WO2020148020A1 - Brennkraftmaschine mit einem kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einem kraftstoffeinspritzsystem Download PDF

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WO2020148020A1
WO2020148020A1 PCT/EP2019/084253 EP2019084253W WO2020148020A1 WO 2020148020 A1 WO2020148020 A1 WO 2020148020A1 EP 2019084253 W EP2019084253 W EP 2019084253W WO 2020148020 A1 WO2020148020 A1 WO 2020148020A1
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    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a fuel injection system having the features from the preamble of patent claim 1.
  • Patent application is a device for damping pressure pulsations in one
  • Fluid system especially known in a fuel system of an internal combustion engine.
  • a device which serves to dampen pressure pulsations in a fluid system. It comprises a housing and at least one work space which communicates with the fluid system. At least one gas volume sealed by a membrane is present within the working space.
  • the membrane is made of metal.
  • a disadvantage of this known device is the very complex production, which causes high costs.
  • the object of the present invention is to provide a generic device for damping pressure pulsations, which is significantly less expensive to manufacture.
  • the fuel injection system according to the invention for an internal combustion engine according to claim 2 preferably has a round or oval cross section.
  • the damping element can thus be manufactured in a simple manner by machining a tube. A triangular, square or free-form cross-section is also possible.
  • the damping element according to claim 3 is preferably made of a metal or a plastic.
  • the metal can be, for example, a stainless steel or a fuel-resistant plastic, such as silicone.
  • the manufacturing method according to claim 4 is particularly inexpensive and simple.
  • FIG. 1 shows a top view of an inventive fuel injection system for an internal combustion engine.
  • Fig. 2 shows a plan view of a cut low-pressure manifold with an inserted damping element.
  • the fuel injection system 1 shows a top view of an inventive fuel injection system 1 for an internal combustion engine, not shown.
  • the fuel injection system 1 consists of a low-pressure fuel pump, also not shown, which promotes fuel from a tank, not shown, with a fuel pressure between 0.5 bar and 6 bar in a low-pressure manifold 2 and further to a high-pressure fuel pump 3, which Fuel in a high-pressure manifold 4 promotes.
  • Fuel line 7 is symbolically represented by an arrow.
  • the high-pressure fuel pump 3 further compresses the fuel to a fuel pressure of up to approximately 250 bar, the fuel then being conveyed further through the fuel line 7 into the high-pressure manifold 4.
  • the fuel is conveyed into high-pressure fuel injectors, not shown. These high-pressure fuel injectors inject the fuel directly, in this exemplary embodiment, into six cylinders of the internal combustion engine, not shown.
  • the fuel is delivered in six low-pressure fuel injectors 6, the low-pressure fuel injectors 6 the fuel in six intake pipes of a suction system Injection engine. Only one of the six low-pressure fuel injectors 6 is numbered.
  • the low-pressure manifold 2 can be mounted on the suction system or directly on the internal combustion engine via two mounting flanges 9.
  • Damping element 5 has an internal gas pressure between 2 bar and 15 bar.
  • the damping element 5 is shown in Fig. 2.
  • the damping element 5 does not protrude from the low-pressure manifold 2, but, as shown in FIG. 1, is completely enclosed by it.
  • the damping element 5 is fixed in position with a spring, not numbered, at least at one end in a cavity of the low-pressure distributor strip 2, which is then subsequently closed, for example by soldering, welding, etc.
  • the mounting flange 9 can also be seen in FIG. 2.
  • the damping element 5 preferably has a round or oval cross section, so that it can be manufactured inexpensively from a tube.
  • the damping element 5 can also have a triangular, square or even a free-form cross section.
  • the damping element 5 can also be bent along its longitudinal axis in order to be supported independently within the low-pressure distributor strip 2 without a positioning spring.
  • the damping element 5 is preferably made of a metal, such as a stainless steel or a fuel-resistant plastic, such as a silicone material. A particularly inexpensive production arises from the fact that the ends of the damping element 5 are closed by welding and / or flanging or soldering. At the protruding end of the damping element 5, the spring can be seen, which securely locks the damping element 5 in the low-pressure manifold 2.
  • the inventive configuration of the fuel injection system 1 for the internal combustion engine effectively reduces pulsations from the high-pressure fuel pump 3 to the low-pressure fuel rail 2, so that exact metering of fuel into the intake manifold of the internal combustion engine is possible.
  • the damping element 5 is very inexpensive to manufacture.

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Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem für, bestehend aus einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff aus einem Tank in eine Niederdruck- Verteilerleiste fördert und weiter zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff in eine Hochdruck-Verteilerleiste fördert, wobei in der Niederdruck-Verteilerleiste ein rohrförmiges, hohles Dämpfungselement angeordnet ist, welches an beiden Enden gasdicht verschlossen und mit einem Gas gefüllt ist, wobei das Dämpfungselement einen Gasinnendruck zwischen 2 bar und 15 bar aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzsystems für die Brennkraftmaschine werden von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf die Niederdruck- Kraftstoff leiste rückwirkende Pulsationen wirksam reduziert.

Description

Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Stand der T echnik wird auf die europäische Patentanmeldung EP 2 278 150 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, hingewiesen. Aus dieser europäischen
Patentanmeldung ist eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem
Fluidsystem, insbesondere in einem Kraftstoff System einer Brennkraftmaschine bekannt. Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem dient. Sie umfasst ein Gehäuse und mindestens einen Arbeitsraum, welcher mit dem Fluidsystem kommuniziert. Innerhalb des Arbeitsraums ist mindestens ein durch eine Membran dicht abgeschlossenes Gasvolumen vorhanden. Die Membran ist aus Metall.
Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist die sehr aufwändige Fertigung, die hohe Kosten verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen aufzuzeigen, die in der Fertigung deutlich kostengünstiger ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzsystems für eine
Brennkraftmaschine werden von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf die Niederdruck- Kraftstoff leiste rückwirkende Pulsationen wirksam reduziert, bei deutlich reduzierten die Herstellkosten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So weist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 2 bevorzugt einen runden oder ovalen Querschnitt auf. Somit lässt sich das Dämpfungselement in einfacher Weise durch die Bearbeitung eines Rohres hersteilen. Auch ein dreieckiger, viereckiger oder Freiformquerschnitt ist möglich.
Weiter ist das Dämpfungselement gemäß Patentanspruch 3 bevorzugt aus einem Metall oder einem Kunststoff. Bei dem Metall kann es sich bspw. um einen Edelstahl oder um einen kraftstoffresistenten Kunststoff, wie bspw. Silikon, handeln.
Die Herstellverfahren gemäß Patentanspruch 4 sind besonders kostengünstig und einfach.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf eine abgeschnittene Niederdruck-Verteilerleiste mit einem eingeschobenen Dämpfungselement.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 besteht aus einer ebenfalls nicht dargestellten Niederdruck- Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff aus einem nicht dargestellten Tank mit einem Kraftstoff druck zwischen 0,5 bar und 6 bar in eine Niederdruck- Verteilerleiste 2 fördert und weiter zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 3, die den Kraftstoff in eine Hochdruck-Verteilerleiste 4 fördert. Der Zufluss des Kraftstoffes in eine
Kraftstoffleitung 7 ist durch einen Pfeil symbolisch dargestellt. Die Hochdruck- Kraftstoffpumpe 3 verdichtet den Kraftstoff weiter auf einen Kraftstoff druck von bis zu ca. 250 bar, wobei der Kraftstoff anschließend weiter durch die Kraftstoffleitung 7 in die Hochdruck- Verteilerleiste 4 gefördert wird.
Ausgehend von der Hochdruck-Verteilerleiste 4 wird der Kraftstoff in nicht dargestellte Hochdruck-Kraftstoffinjektoren gefördert. Diese Hochdruck-Kraftstoffinjektoren düsen den Kraftstoff direkt, in diesem Ausführungsbeispiel, in sechs Zylinder der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ein. Ausgehend von der Niederdruck-Verteilerleiste 2 wird der Kraftstoff in sechs Niederdruck-Kraftstoffinjektoren 6 gefördert, wobei die Niederdruck- Kraftstoffinjektoren 6 den Kraftstoff in sechs Saugrohre einer Sauganlage der Brennkraftmaschine eindüsen. Von den sechs Niederdruck-Kraftstoffinjektoren 6 ist nur ein einziger beziffert. Über zwei Montageflansche 9 ist die Niederdruck-Verteilerleiste 2 an die Sauganlage oder direkt an die Brennkraftmaschine montierbar.
Selbstverständlich ist die Erfindung unabhängig von der Anzahl an Zylindern, die die
Brennkraftmaschine aufweist.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine treten im Kraftstoffsystem 1 aufgrund der Verdichtung des Kraftstoffs durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 3 Pulsationen auf, die sich auf die Niederdruck-Verteilerleiste 2 auswirken. Dies führt in nachteiliger weise dazu, dass eine exakte Kraftstoffzudosierung über die Niederdruck-Verteilerleiste 2 nicht möglich ist. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Innenraum der Niederdruck- Verteilerleiste 2 ein rohrförmiges, hohles Dämpfungselement 5 angeordnet ist, welches an beiden Enden gasdicht verschlossen und mit einem Gas gefüllt ist, wobei das
Dämpfungselement 5 einen Gasinnendruck zwischen 2 bar und 15 bar aufweist. Das Dämpfungselement 5 ist in Fig. 2 dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Aufsicht auf eine aufgeschnittene Niederdruck-Verteilerleiste 2, mit zwei Kraftstoffinjektorhalterungen 8, wobei nur eine Kraftstoffinjektorhalterung 8 beziffert ist. Im Endmontagezustand steht das Dämpfungselement 5 nicht aus der Niederdruck- Verteilerleiste 2 heraus, sondern ist, wie in Fig. 1 dargestellt, vollständig von dieser umschlossen. Das Dämpfungselement 5 wird mit einer nicht bezifferten Feder an zumindest einem Ende in einem Hohlraum der Niederdruck-Verteilerleiste 2 lagefixiert, die dann anschließend beispielsweise durch Verlöten, Verschweißen etc. verschlossen wird. Auch der Montageflansch 9 ist in Fig. 2 erkennbar. Bevorzugt weist das Dämpfungselement 5 einen runden oder ovalen Querschnitt auf, sodass es kostengünstig aus einem Rohr gefertigt werden kann. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungselement 5 auch einen dreieckigen, viereckigen oder auch einen Freiformquerschnitt aufweisen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Dämpfungselement 5 auch entlang seiner Längsachse gebogen sein, um sich ohne Positionierfeder selbstständig innerhalb der Niederdruck- Verteilerleiste 2 abzustützen. Das Dämpfungselement 5 wird bevorzugt aus einem Metall, wie bspw. einem Edelstahl oder einem kraftstoffresistenten Kunststoff, wie bspw. einem Silikonwerkstoff hergestellt. Eine besonders kostengünstige Fertigung entsteht dadurch, dass die Enden des Dämpfungselements 5 durch Schweißen und/oder Umbördeln oder Verlöten verschlossen werden. An dem herausragenden Ende des Dämpfungselements 5 ist die Feder erkennbar, die das Dämpfungselement 5 sicher in der Niederdruck-Verteilerleiste 2 arretiert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzsystems 1 für die Brennkraftmaschine werden von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 3 auf die Niederdruck- Kraftstoffleiste 2 rückwirkende Pulsationen wirksam reduziert, sodass eine exakte Zudosierung von Kraftstoff in das Saugrohr der Brennkraftmaschine möglich ist. Darüber hinaus ist das Dämpfungselement 5 sehr kostengünstig herstellbar.
Bezugszeichenliste
1. Kraftstoffeinspritzsystem
2. Niederdruck-Verteilerleiste
3. Hochdruck-Kraftstoffpumpe
4. Hochdruck-Verteilerleiste 5. Dämpfungselement
6. Niederdruck-Kraftstoffinjektor
7. Kraftstoffleitung
8. Kraftstoffinjektorhalterung
9. Montageflansch

Claims

Ansprüche
1. Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (1), bestehend aus einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff aus einem Tank in eine Niederdruck- Verteilerleiste (2) fördert und weiter zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3), die den Kraftstoff in eine Hochdruck-Verteilerleiste (4) fördert,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Niederdruck-Verteilerleiste (2) ein rohrförmiges, hohles Dämpfungselement (5) angeordnet ist, welches an beiden Enden gasdicht verschlossen und mit einem Gas gefüllt ist, wobei das Dämpfungselement (5) einen Gasinnendruck zwischen 2 bar und 15 bar aufweist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) einen runden oder ovalen oder dreieckigen oder viereckigen oder Freiform-Querschnitt aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) aus einem Metall oder einem Kunststoff ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Dämpfungselements (5) durch
Schweißen und/oder Umbördeln oder Verlöten verschlossen sind.
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