DE102014205179A1

DE102014205179A1 - Kraftstoffverteilerleiste für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102014205179A1
Application number: DE102014205179.7A
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Bartelt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Kraftstoffverteilerleiste für eine Brennkraftmaschine, mit einem länglichen Gehäuse mit einem Hohlraum, mit einem Kraftstoffzufluss in den Hohlraum und zumindest zwei Kraftstoffabflüssen aus dem Hohlraum heraus für jeweils einen Kraftstoffinjektor, wobei in dem Hohlraum ein Körper angeordnet ist, der eine Nut, welche die zwei Kraftstoffabflüsse miteinander verbindet, und im Bereich des Kraftstoffzuflusses eine radial um den Körper umlaufende Nut aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ein schnelles Reaktionsvermögen bei einer Änderung der Kraftstoffzusammensetzung erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffverteilerleiste für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird bspw. auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 029 219 A1 hingewiesen. Aus dieser ist ein Kraftstoffhochdruckspeicher bekannt, mit einem Speicherelement für Kraftstoff, in dessen Längsachse eine Bohrung ausgebildet ist, von der Abzweigbohrungen ausgehen, die mit Kraftstoffinjektoren verbunden sind. Der Kraftstoffhochdruckspeicher ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung wenigstens ein Verdrängungselement angeordnet ist, das das Volumen der Bohrung reduziert und, dass das wenigstens eine Verdrängungselement an keiner Stelle des Querschnitts der Bohrung die Bohrung vollständig verschließt.
Eine weitere gattungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste ist bspw. aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 048 161 A1 bekannt. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Kraftstoffverteilerleiste für eine Brennkraftmaschine bekannt, mit einer axialen Hauptbohrung und einem Füllkörper, welcher radial zentriert in der Hauptbohrung angeordnet ist. Diese gattungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper derart ausgebildet ist, dass dieser bei den in der Hauptbohrung herrschenden Drücken stets formstabil ist.
Zum allgemeinen technischen Umfeld wird weiterhin auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 018 615 A1 hingewiesen, aus der eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Kraftstoffzufuhrvorrichtung bekannt sind.
Derartige, aus dem Stand der Technik bekannte Kraftstoffverteilerleisten werden entweder für Dieselbrennkraftmaschinen oder Ottobrennkraftmaschinen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, verwendet. Eine Möglichkeit zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches der Brennkraftmaschine ist die Einspritzung von Wasser in den Brennraum in Kennfeldbereichen, in denen die Brennkraftmaschine normalerweise mit λ < 1, d. h. mit Anfettung (Kraftstoffüberschuss), betrieben wird. Die Zumischung kann durch Einspritzen des Wassers bspw. in die Sauganlage oder direkt in den Brennraum als separate Einspritzung oder als Einspritzung mit einem Kraftstoff/Wassergemisch erfolgen. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, das Hochdruckvolumen der Kraftstoffverteilerleiste möglichst klein zu halten, damit zwischen den Betriebsmodi, mit und ohne Wasserzumischung, schnell gewechselt werden kann.
Nachteilig bei den bekannten Systemen ist, dass bei kleinen Hochdruckvolumina bedingt durch die Förderhübe der Hochdruckpumpe und die Kraftstoffeinspritzungen mit den Kraftstoffinjektoren hohe Druckschwankungen im Hochdrucksystem entstehen können. Diese wirken sich negativ auf die präzise Kraftstoffzumessung pro Zylinder der Brennkraftmaschine aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, um oben genannten Nachteil zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Mit anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß die Verwendung eines Einsatzes, des Körpers mit den zumindest zwei Nuten, in der Kraftstoffverteilerleiste vorgeschlagen, mit der ein direkter Zufluss des Kraftstoffes/Kraftstoffgemisches von der Pumpe zu den Injektoren gewährleistet ist. Dieser Körper besitzt vorzugsweise ein inneres Volumen, das zur Dämpfung dient, sich aber nicht im direkten Kraftstofffluss befindet.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kraftstoffverteilerleiste ergeben sich folgende Vorteile:

1. Schnelle Reaktionsfähigkeit des Kraftstoffsystems bei Änderung der Betriebsmodi, mit und ohne Wasser, trotz vorhandenem Dämpfungsvolumen.
2. Es entsteht ein beruhigtes Volumen, in das kein oder nur geringe Mengen Wasser eingetragen werden und in dem eingetragenes Wasser aufgrund der Beruhigung ausfallen, sich sammeln und durch die Kraftstoffinjektoren abgeführt werden kann. Hierdurch werden Ansammlungen von Wasser vermieden, die im Winter einfrieren können, in die Kraftstoffinjektoren gelangen und den Motorenbetrieb verhindern könnten.
3. Durch die Verwendung oder Nichtverwendung des Volumenteilers als Einsatz (Körper) kann ein einheitliches Rail für Brennkraftmaschinen mit und ohne Wassereinspritzung verwendet werden.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 vereinfacht die Montage der Kraftstoffverteilerleiste wesentlich, da ein toleranzbedingter Winkelversatz zwischen Kraftstoffverteilerleiste und dem Körper durch die radiale Nut eliminiert wird.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 verbessert innere Dämpfung der Kraftstoffverteilerleiste, so dass ungewollte Druckpulsationen im Kraftstoff vermieden werden.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 verringert die Anzahl von Bauteilen, wie bspw. Kraftstoffleitungen, die Druckpulsationen wiederum begünstigen würden.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 5 ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltungsvariante.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in drei Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte, erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste.
2 zeigt eine Aufsicht auf einen dreidimensional dargestellten Körper.
3 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste entlang eines Schnittes A-A aus 2.
Im Folgenden gelten in den 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte Kraftstoffverteilerleiste 1. Ein oberer Abschnitt eines Gehäuses 2 der Kraftstoffverteilerleiste 1 ist transparent dargestellt, so dass ein Körper 6 ersichtlich ist. Die Kraftstoffverteilerleiste 1 ist für eine Brennkraftmaschine, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, die vorzugsweise zumindest zeitweise in bestimmten Kennfeldbereichen mit einem Kraftstoff/Wassergemisch betreibbar ist. Je nach Betriebszustand wird entweder reiner Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt oder ein Kraftstoff/Wassergemisch. Die Kraftstoffverteilerleiste 1 weist ein längliches Gehäuse 2 mit einem Hohlraum 4 auf, sowie einen Kraftstoffzufluss 3 zur Zuführung des Kraftstoffes, bzw. Kraftstoff/Wassergemisches in den Hohlraum 4 und zumindest zwei Kraftstoffabflüsse 5 aus dem Hohlraum heraus, für jeweils einen nicht dargestellten Kraftstoffinjektor. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die nicht dargestellten Kraftstoffinjektoren direkt an die Kraftstoffverteilerleiste 1 befestigt.
Erfindungsgemäß ist in dem Hohlraum 4 der Körper 6 angeordnet, der die Nut 8, welche die zwei Kraftstoffabflüsse 5 miteinander verbindet und im Bereich des Kraftstoffzuflusses 3 eine radial um den Körper 6 umlaufende Nut 10 aufweist. Weiter ist zwischen einer Innenwandung des Gehäuses 2 und einer Außenwandung des Körpers 6 ein fertigungstechnisch bedingter Ringspalt 7 ausgebildet, der möglichst klein gehalten sein soll. Das heißt, bevorzugt ist der Ringspalt 7 nicht vorhanden.
2 zeigt eine Aufsicht auf den dreidimensional dargestellten Körper 6. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet die Nut 8 im Körper 6 die zwei Kraftstoffabflüsse 5 miteinander. Durch diese Maßnahme ist eine gleichmäßige Versorgung einzelner Kraftstoffinjektoren mit Kraftstoff gewährleistet.
Desweiteren ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an die Nut 8 im Bereich der Kraftstoffabflüsse 5 jeweils eine weitgehend senkrecht zu der Nut 8 ausgerichtete radiale Nut 9 angeordnet. Durch diese Ausführung wird eine fertigungsbedingte Winkelabweichung zwischen dem Körper 6 und der Kraftstoffverteilerleiste 1 bei der Montage ausgeglichen, so dass diese vereinfacht und verbilligt wird.
Weiter weist der Körper 6 im Bereich des Kraftstoffzuflusses 3 die radial um den Körper 6 umlaufende Nut 10 auf. Durch diese umlaufende Nut 10 ist eine gleichmäßige Kraftstoffversorgung der Nut 8 gewährleistet.
Ferner ist der Körper 6 in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel hohl ausgebildet, wobei der Hohlraum 4 Fluid leitend mit der Nut 8 und/oder der umlaufenden Nut 10 verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird das Dämpfungsverhalten der Kraftstoffverteilerleiste 1 bei Druckpulsationen im Kraftstoffsystem verbessert.
Mit A-A ist eine Schnittebene bezeichnet, die im Folgenden kurz erläutert wird.
3 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste 1 im Bereich der umlaufenden Nut 10, der in 2 mit Schnitt A-A eingezeichnet ist. Radial außen ist das Gehäuse 2 erkennbar, mit dem Kraftstoffzufluss 3 und dem Kraftstoffabfluss 5, in dieser vereinfachten Darstellung gegenüber liegend dargestellt. Konzentrisch zu dem Gehäuse 2 ist in dem Hohlraum 4 der Körper 6 vorgesehen, wobei im Bereich des Kraftstoffabflusses 5 die Nut 8 erkennbar ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kraftstoffverteilerleiste 1 ergeben sich folgende Vorteile:

Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffverteilerleiste
2: Gehäuse
3: Kraftstoffzufluss
4: Hohlraum
5: Kraftstoffabfluss
6: Körper
7: Ringspalt
8: Nut
9: radiale Nut
10: umlaufende Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009029219 A1 [0002]
DE 102010048161 A1 [0003]
DE 102010018615 A1 [0004]

Claims

Kraftstoffverteilerleiste (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem länglichen Gehäuse (2) mit einem Hohlraum (4), mit einem Kraftstoffzufluss (3) in den Hohlraum (4) und zumindest zwei Kraftstoffabflüssen (5) aus dem Hohlraum (4) heraus für jeweils einen Kraftstoffinjektor, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (4) ein Körper (6) angeordnet ist, der eine Nut (8), welche die zwei Kraftstoffabflüsse (5) miteinander verbindet, und im Bereich des Kraftstoffzuflusses (3) eine radial um den Körper (6) umlaufende Nut (10) aufweist.
Kraftstoffverteilerleiste nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Nut (8) im Bereich der Kraftstoffabflüsse (5) weitgehend senkrecht zu der Nut (8) über einen Bogenabschnitt eine radiale Nut (9) angeordnet ist.
Kraftstoffverteilerleiste nach Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6) hohl ausgebildet ist und der Hohlraum Fluid leitend mit einer Nut (8, 10) verbunden ist.
Kraftstoffverteilerleiste nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffinjektoren direkt an die Kraftstoffverteilerleiste (1) anordenbar sind.
Kraftstoffverteilerleiste nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Körper (6) über eine ganze Länge des Hohlraumes (4) erstreckt.