DE19810867A1

DE19810867A1 - Kraftstoffpumpen-Anordnung

Info

Publication number: DE19810867A1
Application number: DE19810867A
Authority: DE
Inventors: Bernd Rosenau; Gerd Loesch; Markus Rueckle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: JPH11315767A; GB2335237A; DE19810867C2; GB9905630D0; JP4361632B2; US6142747A; GB2335237B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpen-Anordnung (1), mit einem Niederdruckbereich (ND) mit mindestens einer Niederdruckpumpe (2) und einem Hochdruckbereich (HD) mit mindestens einer mengengeregelten Hochdruckpumpe (3), die eine Kraftstoffmenge fördert, die zum Ausgleich der Mengenbilanz im Hochdruckbereich erforderlich ist, wobei die Mengenregelung über eine Zumeßeinheit (5) erfolgt, die zwischen Niederdruckpumpe (2) und Hochdruckpumpe (3) angeordnet ist. Um mittels einfacher und robuster Mittel mit einer hohen Verfügbarkeit und Lebensdauer zu verhindern, daß die von der Zumeßeinheit (5) in bestimmten Betriebspunkten fehlgeförderte Kraftstoffmenge in den Hochdruckbereich gelangt, schlägt die Erfindung vor, daß der Förderstrom der Niederdruckpumpe (2) größer ist als der Förderstrom der Hochdruckpumpe (3) daß zwischen der Zumeßeinheit (5) un der Hochdruckpumpe (3) eine Kraftstoff-Rückführungsleitung (8) abzweigt, die in den Zulauf der Niederdruckpumpe (2) mündet, und daß in der Rückführungsleitung (8) ein Steuerungselement (9, 26) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpen- Anordnung, mit einem Niederdruckbereich mit mindestens einer Niederdruckpumpe und einem Hochdruckbereich mit mindestens einer mengengeregelten Hochdruckpumpe, die eine Kraftstoffmenge fördert, die zum Ausgleich der Mengenbilanz im Hochdruckbereich erforderlich ist, wobei die Mengenregelung über eine Zumeßeinheit erfolgt, die zwischen Niederdruckpumpe und Hochdruckpumpe angeordnet ist.

Derartige Kraftstoffpumpen-Anordnungen sind seit geraumer Zeit aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden überwiegend im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik zur Kraftstoffzufuhr bei direkteingespritzten Motoren eingesetzt. Durch die Mengenregelung des Kraftstoffes, der der Hochdruckpumpe bereitgestellt wird, ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad der Kraftstoffpumpen-Anordnung und die Betriebstemperatur wird reduziert.

Aufgrund der in den letzten Jahren aufgekommenen Common- Rail-Einspritztechnik haben derartige Kraftstoffpumpen Anordnungen eine weite Verbreitung erfahren. Bei der Common-Rail-Technik ersetzen eine Hochdruck- Kraftstoffpumpe, eine Verteilerleitung und elektromagnetische Einspritzventile die herkömmliche Kraftstoffeinspritzpumpe und Einspritzventile. Damit lassen sich nicht nur der Einspritzdruck ganz nach Bedarf zwischen 250 und 1600 bar variieren, sondern auch Einspritzzeitpunkt und -verlauf nach Maßgabe der elektronischen Motorsteuerung nach Belieben beeinflussen. Die Common-Rail- Einspritztechnik sorgt für eine Verringerung von Treibstoffverbrauch, Schadstoffemission sowie Geräuschentwicklung bei gleichzeitig besserer Leistung.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffpumpen- Anordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß es in bestimmten Betriebspunkten, insbesondere bei der sog. Nullförderung, d. h. die Hochdruckpumpe verlangt keine Kraftstoffmenge und die Zumeßeinheit ist geschlossen, dennoch zu einer geringen Fehlförderung kommen kann. Die Fehlförderung wird je nach Funktionsweise der Zumeßeinheit beispielsweise durch Leckagen oder Meßfehler der Zumeßeinheit verursacht und ist trotz großer technischer Anstrengungen kaum zu vermeiden.

Die fehlgeförderte Kraftstoffmenge irritiert die Hochdruckpumpe im Hochdruckbereich der Kraftstoffpumpen- Anordnung und wird deshalb nach dem Stand der Technik über geeignete Mittel, beispielsweise ein Druckregelventil, wieder aus dem Hochdruckbereich entnommen. Derartige Druckregelventile sind allerdings aufwendig im Aufbau, teuer in der Anschaffung, und vor allem unterliegen sie einem hohen Verschleiß. Das führt dazu, daß die Druckregelventile unvorhergesehen ausfallen und dadurch die Verfügbarkeit der gesamten Kraftstoffpumpen-Anordnung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, häufig nicht den hohen Anforderungen an den modernen Motorenbau genügen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Kraftstoffpumpen-Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mittels einfacher und robuster Mittel mit einer hohen Verfügbarkeit und Lebensdauer verhindert wird, daß die von der Niederdruck pumpe in bestimmten Betriebspunkten fehlgeförderte Kraftstoffmenge in den Hochdruckbereich gelangt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Förderstrom der Niederdruckpumpe größer ist als der Förderstrom der Hochdruckpumpe, daß zwischen der Zumeßeinheit und der Hochdruckpumpe eine Kraftstoff- Rückführungsleitung abzweigt, die in den Zulauf der Niederdruckpumpe mündet, und daß in der Rückführungsleitung ein Steuerungselement angeordnet ist.

Durch die unterschiedlich großen Förderströme der Niederdruck- und der Hochdruckpumpe wird zwischen der Niederdruckpumpe und der Zumeßeinheit ein Überdruck aufgebaut. Trotz geschlossener Zumeßeinheit kann ein Leckagestrom über die Zumeßeinheit fließen und ungewollt in die Hochdruckpumpe gelangen. Deshalb zweigt nach der Zumeßeinheit eine Rückführungsleitung ab, durch die die fehlgeförderte Kraftstoffmenge der Zumeßeinheit abgeführt werden kann.

Das Steuerungselement in der Rückführungsleitung sorgt dafür, daß einerseits die Hochdruckpumpe bei geschlossener Zumeßeinheit nicht mit Kraftstoff versorgt wird, und daß andererseits die Fehlfördermenge auf der Zufuhrseite der Niederdruckpumpe bei voller Pumpenförderung nicht zu groß wird, d. h. daß die Hochdruckpumpe bei voller Pumpen förderung eine ausreichende Kraftstoffmenge erhält.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung weist aufgrund des Verzichts auf eine verschleißbehaftete Druckregeleinheit mit Druckregelventil im Hochdruckbereich einen wesentlich besseren Wirkungsgrad als herkömmliche Kraftstoffpumpen-Anordnungen mit Druckregelventilen auf. Durch den geringeren Verschleiß arbeitet die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung zudem bei wesentlich geringeren Betriebstemperaturen. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung einfach und robust aufgebaut und weist eine hohe Verfügbarkeit und Lebensdauer auf.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Steuerungselement als ein Schalt element ausgebildet ist. Durch ein solches Schaltelement kann die Kraftstoff-Rückführungsleitung nur in bestimmten Betriebspunkten, in denen bekanntermaßen eine Fehlförderung auftritt, freigegeben werden. Ansonsten ist die Rückführungsleitung gesperrt und der gesamte von der Niederdruckpumpe geförderte Kraftstoff steht an der Hochdruckpumpe an.

Eine Kraftstoff-Fehlförderung tritt insbesondere bei der Nullförderung auf, eine fehlgeförderte Kraftstoffmenge in anderen Betriebspunkten ist in der Regel kaum vorhanden. Um die fehlgeförderte Kraftstoffmenge lediglich in dem Betriebspunkt der Nullförderung abzuleiten, genügt es, das Schaltelement in vorteilhafter Weise als ein Zweipunkt- Schaltelement auszubilden. Dieses ist so ausgelegt, daß es die Rückführungsleitung nur bei der Nullförderung freigibt, und in allen anderen Betriebspunkten die Rückführungsleitung jedoch sperrt. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und robust aufgebaut und gewährleistet dennoch eine zuverlässige Rückführung nahezu des gesamten fehlgeförderten Kraftstoffes.

Anstatt als Schaltelement kann das Steuerungselement alternativ auch als ein Drosselelement ausgebildet sein. Ein solches Drosselelement ist auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt, um in allen notwendigen Betriebspunkten eine echte Nullförderung sicherzustellen, d. h. um in den jeweiligen Betriebspunkten für eine vollständige Rückführung des fehlgeförderten Kraftstoffes zu sorgen. Bei der Auslegung des Drosselelements zu beachten, daß stets die verlangte Kraftstoffmenge an der Hochdruckpumpe anliegt und es nicht zu einem zu hohen Wirkungsgradverlust der Kraftstoffpumpen-Anordnung kommt.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung kann zur Kraftstoffzufuhr bei beliebigen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung kommen jedoch besonders zum Tragen, wenn die Kraftstoffpumpen-Anordnung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung eingesetzt wird, insbesondere wenn die Direkteinspritzung nach der Common- Rail-Technik arbeitet. Dabei kann durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen deren Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemission noch einmal entscheidend verringert werden.

Als Überlastschutz des Niederdruckbereichs der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung zweigt gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vom Ablauf der Niederdruckpumpe eine Überströmleitung ab, die in den Zulauf der Niederdruckpumpe mündet. In der Überströmleitung ist ein Überströmventil angeordnet, das öffnet, sobald der anliegende Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, und so für einen Druckausgleich in dem Niederdruckbereich sorgt.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Zumeßeinheit, das Steuerungselement und das Überströmventil zu einer Zumeßeinheit-Anordnung zusammenzufassen. Eine solche einzelne Zumeßeinheit-Anordnung ist wesentlich besser handhabbar als eine Vielzahl einzelner Bauteile, die über Verbindungsleitungen miteinander verbunden werden müssen.

Vorteilhafterweise besteht die Zumeßeinheit-Anordnung aus einem Metallblock, in dem die einzelnen Bauteile Zumeß einheit, Steuerungselement und Überströmventil als integrale Bestandteile ausgebildet sind. Die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Bauteilen sind ebenfalls in dem Metallblock als Verbindungsleitungskanäle ausgebildet. Eine derartig ausgebildete Zumeßeinheit- Anordnung ist einfach und kostengünstig herzustellen. Außerdem ist sie besonders robust und kann sehr hohen Drücken standhalten.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur einfacheren und kostengünstigeren Herstellung der Zumeßeinheit-Anordnung des weiteren vorgeschlagen, die Verbindungsleitungskanäle als Bohrungen in den Metallblock einzubringen, die zur Außenseite des Metallblocks hin verschließbar sind. Zum Verschließen der Bohrungen können beispielsweise Verschlußschrauben mit oder ohne Dichtringen schraubend oder Verschlußkugeln aus Metall oder Kunststoff klemmend von außen in die Bohrungen eingebracht werden.

Mittels entsprechender Verbindungsleitungen kann die Zumeßeinheit-Anordnung in die Kraftstoffpumpen-Anordnung eingebunden werden. Dazu weist die Zumeßeinheit-Anordnung vorteilhafterweise eine Zulauföffnung, eine Ablauföffnung, eine Rückführungsöffnung und eine Überströmöffnung auf. Über die Zulauföffnung wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank über eine Niederdruckpumpe an den Zulauf der Zumeßeinheit in der Zumeßeinheit-Anordnung angelegt. Über die Ablauföffnung wird die von der Zumeßeinheit bereitgestellte Kraftstoffmenge an den Zulauf der Hochdruckpumpe angelegt. Sowohl die Rückführungsöffnung als auch die Überströmöffnung werden mit dem Zulauf der Niederdruckpumpe verbunden. Über diese beiden Öffnungen wird der abgeleitete fehlgeförderte Kraftstoff aus der Rückführungsleitung bzw. Kraftstoff aus dem Überströmventil in der Überströmleitung wieder der Niederdruckpumpe zugeführt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Rückführungsöffnung und die Überströmöffnung als eine kombinierte Rückführungs-Überströmöffnung ausgebildet. Das bedeutet, daß sich die Rückführungsleitung und die Überströmleitung bereits in der Zumeßeinheit-Anordnung vereinigen, dann gemeinsam aus dieser über die kombinierte Öffnung herausgeführt werden und mittels einer Verbindungsleitung mit dem Zulauf der Niederdruckpumpe verbunden werden.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zumeßeinheit einen zylinderförmigen Hohlraum aufweist, in dem ein Kolben entlang seiner Längsachse verschiebbar gelagert ist. Durch Verschieben des Kolbens in dem Hohlraum wird die Zumeßeinheit verstellt.

Vorteilhafterweise weist die Zumeßeinheit einen proportionalen Hubmagneten zum Verstellen der Zumeßeinheit auf. Dazu ist der Kolben der Zumeßeinheit mit dem Anker des Hubmagneten verbunden. Eine derart ausgebildete Zumeßeinheit ist kleinbauend, robust und hat äußerst kurze Ansprechzeiten.

Es ergeben sich besondere Vorteile in der Handhabung der Zumeßeinheit-Anordnung, wenn der Hubmagnet an die Zumeßeinheit-Anordnung angeflanscht ist. Zur einfachen und raschen Befestigung des Hubmagneten an der Zumeßeinheit- Anordnung wird vorgeschlagen, den Hubmagneten mittels Befestigungsschrauben an der Zumeßeinheit-Anordnung zu befestigen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Zumeßeinheit-Anordnung in die Niederdruckpumpe integriert und bildet mit dieser eine Niederdruckpumpen-Anordnung. Eine solche Niederdruckpumpen- Anordnung, in der alle wesentlichen Bauteile des Niederdruckbereichs einer Kraftstoffpumpen-Anordnung integriert sind, ist besonders einfach zu handhaben.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungs gemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung schlägt vor, daß das Überströmventil einen Ventilkegel aufweist, der mittels einer Druckfeder auf einen Ventilsitz gedrückt wird, wobei die Druckfederspannung mittels einer Einstellschraube, die axial auf die Druckfeder wirkt, von außerhalb der Zumeßeinheit-Anordnung einstellbar ist.

Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;

Fig. 2 eine Zumeßeinheit-Anordnung der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung aus Fig. 1 teilweise im Schnitt;

Fig. 3 die Zumeßeinheit-Anordnung aus Fig. 2 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A;

Fig. 4 die Zumeßeinheit-Anordnung aus Fig. 2 in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;

Fig. 6 eine Zumeßeinheit-Anordnung der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung aus Fig. 5 teilweise im Schnitt;

Fig. 7 die Zumeßeinheit-Anordnung aus Fig. 6 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A;

Fig. 8 die Zumeßeinheit-Anordnung aus Fig. 6 in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen- Anordnung in einer ersten Ausführungsform in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 weist einen Niederdruckbereich ND mit einer Niederdruckpumpe 2 und einen Hochdruckbereich HD mit einer Hochdruckpumpe 3 auf. Die Niederdruckpumpe 2 ist als eine Zahnradpumpe, Flügelzellenpumpe oder Kolbenpumpe und die Hochdruckpumpe 3 als eine Kolbenpumpe ausgebildet. Die Niederdruckpumpe 2 pumpt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 4 zu der Hochdruckpumpe 3. Die Hochdruckpumpe 3 pumpt den Kraftstoff dann mit einem sehr hohen Druck zu Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt).

Im Niederdruckbereich ist zwischen der Niederdruckpumpe 2 und der Hochdruckpumpe 3 eine Zumeßeinheit 5 angeordnet. Sie mißt die im Hochdruckbereich erforderliche Kraftstoffmenge und regelt die Hochdruckpumpe 3 derart, daß sie die zum Ausgleich der Mengenbilanz im Hochdruckbereich benötigte Kraftstoffmenge fördert. Durch eine derartige mengengeregelte Hochdruckpumpe 3 kann die Betriebs temperatur im Bereich der Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 reduziert werden.

Als Überlastschutz des Niederdruckbereichs der Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 zweigt vom Ablauf der Niederdruckpumpe 2 eine Überströmleitung 6 ab, die in den Zulauf der Niederdruckpumpe 2 mündet. In der Überströmleitung 6 ist ein Überströmventil 7 angeordnet, das öffnet, sobald der anliegende Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, und so für einen Druckausgleich in dem Niederdruckbereich sorgt.

In bestimmten Betriebspunkten der Kraftstoffpumpen- Anordnung 1, insbesondere bei der sog. Nullförderung, d. h. die Hochdruckpumpe 3 verlangt keine Kraftstoffmenge von der Niederdruckpumpe 2, kann es zu einer geringen Fehlförderung kommen, obwohl die Zumeßeinheit geschlossen ist. Die Fehlförderung wird je nach Aufbau und Funktionsweise der Zumeßeinheit 5 beispielsweise durch Leckagen oder Meßfehler der Zumeßeinheit 5 verursacht.

Um zu vermeiden, daß diese störenden fehlgeförderten Kraftstoffmengen in den Hochdruckbereich gelangen, zweigt zwischen der Zumeßeinheit 5 und der Hochdruckpumpe 3 eine Kraftstoff-Rückführungsleitung 8 ab und mündet in den Zulauf der Niederdruckpumpe 2.

Durch die unterschiedlich großen Förderströme der Niederdruckpumpe 2 und der Hochdruckpumpe 3 wird zwischen der Niederdruckpumpe 2 und der Zumeßeinheit 5 ein Überdruck aufgebaut, bzw. in der Rückführungsleitung 8 bildet sich ein Unterdruck. Durch diesen Unterdruck wird die fehlgeförderte Kraftstoffmenge aus der Zumeßeinheit über die Rückführungsleitung 8 zum Zulauf der Niederdruckpumpe (2) abgeleitet.

In der Rückführungsleitung 8 ist ein als Zweipunkt- Schaltelement 9 ausgebildetes Steuerungselement angeordnet. Das Steuerungselement stellt sicher, daß einerseits die Hochdruckpumpe 3 bei geschlossener Zumeßeinheit 5 nicht mit Kraftstoff versorgt wird, und daß andererseits die Fehlfördermenge auf der Zufuhrseite der Niederdruckpumpe 2 bei voller Pumpenförderung nicht zu groß wird. Das Zweipunkt-Schaltelement 9 steuert die Strömungsmenge des abgeleiteten Kraftstoffes derart, daß in einem bestimmten Betriebspunkt, vorzugsweise bei Nullförderung, die Rückführungsleitung 8 freigegeben ist und daß außerhalb dieses Betriebspunktes die Rückführungsleitung 8 gesperrt ist. Bei freigegebener Rückführungsleitung 8 wird eine zuverlässige Ableitung des fehlgeförderten Kraftstoffes sichergestellt. Bei gesperrter Rückführungsleitung 8 liegt die gesamte von der Niederdruckpumpe 2 geförderte Kraftstoffmenge an der Hochdruckpumpe 3 an.

In den Fig. 2 bis 4 sind die Zumeßeinheit 5, das Zweipunkt- Schaltelement 9 und das Überströmventil 7 zu einer Zumeßeinheit-Anordnung 10 zusammengefaßt. Die Zumeßeinheit- Anordnung 10 ist als ein Metallblock 11 ausgebildet, in dem die Zumeßeinheit 5, das Zweipunkt-Schaltelement 9, das Überströmventil 7 und Verbindungsleitungskanäle 12 als integrale Bestandteile ausgebildet sind. Die Verbindungsleitungskanäle 12 sind als Bohrungen in den Metallblock 11 eingebracht. Die Bohrungen sind zur Außenseite des Metallblocks 11 hin verschließbar. Zum Verschließen der Bohrungen wurden Verschlußkugeln 13 aus Metall verwendet.

Die Zumeßeinheit 5 weist einen zylinderförmigen Hohlraum auf, in dem ein Kolben 24 entlang seiner Längsachse verschiebbar gelagert ist (vgl. Fig. 3). Durch Verschieben des Kolbens 24 in dem Hohlraum wird die Zumeßeinheit 5 verstellt. Die Zumeßeinheit 5 weist einen proportionalen Hubmagneten 14 zum Verstellen der Zumeßeinheit 5 auf. Dazu ist der Kolben 24 der Zumeßeinheit 5 mit dem Anker des Hubmagneten 14 verbunden. Der Hubmagnet 14 ist an den Metallblock 11 mittels Befestigungsschrauben 15 angeflanscht.

Das Überströmventil 7 weist einen Ventilkegel 16 auf, der mittels einer Druckfeder 17 auf einen Ventilsitz 18 gedrückt wird (vgl. Fig. 4). Die Spannung der Druckfeder 17 ist mittels einer Einstellschraube 19, die axial auf die Druckfeder wirkt, von außerhalb des Metallblocks 11 einstellbar.

Um die Zumeßeinheit-Anordnung 10 in die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 einbinden zu können, weist die Zumeßeinheit-Anordnung 10 eine Zulauföffnung 20, eine Ablauföffnung 21, eine Rückführungsöffnung 22 und eine Überströmöffnung 23 auf. Über die Zulauföffnung 20 wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 4 über die Niederdruckpumpe 2 an den Zulauf der Zumeßeinheit 5 in der Zumeßeinheit-Anordnung 10 angelegt. Über die Ablauföffnung 21 wird die von der Zumeßeinheit 5 bereitgestellte Kraftstoffmenge an den Zulauf der Hochdruckpumpe 3 angelegt. Sowohl die Rückführungsöffnung 22 als auch die Überströmöffnung 23 werden mit dem Zulauf der Niederdruckpumpe 2 verbunden. Über diese beiden Öffnungen 22, 23 wird der abgeleitete fehlgeförderte Kraftstoff aus der Rückführungsleitung 8 bzw. Kraftstoff aus dem Überströmventil 7 in der Überströmleitung 6 wieder der Niederdruckpumpe 2 zugeführt. Um die Einbindung in die Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 mittels Verbindungsleitungen (nicht dargestellt) zu erleichtern, sind an den Öffnungen 20, 21, 22, 23 Stutzen ausgebildet, an denen sich die Verbindungsleitungen problemlos befestigen lassen.

Im Falle der Nullförderung steht der Kolben 24 der Zumeßeinheit 5 still. Die fehlgeförderte Kraftstoffmenge, beispielsweise ein Leckagestrom der Zumeßeinheit 5 sammelt sich in einem in der Wand des zylinderförmigen Hohlraums der Zumeßeinheit 5 ausgebildeten Ringkanal 25. Um eine Fehlförderung dieses Leckagestroms in die Hochdruckpumpe 3 zu vermeiden, wird der Leckagestrom über die Rückführungsleitung 8 abgeleitet. Da der Förderstrom der Niederdruckpumpe 2 größer ist als der Förderstrom der Hochdruckpumpe 3, bildet sich zwischen der Niederdruckpumpe 2 und der Zumeßeinheit 5 ein Überdruck, bzw. in der Rück führungsleitung 8, die an den Zulauf der Niederdruckpumpe 2 angeschlossen ist, bildet sich ein Unterdruck. Durch diesen Unterdruck wird der Leckagestrom aus dem Ringkanal 25 in die Rückführungsleitung 8 gesaugt und dem Zulauf der Niederdruckpumpe 2 zugeführt. Dadurch wird eine Fehlförderung bei Nullförderung wirksam vermieden.

Bei der nachfolgend anhand der Fig. 5 bis 8 beschriebenen zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 werden für übereinstimmende Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Die in Fig. 5 dargestellte Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 weist in der Kraftstoff-Rückführungsleitung 8 anstatt eines Zweipunkt-Schaltelementes 9 ein Drosselelement 26 auf. Ein solches Drosselelement 26 ist auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt, um in allen notwendigen Betriebspunkten eine Nullförderung sicherzustellen. Das Drosselelement 26 ist in Fig. 6 dargestellt.

Bei der in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Zumeßeinheit- Anordnung 10 sind die Rückführungsöffnung und die Überströmöffnung als eine kombinierte Rückführungs- Überströmöffnung 27 ausgebildet, die an den Zulauf der Niederdruckpumpe 2 angeschlossen wird.

Die Funktionsweise der Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 in ihrer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Funktionsweise der Kraftstoffpumpen-Anordnung 1 in ihrer ersten Ausführungsform dadurch, daß ein Leckagestrom über die Rückführungsleitung 8 nicht nur in einem Betriebspunkt (vorzugsweise bei Nullförderung) abgeleitet wird, sondern daß durch den Einsatz des Drosselelements 26 Leckageströme in verschiedenen Betriebspunkten abgeleitet werden können. Das Ableiten der Leckageströme erfolgt ebenfalls mittels des Unterdrucks, der sich in der Rückführungsleitung 8 bildet. Durch den Unterdruck wird der Leckagestrom aus dem Ringkanal 25 in die Rückführungsleitung 8 gesaugt und dem Zulauf der Niederdruckpumpe 2 zugeführt.

Bezugszeichenliste

1

Kraftstoffpumpen-Anordnung

2

Niederdruckpumpe

3

Hochdruckpumpe

4

Kraftstofftank

5

Zumeßeinheit

6

Überströmleitung

7

Überströmventil

8

Kraftstoff-Rückführungsleitung

9

Zweipunkt-Schaltelement

10

Zumeßeinheit-Anordnung

11

Metallblock

12

Verbindungsleitungskanäle

13

Verschlußkugeln

14

Hubmagnet

15

Befestigungsschrauben

16

Ventilkegel

17

Druckfeder

18

Ventilsitz

19

Einstellschraube

20

Zulauföffnung

21

Ablauföffnung

22

Rückführungsöffnung

23

Überströmöffnung

24

Kolben

25

Ringkanal

26

Drosselelement

27

Rückführungs-Überströmöffnung

Claims

1. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1), mit einem Niederdruckbereich (ND) mit mindestens einer Niederdruckpumpe (2) und einem Hochdruckbereich (HD) mit mindestens einer mengengeregelten Hochdruckpumpe (3), die eine Kraftstoffmenge fördert, die zum Ausgleich der Mengenbilanz im Hochdruckbereich erforderlich ist, wobei die Mengenregelung über eine Zumeßeinheit (5) erfolgt, die zwischen Nieder druckpumpe (2) und Hochdruckpumpe (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderstrom der Niederdruckpumpe (2) größer ist als der Förderstrom der Hochdruckpumpe (3), daß zwischen der Zumeßeinheit (5) und der Hochdruckpumpe (3) eine Kraftstoff- Rückführungsleitung (8) abzweigt, die in den Zulauf der Niederdruckpumpe (2) mündet, und daß in der Rück führungsleitung (8) ein Steuerungselement (9, 26) angeordnet ist.

2. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungselement als ein Schaltelement ausgebildet ist.

3. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement als ein Zweipunkt-Schaltelement (9) ausgebildet ist.

4. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungselement als ein Drosselelement (26) ausgebildet ist.

5. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) bei Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung einsetzbar ist.

6. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Direkteinspritzung nach der Common-Rail-Technik arbeitet.

7. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen einsetzbar ist.

8. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ablauf der Niederdruckpumpe (2) eine Überströmleitung (6) abzweigt, die in den Zulauf der Niederdruckpumpe (2) mündet und daß in der Überströmleitung (6) ein Überströmventil (7) angeordnet ist.

9. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit (5), das Steuerungselement (9, 26) und das Überströmventil (7) zu einer Zumeßeinheit-Anordnung (10) zusammengefaßt sind.

10. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit-Anordnung (10) aus einem Metallblock (11) besteht, in dem die Zumeßeinheit (5), das Steuerungselement (9, 26), das Überströmventil (7) und Verbindungsleitungskanäle (12) als integrale Bestandteile ausgebildet sind.

11. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungskanäle (12) als Bohrungen in den Metallblock (11) eingebracht sind, die zur Außenseite des Metallblocks (11) hin verschließbar sind.

12. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit-Anordnung (10) eine Zulauföffnung (20) von dem Ablauf der Niederdruckpumpe (2), eine Ablauföffnung (21) zu dem Zulauf der Hochdruckpumpe (3), eine Rückführungsöffnung (22) zu dem Zulauf der Niederdruckpumpe (2) und eine Überströmöffnung (23) zu dem Zulauf der Niederdruckpumpe (2) aufweist.

13. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungsöffnung (22) und die Überströmöffnung (23) als eine kombinierte Rückführungs-Überströmöffnung (27) ausgebildet sind.

14. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit (5) einen zylinderförmigen Hohlraum aufweist, in dem ein Kolben (24) entlang seiner Längsachse verschiebbar gelagert ist.

15. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit (5) einen proportionalen Hubmagneten (14) zum Verstellen der Zumeßeinheit (5) aufweist.

16. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) der Zumeßeinheit (5) mit dem Anker des Hubmagneten (14) verbunden ist.

17. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (14) an die Zumeßeinheit-Anordnung (10) angeflanscht ist.

18. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (14) mittels Befestigungsschrauben (15) an der Zumeßeinheit- Anordnung (10) befestigt ist.

19. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 18, daß die Zumeßeinheit-Anordnung (10) in die Niederdruckpumpe (2) integriert ist.

20. Kraftstoffpumpen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (7) einen Ventilkegel (16) aufweist, der mittels einer Druckfeder (17) auf einen Ventilsitz (18) gedrückt wird, wobei die Druckfederspannung mittels einer Einstellschraube (19), die axial auf die Druckfeder (17) wirkt, von außerhalb der Zumeßeinheit- Anordnung (10) einstellbar ist.