DE10143511B4

DE10143511B4 - Speichereinspritzsystem mit Drosseleinrichtung

Info

Publication number: DE10143511B4
Application number: DE10143511A
Authority: DE
Inventors: Helmut Hummel; Christoph Klesse; Oliver Koegel; Christian Taudt; Michael Wirkowski; Eckbert Zander
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: DE10143511A1

Abstract

Speichereinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck, umfassend wenigstens einen Injektor, welcher über eine Leitung (1) mit einem Rail (4) verbunden ist, eine oder mehrere Zu-/Ableitungen (11) zum/vom Rail, sowie mindestens einer in die Leitung (1) integrierten Drosseleinrichtung (2; 13) dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (1) und die integrierten Drosseleinrichtung einstückig ausgebildet ist, wobei die Drosseleinrichtung einen definierten Drosseldurchmesser (d) aufweist, der eine Dämpfung von Schwingungen im System ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichereinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck mit wenigstens einem Injektor, welcher über eine Leitung mit einem Rail verbunden ist, wobei das Rail eine oder mehrere Zu-/Ableitungen aufweist.
Speichereinspritzsysteme sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. In den 2 und 3 ist eine Leitung 1 bzw. ein Rail 4 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Wie in 2 gezeigt, weist die Leitung 1 einen konstanten Innendurchmesser D auf und weist an ihrem Ende einen nippelförmigen Befestigungsbereich 3 auf. Die Leitung 1 wird am nippelförmigen Befestigungsbereich 3 in ein am Rail 4 befestigtes Fitting (Buchse) 9 eingefügt. Der Fitting 9 dient dabei zur Stabilisierung der Leitung 1 und zur Aufnahme einer auf der Leitung befindlichen Mutter, um eine die Dichtwirkung erzeugende axiale Anpresskraft aufzubringen. Wie in 7 gezeigt, weist eine Verbindungsbohrung 5 des Rails 4 den gleichen Durchmesser D wie der Innendurchmesser der Leitung 1 auf. Die Verbindungsbohrung 5 stellt dabei die Verbindung zwischen der Leitung 1 und der Rail-Bohrung 8 bereit. Am Ende des Rails 4 ist dabei ein Verschluss 6 zum Verschließen der Rail-Bohrung 8 vorgesehen. Durch die gleichen Durchmesser D der Verbindungsbohrung 5 und der Leitung 1 erfolgt somit keine Drosselung im Übergangsbereich zwischen dem Rail und der Leitung.
Speichereinspritzsysteme bestehen üblicherweise aus einer Pumpe, einem oder mehreren Rails, Leitungen sowie Injektoren. Dabei stellt das Speichereinspritzsystem ein schwingungsfähiges System dar. Schwingungsanregungen ergeben sich beispielsweise durch die Förderpulsationen der Pumpe sowie durch das schnelle Öffnen und Schließen der Injektoren. Es ist jedoch vorteilhaft, keine oder möglichst nur geringe Schwingungen im System zu haben, um Schwankungen bei den Einspritzmengen gering zu halten. Weiterhin sollte das Signal eines Systemdrucksensors als Eingangsinformation für eine Steuereinheit möglichst stabil gehalten werden. Überdies belasten die auftretenden Schwingungen die Bauteile des Systems. Die Schwingungen variieren jedoch auch noch drehzahl- und lastabhängig, so dass trotz einer geschickten Wahl von hydraulischen bzw. geometrischen Parametern wie z.B. Leitungslängen, Leitungsdurchmessern und Railvolumen nicht in allen Betriebspunkten die auftretenden Schwingungen gering gehalten werden können.
Deshalb wird versucht, die auftretenden Druckschwingungen örtlich einzugrenzen, indem Drosseln oder Blenden verwendet werden. Es ist beispielsweise bekannt, Drosselscheiben am Hochdruckausgang der Pumpe oder am Injektoreingang anzuordnen. Weiterhin ist aus der DE 100 60 785 A1 , der JP 2000 027 731 A, der DE 100 60 785 A1 sowie der EP-0 612 921 bekannt, eine separate Drosseleinrichtung in die Leitung zwischen dem Rail und dem Injektor anzuordnen. Die DE 101 03 195 A1 offenbart eine Drosseleinrichtung die in die Verbindungsbohrung, zwischen der Rail-Bohrung und der Leitung angeordnet ist.
Bei den bekannten Drosseln ist jedoch nachteilig, dass diese als separate Einzelteile ausgebildet sind und daher einen zusätzlichen Montageaufwand erfordern. Die Drosseln können zwar als einfache Scheiben mit Durchgangsbohrungen ausgebildet sein, jedoch müssen sie jeweils an den Bauteilen des Speichereinspritzsystems separat befestigt werden.
Aus der DE 100 60 811 A1 ist ferner bekannt, eine Drossel innerhalb eines Steuerventilkörpers auszubilden, welche den Durchfluß von Kraftstoff dämpft. Nachteilig ist dabei die aufwendige Fertigung einer solchen Drossel im Steuerventilkörper.
Durch das Verschrauben der Leitungen bzw. durch die Bördelung der Leitungen wird wie beispielsweise in der DD 225 480 A1 und der DE 299 20 822 U1 der Innendurchmesser leicht verengt, was zu einem gewissen Drosseleffekt führt, jedoch reichen diese Verengungen nicht aus um eine spürbare Dämpfung zu erzielen. Zudem lässt sich auf diese Weise kein definierter Drosseldurchmesser ausbilden, welcher aber für eine gezielte Dämpfung erforderlich wäre.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Speichereinspritzsystem bereitzustellen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine Dämpfung von Schwingungen im System ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Her stellungsverfahren zur kostengünstigen Herstellung einer Leitung mit Dämpfungsfunktion, z.B. einer Injektorleitung zwischen dem Rail und den Injektoren oder einer Zu-/Ableitung zum Rail, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Speichereinspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Speichereinspritzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 kann eine hydraulisch wirksame Dämpfung von Schwingungen im System bereitstellen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, das die Leitung und die integrierte Drosseleinrichtung und/oder die Zu-/Ableitung und die integrierte Drosseleinrichtung einstückig ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist es somit möglich, dass keine separaten Drosseln verwendet werden, so dass sich der Montageaufwand deutlich reduziert, da die Drosseln schon Bestandteil der jeweiligen Bauteile sind. Dadurch verringert sich insbesondere der Montageaufwand, so dass das erfindungsgemäße Speichereinspritzsystem deutlich kostengünstiger herstellbar ist. Weiterhin ergeben sich erfindungsgemäß weniger Abdichtungsstellen am Speichereinspritzsystem, was die Leckagemöglichkeiten und die Herstellungskosten verringert und die Lebensdauer des Systems erhöht.
Um eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit der integrierten Drosseleinrichtung bereitzustellen, ist die Drosseleinrichtung vorzugsweise als abgestufte Bohrung ausgebildet. Abhängig von der gewünschten Drosselwirkung werden dabei die Durchmesser der jeweiligen Bohrungen gewählt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die integrierte Drosseleinrichtung als eine mittels Umformen hergestellte Verengung ausgebildet. Insbesondere bevorzugt wird diese durch Umformen hergestellte Verengung mittels Stauchen, Walzen, Hämmern oder Rollen hergestellt. Besonders bevorzugt ist die durch Umformen hergestellte Drosseleinrichtung dabei in einer Leitung des Systems vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Drosseleinrichtung an einem Ende einer Leitung, insbesondere an einem oder an beiden Enden der Leitung zwischen dem Rail und dem Injektor, angeordnet. Somit kann die Drosseleinrichtung demnach railnah und/oder injektornah angeordnet sein.
Um gleichzeitig auch eine Befestigung der Leitung zu ermöglichen, ist vorzugsweise am Außenumfang der Leitung an der Position der integralen Drosseleinrichtung ein nippelförmiger Befestigungsbereich ausgebildet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da sowohl der nippelförmige Befestigungsbereich als auch die integrale Drosseleinrichtung gleichzeitig, beispielsweise mittels Umformen, hergestellt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer in einer Leitung integral gebildeten, einstückigen Drosseleinrichtung umfasst die Schritte des Herstellens der Leitung mit einem vorbestimmten Leitungsinnendurchmesser und einem vorbestimmten Leitungsaußendurchmesser, des Einführens eines dornförmigen Werkzeugs mit einem kleineren Durchmesser als der Leitungsinnendurchmesser in die Leitung und des Umformens der Leitung an der den Dorn aufweisenden Stelle, um die integrale Drosseleinrichtung in der Leitung zu bilden. Als Umformschritt kann dabei insbesondere Stauchen, Walzen, Hämmern, Rollen oder Druckumformen verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gleichzeitig mit dem Schritt des Umformens zur Herstellung der integrierten Drosseleinrichtung auch ein nippelförmiger äußerer Befestigungsbereich an der Leitung ausgebildet, um eine einfache Befestigungsmöglichkeit der Leitung beispielsweise am Rail oder am Injektor zu ermöglichen.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine Schnittansicht einer Leitung mit einer integral gebildeten Drosseleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht einer Leitung gemäß dem Stand der Technik und
3 eine Schnittansicht eines Rails gemäß dem Stand der Technik.
In 1 ist eine Leitung 1 mit einer integralen Drosseleinrichtung 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Drosseleinrichtung 2 ist dabei am Leitungsende der Leitung 1 vorgesehen. Die Leitung 1 weist einen Innendurchmesser D und einen Außendurchmesser E auf. Im Bereich der Drosseleinrichtung 2 verringert sich der Innendurchmesser der Leitung auf den Durchmesser d. Die Drosseleinrichtung 2 ist integral und einstückig mit der Leitung 1 gebildet und wird durch Einführen eines Dornes mit einem Durchmesser d in die Leitung und anschließendem Umformen des Leitungsendes zur Drosseleinrichtung 2 hergestellt. Durch die einstückig Ausbildung der Leitung 1 mit der Drosseleinrichtung ist kein zusätzlicher Montageaufwand für die Montage von separaten Drosseleinrichtungen notwendig. Gleichzeitig mit dem Herstellen der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung 2 wird auch am Außenumfang der Leitung 1 ein nippelförmiger Befestigungsbereich 3 mit einem Durchmesser F hergestellt. Dadurch kann die erfindungsgemäße Leitung besonders kostengünstig bereitgestellt werden, da mit einem Herstellungsschritt gleichzeitig die Drosseleinrichtung 2 als auch der Befestigungsbereich 3 hergestellt werden können. Im Speichereinspritzsystem auftretende Schwingungen werden dabei erfindungsgemäß an der Drosseleinrichtung 2 gedämpft. Da die Drosseleinrichtung 2 am Leitungsende vorgesehen ist, können die Druckschwingungen in der Nähe ihres Erzeugungsortes, z.B. am Injektor, dem Rail oder der Pumpe, örtlich eingegrenzt werden und schnell gedämpft werden. Die Leitung 1 wird in bekannter Weise beispielsweise mittels einer Überwurfmutter auf einem Fitting am Rail am Befestigungsbereich 3 befestigt.
Es sei angemerkt, dass insbesondere vorteilhaft eine Vielzahl von Drosseln in den einzelnen Bauteilen des Speichereinspritzsystems integral und einstückig gebildet werden können, so dass auftretenden Schwingungen im System unmittelbar an ihrer Entstehung gedämpft werden können.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Speichereinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck, welches ein oder mehrere Bauteile aufweist, die wenigstens eine integral und einstückig gebildete Drosseleinrichtung aufweisen, um im Speichereinspritzsystem auftretende Schwingungen zu dämpfen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Leitung für ein Speichereinspritzsystem mit einer integral und einstückig gebildeten Drosseleinrichtung.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es können verschiedene Abweichungen und Änderungen ausgeführt werden, ohne den Erfindungsumfang zu verlassen.

Claims

Speichereinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck, umfassend wenigstens einen Injektor, welcher über eine Leitung (1) mit einem Rail (4) verbunden ist, eine oder mehrere Zu-/Ableitungen (11) zum/vom Rail, sowie mindestens einer in die Leitung (1) integrierten Drosseleinrichtung (2; 13) dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (1) und die integrierten Drosseleinrichtung einstückig ausgebildet ist, wobei die Drosseleinrichtung einen definierten Drosseldurchmesser (d) aufweist, der eine Dämpfung von Schwingungen im System ermöglicht.
Speichereinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung als gestufte Bohrung (13) ausgebildet ist.
Speichereinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung als eine mittels Umformen, insbesondere mittels Stauchen, Walzen, Hämmern, Rollen oder Druckumformen hergestellte Verengung (2) des Leitungsquerschnitts ausgebildet ist.
Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung an einem Ende der Leitung (1), insbesondere an dem zum Rail (4) gerichteten Ende der Leitung, angeordnet ist.
Speichereinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang der Leitung (1) an der Position der Drosseleinrichtung (2) ein nippelförmiger Bereich (3) zur Befestigung der Leitung (1) mit einem größeren Durchmesser (F) als ein Aussendurchmesser (E) der Leitung (1) ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer in einer Leitung (1) integral gebildeten Drosseleinrichtung (2) eines Speichereinspritzsystems nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die Schritte: – Herstellen der Leitung (1) mit einem vorbestimmten Leitungsinnendurchmesser (D) und einem vorbestimmten Leitungsaußendurchmesser (E), – Einführen eines dornförmigen Werkzeugs mit einem kleineren Durchmesser (d) als der Leitungsinnendurchmesser (D) in die Leitung (1) und – Umformen der Leitung (1) an der das dornförmige Werkzeug aufweisenden Stelle zur Erzeugung der integral gebildeten Drosseleinrichtung (2).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen der Leitung (1) durch Stauchen, Walzen, Hämmern, Rollen oder Druckumformen ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des Umformens der Leitung (1) gleichzeitig ein nippelförmiger äußerer Bereich (3) der Leitung mit einem größeren Durchmesser (F) als der Außendurchmesser (E) der Leitung gebildet wird.