DE102009047376A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit Differenzmengenregelung bei elektrischer Vorförderpumpe - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit Differenzmengenregelung bei elektrischer Vorförderpumpe Download PDF

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Abstract

Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Vorförderpumpe (13), die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (11) über eine druckseitige Förderleitung (18) zu einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (12) fördert, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorförderpumpe (13) einen von der Hochdruckpumpe (12) unabhängigen, insbesondere elektrischen Antrieb (13a) aufweist und dass die druckseitige Förderleitung (18) über ein elektrisch angesteuertes Differenzmengenventil (21) mit verstellbarem Ventilquerschnitt an eine Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Bekannt sind Kraftstoffeinspritzsysteme mit einem zwischen Vorförderpumpe und Hochdruckpumpe angeordneten druckseitigen Kraftstoff-Filter. Die Vorförderpumpe ist als Außenzahnradpumpe ausgebildet und wird über die Antriebswelle der Hochdruckpumpe angetrieben, wobei die der Hochdruckpumpe zugeführte Kraftstoffmenge über eine separate Zumesseinheit geregelt wird. Zwischen der Vorförderpumpe und dem Filter sind ein Sicherheitsventil, das bei Überdruck einen Bruch der Leitung oder des Filters verhindert, und ein Entlüftungsventil zum Entlüften der Förderleitung vorgesehen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird die Fördermenge über ein Differenzmengenventil gesteuert, das gleichzeitig auch die Sicherheitsfunktion und Entlüftungsfunktion übernimmt. Das Differenzmengenventil ist beispielsweise vor einem druckseitigen Kraftstoff-Filter angeordnet. Die bekannte Mengenregelung mittels einer Zumesseinheit kann erfindungsgemäß auf eine z. B. mengengeregelte elektrische Vorförderpumpe (z. B. Zahnradpumpe) umgestellt werden. Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung ist die gleiche Qualität wie bei einer geregelten Elektrokraftstoffpumpe, wobei aber Sicherheits- und Entlüftungsventile eingespart werden, zumal das Differenzmengenventil den gleichen Aufwand wie eine Zumesseinheit hat.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
  • Zeichnungen
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung stark schematisiert wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die in der Figur gezeigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 für eine Brennkraftmaschine umfasst einen Kraftstofftank 11, eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 12 und eine Kraftstoff-Vorförderpumpe (z. B. Zahnradpumpe) 13, die einen geregelten elektrischen Antrieb 13a aufweist und Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 11 zu der Hochdruckpumpe 12 fördert. Die Hochdruckpumpe 12 fördert Kraftstoff unter hohem Druck in einen Hochdruckspeicher („Common Rail”) 14, an den wiederum Kraftstoffeinspritzventile (Injektoren) 15 angeschlossen sind, die den Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzen. Der Druck im Hochdruckspeicher 14 wird über ein Druckregelventil 16 geregelt, das an eine zurück in den Kraftstofftank 11 führende Kraftstoff-Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist.
  • Die Vorförderpumpe 13 ist über den in ihrer druckseitigen Förderleitung 18 herrschenden Kraftstoffdruck (Förderdruck) oder über die geförderte Kraftstoffmenge (Fördermenge) geregelt. In dieser von der Vorförderpumpe 13 zu der Hochdruckpumpe 12 führenden druckseitigen Förderleitung 18 ist ein Kraftstoff-Filter 19 angeordnet. Die druck- bzw. mengengeregelte Vorförderpumpe 13 regelt die geförderte Kraftstoff-Gesamtmenge A, die durch den Filter 19 gedrückt wird. Zwischen Filter 19 und Hochdruckpumpe 12 geht von der druckseitigen Förderleitung 18 eine Spülleitung 20 ab, wodurch die gefilterte Kraftstoffmenge in eine Fördermenge B und in eine Spülmenge C aufgeteilt wird. Die Fördermenge B wird von der Hochdruckpumpe 12 unter hohem Druck in den Hochdruckspeicher 14 gefördert, während die Spülmenge C zum Spülen der Hochdruckpumpe 12 dient und über die Kraftstoff-Rücklaufleitung 17 zurück in den Kraftstofftank 11 geführt wird.
  • Die genaue Gesamtmenge A durch den Filter 19 wird über ein Differenzmengenventil 21 mit verstellbarem Ventilquerschnitt gesteuert, durch das die druckseitige Förderleitung 18 zwischen Vorförderpumpe 13 und Filter 19 an die Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist. Das Differenzmengenventil 21 wird z. B. über ein Gaspedal 22 elektrisch angesteuert und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Magnetventil mit einem Magnetantrieb 23 ausgebildet, der das Ventilschließelement (Kugel) 24 des Differenzmengenventils 21 betätigt und damit den Ventilquerschnitt verstellt. Je weiter das Gaspedal 22 heruntergedrückt wird, desto weniger weit ist das Differenzmengenventil 21 geöffnet und desto geringer ist die über das Differenzmengenventil 21 zurück in den Kraftstofftank 11 zurückströmende Kraftstoffmenge. Bei vollständig heruntergedrücktem Gaspedal 22 ist das Differenzmengenventil 21 geschlossen und die zum Filter 19 geförderte Gesamtmenge A somit maximal.
  • Das Ventilschließelement 24 ist über eine Schließfeder 25 in Schließrichtung vorgespannt und wird unabhängig vom Magnetantrieb 23 automatisch geöffnet, wenn der in der druckseitigen Förderleitung 18 herrschende Druck ausreicht, das Ventilschließelement 24 gegen die Wirkung der Schließfeder 25 aufzusteuern. Das Differenzmengenventil 21 öffnet somit bei einem Überdruck in der druckseitigen Förderleitung 18, z. B. aufgrund eines verstopften Filters 19, und übernimmt folglich die Sicherheitsfunktion eines Überdruckventils. Das Differenzmengenventil 21 kann zur Entlüftung elektrisch geöffnet werden und übernimmt folglich auch die Entlüftungsfunktion einer hier nicht näher gezeigten Entlüftungseinrichtung. Separate Sicherheits- und Entlüftungsventile sind nicht erforderlich.

Claims (7)

  1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoff-Vorförderpumpe (13), die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (11) über eine druckseitige Förderleitung (18) zu einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (12) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (13) einen von der Hochdruckpumpe (12) unabhängigen, insbesondere elektrischen Antrieb (13a) aufweist und dass die druckseitige Förderleitung (18) über ein elektrisch angesteuertes Differenzmengenventil (21) mit verstellbarem Ventilquerschnitt an eine Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.
  2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der druckseitigen Förderleitung (18) ein Kraftstoff-Filter (19) angeordnet ist und die druckseitige Förderleitung (18) zwischen der Vorförderpumpe (13) und dem Filter (19) über das Differenzmengenventil (21) an die Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.
  3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (13) über den in ihrer druckseitigen Förderleitung (18) herrschenden Kraftstoffdruck druckgeregelt oder über die geförderte Kraftstoffmenge mengengeregelt ist.
  4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzmengenventil (21) vom Gaspedal (22) angesteuert ist.
  5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilschließelement (24) des Differenzmengenventils (21) in seine geschlossene Ventilstellung durch eine Schließfeder (25) vorgespannt ist und durch einen in der Förderleitung (18) herrschenden Überdruck aufsteuerbar ist.
  6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzmengenventil (21) als Magnetventil mit einem elektrisch angesteuerten Magnetantrieb (23) ausgebildet ist.
  7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Hochdruckpumpe (12) hochdruckseitig ein Hochdruckspeicher (14) angeschlossen ist, dessen Druck über ein Druckregelventil (16) geregelt ist, welches an die Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.
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