DE102019124341B4 - fuel rail assembly - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffleistenbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine (34), die eine Hochdruckpumpe (12), eine der Hochdruckpumpe (12) zugeordnete Kraftstoffleiste (26) und einen Dämpfungskörper (36) umfasst,wobei die Kraftstoffleiste (26) einen Einlass (28), zumindest einen Auslass (30) und eine Verbindungsleitung (42) aufweist, die vom Einlass (28) ausgeht und sich in Richtung des zumindest einen Auslasses (30) erstreckt,wobei der Dämpfungskörper (36) ein Dämpfungsvolumen (40) aufweist, das über eine Dämpfungsleitung (46) mit der Kraftstoffleiste (26) strömungstechnisch verbunden ist,wobei das Dämpfungsvolumen (40) über eine Öffnung (48) an einen ersten Endbereich (50) der Dämpfungsleitung (46) strömungstechnisch angeschlossen ist,wobei die Dämpfungsleitung (46) über einen zweiten Endbereich (52) mit der Verbindungsleitung (42) strömungstechnisch verbunden ist,wobei die Hochdruckpumpe (12) einen Kraftstoffeingang (14) und einen Wassereingang (18) sowie einen Ausgang (22) umfasst, der mit der Kraftstoffleiste (26) in Strömungsverbindung steht, um ein für einen Betriebszyklus der Verbrennungskraftmaschine (34) notwendiges Fördervolumen an Kraftstoff und/oder einer Wasser-Kraftstoff-Emulsion an die Kraftstoffleiste (26) zu leiten, undwobei die Dämpfungsleitung (46) ein Volumen hat, das zumindest so groß ist wie das Fördervolumen, wobei das Volumen der Dämpfungsleitung (46) zumindest 100 mm3beträgt.Fuel rail assembly for an internal combustion engine (34) comprising a high-pressure pump (12), a fuel rail (26) associated with the high-pressure pump (12) and a damping body (36), the fuel rail (26) having an inlet (28), at least one outlet ( 30) and a connecting line (42) which starts from the inlet (28) and extends in the direction of the at least one outlet (30), the damping body (36) having a damping volume (40) which is connected via a damping line (46) is fluidically connected to the fuel rail (26), the damping volume (40) being fluidically connected via an opening (48) to a first end area (50) of the damping line (46), the damping line (46) being connected via a second end area (52 ) is fluidically connected to the connecting line (42), the high-pressure pump (12) comprising a fuel inlet (14) and a water inlet (18) and an outlet (22) which is connected to the Fuel rail (26) is flow-connected in order to conduct a delivery volume of fuel and/or a water-fuel emulsion necessary for an operating cycle of the internal combustion engine (34) to the fuel rail (26), and the damping line (46) has a volume, which is at least as large as the delivery volume, the volume of the damping line (46) being at least 100 mm3.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffleistenbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a fuel rail assembly for an internal combustion engine.
Für einen optimalen Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise einem Motor eines Kraftfahrzeugs, müssen die Temperaturen der Komponenten der Verbrennungskraftmaschine unterhalb vorbestimmter Grenzwerte bleiben. Ein Überschreiten dieser Grenzwerte kann zu Beschädigungen von Komponenten der Verbrennungskraftmaschine sowie zu einer ungenügenden Abgasreinigung während des Betriebs führen.For optimal operation of an internal combustion engine, for example an engine of a motor vehicle, the temperatures of the components of the internal combustion engine must remain below predetermined limit values. Exceeding these limit values can lead to damage to components of the internal combustion engine and to inadequate exhaust gas cleaning during operation.
Eine Möglichkeit der Temperaturkontrolle einer Verbrennungskraftmaschine ist die Kühlung des Brennraumgases mittels einer Wassereinspritzung. Eine derartige Wassereinspritzung kann über eine sogenannte Direktwassereinspritzung, was auch als Direct Water Injection (DWI) bezeichnet wird, erfolgen, bei der bei Bedarf über ein Direkteinspritzungsventil eine Wasser-Kraftstoff-Emulsion in eine Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird.One way of controlling the temperature of an internal combustion engine is to cool the gas in the combustion chamber by means of water injection. Such water injection can take place via what is known as direct water injection (DWI), in which a water-fuel emulsion is injected into a combustion chamber of the internal combustion engine via a direct injection valve if required.
Üblicherweise nutzen Verbrennungskraftmaschinen mehrere Einspritzventile, die beispielsweise an einer gemeinsamen Kraftstoffleiste angebracht sind. In diesem Fall spricht man bei einer Kraftstoffleiste auch von einer sogenannten „Common-Rail“. Derartige Kraftstoffleisten werden über eine Hochdruckpumpe mit Kraftstoff und/oder einer Wasser-Kraftstoff-Emulsion versorgt. Zur Druckdämpfung weist die Kraftstoffleiste meist ein relativ großes Volumen auf, wodurch jedoch gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs bzw. der Wasser-Kraftstoff-Emulsion innerhalb der Kraftstoffleiste sinkt.Internal combustion engines typically use multiple injectors, which are attached to a common fuel rail, for example. In this case, a fuel rail is also referred to as a so-called "common rail". Such fuel rails are supplied with fuel and/or a water-fuel emulsion via a high-pressure pump. For pressure damping, the fuel rail usually has a relatively large volume, which, however, at the same time reduces the flow rate of the fuel or the water-fuel emulsion within the fuel rail.
Nachteilig an derartigen Kraftstoffleisten ist jedoch, dass es zur teilweisen oder vollständigen Entmischung der Wasser-Kraftstoff-Emulsion innerhalb des Dämpfungsvolumens kommen kann, insbesondere bei zeitlichen Verzögerungen zwischen der Versorgung der Kraftstoffleiste mit der Wasser-Kraftstoff-Emulsion und dem Einspritzen in die Verbrennungskraftmaschine. In diesem Fall kommt es zu Ungleichverteilungen der eingesetzten Kraftstoffzusammensetzung innerhalb der Kraftstoffleiste, wodurch ein kontrollierter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zumindest erschwert oder gar unmöglich wird.A disadvantage of such fuel rails, however, is that the water-fuel emulsion can partially or completely separate within the damping volume, particularly if there are time delays between supplying the fuel rail with the water-fuel emulsion and injecting it into the internal combustion engine. In this case, the fuel composition used is unevenly distributed within the fuel rail, which makes controlled operation of the internal combustion engine at least more difficult or even impossible.
Sollte sich in einem Bereich der Kraftstoffleiste nahezu reines Wasser absetzen, besteht zudem die Gefahr, dass die Kraftstoffleiste bei niedrigen Temperaturen einfrieren kann. Des Weiteren weist Wasser eine wesentlich geringere Kompressibilität als Kraftstoff oder eine Wasser-Kraftstoff-Emulsion auf, sodass keine ausreichende Dämpfungswirkung mehr zur Verfügung steht.If almost pure water settles in an area of the fuel rail, there is also a risk that the fuel rail can freeze at low temperatures. Furthermore, water has a significantly lower compressibility than fuel or a water-fuel emulsion, so that an adequate damping effect is no longer available.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, die einen optimalen Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Wassereinspritzung erlaubt.The object of the invention is to provide a possibility that allows optimal operation of an internal combustion engine with water injection.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kraftstoffleistenbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine, die eine Hochdruckpumpe, eine der Hochdruckpumpe zugeordnete Kraftstoffleiste und einen Dämpfungskörper umfasst. Die Kraftstoffleiste weist einen Einlass, zumindest einen Auslass und eine Verbindungsleitung auf, die vom Einlass ausgeht und sich in Richtung des zumindest einen Auslasses erstreckt. Der Dämpfungskörper weist ein Dämpfungsvolumen auf, das über eine Dämpfungsleitung strömungstechnisch mit der Kraftstoffleiste verbunden ist. Das Dämpfungsvolumen ist über eine Öffnung an einen ersten Endbereich der Dämpfungsleitung strömungstechnisch angeschlossen und über einen zweiten Endbereich mit der Verbindungsleitung strömungstechnisch verbunden. Die Hochdruckpumpe umfasst zudem einen Kraftstoffeingang und einen Wassereingang sowie einen Ausgang, der mit der Kraftstoffleiste in Strömungsverbindung steht, um ein für einen Betriebszyklus der Verbrennungskraftmaschine notwendiges Fördervolumen an Kraftstoff und/oder einer Wasser-Kraftstoff-Emulsion an die Kraftstoffleiste zu leiten. Ferner hat die Dämpfungsleitung ein Volumen, das zumindest so groß ist wie das Fördervolumen, wobei das Volumen der Dämpfungsleitung zumindest 100 mm3 beträgt.The object is achieved according to the invention by a fuel rail assembly for an internal combustion engine, which includes a high-pressure pump, a fuel rail assigned to the high-pressure pump, and a damping body. The fuel rail has an inlet, at least one outlet and a connecting line which starts from the inlet and extends in the direction of the at least one outlet. The damping body has a damping volume which is fluidically connected to the fuel rail via a damping line. The damping volume is fluidically connected to a first end area of the damping line via an opening and fluidically connected to the connecting line via a second end area. The high-pressure pump also includes a fuel inlet and a water inlet as well as an outlet that is in fluid communication with the fuel rail in order to direct a delivery volume of fuel and/or a water-fuel emulsion that is necessary for an operating cycle of the internal combustion engine to the fuel rail. Furthermore, the volume of the damping line is at least as large as the delivery volume, the volume of the damping line being at least 100 mm 3 .
Der Dämpfungskörper weist einen Hohlraum auf, der das Dämpfungsvolumen bereitstellt. Somit kann die Verbindungsleitung selbst ein geringeres Volumen aufweisen, sodass die Strömungsgeschwindigkeit für den Kraftstoff bzw. die Wasser-Kraftstoff-Emulsion innerhalb der Kraftstoffleiste erhöht ist und trotzdem mittels des Dämpfungskörpers eine ausreichende Dämpfungswirkung erzielt wird.The damping body has a cavity that provides the damping volume. Thus, the connecting line itself can have a smaller volume, so that the flow rate for the fuel or the water-fuel emulsion is increased within the fuel rail and a sufficient damping effect is nevertheless achieved by means of the damping body.
Der zumindest eine Auslass der Kraftstoffleiste stellt eine Verbindung zu zumindest einer Injektionsdüse her, die den Kraftstoff bzw. die Wasser-Kraftstoff-Emulsion in die Verbrennungskraftmaschine einspritzt.The at least one outlet of the fuel rail establishes a connection to at least one injection nozzle, which injects the fuel or the water-fuel emulsion into the internal combustion engine.
Sind mehrere Auslässe vorhanden, handelt es sich bei der Kraftstoffleiste um eine sogenannte „Common-Rail“, da ein gemeinsamer Verteilerabschnitt vorgesehen ist, dem die mehreren Auslässe zugeordnet sind.If there are several outlets, the fuel rail is a so-called "common rail" since a common distributor section is provided, to which the several outlets are assigned.
Es wird also ein eigenes Dämpfungsvolumen mit angeschlossener Dämpfungsleitung vorgesehen, über das sichergestellt werden kann, dass im Betrieb der Kraftstoffleistenbaugruppe keine Wasser-Kraftstoff-Emulsion in das Innere des Dämpfungskörpers gelangen kann, da die Dämpfungsleitung so viel Volumen an Kraftstoff und/oder Wasser-Kraftstoff-Emulsion aufnehmen kann wie innerhalb eines Betriebszyklus der Verbrennungskraftmaschine verbraucht wird.A separate damping volume with a connected damping line is therefore provided, via which it can be ensured that no water-fuel emulsion can get into the interior of the damping body during operation of the fuel rail assembly, since the damping line contains so much volume of fuel and/or water-fuel -Emulsion can record as is consumed within an operating cycle of the internal combustion engine.
Mit anderen Worten liegt innerhalb des Dämpfungsvolumens zu jedem Zeitpunkt ein Kraftstoff vor, der aufgrund seiner Kompressibilität eine ausreichende Dämpfungswirkung bereitstellt. Gleichzeitig liegt keine Wasser-Kraftstoff-Emulsion innerhalb des Dämpfungsvolumen vor. Somit wird ein Absetzen von Wasser innerhalb des Dämpfungsvolumens effektiv verhindert, wodurch keine Beschädigungen der Kraftstoffleiste beispielsweise durch Einfrieren von Wasser auftreten können.In other words, there is fuel within the damping volume at all times which, due to its compressibility, provides a sufficient damping effect. At the same time, there is no water-fuel emulsion within the damping volume. This effectively prevents water from settling within the damping volume, which means that the fuel rail cannot be damaged, for example by water freezing.
Die Endbereiche liegen an entgegengesetzten Enden der Dämpfungsleitung. Somit wird verhindert, dass die Wasser-Kraftstoff-Emulsion in das Dämpfungsvolumen strömen kann, obwohl das Gesamtvolumen der Dämpfungsleitung groß genug wäre, um das Fördervolumen aufzunehmen.The end portions are at opposite ends of the attenuation line. This prevents the water-fuel emulsion from being able to flow into the damping volume, although the total volume of the damping line would be large enough to accommodate the delivery volume.
Die Endbereiche müssen jedoch nicht zwangsläufig genau am Ende der Dämpfungsleitung liegen, solange gewährleistet bleibt, dass keine Wasser-Kraftstoff-Emulsion in das Innere des Dämpfungsvolumens fließen kann. Somit sind auch verzweigte Ausgestaltungen der Dämpfungsleitung vorstellbar.However, the end areas do not necessarily have to be located exactly at the end of the damping line, as long as it is ensured that no water-fuel emulsion can flow into the interior of the damping volume. Thus, branched configurations of the damping line are also conceivable.
Die Öffnung des Dämpfungskörpers ist insbesondere eine Verbindungsbohrung, also eine nachträglich eingebrachte Öffnung. Eine derartige Bohrung ist einfach und kostengünstig in der Herstellung des Dämpfungskörpers anzubringen. Alternativ kann die Öffnung schon bei der Herstellung des Dämpfungskörpers ausgebildet werden, beispielsweise über eine entsprechende Form, über die der Dämpfungskörper hergestellt wird.The opening of the damping body is, in particular, a connecting bore, that is to say an opening which is introduced later. Such a bore is easy and inexpensive to attach in the manufacture of the damping body. Alternatively, the opening can already be formed during the production of the damping body, for example using a corresponding mold, with which the damping body is produced.
In einer Variante weist die Kraftstoffleiste ein längliches Gehäuse und einen Hohlraum innerhalb des Gehäuses auf und/oder der Dämpfungskörper ist ein länglicher, hohler Einleger, der innerhalb der Kraftstoffleiste angeordnet ist.In one variant, the fuel rail has an elongate housing and a cavity within the housing and/or the damping body is an elongate, hollow insert that is arranged within the fuel rail.
Der Begriff länglich bedeutet hier, dass das entsprechende Bauteil in einer Längsrichtung größer ist als in einer zur Längsrichtung senkrechten Querrichtung.The term elongate here means that the corresponding component is larger in a longitudinal direction than in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction.
Derartige Bauformen weisen einen optimierten Platzbedarf auf und können in bestehende Ausgestaltungen von Verbrennungskraftmaschinen auf einfache Weise integriert werden.Such designs have an optimized space requirement and can in existing off designs of internal combustion engines can be easily integrated.
Das Anordnen des Dämpfungskörpers innerhalb der Kraftstoffleiste reduziert zusätzlich den benötigten Bauraum der gesamten Kraftstoffleistenbaugruppe. Innerhalb der Kraftstoffleiste bedeutet in diesem Zusammenhang innerhalb eines Hohlraums der Kraftstoffleiste.Arranging the damping body within the fuel rail additionally reduces the space required for the entire fuel rail assembly. Within the fuel rail in this context means within a cavity of the fuel rail.
Gleichzeitig muss in einer solchen Ausgestaltung weder das Volumen innerhalb des Hohlraums der Kraftstoffleiste noch das Dämpfungsvolumen mit Kraftstoff und/oder der Wasser-Kraftstoff-Emulsion ausgefüllt werden. Daraus resultiert eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs bzw. der Wasser-Kraftstoff-Emulsion.At the same time, in such a configuration, neither the volume within the cavity of the fuel rail nor the damping volume has to be filled with fuel and/or the water-fuel emulsion. This results in an increased flow speed of the fuel or the water-fuel emulsion.
Es muss jedoch sichergestellt werden, dass das Dämpfungsvolumen gegenüber der Kraftstoffleiste abgedichtet ist, um ein unkontrolliertes Austreten von Kraftstoff aus dem Dämpfungsvolumen in die Kraftstoffleiste zu verhindern.However, it must be ensured that the damping volume is sealed off from the fuel rail in order to prevent fuel from escaping uncontrolled from the damping volume into the fuel rail.
Somit werden schnellere Antwortzeiten zwischen dem Bereitstellen der Wasser-Kraftstoff-Emulsion und dem Einspritzen in die zugeordnete Verbrennungskraftmaschine realisiert, wodurch wiederum die Wahrscheinlichkeit einer teilweisen oder vollständigen Entmischung der Wasser-Kraftstoff-Emulsion verringert wird.Thus, faster response times between the provision of the water-fuel emulsion and the injection into the associated internal combustion engine are realized, which in turn reduces the probability of a partial or complete demixing of the water-fuel emulsion.
Insbesondere haben sowohl der Hohlraum der Kraftstoffleiste als auch der Einleger eine zylindrische Form, insbesondere eine kreiszylindrische Form.In particular, both the cavity of the fuel rail and the insert have a cylindrical shape, in particular a circular-cylindrical shape.
Um ein gleichmäßiges Strömungsprofil innerhalb der Kraftstoffleistenbaugruppe sicherzustellen, kann die Dämpfungsleitung parallel zur Längsrichtung der Kraftstoffleiste und/oder der Verbindungsleitung verlaufen. Auch kann die Dämpfungsleitung parallel zum Verteilerabschnitt sein.In order to ensure a uniform flow profile within the fuel rail assembly, the damping line can run parallel to the longitudinal direction of the fuel rail and/or the connecting line. Also, the attenuation line can be parallel to the manifold section.
In einer weiteren Variante liegt das Verhältnis der Länge der Dämpfungsleitung in Längsrichtung zur Breite der Dämpfungsleitung in einer zur Längsrichtung senkrechten Querrichtung im Bereich 4 bis 14, insbesondere im Bereich 4,5 bis 12,5. Weist die Dämpfungsleitung einem kreisförmigen Querschnitt auf, wird unter der Breite der Dämpfungsleitung deren Durchmesser verstanden.In a further variant, the ratio of the length of the damping line in the longitudinal direction to the width of the damping line in a transverse direction perpendicular to the longitudinal direction is in the range from 4 to 14, in particular in the range from 4.5 to 12.5. If the damping line has a circular cross section, the width of the damping line is understood to mean its diameter.
Mit anderen Worten hat die Dämpfungsleitung eine wesentlich größere Länge als Breite. Dadurch wird ein Strömungsprofil innerhalb der Dämpfungsleitung erzielt, das eine Entmischung einer Wasser-Kraftstoff-Emulsion zusätzlich erschwert und somit einen gleichmäßigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sicherstellt.In other words, the attenuation line has a significantly greater length than width. This achieves a flow profile within the damping line that makes it even more difficult for a water-fuel emulsion to separate and thus ensures smooth operation of the internal combustion engine.
Das Fördervolumen kann 100 bis 350 mm3 betragen, insbesondere 120 bis 310 mm3. Das genaue Fördervolumen richtet sich nach der Anzahl der Auslässe, der Injektionsdüsen und/oder der Zylinder sowie dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine.The delivery volume can be 100 to 350 mm 3 , in particular 120 to 310 mm 3 . The exact delivery volume depends on the number of outlets, injection nozzles and/or cylinders and the operating mode of the internal combustion engine.
In einer weiteren Variante weist die Kraftstoffleiste mehrere Dämpfungsleitungen auf, die jeweils an ihrem ersten Endbereich über eine Öffnung mit dem Dämpfungsvolumen und mit ihrem zweiten Endbereich mit der Kraftstoffleiste, insbesondere einer Komponente der Kraftstoffleiste wie der Verbindungsleitung, strömungstechnisch verbunden sind.In a further variant, the fuel rail has a plurality of damping lines which are fluidically connected at their first end area to the damping volume via an opening and at their second end area to the fuel rail, in particular a component of the fuel rail such as the connecting line.
Durch eine solche Ausgestaltung lässt sich das Strömungsprofil innerhalb der Kraftstoffleistenbaugruppe sowie die Dämpfungswirkung weiter optimieren, insbesondere bei einer symmetrischen Anordnung der mehreren Dämpfungsleitungen.With such a configuration, the flow profile within the fuel rail assembly and the damping effect can be further optimized, in particular with a symmetrical arrangement of the multiple damping lines.
Vorteilhafterweise ist in einer derartigen Ausgestaltung das Volumen jeder der mehreren Dämpfungsleitungen zumindest so groß wie das Fördervolumen. Somit wird sichergestellt, dass jede der Dämpfungsleitungen ausreichend groß ist, um ein Einströmen der Wasser-Kraftstoff-Emulsion in das Dämpfungsvolumen zu verhindern.In such an embodiment, the volume of each of the several damping lines is advantageously at least as large as the delivery volume. This ensures that each of the damping lines is large enough to prevent the water-fuel emulsion from flowing into the damping volume.
Zudem können die Länge und die Breite der mehreren Dämpfungsleitungen gleich groß sein und/oder die Öffnungen können gleich groß sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Strömungsprofil der mehreren Dämpfungsleitungen genau gleich ist, sodass keine ungewollten Strömungen innerhalb der Kraftstoffleistenbaugruppe auftreten, beispielsweise zwischen dem Dämpfungsvolumen und der Verbindungsleitung.In addition, the length and the width of the plurality of attenuation lines can be the same size and/or the openings can be the same size. In this way it is achieved that the flow profile of the several damping lines is exactly the same, so that no undesired flows occur within the fuel rail assembly, for example between the damping volume and the connecting line.
Ferner kann der Dämpfungskörper an seiner Außenseite eine Nut aufweisen, in der die Verbindungsleitung und/oder die Dämpfungsleitung verläuft. Auf diese Weise lässt sich der Bedarf an Bauraum der Kraftstoffleistenbaugruppe weiter reduzieren. Zudem kann das Volumen der Verbindungsleitung, insbesondere des Verteilerabschnitts, klein ausgelegt werden, wodurch eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit und damit eine kürzere Antwortzeit der Verbrennungskraftmaschine erreicht werden kann.Furthermore, the damping body can have a groove on its outside, in which the connecting line and/or the damping line runs. In this way, the space required for the fuel rail assembly can be further reduced. In addition, the volume of the connecting line, in particular of the distributor section, can be designed to be small, as a result of which an increased flow rate and thus a shorter response time of the internal combustion engine can be achieved.
Die Verbindungsleitung und/oder die Dämpfungsleitung können in Einbaulage der Kraftstoffleistenbaugruppe geodätisch unterhalb des Dämpfungsvolumens angeordnet sein. Da Wasser eine höhere Dichte als Kraftstoff aufweist, setzt sich bei einer teilweisen oder vollständigen Entmischung der Wasser-Kraftstoff-Emulsion Wasser als untere Phase ab. Durch Anordnung des Dämpfungsvolumens oberhalb der Verbindungsleitung und/oder der Dämpfungsleitung, würde sich selbst im ungewünschten Fall, in dem sich Wasser im Dämpfungsvolumen befindet, das Wasser nach unten in die Verbindungsleitung und/oder die Dämpfungsleitung absetzen und von dort wieder entfernt werden können.In the installation position of the fuel rail assembly, the connecting line and/or the damping line can be arranged geodetically below the damping volume. Since water has a higher density than fuel, water is deposited as the lower phase if the water-fuel emulsion partially or completely separates. By arranging the damping volume above the connecting line and/or the steam ungsleitung, would even in the undesired case in which there is water in the damping volume, the water settle down into the connecting line and / or the damping line and can be removed from there.
Grundsätzlich sind erfindungsgemäß nur sehr kleine Mengen Wasser im Dämpfungsvolumen zu erwarten, die beispielsweise durch Diffusion in das Dämpfungsvolumen gelangt sind. Diese geringen Mengen können in einer derartigen Ausgestaltung allein über die Schwerkraft zuverlässig aus dem Dämpfungsvolumen entfernt werden.In principle, according to the invention, only very small amounts of water are to be expected in the damping volume, which have got into the damping volume, for example, by diffusion. In such a configuration, these small amounts can be reliably removed from the damping volume solely by gravity.
Generell ist daher die Öffnung des Dämpfungsvolumens in Einbaulage insbesondere an dessen Unterseite vorgesehen.In general, therefore, the opening of the damping volume is provided in the installed position, in particular on its underside.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
- -
1 eine schematische Darstellung einer einfindungsgemäßen Kraftstoffleistenbaugruppe, - -
2 eine weitere schematische Darstellung eines Details der Kraftstoffleistenbaugruppe aus1 , - -
3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Kraftstoffleistenbaugruppe aus1 , - -
4 eine Negativdarstellung der Kraftstoffleistenbaugruppe aus3 , - -
5 eine Detailansicht der Negativdarstellung aus4 , und - -
6 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffleistenbaugruppe.
- -
1 a schematic representation of a fuel rail assembly according to the invention, - -
2 Figure 12 shows another schematic representation of a detail of the fuel rail assembly1 , - -
3 Figure 14 is a perspective view of one embodiment of the fuel rail assembly1 , - -
4 a reverse view of the fuel rail assembly3 , - -
5 a detailed view of the negative representation4 , and - -
6 a schematic representation of an alternative embodiment of the fuel rail assembly according to the invention.
In
Die Kraftstoffleistenbaugruppe 10 umfasst eine Hochdruckpumpe 12. An einen Kraftstoffeingang 14 der Hochdruckpumpe 12 ist ein Kraftstofftank 16 und an einen Wassereingang 18 der Hochdruckpumpe 12 ist ein Wassertank 20 angeschlossen.The
Die Hochdruckpumpe 12 steht über einen Ausgang 22 mittels einer Zufuhrleitung 24 mit einer Kraftstoffleiste 26 in Strömungsverbindung, wobei die Zufuhrleitung 24 an einen Einlass 28 der Kraftstoffleiste 26 angeschlossen ist.The high-
Die Kraftstoffleiste 26 ist zudem über mehrere Auslässe 30 jeweils an eine von mehreren Injektionsdüsen 32 angeschlossen, die mit einer Verbrennungskraftmaschine 34 in Strömungsverbindung stehen. Bei der Kraftstoffleiste 26 handelt es sich entsprechend um eine Common-Rail.The
In der in
Die Verbrennungskraftmaschine 34 ist insbesondere ein Motor eines Kraftfahrzeugs.The
Innerhalb der Kraftstoffleiste 26 ist ein Dämpfungskörper 36 angeordnet, der einen inneren Hohlraum 38 aufweist, der als Dämpfungsvolumen 40 dient, wie nachfolgend noch erläutert wird.A damping
Sowohl die Kraftstoffleiste 26 als auch der Dämpfungskörper 36 hat eine längliche Bauform. Demnach weist die Kraftstoffleiste 26 eine Länge in eine Längsrichtung L auf, die größer ist als eine Breite in einer zur Längsrichtung L senkrechten Querrichtung Q.Both the
Der Dämpfungskörper 36 ist parallel zur Längsrichtung L der Kraftstoffleiste 26 ausgerichtet.The damping
In
Wie in
Zudem ist der Dämpfungskörper 36 über eine Dämpfungsleitung 46 an die Kraftstoffleiste 26, insbesondere die Verbindungsleitung 42, strömungstechnisch angeschlossen, wobei die Dämpfungsleitung 46 über eine Öffnung 48 in einem ersten Endbereich 50 der Dämpfungsleitung 46 mit dem Dämpfungskörper 36 strömungstechnisch verbunden ist.In addition, damping
Die Verbindung wird beispielsweise über eine Verbindungsbohrung hergestellt, die demnach die Öffnung 48 ausbildet.The connection is made, for example, via a connecting bore, which accordingly forms the
Zudem ist, wie in
Ein zweiter Endbereich 52 der Dämpfungsleitung 46 ist mit der Verbindungsleitung 42 strömungstechnisch verbunden.A
In
In der dargestellten Ausführungsform ist der Dämpfungskörper 36 ein Einleger innerhalb eines Hohlraums 54 der Kraftstoffleiste 26, der aufgrund der teiltransparenten Darstellung zu sehen ist.In the illustrated embodiment, the damping
Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass kein eigener Bauraum für den Dämpfungskörper 36 benötigt wird, und die Länge sowie das Gesamtvolumen der Verbindungsleitung 42 klein gewählt werden kann.Such an embodiment has the advantage that no separate installation space is required for the damping
Grundsätzlich könnte sich der Dämpfungskörper 36 jedoch auch außerhalb der Kraftstoffleiste 26 befinden.In principle, however, the damping
Zudem ist in
Am in
Ferner ist in
Eine vollständige Darstellung des von Kraftstoff und/oder einer Wasser-Kraftstoff-Emulsion durchflossen Volumens der Kraftstoffleiste 26 ist in
Wie aus
In
In
Aus den
Das Verhältnis der Länge zur Breite der Dämpfungsleitung 46 liegt insbesondere im Bereich 4 bis 14, speziell im Bereich 4,5 bis 12,5.The ratio of the length to the width of the damping
Zudem wird aus den
In der gezeigten Ausführungsform befindet sich die Dämpfungsleitung 46 unterhalb des Dämpfungsvolumens 40, wobei die Darstellung in den
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Kraftstoffleistenbaugruppe 10 beschrieben.The operation of the
Soll in die in
Das Volumen, das die Hochdruckpumpe 12 während eines Betriebszyklus der Verbrennungskraftmaschine 34 bereitstellt, wird als Fördervolumen bezeichnet.The volume that the high-
Das Fördervolumen beträgt beispielsweise 100 bis 350 mm3, insbesondere 120 bis 310 mm3. Die genaue Größe des Fördervolumens hängt von der Ausführung und von der Betriebsweise der Verbrennungskraftmaschine 34 ab.The delivery volume is, for example, 100 to 350 mm 3 , in particular 120 to 310 mm 3 . The exact size of the delivery volume depends on the design and the mode of operation of the
Die Hochdruckpumpe 12 ist in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft als eine Hubkolbenpumpe ausgebildet. Aus diesem Grund stellt die Hochdruckpumpe 12 keinen kontinuierlich gleichbleibenden Druck zur Verfügung, sondern sorgt für einen Massenfluss von Kraftstoff und/oder der Wasser-Kraftstoff-Emulsion in die Kraftstoffleiste 26 in Form von Impulsen. Die Amplitude und die Frequenz dieser Impulse ist durch die Bauform der Hochdruckpumpe 12 vorgegeben.In the embodiment shown, the high-
Dadurch resultieren Druckschwankungen innerhalb der Verbindungsleitung 42, dem Verteilerabschnitt 44 und den Auslässen 30.This results in pressure fluctuations within the connecting
Das Dämpfungsvolumen 40 dient dazu, diese Druckschwankungen möglichst gering zu halten, da bei Überdruck Kraftstoff in das Dämpfungsvolumen 40 eingebracht und der bereits innerhalb des Dämpfungsvolumens 40 vorhandene Kraftstoff komprimiert werden kann. Alternativ oder ergänzend kann in Förderpausen der Hochdruckpumpe 12 Kraftstoff aus dem Dämpfungsvolumen 40 bereitgestellt werden.The purpose of the damping
Bei Einbringen einer Wasser-Kraftstoff-Emulsion in die Kraftstoffleiste 26 besteht jedoch die Gefahr, dass Wasser in das Dämpfungsvolumen 40 eingebracht wird. Insbesondere bei Verzögerungen, beispielsweise einem Motorstopp durch eine Start-Stopp-Automatik eines Kraftfahrzeugs, kann es passieren, dass sich Wasser und Kraftstoff aus der Wasser-Kraftstoff-Emulsion wieder trennen und anschließend nahezu reines Wasser im Dämpfungsvolumen 40 verbleibt.However, when a water-fuel emulsion is introduced into the
Dies wird in der erfindungsgemäßen Kraftstoffleistenbaugruppe 10 dadurch verhindert, dass das Volumen der Dämpfungsleitung 46 zumindest so groß ist wie das Fördervolumen, also zumindest so groß ist wie das für einen Betriebszyklus der Verbrennungskraftmaschine 34 notwendige Volumen an Kraftstoff und/oder an Wasser-Kraftstoff-Emulsion.This is prevented in the
Entsprechend kann während des Betriebs der Kraftstoffleistenbaugruppe 10 zwar die Wasser-Kraftstoff-Emulsion aus der Verbindungsleitung 42 in die Dämpfungsleitung 46 gelangen. Jedoch wird diese wieder aus der Dämpfungsleitung 46 herausgezogen, bevor sie über die Öffnung 48 in das Dämpfungsvolumen 40 übergeht.Accordingly, the water-fuel emulsion can get from the connecting
In
In dieser Ausführungsform weist die Kraftstoffleiste 26 mehrere Dämpfungsleitungen 46 auf, die jeweils an ihrem ersten Endbereich 50 über eine Öffnung 48 mit einem gemeinsamen Dämpfungsvolumen 40 verbunden sind und jeweils an ihrem zweiten Endbereich 52 mit der Kraftstoffleiste 26, insbesondere der Verbindungsleitung 42, strömungstechnisch verbunden sind.In this embodiment, the
Die beiden Dämpfungsleitungen 46 weisen die gleiche Länge und die gleiche Breite auf. Zudem sind die Öffnungen 48 gleich groß ausgeführt. Somit entstehen keine ungewollten Strömungen innerhalb der Kraftstoffleistenbaugruppe 10, da beide Dämpfungsleitungen 46 auf gleiche Weise durchströmt werden können.The two
Auch in dieser Ausführungsform ist das Volumen jeder der Dämpfungsleitungen 46 zumindest so groß wie das Fördervolumen für einen Betriebszyklus der Verbrennungskraftmaschine 34.In this embodiment too, the volume of each of the damping
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