DE102007026671A1

DE102007026671A1 - Kraftstofffördersystem

Info

Publication number: DE102007026671A1
Application number: DE200710026671
Authority: DE
Inventors: Peter Schelhas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-11
Also published as: WO2008148598A1

Abstract

Es sind schon Kraftstofffördersysteme bekannt, mit einem Förderaggregat, das Kraftstoff über eine Druckleitung zu einer Brennkraftmaschine fördert, mit einem Rückschlagventil in der Druckleitung und einem Filter stromab des Rückschlagventils, mit einer von der Druckleitung abzweigenden Treibleitung zum Betreiben einer Saugstrahlpumpe und mit einer mit der Druckleitung strömungsverbundenen Steuerleitung zur Steuerung eines Schaltventils, das einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist, mittels dem die Saugstrahlpumpe zu- oder abschaltbar ist und der auf einer ersten Stirnseite mit dem Druck der Steuerleitung beaufschlagt ist. Nachteilig ist, dass der Volumenstrom der Treibleitung nicht feingefiltert ist, so dass der Kraftstoff im Kraftstofftank nicht wie beispielsweise in der DE 19936287 A1 allmählich durch wiederholtes "im Kreis"-Fördern von Feinpartikeln gereinigt wird. Dies kann zu erhöhtem Verschleiß am Förderaggregat, insbesondere an dem Laufrad des Förderaggregates, führen. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstofffördersystem wird der Verschleiß am Förderaggregat verringert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schaltventil (16) derart ausgebildet ist, dass der Druck der Steuerleitung (18) in vom Ventilsitz (21) abgewandter Öffnungsrichtung und der Druck der Treibleitung (11) in Schließrichtung auf den Ventilkörper (17) wirkt, wobei die Steuerleitung (18) von der Druckleitung (3) stromauf des Rückschlagventils (5) und die Treibleitung ...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstofffördersystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Kraftstofffördersystem aus der DE 10 2004 049286 A1 bekannt, mit einem Förderaggregat, das Kraftstoff über eine Druckleitung zu einer Brennkraftmaschine fördert, mit einem Rückschlagventil in der Druckleitung und einem Filter stromab des Rückschlagventils, mit einer von der Druckleitung abzweigenden Treibleitung zum Betreiben einer Saugstrahlpumpe und mit einer mit der Druckleitung strömungsverbundenen Steuerleitung zur Steuerung eines Schaltventils, das einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist, mittels dem die Saugstrahlpumpe zu- oder abschaltbar ist und der auf einer ersten Stirnseite mit dem Druck der Steuerleitung beaufschlagt ist. Nachteilig ist, dass der Volumenstrom der Treibleitung nicht feingefiltert ist, so dass der Kraftstoff im Kraftstofftank nicht wie beispielsweise in der DE 199 36 287 A1 allmählich durch wiederholtes „im Kreis"-Fördern von Feinpartikeln gereinigt wird. Dies kann zu erhöhtem Verschleiß am Förderaggregat, insbesondere an dem Laufrad des Förderaggregates, führen.
Die DE 199 36 287 A1 offenbart ein Kraftstofffördersystem mit einer vorlaufgespeisten Treibleitung, die mittels eines elektrisch schaltbaren Stellglieds absperrbar ist. Die Treibleitung zweigt von der Druckleitung stromab eines Rückschlagventils und stromab eines Filters ab. Das elektrisch schaltbare Stellglied ist vergleichsweise teuer.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Kraftstofffördersystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass der Verschleiß am Förderaggregat verringert wird, indem der Volumenstrom der Treibleitung feingefiltert ist. Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem das Schaltventil derart ausgebildet ist, dass der Druck der Steuerleitung auf den Ventilkörper in vom Ventilsitz abgewandter Öffnungsrichtung und der Druck der Treibleitung in Schließrichtung wirkt, wobei die Steuerleitung von der Druckleitung stromauf des Rückschlagventils und die Treibleitung von der Druckleitung stromab des Filters abzweigt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstofffördersystems möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Schaltventil derart ausgebildet ist, dass es bei abgeschaltetem Förderaggregat geschlossen ist. Auf diese Weise kann die Treibleitung von stromab des Rückschlagventils abzweigen und der Druck stromab des Rückschlagventils aufrecht erhalten bleiben. Da das Schaltventil bei eingeschaltetem Förderaggregat erst ab einem vorbestimmten Druck öffnet und die Saugstrahlpumpen dadurch verzögert zugeschaltet werden, wird der Druckaufbau in der Druckleitung bei Motorstart beschleunigt.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass der Ventilkörper als Differenzkolben ausgebildet ist, wobei die mit dem Druck der Steuerleitung beaufschlagte Stirnfläche größer ist als die mit dem Druck der Treibleitung beaufschlagte Stirnfläche Auf diese Weise wird ein passiv öffnendes Schaltventil erreicht, das keine elektrische Energie benötigt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ventilkörper einen mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Schliessabschnitt und einen mit dem Druck der Steuerleitung beaufschlagten Steuerabschnitt auf, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind.
Sehr vorteilhaft ist, wenn in der Steuerleitung ein zeitliches Verzögerungsglied vorgesehen ist, da auf diese Weise ein zeitlich verzögertes Öffnen des Schaltventils erreicht wird, so dass der Druckaufbau in der Druckleitung noch schneller erfolgen kann.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn eine Ventilfeder vorgesehen ist, die sich am Ventilgehäuse abstützt und den Schliessabschnitt in Richtung des Ventilsitzes drückt, da mittels der Federkraft der Druck bestimmt wird, ab dem das Schaltventil öffnet.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Zeichnung zeigt ein vereinfacht dargestelltes Kraftstofffördersystem.
Das Kraftstofffördersystem hat ein Förderaggregat 1, das Kraftstoff aus einem Speichertopf 2 ansaugt und über eine Druckleitung 3 zu einer Brennkraftmaschine 4 fördert. In der Druckleitung 3 ist ein Rückschlagventil 5 angeordnet, so dass stromab des Rückschlagventils 5 der durch das Förderaggregat 1 aufgebaute Druck auch nach Abschalten des Förderaggregates 1 aufrecht erhalten bleibt. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine 4 schneller wieder gestartet werden. Stromab des Rückschlagventils 5 ist ein Filter 8 vorgesehen, der grobe und/oder feine Partikel aus dem Kraftstoff herausfiltert.
Der Speichertopf 2 ist in einem Kraftstofftank 9 angeordnet und wird mittels einer Saugstrahlpumpe 10 mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 9 befüllt. Zum Betreiben der Saugstrahlpumpe 10 wird von der Druckleitung 3 Kraftstoff abgezweigt und über eine Treibleitung 11 der Saugstrahlpumpe 10 zugeführt. Die Saugstrahlpumpe 10 weist am Ende der Treibleitung 11 eine nicht dargestellte Düse auf, die einen Treibstrahl erzeugt, der auf bekannte Art und Weise Kraftstoff mitreißt und in den Speichertopf 2 fördert.
Die Drehzahl des Förderaggregates 1 wird in Abhängigkeit von dem Druck in der Druckleitung 3 geregelt. Dazu ist ein Drucksensor 12 vorgesehen, der den Druck in der Druckleitung 3 misst und als Regelgrösse an ein elektronisches Steuergerät 13 leitet, das die Regelung des Förderaggregates 1 übernimmt. Die Kraftstoffförderung mit Drehzahlregelung des Förderaggregates 1 wird auch als bedarfsgeregelte Kraftstoffförderung bezeichnet.
Die Saugstrahlpumpe 10 wird von einem Schaltventil 16 gesteuert. Das Schaltventil 16 dient dazu, die über die Treibleitung 11 erfolgende Kraftstoffversorgung der Saugstrahlpumpe 10 bei Motorstart erst ab einem vorbestimmten Druck einzuschalten. Dies ist erforderlich, um möglichst schnell bei oder nach einem Motorstart einen vorbestimmten Druck in der Druckleitung 3 aufzubauen. Wenn die Saugstrahlpumpe 10 bei dem Motorstart von Anfang an in Betrieb sein würde, wäre ein leistungsstärkeres Förderaggregat 1 erforderlich. Durch das zeitverzögerte Zuschalten der Saugstrahlpumpe 10 beim Starten der Brennkraftmaschine wird der vorbestimmte Druck in der Druckleitung 3 ohne eine leistungsstärkeres und teureres Förderaggregat 1 in ausreichender Zeit erreicht. Das Schaltventil 16 wird passiv, also ohne elektrische Energie, geschaltet, indem der hydraulische Druck der Druckleitung 3 beidseitig auf einen Ventilkörper 17 des Schaltventils 16 wirkt. Auf eine erste Stirnfläche 17.1 wirkt der Druck der Treibleitung 11 und auf eine zweite, gegenüberliegende Stirnfläche 17.2 des Ventilkörpers 17 wirkt der Druck einer ebenfalls von der Druckleitung 3 abzweigenden Steuerleitung 18. Abhängig vom Kräftegleichgewicht am Ventilkörper 17 ist das Schaltventil 16 entweder geöffnet oder geschlossen.
Das Schaltventil 16 hat ein Ventilgehäuse 16.1, in dem der Ventilkörper 17 beweglich gelagert ist. Der Ventilkörper 17 hat einen mit einem Ventilsitz 21 zusammenwirkenden Schliessabschnitt 22, der mit dem Druck der Treibleitung 11 beaufschlagt ist, und einen mit dem Druck der Steuerleitung 18 beaufschlagten Steuerabschnitt 23, die beide über einen Verbindungsabschnitt 24 miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist der Schliessabschnitt 22 kugelförmig und der Steuerabschnitt 23 kolbenförmig ausgeführt, wobei deren Verbindungsabschnitt 24 zylinderförmig bzw. kolbenstangenförmig ausgebildet ist. Der Steuerabschnitt 23 könnte aber auch eine eingespannte Membran sein.
Es ist eine Ventilfeder 16.2 vorgesehen, die den Ventilkörper 17 mit dem Schliessabschnitt 22 gegen den Ventilsitz 21 drückt. Von der Auslegung der Ventilfeder 16.2 ist es abhängig, ab welchem vorbestimmten Druck das Schaltventil 16 öffnet.
Erfindungsgemäß ist das Schaltventil 16 derart ausgebildet, dass der Druck der Steuerleitung 18 auf den Ventilkörper 17 in vom Ventilsitz 21 abgewandter Öffnungsrichtung und der Druck der Treibleitung 11 in Schließrichtung wirkt, wobei die Steuerleitung 18 von der Druckleitung 3 stromauf des Rückschlagventils 5 und die Treibleitung 11 von der Druckleitung 3 stromab des Filters 8 abzweigt. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Schaltventil 16 bei abgeschaltetem Förderaggregat 1 geschlossen ist und bei eingeschaltetem Förderaggregat 1 ab einem vorbestimmten Druck in der Druckleitung 3 öffnet. Da die Treibleitung 11 von der Druckleitung 3 stromab des Filters 8 abzweigt, wird der Volumenstrom der Treibleitung 11 gefiltert, so dass der Verschleiß am Förderaggregat 1 vermindert wird, da mit zunehmender Betriebszeit des Kraftstofffördersystems immer mehr Partikel aus dem Kraftstoff herausgefiltert werden und die Partikelkonzentration im Kraftstoff entsprechend abnimmt.
Der Ventilkörper 17 ist bezüglich der Fläche als Differenzkolben ausgebildet, wobei die erste Stirnfläche 17.1 kleiner als die zweite Stirnfläche 17.2 des Ventilkörpers 17.
In der Steuerleitung 18 kann ein Verzögerungsglied 27, beispielsweise eine Drossel oder ein Ventil, vorgesehen sein, das das Öffnen des Schaltventils 16 zeitlich verzögert.
Das Ventilgehäuse 16.1 hat einen Ventilkanal 28, in dem der Ventilsitz 21 ausgebildet ist und der in eine Steuerkammer 29 mündet, in der der Steuerabschnitt 23 und beispielsweise die Ventilfeder 16.2 vorgesehen ist. In dem Ventilkanal 28 ist stromauf des Ventilsitzes 21 der Schließabschnitt 22 und stromab des Ventilsitzes der Verbindungsabschnitt 24 angeordnet. Von dem Ventilkanal 28 stromab des Ventilsitzes 21 zweigt ein Ausgangskanal 30 ab, der über die Treibleitung 11 mit der Saugstrahlpumpe 10 strömungsverbunden ist. In der Treibleitung 11 stromab des Ausgangskanals 30 ist beispielsweise eine Drossel 31 vorgesehen. Die Steuerleitung 18 mündet in die Steuerkammer 29. Die Steuerkammer 29 wird von dem Steuerabschnitt 23 in einen mit dem Druck der Steuerleitung 18 beaufschlagten Raum 29.1 und in einen Raum 29.2 geteilt. Die Ventilfeder 16.2 ist in dem Raum 29.2 angeordnet. Im Raum 29.2 herrscht in etwa Atmosphärendruck. Eine aus dem Ventilkanal 28 in den Raum 29.2 eintretende Leckage wird aus dem Raum 29.2 über eine Leckageleitung 33 zurück in den Kraftstofftank 9 geführt.
Der Verbindungsabschnitt 24 weist im axialen Bereich zwischen dem Ventilsitz 22 und dem Ausgangskanal 30 einen Durchgang 34 zum Ausgangskanal 30 auf, der beispielsweise als radialer Spalt zwischen dem Ventilkanal 28 und dem Verbindungsabschnitt 24 ausgebildet ist. In axialer Richtung zwischen dem Ausgangskanal 30 und der Steuerkammer 29 ist der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 24 dem Durchmesser des Ventilkanals 28 abdichtend angepasst.
Bei eingeschaltetem Förderaggregat 1 wird der Ventilkörper 17 gegen die Kraft der Ventilfeder 16.2 und gegen die auf den Schliessabschnitt 17.1 wirkende Druckkraft in vom Ventilsitz 21 abgewandter Richtung bewegt und das Schaltventil 16 damit geöffnet. Bei abgeschaltetem Förderaggregat 1 entfällt der Druck in der Steuerkammer 29.1, so dass der Ventilkörper 17 durch die Kraft der Ventilfeder 16.2 und die auf den Schliessabschnitt 17.1 wirkende Druckkraft an den Ventilsitz 21 gedrückt und das Schaltventil 16 damit geschlossen wird.
Von der Druckleitung 3 zweigt stromab des Rückschlagventils 5 eine Druckentlastungsleitung 36 mit einem Druckentlastungsventil 37 ab. Das Druckentlastungsventil 37 verhindert, dass der Druck in der Druckleitung 3 einen vorbestimmten Druck überschreitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004049286 A1 [0001]
- DE 19936287 A1 [0001, 0002]

Claims

Kraftstofffördersystem mit einem Förderaggregat, das Kraftstoff über eine Druckleitung zu einer Brennkraftmaschine fördert, mit einem Rückschlagventil in der Druckleitung und einem Filter stromab des Rückschlagventils, mit einer von der Druckleitung abzweigenden Treibleitung zum Betreiben einer Saugstrahlpumpe und mit einer mit der Druckleitung strömungsverbundenen Steuerleitung zur Steuerung eines Schaltventils, das einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist, mittels dem die Saugstrahlpumpe zu- oder abschaltbar ist und der auf einer ersten Stirnseite mit dem Druck der Steuerleitung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (16) derart ausgebildet ist, dass der Druck der Steuerleitung (18) in vom Ventilsitz (21) abgewandter Öffnungsrichtung und der Druck der Treibleitung (11) in Schließrichtung auf den Ventilkörper (17) wirkt, wobei die Steuerleitung (18) von der Druckleitung (3) stromauf des Rückschlagventils (5) und die Treibleitung (11) von der Druckleitung (3) stromab des Filters (8) abzweigt.
Kraftstofffördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (16) derart ausgebildet ist, dass es bei abgeschaltetem Förderaggregat (1) geschlossen ist und bei eingeschaltetem Förderaggregat (1) ab einem vorbestimmten Druck öffnet.
Kraftstofffördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (17) als Differenzkolben ausgebildet ist, wobei die mit dem Druck der Steuerleitung (18) beaufschlagte Stirnfläche (17.2) größer ist als die mit dem Druck der Treibleitung (11) beaufschlagte Stirnfläche (17.1).
Kraftstofffördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (17) einen mit dem Ventilsitz (21) zusammenwirkenden Schliessabschnitt (22) und einen mit dem Druck der Steuerleitung (18) beaufschlagten Steuerabschnitt (23) aufweist, die über einen Verbindungsabschnitt (24) miteinander verbunden sind.
Kraftstofffördersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilfeder (16.2) vorgesehen ist, die sich am Ventilgehäuse (16.1) abstützt und den Schliessabschnitt (22) in Richtung des Ventilsitzes (21) drückt.
Kraftstofffördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerleitung (18) ein Verzögerungsglied (27) vorgesehen ist.