DE19904075A1

DE19904075A1 - Zuführeinrichtung für ein flüssiges Medium

Info

Publication number: DE19904075A1
Application number: DE1999104075
Authority: DE
Inventors: Sieghart Maier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung (1) für ein flüssiges Medium mit einer Pumpenanordnung (2; 3), die das flüssige Medium in einen Druckspeicher (5) fördert, und mit einer Verteileranordnung (7), die das flüssige Medium aus dem Druckspeicher (5) nacheinander auf mindestens zwei Zuführleitungen (12) verteilt. Um eine Zuführeinrichtung (1) mit einem sehr einfachen Aufbau und möglichst wenigen Bauelementen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß zwischen dem Druckspeicher (5) und der Verteileranordnung (7) eine Ventileinheit (16) zum Festlegen des Zuführbeginns und zur Dosierung des flüssigen Mediums angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung für ein flüssiges Medium mit einer Pumpenanordnung, die das flüssige Medium in einen Druckspeicher fördert, und mit einer Verteileranordnung, die das flüssige Medium aus dem Druckspeicher nacheinander auf mindestens zwei Zuführleitungen verteilt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, in denen jeweils ein Brennraum ausgebildet ist, wobei eine Zuführeinrichtung den Brennräumen zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Menge Kraftstoff zuführt.

Stand der Technik

Derartige Zuführeinrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Sie sind bspw. als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Eine derartige Zuführeinrichtung ist aus der EP 0 634 221 B1 bekannt. Dort wird eine Zuführeinrichtung offenbart, die mittels einer Hochdruck-Pumpenanordnung Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher pumpt. Der Druck in dem Hochdruckspeicher wird durch ein Steuerventil auf einem konstanten Niveau gehalten. Aus dem Hochdruckspeicher gelangt der Kraftstoff über eine Hochdruckleitung zu einer Verteileranordnung. Die Verteileranordnung ist als eine Drehverteileranordnung ausgebildet und weist ein in einem Verteilergehäuse drehbar gelagertes Verteilerelement auf. Das Verteilerelement weist an seiner Außenfläche eine Ringnut auf, die mit der Hochdruckleitung in Verbindung steht. Von der Ringnut zweigt eine Verteilerleitung ab, die neben der Ringnut aus dem Verteilerelement mündet. Während der Drehbewegung des Verteilerelements deckt sich die Mündung der Verteilerleitung nacheinander mit mehreren in dem Verteilergehäuse ausgebildeten Auslaßöffnungen. Die Auslaßöffnungen sind über Zuführleitungen mit Einspritzdüsen der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Durch die Drehbewegung des Verteilerelements wird also den Einspritzdüsen nacheinander eine bestimmte Kraftstoffmenge aus dem Hochdruckspeicher zugeführt.

Zur Dosierung der Kraftstoffmenge ist zwischen dem Hochdruckspeicher und der Drehverteileranordnung eine Ventilanordnung angeordnet, die ein erstes Ventil aufweist. Das erste Ventil kann die Hochdruckleitung zwischen der Verteileranordnung und einem Ablauf umschalten. Darüber hinaus weist die Ventilanordnung eine in Reihe zu dem ersten Ventil angeordnete Parallelschaltung einer Drossel und eines zweiten Ventils auf. Mit dem zweiten Ventil kann von einem der Parallelzweige auf den anderen Parallelzweig umgeschaltet werden. Bei geschlossenem zweiten Ventil fließt eine gedrosselte Kraftstoffmenge über die Drossel von dem Hochdruckspeicher zu der Drehverteileranordnung, und bei geöffnetem zweiten Ventil fließt die gesamte Kraftstoffmenge über das zweite Ventil.

Um einer Einspritzdüse der Verbrennungskraftmaschine eine dosierte Kraftstoffmenge zuzuführen, wird folgendermaßen vorgegangen. Zunächst ist die Hochdruckleitung durch das erste Ventil auf den Ablauf geschaltet, und das zweite Ventil ist geschlossen. Sobald das Verteilerelement in eine Stellung gedreht ist, in der sich die Mündung der Verteilerleitung mit einer Auslaßöffnung deckt, schaltet das erste Ventil die Hochdruckleitung auf die Drehverteileranordnung, so daß Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher über die Drossel zu der Einspritzdüse fließen kann. Die Durchflußrate des Kraftstoffs wird von der Größe der Drossel beschränkt. Wenn genügend Kraftstoff mit der beschränkten Durchflußrate zugeführt wurde, wird das zweite Ventil geöffnet. Nun kann die Kraftstoffmenge mit einer wesentlich größeren Durchflußrate von dem Hochdruckspeicher über das zweite Ventil zu der Drehverteileranordnung und weiter zu der Einspritzdüse fließen. Sobald die gewünschte Kraftstoffmenge zu der Einspritzdüse geflossen ist, schaltet das erste Ventil wieder auf den Ablauf um. Das Verteilerelement wird weitergedreht, bis sich die Mündung der Verteilerleitung mit der nächsten Auslaßöffnung deckt. Bevor der dieser Auslaßöffnung zugeordneten Einspritzdüse der Verbrennungskraftmaschine eine dosierte Kraftstoffmenge zugeführt wird, wird das zweite Ventil wieder geschlossen.

Bei der bekannten Zuführeinrichtung wird somit die Kraftstoffmenge allein durch das erste Ventil dosiert. Das zweite Ventil dient lediglich zum Umschalten zwischen zwei verschiedenen Durchmessern der Hochdruckleitung (mit und ohne Drossel) und damit zum Umschalten zwischen zwei verschiedenen Durchflußraten.

Des weiteren ist aus der EP 0 596 054 B1 eine Zuführeinrichtung der eingangs genannten Art mit einer Ventilanordnung bekannt. Die Ventilanordnung weist eine in einer Hochdruckleitung zwischen einem Hochdruckspeicher und einer Verteileranordnung angeordnete erste Ventileinheit auf. Zwischen der ersten Ventileinheit und der Verteileranordnung zweigt eine Entlastungsleitung von der Hochdruckleitung ab. In der Entlastungsleitung ist eine zweite Ventileinheit der Ventilanordnung angeordnet. Durch ein geeignetes Schalten der beiden Ventileinheiten sollen mit dieser Ventilanordnung auch relativ kleine Mengen eines flüssigen Mediums zugeführt werden können.

Schließlich ist aus der DE-A 38 43 467 eine weitere Zuführeinrichtung der eingangs genannten Art mit einer Ventilanordnung bekannt. In einer Hochdruckleitung zwischen einem Hochdruckspeicher und einer Verteileranordnung ist ein Zwischenspeicher angeordnet. Zwischen dem Hochdruckspeicher und dem Zwischenspeicher ist eine erste Ventileinheit der Ventilanordnung angeordnet. Zwischen dem Zwischenspeicher und der Verteileranordnung ist eine zweite Ventileinheit der Ventilanordnung angeordnet. Die erste Ventileinheit steuert die zuzuführende Menge des flüssigen Mediums. Die zweite Ventileinheit wird zu dem Zeitpunkt des Zuführbeginns geöffnet, wodurch die in dem Zwischenspeicher gespeicherte Menge des flüssigen Mediums zugeführt wird.

Die Ventilanordnungen der bekannten Zuführeinrichtungen haben alle den Nachteil, daß sie eines hohen technischen Aufwands bedürfen. Sie bestehen aus mindestens zwei Ventileinheiten, die in unterschiedlicher Weise miteinander verschaltet sind und in unterschiedlicher Weise angesteuert werden.

Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zuführeinrichtung für flüssige Medien der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß sie einen sehr einfachen Aufbau mit möglichst wenigen Bauelementen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Zuführeinrichtung der eingangs genannten Art vor, daß zwischen dem Druckspeicher und der Verteileranordnung eine Ventileinheit zum Festlegen des Zuführbeginns und zur Dosierung des flüssigen Mediums angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß eine Zuführeinrichtung dadurch besonders einfach und mit möglichst wenigen Bauteilen aufgebaut werden kann, daß die die Ventilanordnung nur eine einzige Ventileinheit aufweist, die sowohl die Aufgabe des Festlegens des Zuführbeginns als auch der Dosierung des flüssigen Mediums übernimmt. Bei einer als Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Zuführeinrichtung entspricht das Festlegen des Zuführbeginns dem Festlegen des Einspritzbeginns. Die Dosierung des flüssigen Mediums entspricht in diesem Fall dem Festlegen der Einspritzmenge.

Um auch kleiner Mengen des flüssigen Mediums zuführen zu können, empfiehlt es sich, eine Ventileinheit hoher Qualität einzusetzen. Die Ventileinheit kann die den Zuführleitungen jeweils zuzuführenden Mengen des flüssigen Mediums ausreichend genau dosieren. Auf den Einsatz von zusätzlichen Dosierelementen, bspw. von ansteuerbaren Kraftstoff-Injektoren, am Ende der Zuführleitungen kann deshalb verzichtet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ventileinheit als ein Magnetventil ausgebildet.

Die Zuführeinrichtung weist vorteilhafterweise eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Ventileinheit auf. Die Steuervorrichtung bekommt von einer übergeordneten Einheit Angaben darüber, wie viel des flüssigen Mediums zugeführt werden soll. Entsprechend dieser Angaben steuert die Steuervorrichtung die Ventileinheit an.

Vorzugsweise weist die Pumpenanordnung eine Niederdruckpumpeneinheit und eine Hochdruckpumpeneinheit auf, zwischen denen eine Zumeß-Ventileinheit angeordnet ist. Die Zumeß-Ventileinheit ist vorteilhafterweise als ein Zumeß-Magnetventil ausgebildet, das ebenfalls von der Steuervorrichtung gesteuert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zuführeinrichtung als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform führt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung den Einspritzdüsen der Verbrennungskraftmaschine zum Zeitpunkt des Einspritzbeginns eine bestimmte Fördermenge von Kraftstoff zu.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß ihre Kraftstoffeinspritzeinrichtung einen sehr einfachen Aufbau mit möglichst wenigen Bauelementen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art vor, daß daß die Zuführeinrichtung als eine Zuführeinrichtung nach Anspruch 6 ausgebildet ist.

Ein bevorzugtes Auführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zuführeinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Zuführeinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Zuführeinrichtung 1 ist als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Die Zuführeinrichtung 1 pumpt mittels einer Niederdruckpumpeneinheit 2 und einer Hochdruckpumpeneinheit 3 Kraftstoff aus einem Tank 4 in einen Hochdruckspeicher 5. Der Hochdruckspeicher 5 ist über ein Druckregelventil 6 mit dem Tank 4 verbunden. Der Druck in dem Hochdruckspeicher 5 wird durch das Druckregelventil 6 auf einem konstanten Niveau gehalten. Aus dem Hochdruckspeicher 5 gelangt der Kraftstoff über eine Hochdruckleitung 14 zu einer Verteileranordnung 7.

Die Verteileranordnung 7 ist als eine Drehverteileranordnung ausgebildet. Die Verteileranordnung 7 weist ein um seine Längsachse 19 in einem Verteilergehäuse 8 drehbar gelagertes Verteilerelement 9 auf. Das Verteilerelement 9 hat an ihrem unteren Ende ein Schrägverzahnung und greift mit dieser in eine entsprechende Verzahnung einer Antriebswelle 27 der Verbrennungskraftmaschine. Das Verteilerelement 9 weist an seiner Außenfläche eine Ringnut 10 auf, die mit der Hochdruckleitung 14 in Verbindung steht. Von der Ringnut 10 zweigt eine Verteilernut 11 ab, die sich in axialer Richtung an dem Außenumfang des Verteilerelements 9 erstreckt. Während der Drehbewegung des Verteilerelements 9 deckt sich die Verteilernut 11 nacheinander mit mehreren an dem Innenumfang des Verteilergehäuses 8 ausgebildeten Auslaßöffnungen. Die Auslaßöffnungen sind über Zuführleitungen 12 mit Einspritzdüsen der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Die Einspritzdüsen sind über entsprechende Anschlußelemente 13 an die Zuführleitungen 12 angeschlossen. Durch die Drehbewegung des Verteilerelements 9 wird also den Einspritzdüsen nacheinander eine bestimmte Kraftstoffmenge aus dem Hochdruckspeicher 5 zugeführt.

Zur Dosierung der Kraftstoffmenge ist in der Hochdruckleitung 14 zwischen dem Hochdruckspeicher 5 und der Verteileranordnung 7 eine Ventileinheit 16 angeordnet. Die Ventileinheit 16 ist als ein Magnetventil ausgebildet. Die Ventileinheit 16 ist zuständig für sowohl das Festlegen des Einspritzbeginns als auch für das Festlegen der Einspritzmenge. Durch Öffnen der Ventileinheit 16 wird der Einspritzbeginn festgelegt. Ab diesem Zeitpunkt wird der Verteileranordnung 7 Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 5 mit einer bestimmten Durchflußrate zugeführt. Durch Schließen der Ventileinheit 16 wird das Einspritzende festgelegt. Die Einspritzmenge des Kraftstoffs ergibt sich aus der Differenz zwischen Einspritzende und Einspritzbeginn und der Durchflußrate.

Die Zuführeinrichtung 1 weist eine Steuervorrichtung 17 zur Steuerung der Ventileinheiten 16 auf. Die Steuervorrichtung 17 bekommt von einer übergeordneten Steuereinheit der Verbrennungskraftmaschine (Motormanagement) Angaben darüber, wie viel Kraftstoff zugeführt werden soll. Entsprechend dieser Angaben steuert die Steuervorrichtung 17 die Ventileinheit 16 an.

Zwischen der Niederdruckpumpeneinheit 2 und der Hochdruckpumpeneinheit 3 ist eine Zumeß-Ventileinheit 18 angeordnet. Die Zumeß-Ventileinheit 18 ist als ein Zumeß- Magnetventil ausgebildet, das ebenfalls von der Steuervorrichtung 17 gesteuert wird.

Zwischen dem Tank 4 und der Niederdruckpumpeneinheit 2 ist ein Vorfilter 20 angeordnet. Zwischen der Niederdruckpumpeneinheit 2 und der Zumeß-Ventileinheit 18 befindet sich ein Hauptfilter 21.

Über eine im Inneren des Verteilerelements 9 axial verlaufende Ablaufbohrung 22, die über eine radial verlaufende Querbohrung 23 in eine ringförmige Ablaufnut 24 mündet, gelangt Lecköl von oberhalb des Verteilerelements 9 über einen Leckölanschluß 25 wieder zurück in den Tank 4.

Claims

1. Zuführeinrichtung (1) für ein flüssiges Medium mit einer Pumpenanordnung (2; 3), die das flüssige Medium in einen Druckspeicher (5) fördert, und mit einer Verteileranordnung (7), die das flüssige Medium aus dem Druckspeicher (5) nacheinander auf mindestens zwei Zuführleitungen (12) verteilt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckspeicher (5) und der Verteileranordnung (7) eine Ventileinheit (16) zum Festlegen des Zuführbeginns und zur Dosierung des flüssigen Mediums angeordnet ist.

2. Zuführeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (16) als ein Magnetventil ausgebildet ist.

3. Zuführeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (1) eine Steuervorrichtung (17) zur Steuerung der Ventileinheit (16) aufweist.

4. Zuführeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (2; 3) eine Niederdruckpumpeneinheit (2) und eine Hochdruckpumpeneinheit (3) aufweist, zwischen denen eine Zumeß-Ventileinheit (18) angeordnet ist.

5. Zuführeinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeß-Ventileinheit (18) als ein Zumeß-Magnetventil ausgebildet ist, das von der Steuervorrichtung (17) gesteuert wird.

6. Zuführeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (1) als eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist.

7. Verbrennungskraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, in denen jeweils ein Brennraum ausgebildet ist, wobei eine Zuführeinrichtung den Brennräumen zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Menge Kraftstoff zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung als eine Zuführeinrichtung (1) nach Anspruch 6 ausgebildet ist.