DE19846157A1

DE19846157A1 - Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckerzeugung

Info

Publication number: DE19846157A1
Application number: DE19846157A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Geyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-13
Also published as: WO2000020753A1; DE59903863D1; US6581577B1; EP1119704A1; EP1119704B1; JP2002526716A

Abstract

Die Pumpenanordnung weist eine Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (2) ansaugende Niederdruckpumpe (1) und eine Hochdruckpumpe (10) mit mehreren Pumpenelementen (11) auf. Eine Förderleitung (3) führt von der Niederdruckpumpe (1) zu einem Saugventil (14) der jeweiligen Pumpenelemente (11). In der Förderleitung (3) sind ein Stromregelventil (4) in Schieberbauart und ausgangsseitig von diesem ein Differenzdruckventil (5) angeordnet. Zwischen den beiden Ventilen (4, 5) ist eine zum Kraftstoffbehälter (2) führende Rücklaufleitung (6) abgezweigt. Das Differenzdruckventil (5) weist einen Öffnungsdruck auf, welcher größer ist als derjenige der Saugventile (14). Hierdurch wird bei Nullförderung der Hochdruckpumpe (10) ein Ansaugen von Kraftstoff durch die Pumpenelemente (11) vermieden, bei Betrieb der Hochdruckpumpe (10) mit Teilfüllung jedoch eine weitgehend gleichmäßige Befüllung der Pumpenelemente (11) mit Kraftstoff erzielt. DOLLAR A Die Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckerzeugung ist bei in Brennkraftmaschinen eingesetzten Kraftstoffeinspritzsystemen, insbesondere Common-Rail-Einspritzsystemen, verwendbar.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Pumpenanordnung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Es ist schon eine solche Pumpenanordnung bekannt (DE 195 49 108 A1) bei welcher das Stromregelventil in seiner den Förderstrom zur Hochdruckpumpe absperrenden Stellung den von der Niederdruckpumpe herangeführten Kraftstoff zum Kraftstoffbehälter absteuert. Ein in Schieberbauart ausgebildetes Stromregelventil hat bauartbedingt einen mehr oder weniger großen Leckstrom. Im Betriebszustand "Nullförderung" der Hochdruckpumpe soll jedoch das Ansaugen des Leckstroms durch eines oder mehrere der Pumpenelemente der Hochdruckpumpe vermieden werden. Dies erfordert das Einstellen der Saugventile der Hochdruckpumpe auf einen relativ hohen Öffnungsdruck mit der nachteiligen Folge, daß im Betriebszustand "Teilfüllung" Öffnungsdruck- und Durchflußtoleranzen eine ungleichmäßige Füllung der Pumpenelemente und damit eine ungleichförmige Förderung der Hochdruckpumpe bewirken. Unterschiedliches Verschleißverhalten der Saugventile über die Lebensdauer der Pumpe kann zu einer weiteren Verschlechterung der Gleichförderung führen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Hochdruckpumpe im Betriebszustand "Null-Förderung" keinen Kraftstoff fördert, weil das Differenzdruckventil vom Leckstrom des Stromregelventils nicht überwunden wird. Demzufolge können die Saugventile der Hochdruckpumpe auf einen sehr niedrigen Öffnungsdruck eingestellt werden, was wiederum die gleichmäßige Füllung der Pumpenelemente mit Kraftstoff im Betriebszustand "Teilfüllung" sicherstellt. Öffnungsdrucktoleranzen und -änderungen über die Lebensdauer derart eingestellter Saugventile haben nur einen geringen Einfluß auf die Gleichförderung der Pumpenelemente.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung ist im Anspruch 2 angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Hydraulikschaltplans für eine Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckerzeugung schematisch vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die dargestellte Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckerzeugung ist für ein in Brennkraftmaschinen eingesetztes Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common-Rail-Einspritzsystem, bestimmt. Die Pumpenanordnung weist eine Niederdruckpumpe 1 auf, welche saugseitig an einen beispielsweise Dieselkraftstoff enthaltenden Kraftstoffbehälter 2 angeschlossen ist. Von der Niederdruckpumpe 1 geht druckseitig eine Förderleitung 3 aus, in welcher stromabwärts aufeinanderfolgend ein Stromregelventil 4 und ein Differenzdruckventil 5 angeordnet sind. Zwischen dem Stromregelventil 4 und dem Differenzdruckventil 5 geht von der Förderleitung 3 eine zum Kraftstoffbehälter 2 führende Rücklaufleitung 6 aus. In der Rücklaufleitung 6 ist eine Drossel 7 angeordnet.

Zu der Pumpenanordnung gehört außerdem eine Hochdruckpumpe 10 mit drei Pumpenelementen 11. Diese weisen jeweils einen Pumpenkolben 12 und ein an einen Verdrängerraum 13 des Pumpenelements 11 angeschlossenes Saugventil 14 und Druckventil 15 auf. Die an einem Hubring 16 durch Federkraft abgestützten Pumpenkolben 12 sind von einer Exzenterwelle 17 antreibbar, welche ebenso wie die Niederdruckpumpe 1 mit der nicht dargestellten Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Die Förderleitung 3 ist nach einer abströmseitig auf das Differenzdruckventil 5 folgenden Verzweigung an die Saugventile 14 der Pumpenelemente 11 angeschlossen. Von den Druckventilen 15 der Pumpenelemente 11 gehen Leitungszweige einer Kraftstoffhochdruckleitung 18 aus, welche zu einem nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckspeicher des Kraftstoffeinspritzsystems führt. Die Niederdruckpumpe 1 und die Hochdruckpumpe 10 der Pumpenanordnung sind jeweils durch nicht dargestellte Druckbegrenzungsventile vor Überlastung geschützt.

Der von der Niederdruckpumpe 1 aus dem Kraftstoffbehälter 2 angesaugte Kraftstoff wird von dem als Proportionalmagnetventil ausgebildeten Stromregelventil 4 mengenmäßig bemessen und durch das geöffnete Differenzdruckventil 5 an die Hochdruckpumpe 10 abgegeben.

Diese hebt den Druck des geförderten Kraftstoffes auf ein relativ hohes Druckniveau an und gibt diesen durch die Kraftstoffhochdruckleitung 18 in den Kraftstoffspeicher ab, an den Kraftstoffinjektoren der Brennkraftmaschine angeschlossen sind. Ein geringer Teil des Förderstroms der Niederdruckpumpe 1 gelangt nach dem Stromregelventil 4 durch die gedrosselte Rücklaufleitung 6 zurück in den Kraftstoffbehälter 2. Die vom Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine abhängige Förderung der Hochdruckpumpe 10 wird als mit dem Stromregelventil 4 eingestellte Mengenregelung durch Saugdrosselung bezeichnet.

Von der Bauart her sind die Niederdruckpumpe 1 und die Hochdruckpumpe 10 Konstantpumpen.

Die Saugventile 14 der Pumpenelemente 11 der Hochdruckpumpe 10 sind, wie schematisch vereinfacht dargestellt, als unbelastetes Rückschlagventil ausgebildet. Abweichend von der Darstellung können die Saugventile 14 auch als federbelastete Rückschlagventile ausgebildet sein. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß die Saugventile 14 auf einen sehr niedrigen Öffnungsdruck eingestellt sind. Demgegenüber hat das Differenzdruckventil 5 in der Förderleitung 3 einen Öffnungsdruck, der größer ist als derjenige der Saugventile 14. Das stromaufwärts des Differenzdruckventils 5 in der Förderleitung 3 angeordnete Stromregelventil 4 ist in Schieberbauart ausgeführt und hat demzufolge in seiner Schließstellung einen Kraftstoff- Leckstrom, welcher nach dem Stromregelventil in die gedrosselte Rücklaufleitung 6 abgeleitet wird, ohne das Differenzdruckventil in seine Durchlaßstellung zu schalten.

In der Sperrstellung des Stromregelventils 4 wird daher mittels des Differenzdruckventils 5 sichergestellt, daß die Pumpenelemente 11 keinen Kraftstoff ansaugen können und die Hochdruckpumpe 10 im Betriebszustand "Null-Förderung" arbeitet. Für einen Betriebszustand "Teil-Förderung" wird mittels des Stromregelventils 4 ein Kraftstoff-Förderstrom eingestellt, dessen Druck das Differenzdruckventil 5 umschaltet, so daß die Pumpenelemente 11 Kraftstoff ansaugen und in die Kraftstoffhochdruckleitung 18 abgeben können. Dabei ist durch den niedrigen Öffnungsdruck der Saugventile 14 eine gleichmäßige Füllung der Pumpenelemente 11 erzielt. Mit der Gleichförderung der Pumpenelemente 11 werden Druckschwankungen im Kraftstoffhochdruckbehälter weitgehend vermieden.

Claims

1. Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckerzeugung für ein in Brennkraftmaschinen eingesetztes Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common-Rail- Einspritzsystem,
mit einer Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (2) ansaugenden Niederdruckpumpe (1),
einer Hochdruckpumpe (10) mit mehreren Pumpenelementen (11),
einer von der Niederdruckpumpe (1) zu der Hochdruckpumpe (10) führenden Förderleitung (3), an welche ein Saugventil (14) des jeweiligen Pumpenelements (11) angeschlossen ist,
einem Stromregelventil (4) in Schieberbauart in der Förderleitung (3),
sowie mit einer ausgangsseitig des Stromregelventils (4) angeschlossenen Rücklaufleitung (6),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rücklaufleitung (6) zwischen dem Stromregelventil (4) und der Hochdruckpumpe (10) an die Förderleitung (3) angeschlossen ist und
daß in der Förderleitung (3) zwischen dem Anschluß der Rücklaufleitung (6) und den Saugventilen (14) der Hochdruckpumpe (10) ein Differenzdruckventil (5) angeordnet ist, dessen Öffnungsdruck größer ist als derjenige der Saugventile (14).

2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil (14) der Pumpenelemente (11) ein unbelastetes oder ein federbelastetes Rückschlagventil ist.