DE102008042075A1

DE102008042075A1 - Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102008042075A1
Application number: DE102008042075A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-03-18
Also published as: WO2010028887A1; EP2337945A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine Hochdruck-Radialkolbenpumpe (1) mit einer darin aufgenommenen und um eine Achse rotierenden Antriebswelle (2) mit einem in radialer Richtung vorstehenden Nocken oder Exzenter (3), mit dem zumindest ein in einem Zylinder (4) aufgenommene Kolben (5) in Eingriff stehen, die durch den Nocken oder Exzenter (3) aufeinanderfolgend in radialer Richtung verschiebbar sind. An der von der Verbrennungskraftmaschine abgewandten Seite der Hochdruck-Radialkolbenpumpe (1) ist eine Niederdruckeinheit (6) und daran eine Zahnradpumpe (7) befestigt, wobei die Niederdruckeinheit (6) die niederdruckseitigen Verbindungsleitungen und Anschlüsse der Hochdruck-Radialkolbenpumpe (1) der Zahnradpumpe (7) umfasst sowie des Vorlaufs (10) und des Rücklaufs (11) der Kraftstoffversorgung.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Eine solche Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine ist aus der DE 102 47 142 A1 bekannt. Sie ist zwischen einer Kraftstoffzuführung und einem Hochdruckspeicher, auch Common-Rail genannt, angeordnet, an den die einzelnen Einspritzdüsen der Verbrennungskraftmaschine angeschlossen sind. Für einen ordnungsgemäßen und sparsamen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ist es erforderlich, zahlreiche Anschlüsse und Hilfseinrichtungen zur Verfügung zu haben, die miteinander und mit der Ver brennungskraftmaschine und dem Kraftstofftank verbunden werden müssen. Der Montageaufwand ist dementsprechend hoch. Häufig sind die Platzverhältnisse im Motorraum eines Kraftfahrzeuges sehr beengt, was es schwierig macht, die nötigen Leitungen und Hilfseinrichtungen zufriedenstellend zu platzieren und zu montieren.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass sie eine modulartige Einbaueinheit bildet, die platzsparend und in funktionsfähiger Form montierbar ist, ohne dass es der gesonderten Montage von Hilfseinrichtungen oder der Verlegung von niederdruckseitigen Versorgungsleitungen bedarf. Die Niederdruckeinheit lässt sich auf Grund ihrer quaderförmigen Gestalt und der geringen Druckbelastung aus einem leicht bearbeitbaren Werkstoff herstellen auf allen Seiten leicht bearbeiten und demgemäss sehr einfach mit allen notwendigen Bohrungen und Anschlüssen versehen.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochdruck-Radialkolbenpumpe angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird der Vorteil erhalten, dass die für die Entlüftung und/oder Überdruckableitung der Zahnradpumpe keine separaten Leitungen und/oder Anschlüsse benötigt werden.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass sich die Montage des recht komplizierten Entlüftungs- und Überdruckventils stark vereinfacht. Es ist insbesondere nur erforderlich, die entsprechenden Module in Passbohrungen eines daran angepassten Profils einzufügen und die Bohrungen nachfolgend nach außen zu verschließen, beispielsweise durch darin eingesetzte Verschlussschrauben oder -stopfen.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ist es vereinfacht möglich, ein Kraftstofffilter in die Vorrichtung zu integrieren oder daran anzuschließen. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 wird die Möglichkeit vereinfacht, ein Zumessventil mit anzuschließen. Zumessventile haben den Zweck, das von der Hochdruck-Radialkolbenpumpe in den Hochdruckspeicher eingespeiste Kraftstoffvolumen an den tatsächlichen Bedarf anzupassen. Dieser wird maßgeblich durch die Lage des Betriebsbereiches bestimmt, in dem sich die Verbrennungskraftmaschine befindet. Beispielsweise im Leerlauf wird erheblich weniger Kraftstoff benötigt als im Volllastbereich. Demgemäss wird das der Hochdruck-Radialkolbenpumpe zum Beispiel im Leerlauf zugeführte Kraftstoffvolumen von dem Zumessventil entsprechend reduziert und vermieden, dass große Überschüsse an Kraftstoff auf einen hohen Druck von gegebenenfalls mehr als 2.000 bar verdichtet und anschließend ungenutzt in den Kraftstofftank entspannt werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine in längsgeschnittener Darstellung.
2 eine Niederdruckeinheit gemäß 1 in quergeschnittener Darstellung.
3 eine Niederdruckeinheit gemäß 2 in quergeschnittener Darstellung, die nur noch durch eine Leitung mit dem Kraftstofftank verbunden ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
Übereinstimmende Bezugszeichen bezeichnen in allen Zeichnungen übereinstimmende Gegenstände.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine in längsgeschnittener Darstellung. Sie umfasst eine Hochdruck- Radialkolbenpumpe 1, die regelmäßig so montiert wird, dass das vorstehende Ende in das Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine hineinragt und von einem rotierenden Teil der Verbrennungskraftmschine in eine Rotationsbewegung versetzbar ist. Im allgemeinen ist die Verbrennungskraftmaschine und das Gehäuse 18 der Hochdruck-Radialkolbenpumpe durch eine Flanschverbindung lösbar verschraubt.
Das Gehäuse 18 der Hochdruck-Radialkolbenpumpe umfasst eine darin aufgenommene und um eine Achse rotierende Antriebswelle 2 mit einem in radialer Richtung vorstehenden Nocken oder Exzenter 3, mit dem zumindest ein in einem Zylinder 4 aufgenommener Kolben 5 in Eingriff steht, der durch den Nocken oder Exzenter 3 aufeinanderfolgend in radialer Richtung hin- und herverschiebbar ist. Die Antriebswelle 2 ist durch Gleitlager in dem Gehäuse 18 rotierbar gelagert.
Der Zylinder 4 bildet einen Bestandteil eines mit dem Gehäuse 18 verschraubten Zylinderkopfes 19. In diesem ist ein Pumpenraum 20 enthalten, der einen Bestandteil des Zylinders 4 bildet und von der Stirnseite des darin hin- und her verschiebbaren Kolbens 5 begrenzt ist.
In den Pumpenraum 20 mündet die Sauleitung 24 der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1, die durch ein Saugventil 21 gegen eine Rückströmung des Kraftstoffes gesichert ist, sowie eine Hochdruckleitung 22, die mit dem Hochdruckspeicher oder Common-Rail verbunden und durch ein Hochdruckventil 22 nur in Richtung des Hochdruckspeichers durchströmbar ist.
An der von der Verbrennungskraftmaschine 1 abgewandten Seite der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 ist eine Niederdruckeinheit 6 und daran eine Zahnradpumpe 7 befestigt.
2 zeigt den inneren Aufbau der Niederdruckeinheit 6. Diese enthält die niederdruckseitigen Anschlüsse 24, 25 der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 umfasst sowie des Vorlaufs 8 und Rücklaufs 9 der Zahnradpumpe 7 und des Vorlaufs 10 und des Rücklaufs 11 der Kraftstoffversorgung. Ein dem Rücklauf 11 vorgeschaltetes Kraftstoffüberlaufventil 28 regelt den Vordruck der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1.
Die Niederdruckeinheit 6 lässt sich auf Grund ihrer quaderförmigen Gestalt auf allen Seiten bearbeiten und dadurch besonders leicht mit allen notwendigen Bohrungen und Anschlüssen versehen. Sie besteht bevorzugt aus einem einfach formbaren und gegebenenfalls spanabhebend bearbeitbaren Werkstoff, beispielsweise aus Stahl oder Alumium. Extern verlegte Leitungen können dadurch weitgeghend vermieden und durch interne und gegebenenfalls einander durchschneidende Bohrungen ersetzt sein. Außenseitige Mündungen von Bohrungen, die nicht benötigt werden, lassen sich dabei sehr einfach durch in die Mündungen eingepresste Dichtstopfen dauerhaft verschließen, beispielsweise durch mit Übermaß erzeugte Kugeln 26 aus gehärtetem Stahl, die in die Mündungen der Bohrungen eingepresst sind. Die Mündungen können natürlich auch mit einem Innengewinde versehen sein, in das eine Dichtschraube 27 dichtend eingeschraubt ist.
Durch ihre kompakte Bauweise kann die Vorrichtung als in sich geschlossener Modul sehr leicht und platzsparend in den Zwischenraum des Gehäuses der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 und der Zahrandpumpe 7 montiert und in Betrieb genommen werden. Im Extremfall ist es nur noch erforderlich, die Vorrichtung durch eine einzige Niederdruckleitung mit dem Kraftstofftrank und durch eine einzige Hochdruckleitung mit dem Hochdrucksammler zu verbinden. Die Niederdruckeinheit 6 enthält ein Entlüftungsventil 12 sowie ein Überdruckventil 13, durch das sichergestellt ist, dass die Zahnrandpumpe 7 nicht überlastet wird und dass der der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 zugeführte Kraftstoff immer einen bestimmten Duck von max. 6 bar hat.
Das aus der Zahnradpumpe 7 über den Rücklauf 9 in die Niederdruckeinheit 6 eintretende Kraftstoffvolumen wird in dem Überdruckventil 13 auf den erwünschten Druck eingestellt, nachfolgend durch das Entlüftungsventil 12 entgast und einem externen Kraftstofffilter zugeführt. Die Niederdruckeinheit 6 enthält dazu einen Vorlaufanschluss 14 und einen Rücklaufanschluss 15 für den Anschluss des externen und nicht dargestellten Kraftstofffilters. Hierdurch wird sichergestellt, dass der der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 zugeführte Kraftstoff völlig frei von Schwebstoffen und Gasen ist, die dazu führen können, dass sich Funktionsbeeinträchtigungen der Einspritzdüsen oder anderer Teile ergeben. Die Verwendung eines externen Kraftstofffilters hat dabei den Vorteil, dass ein werkzeugloser Austausch des Kraftstofffilters im Rahmen der Wartungsintervalle eines Kraftfahrzeuges möglich und dauerhaft eine zuverlässige Funktion der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet ist. Die Verwendung eines internen Kraftstofffilters in der Niederdruckeinheit 6 ist dadurch nicht ausgeschlossen. Das Überdruckventil 13 und das Entlüftungsventil 12 sind ist durch eine Bohrung 23 mit der Ansaugleitung 10 des Kraftstofftanks verbunden. Nicht benötigte Kraftstoffmengen und entweichende Gase werden dadurch in den Kraftstofftank abgeleitet.
Das Überdruckventil 13 und das Entlüftungsventil 12 sind beide in funktionsfähigen Modulen enthalten, die in Bohrungen der Niederdruckeinheit 6 dichtend eingepresst sind. Beide Module sind vorgefertigt. Ihr Einbau und Ihre Verwendung erfordern daher keine spezielle Sachkenntnis oder Justierung. Der Rücklaufanschluss 15 des Kraftstofffilters ist mit dem Anschluss 17 des nicht dargestellten Zumessventils verbunden. Dieses regelt die der Hochdruck-Radialkolbenpumpe zugeführte Kraftstoffmenge auf das von der Verbrennungskraftmaschine jeweils benötigte Niveau ein. Überschüssige Mengen werden über das Zumessventil und die in der Niederdruckeinheit 6 enthaltene Nullförderdrossel 16 zurück in den Kraftstofftank geleitet.
Die benötigten Kraftstoffmengen werden der Ansaugöffnung 18 der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 zugeführt und über das Ansaugventil 21 (1) in den Pumpenraum 20 eingespeist, darin verdichtet und unter hohem Druck über das Hochdruckventil 22 ausgestoßen und in den Hochduckspeicher überführt. Der Rücklauf 25 der Hochdruck-Radialkolbenpumpe 1 ist mit dem Kraftstofftank verbunden.
3 zeigt eine Niederdruckeinheit 6 ähnlich der Bauform nach 2 in quergeschnittener Darstellung, die nur noch durch eine Leitung mit dem Kraftstofftank verbunden und dadurch besonders einfach zu montieren ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10247142 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine Hochdruck-Radialkolbenpumpe (1) mit einer darin aufgenommenen und um eine Achse rotierenden Antriebswelle (2) mit einem in radialer Richtung vorstehenden Nocken oder Exzenter (3), mit dem zumindest ein in einem Zylinder (4) aufgenommene Kolben (5) in Eingriff stehen, die durch den Nocken oder Exzenter (3) aufeinanderfolgend in radialer Richtung verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der von der Verbrennungskraftmaschine abgewandten Seite des Hochdruck-Radialkolbenpumpe (1) eine Niederdruckeinheit (6) und daran eine Zahnradpumpe (7) befestigt ist, dass die Niederdruckeinheit (6) die niederdruckseitigen Anschlüsse (24, 25) der Hochdruck-Radialkolbenpumpe (1) umfasst, die Anschlüsse des Vorlaufs (8) und Rücklaufs (9) der Zahnradpumpe (7) und die Anschlüsse des Vorlaufs (10) und des Rücklaufs (11) der Kraftstoffversorgung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckeinheit (6) ein Entlüftungsventil (12) und/oder ein Überdruckventil (13) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (12) und/oder das Überdruckventil (13) in funktions fähigen Modulen enthalten sind und dass die Module in Bohrungen der Niederdruckeinheit (6) eingepresst sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckeinheit (6) ein Kraftstofffilter enthält oder einen Vorlaufanschluss (14) und einen Rücklaufanschluss (15) für den Anschluss eines externen Kraftstofffilters.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckeinheit (6) eine Nullförderdrossel (16) und einen Anschluss (17) für ein Zumessventil umfasst.