DE102009038429A1 - Fuel injection system for internal-combustion engine, has high pressure pipe for fuel, where high pressure pipe has area wise plastic injection and is made up of high-grade steel - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit wenigstens einer Hochdruckleitung für Kraftstoff.The The invention relates to a fuel injection system for internal combustion engines, with at least one high-pressure line for fuel.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen, das wenigstens eine Hochdruckleitung für Kraftstoff aufweist.Further The invention relates to a method of manufacturing a fuel injection system for internal combustion engines, which has at least one high-pressure line for fuel.
Stand der TechnikState of the art
Kraftstoffeinspritzsysteme der eingangs genannten Art sind bekannt, wobei moderne Motoren, sowohl Otto- als auch Dieselmotoren, hohe Einspritzdrücke verlangen, um Emissions- und Verbrauchsvorgaben einzuhalten. Daher sind Hochdruckleitungen zur Leitung und Förderung des Kraftstoffs bis zu den Einspritzdüsen notwendig. Insbesondere bei Benzindirekteinspritz-Systemen erreicht der Druck in einer Hochdruckleitung schnell eine kritische Größe. Je strenger die Vorgaben an die Emissionswerte und Verbrauchswerte sind, desto höher werden die Einspritzdrücke ausgelegt. Dies bedingt zur Sicherstellung der ausreichenden Festigkeit der Hochdruckleitungen hohe Wandstärken. Diese führen jedoch, bedingt durch den großen Materialeinsatz, zu hohem Gewicht und zu erheblichen Kosten.Fuel injection systems The type mentioned above are known, with modern engines, both Petrol and diesel engines, requiring high injection pressures in order to and consumption specifications. Therefore, high pressure lines for leadership and promotion Fuel to injectors necessary. Especially In gasoline direct injection systems, the pressure reaches in a high-pressure line quickly a critical size. The more strict the specifications of the emission values and consumption values are the more get higher the injection pressures designed. This requires to ensure sufficient strength the high pressure pipes high wall thicknesses. However, these lead conditioned by the big one Material use, high weight and considerable costs.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das in Bezug auf die hohen gewünschten Einspritzdrücke eine ausreichende Festigkeit aufweist, und dabei dennoch leicht und kostengünstig ist.It Thus, the object of the invention is a fuel injection system to provide a sufficient in relation to the high desired injection pressures Strength, while still being lightweight and inexpensive.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Hochdruckleitung zumindest bereichsweise eine Kunststoffumspritzung aufweist. Es ist also vorgesehen, dass die Hochdruckleitung zumindest bereichsweise von Kunststoff umspritzt ist, wobei Kunststoff wesentlich günstiger als der Grundwerkstoff der Hochdruckleitung und darüber hinaus auch ein besonders leichtes Material ist. Unter der bereichsweisen Umspritzung ist hierbei insbesondere eine bereichsweise Umspritzung in axialer Erstreckung der Hochdruckleitung zu verstehen. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Umspritzung dabei zumindest im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Hochdruckleitung in dem Axial-Abschnitt, in dem die Umspritzung vorgesehen ist. Natürlich sind dabei Freiräume für eventuelle Anschlussleitungen oder dergleichen vorgesehen. Durch die zumindest bereichsweise Kunststoffumspritzung der Hochdruckleitung wird die Belastbarkeit der Hochdruckleitung auf einfache und kostengünstige Art und Weise erhöht. Bevorzugt erstreckt sich die Umspritzung zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge der Hochdruckleitung.The The object underlying the invention is achieved in that the high pressure line at least partially a plastic extrusion having. It is therefore intended that the high pressure line at least partially encapsulated by plastic, with plastic much cheaper as the base material of the high pressure line and beyond also a very light material. Under the divisional In this case, encapsulation is in particular a partial encapsulation to be understood in the axial extent of the high-pressure line. advantageously, The encapsulation extends at least substantially over the entire Circumference of the high-pressure line in the axial section, in which the encapsulation provided is. Naturally are free spaces for eventual Connecting lines or the like provided. By the least partially plastic extrusion of the high pressure line is the Load capacity of the high-pressure line in a simple and cost-effective manner and way increased. Preferably, the encapsulation extends at least substantially over the whole length the high pressure line.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hochdruckleitung aus Edelstahl gefertigt ist. Durch Vorsehen von Edelstahl als Grundmaterial der Hochdruckleitung wird bereits eine hohe Festigkeit der Hochdruckleitung in ihrer Grundstruktur gewährleistet. Durch die Kunststoffumspritzung wird diese jedoch weiter erhöht, wodurch die Betriebssicherheit auch bei besonders hohem Druck und nur geringfügig höherem Gewicht weiterhin gewährleistet werden kann.To a development of the invention is provided that the high pressure line made of stainless steel. By providing stainless steel as base material The high pressure line is already a high strength of the high pressure line guaranteed in their basic structure. By plastic extrusion, however, this is further increased, thereby the operational reliability even at very high pressure and only slightly higher weight guaranteed can be.
Vorteilhafterweise ist die Hochdruckleitung als Common-Rail, also als gemeinsame Leitung und gemeinsamer Hochdruckspeicher ausgebildet. Die Hochdruckleitung dient somit nicht nur zum Leiten, sondern auch zum Speichern von Kraftstoff unter hohem Druck. Die Leitung weist dazu unter anderem mehrere Abgänge beziehungsweise Auslässe zu entsprechenden Einspritzventilen unterschiedlicher Zylinder einer Brennkraftmaschine auf. Gerade bei der Common-Rail-Technik sind besonders hohe Drücke des Kraftstoffs notwendig, die durch das Vorsehen der Vorteilhaften Umspritzung aus Kunststoff gewährleistet werden können. Zweckmäßigerweise sind auch die Abgänge, gegebenenfalls auch der Zulauf des Common-Rails, zumindest bereichsweise mit Kunststoff umspritzt. Dadurch wird auch in den Kontakt- beziehungsweise Anschlussbereichen zur Peripherie eine ausreichend hohe Festigkeit des Common-Rails beziehungsweise der vorteilhaften Hochdruckleitung gewährleistet. In einer vorteilhaften Weiterführung ist vorgesehen, dass in der Kunststoffumspritzung Einlagerungen und/oder Fasern vorgesehen sind, die die Steifigkeit und Festigkeit der Hochdruckleitung weiter erhöhen. Zweckmäßigerweise sind die Einlagerungen und/oder Fasern aus einem anderen Material gefertigt als die Kunststoffumspritzung und bevorzugt auch aus einem anderen Material als die Hochdruckleitung beziehungsweise das Common-Rail selbst.advantageously, is the high pressure line as a common rail, so as common line and common high pressure accumulator formed. The high pressure line thus serves not only for guiding but also for saving Fuel under high pressure. The line has, among others, several Disposals or outlets to corresponding injection valves of different cylinders one Internal combustion engine. Especially with the common-rail technology are special high pressures of the fuel necessary, by providing the advantages Encapsulation made of plastic ensured can be. Appropriately, are also the departures, optionally also the inlet of the common rail, at least partially with Plastic overmoulded. This will also be in the contact or Connection areas to the periphery of a sufficiently high strength of the common rail or the advantageous high-pressure line guaranteed. In an advantageous continuation is envisaged that in the plastic extrusion inserts and / or fibers are provided which provide rigidity and strength continue to increase the high pressure line. Conveniently, are the deposits and / or fibers of a different material manufactured as the plastic encapsulation and preferably also from a other material than the high pressure line or the common rail even.
Vorteilhafterweise weist die Kunststoffumspritzung eine Versteifungsstruktur auf. Die Kunststoffumspritzung weist dazu eine Oberflächenstruktur und/oder einen vom Querschnitt der Hochdruckleitung abweichenden Querschnitt, insbesondere Außenquerschnitt auf. Bevorzugt ist wenigstens bereichsweise auf der Außenseite der Kunststoffumspritzung eine Versteifungsstruktur in Form einer Rippen- und/oder Fachwerkstruktur ausgebildet. Wobei die Versteifungsstruktur besonders bevorzugt einstückig mit der Kunststoffumspritzung ausgebildet ist. Unter anderem kann hierdurch auch die Biegesteifigkeit der Hochdruckleitung beziehungsweise des Common-Rails erhöht werden.advantageously, the plastic extrusion has a stiffening structure. The Plastic extrusion has a surface structure and / or a From the cross section of the high pressure line deviating cross section, in particular External cross section on. Preference is given at least in regions on the outside the Kunststoffumspritzung a stiffening structure in the form of a Ribbed and / or Truss structure formed. The stiffening structure is special preferably in one piece is formed with the plastic extrusion. Among other things can As a result, the bending stiffness of the high-pressure line or of the common rail increases become.
Bevorzugt weist die Kunststoffumspritzung alternativ oder zusätzlich zu der Versteifungsstruktur eine Befestigungsstruktur auf. Die Befestigungsstruktur erlaubt ein einfaches Befestigen der Hochdruckleitung oder des Common-Rails an beispielsweise einer Brennkraftmaschine oder anderen der Brennkraftmaschine zugeordneten Bauteilen. Die Kunststoffumspritzung dient dabei nicht nur zum Erhöhen der Festigkeit, sondern auch zum Halten beziehungsweise Führen der Hochdruckleitung. Durch die Ausbildung aus Kunststoff kann die Kunststoffumspritzung auch als Befestigungsstruktur an elektrisch leitenden Elementen vorgesehen werden, da sie als Isolator zwischen diesen und der Hochdruckleitung selbst wirkt.Preferably, the plastic encapsulation alternatively or additionally to the stiffening structure a fastening structure. The attachment structure allows a simple attachment of the high-pressure line or the common rail to, for example, an internal combustion engine or other components associated with the internal combustion engine. The plastic extrusion not only serves to increase the strength, but also to hold or guide the high-pressure line. Due to the formation of plastic, the plastic extrusion can also be provided as a mounting structure to electrically conductive elements, since it acts as an insulator between them and the high-pressure line itself.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen sieht vor, dass die Hochdruckleitung des Kraftstoffeinspritzsystems zumindest bereichsweise mit Kunststoff umspritzt wird. Hieraus ergeben sich die oben bereits beschriebenen Vorteile bezüglich der Druckfestigkeit des Kraftstoffeinspritzsystems. Vorteilhafterweise wird bei dem Umspritzen eine Spritz-Form genutzt, die eine Versteifungsstruktur und/oder eine Befestigungsstruktur abbildet. Bevorzugt werden bei dem Umspritzvorgang Einlagerungen in das Material vor oder beim Umspritzen eingebracht, die zur weiteren Versteifung und Festigung der Hochdruckleitung dienen.The inventive method for manufacturing a fuel injection system for internal combustion engines provides that the high pressure line of the fuel injection system at least partially coated with plastic. This results the advantages already described above regarding the compressive strength of Fuel injection system. Advantageously, in the encapsulation a Spray mold used, which has a stiffening structure and / or a Mounting structure maps. Preference is given to the extrusion coating process Embedded in the material before or during encapsulation, the for further stiffening and consolidation of the high pressure line serve.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigenin the Below, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. To demonstrate
Die
Vorteilhafterweise
ist die Hochdruckleitung
Dadurch,
dass die Versteifungsstruktur
Die
Kunststoffumspritzung
Zusätzlich zu
der Versteifungsstruktur
Durch
die vorteilhafte insgesamt einstückige Ausbildung
der Kunststoffumspritzung
Die
Ebenso
ist es denkbar, weitere Einlagerungen in der Kunststoffumspritzung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- HochdruckleitungHigh-pressure line
- 22
- KraftstoffeinspritzsystemFuel injection system
- 33
- Common-RailCommon rail
- 44
- Verbindungsleitungconnecting line
- 55
- Einlassinlet
- 66
- EndeThe End
- 77
- Kunststoffumspritzungplastic extrusion
- 88th
- Versteifungsstrukturstiffening structure
- 99
- Rippenstrukturrib structure
- 1010
- Befestigungsstrukturattachment structure
- 1111
- Bolzenaufnahmenpin receptacles
- 1212
- Abstands-/BefestigungselementSpacing / securing element
- 1313
- Aufnahmeadmission
- 1414
- Anschlusselementconnecting element
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