DE102017211162A1 - Device for damping pressure pulsations, fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Druckpulsationen in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend einen Körper (2) mit mindestens einer hydraulischen Verbindung (3, 5). Erfindungsgemäß umfasst die hydraulische Verbindung (3, 5) mindestens zwei Abschnitte (3, 5), die zur Ausbildung eines Labyrinths zueinander versetzt angeordnet und/oder abgewinkelt sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1).
The invention relates to a device (1) for damping pressure pulsations in a fuel injection system, in particular in a common rail injection system, comprising a body (2) with at least one hydraulic connection (3, 5). According to the invention, the hydraulic connection (3, 5) comprises at least two sections (3, 5) which are arranged offset and / or angled relative to one another to form a labyrinth.
Furthermore, the invention relates to a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with a device according to the invention (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer solchen Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen.The invention relates to a device for damping of pressure pulsations with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with such a device for damping of pressure pulsations.
Stand der TechnikState of the art
Innerhalb eines Kraftstoffeinspritzsystems kann es zu unerwünschten Druckpulsationen kommen, die im System verbaute Komponenten, wie beispielsweise Sensoren, Filter und/oder Verbindungen, stark belasten. Entsprechend steigen die Anforderungen an die Festigkeit derartiger Komponenten. Ferner können die Kraftstoffleitungen des Systems durch Druckpulsationen zum Schwingen angeregt werden, was häufig mit einer unerwünschten Geräuschentwicklung einhergeht.Within a fuel injection system, undesirable pressure pulsations can occur which severely burden components installed in the system, such as sensors, filters and / or connections. Accordingly, the demands on the strength of such components increase. Further, the fuel lines of the system may be caused to vibrate by pressure pulsations, which is often associated with undesirable noise.
Druckpulsationen können insbesondere auf die Hubbewegungen eines Pumpenkolbens einer Hochdruckpumpe zurückzuführen sein, die über einen Niederdruckkreislauf des Systems mit Kraftstoff versorgt wird. Besonders starke Druckpulsationen treten in der Regel dann auf, wenn die Hochdruckpumpe als Einstempelpumpe ausgebildet ist.Pressure pulsations may be due in particular to the strokes of a pump piston of a high-pressure pump, which is supplied with fuel via a low-pressure circuit of the system. Particularly strong pressure pulsations usually occur when the high-pressure pump is designed as a stamping pump.
Darüber hinaus kann es zu Druckpulsationen im Bereich einer Hochdruckspeicherleitung und/oder im Bereich eines Einspritzventils kommen.In addition, pressure pulsations may occur in the region of a high-pressure storage line and / or in the region of an injection valve.
Zur Dämpfung von Druckpulsationen in einem Kraftstoffeinspritzsystem ist aus dem Stand der Technik eine Vielzahl unterschiedlicher Dämpfungseinrichtungen bekannt. Beispielsweise kann ein Membrandämpfer zur Dämpfung von Druckpulsationen eingesetzt werden, der ein zusätzliches, durch eine elastisch verformbare Membran abgetrenntes Dämpfungsvolumen umfasst. Ein derartiger Membrandämpfer ist beispielhaft in der Offenlegungsschrift
Ferner kann eine Drossel zur Dämpfung von Druckpulsationen eingesetzt werden. Die Drossel verhindert, dass Druckpulsationen ungedämpft vom Ort ihrer Entstehung in andere Bereiche hineingetragen werden. Die Drossel kann hierzu bauraumneutral in einer Kraftstoffleitung des Systems angeordnet werden. Da der Drosselquerschnitt fest vorgegeben ist, erweist sich dieses Dämpfungskonzept jedoch als wenig flexibel. Zudem bewirkt die Drossel einen unerwünschten Druckanstieg stromabwärts der Drosselstelle.Furthermore, a throttle for damping pressure pulsations can be used. The throttle prevents pressure pulsations from being carried over from their place of origin to other areas without being damped. The throttle can be arranged space neutral in a fuel line of the system. Since the throttle cross-section is fixed, this damping concept proves to be less flexible. In addition, the throttle causes an undesirable increase in pressure downstream of the throttle point.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen in einem Kraftstoffeinspritzsystem anzugeben, welche die vorstehend genannten Nachteile überwindet und eine effektive Dämpfung gewährleistet.The present invention has for its object to provide a device for damping pressure pulsations in a fuel injection system, which overcomes the disadvantages mentioned above and ensures effective damping.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen angegeben.To solve the problem, the device with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Further, a fuel injection system is provided with a device according to the invention for damping of pressure pulsations.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die zur Dämpfung von Druckpulsationen vorgeschlagene Vorrichtung umfasst einen Körper mit mindestens einer hydraulischen Verbindung. Erfindungsgemäß umfasst die hydraulische Verbindung mindestens zwei Abschnitte, die zueinander versetzt angeordnet und/oder abgewinkelt sind, so dass ein Labyrinth ausgebildet wird. Die Ausführung der hydraulischen Verbindung als Labyrinth besitzt den Vorteil, dass Druckpulsationen, die über den Kraftstoff in die hydraulische Verbindung eingetragen werden, am Ende eines Abschnitts umgelenkt, vorzugsweise reflektiert werden. Auf diese Weise wird eine ungedämpfte Ausbreitung der Druckpulsationen verhindert. Die Reflexion bewirkt ferner, dass Druckwellen aufeinander zulaufen und sich - zumindest zum Teil - gegenseitig aufheben. Auf diese Weise wird eine besonders wirksame Dämpfung erreicht.The device proposed for damping pressure pulsations comprises a body with at least one hydraulic connection. According to the invention, the hydraulic connection comprises at least two sections which are offset and / or angled relative to each other so that a labyrinth is formed. The execution of the hydraulic connection as a labyrinth has the advantage that pressure pulsations, which are registered via the fuel in the hydraulic connection, deflected at the end of a section, preferably reflected. In this way, an undamped propagation of the pressure pulsations is prevented. The reflection also causes pressure waves to converge and - at least in part - cancel each other out. In this way, a particularly effective damping is achieved.
Vorzugsweise wird die Dämpfung über eine hydraulische Verbindung erreicht, die mindestens einen als Sacklochbohrung ausgeführten Abschnitt umfasst, der über einen Verschneidungsbereich mit einem weiteren Abschnitt verbunden ist, der vorzugsweise ebenfalls als Sacklochbohrung ausgeführt ist. Aufgrund der Verschneidung können beide Abschnitte als Sacklochbohrungen ausgeführt werden. Denn über den einen Abschnitt kann Kraftstoff in den Körper eintreten und über den anderen Abschnitt wieder aus dem Körper austreten. Die Ausführung der Abschnitte als Sacklochbohrungen besitzt den Vorteil, dass Druckpulsationen, die über den Kraftstoff in die Sacklochbohrungen eingetragen werden, am Ende einer Sacklochbohrung reflektiert werden. Die Reflexion hat den bereits erwähnten Effekt, dass Druckwellen aufeinander zulaufen und sich - zumindest zum Teil - gegenseitig aufheben.Preferably, the damping is achieved via a hydraulic connection comprising at least one executed as a blind hole portion which is connected via a blending area with another portion, which is preferably also designed as a blind hole. Due to the intersection both sections can be executed as blind holes. Fuel can enter the body via one section and exit the body via the other section. The execution of the sections as blind holes has the advantage that pressure pulsations, which are entered via the fuel in the blind holes, are reflected at the end of a blind hole. The reflection has the already mentioned effect that pressure waves converge and - at least in part - cancel each other out.
Bevorzugt definieren die Abschnitte der hydraulischen Verbindung einen Einlass und einen Auslass, wobei sich vorzugsweise der Einlass und der Auslass in radialer Richtung versetzt zueinander am Körper der Vorrichtung gegenüber liegen. Das heißt, das der Einlass und der Auslass an sich gegenüberliegenden Seiten des Körpers angeordnet sind. Der Körper ist somit in Längsrichtung durchströmbar, so dass die Vorrichtung als Dämpfungseinrichtung in eine Kraftstoffleitung oder in eine Gehäusebohrung eingesetzt werden kann.Preferably, the portions of the hydraulic connection define an inlet and an outlet, wherein preferably the inlet and the outlet are radially offset from each other on the body of the device. That is, the inlet and the outlet itself are arranged opposite sides of the body. The body is thus permeable in the longitudinal direction, so that the device can be used as a damping device in a fuel line or in a housing bore.
In der Ausführung als Sacklochbohrungen können die Abschnitte der hydraulischen Verbindung von zwei Seiten des Körpers gesetzt werden, was die Herstellung der hydraulischen Verbindung vereinfacht.In the embodiment as blind bores, the sections of the hydraulic connection can be set from two sides of the body, which simplifies the production of the hydraulic connection.
Des Weiteren bevorzugt weisen die Abschnitte der hydraulischen Verbindung Längsachsen auf, die im Wesentlichen parallel ausgerichtet und um ein Maß a versetzt angeordnet sind. Der Versatz der Längsachsen um das Maß a stellt die Ausbildung eines des Labyrinths sicher. Das Maß a ist dabei kleiner als ein Durchmesser D1 des ersten Abschnitts und/oder kleiner als ein Durchmesser D2 des zweiten Abschnitts gewählt, so dass eine Verbindung der beiden Abschnitte allein über den Verschneidungsbereich herstellbar ist.Furthermore, the sections of the hydraulic connection preferably have longitudinal axes which are aligned substantially parallel and offset by a dimension a. The offset of the longitudinal axes by the dimension a ensures the formation of a labyrinth. The dimension a is smaller than a diameter D 1 of the first section and / or chosen smaller than a diameter D 2 of the second section, so that a compound of the two sections can be produced solely on the intersection region.
Über den Verschneidungsbereich gelangt ein Teil der Kraftstoffströmung ohne Umlenkung, das heißt ungedämpft, vom ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt der hydraulischen Verbindung. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Dämpfung nicht zu Lasten der Strömung durch den Körper geht.A portion of the fuel flow passes through the intersection region without deflection, that is unattenuated, from the first section to the second section of the hydraulic connection. In this way it is ensured that the damping is not at the expense of the flow through the body.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist somit der Verschneidungsbereich in radialer Richtung eine Breite B und/oder in axialer Richtung eine Länge L auf. Durch Variation der Breite B und/oder der Länge L kann die Dämpfungswirkung der Vorrichtung eingestellt werden.Thus, according to a preferred embodiment of the invention, the intersection region has a width B in the radial direction and / or a length L in the axial direction. By varying the width B and / or the length L, the damping effect of the device can be adjusted.
Bevorzugt erstreckt sich der Verschneidungsbereich in axialer Richtung zwischen einem Boden des ersten Abschnitts und einem Boden des zweiten Abschnitts der hydraulischen Verbindung. Das heißt, dass die Abschnitte als Sacklochbohrungen ausgeführt sind, die an ihren Enden jeweils durch einen Boden begrenzt werden. Über die Tiefe der Sacklochbohrungen kann somit die Länge L des Verschneidungsbereichs eingestellt werden. Vorzugsweise ist mindestens ein Boden einer Sacklochbohrung kegelstumpfförmig oder konkav geformt. Da Druckwellen über den Boden einer Sacklochbohrung reflektiert werden, kann über einen Boden, der nicht eben ausgeführt ist, zusätzlich eine Lenkung der reflektierten Druckwellen bewirkt werden.Preferably, the intersection region extends in the axial direction between a bottom of the first section and a bottom of the second section of the hydraulic connection. This means that the sections are designed as blind holes, which are bounded at their ends by a bottom. Thus, the length L of the intersecting region can be adjusted via the depth of the blind bores. Preferably, at least one bottom of a blind hole bore is frusto-conical or concave shaped. Since pressure waves are reflected over the bottom of a blind hole, a steering of the reflected pressure waves can be additionally effected via a bottom, which is not flat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Abschnitt der hydraulischen Verbindung als Drosselbohrung ausgeführt. Das heißt, dass der freie Strömungsquerschnitt der hydraulischen Verbindung in zumindest einem Abschnitt als Drosselquerschnitt ausgelegt ist. Dies hat den Vorteil, dass über die Drosselung eine zusätzliche Dämpfung erreichbar ist.According to a preferred embodiment of the invention, at least a portion of the hydraulic connection is designed as a throttle bore. This means that the free flow cross section of the hydraulic connection is designed in at least one section as a throttle cross-section. This has the advantage that over the throttling additional damping is achievable.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Körper der Vorrichtung im Wesentlichen zylinderförmig ist und sich die im Körper ausgebildeten Abschnitte der hydraulischen Verbindung im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Körpers erstrecken. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung nicht nur besonders einfach zu fertigen, sondern auch besonders leicht in eine Kraftstoffleitung oder in eine Gehäusebohrung einsetzbar. Entsprechend kann der Einbau der Vorrichtung in ein Kraftstoffeinspritzsystem vereinfacht werden.In a development of the invention, it is proposed that the body of the device is substantially cylindrical and that the sections of the hydraulic connection formed in the body extend substantially parallel to a longitudinal axis of the body. In this embodiment, the device is not only particularly easy to manufacture, but also particularly easy to use in a fuel line or in a housing bore. Accordingly, the installation of the apparatus into a fuel injection system can be simplified.
Das darüber hinaus vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common-Rail-Einspritzsystem, zeichnet sich dadurch aus, dass es eine mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen umfasst. Die Vorrichtung ist dabei in eine Kraftstoffleitung oder in eine Gehäusebohrung einer Komponente des Kraftstoffeinspritzsystems eingesetzt. Bei der Komponente des Kraftstoffeinspritzsystems kann es sich beispielsweise um eine Pumpe, eine Speicherleitung und/oder ein Einspritzventil handeln. Grundsätzlich ist die Vorrichtung überall dort einsetzbar, wo Druckpulsationen auftreten können. Die Vorrichtung bewirkt eine Dämpfung der Druckpulsationen, da Druckwellen über die als Labyrinth ausgebildete hydraulische Verbindung zumindest teilweise reflektiert werden, so dass sie sich gegenseitig aufheben. Aufgrund der verminderten Belastung durch Druckwellen bzw. Druckpulsationen kann die Lebensdauer des Systems erhöht werden. Zugleich wird die Kavitationsgefahr in Bereichen verringert, in denen zeitweise ein Unterdruck herrscht. Ferner wird einer unerwünschten Geräuschentwicklung entgegengewirkt, die auf schwingende Kraftstoffleitungen zurückzuführen ist.The additionally proposed fuel injection system, in particular common-rail injection system, is characterized in that it comprises at least one device according to the invention for damping pressure pulsations. The device is inserted into a fuel line or into a housing bore of a component of the fuel injection system. The component of the fuel injection system may be, for example, a pump, a storage line and / or an injection valve. In principle, the device can be used wherever pressure pulsations can occur. The device effects a damping of the pressure pulsations, since pressure waves are at least partially reflected by the hydraulic connection formed as a labyrinth, so that they cancel each other out. Due to the reduced load by pressure waves or pressure pulsations, the life of the system can be increased. At the same time the risk of cavitation is reduced in areas where there is a temporary negative pressure. Furthermore, an undesirable noise, which is due to vibrating fuel lines, is counteracted.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen.A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. This shows a schematic longitudinal section through a preferred embodiment of a device according to the invention for damping pressure pulsations.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Die in der
Der Körper
Der erste Abschnitt 3 definiert einen Einlass
Über die Breite B und die Länge L des Verschneidungsbereichs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2017
- 2017-06-30 DE DE102017211162.3A patent/DE102017211162A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |