DE102005062547A1

DE102005062547A1 - Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, insbesondere Pumpe-Düse-System, für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005062547A1
Application number: DE102005062547A
Authority: DE
Inventors: Olivier Charvet
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-05

Abstract

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10), insbesondere ein Pumpe-Düse-System für eine Brennkraftmaschine, umfasst ein Gehäuse (12). In diesem sind Kraftstoffkanäle (32, 38, 42) sowie mindestens eine erste Filtereinrichtung (44) zum Filtern des Kraftstoffs vorhanden. Es wird vorgeschlagen, dass mindestens einem Kraftstoffkanal (32, 38) eine für diesen mindestens einen Kraftstoffkanal (32, 38) spezifische zweite Filtereinrichtung (36) zugeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, insbesondere ein Pumpe-Düse-System für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art ist vom Markt her bekannt. Mit ihr wird der Kraftstoff direkt in einen ihr zugeordneten Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Kraftstoff, welcher der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zugeführt wird, wird mittels einer Filtereinrichtung von Partikeln gereinigt, welche den Systemen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vorgeschaltet ist. Hierdurch wird verhindert, dass Partikel aus dem Kraftstofftank über den zugeführten Kraftstoff in die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gelangen und deren Funktion durch Verstopfen von Drosseln und Düsenlöchern oder durch Beschädigung von Sitzflächen beeinträchtigen.

Die Filtereinrichtung wird dabei entweder als Hülse mit Filterbohrungen und als in die Kraftstoff-Einspritzvonichtung integriertes Bauteil oder als separates Filterelement, welches in einer zur Kraftstoff-Einspritzvorrichtung führenden Versorgungsleitung angeordnet ist, ausgeführt. Um Probleme bei der Befüllung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit Kraftstoff zu vermeiden, aber auch aus mechanischen und herstellungstechnischen Gründen ist die Weite von Filteröffnungen der Filtereinrichtung auf einen bestimmten Minimalwert begrenzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass sie einen optimalen Wirkungsgrad und eine hohe Betriebszulässigkeit aufweist.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung sind in Unteransprüchen angegeben. Weitere Merkmale, die zu der vorliegenden Erfindung gehören, sind ferner der nachfolgenden Beschreibung sowie der beiliegenden Zeichnung zu entnehmen. Diese Merkmale können darüber hinaus in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein.

Vorteile der Erfindung

Bei einer erfindungsgemäß ausgeführten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung können besonders partikelempfindliche Bereiche innerhalb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gezielt vor schädlichen Partikeln geschützt werden. Hierdurch wird die Betriebszuverlässigkeit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbessert. Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nicht verschlechtert oder sogar verbessert, da durch die zweite Filtereinrichtung mit entsprechender hoher Filterwirkung nur der ihr zugeordnete mindestens eine Kraftstoffkanal beeinflusst wird, nicht jedoch die gesamte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung sieht vor, dass die zweite Filtereinrichtung Filteröffnungen aufweist, deren Weite so gewählt ist, dass eine bestimmte Filterwirkung erzielt wird, und deren Anzahl so gewählt ist, dass eine bestimmte Drosselwirkung erzielt wird. Eine solchermaßen ausgebildete zweite Filtereinrichtung gestattet es also, den Durchfluss zu dem ihr zugeordneten mindestens einen Kraftstoffkanal gezielt zu beeinflussen. Damit können ggf. sogar nachgeschaltete Drosseln in dem mindestens einen Kraftstoffkanal durch die Drosselwirkung der Filtereinrichtung ersetzt werden. Dies spart Kosten bei der Herstellung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Filtereinrichtung ein Filterelement mit einer Mehrzahl von Filterabschnitten aufweist, die jeweils mindestens einem Kraftstoffkanal zugeordnet sind. Auf diese Weise erhält die erfindungsgemäße Filtereinrichtung eine Doppelfilterfunktion, d.h., dass eine einzige Filtereinrichtung mit für die jeweiligen Kraftstoffkanäle spezifischen Filterabschnitten ausgestattet ist. Damit wird die erfindungsgemäß vorgesehene, kraftstoffkanalspezifische Filterwirkung mit besonders wenig Einzelteilen erzielt, was die Herstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vereinfacht. Dies wirkt sich dann besonders günstig aus, wenn die zweite Filtereinrichtung im Bereich einer Kanalverzweigung im Gehäuse angeordnet ist.

In konkreter Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der erste Filterabschnitt durch eine erste Gruppe von Filteröffnungen und ein zweiter Filterabschnitt durch eine zweite Gruppe von Filteröffnungen in einer Wand der als Filterhülse ausgebildeten zweiten Filtereinrichtung gebildet sind, wobei die beiden Gruppen axial voneinander beabstandet sind und sich in ihrer Filterwirkung und/oder Drosselwirkung unterscheiden. Eine solche als Filterhülse ausgebildete zweite Filtereinrichtung ist bei der Montage gut handhabbar und gestattet auf einfache Art und Weise die Realisierung der für die jeweiligen Kraftstoffkanäle spezifischen Filter- und/oder Drosselwirkung.

Wie gerade erwähnt wurde, kann die zweite Filtereinrichtung eine Filterhülse umfassen. Ferner kann die zweite Filtereinrichtung aber auch in Form einer Filterbuchse, einer Filterscheibe oder einer Filterplatte realisiert werden. Alle diese Ausgestaltungen zeichnen sich durch eine einfache Herstellbarkeit und Handhabung aus.

Vorteilhafterweise ist die zweite Filtereinrichtung in einem Niederdruckbereich der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung angeordnet. Damit werden Partikel schon frühzeitig von den partikelsensiblen Bereichen ferngehalten.

Ein gut zugänglicher und daher für die Montage besonders geeigneter Ort für die Anordnung der zweiten Filtereinrichtung ist eine Spülbohrung für ein Steuerventil. Ein solches kann bspw. in Form eines Magnetventils für die Steuerung der Einspritzzeitpunkte und Einspritzdauern der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vorgesehen sein.

Zeichnungen

Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische und teilweise geschnittene Darstellung einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, und

2 eine teilweise geschnittene und vergrößerte Darstellung eines Bereichs der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von 1 mit einem Filterelement.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 12, in dem ein Ventilelement 14 axial beweglich aufgenommen ist. Dieses arbeitet an seinem in 1 unteren Ende mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) zusammen. Gegen diesen wird es von einer Feder 16 beaufschlagt, die zwischen dem Ventilelement 14 und dem Gehäuse 12 verspannt ist.
Das Ventilelement 14 weist eine konische Druckfläche 18 auf, deren hydraulische kraftresultierende in Öffnungsrichtung des Ventilelements 14 zeigt. Die Druckfläche 18 begrenzt einen Druckraum 20, der über einen Hochdruckkanal 22 mit einem Förderraum 24 einer zur Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 gehörenden und in diese integrierten Hochdruckpumpe 26 fluidisch verbunden ist. Letztere umfasst auch einen Pumpenkolben 28, der mechanisch von der Brennkraftmaschine in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird (Pfeile 30).
Der Förderraum 24 der Hochdruckpumpe 26 ist über einen Kraftstoffkanal 32 mit einem Steuerventil 34 verbunden, welches als Magnetventil ausgebildet ist. Der Kraftstoffkanal 32 führt vom Steuerventil 34 weiter zu einem Filterelement 36, auf das weiter unten noch im Detail eingegangen werden wird. Von dem Filterelement 36 führt ein weiterer Kraftstoffkanal 38 zu einem Raum 40, in dem die Feder 16 aufgenommen ist. Von dem Filterelement 36 führt ferner ein Kraftstoffkanal 42 zu einem als Eingangsfilter 44 ausgebildeten Filtereinrichtung, der wiederum über eine elektrische Förderpumpe 46 mit einem Kraftstoffbehälter 48 verbunden ist.
Im Betrieb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 wird bei einer Bewegung des Pumpenkolbens 28 in 1 nach oben bei geöffnetem Steuerventil 34 Kraftstoff vom Kraftstoffbehälter 48 in den Förderraum 24 angesaugt. Bei einer Bewegung des Pumpenkolbens 28 in 1 nach unten und bei geschlossenem Steuerventil 34 wird der im Förderraum 24 eingeschlossene Kraftstoff komprimiert. Hierdurch steigt über den Hochdruckkanal 22 auch der Druck im Druckraum 20 und die an der Druckfläche 18 angreifende hydraulische Kraft. Sobald diese die Schließkraft der Feder 16 übersteigt, hebt das Ventilelement 14 vom gehäuseseitigen Ventilsitz ab, so dass Kraftstoff durch Kraftstoff-Austrittsöffnungen 50 mit hohem Druck in einen Brennraum 52 der Brennkraftmaschine (nicht weiter dargestellt) eingespritzt wird. In Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen kann der Eingangsfilter 44 als erste Filtereinrichtung und das Filterelement 36 als zweite Filtereinrichtung bezeichnet werden.
Das Filterelement 36 ist im Detail in 2 dargestellt: Es ist als Filterhülse ausgebildet und in einer Spülbohrung 54 für das Steuerventil 34 in einem Niederdruckbereich 56 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 angeordnet. Als Niederdruckbereich 56 wird jenes Fluidsystem bezeichnet, welches fluidisch auf der vom Förderraum 24 abgewandten Seite des Steuerventils 34 angeordnet ist.
Die Filterhülse 36 weist einen in 2 am rechten Ende angeordneten Umfangswandabschnitt 58 auf, der einen größeren Durchmesser aufweist als ein sich an diesen unter Zwischenschaltung eines kurzen konischen Zwischenabschnitts (ohne Bezugszeichen) anschließender Umfangswandabschnitt 60. Dieser grenzt, unter Zwischenschaltung eines weiteren kurzen konischen Zwischenabschnitts (ohne Bezugszeichen) an einen weiteren Umfangsabschnitt 62, welcher wiederum einen gegenüber dem Umfangswandabschnitt 60 reduzierten Durchmesser aufweist. Ein weiterer konischer Übergangsabschnitt (wieder ohne Bezugszeichen) führt zu einem Umfangswandabschnitt 64, der also von allen Umfangswandabschnitten 58 bis 64 den kleinsten Durchmesser aufweist. An dem in 2 linken Ende, also im Bereich des Umfangswandabschnitts 64, ist die Filterhülse 36 durch eine einstückig mit dem Umfangswandabschnitt 64 verbundene Endkappe 66 verschlossen.
Die Filterhülse 36 ist im Gehäuse 12 genau an jener Stelle angeordnet, an der sich der vom Eingangsfilter 44 herkommende Kraftstoffkanal 42 in den Kraftstoffkanal 32 zum Steuerventil 34 und den Kraftstoffkanal 38 zum Federraum 40 hin verzweigt. Die Spülbohrung 54 im Gehäuse 12, in der die Filterhülse 36 aufgenommen ist, ist als Stufenbohrung ausgeführt, derart, dass zum Einen der Umfangswandabschnitt 58 und zum Anderen der Umfangswandabschnitt 62 im Presssitz im Gehäuse 12 aufgenommen sind. Zwischen den Umfangswandabschnitten 60 und 64 und dem Gehäuse 12 sind dagegen Ringräume 68 und 70 vorhanden.
Im Umfangswandabschnitt 60 ist eine erste Gruppe 72 von Filteröffnungen 74 vorhanden und im Umfangswandabschnitt 64 eine zweite Gruppe 76 von Filteröffnungen 78. Man erkennt aus 2, dass die beiden Gruppen 72 und 76, in Längsrichtung der Filterhülse 36 gesehen, axial voneinander beabstandet sind. Die Filteröffnungen 74 der ersten Gruppe 72 haben eine andere Öffnungsweite als die Filteröffnungen 78 der zweiten Gruppe 76. Insoweit unterscheidet sich die Filterwirkung der ersten Gruppe 72 von jener der zweiten Gruppe 76. Darüber hinaus ist auch die Summe der Querschnitte der Filteröffnungen 74 und der Filteröffnungen 78 unterschiedlich, so dass sich außerdem noch eine spezifische Drosselwirkung über die erste Gruppe von Filteröffnungen 74 bzw. die zweite Gruppe 76 von Filteröffnungen 78 ergibt. Der Gesamtquerschnitt wird durch die Anzahl der Filteröffnungen 74 bis 78 pro Gruppe 72 und 76 eingestellt.
Aufgrund der Aufnahme der beiden Umfangswandabschnitte 58 und 62 im Presssitz im Gehäuse 12 ergibt sich an dieser Stelle eine fluiddichte Verbindung zwischen der Filterhülse 36 und dem Gehäuse 12. Damit sind die Filteröffnungen 74 der ersten Gruppe 72 dem Kraftstoffkanal 38 zugeordnet, wohingegen die Filteröffnungen 78 der zweiten Gruppe 76 dem Kraftstoffkanal 32 zugeordnet sind. Mit einem geeigneten Werkzeug kann die Filterhülse 36 aus dem Gehäuse 12 entfernt und bei Bedarf ausgetauscht oder gereinigt werden.

Claims

Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10), insbesondere Pumpe-Düse-System, für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (12), in dem Gehäuse (12) vorhandenen Kraftstoffkanälen (32, 38, 42) und mindestens einer ersten Filtereinrichtung (44) zum Filtern des Kraftstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Kraftstoffkanal (32, 38) eine für diesen mindestens einen Kraftstoffkanal (32, 38) spezifische zweite Filtereinrichtung (36) zugeordnet ist.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtereinrichtung (36) Filteröffnungen (74, 78) aufweist, deren Weite so gewählt ist, dass eine bestimmte Filterwirkung erzielt wird, und deren Anzahl so gewählt ist, dass eine bestimmte Drosselwirkung erzielt wird.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtereinrichtung ein Filterelement (36) mit einer Mehrzahl von Filterabschnitten (72, 76) aufweist, die jeweils mindestens einem Kraftstoffkanal (32, 38) zugeordnet sind.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (36) im Bereich einer Verzweigung mehrerer Kraftstoffkanäle (32, 38, 44) im Gehäuse (12) angeordnet ist.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filterabschnitt durch eine erste Gruppe (72) von Filteröffnungen (74) und der zweite Filterabschnitt (76) durch eine zweite Gruppe von Filteröffnungen (78) in einer Wand (60, 64) der als Filterhülse (36) ausgebildeten zweiten Filtereinrichtung gebildet sind, wobei die beiden Gruppen (72, 76) axial voneinander beabstandet sind und sich in ihrer Filterwirkung und/oder Drosselwirkung unterscheiden.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtereinrichtung eine Filterhülse (36), eine Filterbuchse, eine Filterscheibe oder eine Filterplatte umfasst.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtereinrichtung (36) in einem Niederdruckbereich (56) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) angeordnet ist.
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtereinrichtung (36) in einer Spülbohrung (54) für ein Steuerventil (34) angeordnet ist.