DE102011079665A1 - Pump device for common rail injection system for internal combustion engine of vehicle, has vent valve which is constructed such that it is opened, when pressure in high pressure region is less than predefined pressure - Google Patents

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Abstract

The pump device (41) has a high pressure pump (40) which is provided in order to deliver fuel from low pressure region (34) into a high pressure region (32) of the common rail injection system (30). A vent valve (10) is connected to high pressure region of the rail injection system. The vent valve is constructed such that it is opened, when pressure in high pressure region is less than a predefined pressure.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft Common-Rail-Einspritzsysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Pumpvorrichtung für ein Common-Rail-Einspritzsystem.The invention relates to common rail injection systems. In particular, the invention relates to a pump device for a common rail injection system.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Ein Common-Rail-Einspritzsystem, das auch Speichereinspritzsystem genannt wird, ist ein Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, bei dem eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau fördert. Der unter Druck stehende Kraftstoff füllt ein Rohrleitungssystem, d.h. einen Speicher bzw. Common-Rail, das beim Betrieb des Motors ständig unter Druck steht. Mit dem Rohrleitungssystem sind Injektoren verbunden, über die der unter Hochdruck stehende Kraftstoff dann in den Verbrennungsmotor gespritzt wird.A common rail injection system, also known as a storage injection system, is an injection system for an internal combustion engine in which a high pressure pump delivers the fuel to a high pressure level. The pressurized fuel fills a piping system, i. a common rail, which is constantly under pressure during operation of the engine. Injectors are connected to the piping system, via which the fuel under high pressure is then injected into the internal combustion engine.

Bei Inbetriebnahme und nach Tankleerfahrt mit einem Common-Rail-Einspritzsystem ist es möglich, dass der oder die Hochdruckzylinder der Hochdruckpumpe mit Luft gefüllt ist/sind. Die Entlüftung kann in der Regel nur über das Common-Rail erfolgen. Ist im Common-Rail schon ein Raildruck vorhanden, kann jedoch die Luft unter Umständen nicht ins Common-Rail gefördert werden. Somit muss in diesem Fall die Luft über die Kolben-Zylinder-Leckage abgebaut werden und dies kann relativ lange Zeit dauern. Das kann bei einer Pumpe mit nur einem Pumpenzylinder bedeuten, dass der Motor nicht startet. Bei einer Pumpe mit zwei Pumpenzylindern kann es bedeuten, dass der Motor nicht die volle Leistung erreicht.During commissioning and after Tankleerfahrt with a common rail injection system, it is possible that or the high pressure cylinder of the high pressure pump is filled with air / are. The venting can usually be done only via the common rail. If there is already a rail pressure in the common rail, however, under certain circumstances the air can not be conveyed into the common rail. Thus, in this case, the air must be reduced via the piston-cylinder leakage and this can take a relatively long time. For a pump with only one pump cylinder, this can mean that the engine will not start. For a pump with two pump cylinders, it may mean that the engine is not getting full power.

Bei normalem Fahrzeugbetrieb kann es außerdem vorkommen, dass Luft in den Niederdruckkreislauf gesaugt wird aus dem die Hochdruckpumpe den Kraftstoff fördert, beispielsweise durch Undichtheit im Niederdruckkreislauf. Wenn die Luft in den oder die Pumpenzlinder gesaugt wird, kann auch dies zum Abfall der Förderleistung der Pumpe führen.In normal vehicle operation, it may also happen that air is sucked into the low-pressure circuit from which the high pressure pump delivers the fuel, for example, by leakage in the low-pressure circuit. If the air is sucked into the pump container (s), this can also lead to a drop in the delivery rate of the pump.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Entlüftung des Pumpenelementraums bei anliegendem Raildruck sicherzustellen.It is an object of the invention to ensure a venting of the pump element space at adjacent rail pressure.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung für ein Common-Rail-Einspritzsystem.A first aspect of the invention relates to a pump device for a common rail injection system.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Pumpvorrichtung eine Hochdruckpumpe, die dazu ausgeführt ist, Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich des Common-Rail-Einspritzsystem zu fördern und ein Entlüftungsventil, das mit dem Hochdruckbereich verbunden ist, wobei das Entlüftungsventil derart ausgeführt ist, dass es geöffnet ist, wenn ein Druck im Hochdruckbereich niedriger als ein vordefinierten Druck ist.According to one embodiment of the invention, the pumping device comprises a high pressure pump configured to deliver fuel from a low pressure region to a high pressure region of the common rail injection system and a vent valve connected to the high pressure region, wherein the venting valve is configured such that it is open when a pressure in the high pressure area is lower than a predefined pressure.

In den Pumpenelementraum oder vor ein Rückschlagventil, das zwischen das Common-Rail und die Hochdruckpumpe geschaltet ist, wird ein Entlüftungsventil integriert, das dazu in der Lage ist, den Hochdruckbereich und insbesondere den Pumpenelementraum zu entlüften. Fängt die Pumpe an, Luft zu fördern, befindet sich der Druck in der Regel unterhalb des vordefinierten Drucks, das Ventil ist offen oder öffnet sich und die Luft kann den Pumpenelementraum bzw. den Hochdruckbereich über das Entlüftungsventil verlassen.In the pump element space or in front of a check valve, which is connected between the common rail and the high pressure pump, a vent valve is integrated, which is able to vent the high pressure area and in particular the pump element space. If the pump starts to deliver air, the pressure is usually below the predefined pressure, the valve is open or opens and the air can leave the pump element space or the high pressure area via the vent valve.

Dadurch kann der Pumpenelementraum auch entlüftet werden, wenn das Common-Rail bereits unter Druck steht. Damit kann der Start des Motor nach Erstbefüllung und Tankleerfahrt beschleunigt werden. Lange Startvorgänge können vermieden werden. Nach dem Service des Fahrzeugs, das das Common-Rail-System umfasst, (beispielsweise nach einem Filterwechsel) kann das Common-Rail-System schnell entlüftet werden. Eine Entlüftung des Pumpenelementraums kann auch im Normalbetrieb gewährleistet werden.As a result, the pump element space can also be vented when the common rail is already under pressure. Thus, the start of the engine can be accelerated after Erstbefüllung and Tankleerfahrt. Long boot processes can be avoided. After the service of the vehicle, which includes the common rail system (for example, after a filter change), the common rail system can be vented quickly. Venting of the pump element space can also be guaranteed in normal operation.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Entlüftungsventil derart ausgeführt, dass es geschlossen ist, wenn der Druck höher als der vordefinierte Druck ist. Fördert die Pumpe beispielsweise Kraftstoff wird der vordefinierte Druck sehr schnell überschritten und das Entlüftungsventil schließt.According to one embodiment of the invention, the venting valve is designed to be closed when the pressure is higher than the predefined pressure. For example, if the pump is delivering fuel, the predefined pressure is exceeded very quickly and the venting valve closes.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der vordefinierte Druck der durch die Bauart der Hochdruckpumpe bedingte maximal mögliche Luftdruck in der Hochdruckpumpe. Das Entlüftungsventil kann so ausgelegt sein, dass es bis zu einem Druckniveau gleich dem maximal möglichen Luftdruck im Pumpenelementraum geöffnet ist. Der maximale Luftdruck im Pumpenelementraum kann abhängig vom Pumpenhubvolumen im Verhältnis zum Totvolumen sein.According to one embodiment of the invention, the predefined pressure is the maximum possible air pressure in the high-pressure pump due to the design of the high-pressure pump. The vent valve may be designed so that it is open to a pressure level equal to the maximum possible air pressure in the pump element space. The maximum air pressure in the pump element space can be dependent on the pump stroke volume in relation to the dead volume.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Entlüftungsventil einen Kolben mit einem Durchlass. Der Durchlass stellt in einer ersten Stellung des Kolbens eine Verbindung mit dem Hochdruckbereich her und schließt in einer zweiten Stellung den Hochdruckbereich ab.According to one embodiment of the invention, the vent valve comprises a piston with a passage. The passage puts in a first Position of the piston connects to the high pressure area and closes in a second position from the high pressure area.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben dazu ausgeführt, durch den Druck im Hochdruckbereich von der ersten in die zweite Stellung geschoben zu werden. Das Entlüftungsventil kann dabei eine Feder umfassen, die dazu ausgeführt ist, dem Druck im Hochdruckbereich entgegenzuwirken und den Kolben von der zweiten in die erste Stellung zu schieben. Fördert die Pumpe Kraftstoff, steigt der Druck im Hochdruckbereich an und schließt gegen die Federkraft.According to one embodiment of the invention, the piston is designed to be pushed by the pressure in the high pressure region from the first to the second position. The vent valve may comprise a spring which is designed to counteract the pressure in the high pressure region and to push the piston from the second to the first position. If the pump pumps fuel, the pressure in the high-pressure area increases and closes against the spring force.

Die Bewegung des Ventilkolbens kann durch den Druck im Pumpenelementraum bzw. im Hochdruckbereich auf der einen Kolbenseite und die Summe der Federkraft und einem Rücklaufdruck auf der anderen Kolbenseite gesteuert werden. Wenn der Druckunterschied zwischen den Kolbenflächen eine größere Kraft als die Federkraft erzeugt, schließt das Entlüftungsventil.The movement of the valve piston can be controlled by the pressure in the pump element space or in the high-pressure region on one side of the piston and the sum of the spring force and a return pressure on the other side of the piston. When the pressure difference between the piston surfaces creates a greater force than the spring force, the vent valve closes.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Pumpvorrichtung weiter ein Drosselventil, das zwischen das Entlüftungsventil und den Hochdruckbereich geschaltet ist. Vor dem Eingang des Entlüftungsventils kann eine Drossel integriert sein, durch die nur ein minimaler Kraftstoffvolumenstrom fließen kann. Dies kann Liefergradverluste der Hochdruckpumpe im Betrieb (während des Elementdruckaufbaus bevor das Entlüftungsventil schließt) und ein Saugen der Hochdruckpumpe über das Entlüftungsventil verhindern.According to one embodiment of the invention, the pumping device further comprises a throttle valve which is connected between the venting valve and the high-pressure region. A throttle may be integrated in front of the inlet of the venting valve, through which only a minimal fuel volume flow can flow. This can prevent loss of delivery of the high pressure pump during operation (during element pressurization before the vent valve closes) and suction of the high pressure pump via the vent valve.

Die Luft, die über das Entlüftungsventil entweicht, kann dem Rücklauf der Hochdruckpumpe zugeführt werden. Dazu kann das Entlüftungsventil zwischen den Hochdruckbereich und den Niederdruckbereich geschaltet sein.The air that escapes through the vent valve can be fed to the return of the high-pressure pump. For this purpose, the vent valve can be connected between the high-pressure region and the low-pressure region.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Common-Rail-Einspritzsystem mit einer Pumpvorrichtung so wie sie obenstehend und untenstehend beschrieben ist.Another aspect of the invention relates to a common rail injection system having a pumping device as described above and below.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 zeigt schematisch ein Entlüftungsventil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 schematically shows a vent valve according to an embodiment of the invention.

2 zeigt schematisch ein Common-Rail-System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 schematically shows a common rail system according to an embodiment of the invention.

Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, identical or similar parts are provided with the same reference numerals.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

1 zeigt ein Entlüftungsventil 10 das an seiner einen Seite über eine Leitung 12 mit dem Pumpelementraum einer Hochdruckpumpe und an seiner anderen Seite mit über eine Leitung 14 mit dem Rücklauf der Hochdruckpumpe verbunden ist. Das Entlüftungsventil ist in einer geöffneten Stellung dargestellt. 1 shows a vent valve 10 that on one side over a pipe 12 with the pump element space of a high-pressure pump and on its other side with a line 14 connected to the return of the high-pressure pump. The vent valve is shown in an open position.

Das Entlüftungsventil 10 umfasst einen Ventilkolben 16 in einem Ventilzylinder 18. Der Ventilkolben 16 umfasst eine umlaufende Nut 20, durch die zwischen dem Kolben 16 und dem Zylinder 18 ein Durchlass 20 gebildet ist. In der in der 1 gezeigt ersten Stellung ist das Entlüftungsventil 10 offen und der Durchlass 20 verbindet die Leitungen 12, 14. Im Zylinder 18 ist eine Feder 22 angeordnet, die den Kolben 16 in der ersten Stellung hält, sofern der Druckunterschied zwischen den Leitungen 12 und 14 eine Kraft auf den Kolben 16 erzeugt, die kleiner ist, als die Federkraft der Feder 22.The bleed valve 10 includes a valve piston 16 in a valve cylinder 18 , The valve piston 16 includes a circumferential groove 20 through which between the piston 16 and the cylinder 18 a passage 20 is formed. In the in the 1 shown first position is the vent valve 10 open and the passage 20 connects the wires 12 . 14 , In the cylinder 18 is a spring 22 arranged the piston 16 holds in the first position, provided the pressure difference between the lines 12 and 14 a force on the piston 16 produced, which is smaller than the spring force of the spring 22 ,

Eine Leitung 24 verbindet die Leitung 12 derart mit dem Zylinder 18, dass eine erste Kolbenfläche mit dem Druck aus der Leitung 12 beaufschlagt wird. Eine Leitung 26 verbindet die Leitung 14 derart mit dem Zylinder 18, dass eine zweite Kolbenfläche mit dem Druck aus der Leitung 14 beaufschlagt wird.A line 24 connects the line 12 such with the cylinder 18 in that a first piston area with the pressure from the conduit 12 is charged. A line 26 connects the line 14 such with the cylinder 18 in that a second piston area with the pressure from the conduit 14 is charged.

Übersteigt die Kraft durch den Druckunterschied in den Leitungen 12, 14 die Federkraft, wird der Kolben aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung ausgelenkt, in der der Durchlass 20 nicht mehr mit den Leitungen 12, 14 in Verbindung steht und das Entlüftungsventil 10 schließt sich.Exceeds the force due to the pressure difference in the pipes 12 . 14 the spring force, the piston is deflected from the first position to a second position, in which the passage 20 not with the wires anymore 12 . 14 communicates and the vent valve 10 closes.

In der Leitung 12 nach dem Verbindungspunkt der Leitung 24 ist vor dem Zylinder 18 des Entlüftungsventils 10 eine Drossel 28 angeordnet, die den Kraftstoffzufluss aus der Leitung 12 begrenzt.In the line 12 after the connection point of the line 24 is in front of the cylinder 18 of the vent valve 10 a throttle 28 arranged the fuel flow from the pipe 12 limited.

Die 2 zeigt ein Common-Rail-System 30 mit einem Hochdruckbereich 32 und einem Niederdruckbereich 34. Im Hochdruckbereich 32 ist ein Common-Rail 36 mit dem Pumpenelementraum 38 einer Hochdruckpumpe 40 verbunden. Im Niederdruckbereich 34 befindet sich Überdruckventil 42 und ein Druckregelventil 44, die über eine Leitung 46 mit dem Pumpenelementraum 38 verbunden sind.The 2 shows a common rail system 30 with a high pressure area 32 and a low pressure area 34 , In the high pressure area 32 is a common rail 36 with the pump element space 38 a high pressure pump 40 connected. In the low pressure area 34 there is pressure relief valve 42 and a pressure control valve 44 over a line 46 with the pump element space 38 are connected.

In die Leitung 46 ist über einen Kraftstofffilter 48 mit Kraftstoffheizer ein Tankmodul 50 angeschlossen. Das Tankmodul 50 umfasst EKP, Vorfilter und Jetpumpe.Into the line 46 is about a fuel filter 48 with fuel heater a tank module 50 connected. The tank module 50 includes EKP, prefilter and jet pump.

Die Hochdruckpumpe 40 erzeugt im Pumpenelementraum 38 einen hohen Druck und fördert auf diese Weise Kraftstoff aus den Niederdruckbereich 34 in den Hochdruckbereich 32.The high pressure pump 40 generated in the pump element space 38 high pressure and thus promotes fuel from the low pressure area 34 in the high pressure area 32 ,

Die Pumpenvorrichtung 41 des Common-Rail-Systems 30 umfasst neben der Hochdruckpumpe 40 auch noch ein Entlüftungsventil 10. Das Entlüftungsventil 10 ist über die Leitung 12 mit dem Hochdruckbereich 32 und insbesondere mit dem Pumpenelementraum 38 verbunden. Auf der anderen Seite ist das Entlüftungsventil 10 über die Leitung 24 mit dem Rücklauf 52 im Niederdruckbereich 34 verbunden. Über den Rücklauf 52 kann Kraftstoff über das Überlaufventil 42 in die Leitung 46 zurückgeführt werden.The pump device 41 of the common rail system 30 includes next to the high pressure pump 40 also a vent valve 10 , The bleed valve 10 is over the line 12 with the high pressure area 32 and in particular with the pump element space 38 connected. On the other side is the vent valve 10 over the line 24 with the return 52 in the low pressure range 34 connected. About the return 52 can fuel over the overflow valve 42 into the pipe 46 to be led back.

In der 2 ist darüber hinaus ein Rückschlagventil 54 dargestellt, über das der Rückfluss aus den Injektoren in das Tankmodul 20 erfolgt.In the 2 is also a check valve 54 through which the return flow from the injectors into the tank module 20 he follows.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims (7)

Pumpvorrichtung (41) für ein Common-Rail-Einspritzsystem (30), umfassend: eine Hochdruckpumpe (40), die dazu ausgeführt ist, Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich (34) in einen Hochdruckbereich (32) des Common-Rail-Einspritzsystem zu fördern, gekennzeichnet durch ein Entlüftungsventil (10), das mit dem Hochdruckbereich (32) verbunden ist, wobei das Entlüftungsventil (10) derart ausgeführt ist, dass es geöffnet ist, wenn ein Druck im Hochdruckbereich (32) niedriger als ein vordefinierten Druck ist.Pumping device ( 41 ) for a common rail injection system ( 30 ) comprising: a high pressure pump ( 40 ), which is designed to fuel from a low pressure area ( 34 ) in a high pressure area ( 32 ) of the common rail injection system, characterized by a venting valve ( 10 ) connected to the high pressure area ( 32 ), wherein the vent valve ( 10 ) is designed such that it is open when a pressure in the high-pressure region ( 32 ) is lower than a predefined pressure. Pumpvorrichtung (41) nach Anspruch 1, wobei das Entlüftungsventil (10) derart ausgeführt ist, dass es geschlossen ist, wenn der Druck höher als der vordefinierte Druck ist.Pumping device ( 41 ) according to claim 1, wherein the vent valve ( 10 ) is made such that it is closed when the pressure is higher than the predefined pressure. Pumpvorrichtung (41) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vordefinierte Druck der durch die Bauart der Hochdruckpumpe (40) bedingte maximal mögliche Luftdruck in der Hochdruckpumpe ist.Pumping device ( 41 ) according to claim 1 or 2, wherein the predefined pressure of the type of high-pressure pump ( 40 ) conditional maximum air pressure in the high pressure pump is. Pumpvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entlüftungsventil (10) einen Kolben (16) mit einem Durchlass (20) umfasst, wobei der Durchlass (20) in einer ersten Stellung des Kolbens eine Verbindung mit dem Hochdruckbereich (32) herstellt und in einer zweiten Stellung den Hochdruckbereich (32) abschließt.Pumping device ( 41 ) according to one of the preceding claims, wherein the vent valve ( 10 ) a piston ( 16 ) with a passage ( 20 ), wherein the passage ( 20 ) in a first position of the piston, a connection to the high pressure area ( 32 ) and in a second position the high pressure area ( 32 ) completes. Pumpvorrichtung (41) nach Anspruch 4, wobei der Kolben (16) dazu ausgeführt ist, durch den Druck im Hochdruckbereich (34) von der ersten in die zweite Stellung geschoben zu werden, wobei das Entlüftungsventil (10) eine Feder (22) umfasst, die dazu ausgeführt ist, dem Druck im Hochdruckbereich (34) entgegenzuwirken und den Kolben (16) von der zweiten in die erste Stellung zu schieben.Pumping device ( 41 ) according to claim 4, wherein the piston ( 16 ) is carried out by the pressure in the high pressure area ( 34 ) to be pushed from the first to the second position, wherein the vent valve ( 10 ) a feather ( 22 ), which is designed to the pressure in the high pressure area ( 34 ) and counteract the piston ( 16 ) from the second to the first position. Pumpvorrichtung (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: ein Drosselventil (28), das zwischen dem Entlüftungsventil (10) und dem Hochdruckbereich (34) angeordnet ist. Pumping device ( 41 ) according to one of the preceding claims, further comprising: a throttle valve ( 28 ) located between the vent valve ( 10 ) and the high pressure area ( 34 ) is arranged. Common-Rail-Einspritzsystem (30) mit einer Pumpvorrichtung (41) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Common rail injection system ( 30 ) with a pumping device ( 41 ) according to one of the preceding claims.
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