DE10208576A1

DE10208576A1 - Hydraulic pressure relief device for a fuel injection system

Info

Publication number: DE10208576A1
Application number: DE2002108576
Authority: DE
Inventors: Helmut Rembold; Christian Krinn; Jens Wolber; Ralph Ittlinger; Udo Sieber; Werner Schneider; Markus Amler; Karsten Hinn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-09-11
Also published as: EP1338787B1; EP1338787A1; DE50208492D1; JP2003269294A

Abstract

Es wird eine hydraulische Druckentlastungseinrichtung (33) vorgeschlagen, welche einerseits eine Druckhaltung im Hochdruckbereich einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1) bei abgestellter Brennkraftmaschine gewährleistet und andererseits unzulässig hohe Drücke im Hochdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) abbaut. DOLLAR A Außerdem ist durch die das erfindungsgemäße Druckentlastungsventil (33) gewährleistet, dass beim Starten der Brennkraftmaschine die Niederdruckpumpe (21) ausschließlich Kraftstoff zur Kraftstoffhochdruckpumpe (1) fördert, so dass dort der Druckaufbau schnellstmöglich erfolgt.A hydraulic pressure relief device (33) is proposed, which on the one hand ensures pressure maintenance in the high pressure area of a high pressure fuel pump (1) when the internal combustion engine is switched off and on the other hand reduces inadmissibly high pressures in the high pressure area of the high pressure fuel pump (1). DOLLAR A In addition, the pressure relief valve (33) according to the invention ensures that when the internal combustion engine is started, the low pressure pump (21) only delivers fuel to the high pressure fuel pump (1), so that the pressure builds up there as quickly as possible.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen, wobei die Kraftstoffeinspritzanlage eine Kraftstoffhochdruckpumpe, eine Niederdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe, und eine Verbindungseinleitung, welche eine Förderseite der Niederdruckpumpe mit der Saugseite der Hochdruckpumpe verbindet, aufweist und wobei die Druckentlastungseinrichtung auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist. The invention relates to a pressure relief device for a fuel injection system of internal combustion engines, the fuel injection system being a High pressure fuel pump, a low pressure pump for Pumping fuel from a fuel tank to one Suction side of the high pressure fuel pump, and one Connection initiation, which is a delivery side of the Low pressure pump with the suction side of the high pressure pump connects, has and where the Pressure relief device on the suction side of the High pressure fuel pump is arranged.

Eine solche Druckentlastungseinrichtung ist bspw. aus der DE 199 36 287 A1 bekannt. Bei dieser Druckentlastungseinrichtung wird ein elektrisch schaltbares Stellglied getaktet auf- und zugesteuert und erlaubt somit eine Regelung des Drucks auf der Förderseite der Niederdruckpumpe. Im stromlosen Zustand ist dieses Stellglied geöffnet, so dass sich kein unzulässig hoher Kraftstoffdruck nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine in der Kraftstoffeinspritzanlage bilden kann. Such a pressure relief device is, for example, from the DE 199 36 287 A1 known. At this Pressure relief device becomes an electrically switchable Actuator on and off controlled and thus allows a regulation of the pressure on the delivery side of the Low-pressure pump. This is in the de-energized state Actuator opened so that there is no impermissibly high Fuel pressure after switching off the internal combustion engine can form in the fuel injection system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine weiter verbesserte Druckentlastungseinrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert. The invention is based on the object, another to provide an improved pressure relief device, which is simple and the operating behavior of the Internal combustion engine improved.

Diese Aufgabe wird bei einer Druckentlastungseinrichtung für eine Einspritzanlage von Brennkraftmaschinen, wobei die Einspritzanlage eine Kraftstoffhochdruckpumpe, eine Niederdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und eine Verbindungsleitung, welche eine Förderseite der Niederdruckpumpe mit der Saugseite der Hochdruckpumpe verbindet, aufweist, und wobei die Druckentlastungseinrichtung auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Druckentlastungseinrichtung als hydraulisch gesteuertes Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist, und dass als Steuerdruck der Druck auf der Vorderseite der Niederdruckpumpe dient. This task is done with a pressure relief device for an injection system of internal combustion engines, the Injection system a high pressure fuel pump, one Low pressure pump to deliver fuel from one Fuel tank to a suction side of the High-pressure fuel pump and a connecting line, which is a delivery side of the low pressure pump with the The suction side of the high-pressure pump connects, and has the pressure relief device on the suction side of the High pressure fuel pump is arranged, thereby solved that the pressure relief device as hydraulic controlled pressure relief valve is executed, and that as control pressure the pressure on the front of the Low pressure pump serves.

Bei dieser erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung wird das elektronische Steuergerät der Kraftstoffeinspritzanlage entlastet, da die Druckentlastungseinrichtung hydraulisch arbeitet. Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung möglich, eine Druckhaltung im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage auch bei abgeschalteter Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten, was eine anschließende Wiederinbetriebnahme der Brennkraftmaschine erleichtert. In this pressure relief device according to the invention becomes the electronic control unit of the Fuel injection system relieved as the Pressure relief device works hydraulically. Moreover it is with the invention Pressure relief device possible, a pressure maintenance in the High pressure area of the fuel injection system also at shutdown engine to maintain what a subsequent restart of the Internal combustion engine relieved.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse mit einer gestuften Bohrung aufweist, dass in der gestuften Bohrung ein Stufenkolben dichtend geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens und die gestufte Bohrung einen Ringraum begrenzen, dass dieser Ringraum mit dem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche federbelastet und entgegen der von dem Ringraum auf den Stufenkolben ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und einem Kraftstoffrücklauf unterbrechbar ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist auf einfache Weise gewährleistet, dass beim Anfahren der Brennkraftmaschine und infolgedessen niedrigem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe der gesamte von der Niederdruckpumpe geförderte Kraftstoff direkt zur Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert wird und somit ein schnellstmöglicher Druckaufbau in der Einspritzanlage erzielt wird. Andererseits ist während des Betriebs der Brennkraftmaschine sichergestellt, dass auf der Vorderseite der Niederdruckpumpe keine unzulässig hohen Drücke auftreten. Solche Drücke können sich bspw. einstellen, wenn eine Kraftstoffleitung abgeknickt oder verstopft ist. In diesem Fall öffnet die Druckentlastungseinrichtung und gibt eine Verbindung zwischen der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Kraftstoffrücklauf frei, so dass ein Druckabbau stattfindet. In a variant of the invention it is provided that Pressure relief valve is a housing with a stepped Hole has that in the stepped hole Is stepped piston sealing that an annular surface of the Step piston and the stepped bore an annulus limit that this annulus with the pressure on the Delivery side of the low pressure pump is acted on that the stepped piston is spring-loaded with a first end face and against that of the annulus on the step piston applied hydraulic force against a sealing seat is pressed, and that through the sealing seat hydraulic connection between the suction side of the High pressure fuel pump and a fuel return is interruptible. In this embodiment of the invention is easily ensured that when starting the internal combustion engine and consequently low pressure on the delivery side of the low pressure pump the whole of the fuel delivered directly to the low pressure pump High pressure fuel pump is promoted and thus a fastest possible pressure build-up in the injection system is achieved. On the other hand, the Internal combustion engine ensures that on the front the low pressure pump no impermissibly high pressures occur. Such pressures can occur, for example, if a fuel line is kinked or clogged. In in this case the pressure relief device opens and gives a connection between the suction side of the High pressure fuel pump and fuel return free, so that there is a decrease in pressure.

Wenn sich während oder nach des Betriebs der Brennkraftmaschine auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe ein unzulässig hoher Druck einstellt, wird der Stufenkolben entgegen einer Federkraft geöffnet und erlaubt somit einen Druckabbau auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und infolgedessen im gesamten Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage. Dadurch können Zerstörungen der Kraftstoffeinspritzanlage durch Überdrücke, wie sie bspw. im Schiebebetrieb oder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine mit Betriebstemperatur auftreten können, verhindert werden. Dabei ist die erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtung einfach und platzsparend aufgebaut und außerdem kostengünstig herstellbar. If during or after operation of the Internal combustion engine on the suction side of the High pressure fuel pump an impermissibly high pressure sets, the stepped piston counteracts a spring force opened and thus allows a pressure reduction on the Suction side of the high pressure fuel pump and consequently in the entire high-pressure area of the fuel injection system. This can destroy the fuel injection system by overpressures, such as in push mode or after the shutdown of the internal combustion engine at operating temperature can occur can be prevented. Here is the pressure relief device according to the invention simple and space-saving and inexpensive produced.

Bei einer anderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse mit einer gestuften Bohrung aufweist, dass in der gestuften Bohrung ein Stufenkolben geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens und die gestufte Bohrung einen Ringraum begrenzen, dass dieser Ringraum mit dem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche federbelastet und entgegen der von dem Ringraum auf den Stufenkolben ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Ringraum unterbrechbar ist. Another variant of the invention provides that the pressure relief valve has a housing with a stepped hole has that in the stepped hole a stepped piston is guided that an annular surface of the Step piston and the stepped bore an annulus limit that this annulus with the pressure on the Delivery side of the low pressure pump is acted on that the stepped piston is spring-loaded with a first end face and against that of the annulus on the step piston applied hydraulic force against a sealing seat is pressed, and that through the sealing seat hydraulic connection between the suction side of the High pressure fuel pump and the annulus interruptible is.

Bei dieser Variante fällt keine Leckagemenge an, so dass eine bedarfsgesteuerte Niederdruckpumpe eine minimale Leistungsaufnahme aufweist. Dadurch erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Außerdem wird, wegen des fehlenden Kraftstoffrücklaufs, die Gefahr von Undichtigkeiten reduziert. With this variant there is no leakage quantity, so that a demand-controlled low pressure pump a minimal one Has power consumption. This increases the Overall efficiency of the internal combustion engine. In addition, because of the lack of fuel return, the risk of Leaks reduced.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Ringraum durch einen Kanal im Gehäuse oder im Stufenkolben oder eine Nut im Stufenkolben gebildet wird, so dass auf einfachste Weise die gewünschte hydraulische Verbindung herstellbar ist. Further refinements of the invention provide that the hydraulic connection between the suction side of the High pressure fuel pump and the annulus through a channel in the housing or in the stepped piston or a groove in the Step piston is formed so that in the simplest way the desired hydraulic connection can be established.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass auf der Förderseite der Niederdruckpumpe eine Steuerleitung von der Verbindungsleitung abzweigt, und dass die Steuerleitung in den Ringraum des Druckbegrenzungsventils mündet, und/oder dass in der Steuerleitung eine erste Drossel vorgesehen ist, so dass die durch die Steuerleitung fließende Kraftstoffmenge begrenzt wird. Further refinements of the invention provide that on a control line from the delivery side of the low pressure pump branches off the connecting line, and that the control line opens into the annulus of the pressure relief valve, and / or that in the control line a first choke is provided so that through the control line flowing fuel quantity is limited.

Bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung zweigt auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe eine Druckausgleichsleitung von der Verbindungsleitung ab und wird eine von dem Dichtsitz begrenzte Teilfläche der ersten Stirnfläche des Stufenkolbens mit dem Druck in der Druckausgleichsleitung beaufschlagt, so dass beim Auftreten eines unzulässig hohen Drucks auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe der Stufenkolben vom Dichtsitz abgehoben wird und somit ein Druckabbau möglich ist. In other embodiments of the invention branches on the Intake side of high-pressure fuel pump one Pressure compensation line from the connecting line from and becomes a partial area of the first, delimited by the sealing seat End face of the stepped piston with the pressure in the Pressure equalization line pressurized so that when it occurs an impermissibly high pressure on the suction side of the High pressure fuel pump of the stepped piston from the sealing seat is lifted off and a pressure reduction is possible.

Zur Begrenzung der durch die Druckausgleichsleitung fließenden Kraftstoffmenge kann in der Druckausgleichsleitung eine zweite Drossel vorgesehen sein. To limit the pressure compensation line flowing fuel can in the Pressure compensation line, a second throttle can be provided.

Zur Verbesserung der Druckhaltung bei abgestellter Brennkraftmaschine ist stromabwärts der Abzweigung der Steuerleitung und stromaufwärts der Abzweigung der Druckausgleichsleitung ein Rückschlagventil in der Verbindungsleitung angeordnet. Außerdem kann in der Verbindungsleitung ein Kraftstofffilter angeordnet sein. To improve pressure maintenance when parked Internal combustion engine is downstream of the junction Control line and upstream of the junction of the Pressure compensation line a check valve in the Connection line arranged. In addition, in the Connecting line a fuel filter can be arranged.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das mit dem im Kraftstoffrücklauf fließenden Kraftstoff mindestens eine Strahlpumpe zur Befüllung eines Schwalltopfs im Kraftstofftank befüllt wird. See further advantageous embodiments of the invention before that with the flowing in the fuel return Fuel at least one jet pump to fill one Baffle is filled in the fuel tank.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn in dem Druckbegrenzungsventil eine Druckfeder vorhanden ist, dass sich die Druckfeder einenends mindestens mittelbar gegen das Gehäuse und anderenends mindestens mittelbar gegen den Stufenkolben abstützt, so dass auf einfache Weise der Öffnungsdruck der Druckentlastungseinrichtung eingestellt werden kann. It has proven to be advantageous if in the Pressure relief valve there is a compression spring that the compression spring at least indirectly against one end the housing and at least indirectly against the other Step piston supports, so that the Opening pressure of the pressure relief device set can be.

Weiterhin empfiehlt es sich in dem Gehäuse des Druckbegrenzungsventils eine Leckageabfuhr vorzusehen. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Druckbegrenzungsventil oberhalb oder innerhalb des Kraftstofftanks eingebaut wird, so dass eventuell austretende Leckagen direkt in den Kraftstofftank zurückfließen. It is also recommended in the housing of the Pressure relief valve to provide a leakage drain. In In this context, it is particularly advantageous if that Pressure relief valve above or within the Fuel tanks is installed, so that possibly escaping leaks directly into the fuel tank flow back.

Alternative Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Dichtsitz eine mit der ersten Stirnfläche des Stufenkolbens zusammenwirkende Dichtkante aufweist, oder dass die erste Stirnfläche des Stufenkolbens kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und dass der Dichtsitz ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Alternative embodiments of the invention provide that the sealing seat one with the first face of the Has stepped piston cooperating sealing edge, or that the first face of the stepped piston is frustoconical, and that the sealing seat is also frustoconical.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen zu entnehmbar. Further advantages and advantageous configurations of the Invention are the following drawing, the Description and the claims to be removed.

drawing

Es zeigen Show it

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils und Fig. 1 is a block diagram of a fuel injection system with a first embodiment of a pressure relief valve according to the invention and

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils. Fig. 2 is a block diagram of a fuel injection system with a second embodiment of a pressure relief valve according to the invention.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage als Blockschaltbild dargestellt. Eine Kraftstoffhochdruckpumpe weist eine Saugseite 3 und eine Druckseite 5 auf. Druckseitig sind an die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ein Common-Rail 7 sowie mehrere Injektoren 9 angeschlossen. Am Common-Rail 7 ist ein Drucksensor 11 sowie ein Druckregel- oder Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet. Vom Druckregelventil 13 führt eine Verbindungsleitung 15 zur Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. Alternativ kann die Verbindungsleitung 15 auch in einen Tank 17 münden. Über eine Leckageleitung 19 wird die Leckagemenge der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ebenfalls in den Tank 17 abgeführt. In Fig. 1, a first embodiment of an injection system according to the invention is shown as a block diagram. A high-pressure fuel pump has a suction side 3 and a pressure side 5 . On the pressure side, a common rail 7 and several injectors 9 are connected to the high-pressure fuel pump 1 . A pressure sensor 11 and a pressure regulating or pressure-limiting valve 13 are arranged on the common rail 7 . A connecting line 15 leads from the pressure control valve 13 to the suction side of the high-pressure fuel pump 1 . Alternatively, the connecting line 15 can also open into a tank 17 . The leakage quantity of the high-pressure fuel pump 1 is also discharged into the tank 17 via a leakage line 19 .

In dem Tank 17 ist eine Niederdruckpumpe 21 angeordnet. Die Niederdruckpumpe 21 kann bspw. als bedarfsgesteuerte elektrische Kraftstoffpumpe ausgebildet sein. Die Niederdruckpumpe 21 saugt Kraftstoff (nicht dargestellt) aus dem Kraftstofftank 17 an und fördert sie in eine Verbindungsleitung 23. Die Verbindungsleitung 23 verbindet eine Förderseite 25 der Niederdruckpumpe 21 mit der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. In der Verbindungsleitung 23 sind ein Rückschlagventil 27 und ein Kraftstofffilter 29 angeordnet. Stromaufwärts des Rückschlagventils 27 zweigt eine Steuerleitung 31 zu einem Druckentlastungsventil 32 ab. Das Druckentlastungsventil 33 besteht aus einem Gehäuse 35 mit einer gestuften Innenbohrung 37 in der ein Stufenkolben 39 dichtend geführt ist. Der Stufenkolben 39 und das Gehäuse 35 bilden eine ringförmigen Ringraum 41 in welchen die Steuerleitung 31 mündet. An seiner ersten Stirnfläche 43 liegt der Stufenkolben in der in Fig. 1 dargestellten Stellung an einem Dichtsitz 45, der Teil des Gehäuses 35 ist, auf. Der Dichtsitz 45 hat die Form eines Kreises. Der Dichtsitz 45 unterteilt die erste Stirnfläche 43 des Stufenkolbens 39 in eine innere Fläche 47 und eine ringförmige äußere Fläche 49. Über eine Ausgleichsleitung 51, die von der Saugseite 3 der Krafstoffhochdruckpumpe 1 abzweigt, wird die innere Fläche 47 mit dem auf der Saugseite 3 herrschenden Druck beaufschlagt. A low-pressure pump 21 is arranged in the tank 17 . The low-pressure pump 21 can be designed, for example, as a demand-controlled electric fuel pump. The low-pressure pump 21 draws fuel (not shown) from the fuel tank 17 and delivers it into a connecting line 23 . The connecting line 23 connects a delivery side 25 of the low-pressure pump 21 to the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1 . A check valve 27 and a fuel filter 29 are arranged in the connecting line 23 . A control line 31 branches off upstream of the check valve 27 to a pressure relief valve 32 . The pressure relief valve 33 consists of a housing 35 with a stepped inner bore 37 in which a stepped piston 39 is sealingly guided. The stepped piston 39 and the housing 35 form an annular annular space 41 in which the control line 31 opens. On its first end face 43 , the stepped piston lies in the position shown in FIG. 1 on a sealing seat 45 , which is part of the housing 35 . The sealing seat 45 has the shape of a circle. The sealing seat 45 divides the first end face 43 of the stepped piston 39 into an inner face 47 and an annular outer face 49 . Via a compensating line 51 , which branches off from the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1 , the inner surface 47 is acted upon by the pressure prevailing on the suction side 3 .

Zwischen dem Stufenkolben 39 und dem Gehäuse 35 ist auf der der ersten Stirnfläche 43 gegenüberliegenden Seite des Stufenkolbens 39 eine Druckfeder 53. Die Druckfeder 53 presst den Stufenkolben 39 gegen den Dichtsitz 45, solange die hydraulischen Kräfte die Druckkräfte des Kraftstoffs im Ringraum 41 und die auf die innere Fläche 47 der ersten Stirnfläche 43 wirkenden hydraulischen Kräfte kleiner als die Anpresskraft der Druckfeder 53 ist. Between the stepped piston 39 and the housing 35 there is a compression spring 53 on the side of the stepped piston 39 opposite the first end face 43 . The compression spring 53 presses the stepped piston 39 against the sealing seat 45 , as long as the hydraulic forces, the pressure forces of the fuel in the annular space 41 and the hydraulic forces acting on the inner surface 47 of the first end surface 43 are less than the contact pressure of the compression spring 53 .

Wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist, wird der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gehalten, da sowohl das Rückschlagventil 27 als auch das Druckausgleichsventil 33 geschlossen sind, sobald auf der Förderseite 25 der Niederdruckpumpe 21 kein Druck mehr anliegt. Wenn nun unzulässig hohe Drücke auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 auftreten, bspw. durch Ausdehnung auf Grund von Wärmedehnungen im Bereich des Common-Rails 7, wird die auf die innere Fläche 47 wirkende hydraulische Kraft so groß, dass sie die Anpresskraft der Druckfeder 43 überwindet und der Stufenkolben 39 hebt sich vom Dichtsitz 45 ab. In diesem Augenblick wird eine hydraulische Verbindung zwischen der Ausgleichsleitung 51 und einem Kraftstoffrücklauf 55 hergestellt, so dass sich der hohe Druck auf der Saugseite 3 abbauen kann. When the internal combustion engine is switched off, the pressure in the high-pressure area of the fuel injection system is maintained, since both the check valve 27 and the pressure compensation valve 33 are closed as soon as there is no longer any pressure on the delivery side 25 of the low-pressure pump 21 . If inadmissibly high pressures occur on the suction side of the high-pressure fuel pump 1 , for example due to expansion due to thermal expansion in the area of the common rail 7 , the hydraulic force acting on the inner surface 47 becomes so great that it overcomes the pressure force of the compression spring 43 and the stepped piston 39 stands out from the sealing seat 45 . At this moment, a hydraulic connection is established between the compensation line 51 and a fuel return 55 , so that the high pressure on the suction side 3 can be reduced.

Wenn die Brennkraftmaschine in Betrieb genommen werden soll, ist zunächst der Druck auf der Förderseite 25 der Niederdruckpumpe nicht hoch genug, um über den Ringraum 41 den Stufenkolben 39 vom Dichtsitz 45 abzuheben, so dass der gesamte von der Niederdruckpumpe 21 geförderte Kraftstoff über das Rückschlagventil 27 zur Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 gefördert wird. Auch über die Ausgleichsleitung 51 wird der Stufenkolben 39 nicht vom Dichtsitz 45 abgehoben. Dies bedeutet, dass ein schnellstmöglicher Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gewährleistet ist. When the internal combustion engine is to be put into operation, the pressure on the delivery side 25 of the low-pressure pump is initially not high enough to lift the stepped piston 39 from the sealing seat 45 via the annular space 41 , so that all of the fuel delivered by the low-pressure pump 21 via the check valve 27 is promoted to the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1 . The stepped piston 39 is also not lifted off the sealing seat 45 via the compensating line 51 . This means that the fastest possible pressure build-up in the high-pressure area of the fuel injection system is guaranteed.

Eine Leckageabfuhr 57 aus dem Gehäuse 35 des Druckentlastungsventils 33 erlaubt die Abfuhr evtentuell auftretender Leckagen. Es hat sich als vorteilhaft hearusgestellt, wenn das Druckentlastungsventil 33 an der Oberseite des Tanks 17 installiert wird, da dann die Leckage ohne zusätzliche Leitung direkt über die Leckageabfuhr 57 in den Tank 17 zurückgeführt werden kann. Leakage discharge 57 from the housing 35 of the pressure relief valve 33 allows any leakages that may occur to be removed. It has been found to be advantageous if the pressure relief valve 33 is installed on the top of the tank 17 , since the leak can then be returned directly to the tank 17 via the leakage discharge 57 without an additional line.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils 33 ist in Fig. 2 dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das betreffend Fig. 1 Gesagte entsprechend. An alternative embodiment of the pressure relief valve 33 according to the invention is shown in FIG. 2. The same components are provided with the same reference numerals and what has been said regarding FIG. 1 applies accordingly.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine Leckageabfuhr 57 aus dem Gehäuse 35 des Druckentlastungsventils 33 vorgesehen. In this exemplary embodiment, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a leakage discharge 57 is provided from the housing 35 of the pressure relief valve 33 .

Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine hydraulische Verbindung zwischen der äußeren Fläche 49 der ersten Stirnfläche 43 des Stufenkolbens 39 und dem Ringraum 41 vorhanden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die hydraulische Verbindung durch einen Kanal 59 im Gehäuse 35 realisiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirken sowohl die auf die äußere Fläche 49 und auf die Stufe des Stufenkolbens, welche den Ringraum 41 begrenzt, wirkenden Druckkräfte additiv in entgegengesetzter Richtung zu der Federkraft der Druckfeder 53. In contrast to the first exemplary embodiment, there is a hydraulic connection between the outer surface 49 of the first end face 43 of the stepped piston 39 and the annular space 41 . In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the hydraulic connection is realized through a channel 59 in the housing 35 . In this exemplary embodiment, both the compressive forces acting on the outer surface 49 and on the step of the stepped piston, which delimits the annular space 41 , act additively in the opposite direction to the spring force of the compression spring 53 .

Während des Stillstands der Brennkraftmaschine findet eine Druckentlastung auf der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 statt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in der Ausgleichsleitung 51 eine Drossel 61 vorgesehen, die die Durchflussmenge des Kraftstoffs durch die Ausgleichsleitung 51 begrenzt. Wenn die auf die innere Fläche 47 wirkende hydraulische Kraft groß genug ist, um die Anpresskraft der Druckfeder 53 zu überwinden, hebt der Stufenkolben 39 vom Dichtsitz 45 ab und Kraftstoff kann über den Kanal 49, den Ringraum 41 und die Steuerleitung 31 und die Niederdruckpumpe 21 in den Tank abfließen. Dies setzt voraus, dass zwischen der Abzweigung der Steuerleitung 31 und dem Tank kein Rückschlagventil vorgesehen ist. During the standstill of the internal combustion engine, pressure relief takes place on the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1 in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 1. In contrast to the embodiment according to Fig. 1 in the equalizing line 51 a throttle 61 is provided, which limits the flow rate of the fuel through the equalizing line 51. If the hydraulic force acting on the inner surface 47 is large enough to overcome the contact pressure of the compression spring 53 , the stepped piston 39 lifts off the sealing seat 45 and fuel can flow via the channel 49 , the annular space 41 and the control line 31 and the low pressure pump 21 drain into the tank. This presupposes that no check valve is provided between the branching of the control line 31 and the tank.

Wenn der Druck auf der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe bei abgestellter Brennkraftmaschine inner halb der zulässigen Grenzen liegt, presst die Druckfeder 53 den Stufenkolben 39 wieder gegen den Dichtsitz 45, so dass über die Ausgleichsleitung 51 kein Druckabbau stattfindet. Das Rückschlagventil 27 in der Verbindungsleitung 22 sorgt dafür, dass auch auf diesem Wege kein Druckabbau möglich ist. If the pressure on the suction side 3 of the high-pressure fuel pump when the internal combustion engine is switched off is within the permissible limits, the compression spring 53 presses the stepped piston 39 again against the sealing seat 45 , so that no pressure reduction takes place via the compensation line 51 . The check valve 27 in the connecting line 22 ensures that no pressure reduction is possible in this way either.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein, welches den Stufenkolben 39 etwas vom Dichtsitz 45 abhebt. Sobald nämlich der Druck auf der Saugseite 3 sowie der Druck in der Steuerleitung 31 ausreichend hoch sind, um den Steuerkolben 39 abzuheben, ist eine hydraulische Verbindung, welche das Rückschlagventil 27 umgeht, über die Steuerleitung 31 und den die Ausgleichsleitung 51 geöffnet. Über die erste Drossel 61 und eine zweite Drossel 63, welche in der Steuerleitung 31 angeordnet ist, wird dafür gesorgt, dass einerseits ein Druckausgleich möglich ist, und dass andererseits die Fördermenge, der bedarfsgesteuerten Niederdruckpumpe 21, so klein wie möglich bleibt. Damit wird auch der Antriebsenergiebedarf der Niederdruckpumpe 21 minimiert, was den Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht. When the internal combustion engine is operating, a dynamic equilibrium is established, which lifts the stepped piston 39 somewhat from the sealing seat 45 . As soon as the pressure on the suction side 3 and the pressure in the control line 31 are sufficiently high to lift the control piston 39 , a hydraulic connection which bypasses the check valve 27 is opened via the control line 31 and the compensation line 51 . The first throttle 61 and a second throttle 63 , which is arranged in the control line 31 , ensure that, on the one hand, pressure equalization is possible and, on the other hand, that the delivery rate, the demand-controlled low-pressure pump 21 , remains as small as possible. This also minimizes the drive energy requirement of the low-pressure pump 21 , which increases the overall efficiency of the internal combustion engine.

Alternativ kann an Stelle des Kanals 59 auch eine entsprechende Bohrung (nicht dargestellt) im Stufenkolben 39 oder eine Nut (nicht dargestellt) im Stufenkolben 39 vorgesehen werden. Alternatively, a corresponding bore (not shown) in the stepped piston 39 or a groove (not shown) in the stepped piston 39 can be provided instead of the channel 59 .

Claims

1. Pressure relief device for an injection system of internal combustion engines, the injection system comprising a high-pressure fuel pump ( 1 ), a low-pressure pump ( 21 ) for delivering fuel from a fuel tank ( 17 ) to a suction side ( 3 ) of the high-pressure fuel pump ( 1 ) and a connecting line ( 23 ) which has a conveying side (25) of the low-pressure pump (21) to the suction side (3) connects the high-pressure pump (1), and wherein the pressure relief means is disposed on the suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1), characterized in that Pressure relief device is designed as a hydraulically controlled pressure relief valve ( 33 ), and that the pressure on the delivery side ( 25 ) of the low-pressure pump ( 1 ) is used as the control pressure.

2. Pressure relief device according to claim 1, characterized in that the pressure relief valve ( 33 ) has a housing ( 35 ) with a stepped bore ( 37 ), that a stepped piston ( 39 ) is guided in the stepped bore ( 37 ) that an annular surface of the Step piston ( 39 ) and the stepped bore ( 37 ) limit an annular space ( 41 ) such that the annular space ( 41 ) is acted upon by the pressure on the delivery side ( 25 ) of the low-pressure pump ( 21 ), and the step piston ( 39 ) has a first one End face ( 43 ) is spring-loaded and is pressed against a sealing seat ( 45 ) against the hydraulic force exerted by the annular space ( 41 ) on the stepped piston ( 39 ), and that the sealing seat ( 45 ) provides a hydraulic connection between the suction side ( 3 ) of the high-pressure fuel pump ( 1 ) and a fuel return ( 55 ) can be interrupted.

3. Pressure relief device according to claim 1, characterized in that the pressure relief valve ( 33 ) has a housing ( 35 ) with a stepped bore ( 37 ), that a stepped piston ( 39 ) is guided in the stepped bore ( 37 ) that an annular surface of the Step piston ( 39 ) and the stepped bore ( 37 ) limit an annular space ( 41 ) such that the annular space ( 41 ) is acted upon by the pressure on the delivery side ( 25 ) of the low-pressure pump ( 21 ), and the step piston ( 39 ) has a first one End face ( 43 ) is spring-loaded and is pressed against a sealing seat ( 45 ) against the hydraulic force exerted by the annular space () on the stepped piston (), and that the sealing seat ( 45 ) provides a hydraulic connection between the suction side ( 3 ) of the high-pressure fuel pump ( 1 ) and the annular space ( 41 ) can be interrupted.

4. Pressure relief device according to claim 3, characterized in that the hydraulic connection between the suction side ( 3 ) of the high-pressure fuel pump ( 1 ) and the annular space ( 41 ) through a channel ( 59 ) in the housing ( 35 ) or in the stepped piston ( 39 ) or a groove is formed in the step piston ( 39 ).

5. Pressure relief device according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the delivery side ( 25 ) of the low pressure pump ( 21 ) branches off a control line ( 31 ) from the connecting line ( 23 ), and that the control line ( 23 ) into the annular space ( 41 ) of the pressure relief valve ( 33 ) opens.

6. Pressure relief device according to claim 5, characterized in that a first throttle ( 61 ) is provided in the control line ( 31 ).

7. Pressure relief device according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the suction side ( 3 ) of the high-pressure fuel pump ( 1 ) branches off a pressure compensation line ( 51 ) from the connecting line ( 15 ), and that a partial area delimited by the sealing seat ( 45 ) ( 47 ) of the first end face ( 43 ) of the stepped piston ( 39 ) with the pressure in the pressure compensation line ( 51 ).

8. Pressure relief device according to claim 7, characterized in that a second throttle ( 63 ) is provided in the pressure compensation line ( 51 ).

9. Pressure relief device according to one of claims 3 to 8, characterized in that a check valve ( 27 ) is arranged in the connecting line ( 23 ) downstream of the branch of the control line ( 31 ) and upstream of the branch of the pressure compensation line ( 51 ).

10. Pressure relief device according to one of the preceding claims, characterized in that a fuel filter ( 29 ) is arranged in the connecting line ( 23 ).

11. Pressure relief device according to one of claims 2 to 10, characterized in that at least one jet pump for filling a swirl pot in the fuel tank ( 17 ) is filled with the fuel flowing in the fuel return ( 55 ).

12. Pressure relief device according to one of claims 2 to 11, characterized in that in the pressure relief valve ( 33 ) there is a compression spring ( 53 ), that the compression spring ( 53 ) on one end at least indirectly against the housing ( 35 ) and on the other end at least indirectly against supports the stepped piston ( 39 ).

13. Pressure relief device according to one of claims 2 to 12, characterized in that in the housing ( 35 ) of the pressure relief valve ( 33 ) there is a leakage discharge ( 57 ).

14. Pressure relief device according to one of claims 2 to 13, characterized in that the sealing seat ( 45 ) has a sealing edge which interacts with the first end face ( 43 ) of the stepped piston ( 39 ).

15. Pressure relief device according to one of claims 2 to 14, characterized in that the first end face ( 43 ) of the stepped piston ( 39 ) is frustoconical, and that the sealing seat ( 45 ) is also frustoconical.