WO2002014680A1 - Filtereinrichtung für einen hochdruckbereich eines speichereinspritzsystems für einen verbrennungsmotor - Google Patents

Filtereinrichtung für einen hochdruckbereich eines speichereinspritzsystems für einen verbrennungsmotor Download PDF

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filter
high pressure
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accumulator
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Martin Werner
Michael Wirkowski
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • Filter device for a high pressure area of a storage injection system for an internal combustion engine
  • the present invention relates to a filter device for a high pressure area of a storage injection system for an internal combustion engine.
  • High pressure injection systems for gasoline engines or common rail systems for diesel engines are particularly susceptible to dirt due to their narrow component tolerances and the large forces that act on the components.
  • the operation of accumulator injection systems with dirty fuel can lead to increased wear on the pump and the injector, causing damage to these parts.
  • Engine performance and exhaust emissions also deteriorate due to the increased wear of the components. It can also happen that the injector nozzles are e.g. Chips are prevented from closing properly, which can lead to poor engine operation, down to a standstill or engine damage.
  • filters with very high separation rates are used in the inlet of the low pressure area to the accumulator injection system. These fuel filters can contaminate the fuel, which is caused by the fuel
  • a storage injection system for an internal combustion engine for injecting fuel under high pressure in which a filter device for separating contaminants from the high pressure area is arranged in a high pressure area of the storage injection system.
  • High pressure area of the storage injection system understood the area which has a higher pressure compared to the inlet from the tank.
  • the pump device of the accumulator injection system is also assigned to the high pressure area of the system.
  • any existing pumps upstream of the actual high-pressure pump or upstream intermediate pressure areas also belong to the high-pressure area of the accumulator injection system.
  • the filter device is preferably arranged in the high-pressure pump.
  • the filter device is preferably arranged in the direction of the discharge line of the high-pressure pump.
  • a plurality of filter devices are preferably arranged.
  • the filter device is designed as a magnetic element.
  • a filter device can be easily provided in the high pressure pump or in lines.
  • the filter device designed as a magnetic element is advantageously fastened by means of a press fit or by means of a thread. In this way, the filter device can be easily attached. Furthermore, it is also possible to retrofit storage injection systems already in use with a filter device in the high-pressure range in a cost-effective manner.
  • the filter device designed as a magnetic element is an end closure for a common high-pressure line, such as a rail formed.
  • a common high-pressure line such as a rail formed.
  • the magnetic element is preferably designed as a cone or as a ball. However, it is possible to design the magnetic element with a different geometry.
  • the end closure of the common high-pressure line, which functions as a filter device, is preferably only partially magnetic.
  • a magnet is inserted in the end closure of the common high-pressure line. This makes it possible to use standardized magnets which can be produced inexpensively or which can be purchased as a supplier.
  • the filter device is designed as a filter with a permeable filter material.
  • a material with a high degree of separation is preferably used as the filter material for the filter. All filter materials customary for fuel can be used here as filter material.
  • the filter is preferably in a common one
  • High pressure line of the injectors such as a rail in diesel engines.
  • the filter device is arranged at a particularly favorable location in the accumulator injection system, since the volume of the common high-pressure line can be used to hold the filter device. This also ensures that filtering takes place immediately before the injectors, which are the most sensitive components of the system.
  • the filter can be arranged in the common high pressure line such that the high pressure line through the filter in two
  • the filter is designed as a flat filter. This enables simple and inexpensive manufacture of the filter. Furthermore, a filter designed as a flat filter can be easily installed.
  • the filter In order to enable a secure seal between the filter and a wall area of the high-pressure system, the filter has a circumferential seal in its edge area.
  • the filter is designed as a filter cartridge.
  • the filter cartridge can also be arranged in the common high-pressure line of the system.
  • At least two seals in the longitudinal direction are preferably provided on the outer circumference of the filter cartridge. It is again achieved that one room is connected to the inflow and the other room to the injector line and the filter cartridge is arranged between the two rooms.
  • an inlet to the common high-pressure line opens into an inner region of the filter cartridge.
  • the accumulator injection system is preferably designed as a common rail system for a diesel engine.
  • a storage injection system such as, for example, a common rail system
  • a common rail system operated at very high pressures
  • contaminants in particular metallic chips
  • This puts on the strong edited and invention-intensive field of high pressure injection systems represents a significant improvement, which in particular increases the life of such systems significantly.
  • the magnetic filter is arranged in one of the radial branches of a fuel distributor.
  • the radial branch is preferably arranged between the connection of the fuel distributor connected to the high-pressure pump and the radial branch (s) leading to the injector (s).
  • the connection connected to the high-pressure pump can be arranged on a further radial branch or on an axial end closure.
  • only one magnetic filter is provided, which filters the fuel flow in the fuel rail between the connection connected to the high-pressure pump and the connection connected to the injectors.
  • the invention is based on preferred
  • Figure 1 is a partially sectioned view of a rail with a filter device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a filter device according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a schematic, partially sectioned view of a rail with a filter device according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a section through the filter device of the third exemplary embodiment along the line C-C in FIG. 3;
  • Figure 5 is a schematic, partially sectioned view of a rail with a filter device according to a fourth embodiment of the present
  • FIG. 6 shows a sectional view of the filter device of the fourth exemplary embodiment along the line D-D in FIG. 5.
  • Figure 1 is a filter device according to a first
  • the memory injection system is a common rail system for a diesel engine.
  • the filter device of the first exemplary embodiment is designed as an end closure 1 of a rail, ie a common high-pressure line (storage line) of the injection valves.
  • the end closure 1 comprises a threaded first region 2 and a tapering region 4 and an intermediate region 3 arranged between the threaded region 2 and the tapering region 4.
  • the intermediate region 3 is cylindrical.
  • the end closure 1 according to the first embodiment is completely magnetic, that is, it is designed as a permanent magnet.
  • the end closure also consists of two parts, namely a screw (corresponds to the threaded area 2) and a sealing piece (corresponds to the intermediate area 3 and the tapering area 4).
  • the end closure 1 is arranged in a stepped bore 8 in the rail 5.
  • Bore 8 is arranged at the end of the rail 5.
  • the bore 8 has a tapered area which corresponds to the tapered area 4 of the end closure 1 in order to enable a sufficient sealing of a rail bore 6 of the rails 5.
  • a sealing ring can also be provided on the cylindrical intermediate region 3 of the end closure 1 (not shown).
  • the end closure 1 is arranged in the rail 5 at the end of the rail bore 6.
  • a branch 7 branches off from the rail bore 6 and leads to an injection device (injector) in the direction of arrow B.
  • injector injection device
  • Several such branches to the respective injectors are provided on the rail bore 6.
  • the fuel comes from the high-pressure pump from the direction of arrow A.
  • the end closure 1, as shown in FIG. 1 is arranged on a blind hole region of the rail bore 6, so that there is a space for receiving chips, which are filtered out by the magnetic end closure 1 , is available. In other words, the chips from the high-pressure area in the rail bore 6 can collect at the end closure 1 without the flow in the rail bore 6 being impaired thereby.
  • Residues can thus be reliably filtered out from the high-pressure area of a common rail system by means of the filter device designed as a magnetic sealing body 1. It should be noted that it is true that non-metallic contaminants cannot be filtered out with such a magnetic filter. However, such particles are in the fuel Usually already filtered out in the low pressure range by the fuel filter there. In the high pressure area, generally only metal chips from residues during the manufacturing process or due to abrasion during operation occur, so that a magnetic filter device offers sufficient filter properties for the high pressure area of the common rail system.
  • FIG. 2 shows a filter device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the same parts are designated with the same reference numerals as in the first embodiment.
  • the filter device of the second embodiment is also designed as an end closure 1 for a rail (not shown).
  • the end closure 1 has a threaded region 2, a cylindrical intermediate region 3 and a tapering region 4.
  • the end closure 1 of the second exemplary embodiment is not produced entirely from a magnetic material. Instead, a cylindrical bore 9 is formed on the end face of the tapering region 4, in which a cylindrical permanent magnet 10 is arranged.
  • the cylindrical permanent magnet 10 can be connected to the end closure 1, for example, by means of gluing or by means of a press fit.
  • FIGS. 3 and 4 show a filter device according to a third exemplary embodiment of the invention. Parts are identified with the same reference numerals as in the previously described exemplary embodiments.
  • a filter device designed as a filter 14 is arranged in a rail 5.
  • the filter 14 is made of a partially permeable filter material and has a circumferential seal 15 and 16 on its outer circumference (cf. FIG. 3).
  • the filter 14 has a rectangular shape and is designed as a flat filter (mat).
  • the filter 14 is arranged in the rail 5 such that the rail 5 is divided into a first space 12 and a second space 13.
  • the first space 12 is connected to an inlet 11 from the high-pressure pump (not shown) and the second space 13 is connected to a plurality of branches 7, each of which leads to an injector.
  • the seal 15 and 16 ensures that no passage of fuel from the first space 12 to the second space 13 is possible at the edge of the filter 14.
  • the fuel coming from the inlet is filtered through the filter 14, whereby any particles contained in the fuel, such as e.g. production-related metal chips or chips generated due to abrasion are retained.
  • the filter 14 is arranged in the rail 5 and uses the volume of the rail for receiving, it is not necessary to provide a separate installation space for the filter. This means that the high-pressure area of the common rail system can be filtered without design changes in the system.
  • FIGS. 5 and 6 show a filter device according to a fourth exemplary embodiment of the invention. there are the same parts again with the same reference numerals as in the previously described embodiments.
  • the filter device 14 of the fourth exemplary embodiment is likewise arranged in a rail 5.
  • the filter 14 is designed as a filter cartridge with a hollow cylindrical shape.
  • the filter cartridge 14 through four seals 15 which are arranged in the longitudinal direction on the outer circumference of the
  • Filter cartridge 14 are arranged, held spaced from the inner edge region of the rail 5. It should be noted that the number of longitudinal seals 15 e.g. depends on the position of the connections 11 and 7. The longitudinal seals 15 prevent fuel on the outer circumference of the
  • Filter cartridge 14 can flow unfiltered from the inlet 11 to the connections 7.
  • the two open ends of the filter cartridge 14 are also sealed off from the rail 5 by means of two end seals 16 (cf. FIG. 5).
  • the present invention relates to a storage injection system for fuel injection under high pressure for internal combustion engines, a filter device 1 or 10 or 14 for separating contaminants from the high pressure area being arranged in a high pressure area of the injection system.
  • the filter device is designed, for example, as an end closure 1 for a common high-pressure line 5, such as a rail, and is made entirely of a magnetic material or a permanent magnet is embedded in the end closure or a filter 14 is arranged in the common high pressure line.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichereinspritzsystem zur Kraftstoffeinspritzung unter Hochdruck für Verbrennungsmotoren, wobei in einem Hochdruckbereich des Einspritzsystems eine Filtereinrichtung (1) bzw. (10) bzw. (14) zum Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Hochdruckbereich angeordnet ist. Dabei ist die Filtereinrichtung z.B. als Endverschluss (1) für eine gemeinsame Hochdruckleitung (5) wie z.B. ein Rail ausgebildet und vollständig oder teilweise aus einem magnetischen Material hergestellt oder ein Filter (14) ist in der gemeinsamen Hochdruckleitung angeordnet.

Description

Beschreibung
Filtereinrichtung für einen Hochdruckbereich eines Speichereinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für einen Hochdruckbereich eines Speichereinspritzsystems für einen Verbrennungsmotor.
Speichereinspritzsysteme zur Kraftstoffeinspritzung z.B.
Hochdruckeinspritzsysteme für Ottomotoren oder Common-Rail- Systeme für Dieselmotoren sind aufgrund ihrer engen Bauteiltoleranzen und der großen Kräfte, welche auf die Bauteile wirken, besonders schmutzanfällig. Der Betrieb von Speichereinspritzsystemen mit verschmutztem Kraftstoff kann zu erhöhtem Verschleiß an der Pumpe und dem Injektor führen, sodass an diesen Teilen Schädigungen auftreten. Weiter verschlechtert sich durch den erhöhten Verschleiß der Bauteile die Motorleistung sowie die Abgasemissionen. Weiterhin kann es vorkommen, dass die Injektordüsen durch z.B. Späne am ordentlichen Schließen gehindert werden, was zu einem schlechten Motorlauf bis hin zum Stillstand oder zu einem Motorschaden führen kann.
Um die Bauteile der Speichereinspritzsysteme vor
Verunreinigungen aus dem zugeführten Kraftstoff zu schützen, werden deshalb im Zulauf des Niederdruckbereichs zum Speichereinspritzsystem Filter mit sehr hohen Abscheidegraden eingesetzt. Durch diese Kraftstofffilter können zwar Verunreinigungen des Kraftstoffs, welche durch dessen
Herstellung bedingt sind oder aus dem Tank des Fahrzeugs stammen, gefiltert werden, jedoch können die Rückstände aus der Fertigung der Pumpe, des Rails, der Leitungen, der Sensoren und der Injektoren in dem Hochdruckbereich nicht gefiltert werden. Weiterhin ist es möglich, dass auch an der Hochdruckpumpe und anderen Komponenten im Hochdruckbereich metallische Partikel, z.B. aufgrund von Abrieb, emittieren. Diese können aber mit dem normalen Kraftstofffilter im Niederdruckbereich nicht herausgefiltert werden, da sie erst in dem dem Filter nachgeschalteten Bereich entstehen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Speichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches in der Lage ist, auch Verunreinigungen im Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems zu entfernen.
Diese Aufgabe wird durch ein Ξpeichereinspritzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird somit ein Speichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor zum Einspritzen von Kraftstoff unter Hochdruck bereitgestellt, bei dem in einem Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems eine Filtereinrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Hochdruckbereich angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird unter dem
Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems der Bereich verstanden, welcher im Vergleich zum Zulauf aus dem Tank einen höheren Druck aufweist. Dabei wird auch die Pumpeneinrichtung des Speichereinspritzsystems zum Hochdruckbereich des Systems zugerechnet. Erfindungsgemäß gehören ebenfalls eventuell vorhandene vor die eigentliche Hochdruckpumpe geschaltete Pumpen bzw. vorgeschaltete Zwischendruckbereiche zum Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems .
Um einen besonders guten Schutz der Hochdruckpumpe gegen Beschädigungen zu erhalten, ist die Filtereinrichtung vorzugsweise in der Hochdruckpumpe angeordnet. Um insbesondere die Injektoren des Speichereinspritzsystems vor Partikeln zu schützen, ist dabei die Filtereinrichtung bevorzugt in Richtung der Ablaufleitung der Hochdruckpumpe angeordnet . Um eine besonders zuverlässige Filterung im Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems zu erhalten, sind vorzugsweise mehrere Filtereinrichtungen angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Filtereinrichtung als magnetisches Element ausgebildet. Eine derart ausgebildete Filtereinrichtung kann auf einfache Weise in der Hochdruckpumpe oder in Leitungen vorgesehen werden.
Vorteilhaft ist die als magnetisches Element ausgebildete Filtereinrichtung mittels einer Presspassung oder mittels eines Gewindes befestigt. Auf diese Weise kann die Filtereinrichtung einfach befestigt werden. Weiter ist es dadurch auch möglich, auf kostengünstige Weise Nachrüstungen von schon im Einsatz befindlichen Speichereinspritzsystemen mit einer Filtereinrichtung im Hochdruckbereich zu ermöglichen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die als magnetisches Element ausgebildete Filtereinrichtung als Endverschluss für eine gemeinsame Hochdruckleitung wie z.B. ein Rail ausgebildet. Dadurch kann der bisher verwendete Endverschluss einfach durch einen magnetischen Endverschluss ersetzt werden, sodass keine zusätzlichen Arbeiten wie das Vorsehen einer zusätzlichen Bohrung für das magnetische Element, z.B. in der Pumpe oder den Leitungen, notwendig sind.
Wenn das magnetische Element gleichzeitig die Abdichtungsfunktion übernehmen soll, ist das magnetische Element bevorzugt als Kegel oder als Kugel ausgebildet. Es ist jedoch möglich, das magnetische Element mit einer anderen Geometrie auszugestalten. Vorzugsweise ist der Endverschluss der gemeinsamen Hochdruckleitung, welcher als Filtereinrichtung fungiert, nur teilweise magnetisch ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist im Endverschluss der gemeinsamen Hochdruckleitung ein Magnet eingesetzt. Dies ermöglicht es, dass standardisierte Magnete, welche kostengünstig herstellbar sind oder als Zulieferteil zugekauft werden können, verwendet werden können.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Filtereinrichtung als Filter mit einem durchlässigen Filtermaterial ausgebildet. Hierbei wird als Filtermaterial für den Filter vorzugsweise ein Material mit hohem Abscheidungsgrad verwendet. Als Filtermaterial können hierbei alle für Kraftstoff üblichen Filtermaterialien verwendet werden.
Vorzugsweise ist der Filter in einer gemeinsamen
Hochdruckleitung der Injektoren wie z.B. einem Rail bei Dieselmotoren angeordnet. Dadurch ist die Filtereinrichtung an einem besonders günstigen Ort im Speichereinspritzsystem angeordnet, da das Volumen der gemeinsamen Hochdruckleitung verwendet werden kann, um die Filtereinrichtung aufzunehmen. Weiter ist dadurch auch sichergestellt, dass eine Filterung unmittelbar vor den Injektoren stattfindet, welche die empfindlichsten Komponenten des Systems sind. Der Filter kann dabei derart in der gemeinsamen Hochdruckleitung angeordnet werden, dass die Hochdruckleitung durch den Filter in zwei
Räume unterteilt ist, wobei ein Raum mit dem Zufluss zur Hochdruckleitung in Verbindung steht und der andere Raum mit den Injektorleitungsanschlüssen in Verbindung steht. Somit kann verhindert werden, dass im Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems enthaltene Teilchen und Partikel zu den Injektordüsen gelangen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Filter als Flachfilter ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Filters. Weiter kann ein als Flachfilter ausgebildeter Filter einfach montiert werden.
Um eine sicher Abdichtung zwischen dem Filter und einem Wandbereich des Hochdrucksystems zu ermöglichen, weist der Filter in seinem Randbereich eine umlaufende Dichtung auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Filter als Filterpatrone ausgebildet . Dadurch kann die Filterpatrone ebenfalls in der gemeinsamen Hochdruckleitung des Systems angeordnet werden kann.
Um eine Unterteilung der gemeinsamen Hochdruckleitung in zwei Räume zu erreichen, sind am Aussenumfang der Filterpatrone bevorzugt mindestens zwei Dichtungen in Längsrichtung vorgesehen. Somit wird wieder erreicht, dass ein Raum mit dem Zufluss und der andere Raum mit der Injektorleitung verbunden ist und die Filterpatrone zwischen den beiden Räumen angeordnet ist.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mündet ein Zulauf zur gemeinsamen Hochdruckleitung in einen Innenbereich der Filterpatrone.
Bevorzugt ist das Speichereinspritzsystem als Common-Rail- System für einen Dieselmotor ausgebildet.
Erfindungsgemäß wird somit erreicht, dass in dem mit sehr hohen Drücken betriebenen Hochdruckbereich eines Speichereinspritzsystems wie z.B. einem Common-Rail-System ein Abscheiden von Verunreinigungen, insbesondere von metallischen Spänen, möglich ist, was bisher im Stand der Technik nicht möglich war. Dies stellt auf dem stark bearbeiteten und erfindungsintensiven Fachgebiet der Hochdruck-Einspritzsysteme eine deutliche Verbesserung dar, welche insbesondere die Lebensdauer derartiger Systeme deutlich erhöht. Dies ist auch deshalb gewünscht, da insbesondere Dieselmotoren im Allgemeinen eine relativ lange Lebensdauer aufweisen und somit auch das zugehörige Common- Rail-Syste eine lange Lebensdauer aufweisen sollte.
In einer weiteren Ausführungsform ist das magnetische Filter in einer der radialen Abzweigungen eines Kraftstoffverteilers angeordnet. Vorzugsweise ist dabei die radiale Abzweigung zwischen dem mit der Hochdruckpumpe verbundenen Anschluß des Kraftstoffverteilers und dem oder den radialen Abzweigen, die zu dem oder den Injektoren führen, angeordnet. Dabei kann der mit der Hochdruckpumpe verbundenen Anschluß an einer weiteren radialen Abzweigung oder an einem axialen Endverschluß angeordnet sein. Vorzugsweise ist dabei nur ein magnetisches Filter vorgesehen, das den Kraftstoffstrom im Kraftstoffverteiler zwischen dem mit der Hochdruckpumpe verbundenen Anschluß und den mit den Injektoren verbundenen filtert .
Weitere Ausführungsformen werden durch Kombinationen der Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen oder Ausführungsbeispiele realisiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Rails mit einer Filtereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine schematische Schnittansieht einer Filtereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figur 3 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Rails mit einer Filtereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 eine Schnitt nsieht der Filtereinrichtung des dritten Ausführungsbeispiels entlang der Linie C-C in Figur 3 ;
Figur 5 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Rails mit einer Filtereinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung; und
Figur 6 eine Schnittansicht der Filtereinrichtung des vierten Ausführungsbeispiels entlang der Linie D-D in Figur 5.
In Figur 1 ist eine Filtereinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Speichereinspritzsystem ist dabei ein Common-Rail-System für einen Dieselmotor .
Die Filtereinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels ist als Endverschluss 1 eines Rails, d.h. einer gemeinsamen Hochdruckleitung (Speicherleitung) der Einspritzventile, ausgebildet. Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst der Endverschluss 1 einen mit Gewinde versehenen ersten Bereich 2 und einen sich verjüngenden Bereich 4 sowie einen zwischen dem Gewindebereich 2 und dem sich verjüngenden Bereich 4 angeordneten Zwischenbereich 3. Der Zwischenbereich 3 ist zylindrisch ausgebildet. Weiter ist der Endverschluss 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vollständig magnetisch, d.h. als Permanentmagnet ausgebildet. Es sei angemerkt, dass der Endverschluss auch aus zwei Teilen, nämlich einer Schraube (entspricht dem Gewindebereich 2) und einem Dichtstück (entspricht dem Zwischenbereich 3 und dem sich verjüngenden Bereich 4) bestehen kann.
Wie in Figur 1 gezeigt, ist der Endverschluss 1 in einer gestuften Bohrung 8 im Rail 5 angeordnet. Die gestufte
Bohrung 8 ist am Ende des Rails 5 angeordnet. Dabei weist die Bohrung 8 einen sich verjüngenden Bereich auf, welcher dem sich verjüngenden Bereich 4 des Endverschlusses 1 entspricht, um eine ausreichende Abdichtung einer Railbohrung 6 der Rails 5 zu ermöglichen. Zur weiteren Abdichtung kann an dem zylindrischen Zwischenbereich 3 des Endverschlusses 1 zusätzlich noch ein Dichtring vorgesehen sein (nicht dargestellt) .
Wie in Figur 1 gezeigt, ist der Endverschluss 1 am Ende der Railbohrung 6 im Rail 5 angeordnet. Von der Railbohrung 6 geht ein Abzweig 7 ab, welcher zu einer Einspritzvorrichtung (Injektor) in Richtung des Pfeils B führt. An der Railbohrung 6 sind mehrere derartige Abzweigungen zu den jeweiligen Einspritzvorrichtungen vorgesehen. Der Kraftstoff kommt dabei von der Hochdruckpumpe aus Richtung des Pfeils A. Somit ist der Endverschluss 1, wie in Figur 1 gezeigt, an einem Sacklochbereich der Railbohrung 6 angeordnet, sodass dort ein Raum zur Aufnahme von Spänen, welche durch den magnetischen Endverschluss 1 herausgefiltert werden, vorhanden ist. Mit anderen Worten können sich die Späne aus dem Hochdruckbereich in der Railbohrung 6 an dem Endverschluss 1 sammeln, ohne dass dadurch die Strömung in der Railbohrung 6 beeinträchtigt wäre.
Somit können mittels der als magnetischem Dichtkörper 1 ausgebildeten Filtereinrichtung Rückstände aus dem Hochdruckbereich eines Common-Rail-Systems verlässlich herausgefiltert werden. Es sei angemerkt, dass zwar nichtmetallische Verunreinigungen mit einem derartigen magnetischen Filter nicht herausgefiltert werden können. Jedoch werden derartige, im Kraftstoff befindliche Teilchen üblicherweise schon im Niederdruckbereich durch den dort vorhandenen Kraftstofffilter herausgefiltert. Im Hochdruckbereich treten im Allgemeinen nur metallische Späne aus Rückständen während des Fertigungsprozesses bzw. aufgrund von Abrieb während des Betriebes auf, sodass eine magnetische Filtereinrichtung ausreichende Filtereigenschaften für den Hochdruckbereich des Common-Rail-Systems bietet.
In Figur 2 ist eine Filtereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist die Filtereinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ebenfalls als Endverschluss 1 für ein Rail (nicht dargestellt) ausgebildet. Wie im ersten Ausführungsbeispiel weist der Endverschluss 1 einen Gewindebereich 2, einen zylindrischen Zwischenbereich 3 sowie einen sich verjüngenden Bereich 4 auf.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Endverschluss 1 des zweiten Ausführungsbeispiels nicht vollständig aus einem magnetischen Material hergestellt. Stattdessen ist an der Stirnseite des sich verjüngenden Bereichs 4 eine zylindrische Bohrung 9 ausgebildet, in welcher ein zylindrischer Permanentmagnet 10 angeordnet ist. Der zylindrische Permanentmagnet 10 kann beispielsweise mittels Kleben oder mittels einer Presspassung mit dem Endverschluss 1 verbunden werden.
Somit ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel auch beim zweiten Ausführungsbeispiel ein magnetischer Bereich des Endverschlusses 1 in der Railbohrung des Rails angeordnet. Dadurch sammeln sich im Hochdruckbereich des Common-Rail- Systems vorhandene Späne am Magneten 10. In den Figuren 3 und 4 ist eine Filtereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei sind gleich Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist eine als Filter 14 ausgebildete Filtereinrichtung in einem Rail 5 angeordnet. Der Filter 14 ist aus einem teildurchlässigen Filtermaterial hergestellt und weist an seinem Aussenumfang eine umlaufende Dichtung 15 und 16 auf (vgl. Figur 3). Der Filter 14 weist dabei eine rechteckige Gestalt auf und ist als Flachfilter (Matte) ausgebildet .
Wie in Figur 4 gezeigt, ist der Filter 14 derart im Rail 5 angeordnet, dass das Rail 5 in einen ersten Raum 12 und einen zweiten Raum 13 unterteilt ist. Dabei ist der erste Raum 12 mit einem Zulauf 11 von der Hochdruckpumpe (nicht dargestellt) verbunden und der zweite Raum 13 ist mit mehreren Abzweigen 7, die jeweils zu einem Injektor führen, verbunden. Die Dichtung 15 und 16 stellt sicher, dass am Rand des Filters 14 kein Durchtritt von Kraftstoff vom ersten Raum 12 zum zweiten Raum 13 möglich ist.
Somit wird der vom Zulauf kommende Kraftstoff durch den Filter 14 gefiltert, wobei eventuell im Kraftstoff enthaltene Teilchen wie z.B. herstellungsbedingte Metallspäne oder aufgrund von Abrieb erzeugte Späne zurückgehalten werden. Da der Filter 14 im Rail 5 angeordnet ist und das Volumen des Rails zur Aufnahme nutzt, ist es nicht notwendig, einen separaten Einbauraum für den Filter bereitzustellen. Somit kann die Filterung des Hochdruckbereichs des Common-Rail- Systems ohne konstruktive Änderungen im System erreicht werde .
In den Figuren 5 und 6 ist eine Filtereinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei sind gleich Teile wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Wie in Figur 5 gezeigt, ist die Filtereinrichtung 14 des vierten Ausführungsbeispiels ebenfalls in einem Rail 5 angeordnet. Dabei ist der Filter 14 als eine Filterpatrone mit hohlzylindrischer Gestalt ausgebildet.
Wie in Figur 6 gezeigt, ist die Filterpatrone 14 durch vier Dichtungen 15, die in Längsrichtung am Aussenumfang der
Filterpatrone 14 angeordnet sind, vom inneren Randbereich des Rails 5 beabstandet gehalten. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Längsdichtungen 15 z.B. von der Lage der Anschlüsse 11 und 7 abhängt. Die Längsdichtungen 15 verhindern, dass Kraftstoff am äußeren Umfang der
Filterpatrone 14 vom Zulauf 11 ungefiltert zu den Anschlüssen 7 strömen kann. Die beiden offenen Enden der Filterpatrone 14 sind ebenfalls mittels zweier Enddichtungen 16 zum Rail 5 hin abgedichtet (vgl. Figur 5).
Wenn nun Kraftstoff über den Zulauf 11 in das Rail 5 zugeführt wird, so wird er durch die Filterpatrone 14 geführt, wobei eventuell vorhandene Partikel am Aussenumfang der Filterpatrone 14 abgeschieden werden. Der derart gereinigte Kraftstoff wird dann den Injektoren zugeführt.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein Speichereinspritzsystem zur Kraftstoffeinspritzung unter Hochdruck für Verbrennungsmotoren, wobei in einem Hochdruckbereich des Einspritzsystems eine Filtereinrichtung 1 bzw. 10 bzw. 14 zum Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Hochdruckbereich angeordnet ist. Dabei ist die Filtereinrichtung beispielsweise als Endverschluss 1 für eine gemeinsame Hochdruckleitung 5 wie z.B. ein Rail ausgebildet und vollständig aus einem magnetischen Material hergestellt oder ein Permanentmagnet ist in den Endverschluss eingelassen oder ein Filter 14 ist in der gemeinsamen Hochdruckleitung angeordnet .
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

Patentansprüche
1. Speichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor zum Einspritzen von Kraftstoff unter Hochdruck, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems eine Filtereinrichtung (1; 10; 14) zum Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Hochdruckbereich angeordnet ist .
2. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1; 10; 14) in einer Hochdruckpumpe oder einem Ablauf (6) der Hochdruckpumpe oder einer gemeinsamen Hochdruckleitung (5) angeordnet ist.
3. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Filtereinrichtungen (1; 10; 14) im Hochdruckbereich des Speichereinspritzsystems angeordnet sind.
4. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung als magnetisches Element (1; 10) ausgebildet ist .
5. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element (1; 10) mittels einer Presspassung oder mittels eines Gewindes befestigt ist.
6. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element als Endverschluss (1) für die gemeinsame Hochdruckleitung (5) ausgebildet ist.
7. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Element als Kegel oder als Kugel ausgebildet ist.
8. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endverschluss (1) vollständig magnetisch ausgebildet ist.
9. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endverschluss (1) nur teilweise magnetisch ausgebildet ist.
10. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Endverschluss (1) ein Permanentmagnet eingesetzt ist.
11. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Endverschluss (1) mit einem sich verjüngenden Bereich (4) zur Abdichtung der gemeinsamen Hochdruckleitung (5) ausgebildet ist.
12. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung als Filter (14) mit einem teildurchlässigen Filtermaterial ausgebildet ist.
13. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (14) in der gemeinsamen Hochdruckleitung (5) angeordnet ist und die gemeinsame Hochdruckleitung (5) in mindestens einen ersten Raum (12) und einen zweiten Raum (13) unterteilt, wobei der erste Raum (12) mit einem Zufluss (11) zur gemeinsamen Hochdruckleitung (5) in Verbindung steht und der zweite Raum (13) mit einem Abzweig (7) aus der gemeinsamen Hochdruckleitung (5) in Verbindung steht.
14. Speiehereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (14) als Flachfilter ausgebildet ist.
15. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (14) an seinem Randbereich eine umlaufende Dichtung (15, 16) aufweist .
16. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (14) als Filterpatrone ausgebildet ist.
17. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Aussenumfang der Filterpatrone mindestens zwei Dichtungen (15) in Längsrichtung vorgesehen sind.
18. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zulauf (11) zur gemeinsamen Hochdruckleitung (5) in den Innenbereich der Filterpatrone mündet.
19. Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Speichereinspritzsystem als Common-Rail-System für Dieselmotoren ausgebildet ist.
20. Speichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor zum Einspritzen von Kraftstoff unter Hochdruck mit einer in einem KraftstoffVerteiler (5) des Speichereinspritzsystems angeordneten Abscheideeinrichtung (1; 10) zum Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Hochdruckbereich dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideeinrichtung als magnetisches Element (1; 10) ausgebildet ist, und an einem
Endverschluss (1) oder einem radialen Abzweig (7, 11) für die gemeinsame Hochdruckleitung (5) angeordnet ist.
21. Speichereinspritzsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , dass genau eine Abscheideeinrichtung (1,10) vorhanden ist.
22. Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideeinrichtung (1,10) im Bereich eines radialen Abzweigs (7, 11) angeordnet ist, der axial bezüglich des KraftstoffVerteilers (5) gesehen zwischen dem mit der
Hochdruckpumpe verbundenen Abzweig oder Endverschluß (1) und einem mit den Injektoren verbundenen Abzweig (7) angeordnet ist.
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