Beschreibung

KRAFTSTOFFEINSPRITZSYSTEM MIT KRAFTSTOFFHOCHDRüCKSPEICHER UND SPALTFILTER ALS DRUCKSCHWINGUNSDäMPFER

5 Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend einen Kraftstoffhochdruckspeicher mit wenigstens einem Kraftstoffzulauf und wenigstens einem Kraftstoffablauf, wobei der Kraftstoffzulauf mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe und der Kraftstoffablauf mit einem Kraftstoffeinspritzventil in 0 Wirkverbindung steht.

Solche Kraftstoffeinspritzsysteme werden auch als Common- Rail-Systeme bezeichnet und heutzutage weit verbreitet in Kraftfahrzeugen mit Dieselmotoren eingesetzt. Die Kraftstoff- 5 hochdruckpumpe komprimiert dabei in Dieselkraftstoff auf Drü ^¬ cke von derzeit bis zu 1800 Bar. Aufgrund der hohen Drücke werden besonders hohe mechanische Anforderungen an die Hoch ^¬ druckpumpe gestellt. Aufgrund der mechanischen Beanspruchung der Kraftstoffhochdruckpumpe kommt es insbesondere im Bereich 0 des Kolbens zu mechanischem Abrieb (Schmutzpartikel) welcher über die Kraftstoffleitung, den Kraftstoffhochdruckspeicher zum Kraftstoffeinspritzventil gelangen kann. Obwohl die Schmutzpartikel in der Regel sehr klein sind, können auch schon feinste Schmutzpartikel (kleiner als 2μ) zu Funktions- 5 Störungen am Injektor führen. Die Schmutzpartikel lagern sich dabei zwischen Düsennadel und Ventilsitz ab und verhindern das vollständige Schließen des Injektors. Hierdurch gelangt ständig Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Eine saubere Einspritzung ist dadurch nicht möglich und die 0 Schadstoffemissionen nehmen erheblich zu. Um dies zu verhindern werden häufig Spaltfilter am Eingang des Injektors angeordnet. Die Spaltfilter sind in der Lage auch kleinste Schmutzpartikel aus dem KraftstoffSystem herauszufiltern und so zu verhindern, dass sich die Schmutzpartikel im Bereich 5 des Nadelsitzes ablagern können.

Ein weiteres Problem welches häufig bei modernen Kraftstoff ^¬ einspritzsystemen mit Kraftstoffhochdruckspeichern auftritt, ist das, dass aufgrund der Einfach- bzw. Mehrfacheinspritzung

am Injektor Druckschwingungen ausgelöst werden, die sich stromaufwärts weiterpflanzen und sich auf die Einspritzmengengenauigkeit auswirken. Diese Druckschwingungen werden zum einen per Software und mittels einer TI-Ansteuerkorrektur- funktion, welche im Steuergerät abgelegt ist, kompensiert, zum anderen über eine Drosselblende, die vorzugsweise am Rai- lausgang angeordnet ist und so für eine Dämpfung der Druckschwingungen sorgt. Da die beschriebenen Maßnahmen zum Teil einen erheblichen Montageaufwand zum anderen einen techni- sehen Aufwand hinsichtlich der Softwareoptimierung erfordern, wird nach einer Möglichkeit gesucht, die vorgenannten Proble ^¬ me auf einer einfacheren Art zu bewältigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit auf einfache Weise Schmutzpartikel vom Injektor fernzuhalten und Druckschwingungen die aufgrund der Einspritzung verursacht werden zu dämpfen.

Die Aufgabe wird gelöst durch den unabhängigen Patentanspruch 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend ei ^¬ nen Kraftstoffhochdruckspeicher mit wenigstens einem Kraftstoffzulauf und wenigstens einem Kraftstoffablauf, wobei der Kraftstoffzulauf mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe und der Kraftstoffablauf mit einem Kraftstoffeinspritzventil in Wirk ^¬ verbindung steht, zeichnet sich dadurch aus, das im Kraft ^¬ stoffablauf und/oder im Kraftstoffzulauf des Kraftstoffhoch ^¬ druckspeichers ein Spaltfilter angeordnet ist, der geomet ^¬ risch derart ausgebildet ist, dass er eine vorgegebene Dros- selwirkung erzielt. Aufgrund der Ausbildung und Anordnung des Spaltfilters können somit mit einem einzigen Bauteil sowohl der Injektor gegen Verschmutzung geschützt werden, als auch durch den gleichzeitigen Drosseleffekt des Spaltfilters die Druckschwingungen im Kraftstoffeinspritzsystem reduziert und

damit die Einspritzmengengenauigkeit erhöht werden. Aufgrund der Tatsache, dass zur Lösung der dargestellten Problematik nur noch ein Bauteil notwendig ist, können die Kosten des Kraftstoffeinspritzsystems erheblich reduziert werden. Der Spaltfilter ist darüber hinaus sehr robust und dadurch wenig störungsanfallig.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzsys- tems sieht vor, dass der Spaltfilter in einem Hochdruckadap- ter integriert ist und gemeinsam mit dem Hochdruckadapter im Kraftstoffablauf und/oder im Kraftstoffzulauf des Kraftstoff ^¬ hochdruckspeichers angeordnet ist. Besonders vorteilhaft kann dabei der Hochdruckadapter als Normteil ausgebildet sein. Durch die Anordnung des Spaltfilters im Hochdruckadapter wird die Befestigung im Kraftstoffhochdruckspeicher vereinfacht. Die Befestigung des Spaltfilters im Hochdruckadapter vor der Montage erleichtert zudem die Montage des Kraftstoffein- spritzsystems .

Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung wer ^¬ den im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt schematisch:

Figur 1: einen Kraftstoffhochdruckspeicher mit Spaltfiltern im Kraftstoffablauf sowie im Kraftstoffzulauf; und

Figur 2: eine Detailansicht eines Kraftstoffhochdruckspei ^¬ chers bei dem der Spaltfilter in einem Hochdruckadapter integriert ist und gemeinsam mit dem Hochdruckadapter im Kraftstoffablauf angeordnet ist.

Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 zeigt in vereinfachter Form einen Kraftstoffhoch- druckspeicher 1. Der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 ist als länglicher Hohlkörper ausgebildet. Der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 weist einen Kraftstoffzulauf 2 auf. Der Kraft ^¬ stoffzulauf steht über einer nicht weiter dargestellten Zulaufleitung mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (ebenfalls

nicht dargestellt) in Wirkverbindung. Die Kraftstoffhochdruckpumpe komprimiert den Kraftstoff und speist ihn in den Kraftstoffhochdruckspeicher 1 ein. Der Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher 1 wird über ein Druckregelventil 6 gere- gelt. Der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 weist ferner mehrere (im Ausführungsbeispiel insgesamt 4) Kraftstoffablaufe 3.1; 3.2; 3.3 und 3.4 auf. Jeder Kraftstoffablauf ist über eine ebenfalls nicht dargestellte Kraftstoffleitung mit jeweils einem Kraftstoffeinspritzventil verbunden. Im Kraftstoffzu- lauf 2 ist ein erster Spaltfilter 4 angeordnet. Der Spaltfil ^¬ ter 4 verhindert dass Verschmutzungen insbesondere mechanischer Abrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe in den Kraftstoff ^¬ hochdruckspeicher 1 und von dort aus weiter zu den Kraftstoffinjektoren gelangen können und dort Funktionsstörungen des Kraftstoffeinspritzventils bewirken können. Zudem ist der Spaltfilter 4 geometrisch derart ausgebildet, dass er eine vorgegebene Drosselwirkung erzielt. Diese Drosselwirkung kann Druckschwankungen, die auf Grund der Kraftstoffhochdruckpumpe erzeugt und ins System eingeleitet werden, dämpfen.

In den Kraftstoffablaufen 3.1; 3.2; 3.3 und 3.4 sind ebenfalls Spaltfilter 4 eingesetzt. Die Spaltfilter 4 sorgen wiederum dafür, dass Verschmutzungen aus dem Rail nicht weiter über die Ablaufleitungen zu den Kraftstoffventilen gelangen können. Die Verschmutzungen können daher rühren, dass sie entweder den ersten Spaltfilter 4 passiert haben oder dass es sich um Verschmutzungen handelt die bei der Herstellung des Kraftstoffhochdruckspeichers 1 angefallen sind und bei der anschließenden Reinigung vor der Montage nicht vollständig entfernt wurden. Der Spaltfilter 4 in den Kraftstoffablaufen 3.1; 3.2; 3.3 und 3.4 ist geometrisch derart ausgebildet, dass er wiederum eine vorgegebene Drosselwirkung erfüllt. Die Drosselwirkung ist derart ausgelegt, dass Druckschwankungen die durch den Einspritzvorgang, das heißt durch das öffnen und Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum, erzeugt werden, sich nicht in das gesamte Kraftstoffeinspritzsystem fortpflanzen können, sondern am Ausgang bzw. am Kraftstoffablauf 3.1; 3.2; 3.3 und 3.4 vom Spaltfilter 4 wirkungsvoll ge ^¬ dämpft werden und sich so nicht in die parallelen Verzweigun-

gen zu den übrigen Kraftstoffeinspritzventilen fortpflanzen können. Hierdurch erhöht sich die Einspritzgenauigkeit des gesamten KraftstoffSystems erheblich. Durch den Spaltfilter im Kraftstoffzulauf 2 kann unter Umständen auf zusätzliche Drosseln an der Kraftstoffhochdruckpumpe verzichtet werden. Diese Drosseln werden häufig am Ausgang der Kraftstoffhochdruckpumpe eingesetzt, um die bauartbedingten Pulsations- schwankungen der Kraftstoffhochdruckpumpe zu verringern.

Figur 2 zeigt eine Detailansicht eines Kraftstoffhochdruck ^¬ speichers 1, bei dem in den Kraftstoffablauf 3.1 ein Hoch ^¬ druckadapter 5 eingesetzt ist. Ein solcher Hochdruckadapter 5 ist als Normteil erhältlich und dient dazu die Ablaufleitung zum Kraftstoffeinspritzsystem sicher mit dem Kraftstoffhoch- druckspeicher 1 zu verbinden. In dem Hochdruckadapter 5 ist ein Spaltfilter 4 eingesetzt. Das Einsetzen des Spaltfilters 4 erfolgt vor der Montage des Hochdruckadapters 5 an den Hochdruckspeicher 1. Hierdurch vereinfacht sich die Montage des Kraftstoffeinspritzsystems erheblich.

Die Befestigung des Spaltfilters 4 im Hochdruckadapter 5 bzw. direkt im Kraftstoffablauf 3.1; 3.3; 3.3 und 3.4 oder im Kraftstoffzulauf 2 erfolgt vorzugsweise durch einpressen. Hierdurch wird der Spaltfilter auf besonders einfache Weise sicher befestigt.

Durch die Anordnung des Spaltfilters 4 im Kraftstoffablauf 3.1; 3.2; 3.3 und 3.4 und/oder im Kraftstoffzulauf 2 werden auf besonders einfache und kostengünstige Weise zwei beste- hende Probleme beim Betreiben des Kraftstoffeinspritzsystems vermieden oder zumindest verringert. Zum einen verhindert der Spaltfilter 4 das Eindringen von Schmutzpartikeln in das Kraftstoffeinspritzventil und dadurch Funktionsstörungen beim Schließen der Einspritznadel und zum anderen wird durch die entsprechende geometrische Ausgestaltung des Spaltfilters 4 eine Drosselwirkung erzielt, welche Druckschwankungen dämpfen kann. Solche Druckschwankungen können entweder durch den Einspritzvorgang oder durch die Kraftstoffhochdruckpumpe entste ^¬ hen. Die vorgeschlagene Lösung sorgt somit für eine sehr ge-

naue Einspritzmengensteuerung und für einen sicheren und langlebigen Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems .