DE102009052600B4

DE102009052600B4 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE102009052600B4
Application number: DE102009052600.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Grunenberg Christian; Dipl.-Ing. Keck Jochen; Dipl.-Ing. Mack Karl-Heinz; Heinz Öing; Helmut Pichler; Dipl.-Ing. Wynands Dirk
Original assignee: Daimler Truck AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: DE102009052600A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
- mit mindestens einem Injektor (4) zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff (3) in einen Brennraum der Brennkraftmaschine,
- mit einer Hochdruckpumpe (8), die druckseitig über einen Hochdruckpfad (9) mit dem wenigstens einen Injektor (4) verbunden ist,
- mit einer Niederdruckpumpe (5), die druckseitig mit der Saugseite der Hochdruckpumpe (8) verbunden ist,
- mit mindestens einem Druckverstärker (11), der im Hochdruckpfad (9) stromauf des wenigstens einen Injektors (4) oder integral im wenigstens einen Injektor (4) angeordnet ist,
- mit einem Druckverstärkerrücklauf (12), der Kraftstoff (3) vom jeweiligen Druckverstärker (11) zur Saugseite der Niederdruckpumpe (5) führt,
- der Druckverstärkerrücklauf (12) an einer Anschlussstelle (13) mit der Saugseite der Niederdruckpumpe (5) verbunden ist,
- eine Drossel (32) im Saugpfad (6) stromauf der Anschlussstelle (13) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine.
Aus der DE 102 48 467 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt, die einen Tank zur Bevorratung eines flüssigen Kraftstoffs und zumindest einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine aufweist. Ferner ist eine Hochdruckpumpe vorgesehen, die saugseitig über einen Saugpfad mit dem Tank und druckseitig über einen Druckpfad mit dem wenigstens einen Injektor verbunden ist. Im Druckpfad sind ferner ein für mehrere Injektoren gemeinsamer Hochdruckverteiler sowie zumindest ein Druckverstärker angeordnet. Für Leckagemengen oder Rücklaufmengen der einzelnen Injektoren sind Injektorrückläufe vorgesehen, die zum Tank führen. Für Leckagemengen oder Rücklaufmengen der Druckverstärker sind Druckverstärkerrückläufe vorgesehen, die zu einem gemeinsamen Rücklaufsammler führen, der über ein Druckhalteventil mit dem Tank und über eine Verbindungsleitung stromab einer Niederdruckpumpe mit der Saugseite der Hochdruckpumpe verbunden ist.
Eine weitere Kraftstoffeinspritzanlage ist aus der DE 199 54 695 A1 bekannt.
Weiterhin zeigt die DE 102 05 186 A1 eine Kraftstoffeinspritzanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Injektor, einer Hochdruckpumpe sowie einer Niederdruckpumpe. Weiterhin zeigt sie einen Druckverstärkerrücklauf, der zur Saugseite der Hochdruckpumpe führt.
Aus der DE 100 10 517 A1 ist ferner eine Kraftstoffeinspritzanlage gezeigt mit einem Injektor, einer Hochdruck- sowie einer Niederdruckpumpe. Hier ist ein Injektorrücklauf vorgesehen, der Leckkraftstoff des Einspritzsystems abführt.
Eine ähnliche Einspritzanlage ist aus der DE 38 25 470 A1 bekannt. Dort ist ein Injektorrücklauf zwischen Injektor und Rücklaufpfad vorgesehen.
Um ein Common-Rail-System, insbesondere zur Einspritzung von Diesel, mit einer Druckverstärkung am bzw. im Injektor betreiben zu können, erfolgt im Niederdruckbereich zweckmäßig eine Aufbereitung des Kraftstoffs hinsichtlich Reinheit, Temperatur, Druck und Volumenstrom. Dies kann erforderlich sein, um die Kraftstoffversorgung auch bei extremen Randbedingungen, wie zum Beispiel geringer Bauraum, stark variierenden Einspritzmengen und große Höhentauglichkeit, gewährleisten zu können. Besonders problematisch ist in diesem Zusammenhang die Konditionierung des Drucks im Druckverstärkerrücklauf. Denn im Betrieb der Druckverstärker können große Leckagemengen bzw. Rücklaufmengen mit entsprechend großen Fördermengen und Wärmemengen entstehen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine Vereinfachung der Konditionierung der Rücklaufmenge des Druckverstärkers auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Rückführung der Druckverstärkerleckage dadurch zu realisieren, dass ein Druckverstärkerrücklauf an die Saugseite der Hochdruckpumpe oder bevorzugt an die Saugseite der Niederdruckpumpe angeschlossen ist. Auf diese Weise kann der Druck im rückgeführten Kraftstoff signifikant reduziert werden, was die Handhabung bzw. Konditionierung der Rücklaufmenge erheblich vereinfacht. Bevorzugt ist dabei die Rückführung zur Saugseite der Niederdruckpumpe, da dort ein besonders niedriges Druckniveau herrscht.
Dabei ist eine Drossel zum Einstellen des Druckverstärkerrücklaufdrucks vorgesehen. Diese Drossel ist in einer zur Niederdruckpumpe führenden Saugleitung angeordnet. In dieser Saugleitung ist die Drossel dann stromauf einer Anschlussstelle angeordnet, über welche der Druckverstärkerrücklauf an die Saugleitung angeschlossen ist. Des Weiteren kann optional ein Wärmeübertrager im Druckverstärkerrücklauf angeordnet sein, um die bei der Druckverstärkung anfallende Wärme aus dem rückgeführten Kraftstoff herauszuziehen. Um die großen Rücklaufmengen zu beherrschen, kann optional zumindest ein weiterer Rücklauf vorgesehen sein. Ein derartiger weiterer Rücklauf kann beispielsweise von einem Filter oder von einer Entwässerungseinrichtung abgehen, die in einer den druckseitigen Auslass der Niederdruckpumpe mit dem saugseitigen Einlass der Hochdruckpumpe verbindenden Versorgungspfad angeordnet ist. Ein weiterer Rücklauf kann auch unmittelbar von der Hochdruckpumpe ausgehen, und zwar von deren Niederdruckseite. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem einzigen Unteranspruch, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Kraftstoffeinspritzanlage.
Entsprechend 1 umfasst eine Kraftstoffeinspritzanlage 1 einen Tank 2, der zur Bevorratung eines flüssigen Kraftstoffs 3 dient, sowie zumindest einen Injektor 4, mit dessen Hilfe flüssiger Kraftstoff in einen hier nicht gezeigten Brennraum einer hier ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine einspritzbar ist. Die Kraftstoffeinspritzanlage 1 dient somit zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, wobei die Brennkraftmaschine bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Die Kraftstoffeinspritzanlage 1 weist eine Niederdruckpumpe 5 auf, die über einen Saugpfad 6 mit dem Tank 2 verbunden ist. Druckseitig ist die Niederdruckpumpe 5 über einen Versorgungspfad 7 mit einer Hochdruckpumpe 8 verbunden. Mit Bezug auf die Hochdruckpumpe 8 zählt der Versorgungspfad 7 zum Saugpfad 6, der insoweit die Hochdruckpumpe 8 mit dem Tank 2 verbindet. Die Hochdruckpumpe 8 ist über einen Hochdruckpfad 9 mit dem wenigstens einen Injektor 4 verbunden. Im Beispiel sind vier Injektoren 4 gezeigt. Dementsprechend handelt es sich im Beispiel bei der Brennkraftmaschine um einen Vier-Zylinder-Motor. Die Kraftstoffeinspritzanlage 1 kommt bevorzugt bei einer als Dieselmotor ausgestalteten Brennkraftmaschine zur Anwendung. Sie kann grundsätzlich jedoch auch bei einem Benzinmotor Verwendung finden.
Im Hochdruckpfad 9 ist ein Hochdruckverteiler 10 angeordnet, der allen Injektoren 4 gemeinsam zugeordnet ist, folglich handelt es sich hier bevorzugt um ein sogenanntes Common-Rail-System. Stromab des Hochdruckverteilers 10 ist je Injektor 4 ein Druckverstärker 11 im Hochdruckpfad 9 vorgesehen. Der jeweilige Druckverstärker 11 kann dabei im Hochdruckpfad 9 stromauf des jeweiligen Injektors 4 angeordnet sein (in der 1 nicht gezeigt). Bevorzugt ist jedoch die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher der jeweilige Druckverstärker 11 in den zugehörigen Injektor 4 baulich integriert ist. Im Betrieb können sowohl an den Druckverstärkern 11 als auch an den Injektoren 4 Leckagemengen bzw. Rücklaufmengen anfallen. Ein Druckverstärkerrücklauf 12 verbindet den jeweiligen Druckverstärker 11 mit dem Saugpfad 6. Eine entsprechende Anschlussstelle oder Verbindungsstelle ist mit 13 bezeichnet. Der Druckverstärkerrücklauf 12 führt somit vom jeweiligen Druckverstärker 11 zur Saugseite der Niederdruckpumpe 5. Damit befindet sich die Verbindungsstelle 13 automatisch auch an der Saugseite der Hochdruckpumpe 8. Grundsätzlich kann der Druckverstärkerrücklauf 12 auch an den Versorgungspfad 7 angeschlossen sein (in der 1 nicht gezeigt). Bevorzugt wird jedoch die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher der Druckverstärkerrücklauf 12 an die Saugseite der Niederdruckpumpe 5 führt. Im Druckverstärkerrücklauf 12 kann optional ein Wärmeübertrager 14 angeordnet sein, mit dessen Hilfe dem rückgeführten Kraftstoff Wärme entzogen werden kann. Der Wärmeübertrager 14 kann hierzu an einen geeigneten Kühlkreis 15 angeschlossen sein. Besagter Kühlkreis 15 kann beispielsweise einen Zweig eines Motorkühlkreises bilden.
Des Weiteren ist den Injektoren 4 ein Injektorrücklauf 16 zugeordnet, der im jeweiligen Injektor 4 anfallende Leckagemengen bzw. Rücklaufmengen grundsätzlich zum Tank 2 zurückführt. Hierzu ist der Injektorrücklauf 16 im gezeigten Beispiel an einen Niederdrucksammler 17 angeschlossen, der auch als Galerie bezeichnet werden kann. Vom Niederdrucksammler 17 führt eine Rückführleitung 18 zum Tank 2 zurück.
Der Injektorrücklauf 16 ist über eine Kopplungsleitung 19 mit dem Versorgungspfad 7 verbunden. Hierdurch ist es möglich, den Injektorrücklauf 16 mit einem erhöhten Druck zu beaufschlagen. Um nun entsprechend einem Pfeil 20 ein Druckgefälle vom Injektorrücklauf 16 zum Druckverstärkerrücklauf 12 mit einer vorbestimmten Druckdifferenz zu realisieren, kann es zweckmäßig sein, in der Kopplungsleitung 19 eine Drossel 21 anzuordnen. Zusätzlich oder alternativ kann im Injektorrücklauf 16 ein Druckhalteventil 22 angeordnet sein. Dieses Druckhalteventil 22 befindet sich dabei zwischen dem Niederdrucksammler 17 und einer Einleitstelle 23, über welche die Kopplungsleitung 19 in den Injektorrücklauf 16 einmündet. Das Druckhalteventil 22 ist im gezeigten Beispiel als vorgespanntes Rückschlagsperrventil konzipiert.
Die Kopplungsleitung 19 zweigt über eine Entnahmestelle 24 vom Versorgungspfad 7 ab. Die Entnahmestelle 24 ist im Beispiel zwischen der Hochdruckpumpe 8 und einem Bauteil 25 angeordnet, bei dem es sich um eine Reinigungseinrichtung handelt. Die Reinigungseinrichtung 25 kann beispielsweise ein Filter sein oder aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann sie zur Entwässerung des Kraftstoffs ausgestaltet sein. Im Beispiel ist die Reinigungseinrichtung 25 mit einem zusätzlichen Rücklauf 26 ausgestattet, der die Reinigungseinrichtung 25 mit dem Niederdrucksammler 17 verbindet. Die Entnahmestelle 24 kann alternativ auch unmittelbar an einem Einlass 27 der Hochdruckpumpe 8 angeordnet sein. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, die Entnahmestelle 24 unmittelbar an einem Auslass 28 der Niederdruckpumpe 5 anzuordnen.
Die Hochdruckpumpe 8 ist im Beispiel mit einem weiteren Rücklauf 30 ausgestattet, der eine Niederdruckseite der Hochdruckpumpe 8 mit dem Niederdrucksammler 17 verbindet. In diesem weiteren Rücklauf 30 kann ein weiteres Druckbegrenzungsventil 31 angeordnet sein, das im Beispiel ebenfalls als federbelastetes Rückschlagsperrventil konzipiert ist. Es ist auch denkbar, ein Druckregelventil vorzusehen, das Bestandteil der Hochdruckpumpe 8 ist und passiv den Versorgungsdruck der Hochdruckpumpe 8 einstellt (in der 1 nicht gezeigt).
Die Rückführung des Druckverstärkerrücklaufs 12 an die Saugseite der Niederdruckpumpe 5 hat außerdem den Vorteil, den Druck im rückgeführten Kraftstoff sehr weit reduzieren zu können. Um den Druck im Druckverstärkerrücklauf 12 auf einen vorbestimmten Wert einzustellen, kann eine Drossel 32 vorgesehen sein. Diese befindet sich im Beispiel im Saugpfad 6, und zwar stromauf der Verbindungsstelle 13. Alternativ ist es ebenso möglich, diese Drossel 32 stromauf der Verbindungsstelle 13 im Druckverstärkerrücklauf 12 anzuordnen (in der 1 nicht gezeigt).
Die Kraftstoffeinspritzanlage 1 ist außerdem mit einem Druckbegrenzungsventil 33 ausgestattet. Dieses kann wie im Beispiel durch ein vorgespanntes Rückschlagsperrventil realisiert sein. Das Druckbegrenzungsventil 33 verbindet den Hochdruckpfad 9 mit einem Rücklaufpfad 34. Der Rücklaufpfad 34 führt vom Druckbegrenzungsventil 33 zum Tank 2.
Dabei ist der Rücklaufpfad 34 im Beispiel ebenfalls an den Niederdrucksammler 17 angeschlossen. Um bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil 33 eine ausreichende Schmierung der Hochdruckpumpe 8 gewährleisten zu können, ist eine Rezirkulationsleitung 35 vorgesehen, die den Rücklaufpfad 34 mit dem Saugpfad 6 verbindet. Wie vorstehend erläutert, führt der Saugpfad 6 zur Niederdruckpumpe 5 und über den Versorgungspfad 7 letztlich auch zur Hochdruckpumpe 8. Zum Einstellen einer bestimmten Notschmiermenge bzw. eines bestimmten Notschmierdrucks kann eine Drosseleinrichtung 36 vorgesehen sein, die in der Rezirkulationsleitung 35 angeordnet ist. Die Drosseleinrichtung 36 kann eine Drossel 37 aufweisen. Im Beispiel ist außerdem ein Druckbegrenzungsventil 38 vorgesehen, das wieder nach Art eines vorgespannten Rückschlagsperrventils ausgestaltet ist. Insgesamt kann die Drosseleinrichtung 36 somit als Drosselrückschlagventil konzipiert sein. Eine Anschlussstelle 39, über welche die Rezirkulationsleitung 35 an den Saugpfad 6 angeschlossen ist, befindet sich im Beispiel stromauf der Drossel 32 und somit stromauf der Verbindungsstelle 13. Zum Erhöhen einer Rücklaufmenge bzw. Rezirkulationsmenge über die Rezirkulationsleitung 35 kann in der Rückführleitung 18 vom Niederdrucksammler 17 zum Tank 2 eine Drossel 56 vorgesehen werden.
Der Rücklaufpfad 34 kann außerdem über eine Kurzschlussleitung 40 direkt an die Niederdruckseite der Hochdruckpumpe 8 angeschlossen sein. Hierbei strömt der Kraftstoff aus der Kurzschlussleitung 40 über einen nicht näher bezeichneten Nockenwellenraum der Hochdruckpumpe 8 pumpenintern stromab des Druckbegrenzungsventils bzw. Druckregelventils 31 in den Rücklauf 30. Vorzugsweise enthält die Kurzschlussleitung 40 hierzu ein Druckbegrenzungsventil 41, das zweckmäßig wieder als federbelastetes Rückschlagsperrventil konzipiert sein kann. In der Figur ist symbolhaft die an die Hochdruckpumpe 8 angeschlossene Kurzschlussleitung 40 mit Druckbegrenzungsventil 41 und der Rücklauf 30 mit Druckbegrenzungsventil 31 bzw. Druckregelventil (in der 1 nicht gezeigt) gezeigt. Zur Begrenzung des über die Kurzschlussleitung 40 der Druckseite der Hochdruckpumpe 8 zugeführten Drucks, kann der Rücklaufpfad 34 mit einer Drossel 42 ausgestattet sein. Diese befindet sich dann zwischen dem Niederdrucksammler 17 und einer Abzweigstelle 43, an welcher die Kurzschlussleitung 40 vom Rücklaufpfad 34 abzweigt. Durch die Drossel 42 wird der Rücklaufpfad 34 in einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich unterteilt. Während der Hochdruckbereich vom Druckbegrenzungsventil 33 bis zur Drossel 42 führt und die Kurzschlussleitung 40 umfasst, erstreckt sich der Niederdruckbereich von der Drossel 42 über den Niederdrucksammler 17 und die Rücklaufleitung 18 bis zum Tank 2.
Des Weiteren kann die hier gezeigte Kraftstoffeinspritzanlage 1 mit einer Entlüftungseinrichtung 44 ausgestattet sein, die in 1 durch einen mit unterbrochener Linie gezeichneten Rahmen angedeutet ist. Diese Entlüftungseinrichtung 44 kann im Bedarfsfall über den Saugpfad 6 Kraftstoff zur Hochdruckpumpe 8 fördern, um so die Kraftstoffeinspritzanlage 1 zu entlüften. Hierbei strömt im Bedarfsfall Kraftstoff über ein Umgehungsventil 57 einer Umgehungsleitung 58 der Niederdruckpumpe 5 vom Saugpfad 6 zum Versorgungspfad 7. Denkbar ist auch, dass die Niederdruckpumpe 5 über nicht gezeigte Handpumpenventile umgangen wird. Dieser Bedarfsfall kann dann eintreten, wenn die Kraftstoffeinspritzanlage 1 im Falle einer Wartung oder bei einer Tankleerfahrt belüftet worden ist, so dass die Pfade und Leitungen der Kraftstoffeinspritzanlage 1 weitgehend von Kraftstoff entleert bzw. mit Luft befüllt sind.
Die Entlüftungseinrichtung 44 ist im Saugpfad 6 angeordnet. Vorzugsweise ist die Entlüftungseinrichtung 44 mit einer elektrischen Hilfspumpe 45 ausgestattet. Diese Hilfspumpe 45 kann speziell für den Bedarfsfall aktiviert werden. Im Normalbetrieb der Kraftstoffeinspritzanlage 1 kann sie deaktiviert sein. Zweckmäßig ist die Hilfspumpe 45 hierzu in einem Bypass 46 angeordnet, der einen Abschnitt 47 des Saugpfads 6 umgeht. Der genannte Abschnitt 47 des Saugpfads 6 erstreckt sich zwischen zwei Anschlussstellen 48 und 49, über welche der Bypass 46 an den Saugpfad 6 angeschlossen ist. Im Bypass 46 kann an der Saugseite der Hilfspumpe 45 ein Filter 50 angeordnet sein. Hierdurch kann die Hilfspumpe 45 vor Verunreinigungen im Kraftstoff 3 geschützt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Druckbegrenzungsventils 51. Dieses ist im Beispiel als vorgespanntes Rückschlagsperrventil ausgestaltet. Die Entlüftungseinrichtung 44 ist mit dem Druckbegrenzungsventil 51 ausgestattet, um beim Entlüften der Kraftstoffeinspritzanlage 1 einen Überdruck im Kraftstoff zu vermeiden. Hierzu ist das Druckbegrenzungsventil 51 in einem Rücklauf 52 angeordnet, der die Druckseite der Hilfspumpe 45 mit deren Saugseite verbindet. Hierzu ist der Rücklauf 52 über Anschlüsse 53 und 54 an den Bypass 46 angeschlossen. Insoweit bildet der Rücklauf 52 auch einen Kurzschluss der Hilfspumpe 45. Damit die Hilfspumpe 45 im Betrieb nicht in den Tank 2 fördert, ist im Abschnitt 47 ein Rückschlagsperrventil 55 angeordnet. Anstelle eines Rückschlagsperrventils 55 kann auch ein gravimetrisches Ventil vorgesehen sein. Das jeweilige Ventil 55 sperrt in Richtung zum Tank 2, so dass die Hilfspumpe 45 druckseitig bis zum Steuerdruck des Druckbegrenzungsventils 51 einen Druck aufbauen kann.
Mit Hilfe der Entlüftungseinrichtung 44 kann der Kraftstoff 3 im Niederdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage 1 mit Hilfe der Hilfspumpe 45 gefördert werden, wodurch das gesamte Kraftstoffsystem sehr einfach und schnell entlüftet werden kann. Zweckmäßig ist die Entlüftungseinrichtung 44 bzw. deren Hilfspumpe 45 nahe am Tank 2 angeordnet. Insbesondere ist es möglich, die Hilfspumpe 45 im Tank 2 direkt unterzubringen. Die Ansteuerdauer der Hilfspumpe 5 kann beispielsweise durch ein nicht gezeigtes Steuergerät oder ein nicht gezeigtes Zeitrelais begrenzt sein. Die Ansteuerdauer ist dabei so abgestimmt, dass die Hilfspumpe 45 so lange in Betrieb ist, dass auch die größte zu erwartende Entlüftungsmenge realisiert werden kann.
Die während des Entlüftungsvorgangs aus den Leitungen bzw. Pfaden der Kraftstoffeinspritzanlage 1 verdrängte Luft kann entlang von Entlüftungspfaden aus dem System ausgetrieben werden. Ein derartiger Entlüftungspfad beginnt beispielsweise bei der Reinigungseinrichtung 25, führt über den Rücklauf 26 zum Niederdrucksammler 17 und gelangt über die Rücklaufleitung 18 in den Tank 2. Ein anderer Rücklaufpfad beginnt beispielsweise an der Niederdruckseite der Hochdruckpumpe 8 und führt über den Rücklauf 30 wieder zum Niederdrucksammler 17 und gelangt über die Rücklaufleitung 18 ebenfalls in den Tank 2.
Der jeweilige Entlüftungsvorgang kann beispielsweise durch einen einzigen Knopfdruck gestartet werden. Hierdurch wird die Hilfspumpe 45 aktiviert. In der Folge kommt es zu einer Befüllung des gesamten Kraftstoffsystems mit Kraftstoff. Sobald der maximale Befüllungsdruck erreicht wird, öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 51, wodurch die Hilfspumpe 45 unter Aufrechterhaltung des maximalen Füllungsdruck im Kreis fördert. Sobald die vorbestimmte Aktivzeit oder Entlüftungszeit abgelaufen ist, schaltet die entsprechende Steuerung bzw. ein entsprechendes Relais die Hilfspumpe 45 aus. Die Hilfspumpe 45 ist so konfiguriert, dass sie im deaktivierten Zustand eine Durchströmung in Gegenrichtung sperrt. Das Kraftstoffsystem bleibt somit befüllt. Anschließend kann der Anwender die Brennkraftmaschine ohne weiteres starten. Ein unnötiges langes Betätigen des Starters kann vermieden werden.
Im Normalbetrieb wird der Kraftstoff 3 aus dem Tank 2 von der Niederdruckpumpe 5 angesaugt. Die Niederdruckpumpe 5 kann mechanisch oder elektrisch ausgeführt sein. Der durch die Niederdruckpumpe 5 unter Druck gesetzte Kraftstoff 3 fließt als nächstes durch die Reinigungseinrichtung 25, die bevorzugt ein Filter und einen Wasserabscheider integriert. Der von Partikeln und Wasser gereinigte Kraftstoff 3 gelangt dann zur Hochdruckpumpe 8 und wird von ihr in den Hochdruckverteiler 10 oder Druckspeicher (in der 1 nicht gezeigt) gefördert. Der von den Injektoren 4 aus dem Hochdruckverteiler 10 entnommene Kraftstoff 3 wird durch Betätigung des jeweiligen, im Injektor 4 integrierten Druckverstärkers 11 nochmals verdichtet und eingespritzt. Durch die Betätigung des jeweiligen Druckverstärkers 11 entsteht eine für die Einspritzung nicht nutzbare Kraftstoffmenge. Diese Kraftstoffmenge oder Leckage wird im Druckverstärkerrücklauf 12 und durch den Wärmeübertrager 14 oder Kühler 14 wieder auf die Saugseite der Niederdruckpumpe 5 geleitet. Der Druck im Druckverstärkerrücklauf 12 wird durch die Drossel 32 auf den gewünschten Druck eingestellt. Die Kühlung des Druckverstärkerrücklaufs 12 kann erforderlich sein, da der Kraftstoff von einem sehr hohen Druck im Hochdruckverteiler 10 auf nahezu Umgebungsdruck entspannt wird. Durch diese Entspannung wird Wärmeenergie freigesetzt. Der Wärmeübertrager 14 kann mit Kühlwasser oder einer anderen Flüssigkeit beschickt werden.
In einem Diesel-Common-Rail-System können weitere Kraftstoffleckagemengen auftreten. Beispielsweise vom Hochdruckverteiler 10, von den Injektoren 4, von der Filtereinrichtung 25 und von der Hochdruckpumpe 8. Diese Leckagen werden im gezeigten Beispiel im Niederdrucksammler 17 bzw. in der Galerie 17 zusammengeführt. Der so zusammengeführte Kraftstoff kann wahlweise zurück in den Tank 2 oder auf die Saugseite der Niederdruckpumpe 5 geleitet werden. Die gewünschte Menge und Druckdifferenz zwischen dem Niederdrucksammler 17 und der Saugseite der Niederdruckpumpe 5 kann mit der Drosseleinrichtung 36 eingestellt werden. Durch die Auslegung dieser Drosseleinrichtung 36 ergibt sich auch ein Einfluss auf die Rezirkulationsmenge, die Tankrücklaufmenge, die Niederdruckpumpeneingangsmenge und die Temperaturbilanz.
Durch die Rückführung des Druckverstärkerrücklaufs 12 auf die Saugseite der Niederdruckpumpe 5 kann der Druck im rückgeführten Kraftstoff stark abgesenkt werden, was die Aufbereitung des Kraftstoffs für die Saugseite der Hochdruckpumpe 8 erheblich vereinfacht.
Damit beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils 33 eine Schmierung der Hochdruckpumpe 8 bzw. der zu schmierenden Komponenten innerhalb der Hochdruckpumpe 8 aufrechterhalten bleibt, kann eine Notschmiermenge über die Rezirkulationsleitung 35 vom Rücklaufpfad 34 (und über den Niederdrucksammler 17) zum Saugpfad 6 gelangen. Darüber hinaus kann mittels einer geeigneten Steuerung vorgesehen sein, durch entsprechende Betätigung bzw. Ansteuerung der Niederdruckpumpe 5 den Pumpenschmierdruck bzw. die Pumpenschmiermenge einzustellen. Sofern intern, also im Inneren der Hochdruckpumpe 8 ein zusätzlicher Schmierpfad realisiert wird, der zu den zu schmierenden Komponenten, wie zum Beispiel Lager oder Nocken, führt, ist es möglich, die Niederdruckpumpe 5 kleiner auszulegen. Außerdem kann beispielsweise auf eine Erhöhung der Motordrehzahl oder Fördermenge der Niederdruckpumpe 5 im Notbetrieb verzichtet werden.
Die Kopplung des Injektorrücklaufs 16 mit dem Versorgungspfad 7 führt dazu, dass der Druck im Injektorrücklauf 16 höher ist als im Druckverstärkerrücklauf 12. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Druckverstärkerrücklauf 12 an die Saugseite der Niederdruckpumpe 5 angeschlossen ist. Hierdurch entsteht eine positive Druckdifferenz, die den Kraftstoff vom Injektorrücklauf 16 durch den jeweiligen Injektor 4 und durch den jeweils damit hydraulisch gekoppelten Druckverstärker 11 in den Druckverstärkerrücklauf 12 antreibt. Hierdurch bleiben die Druckverstärker 11 gespült, auch wenn zum Beispiel während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine keine Kraftstoffeinspritzung stattfindet.

Claims

Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine - mit mindestens einem Injektor (4) zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff (3) in einen Brennraum der Brennkraftmaschine, - mit einer Hochdruckpumpe (8), die druckseitig über einen Hochdruckpfad (9) mit dem wenigstens einen Injektor (4) verbunden ist, - mit einer Niederdruckpumpe (5), die druckseitig mit der Saugseite der Hochdruckpumpe (8) verbunden ist, - mit mindestens einem Druckverstärker (11), der im Hochdruckpfad (9) stromauf des wenigstens einen Injektors (4) oder integral im wenigstens einen Injektor (4) angeordnet ist, - mit einem Druckverstärkerrücklauf (12), der Kraftstoff (3) vom jeweiligen Druckverstärker (11) zur Saugseite der Niederdruckpumpe (5) führt, - der Druckverstärkerrücklauf (12) an einer Anschlussstelle (13) mit der Saugseite der Niederdruckpumpe (5) verbunden ist, - eine Drossel (32) im Saugpfad (6) stromauf der Anschlussstelle (13) vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckverstärkerrücklauf (12) ein Wärmeüberträger (14) angeordnet ist.