DE102010031700B4

DE102010031700B4 - Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und Kraftstoffvorförderpumpe für dieses

Info

Publication number: DE102010031700B4
Application number: DE102010031700A
Authority: DE
Inventors: Christoph Klesse; Hans Riepl; Tobias Ritsch; Dr. Lingener Uwe
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: DE102010031700A1

Abstract

Einspritzsystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Common-Rail (15), einer Vielzahl von hiervon gespeisten Injektoren (17), einer Kraftstoffhochdruckpumpe (12) zur Beaufschlagung des Common-Rail mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff, einer Kraftstoffvorförderpumpe (3) zur Zuführung von Kraftstoff zur Kraftstoffhochdruckpumpe (12) und einer im System angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks für die Injektoren (17) in Form einer Venturi-Düse (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffvorförderpumpe (3) getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe (12) angeordnet und mit dieser über eine Kraftstoffzuleitung (7) verbunden ist und dass die Venturi-Düse (5) in die Kraftstoffvorförderpumpe (3) integriert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einspritzsystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Common-Rail, einer Vielzahl von hiervon gespeisten Injektoren, einer Kraftstoffhochdruckpumpe zur Beaufschlagung des Common-Rail mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff, einer Kraftstoffvorförderpumpe zur Zuführung von Kraftstoff zur Kraftstoffhochdruckpumpe und einer im System angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks für die Injektoren in Form einer Venturi-Düse.
Derartige Einspritzsysteme sind bekannt. Für die Injektoren von derartigen Einspritzsystemen, insbesondere Solenoidinjektoren (Injektoren mit Magnetansteuerung bzw. Injektoren mit elektromagnetischem Aktor), wird am Injektorrücklauf ein Unterdruck benötigt, um die geforderte Kleinstmengengenauigkeit (Toleranz) zu erreichen. Es ist bekannt, diesen Unterdruck im System selbst zu erzeugen und die Injektoren hiermit zu beaufschlagen. Zur Unterdruckerzeugung findet dabei im System eine Venturi-Düse Verwendung, die bei bekannten Systemen in der Zulaufleitung zur Kraftstoffhochdruckpumpe zwischen Kraftstofffilter und Pumpenzulauf oder in der Rücklaufleitung von der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist. Durch den Kraftstoffdurchfluss durch die Venturi-Düse wird über eine zum Injektorrücklauf führende Leitung der Injektorrücklauf mit dem gewünschten Unterdruck beaufschlagt.
Aus der EP 0 893 598 B1 ist ein Kraftstoffsystem bekannt, bei dem von einer Kraftstoffhochdruckpumpe eine Rücklaufleitung abzweigt, in der eine Venturi-Düse zur Unterdruckbeaufschlagung der Injektoren angeordnet ist. Diese Veröffentlichung entspricht daher dem im vorstehenden Absatz diskutierten Stand der Technik.
Aus der EP 2 249 021 A1 ist ein Kraftstoffsystem bekannt, bei dem eine Venturi-Düse zur Unterdruckbeaufschlagung eines Injektors zu einer Hochdruckpumpeneinheit gehört. Das System weist eine von der Hochdruckpumpeneinheit getrennte Vorförderpumpe auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzsystem der eingangs wiedergegebenen Art zu schaffen, das eine besonders zuverlässige und stetige Unterdruckzufuhr für die Injektoren sichert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Einspritzsystem der angegebenen Art dadurch gelöst, dass die Kraftstoffvorförderpumpe getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet und mit dieser über eine Kraftstoffzuleitung verbunden ist und die Venturi-Düse in die Kraftstoffvorförderpumpe integriert ist.
Mit einer derartigen Anordnung der Venturi-Düse (an oder in der Kraftstoffvorförderpumpe oder in deren Bereich) wird bei gezielter Auslegung dieser Vorförderpumpe ein stetiger Durchfluss durch die Venturi-Düse sichergestellt, so dass eine einwandfreie Unterdruckbeaufschlagung der Injektoren erreicht wird. Die Erfindung setzt sich deutlich von den bekannten Lösungen des Standes der Technik ab, bei denen die Venturi-Düse in der Zuleitung bzw. Rücklaufleitung der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist, da erfindungsgemäß die Venturi-Düse direkt in die Kraftstoffvorförderpumpe integriert ist. Dies hat den bereits vorstehend erwähnten Vorteil, dass aufgrund des hier herrschenden stetigen Kraftstoffdurchflusses ein stetiger und gleichmäßiger Unterdruck bereitgestellt wird. Des Weiteren wird mit dieser Maßnahme eine einfache und kostengünstige Lösung in Bezug auf die Unterdruckerzeugung zur Verfügung gestellt, die darüber hinaus weiterhin eine kompakte Ausgestaltung des Einspritzsystems sicherstellt.
Die Venturi-Düse kann beispielsweise in der Rücklaufleitung der Kraftstoffvorförderpumpe angeordnet sein. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft.
In Weiterbildung der Erfindung ist bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Einspritzsystem der Kraftstoffvorförderpumpe kein Sicherheits- bzw. Druckbegrenzungsventil zugeordnet. Durch die Integration der Venturi-Düse in die Kraftstoffvorförderpumpe ergibt sich nämlich der weitere Vorteil, dass auf das vorhandene Arbeits- und/oder Sicherheitsventil an der Kraftstoffvorförderpumpe zur Begrenzung des Drucks in der Kraftstoffzulaufleitung für die Hochdruckpumpe verzichtet werden kann, da sich durch die Drosselwirkung der Venturi-Düse ein Druckgleichgewicht in der Zulaufleitung einstellt. Dieser Effekt kann dabei durch die gezielte Auslegung des Durchmessers an der Venturi-Düse optimiert werden. Hierdurch kann daher ein bei vorhandenen Einspritzsystemen erforderliches Bauteil entfallen, so dass mit der erfindungsgemäßen Lösung eine entsprechende Kostenersparnis bzw. Raumersparnis erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung kann bei beliebigen Bauarten von Kraftstoffvorförderpumpen Verwendung finden, d. h. bei elektrischen oder mechanischen Kraftstoffvorförderpumpen. Was die spezielle Bauart der Kraftstoffvorförderpumpen anbetrifft, so sind beliebige Bauarten geeignet, beispielsweise Kolbenpumpen, Radialkolbenpumpen, Membranpumpen etc.
Was die Anordnung der Kraftstoffvorförderpumpe im Einspritzsystem anbetrifft, so handelt es sich dabei insbesondere um eine in einem Kraftstofftank angeordnete oder diesem zugeordnete Vorförderpumpe. Zwischen der Kraftstoffvorförderpumpe und der Kraftstoffhochdruckpumpe befindet sich dabei in der Kraftstoffzuleitung ein Kraftstofffilter.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftstoffvorförderpumpe für das Einspritzsystem der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kraftstoffvorförderpumpe getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet und mit dieser über eine Kraftstoffzuleitung verbunden ist und dass sie eine integrierte Venturi-Düse zur Unterdruckerzeugung für die Injektoren des Einspritzsystems aufweist. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine elektrische oder eine mechanische Vorförderpumpe.
Mit der erfindungsgemäß angeordneten Venturi-Düse gelingt es somit, den für den Betrieb der Injektoren, insbesondere Injektoren mit elektromagnetischem Aktor, erforderlichen Unterdruck an einer Stelle zu erzeugen, bei der ein stetiger Kraftstoffdurchfluss und damit eine zuverlässige und stetige Unterdruckzufuhr gesichert ist und die einen geringen Umbauaufwand eines gegebenen Systems ohne Unterdruckerzeugung erforderlich macht. Darüber hinaus wird mit der erfindungsgemäßen Lösung der zusätzliche Effekt erreicht, dass bei entsprechender Auslegung der Venturi-Düse Druckbegrenzungseinrichtungen (Sicherheitseinrichtungen) entfallen können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigt:
Figur eine schematische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine.
Das in der Figur teilweise dargestellte Einspritzsystem besitzt eine Vorförderpumpeneinheit 1, die sich in dem strichpunktierten Bereich der Figur befindet. Die Vorförderpumpeneinheit 1 besitzt eine Kraftstoffvorförderpumpe 3, bei der es sich beispielsweise um eine elektrisch betriebene, zur Förderung von Diesel dienende Pumpe handeln kann. Die Kraftstoffvorförderpumpe 3 ist in einem geeigneten Kraftstofftank 2 angeordnet und über eine Kraftstoffzuleitung 7 mit einer Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit 10 des Einspritzsystems verbunden. Eine Rücklaufleitung 4 zweigt von der Zuleitung 7 ab und führt in den Tank 2 zurück. In der Kraftstoffzuleitung 7 befindet sich ein Kraftstofffilter 8, ferner ist der Leitung ein Temperatursensor 9 zugeordnet.
Die Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit 10 weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe 12 auf, der ein Volumenstromregler 11 vorgeschaltet ist. Eine Hochdruckleitung führt von der Kraftstoffhochdruckpumpe 12 über ein Auslassventil 19 zu einem nur schematisch angedeuteten Hochdruckspeicher 15 (Common-Rail), wobei entsprechende Zuführleitungen 14 gestrichelt dargestellt sind. Der Hochdruckleitung ist ferner ein Hochdrucksensor 13 zugeordnet. Vom Hochdruckspeicher 15 führen entsprechende Hochdruckspeiseleitungen 16 zu Solenoidinjektoren 17, mittels denen unter hohem Druck stehender Kraftstoff in die Brennräume einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) eingespritzt wird. Entsprechende Rückläufe der Injektoren sind bei 18 dargestellt.
In den internen Kreislauf, hier die Rücklaufleitung 4, der Vorförderpumpeneinheit 1 ist eine Venturi-Düse 5 eingebaut. Bei entsprechendem Kraftstoffdurchfluss durch die Rücklaufleitung 4 erzeugt die Venturi-Düse 5 (Drossel) einen Unterdruck, der über die Leitung 6 an den Rückläufen 18 der Solenoidinjektoren 17 anliegt. Mit Hilfe dieses Unterdrucks wird die geforderte Einspritzmengengenauigkeit (Einspritzmengentoleranz) ermöglicht.
Bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform befindet sich somit eine Venturi-Düse im internen Kreislauf einer elektrisch betriebenen Kraftstoffvorförderpumpe, die von der Hochdruckpumpeneinheit getrennt und in einem Kraftstofftank angeordnet ist.

Claims

Einspritzsystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Common-Rail (15), einer Vielzahl von hiervon gespeisten Injektoren (17), einer Kraftstoffhochdruckpumpe (12) zur Beaufschlagung des Common-Rail mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff, einer Kraftstoffvorförderpumpe (3) zur Zuführung von Kraftstoff zur Kraftstoffhochdruckpumpe (12) und einer im System angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks für die Injektoren (17) in Form einer Venturi-Düse (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffvorförderpumpe (3) getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe (12) angeordnet und mit dieser über eine Kraftstoffzuleitung (7) verbunden ist und dass die Venturi-Düse (5) in die Kraftstoffvorförderpumpe (3) integriert ist.
Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Venturi-Düse (5) in der Rücklauf- leitung (4) der Kraftstoffvorförderpumpe (3) angeordnet ist.
Einspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffvorförderpumpe (3) kein Sicherheits- bzw. Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist.
Einspritzsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffvorförderpumpe (3) eine elektrische Vorförderpumpe ist.
Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffvorförderpumpe eine mechanische Vorförderpumpe ist.
Einspritzsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kraftstoffvorförderpumpe (3) um eine in einem Kraftstofftank (2) angeordnete oder diesem zugeordnete Vorförderpumpe handelt.
Kraftstoffvorförderpumpe für das Einspritzsystem der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffvorförderpumpe (3) getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe (12) angeordnet und mit dieser über eine Kraftstoffzuleitung (7) verbun- den ist und dass sie eine integrierte Venturi-Düse (5, 23) zur Unterdruck-erzeugung für die Injektoren (17) des Einspritzsystems aufweist.
Kraftstoffvorförderpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine elektrische (5) oder mechanische Vorförderpumpe handelt.