EP1129285A1 - Kraftstoffhochdruckspeicher - Google Patents

Kraftstoffhochdruckspeicher

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EP1129285A1
EP1129285A1 EP00969187A EP00969187A EP1129285A1 EP 1129285 A1 EP1129285 A1 EP 1129285A1 EP 00969187 A EP00969187 A EP 00969187A EP 00969187 A EP00969187 A EP 00969187A EP 1129285 A1 EP1129285 A1 EP 1129285A1
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EP
European Patent Office
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pressure fuel
fuel accumulator
accumulator according
vibration damping
openings
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EP00969187A
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English (en)
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Kurt Frank
Friedrich Boecking
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel accumulator for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine, having a plurality of connection openings, in particular connection openings for the supply and discharge of fuel, and connection openings for sensors and valves, etc.
  • a high-pressure pump conveys the fuel to be injected from a tank into the central high-pressure fuel reservoir, which is referred to as the common rail.
  • High-pressure lines lead from the rail to the individual injectors, which are assigned to the engine cylinders. The injectors are depending on the operating parameters of the
  • Internal combustion engine individually controlled by the engine electronics in order to inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the pressure generation and the injection are decoupled from one another by the high-pressure fuel reservoir.
  • a conventional high-pressure fuel accumulator is e.g. described in DE 196 40 480.
  • the known high-pressure fuel accumulator consists of an elongated, tubular body with several
  • the pressure vibrations mean that some injectors inject too little as a result of the formation of a standing wave.
  • pressure waves running back and forth in the rail can cause the injectors to be too low alternately or stochastically
  • the object of the invention is a
  • High-pressure fuel storage should still be simple and inexpensive to manufacture.
  • connection openings for the supply and discharge of fuel and connection openings for sensors and valves etc.
  • Vibration damping device is equipped.
  • the volume of the high-pressure fuel accumulator can be significantly reduced by the vibration damping device. This dampens the harmonics that occur during operation, which increases the high-pressure strength of the high-pressure fuel accumulator.
  • a special embodiment of the invention is characterized in that the vibration damping device is formed by interference geometries. The propagation of pressure waves in the high-pressure fuel reservoir is at least impeded by the interference geometries.
  • Interference geometries can be designed differently. It is possible that the interference geometries are formed by separate parts. However, it is also possible for the interference geometries to be formed in one piece with the high-pressure fuel accumulator.
  • High-pressure fuel accumulator comprises a housing with an interior in which the interference geometries are accommodated.
  • the interior can e.g. be formed by a hole.
  • the bore can be designed as a through bore or as a blind hole.
  • the open end (s) of the bore can be closed in a high-pressure-tight manner after the interference geometry has been inserted with corresponding closure elements.
  • the interior can be formed by a spherical space. In the case of a spherical interior, the insertion of the interference geometries is made possible by a two-part housing.
  • a further special embodiment of the invention is characterized in that the interference geometries are formed by at least one coiled sheet, an axis with open transverse walls arranged thereon, a wire winding, at least one sheet metal strip with openings and / or a tube with openings.
  • High-pressure fuel storage or the socket can be done.
  • the flow favoring device can e.g. a rounding or a reduction.
  • the other side of the through hole can be formed with sharp edges. It is thereby achieved that the evasive movement of the piston occurs against the spring in the event of a pressure surge occurring in the high-pressure fuel accumulator.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a high-pressure fuel accumulator according to the invention in longitudinal section;
  • Figures 2 to 6 different variants of the vibration damping device used in Figure 1 in a separate representation;
  • Figure 7 shows a second embodiment of a high-pressure fuel accumulator according to the invention in longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a high-pressure fuel accumulator which comprises an elongate, tubular housing 1.
  • a through hole 2 forms a storage space for the fuel in the tubular housing 1.
  • Through hole 2 is closed at both ends by means of sealing plugs 3 and 4 in a pressure-tight manner.
  • the housing 1 is equipped with a series of connections 5-10.
  • the connections 5 - 10 serve to connect the high-pressure fuel accumulator with the
  • High pressure pump and the individual injectors are used to fasten the high-pressure fuel reservoir to the internal combustion engine.
  • fastening elements 11-13 are attached to the housing 1, which are used to fasten the high-pressure fuel reservoir to the internal combustion engine.
  • Vibration damping device 14 clamped between the two locking screws 3 and 4.
  • the vibration damping device 14 can only be clamped on one side or supported radially.
  • FIGS. 2-6 Different variants of the vibration damping device 14 are shown in FIGS. 2-6.
  • FIG. 2 shows the vibration damping device 14 from FIG. 1 in isolation.
  • the vibration damping device 14 is a coiled sheet.
  • Vibration damping device can also comprise an axis 16 on which transverse walls 17 are arranged at an even spacing. In order to allow fuel to pass through, several openings 18 are provided in the transverse walls 17.
  • FIG. 4 shows a vibration damping device which is formed by a wire winding 20.
  • the wire coil 20 comprises a plurality of wires which are intertwined irregularly. Sufficient clearance is provided between the individual wires to allow fuel to pass through.
  • the vibration damping device shown in FIG. 5 is formed by a sheet metal strip 22 which is provided with a series of openings, of which only two are given the reference numerals 23 and 24 in FIG. 5, for example.
  • the openings 23 and 24 are formed by folding out pieces of sheet metal 25 and 26.
  • the folded-out sheet metal pieces 25 and 26 form guide vanes for the fuel located in the high-pressure fuel accumulator.
  • the vibration damping device shown in FIG. 6 is formed by a tube 30 made of sheet metal.
  • a plurality of bores 31-33 are arranged in the tube 30.
  • a plurality of tabs 34-36 from the

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mehreren Anschlussöffnungen (5 - 10), insbesondere Anschlussöfnungen für die Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff sowie Anschlussöffnungen für Sensoren und Ventile usw.. Um die Festigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers zu erhöhen, ist der Kraftstoffhochdruckspeicher mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung (14) ausgestattet.

Description

Kraftstoffhochdruckspeicher
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mehreren Anschlussöffnungen, insbesondere Anschlussöffnungen für die Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff sowie Anschlussöffnungen für Sensoren und Ventile usw..
In Common-Rail-Einspritzsystemen fördert eine Hochdruckpumpe, eventuell unter Zuhilfenahme einer Vorförderpumpe, den einzuspritzenden Kraftstoff aus einem Tank in den zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher, der als Common-Rail bezeichnet wird. Von dem Rail führen Hochdruckleitungen zu den einzelnen Injektoren, die den Motorzylindern zugeordnet sind. Die Injektoren werden in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der
Brennkraftmaschine einzeln von der Motorelektronik angesteuert, um Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Durch den Kraftstoffhochdruckspeicher sind die Druckerzeugung und die Einspritzung voneinander entkoppelt.
Ein herkömmlicher Kraftstoffhochdruckspeicher ist z.B. in der DE 196 40 480 beschrieben. Der bekannte Kraftstoffhochdruckspeicher besteht aus einem langgestreckten, rohrförmigen Körper mit mehreren
Anschlüssen zur Versorgung von Kraftstoffeinspritzventilen, die auch als Injektoren bezeichnet werden. Der rohrförmige Körper hat gleichzeitig die Funktion der
Schwingungsdämpfung über sein Volumen und die Funktion der Verteilung des Kraftstoffs über die Anschlüsse. Je nach Abstimmung im System treten, insbesondere bei einem kleinen Rohrinnendurchmesser und einer großen Rohrlänge,
Druckschwingungen auf. Die Druckschwingungen führen dazu, dass manche Injektoren infolge der Ausbildung einer stehenden Welle zu wenig einspritzen. Außerdem können im Rail hin und her laufende Druckwellen dazu führen, dass die Injektoren abwechselnd oder stochastisch eine zu geringe
Kraftstoffmenge einspritzen. Um die Schwingungen im Rail zu dämpfen, wird ein relativ großes Volumen benötigt. Das große Volumen erschwert und verteuert die hochdruckfeste Auslegung des Rails.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Kraftstoffhochdruckspeicher der eingangs geschilderten Art mit einer höheren Festigkeit und einer längeren Lebensdauer als herkömmlicher Kraftstoffhochdruckspeicher bereitzustellen. Der erfindungsgemäße
Kraftstoffhochdruckspeicher soll aber dennoch einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail -Kraftstofffeinspritzsystem einer
Brennkraftmaschine, mit mehreren Anschlussöffnungen, insbesondere Anschlussöffnungen für die Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff sowie Anschlussöffnungen für Sensoren und Ventile usw., dadurch gelöst, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher mit einer
Schwingungsdämpfungseinrichtung ausgestattet ist. Durch die Schwingungsdämpfungseinrichtung kann das Volumen des Kraftstoffhochdruckspeichers deutlich reduziert werden. Dadurch werden die im Betrieb auftretenden Oberschwingungen gedämpft, wodurch die Hochdruckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers erhöht wird. Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung von Störgeometrien gebildet wird. Durch die Störgeometrien wird die Ausbreitung von Druckwellen in dem Kraftstoffhochdruckspeicher zumindest behindert. Die
Störgeometrien können unterschiedlich ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die Störgeometrien von separaten Teilen gebildet werden. Es ist aber auch möglich, dass die Störgeometrien einstückig mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher ausgebildet sind.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Kraftstoffhochdruckspeicher ein Gehäuse mit einem Innenraum umfasst, in dem die Störgeometrien aufggenommen sind. Der Innenraum kann z.B. von einer Bohrung gebildet werden. Die Bohrung kann als Durchgangsbohrung oder als Sackloch ausgebildet sein. Das bzw. die offenen Enden der Bohrung können nach dem Einsetzen der Störgeometrie mit entsprechenden Verschlusselementen hochdruckdicht verschlossen werden. Alternativ kann der Innenraum von einem kugelförmigen Raum gebildet werden. Bei einem kugelförmigen Innenraum wird das Einsetzen der Störgeometrien durch ein zweiteiliges Gehäuse ermöglicht.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Störgeometrien von mindestens einem gewendelten Blech, einer Achse mit darauf angeordneten durchbrochenen Querwänden, einem Drahtwickel, mindestens einem Blechstreifen mit Durchbrüchen und/oder einem Rohr mit Durchbrüchen gebildet werden. Bei der Gestaltung der Störgeometrien ist zu beachten, dass durch die Störgeometrien das Volumen des
Kraftstoffhochdruckspeichers verkleinert wird. Es sind also wenig voluminöse Störgeometrien vorzuziehen.
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Kraftstoffhochdruckspeichers bzw. der Buchse erfolgen kann.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zur Feder gewandte Seite der Durchgangsbohrung mit einer
Strömungsbegünstigungseinrichtung ausgestattet ist. Bei der Strömungsbegünstigungseinrichtung kann es sich z.B. um eine Rundung oder eine Senkung handeln. Die andere Seite der Durchgangsbohrung kann scharfkantig ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, dass die Ausweichbewegung des Kolbens bei einem im Kraftstoffhochdruckspeicher auftretenden Druckstoß gegen die Feder erfolgt.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausweichkolben durch die
Feder gegen einen Hubanschlag vorgespannt ist. Dadurch wird erreicht, dass in Abhängigkeit von der Druckdifferenz nur Druckstöße ab einer bestimmten Stärke gedämpft werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers im Längsschnitt; Figuren 2 bis 6 verschiedene Varianten der in Figur 1 verwendeten Schwingungsdämpfungseinrichtung in separater Darstellung;
Figur 7 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers im Längsschnitt; und
Figuren 8 bis 10 jeweils einen Ausschnitt von weiteren
Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruckspeichers .
In Figur 1 ist ein Kraftstoffhochdruckspeicher dargestellt, der ein langgestrecktes, rohrformiges Gehäuse 1 umfass . In dem rohrförmigen Gehäuse 1 bildet eine Durchgangsbohrung 2 einen Speicherraum für den Kraftstoff. Die
Durchgangsbohrung 2 ist an ihren beiden Enden mit Hilfe von Verschlussstopfen 3 und 4 hochdruckdicht verschlossen. Außerdem ist das Gehäuse 1 mit einer Reihe von Anschlüssen 5 - 10 ausgestattet. Die Anschlüsse 5 - 10 dienen zur Verbindung des Kraftstoffhochdruckspeichers mit der
Hochdruckpumpe und den einzelnen Injektoren. Darüber hinaus sind an dem Gehäuse 1 mehrere Befestigungselemente 11 - 13 angebracht, die zur Befestigung des Kraftstoffhochdruckspeichers an der Brennkraftmaschine dienen.
In der Durchgangsbohrung 2 ist eine
Schwingungsdämpfungseinrichtung 14 zwischen den beiden Verschlussschrauben 3 und 4 eingespannt. Selbstverständlich kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung 14 auch nur einseitig eingespannt sein bzw. sich radial abstützen. In den Figur 2 - 6 sind verschiedene Varianten der Schwingungsdämpfungseinrichtung 14 dargestellt. In Figur 2 sieht man die Schwingungsdämpfungseinrichtung 14 aus Figur 1 in Alleinstellung. Wie man sieht, handelt es sich bei der Schwingungsdämpfungseinrichtung 14 um ein gewendeltes Blech.
In Figur 3 sieht man, dass die
Schwingungsdämpfungseinrichtung auch eine Achse 16 umfassen kann, auf der gleichmäßig beabstandet Querwände 17 angeordnet sind. Um den Durchtritt von Kraftstoff zu ermöglichen, sind in den Querwänden 17 mehrere Durchbrüche 18 vorgesehen.
In Figur 4 ist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung dargestellt, die von einem Drahtwickel 20 gebildet wird. Der Drahtwickel 20 umfasst mehrere Drähte, die unregelmäßig miteinander verflochten sind. Dabei ist zwischen den einzelnen Drähten ausreichend Spielraum vorgesehen, um den Durchtritt von Kraftstoff zu ermöglichen.
Die in Figur 5 dargestellte Schwingungsdämpfungseinrichtung wird von einem Blechstreifen 22 gebildet, der mit einer Reihe von Durchbrüchen versehen ist, von denen in Figur 5 nur zwei beipielhaft mit den Bezugszeichen 23 und 24 versehen sind. Dabei werden die Durchbrüche 23 und 24 durch das Herausklappen von Blechstücken 25 und 26 gebildet. Die herausgeklappten Blechstücke 25 und 26 bilden Leitschaufeln für den im Kraftstoffhochdruckspeicher befindlichen Kraftstoff.
Die in Figur 6 dargestellte Schwingungsdämpfungseinrichtung wird von einem Rohr 30 aus Blech gebildet. In dem Rohr 30 sind eine Vielzahl von Bohrungen 31 - 33 angeordnet. Außerdem sind eine Vielzahl von Laschen 34 - 36 aus der
Mantelfläche des Rohres 30 nach außen geklappt. Die
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Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-
Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mehreren Anschlussöffnungen (5 - 10), insbesondere Anschlussöffnungen für die Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff sowie Anschlussöffnungen für Sensoren und Ventile usw. , dadurch gekennzeichnet, dass der
Kra tstoffhochdruckspeicher mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung (14) ausgestattet ist.
2. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung
(14) von Störgeometrien gebildet wird.
3. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher ein Gehäuse (1) mit einem Innenraum (2) umfasst, in dem die Störgeometrien aufgenommen sind.
4. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Störgeometrien von mindestens einem gewendelten Blech (14) , einer Achse (16) mit darauf angeordneten durchbrochenen Querwänden (17) , einem Drahtwickel (20) , mindestens einem Blechstreifen (22) mit Durchbrüchen (23, 24) und/oder einem Rohr (30) mit Durchbrüchen (31 - 33) gebildet werden.
5. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Störgeometrien durch die Anschlussöffnungen (5 - 10) oder durch zusätzliche Öffnungen (41) von außen in den Innenraum (2) des Gehäuses (1) ragen.
6. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung von mindestens einem Ausweichkolben (50) gebildet wird, der gegen eine Feder (51) hin und her bewegbar in dem Kraftstoffhochdruckspeicher aufgenommen ist.
7. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung von mindestens einem Ausweichkolben (50) gebildet wird, der gegen eine Feder (51) hin und her bewegbar in mindestens einer Buchse (65) aufgenommen ist, die an dem Kraftstoffhochdruckspeicher angebracht ist.
8. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausweichkolben (50) mit einem Durchgangsloch (52) versehen ist.
9. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Feder (51) gewandte
Seite der Durchgangsbohrung (52) mit einer Strömungsbegünstigungseinrichtung (55) ausgestattet ist.
10. Kraftstoffhochdruckspeicher nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausweichkolben
(50) durch die Feder (51) gegen einen Hubanschlag (60) vorgespannt ist .
EP00969187A 1999-09-08 2000-08-18 Kraftstoffhochdruckspeicher Expired - Lifetime EP1129285B1 (de)

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DE19942855A DE19942855A1 (de) 1999-09-08 1999-09-08 Kraftstoffhochdruckspeicher
PCT/DE2000/002820 WO2001018385A1 (de) 1999-09-08 2000-08-18 Kraftstoffhochdruckspeicher

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EP1129285A1 true EP1129285A1 (de) 2001-09-05
EP1129285B1 EP1129285B1 (de) 2005-11-09

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ID=7921199

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EP00969187A Expired - Lifetime EP1129285B1 (de) 1999-09-08 2000-08-18 Kraftstoffhochdruckspeicher

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EP (1) EP1129285B1 (de)
JP (1) JP2003508682A (de)
CZ (1) CZ296982B6 (de)
DE (2) DE19942855A1 (de)
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