DE102015214333A1 - Fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffeinspritzsystem (100) für Brennkraftmaschinen mit einem ersten Hochdruckspeicher (1), einem zweiten Hochdruckspeicher (2) und einem Verbindungsstück (3) mit einem Verbindungskanal (30). Im ersten Hochdruckspeicher (1) ist ein erster Hochdruckraum (10) und im zweiten Hochdruckspeicher (2) ein zweiter Hochdruckraum (20) ausgebildet. Der erste Hochdruckspeicher (1) weist mindestens einen ersten Anschluss (1a) für mindestens einen ersten Kraftstoffinjektor auf, und der zweite Hochdruckspeicher (2) mindestens einen zweiten Anschluss (2a) für mindestens einen zweiten Kraftstoffinjektor. Erfindungsgemäß ist das Verbindungsstück (3) zwischen dem ersten Hochdruckspeicher (1) und dem zweiten Hochdruckspeicher (2) angeordnet, wobei der Verbindungskanal (30) den ersten Hochdruckraum (10) mit dem zweiten Hochdruckraum (20) hydraulisch verbindet.An internal combustion engine fuel injection system (100) having a first high-pressure accumulator (1), a second high-pressure accumulator (2) and a connecting piece (3) with a connecting channel (30). In the first high-pressure accumulator (1), a first high-pressure chamber (10) and in the second high-pressure accumulator (2), a second high-pressure chamber (20) is formed. The first high-pressure accumulator (1) has at least one first connection (1a) for at least one first fuel injector, and the second high-pressure accumulator (2) has at least one second connection (2a) for at least one second fuel injector. According to the invention, the connecting piece (3) is arranged between the first high-pressure accumulator (1) and the second high-pressure accumulator (2), wherein the connecting channel (30) hydraulically connects the first high-pressure chamber (10) to the second high-pressure chamber (20).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem einen ersten Hochdruckspeicher und einen zweiten Hochdruckspeicher aufweist. The invention relates to a fuel injection system for internal combustion engines, wherein the fuel injection system comprises a first high pressure accumulator and a second high pressure accumulator.
Es sind Kraftstoffeinspritzsysteme bekannt, die einen Hochdruckspeicher umfassen, beispielsweise aus der
Für größere Motoren bzw. größere Brennkraftmaschinen wird ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem größeren Hochdruckspeicher benötigt. Dies erfordert neue Fertigungslinien. For larger engines or larger internal combustion engines, a fuel injection system is required with a larger high-pressure accumulator. This requires new production lines.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Kraftstoffeinspritzsystem einen vergleichsweise großen Gesamthochdruckspeicher umfasst, welcher zwei Hochdruckspeicher aufweist. Die beiden Hochdruckspeicher können dabei auf bestehenden Fertigungslinien gefertigt werden. Desweiteren kann durch ein aus zwei miteinander verbundenen Hochdruckspeichern bestehender Gesamthochdruckspeicher in der Länge so konstruiert werden, dass die Abstände der Hochdruckanschlüsse für die einzelnen Kraftsoffinjektoren dem Abstand der Motorzylinder entspricht und der Motorenhersteller so eine einheitliche Hochdruckleitung für alle Zylinder einsetzen kann und somit Kostenvorteile durch Vereinheitlichung und Logistik hat.In contrast, the fuel injection system according to the invention has the advantage that the fuel injection system comprises a comparatively large total high-pressure accumulator, which has two high-pressure accumulator. The two high-pressure accumulators can be manufactured on existing production lines. Furthermore, can be constructed in such a way that the distances of the high pressure connections for each Kraftsoffinjektoren corresponds to the distance of the engine cylinder and the engine manufacturer can use a uniform high-pressure line for all cylinders and thus cost advantages by standardization and by a two interconnected high-pressure accumulators existing total high pressure accumulator Logistics has.
Dazu umfasst das Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen einen ersten Hochdruckspeicher, einen zweiten Hochdruckspeicher und ein Verbindungsstück. Im ersten Hochdruckspeicher ist ein erster Hochdruckraum und im zweiten Hochdruckspeicher ein zweiter Hochdruckraum ausgebildet. Der erste Hochdruckspeicher weist mindestens einen ersten Anschluss für mindestens einen ersten Kraftstoffinjektor auf und der zweite Hochdruckspeicher mindestens einen zweiten Anschluss für mindestens einen zweiten Kraftstoffinjektor. Das Verbindungsstück verbindet den ersten Hochdruckspeicher mit dem zweiten Hochdruckspeicher. Das Verbindungsstück weist einen Verbindungskanal auf, der den ersten Hochdruckraum mit dem zweiten Hochdruckraum hydraulisch verbindet.For this purpose, the fuel injection system for internal combustion engines comprises a first high pressure accumulator, a second high pressure accumulator and a connector. In the first high-pressure accumulator, a first high-pressure chamber and in the second high-pressure accumulator, a second high-pressure chamber is formed. The first high-pressure accumulator has at least one first connection for at least one first fuel injector and the second high-pressure accumulator has at least one second connection for at least one second fuel injector. The connector connects the first high pressure accumulator to the second high pressure accumulator. The connecting piece has a connecting channel which hydraulically connects the first high-pressure chamber to the second high-pressure chamber.
Dadurch entsteht ein Gesamthochdruckspeicher, welcher den ersten Hochdruckraum, den zweiten Hochdruckraum und den Verbindungskanal umfasst und ein dementsprechend vergleichsweise großes Speichervolumen aufweist. Somit können die Kraftstoffinjektoren großer Motoren mit einheitlich geformten Hochdruckleitungen mit den beiden Hochdruckspeichern verbunden werden und gleichzeitig die beiden Hochdruckspeicher auf bestehenden Fertigungslinien für Hochdruckspeicher kleinerer Motoren gefertigt werden.This results in a total high-pressure accumulator which comprises the first high-pressure chamber, the second high-pressure chamber and the connecting channel and has a correspondingly comparatively large storage volume. Thus, the fuel injectors of large engines with uniformly shaped high-pressure lines can be connected to the two high-pressure accumulators and at the same time the two high-pressure accumulators can be manufactured on existing production lines for high-pressure accumulators of smaller engines.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind an dem Verbindungsstück ein Dichtkopf und an dem zweiten Hochdruckspeicher ein dazu korrespondierender Dichtsitz ausgebildet, wobei der Dichtkopf und der Dichtsitz durch eine Mutter gegeneinander verspannt sind. Dadurch können hohe Drücke in den beiden Hochdruckspeichern abgedichtet werden.In an advantageous development, a sealing head and at the second high-pressure accumulator a corresponding sealing seat are formed on the connecting piece, wherein the sealing head and the sealing seat are clamped by a nut against each other. As a result, high pressures in the two high pressure accumulators can be sealed.
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Dichtsitz als Flachsitz ausgeführt. Dies ist besonders einfach zu fertigen. Weiterhin können dadurch Desachsierungen zwischen dem zweiten Hochdruckraum und der Mutter ausgeglichen werden.In an advantageous embodiment, the sealing seat is designed as a flat seat. This is very easy to manufacture. Furthermore, this can be compensated for between the second high pressure chamber and the nut.
Vorteilhafterweise weist der Dichtkopf eine umlaufende Dichtnase auf, die mit dem Dichtsitz zusammenwirkt. Die Vorspannkraft wird dadurch über die vergleichsweise geringe Fläche der Dichtnase übertragen, so dass an der Dichtnase hohe Flächenpressungen herrschen. Dadurch ist die Verbindung vom Verbindungsstück zum zweiten Hochdruckspeicher besonders mediendicht.Advantageously, the sealing head has a circumferential sealing nose, which cooperates with the sealing seat. The biasing force is transmitted through the comparatively small area of the sealing nose, so that prevail at the sealing nose high surface pressures. As a result, the connection from the connector to the second high-pressure accumulator is particularly media-tight.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführung weist der Dichtkopf eine konische Dichtfläche auf, die mit dem Dichtsitz zusammenwirkt. Vorteilhafterweise ist der Dichtsitz ebenfalls konisch gestaltet, jedoch mit einem geringfügig unterschiedlichen Konuswinkel, so dass sich idealisiert eine Kontaktkante zwischen Dichtfläche und Dichtsitz ergibt. In Realität ergibt sich eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche, auf die jedoch immer noch hohe Flächenpressungen wirken. Die konische Dichtfläche wirkt bei der Verschraubung zentrierend auf das Verbindungsstück zum zweiten Hochdruckspeicher.In an alternative advantageous embodiment, the sealing head has a conical sealing surface which cooperates with the sealing seat. Advantageously, the sealing seat is also conical, but with a slightly different cone angle, so that ideally results in a contact edge between the sealing surface and sealing seat. In reality, there is a comparatively small contact area, but still has high surface pressures. The conical sealing surface acts in the screwing centering on the connector to the second high-pressure accumulator.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist der Dichtkopf eine sphärische Dichtfläche auf, die mit dem Dichtsitz zusammenwirkt. Auch in dieser Ausführung ist der Dichtsitz vorteilhafterweise konisch gestaltet. Dadurch ergibt sich auch in dieser Ausführung eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche zwischen Dichtfläche und Dichtsitz, so dass hohe Drück in den beiden Hochdruckspeichern abgedichtet werden können. Aufgrund der sphärischen Dichtfläche ist jedoch zwischen dem Verbindungsstück und dem zweiten Hochdruckspeicher eine Kugelkopf-Verbindung ausgebildet, welche Winkelfehler zwischen den beiden Hochdruckspeichern auszugleichen vermag.In a particularly advantageous embodiment, the sealing head has a spherical sealing surface which cooperates with the sealing seat. Also in this embodiment, the sealing seat is advantageously designed conical. This results in a comparatively small contact area between the sealing surface and sealing seat in this embodiment, so that high pressure can be sealed in the two high-pressure accumulators. Due to the spherical Sealing surface, however, is formed between the connector and the second high-pressure accumulator a ball-head connection, which is able to compensate for angular errors between the two high-pressure accumulators.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind an dem ersten Hochdruckspeicher ein Gewinde und an dem Verbindungsstück ein dazu korrespondierendes Gegengewinde ausgebildet, wobei das Gewinde mit dem Gegengewinde eine Schraubverbindung ausbildet. Das Verbindungsstück ist somit an den ersten Hochdruckspeicher direkt angeschraubt, was eine sehr einfache und kostengünstige Verbindung darstellt. Ergänzend kann in diese Schraubverbindung auch noch eine Dichtung eingesetzt werden.In a further development of the invention, a thread is formed on the first high-pressure accumulator and a corresponding counter-thread is formed on the connecting piece, the thread forming a screw connection with the counter-thread. The connector is thus screwed directly to the first high-pressure accumulator, which represents a very simple and inexpensive connection. In addition, in this screw also a seal can be used.
Alternativ kann in vorteilhaften Ausführungen auch der erste Hochdruckspeicher mit dem Verbindungsstück durch eine weitere Mutter verbunden werden.Alternatively, in an advantageous embodiment, the first high-pressure accumulator can also be connected to the connecting piece by means of a further nut.
Dazu ist an dem Verbindungsstück an dem dem Dichtkopf gegenüberliegenden Ende ein weiterer Dichtkopf ausgebildet. An dem ersten Hochdruckspeicher ist ein dazu korrespondierender weiterer Dichtsitz ausgebildet. Der weitere Dichtkopf und der weitere Dichtsitz sind durch eine weitere Mutter gegeneinander verspannt. Dadurch können besonders hohe Drücke in den beiden Hochdruckspeichern abgedichtet werden.For this purpose, another sealing head is formed on the connecting piece at the end opposite the sealing head. At the first high-pressure accumulator a corresponding additional sealing seat is formed. The other sealing head and the other sealing seat are braced against each other by another nut. As a result, particularly high pressures in the two high pressure accumulators can be sealed.
Vorteilhafterweise ist der weitere Dichtsitz als Flachsitz ausgeführt. Dies ist besonders einfach zu fertigen. Weiterhin können dadurch Desachsierungen zwischen den beiden Hochdruckräumen und der weiteren Mutter ausgeglichen werden.Advantageously, the further sealing seat is designed as a flat seat. This is very easy to manufacture. Furthermore, this can be offset between the two high-pressure chambers and the other nut offsets.
In vorteilhaften Ausführungen weist der weitere Dichtkopf eine umlaufende weitere Dichtnase bzw. eine Beisskante auf, die mit dem weiteren Dichtsitz zusammenwirkt. Die Vorspannkraft wird dadurch über die vergleichsweise geringe Fläche der weiteren Dichtnase übertragen, so dass an der weiteren Dichtnase hohe Flächenpressungen herrschen. Dadurch ist die Verbindung vom Verbindungsstück zum ersten Hochdruckspeicher besonders mediendicht.In advantageous embodiments, the further sealing head has a circumferential further sealing nose or a biting edge, which cooperates with the further sealing seat. The biasing force is thereby transmitted over the relatively small area of the other sealing nose, so that prevail at the other sealing nose high surface pressures. As a result, the connection from the connector to the first high-pressure accumulator is particularly media-tight.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführung weist der weitere Dichtkopf eine konische weitere Dichtfläche auf, die mit dem weiteren Dichtsitz zusammenwirkt. Vorteilhafterweise ist der weitere Dichtsitz ebenfalls konisch gestaltet, jedoch mit einem geringfügig unterschiedlichen Konuswinkel, so dass sich idealisiert eine Kontaktkante zwischen weiterer Dichtfläche und weiterem Dichtsitz ergibt. In Realität ergibt sich eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche, auf der jedoch immer noch hohe Flächenpressungen wirken. Die konische weitere Dichtfläche wirkt bei der Verschraubung zentrierend auf das Verbindungsstück zum ersten Hochdruckspeicher.In an alternative advantageous embodiment, the further sealing head has a conical further sealing surface which cooperates with the further sealing seat. Advantageously, the further sealing seat is also conical, but with a slightly different cone angle, so that ideally results in a contact edge between the other sealing surface and further sealing seat. In reality, this results in a comparatively small contact surface, but still has high surface pressures. The conical further sealing surface acts in the screwing centering on the connector to the first high-pressure accumulator.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist der weitere Dichtkopf eine sphärische weitere Dichtfläche auf, die mit dem weiteren Dichtsitz zusammenwirkt. Auch in dieser Ausführung ist der weitere Dichtsitz vorteilhafterweise konisch gestaltet. Dadurch ergibt sich auch in dieser Ausführung eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche zwischen weiterer Dichtfläche und weiterem Dichtsitz, so dass hohe Drücke in den beiden Hochdruckspeichern abgedichtet werden können. Aufgrund der sphärischen weiteren Dichtfläche ist zwischen dem Verbindungsstück und dem ersten Hochdruckspeicher eine Kugelkopf-Verbindung ausgebildet, welche Winkelfehler zwischen den beiden Hochdruckspeichern auszugleichen vermag.In a particularly advantageous embodiment, the further sealing head has a spherical further sealing surface which cooperates with the further sealing seat. Also in this embodiment, the further sealing seat is advantageously designed conical. This results in a comparatively small contact area between the other sealing surface and further sealing seat in this embodiment, so that high pressures in the two high-pressure accumulators can be sealed. Due to the spherical additional sealing surface, a ball-and-socket joint is formed between the connecting piece and the first high-pressure accumulator, which is capable of compensating angular errors between the two high-pressure accumulators.
Ist vom Verbindungsstück sowohl zum ersten als auch zum zweiten Hochdruckspeicher jeweils eine Kugelkopf-Verbindung vorhanden, dann können zusätzlich auch Parallelverschiebungen und Positionsfehler der beiden Hochdruckspeicher ausgeglichen werden.Is the connector to both the first and the second high-pressure accumulator each a ball-head connection available, then also parallel shifts and position error of the two high-pressure accumulator can be compensated.
In vorteilhaften Weiterbildungen weist das Verbindungsstück einen mittleren Bereich mit verjüngtem Querschnitt auf. Dadurch besitzt der mittlere Bereich eine geringere Steifigkeit, wodurch Positionsfehler, Toleranzen und Winkelfehler der beiden Hochdruckspeicher ausgeglichen werden können. In advantageous developments, the connecting piece has a central region with a tapered cross section. As a result, the middle region has a lower rigidity, whereby position errors, tolerances and angular errors of the two high-pressure accumulator can be compensated.
In vorteilhaften Ausführungen ist das Verbindungsstück aus einem Verbundwerkstoff Stahl / faserarmierter Kunststoff hergestellt. Dadurch ist das Verbindungsstück elastisch genug ausgeführt, um die Positionsfehler, Toleranzen und/oder Winkelfehler auszugleichen.In advantageous embodiments, the connecting piece is made of a composite steel / fiber-reinforced plastic. As a result, the connecting piece is made elastic enough to compensate for the position errors, tolerances and / or angular errors.
Ausführungsbeispieleembodiments
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigenShow it
Die beiden Hochdruckspeicher
Die Verbindung zwischen dem ersten Hochdruckspeicher
Die Abdichtung zwischen dem ersten Hochdruckspeicher
Die Verbindung zwischen dem zweiten Hochdruckspeicher
Die Verbindung wird dabei über die folgenden konstruktiven Merkmale realisiert:
- – An
der Mutter 4 sind ein Mutterkopf 41 angeordnet undein Muttergewinde 42 ausgebildet.Das Muttergewinde 42 ist als Innengewinde ausgeführt. - –
Am Verbindungsstück 3 sind im äußeren Bereich eineSchulter 32 und ein Dichtkopf 33 angeordnet.Am Dichtkopf 33 ist eine Dichtfläche 34 ausgebildet, die konisch und sich zum zweiten Hochdruckraum20 hin verjüngend ausgeführt ist. Alternativ kann der Dichtkopf33 auch eine sphärische Dichtfläche34 aufweisen, um eine Kugelkopf-Verbindung zu realisieren. - –
Am zweiten Hochdruckspeicher 2 sind ein Außengewinde 21 undein konischer Dichtsitz 22 angeordnet, wobei der Dichtsitz22 mit der Dichtfläche 34 zusammenwirkt. Der konische Dichtsitz22 mündet inden Hochdruckraum 20 und ist sich inRichtung des Verbindungsstücks 3 erweiternd ausgeführt.Im Ausführungsbeispiel der 2 ist das Außengewinde 21 den Dichtsitz 22 radial umgebend angeordnet.
- - At the
mother 4 are amothers head 41 arranged and anut thread 42 educated. Thenut thread 42 is designed as an internal thread. - - At the
connector 3 are in the outer area ashoulder 32 and a sealinghead 33 arranged. At the sealinghead 33 is a sealingsurface 34 formed the conical and to the second high-pressure chamber 20 is tapered down. Alternatively, the sealinghead 33 also aspherical sealing surface 34 have to realize a ball and socket connection. - - At the second high-
pressure accumulator 2 are anexternal thread 21 and a conical sealingseat 22 arranged, with the sealingseat 22 with the sealingsurface 34 interacts. Theconical seal seat 22 flows into thehigh pressure room 20 and is in the direction of theconnector 3 extended running. In the embodiment of2 is theexternal thread 21 theseal seat 22 arranged radially surrounding.
Die Mutter
Im Ausführungsbeispiel der
- –
Die Beisskante 39 desVerbindungsstücks 3 wirkt mit einer Dichtfläche des ersten Hochdruckspeichers1 mediendicht zusammen. - –
Der Dichtkopf 33 bzw. dieDichtfläche 34 desVerbindungsstücks 3 wirktmit dem Dichtsitz 22 des zweiten Hochdruckspeichers2 mediendicht zusammen.
- - The
biting edge 39 of theconnector 3 acts with a sealing surface of the firsthigh pressure accumulator 1 media-thin together. - - The
sealing head 33 or the sealingsurface 34 of theconnector 3 works with the sealingseat 22 of the second high-pressure accumulator 2 media-thin together.
Alternativ bzw. ergänzend können jedoch auch Dichtelemente zur Abdichtung eingesetzt werden. In erster Linie sollen jedoch die unterschiedlichen Verbindungsmöglichkeiten von den beiden Hochdruckspeichern
Die Verbindung zwischen dem zweiten Hochdruckspeicher
An einem dem zweiten Hochdruckspeicher
Weiterhin wirkt das Verbindungsstück
Im Ausführungsbeispiel der
Alternativ oder ergänzend zu dem mittleren Bereich
Die Mutter
Eine weitere Mutter
Die weitere Mutter
The
Analog zum Dichtkopf
- –
Verbindungsstück 3 mit einer Kugelkopf-Verbindung: beispielsweiseein Dichtkopf 33 mit einer konischen Dichtfläche34 undein weiterer Dichtkopf 38 mit einer sphärischen weiteren Dichtfläche39 . Dadurchwird das Verbindungsstück 3 mit der konischen Dichtfläche34 des Dichtkopfs33 im zweiten Hochdruckspeicher 2 zentriert; gleichzeitig können Winkelfehler zwischen den beidenHochdruckspeichern 1 ,2 durch die sphärische weitere Dichtfläche39 des weiteren Dichtkopfs38 ausgeglichen werden. - –
Verbindungsstück 3 mit zwei Kugelkopf-Verbindungen: beide Dichtköpfe33 ,38 mit jeweils einer konischen Dichtfläche34 ,39 . Dadurch können sowohl Winkelfehler als auch Parallelverschiebungen und Positionsfehler der beiden Hochdruckspeicher1 ,2 ausgeglichen werden.
- -
Connector 3 with a ball-head connection: for example, a sealinghead 33 with aconical sealing surface 34 and another sealinghead 38 with a spherical additional sealingsurface 39 , This will be theconnector 3 with theconical sealing surface 34 of the sealinghead 33 in the second high-pressure accumulator 2 centered; At the same time, angular errors can occur between the two high-pressure accumulators 1 .2 through the spherical additional sealingsurface 39 the further sealinghead 38 be compensated. - -
Connector 3 with two ball-head connections: both sealingheads 33 .38 each with aconical sealing surface 34 .39 , This allows both angular errors as well as parallel shifts and position errors of the two high-pressure accumulator 1 .2 be compensated.
Zusätzlich bzw. alternativ zu diesen Maßnahmen ist ein „weiches“ Verbindungsstück
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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