DE102008042607A1

DE102008042607A1 - Fuel injection system for internal combustion engine of private passenger type vehicle, has fuel pump transferring fuel from tank in direction of high pressure pump, and fuel radiator placed between tank and high pressure pump in duct

Info

Publication number: DE102008042607A1
Application number: DE102008042607A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-10-07
Also published as: KR20100039254A; FR2936842A1; DE102008042607B4

Abstract

The system (24) has a low pressure duct (2) connecting a fuel tank (4) and a fuel pump (6) to a high pressure pump (14) in a low pressure part (1). The fuel pump transfers fuel from the fuel tank in a direction (22) of the high pressure pump. A fuel radiator (12) is interposed between the fuel tank and the high pressure pump in the low pressure duct. A fuel filter (10) is installed in upstream or downstream of the radiator in a direction of passage of the fuel.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffkühler zur Kühlung von Kraftstoff im Niederdruckteil eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a fuel cooler for cooling fuel in the low-pressure part a storage injection system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1

Stand der TechnikState of the art

Bei Brennkraftmaschinen mit einem Speichereinspritzsystem, das auch unter dem Namen Common-Rail-System bekannt ist, sind die Druckzeugung und die Einspritzung des Kraftstoffes voneinander entkoppelt. Der Kraftstoff wird hierbei durch eine Krafstoffpumpe mit einen Druck von ungefähr 0,3 bis 0,7 MPa bzw. 3 bis 7 bar vom Kraftstoffbehälter stetig zu einer Hochdruckpumpe gefördert, die den Kraftstoff unter einem hohen Druck von bis zu 200 MPa bzw. 2000 bar in ein als Hochdruckspeicher dienendes Rohrleitungssystem, dem so genannten „Rail”, fördert. In Abhängigkeit der Steuersignale einer Steuereinheit wird der Kraftstoff vom Hochdruckspeicher aus über Injektoren in die Brennräume der Zylinder eingespritzt. Die Aufgabe des Hochdruckspeichers liegt hierbei im Speichern des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffes.at Internal combustion engines with a storage injection system, too known under the name common rail system, are the pressure generation and the injection of the fuel decoupled from each other. Of the Fuel is here by a fuel pump with a pressure of about 0.3 to 0.7 MPa or 3 to 7 bar from the fuel tank steadily to a high-pressure pump encouraged the fuel under a high pressure of up to 200 MPa or 2000 bar in a pipeline system serving as a high-pressure accumulator, the so-called "rail" promotes. In dependence the control signals of a control unit, the fuel from the high-pressure accumulator out over Injectors in the combustion chambers the cylinder injected. The task of the high-pressure accumulator is in this case in the storage of the high-pressure fuel.

Das Speichereinspritzsystem setzt sich aus einem Niederdruckteil und einem Hochdruckteil zusammen, wobei das Niederdruckteil der Versorgung des Hochdruckteils mit Kraftstoff dient. Das Niederdruckteil umfasst dabei einen Kraftstoffbehälter, einen Vorfilter, eventuell eine Kraftstoffheizung, einen Kraftstofffilter, eine Kraftstoffpumpe und Kraftstoff-Niederdruckleitungen, wohingegen sich das Hochdruckteil aus einer Hochdruckpumpe, Kraftstoff-Hochdruckleitungen, dem Hochdruckspeicher mit Druckregelventil, Raildrucksensoren und Durchflussbegrenzer sowie den Injektoren zusammen setzt. Zur Rückführung des Kraftstoffes vom Hochdruckteil in den Kraftstoffbehälter sind zusätzlich Kraftstoff-Rückleitungen vorgesehen, die beispielsweise den für die hydraulische Steuerung der Injektoren verwendeten Kraftstoff vom Hochdruckteil zum Kraftstoffbehälter zurück führen.The Accumulator injection system consists of a low pressure part and a high pressure part together, the low pressure part of the supply of High-pressure part with fuel is used. The low pressure part comprises doing a fuel tank, a pre-filter, possibly a fuel heater, a fuel filter, a fuel pump and low-pressure fuel lines, whereas the high pressure part from a high pressure pump, high pressure fuel lines, the high pressure accumulator with pressure control valve, rail pressure sensors and Flow restrictor and the injectors together. For the return of the Fuel are from the high pressure part in the fuel tank additional fuel return lines provided, for example, for the hydraulic control of the Injectors used fuel from the high pressure part lead back to the fuel tank.

Bei einem hohen Systemdruck im Hochdruckteil des Einspritzsystems besteht hierbei das Problem, dass bei einer Entspannung des Kraftstoffes von einem Systemdruck von ca. 200 MPa bzw. 2000 bar im Hochdruckteil auf ca. Atmosphärendruck in der Kraftstoff-Rückleitung die freiwerdende Druckenergie in thermische Energie umgewandelt wird, wodurch der in den Kraftstoffbehälter zurückgeführte Kraftstoff erwärmt wird. Ein zusätzliche Wärmeeinwirkung auf den im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoff findet weiterhin bei hohen Außentemperaturen und durch die Abwärme der Brennkraftmaschine bei Volllastfahrt statt.at There is a high system pressure in the high pressure part of the injection system Here's the problem that with a relaxation of the fuel from a system pressure of about 200 MPa or 2000 bar in the high pressure part to about atmospheric pressure in the fuel return line the released pressure energy is converted into thermal energy , whereby the fuel returned to the fuel tank is heated. An additional one the effect of heat on the in the fuel tank located fuel continues to be found at high outside temperatures and by the waste heat the internal combustion engine at full load instead.

Da insbesondere Dieselkraftstoffe ab einer bestimmten Temperatur keine ausreichende Schmierung der Hochdruckpumpe mehr ermöglichen, nimmt der Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe mit zunehmender Temperatur des Kraftstoffes ab. Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, einen Kraftstoffkühler in der Kraftstoff-Rückleitung vorzusehen, der den aus dem Hochdruckteil zurück in den Kraftstoffbehälter geleiteten Kraftstoff abkühlt.There especially diesel fuels above a certain temperature none allow adequate lubrication of the high pressure pump more the efficiency of the high-pressure pump decreases with increasing temperature of the fuel. It is therefore known from the prior art a fuel cooler in the fuel return line to provide, which led from the high pressure part back into the fuel tank Cools fuel.

Hierbei besteht jedoch das Problem, dass insbesondere bei hohen Außentemperaturen sich die Temperatur des Kraftstoffes im Kraftstoffbehälter derart erhöht, so dass die Hochdruckpumpe trotz der Kühlung des Kraftstoffes in der Kraftstoff-Rückleitung nur einen geringen Wirkungsgrad aufweist.in this connection However, there is the problem that, especially at high outside temperatures the temperature of the fuel in the fuel tank so elevated, so that the high pressure pump, despite the cooling of the fuel in the Fuel return only has a low efficiency.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche den Wirkungsgrad der Einspritzpumpe bei einer hohen Temperatur des im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoffes verbessert und auf einfache Weise in das Speichereinspritzsystem der Brennkraftmaschine zu integrieren ist.Of the Invention is based on the object, a device for an internal combustion engine to provide, which the efficiency of the injection pump at a high temperature of the fuel in the fuel tank improved and easily into the storage injection system the internal combustion engine is to be integrated.

Gemäß der Erfindung umfasst der Niederdruckteil eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine eine Niederdruckleitung, die einen Kraftstoffbehälter, einen Kraftstofffilter und eine Kraftstoffpumpe strömungsmäßig mit einer Hochdruckpumpe eines Hochdruckteils des Speichereinspritzsystems verbindet. Der Kraftstoff wird hierbei stetig von der Kraftstoffpumpe unter einem Druck von ungefähr 0,3 bis 0,7 MPa bzw. 3 bis 7 bar von dem Kraftstoffbehälter in Richtung der Hochdruckpumpe gefördert, wobei zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Hochdruckpumpe ein Kraftstoffkühler vorgesehen ist, der die Temperatur des Kraftstoffes senkt. Hierbei wird die Temperatur des Kraftstoffes durch den Kraftstoffkühler vorzugsweise auf eine Temperatur unter 70°C gesenkt.According to the invention includes the low-pressure part of a storage injection system of an internal combustion engine a low pressure line containing a fuel tank, a fuel filter and a fuel pump fluidly with a high pressure pump of a high pressure part of the storage injection system combines. The fuel is constantly from the fuel pump under a pressure of about 0.3 to 0.7 MPa or 3 to 7 bar from the fuel tank in Direction of the high-pressure pump promoted, being between the fuel tank and the high-pressure pump, a fuel cooler is provided which the Temperature of the fuel lowers. Here, the temperature of the Fuel through the fuel cooler preferably on a Temperature below 70 ° C lowered.

Durch die Kühlung des Kraftstoffes im Bereich des Niederdruckteils des Speichereinspritzsystems ergibt sich der Vorteil, dass eine ausreichende Schmierung der Hochdruckpumpe gewährleistet wird. Weiterhin weist die Kraftstoffpumpe durch den gekühlten Kraftstoff einen hohen Wirkungsgrad auf, was einen positiven Einfluss sowohl auf den Kraftstoffverbrauch als auch auf die Abgaswerte der Brennkraftmaschine hat. Darüber hinaus werden in vorteilhafter Weise die kraftstoffführenden Komponenten des Einspritzsystems, welche stromabwärts des Kraftstoffkühlers angeordnet sind, nur geringen thermischen Belastungen ausgesetzt, wodurch sich die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Brennkraftmaschine erhöht.By the cooling of the fuel in the region of the low pressure part of the storage injection system There is the advantage that sufficient lubrication of the high-pressure pump is guaranteed. Furthermore, the fuel pump by the cooled fuel high efficiency on, which has a positive impact both on the fuel consumption and on the exhaust emissions of the internal combustion engine Has. About that In addition, the fuel-carrying are advantageously Components of the injection system, which downstream of the Fuel cooler are arranged exposed to only low thermal loads, which increases the reliability and increases the life of the internal combustion engine.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftstoffkühler zwischen der Kraftstoffpumpe und der Hochdruckpumpe angeordnet, so dass sich der Kraftstoffkühler auf der Druckseite der Kraftstoffpumpe befindet. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Kraftstoffpumpe im Kraftstoffbehälter (Intank) integriert ist. Für eine solche Intank-Kraftstoffpumpe wird vorzugsweise eine Elektrokraftstoffpumpe verwendet, die beispielsweise nach dem Verdrängerprinzip arbeitet und als Rollenzellenpumpe ausgeführt sein kann. Die Intank-Elektrokraftstoffpumpe, die von einem Elektromotor angetrieben wird, ist dabei unabhängig vom Antrieb der Hochdruckpumpe, so dass ein stetiges Fördern von Kraftstoff in Richtung der Hochdruckpumpe unabhängig von der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Auf der Saugseite der Intank-Elektrokraftstoffpumpe kann dieser ein Vorfilter zugeordnet sein, der in einem ersten Schritt grobe Verunreinigungen aus dem im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoff heraus filtert.According to one embodiment The invention is the fuel cooler between the fuel pump and the high-pressure pump arranged so that the fuel cooler on the pressure side of the fuel pump is located. Here it can be provided be that the fuel pump in the fuel tank (Intank) is integrated. For one such Intank fuel pump Preferably, an electric fuel pump is used, for example, after the displacement principle works and can be designed as a roller-cell pump. The Intank electric fuel pump, which is driven by an electric motor, is independent of Drive the high pressure pump, allowing a steady pumping of fuel in the direction of the high pressure pump regardless of the respective speed the internal combustion engine allows becomes. On the suction side of the Intank electric fuel pump, this one Be associated with pre-filter, which in a first step coarse impurities from the fuel tank out located fuel out.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Kraftstoffkühler zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Kraftstoffpumpe angeordnet sein. Die Kraftstoffpumpe befindet sich hierzu außerhalb des Kraftstoffbehälters, wobei der Kraftstoffkühler auf der Saugseite der Kraftstoffpumpe angeordnet ist. So ist es beispielsweise möglich, dass die Kraftstoffpumpe als Elektrokraftstoffpumpe ausgeführt und als sogenannte Inline-Kraftstoffpumpe in die Niederdruckleitung integriert ist. Nach einer Alternative zu einer Elektrokraftstoffpumpe kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Kraftstoffpumpe einen gemeinsamen Antrieb mit der Hochdruckpumpe aufweist. Die Kraftstoffpumpe ist hierzu vorzugsweise eine Zahnradförderpumpe, die in der Hochdruckpumpe integriert ist. Der Antrieb der Zahnradförderpumpe erfolgt dabei über eine Kupplung, ein Zahnrad oder ein Zahnriemen, der mit dem Antrieb der Hochdruckpumpe gekoppelt ist.To a further embodiment the invention, the fuel cooler between the fuel tank and be arranged the fuel pump. The fuel pump is located outside of this of the fuel tank, the fuel cooler is arranged on the suction side of the fuel pump. That's the way it is for example, possible that the fuel pump is designed as an electric fuel pump and as a so-called inline fuel pump integrated into the low pressure line. For an alternative however, it may also be provided for an electric fuel pump that the fuel pump has a common drive with the high-pressure pump having. The fuel pump is for this purpose preferably a gear pump, which is integrated in the high pressure pump. The drive of the gear pump takes place via a clutch, a toothed wheel or a toothed belt that is connected to the drive the high-pressure pump is coupled.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftstofffilter in Strömungsrichtung des Kraftstoffes vor dem Kraftstoffkühler angeordnet. Als erfindungsgemäße Alternative kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kraftstofffilter in Strömungsrichtung des Kraftstoffes nach dem Kraftstoffkühler angeordnet ist.According to one further advantageous embodiment The invention is the fuel filter in the flow direction of the fuel in front of the fuel cooler arranged. As an alternative according to the invention However, it may also be provided that the fuel filter in flow direction of the fuel is arranged after the fuel cooler.

Nachdem der Druck des Kraftstoffes beim Durchlaufen des Kraftstofffilters reduziert wird, ist es durch die Anordnung des Kraftstofffilters in Strömungsrichtung vor oder hinter dem Kraftstoffkühler möglich, die Kühlleistung des Kraftstoffkühlers an die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes anzupassen.After this the pressure of the fuel passing through the fuel filter It is reduced by the arrangement of the fuel filter in the flow direction before or after the fuel cooler possible, the cooling capacity of the fuel cooler to the flow velocity to adapt to the fuel.

Bei einem in Strömungsrichtung des Kraftstoffes zwischen Kraftstoffbehälter und Kraftstoffpumpe angeordneten Kraftstoffkühler kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Kraftstofffilter in Strömungsrichtung des Kraftstoffes zwischen der Kraftstoffpumpe und der Hochdruckpumpe angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Kühlleistung des auf der Saugseite der Kraftstoffpumpe angeordneten Kraftstoffkühlers nicht verändert, wenn der auf der Druckseite der Kraftstoffpumpe angeordnete Kraftstofffilter sich mit Partikeln zusetzt und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes verringert.at one in the flow direction arranged the fuel between the fuel tank and fuel pump Fuel cooler it can be provided according to the invention be that of the fuel filter in the flow direction of the fuel is arranged between the fuel pump and the high-pressure pump. This has the advantage that the cooling capacity of the arranged on the suction side of the fuel pump fuel cooler not changed when the arranged on the pressure side of the fuel pump fuel filter Adds to particles and thereby the flow rate of the fuel reduced.

Neben einer getrennten Anordnung von Kraftstoffkühler und Kraftstofffilter kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der Kraftstofffilter und der Kraftstoffkühler eine Baueinheit bilden. Durch eine Integration des Kraftstoffkühlers in den Kraftstofffilter ergibt sich der Vorteil, dass sich der Bauraum zur Unterbringung von Kraftstoffkühler und -filter im Motorraum der Brennkraftmaschine verringert.Next a separate arrangement of fuel cooler and fuel filter can it according to one another embodiment be provided of the invention that the fuel filter and the Fuel cooler form a structural unit. By integrating the fuel cooler in The fuel filter has the advantage that the space for housing the fuel cooler and filter in the engine compartment the internal combustion engine reduced.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es darüber hinaus denkbar, dass zwischen Kraftstofffilter und Hochdruckpumpe ein weiterer Kraftstoffkühler vorgesehen ist, der für eine zusätzliche Kühlung des Kraftstoffes im Niederdruckteil des Speichereinspritzsystems unmittelbar vor der Hochdruckpumpe sorgt.To a further embodiment It is above the invention It is also conceivable that between fuel filter and high-pressure pump another fuel cooler is provided for an additional cooling of the fuel in the low-pressure part of the storage injection system immediately before the high pressure pump.

Erfindungsgemäß kann die Kühlung des Kraftstoffes durch den Kraftstoffkühler sowohl aktiv als auch passiv erfolgen. Bei einer passiven Kühlung des Kraftstoffes weist der Kraftstoffkühler eine Kühlschlange aus einem mäanderförmig verlaufenden Leitungsabschnitt auf, der vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit besteht. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug kann der Kraftstoffkühler gemäß der Erfindung im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeuges angeordnet sein, so dass der Kraftstoff während der Fahrt des Kraftfahrzeuges durch den Fahrtwind gekühlt wird. Hierzu sind am Unterboden des Kraftfahrzeuges vorzugsweise Kühlrippen vorgesehen, welche die zur Wärmeübertragung vorgesehene Oberfläche des Kraftstoffkühlers vergrößern. Die Kühlung des Kraftstoffes ist hierdurch ohne die Zufuhr von weiterer Energie möglich.According to the invention, the cooling the fuel through the fuel cooler both active and passively. In a passive cooling of the fuel points the fuel cooler a cooling coil from a meandering line section on, preferably made of a material having a high thermal conductivity consists. When using the internal combustion engine according to the invention for a motor vehicle can the fuel cooler according to the invention in Be arranged area of the underbody of the motor vehicle, so that the fuel is during the ride of the motor vehicle is cooled by the wind. For this purpose, preferably on the underbody of the motor vehicle cooling fins provided, which for heat transfer provided surface of the fuel cooler enlarge. The cooling The fuel is thus possible without the supply of additional energy.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kraftstoffkühler in das Kühlsystem der Brennkraftmaschine eingebunden ist. Hierbei kann der Kraftstoffkühler beispielsweise eine Kühlschlange mit einem mäanderförmig geformten Leitungsabschnitt aufweisen, die im Bereich des Wasser- oder Luftkühlers der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wodurch der Kraftstoff gleichzeitig mit der Brennkraftmaschine gekühlt wird. Weiterhin ist es auch denkbar, den Kraftstoffkühler in den Kühlkreislauf einer Klimaanlage zu integrieren, so dass während des Betriebs der Klimaanlage auch der Kraftstoff aktiv gekühlt wird.However, according to a further embodiment of the invention, it can also be provided that the fuel cooler is integrated in the cooling system of the internal combustion engine. Here, the fuel cooler, for example, have a cooling coil with a meandering shaped line section, which is arranged in the region of the water or air cooler of the internal combustion engine, whereby the fuel is cooled simultaneously with the internal combustion engine. Furthermore, it is also thinking bar to integrate the fuel cooler in the cooling circuit of an air conditioner, so that during the operation of the air conditioning and the fuel is actively cooled.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.The The invention will be described below with reference to the drawings of preferred embodiments described.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1: ein hydraulisches Schaltbild des Niederdruckteils eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer im Kraftstoffbehälter integrierten Elektrokraftstoffpumpe und einem auf der Druckseite der Elektrokraftstoffpumpe angeordneten Kraftstoffkühler und einem in Strömungsrichtung des Kraftstoffes dahinter angeordneten Kraftstofffilter, 1 a hydraulic circuit diagram of the low-pressure part of a storage injection system of an internal combustion engine with an integrated in the fuel tank electric fuel pump and a arranged on the pressure side of the electric fuel pump fuel cooler and in the flow direction of the fuel behind it arranged fuel filter,

2: ein hydraulisches Schaltbild des Niederdruckteils eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer im Kraftstoffbehälter integrierten Elektrokraftstoffpumpe und einem auf der Druckseite der Elektrokraftstoffpumpe angeordneten Kraftstofffilter und einem in Strömungsrichtung des Kraftstoffes dahinter angeordneten Kraftstoffkühler, 2 a hydraulic circuit diagram of the low-pressure part of a storage injection system of an internal combustion engine with an integrated in the fuel tank electric fuel pump and arranged on the pressure side of the electric fuel pump fuel filter and in the flow direction of the fuel behind it arranged fuel cooler,

3: ein hydraulisches Schaltbild des Niederdruckteils eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer zwischen einem Kraftstoffbehälter und einer Hochdruckpumpe vorgesehenen Kraftstoffpumpe und einer zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Kraftstoffpumpe in Strömungsrichtung des Kraftstoffes hintereinander angeordneten Kraftstofffilter und Kraftstoffkühler, 3 a hydraulic circuit diagram of the low-pressure part of a storage injection system of an internal combustion engine with a provided between a fuel tank and a high-pressure pump and a fuel pump between the fuel tank and the fuel pump in the flow direction of the fuel sequentially arranged fuel filter and fuel cooler,

4: ein hydraulisches Schaltbild des Niederdruckteils eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer zwischen einem Kraftstoffbehälter und einer Hochdruckpumpe vorgesehenen Kraftstoffpumpe und einer zwischen dem Kraftstoffbehälter und der Kraftstoffpumpe in Strömungsrichtung des Kraftstoffes hintereinander angeordneten Kraftstoffkühler und Kraftstofffilter, sowie 4 a hydraulic circuit diagram of the low pressure part of a storage injection system of an internal combustion engine with a provided between a fuel tank and a high-pressure pump and a fuel pump between the fuel tank and the fuel pump in the flow direction of the fuel successively arranged fuel cooler and fuel filter, and

5: ein hydraulisches Schaltbild des Niederdruckteils eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer zwischen einem Kraftstoffbehälter und einer Hochdruckpumpe vorgesehenen Kraftstoffpumpe, bei welcher auf der Saugseite ein Kraftstoffkühler und auf der Druckseite ein Kraftstofffilter angeordnet ist. 5 : A hydraulic circuit diagram of the low-pressure part of a storage injection system of an internal combustion engine with a provided between a fuel tank and a high-pressure pump fuel pump, wherein on the suction side of a fuel cooler and on the pressure side, a fuel filter is arranged.

Ausführungsbeispieleembodiments

Der Darstellung in den 1 bis 5 ist in schematischer Weise ein Niederdruckteil 1 eines Speichereinspritzsystems 24 einer in den Figuren nicht in allen Einzelheiten darstellten Brennkraftmaschine zu entnehmen, welches einen Kraftstoffbehälter 4 mit einer Kraftstoffpumpe 6, 8, einen Kraftstoffkühler 12, einen Kraftstofffilter 10 und eine Hochdruckpumpe 14 umfasst, die strömungsmäßig über eine Niederdruckleitung 2 miteinander verbunden sind. Die Kraftstoffpumpe 6, 8 fördert den Kraftstoff dabei mit einem Druck von ca. 0,6 MPa bzw. 6 bar und einer Förderleistung von bis zu 190 l/h stetig aus dem Kraftstoffbehälter 4 über die Niederdruckleitung 2 in Richtung des Pfeils 22 zur Hochdruckpumpe 14, von der aus der Kraftstoff im Hochdruckteil 20 des Speichereinspritzsystems 24 über eine Hochdruckleitung 20 unter einem hohen Druck von bis zu 200 MPa bzw. 2000 bar in einen Hochdruckspeicher 18 geleitet wird. An dem Hochdruckspeicher 18 sind dabei eine Anzahl nicht weiter dargestellter Injektoren angeschlossen, die den Kraftstoff phasengesteuert über eine Einspritzdüse in den Brennraum des jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine einspritzen Die Hochdruckpumpe 14, die eine Schnittstelle zwischen dem Niederdruckteil 1 und den Hochdruckteil 20 des Speichereinspritzsystems 24 darstellt, hat die Aufgabe immer genügend Kraftstoff in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine bereitzustellen, wobei die Hochdruckpumpe 14 permanent, d. h. unabhängig von der Einspritzung, den Systemdruck für den Hochdruckspeicher 18 erzeugt. So kommen beispielsweise bei Personenkraftwagen 3-, 2- und 1-Stempel-Radialkolbenpumpen als Hochdruckpumpe 14 für die Erzeugung hoher Kraftstoffdrücke zum Einsatz. Die Hochdruckpumpe 14 wird dabei mit Kraftstoff geschmiert und von der in den Figuren nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine über eine Kupplung, ein Zahnrad, eine Kette oder ein Zahnriemen angetrieben.The representation in the 1 to 5 is schematically a low pressure part 1 a storage injection system 24 a not shown in the figures in all details internal combustion engine, which is a fuel tank 4 with a fuel pump 6 . 8th , a fuel cooler 12 , a fuel filter 10 and a high pressure pump 14 includes, the flow through a low pressure line 2 connected to each other. The fuel pump 6 . 8th It delivers the fuel steadily out of the fuel tank at a pressure of approx. 0.6 MPa or 6 bar and a delivery rate of up to 190 l / h 4 over the low pressure line 2 in the direction of the arrow 22 to the high pressure pump 14 , from which the fuel in the high-pressure part 20 of the storage injection system 24 via a high pressure line 20 under a high pressure of up to 200 MPa or 2000 bar in a high-pressure accumulator 18 is directed. At the high-pressure accumulator 18 In this case, a number not shown injectors are connected, the phase-controlled injection of the fuel via an injection nozzle into the combustion chamber of the respective cylinder of the internal combustion engine The high-pressure pump 14 that is an interface between the low pressure part 1 and the high pressure part 20 of the storage injection system 24 represents, has the task always provide enough fuel in all operating conditions of the internal combustion engine, the high-pressure pump 14 permanently, ie independent of the injection, the system pressure for the high-pressure accumulator 18 generated. For example, in passenger cars, 3, 2 and 1-piston radial piston pumps are used as high-pressure pumps 14 for the production of high fuel pressures used. The high pressure pump 14 is lubricated with fuel and driven by the internal combustion engine not shown in the figures via a clutch, a gear, a chain or a toothed belt.

Zur Entfernung von Partikeln, wie beispielsweise Rost, mineralische Verunreinigungen und metallischer Abrieb aus dem Kraftstoff ist im Niederdruckteil 1 des Speichereinspritzsystems 24 ein Kraftstofffilter 10 vorgesehen, der eine Mindestreinheit des Kraftstoffes sicherstellt und somit die Lebensdauer der verschleißgefährdeten Komponenten des Speichereinspritzsystems 24, wozu insbesondere die Injektoren gehören, erhöht. Bei Dieselkraftstoffen hat der Kraftstofffilter 10 neben der Partikelfilterung weiterhin noch die Aufgabe, emulgiertes und ungelöstes Wasser aus dem Kraftstoff abzuscheiden, wodurch eine Schädigung des Speichereinspritzsystems 24 durch Korrosion vermieden wird. Da einige Brennkraftmaschinen sehr empfindlich auf Verunreinigungen reagieren, kann zusätzlich zur Einbindung des Kraftstofffilters 10 in die Niederdruckleitung 2 ein in den Figuren nicht weiter dargestellter Vorfilter vorgesehen sein, der saug- oder druckseitig von der in 1 und 2 dargestellten Elektrokraftstoffpumpe 6 im Krafstoffbehälter 4 angeordnet ist.For removal of particles, such as rust, mineral contaminants and metallic abrasion from the fuel is in the low-pressure part 1 of the storage injection system 24 a fuel filter 10 provided, which ensures a minimum purity of the fuel and thus the life of the wear-prone components of the storage injection system 24 , including in particular the injectors, increased. For diesel fuel has the fuel filter 10 In addition to the particle filtering still have the task to separate emulsified and undissolved water from the fuel, causing damage to the storage injection system 24 is avoided by corrosion. Since some internal combustion engines are very sensitive to contamination, in addition to incorporating the fuel filter 10 in the low pressure line 2 a not shown in the figures prefilter be provided, the suction or pressure side of the in 1 and 2 illustrated electric fuel pump 6 in the fuel tank 4 is arranged.

Weiterhin ist im Niederdruckteil 1 des Speichereinspritzsystems 24 ein Kraftstoffkühler 12 vorgesehen, der den Kraftstoff bei der Förderung in der durch den Pfeil 22 angedeuteten Strömungsrichtung auf eine Temperatur abkühlt, die für eine ausreichende Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe 14 durch den Kraftstoff selbst und somit einen hohen Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe 14 erforderlich ist.Furthermore, in the low pressure part 1 of the Spei chereinspritzsystems 24 a fuel cooler 12 provided the fuel in the promotion in by the arrow 22 indicated flow direction cools to a temperature sufficient for adequate lubrication and cooling of the high-pressure pump 14 by the fuel itself and thus a high efficiency of the high pressure pump 14 is required.

Bei den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen umfasst das Niederdruckteil 1 des Speichereinspritzsystems 24 eine nicht im Detail dargestellte Elektrokraftstoffpumpe 6, die einen eigenen Antrieb aufweist und im Kraftstoffbehälter 4 angeordnet ist. Der Kraftstoffkühler 12 ist dabei auf der Druckseite der Elektrokraftstoffpumpe 6 angeordnet. Nach 1 durchströmt der Kraftstoff ausgehend von der Elektrokraftstoffpumpe 6 zuerst den Kraftstoffkühler 12, bevor die Filterung des Kraftstoffes im Kraftstofffilter 10 erfolgt. Da die Elektrokraftstoffpumpe 6 den Kraftstoff stetig durch die Niederdruckleitung 2 fördert, ist die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes in Strömungsrichtung des Pfeils 22 somit unabhängig von dem Füllzustand des Kraftstofffilters 10 und dessen Strömungswiderstand. Der Kraftstoffkühler 12 kann somit unmittelbar auf die Förderleistung der Kraftstoffpumpe 6 abgestimmt werden.At the in 1 and 2 illustrated embodiments includes the low pressure part 1 of the storage injection system 24 a not shown in detail electric fuel pump 6 , which has its own drive and in the fuel tank 4 is arranged. The fuel cooler 12 is on the pressure side of the electric fuel pump 6 arranged. To 1 flows through the fuel from the electric fuel pump 6 first the fuel cooler 12 before filtering the fuel in the fuel filter 10 he follows. Because the electric fuel pump 6 the fuel steadily through the low pressure line 2 promotes, is the flow rate of the fuel in the direction of arrow 22 thus independent of the filling state of the fuel filter 10 and its flow resistance. The fuel cooler 12 can thus directly on the flow rate of the fuel pump 6 be matched.

Bei der Anordnung nach 2 ist der Kraftstoffkühler 12 hingegen stromabwärts der Kraftstofffilters 10 angeordnet, so dass der Kraftstoff unmittelbar vor der Hochdruckpumpe 14 auf die erforderliche Temperatur abgekühlt wird. Durch den Strömungswiderstand im Kraftstofffilter 10 ist die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes im Bereich des in 2 gezeigten Kraftstoffkühlers 12 bei gleicher Leistung der Elektrokraftstoffpumpe 6 geringer als bei der in 1 dargestellten Anordnung.In the arrangement according to 2 is the fuel cooler 12 however, downstream of the fuel filter 10 arranged so that the fuel is immediately in front of the high pressure pump 14 is cooled to the required temperature. Due to the flow resistance in the fuel filter 10 is the flow rate of the fuel in the range of 2 shown fuel cooler 12 at the same power of the electric fuel pump 6 less than the in 1 illustrated arrangement.

Anders als bei dem in 1 und 2 dargestellten Niederdruckteil 1 ist es nach der in den 3, 4 und 5 gezeigten Anordnung vorgesehen, dass der Kraftstoffkühler 12 auf der Saugseite der Kraftstoffpumpe 8 angeordnet ist. Die Kraftstoffpumpe 8 ist hierbei außerhalb des Kraftstoffbehälters 4 angeordnet und als so genannte Inline-Kraftstoffpumpe in die Niederdruckleitung 2 integriert. Der Antrieb der Kraftstoffpumpe 8 kann dabei mit dem Antrieb der Hochdruckpumpe 14 gekoppelt sein, wodurch sich eine kompakte Bauform des Niederdruckteils 1 ergibt.Unlike the one in 1 and 2 illustrated low pressure part 1 is it after the in the 3 . 4 and 5 shown arrangement provided that the fuel cooler 12 on the suction side of the fuel pump 8th is arranged. The fuel pump 8th is outside the fuel tank 4 arranged and as so-called inline fuel pump in the low pressure line 2 integrated. The drive of the fuel pump 8th can do this with the drive of the high-pressure pump 14 be coupled, resulting in a compact design of the low pressure part 1 results.

Bei den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen ist sowohl der Kraftstoffkühler 12 als auch der Kraftstofffilter 10 auf der Saugseite, d. h. stromaufwärts der Kraftstoffpumpe 8 angeordnet. Nach der Darstellung in 3 ist der Kraftstofffilter 10 stromaufwärts des Kraftstoffkühlers 12 positioniert und über die Niederdruckleitung 2 direkt mit dem Kraftstoffbehälter 4 strömungsmäßig verbunden, so dass der aus dem Kraftstoffbehälter 4 angesaugte Kraftstoff in Strömungsrichtung des Pfeils 12 durch den Kraftstofffilter 10 zum Kraftstoffkühler 12 gelangt, bevor die Kraftstoffpumpe 8 im weiteren Verlauf den Kraftstoff weiter zur Hochdruckpumpe 14 fördert.At the in 3 and 4 illustrated embodiments, both the fuel cooler 12 as well as the fuel filter 10 on the suction side, ie upstream of the fuel pump 8th arranged. After the presentation in 3 is the fuel filter 10 upstream of the fuel cooler 12 positioned and over the low pressure line 2 directly with the fuel tank 4 fluidly connected, so that from the fuel tank 4 sucked fuel in the direction of arrow 12 through the fuel filter 10 to the fuel cooler 12 passes before the fuel pump 8th in the further course the fuel continues to the high-pressure pump 14 promotes.

Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Kraftstoffkühler 12 stromaufwärts des Kraftstofffilters 10 angeordnet, so dass der aus dem Kraftstoffbehälter 4 angesaugte Kraftstoff zuerst durch den Kraftstoffkühler 12 abgekühlt, dann vom Kraftstofffilter 10 gefiltert und im Anschluss von der Kraftstoffpumpe 8 zur Hochdruckpumpe 14 weitergeleitet wird. Aufgrund der Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes innerhalb des Kraftstofffilters 10 ist die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes im Kraftstoffkühler 12 bei der in 3 gezeigten Anordnung unter Umständen geringer als bei der in 4 gezeigten Anordnung.At the in 4 the embodiment shown is the fuel cooler 12 upstream of the fuel filter 10 arranged so that the from the fuel tank 4 sucked fuel through the fuel cooler first 12 cooled, then from the fuel filter 10 filtered and subsequently from the fuel pump 8th to the high pressure pump 14 is forwarded. Due to the reduction in the flow rate of the fuel within the fuel filter 10 is the flow rate of the fuel in the fuel cooler 12 at the in 3 shown arrangement may be less than in the 4 shown arrangement.

Abweichend von den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen ist der Kraftstoffkühler 12 nach der Darstellung in 5 auf der Saugseite bzw. stromaufwärts der Kraftstoffpumpe 8 und der Kraftstofffilter 10 auf der Druckseite bzw. stromabwärts der Kraftstoffpumpe 8 angeordnet. Durch die saugseitige Anordnung des Kraftstoffkühlers 12 vor der Kraftstoffpumpe 8 und der druckseitigen Anordnung des Kraftstofffilters 10 nach der Kraftstoffpumpe 8 ist die Strömungsgeschwindigkeit und der Kraftstoffdruck in der saugseitigen Niederdruckleitung 2 nicht davon abhängig, inwieweit im Kraftstofffilter 10 angesammelte Partikel den Durchfluss von Kraftstoff begrenzen. Die Kraftstoffpumpe 8, der Kraftstofffilter 10 und die Hochdruckpumpe 14 können hierbei zu einem Bauelement zusammengefasst sein, wobei der Kraftstofffilter 10 lösbar und somit auswechselbar an dem Gehäuse befestigt sein kann, welches die Kraftstoffpumpe 8 und die Hochdruckpumpe 14 umschließt.Deviating from the in 3 and 4 Illustrated embodiments is the fuel cooler 12 after the presentation in 5 on the suction side or upstream of the fuel pump 8th and the fuel filter 10 on the pressure side or downstream of the fuel pump 8th arranged. Through the suction side arrangement of the fuel cooler 12 in front of the fuel pump 8th and the pressure-side arrangement of the fuel filter 10 after the fuel pump 8th is the flow velocity and the fuel pressure in the suction side low pressure line 2 not dependent on the extent to which in the fuel filter 10 accumulated particles limit the flow of fuel. The fuel pump 8th , the fuel filter 10 and the high pressure pump 14 can be combined to form a component, wherein the fuel filter 10 detachable and thus replaceable can be attached to the housing, which is the fuel pump 8th and the high pressure pump 14 encloses.

Nach einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass sowohl der Kraftstofffilter 10 als auch der Kraftstoffkühler 12 auf der Druckseite, d. h. stromabwärts der außerhalb des Kraftstoffbehälters 4 angeordneten Kraftstoffpumpe 8 angeordnet sind.According to an embodiment of the invention not shown in the figures, it may also be provided that both the fuel filter 10 as well as the fuel cooler 12 on the pressure side, ie downstream of the outside of the fuel tank 4 arranged fuel pump 8th are arranged.

Der in den 1 bis 5 dargestellte Kraftstoffkühler 12 kann neben der dargestellten Form einer mäanderförmigen Kühlschlange auch eine andere Form aufweisen. Weiterhin ist selbstverständlich auch denkbar, dass der Kraftstoffkühler 12 mit Kühlrippen versehen ist, welche die wärmeabstrahlende Oberfläche vergrößern. Der Kraftstoffkühler 12 kann dabei sowohl passiv durch bei einem Kraftfahrzeug auftretenden Fahrtwind als auch aktiv über eine durch einen Gebläse erzeugte Luftströmung oder durch eine Einbindung des Kraftstoffkühlers 12 in den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine oder einer Klimaanlage gekühlt werden.The in the 1 to 5 illustrated fuel cooler 12 may also have another shape in addition to the illustrated shape of a meandering cooling coil. Furthermore, it is of course also conceivable that the fuel cooler 12 is provided with cooling fins which increase the heat radiating surface. The fuel cooler 12 can be passive both by occurring in a motor vehicle wind and active on a generated by a fan air flow or by an involvement of the fuel cooler 12 in the cooling circuit of the internal combustion engine or a Kli to be cooled.

Claims

Accumulator injection system of an internal combustion engine comprising a low-pressure part ( 1 ), in which a low-pressure line ( 2 ) a fuel tank ( 4 ) and a fuel pump ( 6 . 8th ) in terms of flow with a high-pressure pump ( 14 ), whereby the fuel pump ( 6 . 8th ) the fuel from the fuel tank ( 4 ) in the direction ( 22 ) of the high-pressure pump ( 14 ), characterized in that in the low pressure line ( 2 ) between the fuel tank ( 4 ) and the high pressure pump ( 14 ) a fuel cooler ( 12 ) is arranged.

Storage injection system according to claim 1, characterized in that the fuel cooler ( 12 ) in the flow direction ( 22 ) of the fuel between the fuel pump ( 6 . 8th ) and the high pressure pump ( 14 ) is arranged.

Storage injection system according to claim 2, characterized in that the fuel pump ( 6 ) in the fuel tank ( 4 ) is arranged.

Storage injection system according to claim 1, characterized in that the fuel cooler ( 12 ) in the flow direction ( 22 ) of the fuel between the fuel tank ( 4 ) and the fuel pump ( 8th ) is arranged.

Storage injection system according to one of the preceding claims, characterized in that in the low-pressure part ( 1 ) a fuel filter ( 10 ) is provided, which in the flow direction ( 22 ) of the fuel in front of the fuel cooler ( 12 ) is arranged.

Storage injection system according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that in the low-pressure part ( 1 ) a fuel filter ( 10 ) is provided, which in the flow direction ( 22 ) of the fuel after the fuel cooler ( 12 ) is arranged.

Storage injection system according to claim 4 and 6, characterized in that the fuel filter ( 10 ) in the flow direction ( 22 ) of the fuel between the fuel pump ( 8th ) and the high pressure pump ( 14 ) is arranged.

Storage injection system according to one of claims 5 to 6, characterized in that the fuel cooler ( 12 ) in the fuel filter ( 10 ) is integrated.

Storage injection system according to one of the preceding claims, characterized in that in the low-pressure part ( 1 ) a further fuel cooler is provided.

Storage injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel cooler ( 12 ) is integrated in the cooling circuit of the internal combustion engine.

Storage injection system of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel cooler ( 12 ) is arranged in the region of the underbody of the motor vehicle.