DE102010043531A1 - Fuel injection system of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Hochdruckkraftstoffpumpe (3), deren Hochdruckbereich (5) eine Zumesseinheit (7) vorgeschaltet ist, die eine aus einem Vorratsbehälter (2) geförderte Kraftstoffmenge dem Hochdruckbereich (5) dosiert über eine Zuführleitung (8) zuführt, wobei von der Zuführleitung (8) eine Nullförderleitung (18) abzweigt, die im Bereich einer Engstelle (20) einer Venturidrossel (19) in einen Rücklauf (14) einmündet, wobei ferner die Venturidrossel (19) in einem Zulauf (21) und/oder in einem Einmündungsabschnitt in die Engstelle (20) je einen Filter (22, 23) aufweist.The invention relates to a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising a high-pressure fuel pump (3), the high-pressure area (5) of which is preceded by a metering unit (7) that doses a fuel quantity delivered from a reservoir (2) to the high-pressure area (5) via a feed line (8). feeds, a zero feed line (18) branching off from the feed line (8), which opens into a return (14) in the area of a constriction (20) of a venturi throttle (19), the venturi throttle (19) also flowing into an inlet (21) and / or each have a filter (22, 23) in a junction section into the constriction (20).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Hochdruckkraftstoffpumpe, deren Hochdruckbereich eine Zumesseinheit vorgeschaltet ist, die eine aus einem Vorratsbehälter geförderte Kraftstoffmenge dem Hochdruckbereich dosiert über eine Zuführleitung zuführt, wobei von der Zuführleitung eine Nullförderleitung abzweigt, die im Bereich einer Engstelle einer Venturidrossel in einen Rücklauf einmündet.The invention relates to a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising a high-pressure fuel pump whose high-pressure region is preceded by a metering unit which delivers a fuel quantity delivered from a reservoir to the high-pressure region via a supply line, wherein a zero-feed line branches off from the supply line, which branches off in the area of a constriction of a Venturi throttle initiates a return.
Kraftstoffeinspritzsysteme moderner Dieselmotoren sind heutzutage überwiegend als Common-Rail-Einspritzsysteme ausgebildet. Bei einem derartigen System wird unter Hochdruck stehender Kraftstoff durch die einzelnen Kraftstoffinjektoren der Zylinder aus einem Druckspeicher entnommen, welcher seinerseits über einen Hochdruckbereich einer Hochdruckkraftstoffpumpe mit einer entsprechenden Menge unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs versorgt wird. Üblicherweise ist einem Hochdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe hierbei eine Zumesseinheit vorgeschaltet, welche die in dem jeweiligen Betriebspunkt des Dieselmotors nötige Kraftstoffmenge zudosiert, so dass nur die auch benötigte Kraftstoffmenge auf Hochdruck verdichtet und in den Hochdruckspeicher gefördert wird. In bestimmten Betriebszuständen soll allerdings die in den Hochdruckspeicher geförderte Kraftstoffmenge Null sein. Im Falle einer sogenannten Null-Förderung wird dem Hochdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe dann kein Kraftstoff mehr über die Zumesseinheit zugeführt. Dabei kann aber aufgrund von Leckage das Strömen einer geringen Kraftstoffmenge über die Zumesseinheit nicht gänzlich unterbunden werden. Aus diesem Grund zweigt üblicherweise von einer Zuführleitung zum Hochdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe eine Null-Förderleitung ab, über welche diese Leckagemenge in einen Rücklauf zurückbefördert werden kann.Fuel injection systems of modern diesel engines are predominantly designed today as common-rail injection systems. In such a system, high pressure fuel is withdrawn through the individual fuel injectors from the cylinder from a pressure accumulator, which in turn is supplied via a high pressure area of a high pressure fuel pump with a corresponding amount of high pressure fuel. Usually, a high-pressure area of the high-pressure fuel pump is preceded by a metering unit which meters the fuel quantity required in the respective operating point of the diesel engine so that only the fuel quantity required is also compressed to high pressure and conveyed into the high-pressure accumulator. In certain operating states, however, the amount of fuel delivered into the high-pressure accumulator should be zero. In the case of a so-called zero delivery, the high-pressure region of the high-pressure fuel pump is then no longer supplied with fuel via the metering unit. However, due to leakage, the flow of a small amount of fuel via the metering unit can not be completely prevented. For this reason, usually branches from a supply line to the high-pressure region of the high-pressure fuel pump from a zero-delivery line, via which this leakage amount can be returned to a return.
Aus der
Auf Seiten einer Zuführleitung der Zumesseinheit zum Hochdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe ist des Weiteren eine von der Zuführleitung abzweigende Null-Förderleitung vorgesehen, über welche im Falle einer Null-Förderung die dennoch über die Zumesseinheit strömende Leckagemenge in den Rücklauf befördert werden kann. Um einen Öffnungsdruck von Saugventilen des Hochdruckbereichs nun möglichst niedrig zu halten, was im Hinblick auf ein früheres Öffnen dieser Saugventile während des Betriebes und einer damit einhergehenden, größeren in einen Arbeitsraum der Pumpe förderbaren Kraftstoffmenge wünschenswert ist, ist eine Einmündung der Null-Förderleitung in den Rücklauf nach Art einer Venturidrossel gestaltet. Hierbei mündet die Null-Förderleitung im Bereich einer Engstelle dieser Venturidrossel in den Rücklauf ein. Hierdurch wird erreicht, dass im Falle der Null-Förderung und des hierbei über das Überströmventil und den Rücklauf strömenden Kraftstoffs innerhalb der Venturidrossel im Bereich der Engstelle ein Unterdruck entsteht, über welchen die Leckagemenge aus der Null-Förderleitung in den Rücklauf gesaugt wird. Folglich fällt der Druck in der Null-Förderleitung gegenüber Systemen ohne Venturidrossel deutlich niedriger aus, so dass ein Öffnungsdruck der Saugventile des Hochdruckbereichs niedriger gewählt werden kann, ohne dass ein ungewolltes Öffnen und ein Einströmen der Leckagemenge in den Hochdruckbereich auftritt.On the side of a feed line of the metering unit to the high-pressure region of the high-pressure fuel pump, a zero delivery line branching off from the supply line is provided, via which, in the case of zero delivery, the leakage quantity still flowing via the metering unit can be conveyed into the return line. In order to keep the opening pressure of suction valves of the high-pressure region as low as possible, which is desirable in view of earlier opening of these suction valves during operation and a concomitant, larger pumpable into a working space of the pump fuel quantity is an opening of the zero-delivery line in the Return designed in the manner of a Venturi choke. In this case, the zero delivery line opens into the return line in the area of a narrow point of this venturi throttle. This ensures that in the case of zero delivery and this case over the overflow valve and the return flowing fuel within the Venturi choke in the constriction creates a negative pressure over which the leakage amount from the zero feed line is sucked into the return. Consequently, the pressure in the zero delivery line to systems without venturi choke is much lower, so that an opening pressure of the suction valves of the high pressure area can be selected lower without an accidental opening and an inflow of the leakage amount occurs in the high pressure area.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, dessen Störanfälligkeit im Bereich der Null-Förderleitung reduziert ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a fuel injection system of an internal combustion engine available, the susceptibility to failure in the region of the zero-delivery line is reduced.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.This object is achieved on the basis of a preamble of
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Venturidrossel in einem Zulauf und/oder in einem Einmündungsabschnitt in die Engstelle je einen Filter aufweist. Durch das Vorsehen eines Filters im Zulauf vor der Verengung der Venturidrossel, in einem Einmündungsabschnitt in die Engstelle der Venturidrossel oder sogar in beiden Bereichen kann die Gefahr eines Partikeleintrags in die Venturidrossel erheblich reduziert werden. Denn Strömungsdurchmesser von Venturidrosseln betragen in diesem Bereich in der Regel 0,1 mm bis 2 mm, so dass sich dort Partikel festsetzen und zu einem Verstopfen des Rücklaufs führen können. Dies resultiert in einer Funktionsbeeinträchtigung aufgrund einer Verstopfung der Rückführleitung. Hingegen wird durch das erfindungsgemäße Vorsehen zumindest eines feinmaschigen Filters die Störanfälligkeit aufgrund eines Partikeleintrags deutlich vermindert.The invention encompasses the technical teaching that the venturi restrictor in each case has a filter in an inlet and / or in an opening section into the constriction. By providing a filter in the inlet in front of the constriction of the Venturi throttle, in an opening section into the constriction of the Venturi throttle or even in both areas, the risk of particle entry into the Venturi throttle can be significantly reduced. Because flow diameters of venturi throttles in this range are usually 0.1 mm to 2 mm, so that there settle particles and can lead to clogging of the return. This results in a functional impairment due to clogging of the return line. By contrast, the provision of at least one fine mesh filter according to the invention significantly reduces the susceptibility due to a particle entry.
Im Gegensatz hierzu kann bei einem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der
In Weiterbildung der Erfindung ist der je eine Filter ein Maschensieb. Alternativ hierzu handelt es sich bei dem je einen Filter um ein lasergefertigtes Sieb. In beiden Fällen kann ein feinmaschiger Filter mit niedrigem Herstellungsaufwand ausgestaltet werden.In a further development of the invention, one filter each is a mesh screen. Alternatively, each filter is a laser-finished screen. In both cases, a fine-meshed filter can be designed with low production costs.
Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Förderpumpe vorgesehen, welche Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter in einen Niederdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe und in einen Zulauf der Zumesseinheit fördert. Durch diesen Aufbau werden sowohl die Zumesseinheit als auch der Niederdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe mit ausreichend Kraftstoff versorgt. Bevorzugt zweigt dabei von dem Zulauf der Zumesseinheit eine Überströmleitung eines Überströmventils ab. Durch diese Maßnahme kann ein, aufgrund der Zudosierung der Zumesseinheit überschüssiger Teil der durch die Förderpumpe konstant zur Verfügung gestellten Kraftstoffmenge über das Überströmventil zurückgeführt werden. Vorteilhafterweise führt das Überströmventil diese überschüssige Menge ab einem ersten Druckniveau in der Überströmleitung in eine Zulaufleitung der Förderpumpe zurück und fördert ab einem zweiten Druckniveau in die Rücklaufleitung. Hierdurch wird zunächst wieder vor die Förderpumpe zurückgefördert und erst ab einer größeren zurückzuführenden Menge in den Rücklauf zum Vorratsbehälter gefördert. Hierdurch können die ansonsten auftretenden Verluste durch eine Entspannung des Kraftstoffs in die Rücklaufleitung und den Vorratsbehälter und anschließende erneute Verdichtung auf Niederdruck verringert werden.According to one embodiment of the invention, a feed pump is provided which promotes fuel from the reservoir into a low pressure region of the high pressure fuel pump and into an inlet of the metering unit. By this construction, both the metering unit and the low-pressure region of the high-pressure fuel pump are supplied with sufficient fuel. Preferably, an overflow line of an overflow valve branches off from the inlet of the metering unit. By virtue of this measure, an excess of the amount of fuel constantly made available by the feed pump due to the metering of the metering unit can be returned via the overflow valve. Advantageously, the overflow valve returns this excess quantity from a first pressure level in the overflow line into a feed line of the feed pump and delivers from a second pressure level into the return line. As a result, initially conveyed back before the feed pump and promoted only from a larger amount to be returned in the return to the reservoir. As a result, the otherwise occurring losses can be reduced by a relaxation of the fuel in the return line and the reservoir and subsequent recompression to low pressure.
In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen einer Einmündung der Rückführleitung und einem Zulauf der Förderpumpe eine Drosselstelle vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass die aufgrund der Einmündung der Rückführleitung in die Zulaufleitung der Förderpumpe auftretenden Druckschwankungen vor dem Zulauf der Förderpumpe weitestgehen abgemildert werden können.In a further development of the invention, a throttle point is provided between an opening of the return line and an inlet of the feed pump. This has the advantage that the pressure fluctuations occurring due to the confluence of the return line in the feed line of the feed pump before the feed of the feed pump can be mitigated as far as possible.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Förderpumpe eine Zahnradpumpe. Hierdurch wird eine robuste und zuverlässige Ausführung einer Förderpumpe realisiert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the feed pump is a gear pump. As a result, a robust and reliable design of a feed pump is realized.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to figures.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Es zeigt:It shows:
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
In
Wie des Weiteren aus
Durch die zunächst erfolgende Rückführung von unter Niederdruck stehendem Kraftstoff in die Zulaufleitung
Des Weiteren ist aus
Wie aus
Als Besonderheit weist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem nun in einem Zulauf
Folglich kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Störanfälligkeit eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine wesentlich vermindert werden.Consequently, the susceptibility of a fuel injection system of an internal combustion engine can be substantially reduced by the inventive design.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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