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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere
ein Common-Rail-System, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Bei
aus dem Stand der Technik bekannten Common-Rail-Systemen ist üblich,
eine Hochdruckpumpe, welche ein Hochdruckelement aufweist, um Kraftstoff
mit Hochdruck zu beaufschlagen, über einen Hochdruckausgang
mit einer Hochdruckleitung zu verbinden, welche wiederum an einen
Hochdruckspeicher angeschlossen ist, in welchem der mit Hochdruck
beaufschlagte Kraftstoff gespeichert und Einspritzventilen zugeführt
wird.
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In
DE 10 2004 037 557
A1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Niederdruckbereich
beschrieben, aus dem mittels einer Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff
mit Hochdruck beaufschlagt wird und in einen Kraftstoffhochdruckspeicher
gefördert wird, aus dem Injektoren mit Kraftstoff versorgt
werden, durch die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in
den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wobei
die Hochdruckpumpe, der Kraftstoffhochdruckspeicher und die Injektoren
einem Hochdruckbereich zugeordnet sind.
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Da
jedoch immer kleinere Hochdruckspeichervolumen gefordert werden,
um einen noch schnellen Druckaufbau für schnelle Motorstarts
umzusetzen, werden die Hochdruckspeicher- und Leitungsvolumen in
Common-Rail-Systemen immer geringer. Daher sind im Stand der Technik
Hochdruckeinspritzsysteme entwickelt worden, bei denen die Verbindung
des Hochdruckspeichers mit dem Hochdruckanschluss der Hochdruckpumpe
nur über ein kurzes Leitungsstück zwischen der
Hochdruckpumpe und dem Hochdruckspeicher realisiert wird.
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In
WO 2006/125690 A1 ist
ein verkürzter Auslassstutzen einer Kraftstoffhochdruckleitung
beschrieben, welcher eine Auslassbohrung und ein in der Auslassbohrung
angeordnetes Auslassventil, dessen in der Auslassbohrung verschiebbar
geführtes Ventilelement von dem in der Druckleitung herrschenden
Druck gegen die Wirkung eines Federelements ansteuerbar ist, einen
in die Auslassbohrung eingeführten und darin fixierten
Federhalter, an dem das Federelement abgestützt ist, und
ein Außengewinde aufweist.
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Es
ist jedoch wünschenswert, ein Hochdruckeinspritzsystem
zu schaffen, bei dem ein noch schnellerer Druckaufbau ermöglicht
wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird
ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-System,
vorgesehen, welches eine Hochdruckpumpe aufweist, welche mit Hochdruck
beaufschlagten Kraftstoff zu einem Hochdruckspeicher liefert, von welchem
der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff zumindest einem Einspritzventil
zugeführt wird, wobei die Hochdruckpumpe einen Hochdruckanschluss aufweist,
welcher direkt mit einem Anschluss des Hochdruckspeichers verbunden
ist. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten indirekten Verbindungen
zwischen Hochdruckpumpe und Hochdruckspeicher wird über
die direkte Verbindung ein noch schnellerer Druckaufbau im Hochdruckspeicher
gewährleistet. Hierdurch können noch schnellere
Motorstarts realisiert werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist der Anschluss des Hochdruckspeichers
eine Außendichtgeometrie auf.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Außendichtgeometrie
als Kegel ausgeführt.
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Alternativ
kann die Außendichtgeometrie auch als Kugel ausgeführt
sein.
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Vorzugsweise
weist der Hochdruckanschluss eine Innendichtgeometrie, welche insbesondere
als Innenkonusdichtkegel ausgebildet ist, auf.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn der Hochdruckanschluss und der Anschluss
des Hochdruckspeichers mittels einer Überwurfmutter mit Rechts-/Links-Gewinde
verbunden sind. Durch die Gewindegeometrie mit Rechts-/Links-Gewinde
können durch den gleichzeitigen Eingriff der Überwurfmutter
der Anschluss des Hochdruckspeichers und der Hochdruckanschluss
der Hochdruckpumpe gleichzeitig angezogen werden und somit kann
die notwendige Dichtvorspannkraft aufgebracht werden. Dabei sitzt
die Dichtgeometrie zentrisch zum Gewinde der Hochdruckpumpe und
des Hochdruckspeichers.
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Vorzugsweise
weist der Hochdruckanschluss eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche
auf, an welcher über zumindest einen Abschnitt ein Gewinde,
insbesondere ein Linksgewinde, vorgesehen ist, wobei der Anschluss
des Hochdruckspeichers eine im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche
aufweist, an welcher über zumindest einen Abschnitt ein
gegenläufiges Gewinde, insbesondere ein Rechtsgewinde,
vorgesehen ist.
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Alternativ
kann an der im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche
des Hochdruckanschlusses über zumindest einen Abschnitt
ein Rechtsgewinde vorgesehen sein, wobei dann an der im Wesentlichen zylindrischen
Mantelfläche des Hochdruckspeichers über zumindest
einen Abschnitt das gegenläufige Gewinde in Form eines
Linksgewindes vorgesehen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem
Stand der Technik;
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2 eine
schematische Ansicht einer Hochdruckpumpe gemäß dem
Stand der Technik;
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3 eine
Schnittansicht durch einen Abschnitt eines Kraftstoffeinspritzsystems
im Bereich einer Hochdruckverbindung gemäß einer
Ausführungsform.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems 1 gemäß dem
Stand der Technik gezeigt. Aus einem Kraftstofftank 5 wird mittels
einer Kraftstoffförderpumpe 2 über eine
Verbindungsleitung 3 Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe 4 gefördert.
In der Verbindungsleitung 3 ist ein Überströmventil 6 angeordnet.
Der Kraftstofftank 5, die Kraftstoffförderpumpe 2 und
die Verbindungsleitung 3 sind mit Niederdruck beaufschlagt
und gehören daher zu einem Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems 1.
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An
der Hochdruckpumpe 4 ist ein Druckregelventil 8 angebracht,
das über eine Leitung 9 an den Kraftstofftank 5 angeschlossen
ist. Außerdem geht von der Hochdruckpumpe 4 eine
Hochdruckleitung 10 aus, die den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff
zu einem Hochdruckspeicher 12 liefert, der auch als Common-Rail
bezeichnet wird. Von dem Hochdruckspeicher 12 gehen unter
Zwischenschaltung von Durchflussbegrenzern 13 Hochdruckleitungen 14 aus,
die den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 12 zu
Einspritzventilen 15 liefern, wovon in der Figur lediglich ein
Einspritzventil 15 aus Gründen der Übersichtlichkeit
dargestellt ist. Die Hochdruckleitung 10, der Hochdruckspeicher 12,
die Hochdruckleitung 14 und das Einspritzventil 15 enthalten
mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff und werden demzufolge dem Hochdruckbereich
des Kraftstoffeinspritzsystems 1 zugeordnet.
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Von
dem Kraftstoffeinspritzventil 15 führt eine Rücklaufleitung,
die einen ersten Abschnitt 16 und einen zweiten Abschnitt 17 aufweist,
zu dem Kraftstofftank 5. Zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 16, 17 der
Rücklaufleitung ist ein Druckhalteventil 18 geschaltet.
Das Druckhalteventil 18 dient dazu in dem ersten Abschnitt 16 der
Rücklaufleitung einen Mindestdruck von etwa 10 bar aufrechtzuerhalten,
der unabhängig vom Betriebszustand des Kraftstoffeinspritzsystems 1 ein
Befüllen eines Kopplungsraums zwischen Piezoaktor (nicht
gezeigt) und einem Steuerventilglied (nicht gezeigt) in dem Kraftstoffeinspritzsystem 1 ermöglicht.
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems 1 wird durch
ein elektronisches Steuergerät 11 gesteuert. An
dem Hochdruckspeicher 12 ist ein Druckbegrenzungsventil 7 vorgesehen,
das mit der Rücklaufleitung in Verbindung steht. Wenn der
Druck in dem Hochdruckspeicher 12 einen vorgegebenen maximalen
Wert überschreitet, dann öffnet das Druckbegrenzungsventil 7 und
der Überdruck in dem Hochdruckspeicher 12 wird
in den Niederdruckbereich abgebaut.
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Um
eine Unterdruckbildung im Hochdruckbereich, welche eine unerwünschte
Startzeitverzögerung mit sich bringt, zu vermeiden, wird
gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
des Standes der Technik eine definierte Verbindung zwischen Hoch-
und Niederdruckbereich durch Vorsehen einer Rückschlagventileinrichtung
hergestellt.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Hochdruckpumpe 4 gemäß dem
Stand der Technik. Bei der Hochdruckpumpe 4 handelt es
sich um eine nach außen fördernde Radialkolbenpumpe
mit zwei Pumpenelementen 19, die über eine als
Nockenwelle ausgebildete Antriebswelle 20 betätigt
werden. Darüber hinaus weist die Hochdruckpumpe 4 ein
Gehäuse 21 auf, an welchem ein Anbauflansch 22,
ein Zulaufanschluss 23 und ein Rücklaufanschluss 24 vorgesehen
sind. Die Hochdruckpumpe 4 weist außerdem eine
Zumesseinheit 25 auf, über die der der Hochdruckpumpe 4 zuzuführende
Kraftstoff zugemessen wird.
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An
dem Gehäuse 21 ist ein Hochdruckanschluss 26 vorgesehen,
welcher mit einer hier nicht dargestellten Hochdruckleitung, die
zu einem Hochdruckspeicher (hier nicht dargestellt) führt
bzw. an diesen angeschlossen ist, verbindbar ist.
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3 zeigt
eine Schnittansicht durch einen Abschnitt eines Kraftstoffeinspritzsystems 1 im
Bereich einer Hochdruckverbindung gemäß einer
Ausführungsform. Der Hochdruckanschluss 26 an
dem Gehäuse 21 der nach außen fördernden
Hochdruckpumpe 4 ist als im Wesentlichen zylindrischer,
von dem Gehäuse 21 senkrecht bzw. radial abragender Vorsprung
ausgebildet. In dem Hochdruckanschluss 26 ist eine Bohrung 27 vorgesehen,
durch welche mit Hochdruck beaufschlagter, von der Hochdruckpumpe 4 kommender
Kraftstoff geleitet wird. Ein Endabschnitt 28 des Hochdruckanschlusses 26 ist
mit einer konischen Innendichtgeometrie ausgebildet, indem der Endabschnitt 28 mit
einer sich in Richtung zu der Bohrung 27 konisch verjüngenden
Aussparung 29 ausgebildet ist. An seinem äußeren
Umfang, d. h. an der im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche
des Hochdruckanschlusses 26 ist ein Gewinde 30 vorgesehen,
welches hier als Linksgewinde ausgebildet ist. Auch der hier nur
abschnittsweise dargestellte Hochdruckspeicher 12 weist
einen senkrecht bzw. radial von einem Gehäuse 31 des
Hochdruckspeichers 12 abragenden, im Wesentlichen zylindrisch
ausgebildeten Anschluss 33 auf, welcher mit einer Außendichtgeometrie
versehen ist. Dabei ist ein Endabschnitt 32 des Anschlusses 33 im
Wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei der kegelstumpfförmige
Endabschnitt 32 in dem mit der konischen Aussparung 29 versehenen
Endabschnitt 28 des Hochdruckanschlusses 26 direkt
aufgenommen ist bzw. dichtend daran anliegt, so dass eine Bohrung 34 in
dem Anschluss 33, durch welche der mit Hochdruck beaufschlagte
Kraftstoff zu dem Hochdruckspeicher 12 weitergeleitet wird,
mit der Bohrung 27 in dem Hochdruckanschluss 26 fluchtend
ausgerichtet ist bzw. die Längsachse L der Bohrung 34 mit
der Längsachse L' der Bohrung 27 zusammenfällt.
In der Bohrung 34 ist darüber hinaus eine Drossel 36 angeordnet,
welche jedoch optional ist. An der im Wesentlichen zylindrischen
Mantelfläche des Anschlusses 33 des Hochdruckspeichers 12 ist
ebenfalls ein Gewinde 35 vorgesehen, welches gegenläufig
zu dem Gewinde 30 an dem äußeren Umfang
des Hochdruckanschlusses 26 vorgesehen ist, und somit als Rechtsgewinde
ausgebildet ist. Die Hochdruckverbindung weist darüber
hinaus eine Überwurfmutter 37 mit einem Links-/Rechts-Gewinde
und mit einem vorzentrierten Durchmesser für jedes Gewinde
als Montagehilfe auf. Durch die Gewindegeometrie der Überwurfmutter 37 mit
Links-/Rechts-Gewinde kann durch den gleichzeitigen Eingriff der Überwurfmutter an
dem Anschluss 33 des Hochdruckspeichers 12 und
an dem Hochdruckanschluss 26 der Hochdruckpumpe 4 gleichzeitig
angezogen werden und somit, wie bereits ausgeführt, die
notwendige Dichtvorspannkraft aufgebracht werden. Die Dichtgeometrie sitzt
zentrisch zum Gewinde 30 des Hochdruckanschlusses 26 und
zum Anschluss 33 des Hochdruckspeichers 12.
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Alternativ
zu der hier dargestellten Ausführungsform kann auch der
Anschluss 33 des Hochdruckspeichers 12 mit einer
Innendichtgeometrie bzw. mit einem Innenkonunsdichtkegel und der Hochdruckanschluss 26 der
Hochdruckpumpe 4 mit einer Außendichtgeometrie,
welche als Kegel bzw. kegelstumpfförmig oder als Kugel
ausgeführt ist, versehen sein. Auch kann alternativ der
Anschluss 33 des Hochdruckspeichers 12 mit einem
Linksgewinde und der Hochdruckanschluss 26 der Hochdruckpumpe 4 mit
dem hierzu gegenläufigen Rechtsgewinde versehen sein.
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Mit
dem oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzsystem 1 kann
auf konstruktiv einfache Art und Weise ein noch schnellerer Druckaufbau
als mit den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzsystemen
ermöglicht werden, wodurch wiederum noch schnellere Motorstarts
umgesetzt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004037557
A1 [0003]
- - WO 2006/125690 A1 [0005]
