DE102010001254A1 - Fuel injection device for use as common rail injection system for self-ignition combustion engine, has fuel injector injecting fuel into combustion chamber, where ventilation of device into fuel tank takes place in low-pressure region - Google Patents

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Abstract

The device has an inlet pressure pump (2) controlled by a metering unit (4) for conveying fuel from a fuel tank (3) to a high pressure pump (1) over an overflow valve (5), where the high pressure pump conveys the fuel to a high pressure accumulator. A fuel injector injects the fuel from the accumulator into a combustion chamber of a combustion engine, where ventilation of the injection device into the fuel tank takes place in a low-pressure region of the high pressure pump. A vent line (8) is attached to an interior of the high pressure pump.

Description

Technisches GebietTechnical area

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.The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine with a fuel tank, controlled by means of a pre-pressure pump via a metering unit and an overflow valve fuel to a high-pressure pump, from which the fuel is conveyed into a high-pressure accumulator, from which the fuel via at least one fuel injector in a combustion chamber of the internal combustion engine can be injected and wherein a venting of the fuel injection device takes place in the fuel tank.

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.Such a fuel injection device is known from DE 10 1006 000 002 A1 known. This fuel injection device has the usual structure, in which case there is a venting of the fuel injection device in the area outside the high-pressure pump. In the illustrated embodiment, a fuel filter connected downstream of a pre-pressure pump has a drain valve, which is designed as a pressure valve. About this drain valve located in the piping system of the high-pressure pump upstream separate fuel low-pressure supply system located air can be diverted into the fuel tank. Furthermore, the actual high pressure pump is connected via a fuel passage to the fuel tank. This fuel passage, however, only leads the fuel flowing over from a cam chamber of the high-pressure pump back into the fuel tank.

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.Furthermore, fuel injectors are known in which a vent only with a high inlet pressure, which must be significantly higher than 3 bar, can be vented. In this case, then the venting takes place via the high-pressure region, which is defined by the sum of the opening pressure of a suction valve and a check valve or via the overflow valve.

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.The problem with all systems is that the vent takes a relatively long time and at least partially a high venting pressure is required. However, this is disadvantageous for a reliable operation of the fuel injection device. Optionally, the occurrence of damage to individual components of the fuel injection device is not excluded by these ventilation systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Entlüftung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitzustellen, die bei geringem schaltungstechnischem Aufwand schnell und zuverlässig arbeitet.The invention is based on the object to provide a vent for a fuel injection device, which works quickly and reliably with low circuit complexity.

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.This object is achieved in that the venting takes place in the low-pressure region of the high-pressure pump. This embodiment has the advantage that the venting takes place precisely in the region from which the air taken in, for example, from an empty fuel tank, can be removed without any problems and without any risk of damaging the through-flowed components. On the other hand, it is ensured by the venting only in the low-pressure region of the high-pressure pump, that actually all lines and systems of the low pressure system are completely vented and remain the components of the high pressure system free of air.

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 a further development of the invention, a vent line is connected to the interior of the high-pressure pump. The sucked from the example emptied fuel tank air accumulates in the interior before entering the high-pressure delivery section of the high-pressure pump and (as well as the entering here in normal operation fuel) can be selectively dissipated. This targeted (quantitative) discharge is set in general terms by the diameter of the vent line.

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 a further embodiment of the invention, the vent line to a throttle. By such a throttle, the amount of discharged air or in normal operation of the discharged fuel is precisely adjustable. In another embodiment of the invention, the throttle diameter is 0.1 to 1 mm, preferably 0.4 to 0.6 mm. Here is an exact vote depending on the delivery volume of the pre-pressure pump to make. In any case, this embodiment achieves a rapid venting, but on the other hand, in normal operation, no excessively high amount of fuel is discharged from the interior.

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 a further development of the invention, the throttle diameter is variable. Such a change is automatically adjustable, for example, manually or via a corresponding air-responsive sensor. This then ensures that only when air is present in the fuel low pressure region of the high pressure pump, a vent is performed.

In weiterer Ausgestaltung mündet die Entlüftungsleitung in eine Kraftstoffrücklaufleitung ein. Dadurch ist nur ein sehr geringer leitungstechnischer Aufwand nötig.In a further embodiment, the vent line opens into a fuel return line. As a result, only a very small line engineering effort is needed.

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.In a further development of the invention, bearings of the high-pressure pump drive shaft are interconnected with a venting channel, which also opens into the fuel return line. In addition, this embodiment is also a Venting in this area, thereby additionally ensuring that the bearings are reliably lubricated by a targeted low flow with fuel. So it is conceivable for a quick and reliable vent the interior of the high-pressure pump, if necessary, to vent through the variable throttle diameter, while constantly through the bearings a small amount of fuel is dissipated.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an illustrated in the figure embodiment of the invention is described in detail.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

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.The single FIGURE shows a schematic representation of the low-pressure region of a fuel injection device for an internal combustion engine. This fuel injection device is designed as a common-rail injection system, in particular for self-igniting internal combustion engines. In a common rail injection system, the fuel is from a high pressure pump 1 , which may be a punch pump, for example, conveyed in a high-pressure accumulator (rail) and stored in the high-pressure accumulator with a pressure up to 3000 bar. From the high-pressure accumulator, the fuel is supplied to individual fuel injectors, which inject the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.

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.The high pressure pump 1 the fuel is by means of a pre-pressure pump 2 fed, the pre-pressure pump 2 the fuel from a fuel tank 3 extracts. The of the pre-pressure pump 2 subsidized fuel is before entering the high pressure pumping section of the high pressure pump 1 from a metering unit 4 so metered that from the high pressure pump 1 as much fuel is pumped into the high-pressure accumulator, as is taken from the fuel injectors. For this purpose, a pressure sensor is installed in the high pressure accumulator, which is the metering unit 4 controls. Parallel to the metering unit 4 is an overflow valve 5 switched on in the fuel cycle, over which the unused fuel amount via a fuel return line 9 in the fuel tank 3 is promoted back. From the pre-pressure pump 2 always an at least approximately constant flow rate is promoted and accordingly must that of the metering unit 4 Subset of fuel retained by the delivered total through the spill valve 5 in the fuel tank 3 be repulsed.

Strömungsausgangsseitig der Zumesseinheit 4 ist ein Saugventil 6 angeordnet. Über dieses Saugventil 6 gelangt der Kraftstoff in den Hochdruckförderteil der Hochdruckpumpe 1.Flow outlet side of the metering unit 4 is a suction valve 6 arranged. About this suction valve 6 the fuel enters the high pressure delivery section of the high pressure pump 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.The housing 7 the high pressure pump 1 , is independent in the figure and in front of the overflow valve 5 , the metering unit 4 and the suction valve 6 lying down. However, this represents only a drawing simplification, which serves the better overview. Actually, in the case 1 in particular the high pressure components of the high pressure pump 1 installed while the spill valve 5 , the metering unit 4 and the suction valve 6 on the inlet side or the low-pressure side of the high-pressure pump 1 arranged and. are interconnected.

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.From the high pressure components of the high pressure pump 1 are in the case 7 bearings 11a . 11b a high pressure pump drive shaft 12 shown. The high pressure pump drive shaft 12 is suitably via a drive 14 for example, in the form of gears driven by a shaft of the internal combustion engine such as the crankshaft or the camshaft. The bearings 11a . 11b are with ventilation channels 13a and 13b connected, in turn, in the fuel return line 9 open out.

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.The interior of the housing 7 is with a vent line 8th connected, which also in the fuel return line 9 to the fuel tank 3 opens. In the vent line 8th is a throttle 10 switched on. About this vent line 8th Venting the fuel delivery device according to the invention takes place.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 101006000002 A1 [0002] DE 101006000002 A1 [0002]

Claims (7)

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.Fuel injection device for an internal combustion engine, with a fuel tank ( 3 ), from which by means of a pre-pressure pump ( 2 ) controlled by a metering unit ( 4 ) and an overflow valve ( 5 ) Fuel to a high pressure pump ( 1 ) from which the fuel is conveyed further into a high-pressure accumulator, from which the fuel can be injected via at least one fuel injector into a combustion chamber of the internal combustion engine and wherein a venting of the fuel injection device into the fuel tank ( 3 ), characterized in that the venting in the low-pressure region of the high-pressure pump ( 1 ) he follows. Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Innenraum der Hochdruckpumpe (1) eine Entlüftungsleitung (8) angeschlossen ist.Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the interior of the high-pressure pump ( 1 ) a vent line ( 8th ) connected. Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Entlüftungsleitung (8) eine Drossel (10) eingeschaltet ist.Fuel delivery device according to claim 2, characterized in that in the vent line ( 8th ) a throttle ( 10 ) is turned on. 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.Fuel delivery device according to claim 3, characterized in that the throttle ( 10 ) has a throttle diameter of 0.1 to 1 mm, preferably 0.4 to 0.6 mm. Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosseldurchmesser veränderbar ist.Fuel delivery device according to claim 3 or 4, characterized in that the throttle diameter is variable. Kraftstofffördervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsleitung (8) in eine Kraftstoffrücklaufleitung (9) einmündet.Fuel delivery device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the vent line ( 8th ) into a fuel return line ( 9 ). 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.Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that bearing points ( 11a . 11b ) a high pressure pump drive shaft ( 12 ) with a venting channel ( 13a . 13b ) are connected in the fuel return line ( 9 ).
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