DE102014222417B4

DE102014222417B4 - Kraftstofffördereinheit

Info

Publication number: DE102014222417B4
Application number: DE102014222417.9A
Authority: DE
Inventors: Klemens Kieninger; Michael Teichert
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: DE102014222417A1

Abstract

Kraftstofffördereinheit für eine Brennkraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeuges mit einem Kraftstoffbehälter (2), mit einer von dem Kraftstoffbehälter (2) zu der Brennkraftmaschine (1) geführten Kraftstoffleitung (3) und mit einer Kraftstoffpumpe (4) zur Förderung von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter (2) zu der Brennkraftmaschine (1) wobei die Kraftstoffleitung (3) mit einem Dämpfungselement (8, 15) verbunden ist und dass das Dämpfungselement (8, 15) zum Dämpfen von Druckpulsen im Kraftstoff ausgebildet ist, wobei das Dämpfungselement (8, 15) in Strömungsrichtung gesehen hinter einem Rückschlagventil (6) und/oder einem Druckbegrenzungsventil (7) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (8, 15) innerhalb des Kraftstoffbehälters (2) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (15) zur Durchströmung mit Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffleitung (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8, 15) zumindest eine gegen der Umgebung abgetrennte, von Kraftstoff umströmbaren Gasblase (14, 19) mit einer elastischen Wandung (13, 18) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinheit gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Solche Kraftstofffördereinheiten werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Heutige aus der Praxis bekannte Kraftstofffördereinheiten haben neben der meist im Kraftstoffbehälter angeordneten Kraftstoffpumpe eine an der Brennkraftmaschine angeordnete Hochdruckpumpe. Diese Hochdruckpumpen sind in der Regel als Kolbenpumpe ausgebildet und erzeugen Druckpulse, welche sich in der gesamten Kraftstofffördereinheit bis zu dem Kraftstoffbehälter fortpflanzen können. Die Druckpulse erzeugen zunächst störende akustische Geräusche und beeinträchtigen durch eine Druckwechselbeanspruchung die Lebensdauer der Bauteile der Kraftstofffördereinheit.
In der Praxis versucht man die innerhalb der Hochdruckpumpe erzeugten Druckpulse auch innerhalb der Hochdruckpumpe zu dämpfen. Jedoch zeigt sich, dass diese Maßnahme unzureichend ist, um Geräusche im Kraftstoffbehälter zu dämpfen.
Aus der DE 103 27 408 A1 ist eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine bekannt geworden, bei der ein Druckdämpfer innerhalb einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe vor einem Rückschlagventil angeordnet ist. Die Pulsationen einer nahe am Kraftstoffbehälter angeordneten Kraftstoffpumpe werden hierdurch nur unzureichend gedämpft.
Aus der DE 10 2012 212 745 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem bekannt geworden, bei dem eine Dämpfungsvorrichtung in Strömungsrichtung gesehen vor einem Druckregelventil angeordnet ist. Da das Druckregelventil Druckschwankungen innerhalb der Kraftstoffleitung erzeugen kann, werden diese von der Dämpfungseinrichtung nicht gedämpft.
Aus der DE 44 31 770 C2 ist ein Druckimpulsdämpfer in einer Kraftstoffpumpe angeordnet. Da in Strömungsrichtung gesehen hinter der Kraftstoffpumpe Rückschlagventile und Druckbegrenzungsventile angeordnet sind, vermag der Druckimpulsdämpfer die Druckimpulse nur unzureichend zu dämpfen.
Die DE 10 2005 036 109 A1 offenbart einen Pulsationsdämpfer in Fluidleitungen mit zwei hermetisch dichten Dämpfungselementen. Die Dämpfungselemente sind an den Enden einer Leitung angeordnet. Druckbegrenzungsventile oder Rückschlagventile sind nicht vorgesehen.
Die Druckschrift DE 10 2006 061 570 A1 offenbart ein Kraftstoffsystem, das einen elastischen Volumenspeicher umfasst.
Die Druckschrift DE 10 2011 008 484 A1 offenbart eine Versorgungseinrichtung mit einer Kraftstofffördereinrichtung und einer Vorspanneinrichtung.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstofffördereinheit der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass störende Geräusche weitgehend vermieden werden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Durch diese Gestaltung werden die in die Kraftstoffleitung übertragenden Druckpulse auch in der Kraftstoffleitung gedämpft. Hierdurch wird die Weiterleitung der Druckpulse in den Kraftstoffbehälter und damit störenden Geräusche der gesamten Kraftstofffördereinheit vermieden. Dank der Erfindung weisen die Bauteile der Kraftstofffördereinheit eine besonders hohe Lebensdauer auf.
Geräusche in einem von einer Hochdruckpumpe entfernten Bereich der Kraftstofffördereinheit lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Dämpfungselement in einem von einer Hochdruckpumpe entfernten Ende der Kraftstoffleitung angeordnet ist.
Zur weiteren Verbesserung der Dämpfung der Geräusche in der Kraftstofffördereinheit trägt es bei, dass das Dämpfungselement innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist. Durch diese Gestaltung werden die Geräusche genau an dem Ort gedämpft, an dem sie sich besonders störend bemerkbar machen.
Eine Übertragung von Druckpulsen auf Bauteile der Kraftstofffördereinheit lässt sich gemäß der Erfindung einfach vermeiden, da das Dämpfungselement in Strömungsrichtung gesehen hinter einem Rückschlagventil und/oder einem Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Durch diese Gestaltung haben das Rückschlagventil und /oder das Druckbegrenzungsventil eine besonders lange Lebensdauer.
Das Dämpfungselement könnte beispielsweise eine elastische Wandung zur Umgebung haben oder als Schlauchschleife ausgebildet sein. Hierdurch können jedoch Umgebungseinflüsse in die Kraftstofffördereinheit eingeleitet werden. Das Dämpfungselement gestaltet sich gemäß der Erfindung konstruktiv besonders einfach, da das Dämpfungselement zumindest eine gegen die Umgebung abgetrennte, von Kraftstoff umströmbare Gasblase mit einer elastischen Wandung aufweist. Durch diese Gestaltung ist das Dämpfungselement gegen Umgebungseinflüsse abgeschirmt. Die Gasblase verkleinert ihr Volumen bei steigendem Druck und vergrößert ihr Volumen bei sinkendem Druck.
Das Dämpfungselement weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine große Oberfläche und damit hohe Dämpfungseigenschaften auf, wenn die Gasblase im Querschnitt eine Linsenform hat.
Zur weiteren Verbesserung der Dämpfungseigenschaften des Dämpfungselementes trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn mehrere linsenförmige Gasblasen parallel zueinander angeordnet sind.
Das Dämpfungselement lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach nachträglich in bestehenden Kraftstofffördereinheiten montieren, wenn das Dämpfungselement in einer zu der Kraftstoffleitung führenden Stichleitung angeordnet ist.
Ein besonders hoher Dämpfungsgrad der Druckpulse lässt sich gemäß der Erfindung einfach erreichen, da das Dämpfungselement zur Durchströmung mit Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffleitung angeordnet ist. Vorzugsweise hat das Dämpfungselement hierfür zwei Anschlüsse für die Kraftstoffleitung.
Die Montage des Dämpfungselementes gestaltet sich gemäß einer andern vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Dämpfungselement mit einem Rückschlagventil, einem Filterelement und/oder einem Druckbegrenzungsventil als bauliche Einheit ausgebildet ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Gezeigt werden

1 schematisch eine nicht erfindungsgemäße Kraftstofffördereinheit,
2 schematisch ein Dämpfungselement der nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinheit aus 1,
3 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinheit,
4 schematisch ein Dämpfungselement der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinheit aus 3.

1 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Kraftstofffördereinheit zur Versorgung einer Brennkraftmaschine 1 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 2 über eine Kraftstoffleitung 3. Die Kraftstofffördereinheit hat eine innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 angeordnete Kraftstoffpumpe 4. An der Brennkraftmaschine 1 ist eine als Kolbenpumpe ausgebildete Hochdruckpumpe 5 angeordnet. Innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 ist ein Rückschlagventil 6 und ein Druckbegrenzungsventil 7 angeordnet. Selbstverständlich kann die Kraftstofffördereinheit weitere Bauteile wie nicht dargestellte Feinfilter, Druckregelventile und dergleichen aufweisen. Weiterhin zeigt 1, dass der innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 befindliche Teil der Kraftstoffleitung 3 eine zu einem Dämpfungselement 8 geführte Stichleitung 9 hat. Das Dämpfungselement 8 dient zur Dämpfung von durch die Hochdruckpumpe 5 in die Kraftstofffördereinheit eingeleiteten Druckpulsen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das Dämpfungselement 8 auch außerhalb des Kraftstoffbehälters 2 angeordnet sein.
2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch das Dämpfungselement 8 aus 1. Das Dämpfungselement 8 hat eine Kammer 10 mit biegesteifen Außenwandungen 11 und einen Anschluss 12 für die in 1 dargestellte Stichleitung 9. Innerhalb der Kammer 10 sind beispielhaft zwei von elastischen Wandungen 13 eingeschlossene Gasblasen 14 angeordnet. Die Gasblasen 14 sind von über die Stichleitung 9 und den Anschluss 12 eindringendem Kraftstoff umströmt. Eindringende Druckpulse werden von den Gasblasen 14 durch Form- und Druckänderungen gedämpft. Die beiden Gasblasen 14 weisen im dargestellten Querschnitt jeweils eine Linsenform auf und sind parallel zueinander angeordnet.
3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinheit, welche sich von der aus 1 nur dadurch unterscheidet, dass ein Dämpfungselement 15 innerhalb der von dem Kraftstoffbehälter 2 zu der Brennkraftmaschine 1 geführten Kraftstoffleitung 3 angeordnet und von dem Kraftstoff durchströmt ist. Das Dämpfungselement 15 ist wie bei der Ausführungsform nach 1 innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 angeordnet und dient zur Dämpfung von durch die Hochdruckpumpe 5 erzeugten Druckpulsen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das Dämpfungselement 15 auch außerhalb des Kraftstoffbehälters 2 angeordnet sein.
4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch das Dämpfungselement 15 aus 3. Das Dämpfungselement 15 hat zwei Anschlüsse 16, 17 zum Einsatz in der in 3 dargestellten Kraftstoffleitung 3 und zwei von elastischen Wandungen 18 eingeschlossenen Gasblasen 18. Die Gasblasen 19 sind linsenförmig gestaltet und parallel zueinander angeordnet. Das Dämpfungselement 15 hat eine biegesteife Außenwandung 20.

Claims

Kraftstofffördereinheit für eine Brennkraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeuges mit einem Kraftstoffbehälter (2), mit einer von dem Kraftstoffbehälter (2) zu der Brennkraftmaschine (1) geführten Kraftstoffleitung (3) und mit einer Kraftstoffpumpe (4) zur Förderung von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter (2) zu der Brennkraftmaschine (1) wobei die Kraftstoffleitung (3) mit einem Dämpfungselement (8, 15) verbunden ist und dass das Dämpfungselement (8, 15) zum Dämpfen von Druckpulsen im Kraftstoff ausgebildet ist, wobei das Dämpfungselement (8, 15) in Strömungsrichtung gesehen hinter einem Rückschlagventil (6) und/oder einem Druckbegrenzungsventil (7) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (8, 15) innerhalb des Kraftstoffbehälters (2) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (15) zur Durchströmung mit Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffleitung (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8, 15) zumindest eine gegen der Umgebung abgetrennte, von Kraftstoff umströmbaren Gasblase (14, 19) mit einer elastischen Wandung (13, 18) aufweist.
Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8, 15) in einem von einer Hochdruckpumpe (5) entfernten Ende der Kraftstoffleitung (3) angeordnet ist.
Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblase (14, 19) im Querschnitt eine Linsenform hat.
Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere linsenförmige Gasblasen (14, 19) parallel zueinander angeordnet sind.
Kraftstofffördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (8, 15) mit einem Rückschlagventil (6), einem Filterelement und/oder einem Druckbegrenzungsventil (7) als bauliche Einheit ausgebildet ist.