DE10153037A1

DE10153037A1 - Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff

Info

Publication number: DE10153037A1
Application number: DE2001153037
Authority: DE
Inventors: Martin Spickermann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff vorgeschlagen, bei der wenigstens eine Kraftstoff-Vorlaufleitung von einem Kraftstoffbehälter zur Brennkraftmaschine führt und eine Kraftstoffpumpe, zur Erzeugung eines Kraftstoffmassenstroms in der Kraftstoff-Vorlaufleitung, in diese Anordnung eingebaut ist. Dabei ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, deren Aufgabengröße der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung ist. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglied der Regeleinrichtung die Kraftstoffpumpe dient, über die der Kraftstoffmassenstrom veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, wobei ausgehend von einem Kraftstoffbehälter, eine eine Pumpe aufweisende Kraftstoff-Vorlaufleitung zu den Einspritzventilen führt und wobei ein Druckregler vorgesehen ist, um in dieser Kraftstoff-Vorlaufleitung einen gewünschten Kraftstoffdruck einzustellen.

Aus der DE-A-28 41 557 ist eine Anordnung zur Kraftstoff-Versorgung einer Brennkraftmaschine bekannt. Hier fließt durch die Kraftstoff-Vorlaufleitung wesentlich mehr Kraftstoff, als schließlich in der Brennkraftmaschine benötigt wird, da der Kraftstoff-Massenstrom durch die konstante Förderleistung der Pumpe bestimmt ist. Die Pumpen-Förderleistung ist dabei so dimensioniert, dass in allen möglichen Brennkraftmaschinen-Betriebspunkten und insbesondere auch im Betriebspunkt der maximalen Leistung eine ausreichende Kraftstoffmenge zur Verfügung steht. In Teillast-Betriebspunkten steht daher ein relativ großer, überschüssiger Kraftstoff-Massenstrom zur Verfügung, der über eine Rücklaufleitung in den Kraftstoffbehälter zurückgelangt. Der Druckregler stellt dabei den in die Rücklaufleitung gelangenden Massenstrom so ein, dass in der Kraftstoff-Vorlaufleitung ein definierter Kraftstoffdruck anliegt. Dieser Kraftstoff-Überdruck kann dabei entweder gegenüber dem Umgebungsdruck oder gegenüber den Druckverhältnissen in der Sauganlage definiert sein.

Um die minimale oder die maximale Einspritzmenge pro Arbeitsspiel und Zylinder, in einer für die Abgaszusammensetzung oder die maximale Motorleistung optimalen Phase pro Motorzyklus einspritzen zu können, wird in üblichen Brennkraftmaschinen-Betriebspunkten stets eine nicht unerhebliche Kraftstoffmenge über die Vorlauf- und Rücklaufleitung umgepumpt. Dabei wird der umgepumpte Kraftstoffstrom erwärmt, was letztendlich zu einer Temperaturerhöhung des gesamten im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoffvolumens führt. Diese Temperaturerhöhung ist jedoch unerwünscht, da dann leichtflüchtige Kraftstoffbestandteile zur Verdunstung neigen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff zu schaffen, mit Hilfe derer eine Erwärmung des im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoffvolumens verhindert wird und deren Regelbereich für den Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung groß genug ist, damit bei der Kraftstoffversorgung jederzeit die notwendige Einspritzmenge pro Arbeitsspiel und Zylinder bereitgestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff vorgesehen, bei der wenigstens eine Kraftstoff Vorlaufleitung von einem Kraftstoffbehälter zur Brennkraftmaschine führt und eine Kraftstoffpumpe, zur Erzeugung eines Kraftstoffmassenstroms in der Kraftstoff-Vorlaufleitung, in diese Anordnung eingebaut ist, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, deren Aufgabengröße der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung ist. Diese Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglied der Regeleinrichtung die Kraftstoffpumpe dient, über die der Kraftstoffmassenstrom veränderbar ist.

Das hat den Vorteil, dass eine Kraftstoff-Rücklaufleitung entfallen kann. Das Umpumpen des Kraftstoffs durch die Kraftstoffpumpe in Teillast-Betriebspunkten, wobei ein relativ großer, überschüssiger Kraftstoff-Massenstrom über die Rücklaufleitung in den Kraftstoffbehälter zurückgelangt, entfällt.

Auch die Erwärmung des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter durch das umgepumpte Kraftstoffvolumen ist ausgeschlossen.

Vorteilhafte Weiterbildungen beschreiben die Unteransprüche.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Kraftstoffmassenstrom durch die Kraftstoffpumpe über deren Antriebsmotor als Stellglied der Regeleinrichtung veränderbar.

Das hat den Vorteil, dass der Kraftstoffdruck über die Fördermenge der Kraftstoffpumpe unter Beachtung der Entnahmemenge an den Einspritzventilen eingestellt werden kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Drehzahl des Antriebsmotors der Kraftstoffpumpe als Regelgröße veränderbar. Vorteilhafterweise ist diese Regelgröße einfach elektronisch regelbar.

Die Überwachung des durch die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe vorgesteuerten Kraftstoffdrucks kann auf einfache Weise durch einen Drucksensor zur Messung des Kraftstoff-Vorlaufleitungsdrucks erfolgen.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass in die Kraftstoff-Vorlaufleitung, zwischen der Kraftstoffpumpe und den Einspritzventilen, ein Rückschlagventil und ein Druckentlastungsventil eingebaut ist.

Dadurch wird ausgeschlossen, dass der Kraftstoffdruck in dem geschlossenen System durch Nachlauf der Kraftstoffpumpe unerwünscht steigt oder nicht reduziert werden kann, zum Beispiel, wenn in entsprechenden Betriebszuständen des Motors kein Kraftstoff eingespritzt wird.

Ganz allgemein wird durch das rücklauffreie System mit variablem Kraftstoffdruck und bedarfsgeregelter Fördermenge der Kraftstoffpumpe, deren gemittelte Leistungsaufnahme verringert und es kann mit herkömmlichen Einspritzventilen ein deutlich erweiterter Bereich zwischen minimaler und maximaler Einspritzmenge in dem linearen Betriebsbereich der Ventile realisiert werden. Dies liefert vor allem auch Vorteile für eine gleichmäßige Gemischqualität bezüglich der einzelnen Zylinder und der aufeinander folgenden Zyklen.

Ohne eine unerwünschte Mehrförderung in Kauf nehmen zu müssen, ist ein solches rücklauffreies System mit variablem Kraftstoffdruck mit Rückschlag- und Druckentlastungsventil zu betreiben. Das Einstellen eines gewünschten Minimaldruckes im System ist dabei auch nach dem Ausschalten der Kraftstoffpumpe gewährleistet.

Anhand von Prinzipskizzen wird im folgenden ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoff-Versorgungsanordnung für ein Kraftfahrzeug erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Einzelheit aus der Anordnung nach Fig. 1, betreffend eine Variante einer Ventilanordnung aus Druckentlastungs- und Rückschlagventil und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einzelheit aus der Anordnung nach Fig. 1, betreffend eine weitere Variante einer Ventilanordnung aus Druckentlastungs- und Rückschlagventil.
In Fig. 1 sind mit 1 Einspritzventile einer nicht gezeichneten Brennkraftmaschine bezeichnet, die aus einem Kraftstoffbehälter 4 über eine Kraftstoff- Vorlaufleitung 5 mit Kraftstoff versorgt werden. Für eine einwandfreie Funktion dieser Einspritzventile 1 muß in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 5 ein definierter Kraftstoffdruck anliegen. Eingestellt wird dieser Kraftstoffdruck mittels einer Regeleinrichtung, deren Aufgabe es ist, die Aufgabengröße des Regelkreises, den Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 5, zu beeinflussen. Dazu dient der Regeleinrichtung eine Kraftstoffpumpe 2 über die ein veränderbarer Kraftstoffmassenstrom in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 5 erzeugt werden kann. Und zwar dadurch, dass der Kraftstoffmassenstrom durch die Kraftstoffpumpe 2 über deren Antriebsmotor als Stellglied der Regeleinrichtung veränderbar ist, indem die Drehzahl des Antriebsmotors der Kraftstoffpumpe 2 als Regelgröße verändert wird.
Ein Drucksensor 3 ist zur Messung des Kraftstoff-Vorlaufleitungsdrucks vorgesehen. Er dient zur Überwachung des durch die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe 2 vorgesteuerten Kraftstoffdrucks und übermittelt diesen Wert an einen Regler 9 der Regeleinrichtung, der zum Beispiel auch im Motorsteuergerät enthalten sein kann, und durch den die Drehzahl des Antriebsmotors der Kraftstoffpumpe 2 eingestellt wird.
Die Fig. 2 und 3 zeigen, in schematischer Darstellung, jeweils eine Variante einer Einzelheit aus der Anordnung nach Fig. 1, angeordnet in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 5, in Flussrichtung des Kraftstoffs gesehen, in oder nach der Kraftstoffpumpe 2. Damit bei der Kraftstoffversorgung einer eventuellen Dampfblasenbildung vorgebeugt wird, ist der Kraftstoffpumpe 2 eine solche Ventilanordnung aus Druckentlastungs- 8 und Rückschlagventil 7 nachgeschaltet. Dadurch wird ausgeschlossen, dass der Kraftstoffdruck in dem geschlossenen System durch Nachlauf der Kraftstoffpumpe 2 unerwünscht steigt oder nicht reduziert werden kann, zum Beispiel, wenn in entsprechenden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine kein Kraftstoff eingespritzt wird. Um dennoch den Kraftstoffdruck auf ein gewünschtes Maß reduzieren, aber auch einen minimalen Kraftstoffdruck halten zu können, ohne eine den Wirkungsgrad verschlechternde Leckage vorzusehen, ist eine der beiden Varianten aus Druckentlastungs- 8 und Rückschlagventil 7 entsprechend den Fig. 2 oder 3 in die Kraftstoff-Vorlaufleitung 5 an der durch die Bezugsziffer 10 gekennzeichneten Stelle eingebaut.
Wird durch die Kraftstoffpumpe 2 Kraftstoff gefördert, strömt dieser durch das Rückschlagventil 7. Das Druckentlastungsventil 8 ist dabei geschlossen. Zur Druckreduzierung erfolgt dann nach Herunterfahren der Antriebsdrehzahl der Kraftstoffpumpe 2 eine Durchströmung der Kraftstoffpumpe 2 entgegen ihrer Förderrichtung, indem das Druckentlastungsventil 8 betätigt wird.

Claims

1. Anordnung zur Versorgung von Einspritzventilen (1) einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, bei der wenigstens eine Kraftstoff- Vorlaufleitung (5) von einem Kraftstoffbehälter (4) zur Brennkraftmaschine führt und eine Kraftstoffpumpe (2), zur Erzeugung eines Kraftstoffmassenstroms in der Kraftstoff-Vorlaufleitung (5), in diese Anordnung eingebaut ist, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, deren Aufgabengröße der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung (5) ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglied der Regeleinrichtung die Kraftstoffpumpe (2) dient, über die der Kraftstoffmassenstrom veränderbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffmassenstrom durch die Kraftstoffpumpe (2) über deren Antriebsmotor als Stellglied der Regeleinrichtung veränderbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Antriebsmotors der Kraftstoffpumpe (2) als Regelgröße veränderbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (3) zur Messung des Kraftstoff-Vorlaufleitungsdrucks vorgesehen ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kraftstoff-Vorlaufleitung (5), zwischen der Kraftstoffpumpe (2) und den Einspritzventilen (1), ein Rückschlagventil (7) eingebaut ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kraftstoff-Vorlaufleitung (5), zwischen der Kraftstoffpumpe (2) und den Einspritzventilen (1), ein Druckentlastungsventil (8) eingebaut ist.