Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle.
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.From the DE 102 48 467 A1 a fuel injection system is known which has a tank for storing a liquid fuel and at least one injector for injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine. Further, a high pressure pump is provided, which is connected on the suction side via a suction path to the tank and the pressure side via a pressure path with the at least one injector. In the pressure path, a common for several injectors high pressure distributor and at least one pressure booster are also arranged. For leakage quantities or return quantities of the individual injectors Injektorrückläufe are provided, leading to the tank. For leakage quantities or return quantities of the pressure booster pressure booster recirculation are provided, leading to a common return collector, which is connected via a pressure-holding valve to the tank and via a connecting line downstream of a low-pressure pump to the suction side of the high-pressure pump.
Eine weitere Kraftstoffeinspritzanlage ist aus der DE 199 54 695 A1 bekannt.Another fuel injection system is out of the DE 199 54 695 A1 known.
Um den Hochdruckpfad vor einem Überdruck zu schützen, ist es grundsätzlich möglich, ein Druckbegrenzungsventil vorzusehen, das den Hochdruckpfad mit einem Rücklaufpfad verbindet, der zum Tank zurückführt. Kommt es dann zu einem unerwünscht hohen Druckanstieg im Hochdruckpfad, öffnet das Druckbegrenzungsventil und entspannt den Hochdruckpfad über den Rücklaufpfad in den Tank. Bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil ist jedoch die Schmierung der Hochdruckpumpe mit Kraftstoff nicht mehr gewährleistet. Dies kann zu einer Beschädigung der Hochdruckpumpe führen.In order to protect the high pressure path from overpressure, it is basically possible to provide a pressure relief valve which connects the high pressure path to a return path leading back to the tank. If it then comes to an undesirably high pressure rise in the high pressure path, the pressure relief valve opens and relaxes the high pressure path via the return path in the tank. When the pressure relief valve is open, however, the lubrication of the high-pressure pump with fuel is no longer guaranteed. This can lead to damage of the high-pressure pump.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Schmierung der Hochdruckpumpe bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of providing for a fuel injection system of the type mentioned in an improved embodiment, which is characterized in particular by an improved lubrication of the high-pressure pump with open pressure relief valve.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Rücklaufpfad mit einem Saugpfad zu koppeln, der vom Tank zur Saugseite der Hochdruckpumpe führt. Diese Kopplung kann beispielsweise mittels einer Rezirkulationsleitung realisiert werden. Durch die Kopplung des Rücklaufpfads mit dem Saugpfad kann die bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil anfallende Überströmmenge über einen separaten Pfad wieder zur Hochdruckpumpe gelangen, wodurch eine Notschmierung bzw. Notschmiermenge bereitgestellt wird. Diese Notschmiermenge kann zur Realisierung eines Notlaufbetriebs für die Hochdruckpumpe ausgelegt werden.The invention is based on the general idea of coupling the return path with a suction path leading from the tank to the suction side of the high-pressure pump. This coupling can be realized for example by means of a recirculation line. Through the coupling of the return path with the suction path, the overflow quantity occurring when the pressure relief valve is open can return to the high-pressure pump via a separate path, whereby an emergency lubrication or emergency lubrication amount is provided. This Notschmiermenge can be designed to realize a run-flat operation for the high-pressure pump.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, zum Einstellen der Rezirkulationsmenge eine Drosseleinrichtung vorzusehen. Diese kann insbesondere eine Drossel enthalten, um den Druck und somit die Schmiermenge für die Notschmierung einzustellen. Die Drossel kann ferner mit einem Rückschlagventil gekoppelt sein. Insbesondere ist eine Ausgestaltung als Drosselrückschlagventil denkbar.It is particularly advantageous to provide a throttle device for adjusting the amount of recirculation. This may in particular contain a throttle to adjust the pressure and thus the amount of lubricant for the emergency lubrication. The throttle may be further coupled to a check valve. In particular, a configuration as a throttle check valve is conceivable.
Sofern eine Niederdruckpumpe vorgesehen ist, kann es zweckmäßig sein, die Rezirkulationsleitung stromauf der Niederdruckpumpe an den Saugpfad anzuschließen. Hierdurch kann zusätzlich eine Notschmierung für die Niederdruckpumpe bereitgestellt werden. Die Hochdruckpumpe kann intern mit einem zusätzlichen Pfad bzw. Eingang ausgestattet sein, über den der Kraftstoff zu den zu schmierenden Komponenten, wie zum Beispiel Lager und Nocken, geleitet werden kann. Zur Einstellung des Pumpenschmierdrucks bzw. zum Einstellen der Pumpenschmiermenge kann außerdem vorgesehen sein, die minimale Förderleistung der Niederdruckpumpe zu erhöhen. Eine entsprechende Steuerung erkennt zum Beispiel den im Hochdruckpfad auftretenden Druckabfall beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils und bewirkt eine entsprechende Ansteuerung der Niederdruckpumpe.If a low-pressure pump is provided, it may be expedient to connect the recirculation line upstream of the low-pressure pump to the suction path. As a result, an emergency lubrication for the low-pressure pump can be additionally provided. The high pressure pump may be internally provided with an additional path or inlet through which the fuel may be directed to the components to be lubricated, such as bearings and cams. To set the pump lubrication pressure or to adjust the pump lubrication amount can also be provided to increase the minimum flow of the low pressure pump. A corresponding control detects, for example, the pressure drop occurring in the high pressure path when opening the pressure relief valve and causes a corresponding control of the low pressure pump.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.
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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Kraftstoffeinspritzanlage.The only 1 shows a greatly simplified schematic diagram of a fuel injection system.
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.Corresponding 1 includes a fuel injection system 1 a tank 2 which to Storage of a liquid fuel 3 serves, as well as at least one injector 4 , by means of which liquid fuel can be injected into a combustion chamber, not shown here, of an internal combustion engine likewise not shown here. The fuel injection system 1 thus serves to supply an internal combustion engine with fuel, the internal combustion engine is preferably arranged in a motor vehicle.
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.The fuel injection system 1 has a low pressure pump 5 up, over a suction path 6 with the tank 2 connected is. The pressure side is the low pressure pump 5 via a supply path 7 with a high pressure pump 8th connected. With reference to the high pressure pump 8th counts the supply path 7 to the suction path 6 , the extent the high pressure pump 8th with the tank 2 combines. The high pressure pump 8th is via a high pressure path 9 with the at least one injector 4 connected. In the example are four injectors 4 shown. Accordingly, in the example, the internal combustion engine is a four-cylinder engine. The fuel injection system 1 is preferably used in an engine designed as a diesel engine. In principle, however, it can also be used in a gasoline engine.
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. 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. 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.In the high pressure path 9 is a high pressure distributor 10 arranged, of all injectors 4 is assigned together, therefore, it is preferably a so-called common rail system. Downstream of the high pressure distributor 10 is ever injector 4 a pressure booster 11 in the high pressure path 9 intended. The respective pressure amplifier 11 can do it in the high pressure path 9 upstream of the respective injector 4 be arranged. However, preferred is the embodiment shown here, in which the respective pressure booster 11 in the associated injector 4 structurally integrated. In operation, both at the pressure amplifiers 11 as well as at the injectors 4 Leakage quantities or return quantities incurred. A pressure booster return 12 connects the respective pressure amplifier 11 with the suction path 6 , An appropriate connection point or connection point is with 13 designated. The pressure booster return 12 thus leads from the respective pressure booster 11 to the suction side of the low-pressure pump 5 , This is the connection point 13 automatically also on the suction side of the high-pressure pump 8th , Basically, the pressure booster return 12 also to the supply path 7 be connected. However, preferred is the embodiment shown here, in which the pressure booster return 12 to the suction side of the low-pressure pump 5 leads. In the pressure booster return 12 Optionally a heat exchanger 14 be arranged, with the help of the recirculated fuel heat can be withdrawn. The heat exchanger 14 can do this to a suitable cooling circuit 15 be connected. Said cooling circuit 15 may for example form a branch of an engine cooling circuit.
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.Furthermore, the injectors 4 an injector return 16 assigned in the respective injector 4 accumulating leakage quantities or return quantities basically to the tank 2 returns. For this purpose, the injector return 16 in the example shown to a low pressure collector 17 connected, which can also be referred to as a gallery. From the low pressure collector 17 leads a return line 18 to the tank 2 back.
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.The injector return 16 is via a coupling line 19 with the supply path 7 connected. This makes it possible to injector return 16 to apply an increased pressure. To now according to an arrow 20 a pressure drop from the injector return 16 to the pressure booster return 12 to realize with a predetermined pressure difference, it may be appropriate in the coupling line 19 a throttle 21 to arrange. Additionally or alternatively, in the injector return 16 a pressure-holding valve 22 be arranged. This pressure-holding valve 22 is located between the low pressure collector 17 and a discharge point 23 over which the coupling line 19 in the injector return 16 opens. The pressure holding valve 22 is designed in the example shown as a biased non-return valve.
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.The coupling line 19 branches over a sampling point 24 from the supply path 7 from. The sampling point 24 is in the example between the high pressure pump 8th and a component 25 arranged, which is a cleaning device. The cleaning device 25 For example, it may be or may be a filter. Additionally or alternatively, it may be configured for dewatering the fuel. In the example, the cleaning device 25 with an additional return 26 equipped, the cleaning device 25 with the low pressure collector 17 combines. The sampling point 24 Alternatively, it can be directly at an inlet 27 the high pressure pump 8th be arranged. It is also possible in principle, the sampling point 24 immediately at an outlet 28 the low pressure pump 5 to arrange.
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 31 vorzusehen, das Bestandteil der Hochdruckpumpe 8 ist und passiv den Versorgungsdruck der Hochdruckpumpe 8 einstellt.The high pressure pump 8th is in the example with another return 30 equipped, which is a low pressure side of the high pressure pump 8th with the low pressure collector 17 combines. In this further return 30 can be another pressure relief valve 31 be arranged, which is also designed in the example as a spring-loaded check valve. It is also conceivable, a pressure control valve 31 provide, the part of the high-pressure pump 8th is and passive the supply pressure of the high pressure pump 8th established.
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. The feedback of the pressure booster return 12 to the suction side of the low-pressure pump 5 also has the advantage of being able to reduce the pressure in the returned fuel very far. To the pressure in the pressure booster return 12 to set to a predetermined value, may be a throttle 32 be provided. This is located in the example in the suction path 6 , upstream of the junction 13 , Alternatively, it is also possible to use this throttle 32 upstream of the junction 13 in the pressure booster return 12 to arrange.
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.The fuel injection system 1 is also equipped with a pressure relief valve 33 fitted. This can be realized as in the example by a biased check valve. The pressure relief valve 33 connects the high pressure path 9 with a return path 34 , The return path 34 leads from the pressure relief valve 33 to the tank 2 , Here is the return path 34 in the example also to the low pressure collector 17 connected. To open with pressure relief valve 33 adequate lubrication of the high-pressure pump 8th to be able to guarantee, is a recirculation line 35 provided the return path 34 with the suction path 6 combines. As explained above, the suction path leads 6 to the low pressure pump 5 and over the supply path 7 ultimately also to the high-pressure pump 8th , To set a specific amount of emergency lubrication or a particular emergency lubrication pressure, a throttle device 36 be provided in the recirculation line 35 is arranged.
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.The throttle device 36 can a choke 37 exhibit. In the example is also a pressure relief valve 38 provided, which is again configured in the manner of a biased non-return valve. Overall, the throttle device 36 thus be designed as a throttle check valve. A connection point 39 over which the recirculation line 35 to the suction path 6 is connected, is located in the example upstream of the throttle 32 and thus upstream of the junction 13 , To increase a return amount or recirculation amount via the recirculation line 35 can in the return line 18 from the low pressure collector 17 to the tank 2 a throttle 56 be provided.
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 bzw. Druckregelventil 31 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.The return path 34 can also have a short circuit line 40 directly to the low pressure side of the high pressure pump 8th be connected. In this case, the fuel flows out of the short-circuit line 40 via an unspecified camshaft space of the high-pressure pump 8th Pumpintern downstream of the pressure relief valve or pressure control valve 31 in the return 30 , Preferably, the short circuit line contains 40 this a pressure relief valve 41 , which can be conveniently designed again as a spring-loaded check valve. In the figure is symbolic of the high pressure pump 8th connected short-circuit line 40 with pressure relief valve 41 and the return 30 with pressure relief valve or pressure control valve 31 shown. To limit the over the short circuit line 40 the pressure side of the high pressure pump 8th supplied pressure, the return path can 34 with a throttle 42 be equipped. This is then located between the low pressure collector 17 and a branch point 43 at which the short circuit line 40 from the return path 34 branches. Through the throttle 42 becomes the return path 34 divided into a high pressure area and a low pressure area. During the high pressure area of the pressure relief valve 33 to the throttle 42 leads and the short circuit line 40 includes, the low pressure region extends from the throttle 42 over the low pressure collector 17 and the return line 18 to the 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.Furthermore, the fuel injection system shown here 1 with a venting device 44 be equipped in 1 is indicated by a drawn with a broken line frame. This venting device 44 can if necessary via the suction path 6 Fuel to the high pressure pump 8th promote so the fuel injection system 1 to vent. If necessary, fuel flows through a bypass valve 57 a bypass line 58 the low pressure pump 5 from the suction path 6 to the supply path 7 , It is also conceivable that the low-pressure pump 5 is bypassed by hand pump valves, not shown. This requirement can occur when the fuel injection system 1 has been vented in the event of maintenance or tanker travel, so that the paths and lines of the fuel injection system 1 are largely emptied of fuel or filled with air.
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.The venting device 44 is in the suction path 6 arranged. Preferably, the venting device 44 with an electric auxiliary pump 45 fitted. This auxiliary pump 45 can be activated especially for the case of need. In normal operation of the fuel injection system 1 it can be disabled. The auxiliary pump is expedient 45 in a bypass 46 arranged a section 47 of the suction path 6 bypasses. The mentioned section 47 of the suction path 6 extends between two connection points 48 and 49 over which the bypass 46 to the suction path 6 connected. In the bypass 46 can be on the suction side of the auxiliary pump 45 a filter 50 be arranged. This allows the auxiliary pump 45 from impurities in the fuel 3 to be protected. Particularly advantageous is the use of a pressure relief valve 51 , This is configured in the example as a biased check valve. The venting device 44 is with the pressure relief valve 51 equipped to bleed the fuel injection system 1 an overpressure to avoid in the fuel. For this purpose, the pressure relief valve 51 in a return 52 arranged, the pressure side of the auxiliary pump 45 connects with its suction side. This is the return 52 over connections 53 and 54 to the bypass 46 connected. In that regard, the return forms 52 also a short circuit of the auxiliary pump 45 , So that the auxiliary pump 45 not in the tank during operation 2 is in the section 47 a non-return valve 55 arranged. Instead of a non-return valve 55 can also be provided a gravimetric valve. The respective valve 55 locks towards the tank 2 so that the auxiliary pump 45 pressure side to the control pressure of the pressure relief valve 51 can build up a pressure.
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.With the help of the venting device 44 can the fuel 3 in the low-pressure area of the fuel injection system 1 with the help of the auxiliary pump 45 be promoted, whereby the entire fuel system can be easily and quickly vented. The venting device is expedient 44 or their auxiliary pump 45 close to the tank 2 arranged. In particular, it is possible for the auxiliary pump 45 in the tank 2 directly to accommodate. The activation duration of the auxiliary pump 5 may be limited for example by a control unit, not shown, or a time relay, not shown. The drive time is adjusted so that the auxiliary pump 45 as long as it is in operation, that even the largest expected amount of ventilation can be realized.
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.The during the venting process from the lines or paths of the fuel injection system 1 displaced air can be expelled from the system along venting paths. Such a venting path begins, for example, in the cleaning device 25 , leads over the return 26 to the low pressure collector 17 and passes through the return line 18 in the tank 2 , Another return path begins, for example, at the low pressure side of the high pressure pump 8th and leads over the return 30 back to the low pressure collector 17 and passes through the return line 18 also in the 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.The respective venting process can be started, for example, by a single push of a button. This will cause the auxiliary pump 45 activated. As a result, it comes to a filling of the entire fuel system with fuel. As soon as the maximum filling pressure is reached, the pressure relief valve opens 51 , causing the auxiliary pump 45 while maintaining the maximum filling pressure in the circle promotes. As soon as the predetermined active time or venting time has elapsed, the corresponding control or a corresponding relay switches the auxiliary pump 45 out. The auxiliary pump 45 is configured so that in the deactivated state, it blocks a flow in the opposite direction. The fuel system thus remains filled. Subsequently, the user can start the engine easily. An unnecessary long operation of the starter can be avoided.
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 10 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.In normal operation, the fuel 3 from the tank 2 from the low pressure pump 5 sucked. The low pressure pump 5 can be mechanical or electrical. The through the low pressure pump 5 pressurized fuel 3 next flows through the purifier 25 , which preferably integrates a filter and a water separator. The fuel purified from particles and water 3 then passes to the high pressure pump 8th and gets into the high-pressure distributor 10 or accumulator 10 promoted. The one from the injectors 4 from the high pressure distributor 10 taken fuel 3 is by pressing the respective, in the injector 4 integrated pressure amplifier 11 again compacted and injected. By actuating the respective pressure booster 11 creates an unusable for the injection amount of fuel. This amount of fuel or leakage is in the pressure booster return 12 and through the heat exchanger 14 or cooler 14 back to the suction side of the low-pressure pump 5 directed. The pressure in the pressure booster return 12 is through the throttle 32 adjusted to the desired pressure. The cooling of the pressure booster return 12 may be necessary as the fuel is of a very high pressure in the high pressure distributor 10 is relaxed to near ambient pressure.
Durch diese Entspannung wird Wärmeenergie freigesetzt. Der Wärmeübertrager 14 kann mit Kühlwasser oder einer anderen Flüssigkeit beschickt werden.Through this relaxation, heat energy is released. The heat exchanger 14 can be charged with cooling water or another liquid.
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.In a diesel common rail system, further fuel leakages may occur. For example, from the high-pressure distributor 10 , from the injectors 4 , from the filter device 25 and from the high pressure pump 8th , These leaks are in the example shown in the low pressure collector 17 or in the gallery 17 merged. The thus merged fuel can optionally be returned to the tank 2 or on the suction side of the low-pressure pump 5 be directed. The desired amount and pressure difference between the low pressure collector 17 and the suction side of the low pressure pump 5 can with the throttle device 36 be set. By the interpretation of this throttle device 36 also results in an influence on the recirculation amount, the tank return quantity, the low-pressure pump input quantity and the temperature balance.
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.By the feedback of the pressure booster return 12 on the suction side of the low-pressure pump 5 The pressure in the returned fuel can be greatly reduced, resulting in the reprocessing of the fuel Fuel for the suction side of the high pressure pump 8th considerably simplified.
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.So when opening the pressure relief valve 33 a lubrication of the high-pressure pump 8th or the components to be lubricated within the high-pressure pump 8th Maintains an emergency lubrication amount via the recirculation line 35 from the return path 34 (and about the low pressure collector 17 ) to the suction path 6 reach. In addition, can be provided by means of a suitable control, by appropriate operation or control of the low-pressure pump 5 to set the pump lubrication pressure or pump lubrication quantity. If internal, so inside the high-pressure pump 8th an additional lubrication path is realized, which leads to the components to be lubricated, such as bearings or cams, it is possible, the low-pressure pump 5 smaller interpret. In addition, for example, an increase in the engine speed or flow rate of the low-pressure pump 5 be dispensed with in emergency mode.
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.The coupling of the injector return 16 with the supply path 7 causes the pressure in the injector return 16 higher than in the pressure booster return 12 , This is especially true when the booster return 12 to the suction side of the low-pressure pump 5 connected. This results in a positive pressure difference, the fuel from the injector return 16 through the respective injector 4 and by the respectively hydraulically coupled pressure amplifier 11 into the pressure booster return 12 drives. This leaves the pressure booster 11 flushed, even if, for example, during a coasting operation of the internal combustion engine, no fuel injection takes place.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 10248467 A1 [0002] DE 10248467 A1 [0002]
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DE 19954695 A1 [0003] DE 19954695 A1 [0003]
