabfilter oder Siebfilter verbaut. Letztgenannte sind beispielsweise in der DE 10 2006 014 035 A1 dargestellt und beschrieben. Nachteilig dabei ist, dass diese Filter in ihrer Spalt- bzw. Siebgrösse (z. B. Spaltgrösse 20 bis 40 μm, Lochdurchmesser 50 bis 80 μm) begrenzt sind; eine feinere Filterung ist aufgrund von zu hohen Druckverlusten und aus Kostengründen nicht möglich. Darüber hinaus würde sich der Filter dann viel zu schnell zusetzen, was letztendlich zu einem Motorstillstand führen würde.
Eine weitere Filtereinrichtung für einen Hochdruckbereich eines Speichereinspritzsystems ist aus der DE 100 39 425 A1 bekannt. Dabei ist die Filtereinrichtung als Endverschluss der Hochdruckleitung ausgebildet und vollständig oder teilweise aus einem magnetischen Material hergestellt.
Laboruntersuchungen haben ergeben, dass sich im Kraftstoffverteiler Strömungs-Totzonengebiete ausbilden, in denen es bevorzugt zu einer Ablagerung von metallischen Partikeln kommt. Diese sind bevorzugt an den stirnseitigen Enden des Innenraums bzw. des Kraftstoffverteilers ausgebildet.
Ist jedoch, wie beispielsweise in DE 197 29 392 A1 beschrieben, ein Endverschluss der Hochdruckleitung durch einen Hochdrucksensor ersetzt, so kann an dieser Stelle kein magnetischer Endverschluss, wie aus der DE 100 39 425 A1 bekannt, zum Einsatz kommen. Darüber hinaus befindet sich die Meßbohrung des Hochdrucksensors in diesem Fall in einem oben beschriebenen Strömungs-Totzonengebiet. Dadurch besteht eine erhöhte Gefahr der Beeinträchtigung der Druckmessungen durch Verschmutzung oder gar Verstopfung der Meßbohung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die eingangs geschilderten Filtersysteme zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt dabei durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Ist am stirnseitigen Ende des Kraftstoffverteilerrohres ein Hochdrucksensor angeordnet, der über eine Messbohrung mit dem Innenraum des Kraftstoffverteilers verbunden ist, wird ein an diesem stirnseitigen Ende des Innenraums angeordneter Dauermagnetring vorgeschlagen, der ein Verstopfen der Messbohrung mit metallischen Partikeln verhindert.
Durch den Einsatz eines derart im Kraftstoffverteiler angeordneten Dauermagnetrings, können auch kleine metallische Partikel gebunden werden, so dass das Risiko eines verstopften Düsenlochs oder eines klemmenden Injektor- Ventilsitzes oder insbesondere einer verstopften Meßbohrung des Hochdrucksensors deutlich verringert ist.
Im Unteranspruch ist eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems herausgestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Kraftstoffverteilerrohr für ein Kraftstoffeinspritzsystem,
2 das Kraftstoffverteilerrohr im Längsschnitt,
3A–3C verschiedene Ausführungsformen von magnetischen Verschlüssen, die am axialen Ende des Kraftstoffverteilerrohres angeordnet sind, gemäß dem bekannten Stand der Technik.
4 einen am axialen Ende des Kraftstoffverteilerrohres angeordneter Hochdrucksensor, mit einem erfindungsgemäßen Dauermagnetring.
Der in den 1 und 2 dargestellte Kraftstoffverteiler 2 besteht aus einem gezogenen oder gewalzten Rohr. Der als Längsbohrung ausgebildete Innenraum 4 des Kraftstoffverteilerrohres 2 bildet einen Hochdruckspeicher, in den Querbohrungen 6 einmünden, die über entsprechende Anschlussstutzen 8a, 8b mit jeweils einer Druckleitung 10 in Verbindung stehen. Eine Druckleitung 10 dient dabei als Kraftstoffzulauf des von einer nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckpumpe geförderten Kraftstoffs, während die restlichen Druckleitungen 10 mit jeweils einem Kraftstoffeinspritzventil verbunden sind.
Wie anhand von 1 ersichtlich, sind die beiden Stirnseiten des Kraftstoffverteilerrohres 2 mit einem Verschluss 12 versehen. Dieser besteht in einer ersten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik (siehe 3A) im wesentlichen aus einem kugelförmigen Dichtkörper 14a, der an einer entsprechend angepassten Anlagefläche 16a im Inneren des Rohres 2 dichtend anliegt. Der Dichtkörper 14a wird durch einen Gewindestift 18a so gegen die Anlagefläche 16a gepresst, dass ein dichter Verschluss des als Hochdruckspeichers ausgebildeten Innenraums 4 gewährleistet ist. Der Gewindestift 18a ist mit Hilfe einer für ein Schraubwerkzeug vorgesehenen Einstecköffnung 20 eingeschraubt.
Der Verschluss 12a – bestehend aus Dichtkörper 14a und Gewindestift 18a – besteht beispielsweise aus einer metallischen Legierung, die als Dauermagnet ausgeführt ist. Damit können die sich in sogenannten (Kraftstoffströmungs-)Totzonen-Gebieten 22 (siehe 2) ansammelnden metallischen Partikel dauerhaft gebunden werden, und es besteht nicht die Gefahr, daß die Injektoren bzw. Einspritzventile damit kontaminiert werden.
In einer zweiten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik, siehe 3B, besteht der Verschluss 12b wiederum aus einem kugelförmigen Dichtkörper 14b, der jedoch in diesem Fall mit Hilfe einer Gewindekappe 18b gegen die Anlagefläche 16b gepresst ist. Die Gewindekappe 18b ist dabei auf einem am Kraftstoffverteilerrohr 2 aufgebrachten Aussengewinde 24 aufgeschraubt. Auch hier ist der Verschluss 12b als Dauermagnet ausgeführt, um – analog zum ersten Ausführungsbeispiel – metallische Partikel bzw. metallischen Abrieb zu binden.
In einer dritten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik, siehe 3C, ist auf einen separaten Dichtkörper verzichtet worden; der als Dauermagnet ausgeführte Verschluss 12c besteht, analog zu dem in DE 100 39 425 A1 offenbarten Gegenstand, aus einem Gewindestift 18c, der zusätzlich an seiner dem Innenraum 4 zugewandten Seite mit einer sogenannten Beißkante 26 versehen ist, die als Linienkontakt gegen eine Stirnfläche 28 des Kraftstoffverteilerrohrs 2 verspannt ist und somit die Abdichtung des Hochdruck-Innenraums 4 gewährleistet.
Selbstverständlich sind auch noch andere Ausführungsformen für den magnetischen Verschluss 12 denkbar, so kann z. B. der Gewindestift 18 anstelle einer Beißkante auf seiner dem Innenraum zugewandten Stirnseite ballig ausgebildet sein und mit einer im Kraftstoffverteilerrohr 2 entsprechend konkav geformten Stirnfläche dichtend zusammen wirken.
In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, wie in 4 dargestellt, ist der Verschluss 12 als ein an der Stirnseite des Kraftstoffverteilerrohres 2 angeordneter Hochdrucksensor 30 ausgebildet. Der Hochdrucksensor 30 weist ein Gewindeteil 30a auf, das in eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 30b eingeschraubt ist. Die Bohrung 30b ist als Sacklochbohrung ausgeführt, wobei jedoch zur Erfassung des im Innenraum 4 herrschenden Drucks eine weitere – im Durchmesser reduzierte Bohrung 30c vorgesehen ist, durch die eine Verbindung zwischen Innenraum 4 und Sacklochbohrung 30b herstellt ist. Am stirnseitigen Ende des Innenraums 4 ist ein Dauermagnetring 32 angeordnet, der in einer entsprechend im Kraftstoffverteilerrohr 2 ausgebildeten Ringnut eingelegt ist. Durch den Dauermagnetring 32 können metallische Partikel 34 gebunden und damit von der Messbohrung 30c ferngehalten werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kraftstoffverteiler (2), in dessen Innenraum (4) ein Hochdruckspeicher ausgebildet ist, wobei in den Innenraum (4) Querbohrungen (6) einmünden, die über Anschlussstutzen (8a, 8b) mit Druckleitungen (10) für den Kraftstoffzu- und ablauf verbunden sind, wobei im Innenraum (4) des Kraftstoffverteilers (2) mindestens ein Element mit Dauermagneteigenschaften angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am stirnseitigen Ende des Kraftstoffverteilers (2) ein Hochdrucksensor (30) angeordnet ist, der über eine Messbohrung (30c) mit dem Innenraum (4) verbunden ist, und dass das Element mit Dauermagneteigenschaften als Dauermagnetring (32) ausgebildet ist, der an dem dem Hochdrucksensor (30) zugeordneten stirnseitigen Ende des Innenraums (4) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnetring (32) in einem am stirnseitigen Ende des Innenraums ausgebildeten Strömungs-Totzonengebiet (22) des im Innenraum (4) zu- und abfließenden Kraftstoffs angeordnet ist.