DE102010001254A1

DE102010001254A1 - Entlüftung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010001254A1
Application number: DE201010001254
Authority: DE
Inventors: Sascha 70839 Ambrock; Achim 71254 Koehler; Thomas 71254 Koenig; Wolfgang 71522 Staudenmaier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstofftank 3, aus dem mittels einer Vordruckpumpe 2 gesteuert über eine Zumesseinheit 4 und ein Überströmventil 5 Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe 1 gefördert wird, von der der Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher weitergefördert wird, aus dem der Kraftstoff über zumindest einen Kraftstoffinjektor in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist und wobei eine Entlüftung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Kraftstofftank 3 erfolgt. Erfindungsgemäß wird eine Entlüftung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung ermöglicht, die bei geringem schaltungstechnischem Aufwand schnell und zuverlässig arbeitet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Entlüftung im Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe 1 erfolgt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstofftank, aus dem mittels einer Vordruckpumpe gesteuert über eine Zumesseinheit und ein Überströmventil Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe gefördert wird, von der der Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher weitergefördert wird, aus dem der Kraftstoff über zumindest einen Kraftstoffinjektor in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist und wobei eine Entlüftung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Kraftstofftank erfolgt.
Eine derartige Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist aus der DE 10 1006 000 002 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist den üblichen Aufbau auf, wobei hier eine Entlüftung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Bereich außerhalb der Hochdruckpumpe erfolgt. Bei der dargestellten Ausführungsform weist ein einer Vordruckpumpe nachgeschalteter Kraftstofffilter ein Ablassventil auf, das als Druckventil ausgebildet ist. Über dieses Ablassventil kann in dem Rohrleitungssystem des der Hochdruckpumpe vorgeschalteten separaten Kraftstoffniederdruckversorgungssystems befindliche Luft in den Kraftstofftank abgesteuert werden. Weiterhin ist auch die eigentliche Hochdruckpumpe über einen Kraftstoffdurchlass mit dem Kraftstofftank verbunden. Dieser Kraftstoffdurchlass führt aber ausschließlich den von einer Nockenkammer der Hochdruckpumpe überströmenden Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank.
Weiterhin sind Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bekannt, bei denen eine Entlüftung nur mit einem hohen Zulaufdruck, der deutlich höher als 3 bar sein muss, entlüftet werden können. Dabei erfolgt dann die Entlüftung über den Hochdruckbereich, der durch den Summenöffnungsdruck eines Saugventils und eines Rückschlagventils definiert ist oder aber über das Überströmventil.
Problematisch bei allen Systemen ist, dass die Entlüftung relativ lange dauert und zumindest teilweise ein hoher Entlüftungsdruck erforderlich ist. Dies ist aber für einen zuverlässigen Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nachteilig. Gegebenenfalls ist durch diese Entlüftungssysteme auch das Auftreten von Schäden an einzelnen Komponenten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht ausgeschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Entlüftung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitzustellen, die bei geringem schaltungstechnischem Aufwand schnell und zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Entlüftung im Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe erfolgt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Entlüftung genau in dem Bereich erfolgt, aus zu dem die beispielsweise aus einem leergefahrenen Kraftstofftank angesaugte Luft problemlos und ohne irgendeine Beschädigungsgefahr der durchströmten Komponenten abgeführt werden kann. Andererseits ist durch die Entlüftung erst im Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe sichergestellt, dass auch tatsächlich alle Leitungen und Systeme des Niederdrucksystems vollständig entlüftet werden und die Komponenten des Hochdrucksystems frei von Luft bleiben.
In Weiterbildung der Erfindung ist an den Innenraum der Hochdruckpumpe eine Entlüftungsleitung angeschlossen. Die aus dem beispielsweise leergefahrenen Kraftstofftank angesaugte Luft sammelt sich in dem Innenraum vor dem Eintritt in den Hochdruckförderteil der Hochdruckpumpe und kann (ebenso wie der im normalen Betrieb hier eintretende Kraftstoff) gezielt abgeführt werden. Diese gezielte (mengenmäßige) Abführung ist in allgemeiner Form durch den Durchmesser der Entlüftungsleitung eingestellt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Entlüftungsleitung eine Drossel auf. Durch eine solche Drossel ist die Menge der abgeführten Luft beziehungsweise im Normalbetrieb des abgeführten Kraftstoffs genau einstellbar. Dabei beträgt in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Drosseldurchmesser 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 mm. Hier ist eine genaue Abstimmung in Abhängigkeit des Fördervolumens der Vordruckpumpe vorzunehmen. In jedem Fall wird durch diese Ausgestaltung eine schnelle Entlüftung erreicht, wobei aber andererseits im Normalbetrieb keine übermäßig hohe Kraftstoffmenge aus dem Innenraum abgeführt wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drosseldurchmesser veränderbar. Eine solche Veränderung ist beispielsweise manuell oder über einen entsprechenden auf Luft ansprechenden Sensor automatisch einstellbar. Damit ist dann erreicht, dass tatsächlich nur dann, wenn Luft in dem Kraftstoffniederdruckbereich der Hochdruckpumpe vorhanden ist, eine Entlüftung durchgeführt wird.
In weiterer Ausgestaltung mündet die Entlüftungsleitung in eine Kraftstoffrücklaufleitung ein. Dadurch ist nur ein sehr geringer leitungstechnischer Aufwand nötig.
In Weiterbildung der Erfindung sind Lagerstellen der Hochdruckpumpenantriebswelle mit einem Entlüftungskanal verschaltet, der ebenfalls in die Kraftstoffrücklaufleitung einmündet. Durch diese Ausgestaltung erfolgt zusätzlich auch eine Entlüftung in diesem Bereich, wobei dadurch zusätzlich sichergestellt ist, dass die Lagerstellen durch eine gezielte geringe Durchströmung mit Kraftstoff zuverlässig geschmiert werden. So ist es für eine schnelle und zuverlässige Entlüftung denkbar dem Innenraum der Hochdruckpumpe bedarfsweise durch den veränderbaren Drosseldurchmesser zu entlüften, während durch die Lagerstellen dauernd eine geringe Kraftstoffmenge abgeführt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Ausführungsform der Erfindung
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung den Niederdruckbereich einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist als ein Common-Rail-Einspritzsystem insbesondere für selbstzündende Brennkraftmaschinen ausgebildet. Bei einem Common-Rail-Einspritzsystem wird der Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe 1, die beispielsweise eine Stempelpumpe sein kann, in einen Hochdruckspeicher (Rail) gefördert und in dem Hochdruckspeicher mit einem Druck bis zu 3000 bar gespeichert. Aus dem Hochdruckspeicher wird der Kraftstoff einzelnen Kraftstoffinjektoren zugeführt, die den Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
Der Hochdruckpumpe 1 wird der Kraftstoff mittels einer Vordruckpumpe 2 zugeführt, wobei die Vordruckpumpe 2 den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 3 entnimmt. Der von der Vordruckpumpe 2 geförderte Kraftstoff wird vor dem Eintritt in den Hochdruckförderteil der Hochdruckpumpe 1 von einer Zumesseinheit 4 so zugemessen, dass von der Hochdruckpumpe 1 soviel Kraftstoff in den Hochdruckspeicher gefördert wird, wie von den Kraftstoffinjektoren entnommen wird. Hierzu ist in dem Hochdruckspeicher ein Drucksensor eingebaut, der die Zumesseinheit 4 steuert. Parallel zu der Zumesseinheit 4 ist ein Überströmventil 5 in den Kraftstoffkreislauf eingeschaltet, über das die nicht benötigte Kraftstoffmenge über eine Kraftstoffrücklaufleitung 9 in den Kraftstofftank 3 zurück gefördert wird. Von der Vordruckpumpe 2 wird immer eine zumindest angenähert konstante Fördermenge gefördert und dementsprechend muss die von der Zumesseinheit 4 von der geförderten Gesamtmenge zurückgehaltene Teilmenge an Kraftstoff über das Überströmventil 5 in den Kraftstofftank 3 abgesteuert werden.
Strömungsausgangsseitig der Zumesseinheit 4 ist ein Saugventil 6 angeordnet. Über dieses Saugventil 6 gelangt der Kraftstoff in den Hochdruckförderteil der Hochdruckpumpe 1.
Das Gehäuse 7 der Hochdruckpumpe 1, ist in der Figur unabhängig und vor dem Überströmventil 5, der Zumesseinheit 4 und dem Saugventil 6 liegend dargestellt. Dies stellt aber nur eine zeichnungstechnische Vereinfachung dar, die der besseren Übersicht dient. Tatsächlich sind in dem Gehäuse 1 insbesondere die Hochdruckkomponenten der Hochdruckpumpe 1 eingebaut, während das Überströmventil 5, die Zumesseinheit 4 und das Saugventil 6 auf der Zulaufseite beziehungsweise der Niederdruckseite der Hochdruckpumpe 1 angeordnet und. verschaltet sind.
Von den Hochdruckkomponenten der Hochdruckpumpe 1 sind in dem Gehäuse 7 Lagerstellen 11a, 11b einer Hochdruckpumpenantriebswelle 12 dargestellt. Die Hochdruckpumpenantriebswelle 12 wird in geeigneter Weise über einen Antrieb 14 beispielsweise in Form von Zahnrädern von einer Welle der Brennkraftmaschine wie der Kurbelwelle oder der Nockenwelle angetrieben. Die Lagerstellen 11a, 11b sind mit Entlüftungskanälen 13a und 13b verschaltet, die wiederum in die Kraftstoffrücklaufleitung 9 einmünden.
Der Innenraum des Gehäuses 7 ist mit einer Entlüftungsleitung 8 verschaltet, die ebenfalls in die Kraftstoffrücklaufleitung 9 zu dem Kraftstofftank 3 einmündet. In die Entlüftungsleitung 8 ist eine Drossel 10 eingeschaltet. Über diese Entlüftungsleitung 8 erfolgt die erfindungsgemäße Entlüftung der Kraftstofffördereinrichtung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 101006000002 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstofftank (3), aus dem mittels einer Vordruckpumpe (2) gesteuert über eine Zumesseinheit (4) und ein Überströmventil (5) Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe (1) gefördert wird, von der der Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher weitergefördert wird, aus dem der Kraftstoff über zumindest einen Kraftstoffinjektor in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist und wobei eine Entlüftung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Kraftstofftank (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung im Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe (1) erfolgt.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Innenraum der Hochdruckpumpe (1) eine Entlüftungsleitung (8) angeschlossen ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Entlüftungsleitung (8) eine Drossel (10) eingeschaltet ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) einen Drosseldurchmesser von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 mm aufweist.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosseldurchmesser veränderbar ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsleitung (8) in eine Kraftstoffrücklaufleitung (9) einmündet.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerstellen (11a, 11b) einer Hochdruckpumpenantriebswelle (12) mit einem Entlüftungskanal (13a, 13b) verschaltet sind, der in die Kraftstoffrücklaufleitung (9) einmündet.