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Title:
STRUCTURAL COMPONENT OF A FUEL INJECTION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND CORRESPONDING FUEL INJECTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/031154
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a structural component of a fuel injection device, which comprises a housing, in which at least one cavity is formed in which high-pressure fuel is present. At least one insert (60) is disposed in said cavity and consists of a material that is softer than the material of the housing. The fuel injection device comprises a high-pressure fuel reservoir (16), at least one fuel injector (20) linked with the high-pressure fuel reservoir (16) via a high-pressure fuel line (18), and a connecting element (50) for the high-pressure fuel line (18) on the fuel injector (20). At least one insert (60) from a material that is softer than the material of the high-pressure fuel reservoir (16) or the high-pressure fuel line (18) or the fuel injector (20) or the connecting element (50) is located in a cavity of the high-pressure fuel reservoir (16) and/or in the high-pressure fuel line (18) and/or in a cavity (52) of the fuel injector (20) and/or in the cavity of the connecting element (50).

Inventors:
GROSS JUERGEN (DE)
REGITZ THILO (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/001746
Publication Date:
April 07, 2005
Filing Date:
August 04, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
GROSS JUERGEN (DE)
REGITZ THILO (DE)
International Classes:
F02M55/02; F02M55/04; F02M61/16; F02M47/02; F02M59/46; F02M63/00; (IPC1-7): F02M61/16; F02M55/02; F02M69/46
Foreign References:
US6276336B12001-08-21
US3227147A1966-01-04
DE19937010A12001-02-15
US5575262A1996-11-19
EP1359318A12003-11-05
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 0145, no. 40 (M - 1053) 29 November 1990 (1990-11-29)
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Claims:
Ansprüche
1. Bauteil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, das ein Gehäuse (26) aufweist, in dem wenigstens ein Hohlraum (52) gebildet ist, in dem unter Hochdruck stehender Kraftstoff vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum wenigstens ein Einsatzteil (60) angeordnet ist, das aus einem Werkstoff besteht, der gegenüber dem Werkstoff des Gehäuses weicher ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Kraftstoffhochdruckspeicher (16) ist.
3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Kraftstoffhochdruckleitung (18) ist.
4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Kraftstoffinjektor (20) ist.
5. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Anschlusselement (50) einer Kraftstoffhochdruckleitung (18) an einem Kraftstoffinjektor (20) ist.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher (16), mit wenigstens einem mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher (16) über eine Kraftstoffhochdruckleitung (18) verbundenen Kraftstoffinjektor (20), und mit einem Anschlusselement (50) für die Kraftstoffhochdruckleitung (18) am Kraftstoffinjektor (20), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Hohlraum des Kraftstoffhochdruckspeichers (16) und/oder in der Kraftstoffhochdruckleitung (18) und/oder in einem Hohlraum (52) des Kraftstoffinjektors (20) und/oder in einem Hohlraum des Anschlusselements (50) wenigstens ein Einsatzteil (60) aus einem gegenüber dem Werkstoff des Kraftstoffhochdruckspeichers (16) oder der Kraftstoffhochdruckleitung (18) oder des Kraftstoffinjektors (20) oder des Anschlusselements (50) weicheren Werkstoff angeordnet ist.
7. Bauteil oder Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einsatzteil (60) aus Kunststoff besteht.
8. Bauteil oder Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einsatzteil (60) aus Polytetrafluorethylen besteht.
9. Bauteil oder Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einsatzteil (60) in Form eines in den Hohlraum eingebrachten Schlauchabschnitts ausgebildet ist.
Description:
Bauteil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine und Kraftstoffeinspritzeinrichtung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Bauteil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.

Ein solches Bauteil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung und eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist aus der Literatur, beispielsweise Dieselmotor-Management, Verlag Vieweg, 2. Auflage 1998, Seiten 280 bis 284, bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Hochdruckpumpe auf, durch die Kraftstoff in einen Speicher gefördert wird.

Mit dem Speicher ist wenigstens ein an einem Zylinder der Brennkraftmaschine angeordneter Injektor verbunden, mittels dem Kraftstoff am Zylinder eingespritzt wird. Der Injektor ist über eine Kraftstoffleitung mit dem Speicher verbunden.

Am Injektor ist ein elektrisch betätigtes Steuerventil angeordnet, das durch eine elektronische Steuereinrichtung angesteuert wird und durch das die Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird. Ein Einspritzzyklus umfasst mehrere Einspritzungen, wobei zu Beginn der Injektor zu einer oder mehreren Voreinspritzungen geöffnet wird und nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird, anschließend der Injektor wieder geschlossen wird und nachfolgend zu einer Haupteinspritzung wieder geöffnet wird, bei der eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird der Injektor wieder geschlossen und zu einer oder mehreren nachfolgenden Nacheinspritzungen kann der Injektor nochmals geöffnet werden. Durch das Öffnen und Schließen des Injektors werden Druckwellen im Injektor und der Kraftstoffleitung zwischen dem Speicher und dem Injektor erzeugt, die die Kraftstoffeinspritzung, insbesondere die eingespritzte Kraftstoffmenge, beeinflussen. Diese Druckwellen können durch eine entsprechende korrigierte Ansteuerung des Steuerventils durch die Steuereinrichtung teilweise ausgeglichen werden, wozu jedoch ein großer Programmieraufwand bei der Steuereinrichtung erforderlich ist.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Bauteil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bzw. die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 5 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch das wenigstens eine Einsatzteil eine Dämpfung der Druckwellen erreicht ist, ohne dass ein weiterer Aufwand, wie beispielsweise eine aufwendige Programmierung der Steuereinrichtung erforderlich ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauteils bzw. der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch ermöglicht.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung und Figur 2 in vergrößerter Darstellung einen Injektor der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In der Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt.

Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine und weist mehrere Zylinder auf. 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 unter Hochdruck in einen Hochdruckspeicher 16 gefördert. Der Hochdruckspeicher 16 ist hohl und beispielsweise in Form eines Rohrs oder in beliebiger anderer Form ausgebildet. Der Hochdruckspeicher 16 besteht aus einem hochdruckfesten Werkstoff, beispielsweise Stahl. Mit dem Hochdruckspeicher 16 sind über Hochdruckleitungen 18 an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Kraftstoffinjektoren 20 verbunden. Die Hochdruckleitungen 18 bestehen ebenfalls aus einem hochdruckfesten Werkstoff wie beispielsweise Stahl. 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.

In Figur 2 ist ein Injektor 20 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung vergrößert dargestellt. Der Injektor 20 weist ein mehrteiliges Gehäuse 26 auf, in dem an dessen dem Brennraum des Zylinders zugewandtem Endbereich wenigstens ein Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 verschiebbar geführt ist. Durch das Einspritzventilglied 28 wird wenigstens eine, vorzugsweise mehrere über den Umfang des Injektorgehäuses 26 verteilt angeordnete Einspritzöffnungen 32 am in den Brennraum ragenden Ende des Injektorgehäuses 26 gesteuert. Das Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Injektorgehäuse 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten etwa kegelförmigen Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 32 abführen. Im Injektorgehäuse 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung zu seiner Dichtfläche 34 hin eine Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 28 greift eine vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das Einspritzventilglied 28 mit seiner Dichtfläche 34 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird.

Im Injektorgehäuse 26 ist außerdem ein Steuerraum 46 gebildet, der durch das Einspritzventilglied 28 oder einen mit diesem verbundenen Steuerkolben 48 begrenzt wird, wobei durch den im Steuerraum 46 herrschenden Druck eine Kraft in Schließrichtung auf das Einspritzventilglied 28 erzeugt wird. Die Hochdruckleitung 18 ist mit dem Injektor 18 über ein Anschlusselement 50 verbunden und innerhalb des Injektorgehäuses 26 führt ein Kanal 52, der durch mehrere Bohrungen gebildet ist vom Anschlusselement 50 zum Druckraum 40. Das Injektorgehäuse 26 besteht aus einem Werkstoff mit ausreichend großer Festigkeit, beispielsweise aus Stahl. Das Anschlusselement 50 besteht ebenfalls aus einem Werkstoff mit ausreichender Festigkeit, beispielsweise Stahl. Der Steuerraum 46 ist mit dem Kanal 52 verbunden und weist außerdem eine durch das Steuerventil 20 gesteuerte Verbindung 54 mit einem Entlastungsbereich auf, der beispielsweise ein Rücklauf in den Vorratsbehälter 12 ist.

Wenn durch das Steuerventil 20 die Verbindung 54 des Steuerraums 46 mit dem Entlastungsbereich geschlossen ist, so herrscht im Steuerraum 46 Hochdruck wie im Druckraum 40, so dass das Einspritzventilglied 28 in seiner Schließstellung verbleibt und keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Wenn das Steuerventil 20 geöffnet wird, so dass dieses die Verbindung 54 des Steuerraums 46 mit dem Entlastungsbereich geöffnet ist, so ist der Steuerraum 46 entlastet und das Einspritzventilglied 28 öffnet infolge des im Druckraum 40 auf dessen Druckschulter 42 wirkenden Hochdrucks, so dass Kraftstoff eingespritzt wird. Das Steuerventil 20 kann einen elektromagnetischen Aktor oder einen piezoelektrischen Aktor aufweisen. Beim Öffnen und Schließen des Steuerventils 20 und bei dem dadurch bewirkten Öffnen und Schließen des Einspritzventilglieds 28 werden im Kanal 52, in der Hochdruckleitung 18 und im Speicher 16 Druckwellen erzeugt, die eine exakte Dosierung des Kraftstoffs bei der Kraftstoffeinspritzung erschweren.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein Einsatzteil 60 im Bereich zwischen dem Druckraum 40 und dem Speicher 16 angeordnet ist, in dem sich die Druckwellen ausbreiten. Das Einsatzteil 60 besteht aus einem Werkstoff, der gegenüber dem Werkstoff des Injektorgehäuses 26, in dem der Kanal 52 verläuft, dem Werkstoff des Anschlusselements 50, dem Werkstoff der Hochdruckleitung 18 und dem Werkstoff des Hochdruckspeichers 16 eine geringere Festigkeit aufweist, also weicher ist und einen kleineren E-Modul aufweist. Das Einsatzteil 60 verformt sich durch die Druckwellen, wodurch die Druckwellen gedämpft werden, so dass deren Amplituden verringert werden und diese schneller abklingen. Das Einsatzteil 60 besteht beispielsweise aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, PTFE.

Das Einsatzteil 60 ist beispielsweise in Form eines Schlauchabschnitts ausgebildet, der auf seiner Innenseite vom Kraftstoffdruck beaufschlagt ist. Das Einsatzteil 60 kann in den Kanal 52 im Injektorgehäuse 26 eingesetzt sein, an einer Stelle zwischen dem Druckraum 40 und dem Anschlusselement 50. Das Einsatzteil 60 kann auch in das Anschlusselement 50 eingesetzt sein. Weiterhin kann das Einsatzteil 60 auch in die Hochdruckleitung 18 an einer Stelle zwischen dem Anschlusselement 50 und dem Speicher 16 eingesetzt sein. Schließlich kann das Einsatzteil 60 auch in den Speicher 16 eingesetzt sein. Es kann vorgesehen sein, dass nur in einem der vorstehend angegebenen Bauteile ein Einsatzteil 60 angeordnet ist oder es kann in mehreren dieser Bauteile ein Einsatzteil 60 angeordnet sein. Außerdem können auch in einem der genannten Bauteile mehrere Einsatzteile 60 angeordnet sein. Die zur Dämpfung der Druckwellen optimale Anordnung und Anzahl der Einsatzteile 60, deren Größe und Form sowie der am besten für diese geeignete Werkstoff kann durch Versuche ermittelt werden.