DE19515535A1 - Kraftstoffverteilerleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffverteilerleitung mit mehreren geodätisch im unteren Bereich abzweigenden Einspritzventilen insbesondere für eine rücklauflose Kraftstoff-Einspritzanlage einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine, mit einem geodätisch im oberen Be­ reich liegenden Sammelraum für Kraftstoffdampfblasen.

Bekannt ist eine derartige Kraftstoffverteilerleitung aus der EP 0 593 053 A1 oder der EP 0 512 235 A1. Dabei dient der Sammelraum dazu, Kraftstoffdampfblasen, die sich in der Kraftstoffverteilerleitung bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine bilden, aufzunehmen. Bekanntlich ist das spezifische Gewicht von Kraftstoffdampfblasen gerin­ ger als dasjenige von flüssigem Kraftstoff, so daß die Dampfblasen geodätisch nach oben steigen, wodurch sicher­ gestellt ist, daß direkt vor den geodätisch im unteren Bereich der Kraftstoffverteilerleitung liegenden Ein­ spritzventilen eine ausreichende Menge flüssigen Kraft­ stoffs vorhanden ist. Ein sicherer Start der Brennkraft­ maschine ist daher trotz der Dampfblasenbildung in der Verteilerleitung gewährleistet. Anschließend soll die sich im Sammelraum befindende Dampfblase kontinuierlich abge­ baut werden, wenn stets frischer Kraftstoff als Ersatz für den von den Einspritzventilen an die Brennkraftma­ schine abgegebenen Kraftstoff in die Verteilerleitung ge­ langt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Abbau einer sich im Sammelraum befindenden großen Kraftstoff-Dampfblase verbesserungswürdig ist.

Derartige Verbesserungsmaßnahmen aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß über der Länge der Kraftstoffverteilerleitung verteilt mehrere Sammelräume für Kraftstoff-Dampfblasen vorgesehen sind. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Un­ teransprüche.

Die erfindungsgemäß mehreren Sammelräume haben zur Folge, daß die sich in den einzelnen Sammelräumen ansammelnden Dampfblasen ein deutlich geringeres Volumen als eine ein­ zige Dampfblase in einem einzigen Sammelraum besitzen. Der Abbau dieser mehreren, dafür kleineren Dampfblasen kann daher deutlich verbessert erfolgen. Bevorzugt sind dabei zumindest so viele Sammelräume vorzusehen, als Ein­ spritzventile vorhanden sind, da es hiermit möglich ist, aufgrund der dann relativ kleinen Dampfblasen den Sammel­ raum nahe des Einspritzventiles anzuordnen, wodurch eine spätere sichere Auflösung der Dampfblasen gewährleistet ist.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Ausbildung der mehreren Sammelräume in einer Kraftstoffverteilerleitung. So können Trennwände vorgesehen sein, die sich nur über einen oberen Teilbereich des Querschnittes der Verteiler­ leitung erstrecken. Zwar sind Trennwände in einer Vertei­ lerleitung bereits in der DE 40 06 501 A1 gezeigt, jedoch dienen die aus dieser Schrift bekannten Trennwände einer Vergleichmäßigung des an den einzelnen Einspritzventilen anliegenden Kraftstoffdruckes und sind demgemäß auch ab­ weichend von der hier vorgeschlagenen Ausführungsform im unteren Teilbereich der Verteilerleitung angeordnet.

Weitere, ggf. erfindungswesentliche Merkmale gehen auch aus der folgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Aus­ führungsbeispiele der Erfindung hervor. Es zeigt Fig. 1a den Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 1b den Schnitt B-B aus Fig. 1a, Fig. 1c den Schnitt C-C aus Fig. 1a, Fig. 2 ein gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1a abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Längs­ schnitt, Fig. 3a einen Teil-Längsschnitt noch eines wei­ teren Ausführungsbeispieles, Fig. 3b einen entsprechenden Querschnitt, sowie Fig. 4a die Seitenansicht eines weite­ ren Ausführungsbeispieles und Fig. 4b den Querschnitt der Verteilerleitung gemäß Fig. 4a.

Stets ist mit der Bezugsziffer 1 das Gehäuse einer im we­ sentlichen horizontal verlaufenden Kraftstoffverteiler­ leitung bezeichnet. Wie üblich sind mehrere Aufnahmen 2 für nicht gezeigte Kraftstoff-Einspritzventile vorgese­ hen, derart, daß die in die Aufnahmen 2 eingesteckten Einspritzventile durch die Verteilerleitung 1 mit Kraft­ stoff versorgt werden. Die Verteilerleitung 1 ist derart an einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine an­ geordnet, daß die Aufnahmen 2 wie figürlich dargestellt, im unteren Bereich von der Verteilerleitung 1 abzweigen.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 sind innerhalb des Gehäuses 1 mehrere Trennwände 3 vorgesehen, die sich nur über einen oberen Teilbereich des Quer­ schnittes der Verteilerleitung 1 erstrecken. Jeweils zwi­ schen zwei Trennwänden 3 bzw. zwischen einer Trennwand und der nicht gezeigten seitlichen Begrenzungswand der Verteilerleitung 1 wird somit ein Sammelraum 4 gebildet, in dem sich geodätisch oben Kraftstoff-Dampfblasen, die sich während eines Stillstands der Brennkraftmaschine bilden, ansammeln können. Derartige Dampfblasen sind schematisch dargestellt und mit der Bezugsziffer 5 be­ zeichnet.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 3 sind die Trennwände 3 bei im wesentlichen horizontal liegender Verteilerleitung gegenüber der Vertikalen parallel zuein­ ander geneigt. Innerhalb jedes Sammelraumes 4 wird hier­ durch ein bevorzugtes Eck gebildet, in welchem sich die Dampfblasen 5 sammeln. Dabei handelt es sich um das geo­ dätisch oben liegende, einen spitzen Winkel beschreibende Eck. Bezüglich dieses jeweiligen Sammelraumes 4 ist die Aufnahme 2 für das Einspritzventil nahe des diagonal ge­ genüberliegenden Eckes angeordnet, d. h. im unten liegen­ den, ebenfalls einen spitzen Winkel beschreibenden Eckbe­ reich. Mit dieser Anordnung ist das jeweilige Einspritz­ ventil bzw. die jeweilige zugeordnete Aufnahme 2 bezüg­ lich des jeweiligen Sammelraumes 4 soweit als möglich von den sich ansammelnden Dampfblasen 5 entfernt. Dennoch kommen die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile, näm­ lich daß sich in jedem Sammelraum 4 lediglich wenige, kleine Dampfblasen ansammeln, die nach einer erfolgrei­ chen Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine sicher, schnell und einfach wieder abgebaut werden können, voll zum Tragen.

In diesem Zusammenhang sei nochmals kurz das erfindungs­ gemäße Grundprinzip erläutert. Wie bereits beschrieben, erstrecken sich die Trennwände 3 jeweils nur über einen oberen Teilbereich des Querschnittes der Verteilerleitung 1. Dies bedeutet, daß im unteren Bereich weiterhin ein durchgehender, sich über der gesamten Länge der Vertei­ lerleitung 1 erstreckender Kanal vorliegt, der im Bereich der Trennwände 3 mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet ist. Bei Betrieb der Brennkraftmaschine ist die Funktion der Verteilerleitung 1 wie üblich, d. h. allen in den Aufnah­ men 2 angeordneten Einspritzventilen wird aus der Vertei­ lerleitung 1 bzw. über den Kraftstoffkanal 6 Kraftstoff zugeführt. Dieser Kraftstoff gelangt über einen Zulauf­ stutzen 7, der in Fig. 1c dargestellt ist, in die Vertei­ lerleitung 1. Wird anschließend die Brennkraftmaschine stillgesetzt, so können sich aufgrund von Strahlungswärme im Inneren der Verteilerleitung 1 Kraftstoff-Dampfblasen bilden, d. h. eine Teilmenge des sich in der Verteiler­ leitung 1 befindenden zunächst flüssigen Kraftstoffes geht in den dampfförmigen Zustand über. Diese Kraftstoff- Dampfblasen 5 sammeln sich - wie in Fig. 1 dargestellt - in den den von den Trennwänden 3 gebildeten Sammelräumen 4 in einem oberen Eckbereich. Da nicht die gesamte Kraft­ stoffmenge, die sich in der Verteilerleitung 1 befindet, in den dampfförmigen Zustand übergeht, ist dadurch si­ chergestellt, daß sich direkt vor den Einspritzventilen bzw. direkt vor den Aufnahmen 2 noch eine ausreichende Menge flüssigen Kraftstoffes befindet, die einen späteren Start der Brennkraftmaschine zuverlässig ermöglicht. Wird schließlich die Brennkraftmaschine weiter betrieben, so muß selbstverständlich stets frischer Kraftstoff in die Verteilerleitung zugeführt werden, wobei kontinuierlich ein Abbau der sich in den Sammelräumen 4 befindenden Dampfblasen 5 erfolgt. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß der Querschnitt des Kraftstoff­ kanales 6 mindestens ebenso groß sein sollte, wie der des Zulaufstutzens 7.

Indem mehrere Sammelräume 4 vorgesehen sind, wird die Bildung extrem großer Dampfblasen 5 vermieden. Vielmehr bilden sich in der beschriebenen Verteilerleitung viele kleine Dampfblasen, die sich über der gesamten Länge der Verteilerleitung 1 verteilt ansammeln. Dies hat zur Folge, daß der Abbau dieser Dampfblasen 5 sicherer und schneller vonstatten geht, als dies bei einer einzigen großen Dampfblase möglich wäre. Weiterhin sind die mehre­ ren Sammelräume 4, die durch Vorsehen mehrerer Trennwände 3 gebildet werden, auch insofern von Vorteil, als die ak­ tuelle Lage der Verteilerleiste 1 praktisch ohne Einfluß ist. Insbesondere befindet sich nämlich die Verteilerlei­ ste 1 an einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten Brenn­ kraftmaschine. Wird dieses Kraftfahrzeug nun in einem Ge­ fälle oder in einer Steigungsstrecke abgestellt, so be­ findet sich auch die Verteilerleiste in einer gegenüber der Horizontalen geneigten Position. Dies hätte ohne Vor­ sehen von Trennwänden 3 zur Folge, daß sich eine Dampf­ blase im dann jeweils oben liegenden Endbereich der Ver­ teilerleitung 1 ansammeln würde, so daß das in diesem Endbereich abzweigende Einspritzventil überhaupt keinen flüssigen Kraftstoff zur Verfügung gestellt bekäme.

Im Inneren der Verteilerleitung 1 treten wie bekannt Kraftstoff-Pulsationen auf. Diese Pulsationen verursachen eine Biegewechsel-Beanspruchung der Trennwände 3. Daher kann es empfehlenswert sein, eine im wesentlichen in Längsrichtung der Verteilerleiste 1 verlaufende Abstütz­ rippe 8 für jede Trennwand 3 vorzusehen. Beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach den Fig. 1a bis 1c ist die Abstütz­ rippe 8 zusammen mit sämtlichen Trennwänden 3 als ein kammartiges Einsatzteil 9 ausgebildet. Dieses Einsatzteil 9 kann einen Boden 9a besitzen, mit dem es auf der ge­ samten Länge an der Innenseite der oberen Wand des Ver­ teilerleitungs-Gehäuses 1 anliegen kann. Ferner kann die­ ses kammartige Einsatzteil 9 nicht nur die Abstützrippe 8 sowie die Trennwände 3 tragen, sondern zusätzlich bei­ spielsweise nahe der Trennwände 3 Seitenwände 9b aufwei­ sen, mit denen es an den Seitenwänden der einen Rechteck­ querschnitt aufweisenden Verteilerleitung anliegt. Eben­ falls über diese Seitenwände 9b kann sich dieses kammar­ tige Einsatzteil auf der unteren Wand des Verteilerlei­ tungs-Gehäuses 1 abstützen.

Eine alternative Ausführungsform zeigen die Fig. 3a, 3b. Hier besteht die Verteilerleitung aus einem halbschalen­ förmigen Unterteil 1a sowie einem darauf aufgesetzten, ebenfalls halbschalenförmigen Oberteil 1b. An die Innen­ seiten dieses Oberteiles 1b ist die Trennwand bzw. sind die mehreren Trennwände 3 angeformt. So kann dieses Ober­ teil beispielsweise als Kunststoff-Spritzgußteil oder als Aluminium-Gußteil ausgebildet sein. Hingegen kann die Verteilerleitung 1 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a bis 1c als Strangpreß-Profilteil ausgebildet sein.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Trennwände ebenfalls gegenüber der Vertikalen geneigt, jedoch ab­ wechselnd in einander entgegengesetzte Richtungen. Indem jeweils eine Trennwand 3 im wesentlichen oberhalb einer Aufnahme 2 angeordnet ist und die benachbarte Trennwand zwischen dieser Aufnahme 2 sowie der nächsten Aufnahme 2 unter einem gegensinnigen Neigungswinkel angeordnet ist, ist sichergestellt, daß sich auch bei dieser Ausführungs­ form die Dampfblasen 5 im wesentlichen in dem der Auf­ nahme 2 diagonal gegenüberliegenden Eckbereich des von den beiden Trennwänden 3 gebildeten Sammelraumes 4 sam­ meln. Selbstverständlich können sich ebenfalls Dampfbla­ sen in demjenigen Sammelraum 4′ gemäß Fig. 2 sammeln, dem direkt keine Aufnahme 2 für ein Einspritzventil zugeord­ net ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die optimale Anzahl von Trennwänden 3 innerhalb einer Verteilerleitung 1 sowie die jeweils günstigste Ausrich­ tung und Anordnung der Trennwände 3 in der Verteilerlei­ tung 1 von einer Vielzahl von Randbedingungen abhängig ist und beispielsweise durch Versuchsreihen optimiert werden kann. Zu berücksichtigen ist dabei u. a. die An­ zahl der Aufnahmen 2 für Einspritzventile, sowie die Geo­ metrie der Verteilerleitung 1. Zu berücksichtigen sind verschiedene Lagen, die die Verteilerleitung 1 einnehmen kann, insbesondere wenn sie an einer in einem Kraftfahr­ zeug eingebauten Brennkraftmaschine zum Einsatz kommen soll. Wie sämtliche erläuterten Ausführungsbeispiele zei­ gen, kann dabei eine größere Anzahl von Sammelräumen 4 vorgesehen werden, als Aufnahmen 2 für Einspritzventile vorhanden sind, es empfiehlt sich jedoch, zumindest jedem Einspritzventil einen eigenen Sammelraum 4 zuzuordnen.

Dies ist auch realisiert beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4a, 4b. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Verteilerleiste 1 aus einem Unterteil 1a sowie einem das nach oben hin offene Unterteil abdeckenden Oberteil 1b. Während am Unterteil 1a die Aufnahmen 2 für die Ein­ spritzventile befestigt sind, weist das Oberteil 1b meh­ rere Ausbuchtungen 10 auf, die als Sammelräume 4 dienen. Selbstverständlich sind darüber hinaus weitere Ausfüh­ rungsformen möglich, die unter den Inhalt der Pa­ tentansprüche fallen, ebenso wie eine Vielzahl von De­ tails, insbesondere konstruktiver Art abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen gestaltet sein können. Stets wird mit den in den Patentansprüchen beschriebenen Maßnahmen eine Ansammlung von Dampfblasen direkt an den Aufnahmen 2 für die Einspritzventile auch in extremsten Situationen ausgeschlossen.

Claims (7)

1. Kraftstoffverteilerleitung mit mehreren geodätisch im unteren Bereich abzweigenden Einspritzventilen (Aufnahmen 2 für Einspritzventile), insbesondere für eine rücklauflose Kraftstoff-Einspritzanlage einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine, mit einem geodätisch im oberen Bereich liegenden Sammelraum (4) für Kraftstoff-Dampfblasen (5), dadurch gekennzeichnet, daß über der Länge der Kraftstoff-Verteilerleitung (1) verteilt mehrere Sammelräume (4) für Kraftstoff-Dampfblasen vorgese­ hen sind.

2. Verteilerleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest jedem Ein­ spritzventil ein eigener Sammelraum (4) zugeordnet ist.

3. Verteilerleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelräume (4) durch in der Verteilerleitung (1) angeordnete, sich nur über einen oberen Teilbereich des Querschnittes der Verteilerleitung (1) erstreckende Trennwände (3) gebildet sind.

4. Verteilerleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (3) ge­ genüber der Vertikalen geneigt sind.

5. Verteilerleitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen in Längsrichtung der Verteilerleitung (1) verlaufende Abstützrippe (8) für jede Trennwand (3) vorgesehen ist.

6. Verteilerleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützrippe (8) mit den Trennwänden (3) als kammartiges Einsetzteil (9) ausgebildet ist.

7. Verteilerleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitung (1) aus einem Unterteil (1a) von dem die Einspritzven­ tile versorgt werden und einem das nach oben hin of­ fene Unterteil (1a) abdeckenden Oberteil (1b) be­ steht, das Ausbuchtungen (10), die als Sammelräume (4) dienen, aufweist.