DE10101476A1 - Common rail unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung.The invention relates to a common rail unit for a Fuel injector.
Zum besseren Verständnis der Beschreibung und der Patentansprüche werden nachfolgend einige Begriffe erläutert: Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung ist druckgesteuert ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verstanden, dass durch den im Düsenraum einer Einspritzdüse herrschenden Kraftstoffdruck eine Düsennadel gegen die Wirkung einer Schließkraft (Feder) bewegt wird, so dass die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenraum in den Zylinder freigegeben wird. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet, während unter einem Systemdruck der Druck verstanden wird, unter dem Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Verfügung steht bzw. bevorratet ist. Kraftstoffzumessung bedeutet, eine definierte Kraftstoffmenge zur Einspritzung bereitzustellen. Unter Leckage ist eine Menge an Kraftstoff zu verstehen, die beim Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entsteht (z. B. eine Führungsleckage), nicht zur Einspritzung verwendet und zum Kraftstofftank zurückgefördert wird. Das Druckniveau dieser Leckage kann einen Standdruck aufweisen, wobei der Kraftstoff anschließend auf das Druckniveau des Kraftstofftanks entspannt wird.For a better understanding of the description and claims Some terms are explained below: The fuel injection device according to the Invention is pressure-controlled. Within the scope of the invention, a pressure-controlled fuel injection device understood that by the im Nozzle space of an injection nozzle prevailing fuel pressure against a nozzle needle the effect of a closing force (spring) is moved, so that the injection opening for an injection of fuel from the nozzle chamber into the cylinder is released becomes. The pressure with which fuel from the nozzle chamber into a cylinder Internal combustion engine exits is referred to as injection pressure while under a system pressure is understood to mean the pressure under which the fuel within the Fuel injection device is available or is stocked. Fuel metering means a defined amount of fuel for injection provide. Leakage is an amount of fuel that is used for Operation of the fuel injector does not occur (e.g. a lead leakage) used for injection and returned to the fuel tank. The Pressure level of this leakage can have a static pressure, the fuel is then relaxed to the pressure level of the fuel tank.
Bei Common Rail Systemen kann der Einspritzdruck an Last und Drehzahl angepaßt werden. Zur Geräuschminderung wird hier oft eine Voreinspritzung durchgeführt. Zur Reduzierung von Emissionen ist eine druckgesteuerte Einspritzung bekanntermaßen günstig. With common rail systems, the injection pressure can be adapted to the load and speed become. A pre-injection is often carried out here to reduce noise. A pressure-controlled injection is used to reduce emissions known to be cheap.
Derzeit weisen druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen Zumessventile und Steuermodule auf, welche aus Funktionsgründen im Bereich der Einspritzdüsen angeordnet sind.Pressure-controlled fuel injection devices currently have metering valves and Control modules, which for functional reasons in the area of the injection nozzles are arranged.
Zur Reduzierung des Fertigungsaufwands wird eine Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Ohne Beeinträchtigung der hydrodynamischen Eigenschaften ist es möglich, das Zumessventil in Form eines 3/2-WegeZumessventils in das Rail zu integrieren.To reduce the manufacturing effort, a common rail unit for one Fuel injection device proposed according to claim 1. Without Impairment of the hydrodynamic properties, it is possible that Integrate metering valve in the form of a 3/2-way metering valve.
Bei entsprechender Abstimmung der Länge der Druckleitung vom Zumessventil zur Einspritzdüse wird eine Druckerhöhung im Düsenraum gegenüber dem Raildruck um 20 bis 30% erreicht. Diese Druckerhöhung wirkt sich positiv auf die Strahlaufbereitung sowie auf das Abgasverhalten des Motors aus.With appropriate adjustment of the length of the pressure line from the metering valve to Injection nozzle is an increase in pressure in the nozzle area compared to the rail pressure 20 to 30% reached. This pressure increase has a positive effect on the Beam processing and the exhaust gas behavior of the engine.
Der Vorteil der Common-Rail-Einheit besteht darin, dass die komplexen Bauteile, wie das 3/2-Wege-Ventil, der Raildrucksensor und der Raildruckregler sowie die zugehörigen Adapter, immer gleich gehalten werden, egal bei welchem Motortyp. Das steigert die Fertigungseffizienz gegenüber den heutigen Systemen, bei denen für jeden Motortyp aufwendige Schmiedeteile hergestellt werden müssen.The advantage of the common rail unit is that the complex components, such as the 3/2-way valve, the rail pressure sensor and the rail pressure regulator as well as the associated adapter, always be kept the same, regardless of the motor type. That increases manufacturing efficiency compared to today's systems where elaborate forgings have to be produced for each engine type.
Desweiteren fallen mehrere Hochdruckbohrungsverschneidungen weg, da diese im Zumessventilbereich liegen, in dem sie sowieso vorhanden sein müssen. Die Verbindungsteile Spannhülse und Verbindungsrohr können dadurch aus im Verhältnis zu den komplexen Bauteilen billigerem Material hergestellt werden, da diese keine Bohrungsverschneidungen enthalten. Dadurch wird die Zerspanarbeit gegenüber bekannten Common-Rail-Systemen wesentlich erleichtert. Furthermore, several high-pressure drilling intersections are no longer necessary, as these Metering valve area in which they must be present anyway. The Connecting parts adapter sleeve and connecting tube can be made in Relative to the complex components cheaper material can be made because these do not contain any intersections. This will cut the work much easier compared to known common rail systems.
Wenn rotationssymmetrische Verbindungsteile verwendet werden, entfällt bei der Bearbeitung der Einsatz von Sondermaschinen.If rotationally symmetrical connecting parts are used, the Processing the use of special machines.
Durch konische Schraubverbindungen (Links-/Rechtsgewinde) mittels einer Hülse kann die radiale Lage von Bauteilen relativ zum gemeinsamen Verbindungsrohr immer an die Motoreinbausituation angepasst werden. Bei dieser Verbindung von unter Hochdruck stehenden Bauteilen entstehen die kritischen Spannungen zum größten Teil im Verschraubbereich. Damit werden keine Spannungen auf Bohrungsverschneidungen oder Ventilführungen eingeleitet.Through conical screw connections (left / right-hand thread) using a sleeve can the radial position of components relative to the common connecting tube always be adapted to the motor installation situation. With this connection of components under high pressure create the critical tensions mostly in the screwing area. So that no tensions arise Bore intersections or valve guides initiated.
Zusammenfassend gesagt, besitzt die Erfindung den Vorteil, dass die komplexen Bauteile, Zumessventil (Magnetventil), eine oder mehrere Drosseln, Gleichdruckventil oder Druckverstärker, in eine Common-Rail-Einheit integriert werden, welche eine Basis für unterschiedlichste Motorentypen bilden kann.In summary, the invention has the advantage that the complex Components, metering valve (solenoid valve), one or more chokes, Constant pressure valve or pressure booster, integrated in a common rail unit which can form the basis for a wide variety of engine types.
Drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:Three embodiments of the common rail unit according to the invention for one Fuel injection devices are shown in the schematic drawing and are explained in the description below. It shows:
Fig. 1 eine erste Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung Fig. 1 shows a first common rail unit for a fuel injection device
Fig. 2 eine zweite Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung Fig. 2 shows a second common rail unit for a fuel injection device
Fig. 3 eine dritte Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Fig. 3 shows a third common rail unit for a fuel injection device.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Common-Rail-Einheit 1 (Fig. 1a im Längsschnitt, Fig. 1b in der Draufsicht) für eine druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung fördert eine nur in der Fig. 1b gezeigte mengengeregelte Kraftstoffpumpe 2 Kraftstoff aus einem Vorratstank über eine Förderleitung zur Common-Rail-Einheit 1. Die Common- Rail-Einheit 1 ist aus den Bauteilen 3/2-Wegezumessventil 3, Raildrucksensoradapter 4, Raildrucksensor 5, Raildruckregleradapter 6, Raildruckregler 7, Spannhülse 8 und Verbindungsrohr 9 aufgebaut. Je nach Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine kann eine unterschiedliche Anzahl von Zumessventilen 3 vorgesehen sein. Die Fig. 1 zeigt lediglich zwei über das Verbindungsrohr 9 mit einander verbundene Zumessventile 3. In dem Verbindungsrohr 3 ist ein Druckspeicherraum 10 für den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff ausgebildet. Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe wird ein Systemdruck erzeugt und im Druckspeicherraum 10 mit einem Druck von 300 bis ca. 1800 bar gespeichert. Mit Hilfe der Zumessventile 3 werden eine Kraftstoffzumessung in Pfeilrichtung 11 über nicht gezeigte Druckleitungen und die Einspritzung für jeden Zylinder druckgesteuert realisiert. Die Einspritzung erfolgt anschließend in bekannter Weise mittels einer verschiebbaren Düsennadel. Die Absteuermenge erfolgt über Gewindebohrungen in Pfeilrichtung 19 in einen nicht näher dargestellten Rücklauf in den Kraftstofftank.When in Fig. 1 common rail unit (1a 1b Fig., In longitudinal section, Fig. In plan view) shown 1 for a pressure-controlled fuel injection device promotes only in Fig. 1B quantity-controlled fuel pump 2 fuel from a storage tank via a feed line to the common rail unit 1 . The common rail unit 1 is composed of the components 3/2-way metering valve 3 , rail pressure sensor adapter 4 , rail pressure sensor 5 , rail pressure regulator adapter 6 , rail pressure regulator 7 , clamping sleeve 8 and connecting pipe 9 . Depending on the number of cylinders of the internal combustion engine, a different number of metering valves 3 can be provided. FIG. 1 shows only two via the connecting pipe 9 connected with each metering valves. 3 A pressure storage chamber 10 for the high-pressure fuel is formed in the connecting pipe 3 . With the aid of the fuel pump, a system pressure is generated and stored in the pressure storage chamber 10 at a pressure of 300 to approximately 1800 bar. With the aid of the metering valves 3 , fuel metering in the direction of arrow 11 via pressure lines, not shown, and the injection for each cylinder are pressure-controlled. The injection then takes place in a known manner by means of a displaceable nozzle needle. The discharge quantity takes place via threaded bores in the direction of arrow 19 into a return, not shown, into the fuel tank.
Die Hochdruckverbindungsstellen zwischen den Bauteilen sind durch eine übliche Konusspannverbindung über die Spannhülsen 8 und 12 hergestellt. Das Verbindungsrohr 9 ist aus einem einfachen Rohr mit angedrehtem Konus hergestellt. Ebenso ist auch die Spannhülse 8 aus einem handelsüblichen Rohr oder Rundmaterial hergestellt. Das Verbindungsrohr 9 und die Spannhülse 8 stellen einfach aufgebaute rotationssymmetrische Bauteile dar und lassen sich je nach Motortyp mit einem entsprechendem Zylinderabstand ablängen. Die radiale Position der von dem Verbindungsrohr 9 abstehenden Bauteile 3 bis 9 ist variabel, d. h. sie kann ebenfalls auf Motoreinbausituationen einfach mittels einer Montagelehre oder einer entsprechenden Vorrichtung angepasst werden. Durch konische Schraubverbindungen (Links-/Rechtsgewinde) mittels Hülsen kann die radiale Lage immer auf die Motoreinbausituation angepasst werden.The high-pressure connection points between the components are produced by a customary conical tension connection via the clamping sleeves 8 and 12 . The connecting tube 9 is made from a simple tube with a cone turned on. Likewise, the clamping sleeve 8 is made of a commercially available pipe or round material. The connecting tube 9 and the clamping sleeve 8 represent simply constructed rotationally symmetrical components and can be cut to length with a corresponding cylinder spacing, depending on the engine type. The radial position of the components 3 to 9 projecting from the connecting pipe 9 is variable, ie it can also be easily adapted to motor installation situations by means of an assembly gauge or a corresponding device. With conical screw connections (left / right-hand thread) using sleeves, the radial position can always be adapted to the motor installation situation.
Die Common-Rail-Einheiten gemäß Fig. 2 und 3 sind vom Prinzip her identisch zur Common-Rail-Einheit 1 gemäß Fig. 1. Es sind unterschiedliche Verbindungen der Bauteile realisiert. Gemäß Fig. 2 (Fig. 2a Längsschnitt, Fig. 2b Draufsicht) weist ein Verbindungsrohr 13 bei einer Common-Rail-Einheit 14 an seinen Enden eine geringere radiale Erstreckung auf, so dass an den Enden jeweils eine Spannhülse 15 aufgeschraubt ist. Aus der Fig. 3 (Fig. 2a Längsschnitt, Fig. 2b Draufsicht) ist ersichtlich, dass der Konus zum Verspannen zweier Bauteile 16 und 17 einer Common-Rail-Einheit 18 unterschiedlich gestaltet sein kann. The common rail units according to FIGS. 2 and 3 are in principle identical to the common rail unit 1 according to FIG. 1. Different connections of the components are realized. According to FIG. 2 ( FIG. 2a longitudinal section, FIG. 2b top view), a connecting tube 13 in a common rail unit 14 has a smaller radial extension at its ends, so that an adapter sleeve 15 is screwed onto the ends. From Fig. 3 (Fig. 2a longitudinal section, Fig. 2b plan view) can be seen that the cone can be designed differently for bracing two components 16 and 17 of a common rail unit 18.
11
Common-Rail-Einheit
Common rail unit
22
Kraftstoffhochdruckpumpe
High-pressure fuel pump
33
3/2-Wegezumessventil
3/2-Wegezumessventil
44
Raildrucksensoradapter
Rail Pressure Sensor Adapters
55
Raildrucksensor
Rail pressure sensor
66
Raildruckregleradapter
Rail pressure regulator adapter
77
Raildruckregler
Rail pressure regulator
88th
Spannhülse
clamping sleeve
99
Verbindungsrohr
connecting pipe
1010
Druckspeicherraum
Pressure reservoir
1111
Pfeilrichtung
arrow
1212
Spannhülse
clamping sleeve
1313
Verbindungsrohr
connecting pipe
1414
Common-Rail-Einheit
Common rail unit
1515
Spannhülse
clamping sleeve
1616
3/2-Wegezumessventil
3/2-Wegezumessventil
1717
Verbindungsrohr
connecting pipe
1818
Common-Rail-Einheit
Common rail unit
1919
Absteuermenge
Absteuermenge
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |