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Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Kraftstoffeinspritzsysteme für Verbrennungskraftmaschinen mit einer Sammeldruckleitung zur Kraftstoffeinspritzung sind bekannt. Der Verbrennungskraftmaschine ist pro Zylinder jeweils ein Injektor zugeordnet, welcher durchströmbar mit der Sammeldruckleitung, im Allgemeinen als Kraftstoff-Rail oder Kraftstoffdruckleitung bezeichnet, verbunden ist, wobei der Sammeldruckleitung mindestens zwei Injektoren zugeordnet sind. In der Sammeldruckleitung ist ein dem Zylinder zur Verbrennung zuzuführendes Fluid unter Druck liegend ausgebildet und wird gemäß einem entsprechenden Einspritzzeitpunkt des Injektors über diesen dem Zylinder zugeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Einspritzzeitpunkte der an der Sammeldruckleitung aufgenommenen Injektoren sowie aufgrund von Pumpzyklen einer das Fluid fördernden Pumpe ergeben sich Druckschwingungen- und spitzen in der Sammeldruckleitung, die zu einer mechanischen Überströmung des Systems und Geräuschemissionen führen.
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Zur Erzielung gesetzlich vorgegebener aktueller und zukünftiger Emissionswerte sind Maßnahmen im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine erforderlich, die mit Hilfe der Kraftstoffeinspritzung realisiert werden können, wie bspw. eine Erweiterung eines stöchiometrischen Betriebes der Verbrennungskraftmaschine über dem gesamten Betriebskennfeld der Verbrennungskraftmaschine. Das heißt, dass ein unterstöchiometrischer Betrieb, auch als „fetter“ Betrieb bezeichnet, zur Anfettung als Bauteilschutz der Verbrennungskraftmaschine nicht mehr realisiert werden sollte. Hierzu werden bereits im Bereich hoher Lasten und/oder Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine anstatt der bisherigen Kraftstoffkühlung Wasser zur Kühlung und Reduzierung einer Klopfneigung in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingebracht.
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So kann bspw. eine Wassereinspritzung in den Brennraum erfolgen, wobei das Wasser und der Kraftstoff erst im Brennraum durchmischt werden. Es werden dabei der Kraftstoff und das Wasser mit unterschiedlichen Einspritzsystemen dem Brennraum zugeführt.
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Es besteht neben der separaten Wassereinspritzung in den Brennraum auch die Möglichkeit das Wasser dem Kraftstoff vor der das Fluid fördernden Pumpe, üblicherweise eine Hochdruckpumpe, beizufügen, wodurch das Kraftstoff-Wasser-Fluid in Form einer Emulsion im Kraftstoffeinspritzsystem vorliegt. Hierbei muss jedoch ein durchströmbares Volumen des die Emulsion einspritzenden Kraftstoffeinspritzsystems im Vergleich zu einem Kraftstoffeinspritzsystem zur reinen Kraftstoffeinspritzung klein gehalten werden, damit eine Entmischung der Emulsion aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit gering ist und eine gute Gleichverteilung der Emulsion auf die einzelnen Injektoren, und somit auf die einzelnen Zylinder gegeben ist. Des Weiteren kann aufgrund des kleineren durchströmbaren Volumens ein schnelles Ein- und Ausbringen der Emulsion erfolgen. Ebenso ist ein Totvolumen im Kraftstoffeinspritzsystem, in welchem sich Wasser anlagern könnte, vermieden. Damit jedoch aufgrund des fehlenden durchströmbaren Volumens, welches eine Pufferwirkung auf Drucksprünge durch Druckimpulse der Hochdruckpumpe und durch Öffnen und Schließen der Injektoren besitzt, diese Pufferwirkung herbeigeführt werden kann, ist ein Dämpfungssystem oder Dämpfungselement einzusetzen.
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Aus den Offenlegungsschriften
DE 10 2012 206 984 A1 ,
DE 10 2018 209 130 A1 ,
DE 10 2018 209 787 A1 und
DE 10 2018 212 577 A1 gehen Kraftstoffeinspritzsysteme hervor, wobei eine Sammeldruckleitung, welche der Zuführung eines Kraftstoff-Wasser-Gemisches zu Injektoren der einzelnen Zylinder dient, ein kleineres Volumen aufweist als ein zur Dämpfung vorgesehenes Volumen einer Dämpfungsleitung des Kraftstoffeinspritzsystems. Die Sammeldruckleitung und die Dämpfungsleitung sind miteinander fluidisch kommunizierbar ausgeführt.
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Sammeldruckleitungen für Kraftstoffeinspritzsysteme zur Kraftstoff-Einspritzung in die Verbrennungskraftmaschine, welche in einem so genannten additiven Verfahren hergestellt sind gehen aus den Offenlegungsschriften
DE 10 2017 205 691 A1 ,
DE 10 2018 108 364 A1 ,
EP 3 636 912 A1 und
EP 3 617 492 A1 hervor, wobei die in der
DE 10 2018 108 364 A1 offenbarte Sammeldruckleitung doppelwandig ausgebildet ist und somit ein inneres und ein äußeres Rohr aufweist, wobei im äußeren Rohr ein Dämpfungsmittel in Form eines Pulvers aufgenommen ist.
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Ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung kann der Offenlegungsschrift
DE 10 2018 207 760 A1 entnommen werden, wobei einer Sammelleitung ein Einlegekörper angeordnet ist, welcher zwei zumindest teilweise voneinander getrennte Volumina besitzt.
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Der Offenlegungsschrift
DE 10 2019 200 791 A1 kann ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung entnommen werden, welches ein Dämpfungssystem aufweist, das zur Druckdämpfung zwei Dämpfungselemente mit einem ersten Teilvolumen bzw. einem zweiten Teilvolumen aufweist, die zumindest teilweise voneinander getrennt sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine weist eine Führungsleitung mit einem Gehäuse umfassend eine Sammeldruckleitung mit einem ersten Volumen und ein Dämpfungssystem mit einem zweiten Volumen auf, wobei das zweite Volumen größer ist als das erste Volumen. Die Sammeldruckleitung und das Dämpfungssystem sind zumindest teilweise sich in Richtung einer Längsachse des Gehäuses erstreckend nebeneinander angeordnet. Die Sammeldruckleitung und das Dämpfungssystem sind fluidisch miteinander kommunizierbar ausgebildet. Die Führungsleitung weist durchströmbar mit der Sammeldruckleitung verbundene, einenends geschlossene Rohrabschnitte zur Aufnahme von Injektoren zur Einspritzung eines Kraftstoff-Wasser-Fluids in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine auf, wobei zur durchströmbaren Verbindung mit jedem Rohrabschnitt die Sammeldruckleitung eine dem jeweiligen Rohrabschnitt zugeordnete Durchströmöffnung aufweist. Zur Druckdämpfung weist das Dämpfungssystem ein erstes Dämpfungselement mit einem ersten Teilvolumen des zweiten Volumens und ein zweites Dämpfungselement mit einem zweiten Teilvolumen des zweiten Volumens auf, wobei die beiden Teilvolumina über ein Trennelement zumindest teilweise voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei das zweite Volumen das erste Volumen zumindest teilweise umfassend ausgebildet ist.
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Der Vorteil der Teilung des zweiten Volumens, somit des Dämpfungsvolumens ist darin zu sehen, dass eine Dämpfung von Druckspitzen auch bei geringen Drücken aufgrund der Unterteilung des Dämpfungsvolumens realisiert werden kann. Des Weiteren ist die Möglichkeit gegeben eines der beiden Dämpfungselemente mit einem Dämpfungsmittel zu befüllen, welches sich von Luft unterscheidet, wodurch eine verbesserte Dämpfung herbeigeführt werden kann. Aufgrund der zumindest teilweisen Umfassung des ersten Volumens durch das zweite Volumen ist ein kompaktes Kraftstoffeinspritzsystem realisierbar. Das bedeutet, dass die Sammeldruckleitung von dem Dämpfungssystem zumindest teilweise umfasst ausgeführt ist, wodurch sich bei einer kompakten Bauweise dennoch ein hinreichendes Dämpfungsvolumen erzielen lässt.
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In dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem ist das Trennelement in Form einer Membran ausgebildet, wodurch sich aufgrund einer der Membran inhärenten Elastizität eine schnellere Dämpfung ergibt als mit einer relativ zur Membran wenig elastischen Trennwand. Das Trennelement ist dünnwandig und flach ausgebildet. Sofern das zweite Dämpfungselement vom ersten Dämpfungselement umfasst in diesem aufgenommen ist, ist die Trennwand in Form einer Wandung des zweiten Dämpfungselementes realisiert.
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So kann insbesondere ein hinreichendes Dämpfungsvolumen realisiert werden, sofern das zweite Volumen das erste Volumen in Richtung der Längsachse vollständig und in radialer Richtung teilweise, insbesondere zumindest über die Hälfte eines Umfangs der Sammeldruckleitung umfassend ausgebildet ist.
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Zur verbesserten Dämpfungswirkung ist das zweite Dämpfungselement mit Hilfe eines Verbindungssystems durchströmbar mit der Sammeldruckleitung verbunden. Insbesondere sind zur fluidischen Kommunikation der Sammeldruckleitung mit dem Dämpfungssystem ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement zwischen der Sammeldruckleitung und dem Dämpfungssystem ausgebildet, wobei die beiden Verbindungselemente in Richtung der Längsachse betrachtet dezentral, insbesondere in einem ersten Endbereich der Sammeldruckleitung und in einem zweiten Endbereich der Sammeldruckleitung angeordnet sind.
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Zur weiteren verbesserten Dämpfung ist das erste Dämpfungselement zumindest teilweise mit einem Dämpfungselement gefüllt, welches bevorzugt ein Metallpulver ist. Dabei kann vorteilhaft das bei einem additiven Verfahren, mit welchem das Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem 3D-Druck, hergestellt ist, welches zur Ausbildung von Wandungen nicht benötigt wird, zur Befüllung des ersten Dämpfungselementes herangezogen werden.
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Mit Hilfe des 3D-Druck-Verfahrens kann die Führungsleitung vorteilhaft kostengünstig mit der im Gehäuse aufgenommenen Sammeldruckleitung und dem im Gehäuse aufgenommenen Dämpfungssystem einteilig hergestellt werden. Ebenso lassen sich Konturen der Führungsleitung mit Hilfe eines Lasers kostengünstig herstellen.
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Insbesondere zur verbesserten Entlüftung bei einer Erstbefüllung und/oder, sofern die Führungsleitung mit Hilfe des additiven Verfahrens hergestellt wurde zur Entfernung von bei Metallpulver, weist das zweite Dämpfungselement einen Entlüftungskanal mit einem Austritt an einer Mantelfläche des Gehäuses auf, worüber eine Kommunikation mit einer Umgebung auf einfache Weise herbeigeführt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine,
- 2 in einem Schnitt entlang einer Längsachse einer Führungsleitung das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem gem. 1,
- 3 in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie III-III das erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems gem. 1,
- 4 in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie IV-IV das erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems gem. 1, und
- 5 in einem Schnitt entlang einer Schnittlinie V-V das erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems gem. 1.
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Eine gemäß 1 ausgebildete Führungsleitung 1 für ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem 2, welches zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung, die bevorzugt in Form einer Emulsionseinspritzung ausgestaltet ist, ist für eine nicht näher dargestellte Verbrennungskraftmaschine vorgesehen. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine bestimmte Anzahl Zylinder auf, die über eine in einem Gehäuse 3 der Führungsleitung 1 ausgebildeten Sammeldruckleitung 4 mit Kraftstoff versorgt werden.
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Das Gehäuse 3 besitzt der Zylinderanzahl der zu versorgenden Zylinder gemäß durchströmbare Aufnahmeöffnungen 4, welche jeweils mit einem nicht näher dargestellten Injektor bestückt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 3 drei Aufnahmeöffnungen 5 auf, somit kann über die im Gehäuse 3 ausgebildete Sammeldruckleitung 4 drei Zylinder der Verbrennungskraftmaschine mit einer Emulsion in Form einer Kraftstoff-Wasser-Emulsion versorgt werden. Ebenso könnte sie auch zur Versorgung von zwei oder vier oder mehr Injektoren ausgebildet sein und dem gemäß zwei oder vier bzw. mehr Aufnahmeöffnungen 5 aufweisen.
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Die Führungsleitung 1 verbindet als zentrale Hydraulikkomponente eine nicht näher dargestellte Kraftstoffpumpe in Form einer Hochdruckpumpe und die Injektoren miteinander. In der um Gehäuse 3 ausgebildeten Sammeldruckleitung 4 liegt die Emulsion in verdichteter Form an, welche gemäß einem Einspritzzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine dem entsprechenden Injektor zur Verfügung gestellt wird. Über den Injektor gelangt die Emulsion in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine.
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Die Sammeldruckleitung 4 ist durchströmbar, somit hohl ausgebildet, wobei die Emulsion über eine Druckleitung 6 unter einem hohen Druck in die Sammeldruckleitung 4 gepumpt wird und diese durchströmen kann. Die Druckleitung 6 ist mit der nicht näher dargestellten Hochdruckpumpe durchströmbar verbunden.
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Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem 2 ist zur Einspritzung der Emulsion ausgebildet, wobei die Emulsion durch Förderung eines der Emulsion zugrunde liegenden Kraftstoff-Wasser-Fluids ausgebildet wird. Das heißt mit anderen Worten, dass stromauf der Hochdruckpumpe dem aus einem üblicherweise Kraftstoffbehälter geförderten Kraftstoff Wasser aus einem Wasserbehälter über eine optionale Mischereinheit zugeführt wird, wobei das Kraftstoff-Wasser-Fluid entsteht und dieses von der Hochdruckpumpe angesaugt wird. Durch die Förderung des Kraftstoff-Wasser-Fluids mit Hilfe der Hochdruckpumpe wird aus dem Kraftstoff-Wasser-Fluid die Emulsion erzeugt, welche eine zur Verbrennung hinreichende Verteilung und Größe von Wassertröpfchen und Kraftstofftröpfchen besitzt.
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Die Druckleitung 6, die eine Verbindungsleitung der Hochdruckpumpe mit der Sammeldruckleitung 4 ist, ist in axialer Richtung entlang einer Längsachse 7 des Gehäuses 3 mehr oder weniger mittig zur Sammeldruckleitung 4 angeordnet und mit dieser durchströmbar verbunden. Die Druckleitung 6 ist in Form eines Rohres, somit ebenfalls hohl ausgebildet.
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Die durchströmbaren Aufnahmeöffnungen 5 sind mit Hilfe von zylinderförmigen Rohrabschnitten 8 ausgestaltet, wobei die Rohrabschnitte 8 jeweils einer Aufnahme eines Injektors zur Einspritzung der Emulsion in den Brennraum dienen und an ihrem vom Injektor abgewandt ausgebildeten Ende nach Außen geschlossen sind. Der Rohrabschnitt 8 ist mit Hilfe einer in der Sammeldruckleitung 4 ausgebildeten Durchströmöffnung 9 durchströmbar mit der Sammeldruckleitung 4 über eine Ableitung 27 verbunden. Das heißt mit anderen Worten, dass jedem Rohrabschnitt 8 zumindest eine Durchströmöffnung 9 zugeordnet ist, wie bspw. in 2 abgebildet ist.
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An ihren in axialer Richtung entlang der Längsachse 7 ausgebildeten Stirnseiten, eine erste Stirnseite 10 und eine zweite Stirnseite 11, ist die Führungsleitung 1 geschlossen ausgebildet.
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Zur Reduzierung hoher Drucksprünge resultierend aus Druckimpulse der Hochdruckpumpe und/oder Öffnen und Schließen der Injektoren weist die Führungsleitung 1 ein Dämpfungssystem 12 auf, welches ein erstes Dämpfungselement 13 und ein zweites Dämpfungselement 14 umfassend ausgeführt ist, welche sich überwiegend in Richtung der Längsachse 7 erstrecken und die Sammeldruckleitung 4 über deren Umfang teilweise umfassend ausgebildet sind. Das erste Dämpfungselement 13 ist das zweite Dämpfungselement 14 aufnehmend ausgebildet.
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Die Sammeldruckleitung 4 besitzt ein erstes Volumen V1 und das Dämpfungssystem 12 besitzt ein zweites Volumen V2, wobei das zweite Volumen V2 das erste Volumen V1 zumindest teilweise umfassend ausgebildet ist, und wobei zur effektiven Dämpfung das zweite Volumen V2 größer ist als das erste Volumen V1. Des Weiteren ist das zweite Volumen V2 mit Luft oder zumindest überwiegend mit Luft gefüllt.
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Das zweite Volumen V2 ist das erste Volumen V1 in Richtung der Längsachse 7 vollständig und in radialer Richtung R teilweise, insbesondere zumindest über die Hälfte eines Umfangs des ersten Volumens V1 umfassend ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass sich das Dämpfungssystem 12 in Richtung der Längsachse 7 überwiegend und in radialer Richtung R, somit über einen Querschnitt Q der Sammeldruckleitung 4, über ca. 180°, somit über die Hälfte des Querschnitts Q die Sammeldruckleitung 4 umschließend im Gehäuse 3 ausgebildet ist.
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Das zweite Volumen V2 ist in ein erstes Teilvolumen V21, welches dem ersten Dämpfungselement 13 zugeordnet ist, und in ein zweites Teilvolumen V22, welches dem zweiten Dämpfungselement 14 zugeordnet ist, unterteilt. Zwischen den beiden Teilvolumen V21, V22 ist ein Trennelement 25 in Form einer Trennwand ausgebildet. Mit anderen Worten gesagt, weist das erste Dämpfungselement 13 das erste Teilvolumen V21 auf und das zweite Dämpfungselement 14 weist das zweite Teilvolumen V22 auf, wobei das erste Teilvolumen V21 und das zweite Teilvolumen V22 mit Hilfe einer Trennwand 25 voneinander getrennt sind.
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Das erste Dämpfungselement 13, welches im Wesentlichen hohlzylinderartig ausgeführt ist, ist das zweite Dämpfungselement 14, welches ebenfalls hohl, sich überwiegend in Richtung der Längsachse 7 erstreckend ausgestaltet ist, umfassend bzw. aufnehmend ausgebildet. Aufgrund der das zweite Dämpfungselement 14 aufnehmenden Ausführung des ersten Dämpfungselementes 13 ist die Trennwand 25 in Form einer Wandung des zweiten Dämpfungselementes 14 ausgeführt.
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Das erste Dämpfungselement 13 weist einen ersten Körperquerschnitt K1 auf, welcher rund, jedoch auch von einer runden Form abweichend, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, ausgebildet ist. Ein zweiter Körperquerschnitt K2 des zweiten Dämpfungselementes 14 ist ringabschnittsförmig ausgebildet. Beide Körperquerschnitte K1, K2 sind sich in Richtung der Längsachse 7 ändernd ausgeführt, damit eine durchströmbare Zuleitung 26 von einem Eintrittsstutzen 20, welcher mit der Druckleitung 6 verbunden ist, zur Sammeldruckleitung 4 und Ableitungen 27 von der Sammeldruckleitung 4 in die Rohrabschnitte 8, sowie die Sammeldruckleitung 4 selbst zur Reduzierung von Reibungsverlusten und somit Druckverlusten, im Wesentlichen geradlinig ausgeführt werden können.
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Ein die Sammeldruckleitung 4 umfassend ausgebildeter Umschlingungswinkel α des zweiten Dämpfungselementes 14 ist sich über eine Erstreckung des zweiten Dämpfungselementes 14 in Richtung der Längsachse 7 verändernd ausgebildet, wobei er sich an die Änderung des ersten Körperquerschnitts K1 angepasst ändernd ausgebildet ist. So ist bspw. im Bereich des Eintrittsstutzens 20, welcher mit der Druckleitung 6 verbunden ist, und welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Führungsleitung 1 in Richtung der Längsachse 7 mittig angeordnet ist, sowohl der erste Körperquerschnitt K1 als auch der zweite Körperquerschnitt K2 kleiner ausgeführt als insbesondere in dem der ersten Stirnseite 10 nahen Bereich, wie ein Vergleich der in den 3 und 4 abgebildeten Körperquerschnitte K1, K2 ergibt. In 3 ist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem 2 in einem Schnitt III-III abgebildet, welcher eine Schnittebene quer zur Längsachse 7 durch den Eintrittstutzen 20 und den entsprechend positionierten Rohrabschnitt 8 besitzt. In 4 ist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem 2 in einem Schnitt IV-IV illustriert, welcher eine Schnittebene quer zur Längsachse 7 durch ein Abstützelement 21, welches unmittelbar benachbart zum im Bereich der ersten Stirnseite 10 angeordneten Rohrabschnitt 8 ist, aufspannt.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass jedem Injektor ein Abstützelement 21 zugeordnet ist, oder mit anderen Worten, dass das Gehäuse 3 in unmittelbarer Nähe zu jedem Rohrabschnitt 8 ein Abstützelement 21 aufweist. Durch den Einspritzvorgang entstehen Druckpulsationen in der Führungsleitung 1. Zur gesicherten Abstützung der Führungsleitung 1 ist somit neben jedem Rohrabschnitt 8 jeweils ein Abstützelement 21 ausgebildet, welches der Fixierung der Führungsleitung 1 an der Verbrennungskraftmaschine dient. Selbstredend könnte das Abstützelement 21 auch an anderen Stellen der Führungsleitung 1 ausgebildet sein, wobei jedoch aufgrund eines Öffnens- und Schließens des Injektors und den damit verbundenen Körperschwingungen die Anordnung des Abstützelementes 21 nahe dem Rohrabschnitt 8 eine verbesserte Abstützung der Führungsleitung 1 herbeiführt.
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Das zweite Dämpfungselement 14, welches im ersten Dämpfungselement 13 aufgenommen ist, ist zur verbesserten Änderung der Teilvolumina V21, V22 und somit zur verbesserten Dämpfungswirkung des Dämpfungssystems 12 in Form einer Membran, somit elastisch ausgebildet.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Teilvolumina V21, V22 vollständig voneinander getrennt, jedoch könnte ebenso, eine bspw. mit Hilfe eines Rückschlagventils abdeckbare durchströmbare Verbindungsöffnung zwischen den beiden Teilvolumina V21, V22 ausgebildet sein. Auch müsste kein Rückschlagventil in der Verbindungsöffnung vorliegen, dies ist abhängig von einer Form der Verbindungsöffnung.
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Zur Herbeiführung einer schnellen Dämpfungswirkung ist das zweite Dämpfungselement 14 mit Hilfe eines durchströmbaren Verbindungssystems 15 durchströmbar mit der Sammeldruckleitung 4 verbunden. Zur schnellen fluidischen Kommunikation der Sammeldruckleitung 4 mit dem Dämpfungssystem 12 weist das Verbindungssystem 15 zwei Verbindungselemente, ein erstes Verbindungselement 16 und ein zweites Verbindungselement 17 auf, wobei die Verbindungselemente 16, 17 zwischen der Sammeldruckleitung 4 und dem zweiten Dämpfungselement 14 vorgesehen sind. Das heißt, dass das erste Volumen V1 in fluidischer Kommunikation mit dem kleineren Teilvolumen V22 der beiden Teilvolumina V21, V22 verbunden ist, wodurch eine schnelle Dämpfungswirkung herbeigeführt werden kann.
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Die beiden Verbindungselemente 16, 17 sind in Richtung der Längsachse 7 betrachtet dezentral, insbesondere in einem ersten Endbereich 18 der Sammeldruckleitung 4 und in einem vom ersten Endbereich 18 abgewandt ausgebildeter zweiter Endbereich 19 der Sammeldruckleitung 4 angeordnet, wie in 2 abgebildet.
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In 5 ist der erste Endbereich 18 des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems 2 in einem Längsschnitt entlang einer Schnittlinie V-V illustriert, wobei das zweite Dämpfungselement 14 einen Entlüftungskanal 22 aufweist, welcher einen Austritt 23 an einer Mantelfläche 24 des Gehäuses 3 besitzt.
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Ebenso könnte der Austritt 23 auch an der ersten Stirnseite 10 ausgebildet sein, wobei diese dann nicht geschlossen ausgeführt ist.
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Nicht näher dargestellt ist das erste Dämpfungselement 13 vollständig oder zumindest teilweise mit einem Pulver, insbesondere einem Metallpulver zur weiteren Dämpfung befüllt. Bei Druckanstieg in der Sammeldruckleitung 4 kann sich das zweite Teilvolumen V22 gegen einen elastischen Widerstand des umgebenden Metallpulvers ausdehnen und somit die Druckspitzen bevorzugt eliminieren zumindest jedoch reduzieren.
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Über den Entlüftungskanal 22 kann neben einer Entlüftung des zweiten Dämpfungselementes 14 bei einer Erstbefüllung ein darin eingeschlossenes Pulver entfernt werden, sofern, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt, die Führungsleitung 1 mit Hilfe eines additiven Verfahrens in Form eines so genannten 3D-Druckes hergestellt ist. Bei der Fertigung mit Hilfe des 3D-Druckes werden Konturen der Führungsleitung 1 mit Hilfe eines Lasers in dem Metallpulver erschmolzen. Das im ersten Dämpfungselement 13 vorliegende, nicht zur Herstellung des Gehäuses 1 benötigte Metallpulver, verbleibt dort als Dämpfungsmittel zur verbesserten Dämpfung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Führungsleitung
- 2
- Kraftstoffeinspritzsystem
- 3
- Gehäuse
- 4
- Sammeldruckleitung
- 5
- Aufnahmeöffnung
- 6
- Druckleitung
- 7
- Längsachse
- 8
- Rohrabschnitt
- 9
- Durchströmöffnung
- 10
- Erste Stirnseite
- 11
- Zweite Stirnseite
- 12
- Dämpfungssystem
- 13
- Erstes Dämpfungselement
- 14
- Zweites Dämpfungselement
- 15
- Verbindungssystem
- 16
- Erstes Verbindungselement
- 17
- Zweites Verbindungselement
- 18
- Erster Endbereich
- 19
- Zweiter Endbereich
- 20
- Eintrittsstutzen
- 21
- Abstützelement
- 22
- Entlüftungskanal
- 23
- Austritt
- 24
- Mantelfläche
- 25
- Trennelement
- 26
- Zuleitung
- 27
- Ableitung
- K1
- Erster Körperquerschnitt
- K2
- Zweiter Körperquerschnitt
- Q
- Querschnitt
- R
- Radiale Richtung
- V1
- Erstes Volumen
- V2
- Zweites Volumen
- V21
- Erstes Teilvolumen
- V22
- Zweites Teilvolumen
- α
- Umschlingungswinkel
