EP3252299B1 - Kraftstoffdruckspeicher, einspritzsystem mit einem kraftstoffdruckspeicher und verfahren zum betreiben eines einspritzsystems mit einem kraftstoffdruckspeicher - Google Patents

Kraftstoffdruckspeicher, einspritzsystem mit einem kraftstoffdruckspeicher und verfahren zum betreiben eines einspritzsystems mit einem kraftstoffdruckspeicher Download PDF

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EP3252299B1
EP3252299B1 EP17166294.3A EP17166294A EP3252299B1 EP 3252299 B1 EP3252299 B1 EP 3252299B1 EP 17166294 A EP17166294 A EP 17166294A EP 3252299 B1 EP3252299 B1 EP 3252299B1
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EP
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fuel pressure
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pressure
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
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    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/27—Fuel-injection apparatus with filters

Definitions

  • the invention relates to a fuel pressure accumulator, an injection system with a fuel pressure accumulator and a method for operating an injection system with a fuel pressure accumulator, wherein the injection system is particularly suitable for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the known fuel pressure accumulator has a fuel storage space for storing fuel under high pressure. Furthermore, in addition to the pump and injector-side connections still recordings for add-on components available. In this case, usually the two add-on components rail pressure sensor and pressure control valve or pressure relief valve are attached to the fuel pressure accumulator.
  • the injection system in particular the injectors, are very sensitive to contaminants or particles.
  • the injection characteristic can be adversely affected by particles.
  • the fuel pressure accumulator according to the invention for internal combustion engines has a reservoir for collecting metal particles, which can also be selectively removed from the fuel storage space if required.
  • the fuel pressure accumulator for internal combustion engines for storing fuel under high pressure comprises a container wall and a fuel storage space formed in the container wall.
  • the fuel pressure accumulator has a supply port for supplying high-pressure fuel and a discharge port for discharging high-pressure fuel.
  • the fuel pressure accumulator has a magnetic device.
  • the fuel storage space includes adjacent to the magnetic device, a magnetic reservoir for collecting metal particles.
  • any metal particles or metal chips thereby accumulate in the magnetic reservoir and are not transported to hydraulically downstream components, such as injectors. If necessary, the metal particles can be flushed out via a hydraulic connection into a drainage channel. As a result, the service life of the injectors and all the downstream components of an injection system can be increased since virtually no metal particles enter the injectors or further components with the fuel from the fuel storage space.
  • the fuel pressure accumulator has a magnetic pressure valve for opening and closing a hydraulic connection from the fuel storage space to a drain passage.
  • the flow channel opens into a fuel low pressure system.
  • the pressure valve is designed as an electromagnetic valve with a solenoid.
  • the pressure valve in a simple manner, namely by energizing the magnetic coil, exert electromagnetic forces on the metal particles and thus hold them in the reservoir.
  • the hydraulic connection is closed when the solenoid is energized. With a blocked hydraulic connection in the drainage channel thus the electromagnetic forces act on the metal particles in the reservoir.
  • the pressure valve preferably opens when the solenoid is not energized.
  • the magnetic reservoir is formed as a circumferential groove in the container wall. This is a production engineering simple and effective execution of the reservoir.
  • the magnetic reservoir is formed as a longitudinal groove in the container wall. This, too, is a production engineering simple and at the same time effective execution of the reservoir.
  • the fuel pressure accumulator has means for detecting metal particles in the magnetic reservoir.
  • the fuel pressure accumulator has the magnetic, in particular electromagnetic pressure valve.
  • the metal particles change the magnetic field of the pressure valve.
  • a reservoir filled with metal particles can thus be detected. Subsequently, it can be initiated by appropriate control of the pressure valve so targeted Ab Kunststoffvortician.
  • a controller controls the pressure valve to open the hydraulic connection when the means for detecting metal particles signal exceeding a respective limit value. This prevents overfilling the reservoir with metal particles, which in turn would reduce the effectiveness of the fuel pressure accumulator as a particle separator.
  • the fuel pressure accumulator is part of an injection system and designed as a distributor rail.
  • the injection system also has two bankrails.
  • the fuel pressure accumulator supplies the two bankrails with high-pressure fuel, preferably via two discharge ports.
  • the bankrails in turn supply downstream injectors for injecting the fuel into combustion chambers of one or more internal combustion engines.
  • This injection system is particularly safe against failure of individual components and can thus be used in particularly safety-relevant systems, for example in injection systems for aircraft.
  • Fig.1 1 is a tubular fuel pressure accumulator, which has a container wall 2, which surrounds a fuel storage space 3.
  • the fuel pressure accumulator 1 is provided for an injection system for internal combustion engines and is commonly referred to as a rail.
  • a plurality of discharge ports 4 are formed for fuel pressure lines to injectors, not shown. Furthermore, a supply port 7 is formed to a high-pressure pump, not shown, on the container wall 2.
  • receptacles 5 and 6 for attachment components 8 and 9 are formed on the container wall 2.
  • the attachment component 8 is a rail pressure sensor for determining the pressure in the fuel storage space 3.
  • the attachment component 9 is a pressure valve, preferably a pressure regulating valve for regulating the pressure in the fuel storage space 3.
  • the pressure valve 9 or pressure control valve 9 is designed as an electromagnetic valve and has a non-illustrated electrical connection for connection to a control unit or a power supply, not shown.
  • the receiving opening 6 for the pressure valve 9 is connected via a drain channel 12 with a low pressure port 14, so that a controlled via the pressure valve 9 amount of fuel can be performed to a low pressure return.
  • the pressure valve 9 and the rail pressure sensor 8 are arranged at opposite ends of the fuel pressure accumulator 1.
  • the distribution of these add-on components 8, 9 on the fuel pressure accumulator 1 is basically arbitrary.
  • a magnetic reservoir 10 is formed in the fuel storage space 3.
  • Fig.2 a section of the fuel pressure accumulator 1 in the region of the pressure valve 9.
  • the magnetic reservoir 10 is formed in the form of a circumferential groove.
  • the task of the magnetic reservoir 10 is to collect any metallic chips within the injection system and then return them to the discharge channel 12 so that these chips do not get into the injectors of the injection system.
  • the pressure valve 9 is designed as a normally open valve. That is to say when the electromagnetic pressure valve 9 is energized, the hydraulic connection from the fuel storage space 3 to the magnetic reservoir 10 to the drainage channel 12 is closed. Any metal chips or metal particles are then held in the magnetic reservoir 10 due to the electromagnetic forces.
  • the fuel pressure accumulator 1 is usually supplied via the supply port 7 from a high-pressure pump of the injection system with fuel under high pressure.
  • Advantage of the magnetic reservoir 10 is that in creeping defects of the high-pressure pump, the resulting chips or particles are collected in the reservoir and damage to the injectors is largely avoided or even completely avoided.
  • Metal chips are formed, for example, on the high-pressure pump when using poor or low-lubricity fuels, as they are offered worldwide.
  • an unillustrated filter is arranged, in which the chips are finally finally collected.
  • the pressure valve 9 is actuated regularly or specifically in a precisely defined operating point without any other additional active consumers, ie without injections taking place through the injectors.
  • the chips or particles from the reservoir are flushed into the filter of the drainage channel 12 and re-introduction of the chips into the injection system is thereby avoided.
  • Figure 3 schematically shows the fuel pressure accumulator 1 in another embodiment.
  • the magnetic reservoir 10 is designed as a longitudinal groove over the length of the container wall 2 up to the pressure valve 9.
  • the versions of the Fig.1 to 3 have a magnetic reservoir 10 which is subjected to a magnetic field of the pressure valve 9.
  • a magnetic field can be used, for example, that of a permanent magnet.
  • the magnetic reservoir 10 is designed with a magnetic alloy, for example in the form of a coating. This can also be done in addition to the use of a magnetic pressure valve 9, for example by the circumferential groove of Fig.2 or the longitudinal groove of the Figure 3 coated with a magnetic alloy.
  • the fuel pressure accumulator 1 serves as a distributor rail and serves two bankrails 1 ', 1 ", which provide the fuel for injection to the injectors
  • the pressure regulating valve 9 When the pressure regulating valve 9 is open, the metal chips are diverted via the outlet channel of the pressure regulating valve 9 and passed on via a filter 15 in order to avoid reintroduction into the injection system 100.
  • the injection system 100 comprises a fuel tank 19, a prefeed pump 20, two high-pressure pumps 21, 22, the fuel reservoir 1 designed as a distributor rail and the two bankrails 1 ', 1 ". Fuel is conveyed from the fuel feed tank 19 to the two high-pressure pumps 21, The two high-pressure pumps 21, 22 are each designed as a two-stamper pump, so that they supply two supply ports 7 of the distributor rail 1 with high-pressure fuel, Alternatively, however, one-stamp high-pressure pumps or other suitable high-pressure pumps Depending on a discharge port 4 of the distribution rail 1 leads to the two bankrails 1 ', 1 ".
  • the distributor rail 1 has the magnetic reservoir 10.
  • the pressure valve 9 is designed as a magnetic valve, any metal chips or metal particles accumulate within the fuel reservoir 3 in the magnetic reservoir 10 near the pressure valve 9.
  • the metal chips or metal particles are also diverted and pass into the filter 15 arranged between the pressure valve 9 and the prefeed pump 20.
  • the distributor rail 1 can thus be used as a chip separator if a sufficiently large magnetic force is present at the magnetic reservoir 10 in the vicinity of the pressure accumulator 9 for chip collection / chip rinsing.
  • the magnetic force must then be reduced or set to zero, so that the metal chips or metal particles can be flushed out into the discharge channel 12.
  • the pressure valve 9 of the fuel pressure accumulator 1 or of the distributor rail 1 is controlled by a control unit in order to actively initiate a rinsing process.
  • the hydraulic connection is opened into the drain channel 12 and low pressure port 14, respectively, but not with the aim of depressurizing in the fuel storage space 3, but to empty the magnetic reservoir 10 of the metal particles.
  • the fuel pressure accumulator 1 may advantageously comprise means for detecting metal particles in the magnetic reservoir 10. This can be done, for example, on the basis of the monitoring of the current intensity of the pressure valve 9 in the energized state, wherein the current strength with filling magnetic reservoir 10 changes.
  • the controller may thus use the changing current or voltage of the pressure valve 9 as the size of the level of the magnetic reservoir 10 with metal particles.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffdruckspeicher, ein Einspritzsystem mit einem Kraftstoffdruckspeicher und ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems mit einem Kraftstoffdruckspeicher, wobei das Einspritzsystem insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine geeignet ist.
  • Es sind Einspritzsysteme bekannt, die einen Kraftstoffdruckspeicher umfassen, beispielsweise aus der DE 10 2008 040 901 A1 . Der bekannte Kraftstoffdruckspeicher weist einen Kraftstoffspeicherraum zum Speichern von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff auf. Weiterhin sind neben den pumpen- und injektorseitigen Anschlüssen noch Aufnahmen für Anbaukomponenten vorhanden. Dabei sind üblicherweise die beiden Anbaukomponenten Raildrucksensor und Druckregelventil bzw. Druckbegrenzungsventil an den Kraftstoffdruckspeicher angebaut.
  • Das Einspritzsystem, insbesondere die Injektoren, sind sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen bzw. Partikel. Die Einspritzcharakteristik kann durch Partikel nachteilig beeinflusst werden.
  • Aus der DE 10 2010 043 256 A1 ist ein Kraftstoffdruckspeicher mit einem Permanentmagneten zum Sammeln von Partikeln bekannt.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Kraftstoffdruckspeicher für Brennkraftmaschinen weist ein Reservoir zum Sammeln von Metallpartikeln auf, die bei Bedarf auch gezielt aus dem Kraftstoffspeicherraum abgesteuert werden können.
  • Dazu umfasst der Kraftstoffdruckspeicher für Brennkraftmaschinen zum Speichern von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff eine Behälterwand und einen in der Behälterwand ausgebildeten Kraftstoffspeicherraum. Der Kraftstoffdruckspeicher weist einen Zufuhranschluss zum Zuführen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff und einen Abfuhranschluss zum Abführen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff auf. Der Kraftstoffdruckspeicher weist eine magnetische Vorrichtung auf. Der Kraftstoffspeicherraum umfasst benachbart zu der magnetischen Vorrichtung ein magnetisches Reservoir zum Sammeln von Metallpartikeln.
  • Etwaige Metallpartikel bzw. Metallspäne sammeln sich dadurch in dem magnetischen Reservoir und werden nicht zu hydraulisch nachgeschalteten Bauteilen, beispielsweise Injektoren, weitertransportiert. Die Metallpartikel können bei Bedarf über eine hydraulische Verbindung in einen Ablaufkanal ausgespült werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Injektoren und allen nachgeschalteten Komponenten eines Einspritzsystems gesteigert werden, da mit dem Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicherraum nahezu keine Metallpartikel in die Injektoren bzw. weiterer Komponenten gelangen.
  • Der Kraftstoffdruckspeicher weist ein magnetisches Druckventil zum Öffnen und Schließen einer hydraulischen Verbindung von dem Kraftstoffspeicherraum zu einem Ablaufkanal auf. Vorzugsweise mündet der Ablaufkanal dabei in ein Kraftstoffniederdrucksystem. Dadurch können die Metallpartikel während eines Spülvorgangs bei geöffneter hydraulischer Verbindung in den Ablaufkanal ausgespült werden.
  • Das Druckventil ist als elektromagnetisches Ventil mit einer Magnetspule ausgeführt. So kann das Druckventil auf einfache Art und Weise, nämlich durch Bestromung der Magnetspule, elektromagnetische Kräfte auf die Metallpartikel ausüben und diese somit im Reservoir halten.
  • Die hydraulische Verbindung ist bei Bestromung der Magnetspule geschlossen. Bei gesperrter hydraulischer Verbindung in den Ablaufkanal wirken somit die elektromagnetischen Kräfte auf die Metallpartikel in dem Reservoir. Das Druckventil öffnet vorzugsweise bei nicht bestromter Magnetspule.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das magnetische Reservoir als Umfangsnut in der Behälterwand ausgebildet. Dies ist eine fertigungstechnische einfache und gleichzeitig wirkungsvolle Ausführung des Reservoirs.
  • In einer alternativen vorteilhaften Ausführung ist das magnetische Reservoir als Längsnut in der Behälterwand ausgebildet. Auch dies ist eine fertigungstechnische einfache und gleichzeitig wirkungsvolle Ausführung des Reservoirs.
  • In vorteilhaften Ausführungen weist der Kraftstoffdruckspeicher Mittel zur Detektion von Metallpartikeln in dem magnetischen Reservoir auf. Der Kraftstoffdruckspeicher weist dabei das magnetische, insbesondere elektromagnetische Druckventil auf. Beispielsweise verändern die Metallpartikel das Magnetfeld des Druckventils. Anhand der Überwachung von Stromstärke und/oder Spannung an der Magnetspule kann so ein sich mit Metallpartikeln füllendes Reservoir detektiert werden. Nachfolgend können damit gezielte Absteuervorgänge durch entsprechendes Ansteuern des Druckventils eingeleitet werden.
  • Demzufolge steuert für derartige Vorgänge ein Steuergerät das Druckventil zum Öffnen der hydraulischen Verbindung an, wenn die Mittel zur Detektion von Metallpartikeln das Überschreiten eines diesbezüglichen Grenzwerts signalisieren. Dadurch wird eine Überfüllung des Reservoirs mit Metallpartikeln verhindert, was wiederum die Wirksamkeit des Kraftstoffdruckspeichers als Partikelabscheider verringern würde.
  • In bevorzugten Ausführungen ist der Kraftstoffdruckspeicher Bestandteil eines Einspritzsystems und als Verteilerrail ausgeführt. Das Einspritzsystem weist weiterhin zwei Bankrails auf. Der Kraftstoffdruckspeicher versorgt dabei die beiden Bankrails mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff, vorzugsweise über zwei Abfuhranschlüsse. Die Bankrails wiederum versorgen nachgeschaltete Injektoren zum Einspritzen des Kraftstoffs in Brennräume einer oder mehrerer Brennkraftmaschinen. Dieses Einspritzsystem ist besonders sicher gegenüber Ausfällen einzelner Komponenten und kann damit in besonders sicherheitsrelevanten Systemen, beispielsweise bei Einspritzsystemen für Flugzeuge eingesetzt werden.
    • Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig.1 schematisch einen Kraftstoffdruckspeicher im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereich dargestellt sind,
    • Fig.2 einen Ausschnitt des Kraftstoffdruckspeichers im Bereich eines Druckventils, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind,
    • Fig.3 einen Kraftstoffdruckspeicher in einer weiteren Ausführungsform, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind,
    • Fig.4 schematisch ein Einspritzsystem mit einem Kraftstoffdruckspeicher.
  • In Fig.1 ist mit 1 ein rohrförmiger Kraftstoffdruckspeicher bezeichnet, der eine Behälterwand 2 aufweist, die einen Kraftstoffspeicherraum 3 umgibt. Der Kraftstoffdruckspeicher 1 ist für ein Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen vorgesehen und wird üblicherweise auch als Rail bezeichnet.
  • An der Behälterwand 2 des Kraftstoffdruckspeichers 1 sind mehrere Abfuhranschlüsse 4 für Kraftstoffdruckleitungen zu nicht dargestellten Injektoren ausgebildet. Weiterhin ist ein Zufuhranschluss 7 zu einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe an der Behälterwand 2 ausgebildet. Zusätzlich sind an der Behälterwand 2 Aufnahmen 5 und 6 für Anbaukomponenten 8 und 9 ausgebildet. Üblicherweise ist die Anbaukomponente 8 ein Raildrucksensor zur Ermittlung des Drucks in dem Kraftstoffspeicherraum 3. Und die Anbaukomponente 9 ist ein Druckventil, vorzugsweise ein Druckregelventil zum Regeln des Drucks in dem Kraftstoffspeicherraum 3. Das Druckventil 9 bzw. Druckregelventil 9 ist als elektromagnetisches Ventil ausgeführt und hat einen nicht dargestellten elektrischen Anschluss zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Steuergerät bzw. einer Stromversorgung.
  • Die Aufnahmeöffnung 6 für das Druckventil 9 ist über einen Ablaufkanal 12 mit einem Niederdruckanschluss 14 verbunden, so dass eine über das Druckventil 9 abgesteuerte Kraftstoffmenge zu einem Niederdruckrücklauf geführt werden kann. Dabei mündet der Ablaufkanal 12 derart in die Aufnahmeöffnung 6, dass bei an den Kraftstoffdruckspeicher 1 angesetztem Druckventil 9 eine Abdichtung zwischen dem Hochdruckteil und dem Niederdruckteil (Ablaufkanal 12) gewährleistet ist.
  • Im Beispielfall sind das Druckventil 9 und der Raildrucksensor 8 an voneinander abgewandten Enden des Kraftstoffdruckspeichers 1 angeordnet. Die Verteilung dieser Anbaukomponenten 8, 9 am Kraftstoffdruckspeicher 1 ist dabei grundsätzlich beliebig wählbar.
  • Erfindungsgemäß ist im Kraftstoffspeicherraum 3 ein magnetisches Reservoir 10 ausgebildet. Dazu zeigt Fig.2 einen Ausschnitt des Kraftstoffdruckspeichers 1 im Bereich des Druckventils 9. In dem Kraftstoffspeicherraum 3 ist benachbart zu dem elektromagnetischen Druckventil 9 das magnetische Reservoir 10 in Form einer Umfangsnut ausgebildet. Aufgabe des magnetischen Reservoirs 10 ist es, etwaige metallische Späne innerhalb des Einspritzsystems zu sammeln und dann in den Ablaufkanal 12 zurückzuführen, so dass diese Späne nicht in die Injektoren des Einspritzsystems gelangen. Vorzugsweise ist das Druckventil 9 als stromlos offenes Ventil ausgeführt. Das heißt bei Bestromung des elektromagnetischen Druckventils 9 ist die hydraulische Verbindung von dem Kraftstoffspeicherraum 3 mit dem magnetischen Reservoir 10 zu dem Ablaufkanal 12 geschlossen. Etwaige Metallspäne bzw. Metallpartikel werden dann aufgrund der elektromagnetischen Kräfte in dem magnetischen Reservoir 10 gehalten. Bei Beendigung der Bestromung des Druckventils 9 wird die hydraulische Verbindung zwischen Kraftstoffspeicherraum 3 und Ablaufkanal 12 geöffnet. Gleichzeitig wirken keine elektromagnetischen Kräfte mehr auf die Metallspäne bzw. Metallpartikel, so dass diese aus dem magnetischen Reservoir 10 in den Ablaufkanal 12 gespült werden.
  • Der Kraftstoffdruckspeicher 1 wird üblicherweise über den Zufuhranschluss 7 von einer Hochdruckpumpe des Einspritzsystems mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Vorteil des magnetischen Reservoirs 10 ist, dass bei schleichenden Defekten der Hochdruckpumpe die dadurch entstandenen Späne bzw. Partikel in dem Reservoir gesammelt werden und eine Schädigung an den Injektoren dadurch weitestgehend oder sogar komplett vermieden wird. Metallspäne entstehen beispielweise an der Hochdruckpumpe bei Verwendung schlechter oder minderschmierender Kraftstoffe, wie sie weltweit angeboten werden. Vorteilhafterweise ist weiter stromabwärts in dem Ablaufkanal 12 ein nicht dargestellter Filter angeordnet, in welchem die Späne schließlich endgültig gesammelt werden.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung wird das Druckventil 9 in einem exakt definierten Betriebspunkt ohne sonstig aktive Zusatzverbraucher, also ohne dass Einspritzungen durch die Injektoren stattfinden, regelmäßig bzw. gezielt angesteuert. Die Späne bzw. Partikel aus dem Reservoir werden so in den Filter des Ablaufkanals 12 gespült und eine erneute Einleitung der Späne in das Einspritzsystem wird dadurch vermieden.
  • Fig.3 zeigt schematisch den Kraftstoffdruckspeicher 1 in einer weiteren Ausführungsform. In dieser Ausführung ist das magnetische Reservoir 10 als Längsnut über die Länge der Behälterwand 2 bis zu dem Druckventil 9 ausgeführt.
  • Die bislang gezeigten Ausführungen der Fig.1 bis 3 weisen ein magnetisches Reservoir 10 auf, das einem Magnetfeld des Druckventils 9 unterworfen ist. Alternativ ist dafür aber jedes beliebige Magnetfeld verwendbar, beispielsweise auch das eines Dauermagneten. In vorteilhaften Ausführungen ist das magnetische Reservoir 10 mit einer magnetischen Legierung ausgeführt, beispielsweise in Form einer Beschichtung. Dies kann auch zusätzlich zur Verwendung eines magnetischen Druckventils 9 erfolgen, beispielsweise indem die Umfangsnut der Fig.2 oder die Längsnut der Fig.3 mit einer magnetischen Legierung beschichtet werden.
  • In Fig.4 ist ein weiterer Anwendungsfall der Erfindung dargestellt. Der Kraftstoffdruckspeicher 1 dient in dieser Ausführung als Verteilerrail und bedient zwei Bankrails 1', 1", die den Kraftstoff für die Einspritzung an die Injektoren bereitstellen. Durch diese hochdruckredundante Anordnung des Verteilerrails 1 mit einem Raildrucksensor 8 und einem Druckregelventil 9 kann nun das Verteilerrail 1 als Sammelrail mit einem magnetischen Reservoir für etwaige Metallspäne bzw. Metallpartikel verwendet werden. Die Metallspäne werden bei geöffnetem Druckregelventil 9 über den Ablaufkanal des Druckregelventils 9 abgesteuert und weiter über einen Filter 15 geleitet, um ein erneutes Einleiten in das Einspritzsystem 100 zu vermeiden.
  • Das Einspritzsystem 100 umfasst einen Kraftstofftank 19, eine Vorförderpumpe 20, zwei Hochdruckpumpen 21, 22, den als Verteilerrail ausgeführten Kraftstoffspeicher 1 und die beiden Bankrails 1', 1". Kraftstoff wird von der Vorförderpumpe 20 aus dem Kraftstofftank 19 zu den beiden Hochdruckpumpen 21, 22 gefördert. Die beiden Hochdruckpumpen 21, 22 sind jeweils als Zwei-Stempler-Pumpe ausgeführt, so dass sie jeweils zwei Zufuhranschlüsse 7 des Verteilerrails 1 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgen. Alternativ können jedoch auch Ein-Stempler-Hochdruckpumpen bzw. sonstige geeignete Hochdruckpumpen verwendet werden. Je ein Abfuhranschluss 4 des Verteilerrails 1 führt zu den beiden Bankrails 1', 1". Die beiden Bankrails 1', 1" wiederum weisen jeweils Abfuhranschlüsse 7', 7" auf, die nicht dargestellte Injektoren einer oder mehrerer Brennkraftmaschinen mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff für entsprechende Einspritzvorgänge versorgen.
  • Erfindungsgemäß weist das Verteilerrail 1 das magnetische Reservoir 10 auf. Dadurch, dass das Druckventil 9 als magnetisches Ventil ausgeführt ist, sammeln sich etwaige Metallspäne bzw. Metallpartikel innerhalb des Kraftstoffspeicherraums 3 in dem magnetischen Reservoir 10 nahe dem Druckventil 9. Bei Absteuervorgängen des Druckventils 9 über den Ablaufkanal 12 zurück in den Niederdruckanschluss 14 bzw. Niederdruckbereich des Einspritzsystems 100 werden die Metallspäne bzw. Metallpartikel mit abgesteuert und gelangen dort in den zwischen dem Druckventil 9 und der Vorförderpumpe 20 angeordneten Filter 15.
  • Das Verteilerrail 1 kann somit als Spanabscheider verwendet werden, wenn eine ausreichend große magnetische Kraft am magnetischen Reservoir 10 in der Nähe des Druckventils 9 für die Spansammlung/Spanspülung vorhanden ist. Bei geöffneter hydraulischer Verbindung in den Ablaufkanal 12 bzw. in den Niederdruckanschluss 14 muss die magnetische Kraft dann reduziert bzw. auf null gesetzt werden, damit die Metallspäne bzw. Metallpartikel in den Ablaufkanal 12 ausgespült werden können.
  • In vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung wird das Druckventil 9 des Kraftstoffdruckspeichers 1 bzw. des Verteilerrails 1 von einem Steuergerät angesteuert, um aktiv einen Spülvorgang einzuleiten. Demzufolge wird die hydraulische Verbindung in den Ablaufkanal 12 bzw. Niederdruckanschluss 14 geöffnet, jedoch nicht mit dem Ziel eines Druckabbaus in dem Kraftstoffspeicherraum 3, sondern um das magnetische Reservoir 10 von den Metallpartikeln zu leeren. Dazu kann der Kraftstoffdruckspeicher 1 vorteilhafterweise Mittel zur Detektion von Metallpartikeln in dem magnetischen Reservoir 10 aufweisen. Dies kann beispielweise anhand der Überwachung der Stromstärke des Druckventils 9 im bestromten Zustand erfolgen, wobei sich die Stromstärke mit sich füllendem magnetischen Reservoir 10 ändert. Das Steuergerät kann so die sich ändernde Stromstärke oder Spannung des Druckventils 9 als Größe für den Füllstand des magnetischen Reservoirs 10 mit Metallpartikeln verwenden.

Claims (7)

  1. Kraftstoffdruckspeicher (1) für Brennkraftmaschinen zum Speichern von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff, wobei der Kraftstoffdruckspeicher (1) eine Behälterwand (2) mit einem in der Behälterwand (2) ausgebildeten Kraftstoffspeicherraum (3) umfasst, wobei der Kraftstoffdruckspeicher (1) einen Zufuhranschluss (7) zum Zuführen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff und einen Abfuhranschluss (4) zum Abführen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aufweist, wobei der Kraftstoffdruckspeicher (1) eine magnetische Vorrichtung (9, 10) aufweist, wobei der Kraftstoffspeicherraum (3) benachbart zu der magnetischen Vorrichtung (9, 10) ein magnetisches Reservoir (10) zum Sammeln von Metallpartikeln aufweist, wobei der Kraftstoffdruckspeicher (1) ein magnetisches Druckventil (9) zum Öffnen und Schließen einer hydraulischen Verbindung von dem Kraftstoffspeicherraum (3) zu einem Ablaufkanal (12) aufweist, wobei das Druckventil (9) als elektromagnetisches Ventil mit einer Magnetspule ausgeführt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die hydraulische Verbindung bei Bestromung der Magnetspule geschlossen ist, wobei das Druckventil (9) die magnetische Vorrichtung ist.
  2. Kraftstoffdruckspeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (15) in dem Ablaufkanal (12) angeordnet ist.
  3. Kraftstoffdruckspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Reservoir (10) als Umfangsnut in der Behälterwand (2) ausgebildet ist.
  4. Kraftstoffdruckspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Reservoir (10) als Längsnut in der Behälterwand (2) ausgebildet ist.
  5. Kraftstoffdruckspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdruckspeicher (1) Mittel zur Detektion von Metallpartikeln in dem magnetischen Reservoir (10) aufweist.
  6. Einspritzsystem (100) mit einem als Verteilerrail ausgeführten Kraftstoffdruckspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und mit zwei Bankrails (1',1"), wobei der Kraftstoffdruckspeicher (1) die beiden Bankrails (1',1") mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt.
  7. Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems mit einem Kraftstoffdruckspeicher (1) nach Anspruch 5 und mit einem Steuergerät, wobei das Steuergerät das Druckventil (9) zum Öffnen der hydraulischen Verbindung ansteuert, wenn die Mittel zur Detektion von Metallpartikeln das Überschreiten eines Grenzwerts signalisieren.
EP17166294.3A 2016-05-31 2017-04-12 Kraftstoffdruckspeicher, einspritzsystem mit einem kraftstoffdruckspeicher und verfahren zum betreiben eines einspritzsystems mit einem kraftstoffdruckspeicher Active EP3252299B1 (de)

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