DE19807702A1

DE19807702A1 - Dämpferelement für ein Kraftstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE19807702A1
Application number: DE19807702A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schwegler; Martin Maier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1999-08-26
Also published as: EP1058784B1; CZ291330B6; US6431149B1; WO1999043953A1; KR20010034538A; BR9815685A; DE59803156D1; CZ20003079A3; JP2002505401A; EP1058784A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Dämpferelement zur Dämpfung von Druckschwingun gen im Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 34 32 727 sind Kraftstoffversorgungsleitungen für Kraftstoffeinspritzan lagen von Brennkraftmaschinen bekannt, die ein starres und mindestens ein damit ver bundenes, elastisches Wandungsteil aufweisen, so daß die bei dem Einspritzvorgang des Kraftstoffes in den Brennraum auftretenden Druckpulsationen des Kraftstoffes in der Kraft stoffversorgungsleitung gedämpft werden. Diese Anordnung beinhaltet, daß das elastische Wandungsteil beträchtliche, nach außen abzudichtende Bereiche aufweist, was für den Betrieb der Brennkraftmaschine und die Umwelt ein Sicherheitsrisiko darstellt. Darüber hinaus muß die elastische Wandung ausreichend steif und fest ausgeführt werden, damit die Dichtigkeit des System gewährleistet werden kann, was der gewünschten Dämpfungs wirkung abträglich ist.

In der DE-OS 43 41 368 wird ein Dämpferelement zur Dämpfung von Druck schwingungen im Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine beschrieben, das ein in dem Kraftstoffverteiler befindliches Dämpferelement vorsieht. Das Dämpferelement ist durch ein oder mehrere gasgefüllte Kammern ausgebildet, deren Wandungen aus einem elastischen Material bestehen. Diese Kammern werden in Nähe der Einspritzventile an geordnet, um dadurch die größte Dämpfungswirkung auf die von den Einspritzventilen ausgehenden Druckschwankungen zu erzielen. Um ein Verstopfen der Einspritzventile zu verhindern, müssen zusätzlich Abstandshalter vorgesehen werden, um zu jedem Zeitpunkt einen vorgegebenen Abstand der Kammern von den Ventilaufnahmestutzen zu gewähr leisten. Trotz der Platzersparnis aufgrund der Unterbringung im Kraftstoffverteilerrohr ist diese Anordnung jedoch aufwendig.

Zum Betrieb von Kraftstoffverteilersystemen ist es in der Regel erforderlich, Druckregler einzusetzen, die einen höheren Zulaufdruck auf einen niedrigeren, im Kraftstoffverteiler herrschenden Systemdruck reduzieren. Der Aufbau derartiger Druckminderer ist allgemein bekannt. Druckminderer werden, insbesondere bei rücklauffreien Kraftstoffversorgungs systemen, stromaufwärts und außerhalb des Kraftstoffverteilers angeordnet. Die Regelmembran ist systemdruckseitig angeordnet und übernimmt gleichzeitig eine Dämpfungsfunktion. So offenbart die US-PS-5,398,655 eine Kraftstoffregulierungsvor richtung für ein Kraftstoffverteilersystem ohne Rückfuhrung, die ein getrennt vom Kraftstoffverteilerrohr angeordnetes Druckminderventil aufweist, das sich in Abhängigkeit von dem Bedarf an Kraftstoff in dem Kraftstoffverteilersystem öffnet oder schließt und dabei für die Einspritzventile ein im wesentlichen konstantes Druckpotential aufrecht hält. Dieses System stellt jedoch aufgrund der zusätzlichen Einrichtungen ein Sicherheitsrisiko dar, da bei Beschädigungen, wie sie beispielsweise bei Unfällen auftreten, zusätzliche Un dichtigkeiten auftreten können.

Für Systeme mit Rücklaufleitungen werden herkömmliche, meist außerhalb des Verteiler rohrs angeordnete Überdruckregler eingesetzt. Bei diesen Druckbegrenzungsventilen ist die Membran zulaufseitig positioniert. Da die verwendeten, in dem Verteilerrohr angeordneten Rücklaufrohre metallisch und starr sind, müssen in der Rücklaufleitung separate Druck dämpfer eingesetzt werden, um eine Beeinträchtigung des Systems durch darin vor kommende Druckpulsationen zu vermeiden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Dämpferelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt anspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß es in dem Kraftstoffverteiler selbst angeordnet ist, was insbesondere einen einfachen Aufbau mit einhergehenden geringen Produktionskosten bedingt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung wird kein weiterer Platz in der Brennkraftmaschine oder dem Motorraum benötigt und die Dämpfung der durch die Schaltimpulse der Einspritzventile bewirkten Druckschwingungen im Kraftstoffvorrat des Verteilersystems werden in unmittelbarer Nähe des Entstehungsortes, d. h. eines jeden Einspritzventils gedämpft, wobei eine gegenseitige Beeinflussung der ein zuspritzenden Menge an Kraftstoff vermieden werden kann. Da das Dämpferelement innenliegend, d. h. in dem Kraftstoffverteiler selbst angeordnet ist, müssen keine zu sätzlichen Abdichtungen nach außen vorgesehen werden, was die Gefahr von Beschä digungen und die damit einhergehende Gefährdung der Umgebung mindert.

Außerdem ist die erfindungsgemäße Anordnung des Dämpfungselementes insofern vorteil haft, da dieses nahe an allen vorhandenen Einspritzventilen positioniert und wirkungsvoll den Pulsationen an deren Entstehungsort entgegenwirken kann, ohne dabei die Gefahr einer Verstopfung der Einspritzventile mit dem Dämpferelement mit sich zu bringen. Die Anordnung bestimmter Abstandshalter ist nicht erforderlich.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbil dungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Dämpferelemente möglich.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vor teilhaft erwiesen, den Druckregler, gewöhnlich ein Druckminderventil, mit dem Kraft stoffzuteiler integriert auszubilden. Dadurch kann als Dämpferelement ein einfacher, elastischer Rohrkörper, beispielsweise ein gegen organische Lösungsmittel beständiger Gummischlauch, verwendet werden, der in dem Verteilerrohr angeordnet die Pulsationen auf der Zulaufseite nachhaltig dämpft. Durch die Anordnung des Dämpferelementes in dem Kraftstoffverteiler selbst, vorzugsweise koaxial dazu, besteht kein direkter Kontakt des Dämpfungselementes mit der Umgebung, so daß die Gefahr eines Austritts des Kraft stoffes in die Umgebung vermindert ist.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht auch darin, daß der in dem Kraftstoff verteiler angeordnete elastische Rohrkörper nicht nur die auf der Systemseite, d. h. in dem bezüglich des Rohrkörpers äußeren Kraftstoffraum des Verteilers, durch den Betrieb der Einspritzventile hervorgerufenen Pulsationen nachhaltig dämpft, sondern auch zulaufseitig Dämpfungsaufgaben bezüglich von durch die Förderpumpe hervorgerufenen Druck pulsationen übernehmen kann, da der Zulauf in den Verteiler entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung über den inneren Kraftstoffraum des Rohrkörpers verläuft.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der innere Kraftstoffraum des elastischen Rohrkörpers Teil eines Rücklaufabschnitts, der von der Systemseite, d. h. dem äußeren Kraftstoffraum des Kraftstoffverteilers, durch einen Druckregler getrennt ist. Somit ist es möglich einen im Kraftstoffverteiler angeordneten elastischen Rohrkörper sowohl bei Kraftstoffversorgungssystemen mit und ohne Rücklauf einzusetzen.

Zeichnungen

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung ausführlicher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kraftstoffverteiler mit einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dämpferelements;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Kraftstoffverteiler mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dämpferelements.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Es wird ein Dämpferelement 1 zur Dämpfung von system- und zulaufseitigen Druck schwingungen in einem Kraftstoffördersystem vorgeschlagen, insbesondere in einem Kraftstoffverteiler 2 von Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung mittels Ein spritzventilen (nicht gezeigt). Das Dämpferelement 1 ist beispielsweise in Form eines elastischen Rohrkörpers ausgeführt.

In der Fig. 1 ist ein Kraftstoffverteiler 2 für eine Brennkraftmaschine gezeigt. Der Kraftstoffverteiler 2, in dem sich Ventilaufnahmen 3 zur Anbringung von Einspritzventilen (nicht gezeigt) befinden, weist eine längliche Form auf und dient zur Verteilung eines Kraftstoffes auf mehrere Einspritzventile. Als Kraftstoffverteiler kann jeder im Stand der Technik bekannte Verteiler verwendet werden, beispielsweise wie in den US-PS-5,577,478 und US-PS-5,056,489 erläutert. Am stromaufwärtigen Ende des Kraftstoffverteilers befin det sich ein Anschlußstück 4 zur dichtenden Anbringung eines Zulaufs an dem Kraftstoffverteiler 2. Das Anschlußstück 4 kann durch beispielsweise einen O-Ring als Dichtung 5 aus einem gegenüber dem eingesetzten Kraftstoff beständigen Material dichtend abgeschlossen werden, wobei auch andere bekannte Maßnahmen zur dichtenden Verbindung, beispielsweise Klemmen usw. eingesetzt werden können. Die Anbringung des Anschlußstücks 4 an den rohrförmigen Kraftstoffverteiler 2 kann auf jede dem Fachmann bekannte Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschrauben, Klemmen u.ä. Das Anschlußstück 4 ist auf der dem Kraftstoffverteiler 2 zugewandten Seite derart ausgebildet, daß der elastische Rohrkörper 1 in dichtender Verbindung daran angebracht werden kann. Dies beinhaltet beispielsweise einen in dem Anschlußstück 4 vorgesehenen Stutzen 15 mit Erhebungen z. B. in Form von Rippen 17 auf dessen Oberfläche und einem dem elastischen Rollkörper 1 entsprechenden Durchmesser, auf das dieser reibschlüssig aufgebracht werden kann. Klemmen und andere Mittel zur festen und dichtenden Verbin dung des Rohrkörpers 1 sind ebenfalls einsetzbar.

Der elastische Rohrkörper 1 erstreckt sich koaxial zu einer Längsachse 14 über die gesamte Länge des Kraftstoffverteilers 2 und ist an dem von dem Anschlußstück 4 stromabwärts gelegenen Ende dichtend mit einem Druckregler 6 verbunden. Durch diese Anordnung wird ein in dem Rohrkörper befindlicher innerer Kraftstoffraum 1a von einem äußeren Kraftstoffraum 2a des Kraftstoffverteilers 2, der auch als Systemseite bezeichnet wird und von dem aus der Kraftstoff über die Einspritzventile in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt, getrennt. Die Verbindung des elastischen Rohrkörpers 1 mit dem Druckregler 6 kann auf jede bekannte Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch einen Stutzen 16 mit Rippen 18 wie im Hinblick auf das Anschlußstück 4 des Zulaufs beschrieben.

Der Druckregler 6 ist beispielsweise in zwei Gehäuseteile 6a und 6b unterteilt, die von einander durch eine Membran 7 getrennt sind. In der Membran 7 ist ein mit einem Führungsstift 8 versehener starrer Kolben 9 vorgesehen, der durch eine in dem Gehäuseteil 6a vorgesehene Feder 10 vorgespannt ist. Der mit der Membran 7 verbundene Kolben 9 wird zusammen mit dem Führungsstift 8 durch die durch die Feder 7 gelieferte Kraft auf eine in dem Gehäuseteil 6b angeordnete Auflagefläche 11 gedrückt, in der sich eine Öffnung 11a zur Aufnahme und Führung des Stiftes 8 befindet. Die Auflagefläche 11 ist an ihren Rändern dichtend mit dem Gehäuseteil 6b verbunden, so daß die Öffnung 11a den einzigen Zugang zum äußeren Kraftstoffraum 2a, der Systemseite, darstellt. Auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Auflagefläche 11 befindet sich eine aus einem starren Material gebildete Kugel 12, die durch eine Feder 13 gegen den aus der Öffnung 11a der Auflagefläche 11 vorstehenden Stift 8 vorgespannt ist. Es sind Mittel zur Führung der Kugel 12 vorgesehen, so daß sich diese je nach Druck von der System- bzw. Zulaufseite auf die Öffnung 11a zu bzw. von dieser weg bewegen kann. Dabei wird die Vorspannung der Federn 10 bzw. 13 derart gewählt, daß im Ruhezustand durch Druck der Feder 10 der Kolben 9 auf die Auflagefläche 11 gedrückt wird, wobei die Zufuhr von Kraftstoff in den äußeren Kraftstoffraum 2a durch die Öffnung 11a unterbunden wird. Wird durch Zufuhr von Kraftstoff durch den inneren Kraftstoffraum 1a des elastischen Rohrkörpers 1 der Druck auf der stromaufwärtigen Seite des Druckreglers 6 erhöht, so drückt die vor der Auflagefläche 11 angeordnete Kugel auf den Stift 8 und bewegt den im Ruhezustand dicht schließenden Kolben 9 stromabwärts, wobei zwischen dem Kolben 9 und der Auf lagefläche 11 ein Zwischenraum gebildet wird, durch den Kraftstoff in den äußeren Kraftstoffraum 2a des Kraftstoffverteilers 2 gelangen kann. Bei Erreichen eines bestimm ten Systemdruckes schließt der Druckregler 6 wieder und öffnet sich erneut bei Unterschreiten des Systemdrucks.

Es können auch andere, im Stand der Technik bekannte Druckregler eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in der US-PS-5,577,478, der US-PS-5,579,739 und der US-PS-5,398,655 beschrieben sind.

Der Druckregler 6 ist an dem Kraftstoffverteiler 2 dichtend angebracht, beispielsweise mittels einer Dichtung 19.

Der über den Druckregler 6 bei einem verminderten Druck in den äußeren Kraftstoffraum 2a gelangte Kraftstoff verteilt sich darin und wird von an den Ventilaufnahmen 3 angebrachten Einspritzventilen in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt.

Die durch die Einspritzvorgänge in dem äußeren Kraftstoffraum 2a des Verteilers 2 erzeugten Druckpulsationen werden durch den in dem Kraftstoffverteiler 2 und in der Nähe der Ventilaufnahmen 3 angeordneten, elastischen Rohrkörper 1 wirksam ausgeglichen. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß sich der elastische Rohrkörper 1 über die gesamte Länge des Kraftstoffverteilers 2, vorzugsweise koaxial dazu, erstreckt und so durch den erfindungsgemäßen Aufbau in der Nähe eines jeden Einspritzventils angeordnet ist. Die auf den elastischen Rohrkörper 1 übertragenen Druckpulsationen werden im Rohrkörper 1 wiederum auf den im inneren Kraftstoffraum 1a unter Zulaufdruck anströmenden Kraftstoff übertragen, wobei die Pulsationen in dem elastischen Rohrkörper 1 abgefangen werden. Durch die Öffnungs- und Schließbewegung des Druckreglers 6 erzeugte Pulsationen werden ebenfalls gedämpft.

Durch die Dämpfung der Druckpulsationen im äußeren Kraftstoffraum 2a werden nicht nur die Druckschwankungen im äußeren Kraftstoffraum 2a mit der einhergehenden Beein trächtigung der Einspritzmengen in den jeweiligen Einspritzventilen beseitigt, sondern auch die damit verbundene Geräuschemission.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der der Druck regler 6 stromabwärts der Einspritzventile angeordnet ist. Der Kraftstoffverteiler 2, in dem sich die Ventilaufnahmen 3 befinden, weist ebenfalls eine längliche Form auf und ist direkt mit dem Zulauf verbunden. Dabei kann das Anschlußstück 4 für die Zulaufleitung bereits im Kraftstoffverteiler 2 einstückig vorgeformt sein, oder ein spezielles Anschlußstück 4 kann, wie unter Bezug auf die Fig. 1 erläutert, zur Aufnahme einer Zulaufleitung daran angebracht werden. Der Kraftstoff gelangt direkt in den äußeren Kraftstoffraum 2a des Kraftstoffverteilers 2 und wird dort von den an den Ventilaufnahmen 3 angebrachten Einspritzventilen in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt. In dem Kraftstoffverteiler 2 ist stromabwärts am dem Anschlußkörper 4 gegenüberliegenden Ende ein Druckregler 6 angeordnet. Der Aufbau derartiger Druckregler 6 ist dem Fachmann wohlbekannt.

Über den Druckregler 6 gelangt der bei einem vorgegebenen Druck in dem äußeren Kraftstoffraum 2a befindliche Kraftstoff bei Überschreiten dieses Schwelldrucks in den inneren Kraftstoffraum 1a des in dem Kraftstoffverteiler 2 angeordneten elastischen Rohrkörpers 1 und weiter in einen Rücklaufabschnitt. Der elastische Rohrkörper 1 ist dabei vorzugsweise Teil des Rücklaufabschnitts und kann in dem Kraftstoffverteiler 2, wie unter Bezug auf die Fig. 1 erläutert, vorzugsweise koaxial angebracht werden. Die in dem äußeren Kraftstoffraum 2a des Verteilers 2 durch den Betrieb der Einspritzventile hervor gerufenen Druckpulsationen werden aufgrund der innenliegenden Anordnung des elastischen Rohrkörpers 1 in unmittelbarer Nähe der Ventilaufnahmen 3 wirksam ge dämpft.

Claims

1. Dämpferelement zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Kraftstoff versorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, wobei das Kraftstoffversorgungssystem einen Kraftstoffverteiler (2) aufweist, von dem aus Einspritzventile über Ventilaufnahmen (3) mit Kraftstoff versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpferelement einen in dem Kraftstoffverteiler (2) angeordneten, elastischen Rohrkörper (1) aufweist, der einen von dem Kraftstoff durchströmten inneren Kraftstoffraum (1a) von einem mit den Ventilaufnahmen (3) verbundenen und von dem Kraftstoff durchströmten äußeren Kraftstoffraum (2a) dichtend abtrennt und dessen Wandung aus einem elastischen Material besteht.

2. Dämpferelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kraftstoffraum (1a) des elastischen Rohrkörpers (1) stromaufwärts eines Druckreglers (6) angeordnet ist.

3. Dämpferelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kraftstoffraum (1a) des elastischen Rohrkörpers (1) Teil eines Zulaufab schnitts des Kraftstoffversorgungssystems ist, wobei an dessen stromabwärtigen Ende ein Druckregler (6) angeordnet ist, über den der Kraftstoff in den äußeren Kraftstoffraum (2a) gelangt.

4. Dämpferelement nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (6) ein Druckminderventil ist, das in dem äußeren Kraftstoffraum (2a) einen konstanten Kraftstoffdruck einstellt.

5. Dämpferelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kraftstoffraum (1a) des elastischen Rohrkörpers (1) stromabwärts eines Druckreglers (6) angeordnet ist.

6. Dämpferelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kraftstoffraum (1a) des elastischen Rohrkörper (1) Teil eines Rücklaufab schnitts des Kraftstoffversorgungssystems ist, wobei an dessen stromaufwärtigen Ende ein Druckregler (6) angeordnet ist, über den der Kraftstoff aus dem äußeren Kraftstoffraum (2a) in den inneren Kraftstoffraum (1a) gelangt.

7. Dämpferelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (6) mit dem Kraftstoffverteiler (2) integriert ist.

8. Dämpferelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Rohrkörper (1) aus Gummi, Kunststoff oder/und einem elastischen, flüssigkeitsdichten Gewebe besteht.

9. Dämpferelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Rohrkörper (1) koaxial zu einer Längsachse (14) des Kraftstoffverteilers (2) angeordnet ist.

10. Dämpferelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kraftstoffverteiler (2) Zulauf- und Ablaufstutzen (15, 16) zur Aufnahme des elastischen Rohrkörpers (1) vorgesehen sind, die mit Rippen (17, 18) versehen sind.