DE102018210461A1

DE102018210461A1 - Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102018210461A1
Application number: DE102018210461.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Schenk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe (28) für ein System mit Wasserdirekteinspritzung. Es ist vorgesehen, dass ein Eisdruckkompensator die Kraftstoffpumpe davor schützt, durch einfrierendes Wasser beschädigt zu werden.

Description

Stand der Technik
Grundsätzlich bekannt sind Systeme zur Einspritzung von Wasser in den Brennraum einer Brennkraftmaschine und die damit verbundenen Wirkungen, Klopfneigung und Abgastemperatur zu reduzieren, und somit die Steigerung der der Verbrennung zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang sind auch Kraftstoffpumpen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, beispielsweise aus der EP 3 029 301 A1 .
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kraftstoffpumpe zusätzlich zu einem Kraftstoffeinlass und einem Auslass einen Wassereinlass zur Zuführung von Wasser in den Niederdruckbereich der Kraftstoffpumpe aufweist.
Auf diese Weise können Kraftsoff und Wasser einfach miteinander vermischt und dann gemeinsam verdichtet und anschließend zur Einspritzung gebracht werden.
Ferner ist vorgesehen, dass im Bereich des Wassereinlasses ein Eisdruckkompensator angeordnet ist, der zwischen einem mit Wasser gefüllten Bereich der Kraftstoffpumpe von einem mit Kraftstoff gefüllten Bereich der Kraftstoffpumpe elastisch ausgebildet ist. Daraus resultiert insbesondere, dass sich der Eisdruckkompensator elastisch in Richtung des mit Kraftstoff gefüllten Bereichs der Kraftstoffpumpe verformt, sobald das Volumen des Wassers in dem mit Wasser gefüllten Bereich der Kraftstoffpumpe bei Gefrieren des Wassers zunimmt. Da eine Volumenzunahme von Wasser beim Einfrieren circa 10% beträgt, kann auf diese Weise die Kraftstoffpumpe in einfacher Art und Weise und ohne die Vorsehung spezieller Betriebsverfahren vor einer Beschädigung beim Einfrieren des Wassers in dem mit Wasser gefüllten Bereich der Kraftstoffpumpe geschützt werden.
Der Eisdruckkompensator hat elastische Eigenschaften, die insbesondere darauf zurückgehen, dass er aus einem Elastomer besteht oder ein Elastomer aufweist. Auch andere Ausführungen sind denkbar, solange der Kompensator ausreichend stark und ausreichend oft verformbar ist.
Es ist insbesondere vorgesehen, die Kraftstoffpumpe in einer Art und Weise geometrisch auszulegen, bei der sichergestellt ist, dass im Wasserzulauf einfrierendes Wasser zum Dämpfer bzw. zum Eisdruckkompensator hin entweichen kann. Auf diese Weise können Beschädigungen der Kraftstoffpumpe in diesem Zusammenhang ausgeschlossen werden.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine mit Wasserdirekteinspritzung;
2 eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe

1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für eine Brennkraftmaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer Vorförderpumpe 16, über eine Niederdruckleitung 18, über einen Kraftstoffeinlass 20 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 28 zugeführt.
Aus einem Wassertank 60 wird ferner Wasser über eine Wasserpumpe 62 und ein Dosierventil 64 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 28 zugeführt.
In der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 28 vermischt sich der Kraftstoff, beispielsweise ein Kraftsoff wie Benzin, mit dem Wasser zu einer Emulsion, die auf einen hohen Druck verdichtet und über ein Hochdruckrail 32 und einen Hochdruckinjektor 34 einem Brennraum 36 der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wo sie mit über ein Saugrohr 38 zugeführter Luft vermischt und nachfolgend entzündet wird.
Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 28 ist als Kolbenpumpe ausgeführt, wobei ein Kolben 30 mittels einer Nockenscheibe 31 in der Zeichnung vertikal bewegt werden kann. Es kann sich beispielsweise um eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 28 handeln, deren Komponenten (z.B. Einlassventil, Auslassventil, Druckbegrenzungsventil etc.) in einer beispielsweise aus der DE 10 2004 013 307 B4 grundsätzlich bekannten Art und Weise zusammenwirken und ausgebildet sind.
Wie in 2 ersichtlich, können bei der erfindungsgemäßen Pumpe ein Kraftstoffeinlass 20 und ein Wassereinlass 70 jeweils entweder stirnseitig an einem Gehäuse der Pumpe, beispielsweise in Verlängerung des Pumpenkolbens 30, vorgesehen sein oder dazu abgewinkelt, seitlich an dem Gehäuse der Pumpe vorgesehen sein. Im Beispiel ist ein Kraftstoffeinlass 20 stirnseitig an dem Gehäuse der Pumpe angeordnet und der Wassereinlass 70 seitlich. Der Wassereinlass ist bevorzugt möglichst dicht bei einem Einlassventil der Pumpe angeordnet. Ein Pumpenauslass 40, der mit einem Hochdruckrail 32 verbindbar ist, ist ebenfalls seitlich an dem Gehäuse der Pumpe vorgesehen.
Im Wassereinlass 20 ist, wie in 2 ersichtlich, ein Eisdruckkompensator 100 angeordnet. Es handelt sich dabei um eine elastisch ausgebildete Struktur, beispielsweise ein Elastomer, die einen mit Wasser gefüllten Bereich 101 der Kraftstoffpumpe 28 von einem mit Kraftstoff gefüllten Bereich 102 der Kraftstoffpumpe 28 trennt.
Er ist derartig ausgelegt, dass er einfrierendem Wasser eine Volumenzunahme um 10% ermöglichen kann, ohne dass es dabei zu einer Beschädigung der Kraftstoffpumpe 28 kommt. Der Eisdruckkompensator 100 schützt auf diese Weise die Kraftstoffpumpe 28 vor einer Beschädigung beim Einfrieren des Wassers.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3029301 A1 [0001]
DE 102004013307 B4 [0011]

Claims

Kraftstoffpumpe (28) für ein Kraftstoffsystem (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffeinlass (20) zur Zuführung von Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe (28) und mit einem Auslass (36), wobei die Kraftstoffpumpe zusätzlich einen Wassereinlass (70) zur Zuführung von Wasser in die Kraftstoffpumpe (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Wassereinlasses (70) ein Eisdruckkompensator (100) angeordnet ist, der elastisch ausgebildet ist und zwischen einem mit Wasser gefüllten Bereich (101) der Kraftstoffpumpe (28) und einem mit Kraftstoff gefüllten Bereich (102) der Kraftstoffpumpe (28) angeordnet ist.
Kraftstoffpumpe (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Wassers in dem mit Wasser gefüllten Bereich (101) der Kraftstoffpumpe (28) bei Gefrieren des Wassers zunimmt, sodass sich der Eisdruckkompensator (100) elastisch in Richtung des mit Kraftstoff gefüllten Bereichs (102) der Kraftstoffpumpe (28) verformt.
Kraftstoffpumpe (28) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisdruckkompensator (100) die Kraftstoffpumpe (28) vor einer Beschädigung beim Einfrieren des Wassers in dem mit Wasser gefüllten Bereich (101) der Kraftstoffpumpe (28) schützt.