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Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING A FUEL INJECTION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/148020
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine having a fuel injection system, consisting of a low-pressure fuel pump, which conveys fuel from a tank into a low-pressure distribution rail and further to a high-pressure fuel pump, which conveys the fuel into a high-pressure distribution rail, wherein a tubular, hollow damping element is arranged in the low-pressure distribution rail, which is sealed gas-tight on both ends and filled with gas, the damping element having an internal gas pressure of between 2 bar and 15 bar. The embodiment according to the invention of the fuel injection system for the internal combustion engine effectively reduces pulsations from the high-pressure fuel pump acting on the low-pressure fuel rail.

Inventors:
DETTERBECK STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/084253
Publication Date:
July 23, 2020
Filing Date:
December 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F02M55/02; F02M37/00; F02M63/02; F02M69/46
Foreign References:
JP2008180169A2008-08-07
US20080087253A12008-04-17
US20050263134A12005-12-01
US7520268B12009-04-21
DE19527545A11996-03-28
EP2278150A12011-01-26
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Claims:
Ansprüche

1. Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem (1), bestehend aus einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff aus einem Tank in eine Niederdruck- Verteilerleiste (2) fördert und weiter zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (3), die den Kraftstoff in eine Hochdruck-Verteilerleiste (4) fördert,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Niederdruck-Verteilerleiste (2) ein rohrförmiges, hohles Dämpfungselement (5) angeordnet ist, welches an beiden Enden gasdicht verschlossen und mit einem Gas gefüllt ist, wobei das Dämpfungselement (5) einen Gasinnendruck zwischen 2 bar und 15 bar aufweist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) einen runden oder ovalen oder dreieckigen oder viereckigen oder Freiform-Querschnitt aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) aus einem Metall oder einem Kunststoff ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Dämpfungselements (5) durch

Schweißen und/oder Umbördeln oder Verlöten verschlossen sind.

Description:
Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Stand der T echnik wird auf die europäische Patentanmeldung EP 2 278 150 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, hingewiesen. Aus dieser europäischen

Patentanmeldung ist eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem

Fluidsystem, insbesondere in einem Kraftstoff System einer Brennkraftmaschine bekannt. Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem dient. Sie umfasst ein Gehäuse und mindestens einen Arbeitsraum, welcher mit dem Fluidsystem kommuniziert. Innerhalb des Arbeitsraums ist mindestens ein durch eine Membran dicht abgeschlossenes Gasvolumen vorhanden. Die Membran ist aus Metall.

Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist die sehr aufwändige Fertigung, die hohe Kosten verursacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen aufzuzeigen, die in der Fertigung deutlich kostengünstiger ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzsystems für eine

Brennkraftmaschine werden von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf die Niederdruck- Kraftstoff leiste rückwirkende Pulsationen wirksam reduziert, bei deutlich reduzierten die Herstellkosten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So weist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 2 bevorzugt einen runden oder ovalen Querschnitt auf. Somit lässt sich das Dämpfungselement in einfacher Weise durch die Bearbeitung eines Rohres hersteilen. Auch ein dreieckiger, viereckiger oder Freiformquerschnitt ist möglich.

Weiter ist das Dämpfungselement gemäß Patentanspruch 3 bevorzugt aus einem Metall oder einem Kunststoff. Bei dem Metall kann es sich bspw. um einen Edelstahl oder um einen kraftstoffresistenten Kunststoff, wie bspw. Silikon, handeln.

Die Herstellverfahren gemäß Patentanspruch 4 sind besonders kostengünstig und einfach.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf eine abgeschnittene Niederdruck-Verteilerleiste mit einem eingeschobenen Dämpfungselement.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 besteht aus einer ebenfalls nicht dargestellten Niederdruck- Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff aus einem nicht dargestellten Tank mit einem Kraftstoff druck zwischen 0,5 bar und 6 bar in eine Niederdruck- Verteilerleiste 2 fördert und weiter zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 3, die den Kraftstoff in eine Hochdruck-Verteilerleiste 4 fördert. Der Zufluss des Kraftstoffes in eine

Kraftstoffleitung 7 ist durch einen Pfeil symbolisch dargestellt. Die Hochdruck- Kraftstoffpumpe 3 verdichtet den Kraftstoff weiter auf einen Kraftstoff druck von bis zu ca. 250 bar, wobei der Kraftstoff anschließend weiter durch die Kraftstoffleitung 7 in die Hochdruck- Verteilerleiste 4 gefördert wird.

Ausgehend von der Hochdruck-Verteilerleiste 4 wird der Kraftstoff in nicht dargestellte Hochdruck-Kraftstoffinjektoren gefördert. Diese Hochdruck-Kraftstoffinjektoren düsen den Kraftstoff direkt, in diesem Ausführungsbeispiel, in sechs Zylinder der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ein. Ausgehend von der Niederdruck-Verteilerleiste 2 wird der Kraftstoff in sechs Niederdruck-Kraftstoffinjektoren 6 gefördert, wobei die Niederdruck- Kraftstoffinjektoren 6 den Kraftstoff in sechs Saugrohre einer Sauganlage der Brennkraftmaschine eindüsen. Von den sechs Niederdruck-Kraftstoffinjektoren 6 ist nur ein einziger beziffert. Über zwei Montageflansche 9 ist die Niederdruck-Verteilerleiste 2 an die Sauganlage oder direkt an die Brennkraftmaschine montierbar.

Selbstverständlich ist die Erfindung unabhängig von der Anzahl an Zylindern, die die

Brennkraftmaschine aufweist.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine treten im Kraftstoffsystem 1 aufgrund der Verdichtung des Kraftstoffs durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 3 Pulsationen auf, die sich auf die Niederdruck-Verteilerleiste 2 auswirken. Dies führt in nachteiliger weise dazu, dass eine exakte Kraftstoffzudosierung über die Niederdruck-Verteilerleiste 2 nicht möglich ist. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Innenraum der Niederdruck- Verteilerleiste 2 ein rohrförmiges, hohles Dämpfungselement 5 angeordnet ist, welches an beiden Enden gasdicht verschlossen und mit einem Gas gefüllt ist, wobei das

Dämpfungselement 5 einen Gasinnendruck zwischen 2 bar und 15 bar aufweist. Das Dämpfungselement 5 ist in Fig. 2 dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Aufsicht auf eine aufgeschnittene Niederdruck-Verteilerleiste 2, mit zwei Kraftstoffinjektorhalterungen 8, wobei nur eine Kraftstoffinjektorhalterung 8 beziffert ist. Im Endmontagezustand steht das Dämpfungselement 5 nicht aus der Niederdruck- Verteilerleiste 2 heraus, sondern ist, wie in Fig. 1 dargestellt, vollständig von dieser umschlossen. Das Dämpfungselement 5 wird mit einer nicht bezifferten Feder an zumindest einem Ende in einem Hohlraum der Niederdruck-Verteilerleiste 2 lagefixiert, die dann anschließend beispielsweise durch Verlöten, Verschweißen etc. verschlossen wird. Auch der Montageflansch 9 ist in Fig. 2 erkennbar. Bevorzugt weist das Dämpfungselement 5 einen runden oder ovalen Querschnitt auf, sodass es kostengünstig aus einem Rohr gefertigt werden kann. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungselement 5 auch einen dreieckigen, viereckigen oder auch einen Freiformquerschnitt aufweisen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Dämpfungselement 5 auch entlang seiner Längsachse gebogen sein, um sich ohne Positionierfeder selbstständig innerhalb der Niederdruck- Verteilerleiste 2 abzustützen. Das Dämpfungselement 5 wird bevorzugt aus einem Metall, wie bspw. einem Edelstahl oder einem kraftstoffresistenten Kunststoff, wie bspw. einem Silikonwerkstoff hergestellt. Eine besonders kostengünstige Fertigung entsteht dadurch, dass die Enden des Dämpfungselements 5 durch Schweißen und/oder Umbördeln oder Verlöten verschlossen werden. An dem herausragenden Ende des Dämpfungselements 5 ist die Feder erkennbar, die das Dämpfungselement 5 sicher in der Niederdruck-Verteilerleiste 2 arretiert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzsystems 1 für die Brennkraftmaschine werden von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 3 auf die Niederdruck- Kraftstoffleiste 2 rückwirkende Pulsationen wirksam reduziert, sodass eine exakte Zudosierung von Kraftstoff in das Saugrohr der Brennkraftmaschine möglich ist. Darüber hinaus ist das Dämpfungselement 5 sehr kostengünstig herstellbar.

Bezugszeichenliste

1. Kraftstoffeinspritzsystem

2. Niederdruck-Verteilerleiste

3. Hochdruck-Kraftstoffpumpe

4. Hochdruck-Verteilerleiste 5. Dämpfungselement

6. Niederdruck-Kraftstoffinjektor

7. Kraftstoffleitung

8. Kraftstoffinjektorhalterung

9. Montageflansch