DE102013210816A1 - Fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer bedarfsgeregelten Förderpumpe (11) und einem federbelasteten Einlassventil (30) vorgeschlagen. Die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) führt eine Fördermenge Kraftstoff gegen einen Öffnungsdruck über das federbelastete Einlassventil (30) einer Hochdruckpumpe (17) zu. Die Hochdruckpumpe (17) versorgt einen Hochdruckspeicher (21) mit Einspritzdruck. Mittels einer elektrischen Steuereinrichtung (40) wird die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) zur Bereitstellung einer erforderlichen Hochdruckmenge Kraftstoff angesteuert. Die Ansteuerung der bedarfsgeregelten Förderpumpe (11) und der Öffnungsdruck des federbelasteten Einlassventils (30) sind derart aufeinander abgestimmt, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) der Hochdruckpumpe (17) im Wesentlichen die zur Einstellung des Einspritzdrucks erforderliche Hochdruckmenge Kraftstoff bereitstellt.A fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine with a demand-controlled delivery pump (11) and a spring-loaded inlet valve (30) is proposed. The demand-controlled feed pump (11) feeds a delivery amount of fuel against an opening pressure via the spring-loaded inlet valve (30) to a high-pressure pump (17). The high pressure pump (17) supplies a high pressure accumulator (21) with injection pressure. The demand-regulated feed pump (11) is activated by means of an electrical control device (40) to provide the required high-pressure quantity of fuel. The control of the demand-controlled feed pump (11) and the opening pressure of the spring-loaded inlet valve (30) are coordinated in such a way that the demand-controlled feed pump (11) of the high-pressure pump (17) essentially provides the high-pressure amount of fuel required to set the injection pressure.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus DE 102010031628 A1 bekannt. Diese Kraftstofffördereinrichtung weist eine elektrisch angetriebene Förderpumpe auf, die Kraftstoff aus dem Tank in einen Niederdruckbereich zu einer Saugseite der Hochdruckpumpe fördert. Im Niederdruckbereich herrscht ein Vordruck von beispielsweise 4,5 bar. Die Hochdruckpumpe pumpt den Kraftstoff in einen Hochdruckbereich zu dem Hochdruckspeicher, dem sogenannten Rail. Im Hochdruckspeicher herrscht ein Druck von beispielsweise 1600 bis 2500 bar. Der elektrische Antrieb der Förderpumpe wird von einer Steuereinrichtung angesteuert, so dass die Förderpumpe eine variable Fördermenge zur Hochdruckpumpe fördert. Zwischen der Förderpumpe und der Hochdruckpumpe ist eine Bypassverbindung mit einer Drosselstelle angeordnet, die eine Teilmenge zur Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe aus dem Niederdruckbereich abzweigt. Der Hochdruckpumpe ist an der Saugseite ein federbelastetes Einlassventil vorgeschaltet. Der Öffnungsdruck des Einlassventils und die Förderpumpe sind so aufeinander abgestimmt, dass das Einlassventil erst bei einem höheren Druck öffnet als bei einem Druck, der sich bei Förderung der Mindestfördermenge der Förderpumpe auf der Saugseite der Hochdruckpumpe einstellt. Damit muss die Förderpumpe eine Fördermenge bereitstellen, die größer ist als die erforderliche Fördermenge für den erforderlichen Einspritzdruck, weil eine Teilfördermenge aus dem Niederdruckbereich vor der Hochdruckpumpe zur Schmierung und Kühlung derselben abgezweigt wird. Die Teilfördermenge wird üblicherweise auf 50 bis 87 l Kraftstoff pro Stunde bei 80 ºC eingestellt. Zumindest ein Teil der Teilfördermenge wird über eine Rücklaufleitung zurück in den Tank geleitet. Die über die Rücklaufleitung zurückgeführte Teilfördermenge erfordert somit eine zusätzliche, ungenutzte Leistung der Brennkraftmaschine, die eine zusätzliche CO2-Belastung durch das Fahrzeug bedeutet.A fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine is for example off DE 102010031628 A1 known. This fuel delivery device has an electrically driven delivery pump, which conveys fuel from the tank into a low-pressure region to a suction side of the high-pressure pump. In the low pressure range prevails an admission pressure of for example 4.5 bar. The high-pressure pump pumps the fuel into a high-pressure region to the high-pressure accumulator, the so-called rail. In the high-pressure accumulator prevails a pressure of, for example 1600 to 2500 bar. The electric drive of the feed pump is controlled by a control device, so that the feed pump promotes a variable flow rate to the high-pressure pump. Between the feed pump and the high pressure pump, a bypass connection with a throttle point is arranged, which branches off a subset for lubrication and cooling of the high pressure pump from the low pressure region. The high pressure pump is preceded by a spring-loaded inlet valve on the suction side. The opening pressure of the inlet valve and the delivery pump are coordinated so that the inlet valve opens only at a higher pressure than at a pressure which is adjusted when promoting the minimum delivery of the pump on the suction side of the high pressure pump. Thus, the feed pump must provide a flow rate that is greater than the required flow rate for the required injection pressure, because a partial flow from the low pressure area is branched off before the high-pressure pump for lubrication and cooling thereof. The fractional delivery rate is usually set at 50 to 87 liters per hour at 80 ° C. At least part of the partial flow is directed back into the tank via a return line. The recycled via the return conduit part flow thus requires an additional, unused power of the internal combustion engine, which means an additional CO 2 emissions by the vehicle.

Aus DE 10001882 A1 ist weiterhin eine Kraftstofffördereinrichtung für ein Benzin-Direkteinspritzsystem bekannt, die ohne eine Rücklaufleitung aus dem Niederdruckbereich auskommt. Dazu sind eine bedarfsgeregelte Förderpumpe und ein elektrisch ansteuerbares Einlassventil im Niederdruckbereich angeordnet. Die für die Hochdruckpumpe erforderliche Fördermenge wird von der bedarfsgeregelten Förderpumpe so angesteuert, dass der Förderstrom der Förderpumpe in etwa dem Förderstrom der Hochdruckpumpe entspricht und im Niederdruckbereich ein konstantes Druckniveau herrscht. In der Praxis wird jedoch aufgrund von Druckverlusten der erforderliche Förderstrom der Förderpumpe etwas größer gewählt als der Förderstrom der Hochdruckpumpe zur Einstellung des erforderlichen Einspritzdrucks. Aus dem Hochdruckbereich zweigt eine Überdruckleitung ab, die über ein Überdruckventil zurück in den Niederdruckbereich führt. Im Unterschied zu Diesel-Einspritzsystemen herrscht bei Benzin-Einspritzsystemen im Hochdruckbereich ein Einspritzdruck von beispielsweise nur 120 bis 250 bar.Out DE 10001882 A1 Furthermore, a fuel delivery device for a gasoline direct injection system is known, which manages without a return line from the low pressure area. For this purpose, a demand-controlled feed pump and an electrically controllable inlet valve are arranged in the low-pressure region. The required for the high-pressure pump flow rate is controlled by the demand-controlled feed pump so that the flow of the feed pump corresponds approximately to the flow of the high-pressure pump and in the low pressure region, there is a constant pressure level. In practice, however, due to pressure losses of the required flow of the feed pump is chosen to be slightly larger than the flow rate of the high-pressure pump to set the required injection pressure. From the high pressure area branches off a pressure line, which leads via a pressure relief valve back into the low pressure area. In contrast to diesel injection systems, gas injection systems in the high pressure range have an injection pressure of, for example, only 120 to 250 bar.

Neben der erwähnten Kraftstoffschmierung der Hochdruckpumpe ist bereits bekannt, die Hochdruckpumpe mit einer Ölschmierung zu betreiben. Bei einer Ölschmierung, die zweckmäßigerweise vom Motoröl der Brennkraftmaschine übernommen wird, ist keine Kraftstoffmenge zur Schmierung und Kühlung aus dem Niederdruckbereich abzuzweigen, denn hierbei übernimmt das Motoröl der Brennkraftmaschine die Schmierung der Hochdruckpumpe. In addition to the mentioned fuel lubrication of the high pressure pump is already known to operate the high pressure pump with an oil lubrication. In an oil lubrication, which is advantageously taken over by the engine oil of the internal combustion engine, no amount of fuel for lubrication and cooling is to be diverted from the low pressure area, because this takes over the engine oil of the engine, the lubrication of the high pressure pump.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die von der bedarfsgeregelten Förderpumpe geförderte Fördermenge Kraftstoff im Wesentlichen nur auf den Einspritzdruck im Hochdruckbereich eingeregelt werden muss, weil die Kraftstofffördereinrichtung ohne eine Rücklaufleitung im Niederdruckbereich und ohne eine aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich zurückführende Überdruckleitung auskommt. Die von der bedarfsgeregelten Förderpumpe zu fördernde Fördermenge kann somit auch bei Diesel-Kraftstoffeinspritzsystemen ausschließlich auf die zur Bereitstellung des Einspritzdrucks erforderliche Hochdruckmenge zuzüglich auftretender Druckverluste beschränkt werden. Zusätzliche Fördermengen für einen Kraftstoffschmierkreis und Kühlkreis der Hochdruckpumpe sowie für eine Absteuermenge in eine Rücklaufleitung werden nicht benötigt. Durch die ausschließlich auf den erforderlichen Einspritzdruck eingeregelte Fördermenge kann somit die Förderleistung der bedarfsgeregelten Förderpumpe reduziert werden.The fuel delivery device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the funded by the demand-controlled pump delivery amount of fuel must be adjusted substantially only to the injection pressure in the high pressure area, because the fuel delivery without a return line in the low pressure range and without one from the high pressure area in the low pressure area returning overpressure line manages. The delivery rate to be conveyed by the demand-controlled delivery pump can thus be restricted exclusively to the high-pressure quantity required to provide the injection pressure plus occurring pressure losses even in diesel fuel injection systems. Additional flow rates for a fuel lubrication circuit and cooling circuit of the high-pressure pump and for a Absteuermenge in a return line are not needed. By controlled exclusively on the required injection pressure flow rate thus the flow rate of the demand-driven pump can be reduced.

Weiterhin wird durch die fehlende Rücklaufleitung im Niederdruckbereich die Komplexität der Kraftstofffördereinrichtung verringert und somit deren Kosten gesenkt. Die geringere Förderleistung der bedarfsgeregelten Förderpumpe bedeutet schließlich, dass die CO2-Belastung durch das Fahrzeug reduziert wird.Furthermore, the complexity of the fuel delivery device is reduced by the lack of return line in the low pressure region and thus reduced their cost. The lower flow rate of the demand-controlled feed pump means that the CO 2 load is reduced by the vehicle.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich. Advantageous developments and improvements of the invention are possible by the measures of the subclaims.

Zur Bereitstellung des erforderlichen Einspritzdrucks im Hochdruckbereich wird die erforderliche Hochdruckmenge der Hochdruckpumpe an einer Saugseite bereitgestellt und an einer Hochdruckseite in einen Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe, in dem der Einspritzdruck erzeugt wird, über das federbelastete Einlassventil zugeführt. To provide the required injection pressure in the high-pressure region, the required high-pressure amount of the high-pressure pump is provided on a suction side and fed on a high-pressure side into a pump working space of the high-pressure pump in which the injection pressure is generated via the spring-loaded intake valve.

Die Abstimmung der Ansteuerung des elektrischen Antriebs der bedarfsgeregelten Förderpumpe und des Öffnungsdrucks des federbelasteten Einlassventils erfolgt vorteilhafterweise derart, dass der Öffnungsdruck des federbelasteten Einlassventils so eingestellt ist, dass das federbelastete Einlassventil bei einer Mindestfördermenge öffnet, die zur Bereitstellung eines Mindesteinspritzdrucks im Hochdruckspeicher notwendig ist. Der Öffnungsdruck des Einlassventils kann somit geringer eingestellt werden, da keine zusätzliche Fördermenge für einen Kraftstoffschmierkreislauf und Kühlkreis für die Hochdruckpumpe sowie keine Absteuermenge benötigt wird. The vote of the control of the electric drive of the demand-controlled feed pump and the opening pressure of the spring-loaded inlet valve is advantageously such that the opening pressure of the spring-loaded inlet valve is set so that the spring-loaded inlet valve opens at a minimum flow rate, which is necessary to provide a minimum injection pressure in the high-pressure accumulator. The opening pressure of the intake valve can thus be set lower because no additional flow for a fuel lubrication circuit and cooling circuit for the high pressure pump and no Absteuermenge is needed.

Die bedarfsgeregelte Förderpumpe wird von der Steuereinrichtung derart angesteuert, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe eine variable erforderliche Fördermenge liefert, die von der genannten Mindestfördermenge zur Einstellung des Mindesteinspritzdrucks bis hin zu einer maximalen Fördermenge reicht. Die maximale Fördermenge wird durch den erforderlichen Fülldruck der Hochdruckpumpe für einen Einspritzdruck im Hochdruckspeicher festgelegt, der zur Bereitstellung der Nennleistung der Brennkraftmaschine notwendig ist. The demand-controlled feed pump is controlled by the control device such that the demand-controlled feed pump delivers a variable required flow rate, which ranges from the mentioned minimum flow rate for setting the minimum injection pressure up to a maximum flow rate. The maximum flow rate is determined by the required filling pressure of the high-pressure pump for an injection pressure in the high pressure accumulator, which is necessary to provide the rated power of the internal combustion engine.

Als bedarfsgeregelte Förderpumpe kann eine elektrisch angetriebene Zahnradpumpe verwendet werden, die zwischen einem Kraftstofffilter und dem federbelasteten Einlassventil im Niederdruckbereich angeordnet ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die elektrisch angetriebene Zahnradpumpe so nahe wie möglich an der Hochdruckpumpe angeordnet oder an die Hochdruckpumpe angebaut ist. Dadurch entsteht eine kurze Regelstrecke zur Einstellung der erforderlichen Hochdruckmenge, was sich vorteilhaft auf die Güte der Hochdruck-Regelung auswirkt.As a demand-controlled feed pump, an electrically driven gear pump can be used, which is arranged between a fuel filter and the spring-loaded inlet valve in the low pressure region. It is particularly expedient if the electrically driven gear pump is arranged as close as possible to the high pressure pump or attached to the high pressure pump. This creates a short control path for adjusting the required high pressure, which has an advantageous effect on the quality of the high pressure control.

Als bedarfsgeregelte Förderpumpe kann ebenso eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe verwendet werden, die zwischen einem Tank und dem Kraftstofffilter angeordnet ist. As a demand-controlled feed pump can also be used an electrically driven fuel pump, which is arranged between a tank and the fuel filter.

Ausführungsbeispiel embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a schematic representation of a fuel injection device with a fuel delivery device according to the invention.

Die dargestellte Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, die mit Diesel-Kraftstoff betrieben wird, enthält eine Kraftstofffördereinrichtung. Die Kraftstofffördereinrichtung weist eine ölgeschmierte Hochdruckpumpe 17 auf, die einen für eine Kraftstoffeinspritzung erforderlichen Einspritzdruck liefert. Das Kraftstoffeinspritzsystem wird saugseitig der Hochdruckpumpe 17 als Niederdruckbereich 10 und druckseitig der Hochdruckpumpe 17 als Hochdruckbereich 20 bezeichnet.The illustrated fuel injector of an internal combustion engine operated with diesel fuel includes a fuel delivery device. The fuel delivery device has an oil-lubricated high-pressure pump 17 which provides an injection pressure required for fuel injection. The fuel injection system is the suction side of the high-pressure pump 17 as a low pressure area 10 and pressure side of the high pressure pump 17 as a high pressure area 20 designated.

Im Niederdruckbereich 10 sind eine bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 mit einem elektrischen Antrieb 12, ein Kraftstofffilter 15 und ein Tank 13 für den Kraftstoff angeordnet. Eine Saugleitung 10.1 führt vom Tank 13 über den Kraftstofffilter 15 zur bedarfsgeregelten Förderpumpe 11. Eine Niederdruckleitung 10.2 führt von der bedarfsgeregelten Förderpumpe 11 zu einer Saugseite 16 der ölgeschmierten Hochdruckpumpe 17.In the low pressure area 10 are a demand-controlled feed pump 11 with an electric drive 12 , a fuel filter 15 and a tank 13 arranged for the fuel. A suction line 10.1 leads from the tank 13 over the fuel filter 15 to the demand-controlled feed pump 11 , A low pressure line 10.2 leads from the demand-controlled feed pump 11 to a suction side 16 the oil lubricated high pressure pump 17 ,

Die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 dient als Vorförderpumpe zur Bereitstellung einer erforderlichen Hochdruckmenge Kraftstoff für die Hochdruckpumpe 17 zur Einstellung eines Einspritzdrucks. Die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 kann als eine elektrisch angetrieben Zahnradpumpe oder eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe ausgeführt sein. The demand-controlled feed pump 11 serves as a prefeed pump to provide a required high pressure fuel for the high pressure pump 17 for setting an injection pressure. The demand-controlled feed pump 11 may be embodied as an electrically driven gear pump or an electrically driven fuel pump.

Die Kraftstofffördereinrichtung weist weiterhin eine elektrische Steuereinrichtung 40 auf, die über eine Signalleitung 41 mit dem elektrischen Antrieb 12 der bedarfsgeregelten Förderpumpe 11 verbunden ist. Über die Signalleitung 41 wird der elektrische Antrieb 12 der Förderpumpe 11 von der Steuereinrichtung 40 angesteuert, so dass die Förderpumpe 11 bedarfsgeregelt die für die verschiedenen Einspritzdrücke erforderlichen Hochdruckmengen der Hochdruckpumpe 17 bereitstellen kann. The fuel delivery device also has an electrical control device 40 on, over a signal line 41 with the electric drive 12 the demand-controlled feed pump 11 connected is. Via the signal line 41 becomes the electric drive 12 the feed pump 11 from the controller 40 controlled, so that the feed pump 11 Demand-controlled the required for the various injection pressures high pressure levels of the high pressure pump 17 can provide.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 eine elektrisch angetriebene Zahnradpumpe, die zwischen dem Kraftstofffilter 15 und der Saugseite 16 der Hochdruckpumpe 17 angeordnet ist. Zweckmäßig ist es, die elektrisch angetriebene Zahnradpumpe nahe an der Hochdruckpumpe 17 anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrisch angetriebene Zahnradpumpe direkt an der Hochdruckpumpe 17 angebaut oder in unmittelbarer Nähe am Motorblock der Brennkraftmaschine befestigt ist. Dadurch ist die Regelstrecke zur Einstellung der erforderlichen Fördermenge kurz, was sich positiv auf die Güte der Hochdruck-Regelung auswirkt. Darüber hinaus ist bei der Verwendung einer elektrisch angetriebenen Zahnradpumpe eine Nullförderung ohne Zusatzfunktion im Kraftstoffinjektor 22, wie Blankshots, möglich. Außerdem kann dadurch der Einbau einer Null-Förderdrossel in der Hochdruckpumpe 17 vermieden werden. Weiterhin muss für den Fehlerfall „Steckerabfall an der elektrisch angetriebenen Zahnradpumpe“ und für den Fehlerfall „Steckerabfall an der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe“ kein Druckregelventil oder Druckbegrenzungsventil im Hochdruckbereich 20 des Kraftstoffeinspritzsystems eingesetzt werden. Durch den Wegfall des Druckregelventils oder des Druckbegrenzungsventils können die Kosten für das Kraftstoffeinspritzsystem weiter gesenkt werden. In the illustrated embodiment, the demand-controlled feed pump 11 an electrically driven gear pump between the fuel filter 15 and the suction side 16 the high pressure pump 17 is arranged. It is expedient, the electrically driven gear pump close to the high pressure pump 17 to arrange. It is particularly advantageous if the electrically driven gear pump is directly connected to the high-pressure pump 17 attached or attached in the immediate vicinity of the engine block of the internal combustion engine. As a result, the controlled system for setting the required flow rate is short, which has a positive effect on the quality of the high-pressure control. In addition, when using an electric driven gear pump zero production without additional function in the fuel injector 22 , like blankshots, possible. In addition, this can be the installation of a zero delivery throttle in the high pressure pump 17 be avoided. Furthermore, in the event of a fault, "plug drop on the electrically driven gear pump" and, in the event of a fault, "plug drop on the electrically driven fuel pump", no pressure control valve or pressure relief valve in the high pressure area 20 be used of the fuel injection system. By eliminating the pressure control valve or the pressure relief valve, the cost of the fuel injection system can be further reduced.

Die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 saugt den Kraftstoff aus dem Tank 13 beispielsweise durch einen Vorfilter 14 über die Saugleitung 10.1 und den Kraftstofffilter 15 an und fördert den Kraftstoff über die Niederdruckleitung 10.2 zur Saugseite 16 der ölgeschmierten Hochdruckpumpe 17. The demand-controlled feed pump 11 sucks the fuel out of the tank 13 for example, by a pre-filter 14 over the suction line 10.1 and the fuel filter 15 and promotes the fuel through the low pressure line 10.2 to the suction side 16 the oil lubricated high pressure pump 17 ,

Es ist aber auch möglich, beispielsweise eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe 11 als bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 zwischen dem Tank 13 und dem Kraftstofffilter 15 anzuordnen, die den Kraftstoff aus dem Tank 13 über die Saugleitung 10.1 ansaugt, durch den Kraftstofffilter 15 drückt und hin zur Saugseite 16 der Hochdruckpumpe 17 fördert.But it is also possible, for example, an electrically driven fuel pump 11 as a demand-controlled feed pump 11 between the tank 13 and the fuel filter 15 to arrange the fuel from the tank 13 over the suction line 10.1 sucks, through the fuel filter 15 press and go to the suction side 16 the high pressure pump 17 promotes.

Der Hochdruckbereich 20 enthält einen Kraftstoffspeicher 21, auch Rail genannt, welcher über eine Hochdruckleitung 20.1 mit einer Hochdruckseite 18 der Hochdruckpumpe 17 hydraulisch verbunden ist. An den Kraftstoffspeicher 21 sind beispielsweise mehrere Kraftstoffinjektoren 22 angeschlossen. Mittels der Kraftstoffinjektoren 22 wird Kraftstoff mit dem im Kraftstoffspeicher 21 herrschenden Einspritzdruck in einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Von den Kraftstoffinjektoren 22 führt eine Rücklaufleitung 19 zurück zum Niederdruckbereich 10 beispielsweise in die Saugleitung 10.1. The high pressure area 20 contains a fuel storage 21 , also called rail, which has a high pressure line 20.1 with a high pressure side 18 the high pressure pump 17 hydraulically connected. To the fuel storage 21 For example, there are several fuel injectors 22 connected. By means of fuel injectors 22 will fuel with that in the fuel tank 21 prevailing injection pressure injected into a combustion chamber, not shown, of the internal combustion engine. From the fuel injectors 22 leads a return line 19 back to the low pressure area 10 for example, in the suction line 10.1 ,

Der Saugseite 16 der ölgeschmierten Hochdruckpumpe 17 ist ein federbelastetes Einlassventil 30 in Form eines Rückschlagventils zugeordnet, das bei einem vorbestimmten Öffnungsdruck öffnet. Das Einlassventil 30 kann auch als Saugventil bezeichnet werden. Zur Ölschmierung der Hochdruckpumpe 17 ist ein mit Motoröl versorgter Antriebsraum 27 der Brennkraftmaschine vorgesehen, wie später noch erläutert wird. The suction side 16 the oil lubricated high pressure pump 17 is a spring-loaded inlet valve 30 assigned in the form of a check valve which opens at a predetermined opening pressure. The inlet valve 30 can also be referred to as a suction valve. For oil lubrication of the high-pressure pump 17 is a drive room supplied with engine oil 27 provided the internal combustion engine, as will be explained later.

Die ölgeschmierte Hochdruckpumpe 17 weist mindestens ein Pumpenelement 23 mit einem Pumpenkolben 24 auf, welcher von einem Antriebselement 29 angetrieben wird. Durch den Pumpenkolben 24 wird an der Hochdruckseite 18 ein Pumpenarbeitsraum 28 begrenzt. Das Antriebselement 29 bewirkt, dass der Pumpenkolben 24 eine Hubbewegung ausführt und durch die entstehende Verdrängung im Pumpenarbeitsraum 28 der Einspritzdruck erzeugt wird. Im vorliegenden Fall wird das Antriebselement 29 von einem Exzenter oder Nocken einer Welle der Brennkraftmaschine gebildet, das im Antriebsraum 27 der Brennkraftmaschine der Ölschmierung ausgesetzt ist. Dadurch sind die Antriebselemente 29 der Hochdruckpumpe 17 ölgeschmiert, beispielsweise durch das Motoröl der Brennkraftmaschine. Der Pumpenarbeitsraum 28 ist über ein Auslassventil 32 in Form eines weiteren federbelasteten Rückschlagventils mit der Hochdruckleitung 20.1 hydraulisch verbunden.The oil lubricated high pressure pump 17 has at least one pump element 23 with a pump piston 24 on which of a drive element 29 is driven. Through the pump piston 24 will be on the high pressure side 18 a pump workroom 28 limited. The drive element 29 causes the pump piston 24 performs a lifting movement and by the resulting displacement in the pump working space 28 the injection pressure is generated. In the present case, the drive element 29 formed by an eccentric cam or a shaft of the internal combustion engine, in the drive space 27 the internal combustion engine is exposed to the oil lubrication. As a result, the drive elements 29 the high pressure pump 17 oil lubricated, for example by the engine oil of the internal combustion engine. The pump workroom 28 is via an exhaust valve 32 in the form of another spring-loaded check valve with the high-pressure line 20.1 hydraulically connected.

Bei einem Saughub des Pumpenkolbens 24 öffnet das federbelastet Einlassventil 30 gegen einen Öffnungsdruck, so dass der von der Förderpumpe 11 geförderte Kraftstoff den Pumpenarbeitsraum 28 mit Kraftstoff befüllt. Bei einem anschließenden Förderhub des Pumpenkolbens 24 wird der Kraftstoff in die Hochdruckleitung 20.1 des Hochdruckbereiches 20 verdrängt. Das Auslassventil 32 öffnet beim Förderhub des Pumpenkolbens 24, so dass der Kraftstoff in die Hochdruckleitung 20.1 gepumpt werden kann. Gleichzeitig schließt das federbelastete Einlassventil 30. With a suction stroke of the pump piston 24 opens the spring loaded intake valve 30 against an opening pressure, so that of the feed pump 11 Boosted fuel the pump work space 28 filled with fuel. In a subsequent delivery stroke of the pump piston 24 the fuel is in the high pressure line 20.1 of the high pressure area 20 repressed. The outlet valve 32 opens during the delivery stroke of the pump piston 24 so that the fuel is in the high pressure line 20.1 can be pumped. At the same time, the spring-loaded inlet valve closes 30 ,

Zur Bereitstellung der erforderlichen Hochdruckmenge Kraftstoff für die Hochdruckpumpe 17, die zur Einstellung des erforderlichen Einspritzdrucks im Hochdruckspeicher 21 zuzüglich auftretender Druckverluste notwendig ist, ist die Ansteuerung des elektrischen Antriebs 12 der bedarfsgeregelten Förderpumpe 11 und der Öffnungsdruck des federbelasteten Einlassventils 30 aufeinander abgestimmt. Dazu ist der Öffnungsdruck des federbelasteten Einlassventils 30 so eingestellt, dass das federbelastete Einlassventil 30 bereits bei einem Druck an der Saugseite 16 der Hochdruckpumpe öffnet, der durch eine Mindestfördermenge der bedarfsgeregelten Förderpumpe 11 erzeugt wird, die zur Bereitstellung eines Mindesteinspritzdrucks im Hochdruckspeicher 21 notwendig ist.To provide the required high pressure fuel for the high pressure pump 17 , which are used to set the required injection pressure in the high-pressure accumulator 21 plus occurring pressure losses is necessary, is the control of the electric drive 12 the demand-controlled feed pump 11 and the opening pressure of the spring-loaded intake valve 30 coordinated. This is the opening pressure of the spring-loaded inlet valve 30 adjusted so that the spring-loaded inlet valve 30 already at a pressure on the suction side 16 the high-pressure pump opens, which by a minimum delivery of the demand-controlled feed pump 11 generated to provide a minimum injection pressure in the high-pressure accumulator 21 necessary is.

Für einen stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine sind die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 und deren elektrischer Antrieb 12 derart ausgelegt, dass eine Fördermenge von der genannten Mindestfördermenge bis hin zu einer maximalen Fördermenge gefördert werden kann. Dazu wird die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 von der Steuereinrichtung 40 über die Steuerleitung 41 so derart angesteuert, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe 11 der Hochdruckpumpe 17 die zur Einstellung des Einspritzdrucks erforderliche Fördermenge Kraftstoff zuzüglich auftretender Druckverluste bereitstellt. Die erforderliche Fördermenge ist variabel und reicht von der genannten Mindestfördermenge zur Einstellung des Mindesteinspritzdrucks bis hin zu der genannten maximalen Fördermenge. Die maximale Fördermenge wird durch den erforderlichen Fülldruck der Hochdruckpumpe 17 für einen Einspritzdruck im Hochdruckspeicher 21 festgelegt ist, der zur Bereitstellung der Nennleistung der Brennkraftmaschine notwendig ist. For a stable operation of the internal combustion engine are the demand-controlled feed pump 11 and their electric drive 12 designed such that a flow rate of the minimum amount can be promoted up to a maximum flow rate. For this purpose, the demand-controlled feed pump 11 from the controller 40 over the control line 41 so controlled that the demand-controlled feed pump 11 the high pressure pump 17 provides the necessary to adjust the injection pressure flow rate fuel plus pressure losses occurring. The required delivery rate is variable and ranges from the minimum delivery volume for setting the minimum injection pressure to the mentioned maximum flow. The maximum flow rate is determined by the required filling pressure of the high-pressure pump 17 for an injection pressure in the high-pressure accumulator 21 is set, which is necessary to provide the rated power of the internal combustion engine.

Der Öffnungsdruck des Einlassventils 30 kann somit geringer als beim Stand der Technik eingestellt werden, weil keine zusätzliche Fördermenge für einen Schmierkreislauf und Kühlkreis von der Förderpumpe 11 bereitgestellt werden muss und keine Rücklaufmenge aus dem Niederdruckbereich abgezweigt wird. Da die Fördermenge der bedarfsgeregelten Förderpumpe 11 nur auf die erforderliche Hochdruckmenge für die Hochdruckpumpe 17 eingeregelte werden muss, kann somit auch die Förderleistung der bedarfsgeregelten Förderpumpe 11 reduziert werden.The opening pressure of the intake valve 30 can thus be set lower than in the prior art, because no additional flow for a lubrication circuit and cooling circuit of the feed pump 11 must be provided and no return flow is diverted from the low pressure area. As the flow rate of the demand-controlled feed pump 11 only to the required high pressure amount for the high pressure pump 17 can be adjusted, thus also the flow rate of the demand-controlled feed pump 11 be reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010031628 A1 [0002] DE 102010031628 A1 [0002]
  • DE 10001882 A1 [0003] DE 10001882 A1 [0003]

Claims (10)

Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer bedarfsgeregelten Förderpumpe (11) und einem federbelasteten Einlassventil (30), wobei durch die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) eine Fördermenge Kraftstoff gegen einen Öffnungsdruck über das federbelastete Einlassventil (30) einer Hochdruckpumpe (17) zugeführt wird und die Hochdruckpumpe (17) einen Hochdruckspeicher (21) mit Einspritzdruck versorgt, und mit einer elektrischen Steuereinrichtung (40), durch die die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) zur Bereitstellung einer erforderlichen Hochdruckmenge Kraftstoff angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der bedarfsgeregelten Förderpumpe (11) und der Öffnungsdruck des federbelasteten Einlassventils (30) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) der Hochdruckpumpe (17) im Wesentlichen die zur Einstellung des Einspritzdrucks erforderliche Hochdruckmenge Kraftstoff bereitstellt. Fuel feed device for a fuel injection device of an internal combustion engine with a demand-controlled feed pump ( 11 ) and a spring-loaded inlet valve ( 30 ), whereby by the demand-controlled feed pump ( 11 ) a delivery amount of fuel against an opening pressure via the spring-loaded inlet valve ( 30 ) a high pressure pump ( 17 ) and the high pressure pump ( 17 ) a high-pressure accumulator ( 21 ) supplied with injection pressure, and with an electrical control device ( 40 ), through which the demand-controlled feed pump ( 11 ) is controlled to provide a required high-pressure amount of fuel, characterized in that the control of the demand-controlled feed pump ( 11 ) and the opening pressure of the spring-loaded inlet valve ( 30 ) are coordinated with one another such that the demand-controlled feed pump ( 11 ) of the high-pressure pump ( 17 ) substantially provides the required for adjusting the injection pressure high pressure amount of fuel. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Hochdruckmenge Kraftstoff einem Pumpenarbeitsraum (28) der Hochdruckpumpe (17) über das federbelastete Einlassventil (30) zuführbar ist.Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the required high-pressure amount of fuel is a pump working space ( 28 ) of the high-pressure pump ( 17 ) via the spring-loaded inlet valve ( 30 ) can be fed. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsdruck des federbelasteten Einlassventils (30) so eingestellt ist, dass das federbelastete Einlassventil (30) bei einer Mindestfördermenge der bedarfsgeregelten Förderpumpe (11) öffnet, die zur Einstellung eines Mindesteinspritzdrucks notwendig ist. Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the opening pressure of the spring-loaded inlet valve ( 30 ) is set so that the spring-loaded inlet valve ( 30 ) at a minimum delivery rate of the demand-controlled feed pump ( 11 ), which is necessary to set a minimum injection pressure. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) von der Steuereinrichtung (40) derart ansteuerbar ist, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) eine variable erforderliche Hochdruckmenge liefert, die von der Mindestfördermenge zur Einstellung des Mindesteinspritzdruck bis hin zu einer maximalen Fördermenge reicht. Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the demand-controlled feed pump ( 11 ) from the control device ( 40 ) is controllable such that the demand-controlled feed pump ( 11 ) delivers a variable required high pressure amount, which ranges from the minimum delivery rate for setting the minimum injection pressure up to a maximum delivery rate. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) eine elektrisch angetriebene Zahnradpumpe ist. Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the demand-controlled feed pump ( 11 ) is an electrically driven gear pump. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Zahnradpumpe zwischen einem Kraftstofffilter (15) und dem Einlassventil (30) angeordnet ist.Fuel feed device according to claim 5, characterized in that the electrically driven gear pump between a fuel filter ( 15 ) and the inlet valve ( 30 ) is arranged. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Zahnradpumpe nahe an der Hochdruckpumpe (17) angeordnet ist.Fuel feed device according to claim 5 or 6, characterized in that the electrically driven gear pump close to the high pressure pump ( 17 ) is arranged. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bedarfsgeregelte Förderpumpe (11) eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe ist. Fuel delivery device according to claim 1, characterized in that the demand-controlled feed pump ( 11 ) is an electrically driven fuel pump. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe zwischen einem Tank (13) und einem Kraftstofffilter (15) angeordnet ist. Fuel feed device according to claim 8, characterized in that the electrically driven fuel pump between a tank ( 13 ) and a fuel filter ( 15 ) is arranged. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (17) eine ölgeschmierte Hochdruckpumpe ist. Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the high-pressure pump ( 17 ) is an oil lubricated high pressure pump.
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