DE102010027958A1 - pump assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Pumpenanordnung (1), die insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst eine Niederdruckpumpe (2), eine Hochdruckpumpe (3) und ein Druckregelventil (15). Dabei ist über das Druckregelventil (15) ein Druck in einem Triebwerksraum (4) der Hochdruckpumpe (3) regelbar.A pump arrangement (1), which is used in particular for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, comprises a low-pressure pump (2), a high-pressure pump (3) and a pressure control valve (15). A pressure in an engine room (4) of the high-pressure pump (3) can be regulated via the pressure control valve (15).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, insbesondere eine Pumpenanordnung mit einer Hochdruckpumpe und einer Niederdruckpumpe, die als drehzahlregelbare beziehungsweise drehzahlsteuerbare Elektrokraftstoffpumpe oder als elektrisch betriebene, mechanische Förderpumpe ausgestaltet ist. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The invention relates to a pump arrangement, in particular a pump arrangement with a high-pressure pump and a low-pressure pump, which is configured as a variable-speed or speed-controllable electric fuel pump or as an electrically operated, mechanical feed pump. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems of air compressing, self-igniting internal combustion engines.
Bei der Ausgestaltung einer Pumpenanordnung ist es denkbar, dass eine Fördermengenzumessung über ein Saugdrosselprinzip durch eine Zumesseinheit erfolgt. Solch eine hydraulische Ventilkomponente kann aus einem elektrischen oder elektromagnetischen Steller bestehen. Die Ausgestaltung mit einer Zumesseinheit hat den Nachteil, dass zusätzliche Kosten für die Zumesseinheit und ein zusätzlicher Montageaufwand erforderlich sind.In the design of a pump arrangement, it is conceivable that a Fördermengenzumessung done via a Saugdrosselprinzip by a metering unit. Such a hydraulic valve component may consist of an electric or electromagnetic actuator. The design with a metering unit has the disadvantage that additional costs for the metering unit and an additional installation effort are required.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung der Pumpenanordnung möglich ist. Speziell kann eine Zumesseinheit eingespart werden, wodurch sich eine Kostenreduzierung und eine Vereinfachung eines Niederdruckkreislaufes der Pumpenanordnung ergeben. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Maßnahmen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpenanordnung möglich.The pump assembly according to the invention with the features of
In vorteilhafter Weise kann die Niederdruckpumpe als drehzahlregelbare Elektrokraftstoffpumpe, als drehzahlsteuerbare Elektrokraftstoffpumpe oder als elektrisch betriebene, mechanische Förderpumpe ausgestaltet sein. Hierdurch ist eine vorteilhafte Fördermengenzumessung über die Niederdruckpumpe möglich. Hierbei kann der Druck im Triebwerksraum und damit der Druck für die Lagerschmierung hochgehalten werden.Advantageously, the low-pressure pump may be designed as a variable-speed electric fuel pump, as a speed-controllable electric fuel pump or as an electrically operated, mechanical feed pump. As a result, an advantageous Fördermengenzumessung on the low-pressure pump is possible. Here, the pressure in the engine room and thus the pressure for the bearing lubrication can be maintained.
Vorteilhaft ist es, dass das Druckregelventil den Druck im Triebwerksraum der Hochdruckpumpe variabel regelt, wobei das Druckregelventil bei einer Nullförderung der Hochdruckpumpe zumindest näherungsweise einen gewissen Mindestdruck für den Druck im Triebwerksraum vorgibt und wobei das Druckregelventil den Druck im Triebwerksraum mit einer steigenden Fördermenge der Hochdruckpumpe erhöht. Somit kann stets der für die Lagerschmierung erforderliche Druck im Triebwerksraum bereitgestellt werden. Dadurch kann ein bedarfsabhängig mitgeführter stabiler Arbeitspunkt des Druckregelventils realisiert werden, wobei sich eine günstige Druckwellenkompensation und eine vorteilhafte Füllung eines Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe ergeben. Die Befüllung des Pumpenarbeitsraum kann hierbei über eine Absteuermenge des Druckregelventils erzielt werden.It is advantageous that the pressure control valve regulates the pressure in the engine room of the high-pressure pump variable, wherein the pressure control valve at least approximately predetermines a certain minimum pressure for the pressure in the engine room and the pressure control valve increases the pressure in the engine room with an increasing flow rate of the high-pressure pump , Thus, always required for the bearing lubrication pressure in the engine room can be provided. As a result, a demand-related mitgeführter stable operating point of the pressure control valve can be realized, resulting in a favorable pressure wave compensation and an advantageous filling of a pump working space of the high-pressure pump. The filling of the pump working space can be achieved via a Absteuermenge the pressure control valve.
Vorteilhaft ist es, dass ein Federraum des Druckregelventils gedrosselt oder ungedrosselt mit einer Rücklaufleitung, die zu einem Tank führt, oder mit einer Saugleitung verbunden ist, die von dem Tank zu der Niederdruckpumpe führt. Hierdurch kann der Steuereffekt des Druckregelventils verstärkt werden. Wenn der Federraum des Druckregelventils an die Saugseite der Niederdruckpumpe angeschlossen ist, dann nimmt mit steigendem Fördermengenbedarf der Unterdruck vor der Niederdruckpumpe zu. Dadurch wird die Drosselung durch das Druckregelventil kleiner und damit die Füllung größer. Wenn der Federraum des Druckregelventils mit der Rücklaufleitung verbunden ist, dann kann in vorteilhafter Weise eine optionale Kühldrossel vorgesehen sein, mit der sich vor allem bei geringer Mengenentnahme durch die Hochdruckpumpe ein konstanter Kühlstrom in den Rücklauf erzielen lässt.It is advantageous that a spring chamber of the pressure regulating valve throttled or unthrottled with a return line leading to a tank, or is connected to a suction line that leads from the tank to the low pressure pump. As a result, the control effect of the pressure regulating valve can be increased. If the spring chamber of the pressure control valve is connected to the suction side of the low-pressure pump, then the vacuum increases in front of the low-pressure pump with increasing delivery demand. As a result, the throttling by the pressure control valve is smaller and thus the filling larger. If the spring chamber of the pressure control valve is connected to the return line, then an optional cooling throttle can be provided in an advantageous manner, with which a constant cooling flow into the return can be achieved, especially with small quantities taken by the high-pressure pump.
Vorteilhaft ist es auch, dass eine Drossel vorgesehen ist, über die ein mit dem Triebwerksraum der Hochdruckpumpe verbundener Anschluss des Druckregelventils mit einem Federraum des Druckregelventils verbunden ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Kühlstrom für den Triebwerksraum erzielt werden, um eine Kühlung der Hochdruckpumpe zu ermöglichen.It is also advantageous that a throttle is provided, via which a connected to the engine room of the high-pressure pump connection of the pressure control valve is connected to a spring chamber of the pressure control valve. As a result, an additional cooling flow for the engine room can be achieved in an advantageous manner to allow cooling of the high-pressure pump.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Druckregelventil eine überschüssige Brennstoffmenge zu einem Eingang der Hochdruckpumpe absteuert, wobei der Eingang zumindest einem Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe zugeordnet ist, oder dass das Druckregelventil eine überschüssige Brennstoffmenge zu einer Rücklaufleitung, die zu einem Tank führt, oder zu einer Saugleitung, die von einem Tank zu der Niederdruckpumpe führt, absteuert. Je nach Ausgestaltung des Niederdruckkreislaufs kann hierdurch in vorteilhafter Weise die gewünschte Mindestmenge an Brennstoff zur Lagerschmierung in den Triebwerksraum geführt werden und gleichzeitig eine vorteilhafte Befüllung eines Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe erzielt werden.It is also advantageous that the pressure control valve absteuert an excess amount of fuel to an input of the high pressure pump, wherein the input is associated with at least one pump working space of the high pressure pump, or that the pressure control valve excess amount of fuel to a return line leading to a tank, or to a suction line , which leads from a tank to the low pressure pump, absteuert. Depending on the configuration of the low-pressure circuit, the desired minimum quantity of fuel for bearing lubrication can thereby advantageously be guided into the engine room and at the same time an advantageous filling of a pump working space of the high-pressure pump can be achieved.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Niederdruckpumpe in den Triebwerksraum der Hochdruckpumpe fördert und dass ein Anschluss des Druckregelventils mit dem Triebwerksraum der Hochdruckpumpe verbunden ist. Hierdurch wird zunächst der erforderliche Druck für die Lagerschmierung im Triebwerksraum erzeugt. Dann kann gegebenenfalls eine Absteuerung der überschüssigen Brennstoffmenge über das Druckregelventil zu einem Pumpenarbeitsraum, einem Rücklauf oder eine Saugseite der Niederdruckpumpe erfolgen. Hierbei ist ferner vorteilhaft, dass die Niederdruckpumpe über eine Drossel in den Triebwerksraum fördert und dass die Niederdruckpumpe über eine vor der Drossel abzweigende Brennstoffleitung zu einem Eingang der Hochdruckpumpe fördert, wobei der Eingang zumindest einem Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe zugeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann vor der Drossel, über die der Triebwerksraum befüllt wird, die Brennstoffmenge für den Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe abgezweigt werden.It is also advantageous that the low pressure pump delivers into the engine room of the high pressure pump and that a connection of the pressure control valve is connected to the engine room of the high pressure pump. As a result, the required pressure for the bearing lubrication is first generated in the engine room. Then optionally a Absteuerung the excess amount of fuel via the pressure control valve to a pump working space, a return or a suction side of the Low pressure pump done. In this case, it is further advantageous that the low-pressure pump delivers via a throttle in the engine room and that the low-pressure pump via a branching off of the throttle fuel line promotes to an input of the high-pressure pump, wherein the input is associated with at least one pump working space of the high-pressure pump. In this embodiment, the amount of fuel for the pump working chamber of the high-pressure pump can be diverted before the throttle, via which the engine room is filled.
Vorteilhaft ist es auch, dass eine Kühldrossel vorgesehen ist, über die der Triebwerksraum der Hochdruckpumpe mit einer Rücklaufleitung verbunden ist. Hierdurch kann eine Mindestkühlmenge über die Kühldrossel eingestellt werden. Dies ist speziell bei minimalen Lagerspielen und für einen Schubbetrieb bedeutend.It is also advantageous that a cooling throttle is provided, via which the engine room of the high pressure pump is connected to a return line. As a result, a minimum amount of cooling can be set via the cooling throttle. This is especially important for minimum bearing clearance and for a push operation.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass ein Sitzventil vorgesehen ist, das einerseits mit dem Triebwerksraum der Hochdruckpumpe und andererseits mit einer Rücklaufleitung verbunden ist, und dass das Sitzventil zu einer von einem Durchfluss abhängigen Drucksteuerung des Drucks im Triebwerksraum dient. Hierdurch ist eine weitere Option für den Niederdruckkreislauf bei einer regelbaren Niederdruckpumpe gegeben.Moreover, it is advantageous that a poppet valve is provided which is connected on the one hand to the engine room of the high-pressure pump and on the other hand to a return line, and that the poppet valve is used for a flow-dependent pressure control of the pressure in the engine room. This provides a further option for the low-pressure circuit with a variable low-pressure pump.
Ferner ist es vorteilhaft, dass zumindest ein hydraulisches Dämpfungselement vorgesehen ist, dass die Niederdruckpumpe zumindest mittelbar zu einem Eingang der Hochdruckpumpe fördert, wobei der Eingang zumindest einem Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe zugeordnet ist, und dass das hydraulische Dämpfungselement im Bereich des Eingangs der Hochdruckpumpe angeordnet ist. Hierdurch können Druckschwingungen reduziert werden, so dass gegebenenfalls eine verbesserte Füllung des Pumpenarbeitsraums ermöglicht ist.Furthermore, it is advantageous that at least one hydraulic damping element is provided, that the low pressure pump at least indirectly promotes to an input of the high pressure pump, the input is associated with at least one pump working space of the high pressure pump, and that the hydraulic damping element is arranged in the region of the input of the high pressure pump. As a result, pressure oscillations can be reduced, so that optionally an improved filling of the pump working space is made possible.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with corresponding reference numerals. It shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Pumpenanordnung
Die Niederdruckpumpe
Die Pumpenanordnung
Der Druck am Anschluss
Der Federraum
Optional kann auch der Steuereffekt in Bezug auf die Niederdruckpumpe
Somit ist die Kühldrossel
Bei der Ausgestaltung mit der Leitung
Im Betrieb der Hochdruckpumpe
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass beliebige Fülldrücke mit ein und derselben Druckregelventileinstellung applizierbar sind. Außerdem ergibt sich ein bedarfsabhängig mitgeführter, stabiler Arbeitspunkt des Druckregelventils
Durch eine geeignete Vorgabe der Federkennlinie der Feder
Bei dieser Ausgestaltung kann durch eine geeignete Applikation der Federkennlinie der Feder
Speziell beim Einsatz einer integrierten, elektrisch angetriebenen, mechanischen Förderpumpe als Niederdruckpumpe
Optional kann entweder eine separate Kühlmengendrossel
Außerdem ist das Druckregelventil
Bei dieser Ausgestaltung kann die Sensitivität der Fördermengenregelung durch eine geeignete Vorgabe der Federkennlinie, die die Fülldrucksensitivität bestimmt, eingestellt werden. Hierbei wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Überströmmenge auf die Rücklaufleitung
Bei dem in der
Außerdem ist das Druckregelventil
Für den Fall, dass auftretende Druckschwingungen zu einer schlechten Füllung des Pumpenarbeitsraums
Außerdem kann eine Kühldrossel
Außerdem kann ein Sitzventil
Das Druckregelventil
Die Drossel
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsstelle
Somit kann je nach Ausgestaltung eine Anbindung der Befüllung des Pumpenarbeitsraums
Die anhand der
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist auch eine geeignete Kombination der anhand der
Claims (10)
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