DE102004041238A1

DE102004041238A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004041238A1
Application number: DE200410041238
Authority: DE
Inventors: Wolfram Hasert; Peter Thurner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-02
Also published as: WO2006021470A1

Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Hochdruckpumpe (14) auf, durch die Kraftstoff unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher (16) gefördert wird, in dem Kraftstoff unter Hochdruck gespeichert ist und von dem wenigstens eine hydraulische Leitung (18) zu wenigstens einem Injektor (20) abführt, durch den Kraftstoff an der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Zwischen der Hochdruckpumpe (14) und dem Hochdruckspeicher (16) und/oder zwischen dem Hochdruckspeicher (16) und der wenigstens einen Leitung (18) ist ein Bauteil (30) angeordnet, in dem ein im Strömungsweg zwischen der Hochdruckpumpe (14) und dem Hochdruckspeicher (16) und/oder zwischen dem Hochdruckspeicher (16) und der wenigstens einen Leitung (18) angeordneter verengter Durchströmquerschnitt gebildet ist. Das Bauteil (30) besteht aus Kunststoff und ist in eine Aufnahme (26b) am Hochdruckspeicher (16) eingesetzt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die EP 1 162 364 A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Hochdruckpumpe auf, durch die Kraftstoff über eine Leitung in einen Hochdruckspeicher gefördert wird. Vom Hochdruckspeicher führt wenigstens eine hydraulische Leitung ab zu wenigstens einem Injektor, durch den Kraftstoff an der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Im Strömungsweg des Kraftstoffs von der Hochdruckpumpe in den Hochdruckspeicher und/oder vom Hochdruckspeicher in die wenigstens eine Leitung ist ein Bauteil angeordnet, das einen verengten Durchströmquerschnitt aufweist. Durch das Bauteil mit dem verengten Durchströmquerschnitt sollen Druckschwingungen gedämpft werden, die sich im Hochdruckbereich ausbreiten können. Das Bauteil besteht üblicherweise aus Metall und ist daher aufwendig und teuer in der Herstellung. Außerdem ist die Montage des Bauteils am Hochdruckspeicher oder zwischen dem Hochdruckspeicher und der Leitung aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das Bauteil einfach und kostengünstig herstellbar ist, beispielsweise durch Spritzgießen. Auch die Aufnahme für das Bauteil am Hochdruckspeicher ist mit relativ geringem Aufwand realisierbar.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Befestigung des Bauteils in der Aufnahme am Hochdruckspeicher, wobei die Aufnahme mit relativ großen Toleranzen hergestellt werden kann, die durch das Bauteil ausgeglichen werden. Außerdem kann das Bauteil am Hochdruckspeicher vormontiert werden und ist dann bis zur Verbindung der Leitung mit dem Hochdruckspeicher gegen Herausfallen an diesem gesichert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung und 2 einen Hochdruckspeicher der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in vergrößerter Darstellung in einem Querschnitt entlang Linie II-II in 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine und weist wenigstens einen oder mehrere Zylinder 6 auf, von denen in 1 nur einer dargestellt ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Förderpumpe 10 auf, durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 12 zu einer Hochdruckpumpe 14 gefördert wird. Durch die Hochdruckpumpe 14 wird Kraftstoff über wenigstens eine hydraulische Leitung 15 unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher 16 gefördert. Mit dem Hochdruckspeicher 16 sind über hydraulische Leitungen 18 an den Zylindern 6 der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 20 verbunden. An jedem Injektor 20 ist jeweils ein Steuerventil 22 angeordnet, mittels dem der Injektor 20 zu einer Kraftstoffeinspritzung geöffnet werden kann bzw. zur Beendigung einer Kraftstoffeinspritzung geschlossen werden kann. Die Steuerventile 22 der Injektoren 20 sind mit einer elektronischen Steuereinrichtung 24 verbunden und werden durch diese abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine angesteuert. Die Steuerventile 22 können jeweils einen elektromagnetischen oder einen piezoelektrischen Aktor aufweisen.
Der aus Metall bestehende Hochdruckspeicher 16 ist beispielsweise rohrförmig ausgebildet und die Leitungen 18 zu den Injektoren 20 führen vom Umfang des Hochdruckspeichers 16 ab. Der Hochdruckspeicher 16 ist in seinem Volumen auf die Erfordernisse der Kraftstoffeinspritzeinrichtung abgestimmt und dessen Wandstärke ist derart bemessen, dass der Hochdruckspeicher 16 die erforderliche Festigkeit aufweist. Die Leitungen 18 sind in bekannter Weise beispielsweise als Metallrohre mit ausreichender Festigkeit ausgeführt und sind beispielsweise mittels Schraubverbindungen am Hochdruckspeicher 16 angeschlossen. Die Leitungen 18 weisen an ihren am Hochdruckspeicher 16 angeschlossenen Enden einen Innendurchmesser d1 auf, der beispielsweise zwischen etwa 2,3 und 3,0 mm, vorzugsweise etwa 2,5 mm betragen kann.
Der Strömungsweg des Kraftstoffs aus dem Hochdruckspeicher 16 in jeweils eine der Leitungen 18 zu einem der Injektoren 20 verläuft durch eine Bohrung 26 in der Wandung des Hochdruckspeichers 16. Die Bohrung 26 weist zum Inneren des Hochdruckspeichers 16 hin einen Abschnitt 26a und zur Außenseite des Hochdruckspeichers 16 hin einen Abschnitt 26b auf, wobei der Durchmesser des äußeren Abschnitts 26b größer ist als der Durchmesser des inneren Abschnitts 26a. Der äußere Abschnitt 26b der Bohrung 26 kann sich an seinem Endbereich 26c zur Außenseite des Hochdruckspeichers 16 hin erweitern, beispielsweise zumindest annähernd kegelstumpfförmig. In den äußeren Abschnitt 26b der Bohrung 26 ist ein Bauteil 30 eingesetzt, das eine Durchgangsöffnung 32 aufweist, die einen verengten Durchströmquerschnitt bildet, der wesentlich kleiner ist als der Querschnitt des inneren Abschnitts 26a der Bohrung 26. Das Bauteil 30 ist zumindest im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und der äußere Abschnitt 26b der Bohrung 26 bildet eine hohlzylinderförmige Aufnahme für das Bauteil 30.
Das Bauteil 30 besteht aus Kunststoff, insbesondere hochgefülltem Hochtemperaturkunststoff, und ist vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt. Das Bauteil 30 kann aus duroplastischem Kunststoff bestehen, beispielsweise einer Phenol-Formmasse, der Glasfasern und/oder Mineralstoffe und/oder Kohlenstofffasern beigemischt sind. Das Bauteil 30 kann auch aus einer Phenol-Novolak- oder einer Phenol-Resol-Formmasse bestehen. Das Bauteil 30 kann auch aus thermoplastischem Kunststoff bestehen, beispielsweise PPS, Polyphenylensulfid, teilaromatischem Polyamid oder PEEK, Polyaryletherketone, dem Glasfasern und/oder Mineralstoffe und/oder Kohlenstofffasern beigemischt sind. Der Kunststoff, aus dem das Bauteil 30 hergestellt ist, ist derart gewählt, dass dieser eine ausreichende Beständigkeit gegenüber dem in der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verwendeten Kraftstoff aufweist, der insbesondere Dieselkraftstoff und/oder RME, Raps-Methyl-Esther, ist. Der Kunststoff darf außerdem unter dem Einfluss des Kraftstoffs und bei hohen Temperaturen nur sehr wenig quellen und muss eine hohe Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit aufweisen. Der Kunststoff muss außerdem dauerhaft hohe Gebrauchstemperaturen von wenigstens 150°C ohne Beschädigung überstehen, eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit in einem Temperaturbereich zwischen etwa –40°C und +150°C aufweisen und darf sich nur in sehr geringem Maße während der Betriebsdauer setzen.
Das Bauteil 30 ist vorzugsweise in die Aufnahme 26b am Hochdruckspeicher 16 eingepresst, so dass dieses auch vor der Befestigung der Leitung 18 am Hochdruckspeicher 16 gesichert ist und sich nicht von diesem lösen kann. Das Bauteil 30 kommt dabei in axialer Richtung an einer durch den Durchmesserunterschied zwischen den Bohrungsabschnitten 26a und 26b gebildeten Ringschulter 28 zur Anlage. Die Befestigung der Leitung 18 am Hochdruckspeicher 16 erfolgt üblicherweise erst beim Einbau der Brennkraftmaschine in ein Fahrzeug, wobei das Bauteil 30 am Hochdruckspeicher 16 in der Aufnahme 26b vormontiert werden kann und nach der Befestigung der Leitung 18 entgültig in der Aufnahme 26b fixiert wird. Die Leitung 18 ist an ihrem Ende 19 kegelstumpfförmig ausgebildet und das Leitungsende 19 kommt im Endbereich 26c der Bohrung 26 im Hochdruckspeicher 16 zur Anlage. Die Leitung 18 wird dann in axialer Richtung, beispielsweise mittels einer Überwurfmutter, die auf einen entsprechenden Gewindestutzen des Hochdruckspeichers 16 aufgeschraubt wird, verspannt, wodurch die erforderliche Abdichtung gegen den im Hochdruckspeicher 16 herrschenden Hochdruck erreicht wird. Die Stirnseite des Leitungsendes 19 kommt außerdem am Bauteil 30 zur Anlage, so dass das Bauteil 30 in den Bohrungsabschnitt 26b und gegen die Ringschulter 28 gepresst wird. Hierdurch wird die erforderliche Abdichtung zwischen dem Bauteil 30 und der Aufnahme 26b sichergestellt, so dass keine Leckage von Kraftstoff zwischen dem Bauteil 30 und der Aufnahme 26b auftritt.
Die Durchgangsöffnung 32 im Bauteil 30 kann bei der Herstellung des Bauteils 30 im Spritzgießwerkzeug bereits eingebracht werden oder nach dem Spritzgießen als Bohrung in das Bauteil 30 eingebracht werden. Der Durchmesser d2 der Durchgangsöffnung 32 ist exakt auf die Anforderung für das erforderliche Dämpfungsverhalten und die notwendigen Kraftstoffeinspritzmengen abgestimmt. Der dem Inneren des Hochdruckspeichers 16 zugewandte Endbereich der Durchgangsöffnung 32 kann gerundet ausgebildet sein, wodurch die Einströmung von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 16 in die Durchgangsöffnung 32 verbessert wird, so dass nur möglichst geringe Strömungsverluste auftreten. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass sich die Durchgangsöffnung 32 zur Leitung 18 hin in ihrem Durchmesser erweitert, beispielsweise etwa konisch. Hierdurch werden die Strömungsverluste beim Austritt des Kraftstoffs aus der Durchgangsöffnung 32 in die Leitung 18 gering gehalten.
Der die Aufnahme für das Bauteil 30 bildende Abschnitt 26b der Bohrung 26 im Hochdruckspeicher 16 kann mit relativ weiten Toleranzen gefertigt werden, die durch das Bauteil 30 ausgeglichen werden können, da dieses aus gegenüber dem Metall des Hochdruckspeichers 16 nachgiebigerem Kunststoff besteht. Das Bauteil 30 kann aus der Aufnahme 26b auch wieder entfernt werden, falls beispielsweise eine Nachbearbeitung am Hochdruckspeicher 16 erforderlich ist. Das Bauteil 30 kann an seinem Außenmantel oder an seiner nach außen weisenden Stirnseite eine Kennzeichnung aufweisen, die Informationen über den Durchmesser d2 der Durchgangsöffnung 32 und/oder den Außendurchmesser des Bauteils 30 und/oder die Länge 1 des Bauteils 30 enthält. Das Bauteil 30 kann auch im Bereich des Anschlusses der von der Hochdruckpumpe 14 herführenden hydraulischen Leitung 15 angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl im Bereich des Zulaufs von der Hochdruckpumpe 14 her zur Leitung 15 als auch im Bereich des Ablaufs zu der Leitung 18 jeweils ein Bauteil 30 angeordnet ist.

Claims

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe (14), durch die Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher (16) gefördert wird, in dem Kraftstoff unter Hochdruck gespeichert ist, mit wenigstens einer hydraulischen Leitung (18) vom Hochdruckspeicher (16) zu wenigstens einem Injektor (20), durch den Kraftstoff an der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, und mit einem zwischen der Hochdruckpumpe (14) und dem Hochdruckspeicher (16) und/oder zwischen dem Hochdruckspeicher (16) und der wenigstens einen Leitung (18) angeordneten Bauteil (30), in dem ein im Strömungsweg zwischen der Hochdruckpumpe (14) und dem Hochdruckspeicher (16) und/oder zwischen der Hochdruckpumpe (14) und der wenigstens einen Leitung (18) angeordneter verengter Durchströmquerschnitt gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) aus Kunststoff besteht und in eine Aufnahme (26b) am Hochdruckspeicher (16) eingesetzt ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) in die Aufnahme (26b) eingepresst ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) zumindest im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine den verengten Durchströmquerschnitt bildende Durchgangsöffnung (32) aufweist und dass die Aufnahme (26b) am Hochdruckspeicher (16) entsprechend zumindest im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als Bohrung (26b) im Hochdruckspeicher (16) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) nach der Verbindung der wenigstens einen Leitung (18) mit dem Hochdruckspeicher (16) durch die Leitung (18) in der Aufnahme (26b) fixiert wird.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) aus Kunststoff mit einer Beimischung aus Glasfasern und/oder Kohlefasern und/oder Mineralstoff besteht.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) aus duroplastischem Kunststoff, insbesondere einer Phenol-Formmasse besteht.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere teilaromatischem Polyamid, PPS oder PEEK besteht.