DE4321998B4

DE4321998B4 - Pulsationsdämpfung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE4321998B4
Application number: DE19934321998
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Steffen; Heinrich Siry; Herbert Saur
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: DE4321998A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, wobei ein Kraftstoffvorratsbehälter über eine Kraftstoffleitung (2, 2') mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe (1) verbunden ist, die über eine Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') mit dem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden ist, und wobei in der Kraftstoffleitung (2, 2') und/oder der Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') zumindest ein Pulsationsdämpfungselement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulsationsdämpfungselement eine Dämpfungsleitung (5) und dass die Dämpfungsleitung (5) mit Abstand von der Kraftstoffleitung (2, 2') und/oder der Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') umgeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, wobei ein Kraftstoffvorratsbehälter über eine Kraftstoffleitung mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist, die über eine Kraftstoffrücklaufleitung mit dem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden ist, und wobei in der Kraftstoffleitung und/oder der Kraftstoffrücklaufleitung zumindest ein Pulsationsdämpfungselement angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Dämpfen der Pulsationsschwingungen in einer Kraftstoffrücklaufleitung.

Derartige Kraftstoffeinspritzanlagen sind bekannt, und entsprechen dem derzeitigen technischen Standard. Dabei wird das Pulsationsdämpfungselement als separates Bauteil beispielsweise in Form eines Druckausgleichsbehälters im Niederdrucksystem der Kraftstoffeinspritzanlage vornehmlich in der Kraftstoffrücklaufleitung angebracht. Dabei ist das Pulsationsdämpfungselement unter anderem bedingt durch bauliche Gegebenheiten teilweise relativ weit vom Entstehen der Pulsationsschwingungen entfernt in den Leitungen angeordnet und gewährleistet damit keine optimale Funktion. Die Pulsationsschwingungen werden im übrigen durch das Absteuern von Kraftstoff in der Kraftstoffeinspritzpumpe bzw. in den Kraftstoffeinspritzpumpenelementen hervorgerufen. So ist es schon beobachtet worden, dass Kraftstoffrückführungsleitungen aufgrund der Pulsationschwingungen in dem Kraftstoff zerbarsten.

Aus der US 3,227,147 ist weiterhin bekannt, in die Einspritzleitungen, die die Kraftstoffeinspritzpumpe mit den Einspritzventilen verbinden, Pulsationsdämpfungselemente in Form von in den Einspritzleitungen von ihnen anliegenden Schläuchen aus synthetischem Material einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten zum Abbau von Pulsationsschwingungen aufzuzeigen, die wirkungsvoll und technisch einfach realisierbar sind.

Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform dadurch gelöst, dass das Pulsationsdämpfungselement eine Dämpfungsleitung ist, die in eine vorhandene Kraftstoffleitung und/oder Kraftstoffrücklaufleitung eingesetzt ist. Dabei ist die Dämpfungsleitung mit Abstand von der Kraftstoffleitung und/oder der Kraftstoffrücklaufleitung umgeben. Somit brauchen an einer vorhandenen Kraftstoffeinspritzanlage keine neue Leitungen bereitgestellt werden oder vorhandene Leitungen zur Aufnahme eines Pulsationsdämpfungselementes geändert zu werden, so dass diesbezügliche Schwachstellen in den entsprechenden Anschlüssen zwischen den einzelnen Bauteilen wegfallen. Weiterhin stellt die Dämpfungsleitung ein einfach herzustellendes und zu handhabendes Bauelement dar, welches in verschiedenen Stärken beispielsweise entsprechend unterschiedlicher Leitungsdurchmesser bevorratet werden kann und bei Bedarf einfach auf die erforderlichen Längen ablängbar ist. Die Dämpfungsleitung kann jeweils direkt bis an den Anschluss der Leitung an der Kraftstoffeinspritzpumpe geführt werden, so dass die durch den Absteuervorgang entstandenen Pulsationsschwingungsdruckspitzen in dem Kraftstoff unmittelbar im Bereich ihres Entstehens abgebaut werden können. Der Kraftstoff kann sowohl durch die Dämpfungsleitung als auch um die Dämpfungsleitung herum durch die entsprechende Leitung strömen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Dämpfungsleitung eine Schlauchleitung. Eine Schlauchleitung ist als Standardbauteil in den verschiedensten Durchmessern und Ausführungsvarianten erhältlich. Dabei weist eine Schlauchleitung aber immer eine gewisse Elastizität auf die zum Abbau der Pulsationsschwingungen in dem Kraftstoff genutzt wird.

In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Schlauchleitung über die gesamte Länge der Kraftstoffrücklaufleitung. Damit werden zum einen über die gesamte Länge der Kraftstoffrücklaufleitung die Pulsationsschwingungen wirkungsvoll abgebaut, während zum anderen damit die Schlauchleitung in der Kraftstoffrücklaufleitung sicher fixiert ist und sich nicht innerhalb der Kraftstoffrücklaufleitung verschieben kann. Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorgesehen, die Schlauchleitung in der Kraftstoffleitung von dem Kraftstoffvorratsbehälter zu der Kraftstoffeinspritzpumpe einzusetzen. Es hat sich zwar herausgestellt, daß sich die Pulsationsschwingungen vornehmlich in der Kraftstoffrücklaufleitung ausbreiten, aber eine Ausbreitung in der Kraftstoffleitung auch vorkommt und so ebenfalls mit einfachen Mitteln unterbunden werden kann.

Dabei ist in Weiterbildung vorgesehen, die Schlauchleitung an ihren Enden beispielsweise mit entsprechenden druckfesten Stopfen zu verschließen. Damit befindet sich innerhalb der Schlauchleitung ein Luftpolster, gegen das die Wand der Schlauchleitung verformbar ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Druckschwankungen in der Kraftstoffleitung in einem hohen Maße abbaubar.

In einer alternativen Lösung zur Erfüllung der gestellten Aufgabe kann gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch in die Kraftstoffrücklaufleitung zur Dämpfung der Pulsationsschwingungen des Kraftstoffs Luft, ein inertes Gas oder das Gasgemisch, das im Kraftstoff gelöst ist und bei Lagerung allmählich entweicht, eingeblasen werden. Dabei ist dafür Sorge zu tragen, daß die Luft oder das Gas bzw. Gasgemisch nicht in die Kraftstoffeinspritzpumpe gelangt, was in der Regel durch ein Rückachlagventil verhindert wird, daß in die Kraftstoffrücklaufleitung nahe der Kraftstoffeinspritzpumpe montiert wird. Die in die Kraftstoffrücklaufleitung eingeblasene Luft oder das Gas bzw. Gasgemisch strömt in vielen kleinen Perlen durch die Kraftstoffrücklaufleitung in den Kraftstoffvorratsbehälter, wobei die Einmündung so in dem Kraftstoffvorratsbehälter angeordnet ist, daß eine Beruhigungszone gebildet ist, in der die Perlen sich ohne Beeinflussung des zu der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffs absetzen können. Das Gas oder das Gasgemisch kann in einem entsprechend geschlossen ausgebildeten System wieder eingefangen und erneut zur Einblasung benutzt werden. Die Perlen in der Kraftstoffrücklaufleitung weisen, eine gewisse Elastizität auf, die zum Abbau der Pulsationsschwingungen genutzt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Luft oder das das bzw. das Gasgemisch unmittelbar hinter dem Rückschlagventil in die Kraftstoffrücklaufleitung einzublasen. Da das Rückschlagventil beispielsweise direkt an der Kraftstoffeinspritzpumpe in eine Anschlußhohlschraube zum Befestigen der Kraftstoffrücklaufleitung an der Kraftstoffeinspritzpumpe eingebaut werden kann, kann eine wirkungsvolle Pulsationsschwingungsdämpfung über die gesamte Länge der Kraftstoffrücklaufleitung erfolgen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Menge der eingeblasenen Luft oder der Gases bzw. des Gasgemisches auf die Folge und Intensität der Pulsation des Kraftstoffs abstimmbar. Dabei ist diese Abstimmung ohne großen technischen Aufwand realisierbar, indem beispielsweise in Abhängigkeit der Fördermenge der Kraftstoffeinspritzpumpe bspw. ein Luftpresser direkt oder ein Steuerventil in der Luftleitung entsprechend angesteuert wird. Im übrigen wird die Luft oder das Gas bzw. Gasgemisch vorteilhaft nur in den Zeitintervallen in die Kraftstoffrücklaufleitung eingeblasen, in denen keine Pulsa tionsschwingungsspitzen auftreten und somit nur ein geringer Druck in der Kraftstoffrücklaufleitung herrscht. Diese Steuerung kann in einfacher Weise durch ein Rückschlagventil in der Luftleitung erfolgen, das die Luftleitung absperrt, sobald der Druck in der Kraftstoffrücklaufleitung durch die Pulsationsschwingungsspitzen höher als in der Luftleitung ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Kombination der erfindungsgemäßen Schlauchleitung mit dem erfindungsgemäßen Luft- oder Gaseinblasverfahren vorgesehen. Dabei ist in die Kraftstoffleitung von dem Kraftstoffvorratsbehälter zu der Kraftstoffeinspritzpumpe eine Dämpfungsleitung eingesetzt, während in die Kraftstoffrücklaufleitung zu dem Kraftstoffvorratsbehälter Luft eingeblasen wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
Es zeigen:
1: Ein erstes Ausführungsbeispiel mit in sämtliche Leitungen eingesetzten Dämpfungsleitungen und
2: ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem in die Kraftstoffleitungen eine Dämpfungsleitung eingesetzt ist und in die Kraftstoffrücklaufleitung Luft eingeblasen wird.
Kraftstoffeinspritzpumpenelemente 1, die als Einzelpumpenelemente ausgebildet sein können oder zu einer Reihen- oder Verteilereinspritzpumpe zusammengefaßt sein können, werden über Kraftstoffleitungen 2, 2' mit Kraftstoff versorgt. Dabei ist die Kraftstoffleitung 2 mit einem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden, aus der Kraftstoff über eine Kraftstofförderpumpe in die Kraftstoffleitung 2 und von dieser in die Kraftstoffleitung 2' zu den Kraftstoffeinspritzpumpenelementen 1 gefördert wird. In den Kraftstoffeinspritzpumpenelementen 1 wird der Kraftstoff unter Hochdruck über eine Kraftstoffdruckleitung 3 zu Einspritzdüsen gefördert. Um die Hochdruckeinspritzung zur Erzielung eines bestimmten Betriebsverhaltens zu steuern, ist der unter Hochdruck stehende Kraftstoff über eine Kraftstoffrücklaufleitung 4' in eine Kraftstoffrücklaufleitung 4 absteuerbar. Von der Kraftstoffrücklaufleitung 4 gelangt der Kraftstoff wiederrum in den Kraftstoffvorratsbehälter.
Um die von dem Absteuervorgang hervorgerufenen Druckspitzen in den Kraftstoffleitungen abzubauen, sind in sämtliche Kraftstoffleitungen 2, 2' und Kraftstoftrücklaufleitungen 4, 4' Dämpfungsleitungen in Form von Schlauchleitungen 5 eingesetzt (1).
In einer weiteren Ausführungsform nach 2 sind die Schlauchleitungen 5 nur in die Kraftstoffleitungen 2, 2' eingesetzt, während in die Kraftstoffrücklaufleitungen 4, 4' hinter einem Rückschlagventil 6 Luft oder ein inertes Gas bzw. Gasgemisch eingeblasen wird.

Claims

Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, wobei ein Kraftstoffvorratsbehälter über eine Kraftstoffleitung (2, 2') mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe (1) verbunden ist, die über eine Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') mit dem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden ist, und wobei in der Kraftstoffleitung (2, 2') und/oder der Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') zumindest ein Pulsationsdämpfungselement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulsationsdämpfungselement eine Dämpfungsleitung (5) und dass die Dämpfungsleitung (5) mit Abstand von der Kraftstoffleitung (2, 2') und/oder der Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') umgeben ist.
Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsleitung eine Schlauchleitung (5) ist.
Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchleitung (5) sich über die gesamte Länge der Kraftstoffleitung (2, 2') und/oder Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') erstreckt.
Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchleitung (5) an ihren Enden verschlossen ist.
Verfahren zum Dämpfen der Pulsationsschwingungen in einer Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') von einer Kraftstoffeinspritzpumpe (1) zu einem Kraftstoffvorratsbehälter einer Brennkraftmaschine, wobei in der Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') eine Pulsationsdämpfung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kraftstoffrücklaufleitung (4, 4') stromabwärts eines Rückschlagventils (6) zur Pulsationsdämpfung Luft oder ein inertes Gas oder Gasgemisch eingeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft bzw. das Gas bzw. Gasgemisch unmittelbar hinter dem Rückschlagventil (6) eingeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeblasene Menge Luft bzw. Gas bzw. Gasgemisch auf die Folge und Intensität der Pulsation abstimmbar ist.
Einspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dämpfungsleitung nur in die Kraftstoffleitung (2, 2') eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Rücklaufleitung (4, 4') Luft eingeblasen wird.