EP1256713A2 - Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem mit Funktionstrennung von Volumenspeicher und Verteilerstück - Google Patents

Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem mit Funktionstrennung von Volumenspeicher und Verteilerstück Download PDF

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EP1256713A2
EP1256713A2 EP02100452A EP02100452A EP1256713A2 EP 1256713 A2 EP1256713 A2 EP 1256713A2 EP 02100452 A EP02100452 A EP 02100452A EP 02100452 A EP02100452 A EP 02100452A EP 1256713 A2 EP1256713 A2 EP 1256713A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection device
volume storage
storage element
distributor element
distributor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02100452A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1256713A3 (de
Inventor
Christian Taudt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1256713A2 publication Critical patent/EP1256713A2/de
Publication of EP1256713A3 publication Critical patent/EP1256713A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an injection device for a storage injection system with functional separation of volume storage and distributor, in particular in a common rail system.
  • Accumulator injection systems e.g. Common rail systems known from the prior art.
  • the accumulator injection system meet different requirements. Two The main requirements are the realization of a high Storage volume for damping hydraulic vibrations and the distribution of fuel flow across all injectors. Sufficient fatigue strength must also be maintained the high operating pressure can be ensured and tensions minimized in the material as possible.
  • the memory injection system includes in particular a rail 12, which connected to a high-pressure pump 10 via a line 9 is. Furthermore, several cross holes 5 are provided on the rail, which lead from a memory 7 to the injectors 3. Consequently the rail 12 simultaneously fulfills the storage function as also the distribution function in the storage injection system. To do this must have sufficient permanent compressive strength small inner diameter or large wall thicknesses provided become. In addition, rounding of intersections of holes is particularly important executed, especially on the intersections 13 between the memory 7 and the cross holes 5. There are high material loads at these points, since in the intersection area from the storage 7 to the outgoing ones Cross holes 5 unfavorable superimpositions of high voltages occur. Therefore, expensive materials with high
  • the injection device according to the invention for a storage injection system includes a volume storage element with a volume memory for a volume memory function and a distributor element for a distributor function to injectors the injector.
  • the volume storage function and the distributor function according to the invention spatially apart Cut.
  • the connections of Lines on the volume storage element or on the distributor element structurally much more variable and the volume storage element and the distributor element can be shorter and / or be made smaller.
  • the material tensions on the volume storage element the elimination of the cross holes significantly reduced.
  • the material tensions in the distributor element are also clear reduced because of a much smaller center hole in the distributor element can be used.
  • volume storage element and the distribution element integrally formed as a component. Consequently a compact injector can be provided in which the volume storage element and the distribution element are immediately adjacent to each other.
  • the volume storage element and the distribution element formed as two separate components.
  • the two components can be accommodated more flexibly in the engine compartment and there are further degrees of freedom with regard to the arrangement of lines on the two components.
  • the individual components can be even cheaper getting produced.
  • the volume storage element from a high-strength drawn tube in particular can be produced inexpensively.
  • the distributor element preferably has a central bore and several cross holes, which have the same diameter exhibit. This can cause tension in the material Transition area between the center hole and the cross holes be kept particularly low.
  • the distributor element To the injection pressure in the distributor element as accurately as possible to be able to adjust is the distributor element with the volume storage element preferably via a connecting line connected, which can be designed as a throttle. Thereby a defined pressure can be set in the distributor element become.
  • the distributor element is immediately on Volume storage element attached. This can e.g. by means of a Screwing take place in which the one component in the other component is screwed in.
  • the transverse bores on the distributor element are advantageous starting from arranged in one plane from a point on the center hole. This allows the cross holes e.g. cruciform or arranged in a star shape. This can continue the distributor element are made very short because the Cross holes are not arranged in a line next to each other are.
  • the center hole in the distributor element is preferred designed as a blind hole with rounded corners.
  • the cross bores in the area are particularly preferred the floor rounding arranged. This makes the cross holes easily accessible for edge rounding.
  • the distributor element between a line arranged by a high pressure pump and the volume storage element.
  • the volume storage element is further preferred designed as a blind hole. This enables a higher possible Pressure load on the volume storage element.
  • connection between the line from the High pressure pump and the center hole of the distributor element designed as a throttle. This can make it a relatively stable one Pressure in the center hole are made possible.
  • all cross holes are designed as chokes. So can an accurate damping of the injection pressure applied to the injectors be made.
  • the distributor element and the volume storage element exclusively by means of exciting machining can be produced because of the spatial Separation of volume storage function and distribution function the stresses in the individual components are reduced can.
  • a high-strength material is particularly preferred used.
  • a forging process or a Welding process can be dispensed with.
  • a pressure measurement for the injection device is preferably carried out by means of a strain measurement. Particularly preferred becomes the strain measurement on the outer surface of the volume storage element carried out by means of strain gauges, because the greatest stretching processes occur here.
  • FIGS. 1 and 2 first embodiment according to the present invention described.
  • the injection device comprises a volume storage element for a storage injection system 1 and a distributor element 2.
  • the volume storage element 1 and the distributor element 2 are separate Components formed and with each other via a connecting line 6 connected.
  • the volume storage element 1 is formed as a cylindrical body and includes a volume storage 7 for storing pressurized Fuel.
  • the fuel is supplied via a line 9 from a High pressure pump 10 supplied.
  • the distributor element 2 has one central center hole 4 and several cross holes going from it 5 on.
  • the cross bores 5 are above lines in connection with the injectors 3 of the injection device (see FIG. 1) and feed 3 fuel to each injector.
  • the connecting line 6 between the volume storage element 1 and the distributor element 2 can be designed as a throttle be so that a predetermined pressure in the distributor element 2 for a fuel injection.
  • the separation of functions between the volume storage element according to the invention 1 un distributor element 2 can thus be a hydraulic damping take place in the volume storage element 1.
  • the material stresses occurring in the prior art the transition points to the cross holes can be prevented because the holes in the distributor element are 2 small diameters exhibit.
  • the cross holes are the same size or only slightly smaller than the center hole. Thereby the time-consuming rounding of the transition points can also be omitted, which significantly reduces manufacturing costs. All holes can also be simply exciting machining and durability of the component afterwards by applying residual compressive stresses e.g. extended by shot peening or auto-fretting become.
  • the connections on the distributor element 2 can be essential be made more variable and the individual components can be arranged more flexibly in the engine compartment. So is optimal adaptation of the components according to the invention Geometry, material and manufacturing processes possible. Furthermore, the necessary rail volume of the volume storage element 1 "modular" by providing various Volume storage elements with different volumes can be adapted to different engines, always uses the same distributor element and other identical components can be.
  • the second embodiment corresponds essentially to that first embodiment, so that only differences below be described in detail.
  • the volume storage element 1 is in contrast to the first embodiment, the volume storage element 1 attached directly to the distributor element 2.
  • an internal thread is formed on the volume storage element 1, into which the distributor element 2 is screwed.
  • the volume storage element 1 and the distribution element 2 arranged immediately adjacent to each other, so that a particularly compact injection device is provided becomes.
  • the second embodiment corresponds to that first embodiment, so that on the description given there can be referred.
  • the third embodiment corresponds essentially to that second embodiment, so that only differences below be described in detail.
  • a Connection line 6 between the volume storage element 1 and the distributor element 2 can be designed as a throttle his.
  • the third embodiment corresponds to that second embodiment, so that given there Description can be referenced.
  • FIGS. 5 to 8 fourth embodiment according to the present invention described.
  • the same or functionally the same parts are included with the same reference numerals as in the previous embodiment designated.
  • the fourth embodiment corresponds essentially to that third embodiment, so that only differences below be described in detail.
  • the connections to the injectors 3 cross-shaped arranged. This is in the sectional view in FIG. 6 better represented.
  • the cross holes 5 are based on a point at the center hole in one plane (in FIG. 5 arranged in the section plane VI-VI).
  • the distribution element 2 with a very short axial extent be so that the injector is even more compact is constructed.
  • FIGS. 7 and 8 show variants for a possible arrangement of the connections for the injectors. In figure 7 they are arranged in a star shape and in FIG. 8 they are Arranged in a T-shape. Otherwise the fourth embodiment corresponds the third embodiment, so that on the description given there can be referenced.
  • a fifth is described below with reference to FIG Embodiment described according to the present invention.
  • the same or functionally the same parts are included with the same reference numerals as in the previous exemplary embodiments designated.
  • the fifth embodiment corresponds essentially to that previous embodiments, so that only differences below be described in detail.
  • the center hole 4 is different from the previous embodiments the center hole 4 as a blind hole with a slightly enlarged Diameter formed.
  • the transverse bores 5 are arranged.
  • the cross holes are rounded easily accessible.
  • the injector connections all in the axial direction of the injector to be ordered.
  • the fifth embodiment corresponds the previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.
  • the distributor element 2 between the line 9 from the high pressure pump 10 and the volume storage element 1 is arranged.
  • the connections for the injectors 3 are still arranged laterally on the distributor element 2.
  • a connection 11 between the line 9 and the distributor element 2 can be designed as a choke. Otherwise it corresponds sixth embodiment the previous embodiments, so that reference is made to the description there can.
  • a seventh is described below with reference to FIG Embodiment described according to the present invention.
  • the same or functionally the same parts are included with the same reference numerals as in the previous exemplary embodiments designated.
  • the seventh embodiment corresponds essentially to that second embodiment, in contrast to the second Embodiment the volume storage element and the distributor element are arranged in a single component 14. This minimizes the possibility of leakage on component 14. Nevertheless, the one-piece component 14 has an inventive one Separation of duties due to the volume storage element is formed in a first region of the component 14 and the distributor element in a second region of the component 14 is formed. Otherwise, the seventh embodiment corresponds the second embodiment, so that there Description can be referenced.
  • a pressure sensor e.g. radial or axial be arranged on the distributor element 2 or on the pump side can. It is also possible that a pressure measurement also e.g. strain gauges are carried out on the Are arranged outside of the volume storage element 1.
  • the present invention relates to an injection device for a memory injection system a volume storage element 1 with a volume storage 7 for a volume storage function of fuel and a distributor element 2 for a distributor function from fuel to injectors 3 of the injector.
  • the volume storage function and the distribution function are spatially separated from each other, whereby the material loads are significantly reduced can be.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem umfassend ein Volumenspeicherelement (1) mit einem Volumenspeicher (7) für eine Volumenspeicherfunktion von Kraftstoff und ein Verteilerelement (2) für eine Verteilerfunktion von Kraftstoff zu Injektoren (3) der Einspritzvorrichtung. Die Volumenspeicherfunktion und die Verteilerfunktion sind räumlich voneinander getrennt, wodurch die Materialbelastungen deutlich reduziert werden können. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem mit Funktionstrennung von Volumenspeicher und Verteilerstück, insbesondere in einem Common-Rail-System.
Speichereinspritzsysteme, wie z.B. Common-Rail-Systeme, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei muss das Speichereinspritzsystem verschiedenen Anforderungen genügen. Zwei Hauptanforderungen sind hierbei die Realisierung eines hohen Speichervolumens zur Dämpfung von hydraulischen Schwingungen und die Verteilung des Kraftstoffstromes auf alle Injektoren. Dabei muss weiterhin eine ausreichende Dauerfestigkeit gegen den hohen Betriebsdruck sichergestellt werden und Spannungen im Material möglichst minimiert werden.
Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Speichereinspritzsystem ist beispielsweise aus Figur 12 ersichtlich. Das Speichereinspritzsystem umfasst insbesondere ein Rail 12, welches über eine Leitung 9 mit einer Hochdruckpumpe 10 verbunden ist. Weiter sind am Rail mehrere Querbohrungen 5 vorgesehen, welche von einem Speicher 7 zu den Injektoren 3 führen. Somit erfüllt das Rail 12 gleichzeitig die Speicherfunktion als auch die Verteilfunktion im Speichereinspritzsystem. Um hierbei eine ausreichende Dauerdruckfestigkeit zu erreichen müssen kleine innere Durchmesser bzw. große Wandstärken vorgesehen werden. Weiter werden insbesondere Verrundungen von Bohrungsverschneidungen ausgeführt, insbesondere an den Verschneidungen 13 zwischen dem Speicher 7 und den Querbohrungen 5. An diesen Stellen kommt es zu hohen Materialbelastungen, da im Verschneidungsbereich vom Speicher 7 zu den davon abgehenden Querbohrungen 5 ungünstige Überlagerungen großer Spannungen auftreten. Daher werden teuere Werkstoffe mit hoher
Festigkeit bei guter Schmiedbarkeit bzw. Schweißbarkeit verwendet. Weiter muss ein hoher Bearbeitungsaufwand und eine hohe Prozesssicherheit bei der Herstellung sichergestellt werden. Dies verteuert sowohl die Materialkosten als auch die Herstellungskosten der bekannten Speichereinspritzsysteme.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit insbesondere die Materialbelastungen der Bauteile der Einspritzvorrichtung reduziert.
Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem umfasst ein Volumenspeicherelement mit einem Volumenspeicher für eine Volumenspeicherfunktion und ein Verteilerelement für eine Verteilerfunktion zu Injektoren der Einspritzvorrichtung. Dabei sind die Volumenspeicherfunktion und die Verteilerfunktion erfindungsgemäß räumlich voneinander getrennt. Somit werden erfindungsgemäß die Funktionen "Volumen bzw. Druck speichern" und "Kraftstoff verteilen" voneinander getrennt. Dadurch ist eine optimale Anpassung der jeweils eine Funktion übernehmenden Bauteile an ihre jeweilige Funktion möglich. Somit ist insbesondere eine sehr kostengünstige Herstellung durch Einsatz von kostengünstigen Fertigungsverfahren möglich. Weiterhin ist eine individuelle Anpassung des Volumens des Volumenspeicherelements an unterschiedliche Motoren möglich. Auch können die Anschlüsse von Leitungen am Volumenspeicherelement bzw. am Verteilerelement konstruktiv wesentlich variabler gestaltet werden und das Volumenspeicherelement sowie das Verteilerelement können kürzer und/oder kleiner ausgebildet werden. Erfindungsgemäß sind somit die Materialspannungen am Volumenspeicherelement durch den Wegfall der Querbohrungen deutlich vermindert. Die Materialspannungen im Verteilerelement sind ebenfalls deutlich verringert, da eine wesentlich kleinere Mittelbohrung im Verteilerelement verwendet werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind das Volumenspeicherelement und das Verteilerelement einstückig als ein Bauteil ausgebildet. Somit kann eine kompakte Einspritzvorrichtung bereitgestellt werden, in der das Volumenspeicherelement und das Verteilerelement unmittelbar zueinander benachbart sind.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind das Volumenspeicherelement und das Verteilerelement als zwei separate Bauteile ausgebildet. Dadurch können die beiden Bauteile variabler im Motorraum untergebracht werden und es ergeben sich weitere Freiheitsgrade hinsichtlich der Anordnung von Leitungen an den beiden Bauteilen. Weiterhin können die einzelnen Bauteile noch kostengünstiger hergestellt werden. Beispielsweise kann das Volumenspeicherelement aus einem hochfesten gezogenen Rohr besonders kostengünstig hergestellt werden.
Vorzugsweise weist das Verteilerelement eine Mittelbohrung und mehrere Querbohrungen auf, welche den gleichen Durchmesser aufweisen. Dadurch können die Spannungen im Material am Übergangsbereich zwischen der Mittelbohrung und den Querbohrungen besonders gering gehalten werden.
Um den Einspritzdruck im Verteilerelement möglichst genau einstellen zu können ist das Verteilerelement mit dem Volumenspeicherelement bevorzugt über eine Verbindungsleitung verbunden, welche als Drossel ausgebildet sein kann. Dadurch kann im Verteilerelement ein definierter Druck eingestellt werden.
Um auch bei einer Ausbildung der Einspritzvorrichtung in zwei separaten Bauteilen eine möglichst kompakte Einspritzvorrichtung bereitzustellen, ist das Verteilerelement unmittelbar am Volumenspeicherelement befestigt. Dies kann z.B. mittels einer Verschraubung erfolgen, bei der das eine Bauteil in das andere Bauteil eingeschraubt ist.
Vorteilhaft sind die Querbohrungen am Verteilerelement ausgehend von einem Punkt an der Mittelbohrung in einer Ebene angeordnet. Dadurch können die Querbohrungen z.B. kreuzförmig oder sternförmig angeordnet werden. Dadurch kann weiterhin das Verteilerelement sehr kurz ausgebildet werden, da die Querbohrungen nicht in einer Linie nebeneinander angeordnet sind.
Um eine höhere Druckbelastbarkeit des Verteilerelements zu ermöglichen, ist die Mittelbohrung im Verteilerelement vorzugsweise als Sackloch mit Bodenverrundung ausgebildet.
Besonders bevorzugt sind dabei die Querbohrungen im Bereich der Bodenverrundung angeordnet. Dadurch sind die Querbohrungen für eine Kantenverrundung gut zugänglich.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Verteilerelement zwischen einer Leitung von einer Hochdruckpumpe und dem Volumenspeicherelement angeordnet. Weiter bevorzugt ist das Volumenspeicherelement dabei als Sackloch ausgebildet. Dies ermöglicht eine höhere mögliche Druckbelastung des Volumenspeicherelement.
Vorzugsweise ist eine Verbindung zwischen der Leitung von der Hochdruckpumpe und der Mittelbohrung des Verteilerelements als Drossel ausgebildet. Dadurch kann ein relativ stabiler Druck in der Mittelbohrung ermöglicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind alle Querbohrungen als Drosseln ausgebildet. Somit kann eine genaue Dämpfung des an den Injektoren anliegenden Einspritzdrucks vorgenommen werden.
Vorzugsweise werden alle als Drossel vorgesehene Bohrungen mittels Erodieren hergestellt, so dass sie kostengünstig bei hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden können.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin möglich, dass das Verteilerelement und das Volumenspeicherelement ausschließlich mittels spannender Bearbeitung hergestellt werden, da durch die räumliche Trennung von Volumenspeicherfunktion und Verteilfunktion die Spannungen in den einzelnen Bauteilen verringert werden können. Besonders bevorzugt wird ein hochfestes Material verwendet. Somit kann auf einen Schmiedevorgang oder einen Schweißvorgang verzichtet werden.
Vorzugsweise erfolgt eine Druckmessung für die Einspritzvorrichtung mittels einer Dehnungsmessung. Besonders bevorzugt wird die Dehnungsmessung an der äußeren Oberfläche des Volumenspeicherelements mittels Dehnungsmessstreifen ausgeführt, da hier die größten Dehnungsvorgänge auftreten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • Figur 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in Figur 1,
  • Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • Figur 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • Figur 5 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • Figuren 6 bis 8 schematische Schnittansichten von im vierten Ausführungsbeispiel verwendbaren Verteilerelementen,
  • Figur 9 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • Figur 10 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • Figur 11 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
  • Figur 12 eine schematische Querschnittsansicht einer Einspritzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
    • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
    Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem ein Volumenspeicherelement 1 und ein Verteilerelement 2. Das Volumenspeicherelement 1 und das Verteilerelement 2 sind als separate Bauteile ausgebildet und miteinander über eine Verbindungsleitung 6 verbunden. Das Volumenspeicherelement 1 ist als zylinderförmiger Körper ausgebildet und umfasst einen Volumenspeicher 7 zum Speichern von unter Druck stehendem Kraftstoff. Der Kraftstoff wird über eine Leitung 9 von einer Hochdruckpumpe 10 zugeführt. Das Verteilerelement 2 weist eine zentrale Mittelbohrung 4 und mehrere davon abgehende Querbohrungen 5 auf. Die Querbohrungen 5 stehen über Leitungen mit den Injektoren 3 der Einspritzvorrichtung in Verbindung (vgl. Figur 1) und führen jedem Injektor 3 Kraftstoff zu.
    In der Schnittansicht von Figur 2 sind die mittig versetzte Mittelbohrung 4 und die Querbohrung 5 vergrößert dargestellt. An der Querbohrung 5 ist ein Innengewinde vorgesehen, um einen Anschluss für eine Leitung zu einem Injektor 3 zu bilden. Die Querbohrung ist senkrecht zur Mittelbohrung eingebracht und die Vielzahl der Querbohrungen ist in einer Linie angeordnet (vgl. Figur 1).
    Die Verbindungsleitung 6 zwischen dem Volumenspeicherelement 1 und den Verteilerelement 2 kann als Drossel ausgebildet sein, so dass im Verteilerelement 2 ein vorbestimmter Druck für eine Kraftstoffeinspritzung anliegt.
    Durch die erfindungsgemäße Funktionstrennung zwischen Volumenspeicherelement 1 un Verteilerelement 2 kann somit eine hydraulische Dämpfung im Volumenspeicherelement 1 erfolgen. Die im Stand der Technik auftretenden Materialspannungen an den Übergangsstellen zu den Querbohrungen können verhindert werden, da die Bohrungen im Verteilerelement 2 kleine Durchmesser aufweisen. Dabei sind die Querbohrungen gleich groß oder nur unwesentlich kleiner als die Mittelbohrung. Dadurch kann auch die aufwändige Verrundung der Übergangsstellen entfallen, wodurch sich die Herstellungskosten signifikant verringern. Dabei können alle Bohrungen auch einfach nur mittels spannender Bearbeitung hergestellt werden und die Lebensdauer des Bauteils anschließend mittels Einbringen von Druckeigenspannungen z.B. durch Kugelstrahlen oder Autofrettieren verlängert werden.
    Da im ersten Ausführungsbeispiel zwei separate Bauteile für das Volumenspeicherelement 1 und das Verteilerelement 2 vorgesehen sind, können die Anschlüsse am Verteilerelement 2 wesentlich variabler gestaltet werden und die einzelnen Bauteile können variabler im Motorraum angeordnet werden. Somit ist erfindungsgemäß eine optimale Anpassung der Bauteile hinsichtlich Geometrie, Material und Fertigungsverfahren möglich. Weiterhin kann das notwendige Railvolumen des Volumenspeicherelements 1 "baukastenmäßig" durch Bereitstellen verschiedener Volumenspeicherelemente mit unterschiedlichen Volumen an verschiedene Motoren angepasst werden, wobei immer das gleiche Verteilerelement und andere gleich Bauteile verwendet werden können.
    Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorherigen Ausführungsbeispiel bezeichnet.
    Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass nachfolgend nur Unterschiede im Detail beschrieben werden. Wie in Figur 3 gezeigt, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel das Volumenspeicherelement 1 direkt am Verteilerelement 2 befestigt. Dazu ist am Volumenspeicherelement 1 ein Innengewinde ausgebildet, in welches das Verteilerelement 2 eingeschraubt ist. Somit sind das Volumenspeicherelement 1 und das Verteilerelement 2 unmittelbar benachbart zueinander angeordnet, so dass eine besonders kompakte Einspritzvorrichtung bereitgestellt wird. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
    Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorherigen Ausführungsbeispiel bezeichnet.
    Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass nachfolgend nur Unterschiede im Detail beschrieben werden. Wie in Figur 4 gezeigt, ist im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel das Volumenspeicherelement 1 an einer Längsseite des Verteilerelement 2 gegenüber den Querbohrungen 5 angeordnet. Dadurch kann die axiale Länge der Einspritzvorrichtung verringert werden. Eine Verbindungsleitung 6 zwischen dem Volumenspeicherelement 1 und dem Verteilerelement 2 kann dabei als Drossel ausgebildet sein. Ansonsten entspricht das dritte Ausführungsbeispiel dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
    Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 5 bis 8 ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorherigen Ausführungsbeispiel bezeichnet.
    Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel, so dass nachfolgend nur Unterschiede im Detail beschrieben werden. Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel sind beim vierten Ausführungsbeispiel in Figur 5 die Anschlüsse zu den Injektoren 3 kreuzförmig angeordnet. Dies ist in der Schnittdarstellung in Figur 6 besser dargestellt. Die Querbohrungen 5 sind ausgehend von einem Punkt an der Mittelbohrung in einer Ebene (in Figur 5 in der Schnittebene VI-VI) angeordnet. Somit kann das Verteilerelement 2 mit einer sehr kurzen Axialerstreckung ausgebildet werden, so dass die Einspritzvorrichtung noch kompakter aufgebaut ist.
    In den Figuren 7 und 8 sind Varianten für eine mögliche Anordnung der Anschlüsse für die Injektoren dargestellt. In Figur 7 sind sie sternförmig angeordnet und in Figur 8 sind sie T-förmig angeordnet. Ansonsten entspricht das vierte Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
    Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
    Das fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen den vorherigen Ausführungsbeispielen, so dass nachfolgend nur Unterschiede im Detail beschrieben werden. Wie in Figur 9 gezeigt, ist im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen die Mittelbohrung 4 als Sackloch mit einem etwas vergrößerten Durchmesser ausgebildet. Am Sacklochende ist eine Bodenverrundung 8 ausgebildet, in welcher die Querbohrungen 5 angeordnet sind. Dadurch sind die Querbohrungen einer Kantenverrundung gut zugänglich. Weiterhin können die Injektoranschlüsse alle in Axialrichtung der Einspritzvorrichtung angeordnet werden. Ansonsten entspricht das fünfte Ausführungsbeispiel den vorherigen Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
    Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 10 ein sechstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorherigen Ausführungsbeispiel bezeichnet.
    Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist beim sechsten Ausführungsbeispiel, wie in Figur 10 gezeigt, das Verteilerelement 2 zwischen der Leitung 9 von der Hochdruckpumpe 10 und dem Volumenspeicherelement 1 angeordnet. Dadurch ist es möglich, dass der Volumenspeicher 7 des Volumenspeicherelements 1 als Sackloch ausgebildet ist, wodurch weniger Leckagemöglichkeiten am Volumenspeicherelement 1 vorhanden sind. Die Anschlüsse für die Injektoren 3 sind weiterhin seitlich am Verteilerelement 2 angeordnet. Eine Verbindung 11 zwischen der Leitung 9 und dem Verteilerelement 2 kann als Drossel ausgebildet sein. Ansonsten entspricht das sechste Ausführungsbeispiel den vorherigen Ausführungsbeispielen, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann.
    Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 11 ein siebtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
    Das siebte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel das Volumenspeicherelement und das Verteilerelement in einem einzigen Bauteil 14 angeordnet sind. Dadurch sind die Leckagemöglichkeiten am Bauteil 14 minimiert. Trotzdem weist das einstückige Bauteil 14 eine erfindungsgemäße Funktionstrennung auf, da das Volumenspeicherelement in einem ersten Bereich des Bauteils 14 gebildet ist und das Verteilerelement in einem zweiten Bereich des Bauteils 14 gebildet ist. Ansonsten entspricht das siebte Ausführungsbeispiel dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann.
    Es sei angemerkt, dass ein Drucksensor z.B. radial oder axial am Verteilerelement 2 oder auch pumpenseitig angeordnet werden kann. Weiterhin ist es möglich, dass eine Druckmessung auch z.B. mittel Dehnungsmessstreifen erfolgt, welche an der Außenseite des Volumenspeicherelements 1 angeordnet sind.
    Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem umfassend ein Volumenspeicherelement 1 mit einem Volumenspeicher 7 für eine Volumenspeicherfunktion von Kraftstoff und ein Verteilerelement 2 für eine Verteilerfunktion von Kraftstoff zu Injektoren 3 der Einspritzvorrichtung. Die Volumenspeicherfunktion und die Verteilerfunktion sind räumlich voneinander getrennt, wodurch die Materialbelastungen deutlich reduziert werden können.
    Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

    Claims (17)

    1. Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem umfassend ein Volumenspeicherelement (1) mit einem Volumenspeicher (7) für eine Volumenspeicherfunktion von Kraftstoff und ein Verteilerelement (2) für eine Verteilerfunktion von Kraftstoff zu Injektoren (3) der Einspritzvorrichtung, wobei die Volumenspeicherfunktion und die Verteilerfunktion räumlich voneinander getrennt sind.
    2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenspeicherelement und das Verteilerelement einstückig als ein Bauteil (14) ausgebildet sind.
    3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenspeicherelement (1) und das Verteilerelement (2) als zwei separate Bauteile ausgebildet sind.
    4. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (2) eine Mittelbohrung (4) und mehrere Querbohrungen (5) zu den Injektoren (3) aufweist, welche den gleichen Durchmesser aufweisen.
    5. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (2) mit dem Volumenspeicherelement (1) über eine Verbindungsleitung (6) verbunden ist, welche als Drossel ausgebildet ist.
    6. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (2) unmittelbar am Volumenspeicherelement (1) befestigt ist.
    7. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrungen (5) am Verteilerelement (2) ausgehend von einem Punkt an der Mittelbohrung (4) in einer Ebene angeordnet sind.
    8. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelbohrung (4) im Verteilerelement (2) als Sackloch mit Bodenverrundung (8) ausgebildet ist.
    9. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrungen (5) im Bereich der Bodenverrundung (8) angeordnet sind.
    10. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (2) zwischen einer Leitung (9) von einer Hochdruckpumpe (10) und dem Volumenspeicherelement (1) angeordnet ist.
    11. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenspeicher (7) des Volumenspeicherelements (1) als Sackloch ausgebildet ist.
    12. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung (11) zwischen der Leitung (9) von der Hochdruckpumpe (10) und der Mittelbohrung (4) des Verteilerelements als Drossel ausgebildet ist.
    13. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass alle Querbohrungen (5) als Drosseln ausgebildet sind.
    14. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass alle als Drossel vorgesehene Bohrungen mittels Erodieren hergestellt sind.
    15. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (2) und das Volumenspeicherelement (1) ausschließlich mittels spannender Bearbeitung hergestellt sind.
    16. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmessung für die Einspritzvorrichtung mittels einer Dehnungsmessung erfolgt.
    17. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessung an der äußeren Oberfläche des Volumenspeicherelements (1) mittels Dehnungsmessstreifen ausgeführt wird.
    EP02100452A 2001-05-09 2002-05-07 Einspritzvorrichtung für ein Speichereinspritzsystem mit Funktionstrennung von Volumenspeicher und Verteilerstück Withdrawn EP1256713A3 (de)

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