DE102007030224A1 - Fuel pump, particularly for fuel system of internal combustion engine, has two valve units, which are coupled with each other that movement of former valve unit in opening direction produces closing movement of latter valve unit - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten Ventileinrichtung, die zwischen einem Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich der Kraftstoffpumpe angeordnet ist, und einer zweiten Ventileinrichtung, die in Strömungsrichtung vor einem Einlass einer Pumpvorrichtung zur Kraftstoffförderung vom Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich angeordnet ist.The The invention relates to a fuel pump, in particular for a fuel system of an internal combustion engine, with a first Valve device between a high pressure area and a Low pressure region of the fuel pump is arranged, and a second valve device, which in the flow direction an inlet of a pumping device for fuel delivery is arranged from the low pressure area in the high pressure area.
Aus
der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, zu schaffen, bei deren Betrieb ein im Hochdruckbereich herrschender Druck einen möglichst konstanten Wert aufweist und insbesondere nach oben begrenzt ist, und die dennoch einfach und kostengünstig herstellbar ist.task The invention is a fuel pump, in particular for to provide a fuel system of an internal combustion engine their operation a pressure prevailing in the high pressure area as possible has constant value and in particular is limited to the top, and yet easy and inexpensive to produce.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Für die Erfindung wichtige Merkmale gehen ferner aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die Merkmale allein oder in unterschiedlichen Kombinationen wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.These Task is achieved by a fuel pump with the features of the claim 1 solved. Features important to the invention Further, from the following description and the drawing the characteristics being important alone or in different combinations can be without explicit reference.
Bei der Realisierung der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe braucht insbesondere für die zweite Ventileinrichtung keine elektromagnetische Betätigungseinrichtung vorgesehen zu werden, weil die zweite Ventileinrichtung von der ersten Ventileinrichtung betätigt wird. Die erste Ventileinrichtung wird ferner vorzugsweise hydraulisch betätigt (beispielsweise, wenn Sie als einfaches Überdruckventil ausgebildet ist), so dass die ganze Einrichtung ganz ohne eine elektrische Betätigungseinrichtung realisiert werden kann. Es kann also eine "Selbstregelung" mit integrierter Druckbegrenzungsfunktion geschaffen werden.at the realization of the fuel pump according to the invention needs no particular for the second valve device provided electromagnetic actuator be because the second valve means of the first valve means is pressed. The first valve device is further preferably hydraulically actuated (for example, if It is designed as a simple pressure relief valve), so that the whole device completely without an electrical actuator can be realized. So it can be a "self-regulation" with integrated Pressure limiting function are created.
Dadurch dass eine bei bekannten Kraftstoffpumpen vorhandene elektromagnetische Betätigungseinrichtung, die üblicherweise eine Magnetspule und einen Magnetanker umfasst, entfällt, baut die Kraftstoffpumpe besonders klein und kostengünstig. Ferner kann auf eine aufwändige Ansteuerung verzichtet werden. Somit wird bei der Realisierung der Erfindung nicht nur die Kraftstoffpumpe selbst verbessert, sondern darüber hinaus werden im Kraftfahrzeug vorhandene Steuer- oder Regeleinrichtungen bzw. entsprechende Steuer- oder Regelverfahren vereinfacht, was zu weiteren Kostenersparnissen führt. Schließlich wird ein für den Betrieb bekannter Kraftstoffpumpen erforderlicher Drucksensor im Hochdruckbereich entbehrlich.Thereby that in existing fuel pumps existing electromagnetic Actuator, usually a Magnetic coil and a magnet armature includes, eliminates, builds the Fuel pump particularly small and inexpensive. Further can be dispensed with a complex control. Thus, in the realization of the invention, not only the fuel pump itself be improved, but beyond that in the motor vehicle existing control or regulation facilities or corresponding tax or simplified control procedures, resulting in further cost savings leads. Finally, a well-known for the operation Fuel pumps required pressure sensor in the high pressure range dispensable.
Hierbei ist besonders bevorzugt, dass die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung so aufeinander abgestimmt sind, dass die erste Ventileinrichtung vollständig geschlossen und die zweite Ventileinrichtung vollständig geöffnet ist, wenn ein Druck im Hochdruckbereich geringer ist als ein Minimaldruck. Bei geringem Druck im Hochdruckbereich, der beispielsweise beim Anlauf der Kraftstoffpumpe auftritt, ist die pro Zeiteinheit vom Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich geförderte Kraftstoffmenge (Förderrate) aufgrund dieser Stellung der beiden Ventileinrichtungen besonders hoch, sodass sich im Hochdruckbereich schnell ein für den Betrieb einer Brennkraftmaschine hinreichend hoher Druck aufbaut.in this connection It is particularly preferred that the first valve device and the second valve device are coordinated with each other so that the first valve means completely closed and the second Valve device is fully open when a Pressure in the high pressure range is less than a minimum pressure. at low pressure in the high pressure area, for example, during startup the fuel pump occurs is the per unit time of the low pressure area amount of fuel delivered in the high pressure area (delivery rate) especially due to this position of the two valve devices high, so that in the high pressure area quickly one for the operation an engine sufficiently high pressure builds up.
Es ist weiter bevorzugt, dass die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung so aufeinander abgestimmt sind, dass bei einem Druck im Hochdruckbereich oberhalb des Minimaldrucks ein Öffnungsgrad der zweiten Ventileinrichtung umso geringer ist, je höher der Druck im Hochdruckbereich ist. Dadurch wird auf einfache Weise eine Stetigregelung des Drucks im Hochdruckbereich bereitgestellt. Denn bei einem geringen Druck fördert die Kraftstoffpumpe aufgrund der relativ weit geöffneten zweiten Ventileinrichtung eine große Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit in den Hochdruckbereich, so dass der Druck im Hochdruckbereich zunimmt. Da bei zunehmendem Druck die zweite Ventileinrichtung nach und nach geschlossen wird, wird die Förderrate der Kraftstoffpumpe nach und nach reduziert. Wird ein bestimmter Maximaldruck im Hochdruckbereich erreicht, dann schließt die zweite Ventileinrichtung vollständig, sodass die Förderrate den Wert von Null zumindest annähernd erreicht. Wird beim Betrieb einer Brennkraftmaschine dem Hochdruckbereich der Kraftstoffpumpe eine bestimmte Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit entnommen (etwa zur Einspritzung in Brennräume der Brennkraftmaschine), so stellt sich im Idealfall der Öffnungsgrad der zweiten Ventileinrichtung so ein, dass die Förderrate der Kraftstoffpumpe gerade der dem Hochdruckbereich pro Zeiteinheit entnommenen Kraftstoffmenge entspricht. Der Druck im Hochdruckbereich bleibt dadurch mindestens in etwa konstant.It is further preferred that the first valve means and the second Valve device are coordinated so that at a Pressure in the high pressure area above the minimum pressure an opening degree the lower the second valve device, the higher the higher the pressure in the high pressure area is. This will be easy provided a continuous regulation of the pressure in the high pressure area. Because at a low pressure, the fuel pump promotes due the relatively wide open second valve means a large amount of fuel per unit of time in the high pressure area, so that the pressure in the high pressure area increases. As with increasing Pressure the second valve device is gradually closed, the delivery rate of the fuel pump is gradually reduced. If a certain maximum pressure in the high pressure range is reached, then completely closes the second valve device, so that the delivery rate is at least approximately zero reached. During operation of an internal combustion engine, the high pressure area the fuel pump a certain amount of fuel per unit time taken (about for injection into combustion chambers of the internal combustion engine), so ideally opens the opening degree of the second Valve device so that the delivery rate of the fuel pump just the amount of fuel taken from the high pressure area per unit time equivalent. The pressure in the high pressure range remains at least approximately constant.
Ferner ist bevorzugt, dass die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung so aufeinander abgestimmt sind, dass beim Erreichen oder Überschreiten eines Maximaldrucks im Hochdruckbereich die erste Ventileinrichtung geöffnet und die zweite Ventileinrichtung geschlossen wird. Auf diese Weise wird eine Druckbegrenzungsfunktion bereitgestellt, die ein Ansteigen des Drucks im Hochdruckbereich auf einen Wert, der deutlich über dem Maximaldruck liegt, vermeidet. Diese Druckbegrenzungsfunktion arbeitet besonders zuverlässig, da sie zwei parallele Maßnahmen umfasst: nicht nur wird durch das Schließen der zweiten Ventileinrichtung die Förderrate der Kraftstoffpumpe stark reduziert oder die Förderung der Kraftstoffpumpe vollständig unterbunden, sondern durch das Öffnen der ersten Ventileinrichtung wird auch ein Rückfluss des Kraftstoffs vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich herbeigeführt.Furthermore, it is preferred that the first valve device and the second valve device aufeinan so are tuned that when reaching or exceeding a maximum pressure in the high pressure region, the first valve means open and the second valve means is closed. In this way, a pressure limiting function is provided, which avoids an increase in the pressure in the high pressure region to a value which is well above the maximum pressure. This pressure limiting function works particularly reliable, since it comprises two parallel measures: not only is closed by the closing of the second valve means, the delivery rate of the fuel pump greatly or completely prevented the promotion of the fuel pump, but by the opening of the first valve means is also a return flow of the fuel from High pressure range brought into the low pressure range.
Es kann vorgesehen werden, dass zwischen dem Hochdruckbereich und der ersten Ventileinrichtung eine Drossel angeordnet ist. Dadurch können störende Auswirkungen von Druckpulsationen im Hochdruckbereich auf das Regelverhalten der Kraftstoffpumpe gemindert werden.It can be provided that between the high pressure area and the first valve means a throttle is arranged. This can be annoying Effects of pressure pulsations in the high-pressure range on the control behavior the fuel pump be reduced.
Außerdem kann vorgesehen werden, dass die erste und die zweite Ventileinrichtung in einem gemeinsamen zylinderartigen Gehäuse angeordnet sind. Eine die beiden Ventileinrichtungen umfassende Baugruppe, die auch als "Zumesseinheit" bezeichnet wird, kann besonders einfach, kostengünstig und kompakt realisiert werden. Auch ist so eine einfache Koppelung der beiden Ventileinrichtungen möglich, da die beiden Ventileinrichtungen nahe zu einander angeordnet werden können.Furthermore it can be provided that the first and the second valve device are arranged in a common cylinder-like housing. An assembly comprising the two valve devices, which also referred to as "metering unit" can be particularly simple, inexpensive and be realized compact. Also, such is a simple coupling the two valve devices possible because the two valve devices can be arranged close to each other.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass die erste Ventileinrichtung als ein Schieberventil mit einer Gehäusebuchse und einem bolzenförmigen Ventilelement ausgebildet ist, wobei die Gehäusebuchse im gemeinsamen Gehäuse fest gehalten, vorzugsweise verpresst ist. Auf diese Weise lässt sich die erste Ventileinrichtung besonders kompakt und mit einer geringen Teilezahl realisieren.in this connection can be provided that the first valve means as a Slide valve with a housing bush and a bolt-shaped Valve element is formed, wherein the housing bush in the common housing firmly held, preferably pressed is. In this way, the first valve device can be very compact and with a small number of parts.
Des Weiteren kann vorgesehen werden, dass die Gehäusebuchse einen Befestigungsbund aufweist, der axial vom bolzenförmigen Ventilelement entfernt angeordnet ist. Der Befestigungsbund hält nicht nur die Gehäusebuchse im zylinderartigen Gehäuse fest, sondern schließt die gesamte Zumesseinheit auch zur Hochdruckseite hin ab. Durch den axialen Abstand bleibt beim Verpressen die Führung des Ventilelements unbeeinflusst.Of Furthermore, it can be provided that the housing bushing has a mounting collar, the axial of the bolt-shaped Valve element is located away. The mounting collar does not hold only the housing socket in the cylinder-like housing fixed, but also closes the entire metering unit High pressure side down. Due to the axial distance remains during the pressing the leadership of the valve element unaffected.
Es ist außerdem bevorzugt, dass das bolzenförmige Ventilelement an einem Ende vom Druck im Hochdruckbereich und am anderen Ende von einem Ventilelement der zweiten Ventileinrichtung beaufschlagt wird. Dies ermöglicht einerseits eine einfache Betätigung des Ventilelements der ersten Ventileinrichtung in Abhängigkeit vom im Hochdruckbereich herrschenden Druck. Andererseits wird dadurch auf besonders einfache Weise die erfindungsgemäße Kopplung der beiden Ventileinrichtungen bewirkt, denn eine Bewegung des bolzenförmigen Ventilelements der ersten Ventileinrichtung führt unmittelbar zu einer entsprechenden Bewegung des Ventilelements der zweiten Ventileinrichtung. Die Öffnungsrichtung der ersten Ventileinrichtung entspricht dabei vorzugsweise der Schließrichtung der zweiten Ventileinrichtung, weil dadurch die oben beschriebene Art der Koppelung der beiden Ventileinrichtung besonders einfach bewerkstelligbar ist, beispielsweise durch eine lineare Anordnung.It is also preferred that the bolt-shaped Valve element at one end of the pressure in the high pressure area and on other end of a valve element of the second valve device is charged. This allows on the one hand a simple operation the valve element of the first valve device in dependence from the pressure prevailing in the high pressure area. On the other hand, it will in a particularly simple manner, the coupling according to the invention the two valve devices causes, because a movement of the bolt-shaped Valve element of the first valve device leads directly to a corresponding movement of the valve element of the second valve device. The opening direction of the first valve device corresponds preferably the closing direction of the second valve device, because thereby the above-described type of coupling of the two Valve device is particularly easy to accomplish, for example by a linear arrangement.
Es kann vorgesehen werden, dass die zwischen dem Hochdruckbereich und der ersten Ventileinrichtung angeordnete Drossel durch eine Engstelle im Einlassbereich der Gehäusebuchse gebildet ist. Dadurch kann die Drossel mit geringem Aufwand in die Zumesseinheit integriert und somit platzsparend realisiert werden.It can be provided that between the high pressure area and the first valve means arranged throttle through a constriction is formed in the inlet region of the housing socket. Thereby The throttle can be integrated into the metering unit with little effort and thus be realized in a space-saving manner.
Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Ventileinrichtung als Schieberventil mit einem federbelasteten kolbenartigen Ventilelement ausgebildet ist. Ein solches arbeitet funktionssicher und kann kostengünstig realisiert werden. Die Feder wird vorzugsweise so ausgewählt, dass die zweite Ventileinrichtung beim Unterschreiten des Minimaldrucks im Hochdruckbereich vollständig geöffnet ist. Es kann vorgesehen werden, dass die Feder eine geringe Federsteifigkeit aufweist, so dass der im Hochdruckbereich herrschende Druck möglichst unabhängig von der momentanen Fördermenge, also dem Öffnungsgrad der zweiten Ventileinrichtung, der Kraftstoffpumpe ist. Durch die Wahl der Federvorspannung und/oder der Druckfläche des Ventilelements der ersten Ventileinrichtung kann ein gewünschter Druck im Hochdruckbereich eingestellt werden.Further It is preferred that the second valve device as a slide valve formed with a spring-loaded piston-like valve element is. Such works reliably and can be cost-effective will be realized. The spring is preferably selected that the second valve device falls below the minimum pressure is fully open in the high pressure area. It can be provided that the spring has a low spring stiffness has, so that the pressure prevailing in the high pressure area as possible regardless of the current flow rate, ie the opening degree of the second valve means, the fuel pump is. By choosing the spring preload and / or the pressure surface the valve element of the first valve device may be a desired Pressure in the high pressure range can be adjusted.
Das kolbenartigen Ventilelement der zweiten Ventileinrichtung und das bolzenförmige Ventilelement der ersten Ventileinrichtung können einstückig miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann die Teilezahl der Kraftstoffpumpe weiter reduziert werden, so dass die Kraftstoffpumpe noch einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.The piston-like valve element of the second valve device and the bolt-shaped valve element of the first valve device can be integrally connected. In this way, the number of parts of the fuel pump can be further reduced making the fuel pump even easier and less expensive can be produced.
Es kann vorgesehen werden, dass das zylinderartige Gehäuse einen Bund und/oder ein Dichtelement zur Verbindung mit einem Gehäuse der Kraftstoffpumpe aufweist. Dies erleichtert die Integration in das Gehäuse der Kraftstoffpumpe, wodurch letztlich Kosten gespart werden und eine kompakte Gesamteinheit geschaffen wird. Da die Zumesseinheit in die Kraftstoffpumpe integriert ist, befinden sich alle Dichtstellen zwischen der Zumesseinheit und dem Rest der Kraftstoffpumpe innerhalb der Kraftstoffpumpe. Bei Undichtheiten kann kein Kraftstoff aus der Kraftstoffpumpe austreten.It can be provided that the cylinder-like housing has a collar and / or a sealing element for connection to a housing of the fuel pump. This facilitates integration into the housing of the fuel pump, which ultimately saves costs and provides a compact overall unit. Since the metering unit is integrated with the fuel pump, all the sealing points between the metering unit and the remainder of the fuel pump are inside the fuel pump. In the event of leaks, no fuel can escape from the fuel pump.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend wird eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Gleiche Elemente tragen dieselben Bezugszeichen und werden in der Regel nur einmal im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:following will be an exemplary embodiment of the present Invention with reference to the accompanying drawings closer explained. Like elements bear the same reference numerals and are usually described only once in detail. In the Drawing show in a schematic representation:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Das
in
Die
Zumesseinheit
Ein
im Pumpenzylinder
Der
Arbeitsraum
Die
erste Ventileinrichtung
An
seiner dem Nocken
Beim
Betrieb des Kraftstoffsystems
Steigt
der Druck im Hochdruckbereich
Nach
der "Zumessung" der in den Arbeitsraum
In
einem Normalbetrieb des Kraftstoffsystems
Die
Die
erste Ventileinrichtung
Im
Gehäuse
Die
erste Ventileinrichtung
In
der in den
Die
erste Ventileinrichtung
Die
Einlassöffnung
In
Die
gezeigte Ausführungsform ist also so ausgelegt, dass der
Förderstoppdruck geringer ist als der Maximaldruck. Aus
der Differenz zwischen Maximaldruck und Förderstoppdruck
ergibt sich der Druckbereich, in welchem sich die Zumesseinheit
In
einer nicht gezeigten Ausführungsform sind der Ventilschieber
Die
Der
Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der Bohrung
Zur
Verbindung der Zumesseinheit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE200710030224 DE102007030224A1 (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Fuel pump, particularly for fuel system of internal combustion engine, has two valve units, which are coupled with each other that movement of former valve unit in opening direction produces closing movement of latter valve unit |
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- 2007-06-29 DE DE200710030224 patent/DE102007030224A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20130724 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |