DE102011077794A1

DE102011077794A1 - Überströmventil für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011077794A1
Application number: DE201110077794
Authority: DE
Inventors: Sascha Ambrock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Überströmventil für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzsystem zumindest eine Niederdruckpumpe 2, eine Hochdruckpumpe, eine Zumesseinheit 12, einen Hochdruckspeicher 17 und das Übersrömventil 13 aufweist, wobei weiterhin die Hochdruckpumpe zumindest einen Arbeitsraum 11 aufweist, der über ein Saugventil 20 mit der Zumesseinheit 12 und weiterhin über ein Rückschlagventil 16 mit dem Hochdruckspeicher 17 verschaltet ist. Erfindungsgemäß wird ein Überströmventil 13 bereitgestellt, mit dem ein sicheres (Erst-)Befüllen der Hochdruckpumpe ermöglicht ist. Erreicht wird dies dadurch, dass im Pumpenstillstand der Öffnungsdruck des Überströmventils 13 höher als der Summenöffnungsdruck von dem Saugventil 20 und dem Rückschlagventil 16 ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überströmventil für ein Einspritzsystem in einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzsystem zumindest eine Niederdruckpumpe, eine Hochdruckpumpe, eine Zumesseinheit, einen Hochdruckspeicher und das Überströmventil aufweist, wobei weiterhin die Hochdruckpumpe zumindest einen Arbeitsraum aufweist, der über ein Saugventil mit der Zumesseinheit und weiterhin über ein Rückschlagventil mit dem Hochdruckspeicher verschaltet ist.
Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2008 043 444 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe ist insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem ausgelegt und weist eine als Kolbenpumpe ausgebildete Niederdruckpumpe auf. Das Vorsehen der Niederdruckpumpe als Kolbenpumpe ermöglicht einen deutlichen Kostenvorteil bezüglich der Herstellungskosten im Vergleich zu einer Zahnradpumpe oder einer Flügelzellenpumpe, da eine Kolbenpumpe vergleichsweise einfach aufgebaut und einfach herstellbar ist. Eine Zumesseinheit zum Zumessen von Kraftstoff in zwei Pumpenarbeitsräume ist über eine Raumverbindung mit dem Pumpeninnenraum verbunden.
Eine weitere Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2009 001 560 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das im Bereich eines Zylinderkopfs einen Zulauf und einen Ablauf für Kraftstoff aufweist. Der Zulauf ist über eine Zulaufleitung mit einer Zumesseinheit verschaltet, wobei die Zulaufleitung radial in die Zumesseinheit einmündet. Die Zumesseinheit ist weiterhin direkt oberhalb eines Pumpenarbeitsraums angeordnet und mit diesem über einen Kanal mit einem eingesetzten Saugventil verschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Überströmventil bereitzustellen, mit dem ein sicheres Befüllen der Hochdruckpumpe ermöglicht ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Hochdruckpumpenstillstand der Öffnungsdruck des Überströmventils höher beziehungsweise größer als der Summenöffnungsdruck von dem Saugventil und dem Rückschlagventil ist. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass insbesondere bei einer Erstbefüllung oder Wiederbefüllung der Hochdruckpumpe mit Kraftstoff die Hochdruckpumpe lange Luft fördert, bis die kraftstoffführenden Teile der Hochdruckpumpe mit Kraftstoff gefüllt ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei vielen Hochdruckpumpen der gesamte Pumpeninnenraum zu Schmier- und Kühlungszwecken mit Kraftstoff gefüllt ist beziehungsweise wird und von dem Pumpeninnenraum über eine Zumesseinheit und ein Saugventil der Arbeitsraum der Hochdruckpumpe mit Kraftstoff befüllt wird. Entsprechend dauert es eine erheblich Zeitspanne, bis die Hochdruckpumpe vollständig mit Kraftstoff befüllt ist. Dadurch, dass nun der Öffnungsdruck des Überstromventils höher als der Summenöffnungsdruck von dem Saugventil und dem Rückschlagventil ist, ist sichergestellt, dass der von der Niederdruckpumpe geförderte Kraftstoff zunächst (gegebenenfalls nach der Durchströmung des Pumpeninnenraums) über die geöffnete Zumesseinheit durch das Saugventil in den Arbeitsraum und weiter über das Rückschlagventil bis in den Hochdruckspeicher gefördert wird. Zur Abführung der in dem System befindlichen Luft kann beispielsweise ein Druckregelventil an dem Hochdruckspeicher geöffnet werden. Erst wenn sich in dem System ein Druckniveau ausgebildet hat, das dem Öffnungsdruck des Überströmventils entspricht, wird über das Überströmventil Kraftstoff abgesteuert. Durch diese Ausgestaltung ist der Betrieb der Hochdruckpumpe insgesamt für eine größere Betriebssicherheit verbessert. Beispielsweise liegt der Pumpenstößel der Hochdruckpumpe durch den im dem Arbeitsraum aufgebauten Druck sicher an dem Rollenstößel an und der Rollenstößel ist mit dessen Laufrolle an der Lauffläche der Hochdruckpumpennockenwelle geführt, so dass eine Vorschädigung der Laufrolle durch ein sogenanntes „Tanzen“ des Pumpenstößels beziehungsweise des Rollenstößels durch eine fehlende axiale und stabilisierende Kraft ausgeschlossen ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Öffnungsdruck von dem Überströmventil höher als der mittlere beziehungsweise maximale Summenöffnungsdruck von dem Saugventil und dem Rückschlagventil ist.
Beträgt beispielsweise der maximale Summenöffnungsdruck von dem Saugventil und dem Rückschlagventil 4,75 bar, wird der Öffnungsdruck von dem Überströmventil auf einen Wert größer als 4,75 bar, beispielsweise 4,8 bar eingestellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigt:
1 ein schematisches Schaltschema einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Hochdruckpumpe.
Ausführungsform der Erfindung
Ausweislich der 1 weist eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank 1 auf, aus dem Kraftstoff von einer elektrischen Kraftstoffpumpe 2 angesaugt wird und über einen Filter 3 und einen Zulauf 4 in den Pumpeninnenraum 5 einer Hochdruckpumpe geleitet wird. Die Hochdruckpumpe weist ein den Pumpeninnenraum 5 umschließendes Pumpengehäuse 6 auf, in dem eine Pumpennockenwelle 7 drehbar gelagert ist. Nocken 8a, 8b der Pumpennockenwelle 7 sind in dem Pumpeninnenraum 5 angeordnet und wirken mit Rollenstößeln 9 von zwei Hochdruckpumpenelementen 10 zusammen. Die Hochdruckpumpenelemente 10 weisen jeweils einen mit dem Rollenstößel 9 zusammenwirkenden Pumpenplunger auf, der bei einer Drehbewegung der Pumpennockenwelle 7 translatorisch auf und ab bewegt wird. Der jeweilige Pumpenplunger begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 11, dem über eine Zumesseinheit 12 und ein Saugventil 20 Kraftstoff zugeführt wird. Der Kraftstoff wird der Zumesseinheit 12 aus dem Pumpeninnenraum 5 über einen Filter zugeführt, wobei die Zuführung möglichst auf direktem und geradem Weg erfolgt. Parallel zu der Zumesseinheit 12 ist ein Überströmventil 13 über einen Filter auf der Zuflussseite ebenfalls mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet, über das von der Zumesseinheit 12 nicht in die Pumpenarbeitsräume 11 weitergeleiteter Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung in den Kraftstofftank 1 zurückgeleitet wird. Diese Rücklaufleitung ist weiterhin mit einem Gehäuselager 14 und einem Flanschlager 15 der Hochdruckpumpe verschaltet, wobei das Gehäuselager 14 und das Flanschlager 15 die Lagerung der Pumpennockenwelle 7 darstellen. Das Gehäuselager 14 und das Flanschlager 15 sind kraftstoffgeschmiert, wobei die zur Schmierung notwendige Kraftstoffmenge nach der Durchströmung des Gehäuselagers 14 und des Flanschlagers 15 in die Rücklaufleitung abgeleitet wird.
Die beiden Pumpenarbeitsräume 11 sind weiterhin über Rückschlagventile 16 mit einem Hochdruckspeicher 17 verschaltet, in den der Kraftstoff unter einem Druck von mehr als 1600 bar eingespeist wird. Der Hochdruckspeicher 17 ist mit einem Druckregelventil 18 verschaltet, über das der Druck in dem Hochdruckspeicher 17 auf einen zulässigen Maximaldruck gehalten wird. Der Hochdruckspeicher 17 ist mit Kraftstoffinjektoren 19 entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine verschaltet, wobei die Kraftstoffinjektoren 19 gesteuert Kraftstoff in die Arbeitsräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
Bei einer ersten Ausführungsform der Hochdruckpumpe weisen die Saugventile 20 jeweils einen Öffnungsdruck von 1,95 +/– 0,1 bar auf, während die Rückschlagventile 16 einen Öffnungsdruck von 1,2 +/– 0,7 bar aufweisen. Somit beträgt der mittlere Summenöffnungsdruck 3,15 bar und der maximale Summenöffnungsdruck 3,95 bar. Ausgehend von den mittleren Summenöffnungsdrücken ist somit das Überströmventil 13 auf einen Öffnungsdruck von mindestens 3,15 bar einzustellen.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Hochdruckpumpe weisen die Saugventile 20 jeweils einen Öffnungsdruck von 1,3 +/– 0,15 bar und die Rückschlagventile 16 einen Öffnungsdruck von 2,3 +/– 1 bar auf. Somit beträgt der mittlere Summenöffnungsdruck 3,3 bar und der höchste Summenöffnungsdruck 4,75 bar. Ausgehend von den mittleren Summenöffnungsdrücken ist somit das Überströmventil 13 auf einen Öffnungsdruck von mindestens 3,3 bar einzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008043444 A1 [0002]
DE 102009001560 A1 [0003]

Claims

Überströmventil für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzsystem zumindest eine Niederdruckpumpe (2), eine Hochdruckpumpe, eine Zumesseinheit (12), einen Hochdruckspeicher (17) und das Überströmventil (13) aufweist, wobei weiterhin die Hochdruckpumpe zumindest einen Arbeitsraum (11) aufweist, der über ein Saugventil (20) mit der Zumesseinheit (12) und weiterhin über ein Rückschlagventil (16) mit dem Hochdruckspeicher (17) verschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpenstillstand der Öffnungsdruck des Überströmventils (13) höher als der Summenöffnungsdruck von dem Saugventil (20) und dem Rückschlagventil (16) ist.
Überströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruck von dem Überströmventil (13) höher als der mittlere Summenöffnungsdruck von dem Saugventil (20) und dem Rückschlagventil (16) ist.
Überströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruck von dem Überströmventil (13) höher als der maximale Summenöffnungsdruck von dem Saugventil (20) und dem Rückschlagventil (16) ist.