DE102016203821A1 - liquid silencer - Google Patents
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Abstract
Flüssigkeitsschalldämpfer (1), insbesondere zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem (40) eines Verbrennungsmotors, wobei der Flüssigkeitsschalldämpfer (1) ein Massivrohr (2) und ein Innenrohr (3) umfasst. Das Innenrohr (3) ist in dem Massivrohr (2) angeordnet. In dem Innenrohr (3) ist eine Strömungsbohrung (4) ausgebildet, wobei die Strömungsbohrung (4) eine hydraulische Verbindung (7) von einer ersten Hochdruckkomponente (21) zu einer zweiten Hochdruckkomponente (22) ausbildet. Zwischen einer Außenwandung (5) des Innenrohrs (3) und einer Innenwandung (6) des Massivrohrs (2) ist ein Dämpfungsvolumen (8) ausgebildet. In dem Innenrohr (3) ist zumindest eine Durchtrittsöffnung (9) ausgebildet, wobei die Durchtrittsöffnung (9) die Strömungsbohrung (4) mit dem Dämpfungsvolumen (8) hydraulisch verbindet.Fluid muffler (1), in particular for use in a fuel injection system (40) of an internal combustion engine, wherein the liquid muffler (1) comprises a solid tube (2) and an inner tube (3). The inner tube (3) is arranged in the solid tube (2). A flow bore (4) is formed in the inner tube (3), the flow bore (4) forming a hydraulic connection (7) from a first high pressure component (21) to a second high pressure component (22). Between an outer wall (5) of the inner tube (3) and an inner wall (6) of the solid tube (2), a damping volume (8) is formed. In the inner tube (3) at least one passage opening (9) is formed, wherein the passage opening (9) hydraulically connects the flow bore (4) with the damping volume (8).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsschalldämpfer, insbesondere für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine. The present invention relates to a liquid muffler, in particular for a fuel injection system of an internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Kraftstoffeinspritzsysteme sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt. Ebenfalls sind vielfach Maßnahmen zur Dämpfung von Druckwellen innerhalb solcher Kraftstoffeinspritzsysteme bekannt. Beispielsweise zeigt die Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsschalldämpfer kann auf einfache Art und Weise zwischen zwei Hochdruckkomponenten angeordnet werden, beispielsweise innerhalb eines Kraftstoffeinspritzsystems vor oder nach einem Hochdruckspeicher.The liquid muffler according to the invention can be arranged in a simple manner between two high-pressure components, for example within a fuel injection system before or after a high-pressure accumulator.
Dazu umfasst der Flüssigkeitsschalldämpfer ein Massivrohr und ein Innenrohr. Das Innenrohr ist in dem Massivrohr angeordnet. In dem Innenrohr ist eine Strömungsbohrung ausgebildet, wobei die Strömungsbohrung eine hydraulische Verbindung von einer ersten Hochdruckkomponente zu einer zweiten Hochdruckkomponente ausbildet. Zwischen einer Außenwandung des Innenrohrs und einer Innenwandung des Massivrohrs ist ein Dämpfungsvolumen ausgebildet. In dem Innenrohr ist zumindest eine Durchtrittsöffnung ausgebildet, wobei die Durchtrittsöffnung die Strömungsbohrung mit dem Dämpfungsvolumen hydraulisch verbindet.For this purpose, the liquid silencer comprises a solid tube and an inner tube. The inner tube is arranged in the solid tube. A flow bore is formed in the inner tube, wherein the flow bore forms a hydraulic connection from a first high pressure component to a second high pressure component. Between an outer wall of the inner tube and an inner wall of the solid tube, a damping volume is formed. In the inner tube, at least one passage opening is formed, wherein the passage opening hydraulically connects the flow bore with the damping volume.
Druckwellen, die durch die hydraulische Verbindung laufen, laufen somit durch die Durchtrittsöffnung auch in das Dämpfungsvolumen hinein. Dort breiten sich diese aus wodurch sich die Laufzeit der Druckwellen verändert. Die Druckwellen werden an der Innenwandung des Massivrohrs zurück reflektiert, und zwar vorzugsweise um 90° verschoben, wodurch die nachkommenden Druckwellen ausgelöscht bzw. gedämpft werden. Pressure waves, which run through the hydraulic connection, thus run through the passage opening into the damping volume. There they spread out, which changes the duration of the pressure waves. The pressure waves are reflected back on the inner wall of the solid tube, preferably displaced by 90 °, whereby the subsequent pressure waves are extinguished or damped.
In vorteilhaften Ausführungen sind mehrere Durchtrittsöffnungen in dem Innenrohr ausgebildet. Durch die Anzahl der Durchtrittsöffnungen können, je nach Frequenzbereich der Druckwellen, die Druckschwingungen minimiert oder sogar gelöscht werden.In advantageous embodiments, a plurality of passage openings are formed in the inner tube. Due to the number of passage openings, depending on the frequency range of the pressure waves, the pressure oscillations can be minimized or even deleted.
In vorteilhaften Weiterbildungen weist das Innenrohr an seinen beiden Enden jeweils einen Flanschbereich auf. Die beiden Flanschbereiche sind massiver ausgeführt als der mittlere Bereich des Innenrohrs. Dadurch ist das Innenrohr an seinen Anschlussbereichen, die eben an den Enden liegen, robuster bzw. fester ausgeführt.In advantageous developments, the inner tube has at its two ends in each case a flange region. The two flange areas are made more solid than the central area of the inner tube. As a result, the inner tube is designed to be sturdier or stronger at its connection regions which are just at the ends.
In vorteilhaften Weiterbildungen sind die beiden Flanschbereiche in das Massivrohr eingepresst oder eingeschraubt. Dadurch entstehen mediendichte aber auch kostengünstige Verbindungen. Das Dämpfungsvolumen ist somit zu einer äußeren Umgebung abgedichtet. Durch die massiven Flanschbereiche können die erforderlichen Vorspannkräfte ohne Bauteilversagen übertragen werden.In advantageous developments, the two flange areas are pressed or screwed into the solid pipe. This creates media-dense but also cost-effective connections. The damping volume is thus sealed to an external environment. Due to the solid flange areas, the required preload forces can be transmitted without component failure.
In vorteilhaften Ausführungen ist jeweils ein Flanschbereich mit der ersten Hochdruckkomponente und mit der zweiten Hochdruckkomponente verschraubt oder verpresst. Auch für diese Verbindungen können vorteilhafterweise die erforderlichen Vorspannkräfte durch die massiven Flanschbereiche übertragen werden.In advantageous embodiments, in each case a flange region is screwed or pressed to the first high-pressure component and to the second high-pressure component. Also for these compounds, the required biasing forces can advantageously be transmitted through the massive flange areas.
In vorteilhaften Ausführungsformen ist an den beiden Flanschbereichen jeweils eine Stirnwand ausgebildet, wobei die beiden Stirnwände das Dämpfungsvolumen in axialer Richtung begrenzen. Somit ist das Dämpfungsvolumen an seinen beiden Enden zumindest teilweise durch die beiden Stirnwände begrenzt, welche demzufolge auch als Reflexionswände für die das Dämpfungsvolumen durchlaufenden Druckwellen dienen. Vorzugsweise ist der Abstand der beiden Stirnwände zueinander so gewählt, dass die durch das Dämpfungsvolumen verlaufende Druckwelle um 90° phasenverschoben reflektiert wird, so dass sich die Druckwelle und die reflektierte Druckwelle auslöschen bzw. abschwächen. In advantageous embodiments, in each case an end wall is formed on the two flange regions, wherein the two end walls limit the damping volume in the axial direction. Thus, the damping volume is limited at its two ends at least partially by the two end walls, which consequently serve as reflection walls for the damping volume passing through the pressure waves. Preferably, the distance between the two end walls to each other is selected so that the pressure wave passing through the damping volume is reflected by 90 ° out of phase, so that extinguish or weaken the pressure wave and the reflected pressure wave.
Vorteilhafterweise weist das Dämpfungsvolumen an seinen beiden Enden jeweils einen sich verjüngenden Endbereich auf. Vorzugsweise schließt sich dabei jeweils eine Stirnwand an den sich verjüngenden Endbereich an. Die durch das Dämpfungsvolumen laufende Druckwelle wird an dem sich verjüngenden Endbereich zumindest teilweise reflektiert. Die reflektierte Druckwelle dämpft dadurch die ankommende Druckwelle ab. Vorzugsweise ist die Verjüngung der Endbereiche so ausgeführt, dass die reflektierte Druckwelle die ankommende Druckwelle um etwa 90° überlagert. Advantageously, the damping volume has at its two ends in each case a tapered end region. In each case, an end wall preferably adjoins the tapering end region. The pressure wave passing through the damping volume is at least partially reflected at the tapering end region. The reflected pressure wave attenuates the incoming pressure wave. Preferably, the taper of the end portions is designed so that the reflected pressure wave superimposes the incoming pressure wave by about 90 °.
In weiterführenden Ausbildungen ist in dem Massivrohr eine Entlüftungsschraube angeordnet. Die Entlüftungsschraube verschließt eine hydraulische Entlüftungsverbindung von dem Dämpfungsvolumen zu einer Umgebung. Bei Bedarf kann somit durch Lösen der Entlüftungsschraube das Dämpfungsvolumen entgast werden. Dadurch kann zum Beispiel Kavitation innerhalb des Dämpfungsvolumens verhindert werden. Somit ist die Lebensdauer des Innenrohrs und des Massivrohrs erhöht.In further training a vent screw is arranged in the solid pipe. The bleed screw closes a hydraulic bleed connection from the damping volume to an environment. If necessary, the damping volume can thus be degassed by loosening the bleed screw. As a result, for example cavitation can be prevented within the damping volume. Thus, the life of the inner tube and the solid tube is increased.
Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem weist eine erste Hochdruckkomponente und eine zweite Hochdruckkomponente auf, wobei ein Flüssigkeitsschalldämpfer nach einem der vorangehend beschriebenen Ausführungen zwischen den beiden Hochdruckkomponenten angeordnet ist. Dadurch werden Druckwellen, die zwischen den beiden Hochdruckkomponenten laufen, durch den Flüssigkeitsschalldämpfer abgedämpft. Die auf die beiden Hochdruckkomponenten wirkenden maximalen Drucküberhöhungen werden somit gedämpft bzw. reduziert. Die aufgrund des Hochdrucks auf die beiden Hochdruckkomponenten wirkenden maximalen Beanspruchungen werden demzufolge reduziert und damit die Lebensdauer der beiden Hochdruckkomponenten erhöht. A fuel injection system according to the invention has a first high-pressure component and a second high-pressure component, wherein a liquid silencer according to one of the embodiments described above is arranged between the two high-pressure components. As a result, pressure waves that run between the two high-pressure components, damped by the liquid muffler. The maximum pressure increases acting on the two high-pressure components are thus damped or reduced. The maximum stresses acting on the two high-pressure components due to the high pressure are consequently reduced and thus the service life of the two high-pressure components is increased.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Der Flüssigkeitsschalldämpfer
In dem Innenrohr
Die Innenwandung
Das Dämpfungsvolumen
Optional weist der Flüssigkeitsschalldämpfer
Die Hochdruckpumpe
In der Hochdruckleitung
Die Funktionsweise des Flüssigkeitsschalldämpfers
Die Druckwellen, die beispielsweise durch Einspritzungen von den Einspritzventilen
The pressure waves, for example, by injections from the
Innerhalb des Dämpfungsvolumens
Der Ausgang des Dämpfungsvolumens
Der Flüssigkeitsschalldämpfer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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