DE102014225174A1

DE102014225174A1 - Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102014225174A1
Application number: DE102014225174.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Langenbach; Francesco Lucarelli
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-06-09

Abstract

Die Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfasst eine Kraftstoffhochdruckpumpe (14) mit wenigstens einem Pumpenelement (16) und eine Förderpumpe (10), durch die Kraftstoff zum wenigstens einen Pumpenelement (16) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) gefördert wird. Eine Zumesseinrichtung (42) ist zwischen der Förderpumpe (10) und dem wenigstens einen Pumpenelement (16) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) angeordnet. Von der Verbindung zwischen der Förderpumpe (10) und dem wenigstens einen Pumpenelement (16) führt eine Bypassverbindung (52) zu einem Antriebsbereich (26) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) ab, in der ein zum Antriebsbereich (26) hin öffnendes Überströmventil (54) angeordnet ist. In der Bypassverbindung (52) zwischen dem Überströmventil (54) und dem Antriebsbereich (26) ist ein zum Antriebsbereich (26) hin öffnendes Rückschlagventil (60) angeordnet ist und/oder in der Verbindung zwischen der Förderpumpe (10) und der Zumesseinrichtung (42) ist ein zur Zumesseinrichtung (42) hin öffnendes Rückschlagventil (64) angeordnet.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist durch die DE 10 2005 027 851 A1 bekannt. Diese Kraftstofffördereinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und eine Förderpumpe auf, durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zur Kraftstoffhochdruckpumpe fördert. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das wiederum einen einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben aufweist, wobei der Einlass des Pumpenarbeitsraums mit der Förderpumpe verbunden ist. In der Verbindung zwischen der Förderpumpe und dem Einlass des Pumpenelements ist eine Zumesseinrichtung angeordnet, durch die ein variabler Durchflussquerschnitt einstellbar ist, wodurch eine Variation der Fördermenge der Kraftstoffhochdruckpumpe ermöglicht ist. Die Zumesseinrichtung ist dabei üblicherweise als Proportionalventil ausgebildet und weist einen Steuerkolben auf, der verschiebbar geführt ist. Zwischen der Förderpumpe und der Zumesseinrichtung kann ein Filter angeordnet sein. Von der Verbindung zwischen der Förderpumpe und der Zumesseinrichtung führt eine Bypassverbindung zu einem Antriebsbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe ab. Im Antriebsbereich sind eine Antriebswelle sowie Übertragungselemente, beispielsweise in Form eines Rollenstößels, angeordnet, durch die die Drehbewegung der Antriebswelle in eine Hubbewegung des Pumpenkolbens des wenigstens einen Pumpenelements umgesetzt wird. Über die Bypassverbindung wird dem Antriebsbereich Kraftstoff zu dessen Schmierung und Kühlung zugeführt. In der Bypassverbindung ist ein Überströmventil angeordnet, das bei Überschreiten eines Grenzdrucks in der Verbindung zwischen der Förderpumpe und der Zumesseinrichtung einen Durchflussquerschnitt in der Bypassverbindung freigibt. Das Überströmventil ist dabei üblicherweise ebenfalls als Schieberventil mit einem verschiebbar geführten Steuerkolben ausgeführt. Bei Stillstand der Brennkraftmaschine wird durch die Kraftstofffördereinrichtung kein Kraftstoff gefördert, wobei Kraftstoff aus der Zumesseinrichtung und aus dem Antriebsbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe abströmen kann. Insbesondere bei längerem Stillstand der Brennkraftmaschine kann es dann zu einem Lufteintrag in die Zumesseinrichtung und/oder das Überströmventil kommen. Hierdurch können die Zumesseinrichtung und/oder das Überströmventil geschädigt werden, da es zu chemischen Reaktionen mit dem Luftsauerstoff kommen kann, wodurch sich Ablagerungen bilden können, die die Funktion beeinträchtigen. Bei Verwendung von Biokraftstoff wird diese Problematik noch verstärkt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch das zwischen dem Überströmventil und dem Antriebsbereich angeordnete Rückschlagventil und/oder das zwischen der Förderpumpe und der Zumesseinrichtung angeordnete Rückschlagventil auch beim Stillstand der Brennkraftmaschine sichergestellt ist, dass das Überströmventil und/oder die Zumesseinrichtung mit Kraftstoff befüllt bleiben und somit die vorstehend erläuterten Probleme vermieden werden.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird die Kraftstoffströmung in Öffnungsrichtung des Rückschlagventils nur wenig beeinflusst.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung in vereinfachter Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Kraftstofffördereinrichtung umfasst eine Förderpumpe 10, durch die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 11 angesaugt wird. Die Förderpumpe 10 kann elektrisch oder mechanisch angetrieben sein und parallel zu dieser kann ein in Förderrichtung der Förderpumpe 10 öffnendes Rückschlagventil 12 und/oder ein entgegen Förderrichtung öffnendes Überdruckventil 13 angeordnet sein. Die Kraftstofffördereinrichtung umfasst außerdem eine Kraftstoffhochdruckpumpe 14, der der von der Förderpumpe 10 geförderte Kraftstoff zugeführt wird. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 weist ein oder mehrere Pumpenelemente 16 auf, die jeweils einen in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben 18 aufweisen, der in einer Zylinderbohrung 20 geführt ist und in dieser einen Pumpenarbeitsraum 22 begrenzt. Der Pumpenkolben 18 wird durch eine in einem von einem Pumpengehäuse 24 begrenzten Antriebsbereich 26 angeordnete Antriebswelle 28 in einer Hubbewegung angetrieben. Die Antriebswelle 28 kann für den Antrieb des Pumpenkolbens 18 einen Nocken 30 oder Exzenter aufweisen. Der Pumpenkolben 18 kann sich über ein Übertragungselement, beispielsweise in Form eines Rollenstößels 32 am Nocken 30 abstützen.
Der Pumpenarbeitsraum 22 ist über ein Einlassventil 34 mit der Förderpumpe 10 verbindbar und über ein Auslassventil 36 mit einem beispielsweise zu einem Hochdruckspeicher 38 führenden Ablauf verbindbar. Mit dem Hochdruckspeicher 38 sind an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 40 verbunden, durch die Kraftstoff in die Brennräume der Zylinder eingespritzt wird.
Zwischen der Förderpumpe 10 und der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 ist eine Zumesseinrichtung 42 angeordnet, durch die ein variabler Durchflussquerschnitt in der Verbindung zwischen der Förderpumpe 10 und dem Einlassventil 34 des wenigstens einen Pumpenelements 16 eingestellt werden kann. Die Zumesseinrichtung 42 ist als Proportionalventil und als Schieberventil ausgebildet und weist einen verschiebbaren Steuerkolben 44 auf, durch den abhängig von seiner Stellung der Durchflussquerschnitt bestimmt wird. Die Zumesseinrichtung 42 weist außerdem einen elektrischen, beispielsweise elektromagnetischen Aktor 46 auf, durch den der Steuerkolben 44 bewegt werden kann. Der Aktor 46 wird von einer elektrischen Steuereinrichtung 48 abhängig von dem im Hochdruckspeicher 38 erforderlichen Druck angesteuert. Zwischen der Förderpumpe 10 und der Zumesseinrichtung 42 kann ein Filter 50 angeordnet sein.
Von der Verbindung zwischen der Förderpumpe 10 und der Zumesseinrichtung 42 führt eine Bypassverbindung 52 zum Antriebsbereich 26 der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 ab. Die Bypassverbindung 52 zweigt zwischen dem Filter 50 und der Zumesseinrichtung 42 ab. In der Bypassverbindung 52 ist ein Überströmventil 54 angeordnet, das bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks in der Verbindung zwischen der Förderpumpe 10 und der Zumesseinrichtung 42 öffnet, so dass Kraftstoff in den Antriebsbereich 26 strömen kann. Wenn durch die Zumesseinrichtung 42 der Durchflussquerschnitt von der Förderpumpe 10 zum wenigstens einen Pumpenelement 16 verringert wird, so kann über die Bypassverbindung 52 von der Förderpumpe 10 geförderter überschüssiger Kraftstoff abströmen. Vom Antriebsbereich 26 kann ein Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 12 führen. Das Überströmventil 54 ist als Schieberventil ausgebildet und weist einen verschiebbaren Steuerkolben 56 auf, der in Öffnungsrichtung von dem in der Verbindung zwischen der Förderpumpe 10 und der Zumesseinrichtung 42 herrschenden Druck und in Schließrichtung von einer Schließfeder 58 beaufschlagt ist. Es kann vorgesehen sein, dass in der Bypassverbindung 52 ein ständig geöffneter Durchflussquerschnitt parallel zum Überströmventil 54 vorhanden ist, der vorzugsweise ein gedrosselter Durchflussquerschnitt ist. Hierdurch kann eine Entlüftung der Verbindung zwischen der Förderpumpe 10 und der Zumesseinrichtung 42 ermöglicht sein. Der gedrosselte ständig geöffnete Durchflussquerschnitt kann in das Überströmventil 54 integriert sein.
Erfindungsgemäß ist in der Bypassverbindung 52 zwischen dem Überströmventil 54 und dem Antriebsbereich 26 ein zum Antriebsbereich 26 hin öffnendes Rückschlagventil 60 angeordnet. Das Rückschlagventil 60 weist einen geringen Öffnungsdruck und einen geringen Durchflusswiderstand auf, so dass durch dieses die Strömung von Kraftstoff vom Überströmventil 54 zum Antriebsbereich 26 möglichst wenig behindert wird, jedoch ein Rückströmen von Kraftstoff aus dem Antriebsbereich 26 zum Überströmventil 54 verhindert wird. Ein Rückströmen von Kraftstoff aus dem Antriebsbereich 26 zum Überströmventil 54 beim Stillstand der Brennkraftmaschine, bei dem keine Kraftstoffförderung durch die Förderpumpe 10 erfolgt, wäre ohne das Rückschlagventil 60 infolge der Leckage zwischen dem Steuerkolben 56 und dessen Führung und/oder infolge des ständig geöffneten Durchflussquerschnitts möglich. Das Rückschlagventil 60 kann eine Schließfeder 62 aufweisen, die jedoch eine geringe Vorspannung aufweist.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Rückschlagventil 60 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der Verbindung zwischen der Förderpumpe 10 und der Zumesseinrichtung 42 ein zur Zumesseinrichtung 42 hin öffnendes Rückschlagventil 64 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 64 ist zwischen dem Filter 60 und der Zumesseinrichtung 42 angeordnet und die Bypassverbindung 52 zweigt zwischen dem Rückschlagventil 64 und der Zumesseinrichtung 42 ab. Das Rückschlagventil 62 weist ebenfalls einen geringen Öffnungsdruck und einen geringen Durchflusswiderstand auf, so dass durch dieses die Strömung von Kraftstoff von der Förderpumpe 12 zur Zumesseinrichtung 42 möglichst wenig behindert wird, jedoch ein Rückströmen von Kraftstoff aus der Zumesseinrichtung 42 zur Förderpumpe 10 verhindert wird. Das Rückschlagventil 64 kann eine Schließfeder 66 aufweisen, die jedoch eine geringe Vorspannung aufweist.
Durch die Rückschlagventile 60 und 64 ist sichergestellt, dass auch bei Stillstand der Brennkraftmaschine, bei dem keine Kraftstoffförderung durch die Förderpumpe 10 und die Kraftstoffhochdruckpumpe 14 erfolgt, das Überströmventil 54 und die Zumesseinrichtung 42 mit Kraftstoff befüllt bleiben, so dass keine Luft eintreten kann und keine Reaktion der Bauteile des Überströmventils 54 und der Zumesseinrichtung 42 mit Luftsauerstoff erfolgen kann, so dass sich keine deren Funktion beeinträchtigende Ablagerungen bilden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005027851 A1 [0002]

Claims

Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (14) mit wenigstens einem Pumpenelement (16), mit einer Förderpumpe (10), durch die Kraftstoff zum wenigstens einen Pumpenelement (16) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) gefördert wird, mit einer Zumesseinrichtung (42), die zwischen der Förderpumpe (10) und dem wenigstens einen Pumpenelement (16) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14) angeordnet ist, mit einer von der Verbindung zwischen der Förderpumpe (10) und dem wenigstens einen Pumpenelement (16) abführenden Bypassverbindung (52) zu einem Antriebsbereich (26) der Kraftstoffhochdruckpumpe (14), in der ein zum Antriebsbereich (26) hin öffnendes Überströmventil (54) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypassverbindung (52) zwischen dem Überströmventil (54) und dem Antriebsbereich (26) ein zum Antriebsbereich (26) hin öffnendes Rückschlagventil (60) angeordnet ist und/oder dass in der Verbindung zwischen der Förderpumpe (10) und der Zumesseinrichtung (42) ein zur Zumesseinrichtung (42) hin öffnendes Rückschlagventil (64) angeordnet ist.
Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (60; 64) einen geringen Öffnungsdruck und/oder einen geringen Durchflusswiderstand aufweist.
Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (64) in der Verbindung zwischen der Förderpumpe (10) und der Zumesseinrichtung (42) zwischen der Förderpumpe (10) und dem Abzweig der Bypassverbindung (52) angeordnet ist.
Kraftstofffördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen der Förderpumpe (10) und der Zumesseinrichtung (42) ein Filter (50) angeordnet ist und dass das Rückschlagventil (64) zwischen dem Filter (50) und der Zumesseinrichtung (42) angeordnet ist.
Kraftstofffördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumesseinrichtung (42) und/oder das Überströmventil (54) als Schieberventil mit einem verschiebbaren Steuerkolben (44; 56) ausgebildet ist.