DE4131967C2 - Kraftstoffzufuhr-Verteiler für eine Kraftstoffzufuhr-Leitung eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffzufuhr-Verteiler für die Kraftstoffzufuhr-Leitung eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Verteiler enthalten normalerweise einen ersten rohrförmigen Körper mit mehreren Anschlüssen für die Ventile und einen zweiten rohrförmigen Körper, der normalerweise in­ nerhalb des ersten Körpers angeordnet ist und damit eine Röh­ renleitung für die Zufuhr des Kraftstoffs zu den Anschlüssen abgrenzt, wobei die Röhrenleitung von der Innenfläche des ersten und der Außenfläche des zweiten rohrförmigen Körpers begrenzt ist.

Ferner enthalten solche Verteiler einen Druckregler, welcher dafür eingerichtet ist, den Kraftstoffdruck in der Zufuhr- Röhrenleitung auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Der Regler enthält im wesentlichen eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung für den Kraftstoff, wobei die Einlaßöffnung mit der oben definierten Zufuhr-Röhrenleitung und die Aus­ laßöffnung mit einer Kraftstoffablaß-Rohrleitung in Verbin­ dung steht, und weist ein Absperrelement auf, welches dafür eingerichtet ist, dem Kraftstoff zu ermöglichen, von der Einlaßöffnung zu der Auslaßöffnung zu strömen, wenn der Kraftstoffdruck in der Zufuhr-Röhrenleitung einen vorbe­ stimmten Wert übersteigt. Der Druckregler ist normalerweise in einer Aufnahme in dem Verteiler aufgenommen.

Weiterhin ist eine Schwingungsdämpfungseinheit zur Dämpfung der Druckwellen in dem Kraftstoff in der Zufuhr-Röhren­ leitung vorgesehen, die eine verformbare Membran aufweist, die durch eine Feder belastet ist.

Ein gattungsgemäßer Verteiler ist aus der US-PS 4,205,637 bekannt. Dort ist der Schwingungsdämpfer in Strö­ mungsrichtung betrachtet vor sämtlichen elektromagnetischen Ventilen, d. h. stromaufwärts angeordnet. Die Membran ist parallel zur Längsachse des ersten rohrförmigen Körpers angeordnet. Der Rand der Membran ist an einem Gehäuse be­ festigt, das wiederum an einem Zwischenkörper angepaßt ist, der in eine Öffnung eines Anschlußstücks eingesetzt ist. Das Anschlußstück ist dann an einem Ende des rohrförmigen Kör­ pers senkrecht zu dessen Längsachse befestigt. Die Membran steht mit der Zufuhr-Röhrenleitung demnach über den Zwi­ schenträger und das Anschlußstück in Verbindung und ist parallel zu dem Fluß des sich in der Zufuhr-Röhrenleitung bewegenden Kraftstoffs angeordnet. Überdies sind das Anschlußstück und der Zwischenkörper mit einer Vielzahl von Kraftstoffkanälen versehen, die senkrecht zu der Längsachse des Verteilers angeordnet sind. Der Verteiler ist sehr komplex aufgebaut, und die Anordnung der Membran parallel zu dem Fluß des sich in der Zufuhr-Röhrenleitung bewegenden Kraftstoffs, und der hohe Strömungswiderstand des Anschluß­ stücks und des Zwischenkörpers bedingen lange Ansprechzeiten und eine nur ungenügende Absorption von Druckschwankungen des Kraftstoffs.

Gattungsgemäße Verteiler können damit keine korrekte Kraft­ stoffzufuhr zu den Kraftstoff-Dosier- und Zerstäuberventilen liefern, insbesondere wenn diese Ventile in Zufuhrsystemen verwendet werden, in welchen die Öffnungsphasen der Kraft­ stoff-Dosier- und -Zerstäuberventile in allen Zylindern des Motors gleichzeitig stattfinden. Tatsächlich können in jeder solchen Betriebsart Schwingungen, also Druckwellen, in dem Kraftstoff innerhalb des Verteilers selbst ausgelöst werden, da die Kraftstoffpumpe plötzliche, heftige Druckschwingungen in der Zufuhr-Röhrenleitung zu dem Verteiler verursacht. Diese Druckschwingungen, die durch den Druckregler nicht und durch die Schwingungsdämpfungseinheit nur unzureichend ge­ dämpft werden, behindern seinen Betrieb und haben infolge­ dessen eine schädliche Auswirkung auf die Kraftstoffzufuhr zu den Kraftstoff-Dosier- und -Zerstäuberventilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff­ zufuhr-Verteiler zu schaffen, der bei einfachem Aufbau auf evtl. auftretende Druckschwankungen des Kraftstoffs mit kurzen Ansprechzeiten reagiert und mit dem eine möglichst vollständige Absorption dieser Druckschwankungen erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Kraft­ stoffzufuhr-Verteiler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgesehen, bei dem die Membran in einer zur Längsachse des ersten rohrförmigen Körpers senkrechten Ebene angeordnet und an ihrem Rand an dem Rand eines Endes des ersten rohrförmi­ gen Körpers befestigt ist, so daß die Membran eine Stirnwand der Zufuhr-Röhrenleitung bildet, welche Stirnwand senkrecht zu dem Fluß des sich in der Zufuhr-Röhrenleitung in deren Längsrichtung bewegenden Kraftstoffs ist. Neben einem ein­ fachen Aufbau werden hierdurch kurze Ansprechzeiten erzielt, da die Membran selbst eine Stirnwand der Zufuhr-Röhrenlei­ tung bildet. Durch die zu dem Fluß des sich in der Zufuhr- Röhrenleitung bewegenden Kraftstoffs senkrechte Membran können auch kleine Druckschwankungen durch die Membran er­ faßt und kompensiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zum besseren Verständnis des Aufbaus des erfindungsgemä­ ßen Verteilers folgenden detaillierteren Beschreibung des eigentlichen Verteilers anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 4 Längsschnitte ver­ schiedener Ausführungsformen des Kraftstoffzufuhr-Verteilers.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Der Verteiler enthält im wesentlichen einen ersten rohrförmigen Körper 1 mit mehreren Anschlüssen 2, von denen jeder dafür eingerich­ tet ist, eine Verbindung mit einem elektromagnetisch betrie­ benen Kraftstoff-Dosier- und -Zerstäuberventil bekannter Bau­ art zu ermöglichen. Der Verteiler enthält ferner einen zwei­ ten rohrförmigen Körper 3, der innerhalb des ersten und im wesentlichen koaxial dazu angeordnet ist, und welcher zusam­ men mit dem ersten rohrförmigen Körper 1 eine Zufuhr-Röhren­ leitung 4 für die Zufuhr von Kraftstoff zu den Anschlüssen 2 abgrenzt; die Zufuhr-Röhrenleitung 4 ist von einer Innenflä­ che 5 des ersten rohrförmigen Körpers 1 und von einer Außen­ fläche 6 des zweiten rohrförmigen Körpers 3 begrenzt.

Ein allgemein mit 7 bezeichneter Druckregler einer bekannten Bauart bildet einen Teil des Verteilers und ist dafür einge­ richtet, den Kraftstoffdruck innerhalb der Zufuhr-Röhren­ leitung 4 auf einem vorbestimmten Wert zu halten; dieser Reg­ ler 7 enthält im wesentlichen ein Gehäuse 8, das mit einer Einlaßöffnung 7i und einer Auslaßöffnung 7u für den Kraft­ stoff ausgebildet ist, wobei die Einlaßöffnung 7i mit der Zufuhr-Röhrenleitung 4 und die Auslaßöffnung 7u mit einer Kraftstoffablaß-Rohrleitung 9, welche bei der Ausführungsform nach Fig. 1 innerhalb des zweiten rohrförmigen Körpers 3 aus­ gebildet ist, in Verbindung steht. Der Druckregler 7 enthält ferner ein nicht eingezeichnetes Absperrelement, das inner­ halb des Gehäuses 8 auf genommen ist und dafür eingerichtet ist, dem Kraftstoff zu ermöglichen, von der Einlaßöffnung 7i zu der Auslaßöffnung 7u zu strömen, wenn der Druck innerhalb der Zufuhr-Röhrenleitung 4 einen vorbestimmten Wert über­ steigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Druckregler 7 in einer Aufnahme 10 in dem ersten rohrförmigen Körper 1 aufge­ nommen und darin mittels eines geeigneten Rings 11 befestigt.

Der Verteiler 7 enthält eine allgemein mit 13 bezeichnete Schwingungsdämpfungseinheit, welche so angeordnet ist, daß sie Schwingungen im Kraftstoff innerhalb der Zufuhr-Röhren­ leitung 4 dämpft; diese Einheit enthält im wesentlichen eine verformbare Membran 14, die von einer Feder 15 belastet ist. Letztere zwei Elemente sind innerhalb eines tassenförmigen Körpers 16 aufgenommen, welcher bei der Ausführungsform nach Fig. 1 an demjenigen Ende des ersten rohrförmigen Körpers 1 befestigt ist, welches dem Ende gegenüberliegt, an welchem der Druckregler 7 befestigt ist.

Die Schwingungsdämpfungseinheit 13 ist in einer solchen Wei­ se in dem Verteiler angeordnet, daß die Membran 14 im wesent­ lichen eine Wand der Zufuhr-Röhrenleitung 4 bildet und jegli­ che Schwingungen, die im Kraftstoff innerhalb der Zufuhr- Röhrenleitung 4 selbst auftreten, aufgrund der Verformung der Membran 14 gedämpft werden. Zweckmäßigerweise sind zwei Scheiben 17 am zentralen Teil der Membran 14 befestigt, wobei eine dieser Scheiben einen Anschlag für ein Ende der Feder 15 darstellt, während die andere so angeordnet ist, daß sie an einem Anschlagstab 18 abgestützt ist, wenn sich die Schwin­ gungsdämpfungseinheit 13 in dem in Fig. 1 gezeigten Ruhezu­ stand befindet.

Ferner ist der Umfang der Membran 14 gegen einen ringförmigen Anschlag 19 an dem genannten Ende des rohrförmigen Körpers 1 abgestützt, und die Kante des tassenförmigen Körpers 16 ist um den Anschlag 19 selbst herumgebogen, um ihn zusammen mit der Membran an dem Verteiler festzuklemmen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 enthält der erste rohr­ förmige Körper 1 zwei miteinander verbundene Teile 1a und 1b; der zweite Teil 1b enthält im wesentlichen einen Teil 20 der Zufuhr-Röhrenleitung und ein Paar Ablaßöffnungen 21, die mit der Rohrleitung 9 innerhalb des zweiten rohrförmigen Körpers 3 verbunden sind. Wie klar aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Dämpfungseinheit 13 an einem Ende des Teils 1a befestigt, und der Druckregler 7 ist an einem Ende des Teils 1b befestigt.

Der Verteiler enthält außerdem einen Kraftstoffeinlaß-An­ schluß 22, welcher mit der Zufuhr-Röhrenleitung 4 in Verbin­ dung steht, und einen Ablaß-Anschluß 23, der mit den An­ schlüssen 21 verbunden ist. Dabei sind bei der Ausführungs­ form nach Fig. 1 die Achsen der Einlaß- und Ablaß-Anschlüsse parallel zueinander und diese Anschlüsse an dem in der Figur rechten Ende des Verteilers angeordnet.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 ist die Schwingungsdämpfungseinheit 13 an einer der Aufnahme 10 aus Fig. 1 entsprechenden Aufnahme befestigt, welche an einem Ende des Teils 1a des ersten rohrförmigen Körpers 1 ausgebil­ det ist, während der Druckregler 7 in einer zweiten Aufnahme 26 befestigt ist, welche in dem Teil 1b des Körpers ausgebil­ det ist; die Achsen der Aufnahmen 10 und 26 stehen senkrecht aufeinander. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 setzt der zweite rohrförmige Körper 3 die Zufuhr-Röhrenlei­ tung 4 mit der Einlaßöffnung 7i des Druckreglers 7 in Verbin­ dung; zu diesem Zweck ist das in den Figuren linke Ende des Körpers 3 in einem gewissen Abstand von der Membran 14 der Schwingungsdämpfungseinheit 13 angeordnet, und das in den Figuren rechte Ende des Körpers steht mit den Anschlüssen 27 in Verbindung, die in dem Teil 1b ausgebildet sind, welcher wiederum mit der Einlaßöffnung 7i des Druckreglers 7 in Ver­ bindung steht.

Ferner beherbergt die Aufnahme 10 der Schwingungsdämpfungs­ einheit 13 eine Buchse 28, die das in den Figuren linke Ende des rohrförmigen Körpers 3 zentrisch hält und einen Anschlag für die Membran 14 der Schwingungsdämpfungseinheit 13 bildet.

Die Kraftstoffzufuhr-Röhrenleitung 4 steht mit einem in dem Teil 1b ausgebildeten Kraftstoffeinlaß-Anschluß 29 in Verbin­ dung; in dem gleichen Teil sind Kraftstoffablaßöffnungen 30 ausgebildet, welche mit einem Ablaß-Anschluß 31 in Verbin­ dung stehen.

Die Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 unterscheiden sich voneinander einzig in der Form des Teils 1b des rohrför­ migen Körpers 1; bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das rechte Ende des rohrförmigen Körpers 3 in einer in dem Teil 1b ausgebildeten Aufnahme 32 eingesetzt, während bei der Aus­ führungsform nach Fig. 4 eine Hülse 33, die axial von dem Teil 1b vorspringt, in das rechte Ende des rohrförmigen Kör­ pers 3 eingesetzt ist; ferner unterscheiden sich in beiden Fällen die Winkel zwischen den Achsen der Einlaß- und Auslaß- Anschlüsse 29 und 31 voneinander.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derje­ nigen nach Fig. 1 allein in der Form des Teils 1b des rohr­ förmigen Körpers 1; und zwar, während in Fig. 1 der Auslaß- Anschluß 23 senkrecht zu der Achse des Teils 1b und parallel zu derjenigen des Einlaß-Anschlusses 22 ist, sind die Achsen der Einlaß- und Auslaß-Anschlüsse 22 und 23 bei der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 2 weder parallel zueinander noch parallel zu der Längsachse des Verteilers.

Der beschriebene Verteiler arbeitet wie folgt. Kraftstoff wird der Zufuhr-Röhrenleitung 4 über den Einlaß-Anschluß 22 zugeführt und passiert von dieser Röhrenleitung aus die An­ schlüsse 2 zu den Kraftstoff-Dosier- und -Zerstäuberventile. Wenn der Druck in der Zufuhr-Röhrenleitung 4 einen vorbe­ stimmten Wert übersteigt, setzt das nicht gezeigte Absperre­ lement des Druckreglers 7 die Einlaßöffnung 7i mit der Aus­ laßöffnung 7u des Reglers selbst in Verbindung. Daher kann eine gewisse Menge an Kraftstoff durch die Auslaßöffnung 9, die Öffnungen 21 und den Anschluß 23 zum Auslaß strömen.

Falls es plötzliche, heftige Änderungen im Kraftstoffdruck in der Zufuhr-Röhrenleitung 4 gibt, die beispielsweise durch eine hohe Strömungsrate des den Kraftstoff-Dosier- und -Zer­ stäuberventilen zugeführten Kraftstoffs ausgelöst sind, je­ desmal wenn diese die Einspritzphasen im gleichen Augenblick beginnen, oder aufgrund von durch die Kraftstoffpumpe verur­ sachten scharfen Druckänderungen, kann die Schwingungsdäm­ pfungseinheit 13 gegen diese Schwingungen vorgehen. Da die Membran 14 dieser Einheit im wesentlichen eine Wand der Zu­ fuhr-Röhrenleitung 4 bildet, wirkt der zu jedem Zeitpunkt herrschende Druck innerhalb der Röhrenleitung auf die Mem­ bran. Daher werden ausgelöste Schwingungen wegen der Verform­ barkeit der Membran selbst, welche durch die Feder 15 bela­ stet ist, gedämpft, und die Membran ermöglicht dem Volumen der Zufuhr-Röhrenleitung 4, um kleine Beträge zuzunehmen.

Die Arbeitsweise des Verteilers nach den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 ist der gerade beschriebenen ähnlich und kann diesen Figuren leicht entnommen werden.

Es versteht sich, daß Änderungen in der Form oder der Anord­ nung der verschiedenen Teile der beschriebenen Ausführungs­ form der Erfindung nicht dazu führen, daß der Schutzbereich der Erfindung selbst verlassen wird.

Claims (7)

1. Kraftstoffzufuhr-Verteiler für eine Kraftstoffzufuhr-Lei­ tung eines Verbrennungsmotors, welcher Verteiler dafür einge­ richtet ist, mehreren elektromagnetisch betriebenen Kraft­ stoff-Dosier- und -Zerstäuberventilen Kraftstoff unter Druck zuzuführen, enthaltend:
einen ersten rohrförmigen Körper (1) mit mehreren Anschlüssen (2) für die Ventile;
einen zweiten rohrförmigen Körper (3), der innerhalb des ersten angeordnet ist und damit eine Zufuhr-Röhrenleitung (4) für die Zufuhr des Kraftstoffs zu den Anschlüssen (2) abgrenzt, wobei die Zufuhr-Röhrenleitung (4) von der In­ nenfläche (5) des ersten (1) und der Außenfläche (6) des zweiten rohrförmigen Körpers (3) begrenzt ist;
einen Druckregler (7) zur Aufrechterhaltung des Kraftstoff­ drucks innerhalb der Zufuhr-Röhrenleitung (4) auf einem vor­ bestimmten Wert, welcher Druckregler (7) eine Einlaßöffnung (7i) und eine Auslaßöffnung (7u) für den Kraftstoff auf­ weist, wobei die Einlaßöffnung (7i) mit der Zufuhr-Röhren­ leitung (4) und die Auslaßöffnung (7u) mit einer Kraft­ stoffablaß-Rohrleitung (9) in Verbindung steht, und welcher auch noch ein Absperrelement aufweist, welches dazu dient, dem Kraftstoff zu ermöglichen, von der Einlaßöffnung (7i) zu der Auslaßöffnung (7u) zu strömen, wenn der Druck in der Zufuhr-Röhrenleitung (4) einen vorbestimmten Wert über­ steigt, wobei der Druckregler (7) in einer Aufnahme (10) in dem Verteiler aufgenommen ist; und
eine Schwingungsdämpfungseinheit (13) zur Dämpfung der Druck­ wellen in dem Kraftstoff in der Zufuhr-Röhrenleitung (4), welche Einheit eine verformbare Membran (14) aufweist, die durch eine Feder (15) belastet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (14) in einer zur Längsachse des ersten rohrförmigen Körpers (1) senkrechten Ebene angeordnet und an, ihrem Rand an dem Rand eines Endes des ersten rohrförmigen Körpers (1) befestigt ist, so daß die Membran (14) eine Stirnwand der Zufuhr-Röhrenleitung (4) bildet, welche Stirn­ wand senkrecht zu dem Fluß des sich in der Zufuhr-Röhren­ leitung (4) in deren Längsrichtung bewegenden Kraftstoffs ist.

2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsdämpfungseinheit (13) ein tassenförmiges Gehäuse (16) aufweist, welches die Feder (15) aufnimmt und mit seiner Kante die Membran (14) stützt, und daß das Gehäuse (16) an einer ringförmigen Aufnahme (19) am Ende des ersten rohrför­ migen Körpers (1) befestigt ist.

3. Verteiler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste rohrförmige Körper (1) zwei miteinander verbundene Teile (1a, 1b) aufweist, daß der Druckregler (7) in einer Aufnahme (10) befestigt ist, welche an einem Ende des ersten Teils (1a) des ersten rohrförmigen Körpers (1) ausgebildet ist, und daß die Schwingungsdämp­ fungseinheit (13) an einem Ende des zweiten Teils (1b) des ersten rohrförmigen Körpers (1) befestigt ist.

4. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (7u) des Druckreglers (7) mit der die Kraft­ stoffablaß-Rohrleitung (9) bildenden Kammer innerhalb des zweiten rohrförmigen Körpers (3) in Verbindung steht.

5. Verteiler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite rohrförmige Körper (3) mit in dem zweiten Teil (1b) des ersten rohrförmigen Körpers (1) ausgebildeten Ablaß­ öffnungen (21) in Verbindung steht.

6. Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste rohrförmige Körper (1) zwei miteinander verbun­ dene Teile (1a, 1b) aufweist, daß die Schwingungsdämp­ fungseinheit (13) an einer ersten Aufnahme (10) befestigt ist, welche an einem Ende des ersten Teils (1a) des ersten rohrförmigen Körpers (1) ausgebildet ist, und daß der Druck­ regler (7) in einer zweiten Aufnahme (26) in dem zweiten Teil (1b) des ersten rohrförmigen Körpers (1) befestigt ist, wobei die Achsen der Aufnahmen (10, 26) senkrecht aufeinander ste­ hen.

7. Verteiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite rohrförmige Körper (3) die Zufuhr-Röhrenleitung (4) mit der Einlaßöffnung (7i) des Druckreglers (7) in Verbindung setzt und daß die Kraftstoffablaßöffnung (30) in dem zweiten Teil (1b) des ersten rohrförmigen Körpers (1) ausgebildet ist.