DE19530261A1

DE19530261A1 - Niederdruck-Kraftstoffördersystem mit Hochdruckspeicherung

Info

Publication number: DE19530261A1
Application number: DE19530261A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl Ing Pape
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1996-02-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffördersystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Vorteil hafte Weiterbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche genannt.

Derartige Kraftstoffördersysteme werden für Brennkraftmaschinen wie beispielsweise in Kraft fahrzeugen benötigt.

Die Aufgabe eines Kraftstoffördersystems ist es, den Motor mit Kraftstoff in ausreichender Menge und mit dem von dem jeweiligen Gemischbildner benötigten Druck möglichst blasenfrei zu versorgen.

Ein wichtiger Einflußfaktor für die Auslegung des erforderlichen Systemdrucks ist die Heißstart anforderung. Durch die Aufheizung der Einspritzventile nach dem Abstellen des Motors kann es zur Dampfblasenbildung vor den Einspritzventilen kommen. Dies hat dann Heißstartpro bleme zur Folge. Entsprechend muß der Druck im Kraftstoffördersystem hoch genug sein.

Hochleistungsmotoren arbeiten derzeit mit Systemdrücken von 4 bis 6 bar. Um diese System drücke und die erforderlichen Fördermengen auch bei hohen Kraftstofftemperaturen sicherzu stellen, werden relativ aufwendige und teure Verdränger-Kraftstoffpumpen wie Rollenzellen- oder G-Rotor-Pumpen eingesetzt.

In DE-A-39 09 113 wird ein Kraftstoffördersystem verwendet, bei dem Kraftstoff mit zumindest 3 bis 4 bar zu einer Gemischbildungseinrichtung gefördert wird. Dazu ist ebenfalls eine Ver dränger-Kraftstoffpumpe notwendig. Ein an der Gemischbildungseinrichtung anstehender Kraftstoffüberschuß wird über eine Druckleitung zurückgefördert. Dieser ebenfalls unter Druck stehende Überschuß kann über einen Hydraulikmotor eine zusätzliche Vorförderpumpe antrei ben.

Bei niedrigeren Systemdrücken bis ca. 3 bar, die heute überwiegend bei leistungsschwächeren Motoren verwendet werden, können einfachere und kostengünstigere Pumpen, beispielsweise Strömungspumpen eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffördersystem zu definieren, das einerseits den erfor derlichen hohen Systemdruck beispielsweise für die Erfüllung der Heißstartanforderungen auch von Hochleistungsmotoren ermöglicht, andererseits aber den Einsatz von einfachen und damit kostengünstigen Pumpensystemen, beispielsweise Strömungspumpen, erlaubt.

Da der zur Vermeidung von Dampfblasenbildung hohe Systemdruck im wesentlichen nur bei einem Heißstart nötig ist, reicht es aus, das Kraftstoffördersystem normalerweise mit niedrigem Druck, meist unter 3 bar, zu betreiben. Nur für den Heißstart muß der Systemdruck höher lie gen. Dazu kann vor einem Heißstart durch einen kurzen Vorlauf der Kraftstoffpumpe der not wendige Systemdruck aufgebaut werden. Alternativ kann durch einen Nachlauf der Kraftstoff pumpe nach Abstellen des Motors ebenfalls ein ausreichend hoher Systemdruck aufgebaut und zumindest so lange gehalten werden, bis die Einspritzventile und damit der Kraftstoff so weit abgekühlt sind, daß keine Dampfblasen mehr entstehen können.

Gemäß der Erfindung wird ein Kraftstoffördersystem 1 verwendet, das in an sich bekannter Weise den Kraftstoff vorzugsweise mit einer Strömungspumpe 3 zum Motor 9 fördert. Von einem motorseitig angebrachten Druckregler 4 fließt der nicht verbrauchte Restkraftstoff in ebenfalls bekannter Weise wieder zum Tank 2 zurück.

Beim normalen Betrieb wird über den motorseitigen Druckregler 4 ein niedriger Systemdruck von beispielsweise 2 bar eingestellt. Der motorseitige Druckregler 4 ist dabei erfindungsgemäß mit einem Schaltglied 5 versehen, das den Druckregler 4 in eine zweite Schaltposition bringen kann, die einen höheren Druck im System einstellt.

Dieses Schaltglied 5 kann beispielsweise elektrisch oder pneumatisch (über den Saugrohr druck) geschaltet werden und kann den Kraftstoffrückfluß zum Tank 2 ganz oder zumindest teilweise reduzieren und damit einen Druckanstieg herbeiführen.

Um den für Hochleistungsmotoren notwendigen Speicherdruck zur Sicherstellung eines ein wandfreien Heißstartverhaltens zu erreichen, wird der Druckregler 4 beim Abstellen des Motors 9 durch eine entsprechende Ansteuerung (z. B. elektrisch oder pneumatisch) in die zweite Schaltposition gebracht, die einen höheren Systemdruck von beispielsweise 5 bar einstellt. Die Kraftstoffpumpe 3 wird mit einer Ausschaltverzögerung von wenigen Sekunden versehen, die zum Aufbau des benötigten Speicherdrucks ausreichen.

Die Kraftstoffpumpe 3 kann beispielsweise elektrisch angetrieben sein. Bei einer durch den Motor 9 angetriebenen Pumpe 3 kann nach Abstellen des Motors 9 seine restliche Schwung energie zum weiteren Antrieb der Kraftstoffpumpe 3 ausgenutzt werden.

Bei Motoren mit Abgasturbolader war bisher der Einsatz von Strömungspumpen schon deshalb ausgeschlossen, weil hier im Ladebereich zusätzlich zum normalen Systemdruck auch noch der Ladedruck des Turboladers überwunden werden muß. Zudem sind in der Regel gerade Turbomotoren thermisch hoch belastet und zeichnen sich durch eine ausgeprägte Nachheiz phase beim Abstellen aus.

Mit dem vorstehend beschriebenen Kraftstoffördersystem ist es nun auch möglich, Motoren mit Abgasturbolader mit einer kostengünstigen Strömungspumpe unter Einhaltung der Heißstartan forderungen zu versorgen.

Die Erfindung ermöglicht es, die unterschiedlichen Motoren einer Fahrzeugbaureihe unabhän gig von deren Leistungen und von ihrem Heißstartverhalten mit demselben kostengünstigen Kraftstoffördersystem auszustatten. Dies führt zu einer deutlichen Komplexitätsreduzierung sowohl in der Fertigung des Kraftfahrzeugherstellers als auch der Zulieferanten. Es ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen bei den Herstellkosten sowie bei Steuerung und Lagerhaltung in der Produktion und auch im Service.

Bezugszeichenliste

1 Kraftstoffördersystem
2 Tank
3 Kraftstoffpumpe
4 Druckregler
5 Schaltglied
6 Rückschlagventil
7 Rücklauf
8 Steuergerät
9 Motor
10 Saugrohr
11 Drucksensor
12 Temperatur- und/oder Drucksensor

Claims

1. Kraftstoffördersystem mit mindestens einer Kraftstoffpumpe und einem Druckregler zum Beschicken des Motors mit Kraftstoff unter einem definierten Druck und einem Rücklauf zwischen dem Druckregler und einem Tank oder Zwischenspeicher für das Rückleiten von am Druckregler anstehendem Überschuß an Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffördersystem (1) ein Schaltglied (5) für den Druckregler (4) aufweist, zum Ein stellen von zumindest zwei unterschiedlichen Druckniveaus im Kraftstoffördersystem (1).

2. Kraftstoffördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Drossel aufweist, die den Rückfluß des Kraftstoffüberschußes vom Druckregler (4) in den Tank (2) oder Zwischenspeicher drosselt oder stoppt und damit den Druck im Kraft stoffördersystem erhöht, wobei die Drossel vorzugsweise integraler Bestandteil des Druck reglers (4) ist.

3. Kraftstoffördersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe (3) eine Ausschaltverzögerungsvorrichtung aufweist.

4. Kraftstoffördersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltverzögerungsvorrichtung und/oder das Schaltglied (5) des Druckreglers (4) über eine Steuerleitung mit einem Steuergerät (8) verbunden ist.

5. Kraftstoffördersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät (8) über eine Datenleitung mit Druck- und/oder Temperatursensoren (11, 12) im Kraftstoffördersystem (1) und/oder Saugrohr (10) verbunden ist.

6. Kraftstoffördersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Kraftstoffpumpe (3) ein Rückschlagventil (6) angeordnet ist.

7. Verfahren zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftstoffördersystem, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gefahr von Dampfblasenbildung in Abhängigkeit von den Temperatur- und Druckver hältnissen im Kraftstoff und/oder wenn der Motor (9) abgestellt wird, der Druck im Kraft stoffördersystem (1) erhöht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckerhöhung der Rückfluß des Kraftstoffüberschußes vorzugsweise im Druckregler (4) gedrosselt oder gestoppt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe (3) zumindest bis der notwendige Druck aufgebaut ist weiterarbeitet, nachdem der Motor (9) abgestellt worden ist.