WO2006008205A1 - Common-rail-system mit unterschiedlichen zulaufsleitungen zu den injektoren - Google Patents

Common-rail-system mit unterschiedlichen zulaufsleitungen zu den injektoren Download PDF

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Holger Rapp
Marcus Schilling
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
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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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements

Definitions

  • the invention relates to a common rail system consisting essentially of
  • the common rail system essentially consists of a high-pressure rail
  • Fuel is applied.
  • Supply lines which end with their ends pointing away from the rail in the so-called injectors, terminate from the rail and are in turn provided for injecting the fuel provided from the rail under high pressure into a combustion chamber.
  • the object of the invention is to prevent overcoupling of a resonant oscillation in a supply line of a common rail system to the adjacent supply line or at least to reduce it.
  • the solution of the problem is to avoid that the individual supply lines, which are each arranged between the rail and the injector, have the same resonant frequency.
  • a proposed solution may be that the Resonanzfre ⁇ frequency of the respective supply lines is changed, for example, the length of the feed lines between the rail and the In ⁇ jector are different. Alternatively, it can also be provided that the diameter or the wall thicknesses of the supply lines are different from one another.
  • the invention has the effect that, due to the occurring pressure oscillations in the Comtnon rail system, in particular the wear on the nozzle seat of an injector is reduced, since at least the vibrations which are generated by the adjacent supply lines are not transmitted to the actual supply line become.
  • the total line length of the feed line is essentially responsible for the actual resonant frequency.
  • the resonance fundamental frequencies of the individual feed lines in each case by more than 50 Hz to distinguish the.
  • ratios of the total line lengths of (2 ⁇ n + 1) / (2 ⁇ m + 1) should also be avoided, where n and m are in each case natural numbers between 1 and 4.
  • FIG. 1 shows a schematically illustrated common rail system with mutually different lengths of supply lines.
  • a common rail system 1 is shown. It consists of a rail 2 and injectors 3, wherein between the rail 2 and the injectors 3 each have a supply line 4 is arranged.
  • the supply line has in each case a length L, wherein the length L of the rail 2 to the injector 3 is measured.
  • a rail 2 is provided with six injectors 3i to 3 6 , wherein between the rail 2 each supply lines 4i to 4 6 are provided.
  • the lengths of the respective supply lines 1 are denoted by Ii to I 6 .
  • the length selection of the respective feed line is to be determined as follows: (Ix + Ii) / (Iy + Ii) ⁇ (2n + 1) / (2m + 1 ), where N and M are each natural numbers.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Common-Rail-System, das im Wesentlichen aus mindestens einem Rail (2) und mindestens zwei Injektoren (3) und jeweils einer Zulaufleitung (4) zwischen Rail (2) und dem jeweiligen Injektor (3) in einer definierten Länge be­steht. Um bei Druckschwankungen zu vermeiden, dass die durch Schwingungen erzeugten Bewegungen einer Zulaufsleitung (4) auf die benachbarten Zulaufleitungen (4) übertragen werden, ist vorgesehen, die Eigen­frequenzen der jeweiligen Zulaufleitungen (4) unterschiedlich zu gestalten. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Zulaufleitungen (4) eines Rails (2) unterschiedliche Abmessungen, beispielsweise un­terschiedliche Längen (1), aufweisen.

Description

Common-Rail-System mit unterschiedlichen Zulaufslβitungen zu den Injektoren
Die Erfindung betrifft ein Common-Rail-System bestehend im Wesent¬ lichen aus
- mindestens einem Rail,
- mindestens zwei Injektoren und
- mindestens jeweils einer Zulaufleitung zwischen Rail und Injek- tor in einer definierten Länge.
Stand der Technik-
Bei dem derzeitigen Stand der Technik besteht das Common-Rail- System im Wesentlichen aus einem Rail, das mit Hochdruck durch
Kraftstoff beaufschlagt wird. Von dem Rail führen Zulaufleitungen weg, die mit ihren von dem Rail weg weisenden Enden in den soge¬ nannten Injektoren enden, die wiederum dafür vorgesehen ist, den aus dem Rail unter Hochdruck zur Verfügung gestellten Kraftstoff in einen Brennraum einzuspritzen.
Bei dem derzeitigen Stand der Technik werden bei einem Common- Rail-System aus Symmetriegründen alle Zulaufleitungen von dem Rail zu einem Injektor in gleicher Länge und in der Regel auch mit gleichem Innendurchmesser ausgeführt. Nachteile des Standes der Technik
Aufgrund dieser symmetrischen Ausbildung der Zulaufleitung von dem Rail zu einem Injektor mit gleicher Länge und gleichem Innendurch¬ messer ergibt sich der Nachteil, dass diese Leitungen dieselbe Re¬ sonanzfrequenz aufweisen.
Aufgrund des hohen Druckes, der innerhalb des Rails und damit auch den Zulaufleitungen und den Injektoren herrscht, entstehen bei un¬ terschiedlich angeforderter Menge von Kraftstoff in den Zuleitun¬ gen Druckschwingungen. Dies führt wiederum dazu, dass aufgrund der in einer Zuleitung erzeugten Druckschwingung auch in den benach¬ barten Zuleitungen Schwingungen entstehen. In Folge dessen tritt insbesondere an einem Düsensitz, der innerhalb des Injektors ange¬ ordnet ist, zusätzlicher Verschleiß auf, der auf das überkoppeln der Druckschwingung von einer benachbarten Zuleitung zurückzufüh¬ ren ist.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überkoppeln einer Resonanz¬ schwingung in einer Zuleitung eines Common-Rail-Systems auf die benachbarte Zuleitung zu verhindern oder zumindest zu verringern.
Lösung der Aufgabe
Der Lösungsgedanke der Aufgabe ist es, zu vermeiden, dass die ein- zelnen Zulaufleitungen, die zwischen dem Rail und dem Injektor je¬ weils angeordnet sind, die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen.
Ein Lösungsvorschlag kann darin bestehen, dass die Resonanzfre¬ quenz der jeweiligen Zuleitungen verändert wird, indem beispiels- weise die Länge der Zulaufleitungen zwischen dem Rail und dem In¬ jektor unterschiedlich sind. Alternativ hierzu kann auch vorgese¬ hen werden, dass der Durchmesser oder die Wandungsstärken der Zu¬ laufleitungen sich jeweils voneinander unterscheiden.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung bewirkt, dass durch die auftretenden Druckschwingun¬ gen in dem Comtnon-Rail-System, insbesondere der Verschleiß am Dü¬ sensitz eines Injektors vermindert wird, indem zumindest die Schwingungen, die durch die benachbarten Zulaufleitungen erzeugt werden, nicht auf die eigentliche Zulaufleitung übertragen werden.
Die Gesamtleitungslänge der Zulaufleitung ist im Wesentlichen für die tatsächliche Resonanzfrequenz verantwortlich.
Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten aus dem Stand der Technik bekannt, die entsprechenden Resonanzfrequenzen zu verändern.
Um einen besonders guten Effekt zu erzielen und eine Schwingung entsprechend zu vermeiden, sind die Resonanzgrundfrequenzen der einzelnen Zulaufleitungen jeweils um mehr als 50 Hz zu unterschei¬ den.
Um auch ein Überkoppeln von Resonanzüberschwingungen unterschied¬ licher Ordnung zu vermeiden,, sollten ferner Verhältnisse der Ge- samtleitungslängen von (2 x n + 1) / (2 x m + 1) vermieden werden wobei n und m jeweils natürliche Zahlen zwischen 1 und 4 sind.
Bei Common-Rail-System mit mehr als einem Rail, wie beispielsweise V-Motoren aufweisen, müssen jeweils nur die Längen der Zulauflei- tung an jeweils einem Rail voneinander verschieden sein. An ver¬ schiedenen Rails kann dagegen je einmal dieselbe Leitungslänge verwendet werden. So sind zum Beispiel bei einer V6-Anordnung mit zwei Rails nur drei verschiedene Leitungslängen erforderlich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor.
Zeichnung Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Common-Rail-System mit voneinander jeweils verschiedenen Längen von Zulauflei- tungen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist ein Common-Rail-System 1 dargestellt. Es besteht aus einem Rail 2 und aus Injektoren 3, wobei zwischen dem Rail 2 und den Injektoren 3 jeweils eine Zulaufleitung 4 angeordnet ist. Die Zulaufleitung weist jeweils eine Länge L auf, wobei sich die Länge L von dem Rail 2 bis zum Injektor 3 bemisst. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Rail 2 mit sechs Injektoren 3i bis 36 vorgesehen, wobei zwischen dem Rail 2 jeweils Zulaufleitungen 4i bis 46 vorgesehen sind. Die Längen der jeweiligen Zulaufleitungen 1 werden mit Ii bis I6 bezeichnet.
Um hier ein Überkoppeln einer Resonanzschwingung von beispielswei¬ se einer ersten Zulaufleitung I1 auf die übrigen Zulaufleitungen I2 bis L6 zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Zulauf¬ leitungen I1 bis I6 jeweils unterschiedlich lang auszugestalten, so dass deren Resonanzgrundfrequenz jeweils unterschiedlich sind.
Um zu vermeiden, dass auch im Bereich der Oberschwingungen ein entsprechendes Überkoppeln stattfindet, ist die Längenwahl der je¬ weiligen Zulaufleitung wie folgt zu bestimmen: (Ix + Ii) /(Iy + li)Φ(2n + 1) / (2m + 1), wobei N und M jeweils natürliche Zahlen sind.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Common-Rail-System,. bestehend im Wesentlichen aus mindestens einem Rail (2) - eine beliebige Zahl n von Injektoren (3) und mit jeweils eine beliebige Zahl n von Zulaufleitung (4) zwi¬ schen Rail (1) und dem Injektor (3) in einer definierten Län¬ ge 1, dadurch gekennzeichnet:/ dass die Abmessungen der jeweiligen Zulaufleitung (4i bis 4n)unterschiedlich sind.
2. Common-Rail-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen Ii bis In jeweiligen Zulaufleitung (4i bis 4n)unterschiedlich sind.
3. Common-Rail-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, dass die Längen (Ii bis In) einer Zulaufsleitung [A1 bis 4n) von der benachbarten Zulaufleitung sich unterscheidet.
4. Common-Rail-System nach mindestens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet:, dass sich die Eigenfrequenzen der jeweils benachbarten Zulaufleitungen (4i bis 4n) um mindes¬ tens 50 Hz unterscheiden.
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