DE10162772A1

DE10162772A1 - Automotive fuel pump cooling system has pressure-dependent valve that regulates quantity of fuel returned through by-pass tube

Info

Publication number: DE10162772A1
Application number: DE2001162772
Authority: DE
Inventors: Stefan Wolters
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: TI Automotive Neuss GmbH
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: DE10162772B4

Abstract

An automotive fuel pump is cooled by the flow of fuel delivered via a fuel line (16) through a heat exchanger. Fuel from the pump (10) flows via a line (18, 26) to the motor, and is returned to the tank a by-pass tube (20). The quantity of fuel returned through the by-pass tube is regulated by a pressure-dependent valve (22) in proportion to the fuel flow through the pump. As the quantity of fuel demanded by the motor increases, the quantity of fuel returned through the by-pass decreases.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mediumfördervorrichtung, insbesondere eine Kraftstofffördervorrichtung für Brennkraftmaschinen. Bei dem zu fördernden Medium kann es sich beispielsweise auch um Kühlmittel für ein Kraftfahrzeug oder dergleichen handeln. The invention relates to a medium conveying device, in particular a fuel delivery device for internal combustion engines. The medium to be conveyed can also be, for example are coolants for a motor vehicle or the like.

Insbesondere zur Förderung von Kraftstoff sowie zur Förderung von Kühlmittel ist der Einsatz von Nassläuferpumpen bekannt. Bei derartigen Nassläuferpumpen, wie sie beispielsweise aus DE 195 45 561 bekannt sind, werden durch das durch die Pumpe geförderte Medium gekühlt. Insbesondere wird hierbei der Motorläufer der Nassläuferpumpe von dem zu fördernden Medium umströmt. Um eine ausreichende Kühlung derartiger Pumpen sicherzustellen, ist es erforderlich, dass von der Pumpe stets ein Mindestvolumen gefördert wird. Beispielsweise bei der Kraftstoffzufuhr, bei der die Fördereinrichtung wie die Nassläuferpumpe mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, ist das zu fördernde Mindestvolumen an Kraftstoff größer als die beispielsweise bei Leerlauf benötigte Kraftstoffmenge. Um eine für die Kühlung der Fördereinrichtung erforderliche Fördermenge realisieren zu können, ist eine Bypass- oder Rückführleitung vorgesehen, durch die das zu viel geförderte Medium in ein Reservoir, beispielsweise den Kraftstofftank, zurückgefördert wird. Bei bekannten Mediumfördervorrichtungen mit durch das Fördermedium gekühlten Fördereinrichtungen besteht daher der Nachteil, dass auch bei großen bereitzustellenden Fördermengen, wie beispielsweise bei hohen Motordrehzahlen ein Teil des Fördermediums durch die Bypassleitung zurückgeführt wird. Dies hat zur Folge, dass Fördereinrichtungen mit relativ hohen Leistungen eingesetzt werden müssen, so dass auch bei Maximalleistung trotz des teilweise zurückgeführten Mediums ausreichend Medium für den Verbraucher, wie die Brennkraftmaschine, vorhanden ist. In particular for the promotion of fuel and for promotion coolant, the use of wet-running pumps is known. In such wet running pumps, as for example from DE 195 45 561 are known by the pump conveyed medium cooled. In particular, the Motor rotor of the wet-running pump from the medium to be pumped flows around. Adequate cooling of such pumps To ensure it is necessary that the pump is always on Minimum volume is funded. For example at the Fuel supply where the conveyor is like that Wet running pump is connected to the internal combustion engine, that is too promotional minimum volume of fuel greater than that for example, the amount of fuel required when idling. To one for the Cooling of the conveyor required flow rate To be able to implement is a bypass or return line provided by which the too much pumped medium in one Reservoir, for example the fuel tank, is returned. In known medium conveyors with the Conveying medium-cooled conveying devices therefore have the disadvantage that even with large delivery volumes, such as for example at high engine speeds, part of the Pumped medium is returned through the bypass line. This has to Consequence that funding agencies with relatively high performance must be used so that even at maximum power sufficient medium despite the partially recirculated medium for the consumer, such as the internal combustion engine, is available.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mediumfördervorrichtung mit einer durch das Fördermedium gekühlten Fördereinrichtung zu schaffen, bei der die erforderliche Förderleistung der Fördereinrichtung verringert werden kann. The object of the invention is to provide a medium delivery device to a conveyor cooled by the fluid create where the required funding of the Conveyor can be reduced.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. According to the invention, the object is achieved by Features of claim 1.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ab einer gewissen von der eingesetzten Fördereinrichtung abhängigen Fördermenge das Vorsehen eines Bypasses überflüssig ist. Erfindungsgemäß weist die Mediumfördervorrichtung daher ein Bypassventil auf. Durch das Bypassventil kann die Menge an Medium, die durch eine Bypassleitung zurückgeführt wird, in Abhängigkeit der durch die Fördereinrichtung wie die Nassläuferpumpe geförderten Fördermenge gesteuert werden. Die Stellung des Bypassventils wird somit derart gesteuert, dass bei einem großen Verbrauch an Medium, beispielsweise durch die Brennkraftmaschine, die Bypassleitung insbesondere vollständig geschlossen wird, so dass kein Mediumsverlust auftritt. Bei einer für die Kühlung der Fördereinrichtung ausreichenden Menge an gefördertem Fördermedium ist es durch das erfindungsgemäße Vorsehen des Bypassventils somit nicht nötig, zusätzlich eine Menge an Medium zu fördern, die durch die Bypassleitung abgeführt wird. Dies hat zur Folge, dass die erforderliche Maximalleistung der Fördereinrichtung reduziert werden kann. Andererseits ist durch das Vorsehen der Bypassleitung, die mit einer von der Fördereinrichtung wegführenden Abführleitung verbunden ist, sichergestellt, dass bei nur geringen erforderlichen Verbrauchsmengen, bei denen die Fördermenge der Fördereinrichtung zu deren Kühlung nicht ausreichen würde, eine ausreichende Fördermenge durch die Fördereinrichtung gefördert werden kann, wobei die nicht benötigte Menge an Medium durch die Bypassleitung zurückströmt. The invention is based on the knowledge that from a certain point delivery rate dependent on the conveyor used the provision of a bypass is unnecessary. According to the invention the medium delivery device therefore has a bypass valve. Through the bypass valve, the amount of medium through a Bypass line is returned, depending on the through the Conveyed device such as the wet-running pump Flow rate can be controlled. The position of the bypass valve will thus controlled in such a way that with a large consumption Medium, for example by the internal combustion engine Bypass line in particular is completely closed, so that no Medium loss occurs. One for cooling the Conveyor sufficient amount of pumped medium it is due to the provision of the bypass valve according to the invention therefore it is not necessary to convey an additional amount of medium, which is discharged through the bypass line. As a consequence, that the required maximum output of the conveyor can be reduced. On the other hand, by providing the Bypass line with one from the conveyor outgoing discharge line is connected, ensures that at only small amounts of consumption required, where the Flow rate of the conveyor to cool it not would suffice, a sufficient flow through the Conveyor can be funded, the unnecessary Amount of medium flows back through the bypass line.

Bei der erfindungsgemäßen Mediumfördervorrichtung ist die Fördereinrichtung, bei der es sich vorzugsweise um eine Nassläuferpumpe handelt, mit einer Zuführleitung und einer Abführleitung verbunden. Durch die Zuführleitung wird Medium zur Fördereinrichtung zugeführt bzw. von der Fördereinrichtung angesaugt. Die Zuführleitung ist beispielsweise mit einem Kraftstofftank oder einem anderen Mediumreservoir verbunden. Die Abführleitung, die in Förderrichtung des Mediums hinter der Fördereinrichtung angeordnet ist, ist beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine oder einem Kühlmittelkreislauf verbunden. Die Bypassleitung, die mit der Abführleitung verbunden ist, führt das überflüssige, beispielsweise durch die Brennkraftmaschine nicht benötigte Medium, zurück. Hierzu kann die Bypassleitung beispielsweise mit dem Tank verbunden sein, so dass das überflüssige Medium in den Tank oder das Reservoir zurückgeführt wird. Ebenso ist es möglich, die Bypassleitung mit der in Förderrichtung vor der Fördereinrichtung angeordneten Zuführleitung zu verbinden. In the medium delivery device according to the invention Conveyor, which is preferably a Wet-running pump deals, with a feed line and a Leakage line connected. The feed line turns medium into Conveyor supplied or from the conveyor sucked. The feed line is, for example, with a Fuel tank or other medium reservoir connected. The Leakage line, which is behind the Conveyor is arranged, for example, with a Internal combustion engine or a coolant circuit connected. The bypass line, which is connected to the discharge line, leads the superfluous, for example through the Medium not required for the internal combustion engine, back. The Bypass line, for example, be connected to the tank, so that unnecessary medium in the tank or the reservoir is returned. It is also possible to connect the bypass line with the in Direction of conveyance arranged in front of the conveyor To connect the feed line.

Das Bypassventil kann erfindungsgemäß derart gesteuert werden, dass die Bypassleitung ab einer gewissen vorgegebenen von der Fördereinrichtung abhängigen Fördermenge geschlossen wird. Die Bypassleitung wird durch das Bypassventil erfindungsgemäß somit ab einer zur Kühlung der Fördereinrichtung ausreichenden Fördermenge geschlossen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt durch das Bypassventil ein stufenweises oder kontinuierliches Schließen der Bypassleitung. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise bei einer Fördermenge, die zur Kühlung der Fördereinrichtung annähernd ausreicht, nur noch eine geringe Menge an Medium durch die Bypassleitung gefördert werden muss. Hierdurch ist die Leistungsaufnahme der Pumpe verringert. According to the invention, the bypass valve can be controlled in such a way that that the bypass line from a certain predetermined of the Conveyor dependent flow rate is closed. The Bypass line is thus by the bypass valve according to the invention from a sufficient to cool the conveyor Flow closed. In a particularly preferred Embodiment is carried out by the bypass valve in a stepwise or continuous closing of the bypass line. This has the Advantage that, for example, with a flow rate that is to Cooling of the conveyor is almost sufficient, only one small amount of medium conveyed through the bypass line must become. This is the power consumption of the pump reduced.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bypassventil um ein mechanisches Bypassventil. Bei dem insbesondere zur Steuerung der der Bypassleitung zugeführten Mediummenge keine Energiezufuhr erforderlich ist. Vorzugsweise weist das Bypassventil hierzu ein Stellglied auf, dessen Stellung druckabhängig ist. Durch das druckabhängige Ändern der Lage des Stellgliedes erfolgt eine unterschiedliche Mediumsabfuhr in die Bypassleitung. Durch ein derartiges druckabhängiges Steuern des Bypassventils wird bei großer Fördermenge der Fördereinrichtung, d. h. bei hohem Druck in dem Bypassventil, das Stellglied in eine Lage gebracht, in der der Bypasskanal vorzugsweise vollständig geschlossen ist. The bypass valve is preferably a mechanical bypass valve. In particular to control the no amount of energy is supplied to the bypass line is required. The bypass valve preferably has this purpose an actuator, the position of which is dependent on pressure. By the pressure-dependent change of the position of the actuator takes place a different medium discharge into the bypass line. By such a pressure-dependent control of the bypass valve in the case of a large delivery rate of the conveyor, d. H. at high Pressure in the bypass valve, the actuator in one position brought, in which the bypass channel is preferably completely closed is.

Vorzugsweise ist das Stellglied mit einem Federelement verbunden. Die Kraft des Federelements wirkt dem Mediumdruck, d. h. der Strömungsrichtung des Mediums, entgegen. Bei geringer Fördermenge und damit geringem Mediumdruck wird das Stellglied durch das Federelement in eine Lage gebracht, in der die Bypassleitung vorzugsweise vollständig geöffnet ist. Bei dem Federelement kann es sich um eine Zug- und/oder Druckfeder handeln. Ferner kann als Federelement ein elastischer Körper vorgesehen sein. The actuator is preferably with a spring element connected. The force of the spring element acts on the medium pressure, i.e. H. the direction of flow of the medium. With less Flow rate and thus low medium pressure becomes the final control element brought into a position by the spring element in which the Bypass line is preferably completely open. In which Spring element can be a tension and / or compression spring act. Furthermore, an elastic body can be used as the spring element be provided.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention based on a preferred Embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Mediumfördervorrichtung und Fig. 1 is a schematic view of a medium conveying device and

Fig. 2 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäß verwendeten Bypassventils. Fig. 2 is a schematic view of the bypass valve used in the invention.

Die erfindungsgemäße Mediumfördervorrichtung weist eine Fördereinrichtung 10, wie eine Nassläuferpumpe, auf. Die Fördereinrichtung wird durch ein zu förderndes Medium 12 gekühlt. Das Medium 12 wird aus einem Reservoir 14, wie beispielsweise einem Kraftstofftank, über eine Zuführleitung 16 von der Fördereinrichtung 10 angesaugt. Die Fördereinrichtung gibt das angesaugte Medium 12, wie beispielsweise den Kraftstoff, durch eine Abführleitung 18 beispielsweise an eine Brennstoffkraftmaschine ab. Um die Kühlung der Fördereinrichtung 10 durch das Medium 12 auch bei niedrigen Pumpendrehzahlen, d. h. bei geringer Fördermenge, sicherzustellen, ist mit der Abführleitung 18 eine Bypassleitung 20 verbunden. Durch die Bypassleitung 20wird überflüssiges Medium, das beispielsweise von der Brennkraftmaschine nicht verbraucht wird, zur Kühlung der Fördereinrichtung jedoch nötig ist, zu dem Reservoir 14 zurückgeführt. Erfindungsgemäß ist an der stromabwärts hinter der Fördereinrichtung 10 angeordneten Verbindungsstelle zwischen der Abführleitung 18 und der Bypassleitung 20 ein Bypassventil 22 vorgesehen. The medium delivery device according to the invention has a delivery device 10 , such as a wet-running pump. The conveying device is cooled by a medium 12 to be conveyed. The medium 12 is drawn in from a reservoir 14 , such as a fuel tank, via a feed line 16 by the conveying device 10 . The delivery device delivers the sucked-in medium 12 , such as the fuel, through a discharge line 18, for example, to a fuel engine. In order to ensure that the conveying device 10 is cooled by the medium 12 even at low pump speeds, that is to say with a low delivery rate, a bypass line 20 is connected to the discharge line 18 . Through the bypass line 20 , superfluous medium, which is not used by the internal combustion engine, for example, but is necessary for cooling the conveying device, is returned to the reservoir 14 . According to the invention, a bypass valve 22 is provided at the connection point downstream of the conveying device 10 between the discharge line 18 and the bypass line 20 .

Das erfindungsgemäße Bypassventil 22 weist einen mit der Abführleitung 18 verbunden Hohlkörper 24 (Fig. 2) auf. Der Hohlkörper 20 ist mit der im wesentlichen im rechten Winkel zur Abführleitung 18 angeordneten Bypassleitung 20 verbunden. Ferner ist der Hohlkörper 24 mit einer im wesentlichen koaxial zu der Abführleitung 18 angeordneten Abführleitung 26, die beispielsweise zu der Brennkraftmaschine führt, verbunden. The bypass valve 22 according to the invention has a hollow body 24 ( FIG. 2) connected to the discharge line 18 . The hollow body 20 is connected to the bypass line 20 arranged essentially at right angles to the discharge line 18 . Furthermore, the hollow body 24 is connected to a discharge line 26 which is arranged essentially coaxially to the discharge line 18 and leads, for example, to the internal combustion engine.

Die Abführleitung 18 sowie die Bypassleitung 20 sind wie in Fig. 2 dargestellt, einstückig mit dem Hohlkörper 24 oder fest über Muffen oder dergleichen mit dem Hohlkörper 24 verbunden. Die Abführleitung 26 ist zur Montage in eine Öffnung 28 des Hohlkörpers 24 eingesteckt. Zur Fixierung der Abführleitung 26 in der Öffnung 28 wird eine Lasche 30 des Hohlkörpers 24 nach der Montage umgeschlagen oder umgebördelt. Ferner weist die Abführleitung 26 einen radial nach außen vorstehenden Ansatz 32 auf, durch den die Eindringtiefe der Abführleitung 26 in den Hohlkörper 24 definiert ist. The discharge pipe 18 and the bypass line 20 are shown in Fig. 2, integrally connected to the hollow body 24, or fixed on sleeves or the like to the hollow body 24. The discharge line 26 is inserted into an opening 28 of the hollow body 24 for assembly. To fix the discharge line 26 in the opening 28 , a tab 30 of the hollow body 24 is turned over or flanged after assembly. Furthermore, the discharge line 26 has a projection 32 projecting radially outwards, by which the depth of penetration of the discharge line 26 into the hollow body 24 is defined.

In einem vorzugsweise kreiszylindrischen Hohlraum 34 des Hohlkörpers 24 ist ein Stellglied 36 angeordnet. Bei dem Stellglied 36 handelt es sich um einen vorzugsweise zylindrischen Hohlkörper, der innerhalb des Hohlraums 34 in Richtung eines Pfeils 38 verschiebbar ist. An einer in Richtung der Abführleitung 26 weisenden Abstützfläche 40 des Stellgliedes 36 liegt ein Federelement 42 in Form einer Spiralfeder an. Das gegenüberliegende Ende der Spiralfeder liegt an einer Außenfläche 44 der Abführleitung 26 an. Da die Abführleitung 26 aufgrund des Anschlags 32 um eine definierte Länge in den Hohlraum 34 des Körpers 24 eingeschoben ist, ist die Lage der Feder 42 definiert. Die Feder 42 ist hierbei derart ausgebildet, dass das Stellglied 36 im Stillstand oder bei geringen Fördermengen in die in Fig. 2 dargestellte Lage gedrückt wird. An actuator 36 is arranged in a preferably circular cylindrical cavity 34 of the hollow body 24 . The actuator 36 is a preferably cylindrical hollow body which can be displaced within the cavity 34 in the direction of an arrow 38 . A spring element 42 in the form of a spiral spring bears against a support surface 40 of the actuator 36 pointing in the direction of the discharge line 26 . The opposite end of the coil spring abuts an outer surface 44 of the discharge line 26 . Since the discharge line 26 is pushed into the cavity 34 of the body 24 by a defined length due to the stop 32 , the position of the spring 42 is defined. The spring 42 is designed in such a way that the actuator 36 is pressed into the position shown in FIG .

Das Stellglied 36 weist eine Einlassöffnung 46 auf, deren Querschnittsfläche vorzugsweise der Querschnittsfläche der Abführleitung 18 entspricht. An der gegenüberliebenden Seite weist das Stellglied 36 eine Auslassöffnung 48 auf, deren Querschnittsfläche vorzugsweise der Querschnittsfläche der Abführleitung 26 entspricht. Da die Querschnittsfläche der Auslassöffnung kleiner ist als diejenige der Einlassöffnung, entsteht aufgrund des in Richtung eines Pfeils 50 geförderten Mediums ein Druck innerhalb des als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeten Stellgliedes 36. Durch den Druck wird das Stellglied 36 gegen die Feder 42 gedrückt. Je höher der Druck innerhalb des Stellgliedes ist, bzw. je größer das von der Fördereinrichtung 10 geförderte Volumen ist, desto weiter wird die Feder 42 zusammengedrückt. Durch das hierdurch hervorgerufene druckabhängige Verschieben des Stellgliedes 36 werden vorzugsweise mehrere am Umfang des Stellgliedes angeordnete Bypassöffnungen 52 in Fig. 2 nach rechts verschoben. Hierdurch sind die Bypassöffnungen 52 nicht mehr auf Höhe der Bypassleitung 20 angeordnet. Hierdurch wird die Menge an Medium, das durch die Bypassleitung 20 abgeführt wird, verringert, so dass eine größere Menge an Medium für einen mit der Abführleitung 26 verbundenen Verbraucher, wie beispielsweise eine Brennkraftmaschine, zur Verfügung steht. The actuator 36 has an inlet opening 46 , the cross-sectional area of which preferably corresponds to the cross-sectional area of the discharge line 18 . On the opposite side, the actuator 36 has an outlet opening 48 , the cross-sectional area of which preferably corresponds to the cross-sectional area of the discharge line 26 . Since the cross-sectional area of the outlet opening is smaller than that of the inlet opening, a pressure arises within the actuator 36 designed as a cylindrical hollow body due to the medium conveyed in the direction of an arrow 50 . The actuator 36 is pressed against the spring 42 by the pressure. The higher the pressure within the actuator or the greater the volume conveyed by the conveyor 10 , the further the spring 42 is compressed. The resulting pressure-dependent displacement of the actuator 36 preferably displaces a plurality of bypass openings 52 arranged on the circumference of the actuator to the right in FIG. 2. As a result, the bypass openings 52 are no longer arranged at the level of the bypass line 20 . As a result, the amount of medium that is discharged through the bypass line 20 is reduced, so that a larger amount of medium is available for a consumer connected to the discharge line 26 , such as an internal combustion engine.

An Stelle einer schlagartigen bzw. stufigen Querschnittsveränderung des Stellgliedes 36, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, kann zumindest der innere Hohlraum des Stellgliedes 36 auch konisch ausgebildet sein, so dass eine kontinuierliche Verjüngung des Querschnitts stattfindet. Instead of an abrupt or step-wise cross-sectional change of the actuator 36 , as shown in FIG. 2, at least the inner cavity of the actuator 36 can also be conical, so that the cross-section continuously tapers.

Claims

1. Medium delivery device, in particular fuel delivery device for internal combustion engines, with
a delivery device ( 10 ) cooled by the delivery medium,
a medium conveyor (10) leading supply line (16),
a discharge line ( 18 , 26 ) discharging medium from the conveying device ( 10 ),
a bypass line ( 20 ) connected to the discharge line ( 18 , 26 ) for returning medium conveyed for cooling,
marked by
a bypass valve ( 22 ) for controlling the amount of medium to be returned through the bypass line ( 20 ) as a function of the delivery rate of the delivery device ( 10 ).

2. Medium delivery device according to claim 1, characterized in that the bypass valve ( 22 ) is designed such that the amount of medium returned through the bypass line ( 20 ) decreases with increasing delivery rate of the delivery device ( 10 ).

3. Medium delivery device according to claim 2, characterized in that the amount of medium supplied to the bypass line ( 20 ) decreases continuously as the delivery rate increases.

4. Medium delivery device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bypass valve ( 22 ) has an actuator ( 36 ), the position of which is pressure-dependent.

5. Medium delivery device according to claim 4, characterized in that the actuator ( 36 ) is connected to a spring element ( 42 ) which counteracts the medium pressure.

6. Medium conveying device according to claim 4 or 5, characterized in that a hollow body through which medium flows is provided as the actuator ( 36 ), which has an inlet opening ( 46 ) connected to the discharge line ( 18 ), an outlet opening connected to the discharge line ( 26 ). 48 ) and has at least one bypass opening ( 52 ) which can be connected to the bypass line ( 20 ).

7. Medium conveying device according to claim 6, characterized in that for the pressure-dependent displacement of the actuator ( 36 ) the cross section of the outlet opening ( 48 ) is smaller than the cross section of the inlet opening ( 46 ).