DE102008006196A1

DE102008006196A1 - Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008006196A1
Application number: DE102008006196A
Authority: DE
Inventors: Andreas Franke; Stefan Kern; Wolfgang Wagner
Original assignee: MAN Diesel SE
Current assignee: Everllence SE
Priority date: 2008-01-26
Filing date: 2008-01-26
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-27
Also published as: CN101493063B; JP2009174535A; FI20095045A7; JP4981825B2; FI20095045A0; DE102008006196B4; KR20090082312A; KR101458225B1; CN101493063A; FI125666B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage, nämlich Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage, einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit einem Niederdruckbereich, mit einer mindestens eine Hochdruckpumpe umfassenden Pumpeinrichtung, um Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung und Zylindern zugeordneten Injektoren ein mindestens eine Speichereinheit aufweisendes, permanent unter Hochdruck stehendes Druckspeichersystem vorgesehen ist, wobei das Druckspeichersystem über mindestens eine ebenfalls permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitung (19) mit der Pumpeinrichtung verbunden ist, wobei das Druckspeichersystem über abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitungen (19) mit den Injektoren verbunden ist, und wobei eine Leckage, die an den Hochdruckkraftstoffleitungen und/oder im Verbindungsbereich der Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung und/oder mit dem Druckspeichersystem und/oder den Injektoren entsteht, über ein Leckagesystem ableitbar ist. Erfindungsgemäß wirkt vorzugsweise mit jeder permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung (19) und vorzugsweise mit jeder zeitweise unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung (19) jeweils mindestens eine Leckagedetektionsschraube (17, 17') derart ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgfurungsanlage, nämlich eine Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage, einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die DE 101 57 135 B4 offenbart eine Brennkraftmaschine, nämlich eine mit Schweröl betriebene Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder ein Injektor einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage zugeordnet ist. Über die Injektoren ist in jeden der Zylinder der Brennkraftmaschine Kraftstoff einspritzbar. Die Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage gemäß DE 101 57 135 B4 umfasst eine mehrere Hochdruckpumpen aufweisende Pumpeinrichtung, um Kraftstoff von einem Niederdruckbereich der Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung und den Injektoren ein permanent unter Hochdruck stehendes Druckspeichersystem vorgesehen ist. Das permanent unter Hochdruck stehende Druckspeichersystem, welches auch als Common-Rail bezeichnet wird, weist nach der DE 101 57 135 B4 mehrere Speichereinheiten auf und ist über ebenfalls permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung verbunden. Das Druckspeichersystem ist weiterhin über abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitungen mit den Injektoren verbunden. Die Baugruppen des Hochdruckbereichs einer solchen Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage sind im Betrieb einem hohen Arbeitsdruck ausgesetzt, der bis zu 2000 bar betragen kann. Hieraus folgt, dass an die Abdichtung insbesondere der permanent unter Hochdruck stehenden Bauteile einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage hohe Anforderungen gestellt werden.
Dies gilt um so mehr bei Schiffsdieselbrennkraftmaschinen, da die Baugruppen einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage einer Schiffsdieselbrennkraftmaschinen neben dem hohen Arbeitsdruck weiteren Belastungen ausgesetzt sind, so z. B. großen Vibrationsbeanspruchungen sowie großen thermischen Beanspruchungen. Dies kann insbesondere im Bereich der permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitungen, welche die Pumpeinrichtung mit dem Druckspeichersystem einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage verbinden, zu einem Leitungsbruch und damit zu massiven Leckagen führen. Das Auftreten massiver Leckagen an den permanent unter Hochdruck stehenden Bauteilen einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage kann dazu führen, dass der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage unterhalb eines zum Öffnen der Injektoren benötigten Öffnungsdrucks absinkt, wodurch dann keine Einspritzungen mehr in die Zylinder der Brennkraftmaschine möglich sind. Dies führt zum sofortigen Stillstand der Brennkraftmaschine, wodurch z. B. bei Schiffen, die lediglich eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Kraftstoffversorgungsanlage aufweisen, eine Manövrierunfähigkeit verursacht werden kann.
Aus dem Stand der Technik gemäß EP 1 150 006 B1 sowie WO 2005/038232 A1 ist es weiterhin bekannt, eine Leckage, die an den Hochdruckkraftstoffleitungen einer Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage und/oder an einem Verbindungsbereich der Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung und/oder mit dem Druckspeichersystem und/oder mit den Injektoren entsteht, über ein Leckagesystem in mindestens einen Leckagesammelbehälter abzuleiten, wobei das Auftreten einer Leckage mit Hilfe eines Sensors detektiert werden kann. Damit ist es zwar prinzipiell möglich, auf das Vorhandensein einer Leckage an der Kraftstoffversorgungsanlage zu schließen, die exakte Lokalisierung der Leckage bzw. die Detektion des Leckageursprungs ist jedoch gar nicht oder nur mit großem Aufwand möglich. Es besteht daher Bedarf an einer Kraftstoffversorgungsanlage, an welcher bei Auftreten einer Leckage dieselbe mit einfachen Mitteln lokalisiert und damit der Leckageursprung detektiert werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Kraftstoffversorgungsanlage, nämlich eine neuartige Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage, einer Brennkraftmaschine zu schaffen. Dieses Problem wird durch eine Kraftstoffversorgungsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wirkt vorzugsweise mit jeder permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung und vorzugsweise mit jeder zeitweise unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung jeweils mindestens eine Leckagedetektionsschraube derart zusammen, dass eine an einer Hochdruckkraftstoffleitung und/oder im Verbindungsbereich derselben auftretende Leckage durch die mit der jeweiligen Hochdruckkraftstoffleitung zusammenwirkende Leckagedetektionsschraube leitbar ist, um ohne Demontage von Hochdruckkraftstoffleitungen auftretende Leckagen drucklos bzw. ohne Druckaufbau innerhalb der Leckagedetektionsschraube zu lokalisieren.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage verfügt über den Vorteil, dass bei Auftreten einer Leckage an derselben die Leckage mit einfachen Mitteln lokalisiert und demnach der Leckageursprung einfach detektiert werden kann. Dies erfolgt drucklos und demnach ohne Druckaufbau innerhalb des Leckagesystems. Der Ursprung einer Leckage kann mit einfachen Mitteln mit Hilfe der Leckagedetektionsschrauben rasch eingegrenzt werden, wodurch eine Undichtheit im Hochdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage schnell behoben werden kann. Die bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage verwendeten Leckagedetektionsschrauben sind robust, kostengünstig und mehrfach einsetzbar.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jede Leckagedetektionsschraube einem Verbindungsbereich einer Hochdruckkraftstoffleitung mit der Pumpeinrichtung und/oder mit dem Druckspeichersystem und/oder den Injektoren derart zugeordnet, dass jede Leckagedetektionsschraube in einer Bohrung, die benachbart zum Verbindungsbereich in die Pumpeinrichtung und/oder das Druckspeichersystem und/oder den Injektor eingebracht ist und die in mindestens eine Leckageleitung des Leckagesystems mündet, positioniert ist.
Jede Leckagedetektionsschraube weist eine Wandung, die einen Innenraum der Leckagedetektionsschraube definiert, mit mindestens einer radialen Öffnung auf, durch die Leckage in den Innenraum der Leckagedetektionsschraube einströmen und/oder aus dem Innenraum der Leckagedetektionsschraube ausströmen kann. Die Wandung jeder Leckagedetektionsschraube definiert mit der Bohrung, in der dieselbe positioniert ist, einen Ringraum, wobei Leckage zuerst in den Ringraum und bei oder nach Überschreiten einer definierten Leckagemenge vom Ringraum in den Innenraum der jeweiligen Leckagedetektionsschraube gelangt, sodass sich bei oder nach Überschreiten der definierten Leckagemenge Leckage in einem Teilraum des Innenraums sammelt, und wobei nach vollständigem Befüllen des Teilraums weitere Leckage drucklos ableitbar ist. Zur Lokalisierung einer Leckage ist jede Leckagedetektionsschraube aus der jeweiligen Bohrung heraus schraubbar, wobei dann, wenn sich in dem Teilraum des Innenraums einer Leckagedetektionsschraube Leckage befindet bzw. sammelt, auf eine Leckage an der jeweiligen Hochdruckkraftstoffleitung und/oder am jeweiligen Verbindungsbereich geschlossen wird.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1: ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine;
2: ein alternatives Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine; und
3: ein weiteres alternatives Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine;
4: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage gemäß 1 oder 2 oder 3 nach einer ersten Variante der Erfindung; und
5: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine nach einer zweiten Variante der Erfindung.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer mit Schweröl betriebenen Schiffsdieselbrennkraftmaschine. Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlagen verfügen über einen Niederdruckbereich sowie einen Hochdruckbereich. Der Hochdruckbereich einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage umfasst eine zumindest eine Hochdruckpumpe aufweisende Pumpeinrichtung und ein zumindest eine Speichereinheit aufweisendes Druckspeichersystem, wobei die Pumpeinrichtung mit dem Druckspeichersystem über mindestens eine Hochdruckkraftstoffleitung verbunden ist. Das Druckspeichersystem sowie die oder jede das Druckspeichersystem mit der Pumpeinrichtung verbindende Hochdruckkraftstoffleitung stehen permanent unter einem hohen Arbeitsdruck, der bis zu 2000 bar betragen kann. Ausgehend vom Druckspeichersystem ist der Kraftstoff über Injektoren in Zylinder einspritzbar, wobei jeder Injektor mit dem Druckspeichersystem über mindestens eine Hochdruckkraftstoffleitung verbunden ist, die abhängig vom Einspritztakt der Brennkraftmaschine zeitweise unter Hochdruck steht.
Die permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitungen sind mit einem ersten Ende mit dem Druckspeichersystem und mit einem zweiten Ende mit der Pumpeinrichtung verbunden. Im Bereich des ersten Endes ist ein Verbindungsbereich zwischen den Hochdruckkraftstoffleitungen und dem Druckspeichersystem ausgebildet. Im Bereich der zweiten Enden ist ein Verbindungsbereich zwischen den Hochdruckkraftstoffleitungen und der Pumpeinrichtung ausgebildet. Die abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehenden Kraftstoffleitungen sind mit einem ersten Ende mit dem Druckspeichersystem und mit einem zweiten Ende mit den Injektoren verbunden, wobei im Bereich beider Enden wiederum Verbindungsbereiche zwischen den Hochdruckkraftstoffleitungen und dem Druckspeichersystem bzw. den Injektoren ausgebildet sind.
Dann, wenn das Druckspeichersystem mehrere Speichereinheiten umfasst, sind die Speichereinheiten über permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitungen miteinander gekoppelt, wobei auch im Bereich beider Enden dieser Hochdruckkraftstoffleitungen wiederum Verbindungsbereiche ausgebildet sind, nämlich Verbindungsbereiche zwischen den Hochdruckkraftstoffleitungen und den Speichereinheiten des Druckspeichersystems.
Im Bereich sämtlicher Hochdruckkraftstoffleitungen sowie im Bereich sämtlicher Verbindungsbereiche der Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung und/oder mit dem Druckspeichersystem und/oder den Injektoren kann sich eine Leckage ausbilden, wobei eine solche Leckage über ein Leckagesystem in mindestens einen Leckagesammelbehälter desselben abgeleitet werden kann.
1 zeigt stark schematisiert ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage, wobei mit den Blöcken 1 bis 12 mögliche Leckageorte der Kraftstoffversorgungsanlage visualisiert sind, wobei es sich bei den Leckageorten 1 bis 12 um Hochdruckkraftstoffleitungen sowie um Verbindungsbereiche der Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung bzw. mit dem Druckspeichersystem bzw. mit den Injektoren handeln kann. Im Bereich der Leckageorte 1 bis 12 auftretende Leckagen können in einen Leckagesammelbehälter 13 abgeleitet werden, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 jeweils vier mögliche Leckageorte über eine gemeinsame Leckageleitung 14 bzw. 15 bzw. 16 mit dem Leckagesammelbehälter 13 verbunden sind.
Gemäß 1 wirkt mit jedem möglichen Leckageort 1 bis 12, also mit jeder permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung und jeder zeitweise abhängig vom Einspritztakt unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung bzw. mit jedem Verbindungsbereich der Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung bzw. dem Druckspeichersystem bzw. den Injektoren jeweils eine Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17' zusammen, nämlich derart, dass eine an einem möglichen Leckageort 1 bis 12 und demnach an einer Hochdruckkraftstoff leitung und/oder an einem Verbindungsbereich derselben auftretende Leckage durch die mit den jeweiligen Leckageort 1 bis 12 zusammenwirkende Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17' leitbar ist, um ohne Demontage von Hochdruckkraftstoffleitungen Leckagen drucklos bzw. ohne Druckaufbau im Leckagesystem zu lokalisieren und demnach den Leckageursprung zu detektieren.
Wird demnach im Ausführungsbeispiel der 1 im Leckagesammelbehälter 13 das Auftreten einer Leckage erkannt, so kann über die Leckagedetektionsschrauben 17 bzw. 17' die Leckage zweifelsfrei sowie einfach und innerhalb kurzer Zeit jedem möglichen Leckageort 1 bis 12 zugeordnet werden, nämlich drucklos bzw. ohne Druckaufbau im Leckagesystem.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer Kraftstoffversorgungsanlage, in welcher nicht nur den möglichen Leckageorten 1 bis 12 jeweils eine Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17' zugeordnet ist, sondern vielmehr darüber hinaus auch den Leckageleitungen 14, 15 und 16. Dies hat den Vorteil, dass dann, wenn im Leckagesammelbehälter 13 eine Leckage detektiert wird, zuerst über die den Leckageleitungen 14, 15 und 16 zugeordneten Leckagedetektionsschrauben 17 bzw. 17' eine Leckage einer Gruppe von möglichen Leckageorten zugeordnet werden kann. Wird z. B. durch Auswertung der Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17', die der Leckageleitung 14 zugeordnet ist, festgestellt, dass die Leckageleitung 14 leckagefrei ist, so müssen nachfolgend die mögliche Leckageorten 1 bis 4, die über die Leckageleitung 14 mit dem Leckagesammelbehälter 13 verbunden sind, nicht überprüft werden. Hierdurch kann eine schnellere Lokalisierung einer festgestellten Leckage erfolgen. Im Ausführungsbeispiel der 3 sind die den Leckageleitungen 14, 15 und 16 zugeordneten Leckagedetektionsschrauben 17 bzw. 17' durch Sensoren 18 ersetzt, die vorzugsweise auf einem kapazitiven Messprinzip beruhen. Mit Hilfe der Sensoren 18 kann, wie im Ausführungsbeispiel der 2 mit den Leckagedetektionsschrauben 17 bzw. 17', im Bereich der Leckageleitung 14, 15 und 16 ein möglicher Leckageursprung vorab eingegrenzt werden.
Nachfolgend werden Details der Leckagedetektionsschrauben 17 bzw. 17', die eine drucklose Lokalisierung von Leckagen ohne Druckaufbau im Leckagesystem ermöglichen, unter Bezugnahme auf 4 und 5 im Detail beschrieben, wobei 4 und 5 zwei Varianten von Leckagedetektionsschrauben 17 bzw. 17' zeigen.
So zeigt 4 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage im Bereich eines Endes einer permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung 19, wobei das in 4 dargestellte Ende der Hochdruckkraftstoffleitung 19 über ein Anschlussstück 20 und ein Druckstück 21 mit einem Druckspeichersystem 22 der Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage verbunden ist. Die Hochdruckkraftstoffleitung 19 weist ein Druckrohr 23 und eine Ummantelung 24 auf, wobei zwischen der Ummantelung 24 und dem Druckrohr 23 ein Strömungskanal gebildet ist, der im regulären Betrieb der Kraftstoffversorgungsanlage bei ungebrochenem Druckrohr 23 der Führung geringer Kraftstoffleckagen dient.
Gemäß 4 ist das Druckrohr 23 der Hochdruckkraftstoffleitung 19 mit einem Ende gegen einen Kegelsitz 25 des Druckspeichersystems 22 gedrückt. Die Hochdruckkraftstoffleitung 19 ist über ein Dichtelement 26 gegenüber dem Anschlussstück 20 abgedichtet, wobei das Dichtelement 26 zwischen dem Anschlussstück 20 und der Ummantelung 24 der Hochdruckkraftstoffleitung 19 positioniert ist. Ein weiteres Dichtelement 27 ist zwischen dem Anschlussstück 20 und einer Ausnehmung des Druckspeichersystems 22 positioniert, in die das Anschlussstück 20 hineinragt.
4 zeigt demnach einen Verbindungsbereich einer Hochdruckkraftstoffleitung 19 mit dem Druckspeichersystem 22. Auf analoge Art und Weise können Verbindungsbereiche zwischen Hochdruckkraftstoffleitungen und einer Pumpeinrichtung sowie Injektoren der Kraftstoffversorgungsanlage ausgebildet sein.
Leckagen treten typischerweise an einer Hochdruckkraftstoffleitung 19 im Bereich des Kegelsitzes 25 auf, wobei sich im Bereich des Kegelsitzes 25 auftretende Leckagen in einem die Hochdruckkraftstoffleitung 19 im Bereich des Kegelsitzes 25 umschließenden Hohlraum 28 ansammeln und über Leckageleitungen 29, 30 und 31 abgeführt werden können. Über die Leckageleitung 29 ist eine Leckage einer mit der Hochdruckkraftstoffleitung 19 zusammenwirkenden Leckagedetektionsschraube 17 zuführbar. Die Leckagedetektionsschraube 17 ist gemäß 4 in einer Bohrung 32 positioniert, die benachbart zum Verbindungsbereich der Hochdruckkraftstoffleitung 19 mit dem Druckspeichersystem 22 in das Druckspeichersystem 22 eingebracht ist, wobei sowohl die Leckageleitung 29 als auch die Leckageleitung 30 mit der Bohrung 32 verbunden sind bzw. in die Bohrung 32 münden.
Die Leckagedetektionsschraube 17 verfügt gemäß 4 über eine Wandung 33, die einerseits einen Innenraum 34 der Leckagedetektionsschraube 17 begrenzt und die andererseits dann, wenn die Leckagedetektionsschraube 17 in die Bohrung 32 eingeführt ist, mit der Bohrung 32 einen Ringraum 35 definiert, der gemäß 4 den Innenraum 34 umschließt. In die Wandung 33 sind gemäß 4 mehrere radiale Öffnungen 36 und 37 eingebracht, über die der Innenraum 34 der Detektionsschraube 17 mit dem Ringraum 35 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist der Wandung 33 der Leckagedetektionsschraube 17 ein radial umlaufender Bund 38 zugeordnet, der zwischen den radialen Öffnungen 36 und 37 positioniert ist und dann, wenn die Leckagedetektionsschraube 17 in die Bohrung 32 vollständig eingeführt ist, den Ringraum 35 in eine obere Ringraumhälfte und eine untere Ringraumhälfte unterteilt. Die Leckageleitung 29 mündet im Bereich der oberen Ringraumhälfte in die Bohrung 32, die Leckageleitung 30 hingegen mündet im Bereich der unteren Ringraumhälfte in die Bohrung 32. Die radialen Öffnungen 36 der Wandung 33 verbinden die obere Ringraumhälfte mit dem Innenraum 34 der Leckagedetektionsschraube 17, die radialen Öffnungen 37 der Wandung 33 verbinden die untere Ringraumhälfte mit dem Innenraum 34 der Leckagedetektionsschraube 17.
Dann, wenn an der Hochdruckkraftstoffleitung 19 bzw. am Verbindungsbereich der Hochdruckkraftstoffleitung 19 mit dem Druckspeichersystem 22 eine Leckage auftritt, wird diese über die Leckageleitung 29 in den Ringraum 35, nämlich in die obere Ringraumhälfte geleitet, wobei dann, wenn die sich im Bereich der oberen Ringraumhälfte ansammelnde Leckage eine definierte Leckagemenge überschreitet, die Leckage ausgehend von der oberen Ringraumhälfte über die radialen Bohrungen 36 in den Innenraum 34 der Leckagedetektionsschraube 17 gelangt. Auf diese Weise in den Innenraum 34 gelangende Leckage sammelt sich im Teilraum 39 des Innenraums 34, wobei dann, wenn der Teilraum 39 des Innenraums 34 vollständig mit Leckage gefüllt ist, weitere Leckage über die radialen Öffnungen 37 den Innenraum 34 verlässt und in die untere Ringraumhälfte des Ringraums 35 gelangt und letztendlich über die Leckageleitung 30 abgeführt wird.
Zur Überprüfung, ob an der mit der Leckagedetektionsschraube 17 zusammenwirkenden Kraftstoffleitung 19 eine Leckage aufgetreten ist, wird lediglich die Leckagedetektionsschraube 17 aus der Bohrung 32 herausgeschraubt, und über die radialen Bohrungen 36 bzw. 37 in den Innenraum 34 der Leckagedetektionsschraube 17 geschaut. Ist hierbei erkennbar, dass sich im Innenraum 34, nämlich im Teilraum 39 desselben, Leckage sammelt, so kann auf eine Undichtheit an der Hochdruckkraftstoffleitung 19 bzw. dem Verbindungsbereich derselben mit dem Druckspeichersystem 22 geschlossen werden. Befindet sich hingegen im Innenraum 34 keine Leckage, so kann auf die Dichtheit der Hochdruckkraftstoffleitung 19 bzw. des entsprechenden Verbindungsbereichs geschlossen werden. Vor dem erneuten Einschrauben der Leckagedetektionsschraube 17 in die Bohrung 32 wird dieselbe gereinigt.
Wie 4 entnommen werden kann, ist der Hohlraum 28 über die Leckageleitung 31 unmittelbar mit der Leckageleitung 30 verbunden, wobei die Leckageleitung 31 einen kleineren Durchmesser aufweist als die Leckageleitung 29, die den Hohlraum 28 mit der die Leckagedetektionsschraube 17 aufnehmenden Bohrung 32 verbindet.
Über die Leckageleitung 31 können Leckagen mit geringen Volumenströmen abfließen, ohne dass dieselben durch die Leckagedetektionsschraube 17 geleitet werden. Hierdurch können Fehlinterpretationen verhindert werden, die dadurch entstehen könnten, wenn Leckagedetektionsschrauben 17 durch vernachlässigbare kleine Leckagemengen gefüllt würden.
Gemäß 4 ist der Innenraum 34 der Leckagedetektionsschraube 17 am oberen Ende mit Hilfe eines Expanders 40 verschlossen. Ebenso ist die Leckageleitung 29 an einem nicht benötigten Ende mit Hilfe eines Expanders 41 verschlossen.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Leckagedetektionsschraube 17' einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage, wobei die Leckagedetektionsschraube 17' wiederum in eine Bohrung 32' hineinragt, die gemäß 5 wiederum in das Druckspeichersystem 22 eingebracht ist. Die Bohrung 32' steht mit den Leckageleitungen 29' und 30' in Verbindung, wobei die Leckageleitungen 29' und 30' in die Bohrung 32' münden.
Die Leckagedetektionsschraube 17' der 5 verfügt wiederum über eine Wandung 33', die einerseits einen Innenraum 34' der Leckagedetektionsschraube 17' definiert, und die andererseits zusammen mit der Bohrung 32' einen Ringraum 35' definiert, der den Innenraum 34' der Leckagedetektionsschraube 17' umschließt. Über in die Wandung 33' der Leckagedetektionsschraube 17' eingebrachte radiale Öffnungen 36' steht der Innenraum 34' mit dem Ringraum 35' in Verbindung.
Im Bereich einer in 5 nicht dargestellten Hochdruckkraftstoffleitung 19 bzw. eines Verbindungsbereichs derselben mit dem Druckspeichersystem 22 auftretende Leckage kann der Leckagedetektionsschraube 17' über die Leckageleitung 29' zugeführt werden, wobei sich diese Leckage zuerst im Ringraum 35' sammelt.
Dann, wenn die sich im Ringraum 35' sammelnde Leckage eine definierte Leckagemenge überschreitet, tritt die Leckage über die Bohrungen 36' in den Innenraum 34' der Leckagedetektionsschraube 17' ein und sammelt sich im unteren Teilraum 39' des Innenraums 34'. Dann, wenn der Teilraum 39' des Innenraums 34' vollständig mit Leckage gefüllt ist, tritt weitere Leckage nicht in den Innenraum 34' der Leckagedetektionsschraube 17' ein, vielmehr steigt die weitere Leckage im Ringraum 35' an, bis dieselbe über die Leckageleitung 30' abgeführt wird.
Im Ausführungsbeispiel der 5 verfügt die Leckagedetektionsschraube 17' am unteren Ende über einen Zapfen 42', der dann, wenn die Leckagedetektionsschraube 17' in die Bohrung 32' vollständig eingeführt ist, eine Leckageleitung 43' verschließt. Alternativ ist es auch möglich, dass zwischen dem Zapfen 42' und der Leckageleitung 43' ein kleiner Freiraum bestehen bleibt, sodass kleine Leckagemengen abfließen können, ohne in den Innenraum 34' der Leckagedetektionsschraube 17' zu gelangen. Nach dem Herausschrauben der Leckagedetektionsschraube 17' aus der Bohrung 32' gibt der Zapfen 42' die Verbindung zur Leckageleitung 43' vollständig frei, sodass sich in der Bohrung 32' bzw. im Ringraum 35' ansammelnde Leckage vollständig abfließen kann.
Beiden Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist gemeinsam, dass Leckage einer Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17' zugeführt wird, wobei dann, wenn die Leckage eine definierte Menge überschreitet, dieselbe in einen Innenraum 34 bzw. 34' der Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17' eindringt und sich in einem Teilraum 39 bzw. 39' des Innenraums 34 bzw. 34' der Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17' sammelt, und zwar so lange bis dieser Teilraum 39 bzw. 39' vollständig befüllt ist. Darüber hinausgehende Leckage sammelt sich nicht im Innenraum 34 bzw. 34' der Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17', vielmehr wird die weitere Leckage drucklos über Leckageleitungen 30 bzw. 30' abgeleitet. Die Leckagedetektion erfolgt demnach drucklos ohne Druckaufbau in der jeweiligen Leckagedetektionsschraube 17 bzw. 17'.

1: Leckageort
2: Leckageort
3: Leckageort
4: Leckageort
5: Leckageort
6: Leckageort
7: Leckageort
8: Leckageort
9: Leckageort
10: Leckageort
12: Leckageort
13: Leckagesammelbehälter
14: Leckageleitung
15: Leckageleitung
16: Leckageleitung
17, 17': Leckagedetektionsschraube
18: Sensor
19: Hochdruckkraftstoffleitung
20: Anschlussstück
21: Druckstück
22: Druckspeichersystem
23: Druckrohr
24: Ummantelung
25: Kegelsitz
26: Dichtelement
27: Dichtelement
28: Hohlraum
29, 29': Leckageleitung
30, 30': Leckageleitung
31: Leckageleitung
32, 32': Bohrung
33, 33': Wandung
34, 34': Inneraum
35, 35': Ringraum
36, 36': Öffnung
37: Öffnung
38: Bund
39, 39': Teilraum
40, 40': Expander
41: Expander
42': Zapfen
43': Leckageleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10157135 B4 [0002, 0002, 0002]
- EP 1150006 B1 [0004]
- WO 2005/038232 A1 [0004]

Claims

Kraftstoffversorgungsanlage, nämlich Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage, einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Schiffsdieselbrennkraftmaschine, mit einem Niederduckbereich, mit einer mindestens eine Hochdruckpumpe umfassenden Pumpeinrichtung, um Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich zwischen der Pumpeinrichtung und Zylindern zugeordneten Injektoren ein mindestens eine Speichereinheit aufweisendes, permanent unter Hochdruck stehendes Druckspeichersystem vorgesehen ist, wobei das Druckspeichersystem über mindestens eine ebenfalls permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitung mit der Pumpeinrichtung verbunden ist, wobei das Druckspeichersystem über abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckkraftstoffleitungen mit den Injektoren verbunden ist, und wobei eine Leckage, die an den Hochdruckkraftstoffleitungen und/oder im Verbindungsbereich der Hochdruckkraftstoffleitungen mit der Pumpeinrichtung und/oder mit dem Druckspeichersystem und/oder den Injektoren entsteht, über ein Leckagesystem ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise mit jeder permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung (19) und vorzugsweise mit jeder zeitweise unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung (19) jeweils mindestens eine Leckagedetektionsschraube (17, 17') derart zusammenwirkt, dass eine an einer Hochdruckkraftstoffleitung und/oder im Verbindungsbereich derselben auftretende Leckage durch die mit der jeweiligen Hochdruckkraftstoffleitung zusammenwirkende Leckagedetektionsschraube (17, 17') leitbar ist, um ohne Demontage von Hochdruckkraftstoffleitungen (19) auftretende Leckagen drucklos bzw. ohne Druckaufbau zu lokalisieren.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung, die das Druckspeichersystem mit der Pumpeinrichtung verbindet, jeweils eine einzige Leckagedetektionsschraube (17, 17') zusammenwirkt.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung, die das Druckspeichersystem mit den Injektoren verbindet, jeweils eine Leckagedetektionsschraube (17, 17') zusammenwirkt.
Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder permanent unter Hochdruck stehenden Hochdruckkraftstoffleitung, die unterschiedliche Speichereinheiten des Druckspeichersystems verbindet, jeweils zwei Leckagedetektionsschrauben (17, 17') zusammenwirken.
Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leckagedetektionsschraube (17, 17') einem Verbindungsbereich einer Hochdruckkraftstoffleitung mit der Pumpeinrichtung und/oder mit dem Druckspeichersystem und/oder den Injektoren derart zugeordnet ist, dass jede Leckagedetektionsschraube in einer Bohrung (32, 32'), die benachbart zum Verbindungsbereich in die Pumpeinrichtung und/oder das Druckspeichersystem und/oder den Injektor eingebracht ist und die in mindestens eine Leckageleitung (29, 30, 29', 30') des Leckagesystems mündet, positioniert ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leckagedetektionsschraube (17, 17') eine Wandung (33, 33'), die einen Innenraum (34, 34') der Leckagedetektionsschraube (17, 17') definiert, mit mindestens einer radialen Öffnung (36, 37, 36') aufweist, durch die Leckage in den Innenraum der Leckagedetektionsschraube einströmen und/oder aus demselben ausströmen kann.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lokalisierung einer Leckage eine Leckagedetektionsschraube (17, 17') aus der jeweiligen Bohrung (32, 32') heraus schraubbar ist, wobei dann, wenn sich in einem Teilraum (39, 39') des Innenraums derselben Leckage befindet bzw. sammelt, auf eine Leckage an der jeweiligen Hochdruckkraftstoffleitung und/oder am jeweiligen Verbindungsbereich geschlossen wird.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (33, 33') jeder Leckagedetektionsschraube (17, 17') mit der Bohrung (32, 32') einen Ringraum (35, 35') definiert, wobei Leckage zuerst in den Ringraum (35, 35') und bei oder nach Überschreiten einer definierten Leckagemenge vom Ringraum in den Innenraum (34, 34') der jeweiligen Leckagedetektionsschraube (17, 17') gelangt, sodass sich bei oder nach Überschreiten der definierten Leckagemenge Leckage im Teilraum (39, 39') des Innenraums sammelt, und wobei nach vollständigem Befüllen des Teilraums weitere Leckage drucklos ableitbar ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mit mehreren Hochdruckkraftstoffleitungen, die über eine gemeinsame Leckageleitung (14, 15, 16) mit einem Leckagesammelbehälter verbunden sind, eine gemeinsame Leckagedetektionsschraube zusammenwirkt.
Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mit mehreren Hochdruckkraftstoffleitungen, die über eine gemeinsame Leckageleitung (14, 15, 16) mit einem Leckagesammelbehälter verbunden sind, ein gemeinsamer Leckagedetektionssensor (18) zusammenwirkt.