DE10358864A1 - Fuel supply device for an internal combustion engine and method for operating this - Google Patents

Fuel supply device for an internal combustion engine and method for operating this Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen direkteinspritzenden Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Hochdruckleitung (10) für Kraftstoff, welche mit einem Druckbegrenzungsventil (20) verbunden ist. Hierbei ist das Druckbegrenzungsventil (20) zusätzlich als Entlüftungs- und Entleerungsventil ausgebildet.The invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, in particular a direct injection gasoline engine, in particular of a motor vehicle, with a high pressure line (10) for fuel, which is connected to a pressure relief valve (20). Here, the pressure relief valve (20) is additionally designed as a venting and drain valve.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen direkteinspritzenden Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Hochdruckleitung für Kraftstoff, welche mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines direkteinspritzenden Ottomotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kraftstoffversorgungseinrichtung, die eine Hochdruckleitung für Kraftstoff, welche mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden ist, aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The The invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, in particular a direct injection gasoline engine, in particular a motor vehicle, with a high-pressure line for fuel, which is connected to a pressure relief valve, according to the preamble of patent claim 1. The invention further relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a direct injection gasoline engine, in particular of a motor vehicle, with a fuel supply device, the one high pressure line for Fuel, which is connected to a pressure relief valve, according to the preamble of claim 10.

Es ist beispielsweise aus der DE 100 44 120 A1 bekannt, dass der Kraftstoffverteiler eines direkteinspritzenden Ottomotors mit einem Druckbegrenzungsventil (Sicherheitsventil) ausgestattet ist, das bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes, welcher im Druckbegrenzungsventil fest einstellbar ist, öffnet, wobei im Öffnungsfall der Kraftstoff abgelassen und der Druck im Kraftstoffverteiler abgebaut wird.It is for example from the DE 100 44 120 A1 It is known that the fuel distributor of a direct-injection spark-ignition engine is equipped with a pressure limiting valve (safety valve) which opens when a predetermined pressure which is permanently adjustable in the pressure limiting valve is exceeded, the fuel being discharged in the opening case and the pressure in the fuel distributor being reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffsystem, insbesondere Hochdrucksystem, für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines direkteinspritzenden Ottomotors, zu verbessern.Of the Invention is based on the object, a fuel system, in particular High pressure system, for an internal combustion engine, in particular a direct injection Ottomotors, to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 10 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a Fuel supply device of the o.g. Kind of claim 1 characterized features and by a method of o.g. kind solved with the features characterized in claim 10. Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

Dazu ist es bei einer Kraftstoffversorgungseinrichtung der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil zusätzlich als Entlüftungs- und Entleerungsventil ausgebildet ist.To it is the o.g. Art provided according to the invention, that the pressure relief valve additionally acts as a venting and drain valve is formed.

Ferner ist es bei einem Verfahren der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hochdruckleitung über das Druckbegrenzungsventil entlüftet und entleert wird.Further is it in a procedure of o.g. Art provided according to the invention, that the high pressure line over the pressure relief valve vented and is emptied.

Dies hat den Vorteil, dass das Druckbegrenzungsventil gleichzeitig als Entlüftungs- und Entleerungsventil für die Kraftstoffversorgungseinrichtung dient, so dass eine Dauer für das Befüllen der Kraftstoffversorgungseinrichtung mit Kraftstoff bzw. für das Entleeren von Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungseinrichtung wesentlich reduziert ist.This has the advantage that the pressure relief valve at the same time vent and drain valve for the fuel supply device is used, so that a duration for filling the Fuel supply device with fuel or for emptying of fuel from the fuel supply essential is reduced.

Beispielsweise ist die Hochdruckleitung als Kraftstoffverteilerleiste ausgebildet.For example the high pressure line is designed as a fuel rail.

Zweckmäßigerweise ist das Druckbegrenzungsventil in einer rohrförmigen Zweigleitung der Hochdruckleitung für Kraftstoff angeordnet, wobei die Zweigleitung eine Rücklauföffnung aufweist. Die Zweigleitung ist an einem von der Hochdruckleitung abgewandten Ende offen, wobei das Druckbegrenzungsventil in diese offene Seite sowie diese verschließend eingeschoben ist.Conveniently, is the pressure relief valve in a tubular branch line of the high pressure line for fuel arranged, wherein the branch line has a return opening. The branch line is open at one end facing away from the high pressure line, wherein the pressure relief valve inserted into this open side and this closing is.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Druckbegrenzungsventil in der Zweigleitung in eine erste Position und eine zweite Position axial verschiebbar, wobei in der ersten Position das Druckbegrenzungsventil die Rücklauföffnung von der Hochdruckleitung trennt und in der zweiten Position die Rücklauföffnung in fluidleitender Verbindung mit der Hochdruckleitung steht. Hierbei ist das Druckbegrenzungsventil in der ersten Position lösbar festgelegt, so dass es beispielsweise manuell einfach lösbar und verschließbar ist.In a preferred embodiment is the pressure relief valve in the branch line in a first Position and a second position axially displaceable, wherein in the first position the pressure relief valve the return port of the high pressure line separates and in the second position, the return opening in fluid-conducting connection with the high pressure line is. Here is the pressure relief valve solvable in the first position set, so that it is manually easily solvable and closed, for example.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform weist das Druckbegrenzungsventil einen Kanal auf, welcher die Hochdruckleitung mit der Rücklauföffnung verbindet, wobei in dem Druckbegrenzungsventil ein Schließelement vorgesehen ist, welches in eine den Kanal verschließende Schließposition und eine den Kanal öffnende Position verschiebbar ist. Das Schließelement ist zweckmäßigerweise in Richtung der Schließposition mit einer elastischen Kraft beaufschlagt, wobei bevorzugt ein Federelement vorgesehen ist, welches das Schließelement in die Schließposition drückt.In an alternative preferred embodiment, the pressure relief valve a channel connecting the high pressure line to the return port, wherein in the pressure limiting valve, a closing element is provided, which in a closing the channel closed position and one opening the channel Position is displaced. The closing element is expediently in the direction of the closed position acted upon by an elastic force, wherein preferably a spring element is provided, which the closing element in the closed position suppressed.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen inFurther Features, advantages and advantageous embodiments of the invention arise from the dependent ones claims, and from the following description of the invention with reference to the attached Drawings. These show in

1 eine Hochdruckkraftstoffleiste für einen direkteinspritzenden Ottomotor einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung in perspektivischer Darstellung, 1 a high-pressure fuel rail for a direct injection gasoline engine of a fuel supply device according to the invention in a perspective view,

2 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts der Hochdruckkraftstoffleiste gemäß 1 mit Druckbegrenzungsventil, 2 an enlarged view of a portion of the high pressure fuel rail according to 1 with pressure relief valve,

3 eine schematische Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines in eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung eingebauten Druckbegrenzungsventils mit Entlüftungs- Entleerungsfunktion und 3 a schematic sectional view of a first preferred embodiment of a built-in a fuel supply device according to the invention pressure relief valve with Air venting function and

4 eine schematische Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines in eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung eingebauten Druckbegrenzungsventils mit Entlüftungs- Entleerungsfunktion. 4 a schematic sectional view of a second preferred embodiment of a built-in a fuel supply device according to the invention pressure relief valve with venting emptying function.

Die in 1 und 2 dargestellte Kraftstoffversorgungseinrichtung eines direkteinspritzenden Ottomotors ist als Kraftstoffleiste 10 ausgebildet und umfasst Zweigleitungen 12 zu entsprechenden, nicht dargestellten Einspritzventilen, eine Zweigleitung 14, an der ein Drucksensor 16 angeordnet ist, und eine Zweigleitung 18, an der ein Druckbegrenzungsventil 20 sowie eine Rücklauföffnung mit Rücklaufstutzen 22 angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird die Kraftstoffversorgungseinrichtung über das Druckbegrenzungsventil 20 entlüftet, um das Befüllen der Kraftstoffleiste 10 mit Kraftstoff zu beschleunigen, und auch entleert, um den Kraftstoff aus der Kraftstoffleiste 10 zu entfernen.In the 1 and 2 shown fuel supply device of a direct injection gasoline engine is as a fuel rail 10 formed and includes branch lines 12 to corresponding injectors, not shown, a branch line 14 at which a pressure sensor 16 is arranged, and a branch line 18 at the one pressure relief valve 20 and a return opening with return pipe 22 is arranged. According to the invention, the fuel supply device via the pressure relief valve 20 vented to filling the fuel rail 10 to accelerate with fuel, and also deflated to remove the fuel from the fuel rail 10 to remove.

Hierzu ist das Druckbegrenzungsventil 20 gemäß einer in 3 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform axial verschiebbar in der Zweigleitung 18 angeordnet. In einer ersten Position 24 des Druckbegrenzungsventils 20 wird die Rücklauföffnung 26 von diesem geschlossen. In einer zweiten Position 28 des Druckbegrenzungsventils 20 ist die Rücklauföffnung offen und es kann Kraftstoff oder Luft aus der Kraftstoffleiste 10 abströmen, wie mit Pfeil 30 angedeutet. Das Druckbegrenzungsventil 20 ist in der ersten Position 24 lösbar befestigt und kann beispielsweise manuell gelöst und axial in die zweite Position 28 verschoben werden.For this purpose, the pressure relief valve 20 according to a in 3 shown first preferred embodiment axially displaceable in the branch line 18 arranged. In a first position 24 the pressure relief valve 20 will the return opening 26 closed by this. In a second position 28 the pressure relief valve 20 the return port is open and there may be fuel or air from the fuel rail 10 flow off as with arrow 30 indicated. The pressure relief valve 20 is in the first position 24 releasably secured and can be solved, for example, manually and axially in the second position 28 be moved.

Gemäß einer in 4 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform des Druckbegrenzungsventils 20 weist dieses einen Kanal 32 auf, welcher einen Kraftstoffkanal in der Kraftstoffleiste 10 mit der Rücklauföffnung 26 verbindet. Dieser Kanal 32 ist von einer axial im Druckbegrenzungsventil 20 verschiebbaren Kugel 34 verschlossen. Auf diese Kugel 32 übt eine Feder 36 eine Kraft in Schließrichtung aus, so dass im normalen Betrieb der Kanal 32 im Druckbegrenzungsventil 20 geschlossen ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Feder 36 manuell von außen entlastet werden kann, so dass sich die Kugel 34 axial in eine den Kanal öffnende Position bewegen und Kraftstoff oder Luft aus der Kraftstoffleiste 10 über die Rücklauföffnung abströmen kann. Auch eine Zwangsöffnung des Verschlusses des Kanals 32 durch die Kugel 34 ist möglich.According to a in 4 illustrated second preferred embodiment of the pressure relief valve 20 this one has a channel 32 on which a fuel channel in the fuel rail 10 with the return opening 26 combines. This channel 32 is from an axial in the pressure relief valve 20 sliding ball 34 locked. On this ball 32 practices a spring 36 a force in the closing direction, so that during normal operation of the channel 32 in the pressure relief valve 20 closed is. For example, it is envisaged that the spring 36 can be manually relieved from the outside, so that the ball 34 move axially into a channel opening position and fuel or air from the fuel rail 10 can flow out through the return opening. Also a forced opening of the closure of the canal 32 through the ball 34 is possible.

1010
KraftstoffleisteFuel rail
1212
Zweigleitungen zu entsprechenden Einspritzventilenbranch lines to corresponding injection valves
1414
Zweigleitung mit Drucksensorbranch line with pressure sensor
1616
Drucksensorpressure sensor
1818
Zweigleitung mit Druckbegrenzungsventilbranch line with pressure relief valve
2020
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
2222
RücklaufstutzenReturn connectors
2424
erste Positionfirst position
2626
RücklauföffnungReturn port
2828
zweite Positionsecond position
3030
Pfeilarrow
3232
Kanalchannel
3434
KugelBullet
3636
Federfeather

Claims (10)

Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen direkteinspritzenden Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Hochdruckleitung (10) für Kraftstoff, welche mit einem Druckbegrenzungsventil (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (20) zusätzlich als Entlüftungs- und Entleerungsventil ausgebildet ist.Fuel supply device for an internal combustion engine, in particular a direct injection gasoline engine, in particular of a motor vehicle, with a high pressure line ( 10 ) for fuel, which with a pressure relief valve ( 20 ), characterized in that the pressure relief valve ( 20 ) is additionally designed as a venting and drain valve. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung als Kraftstoffverteilerleiste (10) ausgebildet ist.Fuel supply device according to claim 1, characterized in that the high-pressure line as a fuel rail ( 10 ) is trained. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (20) in einer rohrförmigen Zweigleitung (18) der Hochdruckleitung (10) für Kraftstoff angeordnet ist, wobei die Zweigleitung (18) eine Rücklauföffnung (26) aufweist.Fuel supply device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure relief valve ( 20 ) in a tubular branch line ( 18 ) of the high-pressure line ( 10 ) is arranged for fuel, wherein the branch line ( 18 ) a return opening ( 26 ) having. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitung (18) an einem von der Hochdruckleitung (10) abgewandten Ende offen ist, wobei das Druckbegrenzungsventil (20) in diese offene Seite sowie diese verschließend eingeschoben ist.Fuel supply device according to claim 3, characterized in that the branch line ( 18 ) on one of the high pressure line ( 10 ) facing away from the end, wherein the pressure relief valve ( 20 ) in this open side and this is inserted closing. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (20) in der Zweigleitung (18) in eine erste Position (24) und eine zweite Position (28) axial verschiebbar ist, wobei in der ersten Position (24) das Druckbegrenzungsventil (20) die Rücklauföffnung (26) von der Hochdruckleitung (10) trennt und in der zweiten Position (28) die Rücklauföffnung (26) in fluidleitender Verbindung mit der Hochdruckleitung (10) steht.Fuel supply device according to claim 3 or 4, characterized in that the pressure relief valve ( 20 ) in the branch line ( 18 ) into a first position ( 24 ) and a second position ( 28 ) is axially displaceable, wherein in the first position ( 24 ) the pressure relief valve ( 20 ) the return opening ( 26 ) from the high pressure line ( 10 ) and in the second position ( 28 ) the return opening ( 26 ) in fluid communication with the high pressure line ( 10 ) stands. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (20) in der ersten Position (24) lösbar festgelegt ist.Fuel supply device to An Claim 5, characterized in that the pressure relief valve ( 20 ) in the first position ( 24 ) is releasably fixed. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (20) einen Kanal (32) aufweist, welcher die Hochdruckleitung (10) mit der Rücklauföffnung (26) verbindet, wobei in dem Druckbegrenzungsventil (20) ein Schließelement (34) vorgesehen ist, welches in eine den Kanal (32) verschließende Schließposition und eine den Kanal öffnende Position verschiebbar ist.Fuel supply device according to claim 3 or 4, characterized in that the pressure relief valve ( 20 ) a channel ( 32 ), which the high-pressure line ( 10 ) with the return opening ( 26 ), wherein in the pressure relief valve ( 20 ) a closing element ( 34 ) is provided which in a channel ( 32 ) Closing closed position and a channel opening position is displaceable. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (24) in Richtung der Schließposition mit einer elastischen Kraft beaufschlagt ist.Fuel supply device according to claim 7, characterized in that the closing element ( 24 ) is acted upon in the direction of the closed position with an elastic force. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (36) vorgesehen ist, welches das Schließelement (24) in die Schließposition drückt.Fuel supply device according to claim 8, characterized in that a spring element ( 36 ) is provided, which the closing element ( 24 ) presses in the closed position. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines direkteinspritzenden Ottomotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kraftstoffversorgungseinrichtung, die eine Hochdruckleitung für Kraftstoff, welche mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung über das Druckbegrenzungsventil entlüftet und entleert wird.Method for operating an internal combustion engine, in particular a direct injection gasoline engine, in particular a motor vehicle, with a fuel supply device, the one high pressure line for Fuel, which is connected to a pressure relief valve, characterized in that the high pressure line via the Pressure relief valve vented and is emptied.
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