CN103189631A - 燃料喷射系统及用于燃料喷射系统的加注和/或排空的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料喷射系统、尤其是共轨喷射系统，具有一个预输送泵（1）及一个高压泵（2），其中，所述高压泵（2）用于对燃料加载高压及包括至少一个具有用作进入阀（3）的第一阀及用作排出阀（4）的第二阀的泵部件。根据本发明，所述预输送泵（1）是一个电动燃料泵，借助它可获得一个预输送压力，该预输送压力等于或大于所述泵部件的两个阀（3，4）的总打开压力，以致当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱排空后的再起动时可引起快速的加注和/或排空。本发明还涉及用于这种燃料喷射系统的加注和/或排空的方法。

Description

燃料喷射系统及用于燃料喷射系统的加注和/或排空的方法
技术领域
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的燃料喷射系统。本发明还涉及例如当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱排空后的再起动时燃料喷射系统的加注和/或排空的方法。
背景技术
所述类型的一个燃料喷射系统例如已由DE 199 54 695 A1得知。在该文献中公开的用于对内燃机供给燃料的系统具有一个设置在低压回路中的低压输送泵，借助它可使燃料由一个燃料箱输送给一个高压泵，该高压泵使加载了高压的燃料输送到一个中心燃料高压储存器中。为了–例如在燃料箱排空后或在维护工作后–使低压回路的排空变得简单，有人推荐一种用于低压回路中压力降低的装置。该装置优选地包括一个与燃料箱连接的回流导管，在该回流导管中构有一个节流部分。通过该节流部分实现低压回路向燃料箱的排空。相对于规定低压回路经过高压泵向高压储存器排空的传统系统，该推荐的系统具有其优点，即排空不必抵抗高压泵的抽吸阀的打开压力来进行，那样要持续很长时间。通过所推荐的装置可缩短排空过程及由此使其变得简单。
由DE 198 58 084 C1得知所述类型的另一燃料喷射系统。在该文献中所推荐的系统为了在输送泵与高压泵之间的低压区域的排空设置了至少一个排空单元，它的输出侧通入一个具有比该低压区域中更低压力的区域中及因此使低压区域在一个低于为高压泵工作所需的压力时就可排空。该排空单元例如可为一个节流部分或一个排空阀。此外提出使用一个电驱动的附加泵来支持输送泵。
发明内容
由上述现有技术出发本发明的任务在于：给出一种燃料喷射系统，它在首次起动或再起动时可快速地加注和/或排空。此外给出一种方法，它能使这种燃料喷射系统快速地加注和/或排空。
该任务将通过具有权利要求1的特征的燃料喷射系统和/或具有权利要求6的特征的用于燃料喷射系统的加注和/或排空的方法来解决。本发明的有利的进一步构型各在从属权利要求中给出。
本发明的燃料喷射系统包括一个预输送泵及一个高压泵。高压泵用于对燃料加载高压及包括至少一个具有用作进入阀的第一阀及一个用作排出阀的第二阀的泵部件。根据本发明预输送泵是一个电动燃料泵，借助它可获得一个预输送压力，该预输送压力等于或大于泵部件的两个阀的总打开压力。以此方式当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱排空后的再起动时可引起快速的加注和/或排空。
因此将通过高压泵、即通过高压区域来进行排空，以致可实现整个系统的排空。
因此保证了：高压泵的泵部件的部件室完全地加注或再加注，因为通过排出阀的打开保证了部件室的排空。由于现代高压泵缩小的间隙将不再能直接通过泵活塞与泵部件的导向孔之间的间隙进行排空。该缩小的间隙将引起：封闭着的空气不能或仅能很慢地由部件室排出。但在根据本发明的燃料喷射系统中预输送压力被选择得这样地高，以致可克服高压泵的这些阀的总打开压力，由此释放高压路径来进行排空。此外将保证：位于高压区域中的、可引起阀被夹住并由此不可起动的颗粒被冲走。因此也保证了污染后的再起动。
在机动车厂中的首次起动或在再起动时的快速加注首先以系统的完全排空为前提。因为在系统中存在的空气由于它的可压缩性对高压储存器中的快速压力建立起反作用。通过使用电动燃料泵作为预输送泵及预输送泵的预输送压力可保证完全排空，根据本发明该预输送压力应至少等于高压泵的阀的总打开压力。
此外使用电动燃料泵作为预输送泵使得一个电驱动的附加泵的投入成为多余。因此用燃料喷射系统已有的部件就可达到快速的加注或排空。电动燃料泵可与发动机无关地工作，由此所述的系统尤其适于当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱完全排空后的再起动时的加注或排空。因此随着高压储存器中快速的压力建立也可导致发动机的快速起动。
根据本发明的一个优选的实施形式借助预输送泵可获得的预输送压力为4-6巴，例如5巴。此外优选的是进入阀和/或排出阀的打开压力为1-3巴，例如2巴。以此方式可调节到一个预输送压力，它等于或大于高压泵的阀的总打开压力。
有利的是进入阀和/或排出阀被构成单向阀。由此可防止：被加载高压的燃料通过进入阀流回低压区域和/或由高压储存器通过排出阀流回泵部件的部件室。
优选地在高压泵上连接了一个高压储存器、优选一个共同的储存导管形式的高压储存器，在该高压储存器中接收一个压力调节阀。该压力调节阀至少暂时地在加注和/或排空期间关闭，以便能在部件室并由此在高压储存器中建立压力。
此外还提出一个当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱排空后的再起动时上述燃料喷射系统的加注和/或排空的方法，其中根据本发明借助一个预输送泵调节到一个预输送压力，该预输送压力大于高压泵的两个阀的总打开压力。因此预输送泵的预输送压力可克服这些阀的打开压力并使系统中存有的空气通过高压区域导出。由此可导致高压泵在静止状态下的最佳排空及高压储存器中压力的快速建立或发动机的快速起动。此外能使可能存在的对起动有危险的颗粒由高压区域冲走。
优选地在加注和/或排空的第一阶段期间使一个设置在高压储存器中的压力调节阀关闭。该关闭的压力调节阀能使压力快速建立。在此情况下加注或排空的第一阶段的持续时间相应于在发动机停止时的预加注时间和/或预排空时间。该时间尤其延伸在10至15秒的一个时间间隔上。
此外优选的是该方法在高原泵轻微倾斜的安装位置上实施。在涉及短的加注或排空时间方面通过试验一个安装位置被证实是有利的，在该安装位置上高压泵的计量单元以一个70o的角度由一垂直线倾斜开来。
此外在试验的范围中证实：排出阀的打开压力应选择得尽可能低。在试验中首先在压力调节阀关闭的情况下借助预输送泵进行预加注或预排空。在该加注或排空阶段结束后使高压泵起动，这将导致在短时间后在高压储存器中就已建立压力。当发动机停止时最佳的预加注时间为10秒。预排空时间可选择得稍微长些。由此不会对总排空时间产生不利影响。
在排空期间空气首先聚集在高压泵的上部区域中，就此而言高压泵的安装位置也对加注或起动时间有影响。输入的燃料开始与空气混合，这导致高压泵回流通道中气泡的形成，通过该回流通道可进行空气的排出。借助上述的排空不断地减少泵回流通道中气泡的形成，直至高压泵被完全排空。在高压泵70o的安装位置，约4巴的预输送压力及1.2巴的排出阀打开压力的情况下高压储存器中的压力建立在15秒针后便可产生。
最迟在高压储存器中实现了压力建立后使设置在高压储存器中的压力调节阀再打开。
以下将借助附图来详细地描述根据本发明的燃料喷射系统及根据本发明的方法。
附图说明
图1a，b：各表示根据本发明的燃料喷射系统的一个概图，
图2a，b：在不同的安装位置中的根据本发明的燃料喷射系统的各一个高压泵，
图3至6：各表示在系统加注和/或排空期间的压力变化及高压泵转速的曲线图。
具体实施方式
图1a及1b中概要表示的燃料喷射系统包括一个作为预输送泵1的电动燃料泵及一个用于对燃料加载高压的高压泵2。为此高压泵2具有至少一个带有一个部件室6的泵部件，该部件室被一个泵活塞7限定。燃料通过一个进入阀3到达部件室6中。被加载高压的燃料通过一个排出阀4输送给一个高压储存器5。
在首次起动或在燃料箱排空后再起动时部件室6被注有空气。为了注入燃料因此首先必需使部件室6排空。排空一方面可通过排出阀4，另一方面通过泵活塞7与接收泵活塞6的导向孔9之间的间隙来进行，应避免设置一个附加的排空阀。但在现代的高压泵2上该间隙如此地小，以致不再能通过它有效地排空。
在图1a所示的燃料喷射系统中高压泵2的两个阀3，4的总打开压力被选择得大于借助预输送泵1引起的预输送压力。这将导致：仅是进入阀3打开，而排出阀4保持关闭。基于所含空气10的可压缩性及也可能基于泵活塞7与导向孔9之间的间隙的少量排空部件室6仍可以作到部分排空，但至部件室6中留有剩余空气。因为排出阀4保持关闭，故不能实现高压储存器5中的压力建立。
在图1b所示的燃料喷射系统中高压泵2的两个阀3，4的总打开压力被选择得小于预输送压力。因此不仅进入阀3打开，而且排出阀4也打开，以致包含至部件室6中的空气10可完全逸出及部件室6可被注入燃料。排出阀4的打开还将引起高压储存器5中的压力建立。
此外快速加注依赖于高压泵2的安装位置。至图2a及2b中表示出两个可能的安装位置。图2a表示一个0o的安装位置，其中角度数据涉及高压泵2的一个计量单元8相对一根垂直线的倾斜度，而在图2b中则表示一个70o的安装位置。由于空气10在高压泵2内的分布该70o的安装位置就快速排空而言被证实是有利的。
对于高压泵2的快速加注或排空的其它前提可借助图3至6的曲线图来说明。这些曲线图各表示部件室6中的压力变化（P_Kolbenraum）及高压储存器5中的压力变化（P_Rail）与预输送泵1的预输送压力（P_EKP）的关系。此外由这些曲线图可看到高压泵2的转速（n_HDP）。
在作为图3的曲线图的基础的装置中为了高压泵2的预排空将预输送泵1的预输送压力被调节到5巴。进入阀3的打开压力为2巴及排出阀4的打开压力为4巴。因此阀3，4的总打开压力大于预输送压力。这将导致：排出阀4不会打开及不会实现高压泵2有效的排空。然而进入阀3的打开压力可被克服，以致在活塞室或部件室6中建立起一个小压力，但该压力处于排出阀4的打开压力以下。
在作为图4的曲线图的基础的装置中预输送压力也被调节到5巴。但进入阀3的打开压力仅为1巴及排出阀4的打开压力为3巴。因此阀3，4的总打开压力小于预输送压力。与以上装置不同地排出阀4打开，以致在高压储存器5中可建立起压力（P_Rail）。在此情况下使高压泵2排空。
图5及6的曲线图各表示在首次起动或燃料箱排空后再起动时部件室6中及高压储存器5中的压力变化与预输送泵1的预输送压力的关系，其中图3的装置作为图5的曲线图的基础及图4的装置作为图6的曲线的基础。这就是说，在图5的例中两个阀3，4的总打开压力被选择得大于预输送压力而在图6的例中两个阀3，4的总打开压力被选择得小于预输送压力。
如由图5的曲线图可看出的，存在于部件室6中可被强压缩的空气10将引起排出阀4的打开压力的延迟或总是不能达到。这就是说，发动机不能起动。
与此相反地在图6的例中在部件室6中建立起一个压力，该压力可克服排出阀4的打开压力。排出阀4则打开及在高压储存器5中建立起一个压力。如果在高压储存器5中达到释放起动压力，发动机即起动。

Claims (8)

1.燃料喷射系统、尤其是共轨喷射系统，具有一个预输送泵（1）及一个高压泵（2），其中，所述高压泵（2）用于对燃料加载高压及包括至少一个具有用作进入阀（3）的第一阀及用作排出阀（4）的第二阀的泵部件，其特征在于：所述预输送泵（1）是一个电动燃料泵，借助它可获得一个预输送压力，该预输送压力等于或大于所述泵部件的两个阀（3，4）的总打开压力，以致当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱排空后的再起动时可引起快速的加注和/或排空。
2.根据权利要求1的燃料喷射系统，其特征在于：借助所述预输送泵（1）可获得的预输送压力为4-6巴，例如5巴。
3.根据权利要求1或2的燃料喷射系统，其特征在于：所述进入阀（3）和/或所述排出阀（4）的打开压力为1-3巴，例如2巴。
4.根据以上权利要求中任一项的燃料喷射系统，其特征在于：所述进入阀（3）和/或所述排出阀（4）被构成单向阀。
5.根据以上权利要求中任一项的燃料喷射系统，其特征在于：在所述高压泵（2）上连接了一个高压储存器（5）、优选一个共同的储存导管形式的高压储存器，在该高压储存器（5）中接收一个压力调节阀。
6.用于当在机动车厂中的首次起动或当燃料箱排空后的再起动时根据以上权利要求中任一项的燃料喷射系统的加注和/或排空的方法，其特征在于：借助所述预输送泵（1）获得一个预输送压力，该预输送压力大于所述高压泵（2）的两个阀（3，4）的总打开压力。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：在加注和/或排空的第一阶段期间使一个设置在高压储存器（5）中的压力调节阀关闭。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于：最迟在所述高压储存器中实现了压力建立后使所述压力调节阀打开。
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