DE102004039260B4

DE102004039260B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoffdosiersystems

Info

Publication number: DE102004039260B4
Application number: DE102004039260.9A
Authority: DE
Inventors: Clemens Bandel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2024-08-14
Also published as: DE102004039260A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffdosiersystems, mit einer Injektionseinrichtung (10) für Kraftstoff, insbesondere von Kraftstoff auf der Basis eines verflüssigten oder komprimierten Gases, zum direkten oder indirekten Einspritzen des Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor mittels Injektoren (12), wobei der Kraftstoff durch eine Kraftstoffförderpumpe (15) von einem Tank zur Injektionseinrichtung (10) gefördert wird, wobei nach dem Ausschalten der Zündung des Verbrennungsmotors der Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung (20) im Normalbetrieb aus der Injektionseinrichtung (10) wenigstens teilweise entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum wenigstens teilweisen Entfernen des Kraftstoffs aus der Injektionseinrichtung (10) die Kraftstoffförderpumpe (15) den Kraftstoff entgegen ihrer Förderrichtung (20) im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung (21) fördert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoffdosiersystems gemäß den Oberbegriffen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 6.
Kraftstoffdosiersysteme mit direkter oder indirekter Einspritzung von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor oder mit einer für Injektoren gemeinsamen Kraftstoffleitung (Common Rail) sind bekannt. Bauartbedingt und betriebsbedingt neigen die dort eingesetzten Injektoren zu Undichtigkeiten, die mit der Zeit zunehmen und sowohl beim Warmstart als auch beim Kaltstart zu Startproblemen des Verbrennungsmotor führen können.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 196 11 434 B4 bekannt. Diese betrifft ein Einspritzsystem für eine mit selbstzündendem Flüssiggas als Kraftstoff betriebene Brennkraftmaschine mit einer Einspritzeinrichtung pro Zylinder zur direkten Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum, mit einem Kraftstoffbehälter, mit einer Kraftstofffördereinrichtung zur Entnahme des Kraftstoffes aus dem Kraftstoffbehälter und zur Förderung zur Einspritzeinrichtung. Dabei ist vorgesehen, dass der Kraftstoffbehälter als Niederdruckspeicher ausgeführt ist und zumindest ein druckführender Teil des Einspritzsystems über eine Abschalteinrichtung druckentlastbar ist, wobei die Abschalteinrichtung zumindest eine über ein Ventil steuerbare, in einen Behälter mit niedrigerem Druckniveau mündende Entlastungsleitung aufweist.
Der Stand der Technik zeigt weiterhin die Druckschrift DE 102 41 444 A1 . Diese beschreibt eine Brennkraftmaschine mit bivalentem Betrieb, die wahlweise mit einem flüssigen Brennstoff und/oder gasförmigen Brennstoff betrieben wird. Eine Brennstoffzufuhrvorrichtung sieht bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine vor, dass mittels einer Absperreinrichtung die gasförmige Brennstoffzufuhr unterbrochen wird, sodass ein mit dem gasförmigen Brennstoff gefüllter Bereich zwischen der Absperreinrichtung und einem Einblasventil entleert wird und eine enthaltene gasförmige Brennstoffrestmenge einer Brennkraftstoffzwischenspeichereinrichtung zugeführt wird.
Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 103 49 184 A1 ein Kraftstofffördersystem für einen Verbrennungsmotor mit Flüssiggas-Einspritzung bekannt, bei dem, während der Verbrennungsmotor nach Beendigung eines Betriebszustands abkühlt, innerhalb einer Kraftstoffzuführleitung und innerhalb einer Kraftstoffrückführleitung verbleibender Kraftstoff durch Umgehen eines Druckreglers an einen Flüssiggasbehälter abgeführt wird, wodurch verhindert werden kann, dass der Kraftstoff über einen Kraftstoffinjektor nach außen hin entweicht. Ferner werden Schmutzstoffe beziehungsweise Schadstoffe reduziert, die während des Motorlaufs entstehen. Außerdem kann der Verbrennungsmotor während einer Überholung des Verbrennungsmotors besser gewartet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen die genannten Startprobleme des Verbrennungsmotors vermindert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffdosiersystems weist neben seinen gattungsbildenden Merkmalen das Merkmal auf, dass zum wenigstens teilweisen Entfernen des Kraftstoffes aus der Injektoreinrichtung die Kraftstoffförderpumpe den Kraftstoff entgegen ihrer Förderrichtung im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung fördert. Grundsätzlich ist also vorgesehen, dass nach dem Ausschalten einer Zündung eines Verbrennungsmotors Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung im Normalbetrieb aus einer Injektionseinrichtung wenigstens teilweise entfernt und die Injektionseinrichtung wenigstens teilweise entleert wird. Ein schleichender Austritt von Kraftstoff an den Injektoren wird geringer oder kann sogar verhindert werden, wenn die Menge des Kraftstoffs in der Injektionseinrichtung verringert wird. Eine ungewollte Überfettung beim Warmstart oder eine zwangsweise Überfettung beim Kaltstart bis hin zu einer Benetzung einer Zündkerze kann vermieden werden. Insbesondere gilt dies für mit Flüssiggas (LPG – liquid petrol gas) oder komprimiertem Erdgas (CNG – compressed natural gas) betriebene Ottomotoren, die mit einer Injektionseinrichtung in Form eines Common-Rail-Systems oder als Direkteinspritzer betrieben werden.
In einer ersten günstigen Ausgestaltung fördert eine Kraftstoffförderpumpe den Kraftstoff entgegen ihrer Förderrichtung im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung. Vorzugsweise wird die Kraftstoffförderpumpe mit umgekehrter Drehrichtung betrieben. In einer günstigen Ausgestaltung erfolgt eine Förderung des Kraftstoffs in Umkehrrichtung mittels eines Umschaltventils, insbesondere eines in die Kraftstoffförderpumpe integrierten Umschaltventils. Das Rail des Common-Rail-Systems wird wenigstens so teilevakuiert, dass eine mögliche schleichende Austrittsmenge des Kraftstoffs herabgesetzt ist.
In einer günstigen Ausgestaltung werden zum wenigstens teilweise Entleeren der Injektionseinrichtung die Injektoren geöffnet. Das Rail kann vollständig entleert werden. Besonders günstig ist dies für gasbetriebene Verbrennungsmotoren, die definitionsgemäß in einem Benzinmodus gestartet werden und bei denen vor Aktivieren des Gasbetriebs das Gas-Rail gespült wird.
In einer günstigen Ausgestaltung wird beim wenigstens teilweise Entleeren der Injektionseinrichtung eine Rücklaufleitung von der Injektionseinrichtung zu dem Tank abgesperrt. Besonders bei LPG- und CNG-Gasmotoren wird eine unerwünschte Rückströmung von Kraftstoff aus einem Tank ausgeschlossen.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffdosiereinrichtung eines Verbrennungsmotors, ist vorgesehen, dass nach dem Ausschalten der Zündung des Verbrennungsmotors der Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung im Normalbetrieb aus der Injektionseinrichtung entfernbar ist, wobei die Kraftstoffförderpumpe den Kraftstoff entgegen ihrer Förderrichtung im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung fördert.
Eine Kraftstoffförderpumpe ist vorzugsweise als Reversierpumpe ausgebildet und/oder es ist ein Umschaltventil zur Umkehr ihrer Förderrichtung vorgesehen.
Es ist zweckmäßig, ein Ventil zum Absperren einer Rücklaufleitung zwischen der Injektionseinrichtung und einem Kraftstofftank vorzusehen, um eine Rückströmung aus einem Kraftstoff beinhaltenden Tank zu vermeiden.
Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
1 vereinfacht einen schematischen Aufbau einer bevorzugten Vorrichtung mit einem Kraftstoffverteiler im Normalbetrieb;
2 die Vorrichtung aus 1 nach dem Abstellen einer Zündung eines Verbrennungsmotors.
1 zeigt zur Veranschaulichung der Erfindung einen schematischen Aufbau einer bevorzugten Vorrichtung mit einem Kraftstoffverteiler, z. B. einem Common-Rail-System, als Kraftstoffdosiereinrichtung 10 im Normalbetrieb. Kraftstoff, insbesondere Flüssiggas oder komprimiertes Erdgas wird mittels einer Kraftstoffförderpumpe 15, die als Reversierpumpe ausgebildet ist (2), aus einem Tank 16 über eine Kraftstoffleitung 17 und eine Hochdruckleitung 18 der Kraftstoffdosiereinrichtung 10 zugeführt und von dort in ein Saugrohr bzw. einen Brennraum eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors eingespritzt.
Die Kraftstoffdosiereinrichtung 10 umfasst einen gemeinsamen, unter Druck stehende Kraftstoffverteiler mit einem Rail 11 (Common Rail) sowie Injektoren 12, denen über eine Kraftstoffleitung 13 unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt wird. Über eine Rücklaufleitung 14 wird nicht benötigter Kraftstoff aus dem Rail 11 und den Injektoren 12 zum Tank 16 zurückgeführt. Ein Ventil 19 ist zum Absperren der Rückführleitung 14 in dieser Rückführleitung 14 bei gasförmigen Kraftstoffen vorgesehen. Die jeweilige Förderrichtung 20 des Kraftstoffs bzw. des nicht benötigten Kraftstoffs ist durch Pfeile in den Kraftstoffleitungen 17, 18 bzw. 14 angegeben.
Nach dem Ausschalten einer Zündung des Verbrennungsmotors wird, wie aus 2 ersichtlich, die Drehrichtung der Kraftstoffförderpumpe 15 umgekehrt und der Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung 20 im Normalbetrieb aus der Injektionseinrichtung 10 wenigstens teilweise entfernt und der Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung 20 im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung 21 zum Tank 16 gefördert.
Darüber hinaus können die Injektoren 12 geöffnet und das Rail 11 weitgehend von Kraftstoff entleert werden. Die Kraftstoffleitung 14 kann zwischen der Injektionseinrichtung 10 und dem Tank 16 abgesperrt werden, um ein Rückströmen von gasförmigem Kraftstoff aus dem Tank 16 zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

10: Einspritzanordnung
11: Kraftstoffverteiler
12: Injektor
13: Kraftstoffleitung
14: Rücklaufleitung
15: Kraftstoffpumpe
16: Tank
17: Kraftstoffleitung
18: Hochdruckleitung
19: Ventil
20: Förderrichtung
21: Umkehrrichtung

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffdosiersystems, mit einer Injektionseinrichtung (10) für Kraftstoff, insbesondere von Kraftstoff auf der Basis eines verflüssigten oder komprimierten Gases, zum direkten oder indirekten Einspritzen des Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor mittels Injektoren (12), wobei der Kraftstoff durch eine Kraftstoffförderpumpe (15) von einem Tank zur Injektionseinrichtung (10) gefördert wird, wobei nach dem Ausschalten der Zündung des Verbrennungsmotors der Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung (20) im Normalbetrieb aus der Injektionseinrichtung (10) wenigstens teilweise entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum wenigstens teilweisen Entfernen des Kraftstoffs aus der Injektionseinrichtung (10) die Kraftstoffförderpumpe (15) den Kraftstoff entgegen ihrer Förderrichtung (20) im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung (21) fördert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffförderpumpe (15) mit umgekehrter Drehrichtung betrieben wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Förderung des Kraftstoffs in Umkehrrichtung (21) mittels eines Umschaltventils erfolgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum weitgehend vollständigen Entleeren der Injektionseinrichtung (10) die Injektoren (12) geöffnet werden
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim wenigstens teilweise Entleeren der Injektionseinrichtung (10) eine Rücklaufleitung (14) von der Injektionseinrichtung (10) zu dem Tank (16) abgesperrt wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines Kraftstoffdosiersystems, mit einer Injektionseinrichtung (10) für Kraftstoff, insbesondere von Kraftstoff auf der Basis eines verflüssigten oder komprimierten Gases, zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Verbrennungsmotor mittels Injektoren (12), wobei eine Kraftstoffförderpumpe (15) zum Fördern des Kraftstoffs von einem Tank (16) zur Injektionseinrichtung (10) vorgesehen ist, wobei nach dem Ausschalten der Zündung des Verbrennungsmotors der Kraftstoff entgegen seiner Förderrichtung (20) im Normalbetrieb aus der Injektionseinrichtung (10) wenigstens teilweise entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum wenigstens teilweisen Entfernen des Kraftstoffs aus der Injektionseinrichtung (10) die Kraftstoffförderpumpe (15) den Kraftstoff entgegen ihrer Förderrichtung (20) im Normalbetrieb in eine Umkehrrichtung (21) fördert.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffförderpumpe (15) als Reversierpumpe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffförderpumpe (15) ein Umschaltventil zur Umkehr ihrer Förderrichtung (20) im Normalbetrieb aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (19) zum Absperren einer Rücklaufleitung (14) zwischen der Injektionseinrichtung (10) und einem Kraftstofftank (16) vorgesehen ist.