DE10101476A1

DE10101476A1 - Common-Rail-Einheit

Info

Publication number: DE10101476A1
Application number: DE2001101476
Authority: DE
Inventors: Achim Brenk; Wolfgang Klenk; Roland Bleher; Uwe Gordon; Manfred Mack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-25
Also published as: WO2002055868A1

Abstract

Eine Common-Rail-Einheit (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung besteht aus einer lösbaren Verbindung eines Zumessventils (3), eines Raildrucksensors (5) und eines Raildruckreglers (7) mit Hilfe eines Raildrucksensoradapters (6), eines Raildruckregleradapters (6) und einer oder mehrerer Spannhülsen (8) an einem gemeinsamen Verbindungsrohr (9).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung.

Zum besseren Verständnis der Beschreibung und der Patentansprüche werden nachfolgend einige Begriffe erläutert: Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung ist druckgesteuert ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verstanden, dass durch den im Düsenraum einer Einspritzdüse herrschenden Kraftstoffdruck eine Düsennadel gegen die Wirkung einer Schließkraft (Feder) bewegt wird, so dass die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenraum in den Zylinder freigegeben wird. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet, während unter einem Systemdruck der Druck verstanden wird, unter dem Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Verfügung steht bzw. bevorratet ist. Kraftstoffzumessung bedeutet, eine definierte Kraftstoffmenge zur Einspritzung bereitzustellen. Unter Leckage ist eine Menge an Kraftstoff zu verstehen, die beim Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entsteht (z. B. eine Führungsleckage), nicht zur Einspritzung verwendet und zum Kraftstofftank zurückgefördert wird. Das Druckniveau dieser Leckage kann einen Standdruck aufweisen, wobei der Kraftstoff anschließend auf das Druckniveau des Kraftstofftanks entspannt wird.

Bei Common Rail Systemen kann der Einspritzdruck an Last und Drehzahl angepaßt werden. Zur Geräuschminderung wird hier oft eine Voreinspritzung durchgeführt. Zur Reduzierung von Emissionen ist eine druckgesteuerte Einspritzung bekanntermaßen günstig.

Derzeit weisen druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen Zumessventile und Steuermodule auf, welche aus Funktionsgründen im Bereich der Einspritzdüsen angeordnet sind.

Vorteile der Erfindung

Zur Reduzierung des Fertigungsaufwands wird eine Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Ohne Beeinträchtigung der hydrodynamischen Eigenschaften ist es möglich, das Zumessventil in Form eines 3/2-WegeZumessventils in das Rail zu integrieren.

Bei entsprechender Abstimmung der Länge der Druckleitung vom Zumessventil zur Einspritzdüse wird eine Druckerhöhung im Düsenraum gegenüber dem Raildruck um 20 bis 30% erreicht. Diese Druckerhöhung wirkt sich positiv auf die Strahlaufbereitung sowie auf das Abgasverhalten des Motors aus.

Der Vorteil der Common-Rail-Einheit besteht darin, dass die komplexen Bauteile, wie das 3/2-Wege-Ventil, der Raildrucksensor und der Raildruckregler sowie die zugehörigen Adapter, immer gleich gehalten werden, egal bei welchem Motortyp. Das steigert die Fertigungseffizienz gegenüber den heutigen Systemen, bei denen für jeden Motortyp aufwendige Schmiedeteile hergestellt werden müssen.

Desweiteren fallen mehrere Hochdruckbohrungsverschneidungen weg, da diese im Zumessventilbereich liegen, in dem sie sowieso vorhanden sein müssen. Die Verbindungsteile Spannhülse und Verbindungsrohr können dadurch aus im Verhältnis zu den komplexen Bauteilen billigerem Material hergestellt werden, da diese keine Bohrungsverschneidungen enthalten. Dadurch wird die Zerspanarbeit gegenüber bekannten Common-Rail-Systemen wesentlich erleichtert.

Wenn rotationssymmetrische Verbindungsteile verwendet werden, entfällt bei der Bearbeitung der Einsatz von Sondermaschinen.

Durch konische Schraubverbindungen (Links-/Rechtsgewinde) mittels einer Hülse kann die radiale Lage von Bauteilen relativ zum gemeinsamen Verbindungsrohr immer an die Motoreinbausituation angepasst werden. Bei dieser Verbindung von unter Hochdruck stehenden Bauteilen entstehen die kritischen Spannungen zum größten Teil im Verschraubbereich. Damit werden keine Spannungen auf Bohrungsverschneidungen oder Ventilführungen eingeleitet.

Zusammenfassend gesagt, besitzt die Erfindung den Vorteil, dass die komplexen Bauteile, Zumessventil (Magnetventil), eine oder mehrere Drosseln, Gleichdruckventil oder Druckverstärker, in eine Common-Rail-Einheit integriert werden, welche eine Basis für unterschiedlichste Motorentypen bilden kann.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung

Fig. 2 eine zweite Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung

Fig. 3 eine dritte Common-Rail-Einheit für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in Fig. 1 dargestellten Common-Rail-Einheit 1 (Fig. 1a im Längsschnitt, Fig. 1b in der Draufsicht) für eine druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung fördert eine nur in der Fig. 1b gezeigte mengengeregelte Kraftstoffpumpe 2 Kraftstoff aus einem Vorratstank über eine Förderleitung zur Common-Rail-Einheit 1. Die Common- Rail-Einheit 1 ist aus den Bauteilen 3/2-Wegezumessventil 3, Raildrucksensoradapter 4, Raildrucksensor 5, Raildruckregleradapter 6, Raildruckregler 7, Spannhülse 8 und Verbindungsrohr 9 aufgebaut. Je nach Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine kann eine unterschiedliche Anzahl von Zumessventilen 3 vorgesehen sein. Die Fig. 1 zeigt lediglich zwei über das Verbindungsrohr 9 mit einander verbundene Zumessventile 3. In dem Verbindungsrohr 3 ist ein Druckspeicherraum 10 für den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff ausgebildet. Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe wird ein Systemdruck erzeugt und im Druckspeicherraum 10 mit einem Druck von 300 bis ca. 1800 bar gespeichert. Mit Hilfe der Zumessventile 3 werden eine Kraftstoffzumessung in Pfeilrichtung 11 über nicht gezeigte Druckleitungen und die Einspritzung für jeden Zylinder druckgesteuert realisiert. Die Einspritzung erfolgt anschließend in bekannter Weise mittels einer verschiebbaren Düsennadel. Die Absteuermenge erfolgt über Gewindebohrungen in Pfeilrichtung 19 in einen nicht näher dargestellten Rücklauf in den Kraftstofftank.

Die Hochdruckverbindungsstellen zwischen den Bauteilen sind durch eine übliche Konusspannverbindung über die Spannhülsen 8 und 12 hergestellt. Das Verbindungsrohr 9 ist aus einem einfachen Rohr mit angedrehtem Konus hergestellt. Ebenso ist auch die Spannhülse 8 aus einem handelsüblichen Rohr oder Rundmaterial hergestellt. Das Verbindungsrohr 9 und die Spannhülse 8 stellen einfach aufgebaute rotationssymmetrische Bauteile dar und lassen sich je nach Motortyp mit einem entsprechendem Zylinderabstand ablängen. Die radiale Position der von dem Verbindungsrohr 9 abstehenden Bauteile 3 bis 9 ist variabel, d. h. sie kann ebenfalls auf Motoreinbausituationen einfach mittels einer Montagelehre oder einer entsprechenden Vorrichtung angepasst werden. Durch konische Schraubverbindungen (Links-/Rechtsgewinde) mittels Hülsen kann die radiale Lage immer auf die Motoreinbausituation angepasst werden.

Die Common-Rail-Einheiten gemäß Fig. 2 und 3 sind vom Prinzip her identisch zur Common-Rail-Einheit 1 gemäß Fig. 1. Es sind unterschiedliche Verbindungen der Bauteile realisiert. Gemäß Fig. 2 (Fig. 2a Längsschnitt, Fig. 2b Draufsicht) weist ein Verbindungsrohr 13 bei einer Common-Rail-Einheit 14 an seinen Enden eine geringere radiale Erstreckung auf, so dass an den Enden jeweils eine Spannhülse 15 aufgeschraubt ist. Aus der Fig. 3 (Fig. 2a Längsschnitt, Fig. 2b Draufsicht) ist ersichtlich, dass der Konus zum Verspannen zweier Bauteile 16 und 17 einer Common-Rail-Einheit 18 unterschiedlich gestaltet sein kann.

BEZUGSZEICHEN

1

Common-Rail-Einheit

2

Kraftstoffhochdruckpumpe

3

3/2-Wegezumessventil

4

Raildrucksensoradapter

5

Raildrucksensor

6

Raildruckregleradapter

7

Raildruckregler

8

Spannhülse

9

Verbindungsrohr

10

Druckspeicherraum

11

Pfeilrichtung

12

Spannhülse

13

Verbindungsrohr

14

Common-Rail-Einheit

15

Spannhülse

16

3/2-Wegezumessventil

17

Verbindungsrohr

18

Common-Rail-Einheit

19

Absteuermenge

Claims

1. Common-Rail-Einheit (1; 14; 18) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bestehend aus einer lösbaren Verbindung eines Zumessventils (3; 16), eines Raildrucksensors (5) und eines Raildruckreglers (7) mit Hilfe eines Raildrucksensoradapters (6), eines Raildruckregleradapters (6) und einer oder mehrerer Spannhülsen (8; 15) an einem gemeinsamen Verbindungsrohr (9; 17).

2. Common-Rail-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zumessventil (3; 16) ein 3/2-Wegeventil ist.

3. Common-Rail-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche der zu verbindenden Bauteile (3, 5, 6, 7, 9; 16, 17; konisch gestaltet sind.